臺灣博碩士論文加值系統

液晶顯示器主要依賴背光模組（back light module，BLM）產生均勻的亮度及清晰的影像，而產生均勻的亮度，則有賴導光板良好的導光機構才能達成。因此研發出具有高亮度、均勻發光、低耗電量且更薄型化、低成本的背光模組，極為重要。
背光模組導光板(LGP)的製造技術主要區分為射出、網版印刷、平面熱壓、滾筒熱滾壓、雷射加工等，而在桌上型顯示器主要是以射出、網版印刷方式為主，在桌上型顯示器需求量逐漸擴大下，顯然LGP無法以射出方式來滿足產能需求，所以轉向採取網版印刷方式進行生產是必然的趨勢。
然因網點設計值過大時將產生遮蔽性不足，過小將導致印刷良率過低問題。本研究主要以國內某家背光模組廠之薄型化21.5吋桌上型顯示器之2mm厚度LGP光學設計為例，對光學設計參數進行光學輝度值大小、均齊度分佈進行TRIZ聯想法，建構光學設計參數、印刷製程穩定性之最佳化模式。
本研究採用田口方法以 L9 直交表做參數配置，並建立LGP 3D幾何模型與設定光學設計參數進行光學模擬分析。而LGP模型以十三個光學量測點作輝度值及均齊度的數據量測，經分析結果計算S/N 比後，總和各因素、各水準之 S/N比計算值，並求得影響LGP輝度值及均齊度的主要影響參數及最佳參數組合。再以變異數分析（ANOVA）求得各因素之變動、變異及貢獻度，為求慎重本研究以反應曲面法交叉印證，以求出最佳參數組合。
本研究之發現未來可提供背光模組產業進行印刷極限網點光學設計及修正之參考，降低開發工時及成本，並積極提升產線製程良率，充分考慮客戶需求、研發時程，製程能力，達到三贏局面，讓公司於兢爭同業中獲利大幅提升，穩居競爭龍頭態勢。

LCD monitors are mainly dependent on the backlight module (back light module, BLM) to produce good symmetrical brightness and image clarity. But to result in symmetrical brightness, it chiefly depends on the light guide plate to achieve the purpose. That is, for a LCD monitor, to develop high rightness, symmetrical light, low power consumption and thickness, and low-cost backlight module is extremely important.
The manufacturing technology of light guide plates (LGP) is divided into injection, screen printing, flat hot pressing, roller hot rolling and laser processing, etc. For desktop monitors, injection and screen printing are the mainly process. Since desktop monitors are demanded increasingly, apparently LGP can not meet the capacity requirements by injection molding now. Therefore, turning to screen printing production is an inevitable trend.
However, when the design value of network is too big, it will cause lacking of shadowing, but too small, it will be inferior in printing quality. This study is basically adopted to a backlight module manufactor for 21.5-inch desktop monitor with 2mm thickness of LGP. The optical design focuses on the parameters for the required luminance values, homogeneity by TRIZ Lenovo, which constructs optical design parameters and creating high stability of optimal printing process.
In this study, we are adopting Taguchi L9 orthogonal table parameter configuration to set up LGP 3D geometric model and starting the optical design with various parameters of optical simulation analysis. Thirteen optical points are measured for luminance and uniformity measurements. By the analysis of S/N ratio, summing up all the factors, and levels of S/N ratio, calculating the factors impact the LGP luminance and uniformity parameters and the best combination of parameters. After that, we are taking Analysis of variance (ANOVA) to obtain the variation and contribution level by Response Surface Methodology (RSM).
The findings of this study may provide the backlight module industry references to improve the LGP pattern printing limit optical design and amending. In addition, it also helps reduce work hours and cost of development and enhance the production, and gives full consideration of the customers' needs, and achieves a win-win-win situation.

目錄
摘要……… I
Abstract….. III
誌謝………. V
目錄………. VI
表目錄…..... VIII
圖目錄…… IX
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機與目的 1
1.3研究架構 2
第二章 文獻探討 4
2.1 背光模組的主要架構 4
2.1.1 背光模組的主要功能 4
2.1.2 背光模組的入光光源區分 4
2.1.3 背光模組的結構組成 6
2.2導光板的技術分類 11
2.3 導光板印刷加工製程 18
2.3.1 印刷設備介紹 18
2.3.2 網版印刷製程介紹 22
2.4 基礎光學 25
2.4.1 幾何光學 26
2.4.2 光度學 31
2.5 TRIZ創新構思問題解決 36
2.6反應曲面法 40
2.6.1反應曲面法數學模式 41
2.6.2反應曲面法設計 42
2.6.3最佳化反應值 43
2.6.4反應曲面法尋求最佳化步驟 45
2.6.5反應曲面法之優點 45
2.6.6反應曲面法實務應用 46
2.7田口分析 48
第三章 研究方法 55
3.1 研究結構及步驟 55
3.2 TRIZ方法發展可能之反應曲面實驗因子 57
3.2.1 專家訪談與参數篩選 60
3.3反應曲面法的運用 61
3.3.1反應曲面法模式之建構 62
3.3.2反應曲面法最佳化數學模式 63
3.4 實驗材料與設備 64
3.5 光學設計參數配置與水準設定 67
3.6 光學設計佈點方式介紹 70
3.7 光學模擬流程介紹 72
3.7.1 光學模擬流程圖定義 72
3.7.2 建立3D LGP模擬模組 72
3.7.3 模擬相關參數設定 73
3.8 光學設計參數田口分析 ( L9 ) 76
第四章 數據分析與個案探討 77
4.1 實驗數據分析 77
4.2 變異數分析(ANOVA) 80
4.3 最適條件的推定 80
4.4 確認實驗 80
4.5反應曲面法 81
4.6控制 ( control ) 88
第五章 結論與建議 89
5.1 結論 89
5.2 建議 90
參考文獻… 1
中文文獻 1
英文文獻 3



表目錄
表 1 LED優缺點比較表 7
表 2光源符號表 34
表 3色溫示意表 (資料來源威力盟網站) 36
表 4 39個工程參數依其屬性分類之六大群組分類表 39
表 5 反應曲面法相關文獻 46
表 6 TRIZ 39矛盾工程参數對應之對照表 58
表 7 TRIZ -39工程係數之影響導光板印刷分析 59
表 8 四位專家針對導光板印刷影響參數權重計分表 60
表 9 L9田口直交表 67
表10 因素與設定水準值對照表 68
表11 L9田口直交表參數配置對照表 68
表12 固定參數設定值對照表 69
表13 L9(34)直交表 76
表14 L9(34)直交表實驗回應值與SN比 77
表15各因子水準的平均SN比 79
表16各因子水準的平均MEAN 79
表17各因子S/N變異數分析 79
表18各因子S/N變異數分析 79
表19移除C因子之SN比變異數分析表 80
表20實驗回應值及SN比 81
表21 Box-Behnken 設計參數配置與反應值 81
表22背光模組LGP印刷 BBD 變異數分析 82
表23聯立最佳化參數設定表 87


圖目錄
圖 1 研究架構圖 3
圖 2 側入式背光模組結構圖 5
圖 3直下式背光模組結構圖 6
圖 4 背光模組光線路徑示意圖 8
圖 5 擴散片示意圖 9
圖 6 擴散片表面示意圖 9
圖 7 集光片示意圖 10
圖 8 背光模組幾何模型圖 11
圖 9 LGP表面結構 12
圖 10 導光板上微結構的大小及分佈狀況 14
圖 11 模具結構組合圖 15
圖 12 射出型導光板模具公模 15
圖 13 射出型導光板模具母模 16
圖 14 上、下滾輪示意圖 17
圖 15 上、下滾輪作動示意圖 18
圖 16 出片機 19
圖 17 張網機 19
圖 18 曝光機 20
圖 19 烘(洗)版機 20
圖 20 網版印刷機 (遠東機械) 21
圖 21 烘乾機(志聖公司) 21
圖 22 導光板加工流程圖 24
圖 23 反射與折射 25
圖 24 光的反射 27
圖 25 單向反射現象 28
圖 26 光的漫射現象 28
圖 27 入射線、法線、折射線共同在一平面上 30
圖 28 立體角θ的定義 32
圖 29 照度的定義 33
圖 30 TRIZ解決矛盾流程圖 38
圖 31 田口品質工程結構圖 49
圖 32研究流程 57
圖 33反應曲面流程圖 63
圖 34 Solidworks 3D繪圖軟體(實威科技授權使用) 65
圖 35 LGP光學模擬3D系統圖 65
圖 36 Optisworks光學模擬軟體(青騰國際授權使用) 66
圖 37 BM7A輝度計 66
圖 38實驗材料PMMA-LGP 67
圖 39光學量測點位圖 69
圖 40佈點參數轉化為Excel csv檔 70
圖 41 Csv檔轉化Cad pattern檔 70
圖 42 Cad pattern檔轉化為座標及相關資訊 71
圖 43模擬流程圖 72
圖 44 建立3D LGP模擬模組 73
圖 45 Optisworks光學模擬參數設定 73
圖 46 Optisworks模擬零組件材質設定 74
圖 47 Optisworks模擬油墨參數設定 74
圖 48 Optisworks模擬光源參數設定 75
圖 49 Optisworks模擬L/B &; LGP gap參數設定 75
圖 50 S/N主效果圖 78
圖 51 MEAN主效果圖 78
圖 52網點間距與網點大小之等高線及反應曲面圖 84
圖 53輝度分佈曲線與網點大小之等高線及反應曲面圖 84
圖 54網點覆蓋率與網點大小之等高線及反應曲面圖 85
圖 55網點間距與輝度分佈曲線之等高線及反應曲面圖 85
圖 56網點間距與網點覆蓋率之等高線及反應曲面圖 86
圖 57網點覆蓋率與輝度分佈曲線之等高線及反應曲面圖 86
圖 58最佳參數組合及其預測反應值 87
圖 59 Cpk製程能力統計 88

中文文獻
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11. 蘇朝墩，2002，品質工程，中華民國品管學會。
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英文文獻
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7 Royzen,Z,1997,SOLVING CONTRADICTIONS IN DEVELOPMENT OF NEW GENERATION PRODUCTS USING TRIZ., The TRIZ Journal.
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