CN104401000A - 一种基于3d技术的导光板制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导光板的制造领域，具体提供了一种运用3D打印技术的导光板制作方法。采用电脑建模设计出预印刷的导光板上导光网点的大小、形状及分布状况，转换成软件可解读指令。选择相应的打印机，采用分层加工，迭加固化成形的方式来实现打印3D实体导光板。本发明方法不仅能够通过建模参数精确控制导光网点的大小、厚度、形状以及分布，提升导光板的精度；还克服了现有制备导光板工序复杂，不易控制，良品率低等缺点。

Description

一种基于3D技术的导光板制备方法

技术领域

本发明涉及一种基于3D技术的导光板制备方法，应用于导光板制备。

背景技术

导光板是广泛应用于显示领域的高科技产品。现有技术的导光板是利用射出成型的方法将丙烯压制成表面光滑的板块，然后在压克力平板上用高反射率且不吸光的材料，在板底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散点，以此来扩散光线。当光线射到扩散点时，光会往各个方向反射，然后破坏反射条件由导光板正面射出。为使均匀发光，必须利用各种疏密、大小不一的扩散点，疏密、大小不一才能保证光往各个方向反射的几率大致相同。导光板在背光模组中属于较难制作的原件，原因在于导光板面向光源的一面布满着导光点，这些导光点呈现着疏密、大小不一的排列，如何排列这些导光点达到所需要之灰度与均匀度是一大难点。

传统导光板的制作方式主要有两种：

印刷式：首先对亚克力板进行外形加工，然后以丝网印刷的方式将导光网点印在板底面。该方法的存在的主要问题是，不同尺寸需要不同的网板，而且网板必须一次成功，否则报废；该方法制备出的网板折射效果差，亮度偏低；该方法使用的化学油墨受环境影响大，易老化；全部制备过程采用手工操作，稳定性、重复性差；丝网印刷对亚克力板材的平整度要求非常高，否则无法印刷；且该方法制备过程繁琐。

模具式：根据背光源产品大小和厚度将网点设计在注塑模具上，再镶入模具组装，并将模具安装在射出机台上，安装前还须要先将塑料进行除湿、烘干、软化等处理，高温熔融塑料颗粒，再以高压注入模具内定型，打开模具取出塑件，并修剪其注料口。该方法存在的主要问题是，制作导光板的模具是采用喷砂或道具雕刻加工等以形成图样，制作时程长，精密度差，造成模具制作时常会产生分布的偏移，不同尺寸的产品要用不同的模具，且定型后不能再改变网点大小参数；开模必须一次成功，否则报废；喷砂加工技术无法精确地做到控制导光板上不同区域的加工点疏密程度，若能制作成整面相同粗糙度的喷砂雾面，背光模块发光的均匀度又不易被调整；生产工艺难掌握，且相当的繁琐、冗长，不能生产大型的导光板，应用领域窄。

发明内容

本发明针对上述现有制备导光板的技术的不足，提出一种基于3D技术制备导光板的方法。

本发明的技术方案在于：

一种基于3D技术的导光板制备方法，其特征在于，提供一导光板成形系统，所述导光板成形系统包括控制部分和机械部分；所述控制部分为机械部分提供指令，通过电脑建模转化为软件可解读的数字模型，再将数字模型运用电脑程序转换为专用机械设备指令，通过指令来控制机械系统完成模型的打印；所述机械系统包括动力单元以及打印单元单元，所述打印单元包括一打印台、一打印头和一十字滑台，所述动力单元与十字滑台相连，实现对打印头位置的调控，所述打印头采用线状打印头、点状打印头或阵列打印头，所述打印头由多个规则排列的小打印头组成，所述小打印头与进料腔底部相连，并在连接处设置开关，实现调控部分小打印头参与打印；

其具体制备过程如下：

1）采用熔融沉积快速成型3D打印机打印出透光板；

2）采用紫外线快速成型3D打印机打印在透光板一面打印导光网点。

其中，步骤1按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出透光板的具体形状及厚度，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用PMMA树脂材料作为原料，并将原料熔融为液态，融胶温度设在210℃～250℃；c.机械设备接收指令，线状打印头向需要成型区喷洒液态原料，液态原料快速冷却固化成形，线状打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体透光板；步骤2按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出导光网点的具体形状及分布状况，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用SiO2,TiO2具有扩散和反射性质的材料作为原料，含有甲苯的有机物作为溶剂，与感光树脂或UV固化胶混合成液态，倒入进料腔中；c.机械设备接收指令，点状打印头向需要成型导光网点区内喷洒液态原料，并利用UV照射使喷洒出的液态材料快速固化，线状打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体导光网点。

另一实施过程中，步骤1按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出透光板的具体形状及厚度，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用PMMA树脂材料作为原料，并将原料熔融为液态，融胶温度设在210℃～250℃；c.机械设备接收指令，线状打印头向需要成型区喷洒液态原料，液态原料快速冷却固化成形，线状打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体透光板；步骤2按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出导光网点的具体形状及分布状况，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用SiO2,TiO2具有扩散和反射性质的材料作为原料，含有甲苯的有机物作为溶剂，与感光树脂或UV固化胶混合成液态；c.在透光板表面倒入一层液态原料24b，机械设备接收指令，控制UV激光照射在需要成型导光网点区，使被照射材料快速固化，如此形成实体导光网点。

本发明的优点在于：

本发明的制备方法不仅可制备出高精度的导光板，还可简化导光板产品的制备工序。

附图说明

图1为一种3D打印装置图；

图2为一种打印头装置图；

图3为本发明具体实施案例1的结构示意图；

图4为本发明具体实施案例2的结构示意图；

图5为本发明具体实施案例3的结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，结合附图作详细说明如下。

参照图1所示，基于3D打印技术的导光板成形系统，包括控制部分和机械部分。所述控制部分为机械部分提供指令，通过电脑建模转化为软件可解读的数字模型，再将数字模型运用电脑程序转换为专用机械设备指令，通过指令来控制机械系统完成模型的打印。所述机械系统包括动力单元（未标示）以及打印单元单元1a。所述打印单元包括一打印台12a、一打印头13a和一十字滑台14a。所述动力单元（未标示）与十字滑台14a相连，实现对打印头13a位置的调控。

所述打印头可采用线状打印头、点状打印头或阵列打印头，请参照图2所示，所述打印头由多个规则排列的小打印头12b组成，所述小打印头12b与进料腔11b底部相连，并在连接处设置开关，实现调控部分小打印头参与打印

实施案例1：

    参照图3所示为本案例采用3D打印技术在透光板上成形导光网点的示意图，具体步骤为：首先，采用熔融沉积快速成型3D打印机打印出透光板23a。a.在电脑的建模系统中设计出透光板的具体形状及厚度，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用PMMA树脂材料作为原料，并将原料熔融为液态，融胶温度设在210℃～250℃；c.机械设备接收指令，线状打印头向需要成型区喷洒液态原料，液态原料快速冷却固化成形，线状打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体透光板23a；其次，采用紫外线快速成型3D打印机打印在透光板一面打印导光网点22a。a.在电脑的建模系统中设计出导光网点的具体形状及分布状况，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用SiO2,TiO2等具有扩散和反射性质的材料作为原料，含有甲苯的有机物作为溶剂，与感光树脂或UV固化胶混合成液态，倒入进料腔中；c.机械设备接收指令，点状打印头向需要成型导光网点区内喷洒液态原料，并利用UV照射使喷洒出的液态材料快速固化，线状打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体导光网点22a；

实施案例2：

    参照图4所示为本案例采用3D打印技术在透光板上成形导光网点的示意图，具体步骤为：首先，采用熔融沉积快速成型3D打印机打印出透光板23a。a.在电脑的建模系统中设计出透光板的具体形状及厚度，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用PMMA树脂材料作为原料，并将原料熔融为液态，融胶温度设在210℃～250℃；c.机械设备接收指令，线状打印头向需要成型区喷洒液态原料，液态原料快速冷却固化成形，线状打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体透光板23b；其次，采用紫外线快速成型3D打印机打印在透光板一面打印导光网点22b。a.在电脑的建模系统中设计出导光网点的具体形状及分布状况，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用SiO2,TiO2等具有扩散和反射性质的材料作为原料，含有甲苯的有机物作为溶剂，与感光树脂或UV固化胶混合成液态；c.在透光板表面倒入一层液态原料24b，机械设备接收指令，控制UV激光25b照射在需要成型导光网点区，使被照射材料快速固化，如此形成实体导光网点22b；

实施案例3：

参照图5所示为本案例采用3D打印技术在透光板上成形导光网点的示意图。具体步骤为：首先，采用熔融沉积快速成型3D打印机打印导光板23c。a.在电脑的建模系统中设计出导光板的具体形状及厚度，以及导光网点21c的凹点半径、分布情况，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用PMMA树脂材料作为原料，并将原料熔融为液态，融胶温度设在210℃～250℃，融胶温度设在210℃～250℃；c.机械设备接收指令，阵列状状打印头22c向需要成型导光网点区内喷洒液态原料，液态原料快速冷却固化成形，线状打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体导光板23c。

总结下其主要步骤如下:首先确定印刷原料，并根据原料，确定3D打印机的类型；然后，利用电脑建模进行结构设计，并转化为打印指令；最后，利用打印机打印。

A.所述导光板包括透光板和导光网点。所述透光板包括一入光面、一与所述入光面相连的底面、一与所述底面相对的出光面；所述透光板的形状可以是平板形或锲形。所述网点可以为圆形、矩形或多边形的凹孔点阵等具有折射、反射单元，且大小不一、呈现着由疏到密的排列于导光板底面上。

所述导光板材料为具有高透光率的塑胶材料，主要有PMMA树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯等；所述打印机类型可采用熔融沉积快速成型技术（FDM）；所述导光网点材料可以为SiO2,TiO2等具有扩散、反射性质且不吸光的材料；所述打印机类型可采用紫外线快速成型技术（UV）；所述打印机的打印头根据实体的形状而定，可采用单个打印头快速打印，也可以采用线状、面状或阵列式打印头快速打印。

B.所述导光板包括一透光板和微孔槽或微凸点，所述透光板包括一入光面、一与所述入光面相连的底面、一与所述底面相对的出光面；所述透光板的形状可以是平板形或锲形。所述微孔槽或微凸点可以为正弦波形、孔点阵等大小不一、呈现着由疏到密的排列于导光板底面上。

所述导光板材料为具有高透光率的塑胶材料，主要有PMMA树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯等；所述打印机类型可采用熔融沉积快速成型技术（FDM）；所述打印机的打印头根据实体的形状而定，可采用单个打印头快速打印，也可以采用线状、面状或阵列式打印头快速打印。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1. 一种基于3D技术的导光板制备方法，其特征在于，提供一导光板成形系统，所述导光板成形系统包括控制部分和机械部分；所述控制部分为机械部分提供指令，通过电脑建模转化为软件可解读的数字模型，再将数字模型运用电脑程序转换为专用机械设备指令，通过指令来控制机械系统完成模型的打印；所述机械系统包括动力单元以及打印单元单元，所述打印单元包括一打印台、一打印头和一十字滑台，所述动力单元与十字滑台相连，实现对打印头位置的调控，所述打印头采用线状打印头、点状打印头或阵列打印头，所述阵列打印头由多个规则排列的小打印头组成，所述小打印头与进料腔底部相连，并在连接处设置开关，实现调控部分小打印头参与打印；

其具体制备过程如下：

1）采用熔融沉积快速成型3D打印机打印出透光板；

2）采用紫外线快速成型3D打印机打印在透光板一面打印导光网点。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的导光板制备方法，其特征在于：步骤1按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出透光板的具体形状及厚度，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用PMMA树脂材料作为原料，并将原料熔融为液态，融胶温度设在210℃～250℃；c.机械设备接收指令，打印头向需要成型区喷洒液态原料，液态原料快速冷却固化成形，打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体透光板。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于3D技术的导光板制备方法，其特征在于：步骤2按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出导光网点的具体形状及分布状况，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用SiO2,TiO2具有扩散和反射性质的材料作为原料，含有甲苯的有机物作为溶剂，与感光树脂或UV固化胶混合成液态，倒入进料腔中；c.机械设备接收指令，打印头向需要成型导光网点区内喷洒液态原料，并利用UV照射使喷洒出的液态材料快速固化，打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体导光网点。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D技术的导光板制备方法，其特征在于：步骤1按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出透光板的具体形状及厚度，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用PMMA树脂材料作为原料，并将原料熔融为液态，融胶温度设在210℃～250℃；c.机械设备接收指令，打印头向需要成型区喷洒液态原料，打印头如此左右来回平移，层层堆砌，形成实体透光板。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于3D技术的导光板制备方法，其特征在于：步骤2按如下具体进行：a.在电脑的建模系统中设计出导光网点的具体形状及分布状况，并运用电脑程序转换为专用机械设备指令；b.采用SiO2,TiO2具有扩散和反射性质的材料作为原料，含有甲苯的有机物作为溶剂，与感光树脂或UV固化胶混合成液态；c.在透光板表面倒入一层液态原料24b，机械设备接收指令，控制UV激光照射在需要成型导光网点区，使被照射材料快速固化，如此形成实体导光网点。