臺灣博碩士論文加值系統

近年來台灣科技產業發展一日千里，其中又以薄膜電晶體液晶顯示器技術進展最迅速。液晶顯示器的發展在輕薄化及高輝度的需求趨勢下，運用光學薄膜來提升背光模組的效能日益重要，光學膜片不但對於背光模組的輝度提高有非常大的幫助，對於可攜式產品的輕薄化設計也有著顯著的助益。但薄型化且高亮度的背光模組中散熱不易，光源所產生熱能更是直接影響著光學膜片，於熱能烘烤下侷限於背光模組窄小空間中的光學膜片易產生皺摺及變形等現象，使顯示器畫面呈現輝度及均勻性下降等現象。為提升國內LCD產品競爭能力以持續保持競爭優勢，LCD平面顯示器所使用的光學膜片機械性質對於顯示器成像品質之影響更顯重要。
本論文透過膨脹測試法結合電子光斑剪切干涉術與相移術，及微拉伸試驗設備，可求得出光學膜片的楊氏模數及波松比。完整的光學膜片材料的光學、機械性質等資料若能掌控，於背光模組設計規劃結構設計時就能快速的挑選出所需的光學膜片，並瞭解其在光學及材料機械特性等表現。在背光模組設計之初即能預防不良現象的發生，於產品開發設計上就可以大幅的縮短其時間週期。

The hi-tech industry has been made a big progress for recent years in Taiwan, especially in the TFT-LCD technology. As a tendency of heavy demands by both portable smart and high brightness for LCD, how to increase the efficiency of backlight module by utilizing the optical film therefore becomes more important. The optical film is not to improve the brightness enhancement for the backlight module, but to adjust the design in more portable smart product. However, it is difficult to release the thermal stress under a thin and high brightness backlight module. The thermal stress basically is generated from the illuminant that leads unwanted influences to the optical film directly. For instance, the heat keeps operating in a narrow space and easily causes damage. The damage, such as warps and wrinkles for the optical film, results the display arising low brightness and uneven image. In addition, to maintain the domestic LCD product under competitive advantage, the mechanical properties on the LCD optical film in affecting the monitor picture quality is more significant.
This thesis refers to bulge test method combined with ESPSI (Electron Speckle Pattern Shearing Interferometry) which involved phase shifting and then micro tension and compression testing system, to obtain Young’s Modules and Poisson’s Ratio. The optical and mechanical behaviors of the optical film materials are able to understand and correctly choose in designing the backlight module structure. Therefore it is not only to prevent the undesirable conditions occurring in the beginning of the design procedure, but also to shorten the product development time cycle.

中文摘要…………………………………………i
英文摘要………………………………………ii
誌謝……………………………………………iii
目錄……………………………………………iv
圖目錄…………………………………………vii
表目錄…………………………………………x
符號說明………………………………………xi

第一章 緒論…………………………………………1
1.1 研究背景………………………………………1
1.2 研究動機………………………………………12
1.3 文獻回顧………………………………………13
1.4 研究方法………………………………………14
1.5 本文內容………………………………………16

第二章 理論基礎……………………………………17
2.1 Beams的膨脹方程式………………………18
2.2 Beams膨脹方程式的探討…………………20
2.3 均勻負載下圓板之大撓度近似方程式……21
2.4 Lin的膨脹方程式…………………………24
2.4.1 圓形薄膜膨脹方程式………………………24
2.4.2 圓形厚膜膨脹方程式………………………28
2.5 壓力與位移梯度的關係方程式……………31
2.6 電子光斑剪切干涉術………………………34
2.7 相移術………………………………………42
2.7.1 三步相移術…………………………………44
2.7.2 四步相移術…………………………………46
2.7.3 五步相移術…………………………………47
2.7.4 五一相移術…………………………………48

第三章　實驗設備與方法…………………………51
3.1 前言………………………………………51
3.2　 微拉伸試驗系統…………………………51
3.2.1 微拉伸實驗設備…………………………52
3.2.2 微拉伸試片………………………………53
3.2.3 微拉伸實驗量測方法……………………55
3.3　 膨脹測試…………………………………57
3.3.1 膨脹測試實驗設備………………………57
3.3.2 膨脹測試試片製作………………………61
3.3.3 膨脹測試量測方法………………………62
3.4 輝度色度計………………………………63

第四章 實驗結果與討論…………………………65

4.1 擴散片實驗結果……………………………66
4.2 增亮暨反射偏光膜片實驗結果……………74
4.3 輝度色度計之光學性質量測………………80
4.4 結果討論……………………………………83

第五章 結論與未來展望…………………………85
5.1 結論…………………………………………85
5.2 未來展望……………………………………86

參考文獻……………………………………………88

1.顧鴻壽，平面顯示器技術基礎及應用，2004年。
2.仝漢霖，提高亮度的幕後功臣平面顯示器光學膜技術簡介，新電子科技雜誌，2003年。
3.美商3M公司http://www.3M.com/。
4.葉仰哲，LCD整合性光學膜產品趨勢，工研院IEK-ITIS計畫，2006年。
5.姚柏宏、潘奕凱、黃珩春，”高亮度背光模組與關鍵零組件技術趨勢”，機械工業雜誌269期 30-43頁2005年。
6.蔡耀葳，LCD背光模組中稜鏡片之結構設計，國立中山大學碩士論文，2005年。
7.蘇珮君，液晶顯示器背光模組之膜片翹曲現象分析，國立中山大學碩士論文，2004年。
8.G. H. Kim, “A PMMA composite as an optical diffuser in a liquid crystal display backlighting unit (BLU) ”, European Polymer Journal, Vol. 41, pp. 1729-1737, 2005.
9.G. H. Kim, W. J. Kim, S. M. Kim, and J. G. Son, “Analysis of thermo-physical and optical properties of a diffuser using PET/PC/PBT copolymer in LCD backlight units”, Displays, Vol. 26, pp. 37-43, 2005.
10.林茂興，TFT-LCD模組導光板衝擊強度之有限元素分析，奇美電子股份有限公司，2005年
11.鐘佳龍，平面顯示器光學膜片之機械性質探討，逢甲大學碩士論文，2006年。
12.陳明啟，以聲學激振器光學量測薄膜之機械性質與振動特徵逢甲大學碩士論文，2007年。
13.微機電系統技術與應用，國科會精密儀器發展中心出版，2004年。
14.光機電系統整合概論，國家實驗研究院儀器科技研究中心出版，2005年。
15.J. W. Beams, “Mechanical properties of thin films of gold and sliver”, presented at the International Conference on Structure and Properties of Thin Films, Bolton Landing, New York, 1959.

16.P. Y. Lin, “The in-situ measurement of mechanical properties of multi-layer coatings”, Ph.D. Dissertation, Stanford University, 1990.
17.S. P. Timoshenko and S. W. Krieger, Theory of plates and shells, Second Edition, McGraw Hill, 1959.
18.黃俊國、羅文妙、蔡哲正、林宏，薄膜機械性質的量測－鼓漲測試，機械工業雜誌，2005年。
19.R. J. Hohlfelder, “Bulge and blister testing of thin films and their interfaces”, Ph.D. Dissertation, Stanford University, 1998.
20.奈米科技與檢測技術，工研院國家度量衡標準實驗室，2003年。
21.Annual book of ASTM standards, American Society for Testing and Materials, 2005.
22.Y. Y. Hung and C. Y. Liang “Image-shearing camera for direct measurement of surface strains”, Applied Optics, Vol. 18, pp. 1046-51, 1979.
23.Y. Y. Cheng and J. C. Wyant, “Phase-shifter calibration in phase-shifting interferometry,” App. Opt., Vol. 24, pp. 3049-3052, 1985.
24.P. Hariharan, B. F. Orbel, and T. Eiju, “Digital phase-shifting interferometry: a simple error-compensating phase calculation,” Appl. Opt., Vol. 26, pp. 2504-2507, 1987.
25.楊青桑，創新三維電子斑點干涉儀╱剪像儀之研製，國立臺灣大學碩士論文，2000年。
26.沈承峰，動態爐管缺陷之數位光斑檢測，國立成功大學碩士論文，2001年。
27.C. Ishiyama and Y. Higo, “Effects of humidity on Young’s modulus in poly(methyl methacrylate)”, J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Phys., Vol. 40, pp. 460-465, 2002.
28.C. C. Kao, G. B. Yeh, S. S Lee, C. K. Lee, C. S Yang, and K. C. Wu, “Phase-Shifting Algorithms for Electronic Speckle Pattern Interferometry”, Appl. Opt., Vol. 41, No. 1, pp. 46-54, Jan. 2002.
29.金觀昌，計算機輔助光學測量，2007年。


30.Suzuki, H. Hsieh, and K. Huang, “Design considerations for a backlighting unit for a large area LCD-TV”. International Display Workshop, pp. 669-672, 2003.
31.A. Wei and E. Carlsson “Speckle interferometry for measurement of continuous deformations ”, Optics and Lasers in Engineering, Vol. 40, pp.529-541, 2003.
32.國際照明委員會(Commission Internationale de l’éclairage, CIE) http://www.cie.co.at/