光学微结构的制造方法、机台及其导光板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明关于镭射加工领域，尤其是关于一种藉由多模镭射加工以形成光学微结构的制造方法、机台及其导光板。
【背景技术】
[0002]导光板为一种使用于背光模块内供以导引光线的组件，其透过全反射原理将光源提供的光线先行传导至导光板远程，并利用其上布设的数个光学结构破坏光线全反射，以将光线导引至出光面形成均匀面光源。
[0003]传统于导光板形成光学结构所采用的方式，是将设计好的光学结构图样透过网印方式直接于导光板形成网点，但此种方式由于印刷时的油墨黏度不易控制且因油墨特性而使光学结构的尺寸受限，进而影响产出质量与出光均匀度。且无法于导光板成型时一并设置有光学结构，须进行二次加工，而不符大量生产的需求。综合上述缺点，因此后续衍伸出属非印刷式导光板的制造方法。
[0004]为了在导光板射出成形时将光学结构一并结合于上，或采用针对导光板模仁直接进行机械加工，或是透过蚀刻方式使光学结构图样成形于模仁表面，以利直接于导光板上直接产生光学结构。然而，采用机械加工的方式极为耗时且光学结构的尺寸亦容易具有误差，或是无法达到所需的微小尺寸要求。而蚀刻方式则需透过繁复过程如涂布、曝光及电铸等等手续，亦提升模仁制造的时间成本与难度。
[0005]所以为可提升模仁或导光板上光学结构图样的制造效率，出现了如中国台湾专利申请TW200537199A(申请号:TW93113610)所揭示的导光板结构及其制造方法，其利用至少一镭射照射于一基板表面的不同位置，并于每一位置上形成皱褶网点以形成一模仁，并藉所述模仁成型一导光板。亦有直接于一基材上，依据设计的光学结构图样以镭射照射形成数个微型凹孔，并使基材可为导光板本体或为金属基材而作为导光板的印压模具的方式，藉此以快速且准确地直接于导光板或模仁表面形成光学结构图样。然而，在镭射高温照射下并无法有效地避免所述基板或基材产生熔渣喷溅的现象，因此于所述微型凹孔或皱褶网点周围会形成一个或多个凸起物。所述凸起物极易因弯折或崩塌而落入所述微型凹孔或皱褶网点内，进而影响光学结构图样的形状，造成于实际应用时均光与导引光线的效能。
[0006]为了消弥利用激光束制造光学结构图样时所产生的所述凸起物，出现如中国台湾专利申请TW201231204A(申请号:TW100103674)所述的一种镭射加工火山口的平整方法，其适用于制作一光学微结构图案，方法于一基材根据一图案设计，对所述基材的一外表面进行镭射加工，以致所述外表面形成多个微型凹孔，其中每一所述微型凹孔的开口周缘具有至少一凸起物，于镭射加工完毕后移除每一微型凹孔周缘的凸起物，以致平整化微型凹孔的周缘，使微型凹孔形成所述光学微结构图案。其中，于中国台湾专利申请TW201231204A(申请号:TW100103674)专利中更进一步提示可藉由一刀具切除所述凸起物，或以喷出高压砂砾以撞击所述基材表面，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。然而无论以上述何种方式移除所述凸起物，皆为在镭射加工后再一次进行其他加工制程，且切除、撞击及研磨等制程步骤亦相当繁复，而造成制作光学微结构图案需耗费大量时间，且针对移除凸起物的成效亦不彰。
[0007]接着，中国台湾专利申请TW201232069A(申请号:TW100103673)揭示的一种导光板的光学微结构图案的制作方法。所述制作方法先藉由一第一激光束轰击一基材的表面，待形成所述微型凹孔与其周缘的多个凸起物后，沿每一所述微型凹孔周缘的时针方向，藉由多个第二激光束间隔地轰击所述凸起物，以破坏凸起物并形成多个凹陷部。其于消除所述凸起物时藉由移动一镭射发射器以顺时针或逆时针方向使所述第二激光束依序轰击所述凸起物。藉此，消除所述微型凹孔受所述凸起物影响而形成的火山口型态，避免造成导光板的导光效果下降，或是具有所述微型凹孔的印压模具制造的导光板光学图样产生误差。
[0008]但是，上述方式虽可降低所述凸起物对整体光学结构图样的影响，但必须经过二次镭射加工，又所述凸起物的分布态样并无一定，因此第二激光束亦须逐一依据所述凸起物的分布调整轰击位置。并且需沿所述微型凹孔周缘间隔地照射，需耗费极长的加工时间。再者，随光学结构图样包含的凹孔数量提高，加工时间亦须随此拉长。
[0009]因此，如何有效地降低消除所述凸起物所需的加工时间，同时确保所述微型凹孔的完整性，为当前镭射加工亟需改善之处。故本发明人构思一种多模镭射加工机台、方法及其导光板，以解决上述于当前导光板制造方法尚存有的缺失。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是为了克服上述的当前导光板制造方法尚存有的技术缺陷，提供一种光学微结构的制造方法、机台及其导光板。
[0011]一种多模镭射加工机台的光学微结构制造方法，其特点在于，其步骤包括:
[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镜，且该第一激光束与该第二激光束具有相异镭射模态?’及
[0014]通过该合束镜的该第一激光束及该第二激光束重合照射至该基板，该第一激光束于该基板形成一微型凹部，并同时于该微型凹部周侧产生一喷溅区，该第二激光束则轰击该喷溅区并形成一凹陷部，且该凹陷部的深度小于该微型凹部的深度。
[0015]较佳地，该第一激光束及该第二激光束的横模图像为旋转对称，且在照射至该基板时，该第一激光束及该第二激光束的横模图像电磁场分布状态为相互错开。
[0016]较佳地，该第二激光束的横模图像为复数不相连花瓣状排列区块。
[0017]较佳地，该基板为一金属模具。
[0018]本发明还提供一种用以执行多模镭射加工机台的光学微结构制造方法的多模镭射机台，包括:
[0019]一第一镭射共振腔，用以产生该第一激光束；
[0020]一第二镭射共振腔，用以产生该第二激光束；
[0021]一承载平台，用以容置该基板；及
[0022]一加工机组，包括该合束镜及一传动件，该传动件用以根据一光学微结构分布设计数据，利用经该合束镜重合的该第一激光束与该第二激光束，加工该基板。
[0023]较佳地，该第一激光束及该第二激光束的横模图像为旋转对称，且于照射至该基板时，该第一激光束及该第二激光束的横模图像电磁场分布状态为相互错开。
[0024]本发明还提供一种导光板，其特点在于:
[0025]具有复数个光学微结构，任一该等光学微结构透过如权利要求4所述的多模镭射加工机台的光学微结构制造方法制成，因而具有该微型凹部，及环状排列于该喷溅区的该些凹陷部，且该些凹陷部呈不相连花瓣状排列。
[0026]本发明的积极进步效果在于:本发明所提出的多模镭射加工机台、方法及其导光板，利用所述合束镜重合所述第一激光束与第二激光束，使单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，有效地缩短加工所需时间，藉以提升生产效率，并相较于习知镭射加工制程，可使基板表面具更佳的平整效果。
[0027]此外，本发明提供的制造方法，可自由地调整所述第一激光束及第二激光束的各项参数如模态、相互间距及能量强弱等，除可缩短加工时间外，亦可使加工后的微型凹部更符合所设计的光学微结构图样需求。
【附图说明】
[0028]图1为本发明实验例I的方法步骤图。
[0029]图2A为本发明实验例I的加工示意图。
[0030]图2B为本发明实验例I的加工示意图。
[0031 ]图3为本发明实验例2的方法步骤图。
[0032]图4为本发明实验例2的加工状态及微型凹孔示意图。
[0033]图5为本发明实施例1的方法步骤图。
[0034]图6为本发明实施例1的第一激光束横模图像示意图。
[0035]图7A为本发明实施例1的第二激光束横模图像示意图(一)。
[0036]图7B为本发明实施例1的第二激光束横模图像示意图(二)。
[0037]图7C为本发明实施例1的第二激光束横模图像示意图(三)。
[0038]图8为本发明实施例1的第一激光束及第二激光束重合后的横模态样示意图。
[0039]图9为本发明实施例1的儀射加工基板的不意图(一)。
[0040]图10为本发明实施例1的镭射加工基板的示意图(二)。
[0041]图11为本发明实施例1的机台示意图。
[0042]图12为本发明实施例