光學微結構的制造方法、機臺及其導光板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明關于鐳射加工領域，尤其是關于一種藉由多模鐳射加工以形成光學微結構的制造方法、機臺及其導光板。
【背景技術】
[0002]導光板為一種使用于背光模塊內供以導引光線的組件，其透過全反射原理將光源提供的光線先行傳導至導光板遠程，并利用其上布設的數個光學結構破壞光線全反射，以將光線導引至出光面形成均勻面光源。
[0003]傳統于導光板形成光學結構所采用的方式，是將設計好的光學結構圖樣透過網印方式直接于導光板形成網點，但此種方式由于印刷時的油墨黏度不易控制且因油墨特性而使光學結構的尺寸受限，進而影響產出質量與出光均勻度。且無法于導光板成型時一并設置有光學結構，須進行二次加工，而不符大量生產的需求。綜合上述缺點，因此后續衍伸出屬非印刷式導光板的制造方法。
[0004]為了在導光板射出成形時將光學結構一并結合于上，或采用針對導光板模仁直接進行機械加工，或是透過蝕刻方式使光學結構圖樣成形于模仁表面，以利直接于導光板上直接產生光學結構。然而，采用機械加工的方式極為耗時且光學結構的尺寸亦容易具有誤差，或是無法達到所需的微小尺寸要求。而蝕刻方式則需透過繁復過程如涂布、曝光及電鑄等等手續，亦提升模仁制造的時間成本與難度。
[0005]所以為可提升模仁或導光板上光學結構圖樣的制造效率，出現了如中國臺灣專利申請TW200537199A(申請號:TW93113610)所揭示的導光板結構及其制造方法，其利用至少一鐳射照射于一基板表面的不同位置，并于每一位置上形成皺褶網點以形成一模仁，并藉所述模仁成型一導光板。亦有直接于一基材上，依據設計的光學結構圖樣以鐳射照射形成數個微型凹孔，并使基材可為導光板本體或為金屬基材而作為導光板的印壓模具的方式，藉此以快速且準確地直接于導光板或模仁表面形成光學結構圖樣。然而，在鐳射高溫照射下并無法有效地避免所述基板或基材產生熔渣噴濺的現象，因此于所述微型凹孔或皺褶網點周圍會形成一個或多個凸起物。所述凸起物極易因彎折或崩塌而落入所述微型凹孔或皺褶網點內，進而影響光學結構圖樣的形狀，造成于實際應用時均光與導引光線的效能。
[0006]為了消彌利用激光束制造光學結構圖樣時所產生的所述凸起物，出現如中國臺灣專利申請TW201231204A(申請號:TW100103674)所述的一種鐳射加工火山口的平整方法，其適用于制作一光學微結構圖案，方法于一基材根據一圖案設計，對所述基材的一外表面進行鐳射加工，以致所述外表面形成多個微型凹孔，其中每一所述微型凹孔的開口周緣具有至少一凸起物，于鐳射加工完畢后移除每一微型凹孔周緣的凸起物，以致平整化微型凹孔的周緣，使微型凹孔形成所述光學微結構圖案。其中，于中國臺灣專利申請TW201231204A(申請號:TW100103674)專利中更進一步提示可藉由一刀具切除所述凸起物，或以噴出高壓砂礫以撞擊所述基材表面，或藉由一研磨工具研磨基材的所述外表面以移除所述凸起物等方式。然而無論以上述何種方式移除所述凸起物，皆為在鐳射加工后再一次進行其他加工制程，且切除、撞擊及研磨等制程步驟亦相當繁復，而造成制作光學微結構圖案需耗費大量時間，且針對移除凸起物的成效亦不彰。
[0007]接著，中國臺灣專利申請TW201232069A(申請號:TW100103673)揭示的一種導光板的光學微結構圖案的制作方法。所述制作方法先藉由一第一激光束轟擊一基材的表面，待形成所述微型凹孔與其周緣的多個凸起物后，沿每一所述微型凹孔周緣的時針方向，藉由多個第二激光束間隔地轟擊所述凸起物，以破壞凸起物并形成多個凹陷部。其于消除所述凸起物時藉由移動一鐳射發射器以順時針或逆時針方向使所述第二激光束依序轟擊所述凸起物。藉此，消除所述微型凹孔受所述凸起物影響而形成的火山口型態，避免造成導光板的導光效果下降，或是具有所述微型凹孔的印壓模具制造的導光板光學圖樣產生誤差。
[0008]但是，上述方式雖可降低所述凸起物對整體光學結構圖樣的影響，但必須經過二次鐳射加工，又所述凸起物的分布態樣并無一定，因此第二激光束亦須逐一依據所述凸起物的分布調整轟擊位置。并且需沿所述微型凹孔周緣間隔地照射，需耗費極長的加工時間。再者，隨光學結構圖樣包含的凹孔數量提高，加工時間亦須隨此拉長。
[0009]因此，如何有效地降低消除所述凸起物所需的加工時間，同時確保所述微型凹孔的完整性，為當前鐳射加工亟需改善之處。故本發明人構思一種多模鐳射加工機臺、方法及其導光板，以解決上述于當前導光板制造方法尚存有的缺失。
【發明內容】
[0010]本發明要解決的技術問題是為了克服上述的當前導光板制造方法尚存有的技術缺陷，提供一種光學微結構的制造方法、機臺及其導光板。
[0011]一種多模鐳射加工機臺的光學微結構制造方法，其特點在于，其步驟包括:
[0012]提供一基板；
[0013]照射一第一激光束及一第二激光束至一合束鏡，且該第一激光束與該第二激光束具有相異鐳射模態?’及
[0014]通過該合束鏡的該第一激光束及該第二激光束重合照射至該基板，該第一激光束于該基板形成一微型凹部，并同時于該微型凹部周側產生一噴濺區，該第二激光束則轟擊該噴濺區并形成一凹陷部，且該凹陷部的深度小于該微型凹部的深度。
[0015]較佳地，該第一激光束及該第二激光束的橫模圖像為旋轉對稱，且在照射至該基板時，該第一激光束及該第二激光束的橫模圖像電磁場分布狀態為相互錯開。
[0016]較佳地，該第二激光束的橫模圖像為復數不相連花瓣狀排列區塊。
[0017]較佳地，該基板為一金屬模具。
[0018]本發明還提供一種用以執行多模鐳射加工機臺的光學微結構制造方法的多模鐳射機臺，包括:
[0019]一第一鐳射共振腔，用以產生該第一激光束；
[0020]一第二鐳射共振腔，用以產生該第二激光束；
[0021]一承載平臺，用以容置該基板；及
[0022]一加工機組，包括該合束鏡及一傳動件，該傳動件用以根據一光學微結構分布設計數據，利用經該合束鏡重合的該第一激光束與該第二激光束，加工該基板。
[0023]較佳地，該第一激光束及該第二激光束的橫模圖像為旋轉對稱，且于照射至該基板時，該第一激光束及該第二激光束的橫模圖像電磁場分布狀態為相互錯開。
[0024]本發明還提供一種導光板，其特點在于:
[0025]具有復數個光學微結構，任一該等光學微結構透過如權利要求4所述的多模鐳射加工機臺的光學微結構制造方法制成，因而具有該微型凹部，及環狀排列于該噴濺區的該些凹陷部，且該些凹陷部呈不相連花瓣狀排列。
[0026]本發明的積極進步效果在于:本發明所提出的多模鐳射加工機臺、方法及其導光板，利用所述合束鏡重合所述第一激光束與第二激光束，使單次加工照射下即可于所述基板形成所述微型凹部及凹陷部，有效地縮短加工所需時間，藉以提升生產效率，并相較于習知鐳射加工制程，可使基板表面具更佳的平整效果。
[0027]此外，本發明提供的制造方法，可自由地調整所述第一激光束及第二激光束的各項參數如模態、相互間距及能量強弱等，除可縮短加工時間外，亦可使加工后的微型凹部更符合所設計的光學微結構圖樣需求。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明實驗例I的方法步驟圖。
[0029]圖2A為本發明實驗例I的加工示意圖。
[0030]圖2B為本發明實驗例I的加工示意圖。
[0031 ]圖3為本發明實驗例2的方法步驟圖。
[0032]圖4為本發明實驗例2的加工狀態及微型凹孔示意圖。
[0033]圖5為本發明實施例1的方法步驟圖。
[0034]圖6為本發明實施例1的第一激光束橫模圖像示意圖。
[0035]圖7A為本發明實施例1的第二激光束橫模圖像示意圖(一)。
[0036]圖7B為本發明實施例1的第二激光束橫模圖像示意圖(二)。
[0037]圖7C為本發明實施例1的第二激光束橫模圖像示意圖(三)。
[0038]圖8為本發明實施例1的第一激光束及第二激光束重合后的橫模態樣示意圖。
[0039]圖9為本發明實施例1的儀射加工基板的不意圖(一)。
[0040]圖10為本發明實施例1的鐳射加工基板的示意圖(二)。
[0041]圖11為本發明實施例1的機臺示意圖。
[0042]圖12為本發明實施例