一种背光模组精密光导薄膜模仁制造方法技术

本发明专利技术公开了一种背光模组精密光导薄膜模仁制造方法，其特征在于：将紫外激光束经扩束、准直照在数字微反射镜上，根据待制作的导光网点形状控制数字微反射镜，出射光通过含有４Ｆ光路的投影光学系统在紫外光刻胶干板表面刻蚀导光网点；依次改变出射光与光刻胶干板的相对位置，完成各个所需导光网点的刻蚀；刻蚀后的光刻胶干板经表面金属化处理后，再进行电铸，获得所需的光导薄膜模仁。本发明专利技术通过数字微反射镜输入导光网点形状，直接采用紫外激光在光刻胶干板上刻蚀导光网点，可快速进行网点设计评价和提供样品，提高模仁的制造品质，同时，该发明专利技术有利于制造大尺寸的光导板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制作液晶背光模组的导光板或导光膜的模仁的制造 方法，实现髙精度、可控深度和网点尺寸的导光板(光导薄膜)模仁；本专利技术 的模仁结构适用于LCD显示器及大面积背光模组中的导光板(光导薄膜)的 制造。
技术介绍
近年来，液晶显示器(LCD)的应用越来越广泛，且大面积成为其发展趋 势。LCD本身不发光，因此，背光模组成为提供其发光的必要组件。背光模 组的主要结构如下光源(Light source)、导光板(Light guide plate)、 扩散膜(diffuser)、棱镜片(prism sheet)、反射板(reflector)。其中， 导光板将CCFL线光源或LED点光源转化为面光源，是模组中的核心导光器件， 其制程方法与工艺直接决定了导光板的性能与价格，因此， 一直以来，行业中 不断在研究不同的导光板制造方法，以获得髙性价比的产品。在LCD显示器、手机、数码相机、照明等显示的背光模组中，导光板是关 键部件之一。目前，导光板的制造方法可分为非印刷方式和印刷方式，非印刷 方式是先制作具有网点结构的导光模仁，再以注塑成型的方法在导光板上直接 产生网点结构，并利用该网点结构将光导出，均匀地散布在发光区。目前，导 光模仁的制作方法主要有，(l)采用化学蚀刻或精密机械刻画法直接在模仁上 刻出不同槽形的图案。(2)如公开号为CN1696782A的中国专利中公开了一种导 光板模仁的制造方法，在金属极板上利用微影的制程形成一种具有图样的金属 层，再镀上一层镍形成导光板模仁。(3)利用半导体制程LIGA工艺(掩膜+刻 蚀)法，参见附图1,先设计制作具有网点结构的掩膜板，用掩膜板对涂有光 阻剂的金属板曝光，处理后形成露底的网点结构，然后，进行金属刻蚀(腐蚀), 在金属表面形成网点结构。这种注塑成型的方法比较适合于中小幅面的导光板 的生产。与之相比，印刷方式则适合于大幅面导光板，它是将含有髙散光源物质(如Si02&Ti02)的印刷油墨材料适当地分布于导光板底面，通过印刷油墨材料对光 源吸收再扩散的性质，破坏全反射效应造成的内部传播，光线由正面射出并均 匀分布于发光区，印刷式导光板的制作需要经过丝印、烘烤的过程，由此会导 致环境污染。相比而言，注塑成型式方法具有髙品质、精度佳等优点，已成为目前主流 的导光板制造方法。但是精密导光板模仁的掩膜设计与制造的技术要求相当 高，特别是在制作大幅面导光板时难度较大。随着背光模组向薄型、大型化方向发展，对导光板厚度的减小的要求越来 越髙，在导光板厚度〈0.4迈迈时，可以被称为导光膜，或者光导薄膜，此时， 对其表面微结构的精度要求极髙，同时，也要求使用白光LED替代CCFL作为 节能型光源，因此，希望获得更高导光效率的网点结构和快速的制造流程。如何获得髙品质的导光板以及其高效率的、环境友好型的制程方式是业内 人士研究的共同课题，尤其在LCD显示器的飞速发展趋势下，急需得到解决。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种光导板模仁的制作方法，适合研发与制造髙精密度 的光导板，尤其适合于大幅面光导板或光导膜的制造。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是 一种背光模组精密光导薄膜 模仁制造方法，将紫外激光束经扩束、准直照在数字微反射镜上，根据待制作 的导光网点形状控制数字微反射镜，出射光通过含有4F光路的投影光学系统 在紫外光刻胶干板表面刻蚀导光网点；依次改变出射光与光刻胶干板的相对位 置，完成各个所需导光网点的刻蚀刻蚀后的光刻胶干板经表面金属化处理后， 再进行电铸，获得所需的光导薄膜模仁。上文中，所述数字微反射镜(Digital Micro-mirror Device, DMD)是一种 数字化的图形输入器件，可通过计算机根据图形设计要求，在DMD上输入所 需的网点结构图形，经过4F光学投影系统后成缩小的网点像。所述光刻胶干 板可以选用涂有SU-8的厚光刻胶干板。所述DMD根据导光设计的需要，可 在SU-8干板的不同位置上，刻蚀不同的网点尺寸、不同的网点形貌。通过上述紫外激光刻蚀制作的光导薄膜模仁，既可以用于光导薄膜的制作，也可以直 接用于背光模组，或配置其他背光组件。上述技术方案中，所述紫外激光束由紫外激光器产生，采用半导体泵浦的 固态激光器的三倍频351nm/355iim,单脉冲能量M00iiJ，脉冲频率和脉冲能 量可调。该激光波长处于SU-8的感光灵敏区，可有效实现刻蚀。上述技术方案中，所述紫外激光束经数字微反射镜、4F光路投影系统后， 所成的是数字微反射镜上的网点形状的縮小的像。进一步的技术方案，在分别刻蚀各个所需导光网点时，根据所刻蚀的导光 网点的形状和大小控制所述数字微反射镜。上述技术方案中，所述光刻胶干板的涂胶厚度可根据导光网点的结构设计 要求调整，通常，其厚度范围以5 80um为宜。所述导光网点选自圆形、方形、V型或U型的凹型沟槽；网点直径50 1000um,深度5 80認。在实际操作中，为实现上述制造方法，可以采用的具体步骤包括(1) 根据光源特点、光导板(膜)的厚度，设计导光的网点结构与分布；(2) 对网点结构进行数据处理，成为DMD上可以输入的网点结构；(3) 将数据输入到DMD输入的激光刻蚀设备上，对涂布有SU-8的玻璃干 板进行逐个像素曝光，曝光量的大小，取决于网点结构深度的设计、网点的尺 寸取决于网点的结构分布；(4) 进行显影处理，获得浮雕结构的SU-U,并进行后坚膜处理；(5) 对SU-8表面进行金属化处理，再进行电铸获得金属镍版；(6) 采用微纳米压印方法，进行光导板(膜)的样品压印，获得样品，并进 行导光均匀性、导光效率的测试和评价。如有修正需要，重复进行上述步骤， 直到达到满意的设计结构。由于上述技术方案的采用，本专利技术与以往光导板的模仁制造相比，具备以 下的不同之处(l)现有技术中的化学刻蚀，其深度受网点横向尺度精度的限制，对于显示 用精密光导板，网点的最小直径20微米，网点刻蚀深度一般只能达到5微米， 更深刻蚀将导致网点结构的不均匀；同时，化学刻蚀的网点深度浅，使得最终生产出来的光导板的导光效率不髙，且大幅面的化学刻蚀的均匀性控制很困 难；(2) 本专利技术以前，采用掩膜板进行网点光刻，网点的刻蚀深度相同，当需要 制造大幅面光导板(膜)的模仁时，采用掩膜曝光拷贝时，对光源均匀性、掩 膜板的邻近效应的控制要求非常严格；(3) 光掩膜板是采用激光直写方法(聚焦成极细的单光束扫描曝光)对涂布 有光刻胶的铬板曝光，通过化学腐蚀制成得到的，网点质量与化学腐蚀的控制 有关，整体掩膜制作周期长，大幅面情况下更是如此，同时制造成本较髙。与其相比，本专利技术中精密光导薄膜模仁的制造方法的优点(1) 采用紫外激光作为光源，通过对DMD输入的图形进行光学縮微，直接 在SU-8上进行逐个网点结构的曝光，这是一种并行直写工艺，排除了以前掩 膜光刻方法中的掩膜曝光过程中，掩膜品质与曝光的邻近效应对网点质量不均 匀的影响；(2) 可根据导光板结构设计和工艺制作情况，调整网点分布和形状结构，从 而，达到髙品质快速出样的目的。(3) 采用紫外激光投影光刻可实现逐个网点曝光，控制不同位置上网点深度 和尺寸，从而达到更均匀、更髙效率的导光结构，更适合于针对LED光源设 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背光模组精密光导薄膜模仁制造方法，其特征在于：将紫外激光束经扩束、准直照在数字微反射镜上，根据待制作的导光网点形状控制数字微反射镜，出射光通过含有４Ｆ光路的投影光学系统在紫外光刻胶干板表面刻蚀导光网点；依次改变出射光与光刻胶干板的相对位置，完成各个所需导光网点的刻蚀；刻蚀后的光刻胶干板经表面金属化处理后，再进行电铸，获得所需的光导薄膜模仁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林森，
申请(专利权)人：陈林森，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]