CN103782207B - 制备导光板的连续方法 - Google Patents
制备导光板的连续方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103782207B CN103782207B CN201280040688.5A CN201280040688A CN103782207B CN 103782207 B CN103782207 B CN 103782207B CN 201280040688 A CN201280040688 A CN 201280040688A CN 103782207 B CN103782207 B CN 103782207B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- plastics web
- equipment
- web
- laser engraving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00663—Production of light guides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
- B23K26/0673—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into independently operating sub-beams, e.g. beam multiplexing to provide laser beams for several stations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0838—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt
- B23K26/0846—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt for moving elongated workpieces longitudinally, e.g. wire or strip material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/355—Texturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
- B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/07—Flat, e.g. panels
- B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/30—Organic material
- B23K2103/42—Plastics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2791/00—Shaping characteristics in general
- B29C2791/004—Shaping under special conditions
- B29C2791/009—Using laser
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
Abstract
本发明涉及连续制备导光板,例如用作LC显示器中的背光装置的导光板的方法,和实施所述方法的设备。
Description
技术领域
本发明涉及连续制备导光板,例如用作LCD显示器中的背光装置的导光板的方法,和实施所述方法的设备。
背景技术
在导光板中,为了LCD显示器的背光照明,光经由该导光板的边缘导入并经由该板的表面耦合出来。为了在这种情况下,在所述板的表面上达到尤其均匀或受控的亮度分布,在所述导光板的至少一面上要求影响光的结构。所述影响光的结构非常经常由印刷在导光板表面上的印刷图案构成。在这种情况下,印刷点或线条图案以致密度在板的中间高而按照确定的函数朝边缘下降。此类图案通常以丝网印刷方法施加于板的表面上。这例如示于专利JP4082791A中。
上述方法不利的尤其是,在丝网印刷方法中每个板仅能单独地印刷,这意味着在手工劳动消耗方面较高。将每个板单独地放入丝网印刷机,随后在印刷和干燥过程之后从该印刷机取出并手工地配备保护膜。印刷方法的另一个缺点是,由于颗粒和粘结剂引起的油墨的光吸收。这不利地影响导光板的效率。
至于在导光板的表面上产生结构的一个替代方案是,激光雕刻(激光烧蚀)。在这种情况下,将个体的界限分明的空穴通过激光脉冲导入板的表面中,这些空穴具有散射光的作用并因此将光从该板耦合出来。此种方法描述在专利US20090067178和US20060120110中。为了达到均匀亮度,在上述专利中产生了相应的结构图案。
另选方法公开在KR2008001775中。在此,通过激光雕刻将不同尺寸的空穴引入板的背表面。在这种情况下,光散射体的尺寸随着与光源的距离而增加。结果获得均匀亮度。
US6843587同样描述了导光板的激光雕刻方法。在这种情况下,通过真空将该板固定到工作台上。通过激光器或可摆转的反射镜在x-y水平面内驶移到光导体上方相应位置而产生图案。这种方法在专利KR20060091879A中扩展,以致可以同时地使两个板结构化。这里通过板(y轴)和激光头(x轴)之间的移动组合产生图案。这种方法的另一个改进型在KR20050104118A中被要求保护,其中可以加工4个板,其中所述板位于旋转工作台上并分开地布置在x-y激光器下方以便结构化。半连续方法描述在专利US20070251930中,该方法基于其上放置了各个导光板的旋转工作台。通过所述工作台的旋转运动和与其垂直的激光头移动而产生图案。作为缺点,在板上仅能产生圆形图案。激光结构化的速度改进还可以通过将激光束分裂成多个光束达到,该多个光束分别地射中板的不同区域。这种方法描述在专利KR2008002354中。
上述所有方法所共同的是,它们与高的人工和/或技术花费相关联。在所有情况下,必须首先制备导光板,随后将其导入激光雕刻设备中。在雕刻之后,必须再次取出所述板。
在不断增长的并处在高的价格压力之下的LCD屏的背光单元市场的背景下,因此一如既往地强烈需要制备相应导光板的更有效且更成本划算的方法。
发明内容
因此,本发明的目的是,提供制备导光板的新方法,该方法不具有现有技术方法的缺点,或仅以减小的程度具有所述缺点。另外,意于提供实施所述方法的设备。
一个特别的目的可视为是提供更有效且更经济的方法。这种方法还希望在光导体几何结构和光导体尺寸方面尽可能灵活。
在另一个特定实施方案中,根据本发明的方法旨在经设计满足导光板中的应力腐蚀和/或对健康有害的副产物排放被避免。
没有明确提及的其它目的可以从本说明书、实施例、附图和权利 要求书的总体关联变得明朗。
发明人现已惊奇地发现,通过在从连续的塑料料幅上切下个体光导体之前的位置将激光结构化单元集成到用于制备导光板的设备中,可以达到所提出的目的。在这种情况下,根据本发明的方法的特征在于,连续地引导塑料料幅经过激光雕刻设备并仅在雕刻之后才切下个体导光板。整个工艺因此在机器中在线进行。消除了光导体坯件向独立的激光雕刻设备中的高花费插入。
另外,根据本发明的方法使得可能仅雕刻导光板的一个面或是同时雕刻两个面。这是优于现有技术方法的另一个优点,其中,借助于“输送工作台”,可以甚至仅雕刻导光板的一面。
在本发明的一个特定的实施方案中,将激光雕刻单元布置在根据本发明的设备中满足待雕刻的塑料料幅仍具有来自塑料料幅生产的相应的残留热。这是因为发明人惊奇地发现,导光板中的应力腐蚀可以通过雕刻温热的塑料料幅而加以避免。在现有技术中,例如US6,843,587B2中,尽管也描述了其中在激光雕刻之前将导光板加热的方法,然而,这些方法具有的缺点是,已经冷却的板必须重新加热。另外,现有技术中的板仅从一面加热,这引起板中的温度梯度。根据本发明的方法中首次成功使得可以将在两个表面上均匀调温的塑料料幅供给激光雕刻并因此有效防止应力腐蚀。
通过根据本发明的方法制备的板具有的优点是,它们是长期机械稳定的。
因此,本发明提供制备导光板的连续方法和实施该方法的设备,如以下说明书、实施例、附图和权利要求书中所定义的那样。
特别地,本发明提供制备具有影响光的结构的导光板的方法,其特征在于
-制备塑料料幅,
-在挤出期间使用将所述塑料板幅的表面压光的设备,
-连续地引导所述塑料料幅在至少一个激光雕刻设备下方和/或上方经过,
-利用所述激光雕刻设备,将影响光的结构雕刻到所述塑料料幅的至少一个表面中,和/或通过激光内部雕刻在所述塑料料幅的内部产生影响光的结构,
-由所获得的结构化塑料料幅制备个体导光板。
本发明另外提供制备具有影响光的结构的导光板的设备,其特征在于
-它包括制备塑料料幅的设备,优选至少一个挤出机,
-它包括在挤出期间压光塑料板幅表面的设备,
-它包括连续输送塑料料幅的设备,
-它经配置满足所述塑料料幅被连续地引导在至少一个激光雕刻设备下方和/或上方经过,和
-它包括塑料料幅分离设备。
下面将详细地描述本发明。
术语“塑料料幅”、“板幅”、“塑料板幅”和“料幅”在本发明范围中作为同义词使用。术语“塑料板”、“导光板”、“光导体板”与“板”同样作为同义词使用,并且术语“塑料料幅分离设备”与“分离设备”同样作为同义词使用。术语“激光雕刻设备”和“激光凹版设备”同样是同义词。
本发明方法的特征在于,将激光雕刻设备集成到连续的导光板制备设备,优选塑料板挤出生产线中。尤其优选,激光雕刻设备在这种情况下装配在所谓的压光机组和塑料挤出生产线的分离设备之间,在冷却中的塑料料幅上方和/或下方(参见图1,对于其中激光雕刻设备装配在塑料料幅上方的实例)。
借助于将激光雕刻设备集成到连续的塑料板挤出生产线中,可以将影响光的空穴的图案在塑料板的制备期间就已经在板幅的进料运动中导入冷却中的塑料板幅的至少一个表面或同时导入其两个表面。在塑料料幅的完全冷却之后,可以从塑料料幅裁切出带有影响光的空穴的图案的导光板。
发明人已经发现,为了确保足够的内部全反射,光导体具有尽可能平的表面是重要的。为了确保这一点,根据本发明的设备包括压光 机组,或在根据本发明的方法中使用压光机组。这导致,获得在两面具有低表面粗糙度的导光板。
发明人已经发现,如果光导体根据DIN EN ISO4287测量的表面粗糙度小于1mm,尤其优选小于500nm,非常尤其优选小于400,特别优选小于350nm,非常特别优选小于300nm,尤其优选小于250nm,则获得尤其有利的光导体。达到相应的表面粗糙度的相应的压光机组及其操作的选择是本领域技术人员应用其本领域的公知常识而可能实现的。
对于优选的光导体材料聚甲基丙烯酸(甲)酯基塑料,可以使用具有2、3、4或甚至更多个辊子的压光机组。在这种情况下,辊子的温度优选在70-130℃,尤其优选80-120℃,非常尤其优选85-115℃的范围中选择。优选地,所有辊子在这个温度范围中操作。然而,还可以在不同温度范围中操作各个或多个辊子。
辊子的速度优选可以在0.5-5m/min的范围内选择。
利用激光雕刻设备与压光机组之间的距离和/或料幅的进料速率,在这种情况下可以将塑料板幅的温度控制在进行激光雕刻的温度。在更高的温度下,可以用相同的激光功率雕刻更大的空穴,它们造成更大的光影响。为了雕刻相同尺寸的空穴,在更高的温度下更低的激光功率是足够的。在根据本发明的方法或根据本发明的设备的一个优选实施方案中,因此,压光机组和激光器单元之间的距离和/或进料速率经选择满足将板幅冷却到旨在进行激光结构化的相应温度。在这种情况下,将料幅的温度和激光功率适应性调节以致产生具有所需几何结构(例如深度)的空穴。
在一个尤其优选的实施方案中,通过板幅沿x-方向的进料方向和激光头沿y-方向(即相对于板幅的进料方向成横向的方向)的运动决定空穴的几何结构。在这种情况下,将挤出速率或进料速率与激光速度耦合。
因为空穴的图案和每个个体空穴的精确几何结构和排列尤其取决于导光板的尺寸(厚度,高度),和导光板所用的塑料,所以根据本 发明的设备或根据本发明的方法的精确操作模式各自必须在每种情况下个别地确定,并且如下参数:激光功率,激光头和/或可摆动反射镜与塑料料幅面对所述激光头和/或可摆动反射镜的表面之间的距离,塑料料幅的厚度,塑料料幅的温度,激光雕刻单元的位置和挤出速率或板进料速率,必须在每种情况下个别地适应性调节。根据本发明使用的设备相应地经配置以便能够确保所提及的参数的个别调控。另外,它配备有相应的计算机控制的调节单元、控制单元和监测单元。
在一个优选实施方案中,待雕刻的塑料料幅的进料速率可以在0.5-10m/min,尤其优选1-6m/min,非常尤其优选2-4m/min之间变化。
导光板表面中的空穴优选具有40-1000μm,尤其优选60-500μm,非常尤其优选100-300μm的深度范围和50-500μm,尤其优选60-250μm,非常尤其优选80-150μm的半值直径(定义:空穴深度是最大中心值一半时的直径)。
优选使用的激光器是CO2、受激准分子、HeNe激光器、N2激光器等。射中板表面的激光功率/端光束在2W-400W,优选5W-150W之间。
塑料料幅的面对活性激光雕刻设备的表面的温度优选在25-120℃,尤其优选40-100℃,非常尤其优选60-100℃的范围内。然而,它可以根据所使用的聚合物而适应性调节。
发明人已经发现,塑料板幅的较高的温度对应力腐蚀具有积极作用。不希望受特定理论束缚,发明人认为,在塑料的激光雕刻中,塑料分子破碎并蒸发,由此而产生空穴。在这种情况下产生的气体可以扩散到保留的塑料中并且,尤其是在PMMA的情况下,优选用于导光板的塑料产生应力腐蚀。这可能导致应力开裂。通过塑料板幅在升高的温度下的激光雕刻,应力可以减小并因此可以避免板中的应力开裂。在一个尤其优选的实施方案中,因此,在基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的塑料情况下塑料料幅的面对活性激光雕刻单元的表面的温度是40-120℃,非常尤其优选60-100℃。在这种情况下,活性激光 雕刻设备应理解为是指其激光器在塑料料幅通过时被激活的激光雕刻设备。虽然根据本发明的设备可以经配置满足可以雕刻塑料料幅的两个表面,但是可以按满足仅雕刻一面的方式操作该设备。位于这一面上的激光器则命名为“活性的”,位于另一面上的激光器命名为“钝性的”。如果此种设备仅用一个激光器操作,但是光束相应地光学分裂,则据此定义“激光器活性的”和“激光器钝性的”面。
激光雕刻设备是计算机控制的,以致可以在正在进行的挤出操作期间非常灵活地从影响光的空穴的一个图案转换到另一个图案。为此,激光雕刻设备优选可以横向(Y-方向)和/或平行(X-方向)移动和/或以相对于塑料料幅表面的距离(Z-方向)移动。整个设备或仅一些部分,例如头或反射镜,可以移动。由此确保高的灵活性和多样性。
在根据本发明的方法中,优选由一个或多个激光器产生激光束。在一个尤其优选的实施方案中,将所述一个或多个光束分裂成可以单独用于结构化的进一步的光束,并因此增加加工速度。光束引导和分裂在这种情况下可以通过相应的光学元件,例如半透明反射镜而调节。最后,产生的所有光束射中在板的表面的不同位置上并在那里产生具有限定几何结构的空穴。在光束路径的最后区段中,根据本发明,优选使用一个或多个具有透镜的激光头(例如,参见图2a和2b)和/或一个或多个,优选可摆动的反射镜,尤其是加尔沃扫描头(Galvokopf)(例如,参见图3),将各自的激光束聚焦。所述一个或多个头固定在连续挤出设备的板幅上方。激光头和板表面(Z-方向)之间的距离优选是可调节的。另外,所述头可以相对于板进料方向成横向(Y-方向)和/或平行(X-方向),尤其优选横向移动,以便能够扫描更大的板区域。在这些尤其优选的实施方案中,可以成功解决将结构施加在移动的板上并同时确保预先计算的结构图案以可再现方式和高品质复制在板的表面上并不会由于板的运动而改变的挑战。在这种情况下,根据本发明的方法允许结构图案按简单和廉价的方式改变,并因此适应于相应的导光板几何结构和结构尺寸而调节。另外,结构速率可以被调节以适应于板挤出设备的进料速率,且板挤出设备的输出量受结 构化工艺的限制因此可以避免。根据本发明的方法因此允许导光板的连续且成本划算的制备。
根据本发明的方法中使用的设备优选包括将激光雕刻期间产生的气体除去的设备,尤其优选抽吸设备。相应的技术解决方案是本领域技术人员已知的。在这方面没有特别的限制。采用根据本发明的方法或根据本发明的设备因此成功使得可以按简单的方式消除对健康有害的副产物,而不使用复杂且昂贵的保护措施。如果塑料是基于PMMA的塑料,则产生的气体主要是MMA,其在根据本发明的方法的一个特定变型中被捕获并再次用于制备PMMA。
在激光雕刻之后,在根据本发明的方法的另一个方法步骤中,以连续方式,如果合适,清洁所述板,提供保护性涂层,随后切割到合适尺寸。根据本发明的设备被相应地配置。
根据本发明的方法中使用的塑料料幅优选包含至少一种或多种透明的热塑性塑料;尤其优选涉及含PMMA、聚碳酸酯、聚苯乙烯、环烯烃共聚物、PET、PMMI(聚甲基甲基丙烯酰亚胺)、聚砜的塑料。非常尤其优选涉及含PMMA的塑料。
在一个特定的实施方案中,塑料料幅还包含散射颗粒,优选TiO2、BaSO4、聚苯乙烯基或聚倍半硅氧烷基体系。
根据本发明使用的塑料料幅的厚度优选在0.5-25mm,尤其优选1-20mm,非常尤其优选2-10mm的范围内。
以下实施例用来更详细阐述和更好理解本发明,但是不以任何方式限制本发明。
具体实施方式
实施例
实施例1:
作为实施例1,在图1、2a和2b中示出了包括具有激光头的激光雕刻设备的本发明设备。
图1示出了根据本发明的设备的一个优选的实施方案。从透明的 模塑料,利用单螺杆挤出机1和模头2挤出塑料料幅3并经由压光机组4引导。冷却区段5经配置满足在激光头8下方塑料料幅3的待结构化的、面对活性激光雕刻设备7的表面6具有所需的温度。在塑料料幅3的雕刻之后,将其表面在单元9中清洁,施加保护性涂层10,将板切割到合适尺寸11并放在托板上输送12。
用相同激光功率但是在不同塑料料幅温度下雕刻的两个空穴的对比表明,将塑料料幅的温度增加70℃导致空穴加深12%。
图2a、2b和3在每种情况下示出了根据本发明的设备在激光雕刻设备7所位于的区域的放大截面图。
在图2a中,激光雕刻设备7包括激光器13、偏转反射镜14和多个激光头8,它们既可以沿Y-方向15,即相对于板幅进料方向成横向,又可以沿相对于塑料料幅运动方向(X-方向)的Z-方向17(激光头与板幅表面之间的距离)移动。激光头8可活动地固定到夹具18上。借助于分裂到各个不同的激光头的激光束,将多个空穴16同时地雕刻到面对激光雕刻设备7的表面6中。背向激光雕刻设备7的表面20在这些实施例中没有结构化。为了除去雕刻期间产生的气体,该设备包括抽吸装置19。
图2b显示了图2a旋转90°的视图。
实施例2
作为实施例2,在图1和3中示出了包括具有加尔沃扫描头的激光雕刻设备的本发明设备。
图3不同于图2a之处在于,使用加尔沃扫描头21代替激光头8。所述加尔沃扫描头也可以沿Y-方向15和Z-方向17相应地移动。
实施例3
塑料料幅的温度变化对空穴的影响示于实施例3中。
对于激光结构化,在这种情况下,使用Eurolaser M1200工作台,其配备有x-y可驶移雕刻光学头。人工设定所述头和面对所述头的板 表面之间的距离,从而产生2.5’’透镜和板表面之间的60mm的距离。所述板上方的x-y激光头位置是计算机控制的。在板上雕刻激光结构。
选择丙烯酸类模塑料POQ66(其具有尤其高的光学纯度)的连续挤出板用于激光雕刻。在20℃和90℃的温度下用100W的激光功率将板激光结构化。利用扫描电子显微镜(SEM)从截面图像测定板表面中的所得空穴。从所述SEM图像可以辨别出较深的空穴在较高的工作温度下产生。两个温度之间的深度差异是大致90μm,这相当于大致12%。
为了试验抗应力开裂性,将板浸在乙基酯中。在20℃下激光结构化的板在30秒的浸没时间之后就已经显示多个明显可见的裂纹。在90℃下激光结构化的板甚至在8min的浸没时间之后不显示裂纹。这表明在升高的温度下的在线激光结构化导致改进的耐应力开裂性和耐化学品性两者。
实施例4
PMMA基光导体的连续激光结构化示于实施例4中。
对于这一实施例,使用与实施例3中具有相同参数的Eurolaser M1200激光器。为了移动激光头,该移动被局限于y-轴,其中结构化仅沿一个方向(“向外”运动)进行。使具有250mm的宽度的导光板在移动中的激光头下方沿着x轴以0.32m/min的速度驶移。激光器的速度是1m/sec。因此,5mm的线间距在板的表面上产生。在这种情况下,包括0.5s的静置停顿的激光头的向外和返回行程应该加以考虑。利用亮度CCD摄像机测定光从所得导光板的耦合输出。在这种情况下,借助于LED经由两个短面将光耦合入。所获得的亮度图像显示激光结构化的光导体的亮度分布。在此,将确定亮度归属每个灰色色调,其中较亮的色调表示较高的亮度值。在此情况下发现,在板上方的亮度分布是较均匀的,也就是说,相应量的光还从板的中间耦合出。这表明,导光板的连续生产成功地进行并可以足够精确地产生图案。
实施例5
示出了压光机组对挤出的PMMA基光导体的表面粗糙度的影响。
对于这一实施例,在采用和不采用压光机组的情况下挤出导光板并测定表面粗糙度。为此,使用4-辊压光机组。
对于1.5-6mm的板厚度,压光机组的辊子的工艺参数如下:
温度:
辊子1:85-92℃
辊子2:94-100℃
辊子3:102-112℃
辊子4:105-113℃
速度:
主速度辊子2:1.0-3.6m/min
相对于辊子2的主速度,辊子1、3和4的速度以慢了最多至1.5%运动。
根据DIN EN ISO4287测定表面粗糙度的主轮廓特征变量。测定的表面轮廓可以参见图4。不采用压光机组挤出的导光板具有比采用压光机组的板明显更高的表面粗糙度。轮廓Pt的总高度对于不采用压光机组的板是2.07μm,而对于采用压光机组的板是0.24μm。
根据本发明雕刻导光板。应用技术试验揭示,根据本发明的导光板具有优异的光耦合输出性能,而没有压光的板不显示足够的工艺性能。
附图标记列表:
1:单螺杆挤出机
2:模头
3:塑料料幅
4:压光机组
5:冷却区段
6:塑料料幅3的面对活性激光雕刻单元的表面
7:激光雕刻设备
8:激光头
9:清洁单元
10:施加保护性涂层的单元
11:板分离设备
12:放于托板输送
13:激光器
14:偏转反射镜
15:Y-方向
16:空穴
17:Z-方向
18:夹具
19:抽吸装置
20:塑料料幅3的背向活性激光雕刻单元的表面
21:加尔沃扫描头
附图说明
图1示出了根据本发明的设备的一个优选的实施方案;
图2a、2b和3在每种情况下示出了根据本发明的设备在激光雕刻设备7所位于的区域的放大截面图;图2b显示了图2a旋转90°的视图;
图4示出了根据DIN EN ISO4287测定的表面轮廓。
Claims (17)
1.制备具有影响光的结构的导光板的方法,其特征在于
-通过挤出制备塑料料幅,
-在挤出期间使用将所述塑料板幅的表面压光的设备,
-连续地引导所述塑料料幅在至少一个激光雕刻设备下方和/或上方经过,
-利用所述激光雕刻设备,将影响光的结构雕刻到所述塑料料幅的至少一个表面中,和/或通过激光内部雕刻在所述塑料料幅的内部中产生影响光的结构,
-由所获得的结构化塑料料幅制备个体导光板;
其中将所述激光雕刻设备布置到在所述挤出压光机组下游的连续挤出设备中,以致所述激光雕刻在40-120℃的所述塑料料幅的面对活性激光雕刻设备的表面的温度下进行。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于所述激光雕刻在40-100℃的所述塑料料幅的面对所述活性激光雕刻设备的表面的温度下进行。
3.根据权利要求1的方法,其特征在于所述激光雕刻在60-100℃的所述塑料料幅的面对所述活性激光雕刻设备的表面的温度下进行。
4.根据权利要求1的方法,其特征在于
将所述激光雕刻设备在挤出压光机组和塑料料幅分离设备之间集成到连续挤出设备中,和/或
待雕刻的所述塑料料幅的进料速率在0.5-10m/min之间。
5.根据权利要求4的方法,其特征在于待雕刻的所述塑料料幅的进料速率在1-6m/min之间。
6.根据权利要求4的方法,其特征在于待雕刻的所述塑料料幅的进料速率在2-4m/min之间。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法,其特征在于
由一个或多个激光器产生一个激光束或多个激光束,和/或
将所述一个或多个激光束分裂成可以单独用于结构化的进一步的光束,和/或
通过具有透镜的至少一个激光头,和/或至少一个可摆动反射镜,引导所述一个或多个激光束。
8.根据权利要求7的方法,其特征在于
所述激光雕刻设备和/或一个或多个激光头和/或一个或多个反射镜可以相对于塑料料幅的进料方向平行和/或成横向地移动和/或它们与塑料料幅表面的距离可以改变。
9.根据权利要求1-6中任一项的方法,其特征在于
通过适应性调节塑料料幅的面对活性激光雕刻设备的表面的温度和/或激光功率,测定空穴的几何结构,和/或
通过调节激光头和/或反射镜,和所述塑料料幅的面对所述激光头和/或反射镜的表面之间的距离,控制空穴的几何结构。
10.根据权利要求1-6中任一项的方法,其特征在于
所述塑料料幅包括至少一种或多种透明的热塑性塑料,和/或
所述塑料料幅包含至少一种或多种含散射颗粒的透明的热塑性塑料,和/或
所述塑料料幅具有0.5-25mm的厚度。
11.根据权利要求10的方法,其特征在于所述塑料料幅包括至少一种含PMMA或聚碳酸酯的透明的热塑性塑料。
12.根据权利要求10的方法,其特征在于所述塑料料幅包含至少一种或多种含TiO2、BaSO4、聚苯乙烯基或聚倍半硅氧烷基体系作为散射颗粒的透明的热塑性塑料。
13.根据权利要求10的方法,其特征在于,所述塑料料幅具有1-20mm的厚度。
14.根据权利要求10的方法,其特征在于,所述塑料料幅具有2-10mm的厚度。
15.根据权利要求1-6中任一项的方法,其特征在于
所使用的激光器是CO2、受激准分子、HeNe激光器或N2激光器和/或
将激光功率/光束控制在2W-400W的范围内。
16.根据权利要求15的方法,其特征在于将激光功率/光束控制在5W-150W的范围内。
17.根据权利要求1-6中任一项的方法,其特征在于
在所述塑料料幅的两面进行表面雕刻。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11178457 | 2011-08-23 | ||
EP11178457.5 | 2011-08-23 | ||
PCT/EP2012/066217 WO2013026834A1 (de) | 2011-08-23 | 2012-08-21 | Kontinuierliches verfahren zur herstellung von lichtleiterplatten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103782207A CN103782207A (zh) | 2014-05-07 |
CN103782207B true CN103782207B (zh) | 2016-10-05 |
Family
ID=46829709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280040688.5A Expired - Fee Related CN103782207B (zh) | 2011-08-23 | 2012-08-21 | 制备导光板的连续方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140232027A1 (zh) |
EP (1) | EP2748656B1 (zh) |
CN (1) | CN103782207B (zh) |
ES (1) | ES2584657T3 (zh) |
WO (1) | WO2013026834A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10450431B2 (en) * | 2013-07-10 | 2019-10-22 | Riken Technos Corporation | Poly(meth)acrylimide film, easy-adhesion film using same, and method for manufacturing such films |
CN105364300A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-02 | 苏州光韵达光电科技有限公司 | 一种用于导光板的激光加工设备 |
CN105538644B (zh) * | 2016-02-15 | 2018-02-13 | 南京贝迪电子有限公司 | 低成本导光板的生产设备及生产方法 |
CN108189437B (zh) * | 2017-12-28 | 2019-03-19 | 天津仁泰化学工业股份有限公司 | 连续式聚苯乙烯导光板生产工艺及聚苯乙烯导光板 |
EP3743657A1 (en) | 2018-01-24 | 2020-12-02 | Röhm GmbH | Light emitting element |
FR3105044B1 (fr) * | 2019-12-20 | 2022-08-12 | Saint Gobain | Dispositif de traitement d’un substrat |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101081919A (zh) * | 2007-06-21 | 2007-12-05 | 凯邦科技有限公司 | 一种基于SiO2/PMMA的光散射模塑料的制备方法 |
CN101122714A (zh) * | 2006-07-10 | 2008-02-13 | 三星电子株式会社 | 光导板和具有光导板的液晶显示装置 |
CN101846289A (zh) * | 2008-03-27 | 2010-09-29 | Skc哈斯显示器薄膜有限公司 | 具有光提取部件的导光膜 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0710634B2 (ja) | 1990-07-25 | 1995-02-08 | 松下電工株式会社 | シルクスクリーン印刷用版 |
JP2002192600A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Kyocera Corp | 光学用板状部材の製造方法 |
US6843587B2 (en) | 2002-05-11 | 2005-01-18 | Ls Tech Co., Ltd. | Surface light source apparatus, and method and apparatus for manufacturing the same |
KR20050104118A (ko) | 2004-04-28 | 2005-11-02 | 주식회사 쿠키혼 | 레이저 발진부를 이동하여 도광판을 가공하는 레이저 장치 |
DE102004038571A1 (de) * | 2004-08-06 | 2006-02-23 | Breyer Gmbh Maschinenfabrik | Verfahren zum Herstellen von Platten aus thermoplastisch extrudierten Kunststoffen |
TWI270721B (en) | 2004-12-03 | 2007-01-11 | Innolux Display Corp | Light guide plate and method of manufacturing the same |
KR100645772B1 (ko) | 2005-02-16 | 2006-11-14 | 토파즈엘시디 주식회사 | 도광판 가공용 co2 레이저장치 |
TW200741409A (en) | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Coretronic Corp | Rotary object pattern manufacturing system and method thereof |
KR20080002354A (ko) | 2006-06-30 | 2008-01-04 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 디스플레이 패널용 플라즈마 처리 장치 및 이를 이용한플라즈마 처리 방법 |
KR20080001775A (ko) | 2006-06-30 | 2008-01-04 | 주식회사 한광옵토 | 도광판과 이를 이용한 백라이트 유닛 |
DE102007004247A1 (de) * | 2007-01-23 | 2008-07-24 | Breyer Gmbh Maschinenfabrik | Verfahren zum Bearbeiten von extrudierten Kunststoffplatten |
US20090040771A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Rohm And Haas Denmark Finance A/S | Thin light guiding plate and methods of manufacturing |
US20090067178A1 (en) | 2007-09-11 | 2009-03-12 | Kismart Corporation | Method of forming light-scattering dots inside the diffusion plate and light guide plate by laser engraving |
JP2009072915A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Fujifilm Corp | 成形板の製造方法および製造装置 |
CA2759699A1 (en) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Echelon Laser Systems, Lp | Combination extrusion and laser-marking system, and related method |
KR20100000799A (ko) * | 2008-06-25 | 2010-01-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치의 도광판 제조방법 |
TW201015129A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-16 | Feng-Li Lin | Light guiding plate |
JP2010103068A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Kuroda Denki Kk | 導光板の製造方法、導光板及び光源装置 |
KR101102131B1 (ko) * | 2011-07-12 | 2012-01-02 | 레이젠 주식회사 | 인라인 압출 패턴 성형 장치 |
-
2012
- 2012-08-21 CN CN201280040688.5A patent/CN103782207B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-08-21 EP EP12756671.9A patent/EP2748656B1/de not_active Not-in-force
- 2012-08-21 US US14/240,138 patent/US20140232027A1/en not_active Abandoned
- 2012-08-21 ES ES12756671.9T patent/ES2584657T3/es active Active
- 2012-08-21 WO PCT/EP2012/066217 patent/WO2013026834A1/de active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101122714A (zh) * | 2006-07-10 | 2008-02-13 | 三星电子株式会社 | 光导板和具有光导板的液晶显示装置 |
CN101081919A (zh) * | 2007-06-21 | 2007-12-05 | 凯邦科技有限公司 | 一种基于SiO2/PMMA的光散射模塑料的制备方法 |
CN101846289A (zh) * | 2008-03-27 | 2010-09-29 | Skc哈斯显示器薄膜有限公司 | 具有光提取部件的导光膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013026834A1 (de) | 2013-02-28 |
EP2748656B1 (de) | 2016-04-27 |
CN103782207A (zh) | 2014-05-07 |
US20140232027A1 (en) | 2014-08-21 |
ES2584657T3 (es) | 2016-09-28 |
EP2748656A1 (de) | 2014-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103782207B (zh) | 制备导光板的连续方法 | |
US7128459B2 (en) | Light-guide plate and method for manufacturing the same | |
TWI531462B (zh) | 用於押出成型及圖案形成之同軸射出式裝置 | |
JP6313771B2 (ja) | 表面粗さが異なる微細構成を有する製造物品 | |
CN110560936A (zh) | 一种皮革制品阵列透气孔的激光并行加工装置及加工方法 | |
CN104626530A (zh) | 一种导光板的加工工艺 | |
CN109407187A (zh) | 一种多层结构光学扩散片 | |
CN102343675A (zh) | 一种导光板加工机及导光板的生产工艺 | |
CN204515180U (zh) | 一种自适应间距的微透镜阵列导光板 | |
CN104849796A (zh) | 一种自适应间距的微透镜阵列导光板 | |
KR100570484B1 (ko) | 평판재 단면의 절삭 가공 방법 및 절삭 가공 장치 | |
CN101738676B (zh) | 导光板的制作方法 | |
CN1203958C (zh) | 一种双网孔陶瓷网纹辊及其激光雕刻方法 | |
CN1180924C (zh) | 菲涅尔透镜连续化生产工艺中的滚筒模具 | |
JP2011098479A (ja) | 表面に凹凸形状を有する光学シートの製造方法 | |
TW201325882A (zh) | 用以製造導光板之連續方法 | |
CN113369701B (zh) | 在透明塑料制品上加工防伪图案的方法及装置 | |
CN204372816U (zh) | 一种菲涅尔镜片 | |
WO2012076884A1 (en) | Structured optical film | |
CN108267808B (zh) | 一种背光模组用导光板的制作方法 | |
JP2006218829A (ja) | 導光板用金型の製造方法 | |
TWI637201B (zh) | 導光板之加工裝置及其導光板 | |
CN104965244B (zh) | 一种光学膜的制作方法及光学膜 | |
TWI485053B (zh) | 形成圖案化微結構之設備與方法 | |
KR101787079B1 (ko) | 패턴 형성 장치 및 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Darmstadt Patentee after: Roma Chemical Co.,Ltd. Address before: Darmstadt Patentee before: EVONIK ROHM GmbH |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161005 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |