CN109358389B - 一种手机导光组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及导光组件技术领域，具体涉及一种手机导光组件；其包括由下至上依次设置的反射板、导光板、第一扩散膜、增光膜以及第二扩散膜；导光板的形状为楔形；导光板的左侧面为入光面；导光板的厚度从左往右逐渐减小；入光面设有若干组深V型槽以及若干组浅V型槽；若干组深V型槽等距设置于入光面上；相邻两组深V型槽之间均设有一组浅V型槽；导光板的顶面为出光面；出光面上设有若干条相互平行排列的三角棱；导光板的底面正对反射板设置；底面上设有若干个凹槽；凹槽的形状为半球状；每个凹槽的内部均设有若干个凸点。本发明通过在入光面设置深V型槽以及浅V型槽，能多角度地将光源发出的光线加以折射；能使匀光效果更好。

Description

一种手机导光组件
技术领域
本发明涉及导光组件技术领域，具体涉及一种手机导光组件。
背景技术
手机背光源是手机显示的关键组件之一，功能在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示影像。其中导光组件是背光源中的重要组件，用于引导光源发出光束的传输方向，将线光源或点光源转换为面光源出射。
随着人们生活水平的提高，人们对导光组件的匀光度要求越来越高，目前市场上的导光组件的匀光性还不足以满足人们的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供了一种手机导光组件，匀光效果好的导光板。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种手机导光组件，包括由下至上依次设置的反射板、导光板、第一扩散膜、增光膜以及第二扩散膜；所述导光板的形状为楔形；所述导光板的左侧面为入光面；所述导光板的厚度从左往右逐渐减小；所述入光面设有若干组深V型槽以及若干组浅V型槽；若干组所述深V型槽等距设置于所述入光面上；相邻两组所述深V型槽之间均设有一组浅V型槽；所述导光板的顶面为出光面；所述出光面上设有若干条相互平行排列的三角棱；所述导光板的底面上设有若干个凹槽；所述凹槽的形状为半球状；每个所述凹槽的内部均设有若干个凸点。
本发明进一步设置为，所述凹槽均匀分布在所述导光板的底面上。
本发明进一步设置为，所述凸点均匀分布在凹槽上。
本发明进一步设置为，所述凹槽包括两种不同直径长度的第一凹槽和第二凹槽；每一个所述第一凹槽均设于两个所述第二凹槽之间。
本发明进一步设置为，所述反射板的左侧与所述导光板抵靠；所述反射板的右侧设有用于与所述导光板卡接的卡块。
其中，第一扩散膜和第二扩散膜均由如下重量份数的原料组成：
每重量份光扩散剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将60-70重量份的甲基丙烯酸甲酯、4-8重量份的丙烯酸丁酯、6-10重量份的4-羟基丁基丙烯酸酯、0.05-0.1重量份的链转移剂、0.1-0.3重量份的第一引发剂和6-10重量份的溶剂进行搅拌混合，升温至120-140℃，并保温反应1-3h，得到预聚物溶液；
(2)将所述聚合物溶液进行分馏，去除未反应的单体、链转移剂和溶剂，洗涤，干燥，得到预聚物，将所述预聚物加入到N,N-甲基乙酰胺进行溶解，得到纺丝溶液；
(3)将所述纺丝溶液进行静电喷雾，得到纳米核粒子；
(4)在100重量份去离子水中加入30-40重量份苯乙烯、4-8重量份甲基丙烯酸甲酯、1-5重量份甲基丙烯酸丙酯和1-2重量份乳化剂，搅拌乳化后，加入0.5-1重量份第二引发剂和30-40重量份步骤(3)中的纳米核粒子，然后升温至70-80℃，反应1-1.5h后，升温至85-95℃，继续反应0.5-1h，得到核壳聚合物乳液；
(5)将所述核壳聚合物乳液进行破乳、洗涤、干燥，即得到所述的光扩散剂。
聚碳酸酯具有无臭无味、无毒透明的性质，本发明采用的聚碳酸酯透光率高达90％，并且具有较高的抗冲击性能，但是雾度仅为12-14％，因而需要在聚碳酸酯内加入光扩散剂进行改善。
常用的光扩散剂分为无机光扩散剂和有机光扩散剂，无机光扩散剂常用为二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅、碳酸钙、氧化铝和玻璃微珠等，有机光扩散剂常用为PS、有机硅树脂等。无机光扩散剂实则为实心球体，会严重降低扩散膜的透光率，并且也容易加剧聚碳酸酯应力集中现象的发生。而有机光扩散剂与聚碳酸酯具有较好的相容性以及一定的透明性，因而相对无机光扩散剂更为合适。但现在的有机光扩散剂折射率较为单一，而且采用市售光扩散剂的话，光扩散剂的粒径和折射率受限于市场的选择，不能很好地针对手机的需求。
本发明制得的光扩散剂为核壳结构微球，为以甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯、4-羟基丁基丙烯酸酯的共聚物为核，以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丙酯的共聚物作为壳，核壳之间存在折射率的差异，因而光线在经过本发明的光扩散剂会发生多次折射，有利于提高光的散射，同时透光率的下降不明显。
经测试，本发明光扩散剂的核的粒径为700-900nm，壳的厚度为70-100nm，光线经过光扩散剂时既存在瑞利散射，也存在Mie散射，较更小粒径的光扩散剂散射作用更显著，较更大粒径的光扩散剂的折射次数增多，因而用于聚碳酸酯中可以明显提高雾度。而控制光扩散剂粒径以及其表面复杂形貌的关键在于工艺创新，本发明先以静电喷雾的方式制得光扩散剂的核，相对直接乳液聚合而成的甲基丙烯酸甲酯聚合物，可以具有更大的粒径，同时乳液聚合形成的纳米壳层也不会导致光扩散剂的粒径过大。此外，本发明还通过对核壳聚合单体种类以及比例，可以充分调整核、壳与聚碳酸酯的折射率差别，可以进一步提高扩散膜的光散射性能。
此外，本发明的光扩散剂还具有较好的韧性，并且与聚碳酸酯也具有较好的相容性，因而可以提高光扩散膜的抗冲击性能，膜层结构稳定。
其中，所述第一引发剂由过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁酯按重量比1-3:1的比例组成。本发明采用的复配第一引发剂可以控制反应速率，能使纳米核粒子具有合适的折射率以及粒径。
其中，所述链转移剂由十二烷基硫醇和正己硫醇按重量比1-3:1的比例组成控制预聚物的长度，能使预聚物在静电喷雾再生后，形成褶皱的纳米核粒子，增强对于光线的折射能力。
其中，所述溶剂为二甲苯。
其中，步骤(3)中，静电喷雾的电压为15-25kv，静电喷雾的温度为25-35℃。本发明通过对静电喷雾的参数进行控制，可以有效控制纳米核粒子的粒径尺寸。
其中，所述第二引发剂由过硫酸铵和过硫酸钾按重量比1-3:1的比例组成。本发明采用的复配第二引发剂可以控制反应速率，能使光扩散剂的壳层具有合适的折射率和厚度。
其中，所述抗氧化剂由抗氧化剂168和抗氧化剂1010按重量比1:1的比例组成，所述光稳定剂由1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯和2-氰基-3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯按重量比1:1-2的比例混合组成。本发明优选地抗氧化剂和光稳定剂可以显著提高扩散膜的耐老化性能。
其中，所述乳化剂由十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯辛基苯酚醚按重量比1-2:1-2的比例组成。本发明优选地复配乳化剂可以提升乳化的稳定性，从而接枝反应的效率，利于形成适当厚度的壳层。
本发明扩散膜的制备方法为：按重量份数称取聚碳酸酯、光扩散剂、抗氧化剂和光稳定剂进行熔融挤出造粒，然后进行注塑，即得到扩散膜。
其中，所述扩散膜的厚度为200-600μm。
本发明的有益效果是：通过在入光面设置深V型槽以及浅V型槽，能多角度地将光源发出的光线加以折射；使光源获得不同折射程度的作用，使光线能多角度地向导光板中传递，从而使获得更均匀的光线；通过在出光面设置三角棱，使出光亮度提高，这样可以降低光源的亮度等级，从而使耗电量降低；通过设置凹槽以及凸点增加折射面积，同时能使光线均匀地从出光面射出。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A部分放大示意图；
图3为导光板的俯视图；
图4为导光板的仰视图。
其中：1-导光板；11-入光面；2-第一扩散膜；3-增光膜；4-第二扩散膜；5-反射板；61-深V型槽；62-浅V型槽；14-三角棱；71-凹槽；72-凸点；73-第一凹槽；74-第二凹槽；51-卡块；8-光源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1-4所示，本实施例所述的一种手机导光组件，包括由下至上依次设置的反射板5、导光板1、第一扩散膜2、增光膜3以及第二扩散膜4；所述导光板1的形状为楔形；所述导光板1的左侧面为入光面11；所述导光板1的厚度从左往右逐渐减小；所述入光面11设有若干组深V型槽61以及若干组浅V型槽62；若干组所述深V型槽61等距设置于所述入光面11上；相邻两组所述深V型槽61之间均设有一组浅V型槽62；所述导光板1的顶面为出光面；所述出光面上设有若干条相互平行排列的三角棱14；所述导光板1的底面上设有若干个凹槽71；所述凹槽71的形状为半球状；每个所述凹槽71的内部均设有若干个凸点72。
具体地，光源8正对入光面11设计；通过在入光面11设置深V型槽61以及浅V型槽62，能多角度地将光源8发出的光线加以折射；使光源8获得不同折射角度，使光线能多角度地向导光板1中传递，从而使获得更均匀的光线；通过在出光面设置三角棱14，使出光亮度提高，这样可以降低光源8的亮度等级，从而使耗电量降低；通过设置凹槽71以及凸点72增加折射面积，同时能使光线均匀地从出光面射出。
如图4所示，本实施例所述的一种手机导光组件，所述凹槽71均匀分布在所述导光板1的底面上。当凹槽71均匀分布于底面上时，导光板1的匀光度效果好。所述凹槽71包括两种不同直径长度的第一凹槽73和第二凹槽74；每一个所述第一凹槽73均设于两个所述第二凹槽74之间。在分布均匀的情况下，设置多种不同直径长度的凹槽71，进一步增强匀光度。
如图2所示，本实施例所述的一种手机导光组件，所述凸点72均匀分布在凹槽71上。凸点72能够增加光线的反射面积，增加导光板1的匀光度。
如图1所示，本实施例所述的一种手机导光组件，所述反射板5的左侧与所述导光板1抵靠；所述反射板5的右侧设有用于与所述导光板1卡接的卡块51。卡块51一方面用于支撑楔形的导光板1，另一方面用于定位，保证导光板1安装位置准确。
实施例2
其中，第一扩散膜2和第二扩散膜4均由如下重量份数的原料组成：
每重量份光扩散剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将65重量份的甲基丙烯酸甲酯、6重量份的丙烯酸丁酯、8重量份的4-羟基丁基丙烯酸酯、0.07重量份的链转移剂、0.2重量份的第一引发剂和8重量份的溶剂进行搅拌混合，升温至130℃，并保温反应2h，得到预聚物溶液；
(2)将所述聚合物溶液进行分馏，去除未反应的单体、链转移剂和溶剂，洗涤，干燥，得到预聚物，将所述预聚物加入到N,N-甲基乙酰胺进行溶解，得到纺丝溶液；
(3)将所述纺丝溶液进行静电喷雾，得到纳米核粒子；
(4)在100重量份去离子水中加入35重量份苯乙烯、6重量份甲基丙烯酸甲酯、3重量份甲基丙烯酸丙酯和1.5重量份乳化剂，搅拌乳化后，加入0.71重量份第二引发剂和35重量份步骤(3)中的纳米核粒子，然后升温至75℃，反应1.2h后，升温至90℃，继续反应0.8h，得到核壳聚合物乳液；
(5)将所述核壳聚合物乳液进行破乳、洗涤、干燥，即得到所述的光扩散剂。
其中，所述第一引发剂由过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁酯按重量比2:1的比例组成。
其中，所述链转移剂由十二烷基硫醇和正己硫醇按重量比2:1的比例组成。
其中，所述溶剂为二甲苯。
其中，步骤(2)中，所述N,N-甲基乙酰胺与预聚物的重量比为4:1。
其中，步骤(3)中，静电喷雾的电压为20kv，静电喷雾的温度为30℃。
其中，所述第二引发剂由过硫酸铵和过硫酸钾按重量比2:1的比例组成。
其中，所述抗氧化剂由抗氧化剂168和抗氧化剂1010按重量比1:1的比例组成，所述光稳定剂由1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯和2-氰基-3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯按重量比1:1.5的比例混合组成。
其中，所述乳化剂由十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯辛基苯酚醚按重量比1:1的比例组成。
本发明扩散膜的制备方法为：按重量份数称取聚碳酸酯、光扩散剂、抗氧化剂和光稳定剂进行熔融挤出造粒，然后进行注塑，即得到扩散膜。
实施例3
其中，第一扩散膜2和第二扩散膜4均由如下重量份数的原料组成：
每重量份光扩散剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将60重量份的甲基丙烯酸甲酯、4重量份的丙烯酸丁酯、6重量份的4-羟基丁基丙烯酸酯、0.05重量份的链转移剂、0.1重量份的第一引发剂和6重量份的溶剂进行搅拌混合，升温至120℃，并保温反应3h，得到预聚物溶液；
(2)将所述聚合物溶液进行分馏，去除未反应的单体、链转移剂和溶剂，洗涤，干燥，得到预聚物，将所述预聚物加入到N,N-甲基乙酰胺进行溶解，得到纺丝溶液；
(3)将所述纺丝溶液进行静电喷雾，得到纳米核粒子；
(4)在100重量份去离子水中加入30重量份苯乙烯、4重量份甲基丙烯酸甲酯、1重量份甲基丙烯酸丙酯和1重量份乳化剂，搅拌乳化后，加入0.5重量份第二引发剂和30重量份步骤(3)中的纳米核粒子，然后升温至70℃，反应1.5h后，升温至85℃，继续反应1h，得到核壳聚合物乳液；
(5)将所述核壳聚合物乳液进行破乳、洗涤、干燥，即得到所述的光扩散剂。
其中，所述第一引发剂由过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁酯按重量比1:1的比例组成。
其中，所述链转移剂由十二烷基硫醇和正己硫醇按重量比1:1的比例组成。
其中，所述溶剂为二甲苯。
其中，步骤(2)中，所述N,N-甲基乙酰胺与预聚物的重量比为3:1。
其中，步骤(3)中，静电喷雾的电压为15kv，静电喷雾的温度为25℃。
其中，所述第二引发剂由过硫酸铵和过硫酸钾按重量比1:1的比例组成。
其中，所述抗氧化剂由抗氧化剂168和抗氧化剂1010按重量比1:1的比例组成，所述光稳定剂由1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯和2-氰基-3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯按重量比1:1的比例混合组成。
其中，所述乳化剂由十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯辛基苯酚醚按重量比1:1的比例组成。
本发明扩散膜的制备方法为：按重量份数称取聚碳酸酯、光扩散剂、抗氧化剂和光稳定剂进行熔融挤出造粒，然后进行注塑，即得到扩散膜。
实施例4
其中，第一扩散膜2和第二扩散膜4均由如下重量份数的原料组成：
每重量份光扩散剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将70重量份的甲基丙烯酸甲酯、8重量份的丙烯酸丁酯、10重量份的4-羟基丁基丙烯酸酯、0.1重量份的链转移剂、0.3重量份的第一引发剂和10重量份的溶剂进行搅拌混合，升温至140℃，并保温反应1h，得到预聚物溶液；
(2)将所述聚合物溶液进行分馏，去除未反应的单体、链转移剂和溶剂，洗涤，干燥，得到预聚物，将所述预聚物加入到N,N-甲基乙酰胺进行溶解，得到纺丝溶液；
(3)将所述纺丝溶液进行静电喷雾，得到纳米核粒子；
(4)在100重量份去离子水中加入40重量份苯乙烯、8重量份甲基丙烯酸甲酯、5重量份甲基丙烯酸丙酯和2重量份乳化剂，搅拌乳化后，加入1重量份第二引发剂和40重量份步骤(3)中的纳米核粒子，然后升温至80℃，反应1.5h后，升温至85℃，继续反应1h，得到核壳聚合物乳液；
(5)将所述核壳聚合物乳液进行破乳、洗涤、干燥，即得到所述的光扩散剂。
其中，所述第一引发剂由过氧化二异丙苯和过氧化二叔丁酯按重量比3:1的比例组成。
其中，所述链转移剂由十二烷基硫醇和正己硫醇按重量比3:1的比例组成。
其中，所述溶剂为二甲苯。
其中，步骤(3)中，静电喷雾的电压为25kv，静电喷雾的温度为35℃。
其中，所述第二引发剂由过硫酸铵和过硫酸钾按重量比3:1的比例组成。
其中，所述抗氧化剂由抗氧化剂168和抗氧化剂1010按重量比1:1的比例组成，所述光稳定剂由1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯和2-氰基-3,3’-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯按重量比1:2的比例混合组成。
其中，所述乳化剂由十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯辛基苯酚醚按重量比2:1的比例组成。
本发明扩散膜的制备方法为：按重量份数称取聚碳酸酯、光扩散剂、抗氧化剂和光稳定剂进行熔融挤出造粒，然后进行注塑，即得到扩散膜。
对比例1
实施例2-4中采用的聚碳酸酯直接制成的扩散膜(无光扩散剂)。
对比例2
实施例2-4中采用的聚碳酸酯与市售常规的有机硅光扩散剂、抗氧化剂和光稳定剂制成的扩散膜。
本发明对实施例2-4和对比例1-2的扩散膜进行拉伸强度、缺口冲击强度、透光率和雾度的测试，扩散膜的厚度均为400μm，测试结果见下表：
由上表可知，光扩散剂的加入对于聚碳酸酯的拉伸强度影响均不大，市售常规的光扩散剂会使聚碳酸酯的拉伸强度稍微降低，本发明的光扩散剂会使聚碳酸酯的拉伸强度稍微提高，但对于缺口冲击强度的影响，市售常规的光扩散剂容易造成缺口冲击强度的急剧降低，这是因为常规的光扩散剂在聚碳酸酯分散性较差，容易发生应力集中现象，而本发明的光扩散剂与聚碳酸酯相容性较好，并且具有较佳的韧性，因而可以提升聚碳酸酯的缺口冲击强度。
从实施例2、对比例1和对比例2的对可知，市售常规的有机硅光扩散剂虽然可以显著提高扩散膜的雾度，但是在透光率上的降低也是较为显著的，而本发明的采用的光扩散剂可以在显著改善扩散膜雾度的同时避免透光率的过度下降。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (4)

1.一种手机导光组件，其特征在于：包括由下至上依次设置的反射板（5）、导光板（1）、第一扩散膜（2）、增光膜（3）以及第二扩散膜（4）；
所述导光板（1）的形状为楔形；所述导光板（1）的左侧面为入光面（11）；所述导光板（1）的厚度从左往右逐渐减小；
所述入光面（11）设有若干组深V型槽（61）以及若干组浅V型槽（62）；若干组所述深V型槽（61）等距设置于所述入光面（11）上；相邻两组所述深V型槽（61）之间均设有一组浅V型槽（62）；
所述导光板（1）的顶面为出光面；所述出光面上设有若干条相互平行排列的三角棱（14）；
所述导光板（1）的底面上设有若干个凹槽（71）；所述凹槽（71）的形状为半球状；每个所述凹槽（71）的内部均设有若干个凸点（72）；
所述凹槽（71）均匀分布在所述导光板（1）的底面上；
第一扩散膜和第二扩散膜均由如下重量份数的原料组成：
聚碳酸酯100份；
光扩散剂8-16份；
抗氧化剂0.3-0.9份；
光稳定剂0.5-1.1份；
每重量份光扩散剂的制备方法包括如下步骤：
（1）将60-70重量份的甲基丙烯酸甲酯、4-8重量份的丙烯酸丁酯、6-10重量份的4-羟基丁基丙烯酸酯、0.05-0.1重量份的链转移剂、0.1-0.3重量份的第一引发剂和6-10重量份的溶剂进行搅拌混合，升温至120-140℃，并保温反应1-3h，得到预聚物溶液；
（2）将所述预聚物溶液进行分馏，去除未反应的单体、链转移剂和溶剂，洗涤，干燥，得到预聚物，将所述预聚物加入到N,N- 甲基乙酰胺进行溶解，得到纺丝溶液；
（3）将所述纺丝溶液进行静电喷雾，得到纳米核粒子；
（4）在100重量份去离子水中加入30-40重量份苯乙烯、4-8重量份甲基丙烯酸甲酯、1-5重量份甲基丙烯酸丙酯和1-2重量份乳化剂，搅拌乳化后，加入0.5-1重量份第二引发剂和30-40重量份步骤（3）中的纳米核粒子，然后升温至70-80℃，反应1-1.5h后，升温至85-95℃，继续反应0.5-1h，得到核壳聚合物乳液；
（5）将所述核壳聚合物乳液进行破乳、洗涤、干燥，即得到所述的光扩散剂。
2.根据权利要求1所述的一种手机导光组件，其特征在于：所述凸点（72）均匀分布在凹槽（71）上。
3.根据权利要求1所述的一种手机导光组件，其特征在于：所述凹槽（71）包括两种不同直径长度的第一凹槽（73）和第二凹槽（74）；每一个所述第一凹槽（73）均设于两个所述第二凹槽（74）之间。
4.根据权利要求1所述的一种手机导光组件，其特征在于：所述反射板（5）的左侧与所述导光板（1）抵靠；所述反射板（5）的右侧设有用于与所述导光板（1）卡接的卡块（51）。
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