現今以LED為光源之背光模組已逐漸普遍化，LED光源之應用從液晶顯示器逐步發展到液晶電視螢幕。對於目前技術的發展限制，LED元件的散熱問題一直尚未解決，因此容易影響LED與LCD使用壽命。對於LED元件發光能量來說，需要提高電功率的供給才能使LED光源發光能量提升，但又會導致熱量之增加。所以本研究針對以LED為光源之背光模組進行研究，以減少LED顆數來降低所需能量與所產生之熱量且不影響背光模組出光面照度與均勻度為研究目的。
本研究提出一種新的LED封裝方式之設計，將其命名為SMD型金屬反射杯LED元件，散熱性佳，且可利用改變反射杯角度以控制LED元件發光特性，以適應不同之用途。將其應用在背光模組上，能有效減少LED在背光模組上使用的顆數，不但可以減少熱量之產生，且可以改善背光模組出光面之均勻度問題。
另外，本研究提出一種不同於傳統九點量測法之修正式均勻度計算法，能以更嚴謹方式來評估背光模組出光面之均勻度，並且可以降低因擷取到照度異常點所造成均勻度評估失真之現象。

Nowadays, using the LED as backlight module's light source becomes generalization gradually, and the application of LED light source develops from the liquid crystal display to the liquid crystal TV. However, thermal dissipative problem of LED component is still an important issue to study presently, since it can affect the service lives of LED and LCD seriously. In order to increase the luminous energy of the LED component, one need to increase the supply of electric power and it will cause the increment of thermal dissipative problem of the LED component also. Therefore, by considering the LED components as the light source of the backlight module , the purpose of this study is to reduce number of the required LED components in order to decrease the thermal dissipative problem of LEDs, and maintain the luminous and uniformity of the backlight module simultaneously.
A new packaging for LED, named SMD type metallic reflection cup LED component, was proposed in this study. The new LED package not only has a better thermal dissipative property, but also can control its radiation property by changing the angle of its reflection cup. So, the proposed LED package can be applied for different purposes. By applying the proposed LED components as the light source of a backlight module, under the condition of same illumination, it can be shown that the required number of LED components can be decreased tremendously and so the thermal dissipative problem can be decreased too. Also, the numerical simulated results showed that by choosing the suitable angle of the reflection cup, the uniformity of the backlight module can be improved.
Besides, this study proposed a modified method for assessing the uniformity of a backlight module. The simulated results showed that the proposed method can assess the uniformity of a backlight module more suitable than the traditional nine points measurement method can do.

目 錄 I
表目錄 VI
圖目錄 IX
摘 要 XIII
Abstract XIV
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 LED元件介紹 2
1.2.1 LED晶片 4
1.2.2 螢光粉 5
1.2.3 LED封裝 5
1.3 LCD背光模組元件介紹 6
1.3.1 發光源 7
1.3.2 導光板 7
1.3.3 反射板 8
1.3.4 擴散片 8
1.3.5 增亮膜 8
1.4 SMD型金屬反射杯LED元件構想與製程 9
1.5 文獻回顧 10
1.5.1 LED取光率 10
1.5.2 LED散熱性 12
1.5.3 背光模組之導光板與底結構設計 14
1.5.4 LED光源應用背光模組 16
1.6 研究目的 17
1.7 論文架構 19
第二章 基本理論 32
2.1 幾何光學理論 32
2.1.1 反射現象 32
2.1.2 折射定律 33
2.1.3 全反射現象 34
2.1.4 吸收定律 34
2.1.5 散射現象 35
2.1.6 透射現象 35
2.2 照明基本定義 35
2.2.1 輻射通量 36
2.2.2 光通量 36
2.2.3 發光強度 37
2.2.4 照度 38
2.2.5 輝度或亮度 38
2.2.6 反射比與反射率 39
2.3 光學模擬軟體 39
2.3.1 光學模擬計算法 40
2.3.2 背光模組模擬設定 41
2.3.3 光源模擬設定 42
第三章 研究方法 49
3.1 研究流程 49
3.2 模擬光線數與切割網格點數設定 50
3.3 建構SMD型金屬反射杯LED元件 52
3.4 建構LED光源背光模組 53
3.5 選用背光模組之底結構 55
3.5.1 網點底結構 56
3.5.2 V-cut底結構 58
3.6 均勻度計算方法 60
3.6.1 九點量測法 61
3.6.2 模擬計算法 61
3.6.3 修正式均勻度計算法 62
第四章 結果與討論 80
4.1 SMD型LED與SMD型金屬反射杯LED元件之差異 80
4.2 不同均勻度計算方法之比較 86
4.3 楔形式導光板背光模組之應用 90
4.3.1 減少LED顆數 91
4.3.2 改變SMD型金屬反射杯LED元件之角度 93
4.4 平板式導光板背光模組之應用 98
4.4.1 減少LED顆數 99
4.4.2 改變SMD型金屬反射杯LED元件之角度 102
第五章 結論與未來展望 144
5.1 結論 144
5.2未來展望 145
參考文獻 146
附 錄 156
附錄A NESW020與不同反射杯角度之SMD型金屬反射杯LED元件應用於7吋楔形式導光板背光模組之照度分佈圖 156
附錄B NESW020與不同反射杯角度之SMD型金屬反射杯LED元件應用於7吋平板式導光板背光模組之照度分佈圖 158
附錄C NESW020與不同反射杯角度之SMD型金屬反射杯LED元件應用於15吋平板式導光板背光模組之照度分佈圖 160
附錄D NESW020與不同反射杯角度之SMD型金屬反射杯LED元件應用於22吋平板式導光板背光模組之照度分佈圖 162

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