CN107598365A - 制造背光模组用光学膜片的方法及光学膜片 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种制造背光模组用光学膜片的方法及一种光学膜片，所述方法包括：设定超短脉冲激光的参数；将所述超短脉冲激光引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成多个盲孔，得到具有多个盲孔的脆性材料光学膜片。由于采用超短脉冲激光即采用冷激光加工工艺，所以通过本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法，可以显著提高在脆性材料基板中形成的盲孔的质量，相应地使所得到的光学膜片的质量得以显著提升。

Description

制造背光模组用光学膜片的方法及光学膜片

技术领域

本发明涉及照明领域，具体而言，涉及一种制造背光模组用光学膜片的方法及光学膜片。

背景技术

脆性材料(例如玻璃)已经广泛地用于消费类设备中。玻璃板已经在智能手机和平板电脑中以例如防护玻璃、触摸屏和显示器的方式得以应用。为了使设备更薄并且更轻，许多其他材料也被转换为玻璃。这样的示例为用于在液晶显示器(LCD，Liquid CrystalDisplay)中产生均匀背光的“光扩散片”或“导光板(LGP，Light Guide Plate)”。目前的方法是使用图案化聚合物例如PMMA来扩散背光并在显示器上产生均匀的光分布。

光扩散片或LGP基本上为表面纹理化的透明材料，其中表面纹理使通过的光衍射并均匀地分布在整个板上。如图1所示，示出了LCD电视中使用的典型光扩散片或LGP 101，其中该光扩散片或LGP 101使各个光源102(例如小芯片的红色LED、绿色LED和蓝色LED)发射的光衍射并均匀分布于LCD面板103。

行业中的现有技术使用由聚合物片材制成的光扩散片或LGP，其制造简单，并且通常通过冲压工艺进行制造。例如，如图2所示，首先在步骤(a)中利用例如光刻胶(PR)创建作为光扩散片或LGP的负像的金属模具104(例如不锈钢模具)，然后在步骤(b)中将具有所需尺寸的聚合物片材105按压到上述金属模具104中以压印所需的扩散图案。

随着显示器的尺寸增加，要么必须使聚合物光扩散片或LGP更薄以支撑背光模块的结构完整性，要么必须引入多个支撑结构以防止光扩散片或LGP倒塌。这使得显示设备变得更厚，从而与这些设备变得更薄、更轻且柔韧的趋势背道而驰。

因此，鉴于玻璃光扩散片或LGP的刚度和光学特性，并且其允许更薄的形状因数，所以考虑使用玻璃光扩散片或LGP。

然而，由玻璃基板制造光扩散片或LGP并不简单。脆性材料容易断裂或损坏。另外，在处理不当的情况下，可能会在基板材料内形成色心，从而使光扩散片或LGP上的光强度和颜色产生不期望的变化。

从玻璃制造光扩散片或LGP的理想方法是使用激光、通过使玻璃的表面纹理化有处于所需优化图案的结构阵列，在该玻璃上限定所需的特征。为了实现这一目标，将具有期望光斑尺寸和削除玻璃所需能量密度的激光束聚焦在玻璃的表面上以形成凹部或“盲孔”。

传统地，已经使用热激光(例如CO2或纳秒激光)来制造这些盲孔。这些方法会造成严重的裂缝和表面下破损，从而严重影响光。如图3所示，示出了现有技术中使用热激光在玻璃表面上形成的部分盲孔。显而易见地，孔周围存在显著的破损。另外，孔周围的玻璃材料本体中示出类似的破损。这会影响光扩散片或LGP的光传输特性，从而导致显示器呈现模糊的图像。

由此可见，现有技术中亟需一种可以高质量地制造脆性材料光扩散片或LGP的加工工艺。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种制造背光模组用光学膜片的方法及一种光学膜片，其通过采用冷激光切割工艺使所制造的背光模组用光学膜片具有较高的质量。

为了实现本发明的上述目的，采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种制造背光模组用光学膜片的方法，包括：设定超短脉冲激光的参数；将所述超短脉冲激光引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成多个盲孔，得到具有多个盲孔的脆性材料光学膜片。

另一方面，本发明实施例提供了一种光学膜片，所述光学膜片用于背光模组中，并且通过上述方法制成。

通过本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法，由于采用超短脉冲激光即采用冷激光加工工艺，可以显著提高在脆性材料基板中形成的盲孔的质量，相应地使所得到的光学膜片的质量得以显著提升。

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了现有技术中用于LCD面板的背光模组中所采用的典型光扩散片或LGP；

图2示出了用于制造图1所示的光扩散片或LGP的工艺流程；

图3示出了现有技术中使用热激光在玻璃表面上形成的部分盲孔的示意图；

图4示出了可以应用本发明各实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法的加工设备的示意性结构图；

图5示出了图4所示加工设备的控制单元的示意性框图；

图6示出了本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法的示意性流程图；

图7示出了不同轮廓形状的激光光束对应的不同形状的盲孔；

图8示出了使用本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法在脆性材料基板中形成的部分盲孔的示意图。

主要元件符号说明：光扩散片或LGP 101,光源102,LCD面板103,金属模具104，聚合物片材105，加工设备100，控制单元110，激光发射装置130，工作平台150，存储器111，存储控制器112，处理器113，外设接口114，输入输出单元115，显示单元116。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图4示出了可以应用本发明各实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法的加工设备的示意性结构图。需要注意的是，本发明各实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法还可以采用其他类似的设备来实施，这样的设备可以包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置，本发明的具体实施方式并不以此为限。如图1所示，加工设备100可以包括控制单元110、以及分别与所述控制单元110电连接且彼此正对的激光发射装置130和工作平台150，其中激光发射装置130和工作平台150均在控制单元110的控制下执行相应的操作。要注意的是，激光发射装置130和工作平台150可以根据具体应用采用合适的结构，其并不受限于图4中示意性示出的结构和尺寸。

图5示出了控制单元110的示意性框图。该控制单元110包括存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115以及显示单元116。

存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114、输入输出单元115、显示单元116各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述处理器113用于执行存储器111中存储的可执行模块，例如本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法对应的程序/模块，处理器113通过运行存储在存储器111内的软件程序以及模块来执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法。

其中，存储器111可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。处理器113以及其他可能的组件对存储器111的访问可在存储控制器112的控制下进行。

处理器113可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述外设接口114将各种输入/输入装置耦合至处理器113以及存储器111。在一些实施例中，外设接口114、处理器113以及存储控制器112可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，它们可以分别由独立的芯片实现。

输入输出单元115用于使用户能够输入控制数据或操作数据，以实现用户与所述控制单元110的交互。所述输入输出单元115可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

显示单元116在所述控制单元110与用户之间提供一个交互界面(例如用户操作界面)或用于显示图像数据给用户参考。在本实施例中，所述显示单元可以是液晶显示器或触控显示器。若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。支持单点和多点触控操作是指触控显示器能感应到来自该触控显示器上一个或多个位置处同时产生的触控操作，并将该感应到的触控操作交由处理器进行计算和处理。要理解的是，控制单元110还可以具有比图5所示出的元件更多或更少的元件，或者可以具有与图5不同的结构配置，本发明具体实施方式并不以此为限。

如图6所示，示出了本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法的示意性流程图。所述制造背光模组用光学膜片的方法可以应用于例如如图4所示的加工设备100，下面将对图6所示的具体流程进行详细说明。

步骤S601，设定超短脉冲激光的参数。

在本发明实施例中，并未采用热激光加工工艺，而采用的是对应于冷激光或非热激光加工工艺的超短脉冲激光，其中超短脉冲激光指的是时间宽度小于10^-12秒的激光脉冲。于一种具体实施方式中，所述设定超短脉冲激光的参数，可以包括：将所述超短脉冲激光的脉冲宽度设定为小于或等于30ps，将所述超短脉冲激光的脉冲能量设定为大于或等于1μJ，以及将所述超短脉冲激光的重复频率设定为大于10kHz。脉冲宽度是指激光的功率维持在一定值所持续的时间。

进一步地，所述设定超短脉冲激光的参数，还可以包括：将所述超短脉冲激光的波长设定为红外波长、绿光波长或紫外波长；以及/或者，将所述超短脉冲激光的脉冲模式设定为单脉冲模式或成组模式。上述超短脉冲激光可以由上述激光发射装置130利用例如气体激光器、固体激光器、半导体激光器等产生。此外，上述参数可以由用户根据具体情况通过控制单元110设定。

步骤S602，将所述超短脉冲激光引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成多个盲孔，得到具有多个盲孔的脆性材料光学膜片。

于一种具体实施方式中，例如可以将待由脆性材料制成的基板置于所述工作平台150上，其中该基板面对所述激光发射装置130的表面为第一表面。所述脆性材料可以为玻璃(如硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃)、晶体材料等，本发明具体实施方式并不以此。

此外，于一种具体实施方式中，所述将所述超短脉冲激光引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成多个盲孔，可以包括：通过光学模块对所述超短脉冲激光的激光光束进行调节，并将经调节的激光光束引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成具有与所述经调节的激光光束的轮廓相对应的形状的多个盲孔。例如，所述激光发射装置130中可以集成有对所述超短脉冲激光的激光光束进行调节的光学模块，使得从所述激光发射装置130发射出的超短脉冲激光的激光光束具有期望的光束形状和能量密度；或者所述激光发射装置130与所述光学平台之间可以设置有对所述超短脉冲激光的激光光束进行调节的光学模块，使得该光学模块将从所述激光发射装置130发射出的超短脉冲激光的激光光束调节为具有期望的光束轮廓形状和能量密度。这样的光学模块是本领域中公知的，因此不再进行赘述。

不同轮廓的激光光束可以在所述第一表面中对应产生不同形状的盲孔。如图7所示，图的左侧示出各种轮廓形状的激光光束，右侧示出各种轮廓形状的激光光束相对应的盲孔。需要注意的是，图7仅示意性地示出半圆形、柱形和锥形的盲孔，然而这样的盲孔的形状并不受限于图7中所示出的，其可以根据具体情况设定。此外，同一脆性材料光学膜片(或脆性材料基板)中的各个盲孔可以具有相同的形状，然而其还可以具有不同的形状(例如可以具有两种或两种以上的形状)，本发明具体实施方式并不以此为限。

此外，同一脆性材料光学膜片中的各个盲孔可以具有相同的大小，例如在所制造的脆性材料光学膜片为直下式导光板或光扩散片的情况下。然而，同一脆性材料光学膜片中的各个盲孔也可以具有不同的大小，例如在所制造的脆性材料光学膜片为侧入式导光板或光扩散片的情况下，形成在所述第一表面中的多个盲孔可以以沿远离所制造的脆性材料光学膜片的入光面(即所述第一表面的相邻侧面)的方向由疏至密、由小至大的方式排布(未示出)。

进一步地，所述制造背光模组用光学膜片的方法还可以包括：对所述基板与所述第一表面相对的第二表面进行粗糙化处理，从而使得可以使从作为出光面的第二表面出射的光进一步均匀化。这样的粗造化处理可以通过液相法或气相法或其他合适的方式来实现。

图8示出了通过本发明实施例提供的制造背光模组用光学膜片的方法在脆性材料基板中形成的部分盲孔的示意图。从图8可以看出，利用超短脉冲激光在脆性材料及板中产生的盲孔具有较高的质量，其使得对盲孔周围的脆性材料的损伤降到最小或甚至并未损伤盲孔周围的脆性材料。

通过本发明实施例提供制造背光模组用光学膜片的方法，由于采用超短脉冲激光即采用冷激光加工工艺在由脆性材料制成的基板的第一表面中形成多个盲孔，可以显著提高在脆性材料基板中形成的盲孔的质量，相应地使所得到的光学膜片的光学质量得以显著提升。

于另一实施例中，本发明还提供了一种用于背光模组中的光学膜片，其中该光学膜片是通过前面所描述的方法制成的。也就是说，该光学膜片中形成的盲孔具有较高的质量，因此该光学膜片的光学质量也得以显著提升。类似于上述实施例，该光学膜片也可以为光扩散片或导光板。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的若干个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或若干个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基板并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述方法包括：

设定超短脉冲激光的参数；

将所述超短脉冲激光引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成多个盲孔，得到具有多个盲孔的脆性材料光学膜片。

2.根据权利要求1所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述设定超短脉冲激光的参数，包括：

将所述超短脉冲激光的脉冲宽度设定为小于或等于30ps，将所述超短脉冲激光的脉冲能量设定为大于或等于1μJ，以及将所述超短脉冲激光的重复频率设定为大于10kHz。

3.根据权利要求1所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述设定超短脉冲激光的参数，包括：

将所述超短脉冲激光的波长设定为红外波长、绿光波长或紫外波长。

4.根据权利要求1所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述设定超短脉冲激光的参数，包括：

将所述超短脉冲激光的脉冲模式设定为单脉冲模式或成组模式。

5.根据权利要求1所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述将所述超短脉冲激光引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成多个盲孔，包括：

通过光学模块对所述超短脉冲激光的激光光束进行调节，并将经调节的激光光束引导至由脆性材料制成的基板的第一表面进行扫描，以在所述基板的第一表面中形成具有与所述经调节的激光光束的轮廓相对应的形状的多个盲孔。

6.根据权利要求5所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述盲孔的形状为半球形、柱形或椎形。

7.根据权利要求1所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述基板与所述第一表面相对的第二表面进行粗糙化处理。

8.根据权利要求1所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述多个盲孔的形状不同，或者所述多个盲孔的大小不同，或者所述多个盲孔的形状和大小均不同。

9.根据权利要求1所述的制造背光模组用光学膜片的方法，其特征在于，所述光学膜片为光扩散片或导光板。

10.一种光学膜片，所述光学膜片用于背光模组中，其特征在于，所述光学膜片通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法制成。