导光板的设计及制作_图文(精)
导光板
导光板编辑词条分享导光板是一种光学材料，主要用的材质是PMMA（亚克力或称有机玻璃）。
设计原理源于笔记本电脑的液晶显示屏，是将线光源转变为面光源的高科技产品。
光学级压克力为基材，运用LCD显示屏及笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的高光线传导率，经电脑对导光点计算，使导光板光线折射成面光源均光状态制造成型。
编辑摘要导光板是一种光学材料，主要用的材质是PMMA（亚克力或称有机玻璃）。
设计原理源于笔记本电脑的液晶显示屏，是将线光源转变为面光源的高科技产品。
光学级压克力为基材，运用LCD显示屏及笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的高光线传导率，经电脑对导光点计算，使导光板光线折射成面光源均光状态制造成型。
经过特殊的科学的加工后的透明亚克力板，只要在边上装上发光体（视导光板面积大小可选择普通日光灯管、CCFL冷阴极灯管、发光二极管等光源，一般装在长度的两边，宽度比较小时可只装一边)，通电后亚克力板整个平面就会发出明亮均匀柔和的光，称为导光板。
制作导光板的材料折射率：两种介质的折射率之比称为相对折射率，在工程光学中常把空气折射率当作1，而其他介质的折射率就是对空气的相对折射率；光波导：光电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播；入射角：光射到两种介质的界面时，入射光线与界面法线之间的夹角；反射角：光射到界面发生反射时，反射光线与界面法线之间的夹角；色散：无色透明物体折射率随光的波长减小而增大的现象称为色散；紫外线：对紫外线光透过平整透明体因折射率改变而将紫外线光阻截的功能。
制作导光板的方法1.专业CNC雕刻，如上所说雕刻许多凹下或凸出的球面用来反光及折射光线。
这种制作方法的品质是最好的！但造价较高！2.模具制作。
此种方法制作的导光板效果一般，但适合大批量生产！3.网版印刷，采用一种特殊的油墨在透明板（如PMMA材质）上印上各种花纹，类似于圆点。
经过以上科学的加工后的透明亚克力板，只要在边上装上发光体（视导光板面积大小可选择普通日光灯管、CCFL冷阴极灯管、发光二极管等光源，一般装在长度的两边，宽度比较小时可只装一边)，通电后压克力板整个平面就会发出明亮均匀柔和的光，称为导光板。
导光板的设计及制作_图文(精)
苏州大学硕士学位论文导光板的设计及制作方法研究**:***申请学位级别:硕士专业:光学工程****:***20090401光线追踪图及照度分布图中可以发现:当导光板上无网点结构时,耦合进入导光板内的光线由光源近处向光源远处传播过程中,由于导光板上没有微结构来破坏光的全反射,所以导光板成为一个平面波导,最终大部分光线在导光板的边缘处射出导光板外,而导光扳上表面几乎没有光线射出。
3∞0均匀分布的嘲点结构模型在建模时,利用Reptile在导光板的底部设置为均匀分布网点,网点的表面属性设置为DiffuseWhite,网点形状为sphere,M点向导光板内凹陷;网点半径为0.04m、网点深度为0.09mm、网点间距为O15mm。
在每颗LED追踪光线数100000条和波长为0.5461』埘(绿光条件下进行光线追踪,然后将观察屏的参数Map Count设为12,照度图形的分辨率设为256x256,使得照度图形均匀化处理前后不发生明显的变化;最后得到照度输出分布图及导光板中间横向和光源附近纵向照度分布曲线图,如图3_6所示。
■蜀置■—■图3石均匀阿点结构导光板照度分布及横纵向照度分布曲线图从图3.6和图3—7中可以旋现:1、当导光板底面为均匀分布网点时,导光板上表面的光照度由光源近处向光源远处(纵向逐步递减:2、在导光板入射光源耦合处前段,导光板的光照度明显较强,在入射光源耦合处之间有暗区。
3、导光板中后部横向分布较均匀。
3.333v型入光侧结构模型在前面均匀分布的网点结构模型基础上,将导光板入光面设置为v-cut的结构让3.4本章小结莓ij=二=j要Z譬至蠢三j篡___#:j:j:j:j:二#:j苹#.=二j=:=≈=j菱主三三jj:--jj_!_j_蔓j 每毫了———釜””1’”。
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LED导光板简易教程
原理概述这一课我们来学习利用tracepro软件建立LED导光板。
首先我们简单了解一下导光板的原理。
导光板（如图1-1所示）基本工作原理是在下表面设置有具有一定排布规律的微结构阵列，当光线从侧面进入导光板内后，通过微结构的散射作用，破坏导光板上表面的全反射现象，使光线改变原有几何光学路径，从上表面射出。
为了使光线的均匀出射，必须对微结构进行优化设计。
图1-1 导光板结构示意图选取不同折射率的材料制作导光板时，材料的折射率决定了光线在导光板内的全反射时的临界焦，也就是说可以对出射光线的角度进行选择。
如图1-2。
图1-2 导光板内光线的传播由此可知，大部分耦合进导光板的入射光都以全反射的形式向前传播，没有光线从上表面折射出去。
为了让光线从导光板的上表面射出，必须在导光板的底面布置散射网点，破坏光的全反射。
现在在进行网点设计时都采用非均匀分布。
目前比较成熟的网点分布理论有超均匀分布理论，斥力缓和法，动态分子法，但这些方法都只停留在理论设计方面。
具体采用何种方法设计网点，到目前为止还没有确切可行的方法，大部分都是靠光学模拟软件进行模拟并根据模拟效果，调整网点的间隔以及大小。
一般的设计原则是靠近光源部分的网点尺寸要小一些，且稀疏一些；而远离光源的地方网点尺寸大一些，且要密一些。
此外网点的形状对出光的均匀效果也会有一定的影响。
而综上所述易得，网点倾斜角越大反射效果越明显，网点越密反射效果越明显。
由于模型中光源在两侧，因而应在设计时使导光板远离光源处的网点尺寸大间距小，靠近光源处的网点尺寸小间距大。
考虑到实际加工及模型模拟方面的问题，网点的尺寸设计应处理成等半径变深度网点，间距设计应处理成渐变形式。
相关研究表明网点间距变化采用多项式多次方程变化可达到设计要求。
在实际网点设计中，多项式方式是一种较为合理的微结构布局方式，它具有较多的可调参数．改变这些参数能够精确控制导光板表面的微结构设计，无论是表面微结构的整体疏密分布还是疏密的渐变程度都能够得到精确的调整，按照多项式方式捧列导光板表面微结构可以使导光板的各项性能达到最佳值。
导光板文稿
扩散膜图片
可以看到下面的字
透明的
扩散膜的要求
• 扩散膜有 系列 扩散膜有BS系列 系列BS-01，BS， 03，BS-042、及90#扩散膜 ， 、 扩散膜 • 材质 材质PET • 厚度 厚度125um、110um、188um， 、 、 ， • 雾度是 雾度是88.6%， ， • 主要用于 主要用于BEF2枚下的用高扩散 枚下的用高扩散 薄膜
MP3
MP4 导光板 数码相机 手提电脑
手机
液晶显示屏
有背光源和无背光源的对比
LCD面板分析 面板分析
• LCD面板本身不具发光 特性，因此，必须在 LCD面板上加上一个发 光源，方能达到显示效 果。
导光板的设计
第一步： 第一步： 制作导光板首先要了解它的 用途,是用在什么地方的 是用在什么地方的, 用途 是用在什么地方的 有什么要求,大小形状 大小形状,亮 有什么要求 大小形状 亮 均匀度,用什么灯 用什么灯， 度、均匀度 用什么灯，要 多少个灯等等。
反射膜
• 反射膜的作用是要将光反射 回去的,目的是不要让损失掉， 回去的 目的是不要让损失掉， 目的是不要让损失掉 光不可以穿过纸膜,反射膜是 光不可以穿过纸膜 反射膜是 一层光滑的特殊纸，不透光。 一层光滑的特殊纸，不透光。 反光膜图片如下： 反光膜图片如下：
反射膜图片
看不到下面的字
不透明的
反射膜要求
网点的排列
• 网点的密度与大小一般而言靠近灯管的网点密度越疏， 网点的密度与大小一般而言靠近灯管的网点密度越疏， 直径越小，随着距离的增加网点密度逐渐变密， 直径越小，随着距离的增加网点密度逐渐变密，网点的 大小越来越大， 大小越来越大，藉此设计使光线能均匀分布在导光板表 面。 • 网点（pattern）必需具备下列三项条件 网点（ ）必需具备下列三项条件: 呈极不规则排列时， ①网点pattern呈极不规则排列时，亦不会造成液晶 网点pattern呈极不规则排列时 （cell）与液晶（cell）之间不会产生条纹（moiré） 。 ）与液晶（ ）之间不会产生条纹（ ） ②网点（pattern）不规则排列时，肉眼亦无法辨识辉 网点（ ）不规则排列时， 度不均。 度不均。 ③具备高度对应性可满足任意连续性的充填率分布。 具备高度对应性可满足任意连续性的充填率分布。
导光板 射出工艺
导光板射出工艺一、导光板的概念和应用导光板是一种用于控制光线传输的光学元件，广泛应用于电视、显示器、照明等领域。
它的主要作用是将光线从一个点聚焦到另一个点，使得光线能够在整个板内均匀传播，提高光线利用率。
二、导光板的制备工艺导光板的制备工艺主要包括： ### 1. 光学设计在制备导光板之前，需要进行光学设计，确定导光板的形状、尺寸和材料等参数。
光学设计的目标是使得导光板具有良好的透光性和均匀的光线传输特性。
2. 材料选取导光板的材料选择十分重要，常用的材料包括有机玻璃、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯等。
材料的选择要考虑到透光性、机械强度和耐高温性能等因素。
3. 模具设计和制造根据光学设计的结果，需要设计并制造导光板的模具。
模具的设计包括导光板的形状和尺寸等参数的确定，制造时要注意精度和表面光洁度的要求。
4. 射出工艺射出工艺是制备导光板的关键步骤，它包括以下几个方面： #### (1) 原料的选择和配比根据导光板的材料选择，需要选择合适的原料。
同时需要根据不同的导光板要求，合理配比不同的原料，以实现导光板的性能要求。
(2) 射出设备和工艺参数的调整射出设备的选用和工艺参数的调整对导光板的质量和性能具有重要影响。
需要根据导光板的尺寸、形状和要求，选择合适的射出设备和调整工艺参数，如射出温度、射出压力和射速等。
(3) 射出成型和表面处理通过射出工艺，将熔融状态的原料注入模具中，冷却固化后得到导光板的预制件。
预制件还需要进行表面处理，如抛光、研磨和涂层等，以提高导光板的光学性能和外观质量。
(4) 后续处理和检测导光板制备完成后，还需要进行后续处理和检测。
后续处理包括热处理、切割和成品包装等。
检测主要包括光学性能和物理性能的测试，以确保导光板的质量和性能符合要求。
三、导光板射出工艺的挑战和解决方案导光板射出工艺在实际制备过程中常常面临以下挑战： ### 1. 高精度要求导光板的制备要求具有高精度的尺寸和形状控制，以确保光线的传输和均匀性。
导光板设计资料0416
印刷型超薄导光膜（LGF）介绍1.导光板原理、特性1.1 一般来说，光在自由空间中，其强度与距离的平方成反比例地扩散，所以不能传播得很远。
波导管是指将光围在一定的空间里，使之不扩散，引导它只向特定的方向行进的，光通过的通路.就象电通过电线流通一样，光通过波导管传播。
1.2从折射率高的物质向折射率低的物质入射时，入射角超过一定角度则不会产生投射，而只会发生100% 反射(折射角达到90度)，这叫做全反射(total internal reflection)，而该一定角度称做临界角.1.3折射率高的部分使之行进，如同电沿着电阻值小的地方流动一样，光也沿着折射率高的通2.超薄导光板的设计要求及注意事项2.1 超薄导光膜的材质: PC(较硬，适用于手感要求不严格产品)PU(较软，适用于手感要求严格的产品)2.2 导光膜厚度: PC: 0.125MMPU: 0.2MM2.3 LED的选用要求：侧发光，亮度 100 – 200mcd，通常选用两颗。
若要达到较高亮度，可以选用亮度为800-1000mcd的白色侧发光LED。
2.4 发光LED通常使用有三种放置位置：2.5 LED灯的位置的选择：备注：a. LED灯正前方位置的导光膜应与PCB粘紧，不能翘起。
b. LED灯正前方的发光区域最好距离LED灯 >3.5mm的距离。
示意图如下：c. 由于导光板的边缘相对比较亮，导光板的面积要大于按键区域。
d. 背胶的要求：靠近LED正前方必须有背胶，背胶宽度0.6-1.5MM；由于背胶区域会较亮，背胶一般不能在按键透光区域，特别是LED正前方的背胶不能靠近按键透光区，距离约1.5MM。
e. 如何防止靠近LED的地方太亮？LED灯头与按键透光区的距离约为3.5—4.5MM；LED正前方的背胶不能靠近按键透光区，距离约1.5MM。
3.导光膜品质要求超薄导光板的测试项目：1. 导光板亮度将导光板置于测试架上，再放上按键，检查按键透光的亮度及均匀性测试及均匀性。
激光导光板制作方法
激光导光板制作主要有两种方法：激光划线，激光打点
1、激光划线原理
利用激光雕刻机，在亚克力表面划线，形成反光扩散槽。
为了使整个领域发光均匀，离光源越近光线越多，V型槽密度小。
离光源越远大部分光线已发出，光线少，V型槽密度高。
具备上述技术结构的导光板的特点为：
光转换率高（较传统导光板高30％以上）、光线均匀、寿命长（室内可正常使用20年以上）、安全环保、耐用可靠户内户外皆可适用;
同等面积及发光亮度情况下，发光效率高，功耗低;
可以制作成异型，如圆形、椭圆、圆弧、三角等;
同等亮度情况下，可以使用厚度较薄的产品，节约成本;
可以使用任何点光源、线光源做面光源转换，光源包括LED、CCFL（冷阴极灯管）、荧光灯管等等
2、激光打点原理：
采用脉冲控制方式在导光板底面用用激光雕刻机打上圆形或方形的扩散点，当光线射到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出，利用各种疏密、大小不一的扩散点，可使导光板均匀发光。
反射板的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。
为了避免激光打点导光板在非入光边上形成暗区，采用了绞边技术，绞边技术就是利用非常密（越靠边上就越密）的点尽量地反射通过的光，使非入光边的暗区得到有效的改善。
一种导光板的加工方法
一种导光板的加工方法
一种常见的导光板加工方法是热压法。
该方法使用透明材料（如聚碳酸酯、亚克力等）制成的板材作为导光板的基材，然后利用热压机的高温和高压将导光板模具中的光学结构与基材热压结合在一起。
具体步骤如下：
1. 准备导光板模具：根据设计需求，制作一个带有所需光学结构的导光板模具。
2. 准备基材：选取透明材料制成的板材，根据导光板模具的尺寸将基材切割成相应的形状。
3. 加热导光板模具：将导光板模具放入热压机中，加热至一定温度，通常为材料的玻璃化转变温度以上。
4. 定位基材：将切割好的基材放置在导光板模具的底部，确保其位置与模具中的光学结构完全对齐。
5. 热压结合：关闭热压机的压力系统，将压头降下，对基材进行高温高压的压力作用，使基材与光学结构紧密结合。
6. 冷却与固化：保持一定的时间，使热压后的导光板冷却，并使结构固化。
7. 取出导光板：打开热压机，取出导光板模具，此时基材和光学结构已经成为一个整体。
这种热压法加工的导光板制造工艺简单、成本较低，适用于生产大批量、尺寸较小的导光板。
同时，该加工方法能够保证导光板的光学性能，并且可以根据需要
进行模具的设计和改变，以满足不同的应用需求。
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苏州大学
硕士学位论文
导光板的设计及制作方法研究**:***
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
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20090401
光线追踪图及照度分布图中可以发现:当导光板上无网点结构时,耦合进入导光板内的光线由光源近处向光源远处传播过程中,由于导光板上没有微结构来破坏光的全反射,所以导光板成为一个平面波导,最终大部分光线在导光板的边缘处射出导光板外,而导光扳上表面几乎没有光线射出。
3∞0均匀分布的嘲点结构模型
在建模时,利用Reptile在导光板的底部设置为均匀分布网点,网点的表面属性设置为DiffuseWhite,网点形状为sphere,M点向导光板内凹陷;网点半径为0.04m、网点深度为0.09mm、网点间距为O15mm。
在每颗LED追踪光线数100000条和波长为0.5461』埘(绿光条件下进行光线追踪,然后将观察屏的参数Map Count设为12,照度图形的分辨率设为256x256,使得照度图形均匀化处理前后不发生明显的变化;最后得到照度输出分布图及导光板中间横向和光源附近纵向照度分布曲线图,如图3_6所示。
■蜀置■—■
图3石均匀阿点结构导光板照度分布及横纵向照度分布曲线图从图3.6和图3—7中可以旋现:1、当导光板底面为均匀分布网点时,导光板上表面的光照度由光源近处向光源远处(纵向逐步递减:2、在导光板入射光源耦合处前段,导光板的光照度明显较强,在入射光源耦合处之间有暗区。
3、导光板中后部横向分布较均匀。
3.333v型入光侧结构模型
在前面均匀分布的网点结构模型基础上,将导光板入光面设置为v-cut的结构让
3.4本章小结
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图3-912点测试示意图
本章对1hc印∞光学模拟软件的功能进行了介绍,然后利用Traccpro模拟设计了LED的简化模型,并分析了无网点结构、均匀网点结构、v型入光侧结构以及渐变网点结构对导光板的导光效果的影响,其基本结论如下:
1导光板底面无网点结构时,光线在导光板内全反射,导光板上表面几乎没有光线射出;
2导光板底面为均匀网点结构时,导光板上表面的光照度由光源近处向光源远处(纵向逐步递减,入射光源耦台处之间有暗区;
3在入光侧采用v型结构,可以改变光源发敝角扩大,使光源附近光照度分布较均匀;
4通过优化导光板的网点结构参数.可以得到较好的导光效果的导光板结构模型
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