[发明专利]一种出光设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体地说，涉及一种导光板的出光设计方法。

背景技术

由于LED的功耗低、节能效果好；被广泛应用于各个领域；如作为背光源应用于显示屏，而目前由于很多的显示屏需要做的很薄，因此显示屏的背光模组一般采用侧导光式的结构；但侧导光式的导光板的侧面厚度较小，从导光板的侧面进入光线经投射、反射后从出光面发出；目前设计的背光模组结构，没有考虑到光线在导光板内部的分布，从而导致从导光板发出的光有暗区，均匀度较差。因此为了提高侧光式的背光模组发光效果，势必要设计一个较为合理的出光路径。

发明内容

本发明为解决现有技术中，侧导光式的背光模组的出光设计不合理，导致出光不均匀、有暗区的问题，提供一种出光设计方法，该方法能够对导光板中的光线进行优化，达到出光均匀的效果。

在调节导光板的出光线路时，目前最常用的是在导光板的底面设置网点，即调光网点；调光网点的分布会直接影响到导光板的出光均匀度，为了提高其均匀度，本技术方案直接针对其网点的分布进行设计。本发明所采用的技术方案是：

一种出光设计方法，包括以下步骤：

步骤1：提供一个导光板，导光板的折射率为θ、临界角为Φ，厚度为D；放置光源，使得光源发出光在进入导光板时，其入射角小于临界角；

步骤2：建立坐标，光源所在直线为y轴，导光板的长度方向为x轴，且x轴位于导光板的中部；

步骤3：导光板的下底面设置散射网点，并对导光板进行网格划分；散射网点分布函数为：f(x、y)＝s(x、y)/d²；式中：s(x、y)表示(x、y)处一个散射点的面积；d为网格边长；

步骤4：导光板内的微元dxdy的光通量变化为：dφ(x、y)＝Bdxdy；其中，B为导光板输出的亮度且为恒定数值；

步骤5：对步骤4的微元进行积分，得到(x、y)处的光通量：φ(x、y)＝T₁+T₂+……+T_n；其中：T_i＝φ_i-BW₁(x²+(y_i-y)²)^1/2；其中光源坐标依次为：(0、y₁)，……，(0、y_n)；W_i表示为第i个光源的球面波被导光板在(x、y)处截取的弧线长度；φ_i表示从第i个光源处(0、y_i)耦合进入导光板的光通量；

步骤6：导光板的出光面的出射光亮度正比于下底面散射光亮度，有：B＝kB₁；其中B₁为下底面散射网点散射发出的散射光亮度；且B₁＝k₁φ(x、y)f(x、y)；k、k₁均为比例常数；

步骤7：计算出f(x、y)，得到f(x、y)＝B/(kk₁φ(x、y))。

进一步地，对导光板的网点的形状进行优化设计，网点呈半球形或球冠形。

考虑到网点需要对光进行散射，选择半球形或球冠形的网点比较合适。

进一步地，步骤6中k、k₁根据设计需要来选取。

进一步地，k为5、k₁为0.3。

本发明的有益效果：本发明针对光源以及导光板的形状参数固定后，通过设计导光板网点分布，可以使得背光模组发出的光均匀。

附图说明

图1为LED的侧导光示意图。

图中W_i表示为第i个光源(0、y_i)的球面波被导光板在(x、y)处截取的弧线长度；W_j表示为第j个光源(0、y_j)的球面波被导光板在(x、y)处截取的弧线长度。

具体实施方式

下面结合图1和实施例对本发明做进一步的详述。

实施例：一种出光设计方法，包括以下步骤：

步骤1：提供一个导光板，导光板的折射率为θ、临界角为Φ，厚度为D；放置光源，使得光源发出光在进入导光板时，其入射角小于临界角；

步骤2：建立坐标，光源所在直线为y轴，导光板的长度方向为x轴，且x轴位于导光板的中部；