背光模組簡介機構工程:鄢偉2005/9/21技術處機構工程0講師簡介姓名：鄢偉工號：04R0008

電話：(0514)7849999#7213

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部門職稱：技術處機構工程部/工程師簡歷：畢業于江西南昌大學機械設計制造及其自動化專業，2004獲工學學士學位。技術處機構工程1名詞解釋B/L:BackLight背光板CCFL:ColdCathodeFluorescentLight光冷陰極燈管LED:LightEmittingDiode發光二極管L.G.P:LightGuidePlate導光板MoldFrame塑膠框TopCover/TopChassis上鐵框BackCover下鐵框DoubleTape雙面膠DiffuserSheet擴散片Prism/Lens棱鏡片ReflectSheet反射片/反射板LampCover燈罩Rubber橡膠套Barcode/Laber

標簽connecter連接器/插頭Wire導線技術處機構工程2B/L主要零組件2.擴散板(上)3.Lens片(上側)4.Lens片(下側)5.擴散板(下)6.導光板7.反射片8.Back蓋子9.Lamp反射體10.Lamp蓋子11.冷陰極燈管技術處機構工程3B/L結構LCD技術處機構工程4B/L膜片結構技術處機構工程5B/L個部件相對成本技術處機構工程6B/L實物(5'')技術處機構工程7B/L實物（7''）技術處機構工程8B/L實物(10.4”SVGA)技術處機構工程9各組件作用保護膜—保護整個B/L模組上擴散片—擴散光線.保護第二層棱鏡片棱鏡片—增加輝度（有效利用光能）下擴散片—散亂光源,模糊導光板網紋，網點 導光板—分布光源,將線光源轉換為面光源反射片—反射浪費的光源，增加整體輝度鐵框—支撐B/L模組燈管反射片—反射燈源燈罩—支撐燈管組冷陰極燈管—線光源塑膠框—支撐B/L模組技術處機構工程10背光模組功能及特性要求功能：1.提供LCD面板均勻的

足夠亮度的面光源.2.提供適當光線,

提供所需色度.3.保護LCD面板,

固定回路基板,

增加結構強度.特性要求：☆高輝度☆重量輕☆高均勻性☆寬視角☆低耗電量☆結構穩定☆安全性技術處機構工程11背光模組型式分類(1)直下型--燈管置于導光板下方，燈管通常使用W型燈管，缺點為厚度較厚且有溫度高的問題(使用在21吋以上設計)。(2)側邊入光型--燈管置于導光板側邊，依導光板型式和光學上的需求可選用直型、L型和U型的燈管，優點為厚度較薄且較無溫度的問題；目前多用此一型式。技術處機構工程12直下型反射板導光板光行進方向擴散膜稜鏡片冷陰極管技術處機構工程13側邊入光型技術處機構工程14背光模組光源種類CCFL:冷陰極燈管LED:發光二極管EL(ElectroLuminance):電致發光

1:小型冷陰極熒光燈(CCFL)提供了用于大型LCD所需的亮度和壽命(以及燈光管制能力)，這就是它至今仍是背光照明最為常用的光源的原因。熱量堆積是一個值得關注的問題。

2:LED背面光源的使用壽命比EL長(超過5000小時)，且使用直流電壓，通常應用于小型的單色顯示器，比如鋒窩電話、遙控器、微波爐、立體聲音頻設備等。但是，其亮度也不足以為大型透射式顯示器提供背面光源。

3:電致發光(EL)背光源體薄量輕，提供的光線均勻一致。它的功耗很低，要求的工作電壓為80～100VAC，提供工作電壓的逆變器可把5/12/24VDC的輸入變換為交流輸出。由于EL背面光源的使用壽命有限(在50%亮度條件下的平均使用壽命為3000～5000小時，在更高的亮度水平上使用壽命將大為縮短)，因此，理想的EL背面照明用逆變器允許輸出電壓和頻率隨著EL燈泡的老化而增加，從而延長采用EL的背面照明光源的顯示器的有效使用壽命。

EL背面照明對于像手表、數字臺式鐘和單色PDA等需要極度微弱的照明以便在光線朦朧或昏暗條件下使用的小型反射式LCD應用而言是較為適用的。然而，低效率、低亮度以及短壽命使其不適用于諸如膝上型電腦和平板桌上型監視器所要求的大型LCD這樣的透射型背面照明用途。技術處機構工程15光學基本常識

光及輻射：光是指人眼可以感知為明亮之電磁輻射，也可以說是整個電磁輻射光譜中人眼可以看見之部份；這部份之波長分布在360～830nm，只占已知之電磁輻射光譜中之非常微小之部份。

光通量(lm)：發光體每秒鐘發出的光量之總和。符號-Φ，單位-流明Lm。

發光強度（cd）：發光體在單位立體角內發出的光通量，也就是發光體所發出的光通量在空間選定方向上分布的密度。符號-I，單位-坎德拉cd。

色溫（k）：以絕對溫度Ｋ來表示（Ｋ=℃＋273.15），即將一黑體加熱，溫度升到一定程度時，顏色逐漸由深紅—淺紅—橙紅—黃—黃白—白—藍白—藍變化。當某光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源的色溫。如：當黑體加熱呈現深紅時溫度約為550℃，即色溫為823Ｋ。

光效（lm/w)：光源發出的光通量除以光源所消耗的功率。它是衡量光源節能的重要指標。

顯色性（Ra）：光源對物體本身顏色呈現的程度稱為顯色性。也就是顏色的逼真程度。國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數定為100。各類光源的顯色指數各不相同。如：白熾燈Ra≥90，熒光燈Ra=60～90。

平均壽命：燈正常使用，50%損壞時的時間。

光及輻射：光是指人眼可以感知為明亮之電磁輻射，也可以說是整個電磁輻射光譜中人眼可見之部份；這部分之波長分布在360～830nm，只占已知之電磁輻射光譜中之非常微小之部分。

照度(Illuminance)：發光體照射在被照物體單位面積上的光通量。符號-E，單位-勒克斯Lm/m2。

輝度(LuminanceL)：光源或一被照面之輝度指其單位表面在某一方向上的光強度密度，也可說是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。單位：坎德拉每平方米(cd/m2)，符號-L。

亮度：發光體在特定方向單位立體角單位面積內的光通量。符號-L，單位-尼脫cd/m2。技術處機構工程16發光效率（lm/W）每一消耗電力（Watt）所輸出光的能量（lm）。每一消耗電力輸出的光源愈多，就表示光源效率愈高，亦即愈省電。發光效率依功率大小、種類、使用狀況而異。鎢絲燈-15流明/瓦

高壓水銀燈-40至60流明/瓦

熒光燈-64至100流明/瓦

金屬鹵化物燈-70至90流明/瓦

高壓鈉燈-90至125流明/瓦

低壓鈉燈-120至200流明/瓦

陶瓷金鹵燈-110至200流明/瓦半導體領導-約30流明/瓦(目前狀態)技術處機構工程17色坐標舌頭圖技術處機構工程18光學測量的儀器技術處機構工程19CCFL發光原理

冷陰極熒光燈管的發光原理同于一般日光燈。在熒光燈管內部含有水銀和稀有氣體，一般高效能冷陰極熒光燈管所封入的氣體以Ne+Ar（95%+5%）之混合氣體為主。當燈管于電極兩端加上電壓后，造成電極之尖端部位產生電子釋放，釋放之電子與內部之水銀產生撞擊，被激起的水銀原子產生不穩定之狀態后又快速的返回穩定之狀態，剩余的能量就變成紫外線(主要波長為253.7nm與185nm)的形式被釋放出來。熒光體因吸收這個波長之紫外線，將紫外線之能量變換為可視光線而造成發光。技術處機構工程20CCFL內部結構電極：

直桶狀管狀杯狀技術處機構工程21CCFL壽命影響CCFL的因素如下：1:玻璃管徑2:燈管長度3:燈管形狀(直管、L管、ㄇ管、Ｕ管、Ｗ管)4:電極形狀及種類5:水銀量6:惰性氣體充填壓力7:氣體混合比例(Ne+Ar)8:周圍環境溫度(影響管壁及電極溫度)9:色度10:營光劑涂布技術處機構工程22燈管類型直管L型U型管O型(環型)M管N型蝶型管技術處機構工程23燈管實物技術處機構工程24CCFL制造流程技術處機構工程25CCFL供應商南光：

13-0900013，13-0700085，13-0700065威力盟：

13-0900012，13-0620022，13-0840011，13-0840014，13-0650032誠創：

13-0840013，13-0840016臺光：

13-0650033藍普斯：

帝光主要燈管供應商勁森：湖北宜昌技術處機構工程26高低壓導線整個B/L模組中高壓導線比較短，呈紅色低壓導線比較長，呈白色高壓導線耐壓值一般為3KVAC低壓導線耐壓值一般為300VAC低壓導線符合UL3443標準低壓導線符合UL3633標準技術處機構工程27UL認證簡介UL(UnderwriterLaboratoriesInc.)

是一家產品安全測試和認證機構，她也是美國產品安全標準的創始者。在一個多世紀的時間里，UL已對成百上千種產品和部件進行了相關的安全標準測試并按照國際標準評估其管理系統。在美國，對消費者來說UL就是安全標志的象征。在全球，UL是制造廠商最值得信賴的合格評估提供者之一。UL94："用作器件與設備部件的塑料材料的易燃性標準"。UL94測試方法包括12種燃燒級，根據材料類型和使用目的確定各種材料的燃燒級。半導體行業適用的級別為"V"系列縱向燃燒測試，要求材料可在指定時間內自動滅火。耐燃性的標準有：(UL-94HB)(UL-94V0,V1,V2)(UL-945VA,5VB)(UL-94VTM-0,1,2)(UL-94HBF,HF-1,2)技術處機構工程28領導◆LED發光原理及特點

LED（LightEmittingDiode）,即發光二極管。是一種半導固體發光器件。它是利用固體半導體芯片作為發光材料。當兩端加上正向電壓，直接發出紅、黃、綠、青、橙、紫、白色的光。發光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱領導。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從領導陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關.技術處機構工程29LED光源的優缺點優點：發光效率高，節省能源耗電量為同等亮度白熾燈的10%-20%，熒光燈的1/2。綠色環保冷光源，不易破碎，沒有電磁干擾，產生廢物少壽命長壽命可達10萬小時固體光源、體積小、重量輕、方向性好單個單元尺寸只有3~5mm響應速度快，并可以耐各種惡劣條件低電壓、小電流缺點：價格過高

至少應從目前的1$/個降至0.2$/個發光效率還不夠高

至少從目前的50~100lm/w提高到200lm/w性價比低還不到民眾普及的時刻

使用低壓直流電，與現有的照明系統不同半導體照明的壽命實際上還涉及多方面的問題，與10萬小時的理論壽命有差距技術處機構工程30領導供應商日本：

Nichia、Citizen、NEC、OkiElectric、Rohm、Sanken、Sharp、Toshiba臺灣：璨圓光電、華興電子、光鼎電子、鼎元光電科技、晶元光電、億光電子、今臺電子、光磊科技、東貝光電科技、佰鴻工業技術處機構工程31LED與CCFL比較光源1亮度2發光效率3功耗4壽命5驅動電源6價格7工作環境領導

√√

√√

√CCFL√

√

1:單個LED亮度遠小于CCFL，可通過多個LED實現亮度的提高，但存在光源一致性及結構設計等問題，目前LED多用于小尺寸背光。2:目前LED發光效率低于CCFL，根據固體發光物理學原理，LED的發光效率能近似100％，實現這一目標仍有很多技術問題需要研究，但克服解決這些問題并不是十分遙遠的事。3:LED的低發熱量決定其低功耗，可應用于一些避免熱量產生的地方，而CCFL隨著其亮度的提高，處理相應帶來的熱量為產品設計制造增加了成本。4:目前LED壽命小于CCFL，影響LED壽命主要原因為制造其之半導體原件：

a.封裝有機化合物易受短波長光譜沖擊而劣化。

b.焊接之壽命年限。

c.電控回路之穩定壽命期限。5:6:目前LED在價格上相比CCFL相比無突出優勢，但未來隨著領導的價格特別發光效率的提高，可為整個社會節約大量能源，因此，LED被譽為21世紀新光源，有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈之后的第四代光源。7:技術處機構工程32棱鏡片棱鏡片的上面部分所使用的材料是Acrylicresin(亞克力樹脂)，下面部分選用的是Polyester(PET)。3M公司生產的產品比較多，以下表格列出在川奇所使用的3M公司的部分產品:規格名稱一般厚度特殊功能和用途BEFII155μm與BEFIII配合使用BEFIIIBEFIII-M160μm與BEFII配合使用BEFIII-T155μm與BEFII配合使用DBEFDBEF-D440μm用于大尺寸顯示屏DBEF-M132μm使亮度進一步增加DBEF-E120μmDualBrightnessEnhancementFilm-EmbossedDRPF130μmDiffuseReflectivePolarizerFilm具有霧面擴散功能，省去上擴散片較佳的抗翹曲性，廣視角增亮功能RBEF152~162μm

Thin-BEF63μm厚度最小技術處機構工程33BEFIIUP35%技術處機構工程34棱鏡片如何增亮？技術處機構工程35BEFIIIUP50%技術處機構工程36RBEFUP35~45%技術處機構工程37DBEFUP58%技術處機構工程38DBEF增亮原理技術處機構工程39DBEF工作原理技術處機構工程40DBEF-DUP50%技術處機構工程41DBEF-MUP58%技術處機構工程42EDR技術處機構工程43BEFII和BEFIII的區別不同產品選用BEFII和BEFIII的原因：

①BEFIII可以抗刮傷，雜質影響比BEFII小；②BEFIII可以減少光的干涉以及產生牛頓環的機會；③BEFIII的霧化功能你BEFII要好。一般在設計時，綜合考慮成本，厚度以及光亮效果，客戶特殊要求等因素，使產品達到優良，滿足客戶需求。技術處機構工程44擴散片公司名稱上擴散片下擴散片型號厚度μm穿透率%霧度%型號厚度μm穿透率%霧度%TsujidenD117120

D12113054.878.5D117UEY1408932.5D121Y15554.878.5

D121Z21854.878.5KeiwaPBS07011793.353.4BS041406087.2BS06

SKCJS15R14392.559.3CH2713577.595.4JS153R20792.659CH29

Kimoto元太用的比較少3M1：上擴散片的霧度小穿透率高，下擴散片的霧度大穿透率低。上擴散片有保護BEF的功能，下擴散片的主要功能是霧化光線，使光線均勻。2：在組裝擴散片是要使粗糙的一面在上面，除了霧化光線，其目的主要是防止刮傷重要表面。技術處機構工程45反射片反射片主要供應廠商有Tsujiden和Keiwa，元太最常用的是Tsujiden公司的：公司名稱反射片型號厚度μm反射率%TsujidenRF18818895.5KeiwaRF215G21595.5技術處機構工程46導光板的分類和各自的區別分類方式具體分類特點（優點，缺點）以制造方式分有印刷以白色網點印刷（圓形，菱形，等等…）無印刷蝕刻模具可以重復更換電鑄模具壽命比較低V-剪切輝度表現最好以材料的不同分PMMA(亞克力)光學效果佳，但易吸水變形PC(光學用)比PMMA光學效果略差，尺寸比較穩定Zeonor材料比較貴，尺寸最穩定，可射出更薄的LGP以形狀區分平板光學效果不是很好，亮度沒有楔形板的高楔形板使Module厚度更薄，光學效果好導光板功能：使燈管發出的光能盡可能的均勻射出來，通過內部的特殊構造經過反射折射原理是導光板上與燈管相隔遠和近的地方在外界看來光的亮度都是差不多的。導光板的構造：整體結構是一塊透明的塑料，其底部是間隔和大小不同的小的突起部分，這部分負責光的反射，空隙部分使光投射到下面的反光板，又一次的反射經過導光板，使靠進燈管的地方和遠離燈管的地方看起來光的亮度差不多。技術處機構工程47導光板網紋排列技術處機構工程48導光板技術處機構工程49點印刷式導光板點印刷式導光板：以往導光板印刷為將光源均一化分布的常用方式，利用含高發散光源物質(如SiO2及TiO2)的印刷材料，適當的分布于導光板底面，借由印刷材料對光源吸收再擴散放出的性質，破壞全反射效應造成的內部傳播，使光由正面射出并均勻分布于發光區，但因出光的散射角較大及印刷點亮度對比較高，必須使用較厚的擴散板(覆蓋)及棱鏡片達到其光學與外觀要求。印刷方式的導光板常用在中小型的背光模塊及設計試作階段，以減少模具費的使用。技術處機構工程50非印刷式導光板制造技術技術處機構工程51塑膠框實物技術處機構工程52塑膠框1：塑膠框的主要材料有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’’產品用PC-ABS；此外還有PP系列，這類的比較少用。2：塑膠框的顏色有白色和黑色，其中黑色居多，因為黑色容易吸光，不易透光，使光的浪費比較少，但10.4’’的產品要用白板，這樣可以使結合處不至于太暗。在安裝時，導光板與塑膠框的間隙不能太大。3：塑膠框的添加劑有GF,一般占10%,防火劑,滑石粉,UV劑等。①防火劑的優點是耐熱，缺點是降低剛性，延展性和流動性。

②GF的優點是增加了強度，不易折彎，尺寸穩定，收縮率比較小，缺點有材料易脆化，不耐沖擊，射出時會產生浮纖的現象。GF有長纖和短纖之分，長纖多用于飛機制造上，短纖多用于工程塑料。③UV劑可以抗陽光照射，此種材料的塑膠框用在特殊場合。4：塑膠框的制作流程：

PC+添加物混合→烘干（100°C-120°C,4H）→加熱熔解（260°C-300°C）→控制注入時間注入溫度和注入壓力，將材料注入模具→控制保壓時間和壓力，冷卻→開模取樣→外觀檢查，尺寸檢測→包裝出貨為了在注入時不產生氣泡，一般會在注入孔的另一端開有小的通氣孔。還要注意針孔和毛邊的處理。技術處機構工程53熱縮套管技術處機構工程54燈管反射罩實物技術處機構工程55燈管反射罩的作用

燈管反射罩作用在包住燈管發出的光源，盡量送入導光板內，而燈管反射罩的形狀對導光板的入光效率有相當大的影響，一般中小型尺寸的背光模塊常用包含銀蒸鍍膜及寵物的軟性材質，約有80%的入光效率，而大尺寸含外框的筆記型計算機系列，對入光效率要求較高，因此多以外型特殊及固定的銅材質作為燈管反射罩，以增加入光效率，最佳時可達90%以上，另外燈管陰極接觸燈管反射罩常會產生漏電流現象，在機構設計時必須注意!技術處機構工程56雙面膠實物3M（9888T）日東（NITTO500）技術處機構工程57雙面膠3M：

3M9488,厚度0.15mm3M9888T,9488的進化版，厚度0.15mm3M468MP,3M9672LE,3M9472日東：日東500,厚度0.15mm尚達：代理3M公司產品技術處機構工程58鐵殼材質SUS304SUS430馬口鐵技術處機構工程59鐵殼廠商揚州科達：5’’,6.2’’,6.4’’,6.5’’,7’’,9’’,10’’,10.4’’蘇州佑達：5’’,7’’,6.2’’,8.4’’蘇州嘉詮：7’’,8.4’’臺灣鋒祿：6.4’’,9’’臺灣嘉彰：2.5’’,6.5’’,7’’,10.4’’東莞鑫技：10’’