背光模组作为现今普遍应用的液晶显示器的第二大关键组件,薄型化、高性能是其发展趋势和研究热点。基于本实验室在新型集成导光板技术方面取得的大量研究成果,本论文在一体化背光模组的出射光高亮度均匀性、微光学导光板的光谱色散特性及集成导光板的制作技术这三方面进一步深入研究,取得了以下研究成果:(1)修订优化了实现高亮度均匀性的系数表达式。优化改进了一体化导光板微棱镜分布的三个系数关系表达式,分别精简了1/4、1/3、1/2的数值项数,凸显了各数值项的物理表征显;运用修订后的表达式可直接求解得微棱镜分布,使得所有7inch及以下的一体化背光模组出射光亮度均匀性均高于85%。仿真验证了修订优化后的表达式具有普适性,节省大量设计时间。(2)创建了宽带衍射下微光学结构参量与色散度的关系计算表达式。构建了宽带光源微结构阵列衍射理论分析模型,分析了衍射光谱色度特性与物理参量间的关系;提出了能较准确定量衡量宽带衍射光束色散程度的色散量C及其计算式,明确给出了零色散的边界判据点;应用微纳加工技术制作了周期4μm、槽深1μm、占空比0.5,与设计值相一致的矩形位相光栅样品,色散量C的实验测试值与理论计算值相一致,验证了宽带衍射色散量计算表达式和边界判据点的正确性;研究结果较好地指导了彩虹强色散、亮白零色散菲涅尔透镜的研制,以及微光学导光板和其他宽带衍射元件色散特性的设计。(3)提出了紫外压印改进技术制作微光学双面集成器件的新方法。有效地解决了无基膜支撑、高深宽比的双面集成微结构元件的制作难点;突破现产业加工技术在跨结构尺度、一体成型、薄型化、高深宽比结构、开放式空间操作方面的受限;成本低,快速地响应了研制微光学集成器件样品的需求;成功应用于制作几款不同结构参量的集成导光板样品。(4)研制了一款性能较优良的5inch集成导光板样品。本论文联合研制了灰度直写光刻系统,蚀刻得到了导光板下表面二维分布微棱镜阵列模板,结合本论文提出的紫外压印改进工艺技术,制作了5inch集成导光板样品;将其装配为集成背光模组,测试的出射光均匀性接近典型背光模组的产业标准,基本实现了背光模组轻薄化的目的。本论文聚焦于集成导光板技术展开深入研究:在高亮度均匀性设计方面修订了微棱镜分布系数关系表达式,通用又高效;在宽带衍射色散分析方面提出了色散度计算表达式和零色散边界判据点;在制作技术方面解决了无基膜、高深宽比、薄型化、双面集成微结构器件的制作难点,研制了性能优良的5inch集成导光板样品。