O módulo de backlight (BLM), também conhecido como unidade de retroiluminação, é um componente essencial dos displays LCD monocromáticos. Como o display de cristal líquido não emite luz própria, é necessário utilizar um módulo de backlight para fornecer a iluminação necessária à visualização das informações na tela. Um módulo de backlight típico para LCD monocromático é composto principalmente por uma fonte de luz LED, uma placa guia de luz (LGP) com padrão de pontos ópticos, um filme difusor e outros componentes associados.
A principal função da placa guia de luz é direcionar a propagação da luz, contribuindo para aumentar o brilho do display e melhorar a uniformidade da iluminação. As placas guia de luz são normalmente fabricadas em policarbonato (PC) ou polimetilmetacrilato (PMMA) de grau óptico por meio de moldagem por injeção. O padrão de pontos ópticos necessário pode ser incorporado a um inserto do molde (stamper), permitindo que a placa guia de luz e o padrão de pontos sejam formados em uma única etapa de moldagem por injeção.
O filme difusor contribui para uma distribuição mais uniforme da luz, enquanto o filme refletor redireciona para a placa guia de luz a luz que se propaga em direção à parte inferior do módulo. Dessa forma, é possível melhorar o aproveitamento da luz e reduzir o vazamento de luz. Os módulos de backlight para LCDs monocromáticos utilizam com frequência uma estrutura de iluminação lateral (Edge-Lit), na qual a fonte de luz é posicionada na lateral da placa guia de luz. A luz entra pela borda da placa e é então conduzida e distribuída por toda a área de exibição.
No desenvolvimento de um módulo de backlight com iluminação lateral, é necessário considerar tanto a estrutura mecânica quanto o desempenho de exibição requerido. De acordo com o projeto mecânico e os requisitos da aplicação, a placa guia de luz pode ser fabricada por injeção utilizando um único material e um único molde (Figura 2A) ou dois materiais e dois moldes separados (Figura 2B).
Para combinar as funções de condução da luz e posicionamento mecânico, a placa guia de luz pode utilizar uma estrutura injetada com um único material e um único molde. Elementos mecânicos, como pinos de posicionamento e paredes laterais, podem ser moldados integralmente com a placa guia de luz e, portanto, também passam a conduzir a luz.
Vantagens: É necessário apenas um molde, reduzindo os custos de ferramental e de material.
Desvantagens:
(a) Pode ocorrer vazamento de luz fora da área visível do LCD (VA). Por exemplo, as paredes e os pinos de posicionamento da placa guia de luz podem apresentar iluminação visível.
(b) Para as mesmas dimensões do backlight, o brilho é ligeiramente menor.
(c) Projetos com sistemas de posicionamento mecânico mais complexos podem não ser viáveis com um único molde.
Aplicações recomendadas: Indicada para aplicações em que o custo é um fator prioritário. A estrutura mecânica do produto pode ser projetada para bloquear a luz visível fora da VA, evitando que o vazamento de luz fique diretamente visível ao usuário.
Quando o projeto exige menor vazamento de luz e maior facilidade de integração mecânica, pode ser utilizada uma estrutura injetada com dois materiais e dois moldes, com moldes separados para a placa guia de luz e a moldura plástica.
Vantagens:
(a) Não há luz visível fora da VA. Por exemplo, as paredes e os pinos de posicionamento não apresentam iluminação visível.
(b) Para as mesmas dimensões do backlight, o brilho é ligeiramente maior em comparação com a estrutura injetada com um único material e um único molde.
(c) Permite implementar projetos de posicionamento mecânico mais complexos.
Desvantagens: São necessários dois moldes, resultando em custos mais elevados de ferramental e de material.
Aplicações recomendadas: Indicada para aplicações em que não é aceitável haver luz visível fora da VA ou que exigem maior brilho do backlight. As diferenças estruturais entre as placas guia de luz produzidas com um único material e um único molde e aquelas produzidas com dois materiais e dois moldes são apresentadas a seguir.
O pino de posicionamento é transparente, e um filme refletor é aplicado na parte inferior do backlight.
O pino de posicionamento é opaco. Como a moldura plástica também é opaca, não é necessário utilizar filme refletor na parte inferior do backlight.
É aplicada fita refletiva nas laterais.
Não é necessário aplicar fita refletiva nas laterais.
A placa guia de luz e os pinos de posicionamento são moldados em uma única peça.
A placa guia de luz e a moldura plástica são fabricadas como dois componentes separados.
Os pinos de posicionamento e as paredes laterais apresentam iluminação visível.
Os pinos de posicionamento e as paredes laterais não apresentam iluminação visível.
Mesmo com a aplicação de fita refletiva nas laterais, ainda pode ocorrer vazamento de luz.
Não ocorre vazamento de luz pelas laterais.
Mesmo com o filme refletor, uma pequena quantidade de luz ainda pode atravessar a parte inferior.
A moldura plástica na parte inferior é opaca e impede a passagem da luz.
Para aplicações que exigem menor vazamento de luz, maior facilidade de integração mecânica e proteção do LCD, pode-se utilizar uma estrutura de injeção com dois materiais e dois moldes. A moldura pode incorporar paredes de proteção nos quatro lados (conforme mostrado na Figura 5). Quando o espaço disponível no equipamento é limitado, essas paredes podem ser implementadas apenas em dois lados (conforme mostrado na Figura 6). Essa configuração oferece as seguintes vantagens:
Figura 5: Placa Guia de Luz com Paredes de Proteção nos Quatro Lados
Figura 6: Placa Guia de Luz com Paredes de Proteção em Dois Lados
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