LCD背光源设计 - 图文(3)

2019-08-03 14:42

华中科技大学文华学院毕业设计(论文)

导光板材质的物理特性有如下几个方面的要求。 ●高折射率; ●高全光透过率; ●高耐热变形温度; ●高表面硬度; ●低吸水率; ●低热膨胀率。

导光板有印刷式和非印刷式两种形成方式[10]。印刷式的工艺流程如图2-9所示。

图2-9 印刷式制程图

非印刷式工艺流程如图2-10所示。

图2-10 非印刷式制程图

2.2.4 扩散板(Diffuser Plate)[11][12]

扩散片的主要功能是将光线均匀化,避免产生Lamp Mura(mura本来是一个日本字,是指显示器亮度不均匀, 造成各种痕迹的现象)。支撑BLU的膜材料。

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扩散板大多使用在直下式BLU上,主要应用于光源均匀扩散的产品中,具有耐热性、尺寸安定性、机械的强度、 耐燃性等良好性能,并有高光线透过率,使光线通过它扩散效果达到最佳状态。

图2-11 扩散板原理图

制造扩散板的材料常用的有PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯,又称压克力) 系----对色度、黄化之影响较小,但容易吸湿且薄板强度较差。PC(聚碳酸酯)系----薄板强度及尺寸较稳定,但对色度、黄化之影响较大。GLASS(玻璃)系----为目前最佳设计,但成本最高。 2.2.5 扩散片(Diffuser Film)[11] [12]

扩散片有以下几个方面的作用。

●扩散片将光源均匀化(将并列的灯源作均匀化呈现) ●遮蔽效果(遮蔽导光板印刷网点或灯管黑影); ●增加辉度(提高亮度);

●光线整理(改变光源的行径路线); ●改善视角(往往取决于上扩散片的功能)。

扩散片将穿透过去的光源产生穿透折射及散射,以达到光均匀化处理的目的,如图2-12所示。

图2-12 扩散片的扩散原理图

扩散片用在增光片下方时为下扩散片,下扩的主要功能是集光、遮蔽网点或线光源;

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用在增光片上方是为上扩散片,上扩的主要功能是高光穿透能力、保护增光片、改善视角、增加光源柔和性。

扩散片的物理特性主要有以下几点。 ●全光线透过率:光能量的传达率; ●平行光透过率:出射光的分布中央偏在率; ●扩散透过率:出射光的分布中央不偏在率; ●色变化:颜色的变化,色度坐标X、Y的变化;

●雾度:(扩散光量/全光线透过量)×100%。图2-13是雾度概念示意图。

图2-13 雾度概念示意图

扩散片的制造工艺是以PET为基材,将PET材料注塑成型成薄片状,再在表面涂布高品质的树脂材料,使其具有良好的扩散和透射功能。主要厂商有Tsujiden、Keiwa、Kimoto、SKC、宣茂、惠和等几大公司。

图 2-14是扩散片的结构图,从图中可以看出扩散片由光扩散面、PET树脂、密着防止层三部分组成。这三部分的作用分述如下。

光扩散面:将光线打散,起到均匀化的作用。 PET树脂:作为基材。 密着防止层:防止静电吸附。

图2-14 扩散片的结构图

2.2.6 增亮膜[13]

当背光模块所能提供的辉度不足时,则会在背光模块中放置增亮膜,常见的增亮膜包含有棱镜片BEF(Brightness Enhancement Film)、偏光反射片DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)等,现分述如下。

BEF的工作原理如图2-15所示。

利用棱镜,将来自扩散片的光集中产生聚光效果,以提高面板正面的光线辉度。一般都放在上下扩散片之间。棱镜膜由基层和棱镜层组成,两层的材料分别是PET和

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PMMA。

图2-15 BEF的原理图

DBEF的工作原理如图2-16所示。

DBEF是偏光反射片,将光线偏极化后,回收光线再利用,作为增加亮度之用。P光可以直接透过DBEF,但绝大部分S光会被DBEF反射回背光源,经过背光源各层材料后,S光被消偏振,成为全偏振光(P光+S光)后重新出射背光源,被循环加以利用。所以,DBEF是利用原先被传统吸收型偏光片吸收的50%光线来增加亮度的,而且是全视角、全方位的增加。与棱镜膜的增亮方式相比,DBEF在增亮的同时,对视角没有影响,一般都放在扩散片上面。

图2-16 DBEF的工作原理图

制造流程图如图2-17所示。

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图2-17 增亮膜制造流程图

典型产品如表2-1所示。

表2-1 光耀的产品表

产品名称 上合一棱镜片 雾化棱镜片 Normal BEF High Gain BEF 零度裁切棱镜片 产品型号 产品说明 KL26 series KL58 series KL66 series KL77 series KL88 series 采用双涂设计,整合上扩散片与棱镜片功能 棱镜波谷微结构设计,提供产品带有扩散,遮瑕之效果 具有高低差棱镜设计,可避免Wet-out现象 高折射率UV胶配方,进而提高辉度增益效果 不同棱镜高度,闲距设计,可改善棱镜结构与面板之干涉Moire现象

2.3 小结

背光模块是液晶显示器中不可或缺的组件之一,而组成模块的光学元器件的导光板、扩散板及各种膜材料更是左右整体光源使用效率高低的重要因素,所以如何获得导光板、扩散板及各种膜材料的最佳化结构设计,是所有相关人员努力的方向。

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