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噴墨液滴於長方形微凹槽與薄膜平板上之噴覆特性

噴墨列印技術在PLED顯示器以及PCB製程上擁有相當大之發展潛力，而其製造過程的關鍵技術在於噴墨液滴的速度與大小、基材對於液滴的表面特性、基材的幾何結構以及材料特性等等，而其差別在於一為液滴噴覆凹槽，另一則為液滴噴覆平板。 故本文研究主題之ㄧ即為利用壓電噴墨頭噴覆PEDOT高分子微液滴於長方形微凹槽內，藉由改變液滴韋伯數(We)(16.9-26.5)、微凹槽側壁接觸角(θs)(25°-50°)與微凹槽長寬比(AR)(1-3.3)等參數來檢驗液滴於微凹槽上之噴覆特性，再進一步分析這些條件下液滴填滿微凹槽所需之臨界We(Wec)。結果顯示液滴披覆於微凹槽之中空面積隨著We與θs之增加而減少，然而隨著AR的增加而增加；本文更進一步歸納出Wec與無因次側壁接觸角以及AR之關連性經驗式，提供微液滴噴覆之噴墨頭操作參數與相關微製程之有效參考。 另一重要主題則為利用噴墨技術將金屬液滴定量定位地噴於可撓曲基板上(PET膜)以製造線寬小於400μm(傳統印刷電路板之線寬)之線路微結構，並測試不同濃度(10％-30％)、線寬（100μm-400μm）、熱處理溫度（100℃-200℃）、找出在本研究實驗範圍內各項參數之最佳設計，且利用重複噴覆與添加多壁奈米碳管(MWNT)的方法降低電阻值，並結合成本分析進行討論，提出完整之結論。

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薄膜太陽電池-致冷晶片混成系統應用於電動車輛冷氣設計評估

本論文研究目的為建立以薄膜非晶矽太陽電池(thin film amorphous silicon solar cell)與超級電容器等所組成之混成電力系統(hybrid power system)動態模式，供電於電動車冷氣系統(air conditioner)，設計其電力能量管理策略與車室溫度之控制方法，並以所建立的系統動態模式於不同操作環境下作性能預測與評估。 混成供電系統方面，主要研究薄膜式太陽電池與超級電容器之交流阻抗，根據不同操作環境，分析類比電路內部重要參數與變化趨勢，建構元件數學模式與物理特性，同時以Matlab/Simulink建立動態模式與實驗相互驗證，並將各電力單元模式依需求設計其控制方法，最後將以上所得到之動態模式與控制策略整合至電力系統中，設計出一套混成電力最佳分配與管理策略。 動態負載部份則以電動車輛車室冷氣系統作為應用實例，主要理由是太陽所產生熱輻射熱量於車室中占熱量來源的絕大部分，日照強度影響車室溫度高低，同時影響混成電力太陽能板供電能力，故車室外來熱量與混成電力供電能力將會具有相對趨勢。本論文以熱電致冷晶片(thermoelectric cooling chip)由供電產生致冷動力，基於熱傳理論與交流阻抗分析，車室冷氣系統動態模式因而建立。 將負載模式與供電模式結合，可以得到完整車室冷氣系統動態模式，本論文以各種不同極端操作狀況作動態性能分析，評估車室瞬時溫度、冷氣系統效率與混成電力各電源之供電狀況，並對實際應用於電動車冷氣系統作可行性評估。

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氧化亞鐵硫桿菌代謝溶液中之雷射輔助金屬銅沉積

大部分的微結構是經由光微影技術所製造而成，其製程需經過一道一道的曝光顯影蝕刻過程，其中的曝光步驟便需要藉由事先製作好的光罩來定義所需的圖案。為了節省製程的時間及成本，無光罩技術應運而生。所需要的結構可藉由雷射在試片上掃描過後而取得，亦可用來修補損壞的結構。本研究更進一步的探尋於氧化亞鐵硫桿菌代謝溶液中之雷射輔助金屬銅沉積的可行性。藉由長工作距離的物鏡將1064 奈米紅外光波長的釹-釔石榴石雷射聚焦於銅試片上，沉積出所需之結構，此以雷射輔助銅沉積的過程為一光熱反應。此一創新的金屬微結構成型技術結合氧化亞鐵硫桿菌代謝溶液蝕刻及雷射引導沉積兩種特性，原先被氧化亞鐵硫桿菌代謝溶液所蝕刻而產生的二價銅離子在其雷射所走過的軌跡上再度被還原成金屬銅。實驗後發現金屬銅沉積量〈線寬，厚度〉與雷射功率，掃描速度的倒數及掃描重複次數間存在著正相關性。

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創新之雷射干涉微影系統與大面積奈米壓印模具之製作

為了增進液晶顯示器在光源上的利用率，本文提出以反射式奈米偏光片取代傳統吸收式偏光片，製作上為了達量產目的，可結合奈米壓印微影技術，因此在壓印過程中所使用之奈米模具便扮演著關鍵角色。一般用來製作奈米模具的方式有許多種，如光學微影、電子束微影等技術，而屬於其中技術之一的雷射干涉微影技術則提供了經濟、快速且容易製作奈米結構的優點。為了製作出大面積的奈米結構，一些改良式雷射干涉微影系統被提出來，然而這些改良式干涉微影系統不僅在機構上複雜，且開發成本較高。因此為了快速穩定地製作出大面積奈米模具，本論文的研究目的在於設計出一套符合經濟效益的雷射干涉微影平台，並以拼接方式製作出大面積奈米模具。 雷射干涉微影係利用具同調性雷射光束在空間中干涉，形成光強度週期性分佈現象，並應用於微影技術上來製作週期性結構。首先，我們探討此技術在製程過程中會導致的駐波效應問題，透過Hardmask膜厚設計模型的建立，可以讓我們有效評估Hardmask適當的厚度並搭配抗反射層(ARC)的使用來降低駐波效應的影響。本研究在機構設計上採用Lloyd’s-mirror架構來提升系統穩定性，為了維持奈米移動平台在拼接作業上的精度與穩定度，我們提出以水平式Lloyd’s-mirror機構取代傳統直立式機構，並透過實驗來驗證機構可行性。此外，本研究也針對奈米壓印模具的製程參數、干涉微影機構中所使用的光罩材料、拼接最佳條件做個別探討，來獲得實驗各步驟中的最佳參數。最後，除了在一維奈米週期結構製作外，我們也透過重疊曝光方式，成功製作出二維奈米洞與奈米柱週期結構，藉此說明本機構在符合經濟效益成本上，除了具快速製作奈米模具能力外，也在不同維度的奈米週期性結構製作上具有彈性。

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應用FDK重建法於BGA檢測之研究

由於當今的電子組裝技術趨向高密度化及微小化。在傳統上以人眼檢測電子產品瑕疵已不敷使用。目前廣泛採用二維的自動光學檢測(Automatic Optical Inspection)設備，但只能做零件表面的檢測工作，對於很多內部缺陷卻無從解決。因此本研究冀望以X射線電腦斷層掃瞄法（X-Ray Computer Tomography）來進行物件三維結構的影像重建，最後以所得到的立體影像來判斷生產線上的各類製程缺陷。 鑒於檢測效率是工業界所強調的重點。採用了重建速度快的FDK (Feldkamp-Davis-Kress,1984 )重建法，配合簡單的圓形投影軌跡去重建本研究所欲檢測的BGA錫球樣本，並進行FDK重建法的參數討論，最後藉由重建後的影像結果分析缺陷是否存在。

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Design and Fabrication Process of Hybrid Optical Element for Miniature Optical Storage Device

In this thesis, an on-axis refractive beam deflector and an off-axis astigmatic reflector for use in a miniaturized optical pickup head system is designed. The on-axis refractive beam deflector acts as a polarized beam splitter and the off-axis astigmatic reflector generates astigmatic signal for focus detection. These two components simplify the design and fabrication procedures. The on-axis refractive beam deflector is a polarization-selective element. It deflects light return from disc as a beam splitter. The off-axis astigmatic reflector is an astigmatic sensor which generates servo signals which can also transferred into a diffractive optical element. The on-axis refractive deflector will be fabricated by diamond machine tools. The off-axis astigmatic reflector will be simulated by MATLAB and be fabricated by the lithographic process.

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新型微光學透鏡之製造及整合

在微光機電系統中，由於製程及材料的限制，例如雷射二極體、光檢測器、微透鏡等光學元件，通常以SiP(System in Package) 的方式進行整合。而微光學平台，SiOB(Silicon Optical Bench)，的研發瓶頸主要在於半導體製程技術多為二維平面上的加工方法，利用微影製造技術不易達成三維光路配置，且三維空間中微光學元件組裝不易，對準誤差大。 本研究提出新型固態光學透鏡點膠製程，將液態的高分子材料注入另一液態介質中，利用表面張力成形後固化，可製造出200μm~600μm的球透鏡，其優點為低製造成本，生產時程極短，同時具備極佳的光學品質。透過製程整合實現SiOB，更可發揮固態透鏡以液態成形與微結構自對準的特色。本研究亦將此製程應用於微條碼掃瞄器中，以驗證其製程及整合優勢。

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以微機電製程技術製作微探針於神經電信號量測之應用

本研究成功的製作出二種可用於記錄生物體神經電信號的神經探針。第一種是利用微機電製程技術以SOI晶片製作矽神經探針，並以螯蝦作為實驗動物證實其效能。接下來將元件背面沉積聚對二甲苯(parylene)這種高分子膜薄作為接合劑，使原本屬於二維的矽神經探針在低溫下組裝成三維的神經探針陣列。此外，由於玻璃是具有絕緣以及無晶格面特性的材料，因此本研究運用玻璃回熔技術來製作以玻璃為基材的玻璃神經探針，此神經探針可和穿透晶片式導線整合，未來可組裝成三維神經探針陣列。經由動物實驗證實，玻璃神經探針也可偵測到老鼠大腦的神經電信號。

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應用於廣視域高解析度自立體顯示器之高效率液晶面板設計與製作

隨著近幾年來影像顯示器產業蓬勃發展，技術不斷的提升，人類對追求立體影像顯示的渴望又再度被燃起。頭戴式立體顯示器是目前已經很成熟的技術，但是使用者必須佩戴立體眼鏡，容易造成不便和不適。因此，裸眼式立體顯示器被認為是次世代顯示器發展之主要目標。 本研究針對以液晶顯示器為基礎的裸眼式立體顯示技術中的自立體顯示空間多工方式，提出一個高效率且高解析度的解決方案。藉由放置於液晶面板上面的傾斜遮罩，可以平衡當平面顯示器應用於立體顯示器時產生的垂直與水平方向的解析度衰減。而為了同時兼顧高解析度與高效率的議題，基於傾斜遮罩的液晶畫素設計被應用於這份研究中。在此研究中提出了兩種方式來提高立體顯示器的效率，一是使用具有高度方向性的液晶結構來提高在視差自立體顯示器中各個視域的亮度，二是修改液晶畫素中的電子元件，使其能夠降低視堿重疊等影響畫質的因素。經由設計模擬分析並量測實作的液晶面板，可驗證此兩種基於傾斜遮罩的液晶畫素修改確實可行，增加液晶面板應用於立體顯示器之下的效率。

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氮化銦/矽異質接面電子特性之研究

隨著剩餘的石化能源越來越少，人類積極尋找各種替代的能源。太陽是地球上所有生命的能量來源，而太陽能電池是人類可以直接利用太陽能的有效方法之一。如何使目前的太陽能電池產品往更高的效率邁進，一直是大家的研究目標。 目前市面上大部分的太陽能電池是以多晶矽為材料；矽的能隙(band gap)約為1.12eV，使得太陽能電池只能對大約四分之三的地表輻射進行光電轉換。為了使太陽能電池對太陽輻射的各個波段進行利用，同時使用多種材料的多接面太陽能電池(multi-junction solar cell)就因應而生。而為了將不同的材料整合在同一個太陽能電池裡，異質接面(hetero-junction)的研究就顯得重要。 氮化銦因為擁有優越的電子傳遞特性，是近年來被廣泛研究的重要半導體材料之一。氮化銦的能隙約為0.7eV，與矽相比小了許多，可以將更大範圍的太陽輻射轉換成電流。本論文探討氮化銦與矽形成的異質接面電子特性，希望能將其應用在太陽能電池上，增加現有太陽能電池的效率。