CN101034183A - 一种导光板/导光膜模仁的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导光板/导光膜模仁的制造方法，根据导光的需求，在导光基材表面制备形成导光网点结构，其特征在于：利用大功率脉冲激光器，经光束整形、准直聚焦直接在导光基材表面刻蚀导光网点，获得导光板基体，对刻蚀后的导光板基体表面进行金属化处理，再进行电铸，在表面沉积金属镍，将沉积的金属镍与导光基材分离，即获得所需的导光板/导光膜模仁。同时刻蚀后制得的导光板基体可直接用于背光模组，配置其他背光组件，可进行导光性能检测。本发明可快速进行网点设计评价和提供样品，在进行金属化处理和电铸工序后，即可制得导光板(膜)模仁，大大缩短了制作周期，简化了工艺过程，降低了成本，具有更快的市场反应能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制作导光板/导光膜的模仁的制作方法，尤其涉及一种非印刷方式制造具有超微细导光结构的超薄型导光膜模仁的方法。
背景技术
在LCD显示器、手机、数码相机、照明等显示的背光模组中，导光板是关键部件之一。目前，导光板的制造方法可分为印刷方式和非印刷方式，印刷方式是将高散光源物质(如SiO2&TiO2)的印刷材料，适当地分布与导光板底面，通过印刷材料对光源吸收再扩散的性质，破坏全反射效应造成的内部传播，使光线由正面射出并均匀分布于发光区；非印刷方式则是先制作具有图像的导光板模仁，再以射出成型的方法在导光板上直接产生图案，并利用该图案将光导出，均匀地散布在发光区。由于印刷式导光板的制作需要经过印刷、烘烤的过程，相比而言，非印刷式方法因其具有高品质、精度佳等优点，已成为目前主流的导光板制造方法。
在非印刷式方法中，需要先制作具有图像的导光板模仁，国内外在导光板模仁的制作方法上有不少研究。目前，导光板模仁的主要制作方法有，(1)采用化学蚀刻或精密机械刻画法直接在模仁上刻出不同槽形的图案。(2)利用半导体制程LIGA工艺(光刻+显影)法，在玻璃基底表面涂布光阻剂，采用掩膜曝光法，在玻璃基底上形成光阻剂图案，再采用蒸镀或溅镀的方法在其表面进行金属化处理，形成一均匀金属层，再利用电铸在金属层表面沉积，电铸层与玻璃基底剥离后，形成表面具有图案的导光板模仁。(3)公开号CN1696782A的中国发明专利申请中公开了在金属极板上利用微影的制程形成一种具有图样的金属层，再镀上一层镍形成导光板模仁的方法。上述几种方法的相似之处为制作工艺复杂，成本高，同时，需要完成后续射出成形工序后，才可对导光板的性能进行测试，因此，其市场应变能力较慢。
此外，随着背光模组向薄型化方向发展，对导光板厚度的要求越来越高，在导光板厚度＜0.2mm时，可以称为导光膜，此时，对其表面微结构的精度要求极高，也使得上述几种现有的导光模仁的制作方法的实现难度增大。
发明内容
本发明目的是提供一种用于制备导光板、导光膜和其他具有导光微结构的材料的模仁的简便、高精度的、快速的制作方法，以降低成本，且具有快速的市场反应能力。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种导光板/导光膜模仁的制造方法，根据导光的需求，在导光基材表面制备形成导光网点结构，方法是，利用大功率脉冲激光器，经光束整形、准直聚焦直接在导光基材表面刻蚀导光网点，获得导光板基体，对刻蚀后的导光板基体表面进行金属化处理，再进行电铸，在表面沉积金属镍，将沉积的金属镍与导光基材分离，即获得所需的导光板/导光膜模仁。
上述技术方案中，所述的导光基材可以选用PMMA、PC或其他类似材料；导光网点分布随着与光源距离的不同，疏密不同，深度不同，网点的直径不同，根据导光板表面的导光网点分布情况进行制备。所述激光刻蚀的凹型沟槽微结构的深度，可根据导光均匀性的需要，调整导光点的刻蚀深度，即在导光板不同区域的导光点具有不同深度；所述激光刻蚀的凹型导光点的形状，可根据导光均匀性的需要进行调整，即在导光板不同区域的导光点具有不同的大小和形状。以PC材料为例，对刻蚀形成的表面具有凹型沟槽的PC板，进行金属化处理，即在PC板表面均匀镀上一薄层金属银(或者其他金属材料)，金属层具有和PC表面相同的沟槽图案。然后，在金属层表面电铸，则在金属层表面沉积金属镍，在镍沉积到一定厚度后，将其与PC板分离，即得到导光板(导光膜)模仁。
上述技术方案中，所述大功率激光器为紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的二倍频526nm/532nm或三倍频351nm/355nm或四倍频263nm/266nm，单脉冲能量＞2mJ。
所述导光网点为圆形、方形、V型或U型的凹型沟槽，网点直径≥5um，深度≥5um。
在制备过程中获得的导光板基体，可以作为导光板，配置其他背光组件，直接用于背光模组，进行导光性能测试。从而，为导光板(导光膜)设计提供了一种快速的检验调试方法。采用激光直接在PC等基材上刻蚀出导光网点，实际已制成可用于背光模组的导光板(膜)，配上光源、反射片、扩散片、棱镜片，即可对导光板(膜)的辉度、均匀度进行测试，与软件模拟的导光效果进行比较，验证模拟结果可靠性，从而方便地对导光网点设计进行调整。另外，对于客户提出的样品作快速响应，大大缩短了出样时间。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明通过整形激光光点直接刻蚀导光板(膜)基材，是一种无掩模激光直写方法，比LIGA工艺(光刻+曝光)方法、化学刻蚀方法制作导光板模仁，工艺简单，降低成本，缩短制作周期；比机械刻画方法实现更高精度。
2.本发明在基材如PC等材料上直接刻蚀导光网点，可配置背光源其他组件进行导光性能测试，方便快速的为导光网点设计提供优化依据，同时可快速研制模拟软件计算结果的可靠性。
3.本发明直接刻蚀制作用于背光模组中的导光板(膜)，可快速根据客户要求进行出样，具有极快的市场反应能力。
4、本发明提出的激光直写刻蚀方法，可容易地控制刻蚀的导光点的深度、直径与形状分布，有利于获得更加均匀的导光效果。
附图说明
附图1为实施例一中具有不同深度网点的导光板的截面示意图。
附图2实施例二中具有不同直径的网点的导光板的俯视图。
附图3本发明实施例三中制作导光板(膜)模仁的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：采用大功率二极管泵浦的固态激光器：三倍频351nm/355nm或四倍频263nm/266nm，单脉冲能量＞3mJ。激光器出射激光束经过光束整形系统，再经准直聚焦光路，会聚于置于平台上的导光板基材如PMMA、PC等表面。通过改变激光能量或改变在导光板基材表面的蚀刻时间，可以获得不同深度的微结构网点。附图1是具有相同直径、不同刻蚀深度的PC基材的导光板的截面图。该实施例中，网点直径D＝50um，网点深度H＝5um-15um。
实施例二：采用大功率二极管泵浦的固态激光器：三倍频351nm/355nm或四倍频263nm/266nm，单脉冲能量＞3mJ。激光器出射激光束经过光束整形系统，再经准直聚焦光路，会聚于置于平台上的导光板基材如PMMA、PC等表面。通过光束整形系统可以改变光斑形状或者光强分布，从而可以获得不同表面形状、不同槽形的网点。附图2是刻蚀后具有圆形微透镜槽形的导光网点的导光板俯视图，网点直径D＝10-100um。在改变网点直径的同时，也可实时改变光点形状、激光束能量，用于制作不同形状、不同深度的导光网点，具体不再详述。
实施例三：以手机制作用于手机键盘背光模组中侧发光式导光板(膜)为例，参见附图3，详细介绍本发明制作导光板(膜)模仁的工艺步骤。(1)根据应用要求设计确定导光区域，绘出图案，根据光源特性，利用网点设计软件设计导光区域的网点分布，利用光学模拟软件评估设计的网点的辉度和均匀，并对网点做进一步优化。确定网点尺寸、深度等参数。(2)将设计后的网点分布及网点参数转换成激光刻蚀设备的可控制文件。(3)调节激光刻蚀设备光路，设定相应参数，在导光板(膜)基材上进行刻蚀。(4)配置侧光源，如LED，在导光板(膜)表面进行辉度测试，测试结构可与软件模拟结果进行比较。(5)在制作的如PC等基材的导光板(膜)表面镀一金属薄层(如银)。(6)将金属处理后的导光板放入电铸槽，通电后，在表面沉积金属镍。最后将金属层和PC基材分离，即制得导光板(膜)模仁。可以通过电铸工艺，获得表面凸或凹的微结构，视后道导光板制作工艺而定。
采用上述工艺流程，在PC基材上刻蚀制得可用于手机键盘背光模组的导光膜，膜厚度120um，网点60um-100um，深度5um-12um。
采用上述工艺流程，设计制作用于PDA显示背光模组中的导光薄膜，该背光模组采用侧发光式，膜厚120um，网点20um-150um，深度5um-20um。
Claims (4)
1.一种导光板/导光膜模仁的制造方法，根据导光的需求，在导光基材表面制备形成导光网点结构，其特征在于：利用大功率脉冲激光器，经光束整形、准直聚焦直接在导光基材表面刻蚀导光网点，获得导光板基体，对刻蚀后的导光板基体表面进行金属化处理，再进行电铸，在表面沉积金属镍，将沉积的金属镍与导光基材分离，即获得所需的导光板/导光膜模仁。
2.根据权利要求1所述的导光板/导光膜模仁的制造方法，其特征在于：所述大功率激光器为紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的二倍频526nm/532nm或三倍频351nm/355nm或四倍频263nm/266nm，单脉冲能量＞2mJ。
3.根据权利要求1所述的导光板/导光膜模仁的制造方法，其特征在于：所述导光网点为圆形、方形、V型或U型的凹型沟槽，网点直径≥5um，深度≥5um。
4.权利要求1获得的导光板基体的应用，其特征在于：作为导光板，配置其他背光组件，直接用于背光模组，进行导光性能测试。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20070912 |