臺灣博碩士論文加值系統

本文針對背光模組零組件中的增亮膜進行專利資料搜索與分析。經由專利分析及文獻參考了解，目前使用在液晶顯示器背光模組的增亮膜大部分是採用雙層增亮膜架構，又以3M公司的增亮膜結構最普遍使用，但是這種擺設方式會增加背光模組的厚度和材料成本及材料吸收和全反射。為了改善其缺點，本文建構了單層角錐稜鏡結構的增亮膜，以TracePro軟體進行模擬並探討參數變異之影響，首先建構了角錐和圓錐的結構，兩種結構的最大軸向光強值都在45度，但是角錐有較大的軸向光強值；第二項模擬為改變角錐和圓錐的排列方式進行模擬，模擬結果為一般排列方式比交錯排列方式效果好；接著改變增亮膜底層基材和稜鏡的折射率，發現底層基材的折射率的大小對於光強值的影響大約在1 %以內，相較於稜鏡折射率變化時，光強值的改變幅度可以超過6%，其變化幅度顯得微小許多，而當稜鏡折射率從1.49提升到1.58時，可以讓軸向光強值達到雙層BEF片的效果，當折射率繼續上升到1.68時，軸向光強值已經超越雙層BEF片的光強值約10 %。由模擬數據可知角錐結構增亮膜可以使用在入射光源較為均勻的背光模組，例如直下式LED背光模組，軸向光強和聚光效果比使用單層增亮膜佳，雖然與雙層增亮膜的軸向光強值差距有6%，但是可以利用提升稜鏡折射率來彌補差距。利用加入擴散膜，或是進行導光板設計來改善背光模組的出光效果，將是後續的研究部分。

In this paper, we search the patents correlating with BEF (brightness enhancement film) in backlight module. We implement the patent analysis to understand the technological characteristic and gradual progress after patents survey. After analyzing, we understand that most current structures used in LCD backlight are based on double-layer BEFs, and 3M’s BEF has the lion’s share. But this technology may increase the thickness and cost of backlight module. Further more, it also cause light absorption by extra material (i.e., the second layer).In order to avoid these disadvantages, we design single-layer BEF and discuss the effect due to parameter(s) variation by simulation using the TracePro software. Firstly, we construct prisms and cones of BEF, both of them have the maximum axial luminous intensity at 45 degrees, but prismatic structure has greater axial luminous intensity than cone structure. Secondly, we construct different arrangements of prism and cone of BEF, and we find that the normal arrangement of prism has greater axial luminous intensity than the crossed arrangement. Finally, we change the refractive index of substrate and prism. The effect of luminous intensity to the refractive index of substrate is under 1%, corresponding to the prismatic refractive index is over 6%. So, the effect of the refractive index of substrate seems not so obvious. When the refractive index increases from 1.49 to 1.58, its luminous intensity can achieve the same intensity as the double-layer BEF does. When the refractive index increases to 1.68, the intensity of prismatic structure of BEF is 10% larger than that of double-layer BEF. We also apply the prismatic structure of BEF to four kinds of backlight modules. After simulating, we find that it has better performance to Bottom lighting module than Edge lighting module. Other parameters, such as adding diffuser sheet or optimum design of light guide, will further improve the performance of LCD backlight module, is our suggested further works.

文目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
文目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景與動機 2
1.3 論文架構 3
第二章 專利概論 4
2.1 專利與專利制度 4
2.1.1 專利概述 4
2.1.2 專利制度 5
2.1.3 專利種類 5
2.2 專利檢索 6
2.2.1 專利分類 6
2.2.2 專利資料庫 8
2.3 專利地圖 10
2.3.1 專利地圖的定義 10
2.3.2 專利地圖的功能 11
2.3.3 專利地圖的種類 11
2.4 台灣TFT-LCD產業專利概況 13
2.5 背光模組產業與專利概況 14
第三章 TFT-LCD背光模組增亮膜專利研討 18
3.1 背光模組架構 18
3.2 背光模組專利檢索 21
3.3 專利分析 23
3.3.1 增亮膜專利技術演進 24
3.3.2 增亮膜技術方面分析 31
3.4 訂定模擬項目 34
第四章 光學模組建構與模擬驗證 35
4.1 光學基礎理論 35
4.1.1 斯聶爾定律(Snell’s Law) 35
4.1.2 全反射 36
4.1.3 惠更斯原理(Huygens’ principle) 36
4.1.4 光學單位 38
4.2 模擬流程 40
4.2.1 TracePro模擬流程 40
4.2.2 模擬軟體簡介 42
4.3 建立系統模組 42
4.3.1 系統結構設計 43
4.3.2 分析方式 45
4.4 系統模組正確性驗證 46
4.4.1 增亮膜聚光效果驗證 46
4.4.2 增亮膜稜鏡角度驗證 50
第五章 模擬結果與分析 52
5.1 參數變異之影響 52
5.1.1 不同稜鏡結構之影響 52
5.1.2 不同稜鏡排列方式之影響 57
5.1.3 底層折射率變異之影響 60
5.1.4 稜鏡折射率變異之影響 61
5.2 背光模組光源架構變異之模擬 66
5.2.1 側光式背光模組模擬 66
5.2.2 直下式背光模組模擬 69
5.3 本章小結 74
第六章 結論與未來展望 77
6.1 結論 77
6.2 未來展望 79
參考文獻 80

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