背光模組光學設計
摘要
本文主要介紹邊光式背光模組之設計原理，其中包括所涉及之光學理論及常用於導光板之設計方法，最後並以軟體模擬來說明這些方法之優劣點。這些方法包括狹窄化方法、微結構法及加入擴散點方法用於導光板中，其中在微結構方法中又分為上鋸齒微結構法及下鋸齒微結構。這些方法之所應用之原理在於幾何光學中之全反射原理。在狹窄化方法、上鋸齒微結構及擴散點方法中主要是希望破壞全反射條件而使光線導出，而在下鋸齒微結構中是利用全反射原理將光線由下而上導出。在本文之軟體模擬實例中，我們發現狹窄化、上鋸齒微結構及擴散點三種方法之最大表面透出功率大約在相同之範圍中。雖然，下鋸齒微結構之表面透出功率最高，然而，在均勻度方面之表現非常的差。此外，由於光線之透出率對微結構之角度具有極敏感之特性，如欲以角度來控制透出功率之均勻性是一件不易達成之事，且加工不易。相較於微結構法，擴散點方法在控制均勻度方面及製造加工上就較微結構法來的容易，是一簡單又亦達成均勻度控制之方法。
一、背光模組介紹
無自發光性質的液晶材料已被廣泛應用在如電視、電腦螢幕、行動電話及個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)等不同尺寸的液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）上，而為了達到顯像之目的，必須搭配光源照射液晶。由於光源一般置於液晶面板之後，乃稱為「背光」，而此面板之後包含光源的所有元件總成則稱為「背光模組」。背光模組包括光源和其他職司反射及折射的光學裝置，其中光源主要分為兩種：一為適於較大尺寸LCD的冷陰極燈管，另一為適用於較小尺寸如行動電話螢幕的發光二極體。雖然此兩種光源形式及其所使用之光學裝置有所不同，但整個背光模組的光學原理則相類似。依據光源位置的不同，背光模組一般可分為邊光式(Edge Lighting)及直下式(Bottom Lighting)兩[1,2]。邊光式背光模組一般常用於中小型顯示器，如筆記型電腦螢幕、PDA 及手機螢幕等。顧名思義邊光式模組的光源是置於整個背光模組的邊緣，如圖 1 所示，導光板之功能主要是將側邊的光線導向正面之視線方向，並達到亮度均勻之效果。除了光源之外，邊光式背光模組的主要光學元件包含光源反射罩、導光板、稜鏡片、反射板，如圖1(a)所示[3]，及位於稜鏡片上方之擴散片等光學元件。光源反射罩的主要功能主要是將光線集中投射於導光板中，而位於導光板下方之反射板功能是將投射至此之光線反射至上面，以增加光之利用率。擴散片之功能在於將經由擴散點所散射的光線均勻化，使之無法由正視時察覺導光板下擴散點的形狀與位置。最後，稜鏡片的主要功能是將均勻擴散之光線導正，使之射向視線方向，提高螢幕亮度。導光板為邊光式背光模組的關鍵零組件，其主要之功用是將光線由邊緣導向視線方向，故得其名。為達到高亮度及亮度均勻之要求，
導光板之光學設計就顯的格外的重要，目的是希望藉由光學設計之手段將集中於邊緣之光線藉由導光板均勻地導到整個視線所及之處。一般在導光板設計的專利中，我們常可發現三種常使用之方法，分別為一、狹窄化方法，這是一般導光板為何一般採用楔形形狀之原因[4]，如圖1(a)所示，在不同燈管的配置下楔形的形狀也有不同，如圖1(b)所示，為兩側擺置燈管時之雙楔形導光板設計[5]。二、微結構方法，即在導光板上下表面加入一些鋸齒或半圓形之微結構，如圖1(c)所示[6]。在狹窄化及微結構方法中一般是是使用射出成型之方式來製作。三、擴散點法，此即為一般導光板所使用之網點，網點的製作一般是利用網版印刷方式來印製，這些擴散點是由高反射率且不吸收光之顏料所製成。一般而言，擴散點不均勻地分布在導光板下緣，在靠近光源導光板較厚處之擴散點分佈密度較疏而且網點較小，遠離光源導光板較薄處之擴散點分佈較密且網點較大，如圖1(d)所示。
二、背光模組設計原理
2.1基礎理論
為瞭解上述之設計方法，以下介紹所使用之相關基礎理論。以光學原理來分類，背光模組所使用到的光學基礎理論為幾何光學，是屬光學原理中最簡單的是最簡單，最易理解的部分[7]。其中包括反射、折射原理，這些定理都是高中就學習過之定理，其數學描述如下：
θ
其中θ，θ為入射角及反射角，而其所在介質之折射率為n ；而θ為折射角，而其所在之介質之折射率為在折射定理中當光線由疏介質進入至密介質時，入射角會大於折射角；而當光線由密介質入射至疏介質折射角將會大於入射角，當折射角大於90 時，此時折射現象則發生於同一介質，這時稱之為全反射現象。而當折射角等於90 時之角度時所對應之入射角度則稱為全反射之臨界角。其數學之表示式如下：
由上式可知只要當入射角大於全反射臨界角時，全反射現象即會發生。而當入射角大於全反射臨界角時，全反射光線之行為會遵循反射定理，即發生於同介質之
全反射之反射角會等於入射角，如圖2(d)所示。以全反射原理作為光傳遞之最顯著之應用即在光纖通訊，利用光之全反射原理讓光在光纖中傳遞[8]。此外，導光板所應用之原理也為全反射原理，使光線在導光板中傳遞，但相較於光纖不同之處為，為達到照明之目的，在導光板中傳遞之光線必須適時的在欲照明處將光線導出，而不希望光線在導光板中做無止境之傳遞。而如何將光線由導光板導出，以光學之術語來說即是破壞全反射之條件。以下之內容即說明如何破壞光線之全反射條件而達到照明之目的。
2.2 導光板光學原理
一般之導光板材料為壓克力，其折射係數大約為1.48，所以相對之全反射之臨界角大約為42 ，此即意涵著只要入射角大於42 時光線即會發生全反射之現象，即使入射之光線是打在一透明的面上，如圖2(e)所示，此為利用稜鏡面全反射之例子。這是在全反射觀念中特別要注意的，縱使在一透明的面上，利用全反射原理也能將光線反射，在導光板的應用中也常會利用到此觀念。以下介紹導光板設計中常用的三種方法。
2.2.1狹窄化方法
楔形導光板為一般常見之導光板形狀，其採用楔形形狀之主要目的也是希望藉由導光板形狀之改變，來破壞全反射之條件。其詳細的說明如圖3(a)所示，由此光源導入導光板中之光線，在此稱之為入射光，如圖3(a)是以黑色射線所表示。假設入射光與上下壓克力板之法線夾角大於42，由前述之全反射原理可知，此光線會在壓克力介質中來回的依照入射角等於反射角的定理作全反射，使光線在導光板中傳遞。當光線遇到狹窄的上下表面時，入射角與上表面法線(或下表面)之間之夾角，即入射角，會因逐漸狹窄之表面而變小。而當其入射角小於全反射臨界角時，光線即從狹窄之表面透出，因其全反射條件被逐漸變小之入射角所破壞，而達到照明之效果。由於遠離光源端之光線強度較弱，所以一般的導光板在遠端面之厚度較薄，導出之光線較多，而近光源端之厚度較厚，導出之光線較少。此一邊厚一邊薄之形狀稱之為楔形。
2.2.2加入微結構方法
在導光板之上下表面加入微結構為導光板中常用之方法，一般又分為上表面微結構法及下表面微結構法兩種，其所應用之原理各不相同。在上表面微結構法中主要應用之原理與前述狹窄化方法類似，利用導光板幾何形狀之改變而破壞全反射之條件，如圖3(b)所示。在圖中黑色之射線為原本未加入微結構之光線行進方式，其依然保持在導光板中作全反射，而無法在透出導光板；而紅色之射線則為當加入上微結構後，光線之行進路線。由觀察紅色射線之行進方式可知光線路徑隨加入微結構而改變其入射角，並使入射角變小，破壞全反射條件而使光線導出導光板。上微結構法除應用在導光板之設計中外，也應用於背光模組稜鏡片之設計，因為其有限制射出光線角度，提高正面亮度之功用。
除在上表面加入微結構外，也會在導光板底部適時地加入微結構，達到增加光線
之穿透性。然而在底部加入微結構與上表面加入微結構所應用之原理並不相同。在底部加入微結構主要構想是利用斜面之全反射性質，將入射至底面之光線反射至視線方向，如圖3(c)所示。若以平行於底面之光線為例，若其射線與斜面法線方向之夾角大於42，光線即將被該斜面反射至視線方向，若無，則光線進入第二個斜面繼續反射與折射的動作，如圖中紅色射線所示。若以平行光線為例，欲造成全反射之鋸齒角度，如圖3(c)所示，該入射角(90-θ)應大於42 ，即θ需小於48 時，該斜面才具有全反射之能力。
2.2.3 加入擴散點方法
在導光板底部會加入大小不一之擴散點，並以不同密度分佈在底面。擴散點的材料一般為具有高反射率之油墨材料，並以網點印刷之方式印製在底面。擴散點之所以能將光線導出乃是利用散射原理，將其入射光線散射後，而穿透出導光板表面，如示意圖3(d)所示。在圖3(d)中黑色為入射光線，當此光線射至擴散點時，會將一條光線散射為多條光線，如圖中藍色射線所示。這些被散射之光線，當其入射角皆小於全反射臨界角度時，光線即透出導光板；而散射光線之入射角度仍大於全反射臨界角之光線則繼續反射，直至遇到下一個擴散點，重複其散射過程。由於靠近燈管附近之光強度較強，所以在靠近光源之底面導光板之網點密度較低，且網點較小，而遠離光源之底面導光板之密度較高，且網點較大。此種分佈之主要目的是希望，將光源強度較強部分之部分散射較少之光線；而光源強度較弱之部分散射較多之光線，來達到亮度均勻之要求。
三、設計實例
以下實例為使用ASAP 光學模擬軟體分別針對上述三種導光板中常用之方法，來說明此三種方法之優劣點。圖4(a)為導光板之幾何模型，其中包含導光板本體及光源部分，因本文僅真對導光板之常使用三種方法之優劣性作比較，所以忽略燈管處反射罩之設計，並在燈管及擴散點之模型上採用藍伯遜模型(Lambertian model)，即發光強度(radiant intensity)在各方向是滿足餘弦分佈[9]，光源之總能量為242 lm(流明)。圖4(b)至4(d)分別為上微結構、下微結構及導光板下面之擴散點分佈之幾何模型示意圖。圖5(a)為當導光板無任何狹窄化、擴散點及微結構時之透出照度(Luminous exitance)之結果，此計算結果主要是希望與下面三種方法之結果作為比較之用。在光追蹤(ray tracing)計算時，我們發現，入射之光線會在導光板中作來回之反射，光線並無法透出導光板。圖5(a)之透出照度結果顯示，除了在靠近燈管邊緣處有些零星之光線透出其他部分皆無光線透出，而這些入射於導光板之光線最後會由導光板另三個端面透出。值得一提的是，光源並非百分之百進入導光板，在無反射罩設計時，光源進入之效率僅有24.7%，而有其他75.3%的光線都進入空氣之介質中。所以在實際LCD的設計中，反射罩也是重要設計的一環。
3.1 狹窄化方法
圖5(b)至5(d)為當楔形板角度由0.1 變化至0.5 時，表面之透出照度(Luminous exitance)分佈圖。由此三結果得知當楔形角度愈大時，在狹窄面處(遠端)所透出
之照度也愈多，強度也愈大。
圖5(e)之結果為紀錄表面及右端端面透出之流明數，在楔形角度由0.1 變化至0.5 之結果。其中表面透出之流明值可為照明效率(將其除上燈管流明值)之依據，而右端之透出流明值為功率之損失值，此二值可作為照明設計中之改進依據。由圖13之結果可知，當楔形角度愈大，其表面功率透出愈高，右端面之功率損失愈小。
3.2加入微結構方法
o
圖4(b)為上鋸齒微結構之示意圖，在此模擬中我們選取微結構之鋸齒角度為90 及齒寬度0.6 mm，其所相對應之幾何參數分別為圖3(b)所標示之θ及w；而圖6(a)為其透出照度分佈圖。由其透出照度分佈圖可知，表面之能量透出均集中於靠近燈源附近，其集中之情形尚比狹窄化方法中之表面能量透出度更集中。圖6(b)為紀錄表面及右端端面透出之流明數，在此上微結構之條件下，楔形角度由0.1變化至0.5 之結果。由圖中之表面透出之流明值並非為一隨楔形角度遞增之關係，而為一二次函數增加之情形；其存在一最佳楔形角度。此處所獲得之二次函數增加之關係，主要是來自入射光線之透出率對鋸齒角度變化之高敏感度所導致，在下微結構的方法我們會針對光線透出率對微結構角度面化作一詳細之探討。圖4(c)為下鋸齒微結構之示意圖，在此模擬中我們選取下微結構之角度為一可變化之角度，探討微結構角度變化對光線透出率之影響。圖7(a)至7(b)為當下微結構角度由10 變化至60 時，其對應之幾何參數如圖3(c)中之θ，透出照度分佈之比較圖，圖中之照度曲線為記錄y方向對稱軸之x 方向之照度變化。由圖中之分佈可知，高能量透出率仍是集中於靠近燈管的區域，且其透出率之高低與微結構之角度變化息息相關。當角度由10 變化至35 時，透出度逐漸增加，而當角度由35 變化至60 時，透出率由最高點逐漸下降。圖7(c)為表面透出之流明值隨下微結構角度變化之情形。由圖中之結果得知，光線由表面之透出率是與微結構之角度息息相關，其中透出之功率隨著角度之漸增而增加，至35 時，其透出率達到最高，而後隨著角度之增加，透出功率隨之下降。
3.3 加入擴散點方法
圖4(d)為導光板底面擴散網點之分佈圖，其中網點之個數在x 方向上共有32 個，在y方向共有25個，而網點之半徑為4 mm。在此實例中我們首先以均勻分佈之網點，來瞭解擴散網點對光線透出率之影響。圖8(a)為在此條件下之表面透出照度分佈圖，由圖中可清晰的看到光點的影子，且在愈靠近光源部分之強度越強，而遠離光源部分之強度越弱，整個x 方向之強度分佈是呈現上下起伏，非平滑之分佈。為了解網點大小對透出透出照度分佈之影響，我們將網點之個數變為兩倍，但網點之面積變為一半，保持網點總面積的不變，即x 方向上共有65個，在y 方向共有50個，而網點之半徑為 2 mm。圖8(b)為表面透出照度分佈圖，將此結果與圖8(a)比較可知較小面積之網點可以得到較平滑的透出照度分佈。最後，兩者所透出之總流明值分別為14.215 lm與14.309 lm，由此可知表面
透出之總功率是與網點總面積與非網點之面積比相關。
圖8(c)為表面透出之功率(流明)及右端端面光線之損失率，在不同之楔形角之情況。由圖之結果可知，當楔形角度越大，表面之透出功率越高，及右端之透出損失越小。
3.4 最佳化結果
以下之結果為針對擴散點方法及下鋸齒狀微結構方法作最佳化設計，圖9(a)為透出照度最佳分佈圖及所對應之擴散點分佈，如圖9(b)。在此最佳化的研究中我們將整個導光板底面之區域分成八等分，在每個八等分之區域內調整其擴散點密度；定義為擴散點面積比上非擴散點面積，及擴散點半徑，一共16個參數，其最佳化所得之結果列於表一。圖中最後一個區域之透出照度有較明顯之下降趨勢，乃因進入導光板之光線較小，此乃因忽略光源部分之反射罩設計所致，光線較不易傳達到遠端。而其中在每個區域中之上下起伏之照度，乃因在單一區域中是考慮擴散點之相同大小均勻排列所致。圖9(c)為下鋸齒微結構之最佳化透出照度圖，其所對應之鋸齒角度分佈如表二所示。在此角度之設計中我們是以在單一區域中以線性遞增之角度來找尋最佳化角度分佈。在此實例中我們將導光板底面之區域分成四個區域，在每個區域中設定每個區域中線性遞增角度之起
始值及最終值，如表二中所列。由表二中所列之交度分佈可發現各區域之角度範圍非常之小，這樣分佈狹小之角度，會提高實際加工上之困難度。此外，最佳化之角度分佈，如表二，與前述下鋸齒微結構之最大透出率之角度35 ，相差甚遠。主要是考慮均勻性之考量所致。
四、結果與討論
由上述之研究結果得知狹窄化、上鋸齒微結構及擴散點三種方法之最大表面透出功率大約都在20lm左右。雖然，下鋸齒微結構之表面透出功率最高，然而由於透出功率之分佈完全集中在靠近燈管之附近，在均勻度方面之表現非常的差。此外，由最佳化之下鋸齒微結構之角度分佈，可知微結構之角度對光線之透出率有著非常敏感之特性，如欲以角度來控制透出功率之均勻性是一件不易達成之事，其在加工製造方面也難達成如此精確之控制。相較於加入擴散點方法，其在控制均勻度方面及製造加工上就較微結構法來的容易，這也就是為何在背光模組之產業中大多偏好以擴散點方式來控制透光之均勻性。
參考文獻
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圖2 全反射及透明面全反射原理示意圖
圖3 各種導光板設計方法原理
光学设计软件介绍 ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential），是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件，功能非常强大，价格相当昂贵CODE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外，软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 CODE V是美国著名的Optical Research Associates（ORA?）公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自1963年起，该公司属下数十名工程技术人员已在CODE V程序的研制中投入了40余年的心血，使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件，为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用1994年，ORA公司聘请北京理工大学光电工程系为其中国服务中心。与国际上其它商业性光学软件相比，CODE V的优越性突出地表现在以下几个方面： 1．CODE V可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心或倾斜的元件；各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型；梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地
光学系统设计(五) 一、单项选择题（本大题共 20小题。每小题 1 分，共 20 分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．对于密接双薄透镜系统，要消除二级光谱，两透镜介质应满足 ( )。 A.相对色散相同，阿贝常数相差较小 B.相对色散相同，阿贝常数相差较大 C.相对色散相差较大，阿贝常数相同 D.相对色散相差较小，阿贝常数相同 2．对于球面反射镜，其初级球差表达公式为 ( )。 A.?δ2h 81L =' B. ?δ2h 81L -=' C. ?δ2h 41 L =' D. ?δ2 h 41 L -=' 3．下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 4．场曲之差称为 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 像散 D. 色差 5．初级球差与视场无关，与孔径的平方成 ( )。 A.正比关系 B.反比关系 C.倒数关系 D.相反数关系 6．下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有( )。 A.球差 B.场曲 C.畸变 D.倍率色差 7．不会影响成像清晰度的像差是 ( )。 A.二级光谱 B.彗差 C.畸变 D.像散 8．下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是 ( )。 A.显微物镜 B.望远物镜 C.目镜 D. 照相物镜 9．正弦差属于小视场的 ( )。 A.球差 B. 彗差 C. 畸变 D. 色差 10．初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为 ( )。 ：1 ：1 C.5：1 ：1 11．光阑与相接触的薄透镜重合时，能够自动校正 ( )。 A.畸变 B.场曲 C.球差 D.二级光谱 12．在子午像差特性曲线中，坐标中心为z B '，如0B '位于该点左侧，则畸变值为 ( )。 A.正值 B.负值 C.零 D.无法判断 13．厚透镜之所以在校正场曲方面有着较为重要的应用，是因为 ( )。 A.通过改变厚度保持场曲为零 B.通过两面曲率调节保持光焦度不变 C.通过改变厚度保持光焦度不变 D.通过两面曲率调节保持场曲为0 14．正畸变又称 ( )。 A.桶形畸变 B.锥形畸变 C.枕形畸变 D.梯形畸变 15．按照瑞利判断，显微镜的分辨率公式为 ( )。 A.NA 5.0λσ= B. NA 61 .0λ σ= C.D 014' '=? D. D 012' '=? 16．与弧矢平面相互垂直的平面叫作 ( )。 A.子午平面 B.高斯像面 C.离焦平面 D.主平面 17．下列软件中，如今较为常用的光学设计软件是 ( )。 软件 软件 软件 软件 18．光学传递函数的横坐标是 ( )。 A.波长数 B.线对数/毫米 C.传递函数值 D.长度单位 19．星点法检验光学系统成像质量的缺陷是 ( )。
ZEMAX ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential）。 ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance 参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V CODE V是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 OSLO oslo是一套标准建构系统及最佳化的光学软件。最主要地，他是用来决定光学系统中最佳组件的大小和外型，如照相机、客户产品、通讯系统、军事/外层空间应用以及科学仪器等。除此之外、他也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。 LENSVIEW LensVIEW为搜集在美国以及日本专利局申请有案的光学设计的数据库，囊括超过18,000个多样化的光学设计实例，并且每一实例都显示它的空间位置。它搜集从1800年起至目前的光学设计数据，这个广博的LensVIEW数据库不仅囊括光学描述数据，而且拥有设计者完整的信息，摘要，专利权状样本，参考文件，美国和国际分类数据，和许多其它的功能。LensVIEW 并能产生各式各样像差图，做透镜的快速诊断，和绘出这个设计的剖面图。 ASAP ASAP是功能强大的光学分析软件，是专为仿真成像或光照明的应用而设计，让您的光学工程工作更加正确且迅速。ASAP让您在制作原型系统或大量生产前可以预先做光学系统的仿真以便加快产品上市的时间。 传统描光程序的速度是非常烦琐秏时的。ASAP对于整个非序列性描光工具都经过速度的优化处理，让您可以在短时间内就可做数百万条几何描光的计算。光线可不计顺序及次数的经过表面，还可向前，向后追踪。此外ASAP具有强大的指令集可以让您进行特性光线以及物体的
背光模组的介绍 1.什么是背光模组？是用来干什么的？ 背光模组（Back Light Modul）为液晶显示面板（LCD Panel）的关键零组件之一，由于液晶本身不具发光特性，因此，必须在LCD面板底面加上一个发光源，方能达到饱满的色彩显示效果，背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的平面光源，使LCD能正常显示影像。 目前，背光模组的主要产品种类有：发光二极管（LED）、卤钨灯、电致发光（ELD）、冷阴极荧光灯（CCFL）、阴极发射灯（CLL）、和金属卤化物灯等。其中工艺成熟、性能稳定,在彩色液晶显示器（TFT-LCD）上普遍使用的背光源是冷阴极荧光灯（CCFL）；在面积较小的LCD上普遍使用的是LED背光源，尤其以发光均匀、高效的侧背光为主，LED背光源主要的应用范围：如手机、PDA、游戏机、家用电器、仪表、仪器、数码产品、汽车应用部件等产品的LCD显示面板。 背光模组为液晶显示器面板的关键零组件之一。功能在于供应充足的亮度与分布 均匀的光源，使其能正常显示影像。 2.LCD或LCM背光模组到底是什么？ LCD 液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 LCM液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB 线路板、背光源、结构件装配在一起的组件．英文名称叫“LCD Module”，简称“LCM”，中文一般称为“液晶显示模块”。实际上它是一种商品化的部件．根据我国有关国家标准的规定：只有不可拆分的一体化部件才称为“模块”，可拆分的叫作“组件”。所以规范的叫法应称为“液晶显示组件”。但是由于长期以来人们都已习惯称其为“模块”。 即可以得出lcd和lcm的区别，那么lcd和lcm有什么不同：lcd是显示屏，lcm是包含了lcd在内以及控制lcd显示方式、内容的芯片、线路板等各种器件的集合。可以说lcd是显示内容的前台，lcm是包含了前台在内整个运作系统。 3.啥是LED背光模组
一、背光模組常用光學原理 光學原理應用在背光板上，大致有反射(Reflection)、折射(Refraction)、全反射(Total Internal Reflection, TIR)、吸收(Absorption)幾項，均屬於幾何光學的光學領域。 (一)反射(Reflection)---反射片、導光板 反射可分為三種形式，鏡面反射(Specular reflection)、擴散反射(Spread reflection)和漫射反射(Diffuse reflection)，鏡面反射是指光線的入射角度相等於反射的角度，如圖1-1；擴散反射發生當在不平坦的表面且反射的光線超過一個角度，所有的反射光的反射角或多或少會與入射角相同，如圖1-2；漫射型的反射，有時候又稱作 “Lambertian scattering”或“Diffusion”，這種情形發生在粗糙或不光滑的表面，其反射光會有許多不同的角度，如圖1-3。 圖1-1. 鏡面反射 圖1-2. 擴散反射 圖1-3. 漫射反射 當光線照在一個完美的光滑表面會發生鏡面反射，完全遵守「反射定律(Law of reflection)」，入射角（入射光線與垂直表面的法線所夾的角度，Incident angle ）會相
等於反射角（反射光線與垂直表面的法線所夾的角度，Reflected angle ），如圖1-4。 當光線照在一個粗糙的表面，光線將會立刻以許多不同的方向反射或穿透，如圖1-5， 在背光的材料中，擴散板、擴散片屬於穿透擴散(Diffuse transmission)的性質，底反射 板、燈管固定框架屬於反射擴散(Diffuse reflectance)性質。 圖1-4. 反射定律 圖1-5. 穿透及反射擴散 (二)折射(Refraction, Snell ′s law)---導光板、擴散片、稜鏡片 當光線從一種材料行進到另一種材料時，例如從空氣進到玻璃，此時光線會被折 射，也就是光線會彎曲及改變速度。折射取決於二個因子：一個是入射角(Incident angle) 以符號 表示，另一個為材料的折射率(Refractive index)，以字母 表示，折射率等於真 空中的光速(c)比上光在材料中的光速(v)： (1-1) 空氣中的光速幾乎相同於真空中的光速，因此空氣的折射率可視為1，幾乎所有 其他物質的折射率都是大於1，因為光通過這些物質，其速度會降低。如圖1-6，光通
主题：背光模組產品製程介紹背光模組產 1 TFT-LCD 及 BLU的構造 TFTBLU的構造 LCD(液晶顯示器是顯示各種資訊的裝置，但因它本身不會自主發光，所以在其背面需放光源使 LCD畫面能均勻的發光，因此發光源即背光模組(BLU;Back Light Unit，對於B/L要求顯示面的輝度要均勻，液晶板的透光率須低於10%，需維持一定的水準。為了要使B/L達到輕薄化、高輝度、低耗電量、均勻度等，必須要擁有高度的技術才行。 LCD Panel LCD Panel DBEF Diffuser Up Prism Up Diffuser Sheet- 2 Diffuser Sheet-1 Backligh ht Diff Diffuser D Down Light Guide Plate Lamp Reflector Backlig ght Prism Down Light Guide Plate Lamp p Reflectior Support Main Case(Backlight Body Notebook Monitor 側光式背光模組側光式背光模組：為達到輕、薄與低耗電量的要求，筆記型電腦之TFT面板以採用側光式背光模組為主，側光式背光模組的光源，一般僅為單支燈管，燈管的外徑通常採用φ1.8mm，而燈管放置的位置顧名思義為背光模組的側面，由於光源僅從單邊進入，故整體背光模組的亮度均勻性較直下式背光模組更難以控制，且亮度亦較低，通常在筆記型電腦及中、小尺寸之(15”以下之背光模組上使用單支燈管，17”監視器、側光式背光模組通常在筆記型電腦及中小尺寸之(15”以下之背光模組上使用單支燈管17”監視器側光式背光模組通常使用2支燈管，圖所示為側光式背光模組之構造。側光式背光源的構造 直下式背光模組直下式背光模組：直下式背光模組的燈管是置於背光模組的正下方，且數量通常為2支以上，由於使用的燈管數多於側光式背光模組，連帶使得直下式背光模組的耗電量大增，故大部供應對耗電量較不要求的大型液晶監視器或液晶電視之TFT面板上，以期獲得較多的亮度，直下式背光模組的亮度分佈較為均勻，不過相對地需佔用較大的空間，如圖所示：大的空間如圖所示直下式背光源的構造光行進方向稜鏡片擴散膜導光板或擴散板反射板冷陰極管 2 成型射出- 工序圖(射出室成型射出- 工序圖(射出室原料(LGP Resin -保管及庫存管理原料供應設備 -注意異物流入除濕乾燥機 -調整正確乾燥溫度/時間成型機 -模具溫控機模具設計模具製作精密設出高品質導光板超大型起薄型高平坦
光学系统设计（Zemax初学手册）蔡长青 ISUAL 计划团队 国立成功大学物理系 （第一版，1999年7月29日） 内容纲目: 前言 习作一：单镜片(Singlet) 习作二：双镜片 习作三：牛顿望远镜 习作四：Schmidt-Cassegrain和aspheric corrector 习作五：multi-configuration laser beam expander 习作六：fold mirrors和coordinate breaks 习作七：使用Extra Date Editor, Optimization with Binary Surfaces 前言 整个福尔摩沙卫星二号「红色精灵」科学酬载计划，其量测仪器基本上是个光学仪器。所以光学系统的分析乃至于设计与测试是整个酬载发展重要一环。 这份初学手册提供初学者使用软件作光学系统设计练习，整个需要Zemax光学系统设计软件。它基本上是Zemax使用手册中tutorial的中文翻译， 由蔡长青同学完成，并在Zemax E. E. 7.0上测试过。由于蔡长青同学不在参与「红色精灵」计划，所以改由黄晓龙同学接手进行校稿与独立检验，整个内容已在Zemax E. E. 8.0版上测试过。我们希望藉此初学手册（共有七个习作）与后续更 多的习作与文件，使团队成员对光学系统设计有进一步的掌握。（陈志隆注）(回内容纲目) 习作一：单镜片(Singlet) 你将学到：启用Zemax，如何键入wavelength，lens data，产生ray fan，OPD，spot diagrams，定义thickness solve以及variables，执行简单光学设计优化。 设想你要设计一个F/4单镜片在光轴上使用，其focal length 为100mm，在可见光谱下，用BK7镜片来作。
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】 介绍 这一章对本手册的习惯用法和术语进行说明。ZEMAX使用的大部分习惯用法和术语与光学行业都是一致的，但是还是有一些重要的不同点。 活动结构 活动结构是指当前在镜头数据编辑器中显示的结构。详见“多重结构”这一章。 角放大率 像空间近轴主光线与物空间近轴主光线角度之比，角度的测量是以近轴入瞳和出瞳的位置为基准。 切迹 切迹指系统入瞳处照明的均匀性。默认情况下，入瞳处是照明均匀的。然而，有时入瞳需要不均匀的照明。为此，ZEMAX支持入瞳切迹，也就是入瞳振幅的变化。 有三种类型的切迹：均匀分布，高斯型分布和切线分布。对每一种分布（均匀分布除外），切迹因素取决于入瞳处的振幅变化率。在“系统菜单”这一章中有关于切迹类型和因子的讨论。ZEMAX也支持用户定义切迹类型。这可以用于任意表面。表面的切迹不同于入瞳切迹，因为表面不需要放置在入瞳处。对于表面切迹的更多信息，请参看“表面类型”这一章的“用户定义表面”这节。 后焦距 ZEMAX对后焦距的定义是沿着Z轴的方向从最后一个玻璃面计算到与无限远物体共轭的近轴像面的距离。如果没有玻璃面，后焦距就是从第一面到无限远物体共轭的近轴像面的距离。 基面 基面（又称叫基点）指一些特殊的共轭位置，这些位置对应的物像平面具有特定的放大率。基面包括主面，对应的物像面垂轴放大率为＋1；负主面，垂轴放大率为－1；节平面，对应于角放大率为+1；负节平面，角放大率为－1；焦平面，象空间焦平面放大率为0，物空间焦平面放大率为无穷大。 除焦平面外，所有的基面都对应一对共轭面。比如，像空间主面与物空间主面相共轭，等等。如果透镜系统物空间和像空间介质的折射率相同，那么节面与主面重合。 ZEMAX列出了从象平面到不同象方位置的距离，同时也列出了从第一面到不同物方平面的距离。 主光线 如果没有渐晕，也没有像差，主光线指以一定视场角入射的一束光线中，通过入瞳中央射到象平面的那一条。注意，没有渐晕和像差时，任何穿过入瞳中央的光线也一定会通过光阑和出瞳的中心。 如果使用了渐晕系数，主光线被认为是通过有渐晕入瞳中心的光线，这意味着主光线不一定穿过光阑的中央。 如果有瞳面像差（这是客观存在的），主光线可能会通过近轴入 瞳中心（如果没有使用光线瞄准）或光阑中央（如果使用光线瞄准），但一般说来，不会同时通过二者中心。 如果渐晕系数使入瞳减小，主光线会通过渐晕入瞳中心（如果不使用光线瞄准）或者渐晕光阑中心（如果使用光线瞄准）。 常用的是主光线通过渐晕入瞳的中心，基本光线通过无渐晕的光阑中心。ZEMAX不使用基本光线。大部分计算都是以主光线或者中心光线作为参考。优先使用中心光线，因为它是基于所有照射到象面的光线聚合效应，而不是基于选择某一条特殊光线。
TV背光模组之导光板简介 ◆导光材料概述 导光材料目前主要有PS (Polystyrene) 聚苯乙烯、PC (Polycarbonate )聚碳酸酯、PMMA (POLYMETHYL METHACRYLATE)聚甲基丙烯酸甲三种，在TV模组中应用最为广泛的是PMMA。下面分别给大家介绍一下此三种导光材料的物理特性。 PS (Polystyrene) 聚苯乙烯 ?为苯乙烯均聚物，系由苯乙烯在引发剂存在下进行自由基聚合得到。工业生产均用 连续本体聚合法。系无色透明、高光泽。加工性、着色性、刚性和电绝缘性良好， 但低温时质脆易裂。耐酸碱、氧化还原剂、醇类和洗涤剂，不耐烃类和氯烃类溶剂。 ?通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用 温度0～70℃。但脆，低温易开裂。 ?物性参数 ?晶体密度：1.06～1.12克/CM3 ?拉伸强度：36～52MPa； ?玻璃化温度：90～95℃ ?熔融温度：240℃ ?热变形温度：高温76～94℃； ?导热系数：30℃时0.116瓦/(米·开) ?吸水率（ASTM）：0.03～0.1 ?体积电阻率：1017～1019Ω·cm； ?介电强度：19.7kV/mm； ?透光率(2mm): PC (Polycarbonate )聚碳酸酯 ?聚碳酸酯(双酚A型)化学名称2，2-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯，是由酯交换法 和光气化法制得。平均分子量3.57×104。无定形透明颗粒．无味、天臭、无毒。 ?聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。 同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性 能好。 ?耐稀酸、耐油、不耐碱。溶于二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烷、 四氢呋喃、三甲酚、磷酸三甲酯等。疲劳强度较低，容易产生应力开裂。具有优良 的高温电性能，具有耐燃自熄性。 ?物性参数 ?晶体密度：1.20～1.43克/CM3 ?拉伸强度：＞60MPa ?玻璃化温度：148～150℃
CODE V光学设计软件简介！ ??ＣＯDE V是一个光学系统设计和分析优化软件，广泛使用于照相设备、摄影机和医疗器具等,功能强大使用简单灵活。??[aｔｔachｍｅｎt=1３6] ? CＯDE V是美国著名的OpticaｌResearｃh Associaｔeｓ（ORA?)公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自19６３年起,该公司属下数十名工程技术人员已在CODEＶ程序的研制中投入了４0余年的心血，使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件,为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用。??一. 包罗万象的适用范围 ?CODＥＶ可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心和/或倾斜的元件;各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型；梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地处理屋脊棱镜、角反射镜、导光管、光纤、谐振腔等具有特殊光路的元件;而其多重结构的概念则包括了常规变焦镜头,带有可换元件、可逆元件的系统,扫描系统和多个物像共轭的系统。40多年来，世界各地的用户已成功地利用CODE Ｖ设计研制了大量照相镜头、显微物镜、光谱仪器、空间光学系统、激光扫描系统、全息平显系统、红外成像系统、紫外光刻系统等等,举不胜举。近几年内，CＯＤE V软件又被广泛地应用于光电子和光通讯系统的设计和分析。[ａttａｃhmｅｎt=1３7] ???图１．带有非顺序面的系统及梯度折射率元件示例??二.空前强大的自动设计能力??光学设计的第一步是要为系统确定合理的初始结构。为此ＣODＥV提供了独有的“镜头魔棒”功能,用户只需输入所要设计的系统的使用波段、相对孔径、视场、变倍比等参数,软件即可从自带的专利库中找出对应的结构以供选择。?ＣODＥV软件中优化计算的评价函数可以是系统的垂轴像差、波像差或是用户定义的其它指标，也可以直接对指定空间频率上的传递函数值进行优化。经过改进的阻尼最小二乘优化算法用拉格朗日乘子法提供既方便又精确的边界条件控制。除了程序本身带有大量不同的优化约束量供选用外,用户还可以根据需要灵活地定义各种新的约束量。此外，以往的优化算法无法克服存在于光学系统结构参量的高度非线性解空间中的大量局部极小，故此自动设计的结果是一个与初始参数接近的像质相对较好的结构,而不一定是全局最优设计。为解决这一问题,OＲA公司在ＣＯDE V软件中加入了强大的全局优化功能(Ｇlobal Syntheｓis？）。这种被该公司严格保密的算法不仅可以跳出局部极小继续在解空间中寻找更佳设计,而且可以在优化结束时将找到的满足设计要求的各种完全不同的结构形式一一列出供使用 者根据实际需要选择。这是目前世界上唯一证实可行并已实用化的全局优化程序，其优化能力在国际上遥遥领先。四年一届的国际光学设计会议是本领域影响最大的专业技术研讨会，在9０年代以来的近几届会议中，组织者每次都向世界上各有关单位和专家发出一个设计竞赛题目，而每届收到的参赛结果的前几名都是用COＤＥＶ软件优化设计出来的,充分说明CＯＤE V的优化功能已经成为世界各地光学设计专家
1.APSS.v 2.1.Winall.Cracked 光子学设计软件，可用于光材料、器件、波导和光路等的设计 2.ASAP.v7.14/7.5/8.0.Winall.cracked/Full 世界各地的光学工程师都公认ASAPTM（Advanced Systems Analysis Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。 注：另附9张光源库 3.Pics3d.v200 4.1.28.winall.cracked 电子.光学激光2D/3D有限元分析及模形化装置软件 https://www.doczj.com/doc/ca3456899.html,stip.v2004.1.28.winall.cracked 半导体激光装置2D模拟软件 5.Apsys.2D/3D.v2004.1.28.winall.cracked 激光二极管3D模拟器 6.PROCOM.v2004.1.2.winall.cracked 化合物半导体模拟软件 7.Zemax.v2003.winall.cracked/EE ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起。 8.ZEBASE Zemax镜头数据库 9.OSLO.v6.24.winall.licensed/Premium OSLO 是一套处理光学系统的布局和优化的代表性光学设计软件。最主要的，它是用来决定光学系统中最佳的组件大小和外型，例如照相机、客户产品、通讯系统、军事 /外太空应用以及科学仪器等。除此之外，它也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。 10.TracePro.v324.winall.licensed/Expert TracePro 是一套能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件。它是第一套以符合工业标准的ACIS(固体模型绘图软件)为核心所发展出来的光学软件，是一个结合真实固体模型、强大光学分析功能、信息转换能力强及易上手的使用界面的仿真软件，它可将真实立体模型及光学分析紧紧结合起来，其绘图界面非常地简单易学。 11.Lensview.UPS.winall.cracked LensVIEW 为搜集在美国以及日本专利局申请有案的光学设计的数据库，囊括超过 18,000个多样化的光学设计实例，支持Zemax，OSLO，Code V等光学设计软件。 12.Code V.v940.winall.licensed CODE V是美国著名的Optical Research Associates公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。 13.LightTools.v4.0/sr1.winall.cracked LightTools是一个全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系，提供最现代化的手段直接描述光学系统中
光学设计 ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential），是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。 ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件，功能非常强大，价格相当昂贵CODE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外，软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 CODE V是美国著名的Optical Research Associates（ORA?）公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自1963年起，该公司属下数十名工程技术人员已在CODE V程序的研制中投入了40余年的心血，使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件，为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用1994年，ORA公司聘请北京理工大学光电工程系为其中国服务中心。与国际上其它商业性光学软件相比，CODE V的优越性突出地表现在以下几个方面 CODE V可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心或倾斜的元件；各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型；梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地处理屋脊棱镜、角反射镜、导光管、光纤、谐振腔等具有特殊光路的元件；而其多重结构的概念则包括了常规变焦镜头，带有可换元件、可逆元件的系统，扫描系统和多个物像共轭的系统。40多年来，世界各地的用户已成功地利用CODE V设计研制了大量照相镜头、显微物镜、光谱仪器、空间光学系统、激光扫描系统、全息平显系统、红外成像系统、紫外光刻系统等等，举不胜举。近几年内，CODE V软件又被广泛地应用于光电子和光通讯系统的设计和分析。光学设计的第一步是要为系统确定合理的初始结构。为此CODE V提供了独有的“镜头魔棒”功能，用户只需输入所要设计的系统的使用波段、相对孔径、视场、变倍比等参数，软件即可从自带的专利库中找出对应的结构以供选择。 CODE V软件中优化计算的评价函数可以是系统的垂轴像差、波像差或是用户定义的其它指标，也可以直接对指定空间频率上的传递函数值进行优化。经过改进的阻尼最小二乘优化算法用拉格朗日乘子法提供既方便又精确的边界条件控制。除了程序本身带有大量不同的优化约束量供选用外，用户还可以根据需要灵活地定义各种新的约束量。此外，以往的优化算法无法克服存在于光学系统结构参量的高度非线性解空间中的大量局部极小，故此自动设计的结果是一个与初始参数接近的像质相对较好的结构，而不一定是全局最优设计。为解决这一问题，ORA公司在CODE V软件中加入了强大的全局优化功能（Global Synthesis）。这种被该公司
一些常用光学设计软件及其应用方向介绍 【①】LensVIEW 2003.1-ISO 1CD(世界著名的光学设计数据库) 【②】LensVIEW 2001-ISO 1CD(世界著名的光学设计数据库) Focus.Software产品: Zemax v2003-1-6 with manuals & tutorial(专业光学CAD软件,解密,好用的版本) Zemax 用的中国玻璃库Zemax使用说明书(总计526页) Focus Floor Covering Software 2.0c Optical Research Associates产品: Code V 9.5(世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件) Code V 英文使用手册(总计112M BREAULT产品: ASAP v8.0-ISO 1CD(光学分析设计软件合集完全版,包括用户手册、使用实例,解密完全) ASAP 正版光源库9CD ASAP v8.0中文入门指南 ReflectorCAD 1.5(中文汉化,ASAP的配套软件,专门用于车灯灯罩设计) Lighting.Technologies产品: PhotoPIA v2.0(快速且精确的光度分析程序) LAS-CAD GmbH产品: LASCAD 3.02(德国LAS-CAD GmbH所开发之固态激光仿真设计分析软件,它是世界上第一套可分析固态激光中光与热特性的多重物理交互
作用效应的软件,LASCAD可用来设计传统的气态(Gas)激光,闪光灯(Flash Lamp)激发式固态激光(SSL)与二极管激发式固态激光(DPSSL-Diode Pumped Solid State Laser) RSoft, Inc产品： BeamPROP.v5.1.9.vs.ullwave.v3.0.9.BandSOLVE.v1.3.4.DiffractMOD.1.0.1. GratingMOD.v1.1.3 BeamPROP.v5.1.9.vs集成光导器件的设计及模拟的软件,用类似CAD的界面进行设计,器件的输出能对不同输入光信号进行模拟Fullwave:对复杂光器件进行时域限差模拟,能得到准确的答案BandSolve:光晶体元件的设计及模拟 GraingMOD:能设计任意基于集成光导的光栅和滤波器并能根据输入光普推导出光栅的设计 Optiwave产品： OptiFDTD 5.0(时域光子学仿真软件,用来模拟先进的被动元件和非线性光电元件) OptiBPM v6.0(用于设计及解决不同的积体及光纤导波问题,光束传播法,或称为BPM是OptiBPM的核心,而其是一种一步接着一步来模拟光通过任何波导物质的行为,BPM可以允许观察任一点被模拟出的光场分布,而且可以容许同时检查辐射光及被传播的光场) OptiSystem 3.0(光通信系统模拟软件,可以设计、测试,与最佳化几乎任何一种在光网路系统的宽谱中的物理层次光连结) TracePro 3.2.2专家版-ISO 1CD(光学机构仿真软件,普遍用于照明系统、
背光模組簡介 壹、前言 背光模組(Back light module)為液晶顯示器面板(LCD panel)的關鍵零組件之一，由於液晶本身不發光，背光模組之功能即在於供應充足的亮度與分佈均勻的光源，使其能正常顯示影像。LCD面板現已廣泛應用於監視器、筆記型電腦、數位相機及投影機等具成長潛力之電子產品，因此帶動背光模組及其相關零組件的需求持續成長，在面板低價化的刺激下，又以筆記型電腦及LCD監視器等大尺寸用面板需求最大，為背光模組需求成長的主要動力來源。全球大型LCD背光模組產值將較2002年成長23%，達26.19億美元，且逐年增加，到2006年產值將達到37.26億美元。在國內LCD面板廠商積極擴產下，國內內需市場持續擴大，由於國內廠商生產的背光模組已與國際大廠的製造水準相當，加上在量產規模及就地供應上之優勢，國內背光模組自給率將可再往上提升。 貳、背光模組簡介 : 一、背光模組為LCD 面板第二大關鍵零組件 LCD面板主要係由彩色濾光片、背光模組、驅動I C、補償膜及偏光板、玻璃基板、I T O膜、配向膜、控制電路等零組件所組成，由於液晶面板本身不具發光特性，必須藉助背光模組來達到顯示的功能，LCD面板製造商在產生玻璃面板之後，須先結合彩色濾光片，兩者封合後灌入液晶，再與背光模組、驅動I C、控制電路板等組件，組合成LCD模組出售給下游的筆記型電腦或LCD監視器製造商。由於背光模組為僅次於彩色濾光片之LCD面板第二大關鍵零組件， 為因應國內面板廠商對關鍵零組件的大量需求及尋求降低成本要求下，如瑞儀、中強、
輔祥、科穚等廠商紛紛投入， 致在LCD上、下游產業之中， 背光模組現已成為本土化速度最快的一項零組件。 二、背光模組亦即顯示器光源提供者 背光模組其主要由光源(包括冷陰極螢光管(CCFL))、熱陰極螢光管、發光二極體(LED)等)、燈罩、反射板(Reflector)、導光板(Light guide plate)、擴散片(Diffusion sheet 1-2片)、增亮膜(Brightness enhancement film 1-2片)及外框等組件組裝而成，其中光學膜片與導光板為最主要之技術和成本所在。液晶顯示器由於其厚度薄、質量輕且攜帶方便，且相較於目前得CRT更有低輻射的優點，近年來需求快速的增加，己能在顯示器的市場佔有一席之地。隨著液晶顯示器製造技術的提昇，在大尺寸及低價格的趨勢下，背光模組在考量輕量化、薄型化、低耗電、高亮度及降低成本的市場要求，為保持在未來市場的競爭力，開發與設計新型的背光模組及射出成型的新製作技術，是努力的方向及重要課題。 三、背光模組類別 : 一般而言，背光模組可分為前光式(Front light )與背光式(Back light)兩種，而背光式可依其規模的要求，以燈管的位置做分類，發展出下列三大結構： (1)側光式(Edge lighting)結構：發光源為擺在側邊之單支光源，導光板採射出 成型無印刷式設計，一般常用於18吋以下中小尺寸的背光模組，其側邊入射的光源設計，擁有輕量、薄型、窄框化、低耗電的特色，亦為手機、個人數位助理(PDA) 、筆記型電腦的光源，目前亦有大尺寸背光模組採用側光式結構。 (2)直下型(Bottom lighting)結構：超大尺寸的背光模組，側光式結構已經無法 在重量、消費電力及亮度上佔有優勢，因此不含導光板且光源放置於正下方的直下型結構便被發展出來。光源由自發性光源(例如燈管、發光二極體
LED背光模组/背光源未来之预见 背光模组为TFT-LCD面板主要组件，约占面板材料总成本的20％～35％。随着LCD TV面板规模的高速增长，背光模组在面板成本与制造过程中所占的份额与地位将日益凸显。2005～2008年间大型大尺寸背光模组的出货量年增长率预计约达28%，至2008年将大型背光模组约达3.6亿块，市场产值高达约140亿美元。 从背光模组生产厂商来源国或地区来看，台湾、韩国企业均占据全球出货量的40％～45％，全球背光模组大厂主要有台湾的中强光电、瑞仪、科桥、韩国的 Taesan、Heesung及日本的夏普、Stanley等企业。由于中国大陆存在人力成本及下游相关产品制造规模之优势，台湾、韩国背光模组厂商均已在大陆设立分厂， 2005年在中国大陆产出的背光模组已约占全球39％，成为全球第一大生产地区。受外资背光模组企业的进一步投资扩产之势推动，预计06年大陆背光模组出货量的全球份额提高至45％。而国内也已涌现出以京东方茶谷、深圳帝光、普耐光电等为代表、发展迅速的背光模组与背光源企业。 背光源、棱镜片、扩散板及光学膜片等为背光模组的主要上游材料与组件，其中背光源在中小、大尺寸背光模组材料成本中分别约占10％～15％、15％～25％。目前背光源以冷阴极荧光灯（CCFL）为主，新型光源LED、平面光源FFL 正受业界关注并被认为是取代受欧盟RoHS法规限制使用的含汞 CCFL的有力竞争者。特别是LED因具有高达105％～130％色彩饱和度（NTSC）、长寿环保等显著优点，已成为中小尺寸TFT-LCD面板中的主流背光源，而随着LED发光效率的提高、散热难等技术问题的突破，全球面板巨头与LED行业领导者的已纷纷合作推出了LED背光源的大尺寸LCD TV，可以预见，高亮白光LED在大尺寸LCD TV背光源需求即将成为应用热潮。 根据LED光源的技术发展与应用领域的拓展关系可知，LED在成为手机、车载导航面板等中小尺寸LCD面板的主流背光源之后，当前正处于 Notebook、LCD Monitor及LCD TV大中型尺寸LCD面板所需背光源的市场切入与渗透关键时期。可以说，随着发光效率的进一步提高及散热问题的攻克，高亮白光LED有望成为未来大中型尺寸LCD面板的主流背光源。 应3G手机的入市、大屏幕手机的增多及搭配影像手机配备闪光灯的比重提升，持续拉升白光LED的需求，预估2006年度全球手机将成长7.1%达 8.3亿部，预期06年手机白光LED市场出货量增长41%至的43亿颗，其中手机背光源中的白光LED用量以近40％的高速增长达22亿颗；按键所需白光LED增长20％达5亿颗，以及拍照手机所需白光LED闪光灯增长60％达16亿颗。未来四年内，国内手机需求量未来四年内将保持13％的年均复合增长率，从06年的1.37亿部增长到2009年的2亿部；对高亮白光LED背光源需求量预计由06年的3.5 亿颗，以37％的年均复合增长率增加至09年的 9亿颗；而随着3G及拍照手机比重的提高，预计国内手机对高亮白光LED的总需求量保持高达46％的年均复合增长，由06年的7亿颗增长至09年的22亿颗。 2006年全球MP3、PDA、DSC、车载导航、可携式DVD等产品所需中小型尺寸LCD面板等所需白光LED市场规模高达21亿颗有余，受LED 在中小尺寸LCD面板的庞大商机驱动，目前全球已呈现背光模组上中下游厂商展开投资合作趋势，以积极抢攻LED背光源的LCD面板市场份额，如台湾的面板巨头友达光电联合
27 LED背光模组相关专利简介 陶梅摘编 Brief Introduction of Patents about LED Backlight Modules Extracted by Tao Mei 1一种LED灯串被短路保护时自动补偿亮度的显示用背光的装置及方法 公开（公告）号：CN102054442A 摘要：本发明涉及一种LED灯串被短路保护时自动补偿亮度的显示用背光的装置及方法，其特征在于：光源控制模组通过调光信号输出端和开关信号输出端输出信号给驱动模组，短路保护侦测模组3通过短路保护侦测输出端电性连接于光源控制模组及与各个LED灯串输出端相连，当有任一LED灯串发生短路且被驱动控制器保护时，短路保护侦测输出端输出信号给光源控制模组中的图像处理器，图像处理器就会输出一持续不变的信号给光源控制模组的调光控制电路，使其调光控制电路输出一持续高电平的调光信号给驱动模组内对应的驱动控制器，调光控制电路输出100%的调光控制信号，以补偿整体的LED灯管的平均亮度。本发明自动化程度高，能使液晶画面亮度更适合使用者的要求。 2LED背光单元以及使用该LED背光单元的液晶显示装置 公开（公告）号：CN102047174A 摘要：讨论了一种LED背光单元以及使用该LED背光单元的其它装置。根据一个实施例，LED背光单元包括：导光部，其包括导光板和耦合到导光板的反射板，其中，导光板具有光输入部分和第一连接部分，并且其中，反射板具有连接到第一连接部分的第二连接部分；以及包括至少一个发光二极管的光源，该光源向导光部发射光。3一种LED液晶显示背光模组 公开（公告）号：CN102022680A 摘要：本发明公开了一种LED液晶显示背光模组，该模组可以在不增加聚光片的情况下，提供更高的亮度的可能，且其结构能够适用于大功率LED灯，减小小功率LED灯的应用，以减小故障的几率。其包括LED灯条和导光板，LED灯条上有LED灯，以及在所述导光板的背面设有所述LED灯条，对应所述LED 灯位置的导光板上设有孔，孔包括位于导光板正面和背面的两个孔口，在导光板背面的孔口处设有直下式LED灯，在导光板正面的孔口处设有用于反射LED 灯光的反光装置。本发明主要应用于液晶显示器和液晶电视上的LED背光源。 4一种LED侧背光模组 公开（公告）号：CN102003664A 摘要：本发明公开了一种LED侧背光模组，包括侧背光源和导光板，能够在兼顾侧背光模组的超薄特性前提下，实现了更多的分区，同时还提供一种包括所述LED侧背光模组的显示设备，从而提高了显示设备的对比度，使其显示效果以及各种性能指标得到很大提高，具有非常巨大的进步。 5用于LED的侧面发射LED背光 公开（公告）号：CN101994957A 摘要：一种用于照明液晶显示器的背光，其中将LED 按矩阵排列在背光腔体中。排列所述LED，使得将来自LED的发射沿侧面方向进入所述背光腔体。对来自LED的发射整形，以便匹配背光腔体的截面形