CN102540292A - 光扩散膜模版制备装置和光扩散膜模版的制备方法 - Google Patents

Abstract

光扩散膜模版制备装置和光扩散膜模版的制备方法，涉及一种光扩散膜模版。光扩散膜模版制备装置设有激光器、空间滤波器、随机位相版、调制版和全息记录介质，激光器、空间滤波器、随机位相版、调制版和全息记录介质依次排列。制备时，采用与全息记录介质敏感波长一致的激光器；将空间滤波器放置在激光束运行前方，使细小的激光束扩大到所需面积；将随机位相版放置在扩大的激光束前方，把激光束转变为漫射光；将调制版放置在漫射光的运行光路上，对漫射光进一步调制，形成微小颗粒状激光散斑场；采用能形成浮雕状表面结构的全息记录介质，放置在激光散斑场内，经曝光和化学处理后在全息记录介质表面即制作出微小颗粒状结构，可作为光扩散膜模版。

Description

光扩散膜模版制备装置和光扩散膜模版的制备方法

技术领域

本发明涉及一种光扩散膜模版，尤其是涉及一种光扩散膜模版制备装置和光扩散膜模版的制备方法。

背景技术

液晶显示器(以下称LCD)是目前光电产业的龙头产品之一。从大屏显示、电视、电脑到手机、仪器仪表的显示器都用到。但是LCD是被动显示屏，需要提供一个均匀、高亮度的面光源才能工作。为了减小显示器厚度，目前光源大部分都从侧面引入，再由背光模组将光扩展成均匀的面光源，提供给显示屏。背光模组通常包含导光板、反射片、光扩散膜和增亮膜(聚光膜)等部件。

如何提高背光模组的亮度和均匀性并使其薄形化是目前生产企业追求的目标也是研制的热点。此外，随着LCD的应用范围越来越广并且越来越生活化，低价格才能更让一般大众接受。因此降低各零部件的成本势在必行。

光扩散膜是背光模组的组件之一，其功能是让LED或CCFL发出的光进入导光板后，经扩散膜形成均匀的面光源。产品性能要求吸收小、扩散角大、容易实现超薄型。

目前已存在几种光扩散膜的制作方法，大都为化学法或物理法。中国专利200410062239.8揭示了一种光扩散膜，它的结构是在一高分子树脂基材上涂布光学扩散微粒。中国专利01124085.4揭示了一种在基板上涂布一种化学材料再以一光源照射使材料固化来制作光扩散膜的方法。中国专利01133920.9揭示了中国专利01124085.4中所用的涂布材料和固化剂的具体材料成分，包括烯酸酯类、光起始剂、扩散粉末、增韧剂、湿润剂、及消泡剂等。中国专利03120980.7揭示的光扩散膜包含一基板和一制作在基板表面的扩散层，扩散层是叠层，由多元醇与微小无机填充物以及光稳定剂的聚合物所构成。中国专利200610127838.2揭示的光扩散膜包括扩散层、基材和抗静电防粘着层，该扩散层的组成物包括热可塑性高分子树脂、5微米以下的扩散粒子和硬化剂。中国专利200610139865，1揭示的方法采用激光刻纹、机加工刻纹、印刷成纹、或双面蚀纹注塑成型等网纹技术来制作光扩散膜。

以上这些光扩散膜的制作工艺复杂且制作过程长，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的光扩散膜的制作工艺较复杂、制作过程长、成本较高等问题，提供一种利用激光全息技术的光扩散膜模版制备装置和光扩散膜模版的制备方法。

所述光扩散膜模版制备装置设有：

激光器，用于为系统提供光源；

空间滤波器，用于对激光器发出的光束进行扩束并滤波；

随机位相版，用于将激光束转变为漫射光；

调制版，与随机位相版配合，用于产生随机分布且大小适当的颗粒状激光散斑场；

全息记录介质，用于记录激光散斑场，形成浮雕状表面结构。

所述激光器、空间滤波器、随机位相版、调制版和全息记录介质依次排列。

所述激光器的波长与全息记录介质的敏感波长一致，当全息记录介质为光刻胶时，激光波长为360～458nm。

所述随机位相版可采用毛玻璃或透明随机粗糙版等。

所述调制版可采用透明并具有周期性结构分布的调制版，如可选自光子晶体版或正交光栅版等。

所述随机位相版的粗糙度和所述调制版的周期将影响激光散斑颗粒的尺寸。

所述全息记录介质在光照射后，能产生与光场分布相同的浮雕状结构，可用作为母版来复制大量光扩散膜。

所述光扩散膜模版的制备方法，采用所述光扩散膜模版制备装置，包括以下步骤：

1)采用与全息记录介质敏感波长一致的激光器；

2)将空间滤波器放置在激光束运行前方，使细小的激光束扩大到所需面积；

3)将随机位相版放置在扩大的激光束前方，把激光束转变为漫射光；

4)将调制版放置在漫射光的运行光路上，对漫射光做进一步调制，形成微小颗粒状激光散斑场；

5)采用能形成浮雕状表面结构的全息记录介质，放置在激光散斑场内，经曝光和化学处理后，在全息记录介质表面即制作出微小颗粒状结构，可作为光扩散膜模版。

全息记录介质的曝光和化学处理过程在专业书中有详细介绍。空间滤波器、随机位相版及调制版都是光学系统中常用光学元件。

采用该装置制作出的光扩散膜模版可作为母版，然后采用复制工艺进行光扩散膜的大批量复制生产。比如：利用电铸技术生成无数子版提供给模压工艺，可在涂有树脂层的塑料薄膜上迅速、大量地模压出光扩散膜产品。这种先制作母版再复制的方法能有效降低产品成本，并能制作出大面积光扩散膜，用于大屏幕液晶显示。

附图说明

图1为本发明所述光扩散膜模版制备装置实施例的结构组成示意图。

图2为使用本发明所述光扩散膜模版制备装置实施例制备的光扩散膜模版的放大显微镜照片。在图2中，标尺为5μm；由图2显示出表面具有不规则颗粒状结构，颗粒大小在微米级范围。

具体实施方式

实施例：光扩散膜模版制备装置

如图1所示，所述光扩散膜模版制备装置实施例设有蓝光激光器1、空间滤波器2、随机位相版(毛玻璃)3、调制版(正交光栅)4和光刻胶版5。蓝光激光器1和空间滤波器2共轴放置，随机位相版(毛玻璃)3、调制版(正交光栅)4和光刻胶版5相互平行并与光轴O垂直。从蓝光激光器1出射的光经空间滤波器2扩束、滤波后垂直入射于随机位相版3上；透过随机位相版3的漫射光经过调制版4后，激光束形成随机分布的颗粒状散斑场；将光刻胶版5放置在该散斑场内进行曝光，然后再对曝光后的光刻胶版做化学处理，即在光刻胶表面形成浮雕状微结构(见图2)。光刻胶的使用方法在众多光学和全息教科书中均有详细说明。

将制作了微结构的光刻胶版作为母版，采用复制技术可制作出大量光扩散膜复制品。如：利用电成型(电铸)技术将光刻胶版上的微结构转移到金属版上，并可生成无数张具有与光刻胶版的微结构相同的工作金属版；然后采用模压工艺，可在PET等塑料薄膜或以PET为基材的树脂层中复制出相同微结构的产品，形成光扩散膜。电成型和模压工艺已在许多全息产品的制作中得到应用，并在专业书籍中有详细描述。由于电成型和模压复制工艺过程极其迅速且成本低廉，用本方法制作的扩散膜将有很强的市场竞争力。此外，模压工艺可制作出大面积扩散膜，用于大屏幕平面显示。

Claims (5)

1.光扩散膜模版制备装置，其特征在于设有：

激光器，用于为系统提供光源；

空间滤波器，用于对激光器发出的光束进行扩束并滤波；

随机位相版，用于将激光束转变为漫射光；

调制版，与随机位相版配合，用于产生随机分布且大小适当的颗粒状激光散斑场；

全息记录介质，用于记录激光散斑场，形成浮雕状表面结构；

所述激光器、空间滤波器、随机位相版、调制版和全息记录介质依次排列。

2.如权利要求1所述的光扩散膜模版制备装置，其特征在于所述激光器的波长与全息记录介质的敏感波长一致，当全息记录介质为光刻胶时，激光波长为360～458nm。

3.如权利要求1所述的光扩散膜模版制备装置，其特征在于所述随机位相版采用毛玻璃或透明随机粗糙版。

4.如权利要求1所述的光扩散膜模版制备装置，其特征在于所述调制版采用透明并具有周期性结构分布的调制版，可选自光子晶体版或正交光栅版。

5.光扩散膜模版的制备方法，其特征在于采用如权利要求1～4中的一种光扩散膜模版制备装置，所述制备方法包括以下步骤：

1)采用与全息记录介质敏感波长一致的激光器；

2)将空间滤波器放置在激光束运行前方，使细小的激光束扩大到所需面积；

3)将随机位相版放置在扩大的激光束前方，把激光束转变为漫射光；

4)将调制版放置在漫射光的运行光路上，对漫射光做进一步调制，形成微小颗粒状激光散斑场；

5)采用能形成浮雕状表面结构的全息记录介质，放置在激光散斑场内，经曝光和化学处理后，在全息记录介质表面即制作出微小颗粒状结构，可作为光扩散膜模版。

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