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dc.contributor洪瑞華zh_TW
dc.contributorRay-Hua Horngen_US
dc.contributor曾堅信zh_TW
dc.contributorJian-Shihn Tsangen_US
dc.contributor.advisor武東星zh_TW
dc.contributor.advisorDong-Sing Wuuen_US
dc.contributor.author謝明村zh_TW
dc.contributor.authorHsieh, Ming-Tsunen_US
dc.contributor.other中興大學zh_TW
dc.date2008zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:26:51Z-
dc.date.available2014-06-06T06:26:51Z-
dc.identifierU0005-0202200709565900zh_TW
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dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/4030-
dc.description.abstract中文摘要 本論文的研究主軸是以提升液晶顯示器之色域為目標,針對紅、綠、藍光發光二極體背光模組透過彩色濾光片之色域加以研究,並以美國國家電視系統標準委員會(NTSC)所制定的色彩範圍為100%, 首先設計一套光學量測系統,找出單顆單色發光二極體與彩色濾光片的最佳匹配性,並據此訂出紅、綠、藍光發光二極體之規格,提供給生產發光二極體的磊晶廠與封裝廠,並進一步封裝成三合一的表面粘著式發光二極體。由於彩色濾光片的改良須兼顧到穿透率與色彩再現性,而發光二極體的發光頻譜也須與彩色濾光片配合才能發揮最大效益,我們經由紅、綠、藍光發光二極體的選擇,可以有效提升背光模組的色彩範圍,達成廣色域液晶顯示器背光模組的目標。 在本研究的實驗中,我們發現綠光發光二極體的色彩純度最差,造成無法達到廣色域液晶顯示器背光模組的要求,由於色彩飽和度與發光頻譜有密切之關係,因此著手改善綠光發光二極體的頻譜半高寬,具體方式如在綠光晶粒的表面以電子束鍍膜上鍍上一層濾光膜,也有直接於封裝完成之發光二極體上鍍膜,還有以電子束鍍膜的方式在薄型玻璃上鍍上濾光膜再與發光二極體貼合,達到縮減頻譜半高寬,提高綠光發光二極體的色彩純度,最後再將其製作於背光模組之燈條上,組裝後經量測發現,由此紅、綠、藍發光二極體所組成背光模組的NTSC色域可由一般的105 %提升至接近120 %。 關鍵字:發光二極體,背光模組,彩色濾光片,濾光膜zh_TW
dc.description.abstractAbstract The main objective of this thesis focused on how to enhance the color space of the RGB LED backlight module for liquid crystal display (LCD) applications. The standard of color space that had been approved by the National Television System Committee (NTSC) in 1953 is used as the reference and defined as 100%. We have developed an optical measurement system to investigate the matching relationship between the R/G/B LED spectra and commercial LCD color filters. In order to achieve the best visualizing result on LCD, both transmittance ratio and color gamut have to be taken into consideration in developing the new color filter as well as the LED spectra need to match the color filter. By choosing proper R/G/B single chip specifications, the three chips into one surface-mount white-light LED was fabricated to enhance the NTSC value of the R/G/B LED backlight module. In our experiments, it is found that the performance of the green LED is a key factor in determining the NTSC value of the R/G/B backlight module. In order to further improve the color space of the LED backlight module, the spectral purity of the green LED was enhanced by optical filter coating on the bare LED chip using an electron-beam evaporator. Another approach, where the optical filter was first deposited on the thin glass plate and inserted between the light bar and light guiding plate, was demonstrated to improve the color gamut from 105 to 120 % based on NTSC standard. These results show that the color space of the RGB LED backlight modules can be greatly improve using a band-pass optical coating technique. Keywords: LEDs, Backlight Module, Color Filter, NTSC, Optical Filteren_US
dc.description.tableofcontents目錄 封面內頁 審查頁 授權書 誌謝辭 i 中文摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 表目錄 vii 圖目錄 viii 第一章 緒論 1 1.1 研究背景動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 3 1.4 研究限制 4 1.5 研究架構 4 第二章 基礎理論 6 2.1 色彩學概論 6 2.1.1色彩的特性 6 2.1.2 色彩的混合 7 2.1.3 CIE標準色度系統 8 2.1.4 色溫 9 2.2生理構造 10 2.2.1 眼睛的構造 10 2.2.2 視覺功能 11 2.3 光學量測 12 2.3.1 光學原理 12 2.3.2 輻射通量與光通量的單位 15 2.3.3 Lambertian 餘弦定律─理想漫射體 15 2.3.4 色度檢測學 16 2.4 發光二極體 17 2.4.1 發光二極體發光原理 17 2.4.2 發光二極體的封裝 18 2.5 背光模組 19 2.5.1 背光模組的種類 19 2.5.2 側投式背光模組的組成 19 第三章 紅、藍、綠光發光二極體的選擇對色域表現的影響 22 3.1 實驗目的 22 3.2 實驗設備與用途 22 3.3 儀器架設與實驗流程 23 3.4 實驗架構 23 3.5彩色濾光片與鹵素燈光源頻譜的量測 23 第四章 結果與討論 25 4.1 第一組紅、綠、藍光發光二極體頻譜的量測 25 4.2 第二組紅、綠、藍光發光二極體頻譜的量測 26 4.3 第三組紅、綠、藍光發光二極體頻譜的量測 27 4.4 第四組紅、綠、藍光發光二極體頻譜的量測 29 4.5 第五組紅、綠、藍光發光二極體頻譜的量測 30 4.6 以紅、綠、藍光發光二極體作為背光源的背光板之量測 31 4.7 實驗結果之探討 32 第五章 結論與未來與展望 35 5.1 結論 35 5.2 未來與展望 35 參考資料 37 表目錄 表1-1、冷陰極射線管之優缺點 45 表1-2、發光二極體之優缺點 46 表1-3、發光二極體與冷陰極射線管的優缺點比較 47 表1-4、冷陰極射線管和發光二極體特性的比較 48 表1-5、發光二極體用於LCD TV背光源優劣勢比較 49 表2-1、輻射度量和光度量的基本量、符號和單位 50 表3-1、OSA光譜儀參數設定 51 表4-1、NTSC 100 % 的色度座標位置 51 表4-2、第一組發光二極體的NTSC百分比以及色度座標位置 51 表4-3、第二組發光二極體的NTSC百分比以及色度座標位置 (OSA) 52 表4-4、第二組發光二極體的NTSC百分比色度座標位置(IS-CAS140B) 52 表4-5、第三組發光二極體的NTSC百分比色度座標位置 52 表4-6、第四組標準R/G/B 發光二極體的規格 52 表4-7、第四組發光二極體的NTSC百分比以及色度座標位置 53 表4-8、第五組發光二極體的NTSC百分比以及色度座標位置 53 表4-9、LED 背光模組的NTSC百分比 54 圖目錄 圖1-1、發光二極體與冷陰極射線管於CIE色度座標圖 55 圖1-2、側投式背光模組結構圖 56 圖2-1、三種錐狀細胞:[Ρ(R)]、[Γ(G)]、[Β(B)]對波長的響應 57 圖2-2、色相的變化 58 圖2-3、明度的變化 59 圖2-4、明暗程度的百分比變化 60 圖2-5、彩度的變化 61 圖2-6、色光三原色的加法混色原則 62 圖2-7、物體色三原色的減法混色原則 63 圖2-8、CIE-1931-XY色度圖 64 圖2-9、眼睛構造 65 圖2-10、入射光、反射光和折射光內P、S、K正交系的選取 66 圖2-11、LAMBERTIAN餘弦定律─理想漫射體 66 圖2-12、照度的定義 67 圖2-13、立體角的定義 67 圖2-14、發光強度的定義 68 圖2-15、輝度的定義 68 圖2-16、發光二極體原理圖 69 圖2-17、電子與電動的復合 69 圖2-18、發光二極體封裝流程 70 圖2-19、本論文實驗用的導線架 71 圖2-20、本論文實驗封裝好之發光二極體 72 圖2-21、直下式背光模組示意圖 73 圖2-22、側投式背光模組示意圖 73 圖3-1、實驗架構圖 74 圖3-2、紅色濾光片頻譜圖 75 圖3-3、綠色濾光片頻譜圖 76 圖3-4、藍色濾光片頻譜圖 77 圖3-5、紅、綠、藍色彩色濾光片頻譜圖 78 圖4-1、第一組紅光發光二極體頻譜圖 79 圖4-2、第一組綠光發光二極體頻譜圖 80 圖4-3、第一組藍光發光二極體頻譜圖 81 圖4-4、第一組R/G/B 發光二極體頻譜圖 82 圖4-5、第一組 發光二極體與NTSC 100% 之CIE座標圖 83 圖4-6、第二組R/G/B 發光二極體頻譜圖 84 圖4-7、第二組 發光二極體與NTSC 100% 之CIE座標圖 85 圖4-8、第二組 BLUE 發光二極體穿透綠、藍色濾光片之頻譜圖 86 圖4-9、第二組 GREEN 發光二極體穿透綠、藍色濾光片之頻譜圖 87 圖4-10、第二組 發光二極體穿透彩色濾光片與NTSC 100% 之CIE座標圖 88 圖4-11、第三組R/G/B 發光二極體頻譜圖 89 圖4-12、第三組R/G/B 發光二極體綠光頻譜與一般綠光發光二極體頻譜之比較圖 90 圖4-13、第三組 發光二極體與NTSC 100% 之CIE座標圖 91 圖4-14、正常封裝之第三組 發光二極體與四周封膠遮光比較之頻譜圖 92 圖4-15、裸晶之第三組發光二極體四周封膠遮光與四周封膠遮光加上封裝點膠比較之頻譜圖 93 圖4-16、第三組 發光二極體一般封裝圖 94 圖4-17、第三組 發光二極體之綠光晶粒四周封膠封裝圖 95 圖4-18、MIX ZONE FILTER膜之頻譜圖 96 圖4-19、3 PEAK FILTER膜之頻譜圖 97 圖4-20、光學膜結構之示意圖 98 圖4-21、第四組R/G/B 發光二極體鍍MIX ZONE FILTER膜之實體圖 99 圖4-22、第四組R/G/B 發光二極體鍍3 PEAK FILTER膜之實體圖 100 圖4-23、第四組R/G/B 發光二極體鍍MIX ZONE FILTER膜之頻譜圖 101 圖4-24、第四組R/G/B 發光二極體鍍MIX ZONE FILTER膜與NTSC 100% 之CIE座標圖 102 圖4-25、第四組R/G/B 發光二極體鍍3 PEAK FILTER膜之頻譜圖 103 圖4-26、第四組R/G/B 發光二極體鍍3 PEAK FILTER膜與NTSC 100% 之CIE座標圖 104 圖4-27、第五組R/G/B 發光二極體貼上3 PEAK FILTER塑膠膜之頻譜圖 105 圖4-28、第五組R/G/B 發光二極體貼上3PEAK FILTER塑膠膜與NTSC 100%之CIE座標圖 106 圖4-29、第五組R/G/B 發光二極體貼上3 PEAK FILTER玻璃之頻譜圖 107 圖4-30、第五組R/G/B 發光二極體貼上3 PEAK FILTER玻璃與NTSC 100%之CIE座標圖 108 圖4-31、第五組R/G/B 發光二極體貼上MIX ZONE FILTER塑膠膜之頻譜圖 109 圖4-32、第五組R/G/B 發光二極體貼上MIX ZONE FILTER塑膠膜與NTSC 100%之CIE座標圖 110 圖4-33、第五組R/G/B 發光二極體貼上MIX ZONE FILTER玻璃之頻譜圖 111 圖4-34、第五組R/G/B 發光二極體貼上MIX ZONE FILTER玻璃與NTSC 100%之CIE座標圖 112 圖4-35、燈條實體圖 113 圖4-36、背光模組實體圖 114 圖4-37、電流調整電路實體圖 115 圖4-38、以R/G/B LED為背光源的背光板白光座標為(0.3086,0.3108)之頻譜圖 116 圖4-39、以R/G/B LED為背光源的背光板白光座標為(0.3086,0.3108)與NTSC 100%之CIE座標圖 117 圖4-40、以R/G/B LED為背光源的液晶顯示器白光座標為(0.3137,0.3292)之頻譜圖 118 圖4-41、以R/G/B LED為背光源的液晶顯示器白光座標為(0.3137,0.3292)與NTSC 100%之CIE座標圖 119zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher精密工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-0202200709565900en_US
dc.subjectLEDsen_US
dc.subject發光二極體zh_TW
dc.subjectBacklight Moduleen_US
dc.subjectColor Filteren_US
dc.subjectNTSCen_US
dc.subjectOptical Filteren_US
dc.subject背光模組zh_TW
dc.subject彩色濾光片zh_TW
dc.subject濾光膜zh_TW
dc.title發光二極體在廣色域液晶顯示器背光模組之應用研究zh_TW
dc.titleDevelopment and Application of Light-Emitting Diodes for High-NTSC LCD Backlight modulesen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
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