光学微结构雕刻.doc

光学微结构雕刻.doc单点金刚石光学微结构雕刻工艺初探
南通天鸿镭射科技有限公司 邱晓华
1， 总论
随着新型显示技术的不断更新发展，传统意义上的光学显示器件已经不能满足现代显示 技术的要求。人们对画质的要求越来越高，高清晰度、大尺寸、超轻薄、可弯曲、立体显示 等技术不断涌现。液晶显示与等离子显示技术目前在市场上已分出高下，过去 CCFL作为主
要显示光源的时代已经过去，随之而来的 LED显示技术已经成为主流，未来的 OLED显示技
术则跃跃欲试。
LCD显示器中的功能性薄膜类光学元件主要有反射膜、增光膜、扩散膜、 3D膜、偏振膜
等，其中增光膜、扩散膜、 3D膜在生产过程中都需要微结构模具，而模具的生产制作都离
不开单点金刚石车床，本文对超精密 CNC车床的使用工艺做个探讨。
金刚石车床分类
单点金刚石车床是用单点金刚石车刀对铝合金和无氧化铜进行镜面或微结构切削，是
一种用超精密加工技术和超精密加工机床对特殊材料进行精密加工。 单点金刚石车床在 LCD
显示行业主要用来制作精密模具辊，例如 V-CUT结构、len ticular 结构。
目前超精密单点金刚石车床大致有两类，第一类是以美国、德国技术为代表的，以石 材为基础，机床采用空气主轴， 液体静压轴承和液体静压导轨。 第二类是以亚洲技术为代表
的，以超重铸铁床身为基础，采用高精密 P4轴承做主轴，精密滚珠丝杠为驱动，用 FANUC
伺服操作系统。两类车床都能满足增光膜、扩散膜、 3D膜的微结构模具开发，但是在稳定
性上和超高精密微结构雕刻上区别是显而易见的。 在制作微棱锥反光材料模具， 包括三棱锥、
四棱锥等，第二类车床则完全不能胜任。
光学微结构分类
A,复合增光膜
增光膜是LCD背光模组中最关键的功能性光学薄膜材料， 其微观结构是在PET表面
上有一层棱锥。LED点光源经过导光板和扩散膜后形成各向同性的发散光，这些光线对 液晶显示来说只是正面局部的光线被有效利用， 而一些大发散角度的光线对液晶屏来说
则是无效光，增光膜就是把这些无效的大发散角度的光线汇聚到正面使之成为有效光。
液晶电视进入家庭后，人们要求电视能耗低、亮度高、对比度高等，而企业对增光 膜的要求也越来越复杂。在生产过程中为搭配不同的显示屏、不同的光源，对增光膜的 设计、结构、参数的要求也不断变化，这些变化导致了在模具滚轮加工方式上，成型工 艺上都会不同。目前常见的增光膜结构有 90°角等高结构，90°角高低结构，90°角曲 线结构，90°角波纹结构，和 80-120 °角度与上述结构的结合。
1） 等高结构：90 °角等高结构是目前最为简单、最为有效的一种增光膜结构，
它在模具制作过程中也最为简洁，程序编辑也十分简单，一般采用等距螺 纹车削。例如车制
①300X1000mm的辊轮，90-30曲线结构的模具。采用等 距螺纹车削参数设置为：
S=350,
G92 X= Z-40. M56
Z-920.
G92 X= Z-40. M56
Z-920.
2） 高低结构：90°角高低结构是目前最为有效的消除干涉条纹的一种增光膜
结构，一般采用一高三低（1H3L）或者