導光板微結構設計探討

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Title:	導光板微結構設計探討
Authors:	傅公良
Contributors:	機械工程系
Keywords:	背光模組、微結構、導光板、濕式蝕刻
Date:	2010-12
Issue Date:	2011-06-21 13:00:19 (UTC+8)
Abstract:	由於目前中小尺寸之 TFT-LCD 顯示器在手機、PDA、數位像機等數位資訊、家電產業的大量需求，與快速變化，使得對其開發時程之縮短與品質性能之提升均有迫切之需求。然而傳統之製造技術多依賴經驗法則或試誤法，這對於開發的時間與成本均非常不利，然而有賴於電腦的快速進步、光學設計與模擬軟體的普及，本研究主要是以光學設計原理結合光學模擬軟體，以較科學而有效率之方法探討光源耦合或散射突點等問題。在顯示器中，因為液晶層無法自主發光的因素，其光源需由後方的背光模組提供；而在背光模組中，能讓點或線之光源引導成均勻面光源的零組件稱為導光板；又因導光板表面微特徵對光學有極重要性，因此在微結構設計及成型參數有關鍵性的影響。本文以研究開發導光板光點微結構製程技術，以提升背光模組之光利用效率。研究發現DOT微結構比一般產業界普遍使用的微透鏡結構，有較佳的光利用效率，因此，實驗過程將極力開發DOT微結構之製程，透過已研發之特殊曝光技術，首先將模擬設計出之光學點陣圖案製作於於光罩中，經厚膜光阻塗佈於基板上，再經特殊曝光技術過程，產生所需之DOT微結構陣列，經濕式蝕刻型，再以模具製程與後段組裝加工，得以用於複製透明之光學級導光板，提供於射出成型機之模具與模仁輸出，以達到量產方式與降低成本。研究以成型塑料為光學級PMMA。導光板反射面微結構設計為密度、大小不一之DOT型、，探討表面微結構設計與成型條件對微結構的成型跟光學品質的影響。光學設計參數包括 DOT的尺寸和疏密分佈、角度和高度，利用TracePro光學軟體進行光學模擬，了解微結構外形對光學輝度之影響；成型方式是濕式蝕刻型，並配合田口氏實驗計畫法及GA BPNN PSO將成形之導光板進行光學量測，求得製程條件之最佳參數以達到較佳的光學品質。藉研究發現，微特徵的尺寸及導光板的平面度是影響光學品質的要素之一。維持微特徵尺寸的精度及光學輝度品質之主要關鍵。
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