摘要:
背光模組關鍵件——
導光板、
擴散膜、
增光膜等,其技術實質(zhì)是大型微細結構
光學元件,即利用光學微細結構和散射微粒等,實現(xiàn)對光能的重新分布,達到特定的使用目的。其設計與制造涉及光學、高分子材料、精密
模具(含模具機床)和精密成型工藝與設備等多學科的交叉技術。我國雖然研究開發(fā)背光模組的單位較多,但由于受基礎工業(yè)的限制,無法形成產(chǎn)業(yè)。成都菲斯特科技有限公司長期致力于微細結構光學元件的研究開發(fā)和量產(chǎn),以光學型投影顯示器件為代表產(chǎn)品,所形成的技術體系具有自主性、完整性和基礎性三大特點,足以支撐背光模組光學膜關鍵件項目的發(fā)展。
rQ~%SUM7 #4~Ivj 一、TFT-LCD液晶產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 _Se>X= -,zNFC:6g 一般而論,TFT-LCD顯示器由三個主要部件組成,即TFT-LCD(
液晶)面板、背光模組、驅(qū)動電路。而背光模組主要是由
光源(Light Source:包括冷陰極熒光管(CCFL)發(fā)光二極管(
LED)、反射膜(Reflector)、導光板、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是主要的技術和成本所在。
7J0PO}N ` LU&]NS3 而本文所指關鍵件即是指導光板、擴散膜、增光膜(棱鏡片)。
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H/ (一) 導光板:主要功能在于引導光線方向,以提高面板亮度及控制光線均勻度,是影響光效率的重要元件;通常是采用基礎工藝生產(chǎn)的光學級PMMA板材印刷
網(wǎng)點。相對增光膜來講,工藝技術較簡單國內(nèi)已有企業(yè)在生產(chǎn)。
2+y4Gd 7 Q.vtU%T (二) 擴散膜:主要功能是提升光線向上亮度(Brightness),并將導光板射出之光線柔散化,提供均勻的面光源;通常做法是在PET基材上,涂布光學粒子顆粒/玻璃微珠。國內(nèi)能夠生產(chǎn)小尺寸的擴散膜,隨著電視機面板尺寸的增大,大尺寸擴散板(膜)也是國內(nèi)空白。
o7hjx hmC *B@<{x r (三) 棱鏡片:也叫增光膜,主要功能是凝聚光線、提高正面亮度;主要以聚脂(PETG.PC.PMMA)為原料;主要技術難點在花紋模輥的制造,國內(nèi)還不能生產(chǎn)。
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) VJ| 微型表面結構一般為棱形柱體或半圓柱體。導光板、擴散膜、鏡片作為背光模組重要的組成部門,其作用都是對光的引導與控制,可稱為光管理元件,從技術的實質(zhì)上就是微細結構光學元件。
MPM_/dn- }ZR3 通常微細結構光學領域包含了四個方面技術:
光學設計、光學材料、超精密模具和模具設備、精密成型工藝與設備。是典型的綜合性高科技領域。世界上在微細結構光學器件制造領域技術比較領先的屬于美國、日本和韓國,我國臺灣地區(qū)也能生產(chǎn)部分低端產(chǎn)品。
7!L"ef62o (QqKttL: 增光膜由于涉及到大型超精密模具加工的單點金剛石機床,國內(nèi)不能生產(chǎn)。由于我國這一基礎工業(yè)的缺失,導致至今國內(nèi)不能生產(chǎn)增光膜,特別是用于TFT-LCD彩色電視機的大尺寸增光膜片,在液晶顯示產(chǎn)業(yè)風起云涌之時,增光膜生產(chǎn)仍然是國內(nèi)空白。
Av+R~&h ?vM{9!M 近年來,LCD液晶顯示器已成為彩色電視機的主流顯示方式,除廣泛用于筆記本電腦,監(jiān)視器以外,已廣泛用于彩電領域。特別是大尺寸的彩色電視機。國外面板主要規(guī)格可以做到26吋——55吋。更大尺寸彩電的面板和背光模組均給生產(chǎn)帶來更大的困難。
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i Nu|?s- 2008年起全球的液晶顯示器產(chǎn)量已超過40000萬臺以上,每年以不低于20%的速度遞增。2007年全球的液晶彩電僅有700多萬臺,至2009年僅中國的液晶彩電已達2000萬臺以上。我國液晶平板電視產(chǎn)量增速遠遠超過國際水平。我國是世界上彩色電視生產(chǎn)量和消費量均為第一的國家 ,這一產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展使我國正從一個電子信息大國向電子信息強國發(fā)展。特別是TFT-LCD產(chǎn)業(yè)已經(jīng)得到國家發(fā)改委和工信部的大力支持,大力發(fā)展液晶產(chǎn)業(yè)的格局已經(jīng)形成。
`[CXxp M62V NYt 2009年底以來,以上廣電、京東方、龍騰光電已在建的TFT-LCD五代線的基礎上,又有:江蘇昆山的龍騰光電8.5代線,南京中電熊貓的6代線,CEC與夏普合資建設的8代線,京東方的8代線,LG在廣州的8.5代線,三星在蘇州的7.5代線以及TCL在惠州的8.5代線相繼動工建設,這些總投資達2000億以上的高世代面板線的建設,促使2009年成為了中國大尺寸TFT-LCD面板產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突破年。這樣龐大的投資是全球LCD產(chǎn)業(yè)中前所未有的,將使我國的制造能力獲得極大的突破,上述6條公布于世高世代面板生產(chǎn)線產(chǎn)能可達全球產(chǎn)能的10%以上,規(guī)格包含32吋-55吋產(chǎn)量將達4500萬臺以上。這些生產(chǎn)線建成以后必將改變?nèi)虻囊壕Мa(chǎn)業(yè)格局。
//|9J(B] 'B6D&xn'%& 中國電視機生產(chǎn)企業(yè)眾多,CRT電視產(chǎn)能一度超過全球產(chǎn)能的50%,隨著平板電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對大尺寸的液晶面板需求更加強烈。從國家的角度來看,進軍液晶電視上游面板行業(yè)對國家電子信息產(chǎn)業(yè)的全面升級,對我國工業(yè)化和信息化都有巨大的推動作用,同時對拉動內(nèi)需也相當有利。
dHd{9ftyF bzB9u& 我國受到基礎工業(yè)薄弱的限制,目前還不能生產(chǎn)增光膜,在關鍵部件配套方面還只能依賴國外進口,使我國的國際競爭力弱,亟需加快解決自主配套的問題才能完善液晶產(chǎn)業(yè)鏈,形成國內(nèi)液晶產(chǎn)業(yè)的完整體系。
=p^*y-z >W 8!YOc 二、增光膜、擴散膜在液晶顯示器中的主要功能 1xcx2L+R |V:k8Ab 1、增光膜擴散膜的作用
VYlg+MlT0 由于液晶面板本身不發(fā)光,必須借助背光模組(backllight modiule)提供的光源及分布均勻的亮度才能使液晶顯示器顯示影像。因此增光膜、導光板、擴散膜等也稱為背光模組關鍵件,其主要作用是為液晶面板提供均勻的面光源,盡可能高的光能透過特性,盡可能不影響光的特性。因此在大尺寸液晶顯示器中尤為重要。因此,促進增光膜等關鍵件的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化對促進我國平板電視產(chǎn)業(yè)的升級換代,增加我國液晶產(chǎn)業(yè)的國際競爭力發(fā)揮著重要的作用。同時可以帶動超精密機床,超精密模輥加工工藝技術、光學高分子材料、投影顯示光學器件等方面的基礎工業(yè)技術的提升。
/I".n] `Mp]iD{ 背光模組關鍵件——導光板、擴散膜、增光膜(棱鏡片)等,其技術實質(zhì)是大型微細結構光學元件,也就是利用在透明膜片材上加工成型光學微細結構和光學擴散微粒的工藝技術,實現(xiàn)對光能的重新分布達到一定的使用目的。國際上通稱為增光膜、擴散膜、反射膜以及導光板。
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%~$4[,= 我們揭開背光模組的面紗就可以看到,
>;0z-;k6 2u#{K9g GawLQst[+ 圖一
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+8e 實際上是由一層層光學膜片材料組成,通過他們實現(xiàn)對光的均勻分布從圖1中我們可以看到背光模組中擴散膜和增光膜的實質(zhì)。背光模組實際上是由一層層光學膜片所組成,通過CCFL或LED光源,經(jīng)過模組中各種膜片材料對光的功能作用,實現(xiàn)對光能的重新分配,使我們的LCD顯示器能夠看到影像。
rpy`Wz/[ Q/0;r{@Tq} 擴散膜是通過在光學膜片材料上的微細顆粒(beads)實現(xiàn)光的擴散,而增光膜(棱鏡片)是通過在透明光學材料上加工成型微細條紋(光柵)結構進行反射和折射,對光能重新分布。
P_Po g^ Y$Os&t@bu D`,@EW]. 圖2 圖3