專利名稱：全彩色平板光導顯示器及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以發(fā)光二極管為光源的平板顯示裝置及制備方法。
本發(fā)明所述全彩色平板光導顯示器是利用光從一媒質向另一媒質傳輸，在其界面由于入射角的不同將產生折射或反射的原理，在由單一光學材料或復合光學材料組成的導光板周邊一側或多側制成一組圓柱透鏡頂空腔，與導光板兩面成平行指向的LED發(fā)光管封裝于該空腔內，，在所述導光板周邊未設LED發(fā)光管處，設有金屬反光膜；在導光板表面通過膜塑工藝形成顯示圖符的粗糙散光表面層，在此之上，涂有發(fā)光涂料層；所述發(fā)光涂料的透明顏料透射波長與LED發(fā)光波長相匹配。
如上所述的一種全彩色平板光導顯示器，其導光板可以是有機聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)、聚碳酸脂(PC)單一材料層，也可以是基板為聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)，表面為聚碳酸脂(PC)或涂有機硅耐磨薄層，也可將無機光學薄板玻璃與有機基板在表面復合。
如上所述的一種全彩色平板光導顯示器，在導光基板預制好透鏡頂圓柱空腔與LED之間注入環(huán)氧型光學樹脂膠。
如上所述的一種全彩色平板光導顯示器，其中導光板對應不同的LED邊光源，有不同的匹配厚度，LED組件光源分另為Φ2、Φ3、Φ5時，分別選用3mm、5mm、6-8mm厚的導光板。
一種全彩色平板導顯示器制備方法；由單一的有機材料聚甲基丙烯酸甲脂PmmA或聚碳酸脂PC，或所述兩種材料組成復合層結構構成導光板；所述導光板在符合光學鏡面要求的型模中制成；在導光板表層制出所需的圖符形點線交錯粗糙散光面；在所述圖符形粗糙散光面上，涂有按下述方法制備的發(fā)光涂料；發(fā)光涂料制備步驟將中溫固化劑和室溫下呈液態(tài)的低分子量光學環(huán)氧樹脂按環(huán)氧值與胺值等當量配比，配料前將樹脂加熱至60℃-80℃時，在5-6分鐘內使其溫度降至18℃-21℃，加入上述量的固化劑及適量的可見光在400nm-700nm全色波長且有良好透光率的無色光學玻璃微粒或純石英粉微粒，并攪拌均勻，經(jīng)抽真空排除氣泡后，涂覆于導光板表面圖符形粗糙散光面上，形成發(fā)光涂料顯示層；將涂好發(fā)光涂料的導光板先經(jīng)40℃-50℃預烘2小時，再入烘窖在60℃-80℃溫度下烘3小時，至徹底固化；所述發(fā)光涂料中無色光學玻璃微?；蚣兪⑽⒘Ｕ蓟旌衔镏亓康?0％-70％，余量為加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂；將導光板周邊預制好的透鏡頂圓柱空腔內注入環(huán)氧型光學樹脂膠，將LED芯片和限流電阻裝配其中，確保LED芯片指向平行于導光板兩側面，在50℃-70℃溫度下，經(jīng)3小時固化；錫焊連接上述LED組件；裸露元器件連接線表面涂復絕緣冷干漆；在規(guī)范電流下老化LED組件8小時后，制備完畢。
如上所述的一種全彩色平板光導顯示制備方法，其中光學玻璃微粒優(yōu)選如下冕牌玻璃中的重冕玻璃ZK501、ZK506、ZK509；火玻璃中選取F503、F504、F506。
如上所述的一種全彩色平板光導顯示器制備方法，其中光學玻璃微?；蚣兪⑽⒘?0μm-100μm。
如上所述的一種全彩色平板光導顯示器制備方法，其低分子量環(huán)氧樹脂分子量范圍300-400之間，環(huán)氧值范圍E0.38-E0.54。
本實用新型所述全彩色平板光導顯示器的LED光輸出具有高指向性，使其發(fā)光絕大部分遇到導光板表面，成入射面大于全反射臨界角，而產生空氣鏡面反光，提高導光效率；本裝置發(fā)光涂料通過樹脂結合在導光板上，產生高效散射光發(fā)光涂料，發(fā)光輸出效率高，發(fā)光亮度高，顯示性能清晰鮮明；本實用新型的顯示圖符可大面積自身均勻明亮發(fā)光；本實用新型可適當選配制成單色、多色及全彩色LED導光顯示器。
圖2是本發(fā)明所述全彩色平板光導顯示器及制備方法的正面結構示意圖；圖3是本發(fā)明所述全彩色平板光導顯示器及制備方法的LED芯片經(jīng)透鏡后在導光板內光傳輸分布圖。
附圖
編號1.LED邊光源圓柱透鏡頂封裝空腔2.發(fā)光顯示散光及發(fā)光涂層3.透明導光基板4.空氣鏡面5.金屬反光膜6.LED芯片 7.固定邊框8.在導光板內LED IQ分布
(二)導光板發(fā)光涂料選配采用對可見光400nm-700nm全色波長，并且有良好透光率的無色透明光學玻璃微粒或純石英微粒配制成發(fā)光涂料。所述兩種微粒應當在20μm-100μm之間，其中純石英(SiO2)微粒應在光譜純級以上。如果配制單色發(fā)光涂料，可以在上述微粒中摻入透明的單色發(fā)光顏料。
(三)全色LED光導顯示器LED分別由紅、藍、綠三基色混裝組合在一塊導光板上，導光板發(fā)光涂料可選用不加顏料的發(fā)光涂料。發(fā)光顯示器的各種發(fā)光顏色的控制是由驅動電路通過對各色LED選通組合完成。
(四)導光顯示板工藝流程操作1.導光板清潔準備；2.將在室溫下液態(tài)低分子量光學環(huán)氧樹脂，如圖內牌號634#(國際牌號EPon834)，環(huán)氧值0.38-0.45的E42型號；國內牌號6101#(國際牌號Eon839)，環(huán)氧值0.41-0.47的E44型號；國內牌號618#(國際牌號Epon828)環(huán)氧值0.48-0.54的E51型號，與中溫固化劑(如上海樹脂廠生產的593#、苯二甲胺等)，按環(huán)氧值與胺值等當量配比混合。將上述樹脂加溫至80℃后，在6分鐘內迅速冷卻至標準室溫(18℃-21℃)，加入適量的固化劑及可見光在400nm-700nm全色波長有有良好透光率的無色光學玻璃微?；蚣兪⒎畚⒘?，并攪拌均勻。
3.將配好后的發(fā)光涂料抽真空排除氣泡；4.按導光板圖符散光面涂上制備好的發(fā)光涂料，形成發(fā)光層；
5.先經(jīng)40℃-50℃預烘2小時；6.入烘窖60℃-70℃烘3小時至徹底固化；7.經(jīng)目測鏡檢剔除不合格制品；8.將合格品包括入庫備用；(五)導光顯示板LED組件裝配流程1.按設計配定LED器件、限流電阻等先行檢測符合規(guī)范；2.將上述元器件引線剪為適當長短后浸上錫；3.將導光基板預制好透鏡頂圓柱空腔并注入環(huán)氧型光學樹脂膠，保證LED芯片與導光板間光耦合匹配及導光板高效率傳導效果；4.裝配LED和限流電阻；5.LED空腔樹脂徑50℃-70℃3小時固化；6.錫焊連接上述元器件；7.裸露元器件連接線表面涂復絕緣冷干漆；8.在規(guī)范電流下老化8小時后檢測入庫。
(六)LED光導顯示器總裝配流程1.準備好邊框及配件；可由鋁型材，型模擠出成型，表面要求有良好裝飾效果。
2.將預制好的發(fā)光導光板與邊框對接；3.將導光板引出線頭以邊框引出孔抽出后密封；4.LED導光顯示器進行電、光性能檢測；5.將檢測合格的上述工藝制品，在邊框位置以鋁鉚釘鉚裝固定，并將兩端封堵密封(預制堵頭用膠粘牢)；6.成品檢測合格入庫。
制備發(fā)光涂料實施例一由無色光學玻璃微粒(50μm)與加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂(E44)混合，所述無色光學玻璃微粒占組合物重量的30％，余量為加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂。
制備發(fā)光涂料實施例二由無色光學玻璃微粒(20μm)與加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂(E42)混合，所述無色光學玻璃微粒占組合物重量的50％，余量為加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂。
制備發(fā)光涂料實施例三由無色光學玻璃微粒(100μm)與加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂(E51)混合，所述無色光學玻璃微粒占組合物重量的70％，余量為加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂。
權利要求
1.一種全彩色平板光導顯示器，其特征在于在由單一光學材料或復合光學材料層組成的導光板周邊一側或多側制成一組圓柱透鏡頂空腔，與導光板兩面成平行指向的LED發(fā)光管封裝于該空腔內，在所述導光板周邊未設LED發(fā)光管處，設有金屬反光膜；在導光板表面通過膜塑工藝形成顯示圖符的粗糙散光表面層，在此之上，涂有發(fā)光涂料；所述發(fā)光涂料的透明顏料透射波長與LED發(fā)光波長相匹配。
2.如權利要求1所述的一種全彩色平板光導顯示器，其特征在于導光板可以是有機聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)、聚碳酸脂(PC)單一材料層，也可以是基板為聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)，表面為聚碳酸脂(PC)或涂有機硅耐磨薄層，也可將無機光學薄板玻璃與有機基板在表面復合。
3.如權利要求1所述的一種全彩色平板光導顯示器，其特征在于在導光基板預制好透鏡頂圓柱空腔與LED之間注入環(huán)氧型光學樹脂膠。
4.如權利要求1所述的一種全彩色平板光導顯示器，其特征在于其中導光板對應不同的LED邊光源，有不同的匹配厚度，LED組件光源分另為Φ2、Φ3、Φ5時，分別選用3mm、5mm、6-8mm厚的導光板。
5.一種全彩色平板導顯示器制備方法；由單一的有機材料聚甲基丙烯酸甲脂PmmA或聚碳酸脂PC，或所述兩種材料組成復合層結構構成導光板；所述導光板在符合光學鏡面要求的型模中制成；在導光板表層制出所需的圖符形點線交錯粗糙散光面；在所述圖符形粗糙散光面上，涂有按下述方法制備的發(fā)光涂料；發(fā)光涂料制備步驟將中溫固化劑和室溫下呈液態(tài)的低分子量光學環(huán)氧樹脂按環(huán)氧值與胺值等當量配比，配料前將樹脂加熱至60℃-80℃時，在5-6分鐘內使其溫度降至18℃-21℃，加入上述量的固化劑及適量的可見光在400nm-700nm全色波長且有良好透光率的無色光學玻璃微?；蚣兪⒎畚⒘?，并攪拌均勻，經(jīng)抽真空排除氣泡后，涂覆于導光板表面圖符形粗糙散光面上，形成發(fā)光涂料顯示層；將涂好發(fā)光涂料的導樂板先經(jīng)40℃-50℃預烘2小時，再入烘窖在60℃-80℃溫度下烘3小時，至徹底固化；所述發(fā)光涂料中無色光學玻璃微?；蚣兪⑽⒘Ｕ蓟旌衔镏亓康?0％-70％，余量為加有中溫固化劑的低分子量光學環(huán)氧樹脂；將導光板周邊預制好的透鏡頂圓柱空腔內注入環(huán)氧型光學樹脂膠，將LED芯片和限流電阻裝配其中，確保LED芯片指向平行于導光板兩側面，在50℃-70℃溫度下，經(jīng)3小時固化；錫焊連接上述LED組件；裸露元器件連接線表面涂復絕緣冷干漆；在規(guī)范電流下老化LED組件8小時后，制備完畢。
6.如權利要求5所述的一種全彩色平板光導顯示器制備方法，其特征在于光學玻璃微粒優(yōu)選如下冕牌玻璃中的重冕玻璃ZK501、ZK506、ZK509；火玻璃中選取F503、F504、F506。
7.如權利要求5所述的一種全彩色平板光導顯示器制備方法，其特征在于光學玻璃微?；蚣兪⑽⒘?0μm-100μm。
8.如權利要求5所述的一種全彩色平板光導顯示器制備方法，其特征在于所述低分子量環(huán)氧樹脂分子量范圍300-400之間，環(huán)氧值范圍E0.38-E0.54。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以發(fā)光二極管為光源的平板顯示器及制備方法。它包括導光板、導光板周邊一側或多側制成的一組圓柱透鏡頂空腔、LED、導光板表面通過膜塑工藝形成顯示圖符的粗糙散光表面層和散光表面層上覆蓋的發(fā)光涂料。所述圓柱透鏡頂空腔內置有LED。本裝置具有導光率高、顯示性能清晰鮮明、大面積均勻發(fā)光等優(yōu)點。可制成單色、多色及全彩色LED導光顯示器。
文檔編號C09K11/00GK1388494SQ0212376
公開日2003年1月1日 申請日期2002年6月24日 優(yōu)先權日2002年6月24日
發(fā)明者盧景貴, 盧雪梅 申請人:盧景貴