CN101216573A

CN101216573A - 一种复合式导光板及制造方法

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Publication number: CN101216573A
Application number: CNA2008100192383A
Authority: CN
Inventors: 陈林森; 周小红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2008-07-09

Abstract

本发明公开了一种复合式导光板结构以及制作该结构导光板的高效率的生产方式，其特征在于：采用柔性导光薄膜与基材层进行复合，复合的导光板包括双层或三层结构，其导光网点分布在复合结构的下表面或上、下两个表面。其中，柔性导光薄膜采用先进的卷对卷微纳米压印生产方式，其与基材层的复合由透光的粘性物质实现。本发明不仅极大地提高了生产效率，卷对卷微纳米压印生产方式制造的网点还具有一致性高的特点，使得导光板的性能稳定性得到保障，特别适用于大尺寸背光模组，且具有低成本优势；同时，由于不存在丝网印刷过程中的有机溶剂的排放，本方法属于环境友好型制程方式。

Description

一种复合式导光板及制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶背光模组，具体涉及一种用于液晶背光模组中的导光板结构，尤其适用于液晶显示器及其它大面积背光模组中。

背景技术

近年来，液晶显示器(LCD)的应用越来越广泛，且大面积成为其发展趋势。LCD本身不发光，因此，背光模组成为提供其发光的必要组件。背光模组的主要结构如下：光源(Light source)、导光板(Light guide plate)、扩散膜(diffuser)、棱镜片(prism sheet)、反射板(reflector)。其中，导光板将CCFL线光源或LED点光源转化为面光源，是模组中的核心导光器件，其制程方法与工艺直接决定了导光板的性能与价格，因此，一直以来，行业中不断在研究不同的导光板制造方法，以获得高性价比的产品。

目前，导光板制造方法大致分为印刷式和非印刷式两种。其中，大面积背光模组中的导光板是采用丝网印刷制程来制作的，丝网印刷式制程将具有散光特性的油墨印制在导光板基板上，然后，进行紫外(UV)和热化固定，是目前应用中比较成熟的制程。然而，由于丝网印刷过程是人工将油墨网点印刷在硬质透明的导光板基板上，属于逐件生产。因此，不仅人力成本耗费大，且由于丝印过程中丝网网点易于堵塞，丝网印刷质量不易控制，经常发生堵网现象，需要重新用有机溶剂将网点清洗后修点或者重新丝印，在丝印以及网点擦除过程中散发出大量有害气体，对人体有很大的伤害并影响环境。此外，因为丝网印刷网点本身的精度有限，无法实现更精密的网点制作。

非印刷方式主要是采用化学蚀刻或机械刻划等方式在金属模仁上制作网点形状，再利用塑料射出成形作导光板，主流方式是注塑成型方式。该方式制作的网点精度较丝网印刷方式高，但是，在制造大尺寸导光板时，模具的制造难度极大，使得产品的价格提升。同时以上所述各方式的共同点，均是在一定尺寸的片状基材上进行网点制作，生产效率受到限制。

如何获得高品质的导光板以及其高效率的、环境友好型的制程方式是业内人士研究的共同课题，尤其在LCD显示器的飞速发展趋势下，急需得到解决。

发明内容

本发明目的是提供一种新型结构的复合型导光板以及制作该结构导光板的方式，以实现高效率的制作，尤其应适用于大尺寸导光板的制造。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种复合式导光板，由基材层和至少一层柔性导光薄膜复合而成，所述基材层为平滑表面的透光板材，所述柔性导光薄膜的一侧表面上分布有导光结构，另一侧表面与基材层之间经高透光粘合层复合连接。

上述技术方案中，所述基材层可以采用PC或PMMA板材，以具备高透光率为宜，其厚度根据光源厚度或LCD背光模组厚度及LCD面积而定，本领域技术人员可以根据其设计的背光模组中所需的导光板情况确定；所述柔性导光薄膜可以采用高透光率的PC薄膜材料。

上述技术方案中，所述柔性导光薄膜的厚度在50um～150um之间。

上述技术方案中，所述导光结构可以采用现有技术中的各种导光网点结构，导光网点可以是例如凹、凸结构，或者衍射光栅结构。

优选的方案之一，所述导光结构为分布在导光薄膜一侧表面的微锥型凹、凸结构，每一凹、凸结构的直径为10um～100um，深度为5um～20um。

另一种优选的技术方案，所述导光结构为衍射光栅结构，衍射光栅像素的特征尺寸为，最小线宽0.4um，光栅槽深为150nm～400nm。

本发明通过在复合的导光薄膜上分布导光结构实现光的均匀分散，而由基材层提供所需的强度及厚度。导光薄膜的布置方式包括：设有一层所述柔性导光薄膜，该导光薄膜的平滑表面一侧与所述基材层复合。由此获得的复合导光板为双层结构，即，PC或PMMA板材的下表面与柔性导光薄膜的无网点的上表面复合，导光薄膜的网点面位于整个复合结构的下表面。

或者，设有两层所述柔性导光薄膜，所述两层导光薄膜分别复合于基材层的两侧表面，所述两层导光薄膜的外表面上分别设有所述导光结构。由此获得的复合导光板为三层结构，PC或PMMA板材位于中间第二层，第一层和第三层为柔性导光薄膜，且第一层导光膜的无网点面与中间层PC或PMMA片材的上表面复合，第三层导光膜的无网点面与中间层PC或PMMA板材的下表面复合，该复合结构的上、下表面均有导光网点，网点结构与分布根据实际情况进行设计。

上述复合式导光板的制造方法，采用卷对卷微纳米压印方式制作柔性导光薄膜，将柔性导光薄膜的平滑侧表面通过透光的粘性物质复合至基材层上，获得所需的复合式导光板。

其中，所述复合方法是，采用高透光热熔型粘结剂将所获得的柔性导光薄膜复合至基材层上，经加热粘结实现复合。

或者，所述复合方法是，采用光固化树脂将所获得的柔性导光薄膜复合至基材层上，经光照固化实现复合。

卷对卷微纳米压印的生产方式具有高效率、品质均一的优点，但是其对象仅限于柔性卷材，柔性卷材厚度一般在50～150um。采用薄膜材料制作导光板时，其厚度远小于背光模组中的CCFL或LED光源，会造成光能量的损失，一般地，当背光模组的发光面积＞5inch后，由于发光面积的增大，而采用薄膜侧边导入的光能有限，很难做到整面发光均匀。因此，以上因素成为采用光导薄膜在大尺寸导光板制程中的应用瓶颈。

因此，本发明提出将采用卷压生产方式制造的柔性导光材料与通用的导光板基材进行复合。另外，由于粘合物质与导光膜和导光板基材属于同一类材料，且都具有高的透光度，不影响网点散射后的光线的传输，因此，复合结构与传统方式制造的导光板具有相同的导光性能。

由于上述技术方案的运用，本发明作为一种新型的导光板结构与制造方法，与现有的生产技术相比具有下列优点：

1.本发明采用柔性导光薄膜与PC或PMMA板材进行复合，复合的导光板有双层或三层结构组成，其导光网点分布在复合结构的下表面或上、下两个表面；由此，可以将卷对卷微纳米压印方式生产的柔性光导薄膜应用到板状的导光板的制程中，大大提高了光导板的制程效率与成品率。

2.本发明将导光网点结构设置在柔性导光薄膜上，可以采用卷对卷微纳米压印技术制造，结构精密，网点的一致性高，品质稳定易控；同时，导光均匀性控制不再仅仅由网点的大小或疏密变化来调整，还可以通过网点的深度调整导光板的均匀性。

3.卷压生产的导光薄膜可以实现大尺寸，并且品质稳定，这样，复合式导光板尺寸仅由板材的物理切割尺寸决定，因此，本结构导光板适用于大尺寸背光模组。

4.高效的制程手段必然具有低成本优势。

5.由于网点生产是通过微纳米压印方式实现的，因此，不会发生丝网印刷过程中的大量的有机溶剂挥发气体，具备环境友好性。

附图说明

图1是本发明实施例一中双层复合结构的示意图；

图2是本发明实施例一中复合结构导光示意图I；

图3是本发明实施例一中复合结构导光示意图II

图4是本发明实施例二中三层复合结构的示意图；

图5是本发明实施例三中卷对卷压印制程示意图。

其中：1、传输光线；2、粘性复合物质；3、导光网点；4、导光薄膜；6、板材；7、折射光线；8、光源下部分光线。

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：

实施例一：参见图1至图3所示，图1为双层复合结构示意图，其中6为PC板材，2为粘性复合物质(光固化树脂)，4为分切后的柔性导光薄膜。其导光原理类似目前通用的单面网点导光板。

具体的制作工艺包括下列步骤：

(1)制作用于柔性导光薄膜4生产的金属模具；

(2)采用卷对卷微纳米压印方式制作柔性导光薄膜4；

(3)采用卷绕式涂布方式在柔性导光薄膜4的无网点面涂布粘性物质固化树脂；

(4)将涂有光固化树脂的导光薄膜4按照导光板的尺寸进行精密分切；

[5]将分切后的导光薄膜4与PC板材6进行复合，提供复合所需的工艺条件是，利用紫外光照射，使光固化树脂将导光薄膜与PC板材6粘合。

上述步骤[4][5]也可以反过来进行，先进行光导薄膜与片材的复合处理，然后按照导光板的外形尺寸进行精密分切。

如图2、3所示，描述了光线在复合导光板中传输的示意图，为示意光线传输，图中对比例关系进行了局部变形，增大了导光薄膜4和粘性复合物质2的厚度。图2是光源上部分传输光线1首先进入PC板材6，通过光固化树脂折射后，进入导光薄膜，折射光线7入射到导光网点3表面，发生散射，并继续向前传播，再次经过光固化树脂以及板材6区，最终从板材6上表明出射。图3是光源下部分光线8首先进入导光薄膜，折射光线7入射到导光网点3表面，发生散射，并继续向前传播，经过光固化树脂及板材的折射，最终出射到导光板表面。

实施例二：参见图4所示，为三层复合结构示意图，其中4分切后的导光薄膜，2为粘性复合物质(高透光热熔型粘结剂)，6为PMMA板材。三层结构导光原理类似目前的上、下表面双面网点的导光板。具体结构是：设有两层柔性导光薄膜4，所述两层导光薄膜4分别复合于PMMA板材6的两侧表面，所述两层导光薄膜4的外表面上分别设有导光网点3，其内表面均涂布有高透光热熔型粘结剂，加热后使导光薄膜与PMMA板材粘合。

实施例三：参见图5所示，为卷对卷压印方式制作导光膜的示意图。压印过程通过主动辊与从动辊的相对转动，将模仁表面的微结构导光网点压印到柔性PC薄膜表面。该压印过程为线接触，板辊在压印过程中处于匀速转动，因此，接触面内的压力非常均匀。成卷的PC薄膜卷绕在板辊表面，压印过程不受面积限制。同时，卷绕式压印的速度可达数十米/秒，极大地提高了生产效率。

Claims

1.一种复合式导光板，其特征在于：由基材层和至少一层柔性导光薄膜复合而成，所述基材层为平滑表面的透光板材，所述柔性导光薄膜的一侧表面上分布有导光结构，另一侧表面与基材层之间经高透光粘合层复合连接。

2.根据权利要求1所述的复合式导光板，其特征在于：所述柔性导光薄膜的厚度在50um～150um之间。

3.根据权利要求1所述的复合式导光板，其特征在于：所述导光结构为分布在导光薄膜一侧表面的微锥型凹、凸结构，每一凹、凸结构的直径为10um～100um，深度为5um～20um。

4.根据权利要求3所述的复合式导光板，其特征在于：所述导光结构为衍射光栅结构，衍射光栅像素的特征尺寸为，最小线宽0.4um，光栅槽深为150nm～400nm。

5.根据权利要求1所述的复合式导光板，其特征在于：设有一层所述柔性导光薄膜，该导光薄膜的平滑表面一侧与所述基材层复合。

6.根据权利要求1所述的复合式导光板，其特征在于：设有两层所述柔性导光薄膜，所述两层导光薄膜分别复合于基材层的两侧表面，所述两层导光薄膜的外表面上分别设有所述导光结构。

7.权利要求1所述复合式导光板的制造方法，其特征在于：采用卷对卷微纳米压印方式制作柔性导光薄膜，将柔性导光薄膜的平滑侧表面通过透光的粘性物质复合至基材层上，获得所需的复合式导光板。

8.根据权利要求7所述的复合式导光板的制造方法，其特征在于：所述复合方法是，采用高透光热熔型粘结剂将所获得的柔性导光薄膜复合至基材层上，经加热粘结实现复合。

9.根据权利要求7所述的复合式导光板的制造方法，其特征在于：所述复合方法是，采用光固化树脂将所获得的柔性导光薄膜复合至基材层上，经光照固化实现复合。