一種基于3d技術的導光板制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導光板的制造領域，具體提供了一種運用3D打印技術的導光板制作方法。采用電腦建模設計出預印刷的導光板上導光網(wǎng)點的大小、形狀及分布狀況，轉換成軟件可解讀指令。選擇相應的打印機，采用分層加工，迭加固化成形的方式來實現(xiàn)打印3D實體導光板。本發(fā)明方法不僅能夠通過建模參數(shù)精確控制導光網(wǎng)點的大小、厚度、形狀以及分布，提升導光板的精度；還克服了現(xiàn)有制備導光板工序復雜，不易控制，良品率低等缺點。
【專利說明】 一種基于3D技術的導光板制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于3D技術的導光板制備方法，應用于導光板制備。

【背景技術】
[0002]導光板是廣泛應用于顯示領域的高科技產(chǎn)品?，F(xiàn)有技術的導光板是利用射出成型的方法將丙烯壓制成表面光滑的板塊，然后在壓克力平板上用高反射率且不吸光的材料，在板底面用網(wǎng)版印刷印上圓形或方形的擴散點，以此來擴散光線。當光線射到擴散點時，光會往各個方向反射，然后破壞反射條件由導光板正面射出。為使均勻發(fā)光，必須利用各種疏密、大小不一的擴散點，疏密、大小不一才能保證光往各個方向反射的幾率大致相同。導光板在背光模組中屬于較難制作的原件，原因在于導光板面向光源的一面布滿著導光點，這些導光點呈現(xiàn)著疏密、大小不一的排列，如何排列這些導光點達到所需要之灰度與均勻度是一大難點。
[0003]傳統(tǒng)導光板的制作方式主要有兩種:
印刷式:首先對亞克力板進行外形加工，然后以絲網(wǎng)印刷的方式將導光網(wǎng)點印在板底面。該方法的存在的主要問題是，不同尺寸需要不同的網(wǎng)板，而且網(wǎng)板必須一次成功，否則報廢；該方法制備出的網(wǎng)板折射效果差，亮度偏低；該方法使用的化學油墨受環(huán)境影響大，易老化；全部制備過程采用手工操作，穩(wěn)定性、重復性差；絲網(wǎng)印刷對亞克力板材的平整度要求非常高，否則無法印刷；且該方法制備過程繁瑣。
[0004]模具式: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，再鑲入模具組裝，并將模具安裝在射出機臺上，安裝前還須要先將塑料進行除濕、烘干、軟化等處理，高溫熔融塑料顆粒，再以高壓注入模具內(nèi)定型，打開模具取出塑件，并修剪其注料口。該方法存在的主要問題是，制作導光板的模具是采用噴砂或道具雕刻加工等以形成圖樣，制作時程長，精密度差，造成模具制作時常會產(chǎn)生分布的偏移，不同尺寸的產(chǎn)品要用不同的模具，且定型后不能再改變網(wǎng)點大小參數(shù)；開模必須一次成功，否則報廢；噴砂加工技術無法精確地做到控制導光板上不同區(qū)域的加工點疏密程度，若能制作成整面相同粗糙度的噴砂霧面，背光模塊發(fā)光的均勻度又不易被調整；生產(chǎn)工藝難掌握，且相當?shù)姆爆?、冗長，不能生產(chǎn)大型的導光板，應用領域窄。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有制備導光板的技術的不足，提出一種基于3D技術制備導光板的方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案在于:
一種基于3D技術的導光板制備方法，其特征在于，提供一導光板成形系統(tǒng)，所述導光板成形系統(tǒng)包括控制部分和機械部分；所述控制部分為機械部分提供指令，通過電腦建模轉化為軟件可解讀的數(shù)字模型，再將數(shù)字模型運用電腦程序轉換為專用機械設備指令，通過指令來控制機械系統(tǒng)完成模型的打印；所述機械系統(tǒng)包括動力單元以及打印單元單元，所述打印單元包括一打印臺、一打印頭和一十字滑臺，所述動力單元與十字滑臺相連，實現(xiàn)對打印頭位置的調控，所述打印頭采用線狀打印頭、點狀打印頭或陣列打印頭，所述打印頭由多個規(guī)則排列的小打印頭組成，所述小打印頭與進料腔底部相連，并在連接處設置開關，實現(xiàn)調控部分小打印頭參與打??；
其具體制備過程如下:
1)采用熔融沉積快速成型3D打印機打印出透光板；
2)采用紫外線快速成型3D打印機打印在透光板一面打印導光網(wǎng)點。
[0007]其中，步驟I按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出透光板的具體形狀及厚度，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用PMMA樹脂材料作為原料，并將原料熔融為液態(tài)，融膠溫度設在210°C?250°C ；c.機械設備接收指令，線狀打印頭向需要成型區(qū)噴灑液態(tài)原料，液態(tài)原料快速冷卻固化成形，線狀打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體透光板；步驟2按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出導光網(wǎng)點的具體形狀及分布狀況，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用Si02，Τ?02具有擴散和反射性質的材料作為原料，含有甲苯的有機物作為溶劑，與感光樹脂或UV固化膠混合成液態(tài)，倒入進料腔中；c.機械設備接收指令，點狀打印頭向需要成型導光網(wǎng)點區(qū)內(nèi)噴灑液態(tài)原料，并利用UV照射使噴灑出的液態(tài)材料快速固化，線狀打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體導光網(wǎng)點。
[0008]另一實施過程中，步驟I按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出透光板的具體形狀及厚度，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用PMMA樹脂材料作為原料，并將原料熔融為液態(tài)，融膠溫度設在210°C?250°C ；c.機械設備接收指令，線狀打印頭向需要成型區(qū)噴灑液態(tài)原料，液態(tài)原料快速冷卻固化成形，線狀打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體透光板；步驟2按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出導光網(wǎng)點的具體形狀及分布狀況，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用Si02, Τ?02具有擴散和反射性質的材料作為原料，含有甲苯的有機物作為溶劑，與感光樹脂或UV固化膠混合成液態(tài)；c.在透光板表面倒入一層液態(tài)原料24b，機械設備接收指令，控制UV激光照射在需要成型導光網(wǎng)點區(qū)，使被照射材料快速固化，如此形成實體導光網(wǎng)點。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明的制備方法不僅可制備出高精度的導光板，還可簡化導光板產(chǎn)品的制備工序。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為一種3D打印裝置圖；
圖2為一種打印頭裝置圖；
圖3為本發(fā)明具體實施案例I的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明具體實施案例2的結構示意圖；
圖5為本發(fā)明具體實施案例3的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0011]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，結合附圖作詳細說明如下。
[0012]參照圖1所示，基于3D打印技術的導光板成形系統(tǒng)，包括控制部分和機械部分。所述控制部分為機械部分提供指令，通過電腦建模轉化為軟件可解讀的數(shù)字模型，再將數(shù)字模型運用電腦程序轉換為專用機械設備指令，通過指令來控制機械系統(tǒng)完成模型的打印。所述機械系統(tǒng)包括動力單元(未標示)以及打印單元單元la。所述打印單元包括一打印臺12a、一打印頭13a和一^h字滑臺14a。所述動力單元(未標示)與十字滑臺14a相連，實現(xiàn)對打印頭13a位置的調控。
[0013]所述打印頭可采用線狀打印頭、點狀打印頭或陣列打印頭，請參照圖2所示，所述打印頭由多個規(guī)則排列的小打印頭12b組成，所述小打印頭12b與進料腔Ilb底部相連，并在連接處設置開關，實現(xiàn)調控部分小打印頭參與打印
實施案例1:
參照圖3所示為本案例采用3D打印技術在透光板上成形導光網(wǎng)點的示意圖，具體步驟為:首先，采用熔融沉積快速成型3D打印機打印出透光板23a。a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出透光板的具體形狀及厚度，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用PMMA樹脂材料作為原料，并將原料熔融為液態(tài)，融膠溫度設在210°C?250°C ；c.機械設備接收指令，線狀打印頭向需要成型區(qū)噴灑液態(tài)原料，液態(tài)原料快速冷卻固化成形，線狀打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體透光板23a ;其次，采用紫外線快速成型3D打印機打印在透光板一面打印導光網(wǎng)點22a。a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出導光網(wǎng)點的具體形狀及分布狀況，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用Si02，Τ?02等具有擴散和反射性質的材料作為原料，含有甲苯的有機物作為溶劑，與感光樹脂或UV固化膠混合成液態(tài)，倒入進料腔中；c.機械設備接收指令，點狀打印頭向需要成型導光網(wǎng)點區(qū)內(nèi)噴灑液態(tài)原料，并利用UV照射使噴灑出的液態(tài)材料快速固化，線狀打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體導光網(wǎng)點22a ；
實施案例2:
參照圖4所示為本案例采用3D打印技術在透光板上成形導光網(wǎng)點的示意圖，具體步驟為:首先，采用熔融沉積快速成型3D打印機打印出透光板23a。a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出透光板的具體形狀及厚度，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用PMMA樹脂材料作為原料，并將原料熔融為液態(tài)，融膠溫度設在210°C?250°C ；c.機械設備接收指令，線狀打印頭向需要成型區(qū)噴灑液態(tài)原料，液態(tài)原料快速冷卻固化成形，線狀打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體透光板23b ;其次，采用紫外線快速成型3D打印機打印在透光板一面打印導光網(wǎng)點22b。a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出導光網(wǎng)點的具體形狀及分布狀況，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用Si02，Τ?02等具有擴散和反射性質的材料作為原料，含有甲苯的有機物作為溶劑，與感光樹脂或UV固化膠混合成液態(tài)；c.在透光板表面倒入一層液態(tài)原料24b，機械設備接收指令，控制UV激光25b照射在需要成型導光網(wǎng)點區(qū)，使被照射材料快速固化，如此形成實體導光網(wǎng)點22b ；
實施案例3:
參照圖5所示為本案例采用3D打印技術在透光板上成形導光網(wǎng)點的示意圖。具體步驟為:首先，采用熔融沉積快速成型3D打印機打印導光板23c。a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出導光板的具體形狀及厚度，以及導光網(wǎng)點21c的凹點半徑、分布情況，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用PMMA樹脂材料作為原料，并將原料熔融為液態(tài)，融膠溫度設在210°C?250°C，融膠溫度設在210°C?250°C ；c.機械設備接收指令，陣列狀狀打印頭22c向需要成型導光網(wǎng)點區(qū)內(nèi)噴灑液態(tài)原料，液態(tài)原料快速冷卻固化成形，線狀打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體導光板23c。
[0014]總結下其主要步驟如下:首先確定印刷原料，并根據(jù)原料，確定3D打印機的類型；然后，利用電腦建模進行結構設計，并轉化為打印指令；最后，利用打印機打印。
[0015]A.所述導光板包括透光板和導光網(wǎng)點。所述透光板包括一入光面、一與所述入光面相連的底面、一與所述底面相對的出光面；所述透光板的形狀可以是平板形或鍥形。所述網(wǎng)點可以為圓形、矩形或多邊形的凹孔點陣等具有折射、反射單元，且大小不一、呈現(xiàn)著由疏到密的排列于導光板底面上。
[0016]所述導光板材料為具有高透光率的塑膠材料，主要有PMMA樹脂、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯等；所述打印機類型可采用熔融沉積快速成型技術(FDM);所述導光網(wǎng)點材料可以為Si02，Ti02等具有擴散、反射性質且不吸光的材料；所述打印機類型可采用紫外線快速成型技術(UV);所述打印機的打印頭根據(jù)實體的形狀而定，可采用單個打印頭快速打印，也可以采用線狀、面狀或陣列式打印頭快速打印。
[0017]B.所述導光板包括一透光板和微孔槽或微凸點，所述透光板包括一入光面、一與所述入光面相連的底面、一與所述底面相對的出光面；所述透光板的形狀可以是平板形或鍥形。所述微孔槽或微凸點可以為正弦波形、孔點陣等大小不一、呈現(xiàn)著由疏到密的排列于導光板底面上。
[0018]所述導光板材料為具有高透光率的塑膠材料，主要有PMMA樹脂、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯等；所述打印機類型可采用熔融沉積快速成型技術(FDM);所述打印機的打印頭根據(jù)實體的形狀而定，可采用單個打印頭快速打印，也可以采用線狀、面狀或陣列式打印頭快速打印。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種基于3D技術的導光板制備方法，其特征在于，提供一導光板成形系統(tǒng)，所述導光板成形系統(tǒng)包括控制部分和機械部分；所述控制部分為機械部分提供指令，通過電腦建模轉化為軟件可解讀的數(shù)字模型，再將數(shù)字模型運用電腦程序轉換為專用機械設備指令，通過指令來控制機械系統(tǒng)完成模型的打??；所述機械系統(tǒng)包括動力單元以及打印單元單元，所述打印單元包括一打印臺、一打印頭和一^h字滑臺，所述動力單元與十字滑臺相連，實現(xiàn)對打印頭位置的調控，所述打印頭采用線狀打印頭、點狀打印頭或陣列打印頭，所述陣列打印頭由多個規(guī)則排列的小打印頭組成，所述小打印頭與進料腔底部相連，并在連接處設置開關，實現(xiàn)調控部分小打印頭參與打?。? 其具體制備過程如下: 1)采用熔融沉積快速成型3D打印機打印出透光板； 2)采用紫外線快速成型3D打印機打印在透光板一面打印導光網(wǎng)點。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D技術的導光板制備方法，其特征在于:步驟I按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出透光板的具體形狀及厚度，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用PMMA樹脂材料作為原料，并將原料熔融為液態(tài)，融膠溫度設在210°C?250°C ；c.機械設備接收指令，打印頭向需要成型區(qū)噴灑液態(tài)原料，液態(tài)原料快速冷卻固化成形，打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體透光板。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于3D技術的導光板制備方法，其特征在于:步驟2按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出導光網(wǎng)點的具體形狀及分布狀況，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用Si02，Τ?02具有擴散和反射性質的材料作為原料，含有甲苯的有機物作為溶劑，與感光樹脂或UV固化膠混合成液態(tài)，倒入進料腔中；c.機械設備接收指令，打印頭向需要成型導光網(wǎng)點區(qū)內(nèi)噴灑液態(tài)原料，并利用UV照射使噴灑出的液態(tài)材料快速固化，打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體導光網(wǎng)點。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D技術的導光板制備方法，其特征在于:步驟I按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出透光板的具體形狀及厚度，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用PMMA樹脂材料作為原料，并將原料熔融為液態(tài)，融膠溫度設在210°C?250°C ；c.機械設備接收指令，打印頭向需要成型區(qū)噴灑液態(tài)原料，打印頭如此左右來回平移，層層堆砌，形成實體透光板。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的一種基于3D技術的導光板制備方法，其特征在于:步驟2按如下具體進行:a.在電腦的建模系統(tǒng)中設計出導光網(wǎng)點的具體形狀及分布狀況，并運用電腦程序轉換為專用機械設備指令；b.采用Si02，Τ?02具有擴散和反射性質的材料作為原料，含有甲苯的有機物作為溶劑，與感光樹脂或UV固化膠混合成液態(tài)；c.在透光板表面倒入一層液態(tài)原料24b，機械設備接收指令，控制UV激光照射在需要成型導光網(wǎng)點區(qū)，使被照射材料快速固化，如此形成實體導光網(wǎng)點。
【文檔編號】B29C67/00GK104401000SQ201410237609
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年5月31日 優(yōu)先權日:2014年5月31日
【發(fā)明者】郭太良, 葉蕓, 陳恩果, 胡海龍, 張典 申請人:福州大學