专利名称：全彩色平板光导显示器及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以发光二极管为光源的平板显示装置及制备方法。
本发明所述全彩色平板光导显示器是利用光从一媒质向另一媒质传输，在其界面由于入射角的不同将产生折射或反射的原理，在由单一光学材料或复合光学材料组成的导光板周边一侧或多侧制成一组圆柱透镜顶空腔，与导光板两面成平行指向的LED发光管封装于该空腔内，，在所述导光板周边未设LED发光管处，设有金属反光膜；在导光板表面通过膜塑工艺形成显示图符的粗糙散光表面层，在此之上，涂有发光涂料层；所述发光涂料的透明颜料透射波长与LED发光波长相匹配。
如上所述的一种全彩色平板光导显示器，其导光板可以是有机聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)、聚碳酸脂(PC)单一材料层，也可以是基板为聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)，表面为聚碳酸脂(PC)或涂有机硅耐磨薄层，也可将无机光学薄板玻璃与有机基板在表面复合。
如上所述的一种全彩色平板光导显示器，在导光基板预制好透镜顶圆柱空腔与LED之间注入环氧型光学树脂胶。
如上所述的一种全彩色平板光导显示器，其中导光板对应不同的LED边光源，有不同的匹配厚度，LED组件光源分另为Φ2、Φ3、Φ5时，分别选用3mm、5mm、6-8mm厚的导光板。
一种全彩色平板导显示器制备方法；由单一的有机材料聚甲基丙烯酸甲脂PmmA或聚碳酸脂PC，或所述两种材料组成复合层结构构成导光板；所述导光板在符合光学镜面要求的型模中制成；在导光板表层制出所需的图符形点线交错粗糙散光面；在所述图符形粗糙散光面上，涂有按下述方法制备的发光涂料；发光涂料制备步骤将中温固化剂和室温下呈液态的低分子量光学环氧树脂按环氧值与胺值等当量配比，配料前将树脂加热至60℃-80℃时，在5-6分钟内使其温度降至18℃-21℃，加入上述量的固化剂及适量的可见光在400nm-700nm全色波长且有良好透光率的无色光学玻璃微粒或纯石英粉微粒，并搅拌均匀，经抽真空排除气泡后，涂覆于导光板表面图符形粗糙散光面上，形成发光涂料显示层；将涂好发光涂料的导光板先经40℃-50℃预烘2小时，再入烘窖在60℃-80℃温度下烘3小时，至彻底固化；所述发光涂料中无色光学玻璃微粒或纯石英微粒占混合物重量的30％-70％，余量为加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂；将导光板周边预制好的透镜顶圆柱空腔内注入环氧型光学树脂胶，将LED芯片和限流电阻装配其中，确保LED芯片指向平行于导光板两侧面，在50℃-70℃温度下，经3小时固化；锡焊连接上述LED组件；裸露元器件连接线表面涂复绝缘冷干漆；在规范电流下老化LED组件8小时后，制备完毕。
如上所述的一种全彩色平板光导显示制备方法，其中光学玻璃微粒优选如下冕牌玻璃中的重冕玻璃ZK501、ZK506、ZK509；火玻璃中选取F503、F504、F506。
如上所述的一种全彩色平板光导显示器制备方法，其中光学玻璃微粒或纯石英微粒应在20μm-100μm。
如上所述的一种全彩色平板光导显示器制备方法，其低分子量环氧树脂分子量范围300-400之间，环氧值范围E0.38-E0.54。
本实用新型所述全彩色平板光导显示器的LED光输出具有高指向性，使其发光绝大部分遇到导光板表面，成入射面大于全反射临界角，而产生空气镜面反光，提高导光效率；本装置发光涂料通过树脂结合在导光板上，产生高效散射光发光涂料，发光输出效率高，发光亮度高，显示性能清晰鲜明；本实用新型的显示图符可大面积自身均匀明亮发光；本实用新型可适当选配制成单色、多色及全彩色LED导光显示器。
图2是本发明所述全彩色平板光导显示器及制备方法的正面结构示意图；图3是本发明所述全彩色平板光导显示器及制备方法的LED芯片经透镜后在导光板内光传输分布图。
附图
编号1.LED边光源圆柱透镜顶封装空腔2.发光显示散光及发光涂层3.透明导光基板4.空气镜面5.金属反光膜6.LED芯片 7.固定边框8.在导光板内LED IQ分布
(二)导光板发光涂料选配采用对可见光400nm-700nm全色波长，并且有良好透光率的无色透明光学玻璃微粒或纯石英微粒配制成发光涂料。所述两种微粒应当在20μm-100μm之间，其中纯石英(SiO2)微粒应在光谱纯级以上。如果配制单色发光涂料，可以在上述微粒中掺入透明的单色发光颜料。
(三)全色LED光导显示器LED分别由红、蓝、绿三基色混装组合在一块导光板上，导光板发光涂料可选用不加颜料的发光涂料。发光显示器的各种发光颜色的控制是由驱动电路通过对各色LED选通组合完成。
(四)导光显示板工艺流程操作1.导光板清洁准备；2.将在室温下液态低分子量光学环氧树脂，如图内牌号634#(国际牌号EPon834)，环氧值0.38-0.45的E42型号；国内牌号6101#(国际牌号Eon839)，环氧值0.41-0.47的E44型号；国内牌号618#(国际牌号Epon828)环氧值0.48-0.54的E51型号，与中温固化剂(如上海树脂厂生产的593#、苯二甲胺等)，按环氧值与胺值等当量配比混合。将上述树脂加温至80℃后，在6分钟内迅速冷却至标准室温(18℃-21℃)，加入适量的固化剂及可见光在400nm-700nm全色波长有有良好透光率的无色光学玻璃微粒或纯石英粉微粒，并搅拌均匀。
3.将配好后的发光涂料抽真空排除气泡；4.按导光板图符散光面涂上制备好的发光涂料，形成发光层；
5.先经40℃-50℃预烘2小时；6.入烘窖60℃-70℃烘3小时至彻底固化；7.经目测镜检剔除不合格制品；8.将合格品包括入库备用；(五)导光显示板LED组件装配流程1.按设计配定LED器件、限流电阻等先行检测符合规范；2.将上述元器件引线剪为适当长短后浸上锡；3.将导光基板预制好透镜顶圆柱空腔并注入环氧型光学树脂胶，保证LED芯片与导光板间光耦合匹配及导光板高效率传导效果；4.装配LED和限流电阻；5.LED空腔树脂径50℃-70℃3小时固化；6.锡焊连接上述元器件；7.裸露元器件连接线表面涂复绝缘冷干漆；8.在规范电流下老化8小时后检测入库。
(六)LED光导显示器总装配流程1.准备好边框及配件；可由铝型材，型模挤出成型，表面要求有良好装饰效果。
2.将预制好的发光导光板与边框对接；3.将导光板引出线头以边框引出孔抽出后密封；4.LED导光显示器进行电、光性能检测；5.将检测合格的上述工艺制品，在边框位置以铝铆钉铆装固定，并将两端封堵密封(预制堵头用胶粘牢)；6.成品检测合格入库。
制备发光涂料实施例一由无色光学玻璃微粒(50μm)与加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂(E44)混合，所述无色光学玻璃微粒占组合物重量的30％，余量为加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂。
制备发光涂料实施例二由无色光学玻璃微粒(20μm)与加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂(E42)混合，所述无色光学玻璃微粒占组合物重量的50％，余量为加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂。
制备发光涂料实施例三由无色光学玻璃微粒(100μm)与加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂(E51)混合，所述无色光学玻璃微粒占组合物重量的70％，余量为加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂。
权利要求
1.一种全彩色平板光导显示器，其特征在于在由单一光学材料或复合光学材料层组成的导光板周边一侧或多侧制成一组圆柱透镜顶空腔，与导光板两面成平行指向的LED发光管封装于该空腔内，在所述导光板周边未设LED发光管处，设有金属反光膜；在导光板表面通过膜塑工艺形成显示图符的粗糙散光表面层，在此之上，涂有发光涂料；所述发光涂料的透明颜料透射波长与LED发光波长相匹配。
2.如权利要求1所述的一种全彩色平板光导显示器，其特征在于导光板可以是有机聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)、聚碳酸脂(PC)单一材料层，也可以是基板为聚甲基丙烯酸甲脂(PmmA)，表面为聚碳酸脂(PC)或涂有机硅耐磨薄层，也可将无机光学薄板玻璃与有机基板在表面复合。
3.如权利要求1所述的一种全彩色平板光导显示器，其特征在于在导光基板预制好透镜顶圆柱空腔与LED之间注入环氧型光学树脂胶。
4.如权利要求1所述的一种全彩色平板光导显示器，其特征在于其中导光板对应不同的LED边光源，有不同的匹配厚度，LED组件光源分另为Φ2、Φ3、Φ5时，分别选用3mm、5mm、6-8mm厚的导光板。
5.一种全彩色平板导显示器制备方法；由单一的有机材料聚甲基丙烯酸甲脂PmmA或聚碳酸脂PC，或所述两种材料组成复合层结构构成导光板；所述导光板在符合光学镜面要求的型模中制成；在导光板表层制出所需的图符形点线交错粗糙散光面；在所述图符形粗糙散光面上，涂有按下述方法制备的发光涂料；发光涂料制备步骤将中温固化剂和室温下呈液态的低分子量光学环氧树脂按环氧值与胺值等当量配比，配料前将树脂加热至60℃-80℃时，在5-6分钟内使其温度降至18℃-21℃，加入上述量的固化剂及适量的可见光在400nm-700nm全色波长且有良好透光率的无色光学玻璃微粒或纯石英粉微粒，并搅拌均匀，经抽真空排除气泡后，涂覆于导光板表面图符形粗糙散光面上，形成发光涂料显示层；将涂好发光涂料的导乐板先经40℃-50℃预烘2小时，再入烘窖在60℃-80℃温度下烘3小时，至彻底固化；所述发光涂料中无色光学玻璃微粒或纯石英微粒占混合物重量的30％-70％，余量为加有中温固化剂的低分子量光学环氧树脂；将导光板周边预制好的透镜顶圆柱空腔内注入环氧型光学树脂胶，将LED芯片和限流电阻装配其中，确保LED芯片指向平行于导光板两侧面，在50℃-70℃温度下，经3小时固化；锡焊连接上述LED组件；裸露元器件连接线表面涂复绝缘冷干漆；在规范电流下老化LED组件8小时后，制备完毕。
6.如权利要求5所述的一种全彩色平板光导显示器制备方法，其特征在于光学玻璃微粒优选如下冕牌玻璃中的重冕玻璃ZK501、ZK506、ZK509；火玻璃中选取F503、F504、F506。
7.如权利要求5所述的一种全彩色平板光导显示器制备方法，其特征在于光学玻璃微粒或纯石英微粒应在20μm-100μm。
8.如权利要求5所述的一种全彩色平板光导显示器制备方法，其特征在于所述低分子量环氧树脂分子量范围300-400之间，环氧值范围E0.38-E0.54。
全文摘要
本发明涉及一种以发光二极管为光源的平板显示器及制备方法。它包括导光板、导光板周边一侧或多侧制成的一组圆柱透镜顶空腔、LED、导光板表面通过膜塑工艺形成显示图符的粗糙散光表面层和散光表面层上覆盖的发光涂料。所述圆柱透镜顶空腔内置有LED。本装置具有导光率高、显示性能清晰鲜明、大面积均匀发光等优点。可制成单色、多色及全彩色LED导光显示器。
文档编号C09K11/00GK1388494SQ0212376
公开日2003年1月1日 申请日期2002年6月24日 优先权日2002年6月24日
发明者卢景贵, 卢雪梅 申请人:卢景贵