臺灣博碩士論文加值系統

UV固化技術廣泛用於微結構成形，具有生產快速、成形週期短等特性，此技術大量用於薄膜與光學元件的製造，其中薄膜大量使用於顯示器背光模組，是其不可或缺的零件之一，每個背光模組平均要使用4張薄膜，才可達到所需光學目的，如何減少薄膜使用又不降低光學目的將是一大難題。板對板(roll to plate)製程與卷對卷(Roll to roll)製程皆具有快速、連續式生產及週期短等優點，但卷對卷製程由於基材為薄膜卷在成形微結構的方向與薄膜傳送方向有一定限制，難以製作複合式結構(正反兩面皆有結構)及不同方向之結構，板對板製程基材為板材，可以藉由翻轉基材(板材翻面)及改變基材的方向(如板材旋轉90度)進行滾壓微結構，可以進行上下兩面或不同方向結構成形。本研究使用板對板UV固化滾壓成形機進行微結構成形與複合式結構測試，使用兩種不同微結構進行板對板UV固化滾壓成形，微結構使用精密車床直接在模具輪上進行微結構車削，微結構形式分別為V-cut與梯形兩種形狀，並導入田口式實驗法進行成型參數最佳化，使微結構複製性、均勻性與穩定性更好，最後以複合式雙層結構進行測試，以利於開發新製程用於需要微結構之產品。
經田口最佳化板對板滾壓實驗結果，V-Cut微結構複製性為80%以上，梯形-Cut微結構複製性為90%以上，複合式雙層結構測試結果，順利成形雙面微結構於板材上，整體微結構複製性與單面結構差異不大，皆在5%以內

UV curing technique is generally used for the formation of microstructure. The technique can be produced and formed within very short time. It is widely utilized for the manufacture of films and optical components. Also, the heavy use of films on the backlight modules is indispensable. To achieve the optical purpose, each backlight module has to utilize 4 films on average. However, the way to reduce the use of films but not to decrease the accessibility to the optical purpose is to be concerned. Both roll to plate and roll to roll procedures are featured by their fast, subsequent production and short cycle. Nevertheless, because the substrates of roll to plate procedure are film rolls, the directions of microstructure formation and films transmission are limited in some ways; it will be hard to make composite structure ( there are structures on both sides ) and structures with different directions. The substrates of the roll to plate procedures are sheets. By flipping the sheets and changing the direction of substrates, the microstructure can be rolled to form upper and lower surfaces and different directions structures.
In this research, microstructure and composite structure are tested by the use of roll to plate UV curing and rolling formation machine. In addition, 2 different microstructure are used to process roll to plate curing and rolling formation. The microstructures are processed directly on the roller by using the precision turning machine. There are V-cut and trapezoid microstructures. In the research, Taguchi Methods is adopted to optimize the formation parameters to make the replicability, uniformity and stability better. In the end, the microstructure is tested by composite and double-layered structure to develop the microstructures for new procedures.
As the experiment made by Taguchi Methods' optimization roll to plate rolling turns out, the replicability of v-cut microstructure can be more than 80%, and the replicability of trapezoid-cut microstructure can be more than 90%. According to the test result of composite and double-layered structure, the second surface of the microstructure can be formed successfully on the sheets. Additionally, the replicability and single surface structure do not differ too much, and the differences between them are within 5%

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xii
第一章、緒論 1
1.1 前言 1
1.2 UV光固化技術 3
1.2.1 UV光固化由來 3
1.2.2 UV光固化型高分子的材料組成 3
1.2.3 UV光固化型高分子材料種類 3
1.2.4 UV光固化原理 4
1.3 UV光固化製程簡介 6
1.3.1 直接平板壓印式UV固化成形 6
1.3.2 滾輪平板壓印式UV固化成形 6
1.3.3 滾輪壓印式UV固化成形 6
1.4 微結構種類與應用 9
1.4.1 微結構種類與定義 9
1.4.2 背光模組 9
1.5 研究動機與目的 13
1.6 論文架構 14
第二章、文獻回顧 15
2.1 UV光固化板對板滾壓成形文獻 15
2.2 UV光固化滾壓成形文獻 16
2.3 滾壓成形模仁製造文獻 18
2.3.1 精密加工式模具輪 18
2.3.2 滾壓翻模式模具輪 19
2.3.3 立體蝕刻技術製作模具輪 19
2.3.4 包覆式模具輪 20
第三章、研究方法與步驟 23
3.1 實驗流程 23
3.2 微結構光學模擬分析 24
3.2.1 Trace Pro光學模擬軟體 24
3.2.2 分析方法與流程 25
3.2.3 光學基本定律 29
3.2.4 光學度的基本單位 31
3.3 成形方法與實驗規劃 32
3.3.1 板對板UV滾壓製程 32
3.3.2 模仁設計與製造 34
3.4 板對板滾壓田口實驗方法 38
3.4.1 選擇品質特性(Quality characteristics) 39
3.4.2 決定控制因子(Factor)與水準(Level) 40
3.4.3 選擇直交表(Orthogonal Array)與計算信號雜音比(S/N Ratio) 41
3.4.4 變異數分析(ANOVA) 41
3.4.5 最佳理論值與最佳因子組合的推定 43
3.4.6 確認實驗 43
3.4.7 微結構成品量測 43
3.5 實驗設備 44
3.5.1 板對板滾壓成形機 44
3.5.2 塗佈設備 50
3.5.3 超音波清洗機 51
3.6 實驗材料 51
3.6.1 PMMA板材 51
3.6.2 UV膠 53
3.6.3 EAC溶劑 54
3.7 檢測設備與方法 55
3.7.1 資料擷取器(Kyowa PCD-300B) 55
3.7.2 壓力感測器(Kyowa PS-2KC) 56
3.7.3 光學顯微鏡(OM) 58
3.7.4 表面粗度儀(Mitutoyo ST-400) 60
3.7.5 掃描式電子顯微鏡(SEM) 61
第四章、結果與討論 62
4.1 單層結構與多層結構模擬分析 62
4.2 複合式結構模擬分析 68
4.3 壓力量測 76
4.4 模具輪微結構量測 79
4.5 板對板滾壓微結構複製性探討 84
4.5.1 板對板滾壓微結構田口分析 84
4.5.2板對板滾壓微結構變異數分析 88
4.5.3 最佳化參數實驗與複合式微結構測試 90
4.6 成形不良原因探討 98
4.6.1 微結構破裂 98
4.6.2 微結構絲狀剝離 98
4.6.3 微結構成形不完整 99
第五章、結論 102
5.1結論 102
5.2未來展望 103
5.2.1 微結構成形 103
5.2.2 機台改善與建議 103
參考文獻 104
作者介紹 107

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