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光学原理-最终版


直下型背光构造图
扩散片
Lamp 側型背光构造图 反射片
反射片
扩散片
Lamp
反射片
导光板
U形灯管示意图

增加灯管数量虽然提高了产品的亮度和对比度,但它也带来散热和耗能问题。 最主要的是,作为显示器本身,其实并不是亮度、对比度越高,还原图像的效 果就越好。好的显示器必须要有很好的灰度显示能力,因为图像是层次的,只 有能准确还原足够多的灰度级,显示出的图像才有层次感.
2. 棱镜片与增亮片

BEF( Brightness Enhancement Film)的作用就是让分散的光集中 在法线70度范围内出光,其原理是利用全发射定律,让大于70度射 出的光又反射回来再次被利用,可使在轴中心亮度增加110%,其原 理是利用折射和全反射原理使分散的光线集中于一定的角度从背光 源中发出。

采用特殊的粒子结构与导光板的印刷点相匹配,不但能反射光,而 且还使反射光变得十分均匀。通过使用这些特殊的反射膜,使液晶 显示的轴中心亮度提高近30%。
反射膜对反射率的影响
PART 3 光学测试注意点
光學特性評價的重要因素
被測定物
正確的側量位置 點燈條件(周波數等) 指向性、偏光 測定視野外迷光
液晶显示原理
当液晶分子竖立时
光线就无法通过,结 果在显示屏上出现黑 色。故形成透光时为 白、不透光时为黑, 字符就可以显示在屏 幕上了。
Color filter

在彩色LCD面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成的,其 中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤片。光线经 过过滤片的处理照射到每个像素中不同色彩的液晶单元格之上,利 用三原色的原理组合出不同的色彩 ,BM主要为隔绝RGB三颜色, 为提高颜色对比的关键,且BM一般均要求低反射,反射愈低愈好, 色彩表现也会愈好。
光学原理
顏色的種類
光源色的三原色
藍 水藍色 白 緑 黄 紅 粉紅色
物体色的三原色

紅 黒 粉紅色


水藍色
加法混色
減法混色
顏色混合後光的量會增強,亮度及鮮豔度 顏色在混合之後,光的量會被吸收 會更明顯,如果將紅、藍、緑的三種顏色光、 減少,會呈黑色 加強100%混合狀態的話,會呈現白色, 所以100%减化之後,會呈黑色 歸0%會變黑色
PART 1
前 言

随着液晶显示器在游戏、设计等领域的广泛应用,液晶显示器如何提升亮 度成为了液晶企业面临的一大挑战。

液晶显示器光源在传输 过程中的衰减示意图


LCD光损失的三大祸首: 1. TFT开口率(~65%) 2. CF (~34%)(RGB1/3) 3.偏光板 (~43%)(下偏識
PART 3 光学测试注意点
增亮膜增光原理 图
3. 导 光 板
光线在导光板中以全反射传递
当光线遇到底部散射点时, 会有部份光线散射而折射出压克力
4. 反 射 片

灯管反射膜的种类 金属反射
金属的导电系数愈高,穿透深度愈浅,反射率(Reflectivity)愈高。因此 金属反射膜材料大都使用高导电度的金(Gold, Au)、银(Silver,Ag)、 铝(Aluminum, Al)与铜(Copper, Cu)等

偏光板构造简图
1.分解非偏极 光 2.舍弃其中一 条,利用另一 条偏极光
金属偏光膜、碘系偏光膜、染料系偏光膜、聚乙烯偏光膜
PART 2
LCD增光原理
液晶显示器光学部件组成
1.
灯管

背光根据灯管位置可分为侧光式、直 下式两种,由于直下式的灯管数使用 量较多,一般15吋用二支,17吋用四 支,甚至有具有三支U形灯管称为 “六灯管”,因此不符合轻薄小之用 途,主要用于LCD监视器、LCD TV, 而侧光式则在侧边使用一支灯管,应 用于NB等便携式产品。

白色塑料材料反射 一般为PET+Ti
金属反射 导体材料中的外壳层电子(自由电子)并没有被原子核束缚,当被光波 照射时,光波的电场使自由电子吸收了光的能量,而产生与光相同频率 的振荡,此振荡又放出与原来光线相同频率的光,称为光的反射。
其他反射材料

TiO2等折射率很高(n=2.62),所以在反射dot折射的光,非常复杂的动作,而且是将 PET或聚碳酸酯(polycarbonate)等,光学上透明度高的树脂,经过微细发泡而成。泡 的直径有数微米左右,不过,泡越微细、密度越高,反射率就越高。泡是折射率约1.00 的素材,与透明树脂之间,形成良好的屈折率界面。
BEF 示意图
DBEF 示意图
视觉效果图
BEF增光原理
增 亮 膜

反射型偏光及增光片不同于一般的吸收型偏光片阻挡吸收约50% 的偏极化光,当光通过下层偏光片时,原本被吸收的50%偏振光 重复利用,该膜可允许P1偏振光通过,而将P2偏振光反射回来重 复利用再变成P1和P2,如此反复可循环可增加亮度60%。吸收偏 振光的过程中,也充分的对反射光的均匀性做出了提升,对显示 效果的提升很明显。 增亮膜可将此部份偏极化光反射回背光模 块后循环利用,能全面而平均地提升液晶显示器的辉度.
偏光板

偏光板功能即在于将非偏极光转为偏极光,而液晶显示器就是利用此偏极 光加上液晶扭转特性来达到控制光线的通过与否,形成明暗。 偏光子是利用透光性良好的高分子薄膜(常用PVA,聚乙烯醇)吸附上二色性 物质(碘系、染料性等) ,几秒内使碘离子或染料扩散渗入内层的PVA中, 微热后拉伸,且在变长的同时也将变得又薄又窄,原本PVA分子为任意角度 无规则性分布,受力拉伸后分子就逐渐偏转于作用力方向上,而附着在PVA 上的碘离子或染料也就随之有方向性,因此可吸收平行于其排列方向的光 束电场分量,只让垂直方向的光束电场分量通过。
量測機器
機器的精度(管理精度是否滿足?) 機器的光学特性(測光測色論理是否一致?) 機器的校正體系?
環境因素
温度、湿度、暗室的迷光
人員因素
被測定物+量測機器
測定距離 (測定面積、開角影響) 測定的位置是否正確(被測定物的指向性有依存性) 數據取得時間(積分時間)的設定(点滅光源不可欠) 濾片方式採用後的計測器需要色補正係数
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