基于类固态热压印工艺的超薄导光板成型模具的研究

摘要

导光板作为背光模组的关键部件，是影响屏幕显示的重要因素之一。随着下游产品的快速发展和消费者对高性能屏幕的需求，对导光板的厚度要求越来越薄，导光板的质量要求越来越高，传统的导光板加工方法在降低厚度和提高质量上遇到瓶颈。本文针对微纳米成型方法进行了深度研究，将类固态成型方法应用于导光板的加工成型，提出了基于类固态的导光板成型方案，对于导光板成型工艺的核心技术，导光板成型模具做了深入研究。论文的主要工作如下:
　　(1)研究了类固态热压印的成型机理，分析类固态状态下的材料流变特性。成型机理是聚合物在温度和压力共同作用下聚合物流动蠕变形成微结构，保压降温下应力松弛使微结构固化。
　　(2)根据类固态成型方法研究设计了手机导光板的制造工艺和热压成型工艺，本文研发的导光板制造工艺包括放卷、涂胶、滚压、紫外固化、热压成型和冲裁成型等工艺工序。
　　(3)利用三维绘图软件UG，设计导光板热压成型模具和冲裁模具。成型模具具有升降温速度快，温度分布均匀，密封性能好和压力均衡的优点。为增加散热面积和冷却介质流速，设计了肋片式风冷结构。
　　(4)针对导光板类固态成型的自动化生产，本文设计了一种新的密封方式，将密封抽真空装置集成在热压模具上，这种结构具有密封性能好，抽真空速率快和密封稳定可靠的优点。
　　(5)通过实验验证设计制造的模具满足温度、压力和真空度等设计要求。利用正交实验方法确定PC薄片类固态成型的最佳成型工艺条件，验证了类固态成型方法热压印成型导光板具有一定的可行性。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 导光板概述

1．2．1 导光板的工作原理

1．2．2 导光板的分类及生产方式

1．3 微纳结构热压成型设备的发展现状

1．3．1 微结构热压成型的主要压印方式

1．3．2 热压印成型工艺的研究现状

1．3．3 热压成型设备的发展现状

1．4 论文的主要研究内容

第二章 基于类固态成型的导光板加工工艺

2．1 聚合物的力学状态及加工性能

2．2 聚合物的类固态成型

2．2．1 类固态的定义

2．2．2 聚合物的流变原理

2．2．3 类固态状态下的材料性能

2．2．4 类固态状态下微结构热压印工艺过程

2．3 类固态状态下导光板热压成型

2．3．1 导光板尺寸

2．3．2 导光板成型的工艺过程

2．3．3 导光板热压印工艺

2．4 导光板生产工艺设计

2．4．1 微纳米热压印机工作参数

2．4．2 产品分析及排样

2．4．3 模具设计规划及材料利用率计算

2．5 本章小结

第三章 导光板热压印模具设计

3．1 热压印模具整体设计

3．2 导向系统设计

3．2．1 导向的作用

3．2．2 导向机构设计

3．3 温控系统设计

3．3．1 加热模块设计

3．3．2 冷却模块设计

3．4 密封抽真空系统设计

3．4．1 抽真空对类固态成型的影响

3．4．2 常见密封抽真空方式

3．4．3 新型密封抽真空方式设计

3．4．4 密封性能分析

3．5 限位保护装置设计

3．6 本章小结

第四章 导光板冲裁模具设计

4．1 冲裁模具关键参数计算

4．2 冲裁模具整体设计

4．3 冲裁结构设计

4．4 导向定位系统设计

4．5 本章小结

第五章 模具性能测试和导光板试制实验

5．1 模具微结构基板平面度测量及调试

5．1．1 实验方案及方法

5．1．2 实验结果及分析

5．1．3 实验结论及改进措施

5．2 模具动态压力均匀性测试

5．2．1 实验方案及方法

5．2．2 实验结果及分析

5．3 模板加热均匀性测量

5．3．1 实验方案及方法

5．3．2 实验结果及分析

5．3．3 实验结论及改进措施

5．4 模板加热和冷却速率测量

5．4．1 加热速率实验

5．4．2 加热速率结果及分析

5．4．3 冷却速率实验

5．4．4 加热速率结果及分析

5．4．5 温控精度分析

5．5 模具真空性能实验

5．5．1 实验方案

5．5．2 实验结果

5．5．3 真空热压对比试验

5．6 导光板热压成型实验

5．6．1 实验方案和方法

5．6．2 实验结果及分析

5．7 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

6．3 创新点

参考文献

致谢

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