TWI475262B - 導光板及導光板之製造方法 - Google Patents

Description

導光板及導光板之製造方法 發明領域

本發明係有關於一種使射入之光於內部傳播，且使前述光自預定射出面射出的導光板及其製造方法。

發明背景

近年來，行動電話和可攜式電腦等可攜式機器中，搭載導光板以供數字鍵盤部照明、顯像器及各種顯示器之用乃為周知。該等可攜式機器普遍有薄型化及形狀複雜化需求，故而導光板亦同樣地需可彈性因應薄型化及形狀複雜化。

以往，導光板大多使用硬質丙烯酸樹脂或聚碳酸酯之成形品。又，為將自導光板之側面射入之光引至表面，表面大多藉成形法形成細微凹凸圖案。第3圖中顯示習知導光板及周邊構件之組成例。第3(a)圖係自與射入光平行之側面觀看導光板及周邊構件之圖，第3(b)圖係自與射入光垂直之側面觀看之圖。如第3圖所示，習知導光板21之背面形成有背面射出稜鏡21a。又，導光板21之表面形成有表面射出稜鏡21b。

然後，當光自LED模組25射入第3(a)圖所示導光板21之側面，射入導光板21之光之一部分會藉背面射出稜鏡21a內部反射，再藉導光板21之表面射出稜鏡21b折射後，最後射出至稜鏡片24側。又，自背面射出稜鏡21a射出至導光板21之背面側之光，藉反射片27反射而再度射入導光板21，且最後射出至稜鏡片24側。從導光板21射出至稜鏡片24側之光，藉稜鏡片24之稜鏡調整射出方向後，自稜鏡片24之相反面射出。此種習知導光板，由於是藉成形技術所形成者，所以在薄型化方面有所限制。此外，硬質丙烯酸樹脂或聚碳酸酯等材料，一旦薄型化就無法獲得機械強度，因而易於損壞。

相對於前述之例，也有為求薄型化而使用聚碳酸酯膜和PET膜作為導光板素材之例。使用樹脂膜作為導光板素材時，因為藉成形技術形成凹凸圖案甚為困難，所以藉塗裝法或印刷法在導光板之背面形成反射或者散射圖案，將於導光板內傳播之光引自導光板之表面射出。

前述反射或者散射圖案，大多係將含顏料之塗料噴塗於導光板之背面，以及藉網板印刷法印刷等方式形成。然而，該等方法必須預先製作遮罩，耗費許多費用及時間。又，噴塗方法欲獲得均一之圖案厚度實為不易，所以有缺乏圖案再現性之缺點。又，網板印刷法難以形成薄膜，膜厚及膜之截面形狀之控制也不易。

前述技術以外，也有人嘗試於導光板之背面，藉噴墨方式將樹脂印刷成透鏡形狀以形成點狀圖案(例如參照專利文獻1)。此技術係可藉樹脂之表面張力製作鏡面之半球形之點狀。

然而，於膜狀之導光板基材塗布或者印刷墨水和樹脂以形成圖案之技術，由於墨水或樹脂硬化後就沒柔軟性，所以若膜狀之基材變形時，墨水層或樹脂層會損壞或剝離等等。因此，欲於柔軟之彈性體膜形成圖案是非常困難。

專利文獻1：日本專利公開公報2005-249882號

發明揭示

本發明之目的在於提供一種薄型且柔軟性高，可靠性及耐久性亦高之導光板。

本發明之最大特徵如下所述。即，導光板之基材由柔軟性特高之素材形成。此外，當藉噴墨方式於該基材上形成圖案時，相對於通常選擇不易互溶之材質之組合以求不發生滲透情形，在此相對前述柔軟性高之素材，使用呈現對應前述柔軟性之預定值以上之膨潤性之墨水。

更詳而言之，乃係一種導光板，係使射入之光於內部傳播，且使前述光自預定射出面射出者，且，其係藉噴墨方式於平板狀之彈性體製基材之前述射出面的相反側之面印上白墨水點狀圖案而形成，並且前述基材由預定高柔軟性之彈性體所形成，且相對於前述白墨水呈現對應該基材之種類之預定值以上的膨潤性。

在此，所謂預定高柔軟性，係指對應前述導光板之用途而定之柔軟性。此外，對應該基板之種類之預定值之膨潤性，係指當發揮包括前述導光板之柔軟性之特性時，可獲得點狀圖案不會發生損壞和剝離之程度之基材與白墨水之結合強度的膨潤性。預定高柔軟性係對應導光板之用途，預定值之膨潤性係依對應導光板之用途而選定之基材之種類而預先藉設計手法和實驗方法求得。

依此，可於高柔軟性之彈性體形成之基材，藉顯示對應該基材種類之膨潤性之白墨水印刷點狀圖案來形成導光板。於是，可獲得具有薄型且高柔軟性，並且即使基材變形時也不易發生點狀圖案之損壞和剝離，可靠性及耐久性高之導光板。

又，本發明之導光板，前述基材之蕭氏A硬度亦可在60以上98以下。若此，導光板遂能獲得於變形為複雜形狀後仍可使用或反覆變形動作之充分柔軟性，而可將導光板配置在複雜形狀或可動形狀之可攜式機器之內部。

又，本發明之導光板中，前述基材之厚度亦可為0.4mm以下。若此，能充分形成亦可內建於薄型可攜式機器之導光板。

又，本發明之導光板，前述高柔軟性之彈性體亦可為聚胺甲酸酯和丙烯酸橡膠等。尤其係聚胺甲酸酯，由於具有使導光板變形為複雜形狀之充分柔軟性，於是藉此能更確實形成可內建於薄型可攜式機器，且亦可充分堪耐因可攜式機器之按鍵操作而產生之反覆變形的導光板。又，選擇聚胺甲酸酯為基材之素材，可獲得充分高度透明性，且可形成具有充分光學性之導光板。另，聚胺甲酸酯依加工方法，分為熱硬化性與熱塑性。熱塑性聚胺甲酸酯，由於其成形性而需添加各種材料，所以耐油性差，且會產生因熱而起之收縮或變形等，故難以適用要求耐熱性之用途上。因此，本發明之基材之素材，宜選勝過熱塑性聚胺甲酸酯之熱硬化性聚胺甲酸酯。

又，本發明之導光板中，前述預定值以上之膨潤性，亦可係將前述基材浸漬於前述白墨水一小時後前述基材之重量增加為10%以上的膨潤性。

尤其係當前述基材之種類為聚胺甲酸酯時，白墨水之膨潤性若滿足前述條件，便可確保對應一般可攜式機器之按鍵操作之柔軟性，並且可使基材與白墨水之間密接性和結合力充分增強。於是，可同時達到作為例如行動電話之10按鍵用導光板之充分柔軟性及耐久性。

又，本發明係一種導光板之製造方法，係藉噴墨方式於由呈現預定高柔軟性之彈性體所形成之平板狀基材，成點狀地塗布UV硬化性白墨水，並在前述白墨水塗布後藉UV照射使前述白墨水硬化者，且前述白墨水，係使用前述基材相對於該白墨水呈現對應該基材之種類之預定值以上的膨潤性者。

在此，所謂預定高柔軟性，係指對應前述導光板之用途而定之柔軟性。此外，對應該基板之種類之預定值之膨潤性，係指當發揮包括前述導光板之柔軟性之特性時，可獲得點狀圖案不會發生損壞和剝離之程度之基材與白墨水之結合強度的膨潤性。預定高柔軟性係對應導光板之用途，預定值之膨潤性係依對應導光板之用途而選定之基材之種類而預先藉設計手法和實驗方法求得。

依前述製造方法，可製出於高柔軟性之彈性體形成之基材，藉呈現對應該基材之種類之膨潤性之白墨水形成有點狀圖案的導光板。即，可製出薄型且具有高柔軟性，並且基材變形時點狀圖案亦不易產生損壞和剝離，可靠性及耐久性高之導光板。

又，本發明之導光板之製造方法，亦可其中前述高柔軟性之彈性體係使用聚胺甲酸酯。又，其中前述預定值以上之膨潤性，係將前述基材浸漬於前述白墨水一小時後前述基材之重量增加為10%以上之膨潤性。

此外，在可能範圍內，前述方法可相互組合使用。

因此，本發明提供一種薄型且柔軟性高，並且可靠性及耐久性高之導光板。

圖式簡單說明

第1(a)~(c)圖係用以說明本發明實施例之導光板之製造步驟之圖。

第2圖係用以說明本發明實施例之導光板之作用之圖。

第3(a)~(b)圖係用以說明習知導光板之使用例之圖。

用以實施發明之最佳形態

以下配合參照圖式詳細說明本發明之導光板之實施形態。

第1圖係顯示本實施形態之導光板之製造過程之概略圖。第1圖中，導光板之基材1，選定對應導光板之用途之薄型且具柔軟性之材料。又，選定呈現對應基材1種類之膨潤性之白墨水之組成，並如第1(a)圖所示藉自噴墨頭噴出白墨水2之液滴之噴墨法進行白墨水之點狀印刷。

如此一來，如第1(b)圖，附著於基板1上之白墨水之點狀3與基板1之間邊界部分，有白墨水侵入分散於基板1內。又，在此狀態下如第1(c)圖所示，藉UV硬化裝置8照射UV光，使白墨水3硬化。藉此，白墨水之點狀3本身硬化，並且侵入分散於基板1內之白墨水亦硬化，形成強固之結合部3a。因此，可增強白墨水之點狀3與基材1之間之密接性及結合強度。

接著，配合第2圖，簡單說明第1圖所示方法製成之導光板之作用。如第2圖所示，藉LED模組5自側面使光射入導光板之基材1。射入基材1之光於基材1內部傳播，並且一部分射出至基材1之背面。射出至背面之光，因白墨水之點狀3內之顏料而散射，或藉白墨水之點狀3與外部之間邊界面反射而自基材1之表面側射出。因此，可使自LED模組5射入之光，藉白墨水之點狀3之集合之點狀圖案，從基材1之表面側均一地射出。

又，本實施形態中，由於使用噴墨法，故可細微調整白墨水2之液滴之量，且可細微控制基材1上之白墨水之點狀3之直徑及厚度。

又，由於噴墨法之影像形成自由度高，且亦容易變更，所以可以高自由度形成點狀圖案。再者，圖案形成、變更所需時間也是短時間即可，故可大幅縮短工時。

此外，本實施形態中，基材1之厚度宜為0.4mm以下。若此，作為基材1之素材之膜成形步驟，及藉噴墨法形成圖案之步驟的處理也較容易，對導光板之薄型化助益甚大。

又，尤其係對於最近行動電話用背光構件之薄型化要求日益嚴格，所以基板1之厚度尤以0.05~0.25mm之範圍內為佳。

另，基材1之素材宜為橡膠狀材質。若此，可毫無困難地將基材1貼附到具有凹凸之構件表面和曲面，例如於行動電話之內部配置導光板時，縱使須組入複雜形狀與有限空間內，仍可輕鬆因應。又，基材1之蕭氏A硬度宜在60~98之範圍內。若此，經由實驗證實，作為導光板之基材可獲得於變形為複雜形狀後仍可使用或反覆變形動作之充分柔軟性，而可配置在複雜形狀或可動形狀之可攜式機器之內部。

<實施例1>

接下來，說明本發明之實施例1。本實施例中，基材1是使用厚度200μm之熱硬化性聚胺甲酸酯膜。又，印刷用墨水是使用白色UV硬化墨水A(主劑：光聚合組成物70~90wt%，顏料：二氧化鈦10~20wt%，其他：聚合起始劑5wt%以下)。另，噴墨頭6是使用壓電式，且使用條件為360dpi，液滴量14pl。又，UV硬化裝置是使用Subzero(Integration Technology Ltd製)。

<膨潤性測試>

為比較本實施例之白色UV硬化墨水A與基材1之間結合強度以及與其他基材之組合，進行各基材與白色UV硬化墨水A之組合之膨潤性測試。又，膨潤性測試，係將各基材片試樣在室溫(25℃)下浸漬於白色UV硬化墨水A一小時，且量測浸漬前後之重量變化。所獲結果顯示於表1。

在此，墨水之膨潤性「大」係指重量增加10%以上，墨水之膨潤性「中」係指重量增加1~10%，墨水之膨潤性「小」係指重量增加在1%以下。所測試之基材當中，聚胺甲酸酯之墨水之膨潤性最大。此乃表示熱硬化聚胺甲酸酯膜與白色UV硬化墨水A之組合中，白色UV硬化墨水A對基材之侵入性、分散性最高，獲得最大結合強度。

<剝離耐久測試>

對本實施例之熱硬化性聚胺甲酸酯膜與白色UV硬化墨水A之組合之導光板的剝離耐久測試，係在按壓負載：600g，打點前端形狀：ψ10mm、7.5R，橡膠硬度：65，打點次數：100萬次的條件下，執行打字測試。

結果係未見點狀圖案之剝離。因此，可謂藉由該基材與白墨水之組合，獲得充分堪耐可攜式機器之鍵盤操作造成之變形，甚為實用之導光板。

另一方面，對前述膨潤性測試中墨水之膨潤性為「中」之矽(橡膠)與白色UV硬化墨水A之組合所形成的導光板進行相同打字測試，觀察到點狀圖案剝離之現象。

如以上說明，本實施例中，基材1是使用厚度200μm之熱硬化性聚胺甲酸酯膜，白墨水是使用前述白色UV硬化墨水A。此組合在室溫(25℃)下浸漬一小時，可獲得10%以上之重量增加。藉由該膨潤性，導光板獲得充分之基材與白墨水之結合強度及耐久性。

在此，已知基材1選定熱硬化性聚胺甲酸酯膜時，可獲得為使例如可攜式機器之按鍵操作部分亮光之目的之充分光學性能(透光率)及柔軟性。又，本實施例中，以熱硬化性聚胺甲酸酯膜之基材1而言，基材1與白墨水之間若藉在室溫(25℃)下浸漬一小時而具有10%以上之重量增加之程度的膨潤性，則導光板可獲得充分之基材與白墨水之結合強度及耐久性。

因此，熱硬化性聚胺甲酸酯膜與白色UV硬化墨水A之組合，可獲得作為適用可攜式機器之導光板之充分光學特性、柔軟性及可靠性、耐久性。又，本實施例之導光板，由於基材1是使用厚度200μm之熱硬化性聚胺甲酸酯膜，所以可用於更薄型之可攜式機器。

又，矽橡膠而言，基材1與白墨水之間無法藉在室溫(25℃)下浸漬一小時而具有10%以上之重量增加(實際為7~8%)。本實施例中，可謂即使具有該程度之膨潤性，仍無法獲得作為導光板之充分之基材與白墨水之結合強度及耐久性。

<實施例2>

本實施例中，選定與實施例1相異之白墨水進行與實施例1相同之測試。本實施例也確認與熱硬化性聚胺甲酸酯膜之基材之組合可獲得充分結合強度。

本實施例中，以以下結構進行白墨水印刷。基材1是使用厚度200μm之熱硬化性聚胺甲酸酯膜。又，白墨水是使用白色UV硬化墨水B(主劑：丙烯酸酯65~75wt%，顏料：二氧化鈦15~25wt%)。另，噴墨頭6及UV硬化裝置8是使用與實施例1相同者。

對前述基材與墨水之組合，藉與實施例1同樣之方法，進行膨潤性測試及打字測試，亦獲得相同結果。

又，本發明中，可預先實驗調查基材1之種類與必要膨潤性之間關係再予以映像化。如此，當選定基材1與白墨水進行膨潤性測試時，可立即判斷以該組合是否可形成具有充分耐久性之導光板。又，導光板所需耐久性因導光板用途而異，所以該映像可按用途逐一製作。

1．．．導光板

2．．．白墨水(液滴)

3．．．白墨水之點狀

3a．．．結合部

5．．．LED模組

6．．．噴墨頭

8．．．UV硬化裝置

21．．．導光板

21a．．．背面射出稜鏡

21b．．．表面射出稜鏡

24．．．稜鏡片

25．．．LED模組

27．．．反射片

第1(a)~(c)圖係用以說明本發明實施例之導光板之製造步驟之圖。

第2圖係用以說明本發明實施例之導光板之作用之圖。

第3(a)~(b)圖係用以說明習知導光板之使用例之圖。

1．．．導光板

3．．．白墨水之點狀

5．．．LED模組

Claims (3)

1. 一種導光板，係使射入之光於內部傳播，且使前述光自預定射出面射出者，其特徵在於：其係藉噴墨方式於平板狀之彈性體製基材之前述射出面之相反側的面印上白墨水之點狀圖案而形成，其中，前述基材是由作為預定高柔軟性彈性體之熱硬化性聚胺甲酸酯所形成，且蕭氏A硬度在60以上98以下，並且該基材會呈現出下述膨潤性：將前述基材浸漬於前述白墨水一小時後，前述基材之重量增加為10%以上的膨潤性。
2. 如申請專利範圍第1項之導光板，其中前述基材之厚度為0.4mm以下。
3. 一種導光板之製造方法，其特徵在於：係在由作為預定高柔軟性彈性體之熱硬化性聚胺甲酸酯所形成，且蕭氏A硬度在60以上98以下之平板狀基材上，藉由噴墨方式，成點狀地塗布UV硬化性白墨水，並在前述白墨水塗布後藉UV照射使前述白墨水硬化，其中，該方法係使用下述者來作為前述白墨水：前述基材對於該白墨水會呈現出，將前述基材浸漬於前述白墨水一小時後前述基材之重量增加為10%以上的膨潤性之白墨水。