背光源的设计入门
背光源的種類與應用
• 直下式 側光式
• 單側入光 對側入光 多側入光
• 折射率( ) :
•
n 真空中光速c
介質中光速v
• 's :
n 1si1 n n 2si2 n
光波的傳遞
v f
• 光在不同介質中的頻率不變。 f 1 f 2 f 1 v1 n2 2 v2 n1
介質導光的原理
• 全反射與臨界角：
siθncn2 (whn e1 rne2) n1
θθc：全反(T射 otRaleflenc)tio θθc：折射 (Refranc) tio
表色系統
• ： l'
•
國際照明委員會
• 1931 年標準：用三標準色刺激值(色量)來定義 所有可見色，並使所有混色係數為正
值。
•
X = 2.7689 R + 1.7517 G + 1.1302 B
•
Y = 1.0000 R + 4.5907 G + 0.0601 B
•
Z = 0.0000 R + 0.0565 G + 5.5943 B
輻射出度 照度
輝度
光源的輻射與度量方式
符號
定義
單位
Q 光源輻射出之能量 (在光譜範圍內)。 1 卡 ＝ 4.18 J ＝ 107
ψ 光源在單位時間內所發的輻射能量： 流明 ()
ψ＝
瓦特 ()
I 光源在某一方向之單位立體角(ω)內所 燭光 ()
發射之光通量： I ＝ dψω
(1 = 4π)
（球面積＝4πr2）
(球體投影面積
（θ 為視線與平面法線之夾角）
為πr2)
黑體輻射 與 色溫
• 黑體輻射出度：
M T 4 wh 輻 e射 rσ e 5 .常 6x 1 7 8 數 0
• 色溫：當光源色與黑體在某溫度下的輻射顏色相 同時即稱為該光源的色溫。
• 當光源之光譜分不與黑體輻射相去太遠時即不適 合用色溫來描述該光源顏色。
= 437 n3 + 3601 n2 + 6830 n + 5517
n x 0.3320 0.1858 y
黑體輻射軌跡
冷陰極燈管的構造
:
• 玻璃管： • 軟質玻璃 • 硬質玻璃 • 惰性氣體：
影響 的因素
1. 玻璃管徑 2. 燈管長度 3. 燈管形狀 （直管、L管、ㄇ管、U管、W管） 4. 電極形狀及種類 5. 水銀量 （水銀蒸氣壓＝6X10-3 時 253.7 輻射效率
最大） 6. 惰性氣體充填壓力 7. 氣體混和比例 ( + ) 8. 周圍環境溫度 （影響管壁及電極溫度） 9. 色度
的輝度
的壽命
的驅動
輝度量測
• 輝度/色度計 （量測精度、範圍、誤差值） • 量測點 （視野角度、對焦距離、對焦、視角） • 驅動 （電壓、電流、頻率） • 環境條件 （25℃、暗室） • 接線與高頻漏電 • 輝度比＝L12
• 物體色：減法混色
表色系統
• 色相：圓週方向 • 彩度：半徑方向
• 明度：上下方向
表色系統
三基色：紅光 (R) λ= 700.0
綠光 (G) λ= 546.1
藍光 (B) λ= 435.8
標準白光 色度空間：
混光
r = ()
q = ()
b = () =1- (r + q)
1 流明 4.5907 流明 0.0601 流明 5.6508 流明
•
(1857-1894)
• : 量子論探討微觀世界。 -解釋黑體輻射、光電效應。
•
(1858-1947)
• : 相對論解釋光電效應。 E = h f
電磁波論 與 量子論 相輔相成
• 電磁波理論：圓滿解釋光的傳遞與干涉現象。 • 量子理論：成功解釋光子 ()註 如何激發電子的
現象（光電效應）。
量子特性 註： 沒有質量。
距離。
u
4X
2x
X 15Y 3Z x6y1.5
v
6Y
3y
X 15Y 3Z x6y1.5
• 1976 L * u* v* 表色系統：色度座標 (u', v')
•
(u', v') = (u, 1.5 v)
• 1976 L * a* b* 表色系統：色差程度為等距離，且為直 角座標。
度量名稱 輻射能量 光通量 光度
散射 與 光譜
• 散射()：λ越短 → n 越小 → 折射角 δ越大。
• 可見光的光譜：
波長
折射率 與 光波長 的關係
人眼的視覺
視網膜上的感光細胞：
柱狀細胞─對光的強 弱靈敏度很高。
錐狀細胞─靈敏度較 低，但辨色能力 極好。
人眼對綠光的靈敏度 最高，對紅光的 靈敏度較低。
光源色 與 物體色
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 光源色：加法混色
• Y = 輝度 ()
• X = Y = Z：等量白光
1931 x y 色度座標
x
X
X Y Z
y
Y
X Y Z
z
Z
X Y Z
x y z1
利用色度座標定義顏色
1931 以後的發展
• 1931：以 2°視野為基礎，可應用至 4°視野。
• 1964 X10Y10Z10 輔助表色系統：10°視野。
• 1960 "" 色度座標：色差程度在 (u, v) 色度座標上為等
背光源設計入門
簡介設計背光源所需之各項基礎知識
2000
課程大綱
Material
1. 光學與顏色 2. 冷陰極燈管 3. 背光源的結構 4. 光學材料的選用 5. 設計上的考量因素 6. 未來的挑戰
Electromagnetism
Optics Physics Mechanics
什麼是光？
• : 光是微粒子流束。
(立體角4π)
M S 面積光源之單位面積發射的光通量： 2
M ＝ dψ
=2
E S 面積被照體之單位面積上所受的光 1 米燭光 = 1
通量： E ＝ dψ
（照度與光源距離之平方成反比）
L 光源在某一方向之單位面積 (S) 所發 (2)
出的光度 (I)： L ＝ d2ψω( θ)
(1 =π)
＝ /( θ)
電磁波特性
幾何光學 與 反射定律
• : 假設光波依一直線方向前進。 •
(λ ＜＜ d )
• 反射定律：
θi = θr
入射線、出射線 及 反射
面之垂
直法線皆在同一平
面。
N θi θr
鏡面反射 (λ> 表面粗度)
粗糙表面造成「漫射」 ()
折射定律
• 光在不同介質中的速度不同。 • 光在真空中的速度最大。
-光可以轉彎嗎？
•
(1642-1727)
• : 光是一種波動 。
-可不經界質傳遞？
•
(1629-1695)
• : 證實光的干涉現象存在。 -粒子無法相減！
•
(1773-1829)
• : 光是一種電磁波。
c = 3 X 108
•
(1831-1879)
• : 證實光具有電磁波特性。 -如何解釋光電效應？
背光设计规范
背光设计规范目的：规范背光的设计方法及统一设计标准，以提高设计人员的设计水平及效率，保证LCD模块整体的合理性、可靠性。
适用范围：开发部背光设计人员一、常见的LCD背光源类型二、LED（发光二极管）背光源设计2.1、彩屏手机背光源设计2.1.1、彩屏手机背光源结构（不同类型彩屏手机背光源结构的主要原理基本相似，下面以单屏双彩为例。
）Shading tapeReflector filmThin BEF(upper)Thin BEF(lower)Reflector filmLight guide SMT LED(white)Plastic housingDiffuser film彩屏背光结构图表2彩屏背光源主要基材介绍胶圈导光板散光膜（扩散膜）支撑产品的主要塑胶框架，材料一般为白色PC。
产品的主要导光部件，材料一般为透明PC或PMMA。
用于光的扩散，使光均匀化。
正面为毛面，底面为光滑面。
增光膜反射膜半透反光膜对光有收拢作用而达到增光效果。
正面为棱形面，底面为光滑面。
用于光的反射。
反射面一般为银色。
既有反光性能又有透光性能，主要用于产品的副屏。
假彩膜黑白双面胶普通双面胶带有彩色图案的透明膜，目前有全透光及半透光2种。
遮光及粘贴LCD，正面为黑面，底面为白面。
分有基材和无基材2种，用于粘贴膜类、FPC、PCB等。
导光板一般是下层网点，材料有pc110、cop、pc1500（最贵）、PML（雅加利）导光板的模具是专用的，关键是网点和锯齿，锯齿的角度直接影响到背光的亮度，色度和光斑等各个方面。
背光灯的结构一般是蓝色晶片加黄色荧光粉，灯结构的分类是：按晶片的长度分档，灯的分类是：电压确定范围，颜色分档。
测量时造成相同背光的电流值不同的原因是灯的内阻不同，测量时要区分是定电压还是定电流，目前主要是定电流测量2.1.2、彩屏手机背光源设计要点背光主要结构尺寸位置图彩屏背光源主要尺寸(1)FPC尺寸A处放大彩屏背光源主要尺寸(2)图2背光在设计时要注意以下尺寸要求（尺寸位置参见图2）：D1、D2：V.A区尺寸及其定位尺寸。
背光源设计
一、目的：规范产品设计，满足客户要求。
二、应用：所有手机彩屏背光源产品。
三、内容：1. 产品中如有用到3M BEFRP材料在成品图中一定要注明BEF角度；(一般上BEF的角度须与LCD下偏光片的角度一致)；2. LED发光面距离V.A区尺寸E原则上不可以小于2.6mm，若此尺寸过小易在V.A区内产生亮点；3. 为避免两LED之间暗区太暗，两LED之间的间距,以中间暗区尺寸小于等于两侧暗区尺寸为最佳，即H ≤L，亦可以E/F≧0.25为原则;4. 因塑料成型特性的限制，产品外围文件墙的厚度A最小0.35㎜(如下图)；当产品底部为整体注塑成型时,面积小于10cm2的成型最小厚度为0.40㎜,面积在10 cm2~50 cm2间的成型最小厚度为0.50㎜; 面积在50 cm2以上的成型最小厚度为0.60㎜；L/G成型的最小厚度1.0-2.0寸时为0.35㎜，2.0-2.4寸时0.38㎜,2.4-3.2寸时0.4㎜，3.5吋0.45 ㎜；对长而高和宽的档墙要尽可能断开及加减胶槽﹐以利于改善产品变形及缩水；5. 可视区至胶框的边缘最小0.4㎜，以利于膜片正常组装；黑框粘贴于H/S上的宽度C最小0.8㎜，以保证LCD固定所需的最小粘性；6. H/S上LCD位置的四个角应尽可能有避空位并倒圆角以防止顶裂玻璃.；7. 胶框易断部位倒圆角R=0.2MIN8. FPC的外伸端的定位尺寸公差最小±0.3㎜；9. 反射贴布、双面胶或遮光贴布尽量避免孔或洞,以利于裁切加工；10. 成品图中的尺寸标注要合理，以能满足实际需求为原则，尽量避免封闭尺寸和无法量测的尺寸出现；重点尺寸应特殊标示;11. 产品亮度测试点最小为0.2°﹐尽可能选1°；测试点的分布一般以下图中式样为准;12. 有段差的定位柱﹐两圆柱的直径差(D-d)最小为0.2㎜；13. 有倒勾的产品尽量做镶件插穿孔,避免模具走滑块; 如下图无插穿孔则模具要做滑块或斜顶﹐模具价格高﹐开模交期长﹐模具寿命短, 若设计插穿孔则可避免上述影响；但倒勾与镶件孔边间需留有最小0.2mm的间隙。
led背光源设计标准
led背光源设计标准LED背光源是一种高效、环保的照明技术，广泛应用于电视、显示屏、广告牌等各种场合。
设计一个高质量的LED背光源需要考虑以下几个方面的标准。
首先是光效。
LED的光效是指其发光效率，即单位功率下产生的可见光的亮度。
较高的光效意味着更高的能源利用率和更低的能源消耗。
因此，在设计LED背光源时，应选择具有高光效的LED芯片，以确保照明效果的同时减少能源浪费。
其次是均匀度。
均匀度是指背光源的光照均匀分布程度。
高质量的LED背光源应该能够提供均匀的光照，避免出现亮度不一致或明暗区域的问题。
为达到均匀的光照效果，可采用分区调光、背光板设计优化等方法。
此外，色温和色彩还原性也是设计标准。
色温是指光源所呈现出的色调，常用的有冷光、自然光和暖光等。
色彩还原性是指光源对物体颜色真实还原的能力。
高质量的LED背光源应具有精确的色温和良好的色彩还原性，以呈现出准确、真实的颜色。
安全性也是设计LED背光源的重要标准。
由于LED背光源大多数是直流供电，可以通过做好绝缘措施、热管理和隔离开关等来确保使用安全。
此外，还应遵循相关的电气安全标准，如国际电工委员会（IEC）制定的IEC 62368-1标准，以确保背光源的长期稳定和安全性。
最后是可靠性。
高质量的LED背光源应具有较长的使用寿命和稳定的性能。
设计时应考虑良好的散热设计，避免过高的温度对LED芯片的影响。
同时，还应控制好LED的电流和电压，以延长其使用寿命。
总之，设计高质量的LED背光源需要考虑光效、均匀度、色温、色彩还原性、安全性和可靠性等多个因素。
通过充分考虑这些因素，并遵循相关的标准和规范，可以设计出满足要求的LED背光源，为各种应用场合提供高质量的照明效果。
背光源基础知识讲解
背光源基础知识讲解所谓背光源（BackLight）应该是位于液晶显示器（LCD）背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块（LCM）视觉效果。
液晶显示器本身并不发光，它显示图形或字符是它对光线调制的结果。
一、用于背光源的光源：在背光源的设计中，所用光源的选用是很重要的。
所用的光源决定了背光源的功耗、亮度、颜色等光电参数，也决定了其使用条件和使用寿命等特性。
如下为可用于液晶显示器背光源的光源及其特点简单对比介绍:光源形状光源种类颜色功耗(W) 寿命(h) 特点点状光源Lamp(灯泡) 2800K左右 1.0以上2,000 简单、小型、价低，体积大、发热严重LED （发光二极管）蓝~红430~700nm 0.038以上100,000 寿命长、低发热，亮度稍低线状光源CCFL（冷阴极荧光管）红绿蓝及混合色1~10 25,000 亮度高、寿命长，逆变器驱动电压高HCFL（热阴极荧光管） 4.0~220 5~7,000 发热严重面状光源VFD（扁平荧光灯）200mW/cm2以下5,000 亮度高、均匀性好，双电源驱动EL（电致发光片）20mW/cm2以下5,000 薄、均匀性好，寿命短、亮度低OEL（有机电致发光片）1,000以上薄、均匀性好、亮度高，寿命短FED（平板场发射）10,000以上亮度高，开发中二、光源模组的技术：光源模组中最核心技术为导光板的光学技术，目前主要有印刷形和射出成型形二种导光板形式，其它如射出成型加印刷，激光打点，腐蚀等占很少比例，不适合批量生产原则。
印刷形因为其成本低在过去较长时间内成为主流技术，但合格品不高一直是其主要缺点，而目前LCD产品要求更精密的导光板结构，射出成型形导光板必然成为背光源发展主流，但相应的模具技术难题只有少数大厂能够克服。
三、背光源的分类：背光源目前按光源类型主要有EL、CCFL及LED三种背光源类型，依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式（底背光式）。
LED背光源的设计与调光技术
LED背光源的设计与调光技术LED（Light Emitting Diode）是一种半导体光源，具有节能高效、寿命长、体积小等优势，在各个行业得到了广泛应用。
而LED背光源则是将LED灯用于液晶显示器的背光照明系统中，能够提供均匀亮度和高对比度的照明效果。
本文将详细探讨LED背光源的设计原则和调光技术。
LED背光源设计的原则主要包括：1. 选择合适的LED类型和数量：根据显示器的尺寸和要求，选择合适的LED 类型（如白光LED）和数量，确保背光亮度和颜色的一致性。
2. 合理布置LED灯珠：背光源应布置在整个显示面板的背后，以实现均匀的光照。
采用等间距布置LED灯珠并合理设计散热系统，可以提高显示器对比度和降低能耗。
3. 选择合适的反射材料：使用合适的反射材料，如镀膜玻璃或镀膜聚碳酸酯，以增加LED背光源的反射效果，提高发光效率和均匀性。
4. 优化光学设计：通过采用光学模拟软件对光学系统进行仿真和优化，选择最佳的光学结构和光学材料，提高LED背光源的效果。
5. 考虑电路设计：合理设计驱动电路，提高驱动效率和稳定性，同时避免因电路问题导致的颜色偏差和亮度不均匀等问题。
LED背光源的调光技术主要包括以下几种：1. PWM调光：PWM（Pulse Width Modulation）调光是通过改变电源给LED灯的占空比来控制LED的亮度。
通过不断交替地开关电源电压来实现灯光的闪烁，闪烁频率越高，亮度越高。
这种调光技术具有调节范围广、亮度可调性好等优点。
2. 线性调光：线性调光是通过改变LED驱动电压或电流来实现亮度的调节。
通过改变电流或电压大小来改变LED的亮度，从而实现调光的效果。
线性调光技术操作简单，可靠性较高。
3. 自适应调光：自适应调光是根据环境光的亮度，通过传感器自动调整背光源的亮度。
通过感知环境光的强度，自动调整LED背光源的亮度，既能够节约能源，又能够提供良好的视觉效果。
4. 色温调光：色温调光是通过改变LED灯的色温来实现亮度的调节。
《背光设计规范》课件
02
03
影视ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作
在电影、电视剧等影视作品中， 背光设计可以突出画面层次，增 强视觉效果。
04
背光设计的基本原则
主题突出
背光设计应突出主题，使观众的注意力集中 于主要内容。
立体感强
背光设计应保证观众的视觉舒适，避免过度 刺激和疲劳。
扩散膜应具有一定的耐磨性，能够承受日常使用 中的摩擦和碰撞。
增亮膜的质量控制
增亮膜光学性能
增亮膜应具有良好的光学性能，能够提高灯光的亮度和对比度， 增强视觉效果。
增亮膜稳定性
增亮膜应具有较好的稳定性，能够在不同环境条件下保持性能的稳 定。
增亮膜加工性能
增亮膜应具有良好的加工性能，易于进行裁剪、贴合等加工操作。
扩散膜的选择
扩散膜的作用
扩散膜主要用于改善背光 均匀性，使光线均匀扩散 ，提高屏幕显示效果。
扩散膜的材料
常用的扩散膜材料包括 PMMA、PC和PET等，各 有其特点和适用范围。
扩散膜的光学特性
扩散膜的光学特性是选择 扩散膜的重要指标，包括 雾度、透射率和散射率等 。
增亮膜的选择
增亮膜的作用
增亮膜主要用于提高屏幕的亮度 和对比度，提升观看体验。
《背光设计规范》ppt课件
目录
• 背光设计概述 • 背光设计的材料选择 • 背光设计的工艺流程 • 背光设计的质量控制 • 背光设计的案例分析
01
背光设计概述
背光设计的定义与特点
背光设计的定义
背光设计是一种通过调整光线照 射角度、强度和颜色等参数，使 物体或表面呈现出更加鲜明、立 体的视觉效果的设计方法。
背光源的设计 入门共43页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 பைடு நூலகம் 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
背光源的设计 入门
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
tft背光源制作工艺流程
tft背光源制作工艺流程
TFT（薄膜晶体管）背光源制作工艺流程通常包括以下几个步骤：
1. 选择合适的背光源类型：根据应用需求和TFT显示器的要求，选择合适的背光源类型，常见的包括LED（发光二极管）、EL（电致发光）等。
2. 涂布透明导电材料：在透明导电材料（如氧化锌、氧化铟锡等）的基板上进行涂布处理，形成电极层，用于提供电流给背光源，以激发光源的发光效果。
3. 制作电介质层：在电极层上涂布一层电介质材料（例如聚氨酯、聚醚酯等），用于隔离电极层和发光层，并保护电极层不受化学物质的侵蚀。
4. 制作背光源发光层：在电介质层上涂布发光材料（例如EL 材料、LED颗粒等），形成发光层，用于发出背光。
5. 制作反射层：为了提高背光源的效率，通常在发光层上涂布一层反射层（如铝薄膜、二氧化钛等），用于反射没有被吸收的光，增强发光效果。
6. 封装背光源：将背光源放置在适当的封装结构中，以保护其免受环境物质和机械冲击的影响，并提供合适的接口以连接到TFT显示器。
7. 连接电源和控制电路：将背光源连接到适当的电源和控制电路，以供电和控制光源的亮度和颜色。
8. 测试和调整：对制作好的背光源进行测试和调整，确保其亮度、均匀性和稳定性等性能指标符合要求。
9. 安装到TFT显示器中：将制作好的背光源安装到TFT显示器背后的适当位置，并与液晶显示模组进行组装。
以上是通常的TFT背光源制作工艺流程，不同类型的背光源和具体应用可能会有所不同。
这个流程只是提供了一个大致的参考。
led背光源BLU学习资料
热阴极放电管的基本原理概略图
发生高热 阴极(Cathode)
气体/金属气体 Ne(氖 ), Ar(氩 ), Hg(汞)
细光线
荧光物体
阳极(Anode)
紫外线(波长: 253.7 nm)
• 在导光板的上面。对从导光板发出的光线实现分散、集光, 使光度变为均匀。 • 透明的聚碳酸酯薄膜(PC)或聚酯薄膜(PET)上, 用集光用微粒子树脂进行coating。
D. 反射 Sheet (Reflector) • Lamp发出的光线从导光板进入,在导光板内部反射,通过反射纸再返回到导光板上。(阻止光线从反射纸方向漏出)
B. Prism Sheet (Up / Down) • 从扩散 sheet 散发出来的光线,通过 prism的集光功能向sheet的垂直方向射出。 • 具有提升B/L光度的功能。 • 起到集光效果的相对斜角变小。 • 目前 3M公司独家供应, 这在价格及开发的多样化上问题造成一些困难。
C. 扩散 Sheet (Diffuser Down)
filament Φ 6~32mm 50~1,000mm
底 高 高 3000~15,000 Hr
△ △ ◎ △ ◎
新谱 神速! 强大!
Sheet 构造及特性
控制出光角度 宽阔的出光角度
70°
LCD
Brightness Enhancement Films
扩散片
Top Bottom
TIR
导光板
CCFL及Reflector
6. Diffuser Sheet (扩散膜)
LED背光设计原理,基础制程介绍
常规LED背光源结构之AK出脚方式
4、金属PIN针出脚:
注：1、一般情况下使用φ0.5mm和φ0.8mm的PIN针 。
2、PIN针直径公差为±0.1mm；长度公差一般要求大于 ±0.5mm，最小为±0.3mm 。
常规LED背光源结构之PCB安装方式
背光源常见的PCB安装方式有： 1、卡钩式：
常规LED背光源结构之PCB安装方式
（1）
（2）
常规LED背光源结构之AK出脚方式
背光源常见的A、K出脚方式有： 1、PCB直接出脚：
注：1、每个脚宽度一般需大于1.2mm，最小为0.8mm。 2、脚的宽度、间距公差一般需大于±0.15mm，最小为±0.1mm ；脚的长度一般需大于±0.5mm，最小为±0.2mm。 3、脚宽度小于1.0时可考虑采用5面镀铜方式以便于焊接，但成 本较高且脚的外观不太平整。
背光源的工作原理
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法不同，常规LED 背光源可分为底部光和侧部光两种。
底部光典型结构
底部光原理
单颗LED ：
底部光原理
返回
侧部光典型结构
产品成品外形：
侧部光典型结构
除去扩散膜：
问题：如何做到
常规LED背光源光电参数之波长
常用LED颜色对照表
颜 色
蓝色 绿色 黄绿色 橙色 琥珀色 红色 白色
代号
波长
460-480 510-530 568-578 580-600
D
600-620
620-640
X=0.280-0.361 X=0.24-0.35 Y=0.24-0.35 Y=0.248-0.385