CN112596147A - 纳米导光板、制备纳米导光板的方法以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及导光板技术领域，具体涉及一种纳米导光板，包括导光板本体，所述导光板本体内掺杂有均匀分散的纳米光散射粒子，且所述导光板本体内还包括纳米分散浆料和抗氧化剂，所述导光板本体的上表面和下表面分别设有纳米反射增强层，且所述纳米反射增强层远离导光板本体的一侧设有保护层，还提供了一种制备纳米导光板的方法以及一种显示装置。本发明的纳米导光板光转换率高、光线均匀、安全环保；可以任意裁切成所需要的尺寸，适用于户内和户外，增强了其应用性；表面精密，双面导光，同等亮度情况下，可以使用厚度较薄的产品，节约成本；可以使用任何点光源、线光源做面光源转换，工艺简单、制作方便，有利于推广及应用。

Description

纳米导光板、制备纳米导光板的方法以及显示装置
技术领域
本发明涉及导光板技术领域，具体涉及纳米导光板、制备纳米导光板的方法以及显示装置。
背景技术
导光板(light guide plate)是利用光学级的亚克力或PC板等一类的板材，采用具有极高折射率且不吸光的高科技材料，在光学级板材底面用激光雕刻、 V型十字网格雕刻、UV网版印刷等技术印上导光点，利用光学级板材吸取从灯发出来的光在光学级板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。
目前广泛使用的导光板，主要是采用射出成型、光刻、激光雕刻或印刷等方法制备，其中，射出成型法所采用的设备复杂，价格高昂，生产成本增加；光刻法所制作的导光板表面粗糙度欠佳，光能的损耗比较大；激光雕刻法虽能精确地控制散射结构的深度，但是效率很低，不便于批量生产；印刷法所制作的导光板，其成品不能随意切割，存在应用缺陷。目前制作而成的导光板，最薄厚度为2mm，尺寸越大，为了保证亮度，厚度也要相应的增加，且导光的效果也相应的较差，最厚的导光板也不超过20mm，有时候往往难以满足市场的需求，其结构和制备方法有待进一步提高。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明目的是提供一种工艺简单、制作方便，光转换率较高、光线均匀、安全环保的纳米导光板。为实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种纳米导光板，包括导光板本体，所述导光板本体内掺杂有均匀分散的纳米光散射粒子，且所述导光板本体内还包括纳米分散浆料和抗氧化剂，所述导光板本体的上表面和下表面分别设有纳米反射增强层，且所述纳米反射增强层远离导光板本体的一侧设有保护层。
优选的，所述导光板本体的基材为聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。
优选的，所述纳米光散射粒子为纳米二氧化硅、纳米二氧化铝或纳米二氧化钛中的一种。
优选的，所述纳米光散射粒子的粒径为20-300nm。
优选的，所述纳米反射增强层为透明材料，所述保护层为纯PET塑料。
优选的，所述导光板本体的厚度为0.8-10mm，所述纳米反射增强层的厚度为30-60μm，所述保护层的厚度为50-120μm。
优选的，所述导光板本体的四周设有侧壁，所述侧壁均覆盖纳米反射增强层和保护层，且所述纳米反射增强层与导光板本体的侧壁相连接。
为达上述目的，本发明还提供了一种制备上述纳米导光板的方法，包括以下步骤：
备料及混合：准备导光板本体的基材500-800份，配置一定浓度纳米光散射粒子溶液，按重量份，添加纳米光散射粒子溶液25-200份，将纳米光散射粒子掺杂到导光板本体的基材中，并添加纳米分散浆料3-10份以及抗氧化剂 2-5份，超声分散5-10分钟后，搅拌均均，得到导光板浆料；
成型：将上述步骤所得导光板浆料转移到热重塑装置中，所述热重塑装置材料层的热熔温度高于导光板浆料的热熔温度，在搅拌的条件下，升高所述热重塑装置的温度至200-400℃，反应40-80分钟后，迅速倒入模具中冷却到室温，即得通透的纳米导光板；
镀膜：利用真空磁控溅射的方式，在上述步骤所得通透的纳米导光板各表面镀上一层纳米反射增强层，且在纳米反射增强层表面镀上一层保护层；
产品及包装：最终得到所制备的纳米导光板，并且根据需要剪裁，然后包装、储存。
优选的，所述纳米光散射粒子的浓度为0.25wt％-0.65wt％，通过合理的调整纳米光散射粒子达到对出光的有效控制，最终达到出光的高均匀度。
为达上述目的，本发明还提供了一种显示装置，包括上述纳米导光板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的纳米导光板光转换率高、光线均匀、安全环保；可以任意裁切成所需要的尺寸，也可以拼接使用，适用于户内和户外，增强了其应用性；表面精密，双面导光，同等亮度情况下，可以使用厚度较薄的产品，节约成本；可以使用任何点光源、线光源做面光源转换，工艺简单、制作方便，实用性强，有利于推广及应用。
附图说明
图1为本发明一种纳米导光板的整体结构示意图；
图2为本发明一种纳米导光板的主视结构示意图；
图3为本发明一种制备纳米导光板的方法的整体流程图；
其中，1-导光板本体，2-纳米光散射粒子，3-纳米反射增强层，4-保护层， 5-侧壁。
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做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。
具体实施例1
一种纳米导光板，包括厚度为0.8mm的导光板本体1，该导光板本体1 的基材为聚碳酸酯，在导光板本体1内掺杂有均匀分散的纳米光散射粒子2，且还包括纳米分散浆料和抗氧化剂，在导光板本体1的上表面和下表面分别设有厚度为30μm的纳米反射增强层3，且纳米反射增强层3远离导光板本体 1的一侧设有厚度为50μm的保护层4，在本实施例中，纳米光散射粒子2是粒径为20nm的纳米二氧化硅，纳米反射增强层3为透明材料，保护层4为纯PET塑料，在导光板本体1的四周设有侧壁5，侧壁5均覆盖纳米反射增强层 3和保护层4，且纳米反射增强层3与导光板本体1的侧壁5相连接。
在本实施例中，采用如下方法制备上述纳米导光板：
步骤S101：备料及混合：准备聚碳酸酯500份，配置浓度为0.25wt％的纳米二氧化硅溶液，按重量份，添加纳米二氧化硅溶液25份，将纳米二氧化硅掺杂到导光板本体的基材中，并添加纳米分散浆料3份以及抗氧化剂2份，超声分散5分钟后，搅拌均均，得到导光板浆料。
步骤S102：成型：将上述步骤所得导光板浆料转移到热重塑装置中，该热重塑装置材料层的热熔温度高于导光板浆料的热熔温度，在搅拌的条件下，升高热重塑装置的温度至200℃，反应80分钟后，迅速倒入模具中冷却到室温，即得通透的纳米导光板。
步骤S103：镀膜：利用真空磁控溅射的方式，在上述步骤所得通透的纳米导光板各表面镀上一层纳米反射增强层，且在纳米反射增强层表面镀上一层保护层。
步骤S104：产品及包装：最终得到所制备的纳米导光板，并且根据需要剪裁，然后包装、储存，并且进行相关性能的检测。
具体实施例2
一种纳米导光板，包括厚度为10mm的导光板本体1，该导光板本体1 的基材为聚苯乙烯，在导光板本体1内掺杂有均匀分散的纳米光散射粒子2，且还包括纳米分散浆料和抗氧化剂，在导光板本体1的上表面和下表面分别设有厚度为60μm的纳米反射增强层3，且纳米反射增强层3远离导光板本体 1的一侧设有厚度为120μm的保护层4，在本实施例中，纳米光散射粒子2 是粒径为300nm的纳米二氧化铝，纳米反射增强层3为透明材料，保护层4 为纯PET塑料，在导光板本体1的四周设有侧壁5，侧壁5均覆盖纳米反射增强层3和保护层4，且纳米反射增强层3与导光板本体1的侧壁5相连接。
在本实施例中，采用如下方法制备上述纳米导光板：
步骤S101：备料及混合：准备聚苯乙烯800份，配置浓度为0.65wt％的纳米二氧化铝溶液，按重量份，添加纳米二氧化铝溶液200份，将纳米二氧化铝掺杂到导光板本体的基材中，并添加纳米分散浆料10份以及抗氧化剂5 份，超声分散10分钟后，搅拌均均，得到导光板浆料。
步骤S102：成型：将上述步骤所得导光板浆料转移到热重塑装置中，该热重塑装置材料层的热熔温度高于导光板浆料的热熔温度，在搅拌的条件下，升高热重塑装置的温度至400℃，反应40分钟后，迅速倒入模具中冷却到室温，即得通透的纳米导光板。
步骤S103：镀膜：利用真空磁控溅射的方式，在上述步骤所得通透的纳米导光板各表面镀上一层纳米反射增强层，且在纳米反射增强层表面镀上一层保护层。
步骤S104：产品及包装：最终得到所制备的纳米导光板，并且根据需要剪裁，然后包装、储存，并且进行相关性能的检测。
具体实施例3
一种纳米导光板，包括厚度为5mm的导光板本体1，该导光板本体1的基材为聚甲基丙烯酸甲酯，在导光板本体1内掺杂有均匀分散的纳米光散射粒子2，且还包括纳米分散浆料和抗氧化剂，在导光板本体1的上表面和下表面分别设有厚度为50μm的纳米反射增强层3，且纳米反射增强层3远离导光板本体1的一侧设有厚度为100μm的保护层4，在本实施例中，纳米光散射粒子2是粒径为100nm的纳米二氧化钛，纳米反射增强层3为透明材料，保护层4为纯PET塑料，在导光板本体1的四周设有侧壁5，侧壁5均覆盖纳米反射增强层3和保护层4，且纳米反射增强层3与导光板本体1的侧壁5相连接。
在本实施例中，采用如下方法制备上述纳米导光板：
步骤S101：备料及混合：准备聚甲基丙烯酸甲酯650份，配置浓度为 0.45wt％的纳米二氧化钛溶液，按重量份，添加纳米二氧化钛溶液100份，将纳米二氧化钛掺杂到导光板本体的基材中，并添加纳米分散浆料5份以及抗氧化剂4份，超声分散8分钟后，搅拌均均，得到导光板浆料。
步骤S102：成型：将上述步骤所得导光板浆料转移到热重塑装置中，该热重塑装置材料层的热熔温度高于导光板浆料的热熔温度，在搅拌的条件下，升高热重塑装置的温度至300℃，反应60分钟后，迅速倒入模具中冷却到室温，即得通透的纳米导光板。
步骤S103：镀膜：利用真空磁控溅射的方式，在上述步骤所得通透的纳米导光板各表面镀上一层纳米反射增强层，且在纳米反射增强层表面镀上一层保护层。
步骤S104：产品及包装：最终得到所制备的纳米导光板，并且根据需要剪裁，然后包装、储存，并且进行相关性能的检测。
具体实施例4
一种显示装置，包括上述纳米导光板。
检测结果：如表所示：
Figure BDA0002844014330000051
从表格中可以看出，本发明的实施例1-3采用所述制备方法制备了纳米导光板，利用均匀分散在导光板中的纳米粒子的光散射效应，将线光源或点光源高效地转变为均匀的面光源，制备出厚度为0.8-10mm的导光板本体， 30-60μm的纳米反射增强层以及50-120μm的保护层，大大降低了导光板的厚度，且提高了导光板光转换率，光线均匀、安全环保，可以任意裁切成所需要的尺寸，表面精密，双面导光，同等亮度情况下，可以使用厚度较薄的产品，节约成本。整体工艺方法简单、制作方便，有利于推广及应用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或更替，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种纳米导光板，其特征在于：包括导光板本体(1)，所述导光板本体(1)内掺杂有均匀分散的纳米光散射粒子(2)，且所述导光板本体(1)内还包括纳米分散浆料和抗氧化剂，所述导光板本体(1)的上表面和下表面分别设有纳米反射增强层(3)，且所述纳米反射增强层(3)远离导光板本体(1)的一侧设有保护层(4)。
2.如权利要求1所述纳米导光板，其特征在于：所述导光板本体(1)的基材为聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。
3.如权利要求1所述纳米导光板，其特征在于：所述纳米光散射粒子(2)为纳米二氧化硅、纳米二氧化铝或纳米二氧化钛中的一种。
4.如权利要求1或3所述纳米导光板，其特征在于：所述纳米光散射粒子(2)的粒径为20-300nm。
5.如权利要求1所述纳米导光板，其特征在于：所述纳米反射增强层(3)为透明材料，所述保护层(4)为纯PET塑料。
6.如权利要求1所述纳米导光板，其特征在于：所述导光板本体(1)的厚度为0.8-10mm，所述纳米反射增强层(3)的厚度为30-60μm，所述保护层(4)的厚度为50-120μm。
7.如权利要求1所述纳米导光板，其特征在于：所述导光板本体(1)的四周设有侧壁(5)，所述侧壁(5)均覆盖纳米反射增强层(3)和保护层(4)，且所述纳米反射增强层(3)与导光板本体(1)的侧壁(5)相连接。
8.一种制备权利要求1-7任一项权利要求所述纳米导光板的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a，备料及混合：准备导光板本体的基材500-800份，配置一定浓度纳米光散射粒子溶液，按重量份，添加纳米光散射粒子溶液25-200份，纳米分散浆料3-10份以及抗氧化剂2-5份，超声分散5-10分钟后，搅拌均均，得到导光板浆料；
b，成型：将上述步骤所得导光板浆料转移到热重塑装置中，在搅拌的条件下，升高所述热重塑装置的温度至200-400℃，反应40-80分钟后，迅速倒入模具中冷却到室温，即得通透的纳米导光板；
c，镀膜：利用真空磁控溅射的方式，在上述步骤所得通透的纳米导光板各表面镀上一层纳米反射增强层，且在纳米反射增强层表面镀上一层保护层；
d，产品及包装：最终得到所制备的纳米导光板，并且根据需要剪裁，然后包装、储存。
9.如权利要求8所述制备纳米导光板的方法，其特征在于：所述纳米光散射粒子的浓度为0.25wt％-0.65wt％。
10.一种显示装置，其特征在于：包括权利要求1-7任一项权利要求所述的纳米导光板。
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