制造纳米层状光导板的方法技术

本发明专利技术提供了制造纳米层状光导板的方法，该方法包括：通过共挤出法形成包括多个两种或更多种不同交替材料层的多层熔融片材；将共挤出的片材注入至压辊和图案辊之间的辊隙中，以形成其至少一个主表面上具有离散微图案的纳米层片材。另外，本发明专利技术进一步提供了将挤出的微图案化的片材裁剪并精整形成纳米层状光导板，该光导板包括多个两种或更多种不同交替材料层，且每一层的厚度小于可见光波长的四分之一。

Method for producing nano layered light guide plate

The present invention provides a method for manufacturing nano layered light guide plate, the method includes: by CO extrusion forming comprises a plurality of two or more different alternating layers of material melting multilayer sheet; sheet extrusion injection to roll and roll gap pattern between rolls, to form at least one with discrete the main micro pattern on the surface of the nano sheet. In addition, the invention further provides a micro patterned extrusion sheet cutting and finishing the formation of nano layered light guide plate, the light guide plate includes a plurality of two or more different alternate material layer, and the thickness of each layer is smaller than the wavelength of visible light 1/4.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造纳米层状(nano-layered)聚合物光导板的方法，该光导板包含多个至少两种交替层(altematinglayers)，且更特别地，涉及一种包含多个至少两种不同材料的交替层的共挤出的纳米层状聚合物光导板。
技术介绍
液晶显示器(LCD)在成本和性能上不断地改善，成为了优选用于许多计算机、仪器以及娱乐应用的显示技术。典型的LCD移动电话、笔记本以及监视器包括光导板，以接受来自光源的光并且在LCD上或多或少均匀地对光进行再分配。传统的光导板典型地具有0.4毫米(mm)至2mm之间的厚度。光导板应当足够的厚，以与光源有效地耦合并将更多的光朝着观察者重新定向并投射，光源典型地如冷阴极荧光灯管(CCFL)或多个发光二极管(LED)。还有，一般地使用常规注射成型工艺来制造厚度小于约0.8mm且宽度或长度大于约60mm的光导板较为困难和昂贵。另一方面，通常期望的是使光导板“瘦”下来(slimdown)从而减少LCD的整体厚度和重量，特别是随着LED在尺寸上越来越小。因而，为了获得最佳的光使用效率、较低的制造成本、厚度以及亮度，需要在这些相互矛盾的需求中求得平衡。传统的光导板较厚且笨重，通常具有超过LCD面板自身的厚度。另一个缺点是在选择用于生产传统光导板的材料上缺乏灵活性。生产用于LCD背光或通用照明应用的光导板所使用的两种非常普遍的聚合物材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)。当使用<br>PMMA或其他基于丙烯酸的材料来制造光导板时，如果光导板过薄则易碎且容易被损坏。若使用聚碳酸酯来制造光导板，则光导板具有优秀的机械性能但容易被刮坏或被相邻的薄膜污损(marred)。人们也提出有用于制造LCD光导板的其他材料，但由于较高的成本或某些性能缺陷，鲜少使用这些材料。在大多数应用中，必须在光导板的一侧上图案化(“单面光导板”)从而获得充足的光提取和重新导向能力。然而，一些情况下，例如在转向薄膜(turningfilm)系统中，需要在光导板的两侧上微图案化(“双面光导板”)。在LCD的背光单元中使用转向薄膜可以减少为获得充足高亮度水平所需的光处理(management)薄膜的数量。但不幸的是，当光导板相对较薄时(＜0.8mm)，难以获得两侧图案的良好的复制性，这成为了接受转向薄膜这一选择的主要障碍。事实上，制造薄的双面光导板所选择的方法对于控制成本、生产率和质量是非常重要的，这使得转向薄膜技术在经济上更有吸引力。目前，制造单面-或双面-LGP的方法可选的是注射成型工艺及其一些变型做法。在该工艺中，熔化的热聚合物被高速地注入并挤压入具有微加工表面的模具空腔，在填充模具和冷却阶段，该微加工表面上的图案被转印至固化的模制板的表面上。当板的厚度较大(≥0.8mm)且其横向尺寸(宽度和/或长度)较小(≤300mm)时，注射成型工艺非常的有效。然而，对于两个主表面上都有微图案的较薄的板(＜0.8mm)，注射成型工艺需要较高程度的注射压力，通常会导致了复制性较低、且模制板中存在较高的残余应力和双折射，从而尺寸稳定性较差且生产率较低。用于制造单面光导板的另一种方法是使用喷墨法、丝网印刷法或其他类型的印刷方法在平坦的挤出浇铸片材的一侧上印刷离散的圆点的微图案。这种工艺的缺点在于挤出浇铸步骤需要额外耗费成本的印刷步骤，而且离散的微提取器的形状和尺寸是预先设定的，无法进行良好的控制。当图案频繁变化时这种方法是有用的，但当双面都需要被印刷且产量较大时，这种方法的吸引力就会显著降低。制造简化轮廓的光导板的优点被照明领域的技术人员广泛赏识。鉴于用于照明的较薄且挠性的导光结构的固有优点，人们提出了多个解决方案。例如，Rinko提交的专利号为7,565,054、名称为“超薄照明元件(UltraThinLightingElement)”的美国专利描述了一种挠性照明器，其形成为波导且使用了用于提取光的离散的衍射结构图案。在所有这些情况中，光导板都是单质的，包括一种材料和单个导光层。在LCD背光的光导板中使用的聚合物材料的选择被波导和LCD期望的光学和物理性能要求所规定。通常来说，在一些其他的要求中，材料必须具有非常高的透光率、非常低的色度、良好的环境和尺寸稳定性以及较高的耐磨损性。另外，材料还必须是可熔化加工且相对便宜的，从而满足这种产品类别的成本要求。这些严格的要求限制了可选的聚合物树脂仅为非常少的几种材料。如上所述，目前在LCD光导板中使用的两种主要树脂种类是PMMA和PC。这两种材料都具有特殊的优势但也都有一些严重的缺陷。例如，PMMA具有优秀的光学性能和极高的耐磨损性，但易碎且具有临界的环境稳定性。相较而言，PC具有优秀的机械性能和良好的环境稳定性，但光学性能，特别是透光率要逊于PMMA，且其耐磨损性较差。还有，并非所有的塑料材料都可以可靠地制造为较薄的规格且不易破碎和破裂。例如，虽然在’054Rinko专利中提及了PMMA，但其被证明为难以制造成小于0.3mm的厚度。因而使用现有技术和传统材料的这些方案的制造方法也受到了挑战。因此，需要一种耐用且低成本的光导板，其能合并两种树脂种类所期望的特征并将它们不利特性的影响减至最小。在用于LCD和其他类型的显示器以及通用照明应用中，这种新的材料组合物还必须利于对光进行有效的提取、分配和重新导向。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制造纳米层状光导板的方法，该方法包括：通过共挤出法形成包括多个两种或更多种不同交替材料层的多层熔融片材；将共挤出的片材注入(casting)至压辊和图案辊之间的辊隙中，以形成其至少一个主表面上具有离散微图案的纳米层片材；以及对挤出的微图案化的片材进行裁剪和精整，以形成纳米层状光导板，该光导板包括多个两种或更多种不同交替材料层，且每一层的厚度小于可见光波长的四分之一。在另一实施方式中，本专利技术提供了一种制造纳米层状光导板的方法，该方法包括：通过共挤出法形成包括多个两种或更多种不同交替材料层的多层熔融片材；将共挤出的片材铸造在一平坦表面上，且对片材进行冷却，以形成固态坯件纳米层状板；在固态坯件纳米层状板的一个表面上印刷用于提取光的适合的点状图案；以及对印刷过的纳米层状板进行裁剪和精整，以形成纳米层状光导板，该光导板包括多个两种或更多种不同交替材料层，且每一层的厚度小于可见光波长的四分之一。在又一实施方式中，本专利技术提供了一种制造纳米层状光导板的方法，该方法包括：通过共挤出法形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造纳米层状光导板的方法，该方法包括：通过共挤出法形成包括多个两种或更多种不同交替材料层的多层熔融片材；将共挤出的片材注入至压辊和图案辊之间的辊隙中，以形成其至少一个主表面上具有离散微图案的纳米层片材；以及将挤出的微图案化的片材裁剪并精整以形成纳米层状光导板，该光导板包括多个两种或更多种不同交替材料层，且每一层的厚度小于可见光波长的四分之一。

【技术特征摘要】
2012.04.18 US 13/450,3161.一种制造纳米层状光导板的方法，该方法包括：
通过共挤出法形成包括多个两种或更多种不同交替材料层的多层熔融片
材；
将共挤出的片材注入至压辊和图案辊之间的辊隙中，以形成其至少一个主
表面上具有离散微图案的纳米层片材；以及
将挤出的微图案化的片材裁剪并精整以形成纳米层状光导板，该光导板包
括多个两种或更多种不同交替材料层，且每一层的厚度小于可见光波长的四分
之一。
2.根据权利要求1的方法，其中交替材料层是重复的A/B/A/B/…类型，
且A和B层包括两种不同的光学聚合物。
3.根据权利要求1的方法，其中交替材料层是重复的A/B/C/A/B/C/…类
型，且A、B和C层包括三种不同的光学聚合物。
4.根据权利要求1的方法，其中交替材料层的厚度小于150nm，且更优选
地，厚度小于100nm。
5.根据权利要求1的方法，其中交替材料层是重复的A/C/B/C/A/C/B/C/…
类型，且A、B和C层包括三种不同的光学聚合物。
6.根据权利要求1的方法，其中交替材料层包括不同的光学透明聚合物，
所述聚合物包括但不限于聚(甲基丙烯酸甲酯)或其他丙烯酸类聚合物、聚碳酸
酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·格林纳，J·杜雷，M·R·兰德瑞，
申请(专利权)人：爱思开哈斯显示用薄膜有限公司，陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR