背光模組基礎知識

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1、背光模組背光模組基礎知識基礎知識2 2內容大綱內容大綱v1.1.背光源的發(fā)展由來背光源的發(fā)展由來v2.2.液晶顯示模塊液晶顯示模塊v3.3.背光源應用背光源應用v4.4.背光模組定義與分類背光模組定義與分類v5.5.背光源工作原理簡介背光源工作原理簡介v6.6.背光模組的結構組成背光模組的結構組成v7.7.背光源加工工藝流程圖背光源加工工藝流程圖v8.8.背光源一般性要求背光源一般性要求v9.9.背光源技術指標要求背光源技術指標要求v10.10.背光模組常見缺陷背光模組常見缺陷v1 11.1.背光源項目開發(fā)流程背光源項目開發(fā)流程v12.12.背光源項目開發(fā)一般周期背光源項目開發(fā)一般周期背光源的

2、發(fā)展由來背光源的發(fā)展由來v 背光源的發(fā)展來源于液晶模塊的發(fā)展。背光源的發(fā)展來源于液晶模塊的發(fā)展。液晶自身不會發(fā)光，液晶自身不會發(fā)光，LCDLCD面板本身也不具備發(fā)面板本身也不具備發(fā)光的特性，需要借助其它光源。光的特性，需要借助其它光源。液晶屏幕的成像原理是液晶屏幕的成像原理是靠面板中的電極通電后，靠面板中的電極通電后，液晶分子在電極通電之后會發(fā)生扭轉，從而讓背光液晶分子在電極通電之后會發(fā)生扭轉，從而讓背光模組的光線能夠通過并實現(xiàn)顯示效果。模組的光線能夠通過并實現(xiàn)顯示效果。背光源背光源(Backlight)(Backlight)即是提供即是提供LCDLCD顯示器產品中顯示器產品中一個背面光源的光

3、學組件。一個背面光源的光學組件。因而，背光源的質量決定了液晶顯示屏的亮度、因而，背光源的質量決定了液晶顯示屏的亮度、均勻度、色階等重要參數(shù)，很大程度上決定了液晶均勻度、色階等重要參數(shù)，很大程度上決定了液晶顯示屏的顯示效果。顯示屏的顯示效果。3 34 4 液晶顯示模塊液晶顯示模塊v目前液晶顯示屏主要有目前液晶顯示屏主要有STN/CSTN/TFT/TFD/UFB/OLEDSTN/CSTN/TFT/TFD/UFB/OLED；液；液晶顯示屏按其透光性能大致分為全透型和半透型兩種。其晶顯示屏按其透光性能大致分為全透型和半透型兩種。其中全透型的透過率大體在中全透型的透過率大體在33%33%左右，半透型左右

4、，半透型CSTNCSTN的透過率的透過率大體在大體在3-8%3-8%之間，半透之間，半透TFTTFT約在約在4-8%4-8%之間。當顯示分辨率之間。當顯示分辨率要求越高效果要求越清晰時，對背光源的亮度要求就越高。要求越高效果要求越清晰時，對背光源的亮度要求就越高。v液晶屏的主要結構包括上下偏光片液晶屏的主要結構包括上下偏光片/上下玻璃基板上下玻璃基板/彩色慮彩色慮光片以及封裝在玻璃基板間液晶層構成，上述材料都會造光片以及封裝在玻璃基板間液晶層構成，上述材料都會造成光線的損失，假設背光源的光效率為成光線的損失，假設背光源的光效率為100%100%，LCDLCD顯示從顯示從背光到最終利用率一般不超

5、過背光到最終利用率一般不超過5%5%。v提高提高LCDLCD的表面亮度一般從以下方面著手：的表面亮度一般從以下方面著手：a.a.提高液晶像素的開口率提高液晶像素的開口率 b.b.在下偏光片和背光源之間加增亮膜（在下偏光片和背光源之間加增亮膜（DBEF)DBEF)c.c.提高背光源的亮度提高背光源的亮度背光源應用背光源應用v伴隨著液晶顯示屏的廣泛使用，背光應用范圍遍及工業(yè)設備、伴隨著液晶顯示屏的廣泛使用，背光應用范圍遍及工業(yè)設備、銀行終端、辦公自動化、通訊、電子玩具及消費類產品，如銀行終端、辦公自動化、通訊、電子玩具及消費類產品，如家電、電話機、手機、筆記本電腦、家電、電話機、手機、筆記本電腦、

6、MP3MP3、MP4MP4、PDAPDA、儀表儀、儀表儀器、電子字典、電子記事本、學習機等器、電子字典、電子記事本、學習機等5 5Digital CameraDigital CameraMp4Mp4Mp3Mp3Mobile PhoneMobile PhoneNotebook PCNotebook PCPhonePhone 背光模組定義與分類背光模組定義與分類v定義：定義：背光源背光源 Back light Back light，是一個向，是一個向PanelPanel提供適合的提供適合的(要求要求規(guī)格規(guī)格)光的組件光的組件.v背光分類背光分類:6 6 按光源類型按光源類型冷陰極管熒光燈（冷陰極管

7、熒光燈（CCFLCCFL）OLEDOLED電致發(fā)光（電致發(fā)光（ELEL）發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LEDLED）按光源分布位置按光源分布位置直下式背光源（底背光式）直下式背光源（底背光式）側燈式背光源側燈式背光源按顯示類別按顯示類別普通黑白屏背光源普通黑白屏背光源彩屏背光源彩屏背光源7 7普通側背光普通側背光 背光類型背光類型底背光底背光彩屏彩屏CCFLCCFL背光源工作原理簡介背光源工作原理簡介8 8常規(guī)常規(guī)LEDLED背光源的工作原理是將點光源變成面光源。背光源的工作原理是將點光源變成面光源。LEDLED（點光源）（點光源）背光源（面光源）背光源（面光源）根據(jù)將點光源變成面光源的方式不同，常

8、規(guī)根據(jù)將點光源變成面光源的方式不同，常規(guī)LEDLED背光源可分為底背光源可分為底部光和側部光（包括普通側背光、部光和側部光（包括普通側背光、CCFLCCFL、彩屏背光）兩種、彩屏背光）兩種。9 9單顆單顆LEDLED發(fā)光發(fā)光LEDLED陣列發(fā)光陣列發(fā)光點光源點光源面光源面光源底背光的工作原理底背光的工作原理1010面出光面出光點光源入射點光源入射側背光的工作原理側背光的工作原理問題：如何做到問題：如何做到 下面從側背光光路簡單分析其工作原理。下面從側背光光路簡單分析其工作原理。1111全反射效應：全反射效應：導光板多是由導光板多是由PMMAPMMA或透明或透明PCPC料制造的，它的折射系數(shù)料制

9、造的，它的折射系數(shù)N1=1.4916N1=1.4916，大于空氣的折射系數(shù)，大于空氣的折射系數(shù)N2=1N2=1；當光線從導光板射向；當光線從導光板射向邊界時邊界時,只要入射角只要入射角11大于某一角度時，光線不再有折射分大于某一角度時，光線不再有折射分量，而是全部被反射回導光板中（如圖），根據(jù)折射定理：量，而是全部被反射回導光板中（如圖），根據(jù)折射定理：求臨界角求臨界角I0 I0 N1 sinI0=N2sin90 N1 sinI0=N2sin90 sinI0=N2/N1=1/1.4916=0.67 I0=42.2 sinI0=N2/N1=1/1.4916=0.67 I0=42.2 結論結論:當

10、入射角當入射角I142.2I142.2時時,光線被全反射光線被全反射1212大部分大部分光光線線在在兩面光滑的導兩面光滑的導光板中以全反射光板中以全反射傳送。傳送。如果在如果在底部底部添加添加散射點，散射點，將將會有部份光線散射而折射出會有部份光線散射而折射出導光導光板板1313如此，在導光板底面添加散射點（網(wǎng)點：細小印刷白點或如此，在導光板底面添加散射點（網(wǎng)點：細小印刷白點或細微細微凹凸結構），則可破壞全反射，將光散射。凹凸結構），則可破壞全反射，將光散射。光在背光的整個簡化光路就如下圖所示：光在背光的整個簡化光路就如下圖所示：LED網(wǎng)點網(wǎng)點擴散膜擴散膜反射膜反射膜把每個網(wǎng)點看作一顆把每個網(wǎng)

11、點看作一顆LED，于是，于是得到與底背光相同的得到與底背光相同的效果，不同的是出光點陣更密更細。效果，不同的是出光點陣更密更細。背光模組的結構組成背光模組的結構組成v底背光：底背光：v結構特點：結構特點：（點）光源均勻布置在背光源底部，從背光源產（點）光源均勻布置在背光源底部，從背光源產品底部，以垂直于擴散膜（發(fā)光面）的方向出光品底部，以垂直于擴散膜（發(fā)光面）的方向出光 。v底背光特點：底背光特點：結構簡單，發(fā)光均勻，驅動電流較大，顏色有黃綠、紅色、結構簡單，發(fā)光均勻，驅動電流較大，顏色有黃綠、紅色、琥珀等，厚度琥珀等，厚度4.504.507.00mm7.00mm。v應用范圍：應用范圍：儀器儀

12、表、固定電話、學習機等。儀器儀表、固定電話、學習機等。1414 1.1.燈源（燈源（chipchip2.PCB2.PCB板板 3.3.反射蓋反射蓋 4.4.擴散膜擴散膜v普通側背光普通側背光v結構特點：結構特點：結構各異結構各異 ，亮度較低，功耗小，顏色豐富，有紅、綠、，亮度較低，功耗小，顏色豐富，有紅、綠、藍、白、橙、七彩多種，尺寸可任意設計藍、白、橙、七彩多種，尺寸可任意設計v應用范圍：應用范圍：家電、家電、PDAPDA、POSPOS機、機、MP3MP3等等1515 1.PCB 1.PCB（含燈源）（含燈源）2.2.反射膜反射膜3.3.導光板導光板 4.4.遮光貼布遮光貼布5.5.擴散膜擴

13、散膜 6.6.側遮光貼布側遮光貼布 7.7.導線端子導線端子vCCFLv特點：特點：vCCFL即冷陰極發(fā)光管，它的驅動電壓比其它類型背光大的即冷陰極發(fā)光管，它的驅動電壓比其它類型背光大的多，達到多，達到220V、380V或更高。燈管的形狀有一字型、或更高。燈管的形狀有一字型、U型、型、L型等多種。型等多種。vCCFL也是側背光的一種，工作原理與普通側背光相似。也是側背光的一種，工作原理與普通側背光相似。vCCFL的結構主要包括的結構主要包括CCFL燈管、導光板、擴散膜、鋁框等燈管、導光板、擴散膜、鋁框等vCCFL背光主要應用于中大尺寸背光，該類型背光亮度高，背光主要應用于中大尺寸背光，該類型背

14、光亮度高，缺點在于厚度較大，驅動電壓高，不環(huán)保，壽命短（較缺點在于厚度較大，驅動電壓高，不環(huán)保，壽命短（較LED），目前逐步被），目前逐步被LED背光所替代。背光所替代。v應用范圍：應用范圍：車載顯示、筆記本電腦、液晶顯示器、液晶電視等車載顯示、筆記本電腦、液晶顯示器、液晶電視等1616v基本結構圖：基本結構圖：17171 1、鐵框、鐵框 2 2、反射膜、反射膜 3 3、導光板、導光板 4 4、冷陰極熒光管、冷陰極熒光管 5 5、擴散膜、擴散膜6 6、膠框、膠框 7 7、保護膜、保護膜8 8、鐵框、鐵框1818v彩屏背光源彩屏背光源v彩屏屬于側背光，但結構更精細，工藝要求更高。彩屏屬于側背光，

15、但結構更精細，工藝要求更高。v彩屏背光亮度要求高，通常要求在彩屏背光亮度要求高，通常要求在2000cd/m22000cd/m2以上，隨著技術以上，隨著技術水平及品質要求的不斷提升，特別是高端智能機的推廣普及，水平及品質要求的不斷提升，特別是高端智能機的推廣普及，目前高端智能機一般亮度要求在目前高端智能機一般亮度要求在4000cd/m24000cd/m2以上，固其結構特以上，固其結構特點中，必須使用到上下增光膜點中，必須使用到上下增光膜v彩屏包括單屏和雙屏兩種：彩屏包括單屏和雙屏兩種：v單屏即只有一面發(fā)光。結構主要包括：膠框、導光板、單屏即只有一面發(fā)光。結構主要包括：膠框、導光板、LED(SMD

16、)LED(SMD)、FPCFPC、反射膜、下擴散膜、下增光膜、上增光膜、反射膜、下擴散膜、下增光膜、上增光膜、上擴散膜（有些產品可省略上擴散膜）、黑白雙面膠等。上擴散膜（有些產品可省略上擴散膜）、黑白雙面膠等。v雙屏即兩面都發(fā)光，一面是主屏，與單屏類似，另一面是副雙屏即兩面都發(fā)光，一面是主屏，與單屏類似，另一面是副屏，發(fā)光區(qū)較小。雙屏中副屏的下擴散膜既起到將導光板的屏，發(fā)光區(qū)較小。雙屏中副屏的下擴散膜既起到將導光板的出射光擴散均勻的作用，同時也對主屏起到反射膜的作用。出射光擴散均勻的作用，同時也對主屏起到反射膜的作用。v應用范圍：應用范圍：廣泛應用于手機、廣泛應用于手機、MP4MP4、PDAP

17、DA等等v單屏單屏1919v雙屏雙屏20202121背光源加工工藝流程圖背光源加工工藝流程圖背光源一般性要求背光源一般性要求2222 要求要求 Brightness Brightness(亮度亮度)Uniformity Uniformity(均一性均一性)輕薄性（更輕、更?。┹p薄性（更輕、更?。┊嬅嫫焚|畫面品質 (MURA,(MURA,漏光漏光,白白/黑點等黑點等)經(jīng)濟性經(jīng)濟性 (更便宜更便宜)信賴性信賴性(壽命壽命,振動振動,沖擊沖擊,高溫高濕等高溫高濕等)顏色顏色 (色坐標及波長均一性色坐標及波長均一性)背光源技術指標要求背光源技術指標要求v光電參數(shù)光電參數(shù) 1 1、波長及色坐標：、波長及

18、色坐標：波長決定了單色光的顏色，一般控制變化范圍波長決定了單色光的顏色，一般控制變化范圍 為為5nm5nm。色坐標決定了白光產品的白光效果，通常的色度坐標色坐標決定了白光產品的白光效果，通常的色度坐標X X：0.26-0.32 Y0.26-0.32 Y：0.27-0.330.27-0.33。一般。一般X X、Y Y值分檔差值以值分檔差值以X=0.008X=0.0080.0120.012，Y=0.015Y=0.0150.0220.022范圍管控。范圍管控。2 2、亮度：、亮度：v 亮度是背光源的重要參數(shù)，它反映了背光源的光亮程度。亮度是背光源的重要參數(shù)，它反映了背光源的光亮程度。依產品別，依產品

19、別，背光亮度范圍有較大差異背光亮度范圍有較大差異v 測試儀器：測試儀器：BMBM7 7、照度計、照度計v 量測距離：量測距離：350/500mm 350/500mm 2323v3 3、均勻度：、均勻度：均勻性反映了背光源發(fā)光區(qū)亮度的均勻程度；均勻性反映了背光源發(fā)光區(qū)亮度的均勻程度；均勻性均勻性=Lv(min)/Lv(max)=Lv(min)/Lv(max)；均勻性與測試點位置有關；均勻性與測試點位置有關；測試點至測試點至V.AV.A區(qū)外沿的距離為一般為區(qū)外沿的距離為一般為3-5mm3-5mm，測試點數(shù)量定，測試點數(shù)量定義，一般根據(jù)產品大小分義，一般根據(jù)產品大小分3 3點、點、5 5點、點、9

20、9點、點、1313點測試。點測試。各類型背光均勻性一般標準各類型背光均勻性一般標準v底背光的均勻性底背光的均勻性75%75%；v側背光的均勻性，需根據(jù)產品的結構、發(fā)光形式以及面積側背光的均勻性，需根據(jù)產品的結構、發(fā)光形式以及面積大小等確定，開模產品一般在大小等確定，開模產品一般在75%75%以上，絲印產品一般在以上，絲印產品一般在70%70%以上。以上。v彩屏背光的均勻性彩屏背光的均勻性80%80%2424 4 4、工作電壓、工作電壓VfVf和工作電流和工作電流IfIf 電路工作條件設定需要考慮到對產品的亮度的影電路工作條件設定需要考慮到對產品的亮度的影響。響。A A、背光源的電路采用串連或并

21、聯(lián)或串并聯(lián)混合電路。、背光源的電路采用串連或并聯(lián)或串并聯(lián)混合電路。B B、供電方式分定電壓或定電流兩種。、供電方式分定電壓或定電流兩種。C C、定電壓時，為了保證、定電壓時，為了保證LEDLED工作在正常狀況下，即工作在正常狀況下，即保證每顆保證每顆LEDLED燈工作在燈工作在151520mA20mA電流下，一般需要電流下，一般需要串連入電阻進行分壓，以確保燈源承受的電壓在串連入電阻進行分壓，以確保燈源承受的電壓在正常范圍內。正常范圍內。D D、定電流時，為了保證產品電壓在要求范圍，有時、定電流時，為了保證產品電壓在要求范圍，有時也需要串連入電阻以調節(jié)背光工作電壓值。也需要串連入電阻以調節(jié)背光

22、工作電壓值。2525v工作、存儲條件參數(shù)要求工作、存儲條件參數(shù)要求v背光的工作、存儲條件參數(shù)，一般有工作、存儲溫度、濕背光的工作、存儲條件參數(shù)，一般有工作、存儲溫度、濕度范圍要求。度范圍要求。v 即是要求背光在高溫、高濕或低溫，或者冷熱沖擊情況即是要求背光在高溫、高濕或低溫，或者冷熱沖擊情況下均能正常工作；一般的工作溫度要求為下均能正常工作；一般的工作溫度要求為-3070-3070，存儲，存儲溫度要求為溫度要求為-4080-4080。v實際上，這也是對材料和設計方案的檢驗要求；實際上，這也是對材料和設計方案的檢驗要求；v 各材料各材料LEDLED、膠框、導光板、光學膜片、雙面膠在上、膠框、導光

23、板、光學膜片、雙面膠在上述的環(huán)境中均需保持其功能。述的環(huán)境中均需保持其功能。v 為檢驗材料、產品的性能，以及設計方案是否合理，產為檢驗材料、產品的性能，以及設計方案是否合理，產品一般都需要進行高、低溫度儲存、冷熱循環(huán)沖擊等相關品一般都需要進行高、低溫度儲存、冷熱循環(huán)沖擊等相關實驗。實驗。26262727背光模組常見缺陷背光模組常見缺陷v亮度亮度/均勻性不足均勻性不足v色差、坐標值超規(guī)色差、坐標值超規(guī)v尺寸超差尺寸超差v亮點、亮線亮點、亮線v牛頓環(huán)牛頓環(huán)/干涉條紋干涉條紋v死燈死燈v燈閃爍燈閃爍v漏光漏光vFPCFPC斷裂斷裂v黑白膠粘貼不牢黑白膠粘貼不牢v黑白點、異物黑白點、異物v劃傷劃傷2828背光源項目開發(fā)流程背光源項目開發(fā)流程2929背光源項目開發(fā)一般周期背光源項目開發(fā)一般周期v出圖出圖 0.5-1天v設計設計 1-2天 v開模出樣開模出樣 一般情況（無特殊要求）10-12天加急情況（無特殊要求）8-10天特急情況（無特殊要求）6-8天v改摸改善出樣改摸改善出樣一般情況（無特殊要求）3-5天加急情況（無特殊要求）2-4天特急情況（無特殊要求）1-2天