液晶显示器背光模块介绍

LCD本身是不发光的，它需要背光模块来给它提供光源以达到显示的目的，因此背光模块光源的表现便决定了显示器表现在外的视觉感。背光模组主要是提供给液晶面板一均匀、高亮度的光源，基本原理是将常用的点或线型光源，透过简洁有效的机构转化成高亮度且均一辉度的面光源产品。品质上要求光的辉度愈高愈好,平均辉度一般要求70%以上。通常背光模块由光源、导光板、反射板、扩散板和增光片组合而成.下面将就背光模组的这几个基本组成做介绍。图一为液晶显示器背光模块常见结构。

光源

背光模组的光源须具备亮度高及寿命常等特点，一般常用的有冷阴极荧光管(CCFL: Cold cathode fluorescent lamp)和发光二极管(LED:Light emitting diode)，冷阴极荧光灯管具有高辉度、高效率、寿命长、高演色性等特性，加上圆柱状外形因此很容易与光反射元件组合成薄板状照明装置，因此最为常用。但随着LED技术的发展，LED亮度越来越高，寿命越来越高，演色性越来越好，有逐渐取代冷阴极荧光灯管的趋势。

在背光模组中，根据光源的分布位置，可以分为直下式背光源和側入式背光源。直下式背光源主要是在比较大尺寸屏和高亮度场合使用，其缺点是使产品尺寸比较厚，功耗较高。側入式背光源主要用在小尺寸显示屏中，其结构比较轻薄，側入式背光根据亮度需要，可以做成单边进光或双边进光。

导光板

导光板应用于侧入式背光模组，是影响光效率的重要元件，用射出成型的方法将丙烯压制成表面光滑的楔形板块，然后用具高反射率且不吸光的材料，在导光板底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点。导光板主要功能在于导引光缐方向，以提高面板光辉度及控制亮度均匀。光源位于导光板厚侧的端面，光源所发的光以端面照光的方式进入导光板，大部分的光利用全反射往薄的一端传导，当光线在底面碰到微结构正面射出，利用疏密、大小不同的微结构图案设计可使导光板面均匀发光。

在外型上导光板区分为楔型板和平板。一般笔记型电脑因考虑空间关系均采用楔型板，而LCD Monitor与LCD TV则采用平板为主。

导光板具有较低的表面粗糙度和良好的光学特性。其扩散点类型有印刷式(以网板印刷的方式印上扩散点)、非印刷式 (利用设定好网点或纹路 的摸具制作)。非印刷式包括机械加工、蚀刻及薄板取代等方式.

反射板

一般侧光式背光模组的反射板放置于导光板底部，将自底面漏出的光反射回导光板中，防止光源外漏，以增加光的使用效率：而直下式背光模组则是置于灯箱底部表面或黏贴于其上，将经扩散板反射之光束由灯箱底部再次反射回扩散板以被利用。制作材质:PET及PC基材,反射率达90%.

扩散片

扩散板、扩散片的功能是为给液晶显示器提供一个均匀的面光源 ，一般传统的扩散膜主要是在扩散膜基材中，加入一颗颗的化学颗粒，作为散射粒子，而现有之扩散板其微粒子分散在树脂层之间，所以光缐在经过扩散层时会不断在两个折射率相异的介质中穿过，在此同时光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便造成了光学扩散的效果。或是使用全像技术，经由曝光显影等化学程序将毛玻璃的相位分部记录下了粗化扩散膜基材表面，以散射模糊导光板上的墨点或线条。但在如此的光路架构下，由于材料本身及化学颗粒的性质，将会造成无可避免的吸光而且其对光的散射是散乱的，对于一固定距离的观测者來说，将会有部分的光强被浪费，而造成光源无法有效的利用。再加上他的化学制程较费时，所需的生产成本相对也较高。

扩散片使用PET或PC基材制作,正面光滑,反面粗糙。制作方式为在PET基板上涂布扩散层(透明树脂混合光扩散材料制成)或以PC为基材,利用滚轴热压形成凹凸粗糙面。两者区分方法:PET材料当光线透过时,会略偏黄色;PC材质当光线透过时会略偏蓝色.

增光片

增光片也叫棱镜片。光自扩散板射出後其光的指向性较差，因此必须利用增光片來修正光的方向，其原理藉由光的折射与反射來达到凝聚光线、提高正面辉度的目的，以增加光线自扩散板射出后的使用效益，使能整体的背光模组的挥度提高60%-100%以上。主要以多元酯(polyester)或聚碳酸酯(polycarbonate) 为材料，其表面结构一般为为稜形柱体或半圆柱体。目前跨国公司3M为全球独家供应商，拥有多项相关专利，通常一部背光模组会使用两片增亮膜，彼此方向垂直，将光集中增加辉度。

增光片是在PET基材上涂布覆盖锯齿状或波浪状的PMMA微结构

棱镜片的种类:

BEFⅡ---(规则稜柱)单一方向增量大概60%,而两张垂直方向重叠可增加120%

BEFⅢ---(不规则稜柱,避免干涉现象)单一方向增量大概59%,而两张垂直方向重叠可增加111%

RBEF---微结构非直角而是圆弧状,亮度比较:BEFⅡ>RBEF视角比较:RBEF>BEFⅡ

DBEF--- 3M专利，结构由多层可反射偏极光片相互贴附而成，可改变光的进行方向，经由反射后再加以利用。