专利名称：利用铸入聚合法制造液晶显示器导光板的方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器(LCD)的导光板(“light guide or photoconductive plate)的制备，特别是利用铸入聚合法制造较大尺寸液晶显示器使用的导光板的方法。
LCD的背光装置(backlight device)分为直射式及侧光式(edge or sidelight)两种，分别如
图1及图2所示。在图1中，图1(a)为图1(b)的剖视图，直射式的背光装置包括一排列的光源10，反射板12及扩散板14分别设于光源10的前后二面。图2的侧光式背光装置包括位于导光板22侧边的光源20，光源20周围围绕光线反射器24，导光板22的前后二面亦分别设有扩散板26及反射板28，其中图2(a)为图2(b)的剖视图。而侧光式背光装置考虑不同亮度、重量及光源消耗电力等因素，又可区分为单边、双边及三边入光等三种方式。图2所示装置即为单边式，在图3(a)及图3(b)中，则分别在导光板32及36侧边配置双边光源30及三边光源34。
在侧光式背光装置中，导光板为使用压克力(PMMA)材质制成的平板，其作用是使光源从侧边导入，再经光散射转变成均匀的面光源。导光板一般是利用压克力粒射出成型(injection)或使用平板压克力。
为促使导光板获得均匀的辉度，通常皆在导光板的表面印刷不同于压克力板折射率(refractive index)的材料，或直接在导光板表面形成不同角度的折射面。图4至图6显示三种常见的实施例，其中图3-6(a)皆为图3-6(b)的剖视图。图4所示装置是在导光板22的一面上形成含有光散射粒子的透明树脂油墨层38。图5所示装置是在导光板22的一面上制造粗糙块40，使其形成凹凸面。图6所示装置是在导光板22的一面上挖射凹痕42，使其形成锯齿面。
然而，对于较大尺寸的液晶显示器，例如12英寸(inch)以上者，使用平板压克力作为导光板便显得过于笨重。改变导光板的形状可以解决这个问题。不过，使用射出成型技术制造导光板，其尺寸及厚度差受到很大的限制，难以实现目的。因此，目前量产的大尺寸液晶显示器导光板仍采用平板压克力。
本发明的主要目的是提供一种液晶显示器导光板的新的制备方法。
本发明的次一目的是提供一种双楔形(double wedge)的液晶显示器导光板及制造此导光板的模具。
本发明的另一目的是提供一种易于制造大尺寸液晶显示器导光板的方法。
本发明的又一目的是提供一种适合量产液晶显示器导光板的制造方法。
本发明的再一目的是提出一种生产具有较大厚度变化导光板的方法。
本发明的利用铸入聚合法(casting)制造液晶显示器的导光板的方法包括准备铸入聚合制程的双楔形模具，调合(mix up)甲基丙烯酸甲酯(MMA)与聚合开始剂(initiator)偶氮二异丁腈(Azo Bis Isobuthyro Nitrile)进行预备聚合(prepolymerization)，并调合成浆(slurry)，将上述浆化后的调合物铸入上述模具内，利用90-125℃的热处理(heat treatment)使模具内的调合物进行聚合，最后再脱模，便可得到双楔形的透明压克力树酯导光板。
其中。所述甲基丙烯酸甲酯与偶氮二异丁腈(Azo Bis IsobuthyroNitrile)进行的预备聚合和调合成浆过程包括在60-90℃温度下搅拌30分钟。
所述铸入聚合制程的双楔形模具包括一平板上模以及一双楔形的下模。
所述模具的下模的表面为非光滑表面。
所述非光滑表面为凹凸表面。
所述非光滑表面系锯齿表面。
所述双楔形的最大厚度与最小厚度相差3公厘以上。
采用本发明的利用铸入聚合法制造的液晶显示器的导光板包括双楔形的透明压克力树酯基体；平面的第一表面位于上述基体的一面上，双楔形的第二表面，位于上述基体与上述第一表面相对的另一面上。
本发明的另一方面，是在模具的双楔形下板形成非光滑的表面，因而获得具有较佳光散射效果的导光板。在不同的实施例中，导光板的双楔形表面可以形成凹凸面或锯齿面，使导光板将来能够产生均匀的表面辉度。制造导光板的模具较佳实例是使用玻璃，例如，将熔融玻璃经压模产生。
本发明采用铸入聚合法制造液晶显示器的导光板，能够获得具有较大厚度变化的导光板，大幅减轻导光板的重量，因此适于用来批量生产大尺寸的液晶显示器的导光板。
下面结合附图和实施例详细说明本发明的内容及特点。
图1及图2分别为传统的直射式及侧光式的LCD的背光装置。
图3是双边式及三边式光源的传统侧光式LCD的背光装置。
图4至图6显示了三种具有较佳光散射效果的导光板。
图7是本发明的双楔形导光板。
图8是制造图7所示导光板的模板。
图9是本发明的另一个模板，用来制造具有光散射效果的双楔形导光板。
图10是利用图9所示模板制造出的双楔形导光板。
图11显示了本发明制造导光板的过程。
在附图中，各标号分别为10光源；12反射板；14扩散板；20光源；22导光板；24光线反射器；26扩散板；28导光板；30光源；32导光板；34光源；36导光板；38透明树脂油墨层；40粗糙块；42凹痕；44导光板；46光源；48光线反射器；50上模；52下模；54粗糙块；56粗糙块；60铸入聚合制造导光板的制程；62准备模具；64调合；66甲基丙烯酸甲酯；68聚合开始剂；70预备聚合；72热处理；74浆化；76注模；78聚合；80热处理；82脱模；84导光板。
根据本发明，主要是利用铸入聚合法制造液晶显示器的导光板，其步骤包括准备铸入聚合制程的双楔形模具调合甲基丙烯酸甲酯与聚合开始剂偶氮二异丁腈(Azo Bis Isobuthyro Nitrile)；令上述调合物在60-90℃下预备聚合；将上述预备聚合后的调合物进行30分钟的浆化；将上述浆化后的调合物铸入上述模具内；利用100℃的热处理使模具内的调合物进行聚合；最后再脱模，便可得到双楔形的透明压克力树脂导光板。
图7显示一导光板的较佳实施例，图7(a)为图7(b)的剖视图导光板44为双楔形，即一表面为平面，另一表面为内凹的双楔形表面。导光板44两侧边分别设有光源46，并以光线反射器48包围光源46。双楔形的导光板44可以减轻重量。以14英寸的压克力导光板为例，其边缘与中央的厚度差可达3公厘(mm)以上，重量较平板导光板减轻约20％以上。
图8是制造图7所示导光板的模具，其包括一上模50及一下模52。上模50为平板玻璃，下模52则为双楔形玻璃。此一模具可以利用熔融的玻璃以压模方式产生。
为增进导光板表面辉度的均匀效果，可以使导光板的双楔形表面形成非光滑表面，图9提出一种具有粗糙块54的下模52，利用它可以制造图10所示的导光板44。导光板44上的粗糙块56在中央处具有较大区域，向两旁延伸则逐渐变小。熟知液晶显示器导光板技艺的技术人员应当了解，非光滑双楔形表面可以有各种不同的形状或构造变化，例如前述发明背景提及的锯齿面，或印刷不同于压克力板折射率的材料于双楔形表面。
制造图7或图10所示导光板的过程如第图11所示。在使用铸入聚合制造导光板的制程60中，首先必须适当地准备模具62，例如使用图8或图9所示的模具。接着是聚合材料的调合64，使用预先备妥的甲基丙烯酸甲酯66及聚合开始剂偶氮二异丁腈(Azo Bis Isobuthyro Nitrile)68。先将调合物进行预备聚合70，即，先让调合的单量体(monomer)在60-90℃发生初步的聚合，此一步骤可以施加热处理。
再将预备聚合后的调合物进行30分钟的浆化74，注入先前准备的模具中76。使模具中的调合物完全聚合78，此一步骤须施予90-125℃的热处理80以增进聚合的速度及效果。经过取合78步骤，甲基丙烯酸甲酯会完全聚合并依照模具成型。最后再经脱模82，便得到双楔形的透明压克力树酯导光板84。
由于利用铸入聚合法，即使大尺寸的导光板也很容易达成，并且其厚度差可以相当大，以减轻整个导光板的重量，而这制程适合量产，对于产业具有极大价值。
上述的实施例说明了本发明的特点，其目的在使本领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，而非限定本发明的范围。对于本领域的技术人员而言，能够容易地修改上述实施例，而不脱离本发明揭示的精神。
权利要求
1.一种液晶显示器的导光板的制造方法，其特征是包括下列步骤准备铸入聚合制程的双楔形模具；调合甲基丙烯酸甲酯与聚合开始剂；令上述调合物预备聚合；将上述预备聚合后的调合物浆化；将上述浆化后的调合物铸入上述模具内；利用热处理使模具内的调合物进行聚合，然后脱模。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征是所述铸入聚合制程的双楔形模具包括一平板上模以及一双楔形的下模。
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征是所述模具的下模的表面为非光滑表面。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征是所述非光滑表面为凹凸表面。
5.如权利要求3所述的制造方法，其特征是所述非光滑表面系锯齿表面。
6.如权利要求2所述的制造方法，其特征是所述双楔形的最大厚度与最小厚度相差3公厘以上。
7.一种利用铸入聚合法制造的液晶显示器的导光板，其特征是采用如权利要求1-6所述的任意一种方法制得的产品，包括双楔形的透明压克力树脂基体；平面的第一表面位于上述基体的一面上，双楔形的第二表面，位于上述基体与上述第一表面相对的另一面上。
8.如权利要求7所述的导光板，其特征是所述第二表面为非光滑表面。
9.如权利要求8所述的导光板，其特征是所述非光滑表面为凹凸表面。
10.如权利要求8所述的导光板，其特征是所述非光滑表面为锯齿表面。
全文摘要
本发明为一种利用铸入聚合法制造液晶显示器导光板的方法。它包括准备铸入聚合制程的双楔形模具,调合甲基丙烯酸甲酯与聚合开始剂,令上述调合物预备聚合,将上述预备聚合后的调合物浆化,将上述浆化后的调合物铸入上述模具内,利用热处理使模具内的调合物进行聚合,最后再脱模,便可得到双楔形的透明压克力树脂导光板。本发明提供的方法适合量产双楔形的导光板,特别是较大尺寸的液晶显示器使用的导光板。
文档编号G02F1/1335GK1329264SQ0112955
公开日2002年1月2日 申请日期2001年6月27日 优先权日2001年6月27日
发明者郭锦标 申请人:郭锦标