背光模组部材及原理介绍

以XG01列
40000cd/ m² 75% 70% 64.9% 150% 合計：20.475cd /m² 35% 50% 70% 合計：2508cd/ m²
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背 光 板 架 構
稜鏡片 擴散片
灯管反射 灯管反射 罩
導光板 （Printed Light Guide） Guide） 反射片 （Reflector） Reflector）
CCFL（冷陰極燈管）：氣體放置燈管，與一般燈管差異於有無燈絲 熱燈管：啟動電壓低，消耗功能大 + AC 加 熱 產生電流 吸引 —
收集水銀成蒸氣（電離）變成離子
產生強力紫外線（單一頻率射線，看不到）
激發螢光物質（螢光：延時發光物質） 演色性（色度）有螢光層決定
發生可見光（可見光介於紅外線及紫外線間）
RBEF DBEF反射偏光板 偏光板原理 光線 容許P光通過 S光吸收 Ｐ—ｇｏ 光 Ｓ—反射 Ｓ—反射 Ｓ—反射 DBEF的功能需CELL LCD PENEL後才可顯現 DBEFM—DBEF+Matte Price<DBEF M Cating 於上面 Ｐ—ｇｏ — Ｐ—ｇｏ 偏光板
DBEFD—FOR Monitor 輝度300％≧DBEF 上下Coating 擴散層（可依設計減少Down擴散片）較厚
稜鏡片是使用顯微複製方式製作（Microplication） 加工方式：a.使用PET基材 b.塗布一層壓克力（脂狀） c.利用PATTERN模壓鑄花紋 d.固化 目前主要使用BEF Ⅱ ，BEF Ⅲ ，DBEF 技術進程： Ⅱ → Ⅲ → Ⅴ •T式透明背板 •M（Matte Backside）減少熱對BEF之敏感
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導光板
導光板主要功能為導引側面進入之光源轉為平面出光 目前主要由PMMA（壓克力樹脂）為原料 小點印刷式導光板是在導光板內面的擴散片反射區實施 小點印刷式導光板 小點印刷，可將燈管所發出的光源進行擴散。 非印刷式導光板係在射出成形時利用各種不同加工方式 非印刷式導光板 將導光板內之光源以反射、折射、散射等方式進行利用
＊塑膠框 －搭配機構
－材質、顏色 －成形性
＊固定方式－FILM材（膨脹係數）
－雙面膠選用
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背光板部材選用 CCFL
燈管反射罩：基本上具反射性之物質皆可，重點在於反射片率 日本三井：基材鋁、黃銅、不銹鋼，使用上Y色度上升 西德MIRO2：基材鋁反射率較低Y色度不變 反射片需注意燈管保護
導光板：PMMA光穿透率 反射片：PET基材度反射物質，重點於反射率及厚度設計時會
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膜片(FILM）的光學作用 FILM）的光學
稜鏡片 稜鏡片的作用是將擴散片所發出的光在一定方向進行屈折。（限於X或Y方向）。 3M產品的方向是直角（90º）的重疊，因此可讓X、Y兩方向的光產生一定方向屈折。 稜鏡片：作用是提昇（集中）組件的輝度。 擴散片 擴散片的作用是將導光板所發出的光以正面擴散出及隔絕稜鏡片對熱之敏感 ， 另外也可以遮蓋網點的形狀。 目前主要是在PET上鍍上特殊材質，造成霧狀之視覺效果 擴散片：增加均齊度（同時也將低輝度）。 上擴散片有保護稜鏡片（防止稜鏡片被刮傷）偏光板的作用 反射片 反射片的作用是將燈管組件所發出的光進行反射。 反射面：改變光的方向。
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背光板技術概要 背光板技術概要
背光板→應用於「穿透式 」產品之平面光源 光能源分配技術 光學、電學、化學系統應用之技術 經驗值>理論基礎 成熟的產業 工藝技術重於科學技術
不成熟的技術
材料應用技術30%，設計能力30%，組裝工藝40%
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背光源型式
以光源分→冷陰極燈管（CCFL）LED自然光源（前光式） 以光源進入方式分→側入光式（燈管形式一Ｌ Π型） 直下式（高輝度、大尺寸） 導光板加工方法分→印刷式；非印刷式 導光板形式分→平板式；契型板式
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二、機構不良
Film材尺寸 燈罩角度
塑框尺寸 塑框、鋁背板結合角度 燈管位置
導光板入光角度 塑框外型 塑框强度
鋁背板外型 收容空間
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三 組裝不良
塑框與鋁背未確實坎合 導線位移於塑框內 反射片位移 膜片浮起 燈罩變形 溶劑手汗殘留
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不良現象名詞定義規範
一、為使廠內各種檢驗單位對背光模組之光學不良現象標示或描述一致 性，特定此規範。 二、本規範係專對背光點燈之光學不良定義，其他外觀上之不良仍依原 規定判定 三、具體描述： 1. 異物： 判定條件：任一種情況下 A.會移動 B.形狀不規則 C.顏色不是黑或白色 2. 黑點： 判定條件：三種皆符合 A.不移動 B.形狀清晰 C.形狀比較接近圓形
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燈管解析
—Φ數與長度與輝度 —利用率：Φ與導光板T、與導光板距離 —電流、電壓、頻率 — —反射罩形式
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冷陰極燈管
CCFL（COLD CATHODE FLUORESCENCE LAMP） 製造商： 日本：HORISON，WEST，NEC， PANNERSONIC， 韓國：錦湖電機 台灣：威力盟 製程與日光燈燈管相似，一般驅動電壓約在600V以上。
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→U
BEF Ⅲ 功能：消除光學干擾現象 —隨機稜角消除Wet Out（洩光） —增加Matte背材減低Moire（牛頓環） —減輕Cut－off光學影響 —減少或取消擴散片 —降低不良 —Matte可增加BEF平整性，不易變形 —可隱藏背光板內小的印刷不良
Ｗet Out：
正常
不正常
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牛頓環：指上下兩片光學片，在同軸時產生的光學現象 WBEF 使用PC基材，可耐高溫－使用於GPS
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重點： —輝度值 —管外徑 —使用電壓電流 —使用壽命Min 10,000Hrs，測試方法，常溫、低溫加速、高溫稱重 —色度值 —電極區 —管徑越小，輝度可更高 其他搭配 燈罩：反射率，導熱 橡膠套：無吸收光 高低壓導線：長度 連接器：Housing INVERTER：與燈管之關係
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輝度
冷陰極燈管
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LCD组合五大组件
彩色濾光片（CF） CELL 偏光片 背光板模组
驅動IC
LCM組合圖 LCM組合圖
液晶顯示原理
R
G
B
IC控制液晶開口 以R.G.B三原色混色 達到顯示效果
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背光板利用率解析
部材/機構
—燈管功率 —灯罩+導光板 —導光板耗損 —下擴散片 —稜鏡片 —上擴散片 PENEL
利用率
18%（其餘轉熱能）以此做基准 100% 50%~80% 60%~75% 60%~95% 一片130%~160%（集中） 80%~95% CF 30%~40% 偏光板45%~60% 開口率60%~80% LCM 1.5%~17.5% 合計18.72%
印遮光線以調整FRAME暗影及輝線
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部材選用
＊燈管選用 ＊FILM材選用：光學特性、色度、厚度、價格 原材選用：PMMA ＊原材選用：PMMA ＊燈管組選用：燈管、Rubber、導線、熱縮套、 housing
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擴散片：PET、PC鍍霧狀物質 可單獨使用稜鏡片上、下使用 選用重點：分光透過率、HAZE數、厚度 上擴散片用途 下擴散片用途
背光板課程
LCD產品：LCD(LIQUID CRYSTAL DISPLAY)液態水晶顯示器 液晶技術發原地為美國，由日本Toshiba轉為大量生產技術 LCD產品的演進：TN → STN → TFT 扭轉 → 超扭轉 → 薄膜晶體 主要差異性在反映速度不同取決於IC技術進步 LCD產品形式：Mini（電容器式）→ EPSON發展 ECD（電場式）→ CANON發展 EL（反射型）→ 各家發展應用於中小尺 LTS（低温多矽晶）→ 統寶 LCD替代產品：PPP → 電漿顯示器等離子 OLED → 全彩發光二極體 平面光源 英國劍橋大學發光塑框 全平面冷陰極燈
電容(儀容許AC通過) V 雪崩效應
電流穩定高度不變
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背光板生產環境、 背光板生產環境、條件及無塵室
無塵室—基本原理 靜電與導電 靜電的影響 無塵衣鞋 溫溼度 耗材—無塵布 手套 TC-31 庚烷 人員、動作、習慣
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背光板不易見不良及影響 一、材料不良
導光板—翹曲、縮水、轉寫不良、網點遺漏、內應力 燈管—螢光粉脫落、塗佈不均、無效發光長 燈罩—反射率不均、變形 鋁背板—毛邊、大幅度變形、破孔、垂直角、滑牙 反射片—正反錯面、黃化 擴散片—翹曲、透光率不同、厚度差異、裁切不良 稜鏡片—MURA、法線錯位、高度錯位 塑框—浮纖、色不均、強度不足、逆翹曲、肉厚不足 過厚
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3. 黑影：
判定條件：三種皆符合 A.不移動 B.形狀較模糊 C.形狀較不規則或面積比較大
4.白點：
判定條件：二種皆符合 A.相較之下不亮 B.以正面判定
5. 亮點：
判定條件：任一條件 A.相較之下較亮 B.在30°角上下左右皆可看見 C.形狀比較不規則
6義在1.5mm以下 B.亮度比較亮 C.數量一條
冷陰極燈管（CCFL） 冷陰極燈管（CCFL）
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直下式背光模組
擴散片 擴散板
冷陰極管 反射板
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背光板基本概述
液晶顯示幕須靠背後所發出的光產生螢幕，確保此光源的裝置我們稱 為背光板 背光板組件。（液晶顯示裝置本體不會自行發光、需要別的光源輔 背光板 助）。 背光板是由冷陰極燈管所發出的光源，由燈管反射罩、導光板、反射 燈管反射罩、導光板、 燈管反射罩 擴散片、 塑膠框、 片、擴散片、稜鏡片 擴散片 稜鏡片、收容用的塑膠框、灯管、鋁背板 塑膠框 灯管、鋁背板等所組立而成。 背光板組液晶模組專用背光板（CCFT規格）製品構成 •稜鏡片（Prism Sheet） •擴散片（Sheet Diffuser） •冷陰極燈管（CCFT） •導光板（Light Guide Plate） •反射片（Sheert Reflector） •塑膠框（Frame Mold） •灯管（Lamp Cover） •鋁背板
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高壓導線：
橡膠（高頻絕緣） 銅線
橡膠套頭：尺寸要注意，高頻絕緣 燈管直徑 反射罩存在潛布電容 反射罩越薄電容越小 測燈管：全暗室 恆溫恆濕 無反射物質 鎖定電流電壓
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兩端皆灌有放射性物質，不需高熱即可產生電離子 兩端使用鍍鎂絲（膨脹係數與玻璃相同，以免漏氣） 石英玻璃管（表面精度影響輝度） 螢光層 壁厚決定燈管強度 壽命為一般熱燈管150倍 影響輝度值之因素：L/ Φ比值，暫態特性，環境因素，潛布電阻 電器特性 V~燈管電壓 I~燈管電流 Vopen啟動電流 F 驅動頻率 暫態特性電阻 600V以上 一般定6mA V~之1.7倍即1KV以上 一般35KHz~70KHz W
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稜鏡片（ 稜鏡片（Prism sheet） sheet）
製造商：3M［專利權（稜角向上）到2007年］ 主要功能：提高輝度；3M一般約50%；三菱更高，但要配合導光板上製造之稜角 以下專指3M產品 3M名詞：BEF（Brightness Enhance Film），一般有「LENS」、增光片說法 3M：穿透式市場→指有光穿透顯示器 基本原理：折線&再反射 70º以上直接向上 30º以下再折射 反射
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塑膠框
功能為將燈罩組、導光板、FILM材、收容並保護為增加強度 大部分使用PC材質
燈罩
燈罩之功用為保護CCFL並將CCFL發出之光源，反射至導光板內； 反射片是SUS或銅或鋁內側鍍銀及鈦，設計上也可以反射片替代
冷陰極燈管
背光板之光來源決定輝度、色度之變化，因電極關係也影響輝度 及均齊度
鋁背板
主要作為收容材料及增加強度用
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背光板設計重點
光學設計 ◎印刷式→ 網點形式、尺寸、面積、設計 →網點與油墨 →網點與底片、網板、印刷技術 → 網點與燈管形式 ◎非印刷式→網點式 * 光學利用率（形式）
* 均一性（大小、深淺） * 模具加工性 * 成形性
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機構設計
＊燈罩形式 ＊導光板形式－模具設計
－EAR形式與位置 －厚度 －成形因素
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背光板技術重點
共通重點：
輝度：指單點面積上的亮度
影響輝度的因素：
CCFL-輝度值、INVERTER、暂态功能（W） 導光板加工法－印刷或非印刷、光學設計、印刷油墨 部材選用 機構設計－CCFL選用、燈罩設計 組裝技術 其他－溫度
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均齊度：指同一平面背光源上輝度值高低之比值 通常定義：最低值/最高值，且最高值通常 於中心點 影響均齊度的因素： 光學設計－PATTERN設計 PATTERN DOT尺寸分布 導光板－成形技術 加工技術 部材搭配