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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡建昇
研究生(外文):Tasi, chien-sheng
論文名稱:側邊式背光模組光學模擬與量测
論文名稱(外文):Optical Simulation and Measurement of Edge-Lighting Backlight Units.
指導教授:林正峰林正峰引用關係
指導教授(外文):Lin, jeng-feng
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:光電工程系
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:95
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:背光模組冷陰極燈管導光板
外文關鍵詞:backlight unitCCFLLGP
相關次數:
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由於電腦科技的蓬勃發展,越來越多人選擇輕薄、功能具備、攜帶方便的筆記型電腦(NB),目前市面上所販售的筆記型電腦又以側邊式的背光模組(backlight unit;BLU)為主流。本文的構想是先對側邊式背光模組進行光學量測,並分析量測到的數據,依據分析的結果,在ASAP光學模擬軟體中建立元件之模擬模型,以提升背光模組光學模擬的可信度;並且分析背光模組主要元件的光通量損失率及光學機制,以提供將來背光模組光學設計的參考。
關於光學量測,首先對導光板(light guide plate;LGP)的微結構進行量測分析,利用α-step、金相顯微鏡與共軛焦雷射顯微鏡分別對導光板上下表面與入光側進行微結構量測,經由實驗量測可知,導光板上表面與入光側為粗糙化結構,下表面則為縱溝的v-cut結構,然後使用BM-7分別對背光模組與冷陰極燈管進行光學量測,得到燈管輝度分佈與背光模組的均齊度、平均輝度,背光模組的13點均齊度大於規格書上要求的65%。最後再以積分球對整個背光模組進行光通量量測,實驗的目的是為了暸解背光模組各部份的損失比例,經由實驗量測可知,整個背光模組出光的光通量約為光源輸出光通量的60%,即有40%的光通量損失。
經由光學量測及分析,可以得到背光模組主要元件的光通量損失及較正確的光學模型。將光學模型建入ASAP中,進行背光模組的模擬,並與光學量測比較,以瞭解光學模擬的可信度。為了更瞭解背光模組內部的光學機制,我們也分析光在背光模組中的行為。
Due to the fast and fruitful development of computer technology, move and move people choose slim, powerful, and mobile notebook computer. At present, notebook computers sold mainly employ edge-lighting backlight modules (BLUs). In this research, we first measured and analyze a 14” edge-lighting BLU sample. According to the analysis, we build models for the BLU elements in the optical simulation software ASAP in order to increase the credibility of optical simulation for BLUs. In addition, we study the flux loss ratio and mechanism of main components in the BLU and hope the results can help the optical design of BLUs in the future.
For the measurement, we first measured and analyze the micro-structure of the light guide plate (LGP). We use α-step and microscope to measure the incident, top and bottom surface. We find that the incident and top surfaces have random roughness and the bottom surface has V-cut structure. Then we use BM-7 to measure the luminance of the BLU and the cold cathode fluorescent lamp(CCFL). We obtain the axial luminance distribution of the CCFL and luminance uniformity and average luminance of the BLU. Finally we use integrating sphere to measure the luminous flux emitting from the whole BLU and part of the BLU, in order to understand the flux loss ratio of the main components of the BLU. From the measurement, we find the emitting flux of the BLU under investigation is 60% of the emitting flux of the CCFL, i.e. the flux loss ratio of the BLU is 40%.
Through the above measurement and analysis, we can obtain the flux loss ratio and optical model of main component of the BLU. We build those models in the simulation software ASAP, run simulations, and compare with measurement results to understand the credibility of the simulation. Furthermore, to know the internal mechanisms of the BLU better, we also study the behavior of light inside the BLU.
摘要..................................................i
英文摘要..............................................ii
誌謝.................................................iii
目次..................................................iv
表目錄................................................vi
圖目錄...............................................vii
第一章 緒論............................................1
1-1 背光模組產業概況..................................1
1-2 背光模組介紹......................................3
1-3 基本零組件之介紹..................................5
1-4 研究目的與動機....................................10
1-5論文架構...........................................11
第二章 基礎理論...........................................12
2-1 基礎光學理論........................................12
2-1.1反射..........................................12
2-1.2折射..........................................15
2-1.3全反射.........................................17
2-1.4 吸收..........................................18
2-2 基礎光度計量學.......................................18
第三章 光學實驗............................................23
3-1 導光板微結構分析.........................................23
3-1.1金相顯微鏡量測.......................................23
3-1.2 step量測..........................................26
3-1.3 粗糙度量測..........................................28
3-2 光度量測.................................................33
3-2.1 光源模組量測.......................................33
3-2.2背光模組光學檢測.........................................37
3-3 積分球量測...............................................39
3-4 結果與討論...............................................43
第四章 光學模擬..............................................45
4-1 建立光學系統模型.......................................47
4-1.1 入光側微結構分析.................................52
4-2導光板微結構分析........................................55
4-2.1導光板的入光側與下表面對於出光的影響.................56
4-2.2導光板的上表面對於出光的影響........................65
4-3 結果與討論.............................................72
第五章 總結..................................................74
5-1 總結..................................................74
參考文獻......................................................77
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[2] 廖雪峰,背光模組產業展望,2006/11/03 。
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[4] 張智傑,“發光二極體背光模組之導光板入光側縱溝微結構最佳化設計”,南台科技大學產業研發碩士專班碩士學位論文,民國96年。
[5] 穎台科技,http://entire.myweb.hinet.net/about1.html
[6] 美商3M公司,http://www.3m.com/
[7] Bierman A, “How to report light loss values for optical fibers used in fiber optic lighting applications” ,SPIE. Soc. Opt. Eng. vol342, pp62-72, 1998。
[8] 林正峰老師,光學講義“Radiometry and Photometry”。
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[11] http://www.homescape.com.tw/LSA/CIS1500.htm.
[12] http://www.keyence.com.tw/
[13] http://www.breault.com/
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[20] 台灣日東光電,http://www.nitto-op.com.tw/web/index.htm
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