CN1372161A - 导光板模仁及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种导光板模仁及其制造方法。为提供一种制造简单、表面光度高、合格率高及使用寿命长的液晶显示器零件成型用模仁及其制造方法,提出本发明,导光板模仁为以高硬度材质电铸而成的模块,其一侧面形成有与欲成型导光板上若干反射子相对应的凹穴;导光板模仁制造方法包括涂附光阻剂层;对光阻剂层爆光显影形成光阻图案;于平面基板及光阻图案表面涂附为铜晶种层的隔离层;于隔离层电铸成形模仁;脱模并研磨模仁背面及蚀刻去除隔离层。

Description

导光板模仁及其制造方法

本发明属于液晶显示器零件射出成型用模仁及其制造方法，特别是一种导光板模仁及其制造方法。

在液晶显示器(LCD)中，背光模组系为相当重要的零组件，其功用主要为提供液晶显示器显示画面所需要的光源。

如图11所示，液晶显示器背光模组包括光源1、反射罩2、导光板3、扩散片结构4、若干反射子5及反射板6。光源1可产生线性的光线。反射罩2系呈弧形，且可将光源1的光线朝向特定方向反射。导光板3系设置于光源1的一侧，其可将光源1所产生的光线从导光板3的一侧导引到导光板3的另外一侧。扩散片结构4系设置在导光板3的上方，用以将导光板3所反射的光线扩散，从而使得整个液晶显示器的画面产生均匀且呈面状的光线。反射板6系设置在导光板3的底面。

导光板3系以透明导光材质制成的板状体，其靠近光源1的一端的厚度较厚，而另一端的厚度较薄。若干反射子5设置于导光板3的底面。若干反射子5系与导光板3具有不同的折射系数，因此使得光源1的光线传递到若干反射子5的时，可将光线朝向导光板3的顶面反射，而使得光源1所产生的光线可以朝向导光板3的顶面方向扩散开来。同时，由于光源1的光线在导光板3内传递时，其光线的强度会随菁距离光源的远近而减弱，因此导光板3背面于靠近光源1的一侧的反射子5的密度较低，而在远离光源1一端的反射子5的密度较高，因此使得导光板3能够藉由反射子5不同密度的安排，而获得均匀且一致的辉度。

习用的导光板3与其上反射子5的结构大致上可分为两类：一为印刷式导光板，而另一种则为非印刷式导光板。如图11所示，印刷式导光板3系将含有光乱反射粒子的透明树脂以印刷方式涂附在导光板3的背面，以形成的反射子5。这种印刷式的导光板3由于光线必须穿过树脂方能够接触到光乱反射粒子，因此使得反射子5所能够反射的光线强度减弱，影响整个背光模组所能够产生的光线强度，因此造成其严重的缺点。

如图12所示，另外一种非反射式导光板3A系于透明导光板3A的背面以切割或是直接射出成形的方式设置有若干凹入或突出的反射子5，藉由设置于导光板3A上若干反射子子5A达到扩散光线的目的。这种非印刷式导光板3的主要优点系为其上反射子5A直接与光线接触，因此能够反射的光线强度大于印刷式导光板，而且其制造过程中可以免除印刷反射子5的程序，因此可以简化制程，且降低不良率，并提高生产速度。

上述的反射子5A可以利用切削加工的方式在导光板3A的背面刻画凹入沟槽的方式制造而成，也可以使用一个具有凹入或凸点的模仁，在射出成形时直接在导光板3A的背面形成反射子5A。如图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19、图20、图21所示，非印刷式导光板3A使用的具有凹入或凸点的模仁的制造方法如下：

如图13所示，首先于平面基板10上涂附光阻剂层11；如图14所示，对光阻剂层11曝光显影，以使得光阻剂层11于平面基板10表面形成若干突出图案11a；如图15所示，以热整形程序将保留于平面基板10上若干突出图案11a成形为若干圆弧形突点11b；如图16所示，于平面基板10及若干圆弧形突点11b表面涂附为镍晶种层12的隔离层；当平面基板10表面涂附镍晶种层12后，再如图17所示，以电铸方式在镍晶种层12的上方堆积层的银金属以形成模仁13；如图18所示，将模仁13与平面基板10脱离。与平面基板10脱离的模仁13的表面形成若干圆弧形凹穴13a，并于模仁13表面及若干圆弧形凹穴13a保留有镍晶种层12。制造导光板3A时，便可藉由模仁13表面若干圆弧形凹穴13a形成导光板3A表面的呈凸点状的反射子5A。

如图19所示，由于模仁13的背面可能有不平整的状态，因此，当模仁13与平面基板10脱离后，必须以研磨方式将模仁13的背面磨平。在研磨进行的前，必须在模仁13表面及若干圆弧形凹穴13a处涂上一层保护胶14，再放置到研磨矶上进行研磨，以避免模仁13表面及若干圆弧形凹穴13a受到破坏。当模仁13背面研磨完成后，便可将保护胶14除去。

如图20所示，当模仁13制造完成后，可将模仁13装设于用以射出形成导光板3A的模具中。脱模后，便形成如图11所示的表面与模仁13表面及其上若干圆弧形凹穴13a相对应的导光板3A。

然而，这种习用的导光板模仁的制造方法存有下列问题：其中平面基板10的表面必须先种植一层的镍晶种种12，然后再以电铸方式在镍晶种层12上成形模仁13，因此，在模仁13的表面会保留有镍晶种层12。而该镍晶种层12在模仁13与平面基板10脱离时，会因镍晶种层12与平面基板10及由阻光剂层11形成的若干圆弧形突点11b表面的附著力，导致产生剥离的状态，从而影响模仁13的表面粗糙度，同时也增加了模仁13制造的不良率。同时该镍晶种层12与模仁13相互间的结合度不如一体成形材料理想，因此在使用过程中，模仁13表面的镍晶种层12极容易剥离，因此造成模仁13损坏的情形，影响模仁13的使用寿命。

本发明的目的是提供一种制造简单、表面光度高、合格率高及使用寿命长的导光板模仁及其制造方法。

本发明导光板模仁为以镍(Ni)、镍钴合金(NiCo)或混合碳化矽(SiC)的高硬度材质电铸而成的模块，其一侧面形成有与欲成型导光板上若干反射子相对应的凹穴。

本发明导光板模仁制造方法包括下列步骤：

涂附光阻剂层

于平面基板表面涂附光阻剂层；

爆光显影

以爆光显影方式对光阻剂层显影，形成若干光阻图案；

涂附隔离层

于平面基板及光阻图案表面涂附为铜晶种层的隔离层；

电铸模仁

于涂附于基板及若干光阻图案表面的隔离层电铸成形模仁；

脱模

将模仁与平面基板脱离；

研磨

将模仁的背面磨平；

去除为铜晶种层的隔离层

以蚀刻方式去除为铜晶种层的隔离层。

其中：

涂附光阻剂层之前先于平面基板的表面涂附增加模仁表面光度的聚亚醯胺层。

爆光显影之后与涂附隔离层之前以热整型方式对平面基板表面的光阻图案整型。

研磨模仁背面之前，于模仁及若干凹穴表面涂附保护胶层。

由于本发明导光板模仁为以镍(Ni)、镍钴合金(NiCo)或混合碳化矽(SiC)的高硬度材质电铸而成的模块，其一侧面形成有与欲成型导光板上若干反射子相对应的凹穴。

本发明导光板模仁制造方法包括于平面基板表面涂附光阻剂层；以爆光显影方式对光阻剂层显影，形成若干光阻图案；于平面基板及光阻图案表面涂附为铜晶种层的隔离层；于涂附于基板及若干光阻图案表面的隔离层电铸成形模仁；将模仁与平面基板脱离；将模仁的背面磨平；以蚀刻方式去除为铜晶种层的隔离层。使用时，将模仁装设于用以射出成形导光板的模具中，藉由模仁具有若干凹穴的凹凸表面成型具有相对应若干反射子的导光板；本发明导光板模仁制造方法中，电铸模仁时，藉由于模仁成形后以蚀刻的方式去除的为铜晶种层的隔离层隔离模仁及平面基板，尽管脱模时，会有为铜晶种层的隔离层残留于模仁上，但最后以蚀刻的方式将彻底去除残留的隔离层，提高了模仁的表面光度，并在长时间使用后，根本不会因模仁表面的晶种层剥离而造成的损害。不仅制造简单、表面光度高，而且合格率高、使用寿命长，从而达到本发明的目的。

图1、本发明导光板模仁制造方法示意图(涂附光阻剂层)。

图2、本发明导光板模仁制造方法示意图(爆光显影)。

图3、本发明导光板模仁制造方法示意图(热整形)。

图4、本发明导光板模仁制造方法示意图(涂附隔离层)。

图5、本发明导光板模仁制造方法示意图(电铸模仁)。

图6、本发明导光板模仁制造方法示意图(脱模)。

图7、本发明导光板模仁制造方法示意图(涂附保护胶层及研磨)。

图8、本发明导光板模仁结构示意剖视图。

图9、以本发明导光板模仁制造导光板示意图(射出成型导光板)。

图10、以本发明导光板模仁制造的导光板结构示意剖视图。

图11、为习用的印刷式导光板及背光模组结构示意剖视图。

图12、为习用的非印刷式导光板结构示意侧视图。

图13、为习用的非印刷式导光板模仁制造方法示意图(涂附光阻剂层)。

图14、为习用的非印刷式导光板模仁制造方法示意图(曝光显影)。

图15、为习用的非印刷式导光板模仁制造方法示意图(热整形)。

图16、为习用的非印刷式导光板模仁制造方法示意图(涂附隔离层)。

图17、为习用的非印刷式导光板模仁制造方法示意图(电铸模仁)。

图18、为习用的非印刷式导光板模仁制造方法示意图(脱模)。

图19、为习用的非印刷式导光板模仁制造方法示意图(涂附保护胶层)。

图20、以习用的导光板模仁制造导光板示意图(射出成型导光板)。

图21、以习用的导光板模仁制造的导光板结构示意剖视图。

下面结合附图对本发明进一步详细阐述。

如图8、图10所示，本发明导光板模仁40为用于射出成型制造背光模组(back light)导光板(light guide)。其为以镍(Ni)、镍钴合金(NiCo)或混合碳化矽(SiC)的高硬度材质电铸而成的模块，其一侧面形成有与欲成型导光板60上若干反射子61相对应的凹穴40a。

如图1至图10所示，本发明导光板模仁制造方法包括下列步骤：

涂附光阻剂层

如图1所示，系于平面基板20的表面涂附聚亚醯胺层21，然后再于聚亚醯胺层21的表面涂附光阻剂层22。藉由涂附的聚亚醯胺层21增加电铸完成后模仁表面光度。故亦可直接平面基板20表面涂附光阻剂层22。

光阻剂层22与聚亚醯胺层21涂布方式可为旋转式(spin coating)、浸沾式(dip)、滚筒式(roll)、喷涂式(spray)、挤压式(slot die)等方式。同时，光阻剂层22也不限制其成份，其可为正光阻剂，也可为负光阻剂。

爆光显影

如图2所示，以爆光显影方式对光阻剂层22显影，以去除部分光阻剂层22，于平面基板20表面形成若干密布的光阻图案23。

热整形

如图3所示，以热整型方式将平面基板20表面的光阻图案23整型为所需要的形状。如将光阻图案23热整型为圆弧状突点23a。亦可不对光阻图案23进行热整型。

涂附隔离层

如图4所示，于平面基板20及光阻图案23或热整型形成的圆弧状突点23a表面植附铜涂层以形成为铜晶种层30的隔离层。铜涂层以溅镀、蒸镀或喷镀等方式将铜金属植附于平面基板20及光阻图案23或热整型形成的圆弧状突点23a表面。

电铸模仁

如图5所示，于铜晶种层30的表面以电铸方式成形模仁40。

模仁40的电铸材料可为镍(Ni)、镍钴合金(NiCo)或混合碳化矽(SiC)的高硬度材质。

脱模

如图6所示，将模仁40与平面基板20脱离。模仁40的表面形成与平面基板20上光阻图案23或热整型形成的圆弧状突点23a相对应的若干凹穴40a。并于模仁40表面及若干凹穴40a保留有铜晶种层30。

涂附保护胶层

如图7所示，于模仁40及若干凹穴40a表面涂附保护胶层50。

研磨

将模仁40放置于研磨机器上，研磨模仁40的背面，以将模仁40的背面磨平。

去除保护胶层及铜晶种层

如图8所示，去除研磨完成后模仁40上的保护胶层50，并以蚀刻方式去除模仁40及若干凹穴40a表面的铜晶种层30。由于铜晶种层30与模仁40为不同村质，所以在蚀刻铜晶种层30时，模仁40的材料可以完整地被保留。

使用时，如图9、图10所示，将模仁40装设于用以射出成形导光板60的模具中，藉由模仁40形成与光阻图案23或热整型形成的圆弧状突点23a若干凹穴40a的凹凸表面成形导光板60的表面形状，并于脱模之后制成具有若干反射子61导光板60。

如图10所示，导光板60一侧表面形成与模仁40表面光阻图案23或圆弧状突点23a相对应的若干的反射子61。同时，导光板60成形后，可再进一步地进行热整型的程序。

本发明导光板模仁制造方法中，电铸模仁40时，藉由于模仁40成形后以蚀刻的方式去除的铜晶种层30隔离模仁40及平面基板20，使制造完成的模仁40表面不会附有以喷镀或溅镀等方式形成的晶种层。

因此，以本发明导光板模仁制造方法制造的模仁40与平面基板20脱离时，铜晶种30虽然也会有剥离的现象产生，但是由于最后以蚀刻的方式去除铜晶种层30，故不会造成模仁40表面粗糙，从而提高了模仁40的表面光度。以本发明导光板模仁制造方法与习用的导光板模仁制造方法相比较，以本发明导光板模仁制造方法制成的模仁40，其表面光度可达到小于0.8nm(nrn＝10^-9m)的精度，而以习用方法所制成者的只能够达到0.05μm (μm＝10^-9m)的表面光度。因此，发明所能够达成的模仁40表面光度的要求显然优于习用的技术。同时更可避免因模仁上晶种层剥离而形成不良品的情形，因此能够提高模仁40的合格率。而且，因本发明导光板模仁制造方法所制造的模仁40表面不会留有脆弱的晶种层，因此在长时间使用后，根本不会因模仁表面的晶种层剥离而造成的损害。

Claims (5)

1、一种导光板模仁，其特征在其为以镍(Ni)、镍钴合金(NiCo)或混合碳化矽(SiC)的高硬度材质电铸而成的模块，其一侧面形成有与欲成型导光板上若干反射子相对应的凹穴。

2、一种导光板模仁制造方法，其包括下列步骤：

涂附光阻剂层

于平面基板表面涂附光阻剂层；

爆光显影

以爆光显影方式对光阻剂层显影，形成若干光阻图案；

涂附隔离层

于平面基板及光阻图案表面涂附隔离层；

电铸模仁

于涂附于基板及若干光阻图案表面的隔离层电铸成形模仁；

脱模

将模仁与平面基板脱离；

研磨

将模仁的背面磨平；

其特征在于所述的涂附隔离层为于平面基板及光阻图案表面涂附为铜晶种层的隔离层；并最后以蚀刻方式去除为铜晶种层的隔离层。

3、根据权利要求2所述的导光板模仁制造方法，其特征在于所述的涂附光阻剂层之前先于平面基板的表面涂附增加模仁表面光度的聚亚醯胺层。

4、根据权利要求2所述的导光板模仁制造方法，其特征在于所述的爆光显影之后与涂附隔离层之前以热整型方式对平面基板表面的光阻图案整型。

5、根据权利要求2所述的导光板模仁制造方法，其特征在于所述的研磨模仁背面之前，于模仁及若干凹穴表面涂附保护胶层。

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