1. 前言

　　小尺寸液晶显示器的背光模块受限于空间及避免使用高压等因素而选用发光二极管(LED)为光源。当发光二极管所放射的光直接导入背光模块时，由于发光二极管的发光有一定的扩散角度使得背光模块容易出现出光不均匀的现象。其中以发光二极管扩散角度区内越靠近发光二极管光源处越亮而边缘处越暗为最明显。目前文献上提出解决的方式有：将扩散网点设计成以发光二极管为中心呈同心圆方式[1]，或者利用光学透镜扩大发光二极管的发光角度以分散出光角度[2]，或者使用多颗发光二极管排成一列让发光二极管发光重迭，使得光源如一般大型液晶显示器所采取的冷阴极管(CCFL)呈线光源[3]。

　　同心圆方式扩散网点设计是个不错的方式，但是同心圆式的扩散网点设计增加了设计及制造的困难。除此之外以实用经济的考虑，加了光学透镜或光学组件均会增加成本。有鉴于此，如何以传统网状式网点为基础设计以发光二极管为光源的背光模块引起我们的研究兴趣。

　　本文提出藉由区块细划法来改善传统网状式网点的纵向及横向密度，依发光二极管光能量的分布来设定不同密度以调整靠近光源处的光亮度及补偿边缘区亮度不足的现象，设计出光均匀度良好的导光板。另外，以目前手机使用最普遍的2.2吋液晶显示器面板而言，两颗发光二极管发光亮度已足够，然而未来小型面板逐渐走向3吋的趋势，以3吋的面积为2吋的2.25倍而言，所须的亮度需要四颗发光二极管发光才足够。我们将发光二极管安排于背光板四角落，如图1所示，以多角度光源方式来分散亮度及减少边缘暗带，利用旋转LED摆放的角度及传统网状式配以区块细划方法来进行设计。

　　2. LED旋转角度设计

　　首先我们将LED放置于导光板四角落，LED光轴与边角呈±450，仿真结果显示面板亮度虽然呈现上下对称左右也对称，但因面板为长方型使得长边暗区又深又长，如图2所示。长边的区带其光能量分布因距离关系而更微弱，此时光能量的差距为182 W/m2。于是我们设计旋转LED的角度来补强两LED之间所形成的暗带，我们试着改变LED的偏角以弥补距离的差异。经模拟后LED旋转至±63.5°及±26.5°有最佳效果，LED旋转后所放射的光能量如图3所示。

　　本文以Tracepro针对3吋面板为仿真对象进行仿真，导光板材质为PMMA折射率约为1.49，光源采用Nichia公司型号为NSCW020T的发光二极管四颗，瓦特数为120mW，光源与导光板表面的间距为0.15mm，四颗发光二极管各置于导光板的四顶角，其中两斜对角之LED各旋转至±63.5°及±26.5°。采用固定网点的设计方式以均匀网点来模拟分析以了解光分布的情形，首先以网点半径为0.05mm深度为0.02mm作分析模拟，其导光板的光能量分布如图4所示。

　　从光能量分布图可知，只旋转LED摆放的角度是无法达到面板出光均匀，靠近LED发光处有明显的亮带而导光板边缘区的光强度依然比较微弱，光输出能量差异虽然缩小至115 W/m2，但整体导光板光能量分布均匀性还是很差。