专利名称：导光板及其制造方法和成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及导光板及其制造方法和成型模具。
背景技术：
现有液晶显示器中，侧入式背光模组I的结构如图I所示，包括背板10、底反射片
11、网点12、导光板13、光源14、扩散片15、光学膜材16及框架17。侧入式背光模组I中，冷阴极荧光灯管或发光二级管作为光源14发出的光从导光板13的侧边进入导光板13后，光线经过导光板13以及导光板底面网点12的反射，使得一部分光线从导光板13的正面射出，另外一部分光线折射后到达底反射片11表面，经过底反射片11反射后再次进入导光板13，被反射后也从导光板13的正面射出，同时，从导光板13 的正面射出的光线经过设置在导光板13上方膜材(扩散片15、光学膜材16和保护膜的任意组合)的扩散和会聚作用，使得光学画面均匀及画面中心亮度足够，所述光学膜材一般为棱镜膜和/或增亮膜等。由于目前液晶显示行业使用的导光板的原材料主要为聚甲基丙烯酸甲酯，这种物质的光学属性为光的透过率为92%，，折射率为I. 49，因此，当一束光线通过导光板射出时，将有8%的光能量被导光板吸收而损失，降低了画面亮度。然而损失的光能量只有通过增加增益为10%左右的光学膜材来进行补充，增加了生产成本，降低了产品的竞争力。
发明内容
本发明提供导光板及其制造方法和成型模具，所述导光板能够降低光能量损失，提高画面亮度，降低生产成本，以及提高产品的竞争力。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种导光板，包括至少一个入光面、出光面及底面,所述出光面与底面相对设置且都与入光面相连，所述导光板内形成有空腔，其中，由所述入光面入射的光线经过所述空腔的折射和/或反射后，从所述出光面射出。所述空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述空腔的内部凸起的曲面，其中，所述侧面平行于所述入光面。所述向所述空腔的内部凸起的曲面为半球体、椎体或多面体。所述空腔厚度大于等于2毫米。所述向所述空腔的内部凸起的半球体直径为50微米至60微米，凸起高度为10微米至15微米。一种成型模具，所述成型模具为注塑成型模具或挤出成型模具，用于形成导光板，所述成型模具包括设置有第一空腔的第一子模具和设置于所述第一空腔内的第二子模具，所述第二子模具与所述第一子模具之间形成第一间隙，以便在所述第一间隙中形成的所述导光板内具有第二空腔。
所述成型模具还包括至少一个第三子模具，所述第三子模具的第一侧面为包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面，所述第三子模具设置于所述第一间隙中，且与所述第二子模具接触，所述第三子模具的第一侧面与所述第一子模具之间形成第二间隙，以便在所述第二间隙中形成的所述导光板内的所述第二空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面。一种利用上述所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下S101、准备注塑成型模具，注塑成型模具包括设置有第一空腔的第一子模具和设置于第一空腔内的第二子模具，第二子模具与第一子模具之间形成第一间隙；S102、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入第一间隙中；S103、将注塑成型的树脂材料从第一间隙中取出，以使得在第一间隙中形成的导 光板内具有第二空腔。一种利用上述所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下S301、准备注塑成型模具，注塑成型模具包括设置有所述第一空腔的所述第一子模具和设置于所述第一空腔内的所述第二子模具，所述第二子模具与所述第一子模具之间形成所述第一间隙，以及设置于所述第一间隙中，且与所述第二子模具接触的至少一个第三子模具，所述第三子模具的第一侧面包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面，所述第三子模具的第一侧面与所述第一子模具之间形成第二间隙；S302、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入所述第二间隙中；S303、将注塑成型的树脂材料从所述第二间隙中取出，以使得在所述第二间隙中形成的所述导光板内的所述第二空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面。一种利用上述成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下S201、准备挤出成型模具，挤出成型模具包括设置有第一空腔的挤出机口模和设置在第一空腔内的第二子模具，第二子模具与第一子模具之间形成第一间隙；S202、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入第一间隙中；S203、随着挤出机的工作，树脂材料从第一间隙中被挤出，以使得从第一间隙中挤出的导光板内具有第二空腔。所述S203后还包括S204、使用第三子模具的第一侧面对所述第二空腔的至少一个侧面进行热挤压，以使得第二空腔的至少一个侧面形成包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面，所述第三子模具的第一侧面包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面。本发明提供一种导光板及其制造方法和成型模具，至少一个入光面、出光面及底面，所述出光面与底面相对设置且都与入光面相连，所述导光板内形成有空腔，其中，由入光面入射的光线经过空腔的折射和/或反射后，从出光面射出。通过该方案，一方面，由于在导光板内形成了空腔，当光线从导光板入光面一侧进入导光板时，减小了导光板材料本身对光能量的吸收，以使得从出光面射出的光线亮度增加，从而提高了显示装置的画面亮度，另外，由于光能量损失的减小，可以减少聚光膜材的使用，降低了背光模组的成本；一方面，由于空腔的形成，使得制造导光板时所用材料减少，从而降低了导光板的成本；另一方面，由于空腔侧面上向空腔内部凸起的曲面的形成，使得从导光板出光面射出的光线更加均匀。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有技术侧入式背光模组的结构示意图；图2为本发明实施例提供的导光板的结构示意图一；图3为本发明实施例提供的导光板的结构示意图二 ； 图4为本发明实施例提供的导光板内空腔的侧面包括的向空腔内部凸起的曲面的结构不意图一；图5为本发明实施例提供的导光板内空腔的侧面包括的向空腔内部凸起的曲面的结构示意图二；图6为本发明实施例提供的导光板内空腔的侧面包括的向空腔内部凸起的曲面的结构示意图三；图7为本发明实施例提供的导光板内空腔的侧面包括的向空腔内部凸起的曲面的尺寸示意图；图8为本发明实施例提供的制造导光板的方法流程图一；图9为本发明实施例提供的制造导光板的方法中使用的注塑成型模具结构示意图一；图10为本发明实施例提供的制造导光板的方法中使用的注塑成型模具结构示意图二 ；图11为本发明实施例提供的制造导光板的方法流程图二 ；图12为本发明实施例提供的制造导光板的方法中使用的挤出成型模具结构示意图；图13为本发明实施例提供的导光板内光线的传播示意图；图14为本发明实施例提供的导光板的结构示意图三。主要元件符号说明I :侧入式背光模组；10 :背板；11 :底反射片；12 :网点；13 :现有技术的导光板；14 :光源；15 :扩散片;16 :光学膜材；17 :框架；2 :本发明提供的导光板；20 :入光面；21 :出光面；22 :空腔；23 :空腔侧面；24 :空腔侧面上向空腔内部凸起的曲面；25 :底面；3 :注塑成型模具；30 :第一子模具；31 :第二子模具；32 :第一间隙；33 :第三子模具；330 :第三子模具的第一侧面；3300 :第三子模具的第一侧面上向第三子模具内部凸起的曲面；34 :第二间隙；4 :挤出成型模具；40 :挤出机口模。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是本发明中的“内” “外”等术语只是参考附图进行说明，并不用于限制用语。另，本发明实施例中均以液晶显示器举例说明，但是应用此直下式背光模组的并不限于液晶显示器，还可以为其他需要背光模组提供光源进行显示的任何装置。本发明提供的第一个技术方案，一种导光板，包括至少一个入光面、出光面及底面，所述出光面与底面相对设置且都与入光面相连，所述导光板内形成有空腔，其中，由所述入光面入射的光线经过所述空腔的折射和/或反射后，从所述出光面射出。本发明提供的第二个技术方案，在第一个技术方案的基础上，所述空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述空腔的内部凸起的曲面，其中，所述侧面平行于所述入光面。 本发明提供的第三个技术方案，在第二个技术方案的基础上，所述向所述空腔的内部凸起的曲面为半球体、椎体或多面体。本发明提供的第四个技术方案，在第一个技术方案的基础上，所述空腔厚度大于等于2毫米。本发明提供的第五个技术方案，在第三个技术方案的基础上，所述向所述空腔的内部凸起的半球体直径为50微米至60微米，凸起高度为10微米至15微米。本发明提供的第六个技术方案，一种成型模具，所述成型模具为注塑成型模具或挤出成型模具，用于形成导光板，所述成型模具包括设置有第一空腔的第一子模具和设置于所述第一空腔内的第二子模具，所述第二子模具与所述第一子模具之间形成第一间隙，以便在所述第一间隙中形成的所述导光板内具有第二空腔。本发明提供的第七个技术方案，所述成型模具还包括至少一个第三子模具，所述第三子模具的第一侧面为包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面，所述第三子模具设置于所述第一间隙中，且与所述第二子模具接触，所述第三子模具的第一侧面与所述第一子模具之间形成第二间隙，以便在所述第二间隙中形成的所述导光板内的所述第二空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面。本发明提供的第八个技术方案，一种利用第六个技术方案所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下S101、准备注塑成型模具，注塑成型模具包括设置有第一空腔的第一子模具和设置于第一空腔内的第二子模具，第二子模具与第一子模具之间形成第一间隙；S102、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入第一间隙中；S103、将注塑成型的树脂材料从第一间隙中取出，以使得在第一间隙中形成的导光板内具有第二空腔。本发明提供的第九个技术方案，一种利用第七个技术方案所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下S301、准备注塑成型模具，注塑成型模具包括设置有所述第一空腔的所述第一子模具和设置于所述第一空腔内的所述第二子模具，所述第二子模具与所述第一子模具之间形成所述第一间隙，以及设置于所述第一间隙中，且与所述第二子模具接触的至少一个第三子模具，所述第三子模具的第一侧面包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面，所述第三子模具的第一侧面与所述第一子模具之间形成第二间隙；S302、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入所述第二间隙中；S303、将注塑成型的树脂材料从所述第二间隙中取出，以使得在所述第二间隙中形成的所述导光板内的所述第二空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面。本发明提供的第十个技术方案，一种利用第六个技术方案所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下S201、准备挤出成型模具，挤出成型模具包括设置有第一空腔的挤出机口模和设置在第一空腔内的第二子模具，第二子模具与第一子模具之间形成第一间隙；S202、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入第一间隙中；·S203、随着挤出机的工作，树脂材料从第一间隙中被挤出，以使得从第一间隙中挤出的导光板内具有第二空腔。本发明提供的第十一个技术方案，在第十个技术方案的基础上，所述S203后还包括S204、使用第三子模具的第一侧面对所述第二空腔的至少一个侧面进行热挤压，以使得第二空腔的至少一个侧面形成包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面，所述第三子模具的第一侧面包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面。如图2所示，为本发明实施例提供的导光板2，包括至少一个入光面20、出光面21及底面25，所述出光面21与底面25相对设置且都与入光面20相连，导光板2内形成有空腔22，其中，由入光面20入射的光线经过空腔22的折射和/或反射后，从出光面21射出。需要补充说明的是，图2中空腔的结构仅是示意性的，空腔的结构可以根据导光板的具体设计结构进行适应性调整，由于本发明实施例提供的导光板是长方体的，因此，本发明实施例提供的空腔结构也可以是长方体的，例如，若导光板的结构为楔形，则空腔的结构也适应性的调整为楔形。由于本发明实施例提供的导光板只是通过在导光板内形成空腔以降低光能量损失和节省成本，因此，导光板内空腔的结构可以是任意满足设计要求的结构，本发明不做限制。进一步地，如图3所示，导光板2内的空腔22的至少一个侧面23包括至少一个向空腔22的内部凸起的曲面24，其中，侧面23平行于入光面20。需要说明的是，由于上述侧面包括的向空腔的内部凸起的曲面的数量是由导光板内空腔的尺寸，即是由导光板内空腔的长度或宽度及上述曲面本身的尺寸决定的，因此，本发明对上述向空腔内部凸起的曲面的数量不做限制。进一步地，向空腔的内部凸起的曲面可以为半球体、椎体或多面体。示例性的，上述向空腔内部凸起的曲面24的结构可以是如图4所示的半球体的、可以是如图5所示的椎体的、也可以是如图6所示的多面体等其他任意满足设计要求的形状，由于该曲面的作用主要是将入射的光线打散，因此，本发明对上述曲面的结构也不做限制。进一步地，空腔22的厚度可以大于等于2毫米。
需要说明的是，为了降低空腔加工的难度和保证空腔的加工良品率，空腔的厚度以大于2毫米为佳。根据本发明的技术方案，所述空腔的厚度不能大于导光板的厚度。进一步地，向空腔的内部凸起的半球体直径可以为50微米至60微米，凸起高度可以为10微米至15微米。示例性的，如图7所示，向空腔22内部凸起的曲面24为半球体，该半球体24的直径可以为50微米至60微米，半球体的凸起高度可以为10微米至15微米。需要说明的是，在实际生产过程中，上述向空腔内部凸起的曲面的尺寸还可以根据制造该曲面结构模具的厂家加工模具的能力做适应性调整，本发明不做限制。优选的，导光板2的材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯，这是由于聚甲基丙烯酸甲酯的光学属性是最佳的，但是，导光板2的材料也可以为聚碳酸酯等其他材料，本发明不做限 制。为了更加全面的说明本发明实施例提供的导光板优于现有技术的导光板，以下将本发明实施例提供的导光板与现有技术的完全空腔与现有技术的导光板进行比较。其中，现有技术的完全空腔，是指直接去掉导光板，当直接去掉导光板时，若背光模组结构不做特殊设计，则光线不能从侧入式转换为正面射出，画面质量差，无法观看；现有技术的导光板，是指设置有完整的导光板，由于导光板底部有网点存在，因此画面质量较好，然而，导光板的材料成本较高，使得产品的竞争力减弱。在不改变背光模组结构的情况下，完全空腔时的光学画面完全不可看，不具有可比性，如表I所示，为现有技术的导光板和本发明实施例的导光板两种结构的导光板实际测试的性能数据比较。表I
权利要求
1.一种导光板，包括至少一个入光面、出光面及底面，所述出光面与底面相对设置且都与入光面相连，其特征在于， 所述导光板内形成有空腔，其中，由所述入光面入射的光线经过所述空腔的折射和/或反射后，从所述出光面射出。
2.根据权利要求I所述的导光板，其特征在于，所述空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述空腔的内部凸起的曲面，其中，所述侧面平行于所述入光面。
3.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述向所述空腔的内部凸起的曲面为半球体、椎体或多面体。
4.根据权利要求I所述的导光板，其特征在于，所述空腔厚度大于等于2毫米。
5.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于，所述向所述空腔的内部凸起的半球体直径为50微米至60微米，凸起高度为10微米至15微米。
6.一种成型模具，所述成型模具为注塑成型模具或挤出成型模具，用于形成导光板，其特征在于，所述成型模具包括设置有第一空腔的第一子模具和设置于所述第一空腔内的第二子模具，所述第二子模具与所述第一子模具之间形成第一间隙，以便在所述第一间隙中形成的所述导光板内具有第二空腔。
7.根据权利要求6所述的成型模具，其特征在于，所述成型模具还包括 至少一个第三子模具，所述第三子模具的第一侧面包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面，所述第三子模具设置于所述第一间隙中，且与所述第二子模具接触，所述第三子模具的第一侧面与所述第一子模具之间形成第二间隙，以便在所述第二间隙中形成的所述导光板内的所述第二空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面。
8.一种利用权利要求6所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下 5101、准备注塑成型模具，注塑成型模具包括设置有第一空腔的第一子模具和设置于第一空腔内的第二子模具，第二子模具与第一子模具之间形成第一间隙； 5102、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入第一间隙中； 5103、将注塑成型的树脂材料从第一间隙中取出，以使得在第一间隙中形成的导光板内具有第二空腔。
9.一种利用权利要求7所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下 5301、准备注塑成型模具，注塑成型模具包括设置有所述第一空腔的所述第一子模具和设置于所述第一空腔内的所述第二子模具，所述第二子模具与所述第一子模具之间形成所述第一间隙，以及设置于所述第一间隙中，且与所述第二子模具接触的至少一个第三子模具，所述第三子模具的第一侧面包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面，所述第三子模具的第一侧面与所述第一子模具之间形成第二间隙； 5302、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入所述第二间隙中； 5303、将注塑成型的树脂材料从所述第二间隙中取出，以使得在所述第二间隙中形成的所述导光板内的所述第二空腔的至少一个侧面包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面。
10.一种利用权利要求6所述的成型模具形成导光板的制造方法，步骤如下 S201、准备挤出成型模具，挤出成型模具包括设置有第一空腔的挤出机口模和设置在第一空腔内的第二子模具，第二子模具与第一子模具之间形成第一间隙；. 5202、熔融树脂材料并将熔融的树脂材料注入第一间隙中； . 5203、随着挤出机的工作，树脂材料从第一间隙中被挤出，以使得从第一间隙中挤出的导光板内具有第二空腔。
11.根据权利要求10所述的形成导光板的制造方法，其特征在于，所述S203后还包括 . 5204、使用第三子模具的第一侧面对所述第二空腔的至少一个侧面进行热挤压，以使得第二空腔的至少一个侧面形成包括至少一个向所述第二空腔的内部凸起的曲面，所述第三子模具的第一侧面包括至少一个向所述第三子模具内部凸起的曲面。
全文摘要
本发明提供一种导光板及其制造方法和成型模具，涉及显示技术领域。所述导光板包括至少一个入光面、出光面及底面，所述出光面与底面相对设置且都与入光面相连，所述导光板内形成有空腔，其中，由入光面入射的光线经过空腔的折射和/或反射后，从出光面射出。所述导光板能够降低光能量损失，提高画面亮度，降低生产成本，以及提高产品的竞争力。本发明还提供了导光板的制造方法和成型模具，使用注塑成型或挤出成型的方法及相应的成型模具生产本发明所述的导光板。
文档编号G02B6/00GK102890306SQ20121038447
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者颜凯, 鹿堃, 布占场 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司