背光模组光学部品简介LGP

導光板介紹(2)
• 進入導光板內部的光源，經過散射效應 與反射板、擴散板及稜鏡片等作用後， 出光效率約佔內部光源的75%左右。
• 現行導光板在薄型化的趨勢下，筆記 型電腦使用的導光板厚度已由4mm (平板 型) 逐漸降低至 1.5mm(楔型)以下， 再配合一體化的射出成型技術，是未來 幾年內的產業走向。
導光板的材料介紹與光學應用
• 1.導光板LGP(Light Guide Panel)光學 應用
壓克力的折射率 ：nt＝1.49 空氣的折射率 ：ni＝1 空氣臨界角θi=90° 壓克力臨界角θt=42.15°
• 2. 目前使用的LGP材料
–PMMA (PolyMethyl Methacrylate)
• 再經由擴散板及稜鏡片I、II對光源視野 角進行調整，使光線能聚集在液晶顯示 器的視野角選擇內，以配合液晶顯示器 對光學的特性要求。
導光板介紹(1)
• 導光板是背光模組光源的傳播煤介，其 形狀及材料組成決定了出射光源的輝度 及分布上均一性的表現。
• 一般來說，較細的燈管配合厚的導光板 有較佳的入光效率，僅有在燈管緊靠在 導光板上有最佳47%的入光效率。在實際 的考量上為避免燈管電極過熱對導光板 造成傷害,必須要求保持燈管與導光板間 的相對距離。
背光模組光學部品簡介
導光板 (Light Guide Plate)
前言
背光模組(Back Light Unit)是液晶顯示器 (LCD)光源的提供者,LCD本身並不發光,背 光模組光源的表現便決定了顯示器表現在 外的視覺感.
隨著液晶顯示器製造技術的提升,大尺 寸及低價格的趨勢下,背光模組在考量輕量 化、薄型化、低消費電力、高亮度及降低 成,的市場要求,為保持在未來市場的競爭 力， 開發、設計新型的背光模組及導光板 成型的新製作技術,是今後努力的方向及重 要課題.
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導光板材料介紹(2)
• PMMA (POLYMETHYL METHACRYLATE) ,(聚甲基丙烯酸甲)也就 是俗稱的亞克力或有機玻璃,其分類又有 PMMA顆粒和PMMA平板. PMMA由石油中 提煉單體(MMA)再將單體(MMA)經過化學 加工後做出光學級PMMA顆粒(已提供射出 成形所用)再將光學級PMMA顆粒用壓鑄法 (Casting)或壓出法 (Injection)來製 作光學級PMMA平板.
楔型結構(側光式)
燈管反射罩 冷陰極管
擴散板 U 稜鏡片II
稜鏡片 I 擴散板 L
導光板 反射板
背光模組發光原理
• 光源(冷陰極管)直接或間接(經燈管反射 罩反射)進入導光板傳播，經由導光板下
方的光學結構設計面與反射板對全反射 現象的破壞後，光源由導光板的正面以
某一角度擴散射出，均勻分布於發光區 域內。
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2019/6/13
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導光板光學設計(1)
• 印刷式---網點形式,尺寸,面积,設 計
---網點和油墨
板,印刷技術
---網點和底片,網
---網點和燈管形 式
導光板光學設計(2)
• 非印刷式---網點式 式)
光學利用率(形
均一性(大小 深浅)
模具加工性
成型性
LGP型式介紹—點印刷式導光板
• 點印刷式導光板：
以往導光板印刷為將光源均 一化分布的常用方式,利用含高發散光 源物質(如SiO2 及 TiO2)的印刷材料, 適當的分布於導光板底面,借由印刷材 料對光源吸收再擴散放出的性質,破壞 全反射效應造成的內部傳播,使光由正 面射出並均勻分布於發光區.
點印刷式導光板-網點
LGP型式介紹—射出成型導光板(1)
(如PMMA),在射出成型時直接注入導 光板內部,利用其濃度的不同對光源 作有效率的出射調制,均勻分布在導 光板發光區間,並減低光源仍留在導 光板內耗損的可能.
結
論
導光板是一個LCD產業中重要之零件所有的發 展歷史和技術更新也都是為了符合下游產品的 需要，至今已發展出數種製程不同的導光板， 日本曾經將導光板分為第一代平板直下式，第 二代平板側光印刷式，第三代側光射出印刷式， 第四代側光射出非印刷式，另外還有第五代的 據稱要將擴散片和稜鏡片等三合一的新式導光 板，無論是那一代截至目前為止除第五代還未 正式問世外，其餘都還在業界量產中，所以沒 有最好的導光板只能稱最適合用的導光板。
切削方式SC加工的網點
LGP型式介紹—射出成型導光板(3)
• 噴砂方式 利用細砂材料噴灑於模仁形成粗
面分布,在射出成型下直接轉移至導 光板上時,粗面越多的地方,破壞光 源全反射的效果越強,因此可達到光 源面的均勻分布.
噴砂方式
LGP型式介紹—射出成型導光板(4)
• 內部擴散方式 將一些具散射的透明顆粒材料
背光模組的結構
• 入射光源(lamp, LED or EL etc.) • 導光板 (Light Guide Plate) • 反射板(Reflector) • 稜鏡片(prism sheet) . • 燈管反射罩(lamp reflector) • 外框架 (Frame Mold )
背光模組結構圖
LGP光學原理與應用
光線在導光板中ห้องสมุดไป่ตู้全反射傳遞
LGP光學原理與應用
當光線遇到底部散射點時， 會有部份光線散射而折射出壓克力.
導光板材料介紹(1)
一般特性：
特性
單位
PMMA
PC
比重
-
1.20
1.20
吸水率
%
0.3
0.2
全光透過率
3mm% 92
88
折射率
-
1.49
1.59
硬度
-
2H
B
玻璃轉移溫度
℃
• 蝕刻方式(模仁咬花) 直接將印刷點的設計轉移到模具
上,取代傳統的印刷方式,而在輝度的 實際表現上,蝕刻導光板則不如印刷 導光板.
蝕刻方式的網點
LGP型式介紹—射出成型導光板(2)
• 切削方式加工 在導光板正面以切削方式製造
出一條條長溝型的結構,與稜鏡片結 構類似的鏡面設計,更能增加輝度提 高的效果,但在均一性的表現上則不 如印刷方式的導光板結構.