导光板热压加工技术
导光板热压与激光工艺对比
10K计（无论尺寸大 小单片加工时间一 致）
K计（尺寸越大， 单片加工时间越长）
0.3%以内
1-2%
加工环境 价格
千级以上无尘车间 洁净度高
打样费用高，因产能 打样费用低，因产能较 较高，量产价格低 低，量产价格稍高
热压导光板与激光导光板对比
热压
激光
调试打样时间及费用
涉及模具，改网点 模，时间较久，成本 较高
设备上可直接网点调整， 打样更新速度较快
板材选择性
PMMA、MS均可目前只Βιβλιοθήκη 用于PMMA对材料品质要求
厚度不均时影响光效 厚度不均时影响光效，
与整体均匀性
但整体均匀性影响不大
清洁处理 日产能 良率
加工前后均需清理 后道清理
LED导光板加工技术
LED导光板加工技术无论是在照明应用还是背光应用中，导光板和LED光源的配合都是最好的，在产品的兼容中，优质和劣质的导光板对于整个LED产品是有着重要的影响，最主要的表现在亮度和均匀度中。
同一个模组下，不同导光板会有不同效果，优质导光板透光率明显比劣质的高，还可以防止亮点、暗区的出现。
制作导光板的材质是有机玻璃或PC材质，但是市场较多的都是采用亚克力板材，因为其是迄今为止合成透明材料中质最优异的，具有无与伦比的高光亮度，可以提高光的使用效率。
这种亚克力再通过一系列的加工后才可以叫导光板，加工的方式主要是网点制作。
根据导光板加工历程可分为三个阶段1.第一个阶段应当为丝印制作方式2.第二个阶段为化学蚀刻3.第三个阶段为激光加工和撞点加工第一阶段的制作：市场上耳熟能详的就是丝印导光板了，众多的客户因为其成本低而采用作为背光源使用。
其实不然，在国家大力发展节能环保的工程下，丝印导光板的厂家也应该顺应环保的发展趋势，与环保产业对齐。
下面对丝印导光板制作的缺点进行分析。
优点为丝印网点的设计技术十分的成熟，在亮度和均匀度上的效果受到众多客户的欢迎，价格成本低。
丝印导光板缺点是丝印导光板的制作离不开油墨，这是制作的重要材料。
但是油墨是印刷工业最大的污染源，这些有机挥发物，可以形成比二氧化碳更严重的温室效应，而且在阳光的照射下会形成氧化物和光化学烟雾，严重污染大气环境，影响人们健康。
LED产品中，不仅仅节能还有寿命长的优点。
使用寿命长是LED产品的一个重要特色，在确定好LED 光源的前提下，导光板的使用时间几乎就决定了整个LED产品的使用寿命。
LED在照明过程中不可避免的产生热量，这些热量对于丝印导光板的油墨会造成一定的影响。
有相关的行业专家在使用丝印导光板的LED面板灯中进行三个月亮灯的测试，结果出现了接近三分之一的光衰程度。
造成这种情况的原因主要是照明过程中，LED产生的热量使到导光板的油墨挥发，导光的稳定性变差，这样就与LED产品经久耐用的观点相悖了。
导光板主要材料及加工工艺
导光板加工工艺导光板主要材料为光学压克力(PMMA)板，其化学名称是甲基丙烯酸甲脂，它的比重是每立方米1190kg。
透明压克力板材具有很高的透光率，扩冲击能力强，应用非常广泛。
目前生产的压克力板材，因其不同厂家不同工艺，在质量上也有差异，特别是再生板虽然价钱便宜，但容易黄化透光度也差，生产导光板的压克力板材应选用不易黄化透光率达92%-93%以上的透明板。
经过特殊的科学的加工后的透明压克力板，只要在边上装上发光体（视导光板面积大小可选择普通日光灯管、CCFL冷阴极灯管、发光二极管等光源，一般装在长度的两边，宽度比较小时可只装一边)，通电后压克力板整个平面就会发出明亮均匀柔和的光，称为导光板。
导光板的制作方法主要有两种：丝网印刷式和非印刷式。
丝网印刷式导光板投资少，不需投入设备，完全可以手工操作，成本低，生产效率高，技术工艺非常容易掌握；非印刷式导光板投资大，需专业设备，制作成本高，生产效率低，技术工艺一般人不容易掌握（非印刷式导光板在制作方法上还分为几类，详情清浏览综合信息栏的(几种不同制作方法的导光板对比）。
笔者重点推广丝网印刷式导光板制作方法。
丝网印刷式导光板是将自行配制的具有高反射和折射作用的丝印油墨在透明压克力板表面印上有规律性的导光网点，该网点便会将从边上照射进来的线性光向平面转换，变成均匀的平面光，从边上射进来的光源越强，平面光越亮，所以平面光的亮度与配置的光源功率有关。
低价位定做超薄导光节能灯箱日本、台湾产背光源专用反光膜、散光膜、增亮膜、反光铝膜优惠价供应导光油墨T4、T5、日光灯管、镇流器，冷阴极灯管(CCFL)和逆变器超薄灯箱专用铝型材和配件导光板专用压克力板材匀光板－－新一代导光板(纳米导光板）匀光板属于第四代导光板（国内独家生产），该产品革命性的改变了传统导光板的导光原理，利用均匀分散在导光板中的纳米粒子的光散射效应将线光源或点光源转变为面光，是国际最领先的导光技术，该产品是目前国内技术最先进、性能最优异、使用最方便的导光板产品。
热压导光板工艺及加工
第一版
通过增加两侧 的网ຫໍສະໝຸດ 密度 重开钢板2T（R60*60）
第一版
第二版
通过增大热压 机的温度 重压
重开钢板。往往调试是改 变两侧的网点，具了解不调 中间的是因为光到最中间时 比较弱，而且双侧入光中间 是融合点。 增加热压机的温度。增 大网点的面积，增加光的扩 散。
24 August 2017
2
加工工艺流程
3.0PMMA热压板为例： PMMA大板 （双面覆膜） 裁切 切割机 所需尺寸 大小的板 刨光 抛光机 非入光侧贴反光纸 人工 板材初步 加工完成
包装传入无尘车间
除尘器除尘
导光板成 型（覆膜）
调试温度
OK
NG
板材试样 （检查）
装上钢网
升温108℃
热压机台 调试准备
4
钢板
钢板厚度为0.3mm，材质为304钢，表 面镜面处理，钢板上网点激光凹口，直径 为50~60μm，深度为5~10μm。导光板压出 的直径也为50~60μm，凸出为3~5μm。
钢板上激 光烧出的 形状
导光板上 压出的形 状
24 August 2017
5
3T（R62*62/R60*60）
调试
第二版 第三版
24 August 2017
7
Xiamen YANKON Energetic Lighting Co., Ltd
热压导光板介绍
------ 刘贵森
材料
• 采用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称亚克力或者有机玻璃）， 常见的透明材料。 • 优点：透明度高，透光率可达到92%。 环境抵抗性、耐有机溶剂性佳。 良好的疲劳强度。 尺寸稳定性佳。 • 导光板采用PMMA的表面处理：可作喷涂、丝印、镭射、热压、 微结构等。 • PMMA的主要制造厂商：三菱丽阳、住友化学、奇美化学、旭化 成等。
导光板热压工艺流程
导光板热压工艺流程一、导光板热压工艺概述导光板热压工艺是将导光板原料（通常是有机玻璃、聚碳酸酯等高透光材料）置于模具中，在一定的温度和压力条件下进行加热和压制，使其形成特定的结构和形状。
这种工艺可以有效地改善导光板的光学性能和均匀性，同时也能提高其强度和稳定性，是导光板生产中不可或缺的一环。
导光板热压工艺一般包括以下几个步骤：模具准备、原料准备、预热、加热热压、冷却、脱模和后处理等环节。
在整个工艺流程中，控制温度、压力和时间等参数是确保导光板成型质量的关键，同时还需要注意模具表面处理、原料选用、工艺优化等方面的技术要点。
二、导光板热压工艺流程详解1. 模具准备：制备导光板热压用模具是整个工艺的第一步，模具的设计和制作质量直接影响导光板的成型效果。
通常，导光板模具要求表面光洁平整，与导光板材料密合度高，且具有一定的导光结构和形状。
常见的导光板模具包括凹凸型、微透镜型、双面直纹型等。
2. 原料准备：导光板原料一般是高透光的有机玻璃或聚碳酸酯等材料，需要事先切割成特定尺寸和形状，以便与模具匹配。
在选用原料时，要考虑其透光性、耐热性、机械性能等因素，以确保成型后的导光板具有良好的光学性能和稳定性。
3. 预热：在导光板热压工艺中，预热是一个重要的环节，其目的是将导光板原料加热到与模具相近的温度，以减少热应力和改善成型效果。
通常采用烘箱或热板进行预热，注意控制预热温度和时间，避免导光板变形或烧焦。
4. 加热热压：在预热完成后，将导光板原料放置于模具中，再通过热压设备施加一定的温度和压力，使导光板原料与模具表面接触并进行形变。
在热压过程中，温度和压力的控制是关键，一般需要根据导光板原料的特性和模具结构进行调整，确保成型质量。
5. 冷却：经过加热热压后的导光板需要进行冷却处理，以固化和稳定其结构。
冷却过程一般采用自然冷却或水冷却，注意降温速度和均匀性，避免导光板内部产生应力和裂纹。
6. 脱模和后处理：导光板脱模是将成型的导光板从模具中取出的过程，需注意轻拿轻放，避免造成划伤或损坏。
一种导光板的加工方法
一种导光板的加工方法
一种常见的导光板加工方法是热压法。
该方法使用透明材料（如聚碳酸酯、亚克力等）制成的板材作为导光板的基材，然后利用热压机的高温和高压将导光板模具中的光学结构与基材热压结合在一起。
具体步骤如下：
1. 准备导光板模具：根据设计需求，制作一个带有所需光学结构的导光板模具。
2. 准备基材：选取透明材料制成的板材，根据导光板模具的尺寸将基材切割成相应的形状。
3. 加热导光板模具：将导光板模具放入热压机中，加热至一定温度，通常为材料的玻璃化转变温度以上。
4. 定位基材：将切割好的基材放置在导光板模具的底部，确保其位置与模具中的光学结构完全对齐。
5. 热压结合：关闭热压机的压力系统，将压头降下，对基材进行高温高压的压力作用，使基材与光学结构紧密结合。
6. 冷却与固化：保持一定的时间，使热压后的导光板冷却，并使结构固化。
7. 取出导光板：打开热压机，取出导光板模具，此时基材和光学结构已经成为一个整体。
这种热压法加工的导光板制造工艺简单、成本较低，适用于生产大批量、尺寸较小的导光板。
同时，该加工方法能够保证导光板的光学性能，并且可以根据需要
进行模具的设计和改变，以满足不同的应用需求。
微拱形阵列导光板快速热压成型与微光学应用
微拱形阵列导光板快速热压成型与微光学应用谢晋;江宇宁;卢阔;胡满凤【摘要】微透镜阵列热压精密成型需要时间保温,生产效率较低.因此,提出在模芯加热表面的微沟槽阵列上对聚合物导光板进行热压,使工件热变形的微米尺度表面层流入微沟槽空间内,快速形成微拱形透镜阵列,而保证工件主体不变形.目的是实现高效率和低能耗的微光学透镜阵列热压成型加工.首先,针对导光板表面的微阵列结构和尺寸分析其微光学性能;然后,使用微磨削技术在模芯表面加工出高精度和光滑的微沟槽阵列结构;最后,研究微拱形阵列的快速精密成型工艺及微光学应用.微光学分析显示,微阵列的高度和分布密度对出光面的光照度影响较大.热压工艺实验结果表明,采用深度为104μm和角度为121°的微沟槽阵列模芯,在12 M Pa的压力和110℃的温度下,可以在3s内将高度为50μm的3D微拱形阵列导光板快速精密热压成型.本文方法制作的87 mm×84 mm的导光板,与市面具有2D点阵且高度为8.2μm的丝网印刷导光板相比,光照度提高了21%,光照均匀度提高了27%.本文研究将促进微光学精准设计和制造在L ED照明产业的应用.%The precision hot embossing of microlens array needs heat preservation time ,leading to poor efficiency .Hence ,a rapid hot embossing of micro-arch array on polymer light guide plate (LGP) is proposed using a heated microgrooved die core .It only performs a thermal deformation for micro-scale surface layer flowing inside microgroove spaces without changing macro workpiece sizes .The objective is to develop the hot embossing process of microlens array of micro-optics with high machining efficiency and low energy-consumption .First ,the micro-optics performances of LGP are analyzed with regard to the shape and size of micro-arch array ;then themicro-grinding is employed to machine precision and smooth microgroove array on steel die core ;finally , the rapid and accurate forming process of micro-arch array and its micro-optics application are studied . The micro-optics analyses show that the height and distribution density of micro-arch array greatly influence the micro-optics performance .The hot embossing experiments show that by using a microgroove array die core with an average groove depth of 104 μm and an average groove angle of 121° ,the 50-μm-height 3D micro-arch array may be precisely formed in 3 s in the case of 12 M Pa in loading pressure and 110 ℃ in loading temperature .Compared with the general screen-printing 2D micro-dot array with 8 .2-μm-height ,the LGP patterned with micro-arch array increases the LGP irradiance intensity by 21% and its uniformity by 27% ,respectively .It contributes to the micro-optics precision design and fabrication applied for LED lighting industry .【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2017(025)009【总页数】7页(P2421-2427)【关键词】热压微成型;微透镜阵列;微磨削;微光学;导光板【作者】谢晋;江宇宁;卢阔;胡满凤【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TB853.29Abstract： The precision hot embossing of microlens array needs heat preservation time， leading to poor efficiency. Hence， a rapid hot embossing of micro-arch array on polymer light guide plate (LGP) is proposed using a heated microgrooved die core. It only performs a thermal deformation for micro-scale surface layer flowing inside microgroove spaces without changing macro workpiece sizes. The objective is to develop the hot embossing process of microlens array of micro-optics with high machining efficiency and low energy-consumption. First， the micro-optics performances of LGP are analyzed with regard to the shape and size of micro-arch array; then the micro-grinding is employed to machine precision and smooth microgroove array on steel die core; finally， the rapid and accurate forming process of micro-arch array and its micro-optics application are studied. The micro-optics analyses show that the height and distribution density of micro-arch array greatly influence the micro-optics performance. The hot embossing experiments show that by using a microgroove array die core with an average groove depth of 104 μm and an average groove angle of 121°，the 50-μm-height 3D micro-arch array may be precisely formed in 3 s in the case of 12 MPa in loading pressure and 110 ℃ in loading temperature. Compared with the general screen-printing 2D micro-dot array with 8.2-μm-height， the LGP patterned with micro-arch array increases the LGPirradiance intensity by 21% and its uniformity by 27%， respectively. It contributes to the micro-optics precision design and fabrication applied for LED lighting industry.Key words： micro hot embossing； microlens array； micro-grinding; micro-optics； LGP为减小LED照明系统尺寸，微透镜阵列结构导光板(Light Guide Plate，LGP)已经被用于将点光源或者线光源转化为面光源[1]。
导光板热压加工技术
•The amorphous regions : respond to Tg.
•The crystalline regions: usually in the form of spherulites melt at a specific temperature, the melting point (Tm)
HighlyConf idential
熱壓製程之顧慮點
板材品質 (厚度均勻性 ,異物,刮傷)要求高 加熱及冷卻之效率和耗能問題 需要前處理及後處理程序 高壓力下有高轉寫率,但模具模仁壽命縮短 良率問題 產能問題 : Cycle time of heating and cooling plus
material handling
玻璃態 高彈態 粘流態
Tg
Tf
溫度
非晶態高聚物的溫度形變曲線
HighlyConf idential
熱機械曲線
Tg for common amorphous polymers
° PS 100 C ° PC 150 C ° PMMA 105 C ° Rigid PVC 83 C
Tg HighlyConf idential
HighlyConf idential
HE Development Work
Sponsored by BBG, the goals of HE Technology Development Work are to:
Identify optimized parameters in manufacturing process Identify factors affect yield Invest igate achievable yield rate Design optimized HE equipment and production layout for future operation Invest igate achievable cycle time or tact time Develop pre-treatment and after process Provide proto type manufacturing capacity Defi ne tool life and overall process economics
LED导光板加工技术
LED导光板加工技术无论是在照明应用还是背光应用中，导光板和LED光源的配合都是最好的，在产品的兼容中，优质和劣质的导光板对于整个LED产品是有着重要的影响，最主要的表现在亮度和均匀度中。
同一个模组下，不同导光板会有不同效果，优质导光板透光率明显比劣质的高，还可以防止亮点、暗区的出现。
制作导光板的材质是有机玻璃或PC材质，但是市场较多的都是采用亚克力板材，因为其是迄今为止合成透明材料中质最优异的，具有无与伦比的高光亮度，可以提高光的使用效率。
这种亚克力再通过一系列的加工后才可以叫导光板，加工的方式主要是网点制作。
根据导光板加工历程可分为三个阶段1.第一个阶段应当为丝印制作方式2.第二个阶段为化学蚀刻3.第三个阶段为激光加工和撞点加工第一阶段的制作：市场上耳熟能详的就是丝印导光板了，众多的客户因为其成本低而采用作为背光源使用。
其实不然，在国家大力发展节能环保的工程下，丝印导光板的厂家也应该顺应环保的发展趋势，与环保产业对齐。
下面对丝印导光板制作的缺点进行分析。
优点为丝印网点的设计技术十分的成熟，在亮度和均匀度上的效果受到众多客户的欢迎，价格成本低。
丝印导光板缺点是丝印导光板的制作离不开油墨，这是制作的重要材料。
但是油墨是印刷工业最大的污染源，这些有机挥发物，可以形成比二氧化碳更严重的温室效应，而且在阳光的照射下会形成氧化物和光化学烟雾，严重污染大气环境，影响人们健康。
LED产品中，不仅仅节能还有寿命长的优点。
使用寿命长是LED产品的一个重要特色，在确定好LED 光源的前提下，导光板的使用时间几乎就决定了整个LED产品的使用寿命。
LED在照明过程中不可避免的产生热量，这些热量对于丝印导光板的油墨会造成一定的影响。
有相关的行业专家在使用丝印导光板的LED面板灯中进行三个月亮灯的测试，结果出现了接近三分之一的光衰程度。
造成这种情况的原因主要是照明过程中，LED产生的热量使到导光板的油墨挥发，导光的稳定性变差，这样就与LED产品经久耐用的观点相悖了。
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HighlyConf idential
HE Development Work
Sponsored by BBG, the goals of HE Technology Development Work are to:
Identify optimized parameters in manufacturing process Identify factors affect yield Invest igate achievable yield rate Design optimized HE equipment and production layout for future operation Invest igate achievable cycle time or tact time Develop pre-treatment and after process Provide proto type manufacturing capacity Defi ne tool life and overall process economics
Trans fer Rate
94.1% 92.3%
Width(um )
39.73 38.35 39.18
Trans fer Rate
96.50% 98.6%
Matte (da)
Light enter Center of plate
End of plate
LGP
2.436 2.006 1.568
Mat te
Hig
Introduction of HE Technology Scope of HE Technology Development at Nano Precision HE Examples Relevant Issues
HighlyConf idential
HighlyConf idential
Experiment Object
建Pr立oce平ss板型NB LGP Hot Embossing SCTiyhzcilecek:ntes<imse15::吋0約.3 8–-11m0m minute 建立TV擴散板Hot Embossing Process (執行工業局多功能擴散板技術開發計畫) Size : = 32 吋 CTyhcilceknteismse::1約.5 ~152-mm18 minute
•The amorphous regions : respond to Tg.
•The crystalline regions: usually in the form of spherulites melt at a specific temperature, the melting point (Tm)
熱機械曲線
PVT Characteristics for Amorphous Resins
Specific Volume
I nc re a si ng Pressu re
B
A
ΔV
P - Pressure V - SpecificVolume T - Temperature
Tem peratu re
A: Poly mer melt into the mold high temp and high pressure
μ μ Microstructure with a few 10 m~ m
range
HighlyConf idential
Outline
Introduction of HE Technology Scope of HE Technology Development at Nano Precision HE Examples Relevant Issues
HighlyConf idential
高分子材料熱機械曲線
比 容
溫度
非晶態高聚物的溫度比容曲線
將一變度一恆隨形非定溫變外態度曲力的晶線高，變或聚記化熱物錄，機試試可械樣樣得曲的，到線形施溫
•玻璃態 •高彈態
形 變
•粘流態
•玻璃化轉變溫度，T g
•粘流溫度，T f
• T g是非晶態高聚物的主要熱轉變溫度
HighlyConf idential
Flow chart
板板材材切切割割 保保護護膜膜移移除除 模模仁仁//治治具具準準備備 HHoott EEmmbboosssiinngg
端端面面機機械械拋拋光光
刀刀具具加加工工 雷雷射射加加工工 沖沖壓壓
雙雙面面貼貼保保護護膜膜
加加熱熱 壓壓縮縮成成形形
冷冷卻卻 離離模模
HighlyConf idential
熱壓實驗機適用開發產品
產品種類 1. 平板型NB導光板
• Size :<15 “ ••TChyicclkenteimsse::0.約3 –8-11m0mminute 2. TV擴散板 • Size :<32“ ••TChyicclkenteimsse::11.55–- 182mmminute
HighlyConf idential
HE Technology Development Work
Targ et
Size
1
2
3
7.5”~15” 15”~24”
32”
Thickne ss 0.4mm,
0.6~0.9mm; 2~3mm
Patte rn on LGP
Double-sided (V-groove, dots,….)
HighlyConf idential
熱壓製程之顧慮點
板材品質 (厚度均勻性 ,異物,刮傷)要求高 加熱及冷卻之效率和耗能問題 需要前處理及後處理程序 高壓力下有高轉寫率,但模具模仁壽命縮短 良率問題 產能問題 : Cycle time of heating and cooling plus
material handling
B: Part solidifies at lower temp and lower pressure
△V :volume shrinkage
specific volume decreases
HighlyConf idential
Hot Embossing Machine Categories
HighlyConf idential
2.353 1.837 1.457
Trans fer Rate
103.5%
109.2% 107.6%
HighlyConf idential
The Largest Work Piece
執行目的: 執行工業局多功能擴散板技術開發
32吋1.5t 擴散板
M atte stamp er PS
V-C ut Stamp er
平面熱壓計劃之 目的/關鍵技術
目的
•暸解熱壓製程全貌 •評估熱壓之發展性 •建立產品開發及打樣能力
關鍵技術
• Optimized parameters in manufacturing process • Factors affect yield • Yield rat e • Cycle time or tact time • Pre-treatment and after process • Tool life
HighlyConf idential
HighlyConf idential
Introduction
Hot Embossing Process
Exam p l e:
M atte stam p er
PMM A
V-co re stam p er
Both sides of the work
μpiece can be molded with structure .
導光板熱壓加工技術
許建宏 (Roger Hsu)
轉印技術部
2010-03-24
HighlyConf idential
Outline
Introduction of HE Technology Scope of HE Technology Development at Nano Precision HE Examples Relevant Issues
HighlyConf idential
The Largest Work Piece
32吋1.5t 擴散板
V- cu t
S tamp er Center of plate Edge of plate
Dep th (u m)
48.76 51.00 47.13
Trans fer Rate
104.60% 96.66%
玻璃態 高彈態 粘流態
Tg
Tf
溫度
非晶態高聚物的溫度形變曲線
HighlyConf idential
熱機械曲線
Tg for common amorphous polymers
° PS 100 C ° PC 150 C ° PMMA 105 C ° Rigid PVC 83 C
Tg HighlyConf idential
6.17mm
W i d th(u m)
101.07 100.57 100.57
Trans fer Rate
99.50% 99.50%
HighlyConf idential
白反射片微結構
的反射片尺寸 長： 寬： 厚： •CMO1081
: 228mm 135mm 0.15mm
LGP
Re flector
4.7 mm
LED
HE Technology
熱傳導技術 最佳品質
高溫真空 模仁壽命
製造精度
治模
厚度公差
塑 料 材料
潔淨度