背光模组基础知识
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
背光模組基础知识
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
侧灯式背光源 普通黑白屏背光源
彩屏背光源
6
底背光
普通侧背光
背光类型
彩屏
CCFL 7
背光源工作原理简介
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。
8
❖ 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)
❖ 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。
❖ 应用范围： 家电、PDA、POS机、MP3等
15
❖ 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
❖ 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。
14
❖ 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
1.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
底背光的工作原理
点光源————————————》面光源
单颗LED发光
LED阵列发光
9
侧背光的工作原理
问题：如何做到
面出光
点光源入射
下面从侧背光光路简单分析其工作原理。
10
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I0
Mp4 Mp3
Phone
5
Notebook PC
背光模组定义与分类
❖ 定义：
背光源— Back light ，是一个向Panel提供适合的(要求 规格)光的组件.
❖ 背光分类:
电致发光（EL）
★ 按光源类型
冷阴极管荧光灯（CCFL） 发光二极管（LED）
OLED
★ 按光源分布位置 ★ 按显示类别
直下式背光源（底背光式）
2
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。
N1 sinI0=N2sin90° sinI0= N2 /N1 = 1/1.4916=0.67 I0=42.2° 结论:当入射角I1≥42.2°时,光线被全反射
II
90°
N2
N1
I1
I0
A
11
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
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。
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
Байду номын сангаас
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。
光在背光的整个简化光路就如下图所示：
扩散膜
反射膜
LED
网点
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
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 。
1.灯源（chip 2.PCB板 3.反射盖 4.扩散膜
16
❖ 基本结构图：
1、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
17
❖ 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
c.提高背光源的亮度
4
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
Digital Camera Mobile Phone
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
侧灯式背光源 普通黑白屏背光源
彩屏背光源
6
底背光
普通侧背光
背光类型
彩屏
CCFL 7
背光源工作原理简介
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。
8
❖ 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)
❖ 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。
❖ 应用范围： 家电、PDA、POS机、MP3等
15
❖ 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
❖ 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。
14
❖ 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
1.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
底背光的工作原理
点光源————————————》面光源
单颗LED发光
LED阵列发光
9
侧背光的工作原理
问题：如何做到
面出光
点光源入射
下面从侧背光光路简单分析其工作原理。
10
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I0
Mp4 Mp3
Phone
5
Notebook PC
背光模组定义与分类
❖ 定义：
背光源— Back light ，是一个向Panel提供适合的(要求 规格)光的组件.
❖ 背光分类:
电致发光（EL）
★ 按光源类型
冷阴极管荧光灯（CCFL） 发光二极管（LED）
OLED
★ 按光源分布位置 ★ 按显示类别
直下式背光源（底背光式）
2
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。
N1 sinI0=N2sin90° sinI0= N2 /N1 = 1/1.4916=0.67 I0=42.2° 结论:当入射角I1≥42.2°时,光线被全反射
II
90°
N2
N1
I1
I0
A
11
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
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。
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
Байду номын сангаас
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。
光在背光的整个简化光路就如下图所示：
扩散膜
反射膜
LED
网点
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
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 。
1.灯源（chip 2.PCB板 3.反射盖 4.扩散膜
16
❖ 基本结构图：
1、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
17
❖ 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
c.提高背光源的亮度
4
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
Digital Camera Mobile Phone