文档介绍：PMMA导光板在家用音响产品显示系统中的应用
吴祎
(南京夏普电子有限公司,江苏南京210038)
摘  要:通过对LCD显示器中PMMA 导光板照明技术原理进行分析和比较,研究了家电产品中PMMA 导光板的形状设计、材料选取及反光点阵设计对导光板导光效率和均匀度的影响。
    关键词:PMMA;导光板;背光照明
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1引言
    家电产品上通常需要一些显示单元来表示各种工作状态和信息,随着产品功能的复杂和增强,早先的LED、LED数码管等显示单元已不能满足要求,因此新一代的家电产品上基本都采用了LCD(液晶显示)、VFD(真空荧光管显示)等新型显示器件,信息容量大且清晰直观,其中LCD液晶显示器件由于不仅可以7段码形式及点阵形式显示信息,还可以做到显示彩色图像,因而在大容量信息显示方面的应用最为广泛。由于显示信息量的增加,各种形式的LCD显示屏的尺寸越来越大,对背光照明的要求也越来越高,而对于数码像机、数码摄像机等IT产品的彩色图像显示要求而言,背光的亮度和均匀度已经成为整机最重要的指标之一。因此,LCD显示器的背光照明设计已经成为家电产品结构设计的一项重要内容,其设计成功与否直接关系到产品的造型效果。
    早期的LCD背光照明采用的方法比较简单,如以普通LED阵列板作为光源直射照明(见图1),或是由普通LED阵列光源经简单反射照明(见图2),都存在光照不均匀、体积较大等缺陷,仅适用于要求不高且显示面积较小的低端产品,在高档的有较大面积LCD的产品上是不能满足要求的。因此,以音响产品为代表的新一代家电产品借鉴了笔记本电脑上使用的LCD导光板照明技术作为大面积LCD显示器的背光照明,从而满足了新的照明要求。
2LCD导光板照明
    LCD导光板照明技术最早是由日本明拓公司于1986年发明的,称为EDGE LIGHT,是目前笔记本电脑液晶显示屏背光照明的主流方法。它的工作原理是利用PMMA透明导光板将由冷阴极荧光管(线光源)发出的纯色白光,从透明板端面导入并扩散到整个板面,当光照射到导光板背面印刷的白色反光点时发生漫反射,从与光源入射面垂直的板面(工作面)射出。导光板照明通过巧妙运用光在透明板界面上全反射的原理,将端面射入的光偏转90°,从正面射出,从而起到照明的作用(见图3)。这种照明方式表面亮度高且照明系统体积小巧,对光的利用效率较高因而电力消耗较低,在笔记本电脑及数码像机等需要使用大面积LCD的产品方面获得了广泛的应用。

    LCD导光板照明技术的关键是光在PMMA中的全反射效应。我们知道,光在通过两种透明介质时会发生反射和折射,当光从折射率大于空气的透明介质中射向空气时,由于折射率的不同,入射角θ大于一定角度时光将在界面上发生全反射,不再有光射出介质,也就是说光在介质内部的传输损耗仅取决于介质对光的吸收,而在界面上反射时没有损耗(光在金属面上反射通常会损失10%~15%)。PMMA导光板正是利用了这一特性(见图4)。

    PMMA(Poly methyl methacrylate)学名聚甲基丙烯酸甲脂,俗称亚克力(acrylates),是一种具有较高机械性能的透明树脂。PMMA的透明度很好,对可见光的透过率可达93%,(25℃),热变形温度为100℃,最高连续使用温