專利名稱：具有嵌入的雜質(zhì)區(qū)的導(dǎo)光板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在其邊緣處被照亮并且將在邊緣處饋入的光通過(guò)垂直于邊緣的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)重新放射出的導(dǎo)光板經(jīng)常被用于LCD屏幕、以及指示牌和廣告牌的背光(見(jiàn)圖1)。為了使光源(4)在邊緣(3)處饋入的光能夠通過(guò)克服全反射而經(jīng)過(guò)表面再次離開(kāi)導(dǎo)光板(1)，必須在導(dǎo)光板中對(duì)光束適當(dāng)?shù)仄啤Ｒ环N常見(jiàn)的用于偏移光束的做法是，為導(dǎo)光板兩個(gè)表面中的至少一個(gè)設(shè)置將入射光轉(zhuǎn)向或散射的光學(xué)雜質(zhì)區(qū)，從而可以克服全反射。通常通過(guò)對(duì)表面磨砂、雕刻或印刷(例如使用點(diǎn)柵格=Pimktraster)形成雜質(zhì)區(qū)(2)。
背景技術(shù)：
具有印刷上的光學(xué)雜質(zhì)區(qū)的導(dǎo)光板具有以下缺點(diǎn)，即光學(xué)雜質(zhì)區(qū)例如可能被機(jī)械作用損傷。這就導(dǎo)致導(dǎo)光板不再能實(shí)現(xiàn)將在邊緣處入射的光均勻地通過(guò)表面再次放射出的目的。此外根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，裝備具有光學(xué)雜質(zhì)區(qū)的導(dǎo)光板的方法非常昂貴。在制造透明的板后，必須首先將其切割，然后印刷，之后才可以通過(guò)拋光和可能的鏡面精加工完成導(dǎo)光板。尤其地，對(duì)板進(jìn)行印刷必須例如通過(guò)高成本的絲網(wǎng)印刷法進(jìn)行，因此單就設(shè)備而言已經(jīng)是非常昂貴了。圖1中描繪了現(xiàn)有技術(shù)中用于IXD屏幕的導(dǎo)光板。在文獻(xiàn)EP1110029的一個(gè)特別的變體中通過(guò)敷設(shè)有顏色的粘合劑構(gòu)造雜質(zhì)區(qū) (Storstelle)。即便在這種情況下，雜質(zhì)區(qū)也不能免于磨損。在文獻(xiàn)EP1492981中描述了一種戶外應(yīng)用的經(jīng)印刷的導(dǎo)光體，其包括透明的板和敷設(shè)于板上的印刷物(Bedrukung)。文獻(xiàn)EP656548公開(kāi)了一種使用聚合顆粒作為散射體的導(dǎo)光體。其問(wèn)題在于在板處亮度分布不均勻。此外，文獻(xiàn)EP1022129公開(kāi)了一種導(dǎo)光體，具有由有機(jī)玻璃構(gòu)成的無(wú)顆粒、導(dǎo)光的層，其上敷設(shè)漫射層。該漫射層厚度在10到1500 μ m之間，包括硫酸鋇顆粒。根據(jù)這一原理，光通過(guò)PMMA層被傳導(dǎo)，并通過(guò)漫射層耦出。當(dāng)然，光耦出可以幾乎不被散射，因?yàn)?，只有垂直于傳播方向的光被散射，這些光已經(jīng)穿透了漫射層的邊界層。相應(yīng)地，這里不涉及導(dǎo)光的層內(nèi)部的干擾，而是涉及漫射的回射。此外，照明強(qiáng)度隨著距光源距離的增加而很大幅度地下降。根據(jù)文獻(xiàn)EP1022129的導(dǎo)光體的光源具有微弱的亮度，這導(dǎo)致對(duì)于光的出口截面上形成劃痕非常敏感。這種劃痕可能是由于機(jī)械作用形成。問(wèn)題在于這些劃痕對(duì)光造成散射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的導(dǎo)光板，更確切地說(shuō)是一種傳導(dǎo)光的新型裝置，用于LCD顯示器中的背光，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其具有改進(jìn)的性能。
此外，本發(fā)明的目的還在于保護(hù)用于散射或轉(zhuǎn)向光而敷設(shè)的光學(xué)雜質(zhì)區(qū)(2)以避免其受損。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，更合理且更經(jīng)濟(jì)地制定上述典型的導(dǎo)光板的制備過(guò)程。其他未明確提及的目的可結(jié)合下列說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求和實(shí)施例得出。本發(fā)明的目的通過(guò)提供一種新型的用于傳導(dǎo)光的裝置而得以實(shí)現(xiàn)。該裝置由一個(gè)或多個(gè)光源(4)，板(1)和印刷物(2)組成。但是根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括用于保護(hù)該印刷物的薄膜(5)。此外，如圖2所示，印刷物⑵位于板⑴和薄膜(5)之間。印刷物⑵被板(1)和薄膜(5)完全地包圍。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于印刷物(2)不僅免于被磨損也免于受如濕度、化學(xué)物質(zhì)或天氣的影響。下文中將導(dǎo)光板這個(gè)概念和用于傳導(dǎo)光的裝置作為同義詞使用，表示由部件(1) 至(5)組成的整個(gè)裝置。不要將板這個(gè)名稱與其相混淆，板僅僅描述導(dǎo)光板的例如通過(guò)擠壓模塑法制備的部件(1)。作為替代的，板還可以通過(guò)澆鑄或連續(xù)澆鑄方法制備。同樣的，在下文中雜質(zhì)區(qū)和印刷物這兩個(gè)概念也作為同義詞使用。板⑴由透明的塑料制成，優(yōu)選為有機(jī)玻璃、聚碳酸酯或環(huán)烯烴共聚物 (Cycloolefincopolymer)，尤其優(yōu)選為有機(jī)玻璃。板(1)的厚度為Imm 20mm，優(yōu)選為 2mm IOmm,尤其優(yōu)選為4mm 8mm。優(yōu)選使用的有機(jī)玻璃的一個(gè)例子是市場(chǎng)上可以購(gòu)買的來(lái)自EvonikRShm有限責(zé)任&合資公司的品名為PLEXIGLAS 的有機(jī)玻璃。板的邊緣借助于光源(4)照亮，因此其作為光入射面。光至少通過(guò)垂直于邊緣的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)_即光出射面_再次放射出。光出射面的概念在這里表示導(dǎo)光體的適合射出光的表面。光入射面還可以將光接收進(jìn)導(dǎo)光板，使得導(dǎo)光層可以通過(guò)整個(gè)光出射面分配入射光。雜質(zhì)區(qū)導(dǎo)致光的耦出，使得光通過(guò)整個(gè)光出射面射出。印刷物(2)優(yōu)選涉及點(diǎn)柵格或線圖案(Linienmuster)。該點(diǎn)柵格在用作導(dǎo)光板的組件時(shí)用于生成雜質(zhì)區(qū)，尤其用于將光轉(zhuǎn)向或散射。通過(guò)優(yōu)化的印刷可以保證光入射面均勻的照明。在本文中，板和薄膜是不同的。薄膜在這里指一種足夠易彎的形式，使得其在標(biāo)準(zhǔn)條件下可以卷起來(lái)。相反地，板是指一種在標(biāo)準(zhǔn)條件下不能卷起來(lái)的形式。在本文中，板通常厚到嘗試卷起來(lái)時(shí)就很可能折斷的程度。薄膜優(yōu)選由聚(甲基)丙烯酸酯制成。在這里，聚(甲基)丙烯酸酯是指甲基丙烯酸類和/或丙烯酸類的均聚合物或共聚物。根據(jù)本發(fā)明，印刷物的組成部份可以自由選擇并且僅僅受各個(gè)印刷方法的限制， 其中該印刷物的組成部份承擔(dān)散射光的印刷圖案的功能。本發(fā)明第二個(gè)重要的方面在于制備導(dǎo)光板的方法，該導(dǎo)光板厚度為Imm 20mm， 優(yōu)選為2mm 10mm，優(yōu)選為4mm 8mm。這種新型的導(dǎo)光板的制備過(guò)程與現(xiàn)有技術(shù)中已設(shè)立的方法相比更合理且更經(jīng)濟(jì)。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的制備包括四個(gè)方法步驟，即將熱塑性塑料成型為板、切割、例如在絲網(wǎng)印刷方法中借助于光散射印刷將雜質(zhì)區(qū)敷設(shè)到各個(gè)不能彎的板上、最后加工(拋光，鏡面精加工等等)?？紤]到時(shí)間和處理的開(kāi)支，該方法中的各個(gè)導(dǎo)光板的印刷都有明顯缺陷。


相比之下，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法在時(shí)間上和成本上更有效率，并額外保護(hù)了印刷物。其實(shí)現(xiàn)方法如下，即首先在薄膜(5)上印刷光學(xué)的雜質(zhì)區(qū)(2)。帶有印刷圖案的薄膜 (5)非常平地壓附在板上，使得光學(xué)雜質(zhì)區(qū)(2)嵌入到板和薄膜之間(圖2)。這種嵌入造成所述的保護(hù)。更詳細(xì)的，根據(jù)本發(fā)明的方法(圖3)如下相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，其包括三個(gè)方法步驟擠出或澆鑄同時(shí)壓膜，切割和最后加工，其中后面的兩個(gè)步驟也可以集成地在一個(gè)機(jī)器上執(zhí)行。這種方法尤其簡(jiǎn)便之處在于，印刷以提前、在理想情況下作為制備過(guò)程的完整部件的形式首先被敷設(shè)在薄膜上。此外，涉及待使用的印刷方法的靈活性也明顯更高。尤其地，以光散射的印刷圖案的形式利用價(jià)廉物美的大規(guī)模印刷方法(例如凹版滾筒印刷)將印刷物敷設(shè)到適合的薄膜(5)上。在導(dǎo)光的基底的制備過(guò)程中，該經(jīng)印刷的薄膜以內(nèi)嵌的形式壓附在導(dǎo)光的基底上(圖3)。類似于現(xiàn)有技術(shù)，板借助于擠壓模塑法或(連續(xù)的)澆鑄方法制備并且首先成連續(xù)的熔化帶(Schmelzebande)。這將作為第一個(gè)步驟在擠壓器(A)之后與經(jīng)印刷的薄膜連接以形成薄板(Laminat)。在這個(gè)過(guò)程中通常不需要粘合劑或增附劑，因?yàn)槿刍瘞Ц哂诓ＡЩ瘻囟葧r(shí)可以和薄膜很好的連接。在這個(gè)壓膜步驟中重要的是印刷物(2)位于板(1)和薄膜(5)之間。在經(jīng)印刷的薄膜(5)和熔化束(Schmelzestrang)結(jié)合成薄板之后，該薄板在兩個(gè)軋輥之間傳送。此時(shí)薄膜側(cè)面向主導(dǎo)的軋輥(C)。該軋輥是經(jīng)冷卻的，而其他軋輥(B)只是可選得被冷卻。經(jīng)過(guò)面向薄膜的軋輥(C)，薄板被傳送到其他的、同樣可能被冷卻的軋輥⑶。由板、印刷物和薄膜組成的經(jīng)冷卻的薄板可以在冷卻之后被切割和進(jìn)行其他的最后加工。例如在最后加工時(shí)可以將邊緣拋光。為了更好地分析所使用的光能，可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將沒(méi)有配備光源的邊緣面額外地設(shè)置為反射的。這種設(shè)置例如可以通過(guò)反射的膠粘帶實(shí)現(xiàn)。此外，可以在該邊緣面上敷設(shè)反射漆。隨后，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)為邊緣配置一個(gè)或多個(gè)照明單元。為了更好地照射導(dǎo)光體可以為光源裝配反射體。如此制備的導(dǎo)光板或者說(shuō)根據(jù)本發(fā)明的用于傳導(dǎo)光的裝置優(yōu)選用于LCD屏幕中的背光。此外，它們還可以用于指示牌和廣告牌的背光。
具體實(shí)施例方式下述的實(shí)施例用于說(shuō)明和更好地理解本發(fā)明，但是不以任何方式限制本發(fā)明。以凹版印刷的方式將點(diǎn)形圖案印刷在由PMMA制成的厚度為75 μ m薄膜上，該點(diǎn)形圖案由直徑為0. 5mm 1. 5mm、點(diǎn)間距為2mm的圓形的點(diǎn)組成。使用白色的、基于丙烯酸酯粘合劑的印刷顏色作為印刷顏色。由PMMA制成的經(jīng)印刷的薄膜寬度為1400mm，長(zhǎng)度為1000m，其被傳送到4軋輥的砑光機(jī)并且在砑光機(jī)的第三個(gè)拋光夾中與位于砑光機(jī)內(nèi)的壓出膠(Extrudat)接觸。布置
5薄膜以使得薄膜上的印刷面向砑光機(jī)內(nèi)的壓出膠。薄膜和壓出膠在砑光機(jī)內(nèi)的后續(xù)行程中結(jié)合并最后冷卻成為由板、印刷物和薄膜組成的完成了的薄板(見(jiàn)圖4)。
借助于涂層網(wǎng)格切割試驗(yàn)(DIN EN ISO 2409)確定板和薄膜未經(jīng)印刷的區(qū)域之間的粘連以及板和薄膜經(jīng)印刷的區(qū)域之間的粘連。不僅板和薄膜經(jīng)印刷的區(qū)域的連接，而且板和薄膜經(jīng)印刷的區(qū)域的連接的涂層網(wǎng)格切割值(Gitterschnittkermwerte)都為0。
權(quán)利要求
1.一種用于傳導(dǎo)光的裝置，由板(1)、薄膜(5)、一個(gè)或多個(gè)光源(4)和印刷物(2)組成，其特征在于，所述板由透明的塑料制成，厚度為Imm到20mm，經(jīng)印刷的薄膜整面地壓附到板上，所述印刷物位于板和薄膜之間，所述板的邊緣(3)被照亮，并且光經(jīng)過(guò)垂直于所述邊緣的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)被再次放射出。
2.如權(quán)利要求1所述的用于傳導(dǎo)光的裝置，其特征在于，所述板(1)由有機(jī)玻璃、聚碳酸酯或環(huán)烯烴共聚物制成，厚度為2mm到10mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于傳導(dǎo)光的裝置，其特征在于，所述印刷物(2)是點(diǎn)柵格或線圖案，所述點(diǎn)柵格或線圖案形成將光轉(zhuǎn)向或散射的雜質(zhì)區(qū)，并且所述印刷物被板(1) 和薄膜(5)完全地包圍。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的用于傳導(dǎo)光的裝置，其特征在于，所述薄膜(5)是能彎曲的。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的用于傳導(dǎo)光的裝置，其特征在于，所述薄膜(5)能夠被卷起來(lái)并且由聚(甲基)丙烯酸酯制成。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的用于傳導(dǎo)光的裝置，其特征在于，所述印刷物(2)將光散射或轉(zhuǎn)向。
7.一種用于制備用于傳導(dǎo)光的裝置的方法，尤其用于制備如權(quán)利要求1至6之一的厚度為Imm到20mm的導(dǎo)光板，其特征在于，具有印刷物⑵的薄膜(5)在擠壓或澆鑄透明的板(1)的過(guò)程中與所述板連接，并且所述印刷物(2)位于板和薄膜之間。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，經(jīng)印刷的薄膜在第一個(gè)方法步驟中在擠壓器之后與熔化束連接成薄板，之后在軋輥之間傳送，其中至少面向薄膜側(cè)的軋輥被冷卻。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，由板、印刷物和薄膜組成的經(jīng)冷卻的薄板在冷卻后被切割。
10.如權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，邊緣被部分地裝配有反射層。
11.如前述權(quán)利要求之一所述的裝置的一種用途，用作LCD屏幕中的背光。
12.如前述權(quán)利要求之一所述的裝置的一種用途，用作指示牌或廣告牌的背光。
全文摘要
提供一種導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板在其邊緣處被照亮并且將在邊緣處饋入的光通過(guò)垂直于邊緣的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)再次放射出，適用于LCD屏幕、以及指示牌和信號(hào)牌中的背光。為了使光源在邊緣處饋入的光能夠通過(guò)克服全反射而經(jīng)過(guò)表面再次離開(kāi)導(dǎo)光板，必須在導(dǎo)光板中對(duì)光束適當(dāng)?shù)仄?。?dǎo)光板在其兩個(gè)表面中的一個(gè)處設(shè)置光學(xué)雜質(zhì)區(qū)，該雜質(zhì)區(qū)由薄膜(5)保護(hù)以免于損壞。此外還提供了一種用于簡(jiǎn)化地敷設(shè)該雜質(zhì)區(qū)的方法。
文檔編號(hào)G02B6/00GK102460245SQ201080027040
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者C·羅斯, J·施密特 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)羅姆有限公司