墨水配方選擇

適用於導光板光硬化之光學樹脂墨水簡單描述一些特性如下：

1. 低黏度：大約在7~15 cps，以利壓電式墨頭噴墨順暢，不易發生噴嘴（Nozzle）阻塞 情形，黏度太高會降低噴墨速度造成散點現象（Scattering）或是阻塞（Clogging）現

4. 表乾速度：由於導光板上的光學微結構墨滴尺寸大致在50um~150um左右，微小的墨 滴不易因紫外線光照射後表面硬化，此時可應用有Difunctional Amine Coinitiator單體 相搭配苯甲酮（Benzophenone）光起始劑來幫助光學微結構的墨滴表面快速乾燥硬

光（Visual Light）400 nm~720nm範圍內擁有較佳的光線穿透率，更能使導光板長期 照光（Backlight Aging）下，黃化的程度有較大的承受空間。

7. 接著力：光學透鏡對基板有好的接著力，才能有長時間抵抗顯示器高溫作業下的能 力。

依照表3-1~表 3-3 我們選擇符合光學墨水特性的原物料，配置如表 4.1 所示，我 們可從這些原物料挑選最適合光學墨水的研究，從表中原物料的基本特性亦會影響到 光學墨水最終光學表現，茲將配方調整及測試結果描述於下。

表 4-1 光學墨水配方表

我們知道導光要有較佳的出光效率，必須在基板上形成高的接觸角度（Contact Angle），故簡單將上述配方表整理程表面張力趨勢圖，如圖 4-1 所示，可以很明顯看 出Compound 5 在基板上擁有較佳的接觸角度 42.1°。對照配方表後，Compound 5 其 所使用的Oligomer 1 和 Monomer 4 的分子設計都擁有超過 43 dynes/cm 的表面張力特 性，可促使Compound 5 在基板上形成較佳的分子內聚力，接觸角度因而較高，提升 導光板的正向亮度。相反的，Compound 10 因為摻合了表面張力較低的 Monomer 和 Oligomer，導致整體 Compound 表面張力下降，致使墨滴在基板上的接觸角度過小。

y = 2.7667x + 12.793 線性 (Contact angle)

圖 4-1 表面張力趨勢圖

從光學墨水的特性安排上，我們知道混入高折射材料在導光板反光側的光學微結 構內，可改變光路徑形成漫射效果，單位面積能量使用率較大使出光效率佳，故也進 行各種Compound 的折射率整理，如圖 4-2 所示。我們發現 Compound 1 擁有較高的折 射率特性，確認發現Compound 1 混入了 Oligomer 3 和 Monomer3，他們的折射率都 超過1.55，是提高光折射特性的主要原因之一。其中，我們可以確認 Monomer 3 這種 增黏添加劑（Tackifier Additives）對於折射係數是有貢獻的。

y = 0.0058x + 1.4369 線性 (Refractive index)

圖 4-2 折射率趨勢圖

最後，我們要知道，光學材料物理性質和化學性質如何優秀，都必須要符合機台 的操作特性。本次我們所使用的Inkjet Printing Head 所能被操控的黏度落在 7~15cps，

因而從配方表4-1 進行評價後，發現 Compound 1 雖然有最高的折射率但黏度遠遠超

Compound 5 所使用的 Oligomer 1 是種改質過的 Epoxy-acryl Oligomer，也具有高的折 射特性，對出光效率可望有幫助。

另外一提，本次大部分的Compound 都有添加 Monomer 6 和 Monomer 5，Monomer 6 它具有 Difunctional amine Coinitiator 功能，在光反應交聯（Cross Linking）後，可促 使噴墨後微小的光學透鏡有較快速的表面硬化速乾的能力。而Monomer 5 為接著促進 劑，可增加對基板的接著能力。

0 小20/25/33/40 um，利用較大尺寸及 Pitch 愈緊密的 Microlens Array 配置於離 CCFL 光 源較遠處的位置，以達到相同的出光效率。反之，離光源愈近就配置較小尺寸及Pitch 愈疏鬆的Microlens Array。

圖 4-4 光學透鏡尺寸

(1) Microlens Size:150um (2)Microlens Size: 70um (3)Microlens Size: 80 um

(4) 20um / Pulse:3us (5) 25um / Pulse:5us (6)33um / Pulse:7us (7) 40um / Pulse:9us

另外，也更近一歩，針對在導光板上的光學模擬設計，最後利用Litrex Inkjet printer 製作出7 吋導光板，本次使用 L type CCFL 光源搭配反射片、擴散膜、BEF 組合出側 光式背光模組。最後利用公式（4-1）和（4-2）所示方程式計算出亮度均勻度（Uniformity）

及正向亮度（Brightness），Inkjet 製作方式亮度為 2477nits 並在亮度均勻度 82%左右，

相較傳統網印方式的亮度 2569nits 和亮度均勻度 80%差異不大。 由結果可知，利用

Uniformity = Luminance min/ Luminance max

（4-2）

圖 4-5 亮度均勻度及正向亮度 (a) Conventional (Printing)

(b) Ink jet Printing

Uniformity < 80 % Brightness = 2569 nits

Uniformity = 82 % Brightness = 2477 nits