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研究生:楊秉純
研究生(外文):Ping-Chun Yang
論文名稱:背光模組燈管與燈罩光學設計模擬
論文名稱(外文):Optical Simulation of CCFL and Lamp Reflector Design in Backlight Units
指導教授:康智傑林正峰林正峰引用關係
指導教授(外文):Chih-Chieh KangJeng-Feng Lin
學位類別:碩士
校院名稱:南台科技大學
系所名稱:電機工程系
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:121
中文關鍵詞:背光模組冷陰極燈管燈罩
外文關鍵詞:Backlight UnitCCFL. Lamp Reflector
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本文探討側光式背光模組(Backlight Unit;BLU)中之光源模組,主要由光源與光源反射罩所構成,光源ㄧ般使用冷陰極燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)作為主要提供者,而CCFL發出的能量被燈罩反射送進導光板才能利用,所以如何設計出最好光學效率之光源模組,將燈管光源利用率提高,來增加光源進入導光板(Light Guide Plate;LGP),運用ASAP光學模擬軟體來模擬建立真實燈管,再與燈罩兩者間的相關條件問題,討論對整個燈源模組的影響。
討論利用實驗量測ㄧ真實燈管,在光學模擬軟體中建立相同之真實燈管,藉此來探討整體光源模組中相互之影響;燈管對燈罩(Lamp Reflector)形狀的影響,燈管位置與燈罩間的影響,燈管管徑對燈罩間的影響,燈管對燈罩材質的影響,整體光源模組對導光板的微結構的影響,整體光源模組出光效應對進入導光板後的光強度分布情況;藉由討論這些影響燈管光源效率的因素,設計出光效率最佳的光源模組,用入光面微結構或底面微結構來增加光源利用率與出光面角度,藉此提高整體背光模組的輝度與均勻度減少光學膜的使用。
In an edge-type Backlight Unit (BLU), a Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) is fixed within a lamp reflector which redirects the light emitted from the lamp toward the Light-Guide Plate (LGP). For enhancing the brightness of an edge-type BLU, the importance of lamp reflector design can not be overemphasized. However, it is difficult to accurately analyze the optical efficiency of a lamp reflector due to lack of accurate optical models of each optical element. So the development of an accurate optical model of CCFL is crucial for successful optical simulation of lamp reflector design. In this work, an optical model of CCFL based on measured data is developed in ASAP.
Several design issues have to be considered for optimal lamp reflector design, including the shape of lamp reflector, the gap between lamp body and lamp reflector, the optical properties of lamp reflector material, the diameter of a lamp, and the position of lamp and the size of lamp reflector, etc. Besides, for further improving the luminance of a BLU, micro-structures in the incidence plane of a LGP is investigated. By studying the interplaying of the important issues above, an optimal design for a specific BLU design case will evolve.
For further improving the optical efficiency of edge-type BLUs, a design concept, providing information related to angular distribution of light at the incidence plane of a LGP, is introduced. This will lead to a successful development of a “no optical film” BLU.
摘要 iv
英文摘要 v
誌謝 vi
目次 vii
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 背光模組之簡介 1
1.2 文獻回顧 6
1.3 研究動機 7
1.4 論文架構 8
第二章 基礎理論 9
2.1光學基礎原理 9
2.2材料表面特性 12
2.3 ASAP光學模擬軟體 17
第三章 模擬真實燈管 18
3.1冷陰極螢光燈管CCFL 18
3.1.1 冷陰極螢光燈管優點 18
3.1.2 冷陰極燈管發光原理 19
3.1.3 CCFL主要特性表現的影響因素 21
3.2真實燈管量測 23
3.1.1 燈管量測 23
3.1.2 積分球量測 27
3.3模擬真實燈管模型建立 30
第四章 燈管與燈罩相關分析 37
4.1燈管與燈管材質與距離之關係 37
4.1.1 燈罩材質 40
4.1.2 燈管與燈罩距離之關係 55
4.2燈管與燈罩形狀之關係 60
第五章 燈源模組對入導光板之影響 85
5.1燈源模組對入導光板之影響 85
5.1.1各種燈源模組與不同材質入入光面之光場 85
5.1.2燈源模組與不同材質對均勻度分佈的影響 103
5.2 改變入光側對場形的影響 112
第六章 總結與未來展望 117
6.1總結 117
6.2未來展望 118
參考文獻 119
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