超薄導光板設計與製造技術

摘要：中小型尺寸顯示器面板為了因應市場需求，薄型化一直都是導光板相關設計者追求的目標。而降低成本、減少厚度（重量），再結合更有效率的生產製程提高產能，更是業者追求的目標。本文不同於傳統射出成形技術，而以R2R （Roll to Roll）熱押出成形技術應用於超薄導光板開發，以及表面微結構的成形分析，提供超薄導光板設計者的參考，同時期望能大幅提昇產品競爭優勢。

Abstract: With the market trend of small and medium size display panel, thickness thinning is always the target of the designer. Furthermore, to reduce the cost and the thickness (weight), combining with more efficient production processes is just the goal of industry. This article introduces the R2R (Roll to Roll) extrusion molding technology, different from the traditional injection molding technology, and the analysis of surface microstructure for ultra-thin light guide plate development. It provides designers with guidelines of ultra-thin light guide plate development, which is expected to significantly improve product competence.

關鍵詞：薄導光板、微結構、押出成形

Keywords：Ultra-Thin Light Guide Plate, Microstructure, Extrusion

前言
根據IHS DisplaySearch移動手機面板出貨量及預測季度報告顯示[1] （如表1），2014年移動手機面板出貨量（包括功能機和智慧手機）預計將達20億片，年增10 %；而車用顯示器面板出貨量約8,730萬片，年增33 %。隨著智慧手機和其他設備的功能區別日益模糊，手機面板仍將繼續引領整體中小尺寸面板市場增長。中小型尺寸面板的輕薄短小一直都是相關設計者追求的目標，其中又以薄化的影響最是明顯；因此經常有薄型或超薄型字眼的產品名稱出現，顯示器關鍵零組件中重要的導光板亦然。以現階段生產導光板的製程技術主要分為兩種，一為射出成形（Injection），二為押出成形（extrusion/casting），一般而言筆記型電腦尺寸以下的小尺寸薄板採用射出成形製程，大尺寸的厚板則大部份採用押出成形[2]。在此針對筆記型電腦尺寸以下，配合LED光源之楔形設計導光板薄化成形製造技術以及網點押出成形之導光板，透過R2R的生產技術進行探討。以目前市面上使用之中小型尺寸導光板厚度而言，其主要厚度規格為0.4~0.7 mm[3-4]，至於0.3 mm厚度導光板就有其射出技術瓶頸以及良率的挑戰。我們以導光板厚度0.3 mm之超薄導光板設計製造技術，配合現階段之LED光源導入楔形設計，採用R2R押出成形製程技術，達成現階段技術目標0.25 mm厚之導光板；同時探討導光板之網點押出成形以及V-cut成形技術分析；本製程技術主要目的為突破現階段薄型化的技術瓶頸，縮短製程週期，降低生產成本，提高量產能力，期望能成為下一世代導光板產品。

製程技術比較
現階段生產導光板的製程技術主要分為射出成形與押出成形，兩種製程技術各有其優點及技術瓶頸，產品應用市場之領域亦不同；一般而言，中小尺寸薄板採用射出成形製程生產，而大尺寸厚板則採用押出成形製程，再配合網點噴墨成形或是網點印刷等。針對中小型尺寸導光板在薄型化的要求，厚度<0.4 mm在射出成形的技術瓶頸已明顯出現，厚度0.3 mm更是良率及成本的一大考驗；因此薄板R2R押出成形技術，重新再導入導光板之成形應用，進而成為超薄導光板之新生產技術。表2為針對中小型尺寸導光板射出成形與押出成形生產技術的比較，以中小型尺寸超薄導光板的製程技術競爭力分析，R2R押出成形製程較具優勢，SWOT分析如表3所示[5]。