运用Taguchi法优化自由曲面背光模块设计

本文探讨了在直接型发光二极管（LED）背光模块中集成自由曲面设计的一种创新方法，利用了田口方法（Taguchi method）。田口设计是一种统计优化技术，旨在通过系统地改变和分析多个变量（或参数）对输出性能的影响，以实现最优化的设计过程。文章的作者，陈颖聪、文尚胜和宋鹏程，来自华南理工大学的聚合物光电材料与器件研究所以及发光材料与器件国家重点实验室。 首先，他们将自由曲面结构融入LED背光设计，这种结构允许更灵活的光学控制和更好的光分布。通过配置L9(3^4)正交试验设计，研究人员在LightTool分析软件中进行了实验模拟。正交试验设计的优点在于它能有效地评估不同参数交互作用的效果，避免了单纯改变一个参数时可能存在的偏差。 接着，论文详细阐述了如何利用方差分析（ANOVA）来分别评估设计参数对亮度（luminance）和均匀性的影响。ANOVA是一种统计工具，用于确定各个因素及其交互作用对总体变异性的贡献程度。通过这种方式，研究者能够识别出对背光性能影响最大的关键参数，并进行优化。 优化过程中，研究人员针对亮度和均匀性这两个关键指标进行了权衡，力求找到最佳的参数组合。最终，他们成功设计出了一种具有良好性能的新型背光结构。LightTool的模拟结果显示，这种新的自由曲面LED背光在提高亮度的同时，实现了更均匀的照明效果，从而提升了显示质量。 这篇文章提供了一个实用的方法论，展示了如何运用田口设计和现代分析工具来改进LED背光模块的性能，特别是在提升照明效果和均匀性方面。这对于LED显示屏和其他光输出设备的设计者来说，具有重要的参考价值，表明了自由曲面设计在现代显示技术中的潜在应用优势。