专利名称：一种按键背光导光膜及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光导光器件，具体涉及一种用于键盘背光的导光膜及其 制作方法。
背景技术：
目前键盘在手机、电子词典、笔记本电脑等电子产品上仍被广泛使用。随 着消费者对电子产品向轻薄、节能、使用便捷的需要，电子产品的按键背光也 成为关注的对象。
在超薄、节能的趋势下，导光膜产品成为手机等电子产品提供背光的优选 方案。在中国发明专利申请CN101034183A中公开了 一种导光膜模仁的制作方 法，即可适用于制备该类产品。另外，中国实用新型专利CN201072075Y公开 了一种导光膜，并在文献中公开了采用该导光膜的手机部件背光源结构。根据 光学原理，导光膜/导光板为获得均匀的导光效果，通常的做法是根据距离LED 位置的远近，改变导光网点的疏密，或者改变网点的直径，网点通常为离散排 列。在上述专利中，导光网点仅改变形状或发光面积，为了获得整个按键表面 的均匀发光，其网点分布必然在近灯区排布稀疏，发光面积较少，而在远灯区， 网点排布密集，即发光面积较大。这样的网点排布方式必然出现网点离散分布， 在LED照明下，各发光的网点清晰可见。然而，当导光膜被应用于手机时， 在手机按键的透光字符区，若网点可见，是不能被手机厂商和消费者所接受的。 为了获得较佳的视觉效果，通常的做法是，在按键的工艺过程中，必须降低透 光区的透明度或者使得透光区呈现某种特定颜色，来遮盖下方导光膜的离散可 见的发光网点。因而无法应用于发光区透明的手机按键，比如水晶按键手机， 使得手机在美观与超薄上不能兼顾。此外，降低按键透光区的透明度，必然会 降低按键的发光强度，为了达到较髙的亮度，需要采用更大功率的LED，由 此带来耗能大、成本髙的弊端。
发明内容
本发明目的是提供一种具有连续面发光效果的导光膜，使得采用导光膜作 为手机等电子产品的按键背光时，对按键的透光区的透明度无特定要求，解决 以透明水晶按键手机无法使用导光膜的问题，同时增加背光的能量利用率。
本发明的另一个目的是提供这种导光膜的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是 一种按键背光导光膜，主要 由透明导光膜层和设置于导光膜层上的导光网点构成，所述导光网点布满于导 光膜层的发光区内，相邻导光网点紧密排列，各导光网点的深度根据与光源的 距离按光学原理变化，实现均匀导光。
上述技术方案中，所述各导光网点为多边形，边长为10um 200um。例如， 可以采用正方形、棱形、三角形等几何形状，各形状需要满足网点之间紧密排 列的要求。综合考虑制作模具的时间以及表面的视觉效果，通常选择边长40um 为优选。
或者，所述各导光网点为圆形，直径为10u迈 40um。当网点直径不大于 40um时，各网点紧密排列，制作的导光膜的发光区同样表现为视觉上的连续 面。
上述技术方案中，所述各导光网点的深度范围为lum 20um。 上文中，采用在导光膜上设置导光网点结构，来实现均匀导光，是一种 常见构思，然而，现有技术中的构思都局限于改变导光网点的大小和分布的 疏密度，这已经形成一种思维定势。本发明创造性地通过改变导光网点的深 度来改变导光，满足发光均匀性要求；并创造性地提出了密布导光网点的结 构，从而在LED照明下，其发光区域为一连续面，而网点结构在宏观视觉 下不被分辨，表现为"无网点"效果，尤其适合于透明按键背光。所述发光 区，为手机等按键需要发光的字符区，也可以为整面发光区，具体根据产品 的要求设计。
本发明的按键背光导光膜的制作方法，先根据光学原理设定各导光网点的 深度，制备金属模具，再釆用热压或UV压印方式制备导光膜，所述金属模具 的制备方法是采用激光进行变深度网点刻蚀，制备母版，再通过电铸获得金属 模具。上述技术方案中，所述母版采用激光在光刻胶上进行变深度网点刻蚀而 成，光刻胶的涂布厚度为10um 20um。可选择的光刻胶包括AZ胶、SU-8、 干膜等；采用的激光器波长为405nm或351nm，功率一般在50mw-100mw。
或者，所述母版采用激光直接在模具材料上刻蚀而成。采用的模具材料通 常为金属镍，还包括可以采用PC/PMMA等材料，先进行变深度网点刻蚀， 再通过电铸工艺获得金属模具；采用的激光器波长为351nm或527nmDPSSL 脉冲激光器。
上述技术方案中，所述变深度网点刻蚀为，通过改变激光器曝光时间或者 脉冲数目，来改变光刻深度。
本发明获得的导光膜可应用于所有需要按键背光的电子产品，如手机、笔 记电脑、电子辞典等。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点 (l)导光膜相邻网点紧密排列，LED照明后，在宏观视觉上表现为连续均 匀的发光面，网点不可见，解决了透明水晶按键透光区的发光问题，同时满足 美观的要求，这是现有离散网点导光膜无法实现的。
(2) 现有的导光膜，必须通过降低按键的透明度来掩饰现有导光膜的离散 网点；而使用本发明提出的"无网点"导光膜，可以提高按键的透明度，从而 可以提高按键的发光亮度。或者，可以选择低功率的LED，达到相同的发光 亮度，从而降低成本，节约能源。
(3) 本发明导光膜是通过改变网点深度，来调节发光均匀度，采用激光光 刻或刻蚀方法，弥补了现有印刷方法仅能改变网点疏密、直径，而不能改变深 度的不足。
(4) 本发明提出的采用激光光刻或直接刻蚀方法制作导光膜模具，采用热 压或者UV压印方式进行批量生产，可解决注塑技术无法制作超薄导光膜的问 题，同时，具有生产效率髙，良品率髙的优势。
图1是实施例一中的导光膜导光网点分布示意图2是实施例四中导光膜与金属弹片组装后的导光效果图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述 实施例一
现有导光膜的网点排列方式主要有两种，(l)网点变疏密排列；(2)变网 点直径排列；可以看出，以上排列方式的网点呈离散分布，在LED照明后， 各发光网点将清晰可见。
参见附图l所示，本实施例的相邻导光网点紧密排列，以该方式设计的 某手机按键导光膜的网点分布图如图1左侧所示。因各网点紧密排列，因此， 各导光区表现为一连续的发光面。各区域网点深度随着LED发光曲线的变化 而不同。其中的局部放大如图1右侧所示。图1右侧上部为正方形网点规则 排列示意；中部图为正方形网点错位排列示意；下部图为菱形网点紧密排列 示意，均可实现"无网点"导光效果，各种可能的网点形状与密排方式不限 于此。各导光网点边长为10um 200um。
当导光网点为圆形，网点直径不大于40um,各网点紧密排列，制作的 导光膜的发光区同样表现为视觉上的连续面。
实施例二实施例一中的导光膜模具制作，可采用激光光刻方式。在玻 璃基底上涂布光刻胶，比如AZ胶或干膜，涂布厚度为lOum-20um。
使用的激光器可为405nm半导体激光器或351nmDPSSL脉冲激光器。对 于405nm激光器，通过控制曝光时间来控制曝光的深度；对于351nm激光器， 通过控制激光输出脉冲数目来控制曝光深度。光刻深度范围通常在1-20um。
相应区域曝光后，显影，便在光刻胶表面形成凹面槽型，即导光网点。 制作完毕后，采用电铸工艺，将形成金属模具，通常选择金属镍为模具材料， 电铸镍模具材料的厚度通常在50um-150um;适合于后道采用平压或巻对巻压 印方式进行导光膜的批量生产。导光膜材料通常为PC，厚度可为100um; 125um; 254um; 381um;热压方式为直接在PC材料进行压印；UV压印方式为 先在PC膜表面涂布UV固化胶，后进行压印，再作UV固化成型。实施例三实施例一中的导光膜模具制作，可采用激光直接刻蚀方式。 模具基材可为PC或者镍，刻蚀获得网点槽型结构。制作完毕后，采用电铸 工艺，将形成金属模具，通常选择金属镍为模具材料。
使用的激光器可为527nm或351nmDPSSL脉冲激光器。通过控制激光输 出脉冲数目来控制曝光深度。刻蚀深度范围通常在1-20um。 刻蚀后的模具为凹模，进行电铸翻版后，可获得凸模。 电铸镍模具材料的厚度通常在50um-150um;适合于后道采用平压或巻对 巻压印方式进行导光膜的批量生产。导光膜材料通常为PC，厚度可为lOOum; 125um; 254um; 381um;热压方式为直接在PC材料进行压印；UV压印方式为 先在PC膜表面涂布UV固化胶，后进行压印，再作UV固化成型。
实施例四采用离散疏密变化的网点方式制作的导光膜，在实际观察时 网点清晰可分辨。若该手机配置透明水晶按键，其网点结构甚至连同下方的 金属弹片将清晰可见，极大地降低的手机的视觉效果，尤其是髙档品牌手机 是不能接受的。
本实施例以一款智能手机透明按键背光为例，设计的导光膜，按照距离 LED由近及远，其导光网点微结构的深度呈递增，具体深度值满足导光均匀 性要求。采用实施例三所述的方法制作其导光膜模具，采用热压方式，在 125um厚度的PC材料表面，制得无网点导光膜。其与金属弹片组装后，在 LED照明下的实际效果见图2;下部为局图区域放大照片；可见，导光膜的 发光区域无离散网点，而表现为连续的发光面，具有良好的视觉效果，适用 于透明手机按键。
需要说明的是，对于全透明大尺寸的智能手机按键，无法采用现有的离 散网点导光膜，其背光仅可采用数十颗LED排列照明，但LED直接照明，将 产生高成本，髙能耗的后果。本实施例的无网点的导光膜的使用将解决上述 问题。
权利要求
1. 一种按键背光导光膜，主要由透明导光膜层和设置于导光膜层上的导光网点构成，其特征在于所述导光网点布满于导光膜层的发光区内，相邻导光网点紧密排列，各导光网点的深度根据与光源的距离按光学原理变化，实现均匀导光。
2. 根据权利要求1所述的按键背光导光膜，其特征在于所述各导光网点为多边形，边长为10um 200um。
3. 根据权利要求1所述的按键背光导光膜，其特征在于所述各导光网 点为圆形，直径为10um 40um。
4. 根据权利要求1所述的按键背光导光膜，其特征在于所述各导光网 点的深度范围为lum 20iim。
5. —种按键背光导光膜的制作方法，先根据光学原理设定各导光网点的 深度，制备金属模具，再采用热压或UV压印方式制备导光膜，其特征在于 所述金属模具的制备方法是采用激光进行变深度网点刻蚀，制备母版，再通过 电铸获得金属模具。
6. 根据权利要求5所述的按键背光导光膜的制作方法，其特征在于所述母版釆用激光在光刻胶上进行变深度网点刻蚀而成，光刻胶的涂布厚度为 10um 20um。
7. 根据权利要求5所述的按键背光导光膜的制作方法，其特征在于所 述母版釆用激光直接在模具材料上刻蚀而成。
8. 根据权利要求5所述的按键背光导光膜的制作方法，其特征在于所 述变深度网点刻蚀为，通过改变激光器曝光时间或者脉冲数目，来改变光刻深 度。
全文摘要
本发明公开了一种按键背光导光膜及其制作方法。导光膜主要由透明导光膜层和设置于导光膜层上的导光网点构成，其特征在于所述导光网点布满于导光膜层的发光区内，相邻导光网点紧密排列，各导光网点的深度根据与光源的距离按光学原理变化，实现均匀导光。其制作方法是，先根据光学原理设定各导光网点的深度，制备金属模具，再采用热压或UV压印方式制备导光膜，所述金属模具的制备方法是采用激光进行变深度网点刻蚀，制备母版，再通过电铸获得金属模具。本发明的导光膜对按键的透光区的透明度无特定要求，解决了透明水晶按键手机无法使用导光膜的问题，同时，可以提高手机按键的透明度，增加背光的能量利用率。
文档编号F21V8/00GK101476698SQ20091002829
公开日2009年7月8日 申请日期2009年2月6日 优先权日2009年2月6日
发明者吴智华, 周小红, 恒 张, 方宗豹, 陈林森, 魏国军 申请人:苏州维旺科技有限公司;苏州苏大维格光电科技股份有限公司