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导光板的发展历程及什么是导光板

发布时间:2018/08/15 22:48
导光板(light guide plate)是利用光学级的亚克力/PC板材,然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料,在光学级的亚克力板材底面用激光雕刻、V型十字网格雕刻、UV网版印刷技术印上导光点。利用光学级亚克力板材吸取从灯发出来的光在光学级亚克力板材表面的停留,当光线射到各个导光点时,反射光会往各个角度扩散,然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点,可使导光板均匀发光。反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中,用来提高光的使用效率;同等面积发光亮度情况下,发光效率高,功耗低。单面微结构阵列导光板一般采用押出成型的制作工艺。
 
中文名
导光板
外文名
light guide plate
简    称
LGP
应用领域
液晶显示器
性    质
超薄、超亮、导光均匀等
特    点
工艺简单,可拼接

目录

  1. 1 原理介绍
  2. 2 分类
  3.  按形状
  4.  按网点
  5.  按照入光
  1.  按成形
  2. 3 特点
  3. 4 设计方案
  4. 5 制造工艺
  5.  射出成型
  1.  光刻
  2.  掺杂
  3.  激光雕刻
  4.  喷砂
  5. 6 特性差异
  1.  雕刻工艺特性
  2.  激光网点特性
  3. 7 应用
 

原理介绍

编辑
导光板设计原理源于笔记本电脑的液晶显示屏,是将线光源转变为面光源的高科技产品。光学级亚克力(PMMA)/PC为基材,运用LCD显示屏及笔记本电脑的背光模组技术,透过导光点的高光线传导率,经电脑对导光点计算,使导光板光线折射成面光源均光状态制造成型。产品采用光谱分析原理与数码UV印刷技术相结合并在恒温、恒湿、无尘的环境条件下制作而成。具有超薄、超亮、导光均匀、节能、环保、无暗区、耐用、不易黄化、安装维修简单快捷等鲜明特点。

分类

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按形状

平板:导光板从入光处来看为长方形。
楔形板:又称斜板,从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形(三角形)状。

按网点

印刷式:导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印在反射面,又分为IRUV两种。
非印刷式:将网点在导光板成形时直接成形在反射面。又分为化学蚀刻(Etching)、精密机械刻画法 (V-cut)、光微影法(Stamper)、内部扩散。
 

按照入光

侧入光式:将发光体(灯管或LED)放置于导光板之侧部。
直下式:将发光体(灯管或LED)放置于导光板之下方。
 

按成形

射出成形:应用射出成形机将光学级PMMA颗粒运用高温、高压射入模具内冷却成形.
裁切成形:将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品。
 

特点

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可以任意裁切成所需要的尺寸,也可以拼接使用,工艺简单,制作方便;
光转换率高(较传统板高30%以上),光线均匀,寿命长室内可正常使用8年以上,安全环保,耐用可靠户内外皆可适用;
同等面积发光亮度情况下,发光效率高,功耗低;
可以制作成异型,如圆形,椭圆,圆弧,三角形等;
同等亮度情况下,可以使用较薄的产品,节约成本;
可以使用任何光源,点线光源做面光源转换,光源包括LEDCCFL(冷阴极灯管),荧光灯管等。
 

设计方案

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采用激光网点方案,有如下特点:
1、结合不同的亚克力材料,不同的使用途径,既可以采用均匀统一的激光网点布局,也可以根据不同的规格和使用途径,做大小不同的网点布局。做到常用性和专属性的完美统一。
2、导光更均匀,匀度可达90%甚至以上。
3、有效地利用了周围小点密集反射,中间大点的“绞边”功能,完全没有暗纹和“黑洞”。而且可以制作特殊效果。
 

制造工艺

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90年代以来,科学技术不断向上发展,导光板的制作方法慢慢改进,衍生出不同与早期的印刷式制作,与它相对而言的,我们称之为“非印刷式”。
 

射出成型

它是将溶融的成形材料以高压的方式填充到封闭的模具内,这就要求导光板与微结构在射出成型中同步完成,同时模具必须制作得相当坚固,因而模具价格也相当昂贵,因此必须大量生产以便与高价的模具费用互相扣抵。单面微结构阵列导光板一般采用射出成型的制作工艺,它的底部纹理结构可以是微小透镜形状,微圆球形或是四面体角锥棱镜形状等。
 

光刻

光刻技术是在一平整的硅片上涂上一层耐腐蚀的光刻胶,随后让强光通过光刻版,在光刻版上根据制作的特定层的图形信息进行选择性地曝光;接着将显影后的光刻胶摘下来,硅片上表面会留下带有微图形结构的薄膜。采用光刻方式制作的导光板表面粗糙度欠佳,光能的损耗比较大。
 

掺杂

在导光板注塑成型时直接注入导光板内部的一种具有散射功能的透明颗粒材料,通过合理的调整透明颗粒的浓度达到对出光的有效控制,最终达到出光的高均匀度。由于掺杂过程不易精确控制,所以采用注塑方式适合制作中小尺寸的导光板,对于大尺寸的导光板会出现出光不均匀问题。

激光雕刻

激光雕刻制作方法是用电脑按照程序要求严格地控制激光头出射的能量和激光头的位置,用气化的方式在导光板的背面刻画出具有一定尺寸的微结构阵列,此方法能够很精确的控制散射结构的深度,但是效率很低,不便于批量生产。
 

喷砂

利用喷砂的方法制作具有粗糙分布表面的模具,在注塑成型时将模具上的粗糙分布转印至导光板上,粗面越多的地方,散射能力越强,通过合理的调整表面的粗糙分布达到出光面的光线均匀分布。
单点金刚石加工
单点金刚石加工也称为纳米加工技术,其加工精度可以到达纳米级表面粗糙度。它是将工件固定在精密车床上,采用天然单晶体金刚石刀具进行定点车削。首先将导光板模芯固定在回转轴上旋转,再利用金刚石快刀的快速压电进给来制作完成。导光板的凹凸透镜就是由快刀进给系统再配置超精密单点金刚石设备来加工的。
 

特性差异

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雕刻工艺特性

1. 使用寿命长。雕刻是物理性工艺,导光板的使用寿命长短主要和有机玻璃基材质量有关。印刷板往往不能长时间使用。例如北京地铁站使用了不到2年的印刷板超薄灯箱大部分已经出现导光率严重下降的问题。
2.导光更均匀。雕刻导光板在门幅宽度在1.2M时,导光匀度仍可以达到80%以上。
3. 导光效果更好,表现更稳定。在同等厚度的情况下,雕刻的导光板的导光效果明显优于印刷板。尤其是大幅面的规格,导光率更好,表现更稳定。10MM厚的雕刻导光板在门幅宽度达到目的1.2M时,使用30WT5灯光源,表面照度可达到2000LUX以上。
4. 采取灵活的工艺。印刷导光板每一种规格都必须单独制版,成品不能随意切割,所以应用上存在缺憾。激光导光板既可以整版制作,随意切割使用,也可以单独规格特殊制版。对于制作量大但规格多的产品比如发光标识等,优势明显。
 

激光网点特性

它与传统的雕刻导光板(精密机械刻划法)又有较为明显和显著的优点。
1. 导光点设计更合理结合不同的亚克力材料。不同的使用途径,采用不同的激光网点方案。既可以采用均匀统一的激光网点布局。也可以根据不同的规格和使用途径,做大小不同的网点布局。做到常用性和专属性的完美统一。
2. 导光更均匀,匀度更高不同的亚克力材料,个性化的网点设计,使导光匀度更高,光匀可达90%甚至以上。整体非常均匀。
3. 个性化网点式设计,效果更好。有效地利用了周围小点密集反射。
 

应用

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导光板超薄灯箱是受液晶电视机的启发,借鉴液晶电视机的背光技术,研发出的一种新型广告载体(业界称其为“超薄灯箱”,个人认为其实它不是灯箱,叫“发光广告看板”比较恰当,其特点如下:
1、外形美观,其厚度一般小于3厘米,最大限度地提高了空间利用率,美化了环境,拓宽了应用范围。
2、 明亮的光线完全平面输出,且近乎完美的均匀,彻底杜绝了普通灯箱所共有的明暗光痕。其卓越的光学特性除广泛应用于公共场所外,更扩大了其在精密显示、摄影及医疗看片、科研、高标准照明等高科技领域的应用,效果可媲美液晶显示器
3、它的另一个值得称道的优势就是节能,由于使用了先进的导光板发光技术,耗电量仅是同画面面积普通灯箱的23%。以1M2画面面积灯箱每天用电10小时计算,普通灯箱年耗电近900度,超薄灯箱年耗电仅200度,省电77%,仅当年节省的电费即可收回投资。
4、超薄灯箱采用的特制高亮度优质莹光灯管平均使用寿命达8千小时以上;专用的冷阴极灯管平均使用寿命达1.5万小时以上。超薄灯箱所用灯管的使用寿命是普通灯管使用寿命的5至10陪。使用寿命的延长大大节省了维护费用。
5、超薄灯箱广泛采用了进口优质铝合金开启式整体外框结构,配备可移动式挂勾或挂孔,使灯箱安装及画面更换简单、快捷,省工、省时、省钱。

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