背光

LCD架構簡介(B/L部分)DESIGNER:TERRYDATE:2005/11/1contents背光模組(BackLight)架構簡介擴散片(Diffuser)稜鏡片(PrismSheet)導光板(LightGuide)反射片(Reflector)Back-Light光源─CCFL背光模組發展趨勢BL模組結構簡圖TopDiffuserBEFBEFBottomDiffuserLightGuideReflectorCCFL擴散片Diffuser上擴散片Diffuser-sheetup下擴散片Diffuser-sheetdown1231211.表面光擴散層2.基材3.Back-Coating層功能:減少導光板出射光的方向性,使射出光均勻化,並可將顯示面上的瑕玆點(光學薄片刮傷,黑點等)模糊化,且對液晶模組正面輝度的提昇也有助益.根據位置及功能差異分為上擴散片和下擴散片.擴散片材料主要為PET,選用主要考慮部材厚度,光線透過率及散光性.如果散光性越高,光線穿透率就越低,但光線均勻性較強.因此,若要求高亮度,多採用散光性較低的擴散片,以減少光線衰減.而在背光源亮度充裕時,則採用散光性較高的擴散片,以提高輝度均一性.上擴散片下部比下擴散片多了一層保護層,(Back-Coating層)當與稜鏡片重疊使用時,可保護稜鏡片的稜角不受物理性的破壞.稜鏡片PrismSheet功能:增加出射光的方向性,達到提高正面亮度的目的.材料主要為多元脂或聚碳酸脂,厚度約為150~230um.表面為間距24~110um,頂角90∘~110∘的長條狀稜鏡陣列,使其有聚光作用.PET基材90~110度24~110um150-230um70若使用一塊稜鏡片水平放置,可使正面亮度改善1.6倍以上.若使用兩塊按稜鏡排列方向垂直放置,則可使正面亮度改善2倍以上.一般的稜鏡片都是利用光線的折射作用聚光,以達到提高正面亮度的目的,光在稜鏡片中的折射方式有三種:(1)(2)(3)(1):光線以接近垂直的方向進入稜鏡片,會以全反射的模式折回入射面.(2):光線以較傾斜的方向進入稜鏡片,大部分會以兩次折射方式折回稜鏡片,部分高於稜鋒的光線會損失掉.(3):光線以合適的角度進入稜鏡片,經一次折射後大部分會聚集在正面70度範圍內,因此正面輝度得以提昇,但視角變小.損失稜鏡片分類及比較目前,使用的稜鏡片種類主要有:BEFII,BEFIII及DBEF等.BEFII與BEFIII的基本差異在於BEFIII的稜角為隨機結構(稜與稜的間距和頂面的稜角不是固定值),隨機結構的稜角可以避免稜角軸向與LCD面版畫素電極平行時產生的Moirepattern,且可緩和在某些視角範圍下,螢幕正面亮度急遽下將的現象(Cut-Off),但它的增光性會略為降低.PET基材Matte基材BEFIII可分為BEFIII/T,BEFIII/M.它們的區別在於,BEFIII/M的底部多了一層Matte基材,Matte基材比較硬,在光學上有類似擴散片的散光效果,可使光線更為均勻,還可提高稜鏡片的平整性(不易變形),也可減少稜鏡片基材刮傷的問題.BEFIII/MDBEF於一般的稜鏡片不同,它不是利用折射而是利用極化與反射作用使背光模組的出射光具有與偏光板的透過軸相同的極化方向,以減少偏光板的吸收損失.功能:將燈管提供的入射光源利用內部全反射原理轉換成面光源.全反射漫射導光板工作原理:CCFLLightGuide網點1.利用光的全反射原理,將光源傳導致遠端.2.利用印刷網點,破壞光的全反射,使光由正面射出印刷網點的材料一般為SiO2,TiO2導光板(LightGuide)導光板分類及比較導光板根據其調光構形不同,可分為印刷式和無印刷式兩種.根據其調光構形的幾何差異,可分為擴散面和稜鏡面兩種,稜鏡面又包含U-cut和V-cut兩種.印刷式無印刷式(V-cut)無印刷式(U-cut)通常採用無印刷式可提升輝度,因為可減少光學片的使用量以減少光線傳輸的損失.具擴散面的導光板出射光為散射光,通常比較均勻.具稜鏡面的導光板利用稜鏡構形幾何形狀及間距,可控制出射光的方向性.NB用導光板Monitor用導光板印刷式導光板ForNB與ForMonitor不同,Monitor用導光板從側面看是標準的矩形,而NB用則製成契形.Monitor用導光板印刷網點兩側較稀疏,越到中間越密集.NB用印刷網點則是寬邊較稀疏,越往窄邊越密集.這是由於Monitor用B/L採用2～4根CCFL燈管,成上下對稱分布.因此導光板上下兩側光線強度較強,越往中間光強越弱.中間網點較密集可使更多的光從網點反射出去.保證整個B/L的亮度均一.而NB用B/L一般採用單根CCFL燈管,因此靠近燈管一端光強較強,遠離燈管一端光強較弱.製成契形可使光線在遠端發生全反射的次數增加,使印刷網點反射出更多的光.而且遠端的印刷網點較密集,進一步增加了遠端反射出光的強度.保證整體的亮度均一.反射片(reflector)功能:提供光線在導光板底部的反射面.可分為透過型反射片和金屬表面層反射片.反射體基材透過型反射片基材金屬表層金屬表面層反射片透過型反射片是靠基材中的白色反射體進行反射.但由於反射板材料厚度與反射率有關,故需要兼顧薄形化及高反射率雙重需求.金屬表層反射片是靠在基材上涂布一層金屬,(通常是銀)來進行反射.它的厚度通常較薄,反射率較高.但金屬對短波長的反射光源有較大吸收現象,因此易產生顏色偏紅(色偏),長時間使用後金屬表層會發生氧化現象,使色度偏移更明顯Back-Light光源─CCFlCCFL是冷陰極螢光燈ColdCathodeFluorescentLamp的英文簡寫.目前,CCFL已被選用為大多數LCD的背光源.CCFL優點:光源亮度高,白色.三基色特性很好.壽命長,一般為20000小時以上.低溫,低功耗.(約4.5W)細徑化,耐點滅特性好(10萬次以上)光電變換效率高,約為19%.耐震,耐衝擊(100G以上)CCFL發光原理Ar&NeGasHgGlass電極Phosphor紫外線CCFL燈管內主要填充三種物質:惰性氣體氖(Ne),氬(Ar)和水銀蒸氣(Hg).電極發生電子激發Ar&Ne激發Hg原子回覆穩態釋放能量紫外光透過螢光體可見光燈管種類:直管L字管U字管CCFL燈管特性及產品燈管數燈管電壓(VL):交流630～770V燈管電流(IL):3.5～9mA燈管頻率(FL):40～80kHz啟動電壓:1200-1500V(Ta=25℃),1400-1800V(Ta=0℃)保存溫度:-10℃～60℃使用溫度:-20℃～85℃一般筆記型電腦(NB):1支14~15吋LCD顯示器:2～4支17~20吋LCD顯示器:4～8支20吋以上LCDTV:8支或8支以上燈管輝度與各因素關係氣體壓力輝度與氣體壓力kHz輝度與頻率輝度與環境溫度輝度與電流mACCFL使用注意事項1.CCFL使用電壓是高壓交流,因此絕不能使逆變電源線與LCD使用的電路接觸.2.CCFL使用的電源線不宜過長.3.CCFL驅動波形需保持正負半週對稱,否則會降低燈管輝度及壽命.4.當CCFL燈管亮度降至原亮度的50%以下,整個燈管或燈管的一側發出粉紅色光和燈管電壓及啟動電壓升至規定值以上時,表示燈管壽命已到.CCFL燈管組立冷陰極螢光燈管(CCFL),燈管反射板(LampReflector)使用材料:銅銀反射片,不銹鋼銀反片線材:線接頭(Housing)-JSTBHSR-02VS-1,高壓線-ULAWM32393KV#24,低壓線-ULAWM3443300V#26橡膠燈帽(RubberCap,RubberHolder)接地銅箔片(Cutape)背光模組發展趨勢薄型化,輕量化窄框化設計提高發光效率,增加輝度可通過改變燈管電極形狀及材質來實現.降低UV輻射貼附UV-cut保護膜.增加CCFL燈管壽命貼附螢光體coating保護層.使用無水銀燈管THEENDThanksalot!