背光模組簡介

1、Page 1Back light 定義與分類定義與分類Back light 的結構的結構Back light 的發(fā)光原理的發(fā)光原理 Back light 的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢Back lightContentPage 2Back light 背光源，是一個背光源，是一個向向Panel提供提供適合的適合的(要求規(guī)格要求規(guī)格)光的組件光的組件.Backlight的定義與分類的定義與分類Backlight 定義定義Page 3Backlight的定義與分類的定義與分類 要求的規(guī)格要求的規(guī)格 Brightness (Brightness (亮度亮度) ) Uniformity (Uniformity

2、(均一性均一性) ) More Light (More Light (更輕更輕) ) More Slim (More Slim (更薄更薄) ) 畫面品質畫面品質 (MURA, (MURA, 漏光漏光, , 白白/ /黑點等等黑點等等) ) More Cheap (More Cheap (更便宜更便宜) ) 信賴性信賴性( (壽命壽命, , 振動振動, , 沖擊沖擊, ,高溫高濕等等高溫高濕等等) )Page 4Backlight的定義與分類的定義與分類Backlight 分類分類 按光源類型按光源類型冷陰極管熒光燈（冷陰極管熒光燈（CCFL）發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED）電致發(fā)光（電致發(fā)光

3、（EL） 按光源分布位置按光源分布位置直下式背光源（底背光式）直下式背光源（底背光式） 側燈式背光源側燈式背光源Page 5Backlight的發(fā)光原理的發(fā)光原理CCFL的構造電子 電極電極(Ni, W)(Ni, W)GlassGlass可可視視光光線線熒熒光光劑劑水水銀銀紫外線CCFL的原理加高壓高頻電場(放出電子)電子和惰性氣體沖撞2次電子和水銀蒸汽沖撞放出紫外線與熒光劑沖撞放出可視光線CCFL發(fā)光原理發(fā)光原理Page 6Backlight的發(fā)光原理的發(fā)光原理 LED 發(fā)光原理發(fā)光原理LED（Lighting Emitting Diode）即發(fā)光二極管，是一種半導體固體發(fā)光器件。它是利用固

4、體半導體芯片作為發(fā)光材料，在半導體中通過載流子發(fā)生復合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。 發(fā)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PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)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(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光?？梢姽饪梢姽釲ED（450680nm）不可見光不可見光LED（8501550nm）按發(fā)光波長分類按發(fā)光波長分類三元化合物三元化合物LED（如（如AlxGa1-xAs 、AlxGa1-xP

5、）四元化合物四元化合物LED（如（如AlInGaP、InAlGaAs、AlxGa1-xAsyP1-y）二元化合物二元化合物LED（如（如GaAs、GaSb、GaN）按按組成元素組成元素分類分類LED的分類的分類Page 7藍色藍色LED黃色熒光粉黃色熒光粉優(yōu)點：結構簡單，發(fā)光效率高缺點：紅光成分少，還原性差約65%左右12RGB熒光粉熒光粉近紫外近紫外LED優(yōu)點：色彩還原性好缺點：紫外線使封裝樹脂和熒光粉加速老化藍色LED+黃色熒光粉發(fā)射擬白光紫外、近紫外LED+RGB熒光粉組和而成白光Backlight的發(fā)光原理的發(fā)光原理Page 8Backlight的發(fā)光原理的發(fā)光原理優(yōu)點：不需外部混光,

6、B/L結構緊湊缺點：受電流與散熱影響大,與好性 能芯片封裝存在問題R-LEDG- LEDB- LEDR-LEDG- LEDB- LED3RGB三色LED一體化封裝的白色LED4單個RGB三色LED經(jīng)混色產生白光優(yōu)點：單獨散熱設計，高輸出光效缺點：需要借助專門混光設計Page 9 EL : 即電致發(fā)光，是靠熒光粉在交變電場激發(fā)下的本征發(fā)光而發(fā)光的冷光源。 其發(fā)光原理是發(fā)光材料中的電子在電場作用下碰撞發(fā)光中心，出現(xiàn)電離并發(fā)生能級 躍遷而導致發(fā)光。場致發(fā)光片是將發(fā)光粉（熒光粉）置于兩個平板電極之間而構成 的，當交流電壓加在兩個電極上時，電場使得發(fā)光片急速地充放電，從而在每一個 充放電循環(huán)中發(fā)光。 優(yōu)

7、點優(yōu)點: 薄，可以做到0.20.6mm的厚度。缺點缺點: 亮度低，壽命短（一般為30005000小時），需逆變驅動，還會受電路的干擾 而出現(xiàn)閃爍、噪聲等不良。 E L發(fā)光原理發(fā)光原理Backlight的發(fā)光原理的發(fā)光原理Page 10Backlight的結構的結構Back light結構組成：結構組成：燈管（Lamp）、導光板（ Light Guide Pipe ）、 反射片（ Reflector ）、擴散片（ Diffuser Sheet ）、 棱鏡片（ Prism Sheet ）、塑料邊框（Mode frame）、 金屬背板（back cover）、其它部件（cable線、connecto

8、r）LGP(導光板)CCFL(燈燈)Lamp reflector(燈反射板燈反射板)Back cover(后金屬蓋后金屬蓋)Reflector sheet(反射板反射板)Dot PatternProtection sheet(保護板保護板)上上 Prism sheet(上棱鏡片上棱鏡片)下下 Prism sheet(下棱鏡片下棱鏡片)Diffuser sheet(擴散板擴散板)Page 11Backlight的結構的結構（1）光源）光源Backlight的根本發(fā)光器件的根本發(fā)光器件 CCFL：優(yōu)點: 極佳的白光源、低成本、高效率、長壽命、穩(wěn)定性好、操作方便 等. 缺點: 功耗較大，需逆變電路驅

9、動，而且工作溫度較窄. LED: 優(yōu)點: 耗電量低、色彩飽和度高、LED驅動較快、壽命長、短小輕薄、環(huán)保等. 缺點: 成本較高、散熱能力較差,發(fā)光效率較低.側燈式側燈式直下式直下式白色LED光源 紅綠藍三元色的燈光（RGB-LED）組成陣列構成“白色光源”。 Page 12ItemCCFL Back Light LED Back Light色彩飽和度（NTSC）72%105%工作壽命25萬h10萬h環(huán)保性能輻射無含汞不含重金屬不可回收 可回收驅動高壓常規(guī)直流環(huán)境適應性低溫啟動差全天候價格低高(前者的35倍)散熱好差(需加散熱設備)發(fā)光效率好一般(前者的1/2,約3035lm/w)響應時間響應速

10、度1s-2sns級Backlight的結構的結構CCFL Backlight與與LED Backlight比較比較色彩飽和度是以顯示器三原色色彩范圍為分子，NTSC(美國國家電視標準委員會)所規(guī)定的三原色色彩范圍為分母，求百分比。 由于液晶每個象素由紅、綠、藍（RGB）子象素組成，背光通過液晶分子后依靠RGB象素組合成任意顏色光。如果RGB三原色越鮮艷,那么顯示器可以表示的顏色范圍就越廣。如果顯示器三原色不鮮艷，那這臺顯示器所能顯示的顏色范圍就比較窄，因為其無法顯示比三原色更鮮艷的顏色。提高色彩飽和度的方法是提高背光亮度和背光模塊的透光度。Page 13 背光光源必須使用反射膜、擴散膜等等的光

11、學薄膜，來達到光源平均投射的目的，但是往往光耗損的現(xiàn)象就會因此而產生，根據(jù)研究，從傳統(tǒng)背光光源所發(fā)射出來的光是100的話，經(jīng)過反射膜、擴散膜等等的光學薄膜之后，只會有約60的光通過背光模塊進入到偏光膜，最后經(jīng)過LC、Surface出來只剩下4的光。Page 14Backlight的結構的結構（2）燈反射罩）燈反射罩 將燈管的燈光反射到導光板中，以提高燈光的使用率。 注意項目注意項目：變形, 錯位等。漏光就是因為燈罩變形造成的。Page 15Backlight的結構的結構(3) LGP(導光板導光板) 接收lamp發(fā)出的光，將線光源轉化為面。為了得到均勻的面光源，在上面 印刷DOT PATTRN

12、，網(wǎng)格分布為中間密集，四周稀疏。光射到DOT PATTRN上會通過慢反射進入LGP。 注意項目注意項目：彎曲、變形、DOTPATTRN印刷質量、表面劃痕、異物等.導光方式導光方式Page 16Backlight的結構的結構 (4) 反射板反射板 將光反射進導光板,反射方式為鏡面反射,以提高光的利用率。Page 17擴散片擴散片 擴散片內有很多顆粒狀的物體，可以將導光板收到的光進行擴散，使光 能夠向棱鏡片及panel正面方向傳播，起到拓寬視角，隱蔽形成在導光板 上的Pattern的作用.Backlight的結構的結構Page 18Backlight的結構的結構(6) 棱鏡片棱鏡片 將擴散的光在一

13、定角度內聚光的作用，以達到提高 Panel亮度 的目的。 注意項目：注意項目：棱鏡表面很脆弱，容易被磨損。Page 19Backlight的結構的結構(7) Mold frame 支撐并提供一定的防護。 注意項目：注意項目：材料多為塑料，故而易出現(xiàn)磨損、易出現(xiàn)毛刺，導致異物增多.Page 20Backlight的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢1 1 尺寸多元化及輕便化尺寸多元化及輕便化2 2 射出成型形導光板成為主流射出成型形導光板成為主流3 3 產品的高亮度化產品的高亮度化 背光源模組中最核心技術為導光板的光學技術，目前主要有印刷形和射出成型形二種形式，其它如射出成型加印刷，激光打點，腐蝕等占很少比例，

14、不適合批量生產原則。印刷形因為其成本低在過去較長時間內成為主流技術，但合格品不高一直是其主要缺點，而目前產品要求更精密的導光板結構，射出成型形導光板必然成為背光源發(fā)展主流 ,相應的模具技術難題有待解決. 一直對背光源的發(fā)光亮度要求很高，但高亮度也使得耗電量居高不下，背光源作為模組中最費電的配件，已不適應可攜式資訊產品的要求，因此在不增加耗電的情況下提高背光源亮度進而增加LCD亮度也是主要發(fā)展趨勢之一。 4. 4. 大尺寸大尺寸CCFLCCFL將被將被LEDLED取代取代Page 21傳統(tǒng)的液晶顯示器通常都是通過加法混色法來實現(xiàn)彩色，就是通過空間上有序排列的紅（R）、綠（G）、藍（B）三色濾光片

15、（彩膜）實現(xiàn)彩色。缺點：（1）彩膜的最大透過率為33%，損失的能量一方面增加總的能量消耗,另一方面損失的能量 變?yōu)闊崮?，增加了系統(tǒng)的散熱要求； （2）采用這種方式色域較?。?（3）依靠三濾色片空間上相當于三個像元，占據(jù)更多的空間，影響空間分辨率的提高； （4）彩膜價格昂貴； （5）彩膜貼附工藝要求高，很容易導致良品率下降。 LED背光源場序技術的大尺寸液晶顯示器。LED背光源的采用使顯示亮度、色域、色彩品質等都有較大的提高；與場序技術結合將具有能耗大幅減少、空間分辨率大幅提高的特點。LED背光源即以RGB三色LED形成背光源系統(tǒng)，場序技術即將一幀（frame）彩色圖像依次分解為R、G、B三色的三基色子場（field），通過按時間次序高速依次切換RGB 子場，利用人眼的視覺暫留特性，來獲得