彩屏背光源基础知识

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,彩屏背光源基础知识与应用,曾庆波,2014.03.12,一,.,背光源简介,背光源是液晶显示器(LCD)的光源提供者. LCD本身并不发光, 如果不借助外部光源就无法工作的. 因此,背光源的表现在很大程度上决定了显示器件视觉感官.,背光,源,+LCD=LCM,（液晶显示模块）,影视产品,资讯工业产品,通讯产品,仪表产品,消费电子产品,掌上型电视,VCD Player,投影机,TV,笔记本电脑,LCD Monitor,数码相机,P,D,A,电脑硬盘,数码相框,手 机,汽车导航,视讯电话,家电产品,电子表,电子琴,电子称,工业仪表,医疗仪表,飞机仪表,二,.,背光源的用途,三,.,彩屏背光源应用范围,彩屏背光源主要应用于平板型电子显示设备，尤其是液晶显示屏，如,手机、,MP3,、,MP4,、数码相机、仪器设备彩色显示、家电产品彩色显示、游戏机,、手表彩色显示等使用到,LCD,的产品上,由于,LCD,本身不发光，因此需要一个置于其底部的照明系统，这就是背光源。一个典型的彩屏背光源应包含如下组件：照明光源如发光二极管（,LED),，起传导光能作用的导光板（,LGP,）等。,背光源的基本要求在于为,LCD,屏幕提供足够,亮度,和,高均匀性,的照明，以便能够使液晶显示在日常使用中用有足够高对比度和显示质量。因此背光源设计的关键是如何让光线在导光板法向上均匀的分布。,四,.,彩屏背光源分类,1.,按尺寸分：,主流尺寸（英寸）：,3.5,、,4.0,、,4.5, 5.0, 5.9,、,7.0,较大尺寸：,7.0-10.1,或更大,尺寸定义：正视发光区对角线距离,(mm) / 25.4,单位：英寸,如右图所示：,52.119(mm)/25.42.05,彩屏背光源分类,2,）双屏单彩,:,双面发光，其中副屏为用黑白屏亮度要求低，主屏亮度要求高,主要应用在翻盖手机且副屏为黑白屏，如图二,2.,按光电结构分：,1,）单屏单彩,:,指只有一个发光视区，主要应用在直板手机,如图一,彩屏背光源分类,3,）伪彩,:,白色背光,+,伪彩膜配合黑白屏使用，如图三,4,）双屏双彩,:,两面发光，且双面都为高亮度，主要应用在翻盖手机且双屏为彩屏如图四,单屏单彩,此为目前产品类型,双屏单彩,双屏双彩,光源,(LED),（,发光二极管）,导光板（,Light Guide Plate,）,反射片（,Reflector,）,扩散膜（,Diffuser,）,增光膜,(,棱镜片,),（,P,rism sheet,）,遮光片（,BM tape),，通常为黑白双面胶,塑胶框（,Housing,）,铁框（,Bezel,）,FPC,或,PCB,双面胶,（,Double Side Adhesive Tape,）,五,.,彩屏背光源结构,主要组件介绍,1.,背光源部材,-,胶框,作用：支撑其它部材，同时也是与客户模块组装及定位客户,LCD,的主要部材，并具有封闭光线和反射光线的作用，是背光源的主要部材之一。,材质及应用范围：,1,）,PC(,白,),：用于亮度要求不是太严格的产品,2,）出光,URZ2501(,高反射级,),：用于亮度要求比,较严格的白光产品，彩屏背光产品主要使用材料,2.,背光源部材,-,导光板,导光板作为背光源的重要组件，起到传导光能的作用，实现点光源到面光源，它的结构和材料很大程度上决定着背光源最终的亮度和均匀性。,射出光线,导光板内光线传播方向,一,),导光板有两个面,:,1),通常一面是咬花面,可见大小不一排列的小圆点,手感粗造，,这些小圆点就是我们平时所说的咬花点，由化学蚀刻而成。,2),另一个面是,:,a),镜面,(,目前大多是这样处理，缺点是表面较容易刮伤，,不便于生产途中传送。,),b),放电面即放电后抛光,效果像磨沙的玻璃,.,c),还有一种就是磨面，用砂轮处理而成。,二,),彩屏导光板厚度一般在,0.40-0.55mm,（受加工精度及光源的厚,度的影响）,导光板越薄越难于成型或者效果的处理。,三,),彩屏导光板通用材质为,PC(LC-1500)/LC1300/HL7002,四,),咬花的排列方式,:,越近光源的咬花点越小,越远离光源的咬花点越,大,点与点之间的间距亦越近,.,导光板的结构,(,普通侧背光,&,彩屏背光,),一些常见的导光板材料,特性,单位,PMMA,出光反射级,PC,比重,-,1.2,1.01,1.20,吸水率,%,0.3,0.01,0.2,全光透过率,3mm%,92,92,88,折射率,-,1.49,1.53,1.59,硬度,-,2H,H,B,玻璃态转化温度,105,140,145,3.,背光源部材,-,反射片,反射片就是用来反射光线的膜片；贴附在产品的背面，紧贴着导光板，以便把从导光板底面逃逸出来的光能反射回导光板，提高光源的利用率。,反射片本身不含胶，从外观看可分为,白反射,和,银反射,常用白反射材质及使用范围：,TK100(T=0.10mm),、,UX100 (T=0.08mm),，双面乳白色，通常情况下不分正反面，反射率相当，使用于一般客户或中低端项目的产品；产品点亮时，背面有轻微透光现象，,UX100,较透些,常用银反射材质及使用范围：,1)75W05(T=0.075mm),，材质为一面银色,(,反射面,),，一面为白色,(,非反射面,),，背面无透光现象，反射率约为,97%,；可靠性好。,2)HE050(T=0.06mm),，,材质为一面银色,(,反射面,),，一面为灰色,(,非反射面,),，背面无透光现象，反射率约为,94%,；可靠性好。,3),SU080(T=0.08mm),，,材质为一面银色,(,反射面,),，一面为白色,(,非反射面,),，主要用于单屏单彩的产品，反射率约为,94%,；,4),NR-1(T=0.042mm),，,材质为一面银色,(,反射面,),，一面为白色,(,非反射面,),，主要用于单屏单彩的产品，反射率约为,94%,；,5),ESR(3M T=0.065mm),，,材质为双面银色，,ESR,双面银面对光的反射效果一致，但因加工易划伤，所以将一面重点保护做为反射面，主要用于单屏单采的产品，反射率约为,99%,；,6),RF100(T=0.1mm),，,材质为双面白色，反射率为：,96%,，透过率为：,4%,，主要用于双屏单采的产品；,目前我司主要使用的,SU080/75W05/ESR,。银反射价格贵、性能相对白反射好，白反射价格便宜、性能相对较差，,ESR,性能最好价格最贵，通常为高要求项目指定使用。,所有的反射片原则上禁止折痕、划伤、异物等。,4.,背光源部材,-,扩散膜,扩散膜的作用在于修正从导光板射出光线的传播方向，贴附在导光板表面，为液晶屏幕提供均匀的柔和的光学特性，通俗讲就是起到遮丑、散光作用。,扩散膜特征,:,应用,性能要求,单片扩散膜,1.,高雾化度,2.,低光学透过率,3.,高光学扩散率,4.,防止,Waving,（水波纹）,下扩散膜配合增光膜,1.,高扩散率,2.,高雾化度,4.,背光源部材,-,扩散膜,扩散膜结构,多数扩散膜的基本结构是在透明基材上如,PET,两面涂布光学散光颗粒。,这些颗粒的排列方式和密度决定扩散膜的性能。,常用扩散膜材质、特点及使用范围,乐凯,CDX342T(T=0.05mm),，一面雾面，一面亮面，用做下扩散，主要用于,4.3,”,以下的产品，较透；,激智,B38AV(T=0.05mm),，一面雾面，一面亮面，用做下扩散，比,CDX342,稍雾，使用于导光板效果稍差的产品；,惠和,HBS107(T=0.05mm),，一面雾面，一面亮面，用做下扩散，比,B38AV,更雾，性能更好，但价格较贵，适用于超薄高端项目,CH27/CH28(T=0.125mm),一面雾面，一面亮面，用做上扩散，用于,7,”,或以上的产品；,以上介绍的扩散膜贴附方式均为：雾面向上，亮面向下,(,朝向导光板,),，所有扩散膜原则上禁止有折痕、划伤、异物等。,5.,背光源部材,-,增光膜,特征,:,增光膜也叫聚光膜，其本身并不能增加光线，其主要是将周边散发的光通过增光膜的棱镜结构折射到正面出来，提高正面辉度。一般使用两层错开,90,的增光搭配、贴附在扩散膜上而用，也就是将前后、左右的光全部折射上来，以达到最佳亮度,回导光板实现循环利用,BEF,传播到相邻的棱镜,全反射,BEF,5.,背光源部材,-,增光膜,增光膜提高背光源正面辉度和均匀性示例,5.,背光源部材,-,增光膜,常用增光膜及使用要求,6,.,背光源部材,-,遮光片,作用：遮蔽或反射光线,7.,背光源部材,-PCB,及,FPC,功能,:PCB,及,FPC,均是用于支撑及连接电子组件,导通线路并与客户回路的作用,.,PCB,的材质及特点,:,1),材质,:,玻纤、铜、硅胶等,常用有,FR-4(,厚度系列,:0.2,、,0.4,、,0.6,、,0.8,、,1.0,、,1.2,等,),，,FR-4,强度及韧性很好，应用非常广泛。,2),特点：因材质较硬，可连接各种电子组件，如,LED,、,电阻、稳压二极体、导线、连接头及,PIN,等,3),与胶框连接的方式，多以结构固定，有时也用双面胶,粘接固定或点胶连接,4,）适用于,7,”,或以上中大尺寸产品,7.,背光源部材,- PCB,及,FPC,FPC,的材质组成,:,Polyimide Film+copper+adhesive,也叫柔性电路板,FPC,的特点,:,厚度薄，一般为,0.12+/-0.02mm;,最薄可达,0.0670.03(,单面,),；,FPC,的应用,:,主要应用于彩屏背光源，特别是对厚度要求,严格的彩屏背光源；,FPC,与胶框的连接方式,:,由于厚度很薄，所以一般都用双,面胶固定在胶框或导光板上；,使用,FPC,比,PCB,更能减化导光板或胶框的结构，且有效的降低厚度，但比,PCB,单价高,8.,背光源部材,-,光源,LED (,发光二极管,),：,LED,因其低功耗高发光效率，在近来逐步成为背光应用的主流光源，特别是移动式液晶显示设备如手机，车载显示屏方面的应用。由于日趋薄型化的要求，目前主流的手机背光源采用白光,LED,。,LED,的构成,-,铁支架,外面电镀,-,外面作为导通的接口,-,环氧树脂,(,外面的白色胶体,),保护芯片和打的金线,发光均匀,-,金线,作为支架与芯片的连接部分,而且其导热性高,品质稳定,-,萤光粉,产生白色光的介质,.,-,芯片,(chip),发光的中心,/,根本,LED,品牌类型（,020,封装）,国内系列,：,聚飞、宏光、玲涛、晶鼎源、东山精密等,台系列,：,光宝、凯鼎、亿光、东贝，宏齐等,日韩系列,：,日亚、三星、丰田、汉半等,LED,关键参数,发光强度、色度（坐标值）、电压值,LED,常见不良,灯不亮的原因,:,ESD(,静电的损伤,),(eg:,亿光,ESD 2000 V),打线不良,芯片不良,六、,LED,的,ESD,的概念,ESD,是代表英文,Electrostatic Discharge,即,静电放电,的意思。是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生与衰减、静电放电模型、静电放电效应如电流热（火花）效应（如静电引起的着火与爆炸）及和电磁效应（如电磁干扰）等的学科。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，对静电放电的电磁场效应如电磁干扰（）及电磁兼容性（）问题越来越重视。,ESD,的产生,(1),物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子儿而侵入其他的原子,B,，,A,原子因缺少电子数而带有正电现象，称为阳离子、,B,原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。,(,如图所示,),造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量,(,如动能、位能、热能、化学能,等,),在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。,ESD,的产生,(2),当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的,“,接触分离,”,起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是,“,接触分离,”,起电。,固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。为什么气体也会产生静电呢？因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生,“,接触分离,”,而起电。所以在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当静电积累到一定程度时就会发生放电,3.,人体身上的静电有多高,?,在干燥的季节若穿上化纤衣服和绝缘鞋在绝缘的地面行走等活动，人体身上的静电可达几千伏甚至几万伏。,下表是在两种不同湿度条件下人体活动产生的静电电位。在干燥的季节，人体静电可达几千伏甚至几万伏。,人体活动,静电电位,(KV),RH(10,20),RH (65,90)%,人在地毯上走动,35,1.5,人在乙烯树脂地板上行走,12,0.25,人在工作台上操作,6,0.1,包工作说明书的乙烯树脂封皮,7,0.6,从工作台上拿起普通聚乙烯袋,20,1.2,从垫有聚氨基甲酸泡沫的工作椅上站起,18,1.5,如何防护我司的产品受,ESD,伤害,1.,防静电鞋,2.,防静电衣,3.,防静电手环,4.,防静电桌垫,5.,接地,6.,防静电手指套,LED,的颜色,-(CIE,图,),七、白色的,LED,为什么颜色会杂,白色的,LED,是一种混合色,是由蓝色芯片加配比的萤光粉构成,因为蓝色芯片的不一致,萤光粉的配比并非一致性,而且量多量少较难控制,.,导致发光的颜色并非一致,.,所以彩屏的,LED,量产时一般需分光分色才,能满足客户的需求！,八、背光源常规电性参数,电压单位（,V,）,1.,定电压,2.,非定电压,电流单位（,mA,）,1.,定电压,2.,非定电流,电阻单位（,）,单个,LED,的电压、电流,1. 3.03.5V 20mA 2. 3.03.5V 15mA,功耗,主要根据使用的,LED,数量而定,线路分布,1.,串联,2.,并联,九、针对不同人种对白光色度的分类,亚洲人：正白（,x.y=0.270.31,）偏蓝（,x.y=0.27,以下） 偏紫（,x=0.27,以下,y=0.33,以上）偏黄（,x.y=0.31,以上） 偏红（,x=0.33,以上,y=0.27,以下）,欧美人：正白（,x.y=0.290.33,）偏兰（,x.y=0.29,以下） 偏紫（,x=0.27,以下,y=0.33,以上）偏黄（,x.y=0.33,以上） 偏红（,x=0.33,以上,y=0.27,以下）,注：由于人种不一的特性，分出以上数据！,十、背光源光电参数,光电参数：,辉度（亮度）单位：,cd/m2,均匀性： 指面光源的平均亮度分布的 均匀性一般要求,80%,以上通常可以达到,90%,以上，一般内部检验均在客户要求上加,5%,计算方式：最低亮度,/,最高亮度 *,100%=,均匀性（数据）,色温（色度坐标）,X=? , Y=?,（见后页表格）,以,BM-7,测试值为准，不同仪器之间会有一定的误差，须修正动作。,注：以上数据所用测试仪器为,BM-7,且要求在暗室里测试。,普通侧背光所用的光电测试仪为：,JF-II,THE END!,谢谢,!,