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導光板はどのように機能しますか?

導光板はどのように機能しますか?

08 Oct 2020

導光板の原理

LCD導光板照明技術は、1986年に日本の明拓社によって初めて発明され、エッジライト方式として知られ、ノートパソコンのLCDバックライト照明の主流となっています。その動作原理は、冷陰極蛍光管(線光源)から発せられた純白色光を透明板の端面から導入し、PMMA透明導光板を用いて板面全体に拡散させるというものです。光が導光板の裏面に印刷された白色反射点に到達すると、拡散反射が発生し、光源入射面に対して垂直な板面(動作面)から出射されます。


透明板の界面で光が全反射する原理を巧みに利用して、端面から放射された光は90度偏向され、 ° 前面から光を照射することで照明の役割を果たします。高い表面輝度、コンパクトなサイズ、そして高い光利用効率のため、この照明方式はノートパソコンやデジタルカメラなど、広い面積を必要とする用途に広く利用されています。 液晶



LCD導光板照明技術の鍵は、PMMAにおける光の全反射効果です。光が2種類の透明媒体を通過すると、反射と屈折が起こることは周知の事実です。空気よりも屈折率の高い透明媒体から光が空気中に発射されると、屈折率の違いにより、入射角が θ 光が一定角度以上になると、界面で全反射が発生し、媒質から光は放出されません。つまり、媒質内での光の透過損失は、媒質による光の吸収のみに依存し、界面での反射では損失が発生しません(金属表面での光の反射では通常10%~15%の損失が発生します)。つまり、これはまさにPMMA導光板の特性です。


PMMA(ポリメチルメタクリレート)学名:ポリメチルメタクリレート、通称 アクリル は、高い機械的特性を持つ透明な樹脂です。PMMAの透過率は93%、比重は1.19(25℃)、熱変形温度は100℃、最高連続使用温度は85℃です。PMMAの可視光に対する屈折率はn = 1.49(25℃)であり、θ 2 = SIN-1(1 / N)によると全反射角は約42.2°です。特定の材料の屈折率が十分に大きく、その中の光の全反射角が45°未満の場合にのみ、特定方向の光がその平行端面と垂直端面で繰り返し反射され、損失が少なくなります。これが、同じ良好な透過率を持つポリスチレン(PS)が導光板として使用できない理由です。もちろん、光学ガラス(屈折率1.52)も全反射の要件を満たすことができますが、ガラスの加工性能とコストは、射出成形で直接形成されたPMMAとは比較になりません。



PMMA導光板の全反射光を導光板の作業面から外部に放出するためには、導光板の裏面(作業面の反対側)に反射層を形成して光を散乱させ、作業面が一定の明るさで均一な光出力を得る必要があります。導光板の裏面には、全面ではなく反射点を形成するスクリーン印刷が施されています(図3参照)。これにより、光源から離れた場所でも光の減衰が大きくなり、輝度が不足することがなくなります。印刷インクは、二酸化チタン(TiO2)と硫酸バリウム(BaSO4)を混合したアクリルバインダーで構成されています。TiO 2結晶の可視光線に対する反射率は2.62と高く、PMMA導光板からの光を導光板に反射・屈折させ、作業面から出射するため、強い反射効果を発揮します。




導光板のメリットは何ですか?

  1. 必要なサイズに自由に切断でき、接合にも使用できます。工程が簡単で、製造が便利です。
  2. 高い光変換率(従来のボードより 30% 以上高い)、均一な光、長寿命、屋内での通常使用で 8 年以上、安全で環境に優しく、耐久性と信頼性が高く、国内外で適用できます。
  3. 同一面積輝度の場合、発光効率が高く、消費電力が低い。
  4. 円、楕円、円弧、三角形など、さまざまな形状にすることができます。
  5. 同じ明るさの条件下では、教科書の製品を使用してコストを節約できます。
  6. あらゆる光源、線状光源を使用してエリア光変換を行うことができます。光源には、LED、CCFL(冷陰極ランプ)、蛍光灯などがあります。




主な種類は何ですか? 導光板

1. 形状で

皿: 導光板は光入口から長方形である。

ウェッジプレート: 斜板とも呼ばれ、光の当たる部分から先端に向かって片側が厚く、反対側が薄いくさび形(三角形)になっています。


2. アウトレット

印刷: 導光板の形状加工が完了したら、印刷により反射面にドットが印刷され、IRとUVに分けられます。

印刷不可: 導光板を形成する際に、反射面に直接ドットを形成する。化学エッチング、Vカット、スタンパー、内部拡散に分けられる。


3. 光入力によって

サイドエントリーライトタイプ: 発光体(ランプまたはLED)を導光板の側面に配置します。

直下型: 発光体(ランプまたはLED)を導光板の下に配置します。


4.プレス成形

射出成形: 光学グレードのPMMA粒子は射出成形機によって冷却され成形される。

切断成形: 光学グレードのPMMAプレートは切断加工により仕上げられます。


 
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