1、技術處機構工程0背光模組簡介背光模組簡介機構工程機構工程: :鄢偉鄢偉2005/9/212005/9/21技術處機構工程1講師簡介 姓名：鄢偉 工號：04R0008 電話：(0514)7849999 # 7213 電子郵件： 部門職稱：技術處機構工程部/工程師 簡歷：畢業于江西南昌大學機械設計制造及其自動化專業，2004獲工學學士學位。技術處機構工程2名詞解釋B/L: Back Light 背光板背光板CCFL : Cold Cathode Fluorescent Light 光冷陰極燈管光冷陰極燈管LED: Light Emitting Diode 發光二極管發光二極管L.G.P :Ligh

2、t Guide Plate 導光板導光板Mold Frame 塑膠框塑膠框Top Cover/Top Chassis 上鐵框上鐵框Back Cover 下鐵框下鐵框Double Tape 雙面膠雙面膠Diffuser Sheet 擴散片擴散片Prism/Lens 棱鏡片棱鏡片Reflect Sheet 反射片反射片/ 反射板反射板Lamp Cover 燈罩燈罩Rubber 橡膠套橡膠套Barcode/Laber 標簽標簽connecter 連接器連接器/插頭插頭Wire 導線導線技術處機構工程3B/L主要零組件2.擴散板擴散板(上上)3.Lens片片(上側上側)4.Lens片片(下側下側) 5

3、.擴散板擴散板(下下)6.導光板導光板7.反射片反射片8.Back蓋子蓋子9.Lamp反射體反射體10.Lamp蓋子蓋子11.冷陰極燈管冷陰極燈管技術處機構工程4B/L結構LCD技術處機構工程5B/L膜片結構技術處機構工程6B/L個部件相對成本光學膜37%導光板17%擴散板5%反射板5%Lamp9%其他材料16%組裝費&其他11%技術處機構工程7B/L實物(5)技術處機構工程8B/L實物（7）技術處機構工程9B/L實物(10.4”SVGA)技術處機構工程10各組件作用 保護膜保護膜 保護整個保護整個B/LB/L模組模組 上擴散片上擴散片 擴散光線擴散光線. .保護第二層棱鏡片保護第二層

4、棱鏡片 棱鏡片棱鏡片 增加輝度（有效利用光能）增加輝度（有效利用光能） 下擴散片下擴散片 散亂光源散亂光源, ,模糊導光板網紋，網點模糊導光板網紋，網點 導光板導光板 分布光源分布光源, ,將線光源轉換為面光源將線光源轉換為面光源 反射片反射片 反射浪費的光源，增加整體輝度反射浪費的光源，增加整體輝度 鐵框鐵框 支撐支撐B/LB/L模組模組 燈管反射片燈管反射片 反射燈源反射燈源 燈罩燈罩 支撐燈管組支撐燈管組 冷陰極燈管冷陰極燈管 線光源線光源 塑膠框塑膠框 支撐支撐B/LB/L模組模組技術處機構工程11背光模組功能及特性要求功能：1.提供LCD面板均勻的 足夠亮度的面光源.2.提供適當光線

5、, 提供所需色度.3.保護LCD面板, 固定回路基板, 增加結構強度.特性要求： 高輝度 重量輕 高均勻性 寬視角 低耗電量 結構穩定 安全性技術處機構工程12背光模組型式分類(1)直下型 - 燈管置于導光板下方，燈管通常使用W型燈管，缺點為厚度較厚且有溫度高的問題(使用在21吋以上設計)。(2)側邊入光型 - 燈管置于導光板側邊，依導光板型式和光學上的需求可選用直型、L型和U型的燈管，優點為厚度較薄且較無溫度的問題；目前多用此一型式。技術處機構工程13直下型反射板導光板光行進方向擴散膜稜鏡片冷陰極管技術處機構工程14側邊入光型技術處機構工程15背光模組光源種類CCFL:冷陰極燈管LED:發光

6、二極管EL(Electro Luminance):電致發光 1:小型冷陰極熒光燈(CCFL)提供了用于大型LCD所需的亮度和壽命(以及燈光管制能力)，這就是它至今仍是背光照明最為常用的光源的原因。熱量堆積是一個值得關注的問題。 2:LED背面光源的使用壽命比EL長(超過5000小時)，且使用直流電壓，通常應用于小型的單色顯示器，比如鋒窩電話、遙控器、微波爐、立體聲音頻設備等。但是，其亮度也不足以為大型透射式顯示器提供背面光源。 3:電致發光(EL)背光源體薄量輕，提供的光線均勻一致。它的功耗很低，要求的工作電壓為80100V AC，提供工作電壓的逆變器可把5/12/24V DC的輸入變換為交流

7、輸出。 由于EL背面光源的使用壽命有限(在50%亮度條件下的平均使用壽命為30005000小時，在更高的亮度水平上使用壽命將大為縮短)，因此，理想的EL背面照明用逆變器允許輸出電壓和頻率隨著EL燈泡的老化而增加，從而延長采用EL的背面照明光源的顯示器的有效使用壽命。 EL背面照明對于像手表、數字臺式鐘和單色PDA等需要極度微弱的照明以便在光線朦朧或昏暗條件下使用的小型反射式LCD應用而言是較為適用的。然而，低效率、低亮度以及短壽命使其不適用于諸如膝上型電腦和平板桌上型監視器所要求的大型LCD這樣的透射型背面照明用途。技術處機構工程16光學基本常識光及輻射：光是指人眼可以感知為明亮之電磁輻射，也

8、可以說是整個電磁輻射光譜中人眼可以看見之部份；這部份之波長分布在360830nm，只占已知之電磁輻射光譜中之非常微小之部份。光通量(lm)：發光體每秒鐘發出的光量之總和。符號-，單位-流明Lm。發光強度（cd）：發光體在單位立體角內發出的光通量，也就是發光體所發出的光通量在空間選定方向上分布的密度。符號-I，單位-坎德拉cd。色溫（k）：以絕對溫度來表示（=273.15），即將一黑體加熱，溫度升到一定程度時，顏色逐漸由深紅淺紅橙紅黃黃白白藍白藍變化。當某光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源的色溫。如：當黑體加熱呈現深紅時溫度約為550，即色溫為823。光效（lm/w)：光

9、源發出的光通量除以光源所消耗的功率。它是衡量光源節能的重要指標。顯色性（Ra）：光源對物體本身顏色呈現的程度稱為顯色性。也就是顏色的逼真程度。國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數定為100。各類光源的顯色指數各不相同。如：白熾燈Ra90，熒光燈Ra=6090。平均壽命：燈正常使用，50%損壞時的時間。光及輻射：光是指人眼可以感知為明亮之電磁輻射，也可以說是整個電磁輻射光譜中人眼可見之部份；這部分之波長分布在360830nm，只占已知之電磁輻射光譜中之非常微小之部分。照度(Illuminance)：發光體照射在被照物體單位面積上的光通量。符號-E，單位-勒克斯Lm/m2。輝度(Luminance

10、L)：光源或一被照面之輝度指其單位表面在某一方向上的光強度密度，也可說是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。單位：坎德拉每平方米(cd/m2)，符號-L。亮度：發光體在特定方向單位立體角單位面積內的光通量。符號-L，單位-尼脫cd/m2。技術處機構工程17發光效率（發光效率（lm/W）每一消耗電力（每一消耗電力（ Watt ）所輸出光的能量（）所輸出光的能量（lm）。）。每一消耗電力輸出的光源愈多，就表示光源效率愈高，亦即愈省電。每一消耗電力輸出的光源愈多，就表示光源效率愈高，亦即愈省電。發光效率依功率大小、種類、使用狀況而異。發光效率依功率大小、種類、使用狀況而異。 技術處機構工程18色坐標

11、舌頭圖技術處機構工程19光學測量的儀器技術處機構工程20CCFL發光原理 冷陰極熒光燈管的發光原理同于一般日光燈。在熒光燈管內部含有水銀和稀有氣體，一般高效能冷陰極熒光燈管所封入的氣體以Ne+Ar（95%+5%）之混合氣體為主。當燈管于電極兩端加上電壓后，造成電極 之尖端部位產生電子釋放，釋放之電子與內部之水銀產生撞擊，被激起的水銀原子產生不穩定之狀態后又快速的返回穩定之狀態，剩余的能量就變成紫外線(主要波長為253.7nm與185nm)的形式被釋 放出來。熒光體因吸收這個波長之紫外線，將紫外線之能量變換為可視光線而造成發光。技術處機構工程21CCFL內部結構電極： 直桶狀 管狀 杯狀技術處機

12、構工程22CCFL壽命影響影響CCFL的因素如下：的因素如下：1:玻璃管徑玻璃管徑2:燈管長度燈管長度3:燈管形狀燈管形狀(直管、直管、L管、管、管、管、管、管、 管管)4:電極形狀及種類電極形狀及種類5:水銀量水銀量6:惰性氣體充填壓力惰性氣體充填壓力7:氣體混合比例氣體混合比例(Ne+Ar)8:周圍環境溫度周圍環境溫度(影響管壁及電極溫度影響管壁及電極溫度)9:色度色度10:營光劑涂布營光劑涂布技術處機構工程23 燈管類型n 直管L型U型管O型(環型 )M管N型 蝶型管 技術處機構工程24燈管實物技術處機構工程25CCFL制造流程技術處機構工程26CCFL供應商南光：南光： 13-0900

13、013，13-0700085，13-0700065威力盟：威力盟： 13-0900012，13-0620022，13-0840011，13-0840014，13-0650032誠創：誠創： 13-0840013，13-0840016臺光：臺光： 13-0650033藍普斯：藍普斯： 帝光主要燈管供應商帝光主要燈管供應商勁森：勁森： 湖北宜昌湖北宜昌技術處機構工程27高低壓導線 整個B/L模組中高壓導線比較短，呈紅色 低壓導線比較長，呈白色 高壓導線耐壓值一般為3KV AC 低壓導線耐壓值一般為300V AC 低壓導線符合UL3443標準 低壓導線符合UL3633標準技術處機構工程28UL認證簡

14、介UL(Underwriter Laboratories Inc.) 是一家產品安全測試和認證機構，她也是美國產品安全標準的創始者。在一個多世紀的時間里，UL已對成百上千種產品和部件進行了相關的安全標準測試并按照國際標準評估其管理系統。 在美國，對消費者來說UL就是安全標志的象征。 在全球，UL是制造廠商最值得信賴的合格評估提供者之一。 UL 94：用作器件與設備部件的塑料材料的易燃性標準。 UL 94 測試方法包括 12 種燃燒級，根據材料類型和使用目的確定各種材料的燃燒級。半導體行業適用的級別為V系列縱向燃燒測試，要求材料可在指定時間內自動滅火。 耐燃性的標準有： (UL-94 HB) (

15、UL-94 V0,V1,V2) (UL-94 5VA,5VB) (UL-94 VTM-0,1,2) (UL-94 HBF,HF-1,2)技術處機構工程29領導LED發光原理及特點LED（Light Emitting Diode）,即發光二極管。是一種半導固體發光器件。它是利用固體半導體芯片作為發光材料。當兩端加上正向電壓，直接發出紅、黃、綠、青、橙、紫、白色的光。 發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p-n結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數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

16、能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱領導。 當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從領導陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關 .技術處機構工程30LED光源的優缺點優點：優點：發光效率高，節省能源發光效率高，節省能源=耗電量為同等亮度白熾燈的耗電量為同等亮度白熾燈的 10%-20%，熒光燈的，熒光燈的1/2。綠色環保綠色環保=冷光源，不易破碎，沒有電磁干擾，產生廢物少冷光源，不易破碎，沒有電磁干擾，產生廢物少壽命長壽命長=壽命可達壽命可達10萬小時萬小時固體光源、體積小

17、、重量輕、方向性好固體光源、體積小、重量輕、方向性好=單個單元尺寸只有單個單元尺寸只有35mm響應速度快，并可以耐各種惡劣條件響應速度快，并可以耐各種惡劣條件低電壓、小電流低電壓、小電流缺點：缺點：價格過高價格過高 至少應從目前的至少應從目前的1$/個降至個降至0.2$/個個發光效率還不夠高發光效率還不夠高 至少從目前的至少從目前的50100lm/w提高到提高到200lm/w性價比低性價比低還不到民眾普及的時刻還不到民眾普及的時刻 使用低壓直流電，與現有的照明系統不同使用低壓直流電，與現有的照明系統不同半導體照明的壽命實際上還涉及多方面的問題，與半導體照明的壽命實際上還涉及多方面的問題，與10

18、萬小時的理論壽命有差距萬小時的理論壽命有差距技術處機構工程31領導供應商日本： Nichia、 Citizen、NEC、 Oki Electric、Rohm、Sanken、Sharp、 Toshiba臺灣： 璨圓光電、華興電子、光鼎電子、鼎元光電科技、晶元光電、億光電子、今臺電子、光磊科技、東貝光電科技、佰鴻工業技術處機構工程32LED與CCFL比較光源光源1 1亮度亮度2 2發光效率發光效率3 3功耗功耗4 4壽命壽命5 5驅動電源驅動電源6 6價格價格7 7工作環境工作環境領導領導 CCFLCCFL7:技術處機構工程33棱鏡片 棱鏡片的上面部分所使用的材料是Acrylicresin (亞克

19、力樹脂)，下面部分選用的是Polyester(PET)。 3M公司生產的產品比較多，以下表格列出在川奇所使用的3M公司的部分產品: 規格名稱一般厚度特殊功能和用途BEFII155m與BEFIII配合使用BEFIIIBEFIII-M160m與BEFII配合使用BEFIII-T155m與BEFII配合使用DBEFDBEF-D440m用于大尺寸顯示屏DBEF-M132m使亮度進一步增加DBEF-E120mDual Brightness Enhancement Film - EmbossedDRPF130mDiffuse Reflective Polarizer Film具有霧面擴散功能，省去上擴散片

20、較佳的抗翹曲性，廣視角增亮功能RBEF152162mThin-BEF63m厚度最小技術處機構工程34BEF IIUP35%技術處機構工程35棱鏡片如何增亮？技術處機構工程36BEF IIIUP50%技術處機構工程37RBEFUP3545 %技術處機構工程38DBEFUP58%技術處機構工程39DBEF增亮原理技術處機構工程40DBEF工作原理技術處機構工程41DBEF-DUP50 %技術處機構工程42DBEF-MUP58 %技術處機構工程43EDR技術處機構工程44BEFII和BEFIII的區別不同產品選用BEFII和BEFIII的原因： BEFIII可以抗刮傷，雜質影響比BEFII小； BE

21、FIII可以減少光的干涉以及產生牛頓環的機會； BEFIII的霧化功能你BEFII要好。 一般在設計時，綜合考慮成本，厚度以及光亮效果，客戶特殊要求等因素，使產品達到優良，滿足客戶需求。技術處機構工程45擴散片公司名稱上擴散片下擴散片型號厚度m穿透率%霧度%型號厚度m穿透率%霧度%TsujidenD117120D12113054.878.5D117UEY1408932.5D121Y15554.878.5D121Z21854.878.5KeiwaPBS07011793.353.4BS041406087.2BS06SKCJS15R14392.559.3CH2713577.595.4JS153R20

22、792.659CH29Kimoto元太用的比較少3M1：上擴散片的霧度小穿透率高，下擴散片的霧度大穿透率低。上擴散片有保護BEF的功能，下擴散片的主要功能是霧化光線，使光線均勻。2：在組裝擴散片是要使粗糙的一面在上面，除了霧化光線，其目的主要是防止刮傷重要表面。技術處機構工程46反射片反射片主要供應廠商有Tsujiden和Keiwa，元太最常用的是Tsujiden公司的： 公司名稱反射片型號厚度m反射率%TsujidenRF18818895.5KeiwaRF215G21595.5技術處機構工程47導光板的分類和各自的區別 分類方式具體分類特點（優點，缺點）以制造方式分有印刷以白色網點印刷（圓形

23、，菱形，等等）無印刷蝕刻模具可以重復更換電鑄模具壽命比較低V-剪切輝度表現最好以材料的不同分PMMA(亞克力)光學效果佳，但易吸水變形PC(光學用)比PMMA光學效果略差，尺寸比較穩定Zeonor材料比較貴，尺寸最穩定，可射出更薄的LGP以形狀區分平板光學效果不是很好，亮度沒有楔形板的高楔形板使Module厚度更薄，光學效果好 導光板功能：使燈管發出的光能盡可能的均勻射出來，通過內部的特殊構造經過反射折射原理是導光板上與燈管相隔遠和近的地方在外界看來光的亮度都是差不多的。 導光板的構造：整體結構是一塊透明的塑料，其底部是間隔和大小不同的小的突起部分，這部分負責光的反射，空隙部分使光投射到下面的

24、反光板，又一次的反射經過導光板，使靠進燈管的地方和遠離燈管的地方看起來光的亮度差不多。技術處機構工程48導光板網紋排列技術處機構工程49導光板技術處機構工程50點印刷式導光板點印刷式導光板： 以往導光板印刷為將光源均一化分布的常用方式，利用含高發散光源物質(如SiO2 及TiO2)的印刷材料，適當的分布于導光板底面，借由印刷材料對光源吸收再擴散放出的性質，破壞全反射效應造成的內部傳播，使光由正面射出并均勻分布于發光區，但因出光的散射角較大及印刷點亮度對比較高，必須使用較厚的擴散板(覆蓋)及棱鏡片達到其光學與外觀要求。印刷方式的導光板常用在中小型的背光模塊及設計試作階段，以減少模具費的使用。技術

25、處機構工程51非印刷式導光板制造技術技術處機構工程52塑膠框實物技術處機構工程53塑膠框 1：塑膠框的主要材料有ABS,PC和PP，PC元太用的最多。 ABS系列的有ABS,ABS+GF(Glass Fiber),一般GF占10%；PC系列的有PC,PC+GF,PC-ABS,元太用PC最多，其中PC+GF最常用，10.4產品用PC-ABS；此外還有PP系列，這類的比較少用。 2：塑膠框的顏色有白色和黑色，其中黑色居多，因為黑色容易吸光，不易透光，使光的浪費比較少，但10.4的產品要用白板，這樣可以使結合處不至于太暗。在安裝時，導光板與塑膠框的間隙不能太大。 3：塑膠框的添加劑有GF,一般占10

26、%,防火劑,滑石粉,UV劑等。 防火劑的優點是耐熱，缺點是降低剛性，延展性和流動性。 GF的優點是增加了強度，不易折彎，尺寸穩定，收縮率比較小，缺點有材料易脆化，不耐沖擊，射出時會產生浮纖的現象。GF有長纖和短纖之分，長纖多用于飛機制造上，短纖多用于工程塑料。 UV劑可以抗陽光照射，此種材料的塑膠框用在特殊場合。 4：塑膠框的制作流程： PC+添加物混合烘干（100C-120C,4H）加熱熔解（260C-300C）控制注入時間注入溫度和注入壓力，將材料注入模具控制保壓時間和壓力，冷卻開模取樣外觀檢查，尺寸檢測包裝出貨 為了在注入時不產生氣泡，一般會在注入孔的另一端開有小的通氣孔。還要注意針孔和

27、毛邊的處理。技術處機構工程54熱縮套管技術處機構工程55燈管反射罩實物技術處機構工程56燈管反射罩的作用 燈管反射罩作用在包住燈管發出的光源，盡量送入導光板內，而燈管反射罩的形狀對導光板的入光效率有相當大的影響，一般中小型尺寸的背光模塊常用包含銀蒸鍍膜及寵物的軟性材質，約有80%的入光效率，而大尺寸含外框的筆記型計算機系列，對入光效率要求較高，因此多以外型特殊及固定的銅材質作為燈管反射罩，以增加入光效率，最佳時可達90%以上，另外燈管陰極接觸燈管反射罩常會產生漏電流現象，在機構設計時必須注意!技術處機構工程57雙面膠實物3M（9888T）日東（NITTO500）技術處機構工程58雙面膠3M：

28、3M9488,厚度0.15mm 3M9888T,9488的進化版，厚度0.15mm 3M468MP,3M9672LE,3M9472日東：日東500 ,厚度0.15mm尚達：代理3M公司產品技術處機構工程59鐵殼材質SUS304SUS430馬口鐵技術處機構工程60鐵殼廠商揚州科達：5,6.2,6.4,6.5,7,9,10,10.4蘇州佑達：5, 7, 6.2,8.4蘇州嘉詮：7,8.4臺灣鋒祿：6.4 ,9臺灣嘉彰：2.5,6.5,7,10.4東莞鑫技：10 以上鐵殼廠商主要供上鐵蓋給川奇，也有部分下鐵蓋供給B/L模組廠商。技術處機構工程61RoHS法令歐盟國家（包括荷蘭、丹麥、瑞典、奧地利、比

29、利時、意大利、芬蘭及德國等）于歐盟國家（包括荷蘭、丹麥、瑞典、奧地利、比利時、意大利、芬蘭及德國等）于20022002年年1111月月8 8日完成電器及電子設備廢棄物處理指令，并在日完成電器及電子設備廢棄物處理指令，并在20032003年年2 2月月1313日正式公日正式公告，預計告，預計20042004年年8 8月月3131日之前所有的歐盟會員國必須制定出屬于自已國家符合日之前所有的歐盟會員國必須制定出屬于自已國家符合WEEEWEEE&RoHS&RoHS之法令，并于之法令，并于20062006年年7 7月月1 1日起，所有日起，所有WEEEWEEE中所規范的電子電器產品在中所

30、規范的電子電器產品在進入歐洲市場時，不能含有進入歐洲市場時，不能含有RoHSRoHS里所提到的危害物質。里所提到的危害物質。 Testing ItemEquipmentMethod & RegulationCadmium (Cd)/cadmiumCompounds（鎘和鎘其化合物）ICP-AESEN1122-200191-338-EECLead（Pb）/Lead Compounds（鉛和鉛其化合物）ICP-AESUS EPA 3050BMercury（Hg）/MercuryCompounds（汞和汞其化合物）ICP-AESUS EPA 3052Hexavalent-Chromium（C

31、r6+）Compounds（六價鉻化合物）UV-VISUS EPA 3060A&7196APBB（聚溴聯苯）GC/MS83/264/EECPBDE（溴聯苯醚）GC/MS83/264/EEC技術處機構工程62有害物質含量限制International StandardSONYPHILIPS MicrosoftDellCANON Motorola1Arsenic ( As ) / ArsenicCompounds89/677/EEC100 ppm91/338/EEC: Plastics 100 ppmRoHS: 100 ppm91/157/EEC, 93/86/EEC:Battery 25

32、0 ppmSolder: 20 ppmBattery : 250ppm89/677/EECPlastics Parts:300 ppm16 CFR 1303: Coating, Paint 600 ppmRoHS: 1000 ppm91/157/EEC, 93/86/EEC:Battery: 4000 ppmSolder: 1000ppmPaints, Inks:100 ppmJacket:300 ppm89/677/EECRoHS: 1000 ppm91/157/EEC,93/86/EEC: Battery: 5 ppmButton cell : 20000 ppm5Hexavalent-Chromium(Cr6+ ) CompoundsRoHS: 1000 ppm禁用100 ppm1000 ppm0 ppm3 ppm6Nickel ( Ni ) / NickelCompounds94/27/EEC,94/60/EEC:0.5 ug/cm2/week100 ppm7Organo-tin compounds89/677/EEC禁用100 ppm8Pb +Cd+Hg+Cr6+94/62/EEC, CONE