这几年光电产品突然增加，市面上电子的书籍很多，但光学方面且同时专注在原理及实际演练应用方面的课本或参考书籍却是不多。本书以快速简洁的方式直接切入原理与应用，使初学者能够在读完本书后，立刻明了实际光学设计技巧并能使用。本书先简洁介绍导光板导光设计原理，随后各章举出各种实例，并以zemax, tracepro等光学软体逐步演示，使读者可以借由实例演作而彻底了解几何光学之应用。本书深入浅出，适用于大学及研究所课程，亦可适用于产业界或光电公司之产品研发如：液晶显示器、LED、手机、照相机等光学设计课程。

本书特色

　　本书以快速简洁的方式直接切入原理与应用，使初学者能够在读完本书后，立刻明了实际光学设计技巧并能使用。

作者简介

张荣森

　　学历
　　美国亚里桑那大学光电系博士
　　以色列希伯来大学应用物理系硕士
　　中正理工学院物理系学士

　　经历
　　Director of Optical Engineering Society of R.O.C.
　　Chairman of Visual Optics Committee
　　President of International Vision Optical Society
　　President of Vision Optical Society of R.O.C.
　　Director of Vision Optical Society of R.O.C.

　　现职
　　国立中央大学光电科学研究所教授
　　中华民国验光配镜学会理事长

　　学术专长
　　光电工程、光学设计、视光学、人工智慧、生物晶片奈米光电、微机电制程

序
第一篇　导光板导光设计简介
第 1 章｜绪　论 3
1.1 前言 4
1.2 液晶显示器简介 6
1.3 导光板的分类 8
1.4 导光板的制造 8
1.5 其他功能膜 9

第 2 章｜直下式与侧光式的运用与差异 11

参考文献

第二篇　新型导光扩散元件出光面辉度与均匀性之模拟研究
第 1 章｜绪　论 17
1.1 背景 18
1.2 简介 18
1.3 文献回顾 19
1.4 本篇架构 20

第 2 章｜光学理论与光学规格 21
2.1 几何光学基本原理 22
2.2 光度学（Photometry） 26
2.3 光学规格评鑑 27

第 3 章｜背光模组基本架构与设计 31
3.1 背光模组现有技术 32
3.2 背光模组部材功能说明 34

第 4 章｜新型发光二极体直下式背光模组设计 39
4.1 设计特色 40
4.2 设计流程 40
4.3 光源选用与模拟 40
4.4 LED直下式背光加上新型二次导光扩散元件之设计 43

第 5 章｜ LED直下式背光加上新型二次导光扩散元件之模拟结果与修正设计 45
5.1 初模拟结果 46
5.2 初模拟之逐步分析修正 47
5.3 初模拟之实物样品（Prototype）之实测结果 49
5.4 实测推论与分析 50
5.5 分析结果与模型 51

第 6 章｜ 修正后新型二次导光扩散元件与LED直下式背光模组光学成效检讨 57
6.1 再次模拟结果 58
6.2 新型式二次导光元件之均匀度测量结果 62

第 7 章｜结　论 63

参考资料

第三篇　新型直下式背光模组设计
第 1 章｜总　论 69
1.1 背景 70
1.2 简介 73
1.3 方法 73
1.4 结果 74

第 2 章｜背光模组理论 77
2.1 菲涅尔折射公式（Fresnel Equation） 78
2.2 辐射通量与光通量的单位 79
2.3 Lambertian余弦定律—理想漫射体 80

第 3 章｜偏极光反射板背光模组设计 81
3.1 偏极光反射板与折射板之二维模组建立 82
3.2 偏极光反射板与折射板之三维模组建立 86
3.3 直下式背光模组模拟设定 89

第 4 章｜偏极光反射板背光模组模拟与分析 93
4.1 光均匀度的定义（Definition of Irradiance Uniformity） 94
4.2 模拟结果 94

第 5 章｜直下式背光模组结构 107
5.1 直下式背光模组简介 108
5.2 专利概述 108
5.3 新型背光模组结构设计与模拟 110
5.4 模拟结果 112

第 6 章｜结　论 123
6.1 偏极光反射板背光模组设计 124
6.2 直下式背光模组结构 124

参考文献

第四篇　侧入光式导光板之模拟及光学特性分析
第 1 章｜绪　论 129
1.1 前言 130
1.2 背景与动机 130
1.3 本篇架构 132

第 2 章｜背光模组相关技术介绍 133
2.1 光学基础理论 134
2.2 背光模组各部材简介 138

第 3 章｜平板导光板光学模拟分析 159
3.1 模拟简介 160
3.2 模拟结果 161

第 4 章｜结论 167

参考文献

第五篇　背光模组偏振态分析与增亮之应用
第 1 章｜绪　论 173
1.1 前言 174
1.2 背景与文献回顾 174
1.3 目的 175
1.4 特色 177

第 2 章｜原　理 179
2.1 光的偏振 180
2.2 布鲁斯特角（Brewster’s angle） 184
2.3 经由反射形成的偏振-TM wave（或称为P wave）与TE wave（或称为S wave）反射率比较 186
2.4 偏振度（Degree of polarization） 188
2.5 半波片特性及其在背光模组之应用 188

第 3 章｜实验方法与研究设备 197
3.1 实验方法 198
3.2 研究设备 200

第 4 章｜实验结果 205
4.1 背光模组面内之偏振态与位置依存性量测结果 206
4.2 半波片对亮度与视角均匀性的补偿结果 208

第 5 章｜结论与展望 231

参考资料

第六篇　LCD背光模组部分偏振光之有效利用及结构简化
第 1 章｜绪　论 237
1.1 背景 238
1.2 简介 238
1.3 背光模组耗能 240
1.4 特色 244

第 2 章｜理论介绍 249
2.1 基本光学描述 250
2.2 偏极化现象的改善 257
2.3 均一性和光强利用率的改善 261

第 3 章｜实验器材与方法 263
3.1 实验用设备 264
3.2 实验用材料 265
3.3 实验方法 272

第 4 章｜实验结果与讨论 277
4.1 传统背光模组之亮度 278
4.2 传统背光模组和偏光片之亮度 279
4.3 旋转偏光片后之亮度 280
4.4 使用液晶调整片后之亮度 282
4.5 传统背光模组和SWV Film之亮度 284
4.6 传统背光模组和Retardation Film之亮度 286
4.7 传统背光模组、1/4λFilm和SWV Film之亮度 287
4.8 使用AG Film和SWV Film取代Diffuser之亮度 289

第 5 章｜结　论 291
5.1 均一性的改善 292
5.2 偏极化现象的改善 292
5.3 光强利用率的改善 292
5.4 背光模组结构简化 292
5.5 週边元件的减少 293
5.6 环保 293

第 6 章｜未来展望 295
6.1 制造的方式 296
6.2 制造材料 300
6.3 未来展望 300

参考资料

附录一　Polarized Backlight Design and Simulation
附录二　 Rong-Seng Chang*, Jang-Zern Tsai,Tung-Yen Li, and Hsiang-Lin Liao,"LED Backlight Module by Lightguide-Diffusive Component ," Journal of Display Technology, vol 8, NO.2,February 2012
索引