專利名稱：模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及納米復合光學材料領域，特別是一種模具轉印點陣法一次制備PMMA 導光板的工藝。
背景技術：
目前，導光板是戶外大型燈箱廣告牌中的照明組件之一，其設計原理源于液晶顯 示屏，液晶本身不發(fā)光，必須為其配備相應的照明系統(tǒng)。背光模組中通常包括電光源、導光 板、光學膜片和邊框幾部分。導光板是背光器件中不可缺少的組成部分，其作用是改變光線 的整體傳播方向。附在導光板側面電光源發(fā)出的光線射人其中，將由其正面出射對液晶面 板進行照明。導光板按其工作原理的不同可分為楔形法、微結構法、印刷法、光散射聚合物法。 楔形法是通過改變導光板表面傾斜角度來擾亂光線的反射方向，使光可以從導光板透射出 來。當光線從導光板端面入射，如果上下底面平行，光線遵循全反射定律，在導光板上傳輸 而不能透射出表面；而當光線遇到狹窄的上下表面時，由于入射角度變小，將不再滿足全反 射的條件，光線便從表面出射。微結構法是通過在導光板上下表面加入微結構(如微棱鏡、 半球形等)，使光線方向發(fā)生改變，從而透射出導光板表面。當光打到微結構上，會受到調制 而改變方向。印刷法導光板通常用反射率高的物質混合制成的墨水，在導光板底部印刷成 網(wǎng)點圖案?？梢詫⑸湎蛳卤砻娴墓饩€吸收再放出。利用此性質可改變光線的傳播方向，而使 光線不再滿足全反射條件而射出導光板。但因散射角過大，印刷點亮度對比高，從而為達到 光線均勻出射的目的就必須選用較厚的擴散膜，這會使得背光組件的照明亮度降低，光散 射聚合物法導光板在工作原理上較傳統(tǒng)的印刷型導光板和注塑成型導光板有所不同。光散 射聚合物導光板基材中均勻摻雜了與導光板基材折射率不同的其他材料的顆粒。光線在這 些顆粒上通過散射改變傳播方向，側向散射光射出導光板，不能射出的前向散射光線也會 繼續(xù)向導光板遠端傳播，進行下一次散射。光的散射發(fā)生在整個導光板中而不僅是導光板 底面，所以光線在導光板中傳播路徑更短，光線利用效率更高。光散射聚合物導光板的出射 光均均勻性可以達到很好，可不再使用擴散膜從而降低了光線通過擴散膜的吸收損失。但 是，現(xiàn)在的這些方法所制備得到的導光板效果還不夠理想。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種模具轉印點陣法制備光散射聚合物導 光板的工藝，根據(jù)它所得到的產品在保證透明度的前提下，光釋出的均勻性能得到很大提 高，而且有效的減少了材料消耗，減輕導光模組的重量，以克服現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，將納米、 亞納米導光粒子經過表面改性后與MMA單體進行原位聚合，得到導光粒子分散母粒；再將 得到的導光粒子分散母粒、引發(fā)劑、分散劑及增塑劑加入到MMA中進行預聚合，得PMMA預聚 體；將PMMA預聚制漿澆鑄到帶散射點陣的硅玻璃模具中進行聚合，固化出模后得到帶散射點陣的納米改性導光板。導光粒子為二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、納米二氧化鈦或納米氧化鋅中的一 種或兩種以上的混合物；二氧化硅、二氧化鈦以及三氧化鋁的粒度均為100 600nm，納米 二氧化鈦及納米氧化鋅粒度小于或等于100 nm。導光粒子表面改性，按質量份數(shù)計算，將6 20份偶聯(lián)劑加入到50 100份乙 醇中，在50°C下加入10 20份導光粒子，同時用超聲波進行分散，當乙醇揮發(fā)完畢后，在 80°C下烘干得到表面改性的導光粒子。制備導光粒子分散母粒，按質量份數(shù)計算，將10 20份經過表面改性的導光粒 子、52 58份ΜΜΑ、0. 5 0. 7份過氧化苯甲酰以及0. 6 1. 0份十二烷基硫醇進行混合， 超聲分散，得到透明的反應液；將280 320份蒸餾水采用水浴加熱至60 70°C后，逐漸 將反應液加入到蒸餾水中，并進行攪拌，攪拌轉速為750轉/分，反應液全部加入后，保持攪 拌不變，并在60 70的下保溫4小時，然后攪拌冷卻至室溫，停止攪拌，并將混合物過濾、 干燥，得到白色粉末；將該白色粉末浸泡于0. 5N的鹽酸與無水甲醇的混合溶液中常溫下浸 泡100小時，無水甲醇占總量的質量比為75 %，再進行過濾、干燥后得到PMMA和二氧化硅 晶體的復合材料，即為導光粒子分散母粒。偶聯(lián)劑為1 5份乙氧基三甲氧基硅烷及5 15份甲基丙烯酞氧基三甲氧基硅焼。PMMA預聚體的制備，按質量份數(shù)計算，將90 110份MMA、0. 1 0.3份引發(fā)劑、 0. 1 0. 3份鏈轉移劑、1 5份增塑劑、0. 1 0. 5份防老劑以及1 3份導光粒子分散母 ?；旌喜嚢瑁郎刂?0 90°C，反應30分鐘 3小時后，停止加熱，繼續(xù)攪拌冷卻至室 溫，排除溶液中的氣泡，即得到PMMA預聚體。引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰妫绘溵D移劑為正丁基硫醇。將PMMA預聚制漿澆鑄到帶散射點陣的硅玻璃模具中，排氣后送入水箱或熱空氣 烘箱中進行聚合反應，在50 100°C下恒溫8 24小時，冷卻至40°C后取出后脫模。帶散射點陣的硅玻璃模具的制備，在玻璃表面用高溫玻璃油墨印刷設計好的散射 點陣，再通過鋼化硅玻璃模具工藝流程，在硅玻璃模具得到鋼化的同時，得到表面帶散射點 陣的硅玻璃模具。該硅玻璃模具可以反復使用，通過硅玻璃模具將散射點陣印刷到導光板 中，能有效的簡化生產工序，并節(jié)約生產成本。由于采用了上述的技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用原位聚合的方式，先將 納米、亞納米導光粒子進行表面改性，使其在原料單體中的有效分散，采用懸浮聚合得到導 光粒子分散母粒，用導光粒子分散母粒與MMA然后按常規(guī)澆注法PMMA板工藝，經預聚合、澆 注、低溫聚合、高溫聚合等工序，得到帶散射點陣的納米改性導光板。該法發(fā)揮印刷法和光 散射聚合物法各自優(yōu)勢，首先利用點陣將射向表面的光線反射，提高光釋出率；同時利用均 勻分散于導光板中納米、亞納米導光粒子散射入射光線，使反射和散射光均勻射出，在保證 板材的透明度的前提下，光釋出的均勻性可以得到很大提高。為了進一步驗證本發(fā)明的效果，將通過本發(fā)明的方法所制得的產品進行如下實 驗
將產品劃分為如圖3所示的九宮格，然后用測光筆測量測量九宮格 中“田”字形九個交叉點上的各點照度A，再算出9個點亮度的平均值A,按下式算出各點均光度C:
權利要求
一種模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在于將納米、亞納米導光粒子經過表面改性后與MMA單體進行原位聚合，得到導光粒子分散母粒(1)；再將得到的導光粒子分散母粒(1)、引發(fā)劑、分散劑及增塑劑加入到MMA中進行預聚合，得PMMA預聚體；將PMMA預聚制漿澆鑄到帶散射點陣(2)的硅玻璃模具(3)中進行聚合，固化出模后得到帶散射點陣(2)的納米改性導光板(4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在 于導光粒子為二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、納米二氧化鈦或納米氧化鋅中的一種或 兩種以上的混合物；二氧化硅、二氧化鈦以及三氧化鋁的粒度均為100 600nm，納米二氧 化鈦及納米氧化鋅粒度小于或等于100 nm。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其 特征在于導光粒子表面改性，按質量份數(shù)計算，將6 20份偶聯(lián)劑加入到50 100份乙 醇中，在50°C下加入10 20份導光粒子，同時用超聲波進行分散，當乙醇揮發(fā)完畢后，在 80°C下烘干得到表面改性的導光粒子。
4.根據(jù)權利要求3所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在 于制備導光粒子分散母粒(1)，按質量份數(shù)計算，將10 20份經過表面改性的導光粒子、 52 58份ΜΜΑ、0. 5 0. 7份過氧化苯甲酰以及0. 6 1. 0份十二烷基硫醇進行混合，超 聲分散，得到透明的反應液；將280 320份蒸餾水采用水浴加熱至60 70°C后，逐漸將 反應液加入到蒸餾水中，并進行攪拌，攪拌轉速為750轉/分，反應液全部加入后，保持攪拌 不變，并在60 70的下保溫4小時，然后攪拌冷卻至室溫，停止攪拌，并將混合物過濾、干 燥，得到白色粉末；將該白色粉末浸泡于0. 5N的鹽酸與無水甲醇的混合溶液中常溫下浸泡 100小時，無水甲醇占總量的質量比為75 %，再進行過濾、干燥后得到PMMA和二氧化硅晶 體的復合材料，即為導光粒子分散母粒(1)。
5.根據(jù)權利要求3所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在 于偶聯(lián)劑為1 5份乙氧基三甲氧基硅烷及5 15份甲基丙烯酞氧基三甲氧基硅烷。
6.根據(jù)權利要求1所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在 于PMMA預聚體的制備，按質量份數(shù)計算，將90 110份MMA、0. 1 0. 3份引發(fā)劑、0. 1 0. 3份鏈轉移劑、1 5份增塑劑、0. 1 0. 5份防老劑以及1 3份導光粒子分散母粒混合 并攪拌，升溫至80 90°C，反應30分鐘 3小時后，停止加熱，繼續(xù)攪拌冷卻至室溫，排除 溶液中的氣泡，即得到PMMA預聚體。
7.根據(jù)權利要求6所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在 于引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰妫绘溵D移劑為正丁基硫醇。
8.根據(jù)權利要求1所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在 于將PMMA預聚制漿澆鑄到帶散射點陣(2)的硅玻璃模具(3)中，排氣后送入水箱或熱空 氣烘箱中進行聚合反應，在50 100°C下恒溫8 24小時，冷卻至40°C后取出后脫模。
9.根據(jù)權利要求1所述的模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，其特征在 于帶散射點陣(2)的硅玻璃模具(3)的制備，在硅玻璃模具(3)表面用高溫玻璃油墨印刷 設計好的散射點陣(2)，再通過鋼化玻璃工藝流程，在硅玻璃模具(3)得到鋼化的同時，得 到表面帶散射點陣(2)的硅玻璃模具(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模具轉印點陣法制備光散射聚合物導光板的工藝，將納米、亞納米導光粒子經過表面改性后與MMA單體進行原位聚合，得到導光粒子分散母粒；再將得到的導光粒子分散母粒、引發(fā)劑、分散劑及增塑劑加入到MMA中進行預聚合，得PMMA預聚體；將PMMA預聚制漿澆鑄到帶散射點陣的硅玻璃模具中進行聚合，固化出模后得到帶散射點陣的納米改性導光板。本發(fā)明采用原位聚合的方式，使納米、亞納米導光粒子在原料單體中的有效分散，聚合后得到光粒子分散母粒，然后按常規(guī)澆注法PMMA板工藝，得到帶散射點陣的納米改性導光板。該法發(fā)揮印刷法和光散射聚合物法各自優(yōu)勢，首先利用點陣將射向表面的光線反射，提高光釋出率。
文檔編號C08K9/06GK101967258SQ20101029190
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權日2010年9月26日
發(fā)明者雙忠, 司兵, 吳學慶, 宋浩波, 宋瑜琦, 李黔蜀, 趙偉毅, 陸前吟, 陳國興 申請人:貴州天控自動化信息工程有限公司