高效率彩色分光背光模組之設計與製作

Design and fabrication of high efficiency color-separation backlight system

陳柏洲(Po-Chou Chen)

指導教授 ： 陳政寰

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/博士(2010年)

摘要

近年來由於液晶顯示器的輕、薄的特性，已被廣泛應用於各種設備的資訊顯顯示介面。但目前的液晶顯示器的光使用效率仍不及10%，其最主要的原因在於使用吸收式的彩色濾光片。
本論文提出一色彩分光的背光系統，其包含一個以光源位置法設計而成的準直光源模組以產生色彩角度分佈、導光板以v溝作為均化及出光結構以及一個柱狀透鏡陣列將具色彩角度分佈的光線轉變成色彩位置分佈，分別對應到相應的次畫素顏色形成畫素化的照明。這些光學元件均可以超精密加工技術低成本量產。
實驗上，製作一個可形成紅-綠-藍-綠週期性彩色照明線條的背光模組作為驗證。結果顯示在形成彩色畫素的過程中，光均可被使用而不被吸收，且色彩飽和度達到NTSC 85%。因此，此一背光模組可取代彩色濾光片的功能，並且理想上可達到3倍的光使用效率。
彩色分光系統可加入反射式偏極片，藉由偏極光回收再利用可進一步提升光使用效率。在此，利用金屬光柵偏極片進行簡單實驗驗證，結果顯示提出之偏極光回收系統架構可保持畫素化照明特性。未來若可藉由金屬光柵的設計以獲得高消光比的特性，可有機會取代液晶顯示器中的下板吸收式偏極片。
本論文提出的背光系統具有色彩分光和偏極光回收利用的功能，因此最高可提升6倍的光使用效率。

關鍵字

彩色分光 ； 反射式偏極片 ； 發光二極體照明 ； 背光模組 ； 液晶顯示器

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Color separation ； Reflective polarizer ； LED illumination ； LCD backlight ； Liquid crystal display

參考文獻

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