CN108627909A - 导光板模仁的制作方法 - Google Patents

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钟海云
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Abstract

本发明提供一种导光板模仁的制作方法。该方法利用激光器或高频振荡装置作为凹陷制作装置在基板表面对应多个凹陷制作位置制作多个凹陷，而后在基板制作有凹陷的表面上形成金属材料层，将基板与金属材料层分离，从而得到具有多个凸起的导光板模仁，该导光板模仁的多个凸起具有高精度的三维尺寸，使得利用该导光板模仁作为模具制作而成的导光板具有较高的出光效率，产品品质高。

Description

导光板模仁的制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种导光板模仁的制作方法。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶面板及背光模组(backlight module)。液晶面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
由于液晶面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示装置的关键组件之一。背光模组依照光源入射位置的不同分成侧入式背光模组与直下式背光模组两种。直下式背光模组是将发光光源例如阴极萤光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)设置在液晶面板后方，直接形成面光源提供给液晶面板。而侧入式背光模组是将背光源LED灯条(Light bar)设于液晶面板侧后方的背板边缘，LED灯条发出的光线从导光板(LGP，LightGuide Plate)一侧的入光面进入导光板，经反射和扩散后从导光板出光面射出，在经由光学膜片组，以形成面光源提供给液晶面板。
导光板的表面如果为光滑的镜面，其内部的光线射到光滑镜面的时候容易产生全反射，全反射导致此镜面的出光效率低，因此现有技术一般会在导光板远离其出光面的一侧设有多个微小的光学元件结构，通过破坏导光板内部光线接触导光板表面时的全反射，增加导光板内部光线逃逸的出光效率。
要实现在导光板上设置微结构，目前普遍的做法是先在金属表面涂布一层光阻层，利用掩膜板对光阻层进行曝光显影制程，在光阻层上形成微结构的设计图案，而后以曝光显影后的光阻层对金属进行刻蚀，形成带有微结构设计图案的金属模仁，之后利用该金属模仁作为注塑模具制作具有微结构的导光板。此方法只能实现使导光板上的微结构具有较为精确的二维尺寸，而在无法具有高精度的三维尺寸。如果要提高导光板的出光效率，导光板表面需要具有三维尺寸精确的立体微结构，现有技术无法满足这一要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导光板模仁的制作方法，制得的导光板模仁表面的凸起具有高精度的三维尺寸，在用于制作导光板时，能够提升导光板的出光效率。
为实现上述目的，本发明提供一种导光板模仁的制作方法，包括如下步骤：
步骤S1、提供模仁加工系统及基板；
所述模仁加工系统包括加工平台及位于加工平台上方的凹陷制作装置；
所述基板表面设有多个凹陷制作位置；
步骤S2、将所述基板放置在加工平台上；
步骤S3、利用所述凹陷制作装置在基板表面对应多个凹陷制作位置制作多个凹陷；
步骤S4、在所述基板制作有凹陷的表面上形成金属材料层；
步骤S5、将所述基板与金属材料层分离，得到导光板模仁；所述导光板模仁上设有与基板的多个凹陷对应的多个凸起。
所述凹陷制作装置为激光器或高频振荡装置；所述高频振荡装置靠近工作平台的一侧可拆卸安装有硬质碰撞头；
当所述凹陷制作装置为激光器时，所述步骤S3中，所述激光器发射激光对基板表面进行轰击，在基板表面形成多个凹陷；
当所述凹陷制作装置为高频振荡装置时，所述步骤S3中，所述高频振荡装置沿垂直于基板所在平面的方向做高频振荡运动，使所述硬质碰撞头对基板表面进行碰撞，在基板表面形成多个凹陷。
所述模仁加工系统还包括与加工平台连接的平台驱动装置以及与平台驱动装置和凹陷制作装置均电性连接的控制模块。
所述凹陷制作装置为激光器；
所述步骤S3具体包括：
步骤S31、控制模块控制平台驱动装置对加工平台进行移动，使激光器与基板表面的多个凹陷制作位置中的一个相对；
步骤S32、激光器发出激光对基板表面进行轰击，控制模块控制激光器对基板进行激光照射时聚焦部位光斑中各位置的能量分布，在基板表面形成一具有预设三维尺寸的凹陷；
步骤S33，重复步骤S31及S32，在基板表面对应多个凹陷制作位置形成多个凹陷。
所述凹陷制作装置为高频振荡装置；
所述步骤S3具体包括：
步骤S31’、控制模块控制平台驱动装置对加工平台进行移动，使高频振荡装置与基板表面的多个凹陷制作位置中的一个相对；
步骤S32’、高频振荡装置沿垂直于基板所在平面做高频振荡运动，使其硬质碰撞头对基板表面进行碰撞，控制模块控制高频振荡装置的硬质碰撞头对基板表面进行碰撞的力度，在基板表面形成一形状与硬质碰撞头靠近加工平台的一端形状对应且具有预设深度的凹陷；
步骤S33’，重复步骤S31’及S32’，在基板表面对应多个凹陷制作位置形成多个凹陷。
所述平台驱动装置驱动加工平台沿水平面上互相垂直的第一方向及第二方向以及与水平面垂直的第三方向移动。
所述基板的表面粗糙度小于等于Ra2.0；
所述基板的材料为金属或有机胶材。
所述激光器为紫外激光器、绿光激光器及红外激光器中的一种；
所述激光器的功率大于等于3W；
所述激光器射出的激光的波长范围为355nm-1100nm；
所述激光器射出的激光的脉冲频率大于等于15KHz。
多个凹陷呈阵列排布；或者，多个凹陷随机排布；
多个凹陷的三维尺寸相同或不同。
所述导光板模仁的厚度小于等于1mm。
本发明的有益效果：本发明提供的一种导光板模仁的制作方法利用激光器或高频振荡装置作为凹陷制作装置在基板表面对应多个凹陷制作位置制作多个凹陷，而后在基板制作有凹陷的表面上形成金属材料层，将基板与金属材料层分离，从而得到具有多个凸起的导光板模仁，该导光板模仁的多个凸起具有高精度的三维尺寸，使得利用该导光板模仁作为模具制作而成的导光板具有较高的出光效率，产品品质高。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的导光板模仁的制作方法的流程图；
图2为本发明的导光板模仁的制作方法的第一实施例的步骤S1及步骤S2的示意图；
图3为本发明的导光板模仁的制作方法的第一实施例的步骤S3的示意图；
图4为本发明的导光板模仁的制作方法的第一实施例的步骤S31的示意图；
图5为本发明的导光板模仁的制作方法的第一实施例的步骤S32的示意图；
图6为本发明的导光板模仁的制作方法的步骤S4的示意图；
图7为本发明的导光板模仁的制作方法的步骤S5的示意图；
图8为本发明的导光板模仁的制作方法的第二实施例的步骤S1及步骤S2的示意图；
图9为本发明的导光板模仁的制作方法的第二实施例的步骤S3的示意图；
图10为本发明的导光板模仁的制作方法的第二实施例的步骤S31’的示意图；
图11为本发明的导光板模仁的制作方法的第二实施例的步骤S32’的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，并结合图2至图7，本发明的导光板模仁的制作方法的第一实施例包括如下步骤：
步骤S1、请参阅图2，提供模仁加工系统及基板2。
所述模仁加工系统包括加工平台11及位于加工平台11上方的凹陷制作装置。在本发明的第一实施例中，所述凹陷制作装置为激光器12。
所述基板2表面设有多个凹陷制作位置22。
具体地，所述模仁加工系统还包括与加工平台11连接的平台驱动装置13以及与平台驱动装置13和凹陷制作装置12均电性连接的控制模块14。所述控制模块14可以为计算机。
进一步地，所述控制模块14内存储有多个凹陷制作位置22在基板2上的坐标、以及分别与多个凹陷制作位置22对应的多个凹陷三维尺寸数据。
具体地，所述基板2采用镜面的金属基板或镜面的有机胶材基板，其表面粗糙度小于等于Ra2.0。
具体地，所述激光器12为紫外激光器、绿光激光器、红外激光器或其他常见的激光器中的一种。
优选地，所述激光器12的功率大于等于3W，所述激光器12射出的激光的波长范围为355nm-1100nm，所述激光器12射出的激光的脉冲频率大于等于15KHz。
步骤S2、请参阅图2，将所述基板2放置在加工平台11上。
步骤S3、请参阅图3，利用所述凹陷制作装置在基板2表面对应多个凹陷制作位置22制作多个凹陷21。
具体地，多个凹陷21可呈阵列排布也可随机排布。在图3所示的实施例中，多个凹陷21呈阵列排布。
具体地，多个凹陷21的形状可以为任意形状，在此不进行限定，同时，多个凹陷21的三维尺寸可以均相同，也可以不同。在图3所示的实施例中，多个凹陷21均为圆弧状的凹陷，且三维尺寸相同。
具体地，本发明的第一实施例中，所述步骤S3具体包括：
步骤S31、请参阅图4，控制模块14对其内部存储的一个凹陷制作位置22在基板2上的坐标进行读取，控制平台驱动装置13对加工平台11进行移动，使激光器12与基板2表面的多个凹陷制作位置22中与其读取的坐标对应的一个相对。
具体地，所述步骤S31中，所述平台驱动装置13驱动加工平台11沿水平面上互相垂直的第一方向及第二方向以及与水平面垂直的第三方向移动。
进一步地，在本发明的其他实施例中，所述模仁加工系统还可以对应激光器12也设置与其连接且电性连接控制模块14的凹陷制作装置驱动装置。所述步骤31中，所述控制模块14控制平台驱动装置13及凹陷制作装置驱动装置分别驱动加工平台11及激光器12移动，使激光器12与对应的凹陷制作位置22相对。
步骤S32、请参阅图5，激光器12发出激光对基板2表面进行轰击，控制模块14依据此时激光器12相对的凹陷制作位置22所对应的凹陷三维尺寸数据，控制激光器12对基板2进行激光照射时聚焦部位光斑中各位置的能量分布，在基板2表面形成一具有预设三维尺寸的凹陷21。
步骤S33，重复步骤S31及S32，在基板2表面对应多个凹陷制作位置22形成多个凹陷21。
具体地，所述步骤S33中，控制模块14通过控制激光器12对基板2进行激光照射时聚焦部位光斑中各位置的能量分布，便可实现使多个凹陷21具有相同的三维尺寸或具有不同的三维尺寸。
步骤S4、请参阅图6，在所述基板2制作有凹陷21的表面上形成金属材料层3。
具体地，所述步骤S4中，通过电镀沉积的方式在所述基板2制作有凹陷21的表面上形成金属材料层3。
步骤S5、请参阅图7，将所述基板2与金属材料层3分离，得到导光板模仁4。所述导光板模仁4上设有与基板2的多个凹陷21对应的多个凸起41。
具体地，在所述步骤S5结束后，还包括以所述导光板模仁4为母板，通过电铸工艺，制作所述导光板模仁4的复制品或镜像复制品。利用所述导光膜仁4、其复制品或镜像复制品作为制作导光板的模具制作导光板。
具体地，所述导光板模仁4的厚度小于等于1mm。
需要说明的是，本发明的导光板模仁的制作方法利用激光器12作为凹陷制作装置在基板2表面对应多个凹陷制作位置22制作多个凹陷21，而后在基板2制作有凹陷21的表面上形成金属材料层3，将基板2与金属材料层3分离，从而得到具有多个凸起41的导光板模仁4，通过在制作每一凹陷21时，控制激光器12聚焦部位光斑中各位置的能量分布，能够使得每一凹陷21的三维尺寸均具有高精度，从而使得导光板模仁4的多个凸起41同样具有高精度的三维尺寸，进而利用该导光板模仁4作为模具制作的导光板时，导光板对应模仁4的多个凸起41形成的光学微结构也具有高精度的三维尺寸，有效的提升了导光板的出光效率，产品品质高。
请参阅图1，并结合图6至图11，本发明的导光板模仁的制作方法的第二实施例与上述第一实施例的区别在于，所述凹陷制作装置为高频振荡装置12’。所述高频振荡装置12’靠近工作平台11的一侧可拆卸安装有硬质碰撞头121。
具体地，在本发明的第二实施例中，所述控制模块14内存储有多个凹陷制作位置22在基板2上的坐标、以及分别与多个凹陷制作位置22对应的多个凹陷深度数据。
具体地，在本发明的第二实施例中，所述步骤S3具体包括：
步骤S31’、请参阅图10，控制模块14对其内部存储的一个凹陷制作位置22在基板2上的坐标进行读取，控制模块14控制驱动装置13对加工平台11进行移动，使高频振荡装置12’与基板2表面的多个凹陷制作位置22中与其读取的坐标对应的一个相对。
步骤S32’、请参阅图11，高频振荡装置12’沿垂直于基板2所在平面做高频振荡运动，使其硬质碰撞头121对基板2表面进行碰撞，控制模块14控制模块14依据此时激光器12相对的凹陷制作位置22所对应的凹陷深度数据，控制高频振荡装置12’的硬质碰撞头121对基板2表面进行碰撞的力度，在基板2表面形成一形状与硬质碰撞头121靠近加工平台11的一端形状对应且具有预设深度的凹陷21。
步骤S33’，重复步骤S31’及S32’，在基板2表面对应多个凹陷制作位置22形成多个凹陷21。
具体地，由于所述硬质碰撞头121可拆卸安装于高频振荡装置12’靠近工作平台11的一侧，当需要制作三维尺寸不同的多个凹陷21时，所述步骤S33’中，在重复步骤S31’之前，还包括对高频振荡装置12’的硬质碰撞头121进行更换的步骤，使得高频振装置12’的硬质碰撞头121靠近工作平台11的一端的形状变化，进而实现多个凹陷21具有不同的三维尺寸。
需要说明的是，本发明的导光板模仁的制作方法利用高频振荡装置12’作为凹陷制作装置在基板2表面对应多个凹陷制作位置22制作多个凹陷21，而后在基板2制作有凹陷21的表面上形成金属材料层3，将基板2与金属材料层3分离，从而得到具有多个凸起41的导光板模仁4，通过在制作每一凹陷21时，控制高频振荡装置12’的硬质碰撞头121撞击基板2的力度，能够使得每一凹陷21的三维尺寸均具有高精度，从而使得导光板模仁4的多个凸起41同样具有高精度的三维尺寸，进而利用该导光板模仁4作为模具制作的导光板时，导光板对应模仁4的多个凸起41形成的光学微结构也具有高精度的三维尺寸，有效的提升了导光板的出光效率，产品品质高。
综上所述，本发明的导光板模仁的制作方法利用激光器或高频振荡装置作为凹陷制作装置在基板表面对应多个凹陷制作位置制作多个凹陷，而后在基板制作有凹陷的表面上形成金属材料层，将基板与金属材料层分离，从而得到具有多个凸起的导光板模仁，该导光板模仁的多个凸起具有高精度的三维尺寸，使得利用该导光板模仁作为模具制作而成的导光板具有较高的出光效率，产品品质高。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种导光板模仁的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供模仁加工系统及基板(2)；
所述模仁加工系统包括加工平台(11)及位于加工平台(11)上方的凹陷制作装置；
所述基板(2)表面设有多个凹陷制作位置(22)；
步骤S2、将所述基板(2)放置在加工平台(11)上；
步骤S3、利用所述凹陷制作装置在基板(2)表面对应多个凹陷制作位置(22)制作多个凹陷(21)；
步骤S4、在所述基板(2)制作有凹陷(21)的表面上形成金属材料层(3)；
步骤S5、将所述基板(2)与金属材料层(3)分离，得到导光板模仁(4)；所述导光板模仁(4)上设有与基板(2)的多个凹陷(21)对应的多个凸起(41)。
2.如权利要求1所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述凹陷制作装置为激光器(12)或高频振荡装置(12’)；所述高频振荡装置(12’)靠近工作平台(11)的一侧可拆卸安装有硬质碰撞头(121)；
当所述凹陷制作装置为激光器(12)时，所述步骤S3中，所述激光器(12)发射激光对基板(2)表面进行轰击，在基板(2)表面形成多个凹陷(21)；
当所述凹陷制作装置为高频振荡装置(12’)时，所述步骤S3中，所述高频振荡装置(12’)沿垂直于基板(2)所在平面的方向做高频振荡运动，使所述硬质碰撞头(121)对基板(2)表面进行碰撞，在基板(2)表面形成多个凹陷(21)。
3.如权利要求2所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述模仁加工系统还包括与加工平台(11)连接的平台驱动装置(13)以及与平台驱动装置(13)和凹陷制作装置(12)均电性连接的控制模块(14)。
4.如权利要求3所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述凹陷制作装置为激光器(12)；
所述步骤S3具体包括：
步骤S31、控制模块(14)控制平台驱动装置(13)对加工平台(11)进行移动，使激光器(12)与基板(2)表面的多个凹陷制作位置(22)中的一个相对；
步骤S32、激光器(12)发出激光对基板(2)表面进行轰击，控制模块(14)控制激光器(12)对基板(2)进行激光照射时聚焦部位光斑中各位置的能量分布，在基板(2)表面形成一具有预设三维尺寸的凹陷(21)；
步骤S33，重复步骤S31及S32，在基板(2)表面对应多个凹陷制作位置(22)形成多个凹陷(21)。
5.如权利要求3所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述凹陷制作装置为高频振荡装置(12’)；
所述步骤S3具体包括：
步骤S31’、控制模块(14)控制平台驱动装置(13)对加工平台(11)进行移动，使高频振荡装置(12’)与基板(2)表面的多个凹陷制作位置(22)中的一个相对；
步骤S32’、高频振荡装置(12’)沿垂直于基板(2)所在平面做高频振荡运动，使其硬质碰撞头(121)对基板(2)表面进行碰撞，控制模块(14)控制高频振荡装置(12’)的硬质碰撞头(121)对基板(2)表面进行碰撞的力度，在基板(2)表面形成一形状与硬质碰撞头(121)靠近加工平台(11)的一端形状对应且具有预设深度的凹陷(21)；
步骤S33’，重复步骤S31’及S32’，在基板(2)表面对应多个凹陷制作位置(22)形成多个凹陷(21)。
6.如权利要求4或5所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述平台驱动装置(13)驱动加工平台(11)沿水平面上互相垂直的第一方向及第二方向以及与水平面垂直的第三方向移动。
7.如权利要求1所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述基板(2)的表面粗糙度小于等于Ra2.0；
所述基板(2)的材料为金属或有机胶材。
8.如权利要求2所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述激光器(12)为紫外激光器、绿光激光器及红外激光器中的一种；
所述激光器(12)的功率大于等于3W；
所述激光器(12)射出的激光的波长范围为355nm-1100nm；
所述激光器(12)射出的激光的脉冲频率大于等于15KHz。
9.如权利要求1所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，多个凹陷(21)呈阵列排布；或者，多个凹陷(21)随机排布；
多个凹陷(21)的三维尺寸相同或不同。
10.如权利要求1所述的导光板模仁的制作方法，其特征在于，所述导光板模仁(4)的厚度小于等于1mm。
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