薄型化LCD直下式背光模組設計

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姓名

張嘉益(Chia-I Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

薄型化LCD直下式背光模組設計
(Design of Thin Direct-Light-Type Backlight Module)

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摘要(中)

本論文所探討的是如何將直下式背光模組薄型化，透過設計一個側射型整光透鏡，使其包覆在燈管上讓光源能均勻的擴散在背光模組之燈箱空腔中，使燈箱頂部發光均勻進而達到背光模組薄型化之目的，然後設計使用頂角為橢圓的微結構取代傳統擴散板，其目的是將光線向上導正用來均勻化燈管間的條紋光影，使背光模組能保有較佳的均勻度。於此薄型化32吋16:10 8支燈管設計之液晶電視面板，厚度由25mm 降為10mm，其最佳均勻度為84.8%。除了均勻度與厚度外，使用頂角為橢圓角的透鏡結構，用於直下式結構背光模組可減少擴散板與擴散膜使用，進而使背光模組成本降低，亦能保有相當的光學效率。側射型整光透鏡可當作光箱中之支撐結構減少擴散板翹曲所產生之條紋，本論文使用 Trace Pro 光學模擬軟體對液晶電視所要求之均齊度等各項條件進行光學模擬。

摘要(英)

In this studying, we plan to realize how to flatten the direct-light-type backlight module. Firstly, in order to improve strips from the direct-light-type backlight module, we design a side emitter lens and shield it on CCFL lamp for having the light spreads in the Backlight unit uniformly. Secondly, for keeping the uniformity and efficiency of light optimization, we design optimized elliptical lens shape to replace the traditional diffuser plate to straighten the light upward for uniformity the Mura shadows between CCFL lamps. To simulate 32 16:10 panel, for 8 lamps, both depth of module is 10mm, the optimal uniformity is 85.4%, It approves that using elliptical lens structures on the plate in the direct-light-type backlight module can not only get the cost down from reducing the thickness of BLU and the use of diffuser plate and diffuser thin, but also have the efficiency of light. The side emitter lens can work as a support in BLU for reducing the Mura from diffuser plate. In this study, we use Trace Pro, the light simulation software, to simulate the uniformity and the related light conditions requested by LCD TV.

關鍵字(中)

★ 液晶電視
★ 背光模組
★ 直下式背光
★ 光跡模擬
★ 均齊度

關鍵字(英)

★ LCD TV
★ BLU
★ DBL
★ simulation ray- tracing
★ uniformity

論文目次

中文摘要II
英文摘要III
誌謝IV
目錄V
圖目綠IX
表目綠X
一、緒論1
1-1 研究背景1
1-2 研究目的與動機4
1-3 文獻回顧6
1-4 論文架構8
二、光學理論之規格評鑑及背光模組簡介10
2-1 光的反射與折射現象10
2-1-1 反射的種類12
2-2 光線的照度13
2-2-1 光通量14
2-2-2 發光強度 14
2-2-3 輝度與亮度14
2-3 光學規格評鑑15
2-3-1 輝度均勻度定義16
2-4 背光模組的構造18
2-4-1 背光模組關鍵之光學零組件介紹19
2-4-2 直下式背光模組19
2-5 背光模組關鍵之光學零組件介紹20
2-5-1 發光源21
2-5-2 反射板22
2-5-3 擴散膜22
2-6 光學設計與模擬軟體介紹23
2-6-1 LightTools 簡介24
2-6-2 ASAP簡介 24
2-6-3 FRED簡介 25
2-6-4 TracePro簡介25
2-7 光學模擬之局部模型法27
2-8 DOE 實驗設計反應曲面法29
三、薄型化LCD直下式背光模組設計30
3-1 設計目標及流程30
3-2 商用32吋LCD 模擬結果33
3-3 側射型整光透鏡結構設計36
3-4 設計整光透鏡結構之結果40
3-4-1 θ1尺寸變化之模擬結果40
3-4-2 θ2尺寸變化之模擬結果43
3-4-3 θ3尺寸變化之模擬結果45
3-4-4 θ4尺寸變化之模擬結果48
3-4-5 θ5尺寸變化之模擬結果50
3-5 設計整光透鏡結構之實驗設計反應曲面法53
3-6 實驗檢測結果與模擬值比對58
四、均勻出光之擴散板微結構設計 60
4-1 提升均勻度微結構設計60
4-2 凸出擴散板高度為B/2 模擬結果61
4-3 凸出擴散板高度為B/3 模擬結果62
4-4 凸出擴散板高度為B/6 模擬結果63
4-5 橢圓微透鏡最優化結果65
五、結論68
參考文獻 69

參考文獻

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[19] 專利證書中華明國專利公告號 I281070
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[22] 昊青股份有限公司”Minitab Box-Bechken 實驗法”RMS
http://www.minitab.com/contacts/Default.aspx

指導教授

陳奇夆(Chi-Feng Chen)

審核日期

2009-8-18

推文