第四章 側照式背光模組模擬結果
4.2 研究過程
圖4.1.4 光照度分佈圖及均勻度
圖4.2.1 LED 緊貼導光板之照度圖
圖4.2.2 LED 距導光板 2 mm 之照度圖
圖4.2.3 LED 距導光板 4 mm 之照度圖
表4.2.1 導光板與發光二極體之距離
LED 距導光板 Max lux 出光效率
0mm 21.6 13.5%
2mm 16.6 10.1%
4mm 10.4 5.8%
由表4.2.1 我們可以得知 LED 光源在距離導光板愈遠時，出光效率及 Max lux 都會漸漸降低，因此我們在設計上LED 光源最好能緊貼著導光板，達到最高的效率。
(二) 入射光源角度
液晶顯示器本身不會發光，所以必須給定一發光源，發光二極體背光源主要是 提供均勻輝度的面光源，強調的是面光源的均勻性。
光線入射角度會影響導光板出光的均勻度，角度太傾斜會使大量光線提早離開 導光板，造成導光板側邊亮中間暗，出光的均勻度不佳。
以下做幾個模擬來觀看改變入射光源角度，對導光板出光情形的模擬如圖4.2.4 到圖4.2.6 所示。
圖4.2.4 光源往下 20 度(未加網點)
圖4.2.5 光源平行入射(未加網點)
圖4.2.6 光源往上 20 度(未加網點)
表4.2.2 光源角度結果整理(未加網點)
角度調整 出光效率 Max lux
往上20 17.7% 23.9
平行入射 13.3% 22.9
往下20 5.4% 10.4
由表 4.2.1 可得知在未加入網點的情況下，光源入射角度的效率以往上 20 度為最佳。但在加入網點後，光源入射角度的效率是否依舊為往上20 度為最佳，在 此我加入第一組網點尺寸，如表4.2.3 所示。
表4.2.3 網點位置
佈點位置 R(mm) Height(mm) 0~68 0.5 0.02 69~124 0.5 0.05 125~153 0.7 0.1 154~207 0.5 0.05 208~277 0.5 0.02
圖4.2.7 光源往下 20 度(加入網點)
圖4.2.8 光源平行入射(加入網點)
圖4.2.9 光源往上 20 度(加入網點)
表4.2.4 光源角度結果整理(加入網點)
角度調整 出光效率 Max lux
往上20 81.5% 39.4
平行入射 90.7% 48.5
往下20 85.2% 39.1
由表4.2.3 可得知原本的架構在加入網點，光源入射角度變成平行入射為最
佳。我們在設計上都會加入導光板網點，因此光源入射角度最後選擇平行入射。
(一) 導光板網點的大小
在無網點的導光板中絕大部分的光通量都集中在兩邊燈管的入光側，為了將光 線導引出導光板的出光面，本研究將在導光板的底面加上網點，以破壞光源在導光 板內的全反射，並將光源均勻的引導出來。
本研究將導光板模型底面網點採等距離分佈網點，將網點與網點間的中心距離設為 固定值，藉此設計分佈網點，由改變網點半徑的大小，當網點半徑越大，破壞光線 在導光板內全反射的能力越強，如果靠近燈管的網點越大，能量就會集中在靠近燈 管處，遠離燈管處只剩少許的能量，所以在進行網點分布設計時，靠近燈管的網點 必須比較小，越遠離燈管則網點漸漸變大，依據此設計概念讓光源均勻輸出導光板 出光面。
以下為模擬導光板的網點大小影響照度的結果
圖4.2.10 網點尺寸 Radius 為 0.5 mm 及 Height 為 0.02 mm
圖4.2.11 網點尺寸 Radius 為 0.5 mm 及 Height 為 0.05 mm
圖4.2.12 網點尺寸 Radius 為 0.5 mm 及 Height 為 0.1 mm
圖4.2.13 網點尺寸 Radius 為 0.5 mm 及 Height 為 0.5 mm
表4.2.5 四種網點比較照度圖
網點高度 均勻度 Max lux
0.02 mm 32.2% 29.9
0.05 mm 11.0% 38.7
0.1 mm 3.1% 52.6
0.5 mm 0.1% 60.5
(一) 網點分布排列
網點patten 不規則排列會形成局部亮點或是暗點的出現，但可 以避免和cell 的 data line 與 gate line 所形成的規則 patten 分佈。
理想的網點須具備以下三點
1.patten 分佈極不規則，避免出現 moire 條紋。
2.patten 不規則分佈，使肉眼無法辨識輝度不均勻。
3.高度對應性可滿足連續填充分佈。
光 源 光 源 光 源 光 源
圖4.2.14 光碰到交錯與平行網點的機會比較
圖4.2.15 平行網點
圖4.2.16 交錯網點