液晶显示器背光模组(LCD)光学概论.

温度和湿度对LCD背光模组光学性能的影响透视Hot-Point PerspectiveDI G I T C W 热点132DIGITCW2019.061 引言目前，液晶显示器作为主流显示器已广泛应用于笔记本电脑、电视、显示器等领域。

由于液晶屏不能自发光，其光源为背光源供，因此背光源的光学特性对液晶显示器来说至关重要[1-3]。

液晶显示器用背光源的使用要求越来越高。

尤其是在高温、高湿等恶劣环境下，产品也要有高稳定性和环境适应性[4]。

因此液晶显示器的失效得到了研究者们的广泛关注与研究[5-8]，并提出了被称为“浴盆曲线”的失效曲线，将失效分为三个阶段。

马骁等[9]认为液晶的固有缺陷或问题是液晶显示器早期失效的主要原因；第二阶段失效是随机自然参数、外部因素及人为因素导致的；材料的疲劳和耗损是耗损阶段失效的主要原因。

黄翀和王欣等[10-11]认为温度是影响液晶模组失效的重要原因。

中北大学吴俣倩等[12]对航空领域液晶老化过程中温度及时间的影响进行了分析，设计了合理的温度和时间的老化测试系统。

目前，液晶显示企业会对液晶产品进行老化测试，通过高温、低温以及增湿实验来模拟恶劣的使用环境，以此作为产品是否合格的衡量标准。

2 实验2.1 实验仪器本文采用Fstar SR-3AR 背光模组光学特性自动测量仪来进行高温高湿前后光学测试，HORAD 快速温变（湿热）试验箱来进行恒温恒湿实验。

2.1.1 S R-3AR 光学特性自动测量仪SR-3AR 光学特性自动测量仪是由SR-3AR 分光辐射计、载物平台和FS-BLMS 软件组成。

光学测量的步骤为：（1）打开仪器，将测试背光源放置于测试治具上。

（2）打开FS-BLMS 软件，确认背光源电流电压等信息。

（3）点亮背光源，执行三点定位。

（4）选择测试点位，行测试。

测试过程是自动的，测试的点位对应背光源表面的点位。

测试完成后，软件会自动将数据输出成文档。

2.1.2 H ORAD 快速温变（湿热）试验箱HORAD 快速温变（湿热）试验箱由控制系统，高温箱、低温箱、前盖板、配电室、机械室、压力表（空气）、RS-485接口、总电源板、排气口以及温湿检测系统组成。

什么是背光板,背光模组背光模組背光板，就是（back light)是显示屏幕在前面变换画面，背光板是制造液晶LCD的。

LCD液晶显示器的液晶面板并不发光，只透光，所以要在背面加一个高亮的发光体，这就是背光板，其实就是荧光灯加一个反光板。

背光板设计原理产品设计的一般原则（一）满足客户对产品基本结构及性能的要求1.产品基本结构：指的是外形结构，对客户模块组装有影响的结构。

由于产品基本结构关系到客户模块，故不可以随意更改，除客户模块还没设计出来，只待背光板出来后才设计。

2.性能包括：亮度、均匀度、储存温度、动作温度、输入电流电压等测试条件及光学上的要求。

2.1 输入电流电压由客人模块决定，所以在设计时要清楚了解IF及Vf值，以便处理亮度。

2.2 亮度指亮度每单位发光区的光的强度。

2.3 就我司来说目前能达到的储存温度范围为-30℃~+80℃；动作温度为-20℃~+70℃。

（二）结构分析1.结构设计：几何形状应尽可能保证有利于成形的原则，避免模具复杂化。

1.1例如产品能设计为走镶件的，则不要设计为走滑块．而且模具上走滑块做出来的产品会有熔接痕，影响产品的美观性，若为导光板则更会影响亮度。

2.2走镶件的孔一般要1.0mm以上，以免薄片在滑动过程中断掉。

3.壁厚1)热固塑性材料。

最薄处壁厚：Tmin=1.5~2.5mm。

2)热塑性材料：背光板选用的材料均为此类材料。

最薄处壁厚：Tmin=0.25mm，但由于受射出成形的制约，以1.1inch来算，产品壁厚至少要0.4mm。

4.加强筋：为避免受力变形，在不影响产品组装的情况下，可适当加加强筋．5.支撑面：为避免磨擦时对咬花面造成磨损尽量不用整个平面支撑。

6.圆角：在不影响组装的情况下，可适当加圆角，以利于脱模。

（三）尺寸公差合理化1.A、B盖区配尺寸公差应按极限公差计算。

B盖的上限值应等于或小于A盖的下限值，但是A盖的上限值也不能比B盖的下限大太多，若大太多的话组装松动不说，还会影响亮度。

优秀的背光需达到亮度均匀,最好在阳光下也能使显示的字迹清晰。

我认为光源需离开LCD边缘适当距离,避免LCD边缘有光晕,另外亚克力板的形状和花纹很重要。

光源不应是聚光的，需有较大的发散角。

请各位朋友发表高见,怎样使LCD的背光设计较完美LCD的常用的背光有两种，分别为EL背光和LED背光，它们有各自的优缺点：1、EL背光 EL背光体积小、厚度薄、发光均匀，可以用胶水等直接粘在LCD玻璃片的后面，因为EL背光要靠交流电驱动，因此其电源逆变器工作时会有噪声，而且如果逆变器布置不合理，会对LCD的显示造成影响；2、LED背光 LED背光具有发光亮度高、亮度可调范围大、视觉广等优点，但是LED背光要想达到比较均匀的效果，需要有比较多的LED（发光二极管），电流消耗大，而且每个LED灯管的光照具有一定的散射角，为消除阴影（如果LED灯密度不够，LED灯到导光板的距离小，在LED和LED之间会有阴影），要求灯箱具备一定的厚度，这就增大了LCD的体积，这是它的缺点。

从实际使用角度来看，用全透明的PMMA等材料做导光片效果不好。

LCD背光可分为三种:EL片,导光板式,灯箱式。

在很多情况下,产品要求做得比较小巧;而用灯箱要达到好的效果,却要做得体积比较大(即光源距LCD背面有较大的距离),故灯箱式应用越来越少,只能在EL片和PMMA板中选择。

而EL片的亮度在汽车音响等方面无法满足要求。

导光板结构的应用日益增加。

通常LCD的导光板分为平板形和弧面形。

而弧面形又分为双弧面(两端厚,中间薄)和单弧面(光源处厚,另一端较薄)。

导光板的花纹用于调整光的均匀性,主要有齿纹和点纹等形状。

手机的导光板通常设计为平面形,圆点花纹,周边和底面用反光片，顶面和LCD之间为散光片。

请高手讲述导光板的花纹设计要点和加工方法我做过多个有背光的无线电产品,有一点经验.1>可以用在PCB上丝印白油代替反光片.2>LED排在短边比长边好3>LIGHTGUIDE用亚加力加花纹效果好.贴PCB面是粗纹,贴LCD面用细纹.4>LIGHTGUIDE的厚度在以上,漫射效果好.LCD背光源产业及技术05-28-2002 华东电子集团段萍--------------------------------------------------------------------------------摘要依附于LCD的背光源产业随TFT-LCD产业蓬勃发展而兴旺发达，本文简述背光源的技术、应用、产业现状和前景，并对介入此行业的要点作了简要分析。

LCD光学颜色模式LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）是一种广泛应用于各种电子设备上的显示技术。

它利用液晶物质的光学特性来显示图像和信息。

在LCD中，液晶分子通过电场的作用来控制光的传播，从而实现图像的显示。

光学是液晶显示器的核心原理之一、液晶是一种有机化合物，具有与晶体相似的结构和特性，可以在光的作用下表现出光学效应。

液晶分子的特殊结构使它们能够通过改变自身的取向来控制光的传播。

液晶显示器的屏幕由成千上万个微小的液晶小格（像素）组成，每个像素通过改变液晶分子的取向来控制光的透过程度，从而显示出不同的颜色和亮度。

LCD的光学特性主要包括穿透、反射和散射。

在穿透性上，当电场作用于液晶分子时，液晶分子会重新排列，使得光可以穿过液晶层。

在反射性上，LCD可以通过设置背光源和反射层来实现光的反射，实现更清晰的显示效果。

在散射性上，LCD可以通过调整液晶小格的结构和应用电场来控制光的散射，实现更广角度的观看。

颜色模式是液晶显示器中用于显示颜色的一种方式。

液晶显示器一般使用两种主要的颜色模式：单色和彩色模式。

单色模式是指显示器只能显示一种颜色，通常为黑白或灰度。

彩色模式是指显示器能够显示多种颜色，通过组合不同的颜色像素来呈现丰富的图像和色彩。

彩色模式通常使用三原色（红、绿、蓝）来生成其他颜色，也有使用其他原色或可变颜色滤光片的方法。

彩色液晶显示器通常采用三基色（RGB）模式。

每个像素由一个红色、一个绿色和一个蓝色的亚像素组成，通过调整三个亚像素的亮度和颜色来显示出不同的颜色。

这种方式可以生成数百万种不同的颜色，使彩色液晶显示器能够呈现出更真实、更生动的图像。

除了RGB模式外，还有其他的颜色模式，如CMY模式和索尼的Triluminos技术。

CMY模式是通过三原色的补色（青、品红、黄）来生成其他颜色。

Triluminos技术则是通过添加特殊的荧光材料来扩展液晶显示器的色域范围，使得显示出的颜色更饱满、更鲜艳。

背光源（Backlight）原理及简介背光背光源（Backlight）原理及简介背光源对于大多数人来说是一个陌生的概念，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,背光源的发展可以追朔到二战时期。

当时用超小型钨丝灯作为飞机仪表的背光源。

这是背光源发展的初始阶段。

经过半个世纪的发展，如今背光源已经成为电子独立学科，并逐步形成研究开发热点。

随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示器特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不断拓宽。

受液晶显示器的市场拉动，背光源产业，呈现一派繁荣景象。

LCD为非发光性的显示装置，须要藉助背光源才能达到显示的功能。

背光源性能的好坏除了会直接影响LCD显像质量外，背光源的成本占LCD模块的3-5%，所消耗的电力更占模块的75%，可说是LCD模块中相当重要的零组件。

高精细、大尺寸的LCD，必须有高性能的背光技术与之配合，因此当LCD产业努力开拓新应用领域的同时，背光技术的高性能化(如高亮度化、低成本化、低耗电化、轻薄化等)亦扮演着幕后功臣的角色背光源是提供LCD面板的光源。

主要由光源、导光板、光学用膜片、塑胶框等组成。

背光源具有亮度高，寿命长、发光均匀等特点。

目前主要有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）。

随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，侧光式CCFL式背光源成为目前背光源发展的主流。

电致发光(EL)背光源体薄量轻，提供的光线均匀一致。

它的功耗很低，要求的工作电压为80～100Vac，提供工作电压的逆变器可把5/12/24Vdc的输入变换为交流输出。

但EL背光源的使用寿命有限(在50%亮度条件下的平均使用寿命为3000～5000小时，在更高的亮度水平上使用寿命将大为缩短)，因此，理想的EL背面照明用逆变器允许输出电压和频率随着EL灯泡的老化而增加，从而延长采用EL的背面照明光源的显示器的有效使用寿命。