臺灣博碩士論文加值系統

薄膜電晶體液晶顯示器本身擁有厚度薄、質量輕與高亮度等多項優點，如何得到更好的顯示效果，開發高亮度、高均齊度、省電及輕薄的背光模組系統是很多工程師的目標。由於背光模組內的冷陰極螢光燈管 (CCFL) 或高效率發光二極體 (LED) 於長時間點亮驅動狀態下，其燈管或LED本身所產生的溫度將會影響背光模組內的微光學結構產生微變形，進而導致輝度不均與畫面顯示異常等現象。其中的導光板大部份皆以 PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)為材料製作，然而此材料又容易受溫度與濕氣影響造成尺寸變異，進而影響顯示畫面異常。考量現行的液晶電視顯示器以42”電視銷售為大宗，故本研究會以42” 大小的導光板為主要研究尺寸。
本研究分成二部分做探討，第一部分主要針對導光板材料特性研究，由實驗得知，導光板的吸濕率及尺寸膨脹確實受到溫、濕度的影響，以濕度影響程度較大。先針對導光板溫度與溼度分別實驗以找出熱膨脹係數與吸水率。
第二部分的探討導光板PMMA 因吸熱、吸濕膨脹產生應變相對會有應力產生，針對應力、應變關係找到對應的彈性緩衝材料-高密度泡棉，除了可固定導光板在背光模組對的位置之外，又可吸收因導光板、受熱、吸濕膨脹的應變量，可防止導光板變形造成拱翹、變形，導致 MURA (顯示畫面異常)。

Thin-film-transistor liquid-crystal display (TFT-LCD) itself has a thin, light and high brightness and many other advantages, How to get better display, development of high-brightness, high-uniformity, saving and thin backlight system is the goal of many engineers. Because of the cold cathode fluorescent (CCFL) or high-efficiency light-emitting diode (LED) backlight module in the long light-driven state, the temperature of the lamp or LED will affect the micro-optical structures deformation, resulting in uneven brightness and screen display abnormal behavior. Wherein the light guide plate main material is PMMA (Poly-methyl Methacrylate), however, this material is also easily affected by temperature and humidity impact the size variation. Consider the current LCD TV monitors with 42 "TV sales as the main dimensions, this study will be 42 "size light guide plate as the main dimensions.
This study was divided into two parts do investigate, the first part focused on the light guide plate material properties study. Experimentally that, the light guide plate absorption rate and size of the expansion really affected by temperature and humidity, In particular, a greater impact with humidity. Experiments were first guide plate for temperature and humidity to find the coefficient of thermal expansion and water absorption. The second part of the study guide plate PMMA due to heat, moisture expansion strained, to find the corresponding for stress, strain relation between elastic cushioning material (high-density foam), In addition to the light guide plate in the backlight module fixed to the outside position, and can be absorbed by the light guide plate, heat, moisture expansion should be variable, to prevented light guide plate deformation.

摘要..........................................................i
Abstract.....................................................ii
目錄........................................................iii
圖目錄........................................................v
表目錄.....................................................viii
第一章 緒論...................................................1
1.1 前言......................................................1
1.2 研究動機..................................................4
第二章 導光板在LCD 顯示器內的應用.............................8
2.1 前言..................................................8
2.2 薄膜電晶體液晶顯示器模組總成簡介......................9
2.3 導光板原理與應用.....................................12
2.4 導光板原材料特性.....................................24
2.5 導光板與顯示品質的關係...............................26
第三章 導光板高溫高濕測試實驗................................30
3.1 前言.................................................30
3.2 導光板吸熱、吸濕物理現象.............................30
3.3 導光板吸熱、吸濕實驗.................................31
3.4導光板受溫度影響之尺寸變化實驗.......................33
3.5 導光板是濕度影響之尺寸變化實驗.......................44
3.6 導光板受熱吸濕尺寸變化實驗之結論.....................51
第四章 固定並吸收導光板高溫高濕膨脹量之材料..................54
4.1 前言.................................................54
4.2 發泡塑膠材料簡介.....................................56
4.3 高發泡緩衝材料實驗....................................63
4.4 高發泡緩衝材料與導光板膨脹之關聯性與應用..............67
第五章 結論與未來展望.........................................75
參考文獻......................................................77

[1] 杜振宇，“從IFA 2008 看LCD TV 產品趨勢”，DIGITIMES Research，2008年9月號。
[2] Dekai Chen, Chi-Jen Huang, Bo Jin, “Optical Structure of Thin-Direct-Type Backlight for TFT-LCD TV Module”, P-118, SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY 2009。
[3] 林芬卉，“超薄型LCD TV背光模組設計趨向”，DIGITIMES Research，2007年12月號。
[4] 林詠純，“節能產品惠民政策擴及薄型電視將帶動大陸地區LED TV銷量成長”，DIGITIMES Research，2011年4月號。
[5] 李秋緯，“LED背光模組來看背光模組發展趨勢” ，拓墣產業，2008年6月號。
[6] 曾俊洲，“背光模組業的現況與未來發展”，電子月刊，第十五卷第六期，第 197～203 頁，2009年6月。
[7] 林芬卉，“2008年下半平面電視市場將掀超薄風”，DIGITIMES Research，2008年9月號。
[8] 林芬卉，“從2008年橫濱展看大尺寸LCD超薄化發展方向”，DIGITIMES Research，2008年11月號。
[9] 林芬卉，“TV用LED背光於LCD TV應用發展趨勢”，DIGITIMES Research，2008年7月號。
[10] 王照中，“電子產品之溫度循環試驗規範簡介”，電子檢測與品管，第 42 卷，第 44-48 頁 ，2000年。



[11] Catelani, M., Ciani, L., Signorini, L., and Barile, G., “TFT- LCD for Avionics Applications: Development, Charac- terization and Reliability Analysis,” Proceedings of IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Austin, TX, pp. 647-651 (2010).
[12] 陳明啟，“以聲學激振器光學量測薄膜之機械性質與振動特徵”，碩士論文,逢甲大學機械工程系，2006年。
[13] 許軒豪，“背光模組熱濕變形之數值分析與實驗探討”，碩士論文，國立清華大學動力機械工程學系，2007年。
[14] 友達光電股份有限公司網站，2007年。
[15] 田民波，“TFT LCD面板設計與構裝技術”，五南圖書，2008年。
[16] 鮑友南、潘亦凱、姚柏宏、林建憲，“TV液晶顯示器之背光模組技術”，機械工業雜誌，第245期，pp.158-163，2003年。
[17] 工研院經資中心，2000年11月。
[18] 光電科技，2000/9，P52。
[19] 光雙連月刊第11期，P42，2003年。
[20] 淺高見，“壓克力塑膠 Acrylic 原理與實用”， 復漢出版社，1999年。
[21] Brandup, J. and Immergut, E. H., Eds., With W. McDowell,“Polymer 
Handbook”, Wiley-Interscience, New York, 1975.
[22] 郭建志，“高分子的高科技應用”，高立圖書有限公司，台北，民國77
[23] 林建中，“高分子加工與工程”，文京圖書有限公司，台北，民國71年。


[24] Tsou, L., Ma, X. and Hara, M., “Blends of Poly (methyl methacrylate) 
(PMMA) with PMMA Ionomers : Mechanical Properties”, Journal of Polymer 
Science: Part B: Polymer Physics, Vol.36, pp.1235-1245, 1998. 

[25] Olive, W.C. and Pharr, G.M., “An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments”, Journal of Materials Research, Vol.7, No.6, pp.1564-1583,1992. 

[26] Chi-Chen Huang, Hung-Ling Yang, and Alex Tzeng， “Edge-Type LED Module Mura Analysis and Improvement ”,SID 09 DIGEST, pp. 758-761 , 2011.
[27] Ken Hsiao, Cheng-Ling Lv, Guo-Fu Tang, Shih-Hsiang Chen, Pang-Ling Zhang，“Research on Thermal Mura in Edge-Type LCD Module and Improvement by Heat Sink Design” ,SID 09 DIGEST, pp. 1230-1232,2014.
[28] 曾昱銘，“熱變形對 LCD 導光板特性之影響”，國立中山大學機械與機電工程研究所，碩士論文，民國94年。
[29] 許崇銘，“導光板之翹曲變形對 LCD 背光模組光學特性之影響研究”，私立元智大學機械工程研究所，碩士論文，民國96年。
[30] 林育生，“導光板於不同溫濕負載下翹曲量之實驗與數值探討”，國立清華大學動力機械工程學系，碩士論文，民國100年。
[31] J.A. Johnson, D.W. Jones,“The mechanical properties of PMMA and its copolymers with ethyl methacrylate and butyl methacrylate”, J. Mater. SCI. 29(1994)870.
[32] A.M.S. Hamouda, “The influence of humidity on the deformation and fracture behavior of PMMA” , Journal of Materials Processing Technology, Vol. 124, pp.238-243, 2002.
[33] Ronald F. Gibson.“Principles of Composite Material Mechanics : Analysis of Lamina Hygrothermal Behavior”. Detroit: McGraw-Hill, Inc. 1994.
[34] 輔祥實業股份有限公司網站，http://www.darwinprecisions.com。
[35] 吳舜英，“塑膠發泡成形技術”，台灣復文興業股份有限公司，民國86年。
[36] 張豐志，“應用高分子手冊”，五南圖書出版股份有限公司，民國92年。
[37] 日本INOAC 公司網站， http://www.poron.jp/tw/company/index.html。