LEDバックライトの明るさ、均一性、カラーコーディネート

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LED バックライトは、現在tft ディスプレイで使用されているバックライトの主な形式です。 LEDバックライトは軽くて薄く、省電力で長寿命という特徴があります。バックライトには、明るさ、色座標、均一性という 3 つの重要なパラメータがあります。輝度とはLEDバックライトの明るさを指し、単位はcd/㎡です。色座標は LED バックライトの色を表すもので、特別な機器を使用して測定する必要があります。均一性は、LED バックライトから放射される光の均一性の尺度です。

その中でも、明るさと色座標はより重要ですが、それらに影響を与える要因と測定方法は何でしょうか?

明るさに影響を与える要因

LEDバックライトは多くの部品で構成されています。遮光フィルム(PSA)、上部プリズムシート(TBEF)、下部プリズムシート(BBEF)、下部拡散シート(DIF)、導光板(LGP)、反射シート(REF)、 LED部品(FPCA)、鉄部品(BEZEL)、接着剤(TAPE)、プラスチックフレーム(HG)。バックライトの製造中、さまざまな要因が影響するため、明るさに差が生じることは避けられません。主な理由は次のとおりです。

      1. LED自体の違い:輝度範囲の偏差は+/-3.5%です(選択したチップ自体の輝度に違いがあり、組み立てプロセスやその他の要因により輝度の偏差が発生します)。

      2. リフローはんだ付け後の LED 減衰の違い:リフローはんだ付け後、特に鉛フリーはんだ付け後は LED への高温影響により、温度が高くなり(170 ~ 245°C)、LED の減衰度が異なります。 、一般に減衰を引き起こします。初期値の0~5%。

      3. LEDの組み立てエラー:導光板とLEDが近接している場合、ほとんどの光は導光板に導かれますが、実際の組み立てでは、一部のLEDと導光板の間に一定の隙間が生じます。板(約0~0.2mm)に光が当たると、その一部は反射され、一部は空気中を伝導する際に失われます。経験値によると、損失は約 0 ~ 8% です。

led assemble

     4. 射出成形プロセスの明るさへの影響: 導光板の射出成形プロセス中、射出圧力、速度、温度、安定性などが導光板の表面光沢、平坦度、厚さなどに影響します。図に示すように、経験上、約 0 ~ 10% の明るさが失われます。

Light guide plate picture

導光板写真

Microscopic photo of the light guide plate

導光板の顕微鏡写真

導光板には反射板とも呼ばれる小さなレンズが無数にあります。これらの反射板は、水平光を垂直光に屈折させることができます。リフレクターの品質は明るさに直接影響します。

     5. その他の材料の透過率のばらつき:バックライト材料の量産においては、反射膜の反射率のばらつき、増光膜の光増強率のばらつき、透過率のばらつきなど、反射率と透過率のばらつきも発生します。拡散フィルムの導光率偏差、導光板の導光率偏差、これらの偏差が0~2%の輝度値に影響を与えると考えられます。

      6. フィルム貼り合わせの平坦度の違い:反射フィルム、拡散フィルム、強化フィルムなどの素材の貼り合わせでは、平坦度の違いが生じます。光学フィルム間の隙間が設計値を超えると光の透過率が低下します。フィルムの貼り合わせには必ずムラがございますので、明るさの低下は0~3%程度となります。

カラーコーディネートに影響を与える要因

1.リフローはんだ付け後のLED色変化:輝度減衰差画面と同様に、リフローはんだ付け後もLED色に一定の変化が生じます。バラエティ。

2. LED の選択による色の違い: LED は異なる色のブロックに分けられます。実際のLEDの選別では、明るさ、電圧、色を同時に選別する必要があります。 1種類のLEDランプビーズを分類すると200種類以上になります。実際の量産では、同じタイプのバックライトに、異なるカラー ブロックを持ついくつかのグループのライトを組み合わせて使用します。生産の安定性を確保するため、色調整に多少の違いが生じます。

3.素材の色の違い:

    3.1 導光板:射出成形条件の変動により、導光板の透明度に多少の差異が生じます。たとえば、温度は導光板の色に影響を与えます。また、1 つの射出成形金型で同時に 2 枚、さらには 4 枚の導光板を生産することもできますが、それらの間には差異が生じます。

導光板の12点の輝度と色座標データを均等にテストし、統計を通じて導光板の効果図を取得します。効果図が均一であればあるほど、効果は高くなります。

Bad light guide effect

ライトガイド効果が悪い

優れたライトガイド効果

    3.2 反射フィルム: 銀メッキ反射フィルムと白色反射フィルムなど、異なる反射フィルムはカラーシフトに大きな影響を及ぼします。同じタイプの反射フィルムであっても、それらの間の色座標は 0.03 ~ 0.04 も異なります。第二に、反射効果は色座標にも微妙な影響を与えます。

    3.3 拡散フィルム、強化フィルム: 材料の異なるバッチの透明度は影響を受け、光がこれらの材料を通過するときに色の偏差も発生します。

led backlit structure

色座標、明るさ、均一性の測定方法

測定器:トップ測色計 Kang BM-7、コニカミノルタ CA310 または CA410

測定距離: 35cm(精細検査距離:測色器のレンズからバックライト発光面までの垂直距離)。

テストポイント:バックライトのサイズに応じて、5 ポイント、9 ポイント、16 ポイント、25 ポイントなどを選択します。通常、テストには 9 ポイントを使用します。

led backlit test point
色座標= バックライトの中央位置の色座標データを取得します。色座標の許容範囲は ±0.02 です。
 

明るさ= N 点の平均明るさ = (L1+L2+…+LN)/N、明るさの許容範囲は ±10%

均一性= (最小輝度/最大輝度) *100%、輝度の均一性には通常 ≥80% が必要です。

その他のリソース:

CIE 1931 色空間– 出典: ウィキペディア

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