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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:曾暉雄
研究生(外文):Hui-Hsiun Tseng
論文名稱:LED背光模組專利分析與導光板之熱傳分析
論文名稱(外文):The LED Backlight Module Patent Analysis and Heat Transfer Analysis of Light Guide Plate
指導教授:莊嘉慶莊嘉慶引用關係
指導教授(外文):Chia-Ching Chang
學位類別:碩士
校院名稱:和春技術學院
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:98
中文關鍵詞:背光模組專利分析熱傳分析
外文關鍵詞:Backlight ModulePatent AnalysisHeat transfe
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薄膜電晶體液晶顯示器(Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display; TFT-LCD),必須藉助背光模組上的背光源才能達到顯示效果。傳統的冷陰極螢光燈(Cold Cathode Florescent Lamp;CCFL),已經逐漸被省電、體積小且壽命長的發光二極體(Light Emitting Diode;LED)取代。而LED發光所產生的熱能,絕對是解決問題的第一要點,因此LED背光模組發光之熱傳更顯得重要。本文旨在應用專利分析探討LED背光模組的技術發展方向與專利佈局狀況。
研究方法係利用連穎公司推出的專利分析軟體Patent Guider 2.0進行定義比對的探索式研究。分析結果顯示被引證率最高的專利為 US4959642其技術領域為液晶顯示控制電路。目前LED背光模組的領導國家為美國及日本,在公司方面Samsung則是在LED背光模組的技術領域投入許多研發的動作,因此其專技術分佈範圍廣泛。提升背光模組的輝度及色彩飽和度是目前主要的發展趨勢,如要投入研發動作,可往此技術領域發展。導光板的光學設計對輝度及色彩飽和度有著重大影響,但LED發熱所引發的導光板散熱問題,足以造成導光板熱變形使其偏離原本的光學設計。
本文利用有限元素分析軟體COMSOL MULTIPHYSICS 針對LED背光模組導光板的熱傳問題進行模擬分析,藉以探討LED光源對導光板熱分佈的影響以及所造成熱應力形變關係。由所得結果發現LED配置在各長短一邊及同一短邊,對於導光板的變形量是最少的。
Thin-film transistor liquid-crystal display (TFT-LCD) does not achieve the display ability without the aid of backlight module. The cold cathode florescent lamp (CCFL) has been substituted progressively by the light emitting diode (LED) for its saved electricity, small volume, and longevity. The question of first main point must to be solved is the heat illuminated from LED. The aim of this research is to discuss the technological development and the patent layout condition in LED backlight module through the patent analysis.
The patent analysis software Patent Guider 2.0 of LearingTech Corp. has been used. The result shows that the patent of US4959642 is the core technique of the liquid crystal display control circuit. Currently the United States and Japan are both the leadership nations in the LED backlight module technique. In the analysis of company core competence, Samsung has put many developments in the technique realm of the LED backlight module. Today, the main trends of development in backlight module are the luminance and color saturation which are influenced significantly by the optical design of light guide plate. However, the released heat of LEDs has to cause the thermal deformation in light guide plate and result in the optical change.
From the result of numerical simulation, the allocation of the LEDs influences the thermal gradient distribution and deformation of the light guide plate.
目錄
中文摘要…………………………………………………………………I
英文摘要………………………………………………………………III
目錄……………………………………………………………………IV
圖表目錄………………………………………………………………VIII
第一章 序論……………………………………………………………1
1-1 前言………………………………………………………1
1-2 研究動機與目的…………………………………………3
1-3文獻探討…………………………………………………4
1-3-1 智慧財產權………………………………………4
1-3-2技術生命週期………………………………………5
1-3-3 台灣產業專利申請的發展趨勢…………………6
1-3-4 2005年我國與美日歐專利申請狀況…………8
1-3-5 COMSOL MULTIPHYSIC簡介…………………9
第二章 基礎理論………………………………………………………10
2-1 專利概論………………………………………………10
2-2 專利類別…………………………………………………11
2-3 專利意義、要件與法規…………………………………12
2-4 專利功用………………………………………………14
2-5 專利資訊………………………………………………16
2-5-1專利資訊特性……………………………………16
2-5-2 專利資訊種類……………………………………17
2-6 專利資訊分析…………………………………………18
2-7專利地圖…………………………………………………18
2-8 薄膜電晶體液晶顯示器………………………………19
2-9 背光模組簡介…………………………………………21
2-10 LCD背光模組現況與未來……………………………23
2-11 有限元素分析概念……………………………………25
第三章 專利地圖方法與分析…………………………………………27
3-1 專利地圖………………………………………………28
3-1-1 專利資料庫………………………………………28
3-1-2 專利檢索關鍵字…………………………………30
3-1-3專利資訊整合……………………………………32
3-2 專利分析………………………………………………33
3-2-1 專利件數分析……………………………………33
3-2-2 國家別別分析……………………………………35
3-2-3 公司別分析3………………………………………5
3-2-4 發明人分析………………………………………36
3-2-5 專利引證率分析…………………………………36
3-2-6 IPC分析…………………………………………36
3-2-7 UPC分析…………………………………………39
第四章 導光板熱傳模擬及分析………………………………………40
4-1 熱傳問題與理論分析…………………………………40
4-1-1 溫度場分析……………………………………v41
4-1-2 熱傳導分析………………………………………42
4-1-4熱應力場分析……………………………………43
4-2 問題定義與分析目標…………………………………45
4-3設計導光板………………………………………………46
4-4參數設定…………………………………………………48
第五章 結果與討論……………………………………………………50
5-1 專利件數分析…………………………………………50
5-2 專利國家別別分析……………………………………53
5-3 專利公司別分析………………………………………57
5-4 發明人分析……………………………………………62
5-5 專利引證率分析………………………………………64
5-6 IPC分析…………………………………………………67
5-7 UPC分析…………………………………………………71
5-8 LED背光模組關鍵技術與問題……………………………76
5-9導光板的熱傳分析結果…………………………………86
第六章 結論……………………………………………………………94

圖表目錄
圖1-1技術生命週期曲線………………………………………………5
圖1-2各主要國家專利申請趨勢圖……………………………………8
圖2-1 專利要件圖……………………………………………………13
圖2-2 依照驅動方式來區分液晶顯示器……………………………20
圖2-3 TFT-LCD構造…………………………………………………21
圖2-4 背光模組結構…………………………………………………22
圖2-5 LCD面板不同世代的尺寸對照………………………………23
圖2-6全球大型TFT-LCD背光模組市場規模………………………24
圖2-7 LED發展趨勢…………………………………………………25
圖3-1 流程圖…………………………………………………………28
圖3-2 技術生命週期圖示……………………………………………33
圖4-1 平板之熱對流效應……………………………………………43
圖4-2 懸臂樑圖………………………………………………………44
圖4-3 兩端固定樑……………………………………………………44
圖4-4 長邊三顆,短遍三顆……………………………………………46
圖4-5 長邊三顆,長邊三顆……………………………………………46
圖4-6 短邊三顆,短邊三顆……………………………………………47
圖4-7 長邊六顆………………………………………………………47
圖4-8 短邊六顆………………………………………………………47
圖4-9 模型導覽視窗…………………………………………………48
圖4-10物理量設定……………………………………………………48
圖5-1 背光模組專利公告/公開件……………………………………51
圖5-2 LED背光模組專利公告/公開件數……………………………51
圖5-3 背光模組之技術生命週期……………………………………52
圖5-4 LED背光模組技術生命週期……………………………………52
圖5-5 專利所屬國分析………………………………………………55
圖5-6 LED背光模組專利所屬國分析…………………………………55
圖5-7背光模組專利引證次數圖………………………………………66
圖5-8 LED背光模組專利引證次數圖…………………………………66
圖5-9 背光模組專利5階IPC分析前五名技術分類……………………69
圖5-10 LED背光模組專利5階IPC分析前五名技術分類……………70
圖5-11背光模組競爭國家IPC分類號…………………………………72
圖5-12 LED背光模組競爭國家IPC分類號……………………………72
圖5-13 背光模組UPC分類號分析……………………………………73
圖5-14 背光模組競爭國家UPC專利件數……………………………74
圖5-15 LED背光模組UPC分類號分析…………………………………75
圖5-16 LED背光模組UPC分類號分析…………………………………76
圖5-17 長邊三顆,短遍三顆模擬……………………………………82
圖5-18 長邊三顆,長邊三顆模擬……………………………………83
圖5-19 短邊三顆,短邊三顆模擬……………………………………83
圖5-20長邊六顆模擬…………………………………………………84
圖5-21短邊六顆模擬…………………………………………………84
圖5-22 長邊三顆,短遍三顆模擬……………………………………85
圖5-23長邊三顆,長邊三顆模擬……………………………………85
圖5-24 短邊三顆,短邊三顆模擬圖…………………………………86
圖5-25長邊六顆模擬…………………………………………………86
圖5-26短邊六顆模擬…………………………………………………87

表1-1 92年至95年我國專利申請人發明申請案排名前十名產業表…7
表2-1 專利類別說明…………………………………………………11
表2-2專利文獻種類及意義…………………………………………18
表3-1資料庫及說明…………………………………………………29
表3-2 檢索方式………………………………………………………30
表3-3專利檢索欄位……………………………………………………31
表3-4技術生命週期意義………………………………………………34
表3-5代號說明…………………………………………………………38
表5-1 背光模組競爭國家專利件數與專利人權人數統計表…………54
表5-2 LED背光模組競爭國家專利件數與專利人權人數統…………56
表5-3 背光模組公司前十名研發能力分析表…………………………58
表5-4 LED背光模組研發能力前十名公司分析表……………………59
表5-5 背光模組相對研發能力前十名公司比較………………………59
表5-6 LED背光模組相對研發能力前十名公司比較…………………61
表5-7 背光模組公司專利前十名引證率………………………………62
表5-8 LED背光模組公司專利前十名引證率…………………………63
表5-9 背光模組發明人前十名分析表…………………………………64
表5-10 LED背光模組發明人前十名分析表……………………………65
表5-11背光模組專利引證前十名分析表………………………………68
表5-12 LED背光模組專利引證前十名分析表…………………………68
表5-13背光模組IPC分類意義…………………………………………70
表5-14 LED背光模組IPC分類意義……………………………………71
表5-15背光模組UPC分類號意義………………………………………74
表5-16 LED背光模組UPC分類號意義…………………………………75
表5-17 LED背光模組專利引證前五名的技術分析……………………79
表5-18 LED背光模組公司的技術分佈…………………………………80
表5-19分類號意義………………………………………………………83
表5-20分析結果…………………………………………………………93
參考文獻
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【24】胡詠淋,〝小尺寸:LED背光模組光學特性檢測與導光板之熱傳分析,國立屏東科技大學機械工程系碩士學位論文,中華民國九十五年七月四日。
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