背光模组简介

背光模组简介机构工程:鄢伟2005/9/21,技术处机构工程,0,讲师简介,姓名：鄢伟工号：04R0008电话：(0514)7849999#7213电子邮件：coley部门职称：技术处机构工程部/工程师简历：毕业于江西南昌大学机械设计制造及其自动化专业，2004获工学学士学位。,技术处机构工程,1,名词解释,B/L:BackLight背光板CCFL:ColdCathodeFluorescentLight光冷阴极灯管LED:LightEmittingDiode发光二极管L.G.P:LightGuidePlate导光板MoldFrame塑胶框TopCover/TopChassis上铁框BackCover下铁框DoubleTape双面胶DiffuserSheet扩散片Prism/Lens棱镜片ReflectSheet反射片/反射板LampCover燈罩Rubber橡胶套Barcode/Laber标签connecter连接器/插头Wire导线,技术处机构工程,2,B/L主要零组件,2.扩散板(上)3.Lens片(上側)4.Lens片(下側)5.扩散板(下)6.导光板7.反射片8.Back盖子9.Lamp反射体10.Lamp盖子11.冷阴极灯管,技术处机构工程,3,B/L结构,LCD,技术处机构工程,4,B/L膜片结构,技术处机构工程,5,B/L个部件相对成本,技术处机构工程,6,B/L实物(5),技术处机构工程,7,B/L实物（7）,技术处机构工程,8,B/L实物(10.4”SVGA),技术处机构工程,9,各组件作用,保护膜保护整个B/L模组上扩散片扩散光线.保护第二层棱镜片棱镜片增加辉度（有效利用光能）下扩散片散乱光源,模糊导光板网纹，网点導光板分布光源,将线光源转换为面光源反射片反射浪费的光源，增加整体辉度铁框支撑B/L模组灯管反射片反射灯源灯罩支撑灯管组冷阴极灯管线光源塑膠框支撑B/L模组,技术处机构工程,10,背光模组功能及特性要求,功能：1.提供LCD面板均勻的足够亮度的面光源.2.提供适当光线,提供所需色度.3.保护LCD面板,固定回路基板,增加结构強度.,特性要求：高辉度重量轻高均匀性宽视角低耗电量结构稳定安全性,技术处机构工程,11,背光模组型式分类,(1)直下型-灯管置于导光板下方，灯管通常使用W型灯管，缺点为厚度较厚且有温度高的问题(使用在21吋以上设计)。(2)侧边入光型-灯管置于导光板侧边，依导光板型式和光学上的需求可选用直型、L型和U型的灯管，优点为厚度较薄且较无温度的问题；目前多用此一型式。,技术处机构工程,12,直下型,技术处机构工程,13,侧边入光型,技术处机构工程,14,背光模组光源种类,CCFL:冷阴极灯管LED:发光二极管EL(ElectroLuminance):电致发光,1:小型冷阴极荧光灯(CCFL)提供了用于大型LCD所需的亮度和寿命(以及灯光管制能力)，这就是它至今仍是背光照明最为常用的光源的原因。热量堆积是一个值得关注的问题。2:LED背面光源的使用寿命比EL长(超过5000小时)，且使用直流电压，通常应用于小型的单色显示器，比如锋窝电话、遥控器、微波炉、立体声音频设备等。但是，其亮度也不足以为大型透射式显示器提供背面光源。3:电致发光(EL)背光源体薄量轻，提供的光线均匀一致。它的功耗很低，要求的工作电压为80100VAC，提供工作电压的逆变器可把5/12/24VDC的输入变换为交流输出。由于EL背面光源的使用寿命有限(在50%亮度条件下的平均使用寿命为30005000小时，在更高的亮度水平上使用寿命将大为缩短)，因此，理想的EL背面照明用逆变器允许输出电压和频率随着EL灯泡的老化而增加，从而延长采用EL的背面照明光源的显示器的有效使用寿命。EL背面照明对于像手表、数字台式钟和单色PDA等需要极度微弱的照明以便在光线朦胧或昏暗条件下使用的小型反射式LCD应用而言是较为适用的。然而，低效率、低亮度以及短寿命使其不适用于诸如膝上型电脑和平板桌上型监视器所要求的大型LCD这样的透射型背面照明用途。,技术处机构工程,15,光学基本常识,光及辐射：光是指人眼可以感知为明亮之电磁辐射，也可以说是整个电磁辐射光谱中人眼可以看见之部份；这部份之波长分布在360830nm，只占已知之电磁辐射光谱中之非常微小之部份。光通量(lm)：发光体每秒钟发出的光量之总和。符号-，单位-流明Lm。发光强度（cd）：发光体在单位立体角内发出的光通量，也就是发光体所发出的光通量在空间选定方向上分布的密度。符号-I，单位-坎德拉cd。色温（k）：以绝对温度来表示（=273.15），即将一黑体加热，温度升到一定程度时，颜色逐渐由深红浅红橙红黄黄白白蓝白蓝变化。当某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。如：当黑体加热呈现深红时温度约为550，即色温为823。光效（lm/w)：光源发出的光通量除以光源所消耗的功率。它是衡量光源节能的重要指标。显色性（Ra）：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性。也就是颜色的逼真程度。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100。各类光源的显色指数各不相同。如：白炽灯Ra90，荧光灯Ra=6090。平均寿命：灯正常使用，50%损坏时的时间。光及辐射：光是指人眼可以感知为明亮之电磁辐射，也可以说是整个电磁辐射光谱中人眼可见之部份；这部分之波长分布在360830nm，只占已知之电磁辐射光谱中之非常微小之部分。照度(Illuminance)：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。符号-E，单位-勒克斯Lm/m2。辉度(LuminanceL)：光源或一被照面之辉度指其单位表面在某一方向上的光强度密度，也可说是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。单位：坎德拉每平方米(cd/m2)，符号-L。亮度：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。符号-L，单位-尼脱cd/m2。,技术处机构工程,16,发光效率（lm/W）,钨丝灯-15流明/瓦高压水银灯-40至60流明/瓦荧光灯-64至100流明/瓦金属卤化物灯-70至90流明/瓦高压钠灯-90至125流明/瓦低压钠灯-120至200流明/瓦陶瓷金卤灯-110至200流明/瓦半导体领导-约30流明/瓦(目前状态),技术处机构工程,17,色坐标舌头图,技术处机构工程,18,光学测量的仪器,技术处机构工程,19,CCFL发光原理,冷阴极荧光灯管的发光原理同于一般日光灯。在荧光灯管内部含有水银和稀有气体，一般高效能冷阴极荧光灯管所封入的气体以Ne+Ar（95%+5%）之混合气体为主。当灯管于电极两端加上电压后，造成电极之尖端部位产生电子释放，释放之电子与内部之水银产生撞击，被激起的水银原子产生不稳定之状态后又快速的返回稳定之状态，剩余的能量就变成紫外线(主要波长为253.7nm与185nm)的形式被释放出来。荧光体因吸收这个波长之紫外线，将紫外线之能量变换为可视光线而造成发光。,技术处机构工程,20,CCFL内部结构,电极：直桶状管状杯状,技术处机构工程,21,CCFL寿命,影响CCFL的因素如下：1:玻璃管径2:灯管长度3:灯管形状(直管、L管、管、管、管)4:电极形状及种类5:水银量6:惰性气体充填压力7:气体混合比例(Ne+Ar)8:周围环境温度(影响管壁及电极温度)9:色度10:营光剂涂布,技术处机构工程,22,灯管类型,直管L型U型管O型(环型)M管N型蝶型管,技术处机构工程,23,灯管实物,技术处机构工程,24,CCFL制造流程,技术处机构工程,25,CCFL供应商,南光：13-0900013，13-0700085，13-0700065威力盟：13-0900012，13-0620022，13-0840011，13-0840014，13-0650032诚创：13-0840013，13-0840016台光：13-0650033蓝普斯：帝光主要灯管供应商劲森：湖北宜昌,技术处机构工程,26,高低压导线,整个B/L模组中高压导线比较短，呈红色低压导线比较长，呈白色高压导线耐压值一般为3KVAC低压导线耐压值一般为300VAC低压导线符合UL3443标准低压导线符合UL3633标准,技术处机构工程,27,UL认证简介,UL(UnderwriterLaboratoriesInc.)是一家产品安全测试和认证机构，她也是美国产品安全标准的创始者。在一个多世纪的时间里，UL已对成百上千种产品和部件进行了相关的安全标准测试并按照国际标准评估其管理系统。在美国，对消费者来说UL就是安全标志的象征。在全球，UL是制造厂商最值得信赖的合格评估提供者之一。UL94：用作器件与设备部件的塑料材料的易燃性标准。UL94测试方法包括12种燃烧级，根据材料类型和使用目的确定各种材料的燃烧级。半导体行业适用的级别为V系列纵向燃烧测试，要求材料可在指定时间内自动灭火。耐燃性的标准有：(UL-94HB)(UL-94V0,V1,V2)(UL-945VA,5VB)(UL-94VTM-0,1,2)(UL-94HBF,HF-1,2),技术处机构工程,28,领导,LED发光原理及特点LED（LightEmittingDiode）,即发光二极管。是一种半导固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料。当两端加上正向电压，直接发出红、黄、绿、青、橙、紫、白色的光。,发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称领导。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从领导阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关.,技术处机构工程,29,LED光源的优缺点,优点：发光效率高，节省能源耗电量为同等亮度白炽灯的10%-20%，荧光灯的1/2。绿色环保冷光源，不易破碎，没有电磁干扰，产生废物少寿命长寿命可达10万小时固体光源、体积小、重量轻、方向性好单个单元尺寸只有35mm响应速度快，并可以耐各种恶劣条件低电压、小电流缺点：价格过高至少应从目前的1$/个降至0.2$/个发光效率还不够高至少从目前的50100lm/w提高到200lm/w性价比低还不到民众普及的时刻使用低压直流电，与现有的照明系统不同半导体照明的寿命实际上还涉及多方面的问题，与10万小时的理论寿命有差距,技术处机构工程,30,领导供应商,日本：Nichia、Citizen、NEC、OkiElectric、Rohm、Sanken、Sharp、Toshiba台湾：璨圆光电、华兴电子、光鼎电子、鼎元光电科技、晶元光电、亿光电子、今台电子、光磊科技、东贝光电科技、佰鸿工业,技术处机构工程,31,LED与CCFL比较,1:单个LED亮度远小于CCFL，可通过多个LED实现亮度的提高，但存在光源一致性及结构设计等问题，目前LED多用于小尺寸背光。2:目前LED发光效率低于CCFL，根据固体发光物理学原理，LED的发光效率能近似100，实现这一目标仍有很多技术问题需要研究，但克服解决这些问题并不是十分遥远的事。3:LED的低发热量决定其低功耗，可应用于一些避免热量产生的地方，而CCFL随着其亮度的提高，处理相应带来的热量为产品设计制造增加了成本。4:目前LED寿命小于CCFL，影响LED寿命主要原因为制造其之半导体原件：a.封装有机化合物易受短波长光谱冲击而劣化。b.焊接之寿命年限。c.电控回路之稳定寿命期限。5:6:目前LED在价格上相比CCFL相比无突出优势，但未来随着领导的价格特别发光效率的提高，可为整个社会节约大量能源，因此，LED被誉为21世纪新光源，有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。7:,技术处机构工程,32,棱镜片,棱镜片的上面部分所使用的材料是Acrylicresin(亚克力树脂)，下面部分选用的是Polyester(PET)。3M公司生产的产品比较多，以下表格列出在川奇所使用的3M公司的部分产品:,技术处机构工程,33,BEFII,UP35%,技术处机构工程,34,棱镜片如何增亮？,技术处机构工程,35,BEFIII,UP50%,技术处机构工程,36,RBEF,UP3545%,技术处机构工程,37,DBEF,UP58%,技术处机构工程,38,DBEF增亮原理,技术处机构工程,39,DBEF工作原理,技术处机构工程,40,DBEF-D,UP50%,技术处机构工程,41,DBEF-M,UP58%,技术处机构工程,42,EDR,技术处机构工程,43,BEFII和BEFIII的区别,不同产品选用BEFII和BEFIII的原因：BEFIII可以抗刮伤，杂质影响比BEFII小；BEFIII可以减少光的干涉以及产生牛顿环的机会；BEFIII的雾化功能你BEFII要好。一般在设计时，综合考虑成本，厚度以及光亮效果，客户特殊要求等因素，使产品达到优良，满足客户需求。,技术处机构工程,44,扩散片,1：上扩散片的雾度小穿透率高，下扩散片的雾度大穿透率低。上扩散片有保护BEF的功能，下扩散片的主要功能是雾化光线，使光线均匀。2：在组装扩散片是要使粗糙的一面在上面，除了雾化光线，其目的主要是防止刮伤重要表面。,技术处机构工程,45,反射片,反射片主要供应厂商有Tsujiden和Keiwa，元太最常用的是Tsujiden公司的：,技术处机构工程,46,导光板的分类和各自的区别,导光板功能：使灯管发出的光能尽可能的均匀射出来，通过内部的特殊构造经过反射折射原理是导光板上与灯管相隔远和近的地方在外界看来光的亮度都是差不多的。导光板的构造：整体结构是一块透明的塑料，其底部是间隔和大小不同的小的突起部分，这部分负责光的反射，空隙部分使光投射到下面的反光板，又一次的反射经过导光板，使靠进灯管的地方和远离灯管的地方看起来光的亮度差不多。,技术处机构工程,47,导光板网纹排列,技术处机构工程,48,导光板,技术处机构工程,49,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。,技术处机构工程,50,非印刷式导光板制造技术,技术处机构工程,51,塑胶框实物,技术处机构工程,52,塑胶框,1：塑胶框的主要材料有ABS,PC和PP，PC元太用的最多。ABS系列的有ABS,ABS+GF(GlassFiber),一般GF占10%；PC系列的有PC,PC+GF,PC-ABS,元太用PC最多，其中PC+GF最常用，10.4产品用PC-ABS；此外还有PP系列，这类的比较少用。2：塑胶框的颜色有白色和黑色，其中黑色居多，因为黑色容易吸光，不易透光，使光的浪费比较少，但10.4的产品要用白板，这样可以使结合处不至于太暗。在安装时，导光板与塑胶框的间隙不能太大。3：塑胶框的添加剂有GF,一般占10%,防火剂,滑石粉,UV剂等。防火剂的优点是耐热，缺点是降低刚性，延展性和流动性。GF的优点是增加了强度，不易折弯，尺寸稳定，收缩率比较小，缺点有材料易脆化，不耐冲击，射出时会产生浮纤的现象。GF有长纤和短纤之分，长纤多用于飞机制造上，短纤多用于工程塑料。UV剂可以抗阳光照射，此种材料的塑胶框用在特殊场合。4：塑胶框的制作流程：PC+添加物混合烘干（100C-120C,4H）加热熔解（260C-300C）控制注入时间注入温度和注入压力，将材料注入模具控制保压时间和压力，冷却开模取样外观检查，尺寸检测包装出货为了在注入时不产生气泡，一般会在注入孔的另一端开有小的通气孔。还要注意针孔和毛边的处理。,技术处机构工程,53,热缩套管,技术处机构工程,54,灯管反射罩实物,技术处机构工程,55,灯管反射罩的作用,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宠物的软性材质，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，