[发明专利]一种导光板模仁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制作导光板的模仁的制作方法，尤其涉及一种非印刷方式制造具有超微细导光结构的导光板模仁的方法，适用于金属材料制作导光板模仁。

背景技术

目前，导光板的制造方法可分为印刷方式和非印刷方式，印刷方式是将高散光源物质(如SiO₂、TiO₂)的印刷材料，适当地分布于导光板底面而制成导光板，通过印刷材料对光源吸收再扩散的性质，破坏全反射效应造成的内部传播，使光线由正面射出并均匀分布于发光区；非印刷方式则是先制作具有图像的导光模仁，再利用该模仁以射出成型的方法在导光板上直接产生图案的方法，利用该图案将光导出，均匀地散布在发光区。印刷式导光板需要印刷、烘烤的制程，相比而言，非印刷式方法由于具有品质高、精度佳等优点，已成为目前主流的导光板制造方法。在非印刷式方法中，导光模仁的制作是导光板制作中的关键工序之一。

现有技术中，导光模仁的制作方法主要有：(1)采用化学蚀刻直接在模仁上刻出不同槽形的图案。如公开号为CN1396483A的中国发明专利公开了采用等向性刻蚀和非等向性刻蚀的方法制作导光板模仁，该方法先在基板上涂布光阻层，再进行曝光显影，然后需经过化学刻蚀、金属化、电铸工序，制作导光模仁；(2)利用半导体制程LIGA工艺(光刻+显影)法，在玻璃基底表面涂布光阻剂，采用掩膜曝光法，在玻璃基底上形成光阻剂图案，再采用蒸镀或溅镀的方法在其表面进行金属化处理，形成一均匀金属层，再利用电铸在金属层表面沉积，电铸层与玻璃基底剥离后，形成表面具有图案的导光板模仁；(3)公开号为CN1696782A的中国发明专利申请中公开了一种导光板模仁的制作方法，其在金属极板上利用微影的制程形成一种具有图样的金属层，再镀上一层镍形成导光板模仁。

上述各方法总的来说均需要通过涂布、曝光、显影等多道工序，制得基板上的图案，最后通过电铸制成导光板模仁，工序的繁复使得需要控制的工艺参数较多，制作周期较长。此外，现有技术中也有采用钻石刀具加工母板，电铸后制造导光模仁的方法，采用这种方法，网点精度受到刀具精度的限制，目前，其微结构的尺寸在数十微米以上，无法更微细化，且刀具损耗会造成微结构形状不稳定，影响到对导光模仁的制作。

发明内容

本发明目的是提供一种工艺简便的导光板模仁的制造方法，用于制作高密精的导光板模仁，以缩短制作周期，降低制作成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种制作导光板模仁的方法，根据导光均匀性的要求，在基材表面制备形成导光网点结构，所述基材为具有光滑表面的金属基材，所述导光网点结构的制备方法是，利用大功率脉冲激光器经整形光路聚焦于金属基材表面，直接刻蚀形成所需的导光网点结构，即获得用于射出成型或压印的导光板模仁。

上述技术方案中，采用大功率激光光源，经过整形光路，获得预先设计的网点形状(如圆形、方形、三角形等几何形状)，光点内光强分布可为高斯型、矩形或正弦型。高能量密度光点与金属基材表面相互作用，进行超过基材损伤阈值的刻蚀，在金属基材上形成所需的导光网点微结构；同时，可以通过改变激光能量或脉冲频率，来改变刻蚀深度。由于光点能量、形状、大小等参数均可动态实施控制，因此，可方便快速地制作符合设计要求的导光板模仁，直接用于射出成形制作导光板。制得的导光模仁面积可达到600mm×800mm(40英寸)。

上述技术方案中，所述整形光路包括光强整形光路、形状整形光路、光场整形光路中的一个、任意两个的组合、或三个的组合。根据实际需要，可以选择上述光路进行组合，从而获得制作需要的光路。

上述技术方案中，所述大功率激光器为紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的三倍频351nm/355nm或四倍频263nm/266nm，单脉冲能量＞3mJ。

上述技术方案中，所述金属基材在被激光刻蚀前，先进行表面抛光形成镜面，所述金属基材为镍或模具钢。

上述技术方案中，所述导光网点为圆形、方形、V型或U型的凹型沟槽，网点的直径≥5um，深度≥5um。

本发明在实际操作时，激光整形光路包括不少于三种方案：

(1)将激光器出射的高斯分布光束，经过光强整形后，形成光强均匀的平行光束，再经过形状调制器后，光束形状呈圆形、三角形、矩形等几何形状，再经缩微光路，刻蚀光束为平行光束，在金属表面刻蚀的网点槽型为柱状，聚焦光点直径＞5um。改变形状调制光阑的直径或缩微光路的倍数，均可改变聚焦光点直径；