臺灣博碩士論文加值系統

本研究在研製複合型光學微結構以提供較佳之導光性能，主要是利用微機電系統技術(Micro -Electro-Mechanical System, MEMS)配合光學司乃耳定律(Snell’s Law)做為主要基礎，此理論現象發生於光線行徑於可透光之均質材料時，當材料物質改變時，其中折射係數有所改變則會發生。於製程規劃中，在光罩設計中進行簡單設計，採用多重式曝光模式，搭配各種不同浸入液體的介質變化與改變擺放工作物之傾斜角度，可將單一簡單的光罩製作出複合型且可控制傾斜角度之光學微結構。經由此技術之開拓，可研製出45°傾斜角之微溝槽，經光學模擬驗證有助於光學增亮效果，提升效能可達30%以上，對背光模組之產業應用提出貢獻。

This research aims at the fabrication of complex optical microstructures to provide a better light-guiding performance. It utilizes MEMS technology cooperated with Snell’s law. Due to the light pass through an optical transparent homogenous material, the material refractive index results in light path deflection. It can be applied in the lithography fabrication process by using a certain mask design and multiple exposure mode. Using both various liquid medium and changing the workpiece inclination, the controllable complex optical microstructures can be fabricated. An example of 45° microgroove array can enhance optical brightness more than 30% verified by the optical simulation software. It will contribute the backlighting modules industry with certain applications.

目錄
中文摘要……………………………………………………………... Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………... Ⅱ
致謝………………………………………….……………………….. Ⅲ
目錄………………………………………….……………………….. Ⅳ
圖目錄………………………………………………………………... Ⅶ
表目錄………………………………………………………………... XI
第一章 緒論 1
1.1 前言…………………...…………………………………….……. 1
1.2 背光膜組簡介………...…………………………………….……. 3
1.3 研究動機與目的.……………………….………………………... 8
1.4 文獻回顧…………………………………………………………. 9
1.5 本文架構…………………………………………………………. 16
第二章 基礎理論 18
2.1 LIGA與LIGA-like技術………………………………………… 18
2.1.1 LIGA技術……………………...………………………… 18
2.1.2 LIGA-like技術 ………...………………………………… 20
2.1.3 曝光技術 ………...………………………………………. 21
2.2 光學原理……………………………………………..................... 24
2.2.1 光線特性……………………...……………………………. 24
2.2.2 折射與反射定律 ………...………………………………... 25
2.3 光學路徑……………………………………………..................... 28
第三章 實驗步驟 32
3.1 實驗流程…………………………………………………………. 32
3.2 數學計算…………………………………………………………. 33
3.3 光罩設計…………………………………………………………. 35
3.4 黃光微影製程……………………………………………………. 37
3.5 表面輪廓量測.…………………………………………………… 47
3.5.1浸入空氣之結構量測………...…………………………….. 47
3.5.2浸入水之結構量測……...………………………….………. 52
第四章 光學特性模擬 58
4.1 TracePro光跡模擬簡介……………….………………………….. 58
4.1.1 TracePro模型定義……………………...…………………... 59
4.1.2 TracePro光源設定……………………...…………………... 59
4.1.3 數據分析……………………...……………………………. 59
4.2 光學系統建立……………………………………………………. 60
4.2.1 背光模組建立……………………...………………………. 60
4.2.2 光源設定……………………...……………………………. 60
4.2.3 特性定義……………………...……………………………. 62
4.3 光學模擬分析結果……………………………………………… 64
第五章 討論 69
5.1 實驗製作討論…………………………………………………… 69
5.2 光學模擬討論…………………………………………………… 72
第六章 結論與未來展望 73
6.1 結論…….………………………………………………………… 73
6.2 未來展望.………………………………………………………… 74
參考文獻 75
附　　錄 78
作者簡介 91

[1]伍秀菁、汪若文、林美吟，微機電系統技術與應用，第432~460頁，行政院國家科學委員會精密儀器發展中心，民國九十二年
[2]周敏傑，微/奈米LIGA製程技術發展，第5~6頁，國立台灣科技大學工業技術研究院機械與系統研究所，民國九十五年
[3]蔡耀葳，LCD背光模組中稜鏡片之結構設計，碩士論文，國立中山大學機械與機電工程研究所，民國九十三年
[4]Gan, J., et. al., “Two-dimensional 45° surface-normal microcoupler array for guide-wave optical clock distribution,” IEEE Phtonics Technology Letters, Vol. 11, No.11, pp.1452-1454 (1999)
[5]鄭凱安、葉乃菁、殷正華、林海珍、劉建君、郭光輝，微流體生物晶片技術地圖及分析，第25~31頁，財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心，民國九十四年
[6]許綜升，以LIGA製程製作熱管之微溝槽及其毛細性能分析，國立台灣大學機械工程學研究所，民國八十九年
[7]黃秉堅，TFT-LCD設備產業，2006/06/16
[8]林學良，塑膠機械-背光模組介紹，台中精機集團http://www.or.com.tw/MZ/down_mz_2/down_mz_2-b-27.htm
[9]產業經濟與趨勢研究中心(IEK)
http://www.iek.itri.org.tw/Home/Home.aspx
[10]Satoh, T., et. al., “Coupling of spot-size converted laser diode to polymeric waveguide with 45-degree micro reflection mirror for optical surface mount technology,” IEMT/IMC Proceedings, pp. 114-117 (1998)
[11]Mikulskas, I., et. al., “Fabrication of photonic structures by means of interference lithography and reactive ion etching,” Applied Surface Science, Vol. 186, pp. 599-603 (2002)
[12]Picard, Y. N., et. al., “Focused ion beam-shaped microtools for ultra-precision machining of cylindrical components,” Precision Engineering, Vol. 27, pp. 59-69 (2003)
[13]Yu, H., et. al., “Flexible fabrication of three-dimensional multi -layered,” Sensors & Actuators: A. Physical, Vol. 125, pp. 553-564 (2006)
[14]Ko, F. H., et. al., “Fabricating and characterizing oblique polymer structures by electron beam writing on resist-coated SiO2 wafers," Microelectronic Engineering, Vol. 83, pp. 1132-1137 (2006)
[15]吳仲泂，以浸入式曝光具有傾斜反射面之高分子脊樑式波導結構研製，碩士論文，國立中興大學精密工程研究所，民國九十六年
[16]李佩君，余志成，結合非等向矽蝕刻與微電鑄於光學增亮膜片的製作，中國機械工程學會第二十四屆全國學術研討會論文集，論文編號D17-0024，第383頁，民國九十六年
[17]楊文虎，以近接曝光製作光學增亮模研究，碩士論文，國立臺灣科技大學機械工程研究所，民國九十六年
[18]何志堅，光的故事，第7~13頁，中華民國中山學術文化基金會中山文庫，民國八十七年
[19]Eugene Hecht, Optics Fourth Edition, Addison Wesley, pp.95-100 (2002)
[20]Activities of Exhibition and Education in Astronomy，AEEA 天文教育資訊網，http://aeea.nmns.edu.tw/index1.html
[21]薩本棟，普通物理學，第876~882頁，中華教育文化基金董事會編輯委員會，台灣商務印書館，民國四十九年
[22]李冠卿，近代光學，第18-20頁，聯經出版事業公司，民國七十七年
[23]薛文林，高功率發光二極體適用之側向反射片導光板設計與製作，碩士論文，國立中興大學精密工程研究所，民國九十六年
[24]美商3M公司，http://www.3m.com/
[25]原著：Halliday; Fesnick; Walker，編譯：黃崢瑜，姚柏宏，陳應誠，詹文皓，物理(下) ，第34章第16-21頁，全華科技圖書股份有限公司，民國九十一年
[26]廖瑞瑜，微金字塔結構製程與應用於發光二極體，碩士論文，國立中興大學精密工程研究所，民國九十四年