臺灣博碩士論文加值系統

摘要
背光模組其主要由光源(包括冷陰極螢光管(CCFL))、熱陰極螢光管、發光二極體(LED)等、燈罩、反射板(Reflector)、導光板(Light guide plate)、擴散片(Diffusion sheet 1-2片)、增亮膜(Brightness enhancement film 1-2片)及外框等組件組裝而成。液晶顯示器由於其厚度薄、質量輕且攜帶方便，且相較於目前得CRT更有低輻射的優點，近年來需求快速的增加，己能在顯示器的市場佔有一席之地。隨著液晶顯示器製造技術的提昇，在大尺寸及低價格的趨勢下，背光模組在考量輕量化、薄型化、低耗電、高亮度及降低成本的市場要求，為保持在未來市場的競爭力，開發與設計新型的背光模組及LED light bar設計，是努力的方向及重要課題。
關鍵詞：液晶顯示器、背光模組、LED、數值模擬

Abstract
Basically, backlight module is comprised of CCFL, hot cathode fluorescent tubes, LED, lampshade, reflector, light guide plate, 1-2 diffusion sheets, 1-2 brightness enhancement films, and framework, etc..
LCD monitor not only has its vantages (ex. thinness in shape, light weight, and portability) but also has a lower radiation in comparison with current CRT. In recent years, a rapid increase in demand just proves that LCD monitor can have a central place in the market.
As the development of LCD monitor keeps improving over time, backlight module not only need to face the trend of large size and low prices but also concern itself with light-weighting, thin stimming, low power-consumption, high brightness, as well as the reduction in costs because of the market requirements.
To maintain the competiveness of the future market, the development of backlight module and LED light bar design should be seen as an important issue to be achieved.
Keywords : Liquid Crystal Display, Back Light Module, LED, numerical simulation

目錄
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第1章 緒論 1
1-1前言 1
1-1-1背光模組產業分析與趨勢 2
1-1-2背光模組結構分類 3
1-1-3背光模組組成元件 5
1-2文獻回顧 11
1-3研究目的 12
1-4研究流程 13
1-5本文架構 14
第2章 光學基本定義及觀念 16
2-1背光模組的光學原理 16
2-1-1光的平方反比定律(Inverse Square Law) 16
2-1-2反射定律(law of reflection) 17
2-1-3折射定律(law of refrection) 18
2-1-4全反射(Total Internal Reflection) 19
2-1-5透射(Transmission) 20
2-1-6散射(Seattering) 20
2-1-7吸收 20
2-2朗伯遜散射 20
2-2-1朗伯遜餘弦定律 20
2-2-2朗伯遜表面 23
2-3馬克士威方程式（Maxwell's equations） 23
第3章 背光模組光學設計模擬 29
3-1 LED LIGHT BAR設計 31
3-1-1 LED LIGHT BAR的A值與P值 31
3-2建構光學模擬背光模組 36
3-2-1 LED光源背光模組 38
3-2-2 模擬入光側不同之光源分佈及均勻度 39
第4章 實驗方法 41
4-1實驗流程 41
4-2實驗設備 42
4-2-1 BM7光學量測設備 42
4-2-2 測試迴路，如圖4-4所示。 44
4-2-3 SR3光學量測設備 45
4-2-4電源供應器(Power Supply) 46
4-2-5電子負載器(Chroma) 47
4-3量測方法 48
第5章 結果與討論 51
5-1長短邊背光模組架構 51
5-2背光模組光學外觀 52
5-3背光模組光學量測數據分析 54
第6章 結論與建議 57
6-1結論 57
6-2建議 58
參考文獻 60
圖目錄
圖1-1 近年來LED在各類BLU之滲透率與預測 3
圖1-2 背光模組結構 5
圖1-3 背光模組架構示意圖 6
圖1-4 背光模組光學設計研究流程圖 13
圖2-1 反射定律圖示 18
圖2-2 折射定律圖示 19
圖2-3 Emission rate (photons/s) in a normal and off-normal direction. The number of photons/sec directed into any wedge is proportional to the area of the wedge. 21
圖2-4 Observed intensity (photons/(s‧cm2‧sr)) for a normal and off-normal observer; dA0 is the area of the observing aperture and dΩ is the solid angle subtended by the aperture from the viewpoint of the emitting area element 21
圖3-1 背光模組有無Hot Spot現象比較示意圖。 31
圖3-2 LED發光角度示意圖 32
圖3-3 A/P比值可行性示意圖 33
圖3-4 LED發光面至PANEL ACTIVE AREA 33
圖3-5 LED LIGHT BAR之LED與LED中心至中心距離尺寸，即為所謂的P值 34
圖3-6 LED發光角度與ACTIVE AREA關係示意圖 35
圖3-7 LED發光角度與ACTIVE AREA關係如何計算A/P比說明 35
圖3-8 照度模擬示意圖 37
圖3-9 建構之背光模組示意圖 38
圖3-10 模組建立與RepTile進行模擬示意圖 40
圖4-1 實驗流程圖 41
圖4-2 BM7輝度計 42
圖4-3 BM7輝度計量測示意圖 43
圖4-4 測試迴路示意圖 44
圖4-5 SR3輝度計 45
圖4-6 電源供應器(Power Supply) 46
圖4-7 電子負載器(Chroma) 47
圖4-8 背光模組設計規範之輝度計量測規範說明示意圖 49
圖4-9 背光模組光學量測點位規範示意圖 50
圖4-10 背光模組光學量測點位規範計算說明 50
圖5-1 長、短邊背光模組示意圖 51
圖5-2 使用ND Filter判定之示意圖。 52
圖5-3 長短邊入光模組無Hot Spot現象示意圖 53
圖5-4 長邊入光模組模擬結果 54
圖5-5 長邊入光模組實驗量測數據 55
圖5-6 短邊入光模組模擬結果 55
圖5-7 短邊入光模組實驗量測數據 55
圖5-8 長短邊實驗模組實際量測光學數據比較圖 56
圖5-9 長短邊模組模擬光學數據比較圖 56
圖6-1 7”背光模組模擬示意圖 59
表目錄
表3-1 長邊入光與短邊入光優缺比較表 29
表3-2 TracePro模擬 工力 能之模組 36
表3-3 模組進行模擬相關項目條件表 39
表4-1 14”NB背光模組光學設計規範表 49

參考文獻
[1] 陳盈君，“背光模組產業工程變更管理之研究”，碩士論文，國立高雄第一科技大學運籌管理研究所，97年7月。
[2] 言午 瑋宗，“新型導光板對背光模組暗區現象消除之研究”，碩士論文，國立中山大學機械與機電工程學系，97年7月。
[3] 吳志政，“高彩度組合式背光模組之最佳化效能設計”，碩士論文，南台科技大學機械工程研究所，97年7月。
[4] 周趙遠鳳，“光學”，儒林出版社，98年10月。
[5] 張世明，“精簡正交基底之複雜二維向量介質波導模態解”，碩士論文，國立中山大學光電工程研究所，93年6月。
[6] 鍾正發，“高必v發光二極體熱傳途徑分析研究”，碩士論文，國立中山大學機械與機電工程學系，96年7月。
[7] 訊技科技，“TracePro快速學習手冊”，98年12月。
[8] 李俊賢，“應用射出壓縮成型法於大尺寸導光板成型之研究”，碩士論文，國立高雄第一科技大學機械與自動化工程所，95年7月。
[9] 馮旭斌，“薄形化導光板壓縮射出成形之研究”，碩士論文，國立高雄應用科技大學模具工程學系，95年7月。
[10] 胡竣琪，“導光板製程參數與液晶顯示模組漣漪現象相關性研究”，碩士論文，國立中山大學機械與機電工程學系研究所，96年7月。
[11] 王啟任、溫源鳳，“以技術預測方法探討背光模組產業發展及趨勢”，期刊論文 ，第一屆台灣作業研究學會學術研討會暨2004 年科技與管理學術研討會，93年。
[12] 陳茂成、王心婷等，“2003 年平面顯示器年鑑”，經濟部技術處，92年。
[13] 陳俊宏，“台灣光電產業之發展與競爭優勢”，期刊論文，國立台灣大學國家發展研究所，92年
[14] 曾俊洲，“背光模組產業基本資料”期刊論文，台灣經濟研究院，96年4月。
[15] 林志勳，“全球發光二極體市場發展趨勢”，期刊，工業材料雜誌246期pp131-135。