LED发出的光线经由导光板通过光学作用形成面光源，然后在扩散板、增光膜散发出亮度颜色均匀的光斑。但是由于使用扩散板和增光膜都会使得成本过高，而且过度使用还会导致光线的损耗加剧，所以基本上是通过对导光板的光学设计--侧下式背光设计增加导光板的出光均匀度。以下是光学设计的分析：
第一是LED光线的与导光板内部的耦合。
第二是导光板的光学结构设计。
导光板与LED光线的耦合设计分为直接耦合和间接耦合。直接耦合的结构简单，可以提高LED光线进入导光板的效率。缺点就是RGB三色光线进入导光板不能充分的混合，出光的颜色均匀度不高，对于导光板内光程较短的结构影响特别明显。而间接耦合的优点可以充分混色，而光线在射进导光板之前会散射、雾化，提高均匀性。还有一种方式是可以通过自由曲面的耦合设计提高光线的均匀性，这些设计都是应用了自由曲面反射镜，相应的也减少了系统的体积。
导光板的结构设计。导光板通过使用激光均匀打点的方法，在面板的散射网点改变侧边射入光线的方向，然后形成面光源，不过需求的是亚克力材质的导光板，相对于其他的材质的导光板就难以实现最佳效果。对于这种的导光板设计，亮度和均匀度都足够满足目前的而应用要求，优势明显。

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