导光板模具之微沟加工

Micro-grooving of   light guide plate mold core

赖志良

Chih-Liang Lai

金属工业研究发展中心

摘要

    对于应用在 PDA、数位相机、手机的中小尺寸 TFT-LCD 背光模组而言，以高亮度白光

LED 为光源，配合利用微沟式结构及无印刷式射出成形技术来生产一体成型导光板为目前业

者重要的研究课题，微沟式结构可有效导正光的角度，增加辉度效率与集中效果，且可缩短

组装时间，达到高亮度化及降低成本的目的。本论文主要利用现有精密加工设备探讨一体化

射出成形导光板模仁之微沟加工技术与制程，并针对微沟加工结果作进一步的讨论与分析。

 关键词﹕背光模组(Backlight Unit)；导光板(Light Guide Plate)；微沟式结构(Micro-groove)

                                                    Abstract

     The micro-groove structure has some   advantages in guiding direction of light, improving

brightness and   uniformity of light guide plate of backlight unit, and can achieve the goals   of quality

promotion and cost   reduction of mold in light guide plate production. The study deals

micro-grooving   process of mold core manufacturing, and make some discussions for result of

micro-grooving   process.

一、前言

导光板为背光模组(Backlight)中不可或缺之

关键性组件，其形状及材料组成决定了背光模组

整体辉度及均一性性能上之表现。背光模组目前

应用在各种资讯、通讯、消费产品上，其销售的

市场主力则以液晶显示器(LCD)为主。为达成导

光板在调整辉度及均一化的功能，在制造技术上

可分为以下两种方式[1-4]：

(1)点印刷式导光板

以往导光板印刷为将光源均一化分布的

常用方式，利用含高发散光源物质(如 SiO2   及

TiO2)的印刷材料，适当的分布于导光板底

面，藉由印刷材料对光源吸收再扩散放出的性

质，破坏全反射效应造成的内部传播，使光由

正面射出并均匀分布于发光区，但因出光的散

射角较大及印刷点亮度对比较高 必须使用较，

厚的扩散板(扩散)及棱镜片(集光)达到其光

学与外观要求。

(2)射出成形一体化导光板

在导光板底面以切削方式(Slot cut)制

作出一条条长沟型的结构，沟两侧的反射镜

面破坏原来全反射作用，使光源能由导光板

正面射出，经由长沟型间的宽度及深度的变

化(反射镜面大小改变)，调制出光面的光学

分布，其加工型式如图 1 所示。切削方式的

优点在于辉度的提高及制造上的方便，辉度

提高的原因为光源扩散角的减小，使得正面

光源增强，可因此减少扩散板及棱镜片的使

用量，另外在出光面亦使用切削方式制作与

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棱镜片结构类似的镜面设计，更能增加辉度

提高的效果。

3.

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二、加工结果与讨论

导光板模仁之微沟加工是一须长时间进行

之工作，其加工制程如图 2 所示。本加工之进行

系依据模仁设计内容，采用铜质材料为模仁材

质，使用钻石刀具进行模仁加工，加工进行方式

系使用 CNC 磨床为加工设备，利用该项设备三

轴向静压滑轨对超精密加工独特之吸震稳定性

与高精度位置控制之特性，于主轴(Y 轴)立柱上

设计刀塔及刀座微调机构，将工件安置固持于磨

床台盘之夹具内，利用床台装设之 CCD   摄影机

进行刀具定位，校正与磨耗量测，如图 3 所示。

加工完成之模仁则使用光学显微镜进行加工品

质检测，以验证能符合设计精度要求，加工完成

之模仁如图 4 所示，模仁表面品质检测结果如图

5 所示。

三、讨论与分析

本研究主要目的在于导光板模仁微沟加工

模式之建立，经由此加工模式加工完成之模仁实

际检测结果分析，模仁之尺寸精度可控制在±1μ

m 以内，其一体化射出成形导光板之辉度均一性

方面可达到预期之结果，并可提升 10〜15％之辉

度表现，同时可因而缩短导光板模具开发时程至

一个月以内，在商业上具有相当之实用性。

图 1.导光板模仁加工型式

参考文献

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2.

Yuji Furukawa and Nobuyuki Moronuki,

“Effect of material properties on ultra precise

36

模仁图

刀具订制

模仁前加工

刀具定位

模仁Setup

机器准备

V-Grooving

NC程式

图 4.加工完成之 3.5 吋导光板模仁

模仁清洗

模仁检验

图 2.导光板模仁加工制程

图 5.导光板模仁检测(200X)

图 3. 模仁定位过程

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