集成导光板研制

报道研制1.8英寸新型集成导光板,其上下表面分别直接熔合非球面半柱状微结构阵列和微棱镜结构阵列,实现目前典型背光模组中双层正交棱镜膜、扩散膜和导光板4层复杂膜系的功能.通过对比测试,得到该集成导光板背光模组的光能利用率、照度、亮度、照度均匀性和亮度均匀性分别是典型背光模组的1.43、1.43、0.97、0.89和0.70倍,验证了集成导光板设计思想的可行性.

集成化导光板下表面微棱镜二维分布设计

集成化导光板下表面微结构分布是影响背光模组出射光均匀性的关键因素,因此是背光模组设计的重点之一.本文针对微棱镜一维分布设计中存在的大面积同一性影响背光模组亮度均匀性的问题,提出一种集成化导光板下表面微棱镜二维分布的设计思想,以提高背光模组的亮度均匀性.利用光学软件Lighttools对5.0英寸集成化导光板下表面微棱镜结构的较佳二维分布进行优化探索,通过与较佳的一维分布仿真结果对比分析可知,优化后的二维分布模式下,背光模组的光能利用率、照度均匀性、亮度均匀性分别达到92.03%,87.07%和91.94%,满足行业标准;其中,照度均匀性比一维分布提高了10%;同时,从亮度图观察,背光模组的整体亮度均匀性得到了有效提升.该研究结果对于背光模组轻薄化、集成化开发具有一定的参考价值.

微光学元件宽带光源照明下无色散边界条件探讨

基于宽带光源微光学元件(如集成导光板)在衍射色散方面的设计需求,本文构建了宽带光源微光学元件衍射理论分析模型,探讨分析了衍射光谱的色度规律特性,提出并定义了能准确定量衡量衍射光束色散程度的色散量C,同时明确给出了零色散的边界判据点.通过对研制的矩形位相光栅进行测试分析,所得的光谱色度特性规律与理论分析结果相一致,实验结果验证了本文提出的色散度判据参量C和零色散边界点的正确性.本文提出的宽带光源色散度判据参量C、零色散边界判据点,不仅为集成导光板结构参数的设计提供指导,而且也能为其他宽带微光学元件的设计过程中探讨色散特性时提供指导.

集成化导光板下表面微棱镜二维分布公式探究

集成化导光板下表面微结构分布设计是提高背光模组亮度均匀性的关键因素之一.本文提出了小尺寸集成化导光板下表面微棱镜二维分布公式,给出了微棱镜二维分布公式系数与导光板结构参数之间的关系表达式.将上述公式组直接应用于不同结构参数的小尺寸集成化导光板下表面微棱镜二维分布设计,无需借助设计人员的经验,可直接获得亮度均匀性较高时的集成化导光板下表面微棱镜二维分布,出射光亮度均匀性平均值可达84.94%.仿真结果表明,本文提出的微棱镜二维分布公式及系数关系表达式具有重要应用价值,极大地节省了集成化背光模组的设计优化时间,对于导光板表面微结构分布设计具有重要的参考价值.

全微结构一体化背光模组设计

为了实现超薄化、高亮度、广视角和高对比度液晶显示,设计一种包含导光和控光微结构的一体化导光板背光模型。通过这些设计方法将全部光学膜材功能集成于一体,并且在侧入式背光模组中实现一维区域亮暗调制。首先,设计合适角度的下表面微棱镜阵列作为导光结构,并且在下表面镀上反射层,反射层功能类似于普通背光模组中的反射片,侧入式光源发出的光线进入导光板内经过微棱镜调制后,从导光板上表面出射。接着对下表面微结构的数量和分布进行优化,使画面亮度均匀。然后,设计优化上表面微透镜阵列,使发光角度收缩,进一步提高中心亮度。最后,将同样14.5cm(5.7in)的一体化背光模组与常规架构背光模组对比,说明了这种背光模组具有超薄、高亮和区域调制等优势。仿真结果表明:本文中一体化导光板背光模组厚度仅为0.5mm,且与常规背光模组相比,其出光效率提高约23.3%,水平发光角度扩大16.6%,垂直发光角度扩大31.5%,中心亮度提升约20.7%,同时可以实现一维区域调制的高对比度显示,满足显示产品的超薄化、极简化、均匀性、高亮度和高对比度等要求。

导光板底面熔合微棱镜出射亮度规律研究

基于导光板底面直接熔合微棱镜取代目前背光系统平面反射膜和网点两层结构,推导了棱镜底角和出射亮度方向角之间的关系,提出导光板出射亮度方向角与棱镜远近光源底角的解析公式。用LightTools软件对导光板进行建模仿真,通过改变棱镜两个底角,得到出射亮度峰值方向和底角之间的变化规律。理论值与模拟仿真值基本符合,为背光模组一体化的研究提供理论和实验依据。依据上述规律,设计出一体化导光板结构,其中,微棱镜近光源角为86°,远光源角为37°,亮度达到现行3M背光系统指标。