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一、背光模组常用光学原理

一、背光模组常用光学原理
一、背光模组常用光学原理

一、背光模組常用光學原理

光學原理應用在背光板上,大致有反射(Reflection)、折射(Refraction)、全反射(Total Internal Reflection, TIR)、吸收(Absorption)幾項,均屬於幾何光學的光學領域。

(一)反射(Reflection)---反射片、導光板

反射可分為三種形式,鏡面反射(Specular reflection)、擴散反射(Spread reflection)和漫射反射(Diffuse reflection),鏡面反射是指光線的入射角度相等於反射的角度,如圖1-1;擴散反射發生當在不平坦的表面且反射的光線超過一個角度,所有的反射光的反射角或多或少會與入射角相同,如圖1-2;漫射型的反射,有時候又稱作

“Lambertian scattering”或“Diffusion”,這種情形發生在粗糙或不光滑的表面,其反射光會有許多不同的角度,如圖1-3。

圖1-1. 鏡面反射

圖1-2. 擴散反射

圖1-3. 漫射反射

當光線照在一個完美的光滑表面會發生鏡面反射,完全遵守「反射定律(Law of reflection)」,入射角(入射光線與垂直表面的法線所夾的角度,Incident angle )會相

等於反射角(反射光線與垂直表面的法線所夾的角度,Reflected angle ),如圖1-4。

當光線照在一個粗糙的表面,光線將會立刻以許多不同的方向反射或穿透,如圖1-5,

在背光的材料中,擴散板、擴散片屬於穿透擴散(Diffuse transmission)的性質,底反射

板、燈管固定框架屬於反射擴散(Diffuse reflectance)性質。

圖1-4. 反射定律

圖1-5. 穿透及反射擴散

(二)折射(Refraction, Snell ′s law)---導光板、擴散片、稜鏡片

當光線從一種材料行進到另一種材料時,例如從空氣進到玻璃,此時光線會被折

射,也就是光線會彎曲及改變速度。折射取決於二個因子:一個是入射角(Incident angle)

以符號 表示,另一個為材料的折射率(Refractive index),以字母 表示,折射率等於真

空中的光速(c)比上光在材料中的光速(v):

(1-1)

空氣中的光速幾乎相同於真空中的光速,因此空氣的折射率可視為1,幾乎所有

其他物質的折射率都是大於1,因為光通過這些物質,其速度會降低。如圖1-6,光通

過折射率不同的介質時,入射角和折射角的關係可由Snell ′s law 表示:

2211s i n s i n

θθn n = (1-2)

其中:n 1為介質1的折射率,

n 2為介質2的折射率,

θ1為光線的入射角,

θ2為光線的折射角。

圖1-6. 折射(Refraction) and Snell ′s law.

(三)全反射(Total Internal Reflection, TIR)---導光板、擴散片、稜鏡片

根據折射定律,當光由一個較高折射率的材料行進到一個較低折射率的材料時,隨著入射角的增大,折射光會愈偏離法線,當入射角達到一個臨界角度(Critical Angle, ),折射光線將會通過兩種材料的邊界,若入射角再增大,所有的光線將被反射回材料的內部。圖1-7在說明幾條不同入射角的光線,光線1、光線2和光線3的入射角小於 ;光線4的入射角正好等於 ;光線5的入射角大於 。背光的材料中如PMMA 其TIR = 42.2°、Typical glass 其TIR = 41.8°,Polycarbonate 其TIR = 35.7°。

圖1-7. 全反射示意圖

(四)吸收(Absorption)---反射片、導光板、擴散片、稜鏡片

一個物體可以吸收部分或全部的入射光轉換成熱,許多材料會吸收特定波長的光線,稱之為選擇性吸收(Selective absorption)。材料對光線的吸收性可由“Lambert′s law of absorption”表示:

x

Iα-

=

I

e

(1-3)

其中I0為入射光線強度,I為穿透光線強度,α為材料吸收係數,x為材料厚度。

由式(3-3)可知相同厚度的同質材料對於光的吸收率相同,例如有一個厚度1公分的材料會將進來的光線吸收一半,剩下的一半光線再經過另外一塊厚度1公分的相同材料,又會再將光束吸收一半,如圖1-8,因此只有的原始光線穿過這個總厚度為2公分的材料。

圖1-8材料吸收光線示意圖

(五)干涉

※牛頓環(Newton’s Rings)

當光進入一如下面圖片所示的系統,由於此二物體之間的間隙隨著距離中心接觸點位置變化而改變,所以考慮反射光時,其OPD隨r的增加而增加,所以會觀測到同心圓圖案的干涉現象。

根據破壞性干涉的條件,暗紋應發生在

疊紋現象(Moire)

因為前光板都是使用V-Cut 的紋路式樣,而V-Cut 的紋路在光學理論上可以視為一種光柵,而在紋路間距與反射面的距離與光的波長成為相差整數個波長時,V-Cut 紋路會造成一條條的亮帶及暗帶在螢幕上,稱之為疊紋(Moire)(圖4-7)。為了不使人們看見此一現象,通常我們會將V-Cut 紋路傾斜防止疊紋的產生。在Trace Pro 中因為其運算的基礎為幾何光學,對於疊紋的現象無法與以展現,因此本論文的光學模擬將不探討疊紋的現象。

背光模组的介绍

背光模组的介绍 1.什么是背光模组?是用来干什么的? 背光模组(Back Light Modul)为液晶显示面板(LCD Panel)的关键零组件之一,由于液晶本身不具发光特性,因此,必须在LCD面板底面加上一个发光源,方能达到饱满的色彩显示效果,背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的平面光源,使LCD能正常显示影像。 目前,背光模组的主要产品种类有:发光二极管(LED)、卤钨灯、电致发光(ELD)、冷阴极荧光灯(CCFL)、阴极发射灯(CLL)、和金属卤化物灯等。其中工艺成熟、性能稳定,在彩色液晶显示器(TFT-LCD)上普遍使用的背光源是冷阴极荧光灯(CCFL);在面积较小的LCD上普遍使用的是LED背光源,尤其以发光均匀、高效的侧背光为主,LED背光源主要的应用范围:如手机、PDA、游戏机、家用电器、仪表、仪器、数码产品、汽车应用部件等产品的LCD显示面板。 背光模组为液晶显示器面板的关键零组件之一。功能在于供应充足的亮度与分布 均匀的光源,使其能正常显示影像。 2.LCD或LCM背光模组到底是什么? LCD 液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称,LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体,两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线,透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向,将光线折射出来产生画面。 LCM液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB 线路板、背光源、结构件装配在一起的组件.英文名称叫“LCD Module”,简称“LCM”,中文一般称为“液晶显示模块”。实际上它是一种商品化的部件.根据我国有关国家标准的规定:只有不可拆分的一体化部件才称为“模块”,可拆分的叫作“组件”。所以规范的叫法应称为“液晶显示组件”。但是由于长期以来人们都已习惯称其为“模块”。 即可以得出lcd和lcm的区别,那么lcd和lcm有什么不同:lcd是显示屏,lcm是包含了lcd在内以及控制lcd显示方式、内容的芯片、线路板等各种器件的集合。可以说lcd是显示内容的前台,lcm是包含了前台在内整个运作系统。 3.啥是LED背光模组

一、背光模组常用光学原理

一、背光模組常用光學原理 光學原理應用在背光板上,大致有反射(Reflection)、折射(Refraction)、全反射(Total Internal Reflection, TIR)、吸收(Absorption)幾項,均屬於幾何光學的光學領域。 (一)反射(Reflection)---反射片、導光板 反射可分為三種形式,鏡面反射(Specular reflection)、擴散反射(Spread reflection)和漫射反射(Diffuse reflection),鏡面反射是指光線的入射角度相等於反射的角度,如圖1-1;擴散反射發生當在不平坦的表面且反射的光線超過一個角度,所有的反射光的反射角或多或少會與入射角相同,如圖1-2;漫射型的反射,有時候又稱作 “Lambertian scattering”或“Diffusion”,這種情形發生在粗糙或不光滑的表面,其反射光會有許多不同的角度,如圖1-3。 圖1-1. 鏡面反射 圖1-2. 擴散反射 圖1-3. 漫射反射 當光線照在一個完美的光滑表面會發生鏡面反射,完全遵守「反射定律(Law of reflection)」,入射角(入射光線與垂直表面的法線所夾的角度,Incident angle )會相

等於反射角(反射光線與垂直表面的法線所夾的角度,Reflected angle ),如圖1-4。 當光線照在一個粗糙的表面,光線將會立刻以許多不同的方向反射或穿透,如圖1-5, 在背光的材料中,擴散板、擴散片屬於穿透擴散(Diffuse transmission)的性質,底反射 板、燈管固定框架屬於反射擴散(Diffuse reflectance)性質。 圖1-4. 反射定律 圖1-5. 穿透及反射擴散 (二)折射(Refraction, Snell ′s law)---導光板、擴散片、稜鏡片 當光線從一種材料行進到另一種材料時,例如從空氣進到玻璃,此時光線會被折 射,也就是光線會彎曲及改變速度。折射取決於二個因子:一個是入射角(Incident angle) 以符號 表示,另一個為材料的折射率(Refractive index),以字母 表示,折射率等於真 空中的光速(c)比上光在材料中的光速(v): (1-1) 空氣中的光速幾乎相同於真空中的光速,因此空氣的折射率可視為1,幾乎所有 其他物質的折射率都是大於1,因為光通過這些物質,其速度會降低。如圖1-6,光通

背光模组产品制程介绍 [相容模式]讲解

主题:背光模組產品製程介紹背光模組產 1 TFT-LCD 及 BLU的構造 TFTBLU的構造 LCD(液晶顯示器是顯示各種資訊的裝置,但因它本身不會自主發光,所以在其背面需放光源使 LCD畫面能均勻的發光,因此發光源即背光模組(BLU;Back Light Unit,對於B/L要求顯示面的輝度要均勻,液晶板的透光率須低於10%,需維持一定的水準。為了要使B/L達到輕薄化、高輝度、低耗電量、均勻度等,必須要擁有高度的技術才行。 LCD Panel LCD Panel DBEF Diffuser Up Prism Up Diffuser Sheet- 2 Diffuser Sheet-1 Backligh ht Diff Diffuser D Down Light Guide Plate Lamp Reflector Backlig ght Prism Down Light Guide Plate Lamp p Reflectior Support Main Case(Backlight Body Notebook Monitor 側光式背光模組側光式背光模組:為達到輕、薄與低耗電量的要求,筆記型電腦之TFT面板以採用側光式背光模組為主,側光式背光模組的光源,一般僅為單支燈管,燈管的外徑通常採用φ1.8mm,而燈管放置的位置顧名思義為背光模組的側面,由於光源僅從單邊進入,故整體背光模組的亮度均勻性較直下式背光模組更難以控制,且亮度亦較低,通常在筆記型電腦及中、小尺寸之(15”以下之背光模組上使用單支燈管,17”監視器、側光式背光模組通常在筆記型電腦及中小尺寸之(15”以下之背光模組上使用單支燈管17”監視器側光式背光模組通常使用2支燈管,圖所示為側光式背光模組之構造。側光式背光源的構造 直下式背光模組直下式背光模組:直下式背光模組的燈管是置於背光模組的正下方,且數量通常為2支以上,由於使用的燈管數多於側光式背光模組,連帶使得直下式背光模組的耗電量大增,故大部供應對耗電量較不要求的大型液晶監視器或液晶電視之TFT面板上,以期獲得較多的亮度,直下式背光模組的亮度分佈較為均勻,不過相對地需佔用較大的空間,如圖所示:大的空間如圖所示直下式背光源的構造光行進方向稜鏡片擴散膜導光板或擴散板反射板冷陰極管 2 成型射出- 工序圖(射出室成型射出- 工序圖(射出室原料(LGP Resin -保管及庫存管理原料供應設備 -注意異物流入除濕乾燥機 -調整正確乾燥溫度/時間成型機 -模具溫控機模具設計模具製作精密設出高品質導光板超大型起薄型高平坦

TV背光模组之导光板简介

TV背光模组之导光板简介 ◆导光材料概述 导光材料目前主要有PS (Polystyrene) 聚苯乙烯、PC (Polycarbonate )聚碳酸酯、PMMA (POLYMETHYL METHACRYLATE)聚甲基丙烯酸甲三种,在TV模组中应用最为广泛的是PMMA。下面分别给大家介绍一下此三种导光材料的物理特性。 PS (Polystyrene) 聚苯乙烯 ?为苯乙烯均聚物,系由苯乙烯在引发剂存在下进行自由基聚合得到。工业生产均用 连续本体聚合法。系无色透明、高光泽。加工性、着色性、刚性和电绝缘性良好, 但低温时质脆易裂。耐酸碱、氧化还原剂、醇类和洗涤剂,不耐烃类和氯烃类溶剂。 ?通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物,具有优良的绝热、绝缘和透明性,长期使用 温度0~70℃。但脆,低温易开裂。 ?物性参数 ?晶体密度:1.06~1.12克/CM3 ?拉伸强度:36~52MPa; ?玻璃化温度:90~95℃ ?熔融温度:240℃ ?热变形温度:高温76~94℃; ?导热系数:30℃时0.116瓦/(米·开) ?吸水率(ASTM):0.03~0.1 ?体积电阻率:1017~1019Ω·cm; ?介电强度:19.7kV/mm; ?透光率(2mm): PC (Polycarbonate )聚碳酸酯 ?聚碳酸酯(双酚A型)化学名称2,2-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯,是由酯交换法 和光气化法制得。平均分子量3.57×104。无定形透明颗粒.无味、天臭、无毒。 ?聚碳酸酯无色透明,耐热,抗冲击,阻燃,在普通使用温度内都有良好的机械性能。 同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐冲击性能好,折射率高,加工性 能好。 ?耐稀酸、耐油、不耐碱。溶于二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烷、 四氢呋喃、三甲酚、磷酸三甲酯等。疲劳强度较低,容易产生应力开裂。具有优良 的高温电性能,具有耐燃自熄性。 ?物性参数 ?晶体密度:1.20~1.43克/CM3 ?拉伸强度:>60MPa ?玻璃化温度:148~150℃

背光模组简介

背光模組簡介 壹、前言 背光模組(Back light module)為液晶顯示器面板(LCD panel)的關鍵零組件之一,由於液晶本身不發光,背光模組之功能即在於供應充足的亮度與分佈均勻的光源,使其能正常顯示影像。LCD面板現已廣泛應用於監視器、筆記型電腦、數位相機及投影機等具成長潛力之電子產品,因此帶動背光模組及其相關零組件的需求持續成長,在面板低價化的刺激下,又以筆記型電腦及LCD監視器等大尺寸用面板需求最大,為背光模組需求成長的主要動力來源。全球大型LCD背光模組產值將較2002年成長23%,達26.19億美元,且逐年增加,到2006年產值將達到37.26億美元。在國內LCD面板廠商積極擴產下,國內內需市場持續擴大,由於國內廠商生產的背光模組已與國際大廠的製造水準相當,加上在量產規模及就地供應上之優勢,國內背光模組自給率將可再往上提升。 貳、背光模組簡介 : 一、背光模組為LCD 面板第二大關鍵零組件 LCD面板主要係由彩色濾光片、背光模組、驅動I C、補償膜及偏光板、玻璃基板、I T O膜、配向膜、控制電路等零組件所組成,由於液晶面板本身不具發光特性,必須藉助背光模組來達到顯示的功能,LCD面板製造商在產生玻璃面板之後,須先結合彩色濾光片,兩者封合後灌入液晶,再與背光模組、驅動I C、控制電路板等組件,組合成LCD模組出售給下游的筆記型電腦或LCD監視器製造商。由於背光模組為僅次於彩色濾光片之LCD面板第二大關鍵零組件, 為因應國內面板廠商對關鍵零組件的大量需求及尋求降低成本要求下,如瑞儀、中強、

輔祥、科穚等廠商紛紛投入, 致在LCD上、下游產業之中, 背光模組現已成為本土化速度最快的一項零組件。 二、背光模組亦即顯示器光源提供者 背光模組其主要由光源(包括冷陰極螢光管(CCFL))、熱陰極螢光管、發光二極體(LED)等)、燈罩、反射板(Reflector)、導光板(Light guide plate)、擴散片(Diffusion sheet 1-2片)、增亮膜(Brightness enhancement film 1-2片)及外框等組件組裝而成,其中光學膜片與導光板為最主要之技術和成本所在。液晶顯示器由於其厚度薄、質量輕且攜帶方便,且相較於目前得CRT更有低輻射的優點,近年來需求快速的增加,己能在顯示器的市場佔有一席之地。隨著液晶顯示器製造技術的提昇,在大尺寸及低價格的趨勢下,背光模組在考量輕量化、薄型化、低耗電、高亮度及降低成本的市場要求,為保持在未來市場的競爭力,開發與設計新型的背光模組及射出成型的新製作技術,是努力的方向及重要課題。 三、背光模組類別 : 一般而言,背光模組可分為前光式(Front light )與背光式(Back light)兩種,而背光式可依其規模的要求,以燈管的位置做分類,發展出下列三大結構: (1)側光式(Edge lighting)結構:發光源為擺在側邊之單支光源,導光板採射出 成型無印刷式設計,一般常用於18吋以下中小尺寸的背光模組,其側邊入射的光源設計,擁有輕量、薄型、窄框化、低耗電的特色,亦為手機、個人數位助理(PDA) 、筆記型電腦的光源,目前亦有大尺寸背光模組採用側光式結構。 (2)直下型(Bottom lighting)結構:超大尺寸的背光模組,側光式結構已經無法 在重量、消費電力及亮度上佔有優勢,因此不含導光板且光源放置於正下方的直下型結構便被發展出來。光源由自發性光源(例如燈管、發光二極體

LED背光模组介绍

LED背光模组/背光源未来之预见 背光模组为TFT-LCD面板主要组件,约占面板材料总成本的20%~35%。随着LCD TV面板规模的高速增长,背光模组在面板成本与制造过程中所占的份额与地位将日益凸显。2005~2008年间大型大尺寸背光模组的出货量年增长率预计约达28%,至2008年将大型背光模组约达3.6亿块,市场产值高达约140亿美元。 从背光模组生产厂商来源国或地区来看,台湾、韩国企业均占据全球出货量的40%~45%,全球背光模组大厂主要有台湾的中强光电、瑞仪、科桥、韩国的 Taesan、Heesung及日本的夏普、Stanley等企业。由于中国大陆存在人力成本及下游相关产品制造规模之优势,台湾、韩国背光模组厂商均已在大陆设立分厂, 2005年在中国大陆产出的背光模组已约占全球39%,成为全球第一大生产地区。受外资背光模组企业的进一步投资扩产之势推动,预计06年大陆背光模组出货量的全球份额提高至45%。而国内也已涌现出以京东方茶谷、深圳帝光、普耐光电等为代表、发展迅速的背光模组与背光源企业。 背光源、棱镜片、扩散板及光学膜片等为背光模组的主要上游材料与组件,其中背光源在中小、大尺寸背光模组材料成本中分别约占10%~15%、15%~25%。目前背光源以冷阴极荧光灯(CCFL)为主,新型光源LED、平面光源FFL 正受业界关注并被认为是取代受欧盟RoHS法规限制使用的含汞 CCFL的有力竞争者。特别是LED因具有高达105%~130%色彩饱和度(NTSC)、长寿环保等显著优点,已成为中小尺寸TFT-LCD面板中的主流背光源,而随着LED发光效率的提高、散热难等技术问题的突破,全球面板巨头与LED行业领导者的已纷纷合作推出了LED背光源的大尺寸LCD TV,可以预见,高亮白光LED在大尺寸LCD TV背光源需求即将成为应用热潮。 根据LED光源的技术发展与应用领域的拓展关系可知,LED在成为手机、车载导航面板等中小尺寸LCD面板的主流背光源之后,当前正处于 Notebook、LCD Monitor及LCD TV大中型尺寸LCD面板所需背光源的市场切入与渗透关键时期。可以说,随着发光效率的进一步提高及散热问题的攻克,高亮白光LED有望成为未来大中型尺寸LCD面板的主流背光源。 应3G手机的入市、大屏幕手机的增多及搭配影像手机配备闪光灯的比重提升,持续拉升白光LED的需求,预估2006年度全球手机将成长7.1%达 8.3亿部,预期06年手机白光LED市场出货量增长41%至的43亿颗,其中手机背光源中的白光LED用量以近40%的高速增长达22亿颗;按键所需白光LED增长20%达5亿颗,以及拍照手机所需白光LED闪光灯增长60%达16亿颗。未来四年内,国内手机需求量未来四年内将保持13%的年均复合增长率,从06年的1.37亿部增长到2009年的2亿部;对高亮白光LED背光源需求量预计由06年的3.5 亿颗,以37%的年均复合增长率增加至09年的 9亿颗;而随着3G及拍照手机比重的提高,预计国内手机对高亮白光LED的总需求量保持高达46%的年均复合增长,由06年的7亿颗增长至09年的22亿颗。 2006年全球MP3、PDA、DSC、车载导航、可携式DVD等产品所需中小型尺寸LCD面板等所需白光LED市场规模高达21亿颗有余,受LED 在中小尺寸LCD面板的庞大商机驱动,目前全球已呈现背光模组上中下游厂商展开投资合作趋势,以积极抢攻LED背光源的LCD面板市场份额,如台湾的面板巨头友达光电联合

LED背光模组相关专利简介

27 LED背光模组相关专利简介 陶梅摘编 Brief Introduction of Patents about LED Backlight Modules Extracted by Tao Mei 1一种LED灯串被短路保护时自动补偿亮度的显示用背光的装置及方法 公开(公告)号:CN102054442A 摘要:本发明涉及一种LED灯串被短路保护时自动补偿亮度的显示用背光的装置及方法,其特征在于:光源控制模组通过调光信号输出端和开关信号输出端输出信号给驱动模组,短路保护侦测模组3通过短路保护侦测输出端电性连接于光源控制模组及与各个LED灯串输出端相连,当有任一LED灯串发生短路且被驱动控制器保护时,短路保护侦测输出端输出信号给光源控制模组中的图像处理器,图像处理器就会输出一持续不变的信号给光源控制模组的调光控制电路,使其调光控制电路输出一持续高电平的调光信号给驱动模组内对应的驱动控制器,调光控制电路输出100%的调光控制信号,以补偿整体的LED灯管的平均亮度。本发明自动化程度高,能使液晶画面亮度更适合使用者的要求。 2LED背光单元以及使用该LED背光单元的液晶显示装置 公开(公告)号:CN102047174A 摘要:讨论了一种LED背光单元以及使用该LED背光单元的其它装置。根据一个实施例,LED背光单元包括:导光部,其包括导光板和耦合到导光板的反射板,其中,导光板具有光输入部分和第一连接部分,并且其中,反射板具有连接到第一连接部分的第二连接部分;以及包括至少一个发光二极管的光源,该光源向导光部发射光。3一种LED液晶显示背光模组 公开(公告)号:CN102022680A 摘要:本发明公开了一种LED液晶显示背光模组,该模组可以在不增加聚光片的情况下,提供更高的亮度的可能,且其结构能够适用于大功率LED灯,减小小功率LED灯的应用,以减小故障的几率。其包括LED灯条和导光板,LED灯条上有LED灯,以及在所述导光板的背面设有所述LED灯条,对应所述LED 灯位置的导光板上设有孔,孔包括位于导光板正面和背面的两个孔口,在导光板背面的孔口处设有直下式LED灯,在导光板正面的孔口处设有用于反射LED 灯光的反光装置。本发明主要应用于液晶显示器和液晶电视上的LED背光源。 4一种LED侧背光模组 公开(公告)号:CN102003664A 摘要:本发明公开了一种LED侧背光模组,包括侧背光源和导光板,能够在兼顾侧背光模组的超薄特性前提下,实现了更多的分区,同时还提供一种包括所述LED侧背光模组的显示设备,从而提高了显示设备的对比度,使其显示效果以及各种性能指标得到很大提高,具有非常巨大的进步。 5用于LED的侧面发射LED背光 公开(公告)号:CN101994957A 摘要:一种用于照明液晶显示器的背光,其中将LED 按矩阵排列在背光腔体中。排列所述LED,使得将来自LED的发射沿侧面方向进入所述背光腔体。对来自LED的发射整形,以便匹配背光腔体的截面形

背光模组光学设计

背光模組光學設計 摘要 本文主要介紹邊光式背光模組之設計原理,其中包括所涉及之光學理論及常用於導光板之設計方法,最後並以軟體模擬來說明這些方法之優劣點。這些方法包括狹窄化方法、微結構法及加入擴散點方法用於導光板中,其中在微結構方法中又分為上鋸齒微結構法及下鋸齒微結構。這些方法之所應用之原理在於幾何光學中之全反射原理。在狹窄化方法、上鋸齒微結構及擴散點方法中主要是希望破壞全反射條件而使光線導出,而在下鋸齒微結構中是利用全反射原理將光線由下而上導出。在本文之軟體模擬實例中,我們發現狹窄化、上鋸齒微結構及擴散點三種方法之最大表面透出功率大約在相同之範圍中。雖然,下鋸齒微結構之表面透出功率最高,然而,在均勻度方面之表現非常的差。此外,由於光線之透出率對微結構之角度具有極敏感之特性,如欲以角度來控制透出功率之均勻性是一件不易達成之事,且加工不易。相較於微結構法,擴散點方法在控制均勻度方面及製造加工上就較微結構法來的容易,是一簡單又亦達成均勻度控制之方法。 一、背光模組介紹 無自發光性質的液晶材料已被廣泛應用在如電視、電腦螢幕、行動電話及個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)等不同尺寸的液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)上,而為了達到顯像之目的,必須搭配光源照射液晶。由於光源一般置於液晶面板之後,乃稱為「背光」,而此面板之後包含光源的所有元件總成則稱為「背光模組」。背光模組包括光源和其他職司反射及折射的光學裝置,其中光源主要分為兩種:一為適於較大尺寸LCD的冷陰極燈管,另一為適用於較小尺寸如行動電話螢幕的發光二極體。雖然此兩種光源形式及其所使用之光學裝置有所不同,但整個背光模組的光學原理則相類似。依據光源位置的不同,背光模組一般可分為邊光式(Edge Lighting)及直下式(Bottom Lighting)兩[1,2]。邊光式背光模組一般常用於中小型顯示器,如筆記型電腦螢幕、PDA 及手機螢幕等。顧名思義邊光式模組的光源是置於整個背光模組的邊緣,如圖 1 所示,導光板之功能主要是將側邊的光線導向正面之視線方向,並達到亮度均勻之效果。除了光源之外,邊光式背光模組的主要光學元件包含光源反射罩、導光板、稜鏡片、反射板,如圖1(a)所示[3],及位於稜鏡片上方之擴散片等光學元件。光源反射罩的主要功能主要是將光線集中投射於導光板中,而位於導光板下方之反射板功能是將投射至此之光線反射至上面,以增加光之利用率。擴散片之功能在於將經由擴散點所散射的光線均勻化,使之無法由正視時察覺導光板下擴散點的形狀與位置。最後,稜鏡片的主要功能是將均勻擴散之光線導正,使之射向視線方向,提高螢幕亮度。導光板為邊光式背光模組的關鍵零組件,其主要之功用是將光線由邊緣導向視線方向,故得其名。為達到高亮度及亮度均勻之要求,

背光模组结构介绍

背光模組結構認識
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瑞仪(广州)光电子器件有限公司
Radiant (Guangzhou) Opto – ElectronicsCo.,Ltd
背光模組結構認識
LCM ( Liquid Crystal Module) BLM (Back Light Module) ? For Notebook ? For Monitor ? For TV ? For Mobile Phone
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背光模组

背光模块(TFT-LCD BACKLIGHT) 1.何谓背光模块(BACKLIGHT)? 在最早的背光模块商业大量运用在广告灯箱,但今天因着LCD 这产业的蓬勃发展,在不自发光源的LCD 中为达到夜视和高全彩的要求中,背光模块就紧紧的结合在LCD 这一跨世纪的视觉产品中,成为它不可或缺的一部份,提供均匀和高亮度功能,特别是在TFT LCD 的产品中背光模块成为它的关键零件,在背光模块中从早期的直下式、侧部光式到光源分为冷阴极管CCFL、发光二极管LED 及冷面光源EL 等,因此借着各式的BACKLIGHT 背光模块光学特性也划分了TFT LCD 或STN LCD 的产品表现。 2.背光模块之用途及原理: 背光模块即所谓的背光,背光的应用普遍是在于提供液晶所需光源,例如液晶显示器、手机面板、甚至时下当红的PDA,都在背光的应用范围之内。 其原理简单来说是由一片导光板,导入自发性的光源(例如灯管、发光二极管等),产生更大更均匀的面性光源,有时更为了产生一些特殊的光学特性,而加上一些特殊的光学膜,而导光板上也有特殊的结构图案以便将光源作处理。 3.帝晶在背光模块上之优势 随着人类对视觉的要求和舒适度,背光模块光源模块在未来的发展中被要求着几项,在 1. 系统工学上要求省电、简单和轻薄化。 2. 视觉工学上要求高均匀、高亮度。 因此帝晶光电在系统工学上对背光模块设计采取多方向的技术改革思考,如定位第一代印刷式导光板、第二代无印刷式导光板、第三代无膜式导光板到已有申请专利的第四代单偏极态背光源模块的思考与发展方向,并在材料上发展出帝晶一号导光板印专用光学散射油墨,接踵而至的帝晶二号、帝晶三号、帝晶四号都将会是我们未来逐一追求实现的设计思考与理念的实现,我们相信科技始于人性的需求,借着需求方向的创新将是人类向前推动的主轴力量。 4.背光模块技转相关信息: 本公司的产品涵盖背光板印刷油墨、背光板射出模具、印刷网板的设计与制作、非印刷方式网板技

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