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LED背光模组技术 ----宋玉华
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主要内容 1、市场分析 2、背光模组介绍 3、PCB板在背板模组选用 2-1 背板 2-2 反射片 2-3 导光板 2-4 扩散片
2-5 棱镜片 2-6 胶框 2-7 light bar 3、PCB板在背板模组选用 主要内容
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市场分析 随着高清平板电视的普及速度逐渐加快，消费者对平板显示超薄、高画质等方面的要求不断增多，平板显示的能耗、环保问题也成为大家所关注的焦点。 在国家大力推动节能环保的背景下，平板电视低耗、超薄技术优势的突显，未来LED背光源电视将取代传统CCFL液晶电视，成为市场主导 。
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背光模组简介 背光模组(Back light module)为液晶显示器面板(LCD panel)的关键零组件之一，由于液晶本身不发光，背光模组之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。 背光模组的基本原理系将常用的点或线型光源，透过简洁有效光机构转化成高亮度且均一辉度的面光源产品。 一般结构为利用发光二级管的线型光源经反射片进入导光板，转化线光源分布成均匀的面光源，再经扩散片的均光作用与棱镜片的集光作用以提高光源的亮度与均齐度。
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LED背光模组架构
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背板 功能：主要支撑与 保护导光板， light bar 胶框以及增加背板模组强度 材质：AL，镀铝锌钢板 AL背板 镀铝锌钢板 背板
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反射片 1.功能：提供光线在导光板底部的反射面，加強光线利用率。 2.材质：PET+TiO2 3.光学特性
白色塑胶材料反射：反射率与厚度成正比相关，因为反射片若是太薄光线会从透明基材部分穿透造成反射率降低。当厚度大于临界值后反射率不会随着厚度之增加而增加。 镜面反射 漫反射
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导光板 1.导光板功能 导光板为边光式背光模组的关键零组件，其主要之功用是将光线由边缘导向视线方向，故得其名。为达到高亮度及亮度均匀之要求，导光板之光学设计就显的格外的重要，目的是希望藉由光学设计之手段将集中于边缘之光线藉由导光板均匀地导到整个视线所及之处。 2.导光板常用材质 导光板常用PMMA、PC、COC等，下表为其一般特性之比较： 特 性 单位 PMMA PC COC(COP) 比重 - 1.2 1.20 1.01 吸水率 % 0.3 0.2 <0.01 全光透过率 3mm % 92 88 折射率 1.48 1.59 1.53 硬度 2H B H 玻璃转化温度 ℃ 105 145 140
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导光板 (二)导光板光学原理 一般之导光板材料为亚克力，其折射系数大约为1.48，所以相对之全反射之临界角大约为42˚，此即意涵着只要入射角大于42˚时即会发生全反射之现象，即使入射光线是打在一透明的面上。
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扩散片 1.功能 (1)藉由扩散物质的折射与反射将光雾化 (2)将光由小角度出光集中到正面 (3)提高正面辉度
(4)上扩散片有保护棱镜片之棱角的效果 2.材质：PET 、PMMA 光扩散面 基材 （ＰＥＴ ) 树脂 扩散粒子 扩 散粒子 密著防止层 ( S 面
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扩散片 3. 规格 扩散片在选用上主要考量部材厚度、光线透过率、及散光性(Haze)。 常见的扩散片规格如下表 品名 Haze(%)
全光线透过率(%) 下扩散片 75PBA 89.5 87 100PBU 66 100S 86.5 99 100SXE 100MXE 88 100LSE 84 98 上扩散片 100TL 20.5 90.5 100TL2 29 90 125TD3 30.5
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棱镜片 1. 功能：增加荧幕正面亮度 2. 棱镜片的结构与增亮原理：
利用三棱镜的原理，将原本杂散的光线集中在大约70度角的范围，以增加光线的使用率，组装时雾面向上，亮面朝下
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胶框 1、胶框的作用 支撑背光模组中的其余组成部件 2、胶框的材质 目前常用的塑料材质通常为是PC和PC+10%GF
PC：聚碳酸酯(Polycarbonate)简称PC是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，也是一种常用光学塑料。 GF：玻纤(Glass Fiber) 注意:添加GF，材料的流动性变差，便于控制尺寸和温度；降低成品的缩水率；提高成品的硬度。但是，GF会腐蚀模具
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light bar light bar组成
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light bar LED Light Bar 材料介绍
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PCB板在背板模组选用 在LED 产品应用中，通常需要将多个led 组装在一电路基板上。
产生的热传派出去，因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方 面的要求。 传统LED 由于LED 发热量不大，散热问题不严重，因此只要运 用一般的铜箔印刷电路板(PCB)即可。但随着高功率LED 越来越盛行 PCB 已不足以应付散热需求。因此需再将印刷电路板贴附在一金属板 上，即所谓的Metal Core PCB，以改善其传热路径。另外也有一种做 法直接在铝基板表面直接作绝缘层或称介电层，再在介电层表面作电 路层，如此LED 模块即可直接将导线接合在电路层上。同时为避免 因介电层的导热性不佳而增加热阻抗，有时会采取穿孔方式，以便让 LED 模块底端的均热片直接接触到金属基板，即所谓芯片直接黏着。 接下来介绍了几种常见的LED 基板材料，并作了比较。
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PCB板在背板模组选用 FPC是Flexible Printed Circuit的简称，又称软性线路板、柔性印刷电路板,挠性线路板，简称软板或FPC，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。 主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码摄录相机、LCM等很多产品。 FPC软性印制电路是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路。 产品特点： 1.可自由弯曲、折叠、卷绕，可在三维空间随意移动及伸缩。 2.散热性能好，可利用F-PC缩小体积。 3.实现轻量化、小型化、薄型化，从而达到元件装置和导线连接一体化。
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PCB板在背板模组选用 印刷电路基板(PCB)
常用FR4 （玻璃纤维环氧树脂覆铜板的简称）印刷电路基板，其热传导率0.36W/m.K，热膨胀系数在13 ~ 17ppm/K。可以单层设计，也可以是多层铜箔设计。 优点︰技术成熟，成本低廉，可适用在中尺寸面板。 缺点︰热性能差，一般用于传统的低功率LED。
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PCB板在背板模组选用 金属基印制板(MCPCB)
金属基电路板是由金属基覆铜板(又称绝缘金属基板)经印刷电路制造工艺制作而成。其热传导率1W/m.K∼2.2W/m.K，热膨胀系数在23 ~ 30ppm/K。 根据使用的金属基材的不同，分为铜基覆铜板、铝基覆铜板、铁基覆铜板﹐一般对于LED 散热大多应用铝基板 优点：散热性好 ，提高了整机和电子设备的耐用性和可靠性，尺寸稳性 缺点：相对FR4价格要高
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PCB板在背板模组选用 应根据实际产品应用选择基板材料，低功率LED 发热量不大，
用PCB 基板即可，对高功率LED，为满足其散热要求，采用MCPCB 基板，满足性能要求时，则应考虑其成本。
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