彩屏背光基础知识教学资料

彩屏背光基础知识教学资料2009-03-20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。彩屏背光源分类1.按尺寸分：主流尺寸：1.0″、1.5″、1.8″、1.9″、2.0″、2.5″,3.45″（彩屏手机一般为3.45“以下）较大尺寸：3.0″--4.0″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)/25.4≈2.05″52.119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背光源结构光源(LED)（发光二极管）导光板（LightGuidePlate）反射片（Reflector）扩散膜（Diffuser）增光膜(棱镜片)（Prismsheet）遮光片（BMtape)塑胶框（Housing）FPC或PCB双面胶（DoubleSideAdhesiveTape）LEDFPC遮光片胶框增光片下扩散导光板反射片注:图例均为没加上扩散片产品图.单屏单彩双屏单彩胶框遮光片遮光片LEDFPC增光片下扩散导光板反射片注:图例均为没加上扩散片产品图.双屏双彩遮光片增光片LEDFPC反射片导光板下扩散遮光片增光片注:图例均为没加上扩散片产品图.胶框背光源光学原理在液晶显示设备日趋薄型化的要求下，背光源的光源部分往往被放在侧边，就是所谓的侧背光，这样可以最大限度的减少整个结构的厚度。侧背光利用全反射光学原理，让光能顺着导光板方向传导。在导光板上一般设计有一些特殊的结构部分来破坏全反射条件，以便让光能够从导光板之中照射出来。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。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，它的结构和材料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0.45-1.2mm（受加工精度及光源的厚度的影响）,如厚为0.6mm侧需配0.6厚的灯。三)侧背光导光板厚度为：0.8mm以上，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)2.背光源部材-导光板一些常见的导光板材料特性单位PMMA出光反射级PC比重-1.21.011.20吸水率%0.30.010.2全光透过率3mm%929288折射率-1.491.531.59硬度-2HHB玻璃态转化温度℃1051401453.背光源部材-反射片目前背光源设计的一个原则是在导光板的咬花面加一张光学反射片，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，从外观看有白色和银色两种常用材质及使用范围：1）E20系列(材质呈双面白色):E20#50(T=0.05mm)、E20#75(T=0.075mm)、E20#100(T=0.1mm)等，主要用于非白光产品或白光产品无BEF的组合，也可以用于双屏单彩产品，反射率约为93%；2)75W05(T=0.075mm)，材质为一面银色(反射面)，一面为白色(非反射面)，主要用于单屏单采的产品，反射率约为97%；3)GR25D(T=0.042mm)，材质为一面银色(反射面)，一面为白色(非反射面)，主要用于单屏单采的产品，反射率约为94%；常用材质及使用范围：4)37W01(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)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%；6)ESR(3MT=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%；7)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；75W05、37W01、GR25D、NR-1及ESR其共同特点为与BEF组合可提高亮度；但是其中以ESR最贵，75W05次之，其余的价格都差不多。37W01、GR25D、NR-1用于薄型的单屏单彩产品。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，为液晶屏幕提供均匀的柔和的光学特性。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下扩散膜配合增光膜1.高扩散率2.高雾化度上扩散膜1.高光学透过率2.低雾化度3.防止Waving4.防止光学干涉现象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100MXE(T=0.115mm)，一面雾面，一面亮面，用做下扩散，主要用于较大尺寸的产品，透过率：99%，雾化度：88%；50LSE(T=0.065mm)，一面雾面，一面亮面，，透过率：98%，雾化度：84%；38LSE(T=0.053mm)，一面雾面，一面亮面，用做下扩散，透过率：98%，雾化度：84%；50TL2(T=0.06mm),一面雾面，一面亮面，用做上扩散，透过率：90%，雾化度：29%；BS-506(T=0.035mm)，一面雾面，一面亮面，用做下扩散，透过率：98.1%，雾化度：88.5%；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:增光膜的作用在于把较大传播方向的光线集中到正面较小的角度内，提高正面辉度回导光板实现循环利用BEF传播到相邻的棱镜全反射BEF5.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3M增光膜系列型号增光比率BEFⅡ1.53BEFⅡ(Cross)1.967BEFⅢ-T1.51BEFⅢ-T(Cross)1.91BEFⅢ-M1.5BEFⅢ-M(Cross)1.78BEFⅢ-ToverM1.84DBEF1.579BEFⅡ+DBEF2.074BEFⅡ(Cross)+DBEF2.3776.背光源部材-遮光片作用：遮蔽或反射光线常用材质：按导电性能分绝缘胶与非绝缘胶1)非绝缘胶：No.5682W(T=0.06,双面含胶),下白上黑NO.5680(T=0.085,双面含胶),下白上黑2)绝缘胶：#550R6BW(T=0.06,双面含胶),下白上黑SW7501HB(T=0.085,双面含胶),下白上黑SW7585HB(T=0.085,双面含胶),下白上黑按外观分黑白胶与黑黑胶按表面是否含胶分单面胶与双面胶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．7.背光源部材-PCB及FPCFPC的材质组成:PolyimideFilm+copper+adhesive；FPC的特点:厚度薄，最薄可达0.067±0.03(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的结构图见附WORD档LED类型1.是插件的LED(规格2x4x4,)2.是贴片的LED0603(侧),0805(侧),1210(顶),1206，215，335单灯的功率约在：110mW贴片PK插件:体面积小、亮度高、稳定☆有专利权的LED供应商：Nichia(日亚),Stanley(斯坦雷),Osram(欧司朗),☆彩屏背光LED供应商：Everligtht(億光),LightHouse(凱鼎),LUXPIA,三星……☆普通侧背光LED供应商：瑞丰,SBO,云华,宏齐,立得……LED常见不良灯不亮的原因:ESD(静电的损伤)(eg:亿光ESD2000V)打线不良芯片不良LED的ESD的概念ESD是代表英文ElectrostaticDischarge即静电放电的意思。ＥＳＤ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（ＥＭＩ）及电磁兼容性（ＥＭＣ）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