平面光学设计及其在显示器上之应用平面光学设计及其在显示器上之.PDFVIP

平面光學設計及其在顯示器上之應用平面光學設計及其在顯示器上之應用 平面光學設計及其在顯示器上之應用平面光學設計及其在顯示器上之應用 博士研究生博士研究生 ：韋安琪：韋安琪 指導教授指導教授 ：謝漢萍：謝漢萍 教授教授 博士研究生博士研究生 ：：韋安琪韋安琪 指導教授指導教授 ：：謝漢萍謝漢萍 教授教授 國立交通大學國立交通大學 光電工程研究所 光電工程研究所 國立交通大學國立交通大學 光電工程研究所光電工程研究所 摘 摘 要要 摘摘 要要 各式各樣的通訊產品與影音媒體不斷推陳出新 ，驅策著光電科技日新月異 ， 而光學元件之需求量也與日俱增。然而傳統光學元件厚重的架構與精準的對位需 求常造成設計者的困擾與使用者的不便 。為改善上述問題，本論文研究平面積體 化自由空間光學 (Planar-integrated free-space optics, PIFSO)，簡稱平面光 學 (Planar Optics) ，以使光學元件合於輕巧化、薄型化之趨勢 ，並提升光學 元件與系統整合之效能 。 本論文以三種不同的平面光學元件為例 ，分別應用於變焦模組及平面顯示器 (Flat Panel Display)等領域 。本論文除了建構適切之元件模型 以提升設計效率 外 ， 亦 利 用 鑽 石 刀 加 工 (Diamond Machining) 、 微 機 電 系 統 (micro-electro-mechanical-system, MEMS)、壓印(Imprint)等製程技術 ，製作 出高品質、低成本之平面光 學元件 。 本論文所提出的平面變焦模組平面變焦模組(Planar Zoom Module)，係將變焦模組所需之(Planar Zoom Module) 平面變焦模組平面變焦模組(Planar Zoom Module)(Planar Zoom Module) 自由空間光學元件 (free-space optics)整合在基板的上下表面 ，因此可大幅縮 減傳統變焦模組之體積 。此外，藉由拋物面鏡之設計 ，此平面變焦模組應用於雷 射光束之縮放時 ，還可大幅減少像差 ，達到高品質之光束整形。 有機發光二極體顯示器 具有薄型 、色飽和度佳、廣視角等優勢，但其出光效 率 不 佳 仍 是 問 題 。 因 此 ， 本 論 文 提 出多多 斜斜 度度 增增 光光 層層(Multi-(Multi-zoned zoned 多多 斜斜 度度 增增 光光 層層(Multi(Multi--zoned zoned Light-Light-enhancing Layer, MZenhancing Layer, MZ--LEL)LEL) ，藉由多斜度之結構 來減低全內反射(Total LightLight--enhancing Layer, MZenhancing Layer, MZ--LEL)LEL) i Internal Reflection, TIR)，以將原侷限於顯示面板中的光線導引出來 ，故可 提升出光效率 。本論文除提供有效之設計 模型外 ，亦藉由鑽石刀加工 、微機電製 程、壓印 等技術製作元件 。實驗結果顯示，所設計的增光層將面板之光效率提升 至 1.28 倍