LED导光板简易教程.doc
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1、|原理概述这一课我们来学习利用 tracepro 软件建立 LED 导光板。首先我们简单了解一下导光板的原理。导光板(如图 1-1 所示)基本工作原理是在下表面设置有具有一定排布规律的微结构阵列,当光线从侧面进入导光板内后,通过微结构的散射作用,破坏导光板上表面的全反射现象,使光线改变原有几何光学路径,从上表面射出。为了使光线的均匀出射,必须对微结构进行优化设计。图1-1 导光板结构示意图选取不同折射率的材料制作导光板时,材料的折射率决定了光线在导光板内的全反射时的临界焦,也就是说可以对出射光线的角度进行选择。如图 1-2。图 1-2 导光板内光线的传播由此可知, 大部分耦合进导光板的入射光都
2、以全反射的形式向前传播, 没有光线从上表面折射出去。为了让光线从导光板的上表面射出, 必须在导光板的底面布置散射网点, 破坏光的全反射。现在在进行网点设计时都采用非均匀分布。目前比较成熟的网点分布理论有超均匀分布理论,斥力缓和法, 动态分子法, 但这些方法都只停留在理论设计方面。具体采用何种方法设计网点, 到目前为止还没有确切可行的方法, 大部分都是靠光学模拟软件进行模拟并根据模拟效果, 调整网点的间隔以及大小。一般的设计原则是靠近光源部分的网点尺寸要小一些, 且稀疏一些; 而远离光源的地方网点尺寸大一些, 且要密一些。此外网点的形状对出光的均匀效果也会有一定的影响。而综上所述易得,|网点倾斜
3、角越大反射效果越明显,网点越密反射效果越明显。由于模型中光源在两侧,因而应在设计时使导光板远离光源处的网点尺寸大间距小,靠近光源处的网点尺寸小间距大。考虑到实际加工及模型模拟方面的问题,网点的尺寸设计应处理成等半径变深度网点,间距设计应处理成渐变形式。相关研究表明网点间距变化采用多项式多次方程变化可达到设计要求。在实际网点设计中,多项式方式是一种较为合理的微结构布局方式,它具有较多的可调参数改变这些参数能够精确控制导光板表面的微结构设计,无论是表面微结构的整体疏密分布还是疏密的渐变程度都能够得到精确的调整,按照多项式方式捧列导光板表面微结构可以使导光板的各项性能达到最佳值。确定导光板网点结构按
4、照多项式方式进行排布后需要对多项式的各个参数进行设置,多项式的形式如式(1-2-1)所示:式 1-1432)( exdcxbaxf 其中 a、b、c、d、e 为可变参数,通过调整其数值即可改变导光扳表面微结构分布的疏密以及渐变程度等设计情况。由现有理论可知在多项式的五个参数中,参数 a 和参数 c 为影响导光板性能的主要参数,在导光板的设计中起着决定性的作用。参数 b、参数 d 和参数 P 用于导光板微结构的细节调整,其中参数 b 主要受到导光板的几何尺寸等外界客观因素影响。在实际设计时,可令b=d=e=0,进一步简化方程,在达到性能要求的情况下使设计更加简洁高效。建立步骤Tracepro 中
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