專利名稱：具有嵌入的雜質區(qū)的導光板及其制備方法
技術領域：
在其邊緣處被照亮并且將在邊緣處饋入的光通過垂直于邊緣的兩個表面中的至少一個重新放射出的導光板經常被用于LCD屏幕、以及指示牌和廣告牌的背光(見圖1)。為了使光源(4)在邊緣(3)處饋入的光能夠通過克服全反射而經過表面再次離開導光板(1)，必須在導光板中對光束適當地偏移。一種常見的用于偏移光束的做法是，為導光板兩個表面中的至少一個設置將入射光轉向或散射的光學雜質區(qū)，從而可以克服全反射。通常通過對表面磨砂、雕刻或印刷(例如使用點柵格=Pimktraster)形成雜質區(qū)(2)。
背景技術：
具有印刷上的光學雜質區(qū)的導光板具有以下缺點，即光學雜質區(qū)例如可能被機械作用損傷。這就導致導光板不再能實現將在邊緣處入射的光均勻地通過表面再次放射出的目的。此外根據現有技術，裝備具有光學雜質區(qū)的導光板的方法非常昂貴。在制造透明的板后，必須首先將其切割，然后印刷，之后才可以通過拋光和可能的鏡面精加工完成導光板。尤其地，對板進行印刷必須例如通過高成本的絲網印刷法進行，因此單就設備而言已經是非常昂貴了。圖1中描繪了現有技術中用于IXD屏幕的導光板。在文獻EP1110029的一個特別的變體中通過敷設有顏色的粘合劑構造雜質區(qū) (Storstelle)。即便在這種情況下，雜質區(qū)也不能免于磨損。在文獻EP1492981中描述了一種戶外應用的經印刷的導光體，其包括透明的板和敷設于板上的印刷物(Bedrukung)。文獻EP656548公開了一種使用聚合顆粒作為散射體的導光體。其問題在于在板處亮度分布不均勻。此外，文獻EP1022129公開了一種導光體，具有由有機玻璃構成的無顆粒、導光的層，其上敷設漫射層。該漫射層厚度在10到1500 μ m之間，包括硫酸鋇顆粒。根據這一原理，光通過PMMA層被傳導，并通過漫射層耦出。當然，光耦出可以幾乎不被散射，因為，只有垂直于傳播方向的光被散射，這些光已經穿透了漫射層的邊界層。相應地，這里不涉及導光的層內部的干擾，而是涉及漫射的回射。此外，照明強度隨著距光源距離的增加而很大幅度地下降。根據文獻EP1022129的導光體的光源具有微弱的亮度，這導致對于光的出口截面上形成劃痕非常敏感。這種劃痕可能是由于機械作用形成。問題在于這些劃痕對光造成散射。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的導光板，更確切地說是一種傳導光的新型裝置，用于LCD顯示器中的背光，與現有技術相比，其具有改進的性能。
此外，本發(fā)明的目的還在于保護用于散射或轉向光而敷設的光學雜質區(qū)(2)以避免其受損。本發(fā)明的另一個目的在于，更合理且更經濟地制定上述典型的導光板的制備過程。其他未明確提及的目的可結合下列說明書、權利要求和實施例得出。本發(fā)明的目的通過提供一種新型的用于傳導光的裝置而得以實現。該裝置由一個或多個光源(4)，板(1)和印刷物(2)組成。但是根據本發(fā)明的裝置還包括用于保護該印刷物的薄膜(5)。此外，如圖2所示，印刷物⑵位于板⑴和薄膜(5)之間。印刷物⑵被板(1)和薄膜(5)完全地包圍。這樣的優(yōu)點在于印刷物(2)不僅免于被磨損也免于受如濕度、化學物質或天氣的影響。下文中將導光板這個概念和用于傳導光的裝置作為同義詞使用，表示由部件(1) 至(5)組成的整個裝置。不要將板這個名稱與其相混淆，板僅僅描述導光板的例如通過擠壓模塑法制備的部件(1)。作為替代的，板還可以通過澆鑄或連續(xù)澆鑄方法制備。同樣的，在下文中雜質區(qū)和印刷物這兩個概念也作為同義詞使用。板⑴由透明的塑料制成，優(yōu)選為有機玻璃、聚碳酸酯或環(huán)烯烴共聚物 (Cycloolefincopolymer)，尤其優(yōu)選為有機玻璃。板(1)的厚度為Imm 20mm，優(yōu)選為 2mm IOmm,尤其優(yōu)選為4mm 8mm。優(yōu)選使用的有機玻璃的一個例子是市場上可以購買的來自EvonikRShm有限責任&合資公司的品名為PLEXIGLAS 的有機玻璃。板的邊緣借助于光源(4)照亮，因此其作為光入射面。光至少通過垂直于邊緣的兩個表面中的至少一個_即光出射面_再次放射出。光出射面的概念在這里表示導光體的適合射出光的表面。光入射面還可以將光接收進導光板，使得導光層可以通過整個光出射面分配入射光。雜質區(qū)導致光的耦出，使得光通過整個光出射面射出。印刷物(2)優(yōu)選涉及點柵格或線圖案(Linienmuster)。該點柵格在用作導光板的組件時用于生成雜質區(qū)，尤其用于將光轉向或散射。通過優(yōu)化的印刷可以保證光入射面均勻的照明。在本文中，板和薄膜是不同的。薄膜在這里指一種足夠易彎的形式，使得其在標準條件下可以卷起來。相反地，板是指一種在標準條件下不能卷起來的形式。在本文中，板通常厚到嘗試卷起來時就很可能折斷的程度。薄膜優(yōu)選由聚(甲基)丙烯酸酯制成。在這里，聚(甲基)丙烯酸酯是指甲基丙烯酸類和/或丙烯酸類的均聚合物或共聚物。根據本發(fā)明，印刷物的組成部份可以自由選擇并且僅僅受各個印刷方法的限制， 其中該印刷物的組成部份承擔散射光的印刷圖案的功能。本發(fā)明第二個重要的方面在于制備導光板的方法，該導光板厚度為Imm 20mm， 優(yōu)選為2mm 10mm，優(yōu)選為4mm 8mm。這種新型的導光板的制備過程與現有技術中已設立的方法相比更合理且更經濟。如上所述，現有技術中的制備包括四個方法步驟，即將熱塑性塑料成型為板、切割、例如在絲網印刷方法中借助于光散射印刷將雜質區(qū)敷設到各個不能彎的板上、最后加工(拋光，鏡面精加工等等)。考慮到時間和處理的開支，該方法中的各個導光板的印刷都有明顯缺陷。


相比之下，執(zhí)行根據本發(fā)明的方法在時間上和成本上更有效率，并額外保護了印刷物。其實現方法如下，即首先在薄膜(5)上印刷光學的雜質區(qū)(2)。帶有印刷圖案的薄膜 (5)非常平地壓附在板上，使得光學雜質區(qū)(2)嵌入到板和薄膜之間(圖2)。這種嵌入造成所述的保護。更詳細的，根據本發(fā)明的方法(圖3)如下相對于現有技術，其包括三個方法步驟擠出或澆鑄同時壓膜，切割和最后加工，其中后面的兩個步驟也可以集成地在一個機器上執(zhí)行。這種方法尤其簡便之處在于，印刷以提前、在理想情況下作為制備過程的完整部件的形式首先被敷設在薄膜上。此外，涉及待使用的印刷方法的靈活性也明顯更高。尤其地，以光散射的印刷圖案的形式利用價廉物美的大規(guī)模印刷方法(例如凹版滾筒印刷)將印刷物敷設到適合的薄膜(5)上。在導光的基底的制備過程中，該經印刷的薄膜以內嵌的形式壓附在導光的基底上(圖3)。類似于現有技術，板借助于擠壓模塑法或(連續(xù)的)澆鑄方法制備并且首先成連續(xù)的熔化帶(Schmelzebande)。這將作為第一個步驟在擠壓器(A)之后與經印刷的薄膜連接以形成薄板(Laminat)。在這個過程中通常不需要粘合劑或增附劑，因為熔化帶高于玻璃化溫度時可以和薄膜很好的連接。在這個壓膜步驟中重要的是印刷物(2)位于板(1)和薄膜(5)之間。在經印刷的薄膜(5)和熔化束(Schmelzestrang)結合成薄板之后，該薄板在兩個軋輥之間傳送。此時薄膜側面向主導的軋輥(C)。該軋輥是經冷卻的，而其他軋輥(B)只是可選得被冷卻。經過面向薄膜的軋輥(C)，薄板被傳送到其他的、同樣可能被冷卻的軋輥⑶。由板、印刷物和薄膜組成的經冷卻的薄板可以在冷卻之后被切割和進行其他的最后加工。例如在最后加工時可以將邊緣拋光。為了更好地分析所使用的光能，可以根據現有技術將沒有配備光源的邊緣面額外地設置為反射的。這種設置例如可以通過反射的膠粘帶實現。此外，可以在該邊緣面上敷設反射漆。隨后，根據現有技術為邊緣配置一個或多個照明單元。為了更好地照射導光體可以為光源裝配反射體。如此制備的導光板或者說根據本發(fā)明的用于傳導光的裝置優(yōu)選用于LCD屏幕中的背光。此外，它們還可以用于指示牌和廣告牌的背光。
具體實施例方式下述的實施例用于說明和更好地理解本發(fā)明，但是不以任何方式限制本發(fā)明。以凹版印刷的方式將點形圖案印刷在由PMMA制成的厚度為75 μ m薄膜上，該點形圖案由直徑為0. 5mm 1. 5mm、點間距為2mm的圓形的點組成。使用白色的、基于丙烯酸酯粘合劑的印刷顏色作為印刷顏色。由PMMA制成的經印刷的薄膜寬度為1400mm，長度為1000m，其被傳送到4軋輥的砑光機并且在砑光機的第三個拋光夾中與位于砑光機內的壓出膠(Extrudat)接觸。布置
5薄膜以使得薄膜上的印刷面向砑光機內的壓出膠。薄膜和壓出膠在砑光機內的后續(xù)行程中結合并最后冷卻成為由板、印刷物和薄膜組成的完成了的薄板(見圖4)。
借助于涂層網格切割試驗(DIN EN ISO 2409)確定板和薄膜未經印刷的區(qū)域之間的粘連以及板和薄膜經印刷的區(qū)域之間的粘連。不僅板和薄膜經印刷的區(qū)域的連接，而且板和薄膜經印刷的區(qū)域的連接的涂層網格切割值(Gitterschnittkermwerte)都為0。
權利要求
1.一種用于傳導光的裝置，由板(1)、薄膜(5)、一個或多個光源(4)和印刷物(2)組成，其特征在于，所述板由透明的塑料制成，厚度為Imm到20mm，經印刷的薄膜整面地壓附到板上，所述印刷物位于板和薄膜之間，所述板的邊緣(3)被照亮，并且光經過垂直于所述邊緣的兩個表面中的至少一個被再次放射出。
2.如權利要求1所述的用于傳導光的裝置，其特征在于，所述板(1)由有機玻璃、聚碳酸酯或環(huán)烯烴共聚物制成，厚度為2mm到10mm。
3.如權利要求1或2所述的用于傳導光的裝置，其特征在于，所述印刷物(2)是點柵格或線圖案，所述點柵格或線圖案形成將光轉向或散射的雜質區(qū)，并且所述印刷物被板(1) 和薄膜(5)完全地包圍。
4.如權利要求1至3之一所述的用于傳導光的裝置，其特征在于，所述薄膜(5)是能彎曲的。
5.如權利要求1至4之一所述的用于傳導光的裝置，其特征在于，所述薄膜(5)能夠被卷起來并且由聚(甲基)丙烯酸酯制成。
6.如權利要求1至5之一所述的用于傳導光的裝置，其特征在于，所述印刷物(2)將光散射或轉向。
7.一種用于制備用于傳導光的裝置的方法，尤其用于制備如權利要求1至6之一的厚度為Imm到20mm的導光板，其特征在于，具有印刷物⑵的薄膜(5)在擠壓或澆鑄透明的板(1)的過程中與所述板連接，并且所述印刷物(2)位于板和薄膜之間。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，經印刷的薄膜在第一個方法步驟中在擠壓器之后與熔化束連接成薄板，之后在軋輥之間傳送，其中至少面向薄膜側的軋輥被冷卻。
9.如權利要求7或8所述的方法，其特征在于，由板、印刷物和薄膜組成的經冷卻的薄板在冷卻后被切割。
10.如權利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，邊緣被部分地裝配有反射層。
11.如前述權利要求之一所述的裝置的一種用途，用作LCD屏幕中的背光。
12.如前述權利要求之一所述的裝置的一種用途，用作指示牌或廣告牌的背光。
全文摘要
提供一種導光板，該導光板在其邊緣處被照亮并且將在邊緣處饋入的光通過垂直于邊緣的兩個表面中的至少一個再次放射出，適用于LCD屏幕、以及指示牌和信號牌中的背光。為了使光源在邊緣處饋入的光能夠通過克服全反射而經過表面再次離開導光板，必須在導光板中對光束適當地偏移。導光板在其兩個表面中的一個處設置光學雜質區(qū)，該雜質區(qū)由薄膜(5)保護以免于損壞。此外還提供了一種用于簡化地敷設該雜質區(qū)的方法。
文檔編號G02B6/00GK102460245SQ201080027040
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權日2009年6月29日
發(fā)明者C·羅斯, J·施密特 申請人:贏創(chuàng)羅姆有限公司