背光知识培训

第一部分:
背光源简介
第二部分:
背光源的类型 和设计
灯源规格 编码规则
第三部分:
第四部分:
第一部分 背光源简介
一、背光源特点 二、背光源应用范围 三、背光源相关术语

背光源特点



背光源的发展来源于液晶模组的发展。液晶自身不 会发光，需要背光源作为照明光源。因此，背光源 的质量决定了液晶显示屏的亮度、色阶等重要参数。 LED背光源特点： 1、亮度高，色彩好，色域广，发光均匀； 2、驱动电流较小，功耗低，寿命长； 3、厚度小，可以达到1mm以下，适合制作超薄产 品。 CCFL背光源与LED不同，尺寸可以做的更大，但 驱动电压较高。

d. PCB板宽度须大于 1.5mm，小于此尺寸 会造成模切困难，这 样就要求装PCB板处 的背光总厚度应大于 1.9mm；如果装LCD 处导光板的厚度不允 许超过1.9mm，则建 议使用右图的结构。
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。下图是一种典型的CCFL结 构图：
K
A
图1
K
A
图2
3.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。亮度与光源的辐射强度有关，也与人眼 对不同波长的光的敏感性有关。 亮度测试仪器：BM－7 探头与出光面距离：350mm




一、设计思路 1、根据客户图纸的外观要求确定内部结构 2、确定V.A区，保证缓冲区，确定灯源数量和位置。 3、根据光电要求进行各部件的选材； 4、根据外观尺寸要求及内部结构设计确定各部件 的结构尺寸及公差； 5、在确定灯管、逆变器、灯管包材(如:铝膜、反射 膜等）。 6、将各部材图进行模拟组装，比对客户图纸检查 组装图效果，解决存在问题。
VA区
图2

二、光电参数 1、波长及色坐标 波长决定了单色光的颜色，变化范围为5nm， 因供应商正常供货一般都按5nm的范围控制 色度决定了白光产品的白光效果，通常的色 度坐标X：0.26-0.32 Y：0.27-0.33。一般X、 Y值变化差值以△X=0.05～0.06，△Y=0.05～ 0.06进行控制。
除有特殊要求，反射盖和导光板尺寸采用下表所示 的公差值。
尺寸mm 公差mm 0.00～6.00 ±0.07 6.01～18 18.01～60 60.01～100 ±0.10 ±0.12 ±0.15 100.01～ ±0.20
H+0.07 0
P+0.1 0
1.97
R
紧 密 配 合 公 差 设 定
N+0.07 0

普通侧背光的设计


一、设计思路
1、根据客户图纸的外观要求确定内部结构（一件套或两件 套、电路原理、是否需要电阻和二级体、膜类数量等）； 2、确定V.A区，保证缓冲区，确定灯源数量和位置。 3、根据光电要求进行各部件的选材； 4、根据外观尺寸要求及内部结构设计确定各部件的结构尺 寸及公差，包括反射盖、导光板、PCB、膜类等； 5、在确定灯源、电阻、二级体（有些产品无电阻、二级体） 位置的PCB上安排具体走线。 6、将各部材图进行模拟组装，比对客户图纸检查组装图效 果，解决存在问题。
第二部分 背光源类型和设计
一、底背光 二、普通侧背光 三、CCFL背光 四、彩屏背光 五、背光源相关参数

底背光
普通侧背光
彩屏
背光类型
CCFL

结构特点：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
灯源 LAMP SMD
规格 234方灯 0603、0805、1206
L
应用产品 侧背光
缓冲区大小 ≥12mm（如图1）
侧背光、底侧背光 ≥6mm （如图2）
VA区
LAMP灯缓冲区要求：从灯的外端 （不包括PIN）至VA区距离L≥12mm
图1
L
SMD灯缓冲区要求：灯源前端 离VA区距离一般应保证L≥6mm
彩屏（单屏）结构：
1.反射膜 2.反射盖 3.导光板 4.FPC 5.灯源SMD 6.双面胶 7.下扩散膜 8.下增光膜 9.上增光膜 10.上扩散膜 11.黑白双面胶
12.保护膜
彩屏（双屏）结构：
1.反射盖 2.导光板 3.下扩散膜 4.下增光膜 5.上增光膜 6.黑白双面胶 7.FPC（含灯源 SMD)
背光源应用范围

广泛应用于工业设备、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
Mp4
Mobile Phone
Mp3
Ux17c
Notebook PC
背光源相关术语


二、设计要点
a.导光板的大小及厚度应选择合理的注塑机成型。

b.灯管紧靠导光板，包材铝膜、反射膜不能有漏光。 c.背光产品通常应考虑在平行长边方向背双面胶， 因此在长度方向VA区的外侧应留出背胶位置
d.灯管尽量选硬玻璃，不得有漏气、点亮氧 化发黑现象。 e.逆变器与灯光要配套使用。

彩屏属于侧背光，但结构更精细，工艺要求 更高。 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：反射 盖、灯源SMD 、FPC、反射膜、导光板、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。
E、工作电压Vf变化范围
a.背光源线路上直接带电阻， 电压范围可按±0.2V控制， 如图1线路，VF=7.0±0.2可 正常控制；若布置空间够的情况 下,则优先采用. b. 背光源上不带电阻，工作 电压则按每一支路的灯源VF范围 和支路上的串联灯源数决定。 如图2，单灯的VF范围为 2.9-3.4V，每支路上是2PCS灯源 串联，那么并且光源工作电压范 围为VF=5.8-6.8V；


应正对着导光板的中心. b.导光板的设计厚度对背光源产品起决定作用,同时 影响到膜的装配. c.FPC的金手指正、反面长度应不一致，且此上的 过孔应错开，防易断。
d. 与导光板外形配合的内框宽度尺寸H公差为+0.07 0, 长度方向尺寸J、K的公差为+0.08 0; 导光板宽度尺寸H与反射盖该处的内框公称尺寸 H 一致,但公差为0 -0.07; 导光板长度尺寸J、K与反射盖 该处的内框公称尺寸J、K一致,但公差为0 -0.08;

1、铁壳
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
特点： CCFL最大的特点就是尺寸可以做的很大， 亮度高，例如目前兴起的大屏幕高清液晶 电视主要还是采用CCFL背光。缺点在于 厚度较大，驱动电压高。 应用范围：车载显示、笔记本电脑、液晶 电视等。

CCFL的设计

2、工作电压Vf和工作电流If
A、背光源的电路采用串连或并联或串并联混合电路。 B、背光源采用定电压或定电流供电，其中彩屏一般采用定 电压供电。 C、定电压时，为了保证灯源工作在正常状况下，即保证每 颗LED灯工作在15～20mA电流下，有时需要串连入电阻 进行分压，以减小灯源上的电压到正常范围。 D、定电流时，为了保证产品电压在要求范围，有时也需要 串连入电阻以增加总电压。
底背光组成部分主要有：PCB电路板、灯源 （chip）、反射盖、扩散膜四部分。有些产 品为增加亮度还会加上增光膜。 底背光特点： 结构简单，发光均匀，亮度高，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、电话、学习机等。

底背光装配流程
焊电阻






二、设计要点 a.背光源产品的长、宽尺寸应包括侧遮光膜厚度（A、 B盖结构除外）；平齐背光产品外边缘的上、下挡 墙尺寸以及固定柱直径尺寸也应包括侧遮光铝膜的 厚度； b.背光源下部的圆柱，其外边缘不要与产品外边缘 平齐，应有0.3mm的距离，避免制模及注塑出现缺 陷； c.背光产品通常应考虑在平行长边方向背双面胶， 因此在长度方向VA区的外侧应留出1.0mm背胶位置；



二、底背光设计要点
1.背光高度：从PCB板至出光面的高度，一般应大于 4.8mm； 2.灯位密度：灯与灯之间的间距应控制在5.0～6.8mm； 3.产品的翘曲变形量：
产品长度 ≤50mm 50mm＜L≤100mm ＞100mm 翘曲变形量 ≤0.3mm ≤0.5mm ≤0.7mm
4.背光底部固定柱：不能过于细长，建议长度与直径的比 值不超过1.5为宜，否则，固定柱易断或成型困难。
彩屏特点： 色阶好，亮度高，均匀性好，功耗低。 应用范围： 广泛应用于手机、MP4、PDA、彩屏MP3等。

彩屏装配流程
清洗FPC 丝印刷锡膏 放电阻、SMD 一次发光 回流焊
前段
贴反射贴 贴FPC 装导光板
振动
贴下扩散膜、下增光膜、上增光膜、上扩散膜
中段 后段
贴黑白双面胶、外观双面胶
发光、喷码
刺晶、铝线连接
一次发光
拉胶粘盖
振动、二次发光
灌胶
外观处理
贴扩散贴布
成品发光
喷码
底背光设计


一、设计思路（以B127YG为例）
1、根据客户图纸的确定样品的主要结构，包括PCB板、胶 框、扩散膜三部分。 2、对各部件进行选材。 3、确定胶框、PCB板及扩散膜的外观尺寸和公差。 4、根据光电要求及V.A区大小确定chip数量和排列方式。 5、确定PCB板的走线方式，安排电阻位、PIN脚位置等。
彩屏设计


一、设计思路
1、根据图纸要求的外观和光电参数选择各部材。 2、根据产品V.A区和灯源数量确定灯源位置，然后确定反射 盖的结构和外观尺寸。 3、依次确定FPC、导光板、膜类的位置结构。 4、设计FPC的电路。 5、进行模拟组装，检查并改善不足。




二、设计要点
a.背光源led灯源应紧靠锯齿,且灯的高度方向中心

结构： 光源布置在背光板的侧边，以平行于扩 散膜（发光面）的方向出光，经过导光板的 反射、折射等传播方式，从扩散膜面将均匀 光导出 。 普通侧背光有单侧和双侧入光两种，结 构图如下：
单侧入光
1.PCB（包括 灯源SMD） 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


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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。 彩屏亮度高，通常要求2000mcd以上，因此必须使 用上下增光膜，它们的条纹角度正交，且为避免配 玻璃后出现干涉纹，条纹应倾斜一定角度。例如：

LED:半导体发光二极管; LAMP LED:支架灯; SMD :贴片灯; CHIP:芯片; CCFL:冷阴极荧光灯; 导光板:光传播的媒介,将LED点光源或CCFL 线光源变成面光源;


mcd: 毫坎德拉.该单位立体角内所发出的光通. cd/㎡ :等于含该点在内的一表面无穷小面积 在该点定方向的发光强度与该面积之 在垂直于给定方向的平面上投影面积 之比. LUX:勒克斯,某一点内的单位受照面的光通称 为光源在该点产生的照度.
双侧入光
1.PCB板 2.灯源SMD 3.反射膜 4.导光板
5.扩散膜
6.侧遮光贴布 7.遮光贴布
普通侧背光特点： 结构轻薄（1.00～5.00mm） ，亮度高，均 匀性好，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： 手机、家电、PDA、POS机、MP3等。
J+0.08 0
K+0.08 0
M
L Q S
L1
H-0.07 P1
2-T/2 -0.05
0
0
T± 0.03
4-M1
K0 -0.08 J0 -0.08
T/2
0 -0.05

e.单屏的厚度H最薄不 能小于0.95mm；双 屏厚度H最薄不能小 于1.35mm，见图1。
图1
背光源相关参数




一、V.A区和缓冲区 1、V.A区即背光源的发光区域。为保证V.A区面积， 设计上应该在V.A区边缘留有余地。 2、缓冲区即灯源到V.A区的一段距离。 应特别注意缓冲区的大小。缓冲区过小会形成亮 团、黑影等缺陷 。 3、不同的背光结构其缓冲区的大小也有所不同， 下面分别介绍几种不同类型背光的缓冲区设计要求。