El módulo de retroiluminación (BLM), también denominado unidad de retroiluminación, es un componente esencial de las pantallas LCD monocromas. Dado que una pantalla de cristal líquido no emite luz por sí misma, necesita un sistema de retroiluminación que proporcione la fuente de luz necesaria para visualizar la información. Un módulo de retroiluminación para LCD monocromo se compone principalmente de una fuente de luz LED, una placa guía de luz (LGP) con un patrón de puntos ópticos, una lámina difusora y otros componentes asociados.
La función principal de la placa guía de luz es dirigir y distribuir la luz para mejorar el brillo y conseguir una iluminación más uniforme en el área de visualización. Estas placas suelen fabricarse en policarbonato (PC) o polimetilmetacrilato (PMMA) de grado óptico mediante un proceso de moldeo por inyección. El patrón de puntos ópticos requerido puede incorporarse directamente en un inserto del molde (stamper), lo que permite formar la placa guía de luz y su patrón óptico en un único proceso de inyección.
La lámina difusora contribuye a distribuir la luz de manera más uniforme, mientras que la lámina reflectante redirige hacia la placa guía de luz la luz que se propaga hacia la parte inferior, mejorando así el aprovechamiento de la luz y reduciendo las fugas. Los módulos de retroiluminación para LCD monocromos suelen utilizar una estructura de iluminación lateral (edge-lit), en la que la fuente de luz se sitúa en uno de los laterales de la placa guía de luz. La luz entra por el borde de la placa y se distribuye posteriormente por toda el área de visualización.
En el diseño de un módulo de retroiluminación lateral deben tenerse en cuenta tanto la estructura mecánica como las prestaciones ópticas requeridas. En función del diseño mecánico y de los requisitos de la aplicación, la placa guía de luz puede fabricarse mediante una estructura de inyección de un material y un molde (Figura 2A), o mediante una estructura de dos materiales y dos moldes (Figura 2B).
Cuando se requiere que la placa guía de luz cumpla tanto la función óptica como la de posicionamiento mecánico, puede utilizarse una estructura de inyección de un material y un molde. Elementos mecánicos como los pilares de posicionamiento y las paredes laterales pueden moldearse como una sola pieza junto con la placa guía de luz y, por tanto, también conducen la luz.
Ventajas: Solo se requiere un molde, lo que permite reducir los costes de molde y de material.
Desventajas:
(a) Pueden producirse fugas de luz fuera del área de visualización (VA) del LCD. Por ejemplo, las paredes laterales y los pilares de posicionamiento de la placa guía de luz pueden quedar visiblemente iluminados.
(b) Para un mismo tamaño de retroiluminación, el nivel de brillo es ligeramente inferior.
(c) Un único molde puede limitar la implementación de diseños de posicionamiento mecánico más complejos.
Aplicaciones recomendadas: Esta solución resulta adecuada para aplicaciones en las que el coste es un factor prioritario. La estructura del producto puede diseñarse para ocultar la luz visible fuera del área VA y evitar que las posibles fugas de luz sean directamente visibles para el usuario.
Cuando el diseño requiere reducir las fugas de luz y facilitar la integración mecánica, puede utilizarse una estructura de inyección de dos materiales y dos moldes, empleando moldes independientes para la placa guía de luz y el marco de plástico.
Ventajas:
(a) No se aprecia luz visible fuera del área VA. Por ejemplo, las paredes laterales y los pilares de posicionamiento no quedan iluminados de forma visible.
(b) Para un mismo tamaño de retroiluminación, el brillo es ligeramente superior al de una estructura de inyección de un material y un molde.
(c) Permite implementar diseños de posicionamiento mecánico más complejos.
Desventajas: Se requieren dos moldes, por lo que los costes de molde y de material son superiores.
Aplicaciones recomendadas: Esta solución es adecuada para aplicaciones en las que no se admite luz visible fuera del área VA o que requieren un mayor nivel de brillo de la retroiluminación. A continuación se comparan las principales diferencias estructurales entre las placas guía de luz fabricadas mediante inyección de un material y un molde y las fabricadas con dos materiales y dos moldes.
El pilar de posicionamiento es transparente y se añade una lámina reflectante en la parte inferior de la retroiluminación.
El pilar de posicionamiento es opaco. Como el marco de plástico también es opaco, no es necesario utilizar una lámina reflectante en la parte inferior de la retroiluminación.
Se aplica cinta reflectante en los laterales.
No es necesario aplicar cinta reflectante en los laterales.
La placa guía de luz y los pilares de posicionamiento se moldean como una sola pieza.
La placa guía de luz y el marco de plástico son dos componentes independientes.
Los pilares de posicionamiento y las paredes laterales quedan visiblemente iluminados.
Los pilares de posicionamiento y las paredes laterales no quedan visiblemente iluminados.
Incluso con cinta reflectante aplicada en los laterales, pueden producirse fugas de luz.
No se producen fugas de luz por los laterales.
Incluso con una lámina reflectante, una pequeña cantidad de luz puede atravesar la parte inferior.
El marco de plástico de la parte inferior es opaco e impide el paso de la luz.
Para aplicaciones en las que sea necesario minimizar las fugas de luz, facilitar la integración mecánica y mejorar la protección del LCD, puede utilizarse una estructura de inyección con dos materiales y dos moldes. El marco puede incorporar paredes de protección en los cuatro lados, como se muestra en la Figura 5. Cuando el espacio disponible es limitado, puede optarse por una configuración con paredes únicamente en dos lados, como se muestra en la Figura 6. La incorporación de estas paredes aporta las siguientes ventajas:
Figura 5: Diseño de placa guía de luz con paredes en los cuatro lados
Figura 6: Diseño de placa guía de luz con paredes en dos lados
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