在美國洛杉磯舉行的顯示器國際學會“SID 2011”首日舉辦的主題演講中，日本慶應義熟大學教授小池康博發(fā)表的演講“可簡化LCD背照燈系統(tǒng)的導光板”受到了極大關注。在第三天下午舉行的第60場技術分會“Integrated Optics for Backlights”上，包括慶應義熟大學光子研究所發(fā)表的詳細演講在內，共進行了4場演講，有望推動今后液晶面板背照燈系統(tǒng)發(fā)展的技術發(fā)表連番登場。
3M的空氣導光板讓背照燈構造面貌一新
研討會伊始，美國3M公司針對名為“Collimated Multilayer Optical Film”的新型導光板發(fā)表了演講。這種導光板可取代原來使用樹脂導光的固體導光層。擁有可使空氣層導光的功能(Air guide)，經過偏轉的光線射向液晶面板端。
將這種導光板用于LED背照燈時，具有LED光源間隔較遠時也不會發(fā)生光源不均的優(yōu)點。其原因是，能使較原來更具指向性的光沿垂直方向從導光板射出，同時還能增加導光板內光線的混合量。利用這些出色的特性，可省去導光板的固體材料，大幅減少LED光源的使用個數。據3M公司介紹，還能減少此前使用的各種光學薄膜，因此即能大幅減輕背照燈單元的重量(1/10以下)，又能降低成本。
關于這種新型背照燈單元，3M公司在展會現場介紹了其構造的不同(圖1～3)，同時還在演講時以及開發(fā)人員見面會(Authors Interview)上進行了樣品演示(圖4～5)。
如果能夠實現這種構造，背照燈外圍部材的供應鏈也會大為改變。
可使背照燈效率提高至兩倍的“zero-zero birefringence polymer”
第二場演講來自于小池康博的研究室所在的慶應義熟大學光子研究所。據介紹，通過使用小池研究室開發(fā)的導光板以及會發(fā)生偏光的激光光源，可從背照燈單元向液晶面板發(fā)出具有偏光性且指向性較高的光線。導光板采用了小池研究室開發(fā)的即便增加應力也不會發(fā)生雙折射的“zero-zero birefringence polymer”材料。
慶應義熟大學光子研究所試制了采用這種材料的導光板。使用棒狀導光板將從點光源——激光光源發(fā)出的光線轉換為線光源，然后將這種光線導向位于液晶面板背面的45mm×55mm面狀導光板，并作為面狀光射向液晶面板端。該研究所還測量了該背照燈單元射出的光的強度及角度分布，結果表明，正面方向的亮度提高，而且漏光要比聚碳酸酯制成的導光板少。
另外，還可在背照燈單元的照射范圍內獲得90%以上的偏光度。盡管要全部利用小池在主題演講中指出的“原來只能利用一半”的光線，并將液晶面板的能源效率提高至2倍，還需要進一步改進偏光度，但這是一項未來看好的技術。
通過優(yōu)化導光板表面構造提高性能
接下來的兩場演講介紹的技術都是通過提高背照燈所發(fā)光的指向性，來提高液晶面板特性的技術。演講者分別為臺灣交通大學及日本Global Optical Operation。這些技術優(yōu)化了導光板背面設置的棱柱狀構造、以及表面設置的柱狀透鏡以及棱柱形微結構物的形狀。這樣便可通過提高射向液晶面板端的光的指向性來提高正面亮度，并通過減少斜側方向的漏光提高視角性能。
從這兩場演講可以看出，以穩(wěn)步提高性能為目標的開發(fā)正在推進之中。而從前面的兩場演講則可以看出，通過新的創(chuàng)意改進液晶面板的構造并大幅提高性能的技術也在開發(fā)之中。今后液晶面板有望通過提高性能及降低成本來擴大市場。
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