TW200817662A - Brightness distribution of a backlight module and method for predicting illumination efficiency - Google Patents

Description

200817662 •九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係隸屬一種背光模組之技術領域，特別係針對背光模 組設計時’就其光源發光之輝度加以預測與改良之技術手段。 【先前技術】 按’『薄膜電晶體液晶顯示器』因具有省電、輕薄、環保與低 無，射等諸多優勢，現已成為各種科技產品搭配應用之必需品， 而『液晶顯不器』本身並不發光，故需要將光源置於後方，『背光 杈組』就是提供光源給液晶面板發光之用，其應用範圍由小尺寸 之手巧、j位相機，至大尺寸之液晶電視等。而一般液晶顯示器 因為月光杈組之光源輝度分佈不均，會造成使用者觀視時視覺上 的調感，以及影像顯示時光度、色度不良等情形，故而如何 測出月光模組之輝度便成為一項極其重要之程序。 第可知，—般#光歡其輝餘的制，如公告 弟558633遽『角度依存之輝度均勾性之量測 __㈣量制料麵糾絲;^^ 於口質要炎』= 由輝度的數值來判斷背光模组產生之光源是否合 度;=======均之輝 造成業上!的;:? 一或右邊、中間較亮等，進而 有鑑於此，本發明人本著多年從事 驗，針對上述制所碰之缺失的研發與製造經 尋求解決之道，經過長期努力之研紐試之需求積極 麵之_度分敍發絲幅;if力的創作出 上述之缺失。 3方法』，猎以改善 5 200817662 【發明内容】 “本發明主要之目的係提供一種『背光模組之組輝度分佈及發 光效率預測方法』，其係令背光模組設計時，可利用量測之輝度值 預巧整個發絲之輝度分佈及發光效率，以供設計者作為判斷背 光板組之發光效率是否符合設計S求之依據，並可視情況改呈盆 光源輝度之分佈。 η/、 中： 緣以達成上述之功效、目的，本發明『背光模組之組輝度分 佈及發光效率酬方法』，錢將背細組之出光分成若干發 ^區域後’利用一輝度計量設備配合一系列量測步驟取得各個發 統域之輝度值後，再將該轉度值代人—光度計餘式中進^ ^析’進—步能預測出整個背光模組其輝度分佈及發光效率，其 様件=⑤備係由旋轉平台、支f、亮度計及電腦系統等 構t成，該旋轉平台係供背光模組置放，而支臂係用以調整該 平台間之間距，該亮度計則係為高解析度CCD，可 ί=Γ 2標、亮度、色溫與標度值差等，主要係用以量測 度與對比等’再利用該電腦系統儲存其所感 /之輝度值,其_之步驟係先將f光模組平放於該旋轉平台 :亚初始化與校正該亮度計練值，以及移動 ’再設定料光模組侧發光區域之範圍，i定3 =亥=區域欲擷取參考點之相對座標值，而透過該亮度= 固么光區域之輝度值，接著再將該等發光區輝^ 出3發光，之輝度錐角，以及轉發統域平均^度& 步利用月光杈組其單位面積内發出 值 輝度分佈及發辑。軸_==== 200817662 鄕，麵由調整輝度 例並術^手段及其功效’兹舉—較佳實施 敛當可由之得-深入而具體的瞭解。 特 【實施方式】 式再ίίίίί進—步瞭解本發明之結構設計及技術，謹配合圖 及丨圖所示’本發明『背光模組之組輝度分佈 =2 〇) ’係將該背光模、组（2 〇 )之出光面區= 域（2 1)後，利用該輝度計量設備& =各個發光區域(21)之輝度值後，再將該等輝= )其輝===分Ϊ中而能細贈細組（2 〇 該輝度計量設備（10)係由旋轉平纟（工1) 平：fiVA3):以i電腦系統（14)等構件組成。該旋轉 口1)係用以供欲測試之背光模組（2〇)置放，而支臂 2)^系用以調整該亮度計（工3)與旋轉平台（工工）間之 J ’該亮度計（1 3 )難為高解析度CCD，可即時顯示色度座 π、売度'色溫與標度值差等，主要肋量測背光模 之色度、輝度與對比等，再利用該電腦系統（丄4)儲 剛之輝度值’以提供光度計量程式進行運算時所需之輝度&值: 而利用該計量設備（1 〇 )施以之量測步驟包含·· △ A ·制物定位、校正，將f光额（2 Q )平放於該旋轉 十〇 (11)上，並初始化與校正該亮度計（13)座標值，以 200817662 ，移動旋轉平台（1 1)調整111作座標，同時將背光模組（2 ◦ 模先穩定輸入電流2㈣，再慢慢提高電壓點亮背光 抑B .設定量測條件，將背光模組（2 〇)之出光面等分9個 小早位^光區域（21)後，先設定各個發光區域（21)之範 圍，再疋義出欲擷取輝度值參考點之相對座標值。 Γ 9 i 值量測，令置於該旋轉平* ( 1 1 )上之背光模組 Γ"亥冗度计（13)間作相對性移動，俾透過該亮度計（ 感測各個發光_ ( 2 1)之輝度值。碰亮度計（χ 3 里:之方式有『取點位置量測』及『角度變 =種==置量測是將絲度計（13)正面解t光模組^ 各個2’利用預先設計之擷取點座標值量測 各個發先區域（2 1)巾央之輝度值。 平，難㈣絲組（2 0)置放於該旋轉 (2口i )之中央二:將該亮度計（1 3 )對準於各該發光區域 向各i轉二^1輝=其出光面之2轴方向於x轴與Y轴方 〇 , 一4 + 輝度值。但因為機具受限之故，亮声舛 3)只可繞著Υ軸旋轉删。（θυ±=(Γ〜± 曰 測X軸向之輝度值’則必須將平台 心我= 相對座標至γ軸方向，即可量 =後，改變X軸 變化量測是設定支臂（輝度值。其中角度 ，在各個發光區域G )2i =，轉5。即量測一數值 個數值，而_平^ (繞者Y軸向變化之1 3 付丁 口〔1 1 )會旋轉於亮度計（ 向，所以也可以量·χ軸向之輝度值（0χ㈣之Ζ。軸方 D·數值輸入’將該等發光區域（2 :。 於該以供絲計量財輸入 #式運斤，利用該等測得之輝度值推算出各個發^ 200817662 之輝产触广錐角、（P。，以及該等發光區域（2 平均後得 出之二I f / )，進一步將該背光模組（2 0 ) #單位面積内發 變化’以及輝度均值（幻與輝度錐角（ρ0間之 光面函式中，而預側出f光模組（2 Ο )其整個出 運算式簡it后及發光效率，_—步將該光學計量程式主要之 首先，該輝度錐角（Pi)計算之運算式為： ρ·:丄 ；V2b2 光模Λ料位面軸發出之能量’即#规光通量（φ output)之運异式為： Φ^"2π\[ ι{θ^)^ιηθψ^θάθάΑ =4’2》'爲議。㈣ } output 1上述運算取得之輝度錐角Ui)、背光源光通量仏 及輝度均值（#)代入數學式中推 (La〇之運算式為： 暢W如下運鼻式，即輝度分佈

sin <9 cos <9 洲 2π ·

輝度 則顯示角度，而财的闕輝度數值，下 其係本發财際量職作轉之背光 閱弟，、圖 (2 DM與Υ軸向之輝度曲9個發柳 深刀佈圖’而由該曲線分佈圖1 200817662 ==出整個背光模組（2())其輝度之 求，並藉由輝度分佈換算出發 ^广十需 角(，到改善輝度分佈之依據，兹輝度錐 實驗率與_方法’經“許的 可以得到正確的值之外，經由^j;· = 了使用餘的時間即 光源效率及實驗值她朗為所預估出來之輝度與 與預t輝度佩較，進-步祕出發光H由細實際發光值 腦中將輝度錐角值修改為較 則係藉由修改導光板上:反而其改善方法’ 光板反射之角度符合預期之輝^而=自备光二極體射出經導 的說明，本發明確實具有可專“，歸納上述 200817662 ， 【圖式之簡單說明】 第1圖：係為本發明計量設備之組合外觀示意圖。 第2圖：係為本發明輝度預測流程步驟表。 第3圖：係為本發明輝度值之取點位置量測示意圖。 第4圖：係為本發明輝度值之角度變化量測示意圖。 第5圖：係為本發明輝度分佈曲線示意圖。 第6圖：係為本發明背光模組9個發光區域之輝度分佈曲線示意 圖0 【圖式之圖號說明】 計量設備：（1 0) 支臂：（12) 電腦系統：（1 4 ) 發光區域：（2 1 ) 旋轉平台··（ 1 1 ) 亮度計：（1 3 ) 背光模組：（2 0) 11

Claims (1)

1. 200817662 申請專利範圍 北ίι一種背光模組之組輝度分佈及發光效率預測方法，其係 將月光模組之出光面區分成若干發光區域後，利用一輝度計量設 備配合一系列量測步驟取得各個發光區域之輝度值後，再將該^ 八止2 依巾δΗ專利㈣第1彻述之背光模組之組輝度分佈及 效率到方法’其巾該輝度計量設備包含旋轉平台、支臂、 及電ΐ系統等’其中該旋轉平台係供背光模組置放，而支 =度CCD ’可即時顯示色度座標、亮度、色溫與== 系統色度、輝度與對比等’再利用該電腦 度分======先模組之組輝 並初i化声二二:背光模組平放於該旋轉平台上， 座標；、W儿又汁座軚值，以及移動旋轉平台以調整工作 再定域之範圍， 計間作相台上之背域組與該亮度 D .數值“，將；;ΐί t 個發絲域之輝度值； 系統中，=供光?計量量測之輝度值輸人於該電腦 之輝I錐ί ，’ ::二等f寻之輝度健算出各該發光區域 -步將該以二域平均之輝度均值⑷，進 /、早位面積内發出之能量（φ—t)，以及輝度 200817662 均值U )與輝度錐角（Pi)間之變化關係代人數學函式中，而 預側出背光模組其整個出光面之輝度分佈及發光效率。 二藉此，可_輝度分佈作為判㈣光模組之發光效率是 计需求之依據，並能藉由調整輝度錐角達到改善輝度分佈之 j二一種月光杈組之組輝度分佈及發光效率預測方法，其係 共月，模組之出絲區分成若干發光區域後，利用—輝度計^ 備配合-㈣制步·得各贿光 茸 輝度值代入-光度計量程式中進行分析，包=值後再將該卓 、’、11職疋位、板正，將背光模組平放於該旋轉平台上， =;。化秘正該亮度計值，以及鑛_平台以調整工作 再』出模組個別發光區域之範圍， 系:計測之輝度值輸人於該電腦 之輝i錐ί，’得之輝度值推算出各該發光區域 一 錢光區域平均之輝度均值⑷，進 均值⑷鱗雜輝度 預側其整個出先面之輝度分mi率 發光效率預及 13 200817662 及，腦系統等，其中該旋轉平台係供背光模組置放，而支 =糸=以調魏亮度計與旋轉平台間之間距，該亮度計則係為高 CCD，可即時顯示色度座標、亮度、色溫與標度值差等， 会ίΪΪ以量測背光模組之色度、輝度與對比等，再利用該電腦 系、、'先儲存其所感測之輝度值。 恭止6、依申請專利範圍第4項所述之背光模組之組輝度分佈及 效率預測方法，其中該步驟Α將背光模組置放於該旋轉平台 辟光模組通人電源後，先穩定輸人電流為2 0mA，再 丨又便徒鬲電壓而點亮背光模組。 恭土 7、依申請專利範圍第4項所述之背光模組之組輝度分佈及 测方法，其巾該步驟⑽將該f光模組之出光面區隔 成9個务光區域進行輝度值之量測。 發井請專纖圍第4顧狀f細組之_度分佈及 其中該_c之量測方式有取點位置量測及 北=，里測二種，第—種取齡置量測是職亮度計正面對準 ii絲距軸識麵，糊預先設狀練點座標值量 模^置中央之輝度值；其次另—角度變化量測係將背光 雜後，再將該亮度計對準於各該發光區域之中央 量測其輝ϊϊ面之2軸方向於χ軸與γ轴方向各旋轉縦 發光專利範圍第4項所述之背光模級之組輝度分佈及 i ]方法，其中該步驟ε輝度_計算之運算式 Pi ^ = PrV2hI V21n2 output 而月光拉組其單位面積内發出之能量，即背光 丨之運算式為： v 14 200817662 ^output =2^\[12L(e,x,y)sme^ose άθ dA = 2^1" •ai sin^cos^J^ 將上述運算取得之輝度錐^ ( p〇、背光源光通量（Φ_⑽），以及 輝度均值（//)代入數學式中推導出如下運算式，即輝度分佈（Lav) 之運算式為： L αν

   Μ + βί(1 - Μ) "+1(1 - ") Φ output e 2^Pi^ sin/9cos^ άθ 15