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研究生: 陳明煌
Chen, Ming-Huang
論文名稱: LED背光模組光學均齊度之應用設計
A study on the optical uniformity of LED backlights
指導教授: 周榮華
Chou, J. H.
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系碩士在職專班
Department of Engineering Science (on the job class)
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 光學均齊度發光二極體背光模組複合光學微結構成型膜片
外文關鍵詞: composite micro optics film, LED backlight module, light uniformity
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  • LED應用範圍相當廣,為追求高色彩再現性的目標,取代CCFL 光源的技術也就陸續地被提出。LED技術持續發展,再加上各應用領域對於背光源需求也仍在變動中。
    LED背光源有許多優點,但仍有許多問題尚待改善,例如散熱、混色、效率與成本過高等,當LED的亮度越來越高時,以LED作為背光源的均勻性就越顯重要。一般利用傳統的擴散片來均勻化LED光源,但因其低光穿透率與高光能損耗,必須藉助增亮膜等額外高價的光學膜片增加發光效率,本文利用新的複合微光學擴散膜片,來改善LED背光源的光學效能與光均勻性,並兼具擴散、混光與聚光等效果。
    本論文研究的重點在於利用TracePro光學模擬軟體,進行側光式LED背光模組模擬、分析並設計出光學均齊度佳的結構,使光經由此LENS 結構,將光線均勻分佈於背光模組達到模組輝度與色彩均勻化及同時可達到厚度薄型化之目的。

    The application of LED is widening day by day. For the goal of obtaining high color gamut, LEDs are being pursued to replace CCFL as the light source of backlight modules. The application of LED backlight for thin LCD provides a lot of benefits. However, there are some critical issues such as thermal dissipation, color mixing, optical efficiency and cost etc. On this thesis, the attention is focused on improving thermal related light uniformity and optical efficiency of LED backlight module.
    Firstly, the Trace/Pro software is used to examine the light uniformity of the LED backlight module. Then experiments are performed to investigate the factors affecting the light uniformity of the module with conventional diffuser design. Lastly, the effectiveness of composite micro optics films is also examined.
    The results show that the experimental results are in close agreement with the simulation. By proper arrangements of the film margins, light uniformity can be improved to meet design specifications. The experimental results show that the composite micro optics films performs well in light uniformity and can be used to replace conventional diffuser films with brightness enhancement film (BEF). Namely, the latter can be combined to an integrated structure to reduce cost.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章 序論 1 1.1前言 1 1.2研究動機 2 1.3文獻回顧 3 1.4論文架構 5 第二章 光學理論與光學規格評鑑 6 2.1 光度學 6 2.1.1光通量 6 2.1.2光強度 6 2.1.3輝度 6 2.2幾何光學之基本原理 6 2.2.1反射定律 7 2.2.2折射定律 7 2.2.3全反射定律 7 2.3 光學規格評鑑 8 2.3.1 輝度定義 8 2.3.2輝度均齊度定義 8 2.3.3 色度定義 9 第三章 實驗方法與設備 10 3.1背光模組現行量產技術 10 3.2側光式背光模組架構 10 3.3背光模組部材功能說明 10 3.2.1發光源 11 3.2.2擴散片 12 3.2.3增亮膜 12 3.4實驗設備 13 3.4.1掃描式電子顯微鏡 13 3.4.2熱影像儀 14 3.4.3 CCD影像儀 15 3.4.4電源供應器 16 3.5測試環境 17 3.6實驗部材 17 第四章 數值模擬結果與討論 18 4.1 LED背光模組設計 18 4.2開發LED背光模組動機 18 4.3軟體介紹 18 4.3.1分析模式 19 4.3.2系統環境參數 19 4.3.3材料參數設定 21 4.4數值模擬 21 4.4.1模擬分析 21 4.4.2數值分析-1 22 4.4.3數值分析-2 22 4.4.4數值分析-3 23 第五章 實驗結果與討論 24 5.1NB -LED背光模組設計需求及目標 24 5.2 NB-LED 背光模組之增光片面積與光學均齊度間之關係 25 5.2.1增光片原設計與X軸間距值變更之比較 25 5.2.2增光片原設計與Y軸間距值變更之比較 26 5.2.3增光片原設計與X軸及Y軸間距值變更之比較 26 5.3 NB-LED背光模組之增光片厚度與光學均齊度間之關係 27 5.4 複合光學微結構成型膜片與機構間距值之實驗 27 5.4.1三款複合光學微結構成型膜片之實驗 28 5.4.2複合光學微結構成型膜片與機構間距值之實驗 29 5.5不同供應商LED與光學均齊度間之關係 29 5.5.1 LED 組成背光模組後的熱效應分析 29 第六章 結論與建議 31 參考文獻 33

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    下載圖示 校內:2009-08-22公開
    校外:2013-08-22公開
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