背光模组结构介绍.pdf

SHANGHAI TIANMA MICRO ELECTRONICS CO LTD SHANGHAI TIANMA MICRO ELECTRONICS CO LTD 背光模组结构介绍背光模组结构介绍 上海天马上海天马 内容内容 一 BL介绍及构造 二 光的全反射原理 三 BL工作原理 四 BL部材介绍 一 BL介绍及构造 二 光的全反射原理 三 BL工作原理 四 BL部材介绍 4 1 LED组件介绍 4 2 导光板介绍 4 3 反射膜介绍 4 4 扩散膜介绍 4 5 增光膜介绍 4 6 胶框介绍 4 7 遮光膜介绍 4 8 铁框介绍 4 1 LED组件介绍 4 2 导光板介绍 4 3 反射膜介绍 4 4 扩散膜介绍 4 5 增光膜介绍 4 6 胶框介绍 4 7 遮光膜介绍 4 8 铁框介绍 五 BL工艺流程 六 BL常见不良及改善 七 BL质量品质要求 五 BL工艺流程 六 BL常见不良及改善 七 BL质量品质要求 上海天马上海天马 一 一 BL介绍及构造BL介绍及构造 Backlight 背光源 以下简称BL BL功能 提供Panel背光源 固定 保护Panel 提供客户锁附结构 BL构造 遮光膜 PSA 上棱镜片 TBEF 下棱镜片 BBEF 下扩散片 DIF 导 光板 LGP 反射片 REF LED组件 FPCA 铁件 BEZEL 背胶 TAPE 胶框 HG 上海天马上海天马 一 一 BL介绍及构造BL介绍及构造 上海天马上海天马 二 光的全反射原理二 光的全反射原理 全反射全反射 随着入射角的增加折射光逐渐靠近n1介质面 当入射角增加至 c 我们称 之为临界角 时 折射光沿截面行进 此时折射角为90 当入射角大于临界角时 便不再有折射光出现 上海天马上海天马 三 三 BL工作原理BL工作原理 侧发光LED发出所需亮度和颜色 一般白色 的光 经过导光板的作用 把侧面 光源转换成正式的面光源 大部分光线折射到正面 小部分光线通过反射膜的作用 反射后被再次利用 光线通过下扩散的扩散作用被完全打散 使光线在整个平面相对 平衡 经下增光膜的棱镜聚集作用 使光线在横向或纵向得到增强 经过上增光膜的 棱镜聚集作用 使光线在纵向或横向得到增强 LGP REF DIF BEF FPCA 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍4 1 LED组件介绍 功能 提供背光光源和与LCM连接的桥梁及BL所需光源 红色框内做 单面板处理 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 FPC组成4 1 LED组件介绍 FPC组成 FPC组成 单面板 双面板 多层软板 导体露出部导体露出部 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 FPC组成4 1 LED组件介绍 FPC组成 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 FPC材料分类4 1 LED组件介绍 FPC材料分类 1 铜箔 在材料上区分为压延铜 ROLLED ANNEAL COPPER FOIL 及电解铜 ELECTRO DEPOSITEDCOPPER FOIL 两种 在特性上来说 压延铜之机械特性较 佳 在挠折性要求时大部分均选用压延铜 2 基材 在材料上区分为PI Polymide FILM及PET Polyester Film两种 PI之 价格较高 但其耐燃性较佳 PET价格较低 但不耐热 因此若有焊接需求时 大 部分均选用PI材质 聚酰亚胺 Polyimide 简称PI 是一种含有酰亚胺基的有机高 分子材料 3 胶一般有Acrylic胶及Expoxy胶两种 最常使用Expoxy胶 厚度上由0 4 1mil 均有 一般使用1mil胶厚 总结 1 铜箔材料一般选用 压延铜较好 2 基材材料一般选用 PI材质较好 3 表面处理一般选用 电镀 镀金 较好 4 粘贴剂一般选用 聚酰亚胺 聚酯较好 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 FPC表面处理4 1 LED组件介绍 FPC表面处理 镀锡铅 镀金 化锡 镀锡铜 熔点 183 熔点高 约230 约230 价格 价格最低 价格最高 中等 中等 厚度规格 常用 8 4um3 03 9 09um0 3 1 2um8 4um 优缺点 因熔点最低 易 有重融现象 SMT 时需加盖板于手 指部 较脆 但无重融 氧化疑虑 放置过久或存放 环境不佳 金手 指部有氧化疑虑 放置过久或存 放环境不佳 金手指部有氧 化疑虑 备注 锡铅比63 37 10 一般 标准 镍3 9 um 金0 03 0 09um 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 SMT4 1 LED组件介绍 SMT 入库待出货入库待出货入库待出货入库待出货OQA抽检抽检 OQA抽检抽检最终检验最终检验最终检验最终检验 贴装辅料贴装辅料 贴装辅料贴装辅料 冲冲 床床 冲冲 床床 电电 检检 电电 检检清清 洗洗 清清 洗洗 回回 流流 回回 流流 贴贴 片片贴贴 片片印印 刷刷 印印 刷刷下下 料料下下 料料烘烘 板板烘烘 板板 SMT为一种表面贴装技术 其工艺流程如下 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 SMT用材料4 1 LED组件介绍 SMT用材料 SMT常用材料如下 柔板柔板 元件元件 锡膏锡膏 辅料辅料 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 SMT制程4 1 LED组件介绍 SMT制程 目的 将柔板的湿气去除 有利于 SMT焊接 防止焊盘氧化 目的 将柔板的湿气去除 有利于 SMT焊接 防止焊盘氧化 烘 板 印 刷 目的 将锡膏印刷在相应 的金PAD上 目的 将锡膏印刷在相应 的金PAD上 已印刷 已印刷 未印刷 未印刷 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 SMT制程4 1 LED组件介绍 SMT制程 未贴片未贴片 已贴片已贴片 目的 将元件贴装在印好锡膏的 相应的PAD上 目的 将元件贴装在印好锡膏的 相应的PAD上 贴 片 未回流未回流 已回流已回流 目的 经过高温将元件与柔板PAD焊 接固定 目的 经过高温将元件与柔板PAD焊 接固定 回 流 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 SMT制程4 1 LED组件介绍 SMT制程 目的 将板子表面的异物清洗干净 助焊剂残留 白粉等 目的 将板子表面的异物清洗干净 助焊剂残留 白粉等 助焊 剂残留 助焊 剂残留 清 洗 未冲切未冲切 已冲切已冲切 目的 将板子的废料边缘冲切掉 目的 将板子的废料边缘冲切掉 冲 床 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 SMT制程4 1 LED组件介绍 SMT制程 目的 运用夹具对线路板的导通性及 电性能进行测试 确保线路板 的电性能百分之百正确 目的 运用夹具对线路板的导通性及 电性能进行测试 确保线路板 的电性能百分之百正确 电 检 未贴PSA未贴PSA 已贴PSA已贴PSA 目的 用于客户后道装配 目的 用于客户后道装配 贴 装 辅 料 上海天马上海天马 4 1 LED组件介绍 LED介绍4 1 LED组件介绍 LED介绍 LED Light Emitting Diode 是由半导体材料所制成之发光组件 组件具有两 个电极端子 在端子间施加电压 通入极小电流 经由电子电洞之结合可将剩余能 量以光形式激发释出 此即LED之基本发光原理 不同于一般白炽灯泡 LED系属冷发光 具有耗电量低 组件寿命长 无须暖 灯时间 反应速度快等优点 再加上其体积小 耐震动 适合量产 容易配合应用 上的需求制成极小或数组式组件 目前LED已普遍使用于信息 通讯及消费性电子 产品指示器与显示装置上 成为日常生活中不可或缺重要组件 LED依形状分为Top View与Side View TOP View LED TOP View LED Sid View LED Sid View LED 上海天马上海天马 4 2 导光板介绍4 2 导光板介绍 导光板 LGP 导光板一般由基板和网点组成 在LED入光部有锯齿结构 导光板组成材料 PC与PMMA 导光板的作用 把侧发光LED发出的光线转换成设计所需方向的面光源 上海天马上海天马 4 2 导光板介绍 外形4 2 导光板介绍 外形 网点 锯齿 上海天马上海天马 导光板的原理 利用入光部的锯齿结构和底部网点把LED发出的所有光线进行折 射或反射 改变光线传播的方向 高效率地利用光线 4 2 导光板介绍 原理4 2 导光板介绍 原理 上海天马上海天马 1 平板型导光板 此形状为常规设计 光线利用率高 加工成型简单 2 楔形导光板 降低导光板与整个模块厚度 但是有部分光线在楔形斜坡出被折 射后指向视角外区域 有少部分亮度损失 3 斜形导光板 此结构一般应用在大尺寸背光源 中小尺寸很少使用 4 2 导光板介绍 形状4 2 导光板介绍 形状 上海天马上海天马 4 2 导光板介绍 材质4 2 导光板介绍 材质 导光板原材供应商以日本为主 目前台湾和韩国也有相应材料 PC 主要是日本出光株式会社 代表材料LC1700 LC1500 LC1500M 等 PMMA 主要是日本三菱丽阳 Mitsubishi Rayon 住友 Sumitomo 库拉雷 Kuraray 台湾奇美化学 韩国世和等 Zeonor 主要是日本Nippon Zeon 上海天马上海天马 4 2 导光板介绍 网点分布4 2 导光板介绍 网点分布 LED 入光部处 采用Serration 锯齿结构 且网点稀疏 LED 与导光板L A 区域保持一定距离 由LED 入光端到远端 网点可逐渐增加密度或网点可变大变密 上海天马上海天马 4 2 导光板介绍 网点作用4 2 导光板介绍 网点作用 光在LGP内部行进方式 p p 假如网点密度增加 光会提 前导出LGP 即如果BLU入光 处网点密度过大 会造成入 光处过亮现象 假如网点密度减少 光会延 迟导出LGP 即如果BLU入光 处网点密度过稀 会造成出 光处过亮现象 上海天马上海天马 4 2 导光板介绍 网点改版4 2 导光板介绍 网点改版 BLU画面出光处过 亮 网点改版方法 区域一与二网点密 度增加 BLU画面出光处过 暗 网点改版方法 区域一网点密度减 少 区域二网点密度 增加 BLU画面入光处过暗 网点改版方法 区域 一网点密度增加 区 域二网点密度减少 BLU画面中间过暗 网点改版方法 区域 一网点密度减少 区 域二网点密度增加 BLU画面入光处过 亮 网点改版方法 区域一网点密度减 少 区域二网点密度 增加 BLU画面中间过亮 网 点改版方法 区域一 网点密度增加 区域 二网点密度减少 上海天马上海天马 4 3 反射膜介绍4 3 反射膜介绍 反射膜 REF 反射膜都是由透明PET做基材 印刷或贴合白色反光层 或镀银反光层 在反射膜 两侧贴合PET保护膜 反射膜的作用 就是尽可能高效地把光线反射到我们需要的面上 反射膜的种类 单面高反射率反射膜与部分透过率反射膜 根据反射膜镀层材料不同 一般分为三种 A 双面镀银反射膜 B 反射面镀银反射膜 C 双面白色反射膜 上海天马上海天马 4 3 反射膜介绍 供应商4 3 反射膜介绍 供应商 上海天马上海天马 4 4 扩散膜介绍4 4 扩散膜介绍 扩散膜 DIF 利用PMMA扩散粒子 使光线发生无规律的折射 面光源产生有效的均一性 比如牛顿环现象经过扩散膜的处理 而得到减轻或完全消失 上海天马上海天马 4 4 扩散膜介绍4 4 扩散膜介绍 根据扩散粒子的雾度 Haze率 不同 可分为上扩散膜和下扩散 上下扩散 膜结构基本一致 也都有防静电特性 下扩散膜另外还具有防粘贴功能 2006年以前的设计基本上都采用上下两张扩散膜结构 如上图 分别在增光 膜的顶部和底部 有效地减轻或消除了一些不良现象 如牛顿环 干涉条纹 光 学膜划伤 黑白点等 但是设计上厚度偏厚且成本增加 由于现在很多上增光膜 都有扩散粒子 起到了上增光膜与上扩散膜合二为一 厚度得到降低 成本减少 目前背光源设计基本上都仅使用下扩散膜 上海天马上海天马 4 5 增光膜介绍4 5 增光膜介绍 增光膜 BEF 将各个方向的偏振光线改变其传播方向为垂直方向射出 当人眼垂直导光板表 面看上去时最亮 实质是聚光 因为能量是守恆的 光能也是一样 它不会增加 增 光贴布的表面呈有条纹的亮银色 由於它的光学特性直接取决於它的条纹结构以及 表面的涂层 所以用手触摸或挤压 划伤均会影响其其光学特性 一般上下BEF角度相差90度 上海天马上海天马 4 5 增光膜介绍4 5 增光膜介绍 上海天马上海天马 4 5 增光膜介绍4 5 增光膜介绍 上海天马上海天马 4 6 胶框介绍4 6 胶框介绍 胶框 HG 功能 框架在背光模块的角色在于对膜片的支撑 定位 保护作用以及嵌合应用端机 构 可预防不当碰撞 挤压等对功能的损害及影响 材质 Pc 例URZ 2500 制程 射出成型 卡导光板机构 LED组件出口区 LED组件放置区 上海天马上海天马 4 6 胶框介绍4 6 胶框介绍 射出成型原理 热塑性塑料在常温下通常为颗粒状 加热到一定温度后变成熔融的 状态 将其冷却后则固化成型 若再次加热则又会变成熔融的状态 而可进行再次 的塑化成型 热塑性塑料的废料通常可回收再利用 亦即有所谓的 二次料 上海天马上海天马 4 7 遮光膜介绍4 7 遮光膜介绍 遮光胶带 PSA 一种双面均备胶的薄膜 约50 100微米厚 一面为黑色 一面为白色或双面黑色 黑色面用于贴附液晶面板 白色面贴于背光模块 所以其位置在模块最上端 功能 固定液晶 遮光避免不必要的光源 例如缝隙漏光等 形成设计所需要的 发光区域 常用厚度 0 06mm 0 05mm 0 03mm 上海天马上海天马 4 7 遮光膜介绍 种类4 7 遮光膜介绍 种类 上海天马上海天马 4 7 遮光膜介绍 材料4 7 遮光膜介绍 材料 上海天马上海天马 4 8 铁框介绍4 8 铁框介绍 铁框 BZ BZ 即是Bezel 的简称 中文叫铁壳或铁框 其主要作用是增加产品的结构强 度 在液晶显示模组里面 BZ 主要是支撑 保护及装饰LCD 等部件 尤其是目前 数码电子产品越来越轻薄化设计 LCM 液晶显示模组的厚度也相应进行了超薄设 计 这样 设计时就应当使用到BZ 来保护整个显示屏组件 使其超薄化设计但强 度又满足相应信赖性要求 所以 目前电子产品中几乎都会使用到BZ 这种材料 另外 BZ 还有屏蔽作用 当被接地时 也可以起到GND 放电作用 BZ 的材料 BZ 常用的材料有铝合金 不锈钢 铜等 最常用的是SUS 系列不锈钢片 SUS 不锈钢片 SUS304L SUS304H 1 4H 3 4H 1 2H 等 不生锈 易加工 价 格中等 铝合金 重量非常轻 加工容易 但价格较高 白铜 Cupronickel 可焊接 但易被氧化 BZ常用的厚度为 0 1mm 0 15mm 0 2mm 0 3mm 或者其他尺寸 上海天马上海天马 4 8 铁框介绍4 8 铁框介绍 BZ 生产流程 A 下料 根据设计尺寸来确定片材的宽度和长度 B 装料 把片材加轴 卷成卷状 C 预冲压 首批零件的定位 形状 尺寸加工验证 D 首检 首批零件检验 E 连冲 连续模快速冲切 F 清洗 去除表面污渍等 G 检验 形状 尺寸 表面质量等检验 H 包装入库 上海天马上海天马 五 BL工艺流程五 BL工艺流程 BL组装过程如下 上海天马上海天马 六 BL常见不良及改善六 BL常见不良及改善 BL常见不良 1 Hot Spot光斑不良 2 光柱不良 3 漏光不良 4 牛顿环不良 上海天马上海天马 一 Hot Spot光斑不良 在LED发光点处形成一个亮点 改善对策 1 改善导光板LED入光部的网点密度 通过降低密度方式减轻或消除光斑现象 2 LGP开模时评估LED到发光区距离是否合适 如果空间足够可增加LED到发光区距 离 3 如果光斑现象很轻微 可考虑使用带扩散功能的上增光膜解决此不良 上海天马上海天马 二 光柱不良 在LED发光端 光线成45度或135度方向聚集发射 形成一道道光束 或光柱 改善对策 1 分析确认增光膜角度 上下增光膜不能使用45和135度搭配 须调整角度 2 分析LED与导光板高度是否匹配 LED不能高于导光板 最佳配合为 H LGP 110 L LED 3