CN110208898A - 背光模组用高光效端面导光板及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种背光模组用高光效端面导光板及其制备工艺，该导光板包括入光面，与入光面相对设置的导光端面，连接入光面与导光端面的出光面，连接入光面与导光端面的导光面，所述出光面呈水平状，导光端面呈竖直状，导光面呈斜线状；入光面包括上表面、下表面、入光端面，入光端面的一端与上表面连接，另一端与下表面连接；上表面的另一端与出光面连接，下表面的另一端与导光面连接；上表面包括一靠近入光端面的水平段和一远离入光端面的倾斜段。该导光板采用模具注塑成型的方法制备得到。本发明的导光板增加了光线的扩散角度和扩散范围，增加了散射混光效果，出光均匀效果好，制备工艺无毒高效，适合工业化生产。

Description

背光模组用高光效端面导光板及其制备工艺
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种背光模组用高光效端面导光板及其制备工艺。
背景技术
随着液晶显示技术的不断发展和成熟，液晶显示在平板显示市场上逐渐占据主导地位。背光模组是提供液晶显示器产品中的一个背面光源组件，一般由背光光源、多层背光材料及支撑框架组成。背光质量决定了液晶显示屏的亮度、出射光均匀度、色阶等重要参数。导光板是背光模组中的重要结构，用于将背光源的线光源转换为亮度均匀的面光源，提高了光线射出的均匀性，一般会在导光板表面设置多个网点，用于破坏光束在导光板内部传输的全反射条件，从而提高背光模组的整体光学性能。
现有技术中的导光板，在反光面设置有大量的向内侧凸起的网点，光线从导光板的入光面进入，再采用网版印刷技术，直接将油墨印刷在导光板的表面，而油墨直接印刷在导光板表面时粘合度低，存在有毒挥发性气体，不仅降低了导光板网点印刷效果，也加深了生产使用过程中对人体的危害。申请号201610603468.9的专利公开了一种高光效、亮度均匀的导光板及其制造方法，该导光板包括本体，本体的上表面设有导光网格，导光网格的密度从本体的一端至另一端逐渐增大，通过在本体上激光雕刻出导光网格，再通过板材后处理、贴膜处理得到，可以将光源发出的光扩散开，且光线扩散的更加均匀。
综合研究现有的背光模组用导光板及其制备工艺，仍然存在以下问题需要解决：1、导光板上的网点设置不够合理，包括其疏密程度、大小程度，不能使导光板发挥良好的光效效果；2、印刷所需的油墨含有大量的挥发性溶剂，存在一定的毒性，不够绿色环保，在生产使用过程中会对人体产生危害；3、在蚀刻网点槽时，通常选用的蚀刻液为氯仿，首先氯仿毒性大，其次如果在生产中有残留的话，会在光照下逐渐氧化生成剧毒的光气，带来严重的安全问题。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种背光模组用高光效端面导光板及其制备工艺，在现有技术的基础上，设计为入光面、导光端面、出光面、导光面的基础结构，并对入光面、导光面的形状结构作出细微改变，采用模具注塑成型的方法制备得到。该导光板增加了光线的扩散角度和扩散范围，增加了散射混光效果，出光均匀效果好，制备工艺无毒高效，适合工业化生产。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种背光模组用高光效端面导光板，包括入光面，与入光面相对设置的导光端面，连接入光面与导光端面的出光面，连接入光面与导光端面的导光面，所述出光面呈水平状，导光端面呈竖直状，导光面呈斜线状；
所述入光面包括上表面、下表面、入光端面，入光端面的一端与上表面连接，另一端与下表面连接；上表面的另一端与出光面连接，下表面的另一端与导光面连接；
所述上表面包括一靠近入光端面的水平段和一远离入光端面的倾斜段，倾斜段呈直线状或弧线状；所述倾斜段与水平段之间具有一夹角α，倾斜段与出光面之间具有夹角β；
所述下表面呈向外凸的弧线状或斜线状；
所述导光面的表面设有向外或向内的凸起，凸起呈楔状或弧状，导光面上从下表面侧至出光面侧的凸起间距依次减小；所述凸起呈楔状时，排列在导光面的内侧表面，且从下表面侧至出光面侧的凸起面积依次减小；所述凸起呈弧状时，排列在导光面的外侧表面，且从下表面侧至出光面侧的凸起面积依次减小。
作为本发明进一步的方案，所述倾斜段呈直线状时，夹角α的范围为120°-160°，夹角β的范围为120°-160°；所述倾斜段呈弧线状时，夹角α的范围为140°-160°，夹角β的范围为90°-120°。
作为本发明进一步的方案，应用该导光板的背光模组包括背板，设于背板上的反射片，设于背板侧壁上的LED光源，设于导光板上的光学膜片组，设于背板两侧的胶框；LED光源对应导光板的入光面，光学膜片组包括从上至下依次设置的上扩散片、棱镜片、下扩散片。该背光模组的工作时，打开LED光源，LED光源为线光源，发出的光线从导光板的入光面进入，经过导光面的散射导光后，从出光面射出形成面光源，光线依次经下扩散片、棱镜片、上扩散片射出。
本发明还提供了一种背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，包括以下步骤：
S1、导光板模具制备：按照所需生产的导光板设计导光板模具，导光板模具是由入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面组成的中空结构，导光端模面上设有注塑口，入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面分别与入光面、出光面、导光面、导光端面对应，导光模面上设有与凸起对应的凸起模面；
S2、原料烘干注塑：将制作导光板的原料烘干，通过注塑机将烘干的原料注入导光板模具内，一次加热成型，形成包括入光面、导光端面、出光面、导光面的导光板；
S3、后处理：将成型导光板依次使用弱碱液、乙醇、丙酮清洗后，吹干，放置在无尘房间烘干即可。
作为本发明进一步的方案，所述导光板模具的厚度为5-10mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为0.5-2mm。
作为本发明进一步的方案，所述注塑机选用液态硅胶注塑机，射出压力为1250kg/cm2，射出率为136cm3/sec，开模行程为250mm，顶出力量为2.5T，顶出行程为50mm。
本发明的有益效果：
1、本发明的背光模组用高光效端面导光板，在现有技术的基础上，设计为入光面、导光端面、出光面、导光面的基础结构，并对入光面、导光面的形状结构作出细微改变，采用模具注塑成型的方法制备得到；该导光板增加了光线的扩散角度和扩散范围，增加了散射混光效果，出光均匀效果好，制备工艺无毒高效，适合工业化生产。
2、导光板上表面水平段和倾斜段的设计，使得光线从入光面的上侧射入时，水平段沿直线进入，倾斜段增加了上表面段的扩散范围，避免出光面靠近上表面段出现光线昏暗、光线没有覆盖的情况。
3、导光板下表面呈向外凸的弧线状或斜线状，使得光线从入光面下侧射入时，增加了下表面段的扩散角度和扩散范围，同样避免出光面靠近上表面段出现光线昏暗、光线没有覆盖的情况。
4、凸起的设计，使从入光面进入的光线沿楔状凸起的斜面或弧状凸起的内弧面进行散射，增强混光，而且间距依次减小，面积依次减小，可以使光线越靠近导光端面侧，光线散射的概率越大，使得从出光面射出的面光线更加均匀，光效效果更好。
5、本发明背光模用高光效导光板的制备工艺，采用导光板模具制备-原料烘干注塑-后处理清洗烘干的工序制备而成，与现有的网版印刷、网点蚀刻相比，没有使用含有毒性挥发成分的溶剂和蚀刻液，而是采用制作出与导光板形状尺寸匹配的导光模具，模具的厚度为5-10mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为0.5-2mm，使得注塑时原料沿导光端模面上的注塑口注入，精密缓慢地注入，使得注塑后的导光板的精度更高，保障了出光效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明第一种背光模组用高光效端面导光板的结构示意图。
图2是本发明第二种背光模组用高光效端面导光板的结构示意图。
图3是本发明第三种背光模组用高光效端面导光板的结构示意图。
图4是本发明第四种背光模组用高光效端面导光板的结构示意图。
图5是本发明背光模组的结构示意图。
图中：1、导光板；2、背板；3、反射片；4、LED光源；5、胶框；6、上扩散片；7、棱镜片；8、下扩散片；100、入光面；110、入光端面；120、水平段；130、倾斜段；140、下表面；200、导光端面；300、出光面；400、导光面；410、凸起。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5所示，本实施例提供了一种背光模组用高光效端面导光板，包括入光面100，与入光面100相对设置的导光端面200，连接入光面100与导光端面200的出光面300，连接入光面100与导光端面200的导光面400。出光面300呈水平状，导光端面200呈竖直状，导光面400呈斜线状。
具体地，入光面100包括上表面、下表面140、入光端面110，入光端面110的一端与上表面连接，另一端与下表面140连接；上表面的另一端与出光面300连接，下表面140的另一端与导光面400连接。其中，上表面包括一靠近入光端面110的水平段120和一远离入光端面110的倾斜段130，倾斜段130呈直线状或弧线状。倾斜段130与水平段120之间具有一夹角α，倾斜段130与出光面300之间具有夹角β。当倾斜段130呈直线状时，夹角α的范围为120°-160°，夹角β的范围为120°-160°；当倾斜段130呈弧线状时，夹角α的范围为140°-160°，夹角β的范围为90°-120°。水平段和倾斜段的设计，使得光线从入光面100的上侧射入时，水平段沿直线进入，倾斜段增加了上表面段的扩散范围，避免出光面300靠近上表面段出现光线昏暗、光线没有覆盖的情况。下表面呈向外凸的弧线状或斜线状，使得光线从入光面100下侧射入时，增加了下表面段的扩散角度和扩散范围，同样避免出光面300靠近上表面段出现光线昏暗、光线没有覆盖的情况。
参阅图1-4所示，导光面400的表面设有向外或向内的凸起410，凸起410呈楔状或弧状，导光面400上从下表面140侧至出光面300侧的凸起间距依次减小。当凸起410呈楔状时，排列在导光面400的内侧表面，且从下表面140侧至出光面300侧的凸起面积依次减小；当凸起410呈弧状时，排列在导光面400的外侧表面，且从下表面140侧至出光面300侧的凸起面积依次减小。这样设计的好处是，可以使从入光面100进入的光线沿楔状凸起的斜面或弧状凸起的内弧面进行散射，增强混光，而且间距依次减小，面积依次减小，可以使光线越靠近导光端面侧，光线散射的概率越大，使得从出光面300射出的面光线更加均匀，光效效果更好。
该背光模组用高光效端面导光板，设计为入光面、导光端面、出光面、导光面的基础结构，并对入光面、导光面的形状结构作出细微改变，采用模具注塑成型的方法制备得到；该导光板增加了光线的扩散角度和扩散范围，增加了散射混光效果，出光均匀效果好，制备工艺无毒高效，适合工业化生产。导光板上表面水平段和倾斜段的设计，使得光线从入光面的上侧射入时，水平段沿直线进入，倾斜段增加了上表面段的扩散范围，避免出光面靠近上表面段出现光线昏暗、光线没有覆盖的情况。导光板下表面呈向外凸的弧线状或斜线状，使得光线从入光面下侧射入时，增加了下表面段的扩散角度和扩散范围，同样避免出光面靠近上表面段出现光线昏暗、光线没有覆盖的情况。凸起的设计，使从入光面进入的光线沿楔状凸起的斜面或弧状凸起的内弧面进行散射，增强混光，而且间距依次减小，面积依次减小，可以使光线越靠近导光端面侧，光线散射的概率越大，使得从出光面射出的面光线更加均匀，光效效果更好。
实施例2
本实施例的背光模组用高光效端面导光板，适用于一种背光模组。参阅图5所示，该背光模组除了包括导光板1，还包括背板2，设于背板2上的反射片3，设于背板2侧壁上的LED光源4，设于导光板1上的光学膜片组，设于背板2两侧的胶框5。LED光源4对应导光板1的入光面，光学膜片组包括从上至下依次设置的上扩散片6、棱镜片7、下扩散片8。该背光模组的工作过程如下：打开LED光源4，LED光源为线光源，发出的光线从导光板1的入光面进入，经过导光面的散射导光后，从出光面射出形成面光源，光线依次经下扩散片8、棱镜片7、上扩散片6射出。
实施例3
本实施例提供了一种背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，包括以下步骤：
S1、导光板模具制备：按照所需生产的导光板设计导光板模具，导光板模具是由入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面组成的中空结构，导光端模面上设有注塑口，入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面分别与入光面100、出光面300、导光面400、导光端面200对应，导光模面上设有与凸起410对应的凸起模面；其中，导光板模具的厚度为5-10mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为0.5-2mm。
S2、原料烘干注塑：将制作导光板的原料烘干，通过注塑机将烘干的原料注入导光板模具内，一次加热成型，形成包括入光面100、导光端面200、出光面300、导光面400的导光板；其中，注塑机选用液态硅胶注塑机，射出压力为1250kg/cm2，射出率为136cm3/sec，开模行程为250mm，顶出力量为2.5T，顶出行程为50mm。
S3、后处理：将成型导光板依次使用弱碱液、乙醇、丙酮清洗后，吹干，放置在无尘房间烘干即可。
该导光板的制备工艺，采用导光板模具制备-原料烘干注塑-后处理清洗烘干的工序制备而成，与现有的网版印刷、网点蚀刻相比，没有使用含有毒性挥发成分的溶剂和蚀刻液，而是采用制作出与导光板形状尺寸匹配的导光模具，模具的厚度为5-10mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为0.5-2mm，使得注塑时原料沿导光端模面上的注塑口注入，精密缓慢地注入，使得注塑后的导光板的精度更高，保障了出光效果。
实施例4
本实施例提供了一种背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，包括以下步骤：
S1、导光板模具制备：按照所需生产的导光板设计导光板模具，导光板模具是由入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面组成的中空结构，导光端模面上设有注塑口，入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面分别与入光面100、出光面300、导光面400、导光端面200对应，导光模面上设有与凸起410对应的凸起模面；其中，导光板模具的厚度为8mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为1.2mm。
S2、原料烘干注塑：将制作导光板的原料烘干，通过注塑机将烘干的原料注入导光板模具内，一次加热成型，加热温度为355℃，形成包括入光面100、导光端面200、出光面300、导光面400的导光板；其中，注塑机选用液态硅胶注塑机，射出压力为1250kg/cm2，射出率为136cm3/sec，开模行程为250mm，顶出力量为2.5T，顶出行程为50mm。
S3、后处理：将成型导光板依次使用弱碱液、乙醇、丙酮清洗后，吹干，放置在无尘房间烘干即可。其中，弱碱液为浓度为25wt％的氢氧化钠溶液，乙醇浓度为80vt％，干燥温度为60℃。
实施例5
本实施例提供了一种背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，包括以下步骤：
S1、导光板模具制备：按照所需生产的导光板设计导光板模具，导光板模具是由入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面组成的中空结构，导光端模面上设有注塑口，入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面分别与入光面100、出光面300、导光面400、导光端面200对应，导光模面上设有与凸起410对应的凸起模面；其中，导光板模具的厚度为7mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为1.5mm。
S2、原料烘干注塑：将制作导光板的原料烘干，通过注塑机将烘干的原料注入导光板模具内，一次加热成型，加热温度为350℃，形成包括入光面100、导光端面200、出光面300、导光面400的导光板；其中，注塑机选用液态硅胶注塑机，射出压力为1250kg/cm2，射出率为136cm3/sec，开模行程为250mm，顶出力量为2.5T，顶出行程为50mm。
S3、后处理：将成型导光板依次使用弱碱液、乙醇、丙酮清洗后，吹干，放置在无尘房间烘干即可。其中，弱碱液为浓度为10wt％的氢氧化钠溶液，乙醇浓度为70vt％，干燥温度为50℃。
实施例6
本实施例提供了一种背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，包括以下步骤：
S1、导光板模具制备：按照所需生产的导光板设计导光板模具，导光板模具是由入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面组成的中空结构，导光端模面上设有注塑口，入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面分别与入光面100、出光面300、导光面400、导光端面200对应，导光模面上设有与凸起410对应的凸起模面；其中，导光板模具的厚度为8mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为1.8mm。
S2、原料烘干注塑：将制作导光板的原料烘干，通过注塑机将烘干的原料注入导光板模具内，一次加热成型，加热温度为360℃，形成包括入光面100、导光端面200、出光面300、导光面400的导光板；其中，注塑机选用液态硅胶注塑机，射出压力为1250kg/cm2，射出率为136cm3/sec，开模行程为250mm，顶出力量为2.5T，顶出行程为50mm。
S3、后处理：将成型导光板依次使用弱碱液、乙醇、丙酮清洗后，吹干，放置在无尘房间烘干即可。其中，弱碱液为浓度为20wt％的氢氧化钠溶液，乙醇浓度为70vt％，干燥温度为55℃。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种背光模组用高光效端面导光板，包括入光面(100)，与入光面(100)相对设置的导光端面(200)，连接入光面(100)与导光端面(200)的出光面(300)，连接入光面(100)与导光端面(200)的导光面(400)，其特征在于，所述出光面(300)呈水平状，导光端面(200)呈竖直状，导光面(400)呈斜线状；
所述入光面(100)包括上表面、下表面(140)、入光端面(110)，入光端面(110)的一端与上表面连接，另一端与下表面(140)连接；上表面的另一端与出光面(300)连接，下表面(140)的另一端与导光面(400)连接；
所述上表面包括一靠近入光端面(110)的水平段(120)和一远离入光端面(110)的倾斜段(130)，倾斜段(130)呈直线状或弧线状；所述倾斜段(130)与水平段(120)之间具有一夹角α，倾斜段(130)与出光面(300)之间具有夹角β；
所述下表面呈向外凸的弧线状或斜线状；
所述导光面(400)的表面设有向外或向内的凸起(410)，凸起(410)呈楔状或弧状，导光面(400)上从下表面(140)侧至出光面(300)侧的凸起间距依次减小；所述凸起(410)呈楔状时，排列在导光面(400)的内侧表面，且从下表面(140)侧至出光面(300)侧的凸起面积依次减小；所述凸起(410)呈弧状时，排列在导光面(400)的外侧表面，且从下表面(140)侧至出光面(300)侧的凸起面积依次减小。
2.根据权利要求1所述的背光模组用高光效端面导光板，其特征在于，所述倾斜段(130)呈直线状时，夹角α的范围为120°-160°，夹角β的范围为120°-160°；所述倾斜段(130)呈弧线状时，夹角α的范围为140°-160°，夹角β的范围为90°-120°。
3.根据权利要求1所述的背光模组用高光效端面导光板，其特征在于，应用该导光板的背光模组包括背板(2)，设于背板(2)上的反射片(3)，设于背板(2)侧壁上的LED光源(4)，设于导光板(1)上的光学膜片组，设于背板(2)两侧的胶框(5)；LED光源(4)对应导光板(1)的入光面，光学膜片组包括从上至下依次设置的上扩散片(6)、棱镜片(7)、下扩散片(8)。
4.一种背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、导光板模具制备：按照所需生产的导光板设计导光板模具，导光板模具是由入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面组成的中空结构，导光端模面上设有注塑口，入光模面、出光模面、导光模面、导光端模面分别与入光面(100)、出光面(300)、导光面(400)、导光端面(200)对应，导光模面上设有与凸起(410)对应的凸起模面；
S2、原料烘干注塑：将制作导光板的原料烘干，通过注塑机将烘干的原料注入导光板模具内，一次加热成型，形成包括入光面(100)、导光端面(200)、出光面(300)、导光面(400)的导光板；
S3、后处理：将成型导光板依次使用弱碱液、乙醇、丙酮清洗后，吹干，放置在无尘房间烘干即可。
5.根据权利要求4所述的背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，其特征在于，所述导光板模具的厚度为5-10mm，注塑口呈环形点状分布在导光端模面上，注塑口的粒径为0.5-2mm。
6.根据权利要求4所述的背光模组用高光效端面导光板的制备工艺，其特征在于，所述注塑机选用液态硅胶注塑机，射出压力为1250kg/cm2，射出率为136cm3/sec，开模行程为250mm，顶出力量为2.5T，顶出行程为50mm。
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