CN113805269A - 一种新型导光板及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请属于导光板加的技术领域，涉及一种新型导光板加工工艺，其包括有以下步骤：LED灯紧贴导光板的入光面：将LED灯条贴向导光板的入光面，使得LED灯紧贴导光板的入光面；LED灯间点胶：在相邻LED灯之间的空位处点胶，胶填充LED灯与导光板的入光面之间的间隙以及相邻LED灯之间的间隙；所述胶为光学胶水，且光学胶水的折射率大于等于导光板的折射率；UV烘烤固化：通过UV烘烤对光学胶水进行固化，从而将LED灯固定于导光板的入光面，同时，固化后的光学胶水补充LED灯与导光板的入光面之间的间隙以及相邻LED灯之间的间隙。本申请能够极大地消除现有技术中采用灯条胶时存在的组装间隙，由此减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能利用率。

Description

一种新型导光板及其加工工艺
技术领域
本申请涉及导光板加工的领域，尤其是涉及一种新型导光板及其加工工艺。
背景技术
电子器件或者显示器中的背光源通常采用背光模块，如图1所示，背光模块包括LED灯条2以及导光板1。LED灯条2是将若干LED灯21贴片到柔性电路板所形成的条状组件产品。导光板1通常为平板状，侧端面为入光面11，上下表面分别为出光面和网点面。将LED灯条2组装于导光板1的侧端面，若干LED灯21发出的点光源经导光板1的入光面11射入导光板1的内部，在导光板1的内部发生一系列的全反射，最终由出光面射出，从而转变为面光源。
如图1所示，目前，LED灯条2与导光板1的组装工艺采用灯条胶3粘接的方式，灯条胶3为双面均具有粘性的胶带。组装时，先将灯条胶3的一面粘贴于LED灯条2上，然后，再将灯条胶3的另一面粘贴于导光板1的入光面11上，结合图2，灯条胶3夹设于LED灯21与导光板1的入光面11之间，由此实现LED灯条2在导光板1上的固定。然而，发明人在实际生产中发现，采用该种灯条胶3的组装工艺组装LED灯21和导光板1时，LED灯21与导光板1的入光面11之间容易出现间隙，导致LED灯21的光能在该间隙处出现较大的损耗，检测数据表明，该种情况下的LED灯21的光能利用率仅为70％左右。
发明内容
为了改善因LED灯与导光板的入光面之间的间隙引起的光能损耗现象，本申请提供一种新型导光板及其加工工艺。
第一方面，本申请提供一种新型导光板的加工工艺，采用如下的技术方案：
一种新型导光板加工工艺，包括有以下步骤：
LED灯紧贴导光板的入光面：将LED灯条贴向导光板的入光面，使得LED灯紧贴导光板的入光面；
LED灯间点胶：在相邻LED灯之间的空位处点胶，胶填充LED灯与导光板的入光面之间的间隙以及相邻LED灯之间的间隙；所述胶为光学胶水，且光学胶水的折射率大于等于导光板的折射率；
UV烘烤固化：通过UV烘烤对光学胶水进行固化，从而将LED灯固定于导光板的入光面，同时，固化后的光学胶水补充LED灯与导光板的入光面之间的间隙以及相邻LED灯之间的间隙。
与现有技术中采用灯条胶对LED灯进行固定的方式完全不同，本申请上述技术方案中，先使得LED灯紧贴导光板的入光面，然后，在相邻LED灯之间的空位处点光学胶水，UV烘烤固化后，固化后的光学胶水与导光板形成一体并填充了LED灯与导光板入光面之间的间隙以及相邻LED灯之间的间隙，相当于LED灯嵌于固化后的光学胶水之中，也相当于大大消除了组装间隙，而由于光学胶水的折射率大于等于导光板的折射率，LED灯发出的未直接进入导光板内部的部分点光源经过固化后光学胶水的折射会重新进入导光板内部，从而减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能的利用率。检测数据显示，采用本申请的上述加工工艺，LED灯的光能利用率可提升至90％左右，相比于现有技术中的70％，本申请具有显著的进步。
再者，相对于现有技术中采用灯条胶的固定方式，本申请的LED灯为嵌于固化后的光学胶水之中，LED灯的稳固性更佳，能够有效减轻LED灯的位移，从而能够进一步消除组装间隙，减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能利用率。
再者，现有技术中，灯条胶夹设于LED灯与导光板入光面之间，LED灯发出的点光源全部需要穿过灯条胶后再射入导光板内，使得LED灯的光能存在一定的损耗。而本申请中，LED灯条不需要灯条胶固定，LED灯直接紧贴导光板的入光面，故，LED灯射出的大部分点光源能够直接进入导光板内，从而进一步减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能利用率。
可选的，所述LED灯紧贴导光板的入光面步骤中，通过真空吸附的方式将LED灯条吸附固定于真空吸附治具上，然后，真空吸附治具带动LED灯条贴向导光板的入光面，并使得LED灯对齐并紧贴导光板的入光面。
通过采用上述技术方案，真空吸附的吸力大、固定性佳，能够有效避免LED灯条与真空吸附治具之间出现移位，从而能够有效提高LED灯条与导光板的入光面之间的定位精准度，从而大大减轻因LED灯条偏移引起的导光板出光面局部亮暗影不良现象。
可选的，所述导光板的材质为PMMA或PC或PS。
PMMA、PC以及PS是导光板的常用材质，在实际生产中最为常见，均适用于本申请。
可选的，所述UV烘烤固化步骤中，光学胶水的固化时间为1～3秒。
通过采用上述技术方案，调整光学胶水的固化时间在上述范围内，有利于保障光学胶水具有恰当的流动性，同时也能够满足快速加工的要求。
可选的，按重量份数，所述光学胶水包含有以下组分：
环氧硅油60～70份；
活性稀释剂20～30份；
2,4-二羟基二苯甲酮0.5～5份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5～5份；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑0.5～5份；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇0.5～5份。
实验发现，与普通市售光学胶水相比，采用上述技术方案中的光学胶水有利于进一步减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能利用率，分析其原因可能在于，上述光学胶水固化后的收缩性更小，从而有利于进一步填充对LED灯与导光板入光面之间的间隙。
可选的，所述活性稀释剂选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
实验发现，上述类型的活性稀释剂均可用于本申请。
可选的，按重量份数，所述光学胶水包含有以下组分：
环氧硅油60～70份；
活性稀释剂20～30份；
2,4-二羟基二苯甲酮1.5～2.5份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5～2.5份；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑3.5～4.5份；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇1.5～2.5份。
实验数据显示，2,4-二羟基二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑和2,2,6,6-四甲基哌啶醇之间的配比对于LED灯的光能利用率具有一定的影响，当四者在上述范围内时，LED灯的光能利用率更高，推测这可能与降低了光学胶水的固化收缩率有关。
可选的，按重量份数，所述光学胶水包含有以下组分：
环氧硅油65份；
活性稀释剂25份；
2,4-二羟基二苯甲酮2份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦2份；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑4份；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇2份。
实验数据显示，对于本申请而言，上述配方能够最大程度的提高LED灯的光能利用率。
可选的，所述光引发剂选自羟基环己基苯基甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的至少一种。
可选的，所述光学胶水的制备包括有以下步骤：
将光学胶水的各组分混合后，在真空度为-0.08Mpa～-0.05Mpa、温度为20℃～25℃的条件下以500r/min～1000r/min的速度搅拌1h～2h，将得到的产物采用负压反渗透过滤器过滤，然后以3000r/min～5000r/min的速度脱泡，得到光学胶水。
通过采用上述技术方案，能够获得均匀、无泡的光学胶水。
第二方面，本申请提供一种上述加工工艺形成的导光板。该种导光板能够大大提高对于LED灯的光能利用率。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1、检测数据显示，相对于现有技术中采用灯条胶的固定方式，采用本申请的上述加工工艺，LED灯的光能利用率可提升至90％左右，相比于现有技术中的70％，本申请具有显著的进步；
2、本申请的加工工艺的作用原理与现有技术完全不同，提供了一种全新的改进思路，即，本申请先使得LED灯紧贴导光板的入光面，然后，在相邻LED灯之间的空位处点光学胶水，UV烘烤固化后，固化后的光学胶水与导光板形成一体并填充了LED灯与导光板入光面之间的间隙以及相邻LED灯之间的间隙，相当于大大消除了组装间隙，LED灯发出的未直接进入导光板内部的部分点光源经过固化后光学胶水的折射会重新进入导光板内部，从而减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能的利用率；
3、相对于现有技术中采用灯条胶的固定方式，本申请的LED灯为嵌于固化后的光学胶水之中，LED灯的稳固性更佳，能够有效减轻LED灯的位移，从而能够进一步消除组装间隙，减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能利用率；
4、现有技术中，灯条胶夹设于LED灯与导光板入光面之间，LED灯发出的点光源全部需要穿过灯条胶后再射入导光板内，使得LED灯的光能存在一定的损耗。而本申请中，LED灯直接紧贴导光板的入光面，故，LED灯射出的大部分点光源能够直接进入导光板内，从而进一步减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能利用率；
5、本申请通过真空吸附的方式吸取LED灯条贴合对准导光板，LED灯条与真空吸附治具之间几乎不会出现移位，从而能够有效提高LED灯条与导光板的入光面之间的定位精准度，从而大大减轻因LED灯条偏移引起的导光板出光面局部亮暗影不良现象；
6、本申请通过采用新型的光学胶水，进一步减轻了LED灯的光能的损耗，进一步提高了LED灯的光能的利用率。
附图说明
图1是现有技术中采用灯条胶时组装前的结构示意图。
图2是图1组装后的结构示意图。
图3是本申请组装前的结构示意图。
图4是展示真空吸附治具带动LED灯条贴向导光板入光面的结构示意图。
图5是图3组装后的结构示意图。
图6是图5的局部放大示意图。
附图标记说明：1、导光板；11、入光面；2、LED灯条；21、LED灯；3、灯条胶；4、真空吸附治具；41、真空吸孔；5、空位。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
参考图3，对本申请的一种新型导光板加工工艺的主要步骤进行如下的概述：
LED灯21紧贴导光板1的入光面11：结合图4，通过真空吸附的方式将LED灯条2吸附固定于真空吸附治具4上，然后，真空吸附治具4带动LED灯条2贴向导光板1的入光面11，并使得LED灯21对齐并紧贴导光板1的入光面11；
LED灯21间点胶：结合图6，在相邻LED灯21之间的空位5处点胶，胶填充LED灯21与导光板1的入光面11之间的间隙以及相邻LED灯21之间的间隙；所述胶为光学胶水，且光学胶水的折射率大于等于导光板1的折射率；
UV烘烤固化：通过UV烘烤对光学胶水进行固化，光学胶水的固化时间为1～3秒，从而将LED灯21固定于导光板1的入光面11(参考图5)，同时，固化后的光学胶水补充LED灯21与导光板1的入光面11之间的间隙以及相邻LED灯21之间的间隙。
本申请实施例的一种新型导光板1加工工艺的实施原理为：本申请先使得LED灯21紧贴导光板1的入光面11，然后，在相邻LED灯21之间的空位5处点光学胶水，UV烘烤固化后，固化后的光学胶水与导光板1形成一体并填充了LED灯21与导光板1入光面11之间的间隙以及相邻LED灯21之间的间隙，相当于大大消除了组装间隙，LED灯21发出的未直接进入导光板1内部的部分点光源经过固化后光学胶水的折射会重新进入导光板1内部，从而减轻LED灯21的光能的损耗，提高LED灯21的光能的利用率。
实施例1
本实施例中：导光板的材质为PMMA、折射率为1.49、规格为200*100*1.6；LED灯条的LED灯的型号为4014；测试电压为DC12V；输入功率为0.12W/灯，8.65W/米；光学胶水为市售，折射率为1.49。
本实施例按照上述概述中的新型导光板加工工艺进行，测得的LED灯的光能利用率为90.5％。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：导光板的材质为PC材质，折射率为1.585；光学胶水为市售，折射率为1.625。本实施例测得的LED灯的光能利用率为90.7％。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：导光板的材质为PS材质，折射率为1.60；光学胶水为市售，折射率为1.625。本实施例测得的LED灯的光能利用率为90.4％。
制备例1
一种光学胶水，包含有以下组分：
环氧硅油60kg；
活性稀释剂30kg；
2,4-二羟基二苯甲酮0.5kg；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦5kg；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑0.5kg；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇5kg；
其中，
所述环氧硅油的型号为HY-2610；
所述活性稀释剂采用甲基丙烯酸羟乙酯；
所述光学胶水的制备包括有以下步骤：
将光学胶水的各组分混合后，在真空度为-0.08Mpa、温度为20℃的条件下以1000r/min的速度搅拌1h，将得到的产物采用负压反渗透过滤器过滤，然后以3000r/min的速度脱泡，得到光学胶水。该光学胶水的折射率为1.49。
制备例2
一种光学胶水，包含有以下组分：
环氧硅油65kg；
活性稀释剂25kg；
2,4-二羟基二苯甲酮2kg；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦2kg；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑4kg；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇2kg；
其中，
所述环氧硅油的型号为HY-2610；
所述活性稀释剂采用甲基丙烯酸羟丙酯；
所述光学胶水的制备包括有以下步骤：
将光学胶水的各组分混合后，在真空度为-0.06Mpa、温度为22℃的条件下以800r/min的速度搅拌1.5h，将得到的产物采用负压反渗透过滤器过滤，然后以4000r/min的速度脱泡，得到光学胶水。该光学胶水的折射率为1.49。
制备例3
一种光学胶水，包含有以下组分：
环氧硅油70kg；
活性稀释剂20kg；
2,4-二羟基二苯甲酮5kg；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5kg；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑5kg；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇0.5kg；
其中，
所述环氧硅油的型号为HY-2610；
所述活性稀释剂采用质量比为1:1的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟丙酯，即三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟丙酯各10kg；
所述光学胶水的制备包括有以下步骤：
将光学胶水的各组分混合后，在真空度为-0.05Mpa、温度为25℃的条件下以500r/min的速度搅拌2h，将得到的产物采用负压反渗透过滤器过滤，然后以5000r/min的速度脱泡，得到光学胶水。该光学胶水的折射率为1.50。
制备例4
一种光学胶水，与制备例2的区别在于，包含有以下组分：
环氧硅油65kg；
活性稀释剂25kg；
2,4-二羟基二苯甲酮1.5kg；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦2.5kg；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑3.5kg；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇2.5kg，
该光学胶水的折射率为1.49。
制备例5
一种光学胶水，与制备例2的区别在于，包含有以下组分：
环氧硅油65kg；
活性稀释剂25kg；
2,4-二羟基二苯甲酮2.5kg；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5kg；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑4.5kg；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇1.5kg，
该光学胶水的折射率为1.52。
对比制备例1
一种光学胶水，与制备例2的不同之处在于：将2,4-二羟基二苯甲酮替换为等质量的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。该光学胶水的折射率为1.49。
对比制备例2
一种光学胶水，与制备例2的不同之处在于：将2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦替换为等质量的2,4-二羟基二苯甲酮。该光学胶水的折射率为1.52。
对比制备例3
一种光学胶水，与制备例2的不同之处在于：将2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑替换为等质量的2,2,6,6-四甲基哌啶醇。该光学胶水的折射率为1.50。
对比制备例4
一种光学胶水，与制备例2的不同之处在于：将2,2,6,6-四甲基哌啶醇替换为等质量的2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑。该光学胶水的折射率为1.49。
对比制备例5
一种光学胶水，与制备例2的不同之处在于：将2,4-二羟基二苯甲酮替换为等质量的α,α-二乙氧基苯乙酮。该光学胶水的折射率为1.50。
对比制备例6
一种光学胶水，与制备例2的不同之处在于：将2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑替换为等质量的1-羟基苯并三唑。该光学胶水的折射率为1.51。
实施例4～14与实施例1的区别在于：分别采用制备例1～5以及对比制备例1～6得到的光学胶水。实施例1～14中LED灯的光能的利用率汇总于表1。
表1光能利用率汇总
样品 采用的光学胶水 LED灯的光能利用率
实施例1 市售 90.5％
实施例2 市售 90.7％
实施例3 市售 90.4％
实施例4 制备例1 92.5％
实施例5 制备例2 93.6％
实施例6 制备例3 92.8％
实施例7 制备例4 93.3％
实施例8 制备例5 93.4％
实施例9 对比制备例1 90.8％
实施例10 对比制备例2 90.4％
实施例11 对比制备例3 89.9％
实施例12 对比制备例4 90.3％
实施例13 对比制备例5 90.9％
实施例14 对比制备例6 91.1％
根据表1，由实施例1以及实施例4～8的实验数据可以看出，与普通市售光学胶水相比，本申请自制的光学胶水有利于进一步减轻LED灯的光能的损耗，提高LED灯的光能利用率。分析其原因可能在于，本申请自制的光学胶水固化后的收缩性更小，从而有利于进一步填充对LED灯与导光板入光面之间的间隙。
由实施例4～8的实验数据可以看出，2,4-二羟基二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑和2,2,6,6-四甲基哌啶醇之间的配比对于LED灯的光能利用率具有一定的影响。当2,4-二羟基二苯甲酮:2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦:2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑:2,2,6,6-四甲基哌啶醇质量比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):(3.5～4.5):(1.5～2.5)时，LED灯的光能利用率更高。
由实施例5以及实施例9～14的实验数据可以看出，当改变2,4-二羟基二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑和2,2,6,6-四甲基哌啶醇四种组分的配合体系时，LED灯的光能利用率均有明显下降，这证实，针对本申请光学胶水的配方体系以及本申请提高LED灯光能利用率的目的而言，上述四种组分之间具有协同增效的作用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型导光板加工工艺，其特征在于：包括有以下步骤：
LED灯(21)紧贴导光板(1)的入光面(11)：将LED灯条(2)贴向导光板(1)的入光面(11)，使得LED灯(21)紧贴导光板(1)的入光面(11)；
LED灯(21)间点胶：在相邻LED灯(21)之间的空位(5)处点胶，胶填充LED灯(21)与导光板(1)的入光面(11)之间的间隙以及相邻LED灯(21)之间的间隙；所述胶为光学胶水，且光学胶水的折射率大于等于导光板(1)的折射率；
UV烘烤固化：通过UV烘烤对光学胶水进行固化，从而将LED灯(21)固定于导光板(1)的入光面(11)，同时，固化后的光学胶水补充LED灯(21)与导光板(1)的入光面(11)之间的间隙以及相邻LED灯(21)之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于：所述LED灯(21)紧贴导光板(1)的入光面(11)步骤中，通过真空吸附的方式将LED灯条(2)吸附固定于真空吸附治具(4)上，然后，真空吸附治具(4)带动LED灯条(2)贴向导光板(1)的入光面(11)，并使得LED灯(21)对齐并紧贴导光板(1)的入光面(11)。
3.根据权利要求1所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于：所述导光板的材质为PMMA或PC或PS。
4.根据权利要求1所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于：所述UV烘烤固化步骤中，光学胶水的固化时间为1～3秒。
5.根据权利要求1所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于，按重量份数，所述光学胶水包含有以下组分：
环氧硅油60～70份；
活性稀释剂20～30份；
2,4-二羟基二苯甲酮0.5～5份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5～5份；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑0.5～5份；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇0.5～5份。
6.根据权利要求5所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于，所述活性稀释剂选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于：按重量份数，所述光学胶水包含有以下组分：
环氧硅油60～70份；
活性稀释剂20～30份；
2,4-二羟基二苯甲酮1.5～2.5份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5～2.5份；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑3.5～4.5份；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇1.5～2.5份。
8.根据权利要求7所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于：按重量份数，所述光学胶水包含有以下组分：
环氧硅油65份；
活性稀释剂25份；
2,4-二羟基二苯甲酮2份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦2份；
2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑4份；
2,2,6,6-四甲基哌啶醇2份。
9.根据权利要求5所述的一种新型导光板加工工艺，其特征在于：所述光学胶水的制备包括有以下步骤：
将光学胶水的各组分混合后，在真空度为-0.08Mpa～-0.05Mpa、温度为20℃～25℃的条件下以500r/min～1000r/min的速度搅拌1h～2h，将得到的产物采用负压反渗透过滤器过滤，然后以3000r/min～5000r/min的速度脱泡，得到光学胶水。
10.一种权利要求1～9任意一项所述的加工工艺得到的导光板。
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