バックライトモジュールの厚さを減らすために、MiniLEDバックライトモジュール用の微細構造を持つ表面を有する光学膜を設計した。まず、拡散粒子と屈折式レンズに基づく2つの拡散原理を分析し、混光距離（Optical Distance、OD）が非常に小さい場合、両者共に光源を十分に拡散できず均一性の要求を満たせないことを発見した。次に、全反射原理に基づき拡張光源を点光源に離散化し、単一点光源から灯板への反射エネルギーを解析し、全ての離散点光源の反射エネルギーを累積して、全反射後にエネルギーが最大となる微細構造形状を導出した。シミュレーション結果より、二層の微細構造光学膜をMiniLEDチップ表面に配置した場合、シミュレーション輝度均一度は79.9%であり、OD=0.9 mmの位置に拡散膜を追加すると輝度均一度を89.2%に向上できる。マスクレスダイレクトライティングリソグラフィ技術で光学膜サンプルを製作した。実験結果は、二層微細構造光学膜をMiniLEDチップ表面に配置した場合の輝度均一度が79.6%、OD=0.9 mm位置に拡散膜を追加した後、輝度均一度が88.7%に向上したことを示す。本論文で設計した微細構造光学膜はバックライトモジュールの超薄型化を実現し、使用時に精密な位置合わせを必要とせず、実用性が高い。

超薄型バックライトモジュール; MiniLED; 微細構造; 全反射