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专业背光模组设计方案,安心拥有高性价显示器

背光模块(Backlight Module;BLM)又称背光板,Monochrome LCD显示器之重要零组件之一。由于液晶显示器是非自发光,需透过背光模块提供光源,依序穿透液晶面板,最后进入人之眼睛成像,达到显示之功能。Monochrome LCD背光模块结构目前常用为LED光源再经由、导光布点之导光板(Light Guide)、扩散片(difusser)零组件组成。

导光板主要功能在于导引光线方向,提高面板光辉度及控制亮度均匀。导光板目前常用为聚碳酸酯(PC)或光学级压克力材质(PMMA),采用射出成型制程,将特定导光点布局已经制成射出模仁块(stamper),放入射出模具之中,在射出成型时,一次完成布点的导光板部品。

扩散片功能是让光分布更加均匀,反射板功能是将自往底面的光反射回导光板中;同时,需防止光源外漏可能,以增加射出光效率。背光模块目前较常使用的为侧投式发光(Edge Type),光源设置在导光板侧面,发光源由导光板边缘入光再透过导光板传送到屏幕。

图1: 侧投式背光模块结构

 

针对侧投式背光模块在设计上,还需要考虑到机构设计、客户实际效果需求等,背光机构设计上,可选择单料单模具射出(如图2(a)所示)、或双料双模具射出(如图2(b)所示)等导光板成型技术。

(a) (b)
图2: 背光模块种类

 

为了达到一个导光板,同时具有导光效果及机构定位使用,可采用单物料单模具射出导光板,包含定位柱及档墙等,一体射出成形,全部为可导光物体。

优点:单一模具,成本较低,物料成本较低。

缺点:
(a) VA区以外会漏光,例如导光板档墙及定位柱。
(b) 相同背光尺寸下,亮度会略降低。
(c) 复杂的机构定位方式,无法用一付模具方式制作。

建议使用时机:低成本考虑时使用,客户可依据产品机构设计,在LCD VA尺寸以外区域考虑”不会”看到亮光机构设计。

 

考虑不会漏光,且容易机构组合设计下,可采用双物料双模具射出成形,分别为导光板及机构框二副射出成形模具。

优点:
(a) VA尺寸外不会有亮光,例如导光板档墙及定位柱不会有亮光。
(b) 相同背光尺寸下,亮度会略高于单料单模具射出结构
(c) 可以做比较复杂的机构定位设计.

缺点:双模具成本较高,物料成本较高。

建议使用时机:客户机构LCD VA尺寸外,不允许有亮光或是需求更高亮度时使用。单料单模具射出导光板与双料双模具射出导光板比较,如表1所示。

表1 单料单模具射出导光板与双料双模具射出导光板之方案比较表

单物料单模具射出导光板 双物料双模具射出导光板
图 3-1
定位柱是透明的,背光后面有加反射片
图 4-1
定位柱是不透明,背光后面不加反射片,因为塑框不透光
图 3-2
侧边加银龙反射胶带
图 4-2
侧边不需加胶带
图 3-3
导光板与定位柱为一体成形
图 4-3
导光板与胶框是分开二个物料
图 3-4 图 4-4
图 3-5
定位柱及档墙均会有亮光
图 4-5
档墙及侧部及定位柱不会有亮光
图 3-6
侧面有贴银龙胶带,还是会有露光的现象
图 4-6
侧面不会有露光
图 3-7
底部有贴反射片还是会有微光亮度
图 4-7
底部为塑料框所以不透光

考虑不会漏光、容易机构组合与保护LCD功能设计下,进行双料双模具射出成形,可于机构框增加四边挡墙设计。如图5所示。若空间有限,可做两边空间设计挡墙。如图6所示。增加边框挡墙设计其优点如下:

  1. 四周保护LCD。
  2. 背光挡墙高于LCD面,客户组装后不会直接压到玻璃,可避免玻璃破碎之可能。
  3. 背光与LCD容易对位,增加机构位置准确度。
  4. 可避免因运送过程震动,导致玻璃与背光分离,及LCD与背光产生位移之可能。

 

 

图5: 四边挡墙导光板方案

 

图6: 两边挡墙导光板方案
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