第五章 網點最佳化設計
第一節 初步田口實驗
一、參數設計與因子選定
導光板初始網點半徑值的選定是十分重要的，如果挑選的網點半徑值太大或太 小，均會造成後續設計上的困難。因此我們將網點間距固定為0.2mm(後續之實驗也 採用此設定)，以不同的網點半徑來觀察輝度的分布情況，根據圖58可得知，網點半 徑為0.2mm及0.3mm時，其輝度曲線較為平滑，在後續的改善上較為容易，可作因子 水準選定之參考。
圖58 不同半徑之網點在均一性分佈下之輝度分佈
有了初始網點半徑的參考值後，必須將導光板適當的劃分區塊，如果對導光板作 等面積的劃分，在劃分的區塊夠多的條件下，此做法是無疑問的，如果劃分的區塊太
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少，對於輝度變化較大的入光側，要以較大區塊的網點設計來滿足高均勻度之需求是 很困難的。因此，根據LED的發光特性以及入光側加入V-cut之效果，再配合光能量 隨著距離的增加而遞減的原理，將導光板劃分成31個區塊，依對稱的方式給予因子編 號，如圖59所示，其中LED前方區域亮度過於集中，如進行怖點，網點勢必過於微小，
無法進行製造，因此該區域不予佈點。最後根據網點半徑越大時，其區塊的輝度值也 愈高的概念，定出網點半徑值之範圍，如表26所示。
圖59 區塊劃分示意圖
表26
網點半徑設定範圍
因子 範圍值 因子 範圍值
1 0.02~0.025mm 7 0.025~0.045mm 2 0.03~0.05mm 8 0.0275~0.0475mm 3 0.025~0.045mm 9 0.0325~0.0525mm 4 0.02~0.04mm 10 0.035~0.055mm 5 0.025~0.045mm 11 0.045~0.065mm 6 0.02~0.04mm 12 0.045~0.065mm
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二、品質特性之量測方法
本階段之實驗以導光板均勻度作為直交實驗之品質特性，而均勻度的計算一般來 說會採用9點量測法，如圖60所示，由9個量測點中，選取最小輝度值Lmin與最大輝度
值L ，以式27計算導光板之均勻度。此種量化導光板均勻度的方法，涵蓋的發光面max
積與取樣的數目都過少，在計算均勻度上容易造成誤差，會影響後續類神經網路的預 測準確性。
% 100
max min
L
Uniformity L (27)
圖60 9 點量測法示意圖
因此，本研究參考許瑋宗(2008)的研究成果及建議，將導光板的主要發光區域分 成14×10個小區塊進行量測，如圖61中虛線區域。將TracePro模擬結果的Irradiance Map 另存為Excel數據，以巨集的方式針對140個量測區所對應的位置擷取其輝度值，如圖 62，再計算出均勻度，藉此提升均勻度的可信度。
63 圖61 140 個量測區示意圖
圖62 Irradiance Map 的 EXCEL 數據
三、直交實驗
本實驗有12個因子，代表著12種區塊之網點半徑值，由於各區塊間網點半徑值的 變動，對於導光板輝度之分佈影響甚鉅，我們希望以較多的水準數以及實驗次數進行
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實驗，因此選擇L50(21×511)混合直交表進行實驗，因子及其水準列於表27，直交表如 表28所示。將網點參數值分別套用於直交表中，建立50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(50組輝度分佈圖請參閱附錄E)並計算 140點量測之均勻度，實驗結果列於表29。
表27
初步田口實驗因子和水準
水準 因子
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 0.02 0.03 0.025 0.2 0.025 0.02 0.025 0.0275 0.0325 0.035 0.045 0.045 2 0.025 0.035 0.03 0.25 0.03 0.025 0.03 0.0325 0.0375 0.04 0.05 0.05 3 0.04 0.035 0.03 0.035 0.03 0.035 0.0375 0.0425 0.045 0.055 0.055 4 0.045 0.04 0.035 0.04 0.035 0.04 0.0425 0.0475 0.05 0.06 0.06 5 0.05 0.045 0.04 0.045 0.04 0.045 0.0475 0.0525 0.055 0.065 0.065
表28
L50(21×511)直交表 實驗
編號
因子
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 3 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 4 1 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 5 1 1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 6 1 2 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 7 1 2 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 8 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 1 9 1 2 4 5 1 2 3 4 5 1 2 1 10 1 2 5 1 2 3 4 5 1 2 3 1 11 1 3 1 3 5 2 4 4 1 3 5 1 12 1 3 2 4 1 3 5 5 2 4 1 1 13 1 3 3 5 2 4 1 1 3 5 2 1 14 1 3 4 1 3 5 2 2 4 1 3 1 15 1 3 5 2 4 1 3 3 5 2 4 1
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表 28 (續) 實驗 編號
因子
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 1 4 1 4 2 5 3 5 3 1 4 1 17 1 4 2 5 3 1 4 1 4 2 5 1 18 1 4 3 1 4 2 5 2 5 3 1 1 19 1 4 4 2 5 3 1 3 1 4 2 1 20 1 4 5 3 1 4 2 4 2 5 3 1 21 1 5 1 5 4 3 2 4 3 2 1 1 22 1 5 2 1 5 4 3 5 4 3 2 1 23 1 5 3 2 1 5 4 1 5 4 3 1 24 1 5 4 3 2 1 5 2 1 5 4 1 25 1 5 5 4 3 2 1 3 2 1 5 1 26 2 1 1 1 4 5 4 3 2 5 2 2 27 2 1 2 2 5 1 5 4 3 1 3 2 28 2 1 3 3 1 2 1 5 4 2 5 2 29 2 1 4 4 2 3 2 1 5 3 5 2 30 2 1 5 5 3 4 3 2 1 4 1 2 31 2 2 1 2 1 3 3 2 4 5 5 2 32 2 2 2 3 2 4 4 3 5 1 1 2 33 2 2 3 4 3 5 5 4 1 2 2 2 34 2 2 4 5 4 1 1 5 2 3 3 2 35 2 2 5 1 5 2 2 1 3 4 4 2 36 2 3 1 3 3 1 2 5 5 4 2 2 37 2 3 2 4 4 2 3 1 1 5 3 2 38 2 3 3 5 5 3 4 2 2 1 4 2 39 2 3 4 1 1 4 5 3 3 2 5 2 40 2 3 5 2 2 5 1 4 4 3 1 2 41 2 4 1 4 5 4 1 2 5 2 3 2 42 2 4 2 5 1 5 2 3 1 3 4 2 43 2 4 3 1 2 1 3 4 2 4 5 2 44 2 4 4 2 3 2 4 5 3 5 1 2 45 2 4 5 3 4 3 5 1 4 1 2 2 46 2 5 1 5 2 2 5 3 4 4 3 2 47 2 5 2 1 3 3 1 4 5 5 4 2 48 2 5 3 2 4 4 2 5 1 1 5 2 49 2 5 4 3 5 5 3 1 2 2 1 2 50 2 5 5 4 1 1 4 2 3 3 2 2
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表29
初步田口實驗之結果 實驗
編號
140點量測 實驗
編號
140點量測
Lmin (nt) Lmax (nt) 均勻度 Lmin (nt) Lmax (nt) 均勻度 1 5009.93 7791.41 64.30% 26 5270.64 8288.61 63.59%
2 5599.84 7284.23 76.88% 27 4774.96 8983.18 53.15%
3 5930.07 7096.52 83.56% 28 5026.78 8561.78 58.71%
4 5617.90 7387.14 76.05% 29 4673.93 8805.66 53.08%
5 4955.83 8236.97 60.17% 30 4816.14 8512.06 56.58%
6 4855.74 8502.55 57.11% 31 5037.40 7807.67 64.52%
7 4699.39 7938.95 59.19% 32 4261.55 7803.25 54.61%
8 4756.62 8249.58 57.66% 33 4371.97 9390.02 46.56%
9 4663.41 8421.95 55.37% 34 4901.93 8276.35 59.23%
10 4624.19 8521.96 54.26% 35 4827.48 8033.98 60.09%
11 5368.37 7886.97 68.07% 36 4763.81 8906.28 53.49%
12 5291.12 8879.19 59.59% 37 4542.42 8373.43 54.25%
13 4424.16 8314.05 53.21% 38 5086.17 8033.96 63.31%
14 5016.32 7816.94 64.17% 39 5112.22 8482.30 60.27%
15 5047.08 8584.98 58.79% 40 5219.71 7726.65 67.55%
16 4503.24 8268.91 54.46% 41 5065.31 8282.86 61.15%
17 5437.85 7685.66 70.75% 42 4964.78 8371.30 59.31%
18 5075.33 8163.48 62.17% 43 4894.93 7399.19 66.15%
19 5212.31 7610.82 68.49% 44 5259.20 8236.80 63.85%
20 5619.31 7592.17 74.01% 45 4690.87 8029.84 58.42%
21 5100.92 7558.74 67.48% 46 5623.28 8173.34 68.80%
22 4958.50 8424.54 58.86% 47 4886.06 8365.53 58.41%
23 5071.67 8060.74 62.92% 48 4592.17 8107.69 56.64%
24 4844.37 7993.73 60.60% 49 4889.97 8443.12 57.92%
25 4981.61 7590.74 65.63% 50 5745.20 7445.31 77.17%
經由L50(21×511)田口直交實驗後，從表29可得知，最佳網點組合為第3組，如表30 所示，導光板經140點量測的均勻度為83.56%，其輝度分佈如圖63所示。
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表30
初步田口實驗均勻度最佳之參數組合
因子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
網點
半徑 0.02 0.03 0.035 0.03 0.035 0.03 0.035 0.0375 0.0425 0.045 0.055 0.055
圖63 初步田口實驗均勻度最佳組之輝度分佈