一種玻璃導光板及其製作方法與流程
2024-01-25 06:01:15
本發明涉及導光板技術領域，尤其涉及一種玻璃導光板及其製作方法。
背景技術：
相比傳統的導光板材料，玻璃導光板具有兩大優勢：第一，強度高，楊氏模量超過68GPA，可以省去或降低傳統液晶模組結構件成本；第二，耐氣候性能卓越，模組設計方案可以忽略原膨脹餘量，外型邊框可以做到更窄。現有技術中的玻璃導光板，無法在生產大板材時在其表面同步成型微細結構，因此有必要研發一種製作具有表面微細結構的玻璃導光板的方法。
技術實現要素：
本發明的第一個目的在於提供一種玻璃導光板的製作方法，其可提高液晶模組的品質，提高了模組的光學亮度，使得光線的指向性更強、更聚集，能夠有效消除入光側的亮暗相間的Hotspot視效問題，減少LED用量，更加節能，可有效提升產品良率。
本發明的第二個目的在於提供一種根據上述的製作方法製作的玻璃導光板，其可提高液晶模組的品質，提高了模組的光學亮度，光線的指向性更強、更聚集，能夠有效消除入光側的亮暗相間的Hotspot視效問題，減少LED用量，更加節能，可有效提升產品良率。
為達第一個目的，本發明採用以下技術方案：
一種玻璃導光板的製作方法，包括如下步驟：
步驟一、提供玻璃本體，玻璃本體具有第一表面、與第一表面相對的第二表面以及連接第一表面和第二表面的第一側面；優選地，玻璃本體為無機高透光玻璃。
步驟二、對玻璃本體進行表面處理；
步驟三、在第一表面塗布UV樹脂，成型表面稜鏡微細結構；
步驟四、在第一表面覆上保護膜；
步驟五、對玻璃本體進行裁切、磨邊，並清潔、烘乾；由於玻璃本體的各邊角非常鋒利，為了確保生產中的安全性，及裁切開料時可能的爆邊或缺角問題，玻璃本體在加工中需要對各邊各稜磨邊倒角處理；裁切後的玻璃本體含有殘屑及其他的髒汙異物，先經風槍及滾輪除塵初步清潔後，進入水洗精細清潔，然後烘乾。
步驟六、對第一側面進行拋光處理，並清潔、烘乾；第一側面為入光側，對第一側面進行拋光處理，提高入光效率；拋光後的玻璃本體含有殘屑及其他的髒汙異物，先經風槍及滾輪除塵初步清潔後，再次進入水洗精細清潔，然後烘乾。
步驟七、對第二表面進行網點加工；優選地，可以採用鐳射雷射加工或者絲網印刷。
步驟八、在第二表面覆上保護膜，形成玻璃導光板。
其中，塗布的厚度為50～200μm，表面稜鏡微細結構的最大高度小於等於塗布的厚度。例如，塗布的厚度可以為50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm。
其中，表面稜鏡微細結構為連續設置在第一表面的多個凸起，凸起的高度H為25～100μm，相鄰的兩個凸起之間的間距P為50～300μm。例如，凸起的高度H可以為25μm、35μm、45μm、55μm、65μm、75μm、85μm、95μm或100μm；相鄰的兩個凸起之間的間距P可以為50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm或300μm。
定義H/P為深寬比，H/P越大，表示光線越分散，準直度越差。為了獲取最佳的區域調光效果，每顆LED能精準控制對應液晶屏的局部單元，光線準直度越高，通過電路控制區域調光效果越好。對於相同間距，深度越大，成型難度越高，光線準直度越高；對於相同深度，間距越大，成型難度越低，也越接近平板的效果，光線準直度越低；在成型條件許可下，優選間距小，深度大的結構參數，可以獲得更好的區域調光控制效果。
其中，凸起為鋸齒型或圓弧型，鋸齒型的夾角C或圓弧型的圓角R均為28～158°。例如，夾角C或圓角R可以為28°、48°、68°、88°、100°、128°、138°、148°或158°。
其中，塗布的方法為：玻璃本體通過傳送滾輪輸送至上膠塗布裝置，UV樹脂通過供膠裝置輸送至上膠塗布裝置，上膠塗布裝置通過轉印滾輪成型表面稜鏡微細結構、通過厚度控制滾輪控制塗布的厚度。
其中，供膠裝置包括供膠管路、與供膠管路相連接的供膠頭、與供膠頭滑動連接的滑軌以及控制供膠頭開關的電磁閥。優選地，供膠裝置還包括馬達，通過控制馬達的轉速以控制輸送的膠量，以電磁閥控制供膠頭開關，達到均勻供料。進一步優選地，供膠裝置還包括過濾裝置和加熱裝置。
其中，步驟三之後還包括：玻璃本體進入UV固化爐進行固化。
其中，UV固化爐包括用於烘烤玻璃本體的UV燈管，玻璃本體的表面與UV燈管之間的距離為40～60mm，烘烤的時間為0.5～1.5min，烘烤的能量為1200～1500MJ/cm2。例如，玻璃本體的表面與UV燈管之間的距離可以為40mm、45mm、50mm、55mm或60mm，烘烤的時間可以為0.5min、1min或1.5min，烘烤的能量可以為1200MJ/cm2、1300MJ/cm2、1400MJ/cm2或1500MJ/cm2。
其中，表面處理為超聲波化學溶劑清洗，超聲頻率為50～70KHz，超聲時間為20～30min，超聲溫度為50～70℃。例如，超聲頻率可以為50KHz、55KHz、60KHz、65KHz或70KHz，超聲時間可以為20min、25min或30min，超聲溫度可以為50℃、55℃、60℃、65℃或70℃。優選地，使用氫氟酸混合物，根據玻璃本體與氫氟酸混合物作用後生成的鹽類的溶解度的不同，反應後結晶物保留在玻璃本體表面阻礙氫氟酸混合物與玻璃本體的進一步反應，因此玻璃本體表面受到的侵蝕是不均勻的，從而得到粗糙的玻璃表面。
表面處理可以改變玻璃本體表面特性，提高後製程加工樹脂的密著性；還可以提高玻璃本體的表面粗糙度，提高後製程網點及表面稜鏡微細結構與玻璃本體的附著力。表面粗糙度是指玻璃表面微小不平度的幾何尺寸特徵的綜合評價，提高表面粗糙度，可以減少光的漫反射，提高透光率。
為達第二個目的，本發明採用以下技術方案：
一種根據上述的製作方法製作的玻璃導光板，包括玻璃本體，玻璃本體具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，第一表面設置有表面稜鏡微細結構，第二表面設置有網點。
本發明的有益效果：玻璃導光板的第一表面設置有表面稜鏡微細結構，從而獲取集成傳統模組中的反射片、導光板及背板功能於一體的具有複合功能的玻璃導光板，提高液晶模組的品質，提高了模組的光學亮度，光線的指向性更強、更聚集，能夠有效消除入光側的亮暗相間的Hot spot視效問題，減少LED用量，更加節能，可有效提升產品良率。
附圖說明
圖1是本發明的玻璃導光板的製作方法的流程示意圖。
圖2是本發明的表面稜鏡微細結構的示意圖一(凸起為鋸齒型)。
圖3是本發明的表面稜鏡微細結構的示意圖二(凸起為圓弧型)。
具體實施方式
下面結合圖1至圖3並通過具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。
實施例一
一種玻璃導光板的製作方法，包括如下步驟：
步驟一、提供玻璃本體，玻璃本體具有第一表面、與第一表面相對的第二表面以及連接第一表面和第二表面的第一側面；優選地，玻璃本體為無機高透光玻璃，其折射率為1.49。
步驟二、對玻璃本體進行表面處理；表面處理為超聲波化學溶劑清洗，其中，超聲頻率為50KHz，超聲時間為20min，超聲溫度為50℃。本實施例中，使用氫氟酸混合物，根據玻璃本體與氫氟酸混合物作用後生成的鹽類的溶解度的不同，反應後結晶物保留在玻璃本體表面阻礙氫氟酸混合物與玻璃本體的進一步反應，因此玻璃本體表面受到的侵蝕是不均勻的，從而得到粗糙的玻璃表面。
步驟三、在第一表面塗布UV樹脂，成型表面稜鏡微細結構；塗布的厚度為50μm；表面稜鏡微細結構為連續設置在第一表面的多個鋸齒型的凸起，凸起的高度H為25μm，相鄰的兩個凸起之間的間距P為50μm；鋸齒型的夾角C為28°。
步驟四、在第一表面覆上保護膜。
步驟五、對玻璃本體進行裁切、磨邊，並清潔、烘乾；由於玻璃本體的各邊角非常鋒利，為了確保生產中的安全性，及裁切開料時可能的爆邊或缺角問題，玻璃本體在加工中需要對各邊各稜磨邊倒角處理；裁切後的玻璃本體含有殘屑及其他的髒汙異物，先經風槍及滾輪除塵初步清潔後，進入水洗精細清潔，然後烘乾。
步驟六、對第一側面進行拋光處理，並清潔、烘乾；第一側面為入光側，對第一側面進行拋光處理，提高入光效率；拋光後的玻璃本體含有殘屑及其他的髒汙異物，先經風槍及滾輪除塵初步清潔後，再次進入水洗精細清潔，然後烘乾。
步驟七、對第二表面進行網點加工；本實施例中，採用鐳射雷射加工；在其他實施例中，也可以選擇絲網印刷。
步驟八、在第二表面覆上保護膜，形成玻璃導光板。
本實施例中，塗布的方法為：玻璃本體通過傳送滾輪輸送至上膠塗布裝置，UV樹脂通過供膠裝置輸送至上膠塗布裝置，上膠塗布裝置通過轉印滾輪成型表面稜鏡微細結構、通過厚度控制滾輪控制塗布的厚度。
本實施例中，供膠裝置包括供膠管路、與供膠管路相連接的供膠頭、與供膠頭滑動連接的滑軌以及控制供膠頭開關的電磁閥。供膠裝置還包括馬達，通過控制馬達的轉速以控制輸送的膠量，以電磁閥控制供膠頭開關，達到均勻供料。優選地，供膠裝置還包括過濾裝置和加熱裝置。
本實施例中，步驟三之後還包括：玻璃本體進入UV固化爐進行固化。UV固化爐包括用於烘烤玻璃本體的UV燈管，玻璃本體的表面與UV燈管之間的距離為40mm，烘烤的時間為0.5min，烘烤的能量為1200MJ/cm2。
判斷UV烘烤條件是否合格的標準包括以下幾項，各項指標均需合格，如表1所示。第一、百格測試；第二、鉛筆硬度測試；第三、耐刮能力測試；第四、光學測試，包括整體亮度，色坐標，色偏值測試等；第五、各項信賴性測試後再重複測試第一至第四項。
表1測試項目及測試條件
本實施例中，UV樹脂的組分包括光起始劑、單體、低聚物、超支化樹脂和助劑。其中，
光起始劑：主要提供自由基，引發UV樹脂交聯反應。
單體：調節UV樹脂的主體性能，如粘度和柔韌性。
低聚物：提供UV樹脂的主體性能，是UV樹脂的骨架，佔成份比例較高，因本身已成聚合體，所以分子量大，其特徵表現最為影響UV樹脂性能。常見材料有聚酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、丙烯酸酯化丙烯酸及聚氨酯丙烯酸酯四種。有時會為了強化某種特質及符合產業需求，這四類低聚合物會有衍生物而進行改質。優選地，低聚物樹脂為甲基丙烯酸羥乙酯，其折射率與玻璃本體的折射率比較接近，可保證玻璃本體塗布後的光線傳輸效果。
超支化樹脂：其可降低樹脂玻璃化溫度，使流變性能及塗膜性能得到改善。玻璃作為非晶態固體材料，非晶聚物有三種力學狀態，它們是玻璃態、高彈態和粘流態。在溫度較低時，材料為剛性固體狀，與玻璃相似，在外力作用下只會發生非常小的形變，此狀態即為玻璃態；當溫度繼續升高到一定範圍後，材料的形變明顯地增加，並在隨後的一定溫度區間形變相對穩定，此狀態即為高彈態；溫度繼續升高形變量又逐漸增大，材料逐漸變成粘性的流體，此時形變不可能恢復，此狀態即為粘流態。我們通常把玻璃態與高彈態之間的轉變，稱為玻璃化轉變，它所對應的轉變溫度即是玻璃化轉變溫度，或是玻璃化溫度。
助劑：改善膠水脫泡性、脫模性、爽滑度等。
實施例二
本實施例與實施例一的區別僅在於：
步驟二中，超聲頻率為60KHz，超聲時間為25min，超聲溫度為60℃。
步驟三中，塗布的厚度為100μm，表面稜鏡微細結構為連續設置在第一表面的多個鋸齒型的凸起，凸起的高度H為65μm，相鄰的兩個凸起之間的間距P為150μm；鋸齒型的夾角C為68°。
步驟三之後的固化步驟中，玻璃本體的表面與UV燈管之間的距離為50mm，烘烤的時間為1min，烘烤的能量為1300MJ/cm2。
實施例三
本實施例與實施例一的區別僅在於：
步驟二中，超聲頻率為70KHz，超聲時間為30min，超聲溫度為70℃；
步驟三中，塗布的厚度為200μm，表面稜鏡微細結構為連續設置在第一表面的多個圓弧型的凸起，凸起的高度H為100μm，相鄰的兩個凸起之間的間距P為300μm；圓弧型的夾角R為158°。
步驟三之後的固化步驟中，玻璃本體的表面與UV燈管之間的距離為60mm，烘烤的時間為1.5min，烘烤的能量為1500MJ/cm2。
一種根據上述的製作方法製作的玻璃導光板，包括玻璃本體，玻璃本體具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，第一表面設置有表面稜鏡微細結構，第二表面設置有網點。
以上內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。