背光模组及背光原理简介
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(導光) (反射光)
背光模組主要零組件介紹
1. 擴散片(Diffuser) 2. 增光片(Brightness Enhancement Film, BEF) 3. 導光板(Light Guide Panel, LGP) 4. 反射片(Reflector) 5. 塑膠框 (Mold Frame) 6. 冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL）
9點量測規格[(Imin/Imax)×%]
13點量測規格[(Imax/Imin-1)×%]
背光的結構
燈管組
燈管 Reflector 燈座蓋板
上擴散片 Lens×2
導光板 反射片 塑膠框
背光的光線路徑
背光模組材料
項目 擴散片 增光片 導光板 反射片 塑膠框 燈管
燈管反射罩 燈管護蓋
功能 光線散射模糊pattern 集中光線至特定方向 光線散射傳導 導光板下方光線反射 結構支撐與部品收納 光源產生
熱陰極螢光燈（HCFL）發光原理： 冷陰極螢光燈的氣體放電特性是屬於電弧放電，其作動特 性為操作電壓較低（約100V），啟動電壓約為操作電壓的 4~5倍。因電極採用電弧放電，故電極溫度會高達1100℃ 。
CCFL的特性
影響CCFL的因素
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 （水銀蒸氣壓＝6X10-3 tor 時 253.7 nm 輻射
各製程中若有不良品，則退至解 析製程進行分析、修復的工作
產銷入庫 MOQC
包裝製程
倉入製程
模組檢查
模組結構圖-Monitor
模組結構圖-Notebook
Return
模組結構圖-TV
背光
Notebook用背光
Monitor用背光
背光的功能
1. 提供LCD面板均勻、足夠亮度之光源。 2. 搭配適當之光源，提供所需之光學特性。 3. 保護面板、固定迴路基板、增加結構強度。
70°
折射-可利用的折射光增 加40%－70%
TIR
Diffusely recycled
TIR：Total Internal Reflection全反射
再反射/再折射 低比例損失
重新進入 下一個稜鏡
BEF
擴散片
BEF I &BEF II
BEF I
31 mm 50 mm
BEF II (現有標準品)
24 mm 31 mm 50 mm
面板支撐
矽膠+黏著劑
固定燈管護蓋
鋼
高壓警告、燈管廢棄、產品序 號
背光模組組裝
正面組立
置放鋁背板及卡燈管
膜片及LGP固定
燈管點燈檢查
嵌入塑膠框
背光模組組裝
反面組立
置放導光板及膜片
背光盒點燈檢查
嵌入塑膠框後翻轉
擺置反射片後卡燈管
蓋鋁背板
側光式背光的結構
==== 將線光源變成面光源 ====
(光均勻) (聚光作用)
背光簡介
1
授課大綱
1. 背光簡介。 2. 背光材料簡介。 3. 背光相關不良說明。
TFT-LCD製程簡介
Array（薄膜）製程 Cell（面板）製程
玻璃基板、靶材….
CF、液晶、框膠、間隔劑 、偏光板….
Module（模組）製程 TFT-LCD成品
PWB、IC、背光、鐵框 ….
模組製程簡介
Cell製程 實裝製程 組立製程 Burn-in
BEF（Brightness Enhancement Film） 稜鏡片
稜鏡片可滿足對 1. 加強螢幕亮度 2. 節省電力 (即延長電池的使用壽命) 3. 理想視角之需求
又稱集光片、增光片、lens….
BEF的稜鏡結構
BEF的稜鏡結構
BEF增亮原理
重複反射-大約50%的入射光 會被反射回去而重新再利用
背光外觀不良
現象：背光外觀明顯的不良：例如連接器不良、燈管導 線或熱縮套管破損、標籤不良、反射片或鋁背板 刮擦傷及污染等。
原因：作業人員作業不當或原材不良。 修復方式：更換背光。
背光漏光
現象：在背光燈管處有較亮的輝線。 原因：背光的光學膜片位移，使得光線直接由光學膜片
位移的間隙處出現。 修復方式：更換背光。
Polycarbonate
Modified Acrylic
PET
90 or 100 Degrees
BEF II &BEF III
BEF-II
BEF-III
BEF-II稜線為等pitch BEF-III稜線不等pitch， 大小亦不同
DBEF（Dual Brightness Enhancement Film) 反射式偏光增亮片
背光的種類（就燈管放置的位置）
側光型背光構造圖
燈管反射罩
燈管
反射片
光學膜片 導光板
直下型背光構造圖
擴散板
燈管
反射片
Return
背光的基本要求
1. 高輝度 2. 高均勻性 3. 低耗電量 4. 安全性 5. 重量輕 6. 寬視角 7. 結構穩定
均勻性
5點量測規格[(Imax/Imin-1)×%]
反射光源、固定燈管 保護燈管
材質 PET PET PMMA PET PC 硬質玻璃 鋁/銅 不鏽鋼/鋁
背光模組材料
項目
燈管導線 燈帽 連接器(Connector) O形環 (O-ring) 膠帶 間隔橡膠 螺絲 標籤
功能
材質
高壓導線 固定燈管 電源接續
矽被覆電線 矽膠
保護燈管、保持間隙
矽膠
膜片固定
效率最大） 6. 惰性氣體充填壓力 7. 氣體混和比例 (Ne + Ar) 8. 周圍環境溫度 （影響管壁及電極溫度） 9. 色度 10. 螢光劑塗佈
背光光線的利用率
背光評估注意事項
1. 尺寸、重量。 2. 光學特性：
色度、輝度、均一性。
3. 材質成分。 4. 作業性。
廠商的包裝方式、清潔狀況。
傳統顯示器 50%的光被吸收
裝了DBEF的顯示器 增加了更多的光
上偏光板 液晶面板 下偏光板
背光
P PS
P
P
3M DBEF
PS S
PS
導光板（LGP）
入光面 射出注入口
射出注入邊 反入光面（薄邊）
非注入邊
導光板的光學
• 利用全反射原理，將光線導至導光板的遠端。 • 利用導光板的調光網點破壞全反射，將光線導至導光板
修復方式：清除異物或更換背光。
面板
異物
上擴散片 稜鏡片 下擴散片 導光板 反射片
背光Ripple
現象：搖晃面板在顯示區域內會出現類似漣漪狀的現象 ，此現象稱為背光 Ripple（背光水波紋）。
原因：搖晃面板時造成面板和背光機構或異物相互碰觸 ，而產生類似漣漪狀的現象。
修復方式：清除異物或更換背光。
塑膠框
塑膠框：為模組的主架構，連接支撐各零件部品。
Biblioteka Baidu
CCFL（ Cold Cathode Fluorescent Lamp ） 冷陰極螢光燈
CCFL模組
CCFL與HCFL
冷陰極螢光燈（CCFL）發光原理： 冷陰極螢光燈的氣體放電特性是屬於輝光放電，其作動特 性為操作電壓較高（約600V），啟動電壓約為操作電壓的 2~3倍。
擴散片
擴散層 PET層 抗靜電層(防浮曲劑)
擴散片的功用
1. 可保護集光片 2. 可使光源均勻擴散 3. 可使光源折射一角度 4. 可遮住導光板Pattern及背光表面之缺點
擴散片的種類
擴散片（Diffuser）
擴散層 PET 基材
Organic Filler Binder
抗靜電塗佈
擴散片的結構
的正面。
導光板的調光網點
導光板的製作
導光板的製作
導光板的素材選擇
1. 高透明性：減低光線內部損失 2. 耐熱性 3. 低溫成型性：薄型大面積之末端具有足夠的流動性。 4. 良好的金型轉寫性 5. 良好的離型性 6. 低吸水率
導光板的素材種類
反射片
反射片功能：利用「擴散反射」，增加光線的可利用率。
水波紋不良發生處 面板
背光機構或異物與 面板產生干涉
背光條紋
背光條紋
背光未來的發展趨勢
• 大型化 • 高輝度、廣視角化 • 長壽命化 • 輕量化 • 結構簡單化 • 低價化
正常畫面
不良現象
背光不均
現象：顯示區域不均勻。 原因：面板及背光之間的空間不足以容納擴散片或稜鏡
片因受熱膨脹的變形量，造成擴散片或稜鏡片等 有翹曲不平整的現象，而造成立體狀的顯示不均 ，嚴重者在正視的情況下即可判別。 修復方式：更換背光。
背光異物
現象：黑色或白色的點、線狀不良。
原因：在背光組立時未確實清潔或背光部材不良，而使 異物出現在顯示區域內，造成黑色或白色的點、 線狀不良。
背光模組主要零組件介紹
1. 擴散片(Diffuser) 2. 增光片(Brightness Enhancement Film, BEF) 3. 導光板(Light Guide Panel, LGP) 4. 反射片(Reflector) 5. 塑膠框 (Mold Frame) 6. 冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL）
9點量測規格[(Imin/Imax)×%]
13點量測規格[(Imax/Imin-1)×%]
背光的結構
燈管組
燈管 Reflector 燈座蓋板
上擴散片 Lens×2
導光板 反射片 塑膠框
背光的光線路徑
背光模組材料
項目 擴散片 增光片 導光板 反射片 塑膠框 燈管
燈管反射罩 燈管護蓋
功能 光線散射模糊pattern 集中光線至特定方向 光線散射傳導 導光板下方光線反射 結構支撐與部品收納 光源產生
熱陰極螢光燈（HCFL）發光原理： 冷陰極螢光燈的氣體放電特性是屬於電弧放電，其作動特 性為操作電壓較低（約100V），啟動電壓約為操作電壓的 4~5倍。因電極採用電弧放電，故電極溫度會高達1100℃ 。
CCFL的特性
影響CCFL的因素
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 （水銀蒸氣壓＝6X10-3 tor 時 253.7 nm 輻射
各製程中若有不良品，則退至解 析製程進行分析、修復的工作
產銷入庫 MOQC
包裝製程
倉入製程
模組檢查
模組結構圖-Monitor
模組結構圖-Notebook
Return
模組結構圖-TV
背光
Notebook用背光
Monitor用背光
背光的功能
1. 提供LCD面板均勻、足夠亮度之光源。 2. 搭配適當之光源，提供所需之光學特性。 3. 保護面板、固定迴路基板、增加結構強度。
70°
折射-可利用的折射光增 加40%－70%
TIR
Diffusely recycled
TIR：Total Internal Reflection全反射
再反射/再折射 低比例損失
重新進入 下一個稜鏡
BEF
擴散片
BEF I &BEF II
BEF I
31 mm 50 mm
BEF II (現有標準品)
24 mm 31 mm 50 mm
面板支撐
矽膠+黏著劑
固定燈管護蓋
鋼
高壓警告、燈管廢棄、產品序 號
背光模組組裝
正面組立
置放鋁背板及卡燈管
膜片及LGP固定
燈管點燈檢查
嵌入塑膠框
背光模組組裝
反面組立
置放導光板及膜片
背光盒點燈檢查
嵌入塑膠框後翻轉
擺置反射片後卡燈管
蓋鋁背板
側光式背光的結構
==== 將線光源變成面光源 ====
(光均勻) (聚光作用)
背光簡介
1
授課大綱
1. 背光簡介。 2. 背光材料簡介。 3. 背光相關不良說明。
TFT-LCD製程簡介
Array（薄膜）製程 Cell（面板）製程
玻璃基板、靶材….
CF、液晶、框膠、間隔劑 、偏光板….
Module（模組）製程 TFT-LCD成品
PWB、IC、背光、鐵框 ….
模組製程簡介
Cell製程 實裝製程 組立製程 Burn-in
BEF（Brightness Enhancement Film） 稜鏡片
稜鏡片可滿足對 1. 加強螢幕亮度 2. 節省電力 (即延長電池的使用壽命) 3. 理想視角之需求
又稱集光片、增光片、lens….
BEF的稜鏡結構
BEF的稜鏡結構
BEF增亮原理
重複反射-大約50%的入射光 會被反射回去而重新再利用
背光外觀不良
現象：背光外觀明顯的不良：例如連接器不良、燈管導 線或熱縮套管破損、標籤不良、反射片或鋁背板 刮擦傷及污染等。
原因：作業人員作業不當或原材不良。 修復方式：更換背光。
背光漏光
現象：在背光燈管處有較亮的輝線。 原因：背光的光學膜片位移，使得光線直接由光學膜片
位移的間隙處出現。 修復方式：更換背光。
Polycarbonate
Modified Acrylic
PET
90 or 100 Degrees
BEF II &BEF III
BEF-II
BEF-III
BEF-II稜線為等pitch BEF-III稜線不等pitch， 大小亦不同
DBEF（Dual Brightness Enhancement Film) 反射式偏光增亮片
背光的種類（就燈管放置的位置）
側光型背光構造圖
燈管反射罩
燈管
反射片
光學膜片 導光板
直下型背光構造圖
擴散板
燈管
反射片
Return
背光的基本要求
1. 高輝度 2. 高均勻性 3. 低耗電量 4. 安全性 5. 重量輕 6. 寬視角 7. 結構穩定
均勻性
5點量測規格[(Imax/Imin-1)×%]
反射光源、固定燈管 保護燈管
材質 PET PET PMMA PET PC 硬質玻璃 鋁/銅 不鏽鋼/鋁
背光模組材料
項目
燈管導線 燈帽 連接器(Connector) O形環 (O-ring) 膠帶 間隔橡膠 螺絲 標籤
功能
材質
高壓導線 固定燈管 電源接續
矽被覆電線 矽膠
保護燈管、保持間隙
矽膠
膜片固定
效率最大） 6. 惰性氣體充填壓力 7. 氣體混和比例 (Ne + Ar) 8. 周圍環境溫度 （影響管壁及電極溫度） 9. 色度 10. 螢光劑塗佈
背光光線的利用率
背光評估注意事項
1. 尺寸、重量。 2. 光學特性：
色度、輝度、均一性。
3. 材質成分。 4. 作業性。
廠商的包裝方式、清潔狀況。
傳統顯示器 50%的光被吸收
裝了DBEF的顯示器 增加了更多的光
上偏光板 液晶面板 下偏光板
背光
P PS
P
P
3M DBEF
PS S
PS
導光板（LGP）
入光面 射出注入口
射出注入邊 反入光面（薄邊）
非注入邊
導光板的光學
• 利用全反射原理，將光線導至導光板的遠端。 • 利用導光板的調光網點破壞全反射，將光線導至導光板
修復方式：清除異物或更換背光。
面板
異物
上擴散片 稜鏡片 下擴散片 導光板 反射片
背光Ripple
現象：搖晃面板在顯示區域內會出現類似漣漪狀的現象 ，此現象稱為背光 Ripple（背光水波紋）。
原因：搖晃面板時造成面板和背光機構或異物相互碰觸 ，而產生類似漣漪狀的現象。
修復方式：清除異物或更換背光。
塑膠框
塑膠框：為模組的主架構，連接支撐各零件部品。
Biblioteka Baidu
CCFL（ Cold Cathode Fluorescent Lamp ） 冷陰極螢光燈
CCFL模組
CCFL與HCFL
冷陰極螢光燈（CCFL）發光原理： 冷陰極螢光燈的氣體放電特性是屬於輝光放電，其作動特 性為操作電壓較高（約600V），啟動電壓約為操作電壓的 2~3倍。
擴散片
擴散層 PET層 抗靜電層(防浮曲劑)
擴散片的功用
1. 可保護集光片 2. 可使光源均勻擴散 3. 可使光源折射一角度 4. 可遮住導光板Pattern及背光表面之缺點
擴散片的種類
擴散片（Diffuser）
擴散層 PET 基材
Organic Filler Binder
抗靜電塗佈
擴散片的結構
的正面。
導光板的調光網點
導光板的製作
導光板的製作
導光板的素材選擇
1. 高透明性：減低光線內部損失 2. 耐熱性 3. 低溫成型性：薄型大面積之末端具有足夠的流動性。 4. 良好的金型轉寫性 5. 良好的離型性 6. 低吸水率
導光板的素材種類
反射片
反射片功能：利用「擴散反射」，增加光線的可利用率。
水波紋不良發生處 面板
背光機構或異物與 面板產生干涉
背光條紋
背光條紋
背光未來的發展趨勢
• 大型化 • 高輝度、廣視角化 • 長壽命化 • 輕量化 • 結構簡單化 • 低價化
正常畫面
不良現象
背光不均
現象：顯示區域不均勻。 原因：面板及背光之間的空間不足以容納擴散片或稜鏡
片因受熱膨脹的變形量，造成擴散片或稜鏡片等 有翹曲不平整的現象，而造成立體狀的顯示不均 ，嚴重者在正視的情況下即可判別。 修復方式：更換背光。
背光異物
現象：黑色或白色的點、線狀不良。
原因：在背光組立時未確實清潔或背光部材不良，而使 異物出現在顯示區域內，造成黑色或白色的點、 線狀不良。