CN111443522A - 一种具有反射功能的导光板及制备方法，及一种背光模组 - Google Patents

一种具有反射功能的导光板及制备方法，及一种背光模组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及LCD背光源技术领域，尤其涉及一种具有反射功能的导光板及其制备方法，及一种背光模组。为了解决现有背光模组中的银反射层在信赖性试验后容易发生翘曲的问题，本发明提供一种具有反射功能的导光板及其制备方法，及一种背光模组。所述具有反射功能的导光板自上而下依次包括基片、过渡层、反射层和保护层。本发明提供的导光板中，所述银反射层不易发生翘曲，解决了现有背光模组中的银反射层在信赖性试验后容易发生翘曲的问题，并且，本发明提供的具有反射功能的导光板具有较高的反射率、高可靠性，提高了背光模组的亮度。

Description

一种具有反射功能的导光板及制备方法，及一种背光模组
技术领域
本发明涉及LCD背光源技术领域，同时也涵盖需要类似反射片的领域，尤其涉及一种具有反射功能的导光板及其制备方法，及一种背光模组。
技术背景
TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器，英文thin film transistor-liquid crystaldisplay字头的缩写)为非自身发光的的显示技术装置，需要有背光源(也称为背光模组)的存在才能驱动显示影像。背光源的发展将在很大程度上提升显示器的显示质量，获得高性能的视觉品质。将来液晶显示器将向着轻薄化和高辉度的方向发展，进一步要求背光模组也向着更轻、更薄和更高亮度的方向发展。
背光模组主要由金属框、LED灯条、灯罩、反射膜、导光板、扩散膜、增光膜和口字胶等组成。其中，LED灯条的线光源将通过导光板的作用转化为面光源，同时一部分光线将从导光板的底部逸出，反射膜把这部分光线高效率和低损耗地反射回背光模组中，从而减少光损耗，提升背光模组的亮度。背光模组亮度的提高，将在很大程度上降低对电能的消耗和提升显示器的光饱和度。传统的反射膜是存在于背光模组中单独的一张膜片，其材质一般是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其他类似的柔性基材，其缺点是需要单独组装在背光模组中，在信赖性高温高湿环境下容易发生翘曲等不良现象，进一步影响背光模组的亮度，影响背光模组的正常使用。
目前，所使用的银反射膜都使用两层薄膜贴合工艺制备，由于其加工制程的限制，厚度一般在75μm以上，这与未来液晶显示器的轻薄化设计方向相悖，越来越不符合市场的需求。
发明内容
为了解决现有背光模组中的银反射层在信赖性试验后容易发生翘曲的问题，本发明提供一种具有反射功能的导光板及其制备方法，及一种背光模组。本发明提供的导光板中，银反射层经金属氧化物过渡层附着于导光板的下表面，由于导光板的挺性比现有银反射膜中的银反射层附着的基材要好，所述银反射层不易发生翘曲，解决了现有背光模组中的银反射层在信赖性试验后容易发生翘曲的问题，并且，本发明提供的具有反射功能的导光板具有较高的反射率、高可靠性，提高了背光模组的亮度。由于本发明提供的导光板附着有反射层，使用该导光板的背光模组省去了单独的银反射膜，与使用传统导光板及复合型银反射膜的背光模组相比，本发明提供的背光模组的整体厚度减小。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：
本发明提供一种具有反射功能的导光板，所述具有反射功能的导光板自上而下依次包括基片、过渡层、反射层和保护层。
本发明将LCD背光源使用的导光板和反射膜两者结合在一起，制备一种具有反射功能的导光板，用于LCD背光模组，以适应未来市场的需求。
所述基片是LCD背光源使用的导光板。
所述基片的材质选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或无色透明聚酰亚胺(CPI)。所述基片的厚度为0.075mm-0.3mm。
所述导光板通过注塑成型，获得相应的形状和厚度。
所述过渡层是介于导光板与反射层之间的镀层，作用主要在于提高反射层对基片的附着力。同时，过渡层还提高了基片的平整度。
所述过渡层为金属氧化物层。进一步的，所述过渡层的材质选自氧化铝、氧化钛或氧化锌中的一种。进一步的，制备氧化铝过渡层所需靶材选自铝或氧化铝。制备氧化钛过渡层所需靶材选自钛或氧化钛。制备氧化锌过渡层所需靶材选自锌或氧化锌。
所述过渡层的厚度是8-20nm。进一步的，所述过渡层的厚度是12-13nm。
所述反射层是金属镀层。进一步的，所述反射层的材质选自铝、银、锌、或钛中的一种或者至少两种的组合。进一步的，所述反射层为银反射层。所述反射层的厚度为160-240nm。进一步的，所述反射层的厚度为200nm。
所述保护层为金属镀层。进一步的，所述保护层的材质选自钛、锌、或铝中的一种。所述保护层的厚度为70-120nm。进一步的，所述保护层的厚度为90nm。
所述过渡层的制备使用靶材材质选自铝、氧化铝、钛、锌、或氧化钛中的一种；所述铝、钛或锌金属靶材溅射时，需要在镀膜腔体内充入氧气，获得相应的透明氧化物镀层，即氧化铝、氧化钛或氧化锌；由于在溅射过程中，所述氧化铝或氧化钛靶材中氧原子会结合成氧气被抽真空系统抽入大气，导致氧流失，因此需要在镀膜腔体内充入氧气，以弥补流失的氧。
所述过渡层为透明金属氧化物层，透明氧化物层的制备过程中对氧气质量流量的控制显得尤为重要，这将直接影响过渡层处于金属态或者非金属态(溅射制备的金属氧化物不会完全符合化学计量比，例如溅射形成的二氧化钛，Ti：O的摩尔比不等于1:2，因此可以在溅射过程中通过控制氧气含量来调控金属氧化物中氧元素含量，进一步影响膜层的结合力)，进而影响反射层与导光板之间的结合力。
所述透明金属氧化物过渡层制备过程中，氧气的体积流量应当控制在40-120sccm(体积流量单位，英文全称：standard-state cubic centimeter per minute。意义为：标况毫升每分钟)。
进一步的，所述透明金属氧化物过渡层制备过程中，氧气的质量流量应当控制在60-90sccm。
所述过渡层使用的靶材包括平面靶、圆靶和旋转柱靶。
所述反射层是介于过渡层与保护层之间的镀层，目的主要是高效低损耗地反射从导光板逸出的光线，提高光的利用率；所述反射层的制备使用靶材材质选自铝、银、锌、或钛中的一种，获得相应的金属镀层；
所述反射层使用的靶材包括平面靶、圆靶和旋转柱靶。
所述保护层是基于反射层之下的金属镀层，目的是保护反射层和过渡层不被环境中的水汽破坏。
所述保护层的制备使用靶材材质选自钛、锌、或铝中的一种。
所述保护层使用的靶材包括平面靶、圆靶和旋转柱靶。
本发明还提供一种具有反射功能的导光板的制备方法，所述方法包括下述步骤：
(1)氮气吹扫基片表面，除去较大颗粒的杂质；
(2)氩等离子体轰击清洗上述基片；
(3)利用溅射工艺在上述基片上沉积过渡层；溅射工艺中，氧气的体积流量为40-120sccm；
(4)利用溅射工艺在上述基片的过渡层上沉积反射层；
(5)利用溅射工艺在上述反射层上沉积保护层。
上述步骤(2)氩等离子体轰击清洗为重要步骤，不仅可以减少导光板表层杂质，还可以激发表面的活性基团，参与化学键的成键，增加结合力。
进一步的，上述步骤(3)中，氧气流量为60-110sccm。进一步的，上述步骤(3)中，氩气流量为90-120sccm，氧气流量为60-110sccm。
进一步的，上述步骤(3)中，氧气流量为60-90sccm。进一步的，上述步骤(3)中，氩气流量为110sccm，氧气流量为60-90sccm。
进一步的，所述制备方法包括下述步骤：
(1)氮气吹扫基片表面5-10min，除去较大颗粒的杂质；
(2)氩(Ar)等离子体轰击清洗上述基片10-15min；
(3)利用高真空中频磁控溅射在上述基片上沉积过渡层；
(4)利用高真空直流磁控溅射在上述基片的过渡层上沉积反射层；
(5)利用高真空中频磁控溅射在上述反射层上沉积保护层；
经过上述步骤依次溅射沉积相应的镀层，获得所述的具有反射功能的导光板。该导光板具有反射层，具有较高的反射率、高可靠性和极薄的综合厚度。
本发明还提供一种背光模组，包括本发明提供的具有反射功能的导光板。
进一步的，所述背光模组不包括单独的反射膜。
进一步的，所述背光模组包括光源、具有反射功能的导光板、扩散膜、和增光膜(也称为增亮膜)。导光板将光源发出的光转换成面光源，扩散膜用于提高光的均匀性，增光膜用于聚集光线以提高背光模组的亮度。
与现有技术相比，本发明获得以下优异效果：
(1)通过将导光板与光学反射层相结合的方式获得具有反射功能的导光板，大幅度降低整体厚度，使得背光模组更加轻薄化，符合市场需求；
(2)与目前使用的LCD背光模组相比，导光板与光学反射层的结合使得光程变短，因此反射率得到进一步提升；
(3)过渡层的存在提高了反射层与导光板之间的结合力，在使用过程中具有良好的可靠性。所述过渡层能够提高反射层与导光板之间结合力原因是通过控制氧气流量，使获得的金属氧化物镀层介于金属态与氧化态之间，即获得的金属氧化物不符合其化学计量比，例如沉积的氧化钛，Ti:O的摩尔比不等于1:2，若要获得较多的未成对电子，可适量增加氧气流量，使得金属氧化物中含有较多的氧原子，此时游离的未成对电子也较多，才能和接触的物质间发生键合，形成化学键，提高结合力。这种状态下，过渡层中未成对的电子与反射层中金属原子间形成共价键；同时，过渡层中未成对的电子与导光板表面活性基团形成化学键，因此界面间不仅是范德华力发挥作用，化学键的存在也大幅度提高了结合力。
保护层的存在使得反射层和过渡层不容易被外部环境侵蚀，抵抗机械外力刮伤的能力更强。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有反射功能的导光板横切面结构示意图。
10：基片，
20：过渡层，
30：反射层，
40：保护层。
具体实施方式
下述将结合参考附图与实施例详细说明本发明。
实施例1
本发明提供一种具有反射功能的导光板，所述具有反射功能的导光板自上而下依次包括基片、过渡层、反射层和保护层。所述基片的材质为聚碳酸酯(PC)、厚度为0.36mm。所述过渡层为氧化锌，厚度为12nm。所述反射层为银反射层，厚度为200nm。所述保护层为铝层，厚度为90nm。
该具有反射功能的导光板的制备方法包括下述步骤：氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为90sccm，氧气流量为120sccm，开启加载于锌靶的中频磁控溅射电源，功率控制在12kW，沉积氧化锌层厚度为12nm，得到过渡层。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm，得到反射层。调整氩气流量为190sccm，开启加载于铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在13KW，沉积铝层厚度为90nm，得到保护层。
实施例2
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为100sccm，氧气流量为110sccm，开启加载于铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在17kW，沉积氧化铝层厚度为13nm，得到过渡层。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm，得到反射层。调整氩气流量为190sccm，开启加载于铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在13KW，沉积铝层厚度为90nm，得到保护层。
实施例3
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为90sccm，氧气流量为110sccm，开启加载于锌靶的中频磁控溅射电源，功率控制在12kW，沉积氧化锌层厚度为12nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10KW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例4
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为100sccm，氧气流量为110sccm，开启加载于铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在17kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例5
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为60sccm，开启加载于氧化锌靶的中频磁控溅射电源，功率控制在14kW，沉积氧化锌层厚度为12nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为190sccm，开启加载于铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在13KW，沉积铝层厚度为90nm。
实施例6
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为80sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在17kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为190sccm，开启加载于铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在13KW，沉积铝层厚度为90nm。
实施例7
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为60sccm，开启加载于氧化锌靶的中频磁控溅射电源，功率控制在14kW，沉积氧化锌层厚度为12nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10KW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例8
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为80sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10KW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例9
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为120sccm，氧气流量为60sccm，开启加载于氧化钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在12kW，沉积氧化钛层厚度为12nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为190sccm，开启加载于铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在13KW，沉积铝层厚度为90nm。
实施例10
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为120sccm，氧气流量为60sccm，开启加载于氧化钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在12kW，沉积氧化钛层厚度为12nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例11
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为40sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例12
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为50sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例13
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为60sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例14
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为70sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例15
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为90sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
实施例16
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为100sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
对比例1
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为70sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。本例未进行氩等离子体轰击清洗基片步骤。
对比例2
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为260sccm，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm，得到反射层。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm，得到保护层。该例未制备过渡层。
对比例3
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为70sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm，得到过渡层。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm，得到反射层。该例未制备保护层。
对比例4
传统常用的复合型反射膜，生产商：宁波激智科技股份有限公司产品型号:LSR80W。
对比例5
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为110sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
对比例6
如实施例1提供的具有反射功能的导光板，其中，氮气吹扫基片5min，镀膜腔室真空度为0.1mbar，氩气流量为20sccm，负偏压电源电压为700V，等离子体轰击清洗基片10min。调整氩气流量为110sccm，氧气流量为120sccm，开启加载于氧化铝靶的中频磁控溅射电源，功率控制在20kW，沉积氧化铝层厚度为13nm。调整氩气流量为260sccm，关闭氧气质量流量计(MFC)，开启加载于银靶的直流磁控溅射电源，功率控制在26kW，沉积银层厚度为200nm。调整氩气流量为170sccm，开启加载于钛靶的中频磁控溅射电源，功率控制在10kW，沉积钛层厚度为90nm。
本发明实施例和对比例制备的导光板按照以下方式进行主要性能测试：
1、反射率测试：按照NIST 2054的标准，利用Agilent Cary5000紫外可见近红外分光光度计测试380nm-780nm波长反射率。取380nm-780nm波长反射率平均值，若平均值越大，则使用该具有反射功能的导光板的背光模组亮度越高。
2、附着力测试：按照GB 1720-1979《漆膜附着力测定法》的标准，测试反射层对基片的附着力，其中100/100代表不脱膜，90/100代表脱落10％。
3、信赖性后腐蚀测试：将具有反射功能的导光板置于65℃，相对湿度95％的条件下平铺放置500小时后进行测试，腐蚀测试的导光板样品规格为6cm×12cm。通过台灯照射后肉眼观察，评判标准为：良好＞轻微＞严重。良好是指具有反射功能的导光板的反射层那一面的表面光洁无明显可见的泛白斑点，轻微是指反射层那一面的表面光洁但有小于0.2mm的泛白斑点，严重是指反射层那一面的表面粗糙且有大于0.2mm的泛白斑点。可靠性指信赖性后反射层的抗腐蚀性能。可靠性用信赖性后腐蚀测试结果来表征。检测结果为良好，说明导光板的可靠性高。可靠性高的具有反射功能的导光板可称为具有反射功能的高可靠性导光板。测试结果为良好和轻微的具有反射功能的导光板为合格品。结果为严重的为不合格品。
表1实施例14和对比例1-3提供的具有反射功能的导光板的主要性能测试结果
分类 反射率/％ 附着力 信赖性后腐蚀
实施例14 98.4 100/100 良好
对比例1 98.2 80/100 严重
对比例2 97.9 0/100 严重
对比例3 98.2 100/100 严重
从表1可以得出，未进行等离子体轰击清洗基片的导光板，其附着力变差，信赖性后有轻微腐蚀。这是由于等离子体的轰击既可以去除基片表层的氧化物，又可以激发基片表面的活性基团，同时表面张力也降低，有利于过渡层的金属氧化物与基片表面的结合。对于无过渡层的样品，其附着力最差，测试过程中发生大面积脱银现象，这是由于银层直接与导光板表面接触，两者结合性很差，导致附着力大幅度下降。对于无保护层的样品，虽然附着力较好，但由于保护层的缺失，信赖性过程中水汽的破坏使得银层表面发生大面积腐蚀和脱落，因此保护层的存在发挥着保护反射层不受外部环境侵蚀的积极作用。
表2是实施例8、实施例11-16和对比例4-6性能测试结果；
Figure BDA0002345487670000151
Figure BDA0002345487670000161
从表2可以得出，在过渡层氧化铝的制备过程中，对氧气质量流量的调控显得尤为重要。随着氧气质量流量从40sccm增加到80sccm的过程中，反射率逐步提升，附着力表现也逐步提升。这是由于随着镀膜腔室内氧气分压的增加，沉积的过渡层氧化铝镀层逐渐由金属态向氧化态过渡，此时氧化铝膜层由于在富氧气氛中沉积，氧原子在镀层中富集，未成对的电子逐渐增加，因此附着力在不断提升。同时，氧化铝层的透明度也逐渐增加，因此反射率有一定提升。信赖性后的抗腐蚀性能也逐渐增强。
进一步的，随着氧气质量流量从80sccm增加到120sccm的过程中，反射率、附着力和信赖性后的抗腐蚀性能都在逐步递减。这是由于随着镀膜腔室内氧气分压的进一步增加，氧原子处于过饱和状态，沉积的氧化铝镀层中的未成对电子已经达到了动态平衡的阶段，此时的附着力依靠未成对的电子已经达到极限，而此时由于腔室内气体分子数量急剧上升，导致分子平均自由程缩短，气体分子的电离变得越来越困难，同时电离后的原子和原子团的动能下降，导致沉积的氧化铝镀层变得疏松多孔，膜层不致密。因此氧化铝镀层对光的吸收程度增加，反射率逐步递减。疏松多孔的氧化铝镀层导致附着力下降和信赖性后的抗腐蚀性能也变差。
从表2可以得出，本发明提供的具有反射功能的高可靠性导光板其反射率比传统的复合型反射膜至少高3％。使用传统复合型反射膜的背光模组厚度为0.766mm，而使用本发明的背光模组厚度是0.686mm，综合厚度下降10.4％。
实施例5-10和实施例13-15为本发明的优选实施例，具有较高的反射率和信赖性后良好的抗腐蚀性能。其中实施例14附着力最好，是本发明的最优选技术方案。
以上仅为本发明专利的优选实施例，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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有反射功能的导光板，其特征在于，所述具有反射功能的导光板自上而下依次包括基片、过渡层、反射层和保护层。
2.根据权利要求1所述的具有反射功能的导光板，其特征在于，所述基片是LCD背光源使用的导光板。
3.根据权利要求1所述的具有反射功能的导光板，其特征在于，所述基片的材质选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或无色透明聚酰亚胺(CPI)；所述基片的厚度为0.075mm-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的具有反射功能的导光板，其特征在于，所述过渡层为金属氧化物层。
5.根据权利要求1所述的具有反射功能的导光板，其特征在于，所述反射层是金属镀层。
6.根据权利要求1所述的具有反射功能的导光板，其特征在于，所述保护层为金属镀层。
7.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括权利要求1-6中任一项所述的具有反射功能的导光板。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组不包括单独的反射膜。
9.一种根据权利要求1-6中任一项所述的具有反射功能的导光板的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)氮气吹扫基片表面，除去较大颗粒的杂质；
(2)氩等离子体轰击清洗上述基片；
(3)利用溅射工艺在上述基片上沉积过渡层；溅射工艺中，氧气的体积流量为40-120sccm；
(4)利用溅射工艺在上述基片的过渡层上沉积反射层；
(5)利用溅射工艺在上述反射层上沉积保护层。
10.一种根据权利要求1-6中任一项所述的具有反射功能的导光板的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)氮气吹扫基片表面5-10min，除去较大颗粒的杂质；
(2)氩(Ar)等离子体轰击清洗上述基片10-15min；
(3)利用高真空中频磁控溅射在上述基片上沉积过渡层；
(4)利用高真空直流磁控溅射在上述基片的过渡层上沉积反射层；
(5)利用高真空中频磁控溅射在上述反射层上沉积保护层；
获得所述的具有反射功能的导光板。
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