背光板原理教材.docx

PAGE PAGE 1 KB K B R ID G E 背光板原理 目录 第一章 背光板之构造及基本观念 第一节 背光板之功能 2 第二节 背光模块的种类 2 第三节 背光模块的关键材料 3 冷阴极灯管 3 导光板 6 光学膜片(含上、下扩散片、BEF，合称为SHEET) 7 第四节 背光源的种类与运用 11 第二章 背光模块之制程 第一节 产品认识及命名规则 12 第二节 全制程流程说明 13 Ⅰ、裁切 13 Ⅱ、成型 15 Ⅲ、印刷 17 Ⅳ、组立 19 第三章 结束语 第一章 背光板之构造及基本观念篇 第一节 背光板在 LCD 上之功能 由于液晶是属于不具发光特性的化学材料，故需外加光源才能使 TFT 面板得以呈现影像， 反射式的 TFT 面板在光线充足的情况下，可利用自然光线而使影像显现，但在昏暗的状态或对于穿透式 TFT 面板而言，背光模块便成为不可或缺的零组件，背光模块可以提供充足且均匀的亮度，而让 TFT 面板的显示而达到最佳的效果。 背光模块之结构中主要有光源、导光板、棱镜片、扩散板与反射板等等。光源可为发光二极管(LED)或冷阴极灯管(CFL)，也有使用有机电激发光显示器(OEL)之情形。背光模 块的运作原理不难理解。光线自灯管射出后，经由导光板底部的网点反射，可使光线有效扩散并自导光板正面射出，配合扩散板及棱镜片的增强效果，可产生最佳的光源分布， 提高显像品质。而制作方式系将各项材料予以组合，制程主要困难点在于背光模块之设计与导光板的制作。导光板在整体背光模块之成本中占第二位，见图一，但是目前光学膜国内仍倚赖进口，导光板为国内能自行生产的零组件中成本比例最高者，其次，导光板之为整体背光模块之中心，制造之好坏将直接影响背光模块之性能。 組裝費 組裝費其 他 11% 其他材料 16% 光學膜 37% Lamp 9% 反射板 5% 導光板 17% 擴散板 5% 资料来源： 工研院经资中心， 20 00/11 大尺寸面板用途（Large-sized Pa）ne的l 背光模块，主要应用在桌上型 LCD 监视器 （Monitor）与笔记型计算机（NB ）面板的发光源。一个完整的背光模块包括：铝背板／ 底部金属板－反射片（贴在模块底部及侧边）－灯管组品（灯管＆灯罩）－导光板（Light Guide Panel or L）GP－扩散片（Diffuse）r －增光軟片（或称光学膜、棱镜片）—塑膠框等零件，共占大尺寸面板材料成本约 18% ，其中占成本比重最高者为 3M 专利品的棱镜片（参考表二），其具有增加亮度（光线集中度高）的效果；然而影响整体亮度表现的关键，还包括品质良好的灯管与布光均匀的导光板。这三项零组件合占背光模块整体材料成本一半以上，在棱镜片、灯管均由少数厂商寡占的前提下，背光模块厂商必须拥有导光板制造能力，才能称得上具有附加价值的背光模块业者 表二／背光模块主要零组件的成本比重： 15 DT PC vs. 14 NB Panel 棱镜片／增光 for 15 DT PC for 14 PB PC 片 42% 36% 导光板 16% 8% 灯管 12% 5% 扩散板 2% 3% 第二节 背光模块的种类： 若以灯管的位置做为分类，背光模块可自分为侧光式与直下式两大类： 侧光式背光模块： 为达到轻、薄与低耗电量的要求，笔记型计算机之 TFT 面板以采用侧光式背光模块为主，侧光式背光模块的光源，一般仅为单支灯管，灯管的外径通常采用φ1.8mm， 而灯管放置的位置顾名思义为背光模块的侧面，由于光源仅从单边进入，故整体背光模块的亮度均匀性较直下式背光模块更难以控制，且亮度亦较低，通常在笔记型计算机及中、小尺寸之(15”以下)之背光模块上使用单支灯管，17”监视器、侧光式背光模块通常使用 2 支灯管，图一所示为侧光式背光模块之构造。 侧光式背光源的构造 ==== 将线光源变成面光源 ==== (图一) 直下式背光模块： 直下式背光模块的灯管是置于背光模块的正下方，且数量通常为 2 支以上，由于使用的灯管数多于侧光式背光模块，连带使得直下式背光模块的耗电量大增，故大部供应对耗电量较不要求的大型液晶监视器或液晶电视之 TFT 面板上，以期获得较多的亮度，直下式背光模块的亮度分布较为均匀，不过相对地需占用较大的空间，如图二所示： 光行进方向 光行进方向 棱镜片 扩散膜 导光板 反射板 冷阴极管 (图二) 直下式背光模块构造 第三节 背光模块关键材料 不论是侧光式或直下式的背光模块，即使是各产品间之结构设计或规格要求未必相同， 但就各项关键材料所占的成本比例而言，灯管、导光板及光学膜片(上、下扩、BEF)三者合计即占背光模块整体制造成本约 70%，故针对此三项关键零组件分别介绍如下： 冷阴极管(COLD CATH