導光板的基本功能和制造工藝 導光板一詞來自于英文譯音(Light Guide)其產(chǎn)生為應用于LCD所產(chǎn)生的,LCD為一非自發(fā)光性的產(chǎn)品為了要展現(xiàn)LCD的亮度就必需要有背光模塊來顯現(xiàn),在背光模塊的發(fā)展過成中重要關鍵的零組件導光板也隨著下游產(chǎn)品的需求進而開始有不同的改變。 導光板的功能和要求 導光板顧名思義其最主要的功能在于要將光線導向設計者所需要的方向,而所有的導光板的設計都是要配合下游產(chǎn)品LCD和背光模塊的需要,最重要的是要達到輝度和均勻度。 導光板的分類 一般而言導光板因形狀、制作方式和功能上都有不同的分類法,而且目前尚無統(tǒng)一的分法,經(jīng)過整理后: 1、按照形狀分為:平板和楔形板(斜板) 平板:導光板從入光處來看為長方形。 楔形板:從入光處來看為一邊為厚一邊為薄成楔形(三角形)狀。 2、按照網(wǎng)點制作方式:印刷式和非印刷式 印刷式:導光板完成外形加工后,以印刷方式將網(wǎng)點印在反射面,又分為IR和UV兩種。 非印刷式:將網(wǎng)點在導光板成形時直接成形在反射面。又分為化學蝕刻(Etching)、精密機械刻畫法 (V-cut)、光微影(Stamper)、內部擴散。 3、按照入光方式:側入光(燈管和LED)和直下式。 側入光式:將發(fā)光體(燈管或LED)放置于導光板之側部。 直下式:將發(fā)光體(燈管或LED)放置于導光板之下方。 4、按照成形制作方式:射出成形和裁切成型。 射出成形:應用射出成形機將光學級PMMA顆粒運用高溫、高壓射入模具內冷卻成形. 裁切成形:將光學級PMMA原板經(jīng)過裁切工序完成成品。 導光板制造過程 在了解加工過程前應先了解導光板所須之部材 1、所需要之部材和工具 a.射出成形:光學級PMMA顆粒、油墨 b.裁切:光學級PMMA平板、油墨 2、光學級PMMA顆粒、平板: 無論是用何種生產(chǎn)方式所制作出來的導光板其最重要也是最原始的材料為 光學級PMMA(POLYMETHYL METHACRYLATE)(聚甲基丙烯酸甲 也就是俗稱的亞克力或有機玻璃,其分類又有PMMA顆粒和PMMA平板PMMA由石油中提煉單體(MMA)再將單體(MMA)經(jīng)過化學加工后做出光學級PMMA顆粒(已可提供射出成形所始用),再將光學級PMMA顆粒用壓鑄法(Casting)或壓出法(Injection)來制作光學級PMMA平 板,目前業(yè)界所認同的PMMA制造商如下:(日)三菱麗陽 Mitsubishi Rayon、(日)住友化學 Sumitomo、(日)旭化成 Asahicasei、(日)庫拉雷 Kuraray、(臺)奇美化學、(韓)世和 Sehwa、 3、油墨:分為UV和IR兩種 4、平板裁切導光板制作方式為三個部份: 第一是壓克力板外形加工; 第二是網(wǎng)板制作; 第三是印刷,其工序流程分別為 a. 壓克力外形加工=原板裁切〉鏡面刨光〉成形加工。 b. 網(wǎng)板制作=網(wǎng)點設計〉底片輸出〉張網(wǎng) c. 印刷=壓克力洗凈〉印刷〉烘烤(IR)或紫外光照射(UV) 5、射出成形導光板分為印刷式和非印刷式兩種,其工序上基本相同,為在鑄造模具時印刷式并無在射出時將網(wǎng)點鑄上,故其射出的成品也只是壓克力外形,待成形后再經(jīng)過印刷完成導光板,而非印刷式是將設計好的網(wǎng)點鑄造在模具上,使網(wǎng)點與導光板在射出成形時同時完成。 導光板制作技術分析 1. 材料: 目前業(yè)界共同使用的材料為PMMA一種,但PMMA先天上的缺點和由于目前MMA單體產(chǎn)能上的不足常常在供貨上會有匱乏,所以也有些廠商開始尋找可替代之材料,由于導光板是LCD中負責光源之重要零件故材料的透光度是一個相當重要的基本條件,日本 Nippon Zeon近年來推廣一種新的材料Zeonor環(huán)烯烴聚合物(Cycio Olefins Polymer,COP)其最大的優(yōu)點在于比重低,吸水性較PMMA差,但因為Zeonor使用廠商不多年產(chǎn)能也僅5000公頓故在未達經(jīng)濟規(guī)模時,單價幾乎是PMMA的四倍,在微利時代的現(xiàn)在因為成本考慮Zeonor的競爭優(yōu)勢只能說是一個笑話。壓克力的要求及重點:尺寸、鏡面度、表面完整度、雜質、彎曲、硬力。 2. 印刷方式:印刷方式因其油墨干燥方式分為IR和UV兩種 IR和UV印刷特性比較 3、成形方式: 區(qū)分為裁切印刷、射出成形印刷和射出成形非印刷三種 結論 因為導光板是一個LCD產(chǎn)業(yè)中重要之零件所有的發(fā)展歷史和技術更新也都是為了符合下游產(chǎn)品的需要,至今已發(fā)展出數(shù)種制程不同的導光板,但是日本曾經(jīng)將導光板分為第一代平板直下式,第二代平板側光印刷式,第三代側光射出印刷式,第四代側光射出非印刷式,另外還有第五代的據(jù)稱要將擴散片和棱鏡片等三合一的新式導光板,但是無論是那一代截至目前為止除第五代還未正式問世外,其余都還在業(yè)界量產(chǎn)中,所以沒有最好的導光板只能稱最適合用的導光板。
生產(chǎn)導光板無需投入設備,它的制作過程為: ??
1、將壓克力板材切割成所需尺寸。可用木工鋸床改裝成切割機或在購買板材時叫供應商切割好再買,裝光管的邊要拋光,供應商都會幫你拋好光;
2、出印刷網(wǎng)點菲林。網(wǎng)點的規(guī)律性直接影響導光板整個平面光的均勻度,制作菲林的地方會按照你提供的要求用電腦很快做好,當然你懂電腦的話自己畫網(wǎng)點最好不過啦;
3、做印刷絲網(wǎng)版。拿菲林到一家做絲網(wǎng)的部門做一個絲網(wǎng)版,別忘了配一個手印刮板,再咨詢一下印刷工藝哦
4、印刷網(wǎng)點。將壓克力板一邊的保護紙撕開,用酒精把表面殘留物刷拭干凈再印;
5、貼上反光膜和和按需要貼上散光膜。
1、直接注塑法
根據(jù)背光源產(chǎn)品大小和厚度將網(wǎng)點設計在注塑模具上,利用PMMA膠粒通過注塑機直接注塑成型成導光板。優(yōu)點是對光的折射效果較好亮度好。缺點與化學蝕刻法一樣,不推薦此方法進行制作,而且對后期的生產(chǎn)有一定的影響。
2、化學蝕刻法
這是根據(jù)背光源產(chǎn)品大小先將網(wǎng)點做成模具,利用模具和壓克力板結合通過化學方法對壓克力板進行腐蝕,使壓克力板生成網(wǎng)點。優(yōu)點是折射效果好和亮度比較好。缺點投入資金較大,生產(chǎn)工藝難度較高,對大型的最專業(yè)的導光板制作較困難,該方法主要針對小的液晶顯示背光源產(chǎn)品。
3、非印刷式制作
原理是利用雕刻機在壓克力板表面刻上線槽或凹孔點陣,當光線從壓克力板側邊射進,這些線槽或凹孔點陣產(chǎn)生將光線折射的作用將光向平面折射變成平面光。優(yōu)點據(jù)有對光的折射效果較好亮度好。缺點就是投資大,對導光板加工技術要求較高,生產(chǎn)工藝較難掌握,生產(chǎn)效率低,雕刻后板材的強度會遭到破壞,線槽或凹孔會儲藏灰塵。
4、印刷式
壓克力板完成外形加工后以絲網(wǎng)印刷的方式將導光網(wǎng)點印在表面該網(wǎng)點的材料具有將光線折射、高反射的作用,將從側邊射進的光改變方向變成平面光。優(yōu)點具有將光線折射和高反射的雙重效果,亮度好制作工藝簡單容易掌握,投資小制作成本低,從小尺寸到大尺寸的導光板都能靈活制作,是廣告展示行業(yè)用來制作超薄燈箱的首選方法。缺點對光線的折射效果比非印刷式前三種稍差,但它具有的高反射作用可彌補。