导光板的设计及制作方法研究

摘要

随着科学技术的进步，液晶显示器将最终取代显像管显示器而成为主流。由于LCD本身不发光，需要背光模组来实现其显示功能。在背光模组中，导光板因具有导引光线的功能，成为背光模组中最重要的部件，其最重要的品质要求是要达到高的辉度和均匀度，而随着背光模组向薄型化方向发展，对导光板的厚度减小的要求越来越高，因此研究导光板的设计与制作方法十分重要。本文提出展开了基于DMD微光刻技术及微纳米压印技术的导光板设计和制作方法研究，并进行了相关的测试分析。 本文第一部分首先介绍了液晶显示的基本原理和其产业的发展状况及趋势；然后介绍了背光模组的发展；最后介绍了目前国内外导光板的设计及制作技术的发展状况。 第二部分分析了导光板的导光原理，阐述了光在介质中传播的规律，然后介绍导光板检测中所用到的光度学量；最后在理想的条件下，分析、推导出导光板的光出射效率函数公式，分析了导光板网点面积占空比及网点深度对导光板均匀度的影响。 第三部分首先介绍了导光板得模拟设计软件Tracepro的功能，然后利用此软件对几种不同结构导光板进行光线追击，分析了不同结构导光板的导光效果，并优化设计均匀度为86.2％的导光板结构模型。 第四部分提出了一种采用数字微反射镜(DMD)作为输入的并行光刻系统制作导光板的方法。导光板的网点单元图形由DMD输入，经过缩微光学成像系统缩微后，在光刻胶干板上逐单元网点曝光，再经过显影、微电铸得到导光板金属镍模板，在厚度为0.381mm的PC薄板材上用微纳米压印制成导光板。 第五部分采用BM-7A灰度计实际测量了实验制作的不同网点结构的导光板，并对测量所得数据进行分析比较，其中最大均匀度为76.2％。分析了导光板导光效果的影响因素。结果表明：除了网点的排布及网点深度外，导光板网点内部的微结构也是影响导光板导光效果的重要因素。 最后，对本研究课题进行了总结，并指出了新的工作方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1液晶显示的基本原理

1.1.2液晶显示产业的发展状况及趋势

1.1.3背光模组技术简介

1.2导光板技术的发展现状

1.2.1国内外导光板的设计方法

1.2.2传统导光板的制作方法

1.3本课题的研究内容及创新点

1.3.1主要研究内容

1.3.2创新点

第二章导光板的基本原理

2.1导光板的光学原理

2.1.1全反射原理

2.1.2散射与漫反射

2.2导光板光学性能的衡量标准

2.2.1基本光度学检测量

2.2.2 LED光源的配光曲线

2.3导光板的光出射效率函数及网点分布规律

2.4本章小结

第三章导光板软件模拟设计分析

3.1引言

3.2 TracePro光学模拟软件简介

3.3导光板的模拟设计

3.3.1 LED简化模型的建立方法

3.3.2导光板的初期建模

3.3.3导光板的设计分析

3.4本章小结

第四章导光板的制作工艺研究

4.1引言

4.2 SVGwriting-DMD激光直写系统

4.2.1技术背景

4.2.2激光直写系统的光机结构

4.2.3激光直写系统主要部件及其功能的介绍

4.2.4激光直写系统控制流程

4.3逐单元微光刻法实现LGP光刻胶模板的制作

4.3.1光刻文件

4.3.2曝光时间与刻蚀深度的关系

4.3.3光刻胶干板上网点结构的实验制作

4.4 LGP的金属镍模板的制作

4.4.1技术背景

4.4.2电铸工艺原理

4.4.3电铸工艺流程

4.5导光板的压印制作

4.5.1技术背景

4.5.2卷对卷模压工艺

4.5.3实验制作

4.6本章小结

第五章导光板样品的测试与分析

5.1引言

5.2 BM-7A色彩辉度计介绍

5.3实验测量与分析

5.3.1实验测量

5.3.2导光效果及数据比较分析

5.4本章小结

第六章结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢