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大尺寸背光模组导光板光学仿真模型的研究-1 2012/8/14 9:39:37
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分类:默认分类 标签:LED技术 

1 引言

现代社会,液晶显示器被广泛应用于在电视上显示影像资料和文本信息,但是液晶本身不发光,它非常的黑以至于需要另加入光源作为背光源。常见的背光源主要有冷阴极射线管(CCFL),场致发射管(EL)和发光二极管(LED),考虑到环保,寿命以及节能等因素,LED替代了CCFL现在被广泛使用。在侧发光背光板中,光线从LED里发出后进入导光板,大多数的光线由于全反射理论而无法射出导光板。在导光板的下表面印刷有网点,当光线射在网点上时,由于网点的散射作用而发生散射,有些光线将从导光板上表面射出,进入扩散膜和增量膜,这两者的作用在于使尽可能的提高光出射量。不同的网点分布会导致不同的出光分布,也就是说,设计合理的网点分布对于背光模组均匀出光有重要意义。

总体来说有两种网点生成方法:规则网点生成和随机网点生成。规则网点生成比较简单,但是可能由于规则的点分布会出现莫尔纹。于此相对的是随机网点避免了这有问题,但是生成过程却比较复杂。对于规则网点来说,要获得均匀的照度分布,要将网点的半径作为变量,而网点间的位置关系是固定的,但对于随机网点来说就是反过来的,固定网点的半径,将网点间的距离作为变量。众所周知,要获得较高的出光效率就要增加网点的密度,但随着导光板尺寸的增加,网点数目也会变得巨大。虽然随机网点可以有效的解决莫尔纹,但还是要面对网点重叠和网点数目巨大等难题。为了应对大尺寸背光板时网点数量巨大的问题,在光学模拟过程中引入网点生成机制来建立一个自动的,省时的优化过程。

Idé【1, 2】 将分子动态学方法引入随机网点生成中。在他们的工作中,他们阐述了随机网点可以有效的消除莫尔效应,并可以通过调整网点的密度来获得随机网点,最近,J. G. Chang【3-7】 等人将动态分子生成随机网点的方法引入到了光学模拟的过程中,并运用分区技术和r-cut变量技术,来调整分区中的网点密度,并加速了形成均匀出光的网点分布的收敛速度。他们的主要工作在于利用r-cut技术,结合了随机网点分布和规则网点分布的优势,但却使优化过程更加复杂。在J. G. Chang【8】的另一篇文章中,他们采用了动态分子法,并将周期性边界理念引入到其中,减少了仿真的时间和复杂度,但是当需要设计的背光板由两边光源入射改为三边或者四边入射时,这一方法就不在起效果了。

为了克服上述缺陷,本文采用简化模型并利用动态分子法来生成网点,采用简化模型来减少了仿真的网点的数量,并结合规则网点分布和随机网点分布的优势来简化和加速网点优化的过程。这个方法将网点半径迭代过程和随机网点距离迭代过程互补优势,并很容易将其引入光学模拟过程。本文还将实验测得的导光板等模组的光散射属性曲线,通过拟合成常见的高斯散射和朗伯散射的函数,来使得仿真结果更加接近真实情况。将本文的方法应用于42寸的背光模组光学设计中验证了方法的有效性。

 

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