简单背光源设计(第8节课)剖析课件

1、简单背光源设计(第8节课)剖析简单背光源设计(第8节课)剖析什么是背光背光是指用于电子元件中的有一个要求背后出光的平面，其中可以包括小到PDA大到电视屏的电子设备。典型的背光包括光源，导光板或者是所谓的light pipe。光源一般置于导光板的一侧，以减小导光板的厚度。侧光一般使用总的内反射来沿着演示器的长度方向来传播光，下边图表中所示就是典型的背光设计。 什么是背光背光是指用于电子元件中的有一个要求背后出光的平面，典型的背光源结构典型的背光源结构主要的要求 均衡的光通过LCD的表面，而且光通量足够高，以便和日光环境有很好的对比度 主要的要求 均衡的光通过LCD的表面，而且光通量足够高，以便普

2、通光输出技术从导光板以垂直于光传播方向输出光有好几种技术手段。最普通的就是Printed light extraction （印刷式光输出）和molded light extraction （模型化光输出）。 普通光输出技术从导光板以垂直于光传播方向输出光有好几种技术手Printed Light Extraction（印刷式光输出）用于膝上电脑的背光的绝大多数冷阴极灯管(CCFL:Cold Cathode Fluorescernt Lamp)都运用印刷式光输出技术。白色网点的阵列被印刷在导光板的底表面。这些网点将入射光以散射的方式均匀地向各个方向反射出去。这些网点也可以被称为“Lamberti

3、an scatterers”，因为它具有平均光散射的特性。印刷式网点使光在导光板中的传播方向转向上表面，也就是LCD所在的平面。如下图所示。Printed Light Extraction（印刷式光输简单背光源设计(第8节课)剖析Molded Light Extraction（模型化光输出） 模型技术包括化学蚀刻或者激光蚀刻，V型槽和微结构技术。 另外可以在导光板下面放置白色的漫反射片来提高效率，因为这样可以循环利用没有被模型构造改变方向的光。 Molded Light Extraction（模型化光输出简单背光源设计(第8节课)剖析LightTools中设计背光设计步骤摘要：创建（或者导入）

4、一个导光板的光学机械模型。改变表面属性。创建其他光学部材（比如：扩散片）。创建（或导入）光表面。定义collect output的表面接收器运行模拟并且运用各种工具（比如照度计和亮度计）分析输出。LightTools中设计背光设计步骤摘要：用印刷式光输出设计背光 1、创建矩形导光板创建glass块。在底面创建光学属性区，这种操作会创建一个白色印刷点的圆形阵列。给表面属性赋值。2、创建光源。创建一个等效于CCFL的圆柱形光源。创建光源的反射面。3、在刚刚高于导光板上表面的地方创建一个dummy plane（虚拟的面）。在dummy plane上创建一个表面接收器来分析照度的均匀性，并且设置接收器

5、属性。4、创建一个亮度计来分析亮度比/平均亮度，并且设置亮度计的属性 用印刷式光输出设计背光 1、创建矩形导光板简单背光源设计(第8节课)剖析创建Glass块开始新的3D Design。设置系统单位为mm。画一个glass block来创建举行的light pipe，按如下步骤：在命令栏选择Elements 3D Objects Block3Pt. 创建Glass块开始新的3D Design。玻璃板右侧视图玻璃板右侧视图更改属性长宽高更改属性长宽高更改坐标改变块的方向以使其和Z轴对齐 更改坐标改变块的方向以使其和Z轴对齐 更改材料默认的材料是BK7_SCHOTT，一中普通的玻璃材料，由玻璃制造

6、商Schott生产。从LightTools提供的材料中Load用户材料Acrylic。 更改材料默认的材料是BK7_SCHOTT，一中普通的玻璃材料编辑用户材料编辑用户材料简单背光源设计(第8节课)剖析查看属性，选择导入的材料查看属性，选择导入的材料创建一个2D的光学属性区创建一个白色网点区（表现为白色印刷网点）来校正导光板中的光 创建网点，要利用LightTools. 2D optical property zones。这种构架允许在给定表面不同的区（zones）定义不同的表面属性。这些zones隶属于裸表面，并且对以任何方向入射的光都有作用，任何表面都可以有任意多的区，每个区可以有一个元件

7、或者一个阵列的元件，这个（些）元件有特定的外形（也就是：圆形，矩形，椭圆的，弓形的）。另外，这个区可以定义为黑白的图片BITMAP（*.bmp）在我们的例子中，用的以一个环形的阵列。创建一个2D的光学属性区创建一个白色网点区（表现为白色印刷网1、选择导光板底表面 将一种属性区域赋予一个表面，首先要选定这个表面。这种情况下，需要选择导光板的底表面。 1、选择导光板底表面 将一种属性区域赋予一个表面，首先要选定2、在底面添加2D图案旋转底面，点右键，添加2维属性区域2、在底面添加2D图案旋转底面，点右键，添加2维属性区域3、查看2D图案属性3、查看2D图案属性圆点的间隔这个偏移量是指圆和区域的边界

8、在X方向的偏移 是指圆和区域边界在Y方向的偏移 两个相邻圆在X轴方向的间距 两个相邻圆在Y轴方向的间距 圆点的间隔这个偏移量是指圆和区域的边界在X方向的偏移 是指圆更改特性区域光学属性然后改变特性区域的光学属性，这样这些圆就可以起白色印刷网点作用了。若要这样，需要将底表面的Ray Direction改为Lambertian Scatterer。备注：默认所有的表面以及光学特性区域的折射模式都是透射/TIR，也就是说所有的表面都表现为完全透射的。更改特性区域光学属性然后改变特性区域的光学属性，这样这些圆就简单背光源设计(第8节课)剖析底表面（包括光滑表面和2维印刷网点表面）的光学属性改为Lamb

9、ertian Scatterer底表面（包括光滑表面和2维印刷网点表面）的光学属性改为Lam简单背光源设计(第8节课)剖析修改反射率默认Lambertian Scatterer设置是反射率为1的反射。将反射率的值改为0.85来表现典型的白色印刷网点修改反射率默认Lambertian Scatterer设置是简单背光源设计(第8节课)剖析将Cube_1重命名为LightGuide 将Cube_1重命名为LightGuide 通过属性将Gamma值再改回0度 保存LightTools文件（FileSave As）到LTUser文件夹，命名为BacklightDesign。 通过属性将Gamma值再

10、改回0度 保存LightTools文查看网点先改为线框图模式点右键查看首选项查看网点先改为线框图模式底面网点结构底面网点结构来光线追迹查看效果可以看到：随机地，入射光线遇到网点，反射到上表面。 最后，删除NS光线。 这就完成了用印刷式光输出技术创建导光板的过程。 来光线追迹查看效果可以看到：随机地，入射光线遇到网点，反射到1、创建光源（添加面光源）1、创建光源（添加面光源）查看光源属性查看光源属性修改几何体修改几何体将X坐标改为10将X坐标改为10光源光通量这样可以使光源的亮度大概接近为。光源光通量。设置发光面设置发光面创建光源的反射罩利用圆柱透镜和布尔运算来制作反光罩创建光源的反射罩利用圆柱

11、透镜和布尔运算来制作反光罩简单背光源设计(第8节课)剖析Subtract制作空心圆柱Subtract制作空心圆柱Trim制作半圆反射面Trim制作半圆反射面设置光学属性旋转圆柱体，点击右键设置光学属性除了第二个圆柱面设置成反射外，其他面都设置成吸收。设置光学属性旋转圆柱体，点击右键设置光学属性简单背光源设计(第8节课)剖析光线追迹查看设计效果1、内表面反射2、删除光线追迹光线追迹查看设计效果1、内表面反射设置反射镜坐标设置反射镜坐标简单背光源系统简单背光源系统光源和反光罩紧靠导光板将光源的Z坐标设为-1,反光罩的Z坐标设为0（光源的半径为1）。光源和反光罩紧靠导光板将光源的Z坐标设为-1,反光罩的Z坐标简单背光源设计(第8节课)剖析设置接收面在导光管上表面设置接收器。设置接收面在导光管上表面