微光学集成导光板性能及制作技术研究

发布时间：2023-10-03 20:50

　　背光模组作为现今普遍应用的液晶显示器的第二大关键组件,薄型化、高性能是其发展趋势和研究热点。基于本实验室在新型集成导光板技术方面取得的大量研究成果,本论文在一体化背光模组的出射光高亮度均匀性、微光学导光板的光谱色散特性及集成导光板的制作技术这三方面进一步深入研究,取得了以下研究成果:(1)修订优化了实现高亮度均匀性的系数表达式。优化改进了一体化导光板微棱镜分布的三个系数关系表达式,分别精简了1/4、1/3、1/2的数值项数,凸显了各数值项的物理表征显;运用修订后的表达式可直接求解得微棱镜分布,使得所有7inch及以下的一体化背光模组出射光亮度均匀性均高于85%。仿真验证了修订优化后的表达式具有普适性,节省大量设计时间。(2)创建了宽带衍射下微光学结构参量与色散度的关系计算表达式。构建了宽带光源微结构阵列衍射理论分析模型,分析了衍射光谱色度特性与物理参量间的关系;提出了能较准确定量衡量宽带衍射光束色散程度的色散量C及其计算式,明确给出了零色散的边界判据点;应用微纳加工技术制作了周期4μm、槽深1μm、占空比0.5,与设计值相一致的矩形位相光栅样品,色散量C的实验测试值与理论计算值相一致,...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 集成背光模组均匀性方面的研究现状
        1.2.2 宽光谱微光学导光板色散特性方面的研究现状
        1.2.3 无基膜高深宽比微光学集成器件方面的研究现状
    1.3 本论文的研究内容及创新点
第二章 基本理论和研究基础
    2.1 色度学基本概念及计算公式
    2.2 菲涅尔衍射理论及傅里叶分析常用定理
    2.3 望远镜光学系统
    2.4 本实验室在集成背光模组方向的研究成果
    2.5 本章小结
第三章 一体化导光板微棱镜分布表达式的修订
    3.1 前期提出的微棱镜系数关系表达式的不足
    3.2 微棱镜系数关系表达式的修订
        3.2.1 探讨系数与导光板结构参量相关的数值项
        3.2.2 系数关系表达式的二维函数拟合分析
    3.3 实例仿真验证修订的系数关系表达式
    3.4 本章小结
第四章 宽光源微光学导光板衍射色散特性研究
    4.1 构建宽带光源微结构阵列衍射理论模型及色散特性分析
        4.1.1 构建宽带光源微结构阵列衍射理论模型
        4.1.2 白光LED的色光混合及匹配分解计算
        4.1.3 宽带光源微结构阵列的衍射光场求解
        4.1.4 色散量C的定义
        4.1.5 宽带光源微结构阵列的色散特性分析
    4.2 微结构阵列–矩形位相光栅样品的制作及测试
        4.2.1 微纳加工技术制作矩形位相光栅样品
        4.2.2 样品的光谱色度测试分析
    4.3 宽光源微光学衍射色散特性研究结论的应用实例
        4.3.1 菲涅尔透镜衍射元件的设计原理
        4.3.2 亮白零色散菲涅尔透镜的设计与制作
        4.3.3 彩虹色散菲涅尔透镜的设计与制作
    4.4 本章小结
第五章 无基膜高深宽比微光学集成器件的制作技术研究
    5.1 构建无基膜高深宽比双面集成微结构的初步制作技术方案
    5.2 探究解决制作过程的四大技术难点
        5.2.1 无基膜式剥离高深宽比结构层
        5.2.2 脱膜式厌氧固化
        5.2.3 厚膜式均匀涂布
        5.2.4 无翘曲式固化成型
    5.3 无基膜高深宽比双面集成微结构的改进制作方案
    5.4 两款无基膜集成器件实验样品的制作
    5.5 本章小结
第六章 5inch微光学集成导光板样品的研制及测试分析
    6.1 第一款5inch集成导光板样品的制作与测试分析
    6.2 灰度直写光刻系统研制改进设计的二维微棱镜阵列模板
        6.2.1 点阵灰度直写光刻系统的搭建
        6.2.2 二维微棱镜阵列金属模具的制作
    6.3 第二款5inch集成导光板样品的制作与测试分析
    6.4 第三款5inch集成导光板样品的制作与测试分析
    6.5 本章小结
第七章 总结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果



本文编号：3850621