BLU基本结构报告

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,2013-3-1,#,目录,1、液晶面板的结构介绍,2、背光模组结构组成的介绍,3、OLED的介绍,1、液晶面板的结构,或LED,或LED,适当的利用电压, 来控制液晶分子的转动, 进而影响光线的行进方向, 来形成不同的灰阶, 作为显示影像的工具。,1.1、开口率,亮度,是显示器重要的规格,决定亮度最重要的因素就是,开口率,开口率定义：简单的来说就是,光线能透过的有效区域比例。,具体：开口率,是指除去每一个像素的配线部、晶体管部（通常采用黑色矩阵隐藏）后的光线通过部分的面积和每一个像素整体的面积之间的比例。 开口率越高，光线通过的效率越高。,1.2、panel穿透率的计算,通过穿透率的计算，从理论上解释开口率越高，光线通过的效率越高。,当光线从背光源发射出来, 会依序穿过,偏光片, 玻璃, 液晶, 彩色滤光片,等. 假设各个零件的穿透率如上图所示；开口率: 50% (假设有效透光区域只有一半),以上述的穿透率来计算, 从背光源出发的光线只会剩下6%, 实在是少的可怜. 所以在TFT LCD的设计中, 要,尽量提高开口率,. 只要提高开口率, 便可以增加亮度, 而同时背光源的亮度也不用那么高, 可以节省耗电.,或LED,或LED,50%,95%,95%,95%,27%=80%*33%,2、背光模组结构组成,背光,模组,光学部品,辅助部品,光源：LED,膜材,遮光胶带,塑胶框（mold frame）,FPC or PCB,back cover,bezel,双面胶,导光板 light guide plate,反射膜 reflector,扩散膜 diffuser,棱镜膜（增光膜）prism sheet,2.1、背光模组整体结构的光学传导过程,光从导光板照射出来。出来的光线在经过扩散膜和增光膜的作用，它们原来散乱的传播方向得以修正，最终得到符合液晶显示要求的光学特性。,2.2 光学部品的介绍,2.2.1 导光板,导光板有两个面：,1)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,。,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。（,使光线均匀,）,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)磨面，用砂轮处理而成。,材料：PMMA,亚克力,不同形状,网点制作方式,网点：极高反射率且不吸光的材料,入光方式,成形制作方式,平板：导光板从入光处来看为长方形,印刷式：导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印在反射面，又分为IR和UV两种（,因其油墨干燥方式不同,）,侧入光（灯管和LED）：将发光体（灯管或LED）放置于导光板之侧部,射出成形：应用射出成形机将光学级PMMA颗粒运用高温、高压射入模具内冷却成形,楔形板：从入光处来看一边为厚，一边为薄，成楔形（三角形）,非印刷式：将网点在导光板成形时，直接成形在反射面。,化学蚀刻（Etching）、精密机械刻画法,（V-cut）、光微影（Stamper）、内部扩散,直下式：将发光体（灯管或LED）放置于导光板之下方,裁切成型：将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品,射出成形,印刷式：,非印刷式：,工序基本相同,在射出时不将网点铸上，射出的成品只是压克力外形，待成形后再经过印刷完成导光板。,将设计好的网点铸造在模具上，使网点与导光板在射出成形时同时完成。,平板裁切导光板制作方式,：,a. 压克力外形加工,=,原板裁切镜面刨光成形加工。,b. 网板制作,=,网点设计底片输出张网,c. 印刷,=,压克力洗净印刷烘烤（,IR,）或紫外光照射 （,UV,）,匀光板新一代导光板,(,纳米导光板,）,改变了,传统导光板的导光原理,，利用均匀分散在,导光板中的纳米粒子的光散射效应,将线光源或点光源转变为面光。,生产方式：,在浇注压克力的同时加入纳米级光散射粒子，该纳米粒子能将点光源或线光源高效地转换为均匀的面光源。,2.2.2 扩散膜,作用：修正从导光板射出光线的传播方向，为液晶屏幕提供均匀的柔和的光学特性。,结构大同小异，从上至下分别是：扩散层基材隔离层。,基材通常为高透明度PET薄膜。,扩散层是由,涂料干燥后在基材上的附着物,，是,扩散膜最关键的部分,。,隔离层的形成有两种方法，即,涂布法和热压法,。隔离的机理是在基材下面附有,较大间隔的凸点,，使扩散膜与背光源导光板的,接触性质，从面接触变为点接触,，从而避免背光源在亮检时产生,水印状缺陷。,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。,扩散膜有两个面：雾面和亮面,膜贴附方式均为：雾面向上，亮面向下(朝向导光板),雾面,亮面,型式,制造方式,扩散方式,差异性,基材中添加扩散粒子，以达到扩散均光的效果,利用基材与扩散粒子的折射率差,添加重組成比約,1-5%,之間,基材表面粗糙化，表面光扩散效果。,利用基材的不规则表面与空气间的折射率差,較難產生高霧的效果，需複合的幾何構造才能提高霧,單靠表面結構也會造成視角問題,基板內還是會含有擴散子,基材表面涂布含扩散粒子的涂料，通常单面或双面的涂布，以达到扩散均光的效果,利用涂布于基材表面与空气间的折射率差。,有些設計會在燈管正上方對應位置，以較密的擴散點印刷或做直條的擴散塗塗佈，增加對燈管的遮蔽性與提升均勻性,填充扩散粒子的光扩散机制,影响因素如下：,1、扩散粒子与基材树脂间的,折射率差异,2、扩散粒子的,添加量,3、扩散粒子的,粒径分布和平均粒径,4、扩散粒子,形状,1、扩散粒子的种类：有机：Tio2、Sio2,无机：PMMA、PS,有机无机复合,形状一般为圆球形,2、扩散板的树脂材料的理化性质要求：,光学特性,吸水率,热膨胀系数,COP,中文名：环烯烃聚合物，作用于大型,LCD,光导材料，,COP,其作用于制备,LCD.,汽车头灯。食品容器,应用产品包装和材料，还可以用于制做光碟，吸水性小，防止光碟翘曲，在日本还广泛用于电脑，电视的液晶显示器。移动电话显示屏。,常用扩散板光学树脂特性比较,扩散板材料可靠度验证,表面结构的光扩散机制,1、树脂与空气间的折射率差异,2、表面结构的几何形状,3、表面结构的尺寸大小,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,上扩散膜+棱镜膜,1.,高扩散率,2.,高雾化度,下扩散膜,1.高光学透过率,2.低雾化度,3.防止Waving,4.防止光学干涉现象,扩散片加工,优缺点,材料需具有的特征,材料,押出成型法,較多的加工操作,材換相當困難,適合進多種規格的擴散板生產,容進表面光學微結構加工,一定的熱安定性,可以產生熱化,可以有黃變現象,需有適當的動係,PMMA,PC,MS,射出成型法,設備成本較低,可自由調配各種光線透過的規格,可進少多樣性的客制化產品,容進表面光學微結構加工,需有較高的動性,需有高的製程溫，以提升擴散材的熔融動性,熱安定性要求很高,Zeonor,方法,高透明热塑性树脂,扩散粒子,双螺旋押出机,粒子,混炼,押出成型机,押板成型,裁切,扩散板光扩散机制,光,介质,折射、反射、散射、绕射,光扩散效应,穿过,折射率差异,漫射,不同折射率,光重分布,2.2.3 棱镜膜,作用：把较大传播方向的光线集中到正面,较小的角度内，提高正面灰度。,结构：,利用,射出成型或贴上压克力树脂的方式，制作锯齿状的表面,，由上下两片、,垂直交错地压合于两片扩散片中间，可让原已扩散开来的光线再度集中、减少光耗损率，,故可增加亮度。,PC,一体成型和,PET Film + Acrylic,分类：,A、,一般棱镜片,（normal prism sheet）,B、,多功能棱镜片,：整合了棱镜片与扩散片的功能，较一般型棱镜片有更好的发光效率,C、,micro-lens film,：由mico-lens数组架构同样地将棱镜片与扩散片功能整合到一张膜里，有许多面板采用二张mico-lens膜以取代一张棱镜片加二张上下扩的架构，目前主要应用的产品为32，37”与40”液晶电视面板,D、,反射型偏光片,（reflective polarizer）：或称DBEF (dual brightness enhancement film)，目前只有3M公司一家供货商。据实验结果显示，DBEF是目前所有种类光学膜中使发光效率提高的最好产品，发光效率能较其它产品高出至少30%。,Back Coating,PET,树脂棱镜,3M光学增亮膜分为三大类：,BEF：,DBEF：,ESR：,鏡片,(BEF,，,Brightness Enhancement Film),其用精密的顯微複製技術，形成特殊的鏡結構，可以管,光的角以達到增的效果。,反射式偏光片,(DBEF,，,Dual Brightness Enhancement Film),用多層膜技術形成一具有特殊性質之薄膜，可以將光線預,偏極化，同時反射本會被下偏光片吸收之偏極光，經背光模,組回授再用，達到全面增光的效果。,高階反射片,(ESR,，,Enhanced SpecularReflector),其為在可光區具有高反射之多層鏡面反射膜，可以大,幅提高燈管的發光效。,反 射 片,扩 散 片,棱 镜 片,保 护 片,构成：一般光学膜是有,PET,附加功能材料，如棱镜、扩散粒子、反射材料等。,PET,英文名：,polyethylene terephthalate,。是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达,120,，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较；抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。,功能材料：一般为树脂。,部分棱镜片增加,back coating,工序，耐摩擦，减少不良。,附加功能材料,（,Back coating,）,PET,卷,材,原材加工,膜片裁切,SHEET,卷材宽度一般为,1000mm1500mm,不等，可能经过分条，目前一般分为,850,、,870,、,1000,、,1200mm,等尺寸出货。,长度一般为,1000m1500m,，卷轴过大可能会使,轴心应力增加，造成不良,。,卷材的宽度主要受,PET,宽度、设备因素所限。,SHEET,裁切需要模具，模具费一般由供应商承担。,裁切,成本跟原材料的成本关系不大，主要与,裁切尺寸、裁切材料,种类、,外形尺寸,等因素有关，这些因素会影响到材料的生产效率、生产工序的复杂程度、裁切工序等。,裁切,机,Large size cutting machine,卷材,片材,膜片搭配,首先，画面匹配。,主要宗旨是各光学膜或光学膜与,PANEL,之间的匹配，不能有,waving,、,w,e,t,out,、,mura,等画面不良现象。,其次，角度搭配。,选用,一张棱镜,的情况下，一般采用小角度，,0,左右，整体结构为：,扩散,+,棱镜，或者 扩散,+,棱镜,+,保护,选用,两张棱镜,的情况下，一般选用,90,交叉，如,0&90,，,45&135,等等。,消除Wet-out 现象：,峰顶高度的微小差异,来消除wet-out现象；,光耦合（wet out）现象，抑制反射摩尔效应,prism peak峰角为圆形或直角形,重点参数：prism peak、,prism pitch、Peak height,difference,峰顶高度差、prism高度、,prism波谷角度,BEF-II利用光的折射和反射原理来提高背光源的发光效率。将一定视角范围内（如图所示，与法线成35）,，的光折射到正面的观察者。此范围外的光反射回背光系统，如此循环直至以特定视角射出。,光学元件组合,因为面板的組成部件，,彩色滤光片,大多采用直线条状排，因此棱镜結构与面板之間常发生干涉波纹”。,因为增膜非常薄且光，也经常出现所谓的“反射波纹”及”牛顿环”等光学干涉现象。,在光学上，牛顿环是一个,薄膜干涉,现象。光的一种,干涉图样,，是一些明暗相间的同心圆环。例如用一个曲率半径很大的凸透镜的,凸面和一平面玻璃接触,，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由,球面上和平面上反射的光线相互干涉,而形成的干涉条纹。,牛顿环也叫彩虹纹，或彩虹,牛顿环，无非就是平行入射光与反射光互相干涉产生的，这种干涉只在一定的光程差内才会显现出来。要避免牛顿环的产生，一种方法是打乱光线传播方向，比如说在电阻式触摸屏上，使用雾面ITO FILM；在液晶显示器上使用防眩偏光片等；另一种方法是保证内表面的平行度，让内表的曲率半径够大，让牛顿环的暗环区扩大到产品之外；还有就是加大两表面的光程差，让牛顿环的暗环区落在产品尺寸外或加大牛顿环相邻环的距离，淡化牛顿环。只要根据牛顿环的产生机理，在生产过程中加以控制，牛顿环并不是一个品质幽灵。,在显示器模组中，,牛顿环出现的区域,，因为,光线干涉,的原故，会造成,色彩叠加,因而导致最终显现的,色彩不正,，另一方面，也降低了该区域的显,示对比度,，所以都是作为致命的主要缺陷列置。,2.2.4 反射膜,功能：把从导光板底面(,咬花面,)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，从外观看有,白色,和,银色,两种,不同表面颜色,双面,白色,一面银色,(,反射面,),，一面为白色,(,非反射面,),双面,银色,：,Enhanced Specular Reflector,（ESR）,(3M T=0.065mm),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，反射率约为99%,银反射片和白反射片的区别,镜面反射和漫反射的区别,白反射片的反射率虽然和银反射镜的反射率差别不大，但是定向性较差。,E60L：发泡性PET+TiO2，为Toray专利,E60L,接着剂,AL or White coating,涂料,E60V：E60L+抗UV处理，防止黃化,E60L,抗,UV coat,2.3 辅助部品介绍,2.3.1 遮光胶带,作用：1、遮蔽或反射光线,2、LCD与背光源的固定,常用材质：,黑色,PET,基材面可进行亚光处理,单面,双面,2.3.2 框架,作用：1、支撑其它部材，,2、同时也是与客户模块组装及定位客户LCD的主要部材，,3、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。,3、OLED,发光机理,OLED属于载流子双注入型发光器件，其发光机理为：在外界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在有机材料中复合而释放出能量，并将能量传递给有机发光物质的分子，后者受到激发，从基态跃迁到激发态，当受激分子回到基态时辐射跃迁而产生发光现象。,OLED,是英文Organic Light-Emitting Diode的缩写，中文：,有机发光二极管,OLED 结构,OLED发光过程,交界处电子,与空穴结合,1、OLED 设备的电池或电源会在OLED 两端,施加一个电,压。,2、电流从阴极流向阳极，并经过有机层（电流指电子的流动）。,3、阴极向有机分子发射层,输出电子,。,4、阳极吸收从有机分子传导层传来的电子。（这可以视为阳极向传导层输出空穴，两者效,果相等。,5、在发射层和传导层的交界处，电子会与空穴结合。,6、电子遇到空穴时，会填充空穴（它会落入缺失电子的原子中的某个能级）。,7、这一过程发生时，电子会以光子的形式释放能量。,8、OLED 发光。,OLED,彩色化,原理介绍：,独立发光材料法,光色转换法,彩色滤光膜法,以红绿蓝三色为独立发光材料进行发光，是目前,OLED,彩色化,最常用的工艺方法,。,蓝光为发光源，经由,光色转换薄膜,将,蓝光分别转换成红光、绿光或蓝光,进而实现红绿蓝三色光。,有些类似,LCD,，采用白色光源透过类似,LCD,的,彩色滤光片,来达到全彩的效果。,彩色化方法,OLED,与,LCD,比较,OLED,LCD,OLED,产品与技术优势,视角宽度,不受限制,受限制,视角宽，侧视画面色彩不失真,响应时间,10,-6,秒,10,-3,秒,更适合播放动态图像，无拖尾现象,发光方式,主动发光,被动发光,无需背光源，节能，器件更薄，对比度更高，色彩更鲜艳,温度范围,-40,o,C,80,o,C,-20,o,C,60,o,C,高低温性能优越，适应严寒等特殊环境,工艺过程,简单,复杂,制作成本更低，性价比更高，,在不同材质的基板上制造，可以做成弯曲的柔软显示器。,目前的OLED存在的主要问题有：,1,寿命,通常只有5000小时，要低于LCD至少1万小时的寿命；,2极低良品率导致其高昂的制造成本，不能实现,大尺寸,屏幕的量产，,因此目前只适用于便携类的数码类产品；,