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1、 光学基本知识及其在背光源中的应用光学基本知识及其在背光源中的应用一.光的实质是电磁波光的实质是电磁波，光是一种具有波粒二象性的物质。可见光的波长 范围是400-760nm，白色是复色光。 二二.几何光学基本定律：几何光学基本定律：1.直线传播定律在均匀透明介质中。2.反射定律3.折射定律发生在两种均匀介质的分界面上。（AON=I1 入射角）入射角）=（BON=R BON=R 反射角）反射角） 折射定律折射定律:SinI1/SinI2=n1.2(折射率) 空气 n=1 ,DMMA n=1.49.PC n=1.59 两种不同折射率的物质相比较两种不同折射率的物质相比较: : 折射率较小的叫光疏物
2、质. 折射率较大的叫光密物质.三.导光板中的光学现象导光板中的光学现象: : 1.1.全反射现象全反射现象( (传导传导) ) 当导光板内的光线射向导光板与空气的分界面时,由于是光密物质射向光疏物质,折射角I2I1,当I1大至某一角度I0时,I2=90如果大于I0,如I3就形成了全反射现象,我们把I0叫全反射的临界角. N1.SinI0 = N2.Sin900 (I2) SinIO = n2 /n1 = 1/1.49 = 0.67, I0 = 42O 2. 2.网点散光现象网点散光现象( (分光分光) ) 网点就是在导光板下平面制造的,按一定规律分布的网状小凸(凹)点. 当光线射到网点上后,全
3、反射现象被破坏,光线形成一束漫反射光线而射出导光板,制造出形成面光源的条件.3.3.入光面结构与光路入光面结构与光路 平面进光平面进光收敛作用收敛作用 圆弧进光圆弧进光角度不变角度不变 锯齿面进光锯齿面进光 有发散作用有发散作用.四膜片的作用四膜片的作用1. 1. 反射膜反射膜: :反射率为反射率为90%90%左右左右 把导光板网点折射出去的光,反射后从新回到导光板中,提高光能的利用率 2. 2.扩散膜：由扩散膜：由PETPET基材和单面微珠透境结基材和单面微珠透境结 构组成构组成, ,有雾化和校正光线方向的作用有雾化和校正光线方向的作用. .透光率高的校正作用强，可以提高亮度透光率低的雾化作
4、用强，遮盖性好. 3.BEF( 3.BEF(棱镜膜棱镜膜) )作作用用 : : 通过压缩光线的射出角度(120 70) 提高正方向亮度增益(1.41.5).从光度学角度分析背光源的亮度及影响因素从光度学角度分析背光源的亮度及影响因素 研究可见光的测试，计量和计算的学科称为光度学，光度学研究可见光的测试，计量和计算的学科称为光度学，光度学所涉及的量有五种。所涉及的量有五种。一.光功率P（W）每秒射到截面A的光能叫作 用于A的光功率 测量光功率的精确方法是测量积分球被光线射入后的温升。光光.二二.光通量光通量 （1m1m）描述人眼视觉感受的光功率叫光通量）描述人眼视觉感受的光功率叫光通量 11m=
5、1/683W（入=555mm）频率为5401012HZ） =1/683W.K（入） （入=任意波长） 式中K（入) 某波长光线的视见函数值。460 0.06 470 0.091 480 0.139 5100.503520 0.71 530 0.862 5800.876100.503620 0.381 6300.2656500.107.三三. .照度照度E EV V(L(LX X) )一个被光照射面上的照明强弱叫照度一个被光照射面上的照明强弱叫照度式中-立体角的单位为球面度sr封闭面所包含的空间为立体角整个球面（空间）=4r =4(sr)1sr=(当所截取的球面面积/r2=1时)任意球面的立体角
6、=4sin2/2E EV V = =四四. .发光强度发光强度I IV V(cd):(cd):描述点光源在某方向发光强弱描述点光源在某方向发光强弱I IV V = =dd ddd dA Addd d1lm1lm1sr1sr1cd=1cd= r2 11x = 1lm/m11x = 1lm/m2 2.射束角与对应的立体角（角度与球面度的面关系）射束角与对应的立体角（角度与球面度的面关系）角度3601801209060403020球面度12.5666.2833.141.840.8420.3790.2140.095五五:亮度亮度LV(cd/m2)面光源给定方向，单位投射面积的发光强度面光源给定方向，单
7、位投射面积的发光强度LV=应用举例：有一种兰色芯片，波长为470nm，标称亮度为11mW，求此芯片的发光强度IV?解：解：IV=4sin2=0.218cdddA.A.d dddA.A.cosdcosdIvIvAA683K(V)w683x0.091x11x10683x0.091x11x10-3-3 602.背光源的亮度及其影响因素背光源的亮度及其影响因素一：影响背光源亮度的主要因素有一：影响背光源亮度的主要因素有：1.光源的亮度。2.光源的颜色。3.导光板的转换效率。a.导光板的形状。c.导光板的网纹设计及制造质量。b.导光板的材质。d.导光板的表面粗糙度。e.导光板的注塑参数。4.背光源的结构
8、形式5.膜片的选择（反射率，透过率，亮度增益）.二二. .背光源的亮度估算公式背光源的亮度估算公式.当背光源的亮度均匀性LL75%时，背光源的最低点亮度式中：=1.2.3.4.5.6Lvmin=10IV（cd/m）B=0.4W=0.51颜色系数颜色系数YG=0.2G(R)=0.32膜片系数膜片系数一扩=1.二扩=1.21.3 三扩=1.31.4两扩+BEF=1.41.8两扩+两BEF=1.82.53导光板形状系数，标准平板式导光板形状系数，标准平板式3=1边缘有框边缘有框，钩，钩，凸耳的导光板凸耳的导光板=0.50.8.A. 4 出光面数出光面数系数：单面出光：单面出光4=1，双面出光，双面出
9、光=0.7 5单个LED电流系数：短波光(入540)15mA5=120mA5=1.3长波光（入570）10mA5=115mA5=1.56产品类型系数:一般底侧光6=1彩屏手机主屏6=1.51.6,副屏6=1.2IV单颗LED的发光强度(mcd)IF=20mA时,A发光区面积(mm).式中： 背光源的光效率一般侧光CCFL=0.20.1TFT-CCFL三扩=0.50.1二扩一BEF=0.650.1二扩二BEF=0.850.1d.灯管外径(mm)L.灯管发光段长度(mm)LV1.灯管亮度(cd/m)S背光源发光区面积（mm）.dL.LV1Lv=ACd/m2CCFL类背光源的亮度估算公式类背光源的亮
10、度估算公式本内容到此结束,谢谢大家参与.背光源所涉及的电学知识背光源所涉及的电学知识一：欧姆定律：一：欧姆定律：R=U/I（U = IR，I = U/R） 式中：式中： R电阻单位为U电压单位为VI电流单位为A（103mA=A） 二：二： 电阻的串联与并联电阻的串联与并联串联：n(n2)个元器件首尾联成一串，构成一个用电回路的电子线路。并联：n(n2)元器件首端和末端分别相联，构成几个用电回路的电子线路。混联：在一个电子线路中，既有并联，又有串联。.RCR2R3由R1.R2两个电阻并联后的总电阻Rb=1/R1+1/R2=(R1+R2)/R1R2若R1=2,R2=3则Rb=1/2+1/3=5/6
11、=0.83RbR1R2R1混联分：混联分： 先并后串先并后串 先串后并先串后并由R1.R2.R3.三个电阻串联后的总电阻RC=R1+R2+R3.三三.电阻器的阻值和功率电阻器的阻值和功率 电阻器是最常见的电子元器件,它在电路中起阻碍电流通过的作用, 电阴器的外形有许多种,背光源中一般使用的是贴片式电阻器,(也叫无引线电阻器)常用的有0603和0805两种封装形式.0603是指电阻器的长度为0.06，宽度为0.03，约等于1.60.8mm,(1=25.4mm)电阻器的阻值系列是(1.0;1.2;1.5;1.8;2.0;2.2;2.4;2.7;3.0;3.3;3.6;3.9;4.3;4.7;5.1
12、;5.6;6.2;6.8;7.5;8.2;9.1)10n电阻器的阻值偏差通常为电阻器的阻值偏差通常为5%.所有的电阻器都是有功率限制的,如使用时超过功率,就会过渡发热或烧毁,0603电阻器的功率为1/16W,0805为1/10W.功率P的计算:P=UI=V/R=IR(W).式中:U加在电阻两端的电压；（V ）I从电阻中流过的电流；从电阻中流过的电流； （ A）R电阻的实际阴值；（）四加深对四加深对LED的认识。的认识。 我们知道，物质按导电性能可以分为导体和绝缘体，而界于这两者之间的就是半导体，在半导体家族中，LED属于化合物半导体，（如GaP;AIGaINp;InGaN等）它们与其它半导体相
13、比具有通电能发光，正向导通电压较高，抗静电能力较差等特性。LED的分类的分类：按封装形式分按封装形式分 芯片（晶片，裸晶）Chips二极灯（二极管）Lamp芯片的环氧封装贴片（贴片发光二极管）SMD顶发光（PCB封装）侧发光（支架封装）.按材料类别分按材料类别分 无N材料有NVF2V（1.82.5）入P560mm二,三元素的(最基本的性能)四元素的(亮度高,发光角度小,过载能力差)（GaN）VF3V（2.64V）入p540mm红宝石衬底Ruby/InGaN（最好加反向二极管）碳化硅衬底Sic/GaN(抗静电能力强，成本较高)LED的主要电性参数及设计使用值：的主要电性参数及设计使用值： ：正向
14、电压：正向电压VF（V）：参数测试值）：参数测试值20mA无N（YG.Y.O.A.R） VF=1.82.5V;(1.82.2V)有N(G.B.W)VF=2.64V;(2.83.6):正向电流正向电流 I F (mA)参数测试值参数测试值 I F =20mA设计值设计值:有N1520mA无N812mA.:反向电压Vr(V)一般为5V设计值: 无N5V有N无反向二极管(4V)有反向二极管且无电阻0.8V:反向电流 Ir (mA)一般0.1mA生产控制0.01mA/每支路有反向二极管且串有电阻的IR=（Vr- 0.7)/R五从产品型号到电路图及主要电参数五从产品型号到电路图及主要电参数公司背光源的型
15、号（LED类底光、侧光）是由LED的数量、接线方式及发光颜色等情况而得名的，那么有了型号之后就可以逆变出该型号的电路图及主要电参数。.如如DGX-0802W-7X的电路图只可能是：的电路图只可能是：计算步骤：求产品LED总数N=8X2=16个求每串LED个数n1=73=2求并联数n2=162=8求总电流IF=815=120mA求电阻的阻值R=（7-2VF）/0.12=？求电阻的功率P=0.12(7-2VF)=0.12R.六六:背光源的电性测试背光源的电性测试1.定电压与定电流定电压与定电流背光源的供电方式有两种：背光源的供电方式有两种：一种是固定电压(恒压源)供电叫定电压工作，此时应按背光源作，使用LED的不同VF值而配上相应的限流电阻，定电压工作主要用于氮化合物LED。另一种供电方式是固定电流(恒流源)供电,叫定电流工作。定电流工作时,电压应处于开放状态,背光源中一般不设置限流电阻，主要用于磷(砷)化合物LED。在背光源的参数表中,定电压工作时,给出了电流的合格范围,定电流工作时,给出了电压的合格范围.2.测试线路测试线路定电压定电压：定电流：定电流： 本次内容到此结束本次内容到此结束 , 谢谢大家参与谢谢大家参与.
