導光板設計—密度連續性
Design Principal of Light Guide Plate
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摘要
正確的導光板設計是以密度為依據,然而正確的密度雖然可以達到良好的出光均勻度,但是不良的密度連續性,會造成嚴重的光學問題,長久以來,密度的連續性一直是一個重要的課題卻常常被忽略.
前言
在同pitch時代,變化導光板垂直及水平間距的連續性,再修改點的大小,利用出光結果直接在CAD上修改,以不屈不饒的精神完成最終的使命---合規範的產品,工程人員無法確認產品的密度是否勻稱,抽樣方式的光學量測亦有無法完全反映問題.所以此類問題也被歸納成品味問題.所以品味問題除了來自佈點方式外,還有來自密度的部連續性。
不良的密度連續性會造成何種品味問題，我們粗分為以下幾種:
- 佈點造成的密度不連續
- 解析度造成的密度不連續
- 密度曲線造成的密度不良連續
- LED亮暗帶設計造成的密度不良連續
佈點造成的密度不連續
由於傳統的佈點方式是將設計稿切成小方塊,再計算每一個方塊所需的點數,最後再把所有方塊排列在一起,以晃動或wave減少區塊與區塊的排列不均勻性,所以切的越細,越不易發現,這個方法在擴散膜的幫助下,可以達到設計的規範與品味,但若是隨著LED亮度增加,LED亮暗修補及擴散膜的減量,這個問題就越加棘手.
如圖一.
圖1
解析度造成的密度不連續
在計算密度曲線時若計算的精度不足,或是採用圖形256灰階設計,由於其密度的精度不足會造成水波紋現象,其紋路就如同等高線一般,如圖二.
圖2
密度曲線造成的密度不良連續
現今的主流設計是採用網格來做密度設計,如何將點密度變成面密度,需要有良好的方式,最直接的方式是採用線性Fitting,這個方式一定可以如工程人員的假設,密度變化一致,然而一段一段的變化就如同精度不足的密度設計一般產生水波紋.早期加上擴散膜是可以接受的.現今有些客戶會要求看裸片,所以這個設計也就較少使用了.
曲線Fitting是較佳的選擇,然而困難度也較高,採用多次方強制Fitting是一種方式,此一方式可以得到最佳的密度連續性,且作用範圍長,沒有一段一段的問題,但是會有上下過度變化的不預期結果,如圖三,四.於是就產生新的想法,就是採用類似B-spline fitting的方式,節點不再是密度值,改以控制點的方式修正設計稿的密度值,此方法可以解決一定的問題,卻因其採用控制點非密度值,導致設計稿密度與設計者計算值不盡相同,造成困擾,尤其是當模擬軟體算出密度後匯入,因是密度值轉成控制值,造成模擬與實際佈匹配.。
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圖3 |
圖4 |
LED亮暗帶設計造成的密度不良連續
在LED亮暗帶等特殊地區的修補,如果也採用設計線的模式如圖五,可以輕易發現如果要固定設定點的值,並採用多次回歸,將會造成嚴重的問題,.所以改用上述B-spline fitting有較佳的結果,更甚者採用線性迴歸閃躲此一問題如圖6.
圖5
圖6
結論
看到這裡讀者可能斷定採用B-spline fitting是較佳的結果,但筆者並不以此為圭臬,因為如前所言此一方法已經改變了密度設計者的設計,徒增加困擾,那有更好的選擇嗎?仍採用多次長距離的fitting模式,在良好的背光模組網格設計,是不會產生如圖3的困擾,會產生圖3的困擾只有在LED等特殊修稿的部位,那只要在此處改成模組化修改(類似影像處理),就可以跳脫網格的設計曲線fitting造成的問題,且曲率的變化更可以彈性修改如圖7,若與圖6相比您一定可以發現其連續性較佳.所以我們採用不同的思考方式,試想您看到如圖8的結果,您會發現是密度變化率(slope)變化造成的亮暗帶嗎,還是網版出了問題?唯有精準的設計與一致的輸出才能找出真正原因,上述問題經過調整密度值後,解決設計稿密度變化不連續的問題,此一現象就自然解決了,您會選擇設計值與輸出不一致的設計還是選擇一致的設計,這就好像老鷹與禿鷹的演化一般,沒有對錯,我們選擇了面對問題(多次fitting)再解決問題(模組化修稿).您呢?
圖7
圖8
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