特殊視覺用光學導光板的製程技術開發與量測驗證

本計畫將以成大機械系李永春教授實驗室的微奈米製程技術 (Micro/Nano-Fabrication Technology) 為基礎，配合量子光電公司的研發人力與研究基礎，共同開發新世代之AR與VR光學模組所需要的高階LED導光板；計畫之研究內容包含：光學分析、製程技術開發、樣品製作、光學量測與實驗測試、量產製程設備開發…等等。本計畫的研究標的物是表面具有特殊微奈米結構的光學導光板，主要為玻璃材質的基板，配合RGB三種LED光源進行導光，利用於玻璃基板上表面或下表面所製作之具有特殊形狀與分布密度的微奈米結構，利用光學的反射、散射、與繞射，將光源引導並投射於垂直方向上的顯示器螢幕，達到照明的功能。本計劃的研究重點在於找出最佳化與可量產的表面微奈米結構，達到光學導光板對於光源使用效率、光強度分布均勻性、與不妨礙人眼視覺的需求與規格。光學設計部分將由量子光電公司負責、微奈米結構的製程技與實驗製作部分由成大的學術團隊負責、雙方共同開發對應的光學檢測技術與設備，並經由反覆的”設計/製作/量測”，建立相關的知識基礎與技術能力。在製程部分，本研究將深入探討三種製程技術的可行性與可量產性：(1). 準分子微細加工技術：利用KrF準分子雷射的短波長(248 nm)與冷加工(Cold Machining) 效應，配合投影光罩的圖形設計與雷射加工時的拖拉運動，製作出所需要的2D或3D微奈米結構；可應用於模具製作或成品加工；(2). 無光罩3D曝光與顯影技術：以具有光敏感性的正型或負型光阻層為加工材料，使用數位光學投影技術 (Digital Light Projection, DLP) 為基礎之無光罩式曝光機，配合研究團隊近5年來所研發之3D UV曝光技術，控制投射於光阻表面之UV能量的空間分布，最後經由光阻顯影，完成所需要的2D或3D微奈米結構；可應用於模具製作或成品加工；(3). 奈米壓印與轉印技術：根據前面(1)或(2)項所製作之模具，或者以超精密機械加工、矽晶體體加工 (Silicon Bulk Machining) 所製作之模具，經由奈米印技術 (Nano-Imprinting) 與實驗室所研發之奈米壓印機台，完成最終的導光板成品，實現可量產的目標。