一種具有單面微結(jié)構(gòu)和出光微棱鏡結(jié)構(gòu)的 pmma導(dǎo)光板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)膜片，尤其涉及一種具有單面微結(jié)構(gòu)和出光微棱鏡結(jié)構(gòu)的 PMMA導(dǎo)光板。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，液晶顯示裝置由于具有機(jī)身薄的突出優(yōu)勢已經(jīng)在很多電子產(chǎn)品中得到應(yīng) 用，如液晶電視、臺式顯示屏或是筆記本電腦中。
[0003] 通常，液晶顯示裝置包括有液晶顯示面板和背光模組。液晶顯示面板的工作原理 是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶分子，兩片玻璃基板中間有許多垂直和水平的細(xì)小 電線，通過通電與否來控制液晶分子改變方向，將背光模組的光線折射出來產(chǎn)生畫面。由于 液晶顯示面板本身是不發(fā)光的，因此需要借助背光模組提供的光源來正常提供顯示影像。 背光模組依照光源光源入射位置的不同可以分為直下式背光模組和側(cè)入式背光模組。故名 思議：直下式背光模組的發(fā)光光源是直接位于液晶顯示面板后方，直接形成面光源提供給 液晶面板；側(cè)入式背光模組則是將燈條設(shè)置在液晶顯示面板側(cè)后方的背板邊緣處，使光從 背光模組的側(cè)部進(jìn)入形成面光源提供給液晶顯示面板。背光模組通常包括光源、反射板、導(dǎo) 光板和其他光學(xué)模組等，對于側(cè)入式的背光模組而言，光源是從導(dǎo)光板側(cè)部進(jìn)入，然后經(jīng)導(dǎo) 光板對光線傳輸方向的引導(dǎo)進(jìn)而形成面光源，所以為了保證其能夠?yàn)橐壕э@示面板提供發(fā) 光均勻且亮度足夠的面光源，其中的導(dǎo)光板則成為了至關(guān)重要的部件。
[0004] 導(dǎo)光板，用于引導(dǎo)光線傳輸方向，即將導(dǎo)光板的入光側(cè)進(jìn)入的點(diǎn)光源或線光源經(jīng) 過導(dǎo)光板的散射及反射后由導(dǎo)光板的出光面射出進(jìn)而成為面光源。進(jìn)而言之，該面光源是 否具有足夠的亮度以及是否發(fā)光均勻則完全取決于導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0005] 傳統(tǒng)的導(dǎo)光板設(shè)計中，尤其是在平板形的導(dǎo)光板中：①有一面設(shè)置U形溝槽一面 印刷導(dǎo)光油墨網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)計，讓U形槽所在的面為出光面，讓導(dǎo)光油墨網(wǎng)點(diǎn)所在的面為底面， 使之破壞光的全反射從而使光線能大量從出光面射出；②有一面設(shè)置V形槽一面印刷導(dǎo)光 油墨網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)計，讓V形槽所在的面為出光面，讓導(dǎo)光油墨網(wǎng)點(diǎn)所在的面為底面，使之破壞 光的全反射從而使光線能大量從出光面射出。通過U形槽和油墨網(wǎng)點(diǎn)的配合，或V形槽和 油墨網(wǎng)點(diǎn)的配合對光線的傳輸方向進(jìn)行引導(dǎo)，進(jìn)而在導(dǎo)光板的出光面發(fā)出亮度足夠、且分 布均勻的光。
[0006] 上述設(shè)計中，由于V形槽本身具有一尖部，雖然加工起來不好管控，但是相比于U 形槽而言V形槽更易引導(dǎo)光線的傳輸，所以應(yīng)用也比較廣泛。但不管是U形槽設(shè)計還是V形 槽設(shè)計：首先，它們都需要在底面印刷導(dǎo)光油墨網(wǎng)點(diǎn)來滿足導(dǎo)光板的亮度足夠和發(fā)光均勻 的特點(diǎn)。而導(dǎo)光板的油墨印刷在生產(chǎn)過程中本身是不易管控的，再加上還要與設(shè)計的U形 槽或是V形槽相配合來完成對光線的引導(dǎo)，因此它的生產(chǎn)工序要求嚴(yán)苛，且復(fù)雜。同時從另 一個層面來說，由于印刷工藝本身比較復(fù)雜，所以需要投入的設(shè)備很多（比如印刷機(jī)器、紅 外烘干爐等），投入成本偏高，而印刷過程中大量使用油墨材料還容易產(chǎn)生廢氣，造成污染。
[0007] 同時，傳統(tǒng)也有一種導(dǎo)光板是這樣設(shè)計的：③一面設(shè)置U形槽一面平滑，并添加有 大量導(dǎo)光粒子，讓U形槽所在的面為出光面；④一面設(shè)置V形槽一面平滑，并添加有少量導(dǎo) 光粒子，讓V形槽所在的面為出光面。通過U形槽和導(dǎo)光粒子的配合、或V形槽和導(dǎo)光粒 子的配合來對光線的傳輸方向進(jìn)行引導(dǎo)，進(jìn)而使保證導(dǎo)光板的出光效率和均勻性。上述這 兩種導(dǎo)光板設(shè)計就不需要印刷油墨網(wǎng)點(diǎn)，解決了印刷工藝不易管控、設(shè)備投入過高、易造成 污染的問題。然而，這兩種導(dǎo)光板設(shè)計中添加的導(dǎo)光粒子成分配制工序復(fù)雜難控，研發(fā)成本 高，而且使用成本也高。雖然市場上有一些成分簡單普通的導(dǎo)光粒子，但是其使導(dǎo)光板能達(dá) 到的效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是基于以上導(dǎo)光板所存在的缺陷提供一種具有單面微結(jié)構(gòu)和出光 微棱鏡結(jié)構(gòu)的PMMA導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板既不用采用印刷工藝進(jìn)行導(dǎo)光油墨網(wǎng)點(diǎn)的印刷，也不 用添加額外的導(dǎo)光粒子，便獲得了與前兩者相同甚至更優(yōu)良的導(dǎo)光效果，亮度高、發(fā)光更加 均勻。
[0009] 本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0010] -種具有單面微結(jié)構(gòu)和出光微棱鏡結(jié)構(gòu)的PMMA導(dǎo)光板，其包括一透光板，所述透 光板包括一出光面和一與出光面相對的底面，所述透光板由PMMA材料制成，其中
[0011] 所述出光面設(shè)置有棱鏡結(jié)構(gòu)，所述棱鏡結(jié)構(gòu)具有若干平行設(shè)置的、截面呈弧形的 突起，兩相鄰的突起間形成有V型溝槽，所述V型溝槽的深度和跨度分別按照透光板的不 同厚度設(shè)置在4~75μπι和50~370 μπι ;
[0012] 所述底面設(shè)置有球形凸起陣列，所述球形凸起陣列為Μ行Ν列，所有球形凸起大 小一致并在底面上均勻分布，且相鄰兩行的各個球形凸起在行方向上交錯設(shè)置，其中兩相 鄰球形凸起之間的中心間距在0. 960~1. 0mm，同時每個球形凸起的底面直徑在0. 675~ 0· 7臟，凸起高度在0· 315~0· 35mm〇
[0013] 優(yōu)選的是，所述突起的R角值為203~227°。
[0014] 優(yōu)選的是，所述突起截面呈半圓形。
[0015] 優(yōu)選的是，所述球形凸起的形狀為半球形或是部分球形。
[0016] 優(yōu)選的是，所述球形凸起的材料為PMMA，且與透光板一體成型。
[0017] 優(yōu)選的是，所述透光板的厚度在〇· 5~3. 0mm。
[0018] 優(yōu)選的是，當(dāng)所述透光板厚度為0. 5mm時，所述V型溝槽的深度在4~6 μ m，跨度 在 50 ~65 μ m。
[0019] 優(yōu)選的是，當(dāng)所述透光板厚度為1. 0mm時，所述V型溝槽的深度在7~8 μ m，跨度 在 50 ~65 μ m。
[0020] 優(yōu)選的是，當(dāng)所述透光板厚度為2. 0mm時，所述V型溝槽的深度在35~40 μ m，跨 度在150~165 μ m。
[0021] 優(yōu)選的是，當(dāng)所述透光板厚度為3. 0mm時，所述V型溝槽的深度在70~75 μ m，跨 度在300~370 μ m。
[0022] 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 本發(fā)明所述的具有單面微結(jié)構(gòu)和出光微棱鏡結(jié)構(gòu)的PMMA導(dǎo)光板通過在透光板的 出光面設(shè)置獨(dú)特的V型溝槽，在透光板的底面設(shè)置布局排列獨(dú)特的球形凸起陣列，并通過 嚴(yán)格控制二者與PMMA材料（聚甲基丙烯酸甲酯）相結(jié)合的參數(shù)數(shù)據(jù)，使得導(dǎo)光板不需要 再印刷，也不需要添加導(dǎo)光粒子，便達(dá)到了更加優(yōu)良的技術(shù)效果，該技術(shù)效果體現(xiàn)在導(dǎo)光板 所獲得的更高的出光效率（即高亮度，達(dá)到5. 6Kcd/m2)和發(fā)光更均勻（即高均勻度，達(dá)到 89%)的特性。同時，將導(dǎo)光板采用具有高透明性的PMMA材料制成，使得導(dǎo)光板對光源尤 其是白光光源的光線色度影響小，整個板面的出光不會出現(xiàn)有顏色差異。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明所述PMMA導(dǎo)光板的底面示意圖；
[0025] 圖2為圖1中的I處放大示意圖；
[0026] 圖3為圖1中球形凸起陣列右上角局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖4為本發(fā)明所述PMMA導(dǎo)光板的截面不意圖；
[0028] 圖5為本發(fā)明所述PMMA導(dǎo)光板與光源的配合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與作用更加清楚及易于了解， 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述：
[0030] 如圖1-4所不，本發(fā)明提供一種具有單面微結(jié)構(gòu)和出光微棱鏡結(jié)構(gòu)的PMMA導(dǎo)光 板，其包括一透光板100,所述透光板包括一出光面110和一與出光面相對的底面120,所述 透光板由PMMA材料制成，其中
[0031] 所述出光面110設(shè)置有棱鏡結(jié)構(gòu)，所述棱鏡結(jié)構(gòu)具有若干平行設(shè)置的、截面呈弧 形的突起111，兩相鄰的突起間形成有V型溝槽112,所述V型溝槽的深度a和跨度b分別 按照透光板的不同厚度設(shè)置在4~75 μπι和50~370 μπι ;所述底面120設(shè)置有球形凸起 陣列，所述球形凸起陣列為Μ行Ν列，所有球形凸起大小一致并在底面上均勻分布，且相 鄰兩行的各個球形凸起在行方向上交錯設(shè)置，其中兩相鄰球形凸起之間的中心間距L在 0. 960~1. 0mm，同時每個球形凸起的底面直徑d在0. 675~0. 7mm，凸起高度h在0. 315~ 0. 35mm〇
[0032] 上述方案中，結(jié)合圖5,所述透光板還包括至少一個入光面130 (圖4中有兩個入光 面），用以接收光源200所發(fā)出的光。這里的光源200可以是LED燈條，也可以是其他燈管。 光源200分別與導(dǎo)光板的兩入光面130相鄰設(shè)置。當(dāng)光源200所發(fā)出的光從入光面130進(jìn) 入導(dǎo)光板100后，在導(dǎo)光板內(nèi)遇到上述V型溝槽112時，光線便會發(fā)生反射與散射，并向各 個不同方向進(jìn)行傳輸，最終由導(dǎo)光板的出光面110射出。而為了使光線盡可能從出光面110 均勻射出，從而提高導(dǎo)光板的出光效率（即亮度），本發(fā)明在導(dǎo)光板的底面120設(shè)置球形凸 起陣列，球形凸起具有弧形曲面，所以當(dāng)光線欲從導(dǎo)光板的底面射出時會被這些球形凸起 進(jìn)行折射或者反射阻擋，使之從與底面120相對的出光面110射出。
[0033] 再加上由于導(dǎo)光板不僅僅是要保證足夠的亮度即出光效率，還要使發(fā)出的光要均 勾，不會出現(xiàn)局部亮、局部暗的情況，從而影響了用戶使用，本發(fā)明還對V型溝槽112的深度 a和跨度b、以及球形凸起121陣列的排布【包括中心間距L、凸起高度h和凸起底面直徑d 三個關(guān)鍵因素】進(jìn)行了深入研究，使得生產(chǎn)的導(dǎo)光板不僅僅具有足夠的亮度，高出了規(guī)定標(biāo) 準(zhǔn)以上的幾個等級，而且還使發(fā)光更加均勻。這些因素決定著整個導(dǎo)光板的出光效率高低 和發(fā)光均勻性。
[0034] 同時，所述導(dǎo)光板導(dǎo)光效果的好與壞還有一個關(guān)鍵因素則是材質(zhì)。本發(fā)明采用了 優(yōu)先采用了 PMMA(甲基丙烯酸甲酯）材質(zhì)，PMMA是目前最為優(yōu)良的高分子透明材料，可見 光透過率達(dá)到92%，比玻璃的透光度高。因此PMMA的高透光性則成為了導(dǎo)光板對材質(zhì)的 優(yōu)先選擇。進(jìn)而言之，由于PMMA透光性高，則色度低，使得導(dǎo)光板對光源尤其是白色光源的 光線色度影響小，整個板面的出光不會出現(xiàn)有顏色差異。換句話說，用戶不會看到顯示裝置 有局部偏黃的現(xiàn)象。由此，本發(fā)明結(jié)合PMMA材料的特性，研發(fā)了上述結(jié)構(gòu)的不同參數(shù)設(shè)計 【V型溝槽112的深度a和跨度b、及球形凸起121陣列的排布（包括中心間距L、凸起高度 h和凸起底面直徑d三個關(guān)鍵因素）】，使得導(dǎo)光板具有突出的發(fā)光亮度和發(fā)光均勻度。為 了進(jìn)一步說明本發(fā)明所述導(dǎo)光板采用PMMA材料所具有的一些特性，表1中列出了 PMMA材 料的物性表：

[0038] 由上表1可明顯看到，PMMA材質(zhì)具有高透光性、低吸水率的特性，所以對于導(dǎo)光板 而言相較于PS(聚苯乙烯）材料來說是非常適合的。
[0039] 作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述突起111的R角值β為2