第四章 入光側縱溝結構最佳化設計
第二節 初步田口實驗
一、參數設計與因子選定
本節以田口實驗計劃法來做初步的分析，旨在探討入光側縱溝結構對於導光板入 光側輝度分佈之影響，以入光側均勻度為品質特性，並以V-cut與U-cut兩種縱溝結構
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進行比較。在V-cut方面，角度之變化會使光線有不同的行進路線，深度及間距皆與 結構的分布密度有關，因此選定這三種參數做為V-cut田口實驗的因子進行實驗分 析，如圖45所示。在U-cut方面，半徑的變化會影響其弧面曲率，會使光線有不同的 行進路線，深度及間距皆與結構的分布密度有關，因此選定這三種參數做為U-cut田 口實驗的因子進行實驗分析，如圖46所示。
在經過光學實驗分析，並詢問從事光學設計之工程師意見後，訂定出V-cut與U-cut 因子之範圍，如表2、表3所示。
圖45 入光側 V-cut 縱溝結構之因子
圖46 入光側 U-cut 縱溝結構之因子
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表2
V-cut參數水準設定範圍
因子 範圍值
V-cut角度 75~135° V-cut間距 0.09~0.13mm V-cut深度 0.015~0.035mm
表3
U-cut參數水準設定範圍
因子 範圍值
U-cut半徑 0.03~0.05mm U-cut間距 0.09~0.13mm U-cut深度 0.015~0.035mm
二、品質特性之量測方法
本階段之實驗以入光側均勻度作為直交實驗之品質特性，為了準確的呈現品質特 性值，必須定義良好的量測方法。而在決定量測方法前，必須先了解3顆LED光源經 過導光板的折射、反射與散射等現象後的輝度分佈。
我們以入光側無添加結構之導光板進行模擬，為了求得導光板的輝度分佈，採用 均一性網點分佈(網點半徑與間距分別固定為一值)，網點半徑R=0.1，X與Y軸間距均 為0.4(後續之實驗也採用此設定)，進行光線追跡後，導光板之輝度分佈如圖47，白色 框線處可明顯的看出亮暗帶分佈，因此將此區域等分成12部份進行量測，圖48所示，
選取最低輝度值與最高輝度值進行相除，計算其均勻度，數據如表4，藉此方式來量 化導光板入光側之均勻度。
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圖47 入光側無添加縱溝結構之導光板輝度分佈
圖48 導光板入光側 12 塊量測區
表4
入光側無添加結構之導光板，12塊量測區之輝度值及其均勻度
1 2 3 4 5 6 最小值
164.18 145.31 163.44 167.29 143.58 165.82 143.58 均勻度
7 8 9 10 11 12 最大值
79.54%
173.69 163.22 177.58 180.51 167.19 175.08 180.51
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三、直交實驗
將V-cut與U-cut之因子範圍值平均分為5個水準，如表5、表6。由於本實驗有3因 子5水準，故選用L25(56)直交表來進行實驗，如表7所示。將V-cut與U-cut參數值分別 套用於直交表A~C中，建立25組實驗模型後，透過TracePro光學模擬軟體來了解導光 板的輝度分佈情況(V-cut與U-cut之25組輝度分佈圖請分別參閱附錄A及附錄B)。利用 此25筆實驗數據，取得每筆數據12塊量測區域之輝度值並計算其均勻度，V-cut與U-cut 的實驗結果見表8及表9。
表5
初步田口實驗V-cut因子和水準
水準 因子
V-cut角度(°) V-cut間距(mm) V-cut深度(mm)
1 75 0.09 0.015
2 90 0.1 0.02
3 105 0.11 0.025
4 120 0.12 0.03
5 135 0.13 0.035
表6
初步田口實驗U-cut因子和水準
水準 因子
U-cut半徑(mm) U-cut間距(mm) U-cut深度(mm)
1 0.03 0.09 0.015
2 0.035 0.1 0.02
3 0.04 0.11 0.025
4 0.045 0.12 0.03
5 0.05 0.13 0.035
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表7
L25(56)直交表 實驗
編號
因子
A B C D E F
1 1 1 1 1 1 1
2 1 2 2 2 2 2
3 1 3 3 3 3 3
4 1 4 4 4 4 4
5 1 5 5 5 5 5
6 2 1 2 3 4 5
7 2 2 3 4 5 1
8 2 3 4 5 1 2
9 2 4 5 1 2 3
10 2 5 1 2 3 4
11 3 1 3 5 2 4
12 3 2 4 1 3 5
13 3 3 5 2 4 1
14 3 4 1 3 5 2
15 3 5 2 4 1 3
16 4 1 4 2 5 3
17 4 2 5 3 1 4
18 4 3 1 4 2 5
19 4 4 2 5 3 1
20 4 5 3 1 4 2
21 5 1 5 4 3 2
22 5 2 1 5 4 3
23 5 3 2 1 5 4
24 5 4 3 2 1 5
25 5 5 4 3 2 1
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表8
初步田口實驗V-cut各因子在不同水準下於入光側均勻度之表現 實驗
編號
因子 均勻度
V-cut角度 V-cut間距 V-cut深度
1 75 0.09 0.015 82.73%
2 75 0.1 0.02 83.33%
3 75 0.11 0.025 85.29%
4 75 0.12 0.03 83.21%
5 75 0.13 0.035 84.90%
6 90 0.09 0.02 83.40%
7 90 0.1 0.025 85.47%
8 90 0.11 0.03 86.00%
9 90 0.12 0.035 84.34%
10 90 0.13 0.015 81.94%
11 105 0.09 0.025 85.12%
12 105 0.1 0.03 86.99%
13 105 0.11 0.035 85.39%
14 105 0.12 0.015 83.32%
15 105 0.13 0.02 83.42%
16 120 0.09 0.03 84.61%
17 120 0.1 0.035 85.29%
18 120 0.11 0.015 83.32%
19 120 0.12 0.02 83.26%
20 120 0.13 0.025 82.13%
21 135 0.09 0.035 82.91%
22 135 0.1 0.015 82.10%
23 135 0.11 0.02 82.22%
24 135 0.12 0.025 83.69%
25 135 0.13 0.03 83.10%
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表9
初步田口實驗U-cut各因子在不同水準下於入光側均勻度之表現 實驗
編號
因子 均勻度
U-cut半徑 U-cut間距 U-cut深度
1 0.03 0.09 0.015 80.90%
2 0.03 0.1 0.02 81.83%
3 0.03 0.11 0.025 83.13%
4 0.03 0.12 0.03 82.94%
5 0.03 0.13 0.035 81.64%
6 0.035 0.09 0.02 85.04%
7 0.035 0.1 0.025 82.84%
8 0.035 0.11 0.03 81.59%
9 0.035 0.12 0.035 83.03%
10 0.035 0.13 0.015 82.05%
11 0.04 0.09 0.025 81.69%
12 0.04 0.1 0.03 82.69%
13 0.04 0.11 0.035 83.01%
14 0.04 0.12 0.015 83.28%
15 0.04 0.13 0.02 82.33%
16 0.045 0.09 0.03 82.63%
17 0.045 0.1 0.035 82.41%
18 0.045 0.11 0.015 82.23%
19 0.045 0.12 0.02 82.37%
20 0.045 0.13 0.025 83.34%
21 0.05 0.09 0.035 83.24%
22 0.05 0.1 0.015 79.97%
23 0.05 0.11 0.02 82.49%
24 0.05 0.12 0.025 82.97%
25 0.05 0.13 0.03 84.07%
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