背光模组构造及原理

• 导光板制造过程
导光板其最重要也是最原始的材料为光学级PMMA (POLY METHYL METHACRYL ATE)(聚甲基丙烯酸甲） 也就是俗称的亚克力 或有机玻璃，其分类又有PMMA颗粒和 PMMA平板。
PMMA由石油中提炼单体(MMA)再将单体(MMA)经过化学 加工后做出光学级PMMA颗粒，再将光学级PMMA颗粒用压铸 法(Casting:PMMA粒子流入模腔,上面模面压合至所需的高度)或压出法(Injection:制 做方法如上,但压力较大)来制作光学级PMMA平板。
比重 吸水率%
折射率 透光率% 熱雙形溫度 （℃ ）
1.2 ＜0.3
1.49 92 80~90℃
导光板光学性质
压克力的折射率 ：nt＝1.49 压克力临界角 θt=42.15°
• 导光板的功能和要求
导光板故名思义其最主要的的功能在于要将 光线导向设计者所需要的方向，而所有的导光板 的设计都是要配合下游产品LCD和背光模块的需 要，最重要的是要达到辉度和均匀度。
擴散層
三、导光板的构造＆特性
• 何谓导光板
导光板一词来自于英文译音(Light Guide）其产生为应用于LCD所产生的,LCD为一非 自发光性的产品为了要展现LCD的亮度就必需要 有背光模块来显现，在背光模块的发展过成中重 要关键的零组件导光板也随着下游产品的需求进 而开始有不同的改变。
項 目 PMMA
背光模组构造及原理
背光源的种类与应用
• • • • • • • 直下式 v.s 侧光式 单侧入光 v.s 对侧入光 v.s 多侧入光 平板LGP v.s 楔形LGP (Light Guide Panel – 导光板) Monitor / TV ─ 高辉度、广视角、大型化。 Notebook PC ─ 高效率/省电化、轻薄化。 卫星导航/车载装置 ─ 高辉度、坚固性、耐候性。 掌上型装置 ─ 小尺寸、轻薄化、省电化。
背光源的構造
侧光式背光源的构造 直下式背光源的构造
扩散板
CCFL
==== 將線光源變成面光源 ====
光学元件介绍
一、冷阴极灯管的构造
CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp
工作原理:
1.高电压电极激发电子 2.电子撞击Ne and Ar ，吸收能量(升温) 3.高能量的Ne and Ar 释放能量，撞击Hg 吸收能量 4.Hg释放UV λ=253.7nm，撞击萤光体 5.由萤光体发出可视光(R、G、B)
缺点
印刷过程因为溶剂挥发性强故制程 缺点为辉度较IR低，且是干燥 中油墨稳定不易控制且因为须烘烤 为假性硬化网点,网点易脱落. 干燥故产能受限
•
影像输入装置 ─ 特殊色度、辉度均齐度要求高。
光源反射方向
• Ray Approximation: 假设光波依一直线方向前进。
N
θi θr
•反射定律： θi = θr 入射线、出射线 及 反射面之垂 直法线皆在同一平面。
镜面反射
(λ> 表面粗度)
粗糙表面造成「漫射」 (Diffusion)
所有的背光模组之光源均是漫反射
C.按照入光方式：侧入光(灯管和LED)和直下式。 侧入光式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之侧部。 直下式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之下方。 D.按照成形制作方式：射出成形和裁切成型。 射出成形：应用射出成形机将光学级PMMA颗粒运用高温、 高压射入模具内冷却成形。 裁切成形：将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品。
有
有
有 无
有 有
（韩）世和 Sehwa
有
有
.不同的网点结构
印刷 V-cut
射出
• 导光板制作技术分析：
a、印刷方式：印刷方式因其油墨干燥方式分为IR和UV两种。 IR和UV印刷特性比較：
项目 干燥方式 优点 传统烘烤 为反射性佳辉度高，覆着性佳 IR 紫外线光照射 挥发度低，制程中易控制良率， 用紫外光照射干燥故量产速度 较快 UV
抗拉強度 （kg/cm2)
700
• 导光板的分类
A：按照形状分为：平板和楔形板(斜板) 平板：导光板从入光处来看为长方形。 楔形板：从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形(三角形)状。
平 板
楔 形 板
B.按照网点制作方式：印刷式和非印刷式
印刷式：导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印 在反射面。 非印刷式：将网点在导光板成形时直接成形在反射面。 又分为化学蚀刻(Etching)、精密机械刻画法 (V-cut)、光微影法 (Stamper)。
有
有
压出法 (Injection)
压出法 （Injection) 压出法 （Injection) 压出法 （Injection) 压铸法 （Casting)
光学特性佳 板面较软 业界皆认可
光学特性佳 板面较软 业界皆认可 光学特性佳 板面最软 光学特性较差 目前只有奇美电子使 用 光学特性佳 板面较软 LG和现代认可
目前业界所认同的PMMA制造商，主要如下表：
PMMA制造商
项 目
（日）三菱丽阳 Mitsubishi Rayon
PMMA颗粒 PMMA原板
有 有
原板制程
压铸法 （Casting)
备注
光学特性最佳 板面较硬 比较不会弯曲 业界皆认可
（日）住友化学 Sumitomo
（日）旭化成 Asahicasei （日）库拉雷 Kuraray （台）奇美化学
红、绿、蓝荧光 粉 水银蒸气与 惰性气体
影响 CCFL亮度 的因素
1.
2. 3. 4.
玻璃管径
灯管长度 电极形状及种类 水银量 （水银蒸气压＝6X10-3 tor 时 253.7 nm 辐射效率最大）
5.
6. 7. 8. 9.
惰性气体充填压力
气体混和比例 ( Ne + Ar ) 周围环境温度 （影响管壁及电极温度） 色度 荧光剂涂布
CCFL的优缺点
优点 : 细管径化(管径可达到1.8mm )、寿命长、亮度高、工作电流低 。 缺点 : 发光效率低于20% ，瞬间电压高，低温下放电特性差、 加热达到稳定辉度时间长。
二、反射片的构造
• 反射自灯管所入射的光，且反射片本身对光源亦有散射的效应。
LGP
擴散片 PET PC
• 主要使用 防止靜電 • 基材PET Kimoto-RW188(E60L) 、Tsujiden-RF188 or RF125 • 发泡PC材质 3M-LH202 • 反射率都可达90%以上。