背光源与光学.ppt

LCD 背光源設計入門 簡介設計背光源所需之各項基礎知識 課 程 大 綱 什麼是光？ 電磁波論 與 量子論 相輔相成 幾何光學 與 反射定律 折射定律 光波的傳遞 介質導光的原理 散射 與 光譜 折射率 與 光波長 的關係 人眼的視覺 光源色 與 物體色 Munsell 表色系統 CIE RGB 表色系統 CIE XYZ 表色系統 CIE1931 x y 色度座標 利用色度座標定義顏色 CIE 1931 以後的發展 光源的輻射與度量方式 黑體輻射 與 色溫 黑體輻射軌跡 冷陰極燈管的構造 影響 CCFL 的因素 CCFL的輝度 CCFL的壽命 CCFL的驅動 輝度量測 背光源的種類與應用 側光式背光源的構造 光學元件的效率 光的繞射與干涉現象 光的相位變化 牛頓環現象 凹面鏡的聚焦與反射 導光板的光學 導光板材料及物性 擴散片 集光片的增光效用 集光片的視角效果 設計上的考量因素 未來的發展趨勢與挑戰 焦距： R 為鏡面曲率半徑。 Mirror Equation: p – 鏡子頂點至物體距離。 q – 鏡子頂點至影像距離。 平行入射光會被聚焦在焦點。 位於焦點之光源的輻射光會被平行反射出去。 折射、透射與全反射 折射率越大，導光能力越好 調光網點的佈置與漫射 171 105 145 90~105 Tg (℃) 熱 變 形 溫 度 1.51 1.53 1.59 1.49 折 射 率 92 92 90 93 3 mm 厚 ％ 全 光 線 透 過 率 0.24 0.01 0.2 0.3 ％ 吸 水 率 1.1 1.0 1.2 1.2 比 重 Arton Zeonor PC PMMA 物 性 PET 基材 抗靜電塗佈 擴散層 Organic Filler Binder * 全光線透過率 * 耐光性（UV） * 霧度 （Haze） * 抗刮、耐磨性 * 耐候性（高溫、低溫、高濕、老化） * 增光效果 * OCT 2000 Optics Electro-magnetism Material Mechanics Physics 光學與顏色 冷陰極燈管 背光源的結構 光學材料的選用 設計上的考量因素 未來的挑戰 Newton : 光是微粒子流束。 -光可以轉彎嗎？ (1642-1727) Huygens : 光是一種波動 。 -可不經界質傳遞？ (1629-1695) Young : 證實光的干涉現象存在。 -粒子無法相減！ (1773-1829) Maxwell : 光是一種電磁波。 c = 3 X 108 m/s (1831-1879) Hertz : 證實光具有電磁波特性。 -如何解釋光電效應？ (1857-1894) Planck : 量子論探討微觀世界。 -解釋黑體輻射、光電效應。 (1858-1947) Einstein : 相對論解釋光電效應。 E = h f (1879-1955) 電磁波特性 量子特性 註：Photon 沒有質量。 電磁波理論：圓滿解釋光的傳遞與干涉現象。 量子理論：成功解釋光子 (Photon)註 如何激發電子的 現象（光電效應）。 鏡面反射 (λ 表面粗度) 粗糙表面造成「漫射」 (Diffusion) 反射定律： θi = θr 入射線、出射線 及 反射面之垂 直法線皆在同一平面。 Ray Approximation: 假設光波依一直線方向前進。 (λ ＜＜ d ) N θi θr 光在不同介質中的速度不同。 光在真空中的速度最大。 折射率(Index of Refraction) : Snells Law: 光在不同介質中的頻率不變。 全反射與臨界角： 散射(Dispersion)：λ越短 → n 越小 → 折射角 δ越大。 可見光的光譜： 波 長 Red Violet 視網膜上的感光細胞： 柱狀細胞─對光的強弱靈敏度很高。 錐狀細胞─靈敏度較低，但辨色能力極好。 人眼對綠光的靈敏度最高，對紅光的靈敏度較低。 光源色：加法混色 物體色：減法混色 色相：圓週方向 彩度：半徑方向 明度：上下方向 三基色：紅光 (R) λ= 700.0 nm 1 流明 綠光 (G) λ= 546.1 nm 4.5907 流明 藍光 (B) λ= 435.8 nm 0.0601 流明 標準白光 混光 5.6508 流明 r-q-b 色度空間： r = R/(R+G+B) q = G/(R+G+B) b = B/(R+G