CN1507995A - 导光板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种导光板的制造方法包括如下步骤：提供一模具；熔融预定的树脂材料和惰性气体；将熔融的树脂材料和惰性气体一起注入模具的模腔中；保压冷却该模具；脱模即形成导光板成品。该导光板具有轻薄均匀的特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种导光板的制造方法。
【背景技术】
背光系统(Backlight System)可作为液晶显示器的光源系统，其应用于各种信息、通讯、消费产品中。近年来，随着中小尺寸产品技术的发展，如移动电话、影像电话、PDA等，产品不断向轻薄短小方向发展，因此出现侧光型背光系统。背光系统的工作原理是光源直接或间接进入导光板内传播，经由导光板的具有光学结构设计的底面和反射板，以某一角度扩散射出，并均匀分布在发光区域内，再利用扩散板和棱镜板调整光源视角，以配合液晶显示器的光学特性要求。
目前，导光板的制程主要分为两种：印刷式(Screen Printing)和非印刷式。其中，印刷式是在导光板的底面涂附墨点以形成特定的图案(Dot Pattern)，该墨点用来破坏入射光线的全反射条件，进而使光线均匀射出导光板。但是该种导光板中光线必须透过导光板才能接触图案，因而使反射光线的强度减弱；另外，在印刷过程中由于印刷油墨涂覆不均匀，进而影响光线的散射效果，从而无法为背光系统提供均匀的光线，影响液晶显示的效果。
而非印刷式制程目前较为成熟的技术是采用压克力(PMMA)材料的射出成型(Iniection Molding)，在导光板的底面以切割或直接射出成型方式设置凹凸图案以达到扩散光线的目的。因为入射光线可直接与凹凸图案接触，因此反射的光线强度大于印刷式导光板，而且在制造过程中省去印刷程序，因此具有扩射效果优良、制程简单的优点。然而，在射出成型时熔融树脂的粘度(Viscosity)会影响导光板成品的均匀性，若熔融树脂在射出时粘度较高，则熔融树脂未传输到模腔的四周即固化，因此制得的导光板均匀性较差；另外，现有射出成型的导光板若制得较轻薄，则容易在冷却后产生翘曲，进而会影响光线的传输效果。
【发明内容】
为了克服现有技术导光板制造方法制造的导光板成本高、厚度较厚且不均匀的缺陷，本发明提供一种低成本、轻薄均匀导光板的制造方法。
本发明解决技术问题所采用的导光板的制造方法包括如下步骤：提供一模具；熔融预定的树脂材料和惰性气体；将熔融的树脂材料和惰性气体一起注入模具的模腔中；保压冷却该模具；脱模即形成导光板成品。
本发明的有益效果是：该熔融的树脂材料和惰性气体一起注入模具的模腔中，因为该气体可降低熔融树脂材料的粘度，因此形成的导光板成品比较均匀。另外，该惰性气体和树脂材料混合均匀可降低导光板成品的粘度，因此制得导光板较为轻薄。又因为该制程可省略印刷墨点程序，因此可缩短生产周期，而且降低每一个导光板的综合成本。
【附图说明】
图1是本发明导光板制造方法所用的装置的剖面示意图。
图2是本发明导光板制造方法的流程图。
图3是根据图2所示制造方法所制得导光板的结构示意图。
图4是根据图2所示制造方法所制得导光板的另一结构示意图。
图5是根据图2所示制造方法所制得导光板的又一结构示意图。
【具体实施方式】
如图1所示，是本发明导光板制造方法所使用的装置。该装置包括注射装置10、模具20和充气装置30。其中，该注射装置10包括注射机筒11机筒11内可旋转驱动的螺杆12、驱动螺杆12的马达13、向机筒11内供给树脂材料的料斗14和设置在机筒11外表面的加热器15。该模具20包括定模21、动模22、连接定模21和动模22两前端部的通道25、在定模21内形成有通过熔融树脂的流道23和与流道23连通的浇口4。其中，该定模21和动模22形成一用于成型制品的模腔26，在动模22上设置有取出已成型品用的突出元件27。该充气装置30包括一气体通路31和气腔32，在充气时该气体通路31和机筒11的内腔相连。
该模具20的模腔26中至少一面设有凹凸状或锯齿状图案，以使导光板的一表面对应形成凸凹状或锯齿状图案。其中，该图案可直接设置在模腔26的内表面，也可在模腔26内贴附具凹凸状或锯齿状图案的模仁。该图案可采用压印法、喷砂法、腐蚀法、激光加工法、铣刀加工法、LIGA(德文为Lithographie GavanoformungAbformung)加工和电铸法等方法设置。该模具20材料为现有热导率高的金属，如铜、铜合金或铍铜。此外，为提高模具20的刚性，可使用镍、磷化镍(NiP)、镍钴合金(NiCo)或混合碳化硅(SiC)、铬和碳化钛(TiC)等高硬质材料电铸而成。
请一起参阅图2，是本发明导光板制造方法的流程图。在导光板制程60中，包括如下步骤：步骤62是准备一模具、步骤64是熔融预备树脂材料和惰性气体、步骤70是将熔融材料和惰性气体同时射入模具的模腔内；步骤72是保压冷却该模具中的树脂材料；步骤74是脱模取出导光板成品。
其中，步骤64中所使用的树脂材料具有良好的光线透过率，如甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物MS树脂、非晶质环烯烃聚合物、聚丙烯、聚乙烯、热塑型聚酯树脂等可熔融成型的热塑型树脂。其中，甲基丙烯酸树脂是以甲基丙烯酸甲酯为主体的聚合物，其可与其他树脂如甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯等烷基丙烯酸酯类形成共聚物。另外，该透明树脂材料可加入脱模剂、紫外线吸收剂、颜料、抗氧化剂和引燃剂等材料，以利于形成的导光板成品具有良好光学效应。
步骤64中，首先将预定的树脂材料连续充入机筒11内，同时使用加热器15使树脂材料熔融，马达13驱动螺杆12旋转时充气装置30向机筒11的内腔充入惰性气体，通过驱动螺杆12旋转使熔融树脂和惰性气体充分混合并将其推到机筒11的前端，然后将熔融树脂和该惰性气体快速射进模腔26中。目前，业界注射率一般在600cm3/s以下，为使导光板不易产生残留变形的倾向，注射率的范围最好为1000cm3/s到2500cm3/s。现有熔融树脂的粘度在模具20的浇口24处为50Pa.sec到5000Pa.sec，因熔融树脂的粘度在成型时越低越好，降低粘度可提高熔融树脂温度，并提高注射率，因此充入惰性气体可使熔融树脂的粘度降低为200Pa.sec到1000Pa.sec之间。熔融树脂的加热温度可通过所用材料而适当选择，以甲基丙烯酸树脂为例，其温度可为170℃到300℃、其中优选为190℃到270℃、进一步优选为230℃到260℃。其中，惰性气体可为氩气(Ar)、氦气(He)、氖气(Ne)，也可用氮气代替该惰性气体，或将该惰性气体和氮气以相同比例混合。该气体的压力和流速可由外部的调节装置(图未示)控制，其中该惰性气体在充入机筒11的内腔前先进行预热，预热的温度范围为100℃到120℃，其中优化温度为110℃。
步骤72中，当模腔内充入熔融树脂时，将螺杆12在退后所预定的距离时加保压力，然后通过冷却装置(图未示)对其进行致冷，其中冷却温度在110℃以下，其中优化温度为105℃，通过冷却即制得导光板成品。
其中，步骤74为脱模取出该导光板成品。该一次成型中可设计取出二个制品，也可设计取出四个制品。请一起参阅图3、图4和图5，选用不同形状的模具20，可分别制成平板形导光板4、楔形导光板5和碟形导光板6，导光板4、5和6的底面分别有反射层凹凸图案41、51和61，导光板4的凸凹图案41设置比较均匀；而楔形导光板5和碟形导光板6的凸凹图案51、61离光源(图未示)愈远，其图案的密度和大小越大。其中和该等导光板底面相对的光出射面也可设置U形或V形的光扩散层(图未示)，如此可得到高精度赋形的导光板，因该导光板的反射层和光扩散层可通过射出成型一起形成，如此可省略印刷工序、缩短生产周期，而且降低每一个导光板的综合成本。
另外，其他薄型的光学元件如光学透镜、光纤头的柱状透镜、光学引擎中的分色镜、偏振分光镜以及其他各式棱镜等，也可用该射出成型的方法制成。
Claims (9)
1.一种导光板的制造方法，包括如下步骤：提供一模具；熔融预定的树脂材料和惰性气体；将熔融的树脂材料和惰性气体一起注入模具的模腔中；保压冷却该模具；脱模即形成导光板成品。
2.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于该导光板成品为平板形、楔形或碟形。
3.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于该树脂材料为甲基丙烯酸树脂。
4.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于该惰性气体可为氩气、氦气和氖气中的任意一种。
5.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于该惰性气体注入模腔的预热温度为100℃到120℃。
6.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于熔融温度为170℃到300℃。
7.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于注入模腔时熔融材料的粘度为50Pa.sec到5000Pa.sec。
8.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于该模具的至少一内表面设置凹凸图案或该模具的至少一内表面设置U形或V形图案。
9.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于该惰性气体用氮气替代或用氩气、氦气和氖气与氮气的混合气体代替。
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