Lgp (light guide plate) pattern design by using light tools for back light units of tft lcd tvs

Abstract

Işık kılavuzu plakalar ve desenleri arka ışık üniteleri ve dolayısıyla likit kristal panellerin parlaklıkları ve eş dağılımları üzerinde oldukça etken bir rol oynamaktadır. Parlaklık ve eş dağılım daha az veya daha ucuz bir optik yapı kullanımına izin verecek seviyeye getirilebilirse ortaya çıkacak olan panel sadece maliyet değil, üretim süreci açısından da daha rekabetçi bir pozisyona sahip olacaktır. Bu çalışmanın kapsamı, yansıtıcı polarizerler gibi daha pahalı filmlerden kurtulmak hedefine ulaşmak için, parlaklık ve dağılımı iyileştirecek bir ışık kılavuzu nokta desen dağılımı tasarlamaktır.Bu hedefi yakalamak için nokta deseni tasarlarken Light Tools optik simülasyon yazılımı kullanılacak ve simülasyon sonuçları üretim sonuçları ile karşılaştırılacaktır. Bu karşılaştırma sonucunda noktaların ve arka ışık ünitesinin optik modelleri iyileştirilecektir.Çalışma kapsamında kullanılan arka ışık ünitesi 39` bir likit kristal panele ait, 52 adet LED içeren yandan aydınlatmalı bir ünitedir. ünitenin LED'leri kısa kenar üzerine yerleştirilmiştir. Eş dağılım hedefi %75 (VESA), parlaklık hedefi ise 300 nittir. Aynı zamanda kullanımı hedeflenen optik yapıda DBEF filmi olmamalı ve güç tüketim sınıfı ise A+ olmalıdır. Boyut, LED sayısı ve yerleşimi, güç tüketimi ve optik yapının her biri başlı başına birer çalışma konusu olabilirler.İlk parametreler ile alınan baskının ve üzerinde yapılan ölçümlerin sonucunda panelin eş dağılımı %61 çıkmıştır. Bu deneme sayesinde gerçek dünya ölçüm sonuçları ile simülasyon sonuçları karşılaştırılmış ve nokta deseninin optik parametreleri optimize edilmiştir. Final tasarım hedefleri tutturmuş ve %76.63'lük bir eş dağılım ve 338 nitlik merkez parlaklığa ulaşmıştır. Nokta dağılımını deneme ? yanılma yöntemi yerine simülasyon ile finalize ederek gerek maddi olarak gerekse zaman açısından büyük bir avantaj sağlanmıştır.

The light guide plates and their pattern play a critical role on the brightness and the uniformity of the back light unit hence the liquid display panel. The scope of this study is to design a dot pattern that will increase the uniformity and the brightness of the back light unit to a level that will allow discarding more expensive films such as reflective polarizers.To achieve this purpose an LGP pattern was designed by using an optical simulation tool (Light Tools), the resulting plate was produced and the results with the real measurements were compared against simulation. The results showed significant improvement over existing LGPs. The system studied in this work incorporated a 39` panel with 52 LED placed at the short edge of the back light unit. The uniformity target was 75% (VESA) from 1/6 of the active area and the brightness target was 300 nits. Optical stack was aimed to be DBEF free and the power classification target was A+. The initial parameters resulted in a distribution of ~61% uniformity, but this trial served as a starting point to compare the dot's optical parameters with the real world results leading to optimum parameterization. After which, the design results were much closer to production results. The final design achieved the minimal targeted specifications of 300 nits (338 nits) and 75% (76.63%) uniformity.Simulating the light guide plate's dot pattern and testing many pattern distributions saved both time and money compared to producing all of them.