LCD 背光模組部分偏振光之有效利用及結構簡化｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	余偉德 Wei-Te Yu
論文名稱：	LCD 背光模組部分偏振光之有效利用及結構簡化 The effective application of partial polarized light in the LCD back light module and simplify the structure of back light module
指導教授：	張榮森 Rong-Seng Chang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 光電科學研究所碩士在職專班 Executive Master of Optics and Photonics
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	94
中文關鍵詞：	背光模組、結構簡化
外文關鍵詞：	simplify back light module
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本論文旨在探討如何有效利用背光模組的部分偏振光，來提升背光模組的光強利用率，進而改善背光模組的均一性以及偏極化現象。同時，提出以液晶光學膜的新式結構，取代傳統背光模組的擴散膜及導光板，降低背光模組的製造成本。
簡言之，背光模組的部分偏振光造成光強的損失，及均一性的惡化;因此，若能將背光模組的部分偏振光，都調整為同一方向，則光強利用率及均一性，都將獲得改善。故若能善加利用液晶的旋光性，就能控制部分偏振光的方向。
由於部分偏振光造成光強的損失約3%~4.5%，將獲得改善 ; 若再以液晶光學膜的新式結構取代傳統背光模組的擴散膜及導光板，其光學透過率更可以提升20%以上。最後，整體LCD模組的光強利用率可大幅提升40%以上。
除此以外，背光模組的光源(LED/CCFL)數量，及其周邊電子元件數量都將大量削減 ; 整體的電源功率消耗也會相對地降低，在節能減碳逐漸成為全世界共識的今天，對地球環境的保護，也有程度上的貢獻。

The research is on the effective application of partial polarized light in the LCD back light module so as to raise the optical intensity of the whole module. Furthermore, the uniformity and polarization will be improved. And it will be introduced a complete new idea that it is able to use a kind of L.C. film (liquid crystal film) to take place of the diffuser & light guide of traditional back light module . By the way, the cost will be reduced, too.
In a word, partial polarized light would cause the loss of optical intensity and degenerate the uniformity of the whole module. So that, the same optical axis of partial polarized light of the whole module would improve the optical intensity and uniformity. By the good application of L.C., it is possible to adjust the polarization of light.
The loss of the intensity which is about 3%~4.5% due to the partial polarized light will be improved, and the optical transmission rate will be also increased more than 20% by using the newest LC film instead of the diffuser & light guide. At last, the total optical intensity of LCD module will be increased more than 40%.
Moreover, the amount of LED&CCFL, including the electrical parts will be decreased; even the power consumption will be reduced, too. It is also contributed toward the trend of energy-saving & protecting the Earth.

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圖目錄			                  xi
表目錄			                  xv
符號說明			                  xvi
第一章 緒論		                  1
1-1 研究背景		                  1
1-2 研究目的		                  1
1-2-1 何謂非偏振光與部分偏振光		1
1-2-2 研究的發想		                  3
1-3 研究動機		                  3
1-3-1 背光模組的結構		         4
1-3-2 背光模組的材料及功能		         6
1-3-3 現行結構的替代案		         7
1-4 創新與貢獻		                  8
1-4-1 現行結構		                  9
1-4-2 新型結構		                  10
1-4-3 光強利用率提升		         12
第二章 理論介紹			         14
2-1 基本光學描述		                  14
2-1-1 光的偏振		                  14
2-1-2  斜向入射		                  19
2-1-3  Brewster’s angle		         22
2-1-4  Poynting’s theorem & Stokes vector	22
2-2 偏極化現象的改善		         24
2-2-1 利用光在液晶內傳導行為		24
2-2-2 液晶的複折射性和光物性		25
2-3 均一性 & 光強利用率的改善		30
第三章 實驗器材與方法		         31
3-1 實驗用設備		                  31
3-1-1 電流計 GPC-3060D  9V 0.1A		31
3-1-2 輝度計 TOPCON BM-7		         31
3-2  實驗用材料 		                  32
3-2-1 7” Back Light Module		32
3-2-2 偏光片		                  33
3-2-3 TN 液晶調整片		         33
3-2-4 液晶光學補償膜:Super WV Film		34
3-2-5 抗眩光光學原膜:Anti-Glare Film	39
3-3 實驗方法		                  41
3-3-1 實驗步驟		                  41
第四章 實驗結果與討論		         49
4-1 傳統背光模組之亮度		         49
4-1-1 實驗結果，如表(一)		         49
4-1-2 實驗結果討論		         49
4-2 傳統背光模組 + 偏光片之亮度		50
4-2-1 實驗結果，如表(二)		         50
4-2-2 實驗結果討論		         51
4-3 旋轉偏光片後之亮度		         51
4-3-1 實驗結果，如表(三)		         52
4-3-2 實驗結果討論		         53
4-4 使用液晶調整片後之亮度		         53
4-4-1 實驗結果，如表(四)		         54
4-4-2 實驗結果討論		         55
4-5 傳統背光模組 + SWV Film 之亮度		56
4-5-1 實驗結果，如表(五)		         57
4-5-2 實驗結果討論		         57
4-6 背光模組 + Retardation Film 之亮度	58
4-6-1 實驗結果，如表(六)		         59
4-6-2 實驗結果討論		         59
4-7 背光模組+ 1/4λ Film + SWV Film 之亮度	60
4-7-1 實驗結果，如表(七)		         61
4-7-2 實驗結果討論		         61
4-8 AG + SWV Film 取代 Diffuser之亮度	62
4-8-1 實驗結果，如表(八)		         63
4-8-2 實驗結果討論		         63
第五章 結論		                  65
5-1 均一性的改善		                  65
5-2 偏極化現象的改善		         65
5-3 光強利用率的改善		         65
5-4 背光模組的結構簡化		         66
5-4-1 擴散板(Diffuser)的取代		66
5-4-2 增亮膜(BEF)的取代		         66
5-4-3 導光板(Light Guide)的取代		66
5-5 週邊元件的減少		         67
5-6 環保		                           67
第六章 未來展望		                  68
6-1 製造的方式		                  68
6-1-1 液晶光學膜		                  68
6-1-2 製造方式		                  69
6-1-3 製造元件		                  71
6-2 製造材料		                  73
6-3 未來展望		                  73
參考文獻			                  74

                                

參考文獻
(一) 中央光電所黃建翔 , “ 背光模組偏振態分析與增
亮之應用 “ ,2005
(二) Mark A. Heald and Jerry B. Marion , “Classical
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(三) Amnon Yariv and Pochi Yeh , “ Optical Waves in
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(四) 中央光電所林伯仰, “ 電場控制器之光學應用 “ , 2007
(五) 張阜權,孫榮山,唐偉國, “ 光學 “ , 1998 , p323~p364
(六) 小林駿介,遠山嘉一, “ ディスプレイ “ , 1993 ,
p233~p241
(七) 佐佐木昭夫,苗村省平, “ 液晶ディスプレイのすべて
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(八) 松本正一,角田市良, “ 液晶の基礎と応用“ , 1996 ,
p1~p222

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