导光板市场发展及趋势

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导光板主要功能在于使背光源所发的光，能均匀地由导光板的正面发出，形状可分为楔型及平板两种。楔型板是供侧光式结构使用，多使用于笔记型计算机或中小尺寸面板，以降低重量与厚度；而平板型导光板则用于直下式结构，多使用于TV等对亮度要求较高的产品上。另外，在直下式结构中，通常会将扩散片与导光板整合成一片扩散板。

文/谢纬杰

导光板的作用机制是将背光源位于导光板厚侧的一端，由背光源所发出的光以侧光方式进入导光板，大部份的光利用全反射往薄的一端传导，当光线在导光板的底面碰到由具高反射率且不吸光的材料所制成的光反射点时，被反射的光会往各个角度扩散，而自导光板正面射出，并利用疏密、大小、形状不同的光反射点，让光源均匀地由导光板面发出，提高面板辉度，使光线均匀散布。

导光板原料
在导光板的原料方面，有PMMA(PolyMethyl MethAcrylate，即压克力)、PC(Poly Carbonate)及COP (Cyclo Olefin Polymer)等选择，其中PC之耐热性与耐冲击性较佳，再加上PC在高温环境下之流动性较高，故手机用之背光模块导光板多采用PC为原料。

COP则是具有低吸湿性、低比重与高透明性等优点，但生产规模小，材料成本较高，目前较知名的厂商为日本Zeon；PMMA由于具有高光通过率、复折射率、转写性佳、加工容易与成本上的优势，因此成为大型导光板之主流原料，而其供货商有日本的Mitsubishi Rayon、住友化学(Sumitomo Chemical)、旭化成(Asahi Kasei)、Kuraray，台湾的奇美实业以及南韩的世和(Sehwa)。

PMMA过去价格为1公斤约在450～500日圆之间，然后2006年夏季开始受到油价上涨的影响，大厂开始调涨价格。Kuraray与三菱Rayon分别在2006年第三季与第四季调涨其PMMA价格，最终日本国内合约价上涨至1公斤500日圆，出货至韩国、台湾的价格则超过4美元。

加上平面显示器需求市场持续上升。2007年导光板材料需求将扩大至约4万吨，薄板约16万吨，故对PMMA的需求仍十分强劲，预期供需将持续吃紧。将对背光模块厂对总成本的控制造成影响。

非印刷式导光板已成为主流
至于导光板的制作方式则分为印刷式与非印刷式两种（参见表1）。印刷式是用如SiO2、TiO2等材料做成具有光学图案(pattern)的反射点，并将设计好之反射点直接印刷在导光板上，藉由这些材料对光源吸收再扩散放出的性质，破坏光的全反射，使光由导光板的正面射出并均匀分布，但因散射角较大与反射点亮度较高，必须使用扩散膜及棱镜片以达到光学要求。非印刷式因为在量产成本上具有明显优势，且光学网点精密度更高，并提升发光效率，因此非印刷式导光板已成为主流。

进一步说，非印刷式有蚀刻(Etching)、模具成型(Stamper)、机械加工(slot-cut)与扩散四种方式，以形成网点或长沟形的反射镜面来破坏光线全反射。其中的机械加工方式，是在导光板底面以切削方式(Slot cut)制作出一条条长沟，沟两侧的反射镜面破坏光线全反射，使光源能由导光板正面射出，经由长沟间的宽度及深度来调节出光面的光学分布。

其优点在于可提高辉度，其原因为光线扩散角的减小，使得正面光源增强，可减少棱镜片的使用量。运用此法所制成的导光板一般被称为V-cut导光板，不过初期V-cut产品只有在导光板下方以精密精械加工方式划出一道道notch，上方则以喷砂方式处理，称为单V-cut导光板。配合使用逆棱镜片，可得到比一般传统结构更高的亮度(但视角亦会因此变小)。

但此种结构有其缺点，第一是Mitsubishi Rayon所提供的逆棱镜片价格较3M的BEF更高。第二是逆棱镜片的Prism朝下，易与导光板接触造成擦伤，良率因而下降，使得其价格比传统结构更高。

故目前业界已对此进行改善，使用双边挖槽的双V-cut导光板，配合使用一般聚光片(Prism朝上)，则可避免上述的两个缺点，且仅需一张上扩散膜来做搭配，在材料成本上也更具优势。

薄型导光板为目前瓶颈
从2007年下半年开始，Dell、HP、Apple与华硕均推出了采用LED背光源的NB，但由于LED与CCFL的光源特性不同，所以为配合LED的发光特性，背光模块零组件也必须做一些改变。其中导光板就是改变最大的部分。

目前CCFL用的导光板，厚度多为2.0～0.7mm，不过将光源改成LED后，由于LED为点光源，且体积较小，再加上采用LED背光源的一项口号就是能够将终端产品变得更轻薄，故导光板也必须跟着变薄。

目前市场上13.3吋面板的导光板厚度约为0.8mm，而最早推出的11.1吋面板的导光板厚度则是0.6mm。但由于射出成型的技术似乎已近瓶颈，目前厚度在0.7mm以下的良率约仅50％，也是目前LED背光源应用于NB上的关键问题所在。

使用目前一般的射出成型设备虽然可以制作薄型导光板，但是无法解决平整性和量产性的问题，导致良率不佳。故随着导光板的厚度变薄，也必须改用高射速的射出成型机，才能够符合需求。且将LED与V-cut导光板搭配使用时，虽可提升光线的均一性，但也会产生漏光问题，故必须在导光板的入光面再多做一些notch，以解决LED的漏光问题。

技术进展
日本宫川公司从2006年9月开始运用Inkjet技术来生产导光板。采用Inkjet技术生产以后，可缩短开发时程。与传统射出成型需要42天的生产开发时间相比，采用Inkjet技术可大幅度地缩短至2天。

到目前为止，导光板所面临的最大问题在于如何降低成本。过去的液晶面板被要求亮度均一性；但是近来，利用光学设计技术并配合人类视觉的特性，使面板在「明亮度」方面有明显改善，并使画面更为柔和。

不过，利用此法来解决改善显示效果极为费时费力，因为要达到更好的配光效果，就需反复进行精细的调整micro lens的位置及尺寸大小，而在一般状况下，在金属的制造过程平均需要3至4道程序来加以修正，导致导光板的开发时间变得更加冗长，不过如应用Inkjet技术进行制作，就能解决上述问题。

另外，芬兰的Modilis公司采用压印（imprint）技术，将大小不到1mm2的金属，嵌在柔韧的基板后压制成导光板。其导光板厚到最薄可至0.075mm，可进一步薄型化，因应了现今显示器市场中对液晶面板产品更轻、更薄的迫切需求。且由于是采roll to roll的制造方式，也能做到大量生产之目标。

在使用LED背光源的趋势与消费者对轻、薄的要求两个前提下，对导光板的厚度要求也越来越高，但以目前最主流的射出成型而言，薄型导光板的厚度几已达极限。如要更上一层楼，很可能需要对机器、制程做改良，或是选用其它材质来取代PMMA做为导光板材料，才可同时符合规格需求并维持高良率良率。

xueqing1221	2012-08-03 11:05
侧入式怎么在LED入光侧加V-cut？

lifei0715	2012-12-03 13:40
侧入式加V-CUT,目前可以使用双刀盘抛光刀具加工.

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