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背光板的设计原理

2019-09-03 07:17:14    124次浏览

背光板虽然光学机构看似简单,但每一个组成元件的光学特性,尺寸及相对位置都对背光板整体光学表现形成环环相扣,紧密结合的互动关系,因此在朝向薄形,高效能的同时,如何在将机构简化,制程简化的同时还要提高光学效能,是背光板未来发展的重要技术关键。

目前背光板结构大体分为光源部份及导光部份,光源部份包括灯管及反射罩,其材质的光学性能由各家供应商不断研究改善,但其空间配置以及材料搭配设计决定背光板光学性能之上限,这部份必须以理论及实验的验证以求得化。

在导光部份其结构由下而上依序为反射片、光学图样、亚克力、扩散片、两片棱镜片,有时在棱镜片上方还需要一层具保护作用的扩散片。而这些多层又复杂的结构,在薄形化的考量之下,最先考虑到能降低厚度的材料便是压克力,但由于压克力在背光板结构中所担任的角色便是光源的传导(所以又称为导光板),在薄形化的同时将造成光源分布的改变,光学图样的设计必须配合做变化。而在大尺寸的要求之下,薄化亦有其制程上的困难。在克服这些困难的同时,为降低材料及制造成本并再降低整体厚度,减少导光板上方所使用的光学薄片材料亦是努力的方向。但这些薄片材料具有改善视觉效果,收敛光束方向,强化亮度等功能,可说是缺一不可。于是研究如何将这些效果结合在单一材料中,正是背光板设计的另一个难题。

目前的趋势乃是将光学图样及扩散和收敛视角功能全部合并在导光压克力上。如此将只需要一层光学棱镜片便可达到早先设计的效果。但也增加了导光板光学设计的复杂度及难度。即使设计出理想中高效率之结构,亦须制程射出技术同时提升才能达到要求。以目前背光板之光学效率来说,仍有非常大的改善空间。但整体结构的精密度要求亦相对严苛,即使是固定作用的外框,对光学也有非常大的影响。机构不够紧密将造成光源分布改变影响效率,一般还会利用外框来作侧边泄漏光源的反射,故其光学特性亦须考量。而其硬度亦决定背光板轻薄化后之结构强度。可以说,背光板所有不论大小元件,一方面是机构元件,一方面又是光学元件,可以说是光学机构的极致。

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