基於折衍混合理論的中小尺寸一體化微光學導光板研究

《基於折衍混合理論的中小尺寸一體化微光學導光板研究》是依託深圳大學，由張旭琳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於折衍混合理論的中小尺寸一體化微光學導光板研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張旭琳
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

結合微光學、二元光學，將疊代算法套用於中小尺寸背光系統導光板結構的設計研究，在導光板上、下表面設計特殊的折衍混合的高精密微光學陣列結構，提出用一體化微光學導光板實現目前典型背光系統中雙層正交稜鏡膜、擴散膜、導光板及平面反射膜五層複雜結構的功能；將折衍混合理論用於一體化導光板上、下表面微結構的最佳化設計；增加了光學設計自由度，突破傳統光學系統的局限，能夠同時達到光束匯聚及消色差的目的，在亮度、均勻性等技術指標上超越傳統設計。該一體化導光板採用二元光學獨特的加工技術，製作表面微光學結構特徵尺寸在微米量級的導光板母版；利用電鑄技術將母版轉換成金屬模具；後期通過目前穩定、成熟的注塑等技術進行大規模複製，降低成本，具有極好的社會效益和經濟效益。本項目研究成果的實施能夠突破美國3M雙層正交稜鏡膜的專利壟斷，改善日本專利技術V-cut結構易刮傷等缺點，打破國內在導光板核心技術設計中無自主智慧財產權的局面。

結題摘要

在本項目研究中，結合微光學、二元光學特點，運用疊代算法，對中小尺寸一體化微光學導光板進行了設計研究，得到一款下表面熔合微稜鏡陣列結構、上表面熔合非球面半柱狀微聚光結構的一體化微光學導光板，其上、下表面微結構相互匹配、共同作用，實現目前典型背光系統中雙層正交稜鏡膜、擴散膜、導光板及平面反射膜五層複雜結構的功能。接著，利用精密機械加工技術，製作出一款1.8英寸一體化導光板手板，並且與典型背光系統進行對比測試；測試結果驗證了所設計的一體化導光板的可行性。基於上述設計，通過一體化微光學導光板光學模型的創建及最佳化算法的研究，對一體化導光板下表面的微結構陣列參數進行了最佳化。以微光學、二元光學技術製作的一體化導光板，形成一個折衍混合的光學系統，具有折射、衍射光學系統的各自優勢；利用軟體將最佳化設計的一體化導光板上表面微結構單元進行相位壓縮、量化，用衍射理論對其進行了分析。基於光刻、反應離子刻蝕等半導體工藝，對特徵尺寸在微米量級時的製作工藝進行了研究；編寫出自動提取掩膜套版數據的電腦程式及GUI界面，並成功提取了一體化導光板上表面微結構陣列的掩膜套版數據；針對套刻工藝中的對位誤差這一重要參數，對掩膜套版中的對位標記設計進行了研究。將微光學、二元光學理論套用於系統集成化的思想做進一步擴展，研究並設計了一款一體化微光學增亮膜。在本項目研究中，設計、製作了一體化導光板手板，並對其進行了測試；申請並獲得授權的發明專利2項，發表了相關論文5篇，培養了研究生3名。