CN105891939A - 一种新型注塑导光板及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型注塑导光板，包括注塑导光板本体，所述注塑导光板本体的一侧设有波浪形微结构，且注塑导光板本体的另一侧面设有点中带类棱镜面结构。本发明改变了传统的导光板注塑模具加工处理工艺，用激光技术对模具上下模进行光学结构微处理，双面光学结构，既省去了扩散板等光学配件，又提高了光的利用效率。

Description

一种新型注塑导光板及其加工工艺
技术领域
本发明属于LED技术领域，更具体地说，尤其涉及一种新型注塑导光板。同时，本发明还涉及一种新型注塑导光板的加工工艺。
背景技术
背光模组是液晶显示器的重要组成部分，由光源、导光板、反射板、扩散板和棱镜等组成。液晶显示器里的液晶本身不发光，而是由发光二极管（LED）作为光源，利用导光板上设计的扩散点破坏光源在导光板内的全反射，并将光源均匀导出，因此液晶显示器制造中导光板微结构设计与制造尤为重要。
导光板(LGP, Light Guide Plate)的作用是将线光源转化为面光源，随着LED产业发展，市场对导光板的要求趋向于精细化和多元化。但是目前导光板的加工方法都有一定缺陷，这些缺陷是：加工尺寸固定、工艺复杂、间歇生产、易造成环境污染等。因此改善导光板的加工方法对导光板的应用有重要意义。
传统注塑导光板，利用模具金属腐蚀工艺或者机械加工工艺，在模具上形成有规律的导光网点，用此模具和光学塑料注塑出，一面光面，一面有导光点的光学导光板。其性能特点是通过与扩散板和反射膜，棱镜片增光膜等光学膜片结合让点光源实现成为面光源，其主要缺陷是如果没有扩散板和扩散膜增光膜等光学材料配合就无法实现应用要求，其二此类导光板的导光效率普遍偏低，无法完全体现LED的节能特性。
激光雕刻是目前应用极为广泛的制作模仁网点的方法。加工前先要将已经设计好的网点文件加载到雕刻机的控制系统中，然后对准中心位置，调整到适当的高度，输入合适的雕刻时间和输出功率，运行后激光雕刻机输出的激光就会在钢制模仁表面刻出我们听需要的网点。这种方法快捷方便，适合中小尺寸导光板模仁网点的加工制作。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型注塑导光板。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型注塑导光板，包括注塑导光板本体，所述注塑导光板本体的一侧设有波浪形微结构，且注塑导光板本体的另一侧面设有点中带类棱镜面结构。
本发明还提供一种新型注塑导光板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、掩模板制备：首先将在CAD上设计好的图案通过激光刻蚀在光刻胶上，然后进行光刻胶显影、铬膜刻蚀、去光刻胶，最后清洗，完成掩模板制备；
S2、基底清洗：取直径ϕ90-110mm的晶圆做基片，先用去离子水清洗8-12s，洗去表面的灰尘，然后将其依次放置到装有丙酮溶液、异丙醇、去离子水溶液的超声波振荡机中分别振荡9-11min，去除有机物和油脂，取出，用氮气枪吹干，再放入真空烘箱中用140-1600C温度烘烤4-6min；
S3、甩胶：将基片放入旋转涂布机中，抽真空固定，在基片上倒3.5-4.5mL光刻胶，以480-550r/min速度甩胶4.5-5.5s，再以1000 r/min速度甩胶28-32s，获得10.5-11.5μm厚度均匀的胶模；
S4、前烘:为防止表面溶剂已蒸发而内部溶剂未蒸发出来，采用经水平校正的加热板，分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段58-69℃，1-3 min；第二阶段90-100 ℃，4-6min；
S5、曝光：因SU-8光刻胶对365 nm的紫外光比较敏感，所以烘烤后的光刻胶冷却固化后，透过掩模板用350～400nm近紫外光曝光机进行曝光；
S6、后烘：为避免温度骤变造成光刻胶图案破裂和产生残留内应力，需缓慢升、降温；后烘分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段62-68 ℃，4.5-5.5min；第二阶段92-96 ℃，4.5-5.5min；
S7、显影：将胶模后烘冷却至室温后，放置于丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐中用显影液浸泡0.8-1.2min，再用新显影液浸泡28-32s；
S8、定影：将显影完的胶模放入异丙醇溶液0.9-1.1min，使微结构定影；再用去离子水冲洗及氮气吹干；定影时若发现胶模上有白色液体，则表示显影时间不足，需重新进行显影和定影，直至白色液体消失为止；
S9、热回流工艺：圆柱状微结构经过320℃、60min热回流后变成半圆状微结构，克服了曝光不足而产生倒角以及镍型芯脱模困难的问题，使注射成型后的导光板更易脱模；
S10、电子束蒸镀：为了确保电铸起始层，Au在微电铸时不脱落，电铸前需先在基板上蒸镀一层厚0.05μm的Cr作为粘着层，然后镀同样厚度的Au作为导电种子层；
S11、微电铸翻制型芯：采取添加湿润剂降低电镀液的表面张力以及通过喷射给液、辅助超声搅拌提高传质速度等措施促进电镀液进入微结构中；
S12、导光板注射成型：对镍型芯进行研磨使其与镶件紧密贴合，然后嵌入模具中，抽真空，镍型芯被吸附贴紧，再用压块压紧；将装配、调整完毕后的模具安装在30EH型精密注塑机上，并设置注射工艺参数为：注射温度245-255℃；注射速度52-86mm/s；保压压力78-82MPa；保压时间6.5-7.5s；模具温度78-86℃；冷却时间29-34s；
S13、将厚度0.5 mm的镍型芯嵌入模具内，并抽真空使镍型芯吸附在镶件上，固定型芯；通过设置合理的注射工艺参数，成功注射出了直径ϕ10μm、高度3.35μm的注塑导光板微结构。
优选的，根据光刻胶厚度为10.5-11.5μm，使用曝光剂的剂量为182-186mJ/㎝2。
优选的，在S11中，按照450 mL/L 氨基磺酸镍{Ni(NH2SO3)2·4H2O}、5 g/L 氯化镍（NiCl2·6H2O）、35 g/L 硼酸（H3BO3）、7mL/L应力降低剂(LN-MU)、1mL/L平滑剂（LN-MA）、6mL/L湿润剂来配比电镀液，以1A/dm2阴极电流密度、2A/dm2阳极电流密度、47℃镀浴温度、PH值为4及喷射给液、连续循环过滤的工艺条件进行电铸，得到最小直径ϕ10 μm、高度3.35μm的镀层晶粒生长良好且结晶致密的微结构。
优选的，所述S1中，所述激光刻蚀的具体步骤如下：
步骤1、根据入射光源的分布及导光要求设置导光板图形参数，采用导光板图形设计软件的绘图工具模块及导光板图形属性参数弹出模块形成无“重点”的导光板图形；
步骤2、采用导光板图形设计软件将该导光板图形生成加工数据文件，并把该加工数据文件传输给设备控制器；
步骤3、把导光板原材料放置激光加工设备中；
步骤4、启动激光加工设备，激光头在Z 轴上自动进行对焦操作，并沿X 轴与Y 轴采用X 轴及Y 轴走圆弧插补的方式进行网点图形加工，网点图形加工完成后进行切割加工，完成导光板的加工。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种新型注塑导光板主要应用领域是液晶显示背光模组和LED灯具等；本发明的目的是为这几个领域提供更高效更轻薄更节能的光学套件；单一导光板即可实现点光源转变为面光源，无需扩散板和其他光学膜片，真正实现了二合一甚至三合一的效果；本发明改变了传统的导光板注塑模具加工处理工艺，用激光技术对模具上下模进行光学结构微处理，双面光学结构，既省去了扩散板等光学配件，又提高了光的利用效率。
附图说明
图1为本发明的注塑导光板结构示意图。
图中：1导光板本体、2波浪形微结构、3点中带类棱镜面结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型注塑导光板，包括注塑导光板本体1，所述注塑导光板本体1的一侧设有波浪形微结构2，且注塑导光板本体1的另一侧面设有点中带类棱镜面结构3。
本发明还提供一种新型注塑导光板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、掩模板制备：首先将在CAD上设计好的图案通过激光刻蚀在光刻胶上，然后进行光刻胶显影、铬膜刻蚀、去光刻胶，最后清洗，完成掩模板制备；
所述S1中，所述激光刻蚀的具体步骤如下：
步骤1、根据入射光源的分布及导光要求设置导光板图形参数，采用导光板图形设计软件的绘图工具模块及导光板图形属性参数弹出模块形成无“重点”的导光板图形；
步骤2、采用导光板图形设计软件将该导光板图形生成加工数据文件，并把该加工数据文件传输给设备控制器；
步骤3、把导光板原材料放置激光加工设备中；
步骤4、启动激光加工设备，激光头在Z 轴上自动进行对焦操作，并沿X 轴与Y 轴采用X 轴及Y 轴走圆弧插补的方式进行网点图形加工，网点图形加工完成后进行切割加工，完成导光板的加工。
S2、基底清洗：取直径ϕ90mm的晶圆做基片，先用去离子水清洗8s，洗去表面的灰尘，然后将其依次放置到装有丙酮溶液、异丙醇、去离子水溶液的超声波振荡机中分别振荡9min，去除有机物和油脂，取出，用氮气枪吹干，再放入真空烘箱中用1400C温度烘烤6min；
S3、甩胶：将基片放入旋转涂布机中，抽真空固定，在基片上倒3.5mL光刻胶，以480-550r/min速度甩胶5.5s，再以1000 r/min速度甩胶32s，获得11.5μm厚度均匀的胶模；
S4、前烘:为防止表面溶剂已蒸发而内部溶剂未蒸发出来，采用经水平校正的加热板，分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段69℃，3min；第二阶段90℃，4min；
S5、曝光：因SU-8光刻胶对365nm的紫外光比较敏感，所以烘烤后的光刻胶冷却固化后，透过掩模板用350nm近紫外光曝光机进行曝光；
S6、后烘：为避免温度骤变造成光刻胶图案破裂和产生残留内应力，需缓慢升、降温；后烘分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段62℃，4.5min；第二阶段92℃，4.5min；
S7、显影：将胶模后烘冷却至室温后，放置于丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐中用显影液浸泡0.8min，再用新显影液浸泡28s；
S8、定影：将显影完的胶模放入异丙醇溶液0.9min，使微结构定影；再用去离子水冲洗及氮气吹干；定影时若发现胶模上有白色液体，则表示显影时间不足，需重新进行显影和定影，直至白色液体消失为止；
S9、热回流工艺：圆柱状微结构经过320℃、60min热回流后变成半圆状微结构，克服了曝光不足而产生倒角以及镍型芯脱模困难的问题，使注射成型后的导光板更易脱模；
S10、电子束蒸镀：为了确保电铸起始层，Au在微电铸时不脱落，电铸前需先在基板上蒸镀一层厚0.05μm的Cr作为粘着层，然后镀同样厚度的Au作为导电种子层；
S11、微电铸翻制型芯：采取添加湿润剂降低电镀液的表面张力以及通过喷射给液、辅助超声搅拌提高传质速度等措施促进电镀液进入微结构中；
S12、导光板注射成型：对镍型芯进行研磨使其与镶件紧密贴合，然后嵌入模具中，抽真空，镍型芯被吸附贴紧，再用压块压紧；将装配、调整完毕后的模具安装在30EH型精密注塑机上，并设置注射工艺参数为：注射温度245℃；注射速度52mm/s；保压压力78MPa；保压时间6.5s；模具温度78℃；冷却时间29s；
S13、将厚度0.5mm的镍型芯嵌入模具内，并抽真空使镍型芯吸附在镶件上，固定型芯；通过设置合理的注射工艺参数，成功注射出了直径ϕ10μm、高度3.35μm的注塑导光板微结构。
实施例2
一种新型注塑导光板，包括注塑导光板本体1，所述注塑导光板本体1的一侧设有波浪形微结构2，且注塑导光板本体1的另一侧面设有点中带类棱镜面结构3。
本发明还提供一种新型注塑导光板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、掩模板制备：掩模板以高透光性的玻璃为基底，先在玻璃基底上面溅镀一层厚0.1μm的铬膜，为了降低曝光时基底表面对光的反射，提高掩模板上光刻胶的清晰度，在铬膜上再镀一层厚0.02μm的不透光的薄膜三氧化二铬，第三层为光刻胶；掩模板制备过程为：首先将在CAD上设计好的图案通过激光刻蚀在光刻胶上，然后进行光刻胶显影、铬膜刻蚀、去光刻胶，最后清洗，完成掩模板制备；
所述激光刻蚀的具体步骤如下：
步骤1、根据入射光源的分布及导光要求设置导光板图形参数，采用导光板图形设计软件的绘图工具模块及导光板图形属性参数弹出模块形成无“重点”的导光板图形；
步骤2、采用导光板图形设计软件将该导光板图形生成加工数据文件，并把该加工数据文件传输给设备控制器；
步骤3、把导光板原材料放置激光加工设备中；
步骤4、启动激光加工设备，激光头在Z 轴上自动进行对焦操作，并沿X 轴与Y 轴采用X 轴及Y 轴走圆弧插补的方式进行网点图形加工，网点图形加工完成后进行切割加工，完成导光板的加工。
S2、基底清洗：取直径ϕ100mm的晶圆做基片，先用去离子水清洗10s，洗去表面的灰尘，然后将其依次放置到装有丙酮溶液、异丙醇、去离子水溶液的超声波振荡机中分别振荡10min，去除有机物和油脂，取出，用氮气枪吹干，再放入真空烘箱中用1500C温度烘烤5min；
S3、甩胶：将基片放入旋转涂布机中，抽真空固定，在基片上倒约4mL光刻胶，以500r/min速度甩胶5s，再以1000 r/min速度甩胶30 s，获得11μm厚度均匀的胶模；
S4、前烘：由于SU-8光刻胶为厚膜光刻胶，黏度较高；甩胶时受离心力影响，光刻胶往基片边缘流动，容易出现边珠效应，前烘可使光刻胶受热产生再流动，有效减少边缘边珠；烘烤温度要高于未曝光的SU-8光刻胶玻璃体转换温度55℃；为防止表面溶剂已蒸发而内部溶剂未蒸发出来，采用经水平校正的加热板，分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段65 ℃，2 min；第二阶段95 ℃，5min；
S5、曝光：因SU-8光刻胶对365 nm的紫外光比较敏感，所以烘烤后的光刻胶冷却固化后，透过掩模板用350～400nm近紫外光曝光机进行曝光；根据光刻胶厚度为11μm，使用曝光剂的剂量为185mJ/㎝2；
S6、后烘：后烘的目的是通过烘烤的热量加速光刻胶的交联反应，以免未反应完全的光刻胶在显影时脱落。为避免温度骤变造成光刻胶图案破裂和产生残留内应力，需缓慢升、降温；后烘分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段65 ℃，5min；第二阶段95 ℃，5 min。后烘时间不宜过长，否则会导致SU-8光刻胶层过度交联，内应力增大，光刻胶的粘附性变差；
S7、显影：将胶模后烘冷却至室温后，放置于丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐（PGMEA）中用显影液浸泡1min，再用新显影液浸泡30s；因使用的是负光刻胶，曝光过的光刻胶产生了交联反应，不溶于显影液，而未曝光的光刻胶将被清除；曝光后，胶模上呈现出柱状微结构；
S8、定影：将显影完的胶模放入异丙醇溶液1min，使微结构定影；再用去离子水冲洗及氮气吹干；定影时若发现胶模上有白色液体，则表示显影时间不足，需重新进行显影和定影，直至白色液体消失为止；
S9、热回流工艺：热回流的目的是将光刻加工产生的柱状微结构通过长时间的高温处理，使微结构受热处于半熔融状态，受表面张力的影响，固态柱状结构慢慢扩散而变为半圆状微结构，表面粗糙度也得到改善，进而达到光学等级的要求；圆柱状微结构经过320℃、60min热回流后变成半圆状微结构，克服了曝光不足而产生倒角以及镍型芯脱模困难的问题，使注射成型后的导光板更易脱模；
S10、电子束蒸镀：为了确保电铸起始层，Au在微电铸时不脱落，电铸前需先在基板上蒸镀一层厚0.05μm的Cr作为粘着层，然后镀同样厚度的Au作为导电种子层；Au做导电层的优点是电子束蒸镀后微结构表面光滑，可省去微电铸翻模前的抛光工序；
S11、微电铸翻制型芯：在微电铸时，一方面由于表面张力的存在使电镀液很难进入到微结构中，另一方面液相传质困难，析出的金属粒子不能得到及时补充，以致产生气体或其他沉积物，甚至形成疏松的多孔结构；采取添加湿润剂降低电镀液的表面张力以及通过喷射给液、辅助超声搅拌提高传质速度等措施促进电镀液进入微结构中。
电镀液中液相传质的方式有对流、扩散、电迁移3种。微电铸金属沉积过程从光刻胶微结构的底部起逐渐填充阴极表面的微结构，所填充的孔洞是盲孔，在电流密度不太大的情况下，扩散层厚度较薄，对液相传质影响不大。随着电流密度升高，金属离子在沉积区的扩散速度成为沉积反应的瓶颈，电极界面的金属离子严重缺乏，不能满足电极反应的需求，不可避免地会有其他反应发生，如产生气体或其他沉积物，甚至形成疏松的多孔性填充结构，使铸层高低不平。文献试验结果表明，阴极电流密度不易超过1.0A/dm2。镀浴温度、镀液PH值、搅拌速度等工艺参数也是影响镀层质量的重要因素。
按照450 mL/L 氨基磺酸镍{Ni(NH2SO3)2·4H2O}、5 g/L 氯化镍（NiCl2·6H2O）、35 g/L 硼酸（H3BO3）、7mL/L应力降低剂(LN-MU)、1mL/L平滑剂（LN-MA）、6mL/L表面活性剂（湿润剂）来配比电镀液，以1A/dm2阴极电流密度、2A/dm2阳极电流密度、47℃镀浴温度、4PH值及喷射给液、连续循环过滤的工艺条件进行电铸，得到最小直径ϕ10 μm、高度3.35μm的镀层晶粒生长良好且结晶致密的微结构。需要注意的是，为得到均匀的镍起始镀层，电铸的初始速度要小一些。
电铸后，需将浸泡了脱模剂的背板与镍型芯分离。SU-8固化后难以去除，而采用电铸翻模方法，无需去除背板上的光刻胶。试验结果表明，当脱模剂浓度为5%、脱模时间为35s时，可实现SU-8光刻胶不粘附在镍型芯上。若镍型芯与背板剥离后镍型芯局部有SU-8粘附，可通过高温灰化法去除，然后在热丙酮中用超声波洗净，这种方法对金属模具比较有效。
S12、导光板注射成型：对镍型芯进行研磨使其与镶件紧密贴合，然后嵌入模具中，抽真空，镍型芯被吸附贴紧，再用压块压紧。将装配、调整完毕后的模具安装在30EH型精密注塑机上，并设置注射工艺参数为：注射温度250℃；注射速度85mm/s；保压压力80MPa；保压时间7s；模具温度80℃；冷却时间30s。
S13、将厚度0.5 mm的镍型芯嵌入模具内，并抽真空使镍型芯吸附在镶件上，固定型芯。通过设置合理的注射工艺参数，成功注射出了直径ϕ10μm、高度3.35μm的注塑导光板微结构。
实施例3
一种新型注塑导光板，包括注塑导光板本体1，所述注塑导光板本体1的一侧设有波浪形微结构2，且注塑导光板本体1的另一侧面设有点中带类棱镜面结构3。
本发明还提供一种新型注塑导光板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、掩模板制备：首先将在CAD上设计好的图案通过激光刻蚀在光刻胶上，然后进行光刻胶显影、铬膜刻蚀、去光刻胶，最后清洗，完成掩模板制备；
S2、基底清洗：取直径ϕ110mm的晶圆做基片，先用去离子水清洗12s，洗去表面的灰尘，然后将其依次放置到装有丙酮溶液、异丙醇、去离子水溶液的超声波振荡机中分别振荡11min，去除有机物和油脂，取出，用氮气枪吹干，再放入真空烘箱中用1600C温度烘烤6min；
S3、甩胶：将基片放入旋转涂布机中，抽真空固定，在基片上倒4.5mL光刻胶，以550r/min速度甩胶5.5s，再以1000 r/min速度甩胶32s，获得11.5μm厚度均匀的胶模；
S4、前烘:为防止表面溶剂已蒸发而内部溶剂未蒸发出来，采用经水平校正的加热板，分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段69℃，3min；第二阶段100 ℃， 6min；
S5、曝光：因SU-8光刻胶对365 nm的紫外光比较敏感，所以烘烤后的光刻胶冷却固化后，透过掩模板用400nm近紫外光曝光机进行曝光；
S6、后烘：为避免温度骤变造成光刻胶图案破裂和产生残留内应力，需缓慢升、降温；后烘分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段68 ℃， 5.5min；第二阶段96 ℃，5.5min；
S7、显影：将胶模后烘冷却至室温后，放置于丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐中用显影液浸泡1.2min，再用新显影液浸泡32s；
S8、定影：将显影完的胶模放入异丙醇溶液1.1min，使微结构定影；再用去离子水冲洗及氮气吹干；定影时若发现胶模上有白色液体，则表示显影时间不足，需重新进行显影和定影，直至白色液体消失为止；
S9、热回流工艺：圆柱状微结构经过320℃、60min热回流后变成半圆状微结构，克服了曝光不足而产生倒角以及镍型芯脱模困难的问题，使注射成型后的导光板更易脱模；
S10、电子束蒸镀：为了确保电铸起始层，Au在微电铸时不脱落，电铸前需先在基板上蒸镀一层厚0.05μm的Cr作为粘着层，然后镀同样厚度的Au作为导电种子层；
S11、微电铸翻制型芯：采取添加湿润剂降低电镀液的表面张力以及通过喷射给液、辅助超声搅拌提高传质速度等措施促进电镀液进入微结构中；
S12、导光板注射成型：对镍型芯进行研磨使其与镶件紧密贴合，然后嵌入模具中，抽真空，镍型芯被吸附贴紧，再用压块压紧；将装配、调整完毕后的模具安装在30EH型精密注塑机上，并设置注射工艺参数为：注射温度255℃；注射速度86mm/s；保压压力82MPa；保压时间7.5s；模具温度86℃；冷却时间34s；
S13、将厚度0.5 mm的镍型芯嵌入模具内，并抽真空使镍型芯吸附在镶件上，固定型芯；通过设置合理的注射工艺参数，成功注射出了直径ϕ10μm、高度3.35μm的注塑导光板微结构。
综上所述：本发明提供的一种新型注塑导光板主要应用领域是液晶显示背光模组和LED灯具等；本发明的目的是为这几个领域提供更高效更轻薄更节能的光学套件；单一导光板即可实现点光源转变为面光源，无需扩散板和其他光学膜片，真正实现了二合一甚至三合一的效果；本发明改变了传统的导光板注塑模具加工处理工艺，用激光技术对模具上下模进行光学结构微处理，双面光学结构，既省去了扩散板等光学配件，又提高了光的利用效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型注塑导光板，包括注塑导光板本体（1），其特征在于：所述注塑导光板本体（1）的一侧设有波浪形微结构（2），且注塑导光板本体的另一侧面设有点中带类棱镜面结构（3）。
2.一种权利要求1所述的新型注塑导光板的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、掩模板制备：首先将在CAD上设计好的图案通过激光刻蚀在光刻胶上，然后进行光刻胶显影、铬膜刻蚀、去光刻胶，最后清洗，完成掩模板制备；
S2、基底清洗：取直径ϕ90-110mm的晶圆做基片，先用去离子水清洗8-12s，洗去表面的灰尘，然后将其依次放置到装有丙酮溶液、异丙醇、去离子水溶液的超声波振荡机中分别振荡9-11min，去除有机物和油脂，取出，用氮气枪吹干，再放入真空烘箱中用140-1600C温度烘烤4-6min；
S3、甩胶：将基片放入旋转涂布机中，抽真空固定，在基片上倒3.5-4.5mL光刻胶，以480-550r/min速度甩胶4.5-5.5s，再以1000 r/min速度甩胶28-32s，获得10.5-11.5μm厚度均匀的胶模；
S4、前烘:为防止表面溶剂已蒸发而内部溶剂未蒸发出来，采用经水平校正的加热板，分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段58-69℃，1-3 min；第二阶段90-100 ℃，4-6min；
S5、曝光：因SU-8光刻胶对365 nm的紫外光比较敏感，所以烘烤后的光刻胶冷却固化后，透过掩模板用350～400nm近紫外光曝光机进行曝光；
S6、后烘：为避免温度骤变造成光刻胶图案破裂和产生残留内应力，需缓慢升、降温；后烘分两个阶段烘烤，烘烤温度与时间分别为：第一阶段62-68 ℃，4.5-5.5min；第二阶段92-96 ℃，4.5-5.5min；
S7、显影：将胶模后烘冷却至室温后，放置于丙烯乙二醇单甲基醚醋酸盐中用显影液浸泡0.8-1.2min，再用新显影液浸泡28-32s；
S8、定影：将显影完的胶模放入异丙醇溶液0.9-1.1min，使微结构定影；再用去离子水冲洗及氮气吹干；定影时若发现胶模上有白色液体，则表示显影时间不足，需重新进行显影和定影，直至白色液体消失为止；
S9、热回流工艺：圆柱状微结构经过320℃、60min热回流后变成半圆状微结构，克服了曝光不足而产生倒角以及镍型芯脱模困难的问题，使注射成型后的导光板更易脱模；
S10、电子束蒸镀：为了确保电铸起始层，Au在微电铸时不脱落，电铸前需先在基板上蒸镀一层厚0.05μm的Cr作为粘着层，然后镀同样厚度的Au作为导电种子层；
S11、微电铸翻制型芯：采取添加湿润剂降低电镀液的表面张力以及通过喷射给液、辅助超声搅拌提高传质速度等措施促进电镀液进入微结构中；
S12、导光板注射成型：对镍型芯进行研磨使其与镶件紧密贴合，然后嵌入模具中，抽真空，镍型芯被吸附贴紧，再用压块压紧；将装配、调整完毕后的模具安装在30EH型精密注塑机上，并设置注射工艺参数为：注射温度245-255℃；注射速度52-86mm/s；保压压力78-82MPa；保压时间6.5-7.5s；模具温度78-86℃；冷却时间29-34s；
S13、将厚度0.5 mm的镍型芯嵌入模具内，并抽真空使镍型芯吸附在镶件上，固定型芯；通过设置合理的注射工艺参数，成功注射出了直径ϕ10μm、高度3.35μm的注塑导光板微结构。
3.根据权利要求2所述的一种新型注塑导光板的加工工艺，其特征在于：根据光刻胶厚度为10.5-11.5μm，使用曝光剂的剂量为182-186mJ/㎝2。
4.根据权利要求2所述的一种新型注塑导光板的加工工艺，其特征在于：在S11中，按照450 mL/L 氨基磺酸镍{Ni(NH2SO3)2·4H2O}、5 g/L 氯化镍（NiCl2·6H2O）、35 g/L 硼酸（H3BO3）、7mL/L应力降低剂(LN-MU)、1mL/L平滑剂（LN-MA）、6mL/L湿润剂来配比电镀液，以1A/dm2阴极电流密度、2A/dm2阳极电流密度、47℃镀浴温度、PH值为4及喷射给液、连续循环过滤的工艺条件进行电铸，得到最小直径ϕ10 μm、高度3.35μm的镀层晶粒生长良好且结晶致密的微结构。
5.根据权利要求2所述的一种新型注塑导光板的加工工艺，其特征在于：所述S1中，所述激光刻蚀的具体步骤如下：
步骤1、根据入射光源的分布及导光要求设置导光板图形参数，采用导光板图形设计软件的绘图工具模块及导光板图形属性参数弹出模块形成无“重点”的导光板图形；
步骤2、采用导光板图形设计软件将该导光板图形生成加工数据文件，并把该加工数据文件传输给设备控制器；
步骤3、把导光板原材料放置激光加工设备中；
步骤4、启动激光加工设备，激光头在Z 轴上自动进行对焦操作，并沿X 轴与Y 轴采用X 轴及Y 轴走圆弧插补的方式进行网点图形加工，网点图形加工完成后进行切割加工，完成导光板的加工。
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