背光模组基础知识培训(光莆显示)分析课件

背光模組基础知识简介背光模组基础知识培训(光莆显示)分析课件2内容大纲1.背光源的发展由来2.液晶显示模块3.背光源应用4.背光模组定义与分类5.背光源工作原理简介6.背光模组的结构组成7.背光源加工工艺流程图8.背光源一般性要求9.背光源技术指标要求10.背光模组常见缺陷11.背光源项目开发流程12.背光源项目开发一般周期2内容大纲1.背光源的发展由来背光源的发展由来

背光源的发展来源于液晶模块的发展。液晶自身不会发光，LCD面板本身也不具备发光的特性，需要借助其它光源。

液晶屏幕的成像原理是靠面板中的电极通电后，液晶分子在电极通电之后会发生扭转，从而让背光模组的光线能够通过并实现显示效果。背光源(Backlight)即是提供LCD显示器产品中一个背面光源的光学组件。因而，背光源的质量决定了液晶显示屏的亮度、均匀度、色阶等重要参数，很大程度上决定了液晶显示屏的显示效果。3背光源的发展由来背光源的发展来源于液晶模块的发展。34

液晶显示模块目前液晶显示屏主要有STN/CSTN/TFT/TFD/UFB/OLED；液晶显示屏按其透光性能大致分为全透型和半透型两种。其中全透型的透过率大体在33%左右，半透型CSTN的透过率大体在3-8%之间，半透TFT约在4-8%之间。当显示分辨率要求越高效果要求越清晰时，对背光源的亮度要求就越高。液晶屏的主要结构包括上下偏光片/上下玻璃基板/彩色虑光片以及封装在玻璃基板间液晶层构成，上述材料都会造成光线的损失，假设背光源的光效率为100%，LCD显示从背光到最终利用率一般不超过5%。提高LCD的表面亮度一般从以下方面着手：

a.提高液晶像素的开口率

b.在下偏光片和背光源之间加增亮膜（DBEF)c.提高背光源的亮度4液晶显示模块目前液晶显示屏主要有STN/CSTN/TFT背光源应用伴随着液晶显示屏的广泛使用，背光应用范围遍及工业设备、银行终端、办公自动化、通讯、电子玩具及消费类产品，如家电、电话机、手机、笔记本电脑、MP3、MP4、PDA、仪表仪器、电子字典、电子记事本、学习机等5DigitalCameraMp4Mp3MobilePhoneNotebookPC背光源应用Phone背光源应用伴随着液晶显示屏的广泛使用，背光应用范围遍及工业设

背光模组定义与分类定义：背光源—Backlight，是一个向Panel提供适合的(要求规格)光的组件.背光分类:6★按光源类型冷阴极管荧光灯（CCFL）OLED电致发光（EL）发光二极管（LED）★按光源分布位置直下式背光源（底背光式）侧灯式背光源★按显示类别普通黑白屏背光源彩屏背光源背光模组定义与分类定义：6★按光源类型冷阴极管荧光灯（7普通侧背光

背光类型底背光彩屏CCFL7普通侧背光背光类型底背光彩屏CCFL背光源工作原理简介8常规LED背光源的工作原理是将点光源变成面光源。LED（点光源）背光源（面光源）根据将点光源变成面光源的方式不同，常规LED背光源可分为底部光和侧部光（包括普通侧背光、CCFL、彩屏背光）两种。背光源工作原理简介8常规LED背光源的工作原理是将点光源变成9单颗LED发光LED阵列发光点光源————————————》面光源底背光的工作原理9单颗LED发光LED阵列发光点光源————————————10面出光点光源入射侧背光的工作原理问题：如何做到？下面从侧背光光路简单分析其工作原理。10面出光点光源入射侧背光的工作原理问题：如何做到11全反射效应：

导光板多是由PMMA或透明PC料制造的，它的折射系数N1=1.4916，大于空气的折射系数N2=1；当光线从导光板射向边界时,只要入射角Ⅰ1大于某一角度时，光线不再有折射分量，而是全部被反射回导光板中（如图），根据折射定理：求临界角I0N1sinI0=N2sin90°sinI0=N2/N1=1/1.4916=0.67I0=42.2°

结论:当入射角I1≥42.2°时,光线被全反射11全反射效应：12大部分光线在两面光滑的导光板中以全反射传送。如果在底部添加散射點，將會有部份光線散射而折射出導光板12大部分光线在两面光滑的导光板中以全反射传送。13如此，在导光板底面添加散射点（网点：细小印刷白点或细微凹凸结构），则可破坏全反射，将光散射。光在背光的整个简化光路就如下图所示：LED网点扩散膜反射膜把每个网点看作一颗LED，于是得到与底背光相同的效果，不同的是出光点阵更密更细。13如此，在导光板底面添加散射点（网点：细小印刷白点或细微凹

背光模组的结构组成底背光：结构特点：（点）光源均匀布置在背光源底部，从背光源产品底部，以垂直于扩散膜（发光面）的方向出光。底背光特点：结构简单，发光均匀，驱动电流较大，颜色有黄绿、红色、琥珀等，厚度4.50～7.00mm。应用范围：仪器仪表、固定电话、学习机等。141.灯源（chip2.PCB板3.反射盖4.扩散膜背光模组的结构组成底背光：141.灯源（chi普通侧背光结构特点：结构各异，亮度较低，功耗小，颜色丰富，有红、绿、蓝、白、橙、七彩多种，尺寸可任意设计应用范围：家电、PDA、POS机、MP3等151.PCB（含灯源）2.反射膜3.导光板4.遮光贴布5.扩散膜6.侧遮光贴布7.导线端子普通侧背光151.PCB（含灯源）CCFL特点：CCFL即冷阴极发光管，它的驱动电压比其它类型背光大的多，达到220V、380V或更高。灯管的形状有一字型、U型、L型等多种。CCFL也是侧背光的一种，工作原理与普通侧背光相似。CCFL的结构主要包括CCFL灯管、导光板、扩散膜、铝框等CCFL背光主要应用于中大尺寸背光，该类型背光亮度高，缺点在于厚度较大，驱动电压高，不环保，寿命短（较LED），目前逐步被LED背光所替代。应用范围：

车载显示、笔记本电脑、液晶显示器、液晶电视等16CCFL16基本结构图：171、铁框2、反射膜3、导光板4、冷阴极荧光管5、扩散膜6、胶框7、保护膜8、铁框基本结构图：171、铁框18彩屏背光源彩屏属于侧背光，但结构更精细，工艺要求更高。彩屏背光亮度要求高，通常要求在2000cd/m2以上，随着技术水平及品质要求的不断提升，特别是高端智能机的推广普及，目前高端智能机一般亮度要求在4000cd/m2以上，固其结构特点中，必须使用到上下增光膜彩屏包括单屏和双屏两种：单屏即只有一面发光。结构主要包括：胶框、导光板、LED(SMD)、FPC、反射膜、下扩散膜、下增光膜、上增光膜、上扩散膜（有些产品可省略上扩散膜）、黑白双面胶等。双屏即两面都发光，一面是主屏，与单屏类似，另一面是副屏，发光区较小。双屏中副屏的下扩散膜既起到将导光板的出射光扩散均匀的作用，同时也对主屏起到反射膜的作用。应用范围：

广泛应用于手机、MP4、PDA等18彩屏背光源单屏19单屏19双屏20双屏2021背光源加工工艺流程图21背光源加工工艺流程图背光源一般性要求22■要求▶Brightness(亮度)▶Uniformity(均一性)▷

轻薄性（更轻、更薄）▶画面品质

(MURA,

漏光,白/黑点等)▷经济性

(更便宜)▶信赖性(寿命,

振动,

冲击,高温高湿等)▶颜色

(色坐标及波长均一性)背光源一般性要求22■要求▶Brightness(亮度背光源技术指标要求光电参数

1、波长及色坐标：波长决定了单色光的颜色，一般控制变化范围为5nm。色坐标决定了白光产品的白光效果，通常的色度坐标X：0.26-0.32Y：0.27-0.33。一般X、Y值分档差值以△X=0.008～0.012，△Y=0.015～0.022范围管控。

2、亮度：亮度是背光源的重要参数，它反映了背光源的光亮程度。依产品别，背光亮度范围有较大差异测试仪器：BM－7、照度计

量测距离：350/500mm23背光源技术指标要求光电参数233、均匀度：

均匀性反映了背光源发光区亮度的均匀程度；均匀性=Lv(min)/Lv(max)；均匀性与测试点位置有关；测试点至V.A区外沿的距离为一般为3-5mm，测试点数量定义，一般根据产品大小分3点、5点、9点、13点测试。

各类型背光均匀性一般标准底背光的均匀性≥75%；侧背光的均匀性，需根据产品的结构、发光形式以及面积大小等确定，开模产品一般在75%以上，丝印产品一般在70%以上。彩屏背光的均匀性≥80%243、均匀度：24

4、工作电压Vf和工作电流If

电路工作条件设定需要考虑到对产品的亮度的影响。A、背光源的电路采用串连或并联或串并联混合电路。B、供电方式分定电压或定电流两种。C、定电压时，为了保证LED工作在正常状况下，即保证每颗LED灯工作在15～20mA电流下，一般需要串连入电阻进行分压，以确保灯源承受的电压在正常范围内。D、定电流时，为了保证产品电压在要求范围，有时也需要串连入电阻以调节背光工作电压值。254、工作电压Vf和工作电流If25工作、存储条件参数要求背光的工作、存储条件参数，一般有工作、存储温度、湿度范围要求。即是要求背光在高温、高湿或低温，或者冷热冲击情况下均能正常工作；一般的工作温度要求为-30~70℃，存储温度要求为-40~80℃。实际上，这也是对材料和设计方案的检验要求；各材料——LED、胶框、导光板、光学膜片、双面胶在上述的环境中均需保持其功能。为检验材料、产品的性能，以及设计方案是否合理，产品一般都需要进行高、低温度储存、冷热循环冲击等相关实验。26工作、存储条件参数要求2627背光模组常见缺陷亮度/均匀性不足色差、坐标值超规尺寸超差亮点、亮线牛顿环/干涉条纹死灯灯闪烁漏光FPC断裂黑白胶粘贴不牢黑白点、异物划伤27背光模组常见缺陷亮度/均匀性不足28背光源项目开发流程28背光源项目开发流程29背光源项目开发一般周期出图