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什么是背光模组

2008-11-1 12:17

什么是背光模组 背光模块(Back Light Unit)是液晶显示器(LCD)光源的提供者,LCD本身并不发光,背光模块光源的表现便决定了显示器表现在外的视觉感,液晶显示器由于其厚度薄,质量轻且携带方便,近年来需求快速的增加,已能在CRT的市场占有一席之地。随着液晶显示器制造技术的提升,大尺寸及低价格的
趋势下,背光模块在考虑轻量化、薄型化、低消费电力、高亮度及降低成本的市场要求,为保持在未来市场的竞争力, 开发、设计新型的背光模块及导光板成型的新制作技术,是今后努力的方向及重要课题。背光模块的结构?? 入射光源(lamp, LED or EL etc.) 导光板(Light Guide Plate) 反射板(Reflector) 棱镜片(prism sheet) . 灯管反射罩(lamp reflector) 外框架 背光模块背光模块结构图 楔型结构(侧光式) 上页图中光源(冷阴极管)直接或间接(经灯管反射罩反射)进入导光板传播,经由导光板下方的光学结构设计面与反射板对全反射现象的破坏后,光源由导光板的正面以某一角度扩散射出,均匀分布于发光区域内。 再经由扩散板及棱镜片I、II对光源视野角进行调整,使光线能聚集在液晶显示器的视野角选择内,以配合液晶显示器对光学的特性要求 主要元件介绍--入射光源 荧光灯 冷阴极管 优点:细管径化(管径现可达到1.8mm )、寿命长、亮度 高、工作电流低 缺点:发光效率低于20% 、放电电压高、低温下放电特 性差、加热达到稳定辉度时间长 热阴极管 优点: 放电电压低、加热达到稳定辉度时间短、发光效 率高 缺点: 细管化困难、寿命短 冷阴极管和热阴极管的对比及区别 LED(发光二极管)以往用于小型的单色LCD的显示器装置,近年来成功发展出青色光源的LED,经过导光板、反射板等作用形成白色光源显示,由于其辉度高,渐成为具有实用性的导光板光源。 有机EL面状发光 一种能配合背光模块面光源型态的光源型式,由于其辉度低,适用于小型、全彩等使用的背光模块,现阶段正努力于三原色化, 为未来市场增加其应用性。 主要元件介绍—导光板 导光板是背光模块光源的传播煤介,其形状及材料组成决定了出射光源的辉度及分布上均一性的表现。 一般来说,较细的灯管配合厚的导光板有较佳的入光效率,仅有在灯管紧靠在导光板上有最佳47%的入光效率。在实际的考虑上为避免灯管电极过热对导光板造成伤害,必须要求保持灯管与导光板间的相对距离。 进入导光板内部的光源,经过散射效应与反射板、扩散板及棱镜片等作用后,出光效率约占内部光源的75%左右。 现行导光板在薄型化的趋势下,笔记型计算机使用的导光板厚度已由4mm (平板型) 逐渐降低至1.5mm(楔型)以下,再配合一体化的射出成型技术,是未来几年内的 产业走向 导光板介绍—点印刷式导光板 点印刷式导光板: 以往导光板印刷为将光源均一化分布的常用方式,利用含高发散光源物质(如SiO2 及tiO2)的印刷材料,适当的分布于导光板底面,借由印刷材料对光源吸收再扩散放出的性质,破坏全反射效应造成的内部传播,使光由正面射出并均匀分布于发光区,但因出光的散射角较大及印刷点亮度对比较高,必须使用较厚的扩散板(覆盖)及棱镜片(集光)达到其光学与外观要求。印刷方式的导光板常用在中小型的背光模块及设计试作阶段,以减少模具费的使用。 导光板介绍—射出成型一体化导光板 蚀刻方式(模仁咬花) 直接将印刷点的设计转移到模具上,取代传统的印刷方式,而在辉度的实际表现上,蚀刻导光板则不如印刷导光板。(现已发展至钢板咬花) 切削方式SC加工 在导光板正面以切削方式制造出一条条长沟型的结构,与棱镜片结构类似的镜面设计,更能增加辉度提高的效果,但在均一性的表现上则不如印刷方式的导光板结构。 噴砂方式 利用细砂材料喷洒于模仁形成粗面分布,在射出成型下直接转移至导光板上时,粗面越多的地方,破坏光源全反射的效果越强,因此可达到光源面的均匀分布。 内部扩散方式 将一些具散射的透明颗粒材料(如MMA),在射出成型时直接注入导光板内部,利用其浓度的不同对光源作有效率的出射调制,均匀分布在导光板发光区间,并减低光源仍留在导光板内耗损的可能。 主要主要组件介绍—扩散板与棱镜片 导光板光源出射方向及扩散角度并非集中在导光板正面方向,因此在LCD的视野角上无法达成亮度上的要求,必须修正光源的方向及扩散角度,使得光源能尽量集中在要求的方向,扩散板与棱镜片即是作为角度修正及集光效果的重要组件。 扩散板 扩散板的作用除了修正光行进的角度外,对于破坏全反射面的光学结构亦具有覆盖的作用,扩散板的光学参数包含了透过率及雾面程度,视导光板的外观做有利的选择。 棱镜片 棱镜片是提升正面辉度的重要组件,最有效且常用的棱镜片为BEF系列,其中顶角90°及周期结构50um宽的BEFII 90/50 1~2枚应用于导光板上可使辉度提升约1.4~1.8倍,另外1997年发行的DBEF 一枚甚至可使辉度提升达1.5倍之多。 主要组件介绍—灯管反射罩 灯管反射罩 灯管反射罩作用在包住灯管发出的光源,尽量送入导光板内,而灯管反射罩的形状对导光板的入光效率有相当大的影响,一般中小型尺寸的背光模块常用包含银蒸镀膜及PET的软性材质,约有80%的入光效率,而大尺寸含外框的笔记型计算机系列,对入光效率要求较高,因此多以外型特殊及固定的铜材质作为灯管反射罩,以增加入光效率,最佳时可达90%以上,另外灯管阴极接触灯管反射罩常会产生漏电流现象,在机构设计时必须注意!。 主要元件介绍 反射板 反射板功能是将未被散射的光源反射再进入光传导区内,其本身对光源亦稍微有散射的效应;在侧光式大型的背光模块,为降低灯管入光处的辉线效应,常在反射板对应灯管入光处做消光设计,得到较佳的外观效果及均一性。 冷阴极管的驱动元件—(Inverter) 逆变器(Inverter) 逆变器是驱动灯管点灯的高压脉冲(pulse)提供者,它将由电源供应器(Power Supply)的直流电压讯号转换成高频的高压脉冲,使灯管能持续点灯,一般变换器频率在75KHZ以下的室温时,与发光强度维持正比关系,在一般商品化的规格中皆有指定其频率。

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