背光源的设计入门课件

背光源的设计入门背光源的设计入门背光源的设计入门課程大綱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1課程大綱OpticsElectro-magnetismMaterialMechanicsPhysics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2什麼是光？:光是微粒子流束。 -光可以轉彎嗎？ (1642-1727):光是一種波動。 -可不經界質傳遞？ (1629-1695):證實光的干涉現象存在。-粒子無法相減！ (1773-1829):光是一種電磁波。 c=3X108 (1831-1879):證實光具有電磁波特性。-如何解釋光電效應？ (1857-1894):量子論探討微觀世界。-解釋黑體輻射、光電效應。 (1858-1947):相對論解釋光電效應。E=hf (1879-1955)3電磁波論與量子論相輔相成電磁波特性量子特性註：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()註如何激發電子的 現象（光電效應）。4幾何光學與反射定律鏡面反射(λ>表面粗度)粗糙表面造成「漫射」()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。:假設光波依一直線方向前進。 (λ＜＜d)Nθiθr5折射定律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():

's:6光波的傳遞光在不同介質中的頻率不變。7介質導光的原理全反射與臨界角：8散射與光譜散射()：λ越短→n越小→折射角δ越大。可見光的光譜：波長9折射率與光波長的關係10人眼的視覺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。11光源色與物體色光源色：加法混色物體色：減法混色12表色系統色相：圓週方向彩度：半徑方向明度：上下方向13表色系統三基色：紅光(R) λ=700.0 1流明 綠光(G) λ=546.1 4.5907流明 藍光(B) λ=435.8 0.0601流明 標準白光 混光 5.6508流明色度空間： r=() q=() b=()=1-(r+q)14：l' 國際照明委員會1931年標準：用三標準色刺激值(色量)來定義 所有可見色，並使所有混色係數為正值。 X=2.7689R+1.7517G+1.1302B Y=1.0000R+4.5907G+0.0601B Z=0.0000R+0.0565G+5.5943BY=輝度()X=Y=Z：等量白光(x,y)座標系統＝色度表色系統151931xy色度座標16利用色度座標定義顏色171931以後的發展1931：以2°視野為基礎，可應用至4°視野。1964X10Y10Z10輔助表色系統：10°視野。1960""色度座標：色差程度在(u,v)色度座標上為等距離。1976L*u*v*表色系統：色度座標(u',v') (u',v')=(u,1.5v)1976L*a*b*表色系統：色差程度為等距離，且為直角座標。18光源的輻射與度量方式度量名稱符號定義單位輻射能量

Q光源輻射出之能量(在光譜範圍內)。1卡＝4.18J＝107光通量

ψ光源在單位時間內所發的輻射能量：ψ＝流明()瓦特()光度

I光源在某一方向之單位立體角(ω)內所發射之光通量：I＝dψω（球面積＝4πr2）燭光()(1=4π)(立體角4π)輻射出度

MS面積光源之單位面積發射的光通量：M＝dψ2=21米燭光=1照度ES面積被照體之單位面積上所受的光通量：E＝dψ（照度與光源距離之平方成反比）輝度L光源在某一方向之單位面積(S)所發出的光度(I)：L＝d2ψω(θ) ＝/(θ)（θ為視線與平面法線之夾角）(2)(1=π)(球體投影面積為πr2)19黑體輻射與色溫黑體輻射出度： 色溫：當光源色與黑體在某溫度下的輻射顏色相同時即稱為該光源的色溫。當光源之光譜分不與黑體輻射相去太遠時即不適合用色溫來描述該光源顏色。20黑體輻射軌跡=437n3+3601n2+6830n+551721冷陰極燈管的構造玻璃管：軟質玻璃硬質玻璃惰性氣體：+混和氣:22影響的因素玻璃管徑燈管長度燈管形狀（直管、L管、ㄇ管、U管、W管）電極形狀及種類水銀量（水銀蒸氣壓＝6X10-3時253.7輻射效率最大）惰性氣體充填壓力氣體混和比例(+)周圍環境溫度（影響管壁及電極溫度）色度螢光劑塗佈23的輝度24的壽命25的驅動26輝度量測輝度/色度計（量測精度、範圍、誤差值）量測點（視野角度、對焦距離、對焦、視角）驅動（電壓、電流、頻率）環境條件（25℃、暗室）接線與高頻漏電輝度比＝L1227背光源的種類與應用直下式側光式單側入光對側入光多側入光平板楔形 (–導光板)/─高輝度、廣視角、大型化。─高效率/省電化、輕薄化。衛星導航/車載裝置─高輝度、堅固性、耐候性。掌上型裝置─小尺寸、輕薄化、省電化。影像輸入裝置─特殊色度、輝度均齊度要求高。28側光式背光源的構造將線光源變成面光源29光學元件的效率30光的繞射與干涉現象31光的相位變化32牛頓環現象33凹面鏡的聚焦與反射焦距： R為鏡面曲率半徑。: 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。34導光板的光學折射、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35導光板材料及物性物性比重1.21.21.01.1吸水率％0.30.20.010.24全光線透過率3厚％93909292折射率1.491.591.531.51熱變形溫度(℃)90~10514510517136擴散片PET基材抗靜電塗佈擴散層OrganicFillerBinder*全光線透過率 *耐光性（）*霧度（） *抗刮、耐磨性*耐候性（高溫、低溫、高濕、老化）*增光效果37集光片的增光效用38集光片的視角效果39設計上的考量因素導光板的物性與製程射出成形平板裁切印刷式無印刷式機構組立性、精密性、簡單化與結構強度的絕緣與散熱漏光與輝線與黃化現象耐高、低溫與高濕環境40未來的發展趨勢與挑戰大型化高輝度、廣視角化長壽命化輕量化結構簡單化低價化前光源41