Backlight Design Rules.docx
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BacklightDesignRules
一、目的
确保产品设计符合客户要求和供货商制程能力，给工程师提供设计参照和依据。
二、背光结构及部材设计
1背光结构简图:
2各部件介绍：
2.1Housing：
容纳导光板及膜材等。
目前TFT白光产品最常用的为URZ2501，帝人的PC料以前常用在黑白产品上且要在背光的四周贴上亮银龙以起到遮光及反光作用。
以下为目前业内常用材料：
材料型号
供应商
特点
URZ2501
出光
高反射级，一般用于白光产品
PC（L1225Y）
帝人
透明，一般用于非白光产品
2.2导光板：
主要利用光的全反射原理将LED的点光源转化为面光源。
目前常用材料为出光LC1500。
以下为目前业内常用材料：
材料型号
供应商
特点
LC1500
出光
一般用于白光产品
PC（L1225Y）
帝人
一般用于非白光产品
以下为目前导光板所能做的极限厚度以及加膜材后厚度，设计时请作参考。
产品尺寸（寸）
导光板厚度（mm）
加膜材厚度（mm）
1.8
0.33
0.68
2.0
0.35
0.70
2.2
0.35
0.70
2.4
0.4
0.75
2.6
0.4
0.75
2.8
0.45
0.80
3.0
0.45
0.80
3.2
0.5
0.85
3.5
0.6
0.95
4.3
0.6
0.95
2.2.1导光板的厚度需配合LED使用，若导光板的厚度小于0.4mm时,则必须使用厚度0.4mm的LED。
2.2.2当导光板厚度大于0.4mm时，为节约成本考虑，使用0.6mm的LED。
此时为配合使用厚0.6mmLED，导光板头部做成楔形，楔形要在膜材区域外，以保证与LCD配合面的平整，即，底部LED部分的膜材凸起不能影响到装入的LCD，凸起部分须不能接触到LCD的下偏光片。
2.3反射膜：
反射片的功能是将未被散射的光线再次反射到导光板中，其本身的材料特点亦稍有散射效果，对产品的亮度/色度有明显的影响，不同反射对均匀性也有影响。
下为目前业内常用的几种材料：
品名
厂商
厚度mm
反射率％
特点
LRF-00-HE050
INKTEC
0.06
92%
常用物料
ESR
3M
0.065
100%
反射率高，价格高，做高亮时使用，一般不用。
NR-2
KEIWA
0.054
95%
常用物料
UX100
冠中
0.1
96%
厚度较厚，一般用于中尺寸产品
75W05
REIKO
0.085
98%
一银一白（常用物料）
GR25DM
KIMOTO
0.057
98%
银色铝膜（常用物料）
37W02
REIKO
0.05
97%
白色铝膜（常用物料）背面白色层会有掉白漆的现象，一般情况下不允许使用
37W01
REIKO
0.05
97%
白色铝膜（常用物料）
RF100
智积电
0.1
94%
白色，背面会有透光现象，考虑与整机搭配时是否有漏光问题
2.3.1反射片从外观上看分白色和银色，即所称的白反和银反，白反的反射率较低，只有93%左右，银反反射率在97%左右，同时银反价格比白反价格稍高。
2.3.2反射片对背光的亮度和均匀度有较大的影响，不同反射片的背光均匀度效果不同，背光在更换反射片时要注意均匀度的变化。
2.3.3使用ESR反射片比使用普通反射片亮度会提升约5%，用ESR的比用普通反射的背光效果会偏蓝些；其它型号的偏光片对色彩效果没有明显影响。
2.4下扩散膜：
具有扩散光的作用,即光线在其表面会发生散射。
表面呈雾状半透明。
主要用作减低导光板的辉点、网点、辉线、不均匀等现象。
扩散膜均有正反面之分,贴附方式为雾面向上,亮面向下（朝向导光板）。
扩散膜上禁止折痕,划伤,有异物或斑点。
以下为目前业内常用几种材料：
品名
厂商
厚度mm
全光透过率
HAZE%
使用位置
特点
BS-507
KEIWA
0.048
60.0
89.0
下扩散
常规使用
BS-508
KEIWA
0.06
60.0
89.0
下扩散
常规使用
HBS-107
KEIWA
0.052
64.0
92.0
下扩散
常规使用
50LSE
KIMOTO
0.065
下扩散
常规使用
B38SL
激智
0.05
80
88.0
下扩散
常规使用
25LSE
KIMOTO
0.043
下扩散
常规使用
TLD01-38
致和
0.05
下扩散
常规使用
背光厂主要将全光透过率和雾度值作为设计参考，根据导光板处理的效果的不同选择使用高雾度高透过或低雾度高透过的。
2.5增光膜：
在PET聚酯薄膜基材上，用丙烯酸脂精密成型出一层棱镜层，光线在具有准确的间距、角度、厚度以及反射度的情况下，循环与扩散利用其光源以达到增加辉度的效果。
以下为目前常用的几款材料规格，以作参考：
上增光膜
名称
厚度mm
厂商
特点
KL55-57
0.057
光耀
普通
TBEF2-M-65i
0.065
3M
普通
BEFRP2-115R/HMC
0.115
3M
高亮
上增光膜
BEFRP3-RCn
0.065
3M
高亮
WOT-65D40Z
0.075
维优
普通
VT-M75
0.075
维优
普通
下增光膜
名称
厚度mm
厂商
特点
KL66-65
0.065
光耀
普通
PB-068H
0.068
精碟
普通
TBEF-T-62i
0.062
3M
普通
VT-B65
0.065
维优
普通
UB-H402
0.067
友辉
普通
2.5.1上增光膜目前有两种，一种不带上扩功能（例VT-B65）制作产品时需搭配上扩散才行，一种为带上扩功能的（例VT-M75）可起到消除水波纹，牛顿环现象.。
如果制作普通的背光（不使用BEFRP）要求供应商使用带上扩散功能的上增光膜。
2.5.2如果模组要求高亮，要根据厚度要求选择使用BEFRP2或BEFRP3；BEFRP2和BEFRP3两者在增亮效果上基本一致，只是BEFRP3厚度较薄；由于材料本身的问题，目前使用BEFRP2或BEFRP3的产品都会出现牛顿环现象，目前一直无法改善。
2.5.3使用BEFRP2或BEFRP3的背光，下BEF的搭配，目前统一使用友辉UB-H402，避免出现水印问题。
2.5.4IPS屏的上BEF选择，目前统一使用BEFRP2。
2.5.5上增光片使用3MBER-RP背光亮度比用普通膜材亮度会降低25%左右，模组表面亮度可以提升约40~50%。
颜色效果上比使用普通的BEF会稍黄些：
使用BEFRP背光和使用普通BEF相比，面板色度增益会增加△x：
0.0023，△y：
0.0048（仅作参考）
2.5.6背光BEF的角度必须和偏光片的角度相配合，才能达到亮度最优。
目前常用的角度对应关系如下：
上偏光片角度
（吸收轴角度）
背光上BEF角度
背光下BEF角度
普通屏
45°
45°
135°
普通屏
135°
135°
45°
IPS屏
7°
7°
97°
说明：
背光上BEF的角度是和上偏光片吸收轴的角度是相同的，在和背光供应商确认图档时应注意角度是否正确，首次背光打样，寄给供应商贴好偏光片的面板，以便做确认。
如果用以上的对应关系出现斜条纹，调整背光BEF角度在±5°内。
2.6黑白双面胶：
采用PET为胶带基材、丙烯酸为粘着剂。
两面颜色分别为白色和黑色，
表面涂有透明性极佳的粘着剂，白面起反光、粘固胶框作用，黑面起遮光和粘固LCD作用。
白面粘接力要大于黑面。
目前常用的型号如下：
黑白胶型号
供应商
厚度mm
特点
3M6006
3M
0.06
常用物料，粘性较好
SK-8981ML
综研
0.06
550R6BW2FX
积水
0.06
550P8
积水
0.06
常用物料，粘性较好
2.6.1我司供应商目前常用的是3M6006的，综研的SK-8981ML用量比较少，积水的因价格较高目前没有使用。
其中550P8和3M6006是粘性比较好的两款，但550P8的价格比3M6006的贵些。
2.6.2黑白胶的选用必须考虑到粘性方面，在样品测试时需对粘性加以注意。
2.7FPC
2.7.1FPC尺寸要求
2.7.1.1彩屏背光FPC通常使用时需要弯折。
因焊盘部分不能弯折，如长度太短，会影响弯折或焊盘边缘金手指断裂。
太长则会增加成本，并且可能会干涉贴附双面胶、模组接口金手指位置，使得背光的通用性下降。
FPC长度的经验参考长度在5.0mm～10mm之间。
设计是需要按弯折图形校核长度尺寸。
2.7.1.2为增加FPC弯折柔软性。
FPC弯折区域要设计为单层。
当LED个数小于4时FPC宽度最小值要大于2.2mm，否则强度差，有拉断隐患。
当LED个数大于等于4时宽度计算方法（最小值）：
x=0.2*（2N+1）+0.3*2（N为LED并联时个数）。
2.7.1.3FPC的边缘（水平方向），不可进入元件槽内，以免对元件槽的槽深造成影响，导致屏跌落出现问题。
2.7.2FPC焊盘设计
2.7.2.1金手指方向垂直排布。
不要设计成水平排布，平排的焊盘对焊接位置对位要求高，焊接难度加大。
2.7.2.2FPC引出位置要与LCD的FPC位置错开,不要重叠（主FPC拉直焊除外）。
如果位置重叠，在180°弯折时，因为弯折半径的差异，会使背光FPC产生拉力或挤压力，使用FPC发生金手指断裂等不良。
如果背光FPC要设计固定用双面胶。
双面胶距焊盘开窗边1.0mm左右，宽度≥2.5mm左右。
2.7.2.3金手指PITCH=0.8mm；长度取1.5mm～2.0mm。
2.7.2.4如果背光FPC长度短，且PIN数少，可将PITCH=1.5mm，这样可以改善生产线对位操作。
2.7.3FPC金手指防折断设计为了防止FPC金手指焊接时
焊盘脱落，使用时铜箔折断。
可采取以下措施：
2.7.3.1金手指要进入覆盖膜0.8mm以上。
2.7.3.2如果长度容许，进入覆盖膜下的铜箔上设计过孔。
2.7.3.3金手指两面长度需错开0.3mm～0.5mm。
一般是焊接面长于非焊接面。
2.8LED：
LightEmittingDiode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
目前业内常用的LED规格如下：
LED型号
厂家
尺寸mm
规格书
特点
99-216UNC
亿光
3.8*1.2*0.6
MSL-516
东贝
3.8*1.2*0.6
WP071
伟志
3.8*1.2*0.6
15056
凯鼎
3.8*1.2*0.6
NSSW206T-E
日亚
3.8*1.2*0.6
HT-V107BP
宏齐
3.8*1.2*0.6
LS3806WAZ1.LW05
威力盟
3.8*1.2*0.6
JT.ZB003ZC-B
聚飞
3.8*1.2*0.6
2.8.1LED有0.6T,0.4T两种厚度。
目前我司所使用的普遍为0.6TLED，对于超薄产品选用0.4TLED。
2.8.2正向压降Vf：
正向电流If=15mA时，按0.1V一档分类。
为适应背光厂量产要求及我司测试的检测要求，电压范围一般选为：
3.0V－3.4V。
2.8.3LED不同厂家做出的成品效果不同，一般来说，东贝LED做出的成品普遍偏蓝些，凯鼎、日亚的LED做出来成品效果普遍偏黄些，亿光的则有些偏红，我司目前供应商所常用的灯为宏齐、威力盟、聚飞、东贝。
2.8.4LED亮度档位选择：
为了满足模组超高亮度的要求，目前我司所用的灯为高亮LED，参考档位选择为：
15mA1300-1350mcd或1350-1400mcd;20mA2000-2100mcd或2100-2200mcd。
（因各家LED量测差异问题，相同档位的LED实际使用亮度可能有所不同，亮度值仅作参考）如果使用超高亮度的LED（各家最高亮度规格LED），需确认LED的后续供货稳定性等因素。
2.8.5LED色块区域选择：
因LED各家色块的划分不同及色块的精细程度不同且各家实际发光效果有所不同，很难确定一个固定的选择区域。
就我司目前用过的的几家LED色块如下：
东贝WN18K/WN18M，宏齐AU1/AA1,伟志A54D，威力盟W5。
设计时根据实际发光效果再做调整。
2.9铁框：
主要作用是保护LCD、机构防护、增加LCM整体强度；产生遮蔽性功能来预防静电破坏；形成接地性功能防止静电残留。
2.9.1铁框材质：
常见的几种铁框材质及特点如下：
材质
优点
缺点
黑框（SPCC/光面冷轧钢板）
美观
一定要电着或表面处理（镀NI/锌）才可防锈；电着委外加工时不良率高,单价贵
镀锌框（SECC/镀锌冷轧钢板）
不用表面处理即可防锈，便宜
不美观
马口铁框（SPTE）
可吃锡，焊接
防锈最差,一般用于中大尺寸
白铁框（SUS）
301
纯不锈钢,材质弹性与钢性好
折角愈小,折点易断
304
纯不锈钢,,可以做引伸或复杂成形
材质较软
430
比较便宜
非纯不锈铡，含碳铁,强度比304低
201
比较便宜
各方面都差于304，稍差于202
202
比较便宜，稍微优于201
各方面都差于304
铝框
延展性好
太软
洋白铜
色泽美观，延展性，抗疲劳性，抗腐蚀性均佳，富有深冲性能，可直接焊接
相比不锈钢，材料偏软，易划伤
2.9.1.1SUS201与SUS304区别:
2.9.1.1.1规格：
304为进口不锈钢板,201为国产不锈钢板。
2.9.1.1.2组成:
201组成为17Cr-4.5Ni-6Mn-N，是节Ni钢种，301钢的替代钢。
经冷加工后具有磁性，用于铁路车辆。
304组成为18Cr-9Ni，是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。
用于食品生产设备、昔通化工设备、核能等。
2.9.1.1.3性能：
201是含锰较高,表面很亮带有暗黑的亮,含锰较高容易生锈。
304含铬较多,表面呈现哑光,不生锈。
201的耐腐蚀性能很差不如304。
耐疲劳性，201硬度较大，韧性不如304。
2.9.1.2材料选择：
目前我司铁框使用为不锈钢，根据成本及客户的要求不同选用不同材料，客户无要求时使用SUS201或SUS202，如果有较高要求可使用SUS301或SUS304。
材料的选用需在图面上标示清楚。
2.9.1.3铁框厚度选择：
目前3.5”及以下使用厚度0.15mm的，0.1mm的因价格及刚性方面差异目前不允许使用。
3.5”以上LCM，可根据模组厚度评估使用0.2mm或0.3mm的。
硬度一般选用1/2H的。
2.9.2铁框结构设计：
原则保证背光的整体平整性和整体强度可靠性，铁框不可松动，变形等不良。
铁框面积尽量加大，以保证整体强度。
2.9.2.1.1铁框四周尽量做折弯处理，防止铁框变形及移位，无筋区域尺寸尽量做小，防止变形。
上铁框折弯侧壁尽量长，四角做引伸，以加强整体强度。
铁框内的泡棉要沿侧壁贴，尽量压在背光胶框上。
如下图所示：
2.9.2.1.2FPC是连接器接口，可以将FPC装在下铁框内，下铁框下部折边。
2.9.2.1.3下铁框尽量少开缺口，只在焊接位置开窗。
2.9.2.1.4铁框侧面扣位不宜过多，因铁框扣位太多会影响到铁框整体强度。
若背光无卡扣凸台，2.8”及以下侧边扣位不宜超过2个，2.8”以上4.3”及以下不宜超过3个；若背光有卡扣凸台，据凸台的个数和位置再定。
2.9.2.1.5铁框扣位的设计：
要求在铁框扣位处，铁框作倒钩结构，同时背光胶框做相应的避让结构。
同时扣位的长度不宜过长，扣位处与背光卡扣间距为：
竖直方向间距0.2mm,水平方向：
0.1mm，背光卡扣长度2mm-3mm。
如下图所示：
2.9.2.1.6铁框边与背光边设计间距0.2mm。
铁框与背光配合间隙需有0.05mm。
2.9.2.1.7为了防止灰尘从LCD的封口处进入，铁框在LCD封口处不开缺口。
但要注意如果会干涉LCD封口，就不能封闭。
2.9.2.1.83.5英寸以上大尺寸模组的不锈钢框，要考虑结构强度，钢框的四角折边最好封闭，折弯边的交合处不留工艺缝隙，这样可以较大地提高钢框的强度。
2.9.2.1.9为了便于装配，模组上下钢框之间要有0.05～0.15的间隙配合，但这间隙会使钢框间产生松动。
在上钢框的折边上，设计凸点，以弥补松动间隙。
钢框的折弯边的折弯角可以设计为89°，这样也可以使钢框间配合更紧密。
如下图所示：
2.9.2.1.10铁框四周建议都做圆角处理，防止客户成品组装时割伤其零部件。
发包铁框时要求供应商从里往外冲切，毛刺向外，防止其刮伤偏光片。
2.9.2.1.11对于有大面积平面的上铁框需要做凹槽加强区域，防止铁框下压受力面不均和铁框开窗视区的毛边压迫偏光片，如下图：
凹槽深度一般为0.1mm。
同时需注意加强区域不能与面板等有干涉。
2.10双面胶：
常见的双面胶规格如下：
双面胶型号
供应商
厚度mm
特点
#707
寺岗
0.03mm
用于反射片背胶
Tesa4972
德沙
0.05mm
Tesa4982
德沙
0.1mm
Tesa4980
德沙
0.08mm
Tesa4965
德沙
0.2mm
#7641
寺岗
0.1mm
NO.5000NS
日东
0.16mm
以上仅为双面胶规格，其它的导电双面胶，导电布双面胶等需依客户要求而定。
2.11黑白胶离型膜：
黑白胶离型号在设计时要求有易撕把手，且位置要求具中，尺寸大小合适即可，以免撕离型膜时带起黑白胶；把手结构需做成不对称的，以区分正反面。
（离型膜贴于黑白胶之上时有正反之分，若贴反会因粘性太强导致无法撕下。
）
三、设计规范
1.尺寸和公差（TFT产品）
单位
（mm）
说明
尺寸
公差
TYPE
MIN
TYPE
MIN
A
外形
±0.1
±0.05
B
背光内径
LCD外形+0.1
±0.1
±0.05
C
V.A区
LCDA.A+1
LCDA.A+0.6
MIN
D
档墙宽度
0.45
±0.1
E
V.A到边
±0.1/-0.3
F
封口胶处开口
封口胶长度+1
封口胶长度+0.6
±0.1
±0.05
G
FPC位置
±0.3
±0.25
H
卡扣高度
±0.1
I
卡扣长度
±0.1
J
背光厚度
MAX
K
槽深
MIN
L
定位柱高度
±0.1
±0.07
M
卡扣位置
±0.1
N
卡扣位置
±0.1
O
卡扣宽度
±0.1
P
定位柱间距
±0.1
±0.07
Q
定位柱到边
±0.15
±0.1
R
定位柱直径
±0.1
±0.08
S
双面胶
保证粘性
±0.5
±0.3
T
双面胶到边
±0.5
U
元件区到边
±0.1
V
元件区长度
±0.1
W
加强筋宽度
1
0.5
±0.1
±0.05
X
底部加强筋到边
0.2
0.15
±0.1
±0.05
Y
底部加强筋宽度
0.5
0.45
±0.1
±0.05
Z
元件槽宽度
2.3
2
±0.1
±0.05
A1
FPC宽度
±0.2
±0.1
A2
PIN到边
±0.2
A3
PIN总长
±0.1
±0.05
A4
PIN宽
±0.05
A5
PIN长度
±0.3
A6
过锡孔到底边
±0.1
A7
过锡孔到底边
±0.1
A8
过锡孔孔径
±0.08
±0.05
2.辉度和色度
2.1辉度：
参考数值如下
注：
a.以上亮度为15mA/LED,用聚飞0201700-1800CD/20MA灯评估；
b.每提高一档（按100mcd分档）LED亮度，背光亮度会提高（100/（LED亮度））*100%；
c.18mA时比15mA提高约15%左右；
d.20mA时比15mA提高约25%左右。
2.2色度：
TFT产品的色度，要求模组的效果为偏蓝，因此，
根据面板的透过率及供货商制程能力,一般背光要求色度如下：
（坐标系统：
CIE1931）
坐标
范围
x
0.25－0.29
y
0.245－0.285
3.均匀度：
背光量测时2.4”及以下量测5个点，2.6”、2.8”、3.0”需量测9个点。
计算：
（单点亮度最小值/单点亮度最大值）*100%≥80%。
4.元件区距LED发光面的距离
此尺寸的大小直接影响到产品的发光效果，如果LED发光面距离窗口区太近则容易使LED前方产生光斑，且LED旁边也容易产生暗区。
LED间距S
窗口距LED
发光面距离L
组件区距LED
发光面距离D
<10mm
>2.5mm
>4.8mm
10~12mm
>2.8mm
>5.1mm
>12mm
>3.0mm
>5.3mm
注：
LED间距S的计算方法：
S=V.A区宽度/灯的个数
5.槽深
根据不同的LCD厚度，设定相应的最小槽深，3.0”及以下槽深要求如下单位：
mm
TFT
普通视角
宽视角
单片偏光片
0.135
0.215
单片玻璃
0.3
0.5
0.3
0.5
LCD总厚度
0.87
1.27
1.03
1.43
背光槽深度
0.97MIN
1.37MIN
1.13MIN
1.53MIN
注：
背光槽深的大小会直接影响到带TP产品的按压水纹和按压闪动的程度，因此此尺寸必须要保证，量测时必须用面板装入背光检查实际效果，尤其注意底部LED左右两侧槽深是否足够。
为避免出现按压水纹和按压闪动，统一要求槽深比LCD总厚度至少要大0.1MM。
6.元件槽结构：
彩屏模组FPC上主要有0603和0402两种尺寸的电子元件，其结构规格如下：
元件规格
元件尺寸（L*W）mm
焊盘尺寸（L*W）mm
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