TV背光模组之导光板简介

TV背光模组之导光板简介
◆导光材料概述
导光材料目前主要有PS (Polystyrene) 聚苯乙烯、PC (Polycarbonate )聚碳酸酯、PMMA (POLYMETHYL METHACRYLATE)聚甲基丙烯酸甲三种，在TV模组中应用最为广泛的是PMMA。

下面分别给大家介绍一下此三种导光材料的物理特性。

PS (Polystyrene) 聚苯乙烯
✧为苯乙烯均聚物，系由苯乙烯在引发剂存在下进行自由基聚合得到。

工业生产均用
连续本体聚合法。

系无色透明、高光泽。

加工性、着色性、刚性和电绝缘性良好，
但低温时质脆易裂。

耐酸碱、氧化还原剂、醇类和洗涤剂，不耐烃类和氯烃类溶剂。

✧通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用
温度0～70℃。

但脆，低温易开裂。

✧物性参数
✓晶体密度：1.06～1.12克/CM3
✓拉伸强度：36～52MPa；
✓玻璃化温度：90～95℃
✓熔融温度：240℃
✓热变形温度：高温76～94℃；
✓导热系数：30℃时0.116瓦/(米·开)
✓吸水率（ASTM）：0.03～0.1
✓体积电阻率：1017～1019Ω·cm；
✓介电强度：19.7kV/mm；
✓透光率(2mm):
PC (Polycarbonate )聚碳酸酯
✧聚碳酸酯(双酚A型)化学名称2，2-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯，是由酯交换法
和光气化法制得。

平均分子量3.57×104。

无定形透明颗粒．无味、天臭、无毒。

✧聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。

同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性
能好。

✧耐稀酸、耐油、不耐碱。

溶于二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烷、
四氢呋喃、三甲酚、磷酸三甲酯等。

疲劳强度较低，容易产生应力开裂。

具有优良
的高温电性能，具有耐燃自熄性。

✧物性参数
✓晶体密度：1.20～1.43克/CM3
✓拉伸强度：＞60MPa
✓玻璃化温度：148～150℃
✓熔融温度：220-230℃
✓热变形温度：高温135℃/低温-45℃(1．82MPa)
✓热澎胀系数(ISO 11359-2)：（23-55℃）0.6
✓吸水率（ASTM）：0.1～0.3
✓体积电阻率：1014～1015Ω·cm
✓介电强度(IEC 60243-1)：32kV/mm
✓透光率（2mm）：89%
PMMA (POLYMETHYL METHACRYLATE)聚甲基丙烯酸甲
✧高度透明的无定形热塑性聚合物，
✧耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、烷烃和油脂。

溶于二氯乙烷、氯仿、丙酮、冰醋
酸、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯等，不溶乙醇、乙醚、石油醚等。

电绝缘性良好。

✧物性参数
✓相对密度：(30 ℃／4℃)1.188-1．22
✓透光率：90％-92％，高度通明性，比无机玻璃还高，并能透过紫外线光达73．5％。

✓折射率：1. 49
✓拉伸强度：60一75MPa，机械强度高、韧性好
✓冲击强度：12-13kJ／m，比无机玻璃高8-10倍。

可拉伸定向，冲击强度提高
1.5倍。

具有优良的耐紫外线和大气老化性。

✓玻璃化温度：80-100 ℃
✓分解温度：＞200 ℃
✓使用温度：-40～80℃
✧PMMA的发展历史
✓压克力（ACRYLIC），俗名特殊处理有机玻璃。

压克力的研究开发，距今已有一百多年的历史。

1872年丙烯酸的聚合性始被发现；1880年甲基丙烯酸的聚
合性为人知晓；1901 年丙烯聚丙酸脂的合成法研究完成；1927年运用前述
合成法尝试工业化制造；1937年甲基酸脂工业制造开发成功，由此进入规模
性制造。

二战期间因压克力具有优异的强韧性及透光性，首先，被应用于飞
机的挡风玻璃，坦克司机驾驶室的视野镜。

1948年世界第一只压克力浴缸的
诞生，标志着压克力的应用进入了新的里程碑。

✓导光板其最重要也是最原始的材料为光学级PMMA（POLYMETHYL METHACRYLATE）（聚甲基丙烯酸甲也就是俗称的亚克力或有机玻璃。

PMMA由石油中提炼单体（MMA）再将单体（MMA）经过化学加工后做出光
学级PMMA颗粒，光学级PMMA颗粒用压铸法（Casting）或压出法
（Injection）来制作光学级PMMA平板。

目前业界所认同的PMMA制造商如
下：（日）三菱丽阳Mitsubishi Rayon、（日）住友化学Sumitomo、（日）
旭化成Asahicasei、（日）Kuraray、（台）奇美化学、（韩）世和Sehwa 。

◆导光板在液晶显示中的应用
什么是导光板？
导光板一词来自于英文译音（Light Guide Plate），为应用于LCD背光模组所产生的，LCD为一非自发光性的产品，为了要展现LCD的亮度就必需要有背光模块来显现，在背光模块的发展过程中成为了重要关键的零组件，但导光板也随着下游产品的需求进而开始有不同的改变。

导光板的功能和要求
导光板顾名思义其最主要的功能在于要将光线导向设计者所需要的方向，而所有的导光板的设计都是要配合下游产品LCD和背光模块的需要，最重要的是要达到辉度和均匀度。

目前市场上最主要的是使用PMMA材质的导光板.
导光板的工作原理
✓LED面板灯导光板设计原理源于Note Book 的液晶显示屏，是将线光源转化为面光源的高科技产品。

导光板是以光学级亚克力为基材，运用LCD显示屏
和笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的全高透光率，经电脑对导光点设
计使导光板光线折算成面光源均光状态制造成型。

产品采用光谱分析原理与脉
冲激光雕刻技术，V-Cutting划线技术相结合并在恒温，恒湿，无尘的环境下
制作而成，具有超薄，亮度、导光均匀，节能环保，无暗区灯影等特点。

✓LED面板灯导光板工作原理：靠近位于导光板两侧的光源的反射点细小偏圆行且间距疏远，而位于导光板中间部分的反射点紧密且粗大略称椭圆形。

当光
从两侧光源进入导光板碰到反射点时，漫反射到导光板表面：另一部分是光直
接穿透导光板到达表面。

越靠近光源的导光板部位得到的直接光越强，远离的
较弱；而另一方面，靠近光源的反射点细小而疏远，漫反射出来的光较少，相
反远距离光源的那些粗大且紧密的点反射出来的光较丰富。

这些光复杂融合
后，从而达到整块导光板均亮的效果。

如下图所示。

Fig.1导光板工作原理示意图
导光板的主要特性和材料
✓ 控制光的方向﹐提高辉度以及使板面辉度均一等；
✓ 现行我们所用之导光板形状为平板﹐目的在降低背光板这厚度﹐以因应
Notebook pc 轻薄﹑短小的需求；
✓ 作用是将CCFL 或者LED 灯条传来的灯光均匀分散于LCD PANEL 上； ✓ 印刷分布是从CCFL 起﹐由小而大﹐由疏而密展开；
✓ 要求特性﹕高折射率﹐高全光线透过率﹐高热变形温度﹐高表面硬度﹐低吸
水率﹐低热膨胀率。

因此导光板选用的材质主要主要是聚碳酸酯(PC-Polgcar bonate)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-POLY METHYL METHACRYLATE,俗称亚克力或有机玻璃)﹐它们具有优良的光学耐性和耐气候变化特性﹐并且白光穿透能力高；
导光板在液晶模组的应用
Fig.2侧光液晶模组示意图
导光板在液晶模组中的应用主要有两种：楔形板和平面板，如上图所示。

导光板世界最有名的几家供应商及所采用的制程如下表：
楔形板
平面板
◆导光板的制成技术
导光板的制成主要要经过三个工段：外形加工、网点加工和无尘包装。

✓外形加工
外形加工主要是要经过以下几道工序：
✧裁切----将大板原材按设计尺寸要求进行裁切并初步打磨处理；
✧抛光----使用精密设备将入光侧作镜面处理；
✧倒角----使用精密设备依工程图纸将半成品倒角成型；
✧清洁----清洁除尘和去静电处理，QC检验等；
✓网点加工
网点加工主要是要经过以下几道工序：
✧网点设计----根据光学导光原理，运用网点设计软件，设计导光板的网点
大小，排布及间距；
✧网板制作----根据计算机网点设计制作网板；
✧印刷----使用印刷机台，将油墨透过网点印刷到导光板上；
✧固化----通过IR烘烤或是UV照射使油墨固化；
✓无尘包装
✧在无尘车间内进行，正反两面均需贴保护薄膜；
✧装箱后要求低部垫平实，防止变形；
✧堆码层数规定；
◆导光板的技术参数：
1、透光率＞92.5％
2、黄化率＜3％
3、耐候：正常日晒下，无化学、物理外力改变下，五年品质不变
4、热变形温度＞103°
5、吸水率＜3‰
6、导光点采用日本UV油墨印刷，不易脱落，电脑设计导光点大小，使整个面呈
均光状态。

7、反射率达大于97％，材质为：PET材料，不易老化
8、导光板比重：1.19
9、光亮均匀度：85％
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