側(cè)導(dǎo)光LED背光源的設(shè)計
圖3 散光點的大小分布與光強(qiáng)度關(guān)系示意圖
2、導(dǎo)光板凹形入射面設(shè)計
導(dǎo)光板的人口設(shè)計成凹形面,可以更好地進(jìn)行光通禍合,如圖4所示。對于大多數(shù)LED燈,表面出射的光是發(fā)散的。凹面使得光線以最小的折射度進(jìn)人導(dǎo)光板內(nèi),接著導(dǎo)光板邊緣的弧面將光線反射成一條窄小的光束。這樣,就有更多的光線全反射回到導(dǎo)光板內(nèi),而不是折射到塑料和空氣界面上。從而減少LED光損失,提高背光源的亮度。
圖4 凹形入射面光反射示意圖
圖5 契形導(dǎo)光板內(nèi)光反射示意圖
3、契形導(dǎo)光板設(shè)計
對于小尺寸LED顯示器(小于50mmx100mm),使用扁平導(dǎo)光板。對于較大尺寸LED顯示器,則采用契形導(dǎo)光板,如圖5所示,契形邊改變導(dǎo)光板內(nèi)全反射光線的角度,減少底面反射光的角度,一方面減少光線反射到導(dǎo)光板表面的人射角,使得折射出光線更加接近法線方向,另一方面使得原來因反射光的角度過大而不能從導(dǎo)光板表面折射出去的這部分光線可以在導(dǎo)光板表面折射出去,從而提高LED光利用率、提高背光源的亮度。
4、選用合適的LED外形結(jié)構(gòu)
LED外形結(jié)構(gòu)決定著LED光學(xué)參數(shù)的分布特性,具體地說,它影響著LED的發(fā)光強(qiáng)度樣,一般來說,出光面為凸型的LED,發(fā)光強(qiáng)度高,半強(qiáng)度角小,光線集中;出光面為平面的LED,發(fā)光強(qiáng)度低,半強(qiáng)度角大,光線分散。對于小尺寸LED背光源,應(yīng)選擇出光面為平面的LED,可以使光線均勻地進(jìn)人導(dǎo)光板,對于大尺寸LED背光源,應(yīng)選擇出光面為凸型的LED,發(fā)光強(qiáng)度高,以保證背光源的亮度。同時LED的大小應(yīng)該考慮,LED的厚度小于導(dǎo)光板的厚度,使LED發(fā)出的光盡可能全部地進(jìn)人導(dǎo)光板內(nèi)。
5、消除LED入射區(qū)的亮線
LED與導(dǎo)光板在側(cè)面組裝時,光線進(jìn)人導(dǎo)光板后會出現(xiàn)沿LED方向的一條亮線,影響背光源的亮度均勻性。消除此現(xiàn)象有兩種方法:一種是采用黑色涂蓋法或蓋上一層遮光紙,吸收光線。另一種是空白過渡法,即底面沒有印刷白色網(wǎng)點或注塑小凸點。應(yīng)用全反射原理,在空白過渡區(qū),光線反射回導(dǎo)光板內(nèi)。這種空白過渡區(qū)須經(jīng)實驗確定。
6、選用合適的散射膜和反光紙
散射膜提高均勻性,但降低亮度;反光紙?zhí)岣週ED光能利用率,減少光能泄露,提高亮度,因此對于這兩種光學(xué)膜片的反射率和透過率有較高的要求,應(yīng)選擇合適的反射率和透過率,以兼顧亮度和均勻性,達(dá)到滿意的效果。
五、結(jié)語
隨著需求多樣化,用戶對側(cè)導(dǎo)光LED背光源的大小、形狀、發(fā)光顏色、亮度的均勻性等要求很多,這給材料的設(shè)計提出更高的要求。在實際設(shè)計中應(yīng)結(jié)合光學(xué)原理,多做試驗,積累經(jīng)驗,才能設(shè)計出優(yōu)異性價比的背光源。
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