LED導光板

LED導光板とは光る板のこと。

LED導光板にはエッジライト方式(サイドライト方式、LED導光板方式とも)と直下型方式があるが、小型液晶、ノート型パソコンおよびLCDモニターにはエッジライト方式が多く、液晶テレビには直下型方式が主に採用されている。エッジライト方式の技術の要であるLED導光板を利用した面光源技術は日本発祥のものである。 液晶ディスプレイ黎明期当初、LED導光板といえばエッジライト方式を意味したが、近年、液晶テレビ用LED導光板は直下型が主流となったために、エッジライト方式と直下型方式は分けて記述されることが好ましい。

液晶LED導光板は液晶産業の裏で液晶を支える縁の下の力持ち的存在であり、巨大企業が取り組む日本発祥の液晶技術と並び、日本の中小企業の手によって発明されて成長したもう一つのオリジナル技術である。 当初この面光源技術は看板用として開発されたものだったが、松下電器が当時初めて登場したノート型ワープロに採用したことから普及した。 その後、東芝のDynaBookに採用されたことにより、エッジライト方式が液晶LED導光板の主流として認知されるきっかけになった。 当時の液晶LED導光板にはエレクトロルミネッセンスが使われており、暗い上に寿命が短かった。 それを冷陰極管を採用することで長寿命化し、冷陰極管とLED導光板とを組み合わせることで輝度を向上できた。そして、LED導光板の発明に伴いLED導光板に不可欠な冷陰極管の産業まで喚起した。従来、世界の冷陰極管市場の主導権を握るのは日本のメーカーだったが、近年は台湾・韓国・中国が台頭している。薄型ディスプレイの光源としては携帯型電子機器を中心として徐々にLEDの比率が増えつつある。

エッジライト方式のLED導光板について、その動作原理を以下に示す。 光源には冷陰極管(Cold-Cathode Fluorescent Lamp、CCFL)が用いられている。発光ダイオード(LED)は携帯電話用などの小型液晶に用いられてきたが、デスクトップパソコン向けの大型液晶にも採用されつつある[1]。エッジライト式LED導光板は、これら発光源に反射板とLED導光板が組み合わされたものである。LED導光板はアクリル板に白色インクで反射ドットを印刷したシルク印刷方式、スタンパーやインジェクションでアクリル面に凹凸をつけた成型方式、アクリル板と反射板をドット状の粘着材で貼り付けた粘着ドット方式、溝加工による方式がある。溝加工方式にはさらに機械的に彫る溝加工方式、非接触レーザー加工による方式などがある。 冷陰極管やLEDなどの光源から出た光はLED導光板の側部から入射するが、このときに表面反射する光(概ね7%)を除いたほとんど全ての光がLED導光板内に入射する。LED導光板に入射した光は表面反射を繰り返してLED導光板の広い面積に広がる。この際に反射ドットがあると、そこで光が散乱され、LED導光板の表面から外に光が出て行く。LED導光板では光源近傍の反射ドットの面積を小さく、光源から遠く離れるほど反射ドットの面積を大きくすることによりLED導光板全体が均一に光るように工夫されている。

光源からアクリル製のLED導光板内に導かれた光をアクリルの全反射を用いてアクリル全面に導き、反射ドットに当たった光がその進路を変え、全反射角よりも小さい角度になった光がアクリル表面から出てくることを利用して、LED導光板全面が均一に光るようにしたものである。 非接触レーザー加工による方式では、一枚単位からの加工が可能で、その都度、面光源の大きさ、縦横比、入光辺を考慮して溝配分の設計をして面均整を出すことが可能である。仕上がりはレーザー加工に歩があるが、数量が多い場合は金型を造り射出成型を行うものが主流である。超大型のLED導光板においては粘着ドット方式が有利である。このような反射ドットの分布や溝配分の設計を、コンピューター・シミュレーション技術を用いて設計する場合もある。

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