背光模组的结构及材料介绍

模组组成材料简介
2.1.2 LED 及发光原理
LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用 固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光 子发射，直接发出红、黄、蓝、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PN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。
Page 17
模组组成材料简介
2.2 灯反射罩
灯反射罩— 将灯管的灯光反射到导光板中，以提高灯光的使用率。 注意项目：变形, 错位等。漏光就是因为灯罩变形造成的。
绝缘层 (PET) 反射层 (Ag) 黏贴层 遮光层 (PET)
绝缘层 (PET) 反射层 (Ag) 黏贴层 基板层 (SUS、黃銅、 AL)
Page 25
2.5 .1 扩散片分类
串珠型 (Beads)
压花型
(a).串珠型的表面有许多小珠子，经过Coating上特殊材料后使 其固化在膜片的表面來达到雾化的效果，最多人使用，但 是容易出現刮伤、及不耐溶剂、容易潮湿，变形的缺点。 (b).压花型的表面像是蚀刻过的痕迹，它是在原料抽出的过程中 由于钢桶上的纹路，所以一并成形。缺点是凹洞的深度太深， 异物掉落时不易清除。
2.1.3 E L发光原理
EL : 即电致发光，是靠荧光粉在交变电场激发下的本征发光而发光的冷光源。 其发光原理是发光材料中的电子在电场作用下碰撞发光中心，出现电离并发生能级 跃迁而导致发光。场致发光片是将发光粉（荧光粉）置于两个平板电极之间而构成 的，当交流电压加在两个电极上时，电场使得发光片急速地充放电，从而在每一个 充放电循环中发光。 优点: 薄，可以做到0.2~0.6mm的厚度。 缺点: 亮度低，寿命短（一般为3000~5000小时），需逆变驱动，还会受电路的干扰 而出现闪烁、噪声等不良。
Page 8
模组组成材料简介
CCFL的构造
水银 荧光剂
CCFL的原理
加高压高频 电场(放出电子)
电子和 惰性气体冲撞
紫外线
Cold Cathode Fluorescent Lamp
可视光线
2次电子和 水银蒸汽冲撞
惰性气体
电子
放出紫外线
电极(Ni, W)
Glass
放出可视光线
与荧光剂冲撞
Page 9
厂家 三菱 住友 成形
制作方 式 压延 压延 注塑
材料 MMA MMA PMMA
透光率 94% 92% 84%
硬度 3H 3H 3H
热变形温度 90度 90度 90度
吸水率 0.30% 0.30% 0.30%
Page 20
2.3.2 导光板的制作方式
印刷式导光板：使用合成树脂加上扩散材料（SiO2/TiO2)再加上稀释剂所 混合调配的油墨印刷在PMMA板上。 缺陷：(a).必须经过烘干的程序，如果温度不够，油墨无法干燥，而如果 温度过高导光板容易翘曲；(b).油墨容易受到环境湿度的影响而产生不良。 非印刷式導光板： (a).蚀刻 (Etching)： 导光板反射面作深蚀刻 取代印刷点 导光板出光面作浅蚀刻 取代扩散片的效果 (b).V型切割 (V-cut)： 导光板反射面作V型切割 取代印刷点 导光板出光面作V型切割 具有棱镜片的效果 (c).喷砂 (Spray)：导光板出光面作Spray 具有扩散片的效果 (d).Stamper：导光板反射面作Stamper 取代印刷点 (e).在成形中混入不同折射率材料一同注塑 衍射 (Diffraction)
3
RGB三色LED一体化封装的白色LED
4
单个RGB三色LED经混色产生白光
R-LED
G- LED
B- LED
R-LED
G- LED
B- LED
优点：不需外部混光,B/L结构紧凑 缺点：受电流与散热影响大,与好性 能芯片封装存在问题
优点：单独散热设计，高输出光效 缺点：需要借助专门混光设计
Page 14
Page 3
1.背光模组的定义和结构
1.2 背光模组在LCD显示屏中的位置
侧 灯 式 背 光 模 组
背光源(Backlight)即是提供LCD显示器产品中一个背面光源的光学组件 因而，背光源的质量决定了液晶显示屏的亮度、出射光均匀度、色阶等重 要参数，很大程度上决定了液晶显示屏的发光效果。
Page 4
軟板反射率 = 96.3%
硬板反射率 = 94%
Page 18
模组组成材料简介
2.3 导光板
LGP(导光板) — 接收lamp发出的光，将线光源通过底部印刷点/注塑点漫反射转化为面光源。
Page 19
2.3.1 导光板的分类
☆ 按形状分 ● 楔形导光板 ● 平板状导光板
☆ 按成型方式分 ● 压延成形 ● 注塑成形 材质 ● PMMA ● ZEONOR ● PC
Acrylic / Si
Page 21
2.4 反射片
(4) 反射片—将未被散射的光源反射再进入光传导区内,反射方式为镜面反射,以提高光 的利用率。
☆ 常用材质与厂商 ● Toray:E6OL E60V ● 帝人：UX188 ● KIMOTO:RW188
Page 22
2.4.1 反射片的结构
反射片层-- Poly olefin 保丽龙 黏贴层 基板层—白色PET
Page 12
LED灯混光结构
1 蓝色LED+黄色荧光粉发射拟白光
黄色荧光粉 2 紫外、近紫外LED+RGB荧光粉组和而成白光 RGB荧光粉
蓝色LED
近紫外LED
优点：结构简单，发光效率高 缺点：红光成分少，还原性差约65%左右
优点：色彩还原性好 缺点：紫外线使封装树脂和荧光粉加速老化
Page 13
1.背光模组的定义和结构
直 下 式 背 光 模 组
Page 5
1.背光模组的定义和结构
1.3 背光模组的结构
背光模组的结构组成：灯管（Lamp）、导光板（ Light Guide Pipe ）、 反射片（ Reflector ）、扩散片（ Diffuser Sheet ）、 棱镜片（ Prism Sheet ）、塑料边框（Mode frame）、 金属背板（back cover）、其它部件（cable线、connector）
Page 28
Page 15
模组组成材料简介
三种光源比较
Item 色彩饱和度（NTSC） 工作寿命 环保性能 工作电压 环境适应性 价格 散热 发光效率 响应时间 颜色种类
CCFL Back Light 72% 2~5万h 辐射+含汞 500～1000V +10℃～50℃ 低 好 好 响应速度1s-2s 白色
EL Back Light --50%亮度下 3000~5000h 不含重金属 60～200V -30℃～+50℃ +<70%RH 低 无散热问题 低 ---EL是低亮度照明光源， 发光颜色仅绿色、蓝绿 色、橙色。
Page 10
LED 分类
可见光LED （450~680nm）
二元化合物LED （如GaAs、GaSb、GaN）
LED的分类
不可见光LED （850~1550nm）
三元化合物LED （如AlxGa1-xAs 、AlxGa1-xP）
四元化合物LED （如AlInGaP、InAlGaAs、 AlxGa1-xAsyP1-y） 按组成元素分类
Page 24
2.5 扩散片
扩散片— 扩散片内有很多颗粒状的物体，可以将导光板收到的光进行扩散，使光 能够向棱镜片及panel正面方向传播，起到拓宽视角，隐蔽形成在导光板 上的Pattern的作用.
分为下扩散片和上扩散片： 下扩为主要遮蔽导光板缺 陷 一般雾度较高 ；上扩为 提高光源 （再次扩散提高 光源利用率）。 目前我们 接触的有激智T100S和 B1004S
背光模组结构及材料 简介
研发中心
Page 1
目录

背光模组的定义和结构
背光模组的定义 背光模组在LCD中的位置 背光模组的结构

模组组成材料简介
背光源及原理介绍 灯反射罩 导光板 反射片 扩散片 棱镜片
Page 2
1.背光模组的定义和结构
1.1背光模组的定义 背光模组---是一个向Panel提供适合的(要求规格)光的组件.
Page 6
2.模组组成材料简介
2.1 背光源及分类 冷阴极管荧光灯（CCFL） ★ 按光源类型 发光二极管（LED） 电致发光（EL）
直下式背光源（底背光式） ★ 按光源分布位置 侧灯式背光源
Page 7
模组组成材料简介
2.1.1 CCFL及发光原理
CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)简称CCFL，中文译名为冷阴极萤光灯管，具有 高功率、高亮度、低能耗等优点，广泛应用于显示器、照明等领域。 由于CCFL灯管具有灯管细小、结构简单、灯管表面温度小、灯管表面亮度高、易加 工成各种形状（直管形、L形、U型、环形等）；使用寿命长、显色性好、发光均匀等优 点；所以也是当前TFT-LCD理想的光源，同时广泛应用于广告灯箱、扫描仪和背光源等 用途上。
按发光波长类
Page 11
LED灯按封装结构分类
a.引脚式封装就是常用的A3-5mm封装结构。一般用于电流较小（20-30mA），功率较低（小于 0.1W）的LED封装。主要用于仪表显示或指示，大规模集成时也可作为显示幕。其缺点在于封 装热阻较大（一般高于100K/W），寿命较短。 b.表面组装技术（SMT）是一种可以直接将封装好的器件贴、焊到PCB表面指定位置上的一种 封装技术。 c. COB是Chip On Board（板上晶片直装）的英文缩写，是一种通过粘胶剂或焊料将LED晶片 直接粘贴到PCB板上，再通过引线键合实现晶片与PCB板间电互连的封装技术。 d. SiP（System in Package）是近几年来为适应整机的携带型发展和小型化的要求，在系统 晶片System on Chip (SOC)基础上发展起来的一种新型封装集成方式。
LIGHTUP 75PBA
LIGHTUP 100PBU 下扩散片 LIGHTUP 100GM2
87%
66% 99%
Page 27
2.6 棱镜片
棱镜片— 将扩散的光在一定角度内聚光的作用，以达到提高 Panel亮度 的目的。 注意项目：棱镜表面很脆弱，容易被磨损。
是增光片中一种，约占背 光模组成本的37%，主要 作用将分散的光线集中在 一定范围内射出，提高该 范围内光线亮度。
基板层—白色PET 黏贴层 反射片层-- Poly olefin 保丽龙
Page 23
目前业界最多使用的反射片材料为TORAY 的反射片，它的专利点在 “发泡 性的PET” ，当光线入射之后，发泡的PET发挥它微小气泡效果将光线再次散射， 使得光线利用率再提高
(非发泡性PET，內含TiO2)
TORAY 发泡PET
LED Back Light 〉105% 10万h 不含重金属 3.8～4.5V -20℃～70℃ 高(前者的3~5倍) 差(需加散热设备) 一般(CCFL的1/2,约 30~35lm/w) ns级 黄、红、绿、橙、白
Page 16
背光光源必须使用反射膜、扩散膜等等的光学薄膜，来达到光源平均投射的目的，但是往往光 耗损的现象就会因此而产生，根据研究，从传统背光光源所发射出来的光是100％的话，经过反射膜、 扩散膜等等的光学薄膜之后，只会有约60％的光通过背光模块进入到偏光膜，最后经过LC、Surface 出来只剩下4％的光。
Protection sheet (保护板) 上 Prism sheet (上棱镜片) 下 Prism sheet (下棱镜片)
LGP(导光板)
Diffuser sheet (扩散片)
Dot Pat来自百度文库ern
灯管
Lamp reflector (灯反射板)
Back cover (后金属盖)
Reflector sheet (反射板)
Page 26
可分为下扩散片和上扩散片： 上扩散片的HAZE高则辉度低，视角广，导光板上缺点不容易看见； 上扩散片的HAZE低则辉度高，视角窄，导光板上缺点容易看见； 而下扩散片的Haze低则与辉度无绝对关系。 品名 上扩散片 型 号 LIGHTUP100TL2 LIGHTUP100TL4 光线透过率 90% 90.60%