面光源的光学设计基础知识

Stamper(Etch)
1.反應速度中 2.良率易控制 3.輝度可
Stamper(MR)
1.亮度較佳 3.量率易控制
2.效率較好 1. 如在台灣製作，反應速度與 Etch 方 相 同 4.點深度重現性好 式
1.加工不易 2.成型困難 3.價錢較貴 4.角落亮度不易控制 5.入光處輝線 6.開發時間長 1.鏡面性不足 3. 面粗造度不好 5.價錢貴 1.反應時間長 3.鏡面性不足 2. 加工時間長 4.效率不佳 2.加工時間長 4.效率次之
2
Rp ,Rs 為反射率。 Tp, Ts為穿透率
1.7.CFL的主要特性
1.7.1輝度與溫度的關係 1.7.2電壓與燈管電流的關係 1.7.3 CFL的光譜 1.7.4 CFL燈管的特性如下 • • • • • • 1.7.4.1低功率。 1.7.4.2壽命長。 1.7.4.3可調光。 1.7.4.4熱量小。 1.7.4.5演色性好。 1.7.4.6瞬時點燈。
t an( sin(i r ) i r) Rp , Rs t an( i r ) sin( i r )
2 2 2
t an( sin(i r ) i r) Tp 1 , T 1 s sin(i r ) t an( i r )
2. 與其他設計方式的比較
目前已知的設計方式 2.1印刷方式 2.2非印刷方式 Stamper(ETCH) Stamper(MR) V-cutter 雷射加工 精密銑床鑽洞
其中優缺點如下表格
方式 印刷 1.反應速度快 優點 缺點 1.多段製程，良率需控制 2.輝度值有限 3.網點不能太小 1.Etch 點深度重現性不易控制 2.點表面鏡面性不足，效率有限 3.點大小最小至0.12mm
1.8 各個使用材料的特性
1.8.1擴散片
1.8.1.1構造
BITS PET ISOLATOR
1.8.1.2 特性
1.8.1.2.1 改變光分布
1.8.1.2.2 使印刷點模糊
1.8 各個使用材料的特性
1.8.2 .反射板
1.8.2.1.鏡面式反射板。 1.8.2.1.1.正反射。 1.8.2.1.2.效率高。 1.8.2.2.百色式反射板。 1.8.2.2.1.反射率高。 1.8.2.2.2.色度好。 1.8.2.2.3.無漏電流。
1.2.1. 亂反射---光線入射 介面後，除遵守反射定 律外，在反射角附近也 有一部分的能量分布。 1.2.2 . 完全擴散面---光線 入射介面後，不遵守 反射定 律，僅與介質的 擴散指數有關。
1.2應用於面光源的主要光學名詞
1.2.3. MOIRE的干涉現象--LCD的DOT(PIXEL)與 菱鏡片產生的干涉或菱 鏡片與菱鏡片產生的干 涉。現象產生的原因為 兩個週期性的條紋，重 疊後會產生不一樣的週 期性條紋，此與兩個週 期面的距離與週期有關。
1.2應用於面光源的主要光學名詞
1.2.4. 分光分布---分光分布與色再現性有很大的關 係。其特性即強度與波長的分布。
強 度
波長λ
1.2應用於面光源的主要光學名
1.2.5.單位的表示
1.2.5.1. 光度---單位立體角發出的光通量。單位：cd(lm/sr)。 1.2.5.2. 輝度---單位面積發出的光度。單位：cd/m2。 1.2.5.3. 光束(發光度)---單位面積發出的光通量，單位 lm/m2(rlx)。 1.2.5.4. 照度---單位面積接收的光通量，單位lm/ m2(lx)。 1.2.5.5 發光效率---一瓦特的能量所能發出的光通量，單 位 (lm/w)。 1.2.5.6 面光源的發光效率---一瓦特的能量所能發出的輝 度 (cd/ m2 ‧w)
面光源的光wk.baidu.com設計
1.1目前共有四種主流產品
1.1.1. 1.1.2. 1.1.3. 1.1.4. 小型---DSC、VIEW-CAM 中型---車用電視、小電視、導航電視 大型---NOTE PC、FA(工廠自動化) 超大型---MONITOR、桌上型監 視器、 壁掛電視
1.2應用於面光源的主要光學名詞
1.3.關於面光源檢測要點
1.3.1 測定點
1.3.2 測定視角---含500個LCD pixels的能力。
1.3.3 測定距離---50(cm)。
1.4.面光源的設計方向
1.4.1薄型
1.4.2輕量 1.4.3 高輝度 1.4.4 高效率
1.4.5均一性
1.4.6低消耗電力 1.4.7低COST 1.4.8 狹額緣
1.8.3.反射紙
以百色反射紙較好，因 為擴散 的效果。
1.8.4.導光板
目前已射出成型效果最 好，流動性較佳使用最 多。
1.9.導光板導光特性
1.9.1全反射
1.9.2破壞全反射
PATTERN設計說明
1. Pattern 設計方式
Main Curve 設計---------利用ASAP 模擬,Excel 角落補點 ----------------利用資料庫進行調整 繪製光罩 -----------------利用相關軟體如 AutoLisp 或 Virtual Basic 或 Matlab 製作Stamper-------------利用光碟製程，製作MR式 的Stamper 整體來說，因有可靠軟體作為後盾，因此通常於3版內 完成設計。(其他方式設計其實流程大致相同，因此本 公司亦有能力設計印刷方式) 前光設計，目前已有成品展現，顯示結果不輸現有產品。
5.均勻性最佳(點可小至0.06mm) V-cutter 1.效率最佳 。 2.奈普準備開發，因為有全世 界最好的V-groove加工機。 1.直接加工PMMA
雷射加工
精密銑床鑽洞
1.直接加工模仁
3.目前15吋設計5點平均已達2033 nit，已可符合200nit的需求

如欲提昇輝度，從燈管及導光板入光處厚度著手最易。 大約調整0.1mm即可達成。 最不樂見為使用D-BEF-M。 可以使用V-cutter的方式。
1.6.光線行進最主要遵守的原理
1.6.1. SNELL’S LAW N1SINΘ1= N2SINΘ2 1.6.2. 入射導光板角度30度，則其屈折角為1.49× SINΘ1 =1×SIN(30) ==>Θ1 =19.6° 1.6.3. 當光進入介質時，若介質擴散係數為0，穿透率不 為1，則光線會產生部分反射，部分穿透的現象，且 此現象遵守FRESNEL 係數的關係。


4. 未來公司研發重點

積極台製Stamper。 開發V-cutter 導光板。


縮短開發時程。
使用光學設計軟體，第一次將工作做好。

5.以上簡單說明公司光學相關之經驗與實力
蝕刻STAMPER
電鑄STAMPER
光阻 不銹鋼 曝光 玻璃
顯影
金屬化
電鑄 蝕刻
剝離
1.5.面光源的構成要素元件如下所述
反射板
兩面tape
擴散板
菱鏡片
protect diffuser
兩面tape
燈
壓克力
PC frame
反射片
1.5.1. 1.5.2. 1.5.3. 1.5.4.
燈(CFL)---角色為光源，能量的來源。 壓克力(PMMA)---此為導光板，負責吸 收能量。 印刷點---破壞導光板的全反射效應，使得能量可以傳出導光板。 擴散板---將能量分配成四面八方發出。 1.5.4.1. 改變光的能量分布。 1.5.4.2. 使得印刷點不明顯。 1.5.5 反射片---使的反方向的光可以再利用。 1.5.6. 菱鏡片---使得法線方向的能量增加。 1.5.7. 反射板---提昇光源的效率。