上一期的内容是车载显现屏的液晶相干的道理,智能座舱显现屏相干道理---第一篇。本期讲讲背光相干的内容,许多人实在不晓得,显现屏背光是干啥用的,觉得液晶偏转事后就有对应的亮鲜明现,实在液晶偏转那边仅仅是颜色显现,并没有亮度。
我举一个最简朴的栗子,你在阳光下把手机大概电视亮度调到最低,是否是根本就看不清显现屏内里的内容了。

以是这里的背光就是跟全部液晶显现模组供给亮度的一个模组,内里触及到的质料还很多,本期渐渐来讲。
如许你就简朴设想一下,你家里熄火了,你点了一根烛炬在家里,此时发明一个甚么成绩,是否是接近烛炬的处所亮光最集合,最亮,其他空间的亮度是不服均的,此时液晶显现屏的背光也会碰到此类的成绩,假如是LED的光间接上来,就会发明个体处所出格亮,其他处所不亮,不服均。

背光模组按照光源安插地位,能够分为侧光式和直下式两种,关于中小尺寸液晶显现面板根本都接纳侧光式构造,以削减LCM 的团体厚度。侧光式背光模组按照胶铁构造情势,有全胶框背光、胶铁组装式背光和胶铁一体式背光三种情势。
按照背光模组本身能否带有LED 灯源,又可分为无光源和有光源两种情势,可是构造根本分歧。以下图所示,即经常使用的胶铁组装式背光。无光源背光模组只是将LED 安插在主FPC 上,前期组装时再扣入背光模组的灯槽中。云云,能够削减节流必然的本钱。

而不管是何种情势的背光,其道理都是分歧的,即用胶框和铁框作为构造件,以贴覆各个膜材。各膜材的混淆利用是为了构成平均的、高亮度的面光源。各零件利用的材质及详细感化如表2-1 所示。

从本钱角度思索,背光模组三个主要构成部门是光源、导光板、光学膜,占全部背光模构成本的73%。


侧发光LED 收回所需亮度和色彩(普通红色)的光, 颠末导光板的感化,把侧面光源转换成我们无视的面光源→ 大部门光芒折射到正面, 小部门光芒经由过程反射膜的感化,反射后被再次操纵→光芒颠末下分散膜的分散感化被完整打散,使光芒在全部平面相对均衡。
→颠末下增光膜的棱镜会萃感化,使光芒在横向或纵向获得加强→ 颠末上增光膜的棱镜会萃感化,使光芒在纵向或横向获得加强偶然为了让画面的均一度更好,或粉饰细微不良征象,也会利用到上分散膜,光芒被再次分散打乱,画面显现的分歧性更好。


LED:Light Emitting Diode.发光二极管,是一种固态的半导体器件,它能够间接把电能转化为光能。LED 的中心器件是一个半导体的发光二极管灯炷即晶片,晶片的一端附在支架上,一端是负极,另外一端毗连电源的正极,使全部晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由三部门构成,一部门是P 型半导体,在它内里空穴占主导职位,另外一端是N 型半导体,在这边次要是电子,中心凡是是1 至5 个周期的量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的情势收回能量,这就是LED 发光的道理。而光的波长也就是光的色彩,是无形成P-N 结的质料决议的。

凡是液彩屏晶显现模组都利用侧发光(side view)白光LED。LED 由发蓝色光灯炷(LED Chip),塑胶框(Lead Frame),添补物(Epoxy)和正负极封装构成。

背光模组的初始亮度和色坐标都取决于所利用的光源。在液晶显现的开展过程上,所接纳的光源方法次要有LED、EL 与CCFL 三种。其机能比照以下:

体积小,质量轻;耗电量低,事情电抬高,事情电流小;利用寿命长,普通可达10 万小时;亮度高,发烧低;环保,契合RoHS 请求;可控性强,能完成各类色彩的变革。
液晶显现模组次要是以利用蓝光芯片加添补物LED,即侧发光式白光LED。今朝高端LED 次要以日本厂家为主,其次是韩国厂家和厂家;厂家也连续有相干产物投入多量量利用。
导光板通常为由高透光性材质作为基板,后背印刷有纪律性网点,可以将点或线光源转化做面光源的光学器件,它的构造和质料间接影响着背光源终极的亮度战争均性。
导光板的道理:操纵入光部的Serration 锯齿构造和底部网点把LED 收回的一切光芒停止折射或反射,改动光芒传布的标的目的,高服从地操纵光芒。

导光板的构造:如图2-12 所示。与分散膜贴合一面,按照后处置差别,可所以光面、磨面、放电面或V-CUT 面。今朝大多接纳光面,无需后处置,本钱低,可是外表较简单刮伤,未便于消费途中传送。磨面是在导光板注塑成型后用砂轮处置而成,放电面是放电后再抛光,结果像磨沙的玻璃。而V-CUT(精细机器描写)是在导光板的光面上刻出V 型沟槽,可靠拢必然标的目的的光芒,从而到达进步亮度的结果。

而与反射膜贴合一面为网点面,网点构造情势有半球形,圆锥形,棱锥形和棱镜形。而利用较广的为半球形网点,普通面内有30~120 万个圆点,越阔别光源的圆点越大,点与点之间的间距也越近。网点的尺寸和地位是操纵光学仿真而设想的,其感化是毁坏侧光在导光板内的全反射,006直播网址使光芒能从光面垂直射出。网点设想越好,能从导光板正面射出的光芒越多,则背亮光度越高。

今朝中小尺寸导光板根本都是接纳注塑成型消费的,跟着导光板越做越薄,为理解决注塑成型的工艺艰难,逐步引入紧缩成型工艺、Roll Stamping 工艺。而不管何种成型工艺,都需求基于必然的模具消费,全部工艺中最难的也恰是模具的网点加工。
今朝行业里,更多的厂商倾向于接纳机器撞点来加工网点。但跟着V-CUT手艺不竭地成熟,市场对高亮度液晶显现屏的需求也更加高涨,V-CUT 手艺成为厂商争相寻求的新手艺,纷繁参加其手艺的研发和装备的采购,信赖不久V-CUT 导光板将会被普遍地使用。


PMMA:次要是日本三菱丽阳(Mitsubishi Rayon),住友(Sumitomo),库拉雷(Kuraray),奇美化学,韩国世和等。
增光膜分正反两面,最小厚度为0.062mm。正面上构成间距为24~110μm,顶角90°~110°的长条状棱镜阵列,因此增光膜又被称为棱镜膜(Prism Film)。
颠末光学仿真设想,公道设置增光膜外表的微构造的尺寸,使之好像全反射棱镜普通,可以把较大传布标的目的的光芒集合到正面较小的角度内,进步正面辉度。如今所用的这类增光膜普通需求两张增光同时利用(沟槽标的目的相互垂直),才具有优良的增光感化。
增光膜次要以聚脂(PET)为质料,操纵斑纹模辊的制作。今朝中国还不克不及消费,做得最好的是美国的3M 公司,可是价钱很高。别的,经常使用的供给商另有的灿烂和友辉。

研讨表白、绝大大都消耗者在大都工夫寓目电视角度的都在程度(x 轴)90 度垂直标的目的(z 轴)标的目的的范畴内、超越该角度后°光芒变暗。将光聚在消耗者、在功耗稳定的状况下提拔了消耗体验、同时仍是液晶显现屏亮度大猛进步。增光膜道理:在视角测试仪的视角图上,在察看者正面35 度阁下光芒被折射操纵,其他光芒被反射后再次被充实操纵。


分散膜是在PET 基材上,涂布光学粒子颗粒或玻璃微珠构成的(在构造上,差别厂家建造的分散膜会有纤细的区分,图例为惠合分散膜构造)。这些颗粒的布列方法和密度决议分散膜的雾化度和光学感化,使得分散膜具有可改正从导光板射出光芒的传布标的目的的感化,为液晶屏幕供给平均的、温和的光。而因为粒子的存在使分散膜外表具有必然的雾度,还能遮盖导光板上的细小缺点或异物。


颠末导光板转换的出光角度普通在55-60 度角标的目的,然后再颠末分散膜的光芒、经由过程分散膜内部的亚克力球、粗拙外表或分散粒子其折射、散色,终极将光芒平均化。能够有用匀化光、粉饰不良。分散膜普通选用PET,PC 等。
操纵PMMA 分散粒子,使光芒发生无纪律的折射,面光源发生有用的均一性。好比牛顿环征象颠末分散膜的处置,而获得减轻或完整消逝。

在表面形状上,分散膜普通一面为雾面,另外一面为光面。组装时,贴附方法均为雾面向上,亮面向下(朝导游光板)。而分散膜除能够加在导光板的光面上,作为下分散共同增光膜利用,也能够安排于增光膜上,作为上分散利用。分散膜安排的地位差别,对其机能请求的不尽不异,关于下分散,请求具有高分散率、高雾化度;关于上分散,请求具有高光学透过率、低雾化度、避免Waving(眩影)、避免光学干预等特征。
反射片道理:反射板的次要感化为将从导光板底部漏出的光反射回导光板再操纵,以增长光的利用服从。
反射片范例:按照表面普通分别为白反与银反两种,反射片通常为红色镀银或涂布有CaCO3 、BaSO4、TiO2 的反射片,厚度凡是65~230μm,反射率大于95%。有的公司也接纳镀铝膜的塑胶片。
反射膜的次要感化就是尽能够高效地把光芒反射到我们需求的面上。假如是口角双屏显现模组,能够接纳80%阁下透过率的反射膜,假如是高亮彩屏显现模组便可打消反射膜。

此反射膜在单屏及彩屏显现模组上经常使用。光芒的操纵率越高越好,好比3M公司的ESR 双面镀银反射膜,反射率可到达98%以上。
此反射膜经常使用于口角双屏显现模组,约莫20%的光芒透过反射膜,用在口角屏显现所需亮度。好比SKC 公司的SW 系列。反射片范例阐明

反射膜经常使用供给商,今朝反射膜市场次要以3M,日本等供给商为主,韩国供给商为辅,也连续有响应供给商批量消费供货。

反射膜自己不含胶,组装办法有两种:一是间接安排于胶框上。因为导光板和胶框组装由卡扣牢固,所构成的间隙用于安排反射膜。此种组装方法,反射膜具有必然的举动间隙,更能顺应情况温冷变革。另外一种组装方法是用双面胶将反射膜贴于胶框后背,此种组装方法,反射膜是牢固的。
A. 经常使用双面粘性胶带,其感化是遮挡过剩光芒,构成设想需求的发光地区(lighting area);别的一个感化是操纵其粘性把LCD 与BLU 背光源组装在一同,粘结液晶面板和背光模组,关于光芒具有必然的反射感化,进步背光的操纵率78%(口角胶带);
B. 今朝经常使用供给商包罗美国3M,日本积水Seiksui,徳莎Tesa,Tapex 及海内力王、综研等。


偏光板是使不具偏极性的天然光,发生偏极化,改变成偏极光,加上液晶份子改变特征,到达掌握光芒的经由过程与否,从而进步透光率和视角范畴,构成防眩等功用。偏光片是一种发生和检测偏振光的片状光学质料,也是液晶显现屏必不成少的枢纽组件。
液晶屏使勤奋能差别,接纳的偏光片也不尽不异。偏光片按功用分类有透射式偏光片、反射式偏光片、半透过半反射式偏光片、抵偿型偏光片等;按附加功用分类有防夺目(AG) 、放划伤(HC) 、防反射/低反射(AR/LR) 、防静电(Anti-Static) 、防净化(Anti-Smudge) 等。
偏光片自己极易遭到水汽和高温的毁坏感化,因而在切片和利用过程当中,对偏光片构造的任何一些细小的毁伤都有能够低落偏光片的经久性。

1、PVA 膜:POL 中心功用部门,其上有拉伸的份子链可以吸取光芒,故当偏振标的目的垂直于份子链的光才可以局部经由过程。由PVA 膜制成的偏光层易吸水、退色而损失偏光机能,故在PVA膜的两侧别离接纳一层光性平均性、通明性优良的TAC 膜能够隔断水份和氛围,庇护偏光层。
2、PSA(Pressure Sensitive Adhesive,压敏胶合剂):一种公用的光学压敏胶,次要起粘接感化。压敏胶合剂请求具有高机能的光学特征、优良的耐湿热机能、优良的再剥离机能、较高的剥离强度、得当的初粘力和持粘力。
单体透过率(Ts)指单片偏光片的透过率,平行透过率(Tp)指两片吸光轴平行的偏光片叠加后的透过率,直交透过率(Tc)指两片吸光轴直交的偏光片叠加后的透过率,在这三项目标中Tp 和Tc 影响LCD 屏的亮度(L)和比照度(Tp/Tc),对LCD 制作商非常主要,为了得到高亮度高比照度的优良显现结果,期望Tp 尽能够的高而Tc 尽能够的小。偏光度(Polarizing Co-Efficiency,PE)是用来暗示偏光片发生偏振光的综合服从,是一个计较值,其计较公式以下:

由上式可得出POL 的偏光度与透过率的干系曲线 所示。由曲线图能够发明,偏光度与透过率成反比。而实践中,偏光度能够做到很高,靠近100%。但透过率不成超越50%,由于沿吸取轴标的目的的光局部吸取,但剩下的50%光还存在大批的反射、散射等。关于一般型偏光片,普通P=90~99%,T=41~44%;中经久、高比照型偏光片,则P≥99.9%,T≥42%。

2、粘接性。次要是指压敏胶与玻璃基板的剥离力,压敏胶与偏光片剥离膜的剥离力,庇护膜与偏光片之间的剥离力。剥离力太大,则该偏光片返工性差。但假如剥离力很小,则易形成偏光片在玻璃基板上贴合后压敏胶经久性和耐湿机能降落,从而影响偏光片的利用机能。三种剥离力的测定均利用拉力尝试机停止测定,对应规格以下表:

3、经久性:次要是耐湿热机能目标的上下。关于一般型POL:40℃×90%RH;关于中经久型POL:60℃×90%RH;关于高经久型POL:70℃×95%RH 以上)。
4、偏光度:样品长70mm,宽50mm,测定其透过率,吸取轴平行时的透过率为H0,垂直时为H90,偏光度V 计较公式:V =(HO-H90)/(H0+H90)X 100%
碘素消逝是指碘素从偏光子(吸着碘素的PVA)中流失出来的Mode;偏光片自己的NeutralGray的色彩和偏光机能是由于碘素付与的,以是碘素消逝的处所酿成了未吸着碘素从前通明的模样,光学机能损失。

天马显现屏选用的偏光片供给商为日本三立子(Sanritz);产物规格书如上图所示;行业内车载产物偏光片供给商可以许诺的温湿度前提为60℃,90%RH,500小时;(PS:消规类产物许诺的温湿度为40℃,60%RH)呈现成绩的样机为水汽未清算完整,相称于湿度100%,属于严峻超规的尝试,超越了偏光片业内尺度,故发作生效。


显现面板的制作历程可分为三大阶段:前段阵列工序(Array), 中段成盒工序(Cell)和后段模组组装工序(Module)。后段模块组装制程, 是将成盒工序中贴兼并切割后的面板玻璃,与其他组件如背光板(LCD专有)、电路、外框等多种零组件组装的消费功课。
手艺历程:今朝三大工序阶段中,只要模组组装工序所需装备处于手艺成熟阶段,较多企业到场合作,阵列工序及成盒工序还待打破。


阵列工序是在玻璃基板上制作TFT阵列的历程,LCD与OLED的消费工序无严重变革。在成盒工序上,次要是显现功用的完成。LCD是将TFT基板与CF基板拼合,进一步加工成TFT-LCD面板的历程

经由过程成膜,暴光,蚀刻三道工艺叠加差别图形差别材质的膜层以构成LTPS(高温多晶硅)驱动电路,具有剖析度高、反响速率快、亮度高和节流空间等特性。比拟非晶硅手艺,最大的不同在于成膜时LTPS多了一步结晶工序,因此增长了对结晶炉装备的需求。因为驱动背板上集成多种外形庞大的膜层,本段工艺需求轮回12次才气完成,手艺难点在于微米级的工艺精密度和关于电性目标的极高均一度请求。