CN112230314A - 一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板 - Google Patents

一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，所述的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板包括玻璃母材、增亮结构和扩散层；所述增亮结构设置在所述玻璃母材的出光面上；所述扩散层设置在所述玻璃母材的入光面上；所述的增亮结构为玻璃微结构；所述玻璃扩散板的雾度在70‑100％之间，所述玻璃扩散板的透光率为20‑80％，所述玻璃扩散板的亮度为3500‑9500nits。本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其结构简单，工艺简单，制作成本低；本发明针对目前玻璃扩散板亮度偏低，贴增亮膜成本高等缺陷，设计了一面具有增亮膜形状的增亮结构，另一面具有光扩散层的扩散板，可达到高遮蔽性且高亮度的要求；增亮结构保证了玻璃扩散板的高亮度，增亮效果好，且本发明的增亮结构机械性能优良。

Description

一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板
技术领域
本发明涉及扩散板制备技术领域，具体涉及一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板。
背景技术
相对于传统的亚克力扩散板，玻璃扩散板具有平整度高、耐高温、不易变形、玻璃热膨胀系数低等优势，而且玻璃扩散板的光学性能及遮蔽性效果可以根据客户的不同需求在一定范围内灵活调整；由于玻璃扩散板的扩散层加工在玻璃表面，无需内部添加扩散粒子，因此可选用厚度小的玻璃进行加工，得到性能优越且轻薄型的扩散板，降低背光模组机构的整体重量；且因玻璃膨胀系数低，故可制作超窄边框的背光结构，外形更美观。但由于扩散板要求的高遮蔽性这一特性，目前玻璃扩散板能达到的透光率整体偏低，通常不超过50％。因此，玻璃扩散板表面仍需贴覆增亮膜以提高背光模组整体亮度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，本发明针对目前玻璃扩散板亮度偏低，且贴覆增亮膜成本较高等缺陷，设计了一种一面具有增亮膜形状的玻璃微结构，另一面设计光扩散层，可达到高遮蔽性且高亮度的要求，本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板结构简单，成本低。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板包括玻璃母材、增亮结构和扩散层；所述增亮结构设置在所述玻璃母材的出光面上；所述扩散层设置在所述玻璃母材的入光面上；所述的增亮结构为玻璃微结构；所述玻璃扩散板的雾度在70-100％之间，所述玻璃扩散板的透光率为20-80％，所述玻璃扩散板的亮度为3500-9500nits。具体地，在所述玻璃母材的下表面设置扩散层，用于光线的扩散，在所述玻璃母材的上表面设置增亮结构，使得本发明的玻璃扩散板无需再贴覆增亮膜，节省了成本，简化工艺。
进一步地，微结构玻璃的厚度为1.3-2.0毫米。优选地，将所述的玻璃微结构(即棱镜微结构、弧形微结构或球形微结构)的厚度(准确的描述因为微结构玻璃的厚度)设计为1.3-2.0毫米，此设计可以保证所述玻璃微结构的透光率，保证其增亮效果以及视觉效果。
进一步地，所述的玻璃微结构为设置在所述玻璃母材表面的棱镜微结构、弧形微结构或球形微结构中的一种。优选地，所述玻璃微结构为球形微结构。对于所述增亮结构(即玻璃微结构)的设计，棱镜的微结构由于其顶角锋利(如图1-2所示)，在加工过程中容易造成损伤，从而影响其增亮效果及视觉效果；因此，在此基础上，设计了弧形微结构(如图3、图5所示)，弧形微结构的顶端为圆角，其机械性能较好，但相对的，其增亮效果稍差于棱镜微结构；然后在此基础上，设计了球形微结构(如图4-5所示)，棱镜微结构及弧形微结构只在单一方向上聚集光线，而球形微结构可实现二维方向上聚集光线，增亮效果好，且机械性能优良。
进一步地，所述棱镜微结构的顶角为70-110°；所述棱镜微结构柱体的宽度为40-400微米；所述棱镜微结构凸起高度与柱体宽度的比值(35-65):100。通过三角函数计算，即可以得出所述棱镜微结构柱体的高度与其宽度的比值。
进一步地，所述弧形微结构的圆心角为120-180°；所述弧形微结构的圆弧宽度为40-400微米；所述弧形微结构的圆弧高度与圆弧宽度的比值(32-60):100。通过三角函数计算，即可以得出所述弧形微结构的圆弧高度与圆弧宽度的比值。
进一步地，所述球形微结构的圆心角为120-180°；所述球形微结构的弧面宽度为40-400微米；所述球形微结构的圆弧高度与圆弧宽度的比值(32-60):100。通过三角函数计算，即可以计算得出所述球形微结构的圆弧高度与圆弧宽度的比值(具体地，所述球形微结构为不完整的球形，即相当于一个完整的球形被切去一个部分，然后将所述的球形微结构设置在所述玻璃母材上形成增亮结构，这样所述的球形微结构设置在所述玻璃母材上之后会与玻璃母材之间形成一个接触圈，将此接触圈的直径定义为该圆弧的宽度。所述的球形微结构的圆弧高度是指该球形微结构中其球面到玻璃母材的最大距离)。
进一步地，所述扩散层为散射性强且高遮蔽性的扩散层。所述的扩散涂层应同时具有高透光率、高雾度的特性，以保证足够的光线透过扩散层且均匀散布在玻璃出光面。通过所述扩散层和所述增亮结构使所述玻璃扩散板达到高遮蔽性且高亮度的要求，工艺简单，成本低。
进一步地，所述扩散层是由涂覆浆料涂覆在所述玻璃母材的入光面上形成；所述扩散层的厚度为10-100微米；所述的涂覆浆料包括如下重量百分比的组分：粘合剂30-70％、扩散粒子20-50％、有机溶剂10-20％。具体地，所述的涂覆浆料通过丝网印刷的方式涂覆在所述玻璃母材的入光面上。设计所述扩散层的厚度为10-100微米，通过调整扩散涂层的厚度及有效成分比例，使扩散板雾度可控制在70-100％，透光率可控制在20-80％，搭配相应的背光源，扩散板裸板亮度可调整在3500-9500nits之间。具体地，所述的粘合剂和所述的扩散粒子构成所述扩散层的主体结构，由于所述扩散粒子折射率与空气、粘合剂及玻璃母材均不相同，光线通过粘合剂、扩散粒子及玻璃基板时均会产生多次不同程度的折射及反射，改变光线方向，使原本集中的光线向各个方向分散，再通过玻璃出光面的微结构，将分散的光线集中，形成分散较均匀的状态，满足背光源需求。
进一步地，所述粘合剂为丙烯酸树脂；所述扩散粒子为二氧化钛颗粒；所述有机溶剂为二价酸酯和异佛尔酮的混合物。
进一步地，所述二氧化钛颗粒的粒径为2-5微米；所述二价酸酯与所述异佛尔酮的体积比为(1-2)：(1-2)。所述直径2-5微米的二氧化钛颗粒，具有较高的遮蔽效果，可将光源(LED)的灯影完全遮盖，从而得到画面均匀的背光效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其结构简单，制作工艺简单，制作成本低；本发明针对目前玻璃扩散板亮度偏低，且贴覆增亮膜成本较高等缺陷，设计了一种一面具有增亮膜形状的玻璃微结构(即增亮结构)，另一面具有光扩散层的玻璃扩散板，可达到高遮蔽性且高亮度的要求。
(2)本发明通过在玻璃母材的出光面上设置增亮结构，实现了光线的聚集，保证了玻璃扩散板的高亮度，其增亮效果好，且本发明的增亮结构机械性能优良。
(3)本发明的玻璃扩散板通过在玻璃母材的入光面和出光面上分别设置扩散层和增亮结构，使玻璃扩散板达到高遮蔽性且高亮度的要求，工艺简单，成本低；本发明涂覆浆料中的扩散粒子折射率与空气、粘合剂及玻璃母材均不相同，光线通过粘合剂、扩散粒子及玻璃基板时均会产生多次不同程度的折射及反射，改变光线方向，使原本集中的光线向各个方向分散，再通过玻璃出光面的微结构，将分散的光线集中，形成分散较均匀的状态，满足背光源需求；本发明中的二氧化钛扩散粒子具有较好的光遮蔽效果，能够将背光源的阴影遮盖，得到画面均匀的背光效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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，对于本领域的技术人员来讲，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附图。
图1为本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板中棱镜微结构的示意图；
图2为图1棱镜微结构玻璃扩散板的截面图；
图3为本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板中弧形微结构的示意图；
图4为本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板中球形微结构的示意图；
图5为图3弧形微结构玻璃扩散板以及图4球形微结构玻璃扩散板的截面图；
图6为本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板中扩散层的效果示意图；
图7为本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板真实点亮效果图。
图中：1玻璃母材、2增亮结构、3扩散层、4棱镜微结构、5弧形微结构、6球形微结构、7粘合剂、8扩散粒子、9光源。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图4-5所示，一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，包括玻璃母材1、增亮结构2和扩散层3；所述增亮结构2设置在所述玻璃母材1的出光面上；所述扩散层3设置在所述玻璃母材1的入光面上；所述的增亮结构2为玻璃微结构；且所述的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板的雾度在70-100％之间，所述的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板的透光率为20-80％，所述的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板的亮度为3500-9500nits。
上述增亮结构2为厚度1.6毫米的玻璃微结构(即微结构玻璃的厚度为1.6毫米)，且所述的玻璃微结构为球形微结构6(其中所述的球形微结构6的圆心角为120-180°；所述球形微结构6的弧面宽度为40-400微米，且所述球形微结构6的圆弧高度与圆弧宽度的比值(32-60):100)。
上述扩散层3为散射性强且高遮蔽性的扩散层，且所述扩散层3的厚度为50微米；所述的扩散层3是由涂覆浆料通过丝网印刷的方式涂覆在所述玻璃母材1入光面上形成的(其中所述的涂覆浆料包括如下重量百分比的组分：粘合剂50％、扩散粒子40％、有机溶剂10％；所述的粘合剂为丙烯酸树脂、扩散粒子8为粒径3微米的白色二氧化钛颗粒、有机溶剂选用体积比1：1的二价酸酯和异佛尔酮的混合物)。
如图6所示，本发明的高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板通过入光面的扩散层3将LED光源9发出的光线均匀分散于玻璃母材1上表面，玻璃母材1上面的增亮结构2(即球形玻璃微结构)再将分散的光线向中部聚拢，达到增亮的效果，避免贴覆增亮膜。上述的二氧化钛颗粒(扩散粒子8)具有较高的遮蔽效果，可将光源9(LED)的灯影完全遮盖，得到画面均匀的背光效果(如图7所示)；测试所得玻璃扩散板的光学性能，结果如表1所示。
对比例1
用相同厚度及透光率的普通浮法玻璃重复相同的工艺，入光面通过丝网印刷方式涂覆浆料形成扩散层3，对比例1与实施例1的区别在于对比例1中没有在出光面设置实施例1中的球形微结构6(即没有设置增亮结构2)，测试其光学性能(结果如表1所示)，其亮度远低于实施例1中的玻璃扩散板。
对比例2
用相同厚度及透光率的普通浮法玻璃重复相同的工艺，入光面通过丝网印刷方式涂覆浆料形成扩散层3，同时在出光面上贴覆增亮膜，对比例2与对比例1的区别在于，对比例2在出光面上贴覆增亮膜来达到增亮的目的；测试其光学性能，其亮度可相对于对比例1提高70％(结果如表1所示)，但增亮膜的价格较高，且贴覆膜材增加了工艺成本，同时降低了产品良率。
对比例3
如图1-2所示，用相同厚度的棱镜微结构玻璃重复相同的工艺，入光面通过丝网印刷方式涂覆浆料形成扩散层3，对比例3与实施例1的区别在于将实施例1中的球形微结构设置为棱镜微结构4，测试其光学性能(结果如表1所示)，其亮度低于球形微结构6。
对比例4
如图3、图5所示，用相同厚度的弧形微结构玻璃重复相同的工艺，入光面通过丝网印刷方式涂覆浆料形成扩散层3，对比例4与对比例3的区别在于将对比例3中的棱镜微结构设置为弧形微结构5，测试其光学性能(结果如表1所示)，其亮度稍低于棱镜微结构4。
表1为上述实施例1及对比例1-4的玻璃扩散板的光学性能及工艺对比表：
亮度/nits 色差 均匀度 制备工艺
实施例1 9090 0.0008 85％ 母材成型、印刷
对比例1 5560 0.0010 83％ 母材成型、印刷
对比例2 9760 0.0014 88％ 母材成型、印刷、贴膜
对比例3 8530 0.0015 86％ 母材成型、印刷
对比例4 7980 0.0012 89％ 母材成型、印刷
由表1可以看出，对比例1因未做增亮工艺(即为设置增亮结构2)，其亮度对比实施例1低63％；对比例2未设置增亮结构2，但其增加了贴膜工艺，其亮度对比实施例1高约7％，但制作成本及工艺条件远远高于实施例1；增亮膜的价格较高，且贴覆膜材增加了工艺成本，同时降低了产品良率。
对比例3棱镜微结构亮度对比实施例1低6％，而对比例4弧形微结构亮度对比实施例1低12％。
本发明的玻璃扩散板通过在玻璃母材的入光面和出光面上分别设置扩散层和增亮结构，使玻璃扩散板达到高遮蔽性且高亮度的要求，工艺简单，成本低。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，包括玻璃母材(1)、增亮结构(2)和扩散层(3)；所述增亮结构(2)设置在所述玻璃母材(1)的出光面上；所述扩散层(3)设置在所述玻璃母材(1)的入光面上；所述的增亮结构(2)为玻璃微结构；所述玻璃扩散板的雾度在70-100％之间，所述玻璃扩散板的透光率为20-80％，所述玻璃扩散板的亮度为3500-9500nits。
2.根据权利要求2所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，微结构玻璃的厚度为1.3-2.0毫米。
3.根据权利要求2所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述的玻璃微结构为设置在所述玻璃母材(1)表面的棱镜微结构(4)、弧形微结构(5)或球形微结构(6)中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述棱镜微结构(4)的顶角为70-110°；所述棱镜微结构(4)柱体的宽度为40-400微米；所述棱镜微结构(4)凸起高度与柱体宽度的比值(35-65):100。
5.根据权利要求3所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述弧形微结构(5)的圆心角为120-180°；所述弧形微结构(5)的圆弧宽度为40-400微米；所述弧形微结构(5)的圆弧高度与圆弧宽度的比值(32-60):100。
6.根据权利要求3所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述球形微结构(6)的圆心角为120-180°；所述球形微结构(6)的弧面宽度为40-400微米；所述球形微结构(6)的圆弧高度与圆弧宽度的比值(32-60):100。
7.根据权利要求1所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述扩散层(3)为散射性强且高遮蔽性的扩散层。
8.根据权利要求7所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述扩散层(3)是由涂覆浆料涂覆在所述玻璃母材(1)的入光面上形成；所述扩散层(3)的厚度为10-100微米。
所述的涂覆浆料包括如下重量百分比的组分：粘合剂30-70％、扩散粒子20-50％、有机溶剂10-20％。
9.根据权利要求8所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述粘合剂为丙烯酸树脂；所述扩散粒子为二氧化钛颗粒；所述有机溶剂为二价酸酯和异佛尔酮的混合物。
10.根据权利要求9所述的一种高遮蔽性高亮度的玻璃扩散板，其特征在于，所述二氧化钛颗粒的粒径为2-5微米；所述二价酸酯与所述异佛尔酮的体积比为(1-2)：(1-2)。
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