背光的材料特性与应用 (1)

关于干涉条纹
当两种条纹重叠起来时，有机会产生周期性的干涉条纹。
解决方案1: • 旋转棱镜膜的棱镜角度
10 °
20 °
棱镜角度与LCD像素的模拟
棱镜角度与LCD像素的模拟
关于干涉条纹
不同棱镜间距对干涉条纹的影响：
解决方案2: • 选用合适棱镜间距的棱镜膜
10 °
10 °
关于干涉条纹
说明： 1.这里选择的膜片厚度是以保证生产操作性来定的，若选用厚 度太薄的材料，则会影响生产良率。 2.导光体厚度需尽量达到LED的厚度，以利于处理光学效果。
普通2.4寸~4.3寸背光部材搭配方案（一）
遮光黑白胶 0.06mm 上扩散膜 0.058mm 普通上棱镜膜 0.065mm 普通下棱镜膜 0.065mm 下扩散膜 0.053~0.06mm 导光体 0.5~0.6mm 反射膜 0.065~0.10mm
006型辐射角度
3.背光各部件材料的选用搭配
普通2.4寸以下背光部材搭配方案
遮光黑白胶 0.06mm 带磨砂上棱镜膜 0.065mm 普通下棱镜膜 0.065mm 下扩散膜 0.053~0.06mm 导光体 0.5~0.6mm 反射膜 0.065~0.10mm
总厚 0.81~0.95mm
LED 0.6T
On-Axis Brightness: 171 cd/m2 On-Axis Brightness Increase: 1.97 Horizontal 1/2 Brightness Angle: 24.5° Vertical 1/2 Brightness Angle: 22.5° Integrated Intensity: 136 lm/m2
NO BEF
• Wide angular range of exiting light • Blue rays are directed to the viewer • Red rays miss the viewer and are wasted
一般情况下, 大角度的光 (红色) 会被浪 费 WITH BEF
重复这样来回反射尽量令所有光聚到中央
使用不同张棱镜膜的亮度表现
无棱镜膜 一张棱镜膜 两张正交的棱镜膜
On-Axis Brightness: 87 cd/m2 Horizontal 1/2 Brightness Angle: 55.5° Vertical 1/2 Brightness Angle: 44.5° Integrated Intensity: 161 lm/m2
同样棱镜角度和像素下，不同棱镜间距的棱镜膜搭配同样LCD的 效果：
22.5 μm 23 μm
23.5 μm 24 μm
27 μm 27.5 μm
偏振光原理
TYPICAL ABSORPTION POLARIZER
非偏振光 > 50% Absorption Loss
P light 3M REFLECTIVE POLARIZER 非偏振光
上扩散膜微结构
下扩散膜微结构
扩散膜 功能及结构
扩散膜功能 藉由扩散物质的折射与反射将 光雾化,遮盖轻微黑点和亮点 不良 将光由小角度出光集中到正面 提高正面辉度 扩散膜结构 透明PET上表面涂一层扩散离 子剂 雾化性能越高,扩散离子剂厚 度越厚.
2.4 增光膜（BEF）
作用
提升背光所发出光线最终通过LCD屏的光强度。
2.3 扩散膜(Diffuser)
主要功能：使光线透过扩散涂层产生散 射，让光的分布均匀化。 基材需要选 择透光率高的材料，如PET,PC,PMMA. 分类与作用： 上扩散膜--防止BEF的刮伤和膜片的 浮曲及防止形成水波纹 下扩散膜--使光源均匀扩散，并使 之折射成一个角度，同时它也有遮 盖导光板的pattern点及背光表面的 缺点的作用。 光学特性： 雾度(HAZE) • 对于雾度的要求不同分为上扩 及下扩。一般而言，下扩的雾 度高，一般可以达到90％多， 而上扩的雾度则30％-40％多。 光透过率
2.背光各部件材料特性
2.1 胶框（Frame）
主要成份：聚碳酸酯（PC）、TiO2 主要性能参数：
熔融指数 • 影响材料流动性 反射率 • 和TiO2含量有关，影响胶框的遮光性能 表面硬度 拉伸断裂强度 弯曲强度
常用材料
出光：URZ2501 • 高反射性、遮光性优良 GE：BFL2000U • 表面硬度较高，但反射性较低
40
20
0 350
450
550
650
750
850
950
1050
Wavelength nm
银反射膜的特性
结构--以75W05为例
PET
稳定层 Ag镀膜层 外涂层 接着层 白色PET
总厚度80±8μ
光学特性
项目 反射率（%） 标准 94.0±3（440nm） 96.0±3（540nm） 96.0±3（640nm） 测定方法 按JIS-R-3106标准， 使用日立制作所 U-4000分光光度计
ESR 产品系列
ESR
33 μm thinner
ESR2
~ 65 µm
~ 32 µm
ESR2相对于ESR，在光学层数上减少，使得反射波长范围减小。 对于白光LED而言，ESR2和ESR的反射效果一致。
ESR & ESR2 反射波段
120
100
80
% Reflectivity
60
ESR ESR2 LED Output
2.7 发光二极管（LED）
分类
顶发光式（Topview）--3020型（适用于7寸等 中大尺寸） 335型 0.8T 008型 020型 0.6T 006型 0.4T
侧发光式 （Sideview）
2.7 发光二极管（LED）
结构
2.7 发光二极管（LED）
主要参数
色度
LED色区
各家LED供应商的色区划分均有 所不同。 色区越小，颜色的一致性越 好，但批量供货也越困难。 最小包装细分色区后出货可较 好地控制颜色的一致性。
由于对较短波长 （冷色）的反射 率稍低，故相对 于ESR，银反射 膜会使背光颜色 偏暖。
2.6 遮光黑白胶（Shielding Tape）
作用
遮蔽及反射光线； 将扩散膜、增光膜等光学膜片固定到胶框上，粘结LCD屏与背光。
结构
PET离型膜
胶粘剂
PET黑白膜基材
胶粘剂 PET离型膜
2.6 遮光黑白胶（Shielding Tape）
2.7 发光二极管（LED）
主要参数
亮度 • 常用单位：cd（坎德拉：指单位立体角内辐射的光通量，表示投 向某方向的光强度） • 最佳单位：lm（流明：指单位时间内光辐射能量的大小，表示光 的量）
正向电压 • 通常3.0~3.4V • 由于LED属于电流型元器件，其发光亮度只和电流直接相关。
020型辐射角度
棱镜膜增光原理
棱镜膜增光原理
把分散的光聚集到有效的可视角度内。
Useful Light 36.8% High Angle Light 5.1%
Recycled Light (by another prism) 11.8%
Diffuse Input
Recycled Light 46.3%
棱镜膜增光原理
总厚 0.87~1.01mm
LED 0.6T
说明： 对于2.4寸以上尺寸，即使用带磨砂上棱镜膜 ，也难以保证消除 水波纹，所以通常选用两张普通棱镜膜，再搭配一张上扩散膜。
普通2.4寸~4.3寸背光部材搭配方案（二）
遮光黑白胶 0.06mm BEFRP2 0.115mm 下扩散膜 0.053~0.06mm 导光体 0.5~0.6mm 反射膜 0.065~0.10mm
65µm Hard Coating Normal Prism Structure 可搭配一张下棱镜膜使 用，进一步提升整个LCD 模组的亮度；也可单独使 用，取代常规的两张棱镜 膜，实现背光的薄型化。
注意：使用BEFRP系列产品时，其棱镜角度须和LCD的偏光轴角度一致。否 则，将影响增亮效果。
2.5 反射膜（Reflector）
2.2 导光体（Lightguide）
种类 PC（聚碳酸酯） • 流动性好，具有良好的透光性。主要用于手机等小尺寸导光板。 • 代表性材质—出光LC1500 PMMA（亚克力） • 透光性优良，但抗冲击性差。多用于大尺寸背光。 Zeonor（NIPPON ZEON CO.LTD公司产品） • 重量轻，流动性良好，但质地较软，易刮伤。
按原理分类
棱镜膜—ThinBEF系列、目前除3M以外的所有增光膜 • 带磨砂扩散功能—可取消上扩散片，主要针对2.4寸以下。
Top Diffuser Top TBEF Bottom TBEF Top TBEF II M Bottom TBEF II T
• 不带磨砂扩散功能 反射式偏光增亮膜—DBEF系列 具备反射偏光效果的棱镜膜--BEFRP系列
厚度规格 常规T=0.06mm、0.085mm 薄型T=0.04mm 性能参数 初粘性 保持力 遮光性能 绝缘性 特殊需求的黑白胶 可重工的黑白胶 • 特点体现在黑色面上，当LCD刚组装到背光上后，可以较容易 地再次取下并不破坏背光，以便于即时返修。当组装好放置较 长时间后，LCD和背光则牢固粘合在一起。
On-Axis Brightness: 129 cd/m2 On-Axis Brightness Increase: 1.48 Horizontal 1/2 Brightness Angle: 47° Vertical 1/2 Brightness Angle: 30.5° Integrated Intensity: 160 lm/m2
总厚 0.80~0.94mm
LED 0.6T