开题报告模板 华中科大

题目:一种薄型导光板成型方法的研究                

       院  系:   远程与继续教育学院  

               站  点:  蒋震基金工业培训中心 

专  业:     工  业  工  程    

姓  名:        朱 文 武       

学  号:       C200743462      

指导教师:      吕  卫  文     

华中科技大学远程与继续教育学院

                        2009 年 3月

开 题 报 告

一种薄型导光板成型方法的研究

一、选题背景与文献宗述

在2006年，液晶显示器已经完全取代了传统的CRT显示器，占领了整个显示器市场，现在绝大多数人购买显示器时，液晶显示器已经成为了消费者的首选[1]。随着液晶电视的普及，电脑液晶显示器、笔记本、手机屏幕以及各种数字家电的广泛应用，液晶的使用正在急速扩张。

液晶技术产业关联度大，技术层次高，可以为我国的产业结构调整创造条件，为我国新世纪经济的持续性发展奠定基础，是主导我国新世纪经济发展的核心产业之一[2]。国家6优先发展主题的第45个主题就是“高清晰度大屏幕平板显示”，明确规划重点发展高清晰度大屏幕显示产品，开发各种平板和投影显示技术，建立平板显示材料与器件产业链[2]。

导光板就是液晶显示技术的一个关键零组件，导光板一词来自英文译音“Light Guide Plate”，产生于Liquid Crystal Display（LCD）的应用， LCD是通过背光模组来展现显示屏的亮度，而导光板正是背光源模组中较为重要的一个角色[3]。其主要材料多为聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。导光板的主要功能是通过在导光板上面制作微细结构，破坏光在导光板中的全反射，使侧向光导向LCD显示屏，使整个显示屏亮度均匀。

导光板按制程原理分为印刷式和非印刷式，非印刷式导光板是利用精密模具成型，使导光板在射出成型中直接在导光板平面形成密布的微小网点。非印刷式的成型技术难度较高，射出成型属于非印刷式。射出成型在导光板的应用范围也广，几乎从手机导光板到平板电视导光板都可以用射出成型。而印刷方式大部分应用于电脑显示器导光板。

液晶产业在国内的技术才刚起步，许多上、下游的供应链还不齐全，许多核心技术要100%进口，为此国家非常重视液晶产业的发展，已将液晶产业作为重点扶持对象。作为液晶产业一个关键组件导光板的开发人员，需要不断提升技术，经验累积，加强对导光板的开发研究，提升国内导光板的设计制造能力，为国内在液晶产业提升话语权。

二、国内外研究现状分析

我国液晶技术起步于1969年，基本与世界同步，但是七、八十年代LCD研究未列入国家科研攻关项目，经费不足，研究工作出现了低潮，拉大了与国际先进水平的差距，只是到了九十年代才有所改善[4] 。

1999年中国我国液晶专业分会统计，1998年我国从事液晶产业的企业约100家，其中生产LCD的厂家约50家，与LCD相配套的材料，设备厂约20家，进行科研的相关单位约20家，LCD产量占全世界10%以上，但销售额不到3%[4] 。也就是说目前国内所做的都是一些低价值的产品。现在有些厂家已经引进日本的技术和设备，或者与国外的先进的企业合资来进行技术和设备的更新，从而对中国的液晶产业的发展起到了推进作用。

据《中国联合商报》报道，2009年4月13日上午，京东方TFT-LCD六代线项目工程培土奠基，京东方集团是国内惟一一家自主掌握六代以上液晶屏核心技术的企业。京东方TFT-LCD六代线项目的开工建设填补了在液晶显示领域没有六代线的历史，投产后将结束国内液晶显示器件长期依赖进口的现状。

在导光板生产供应的厂家主要集在广东的东莞、深圳以及江苏的昆山。在这些厂家中，目前成型生产的产品均是用在一些中低价的手机显示屏，DVD，MP4，以及数码相框等一些产品上面。国内的导光板一些不足之处在于：(1) 产品的品质达不到中上等的要求；(2) 导光板的模具设计及成型能力与先进技术国家相比存在一定的差距；(3) 成型设备及加工没有日本等国家先进；(4) 对于薄型化导光板的模具设计及成型能力不足；(5) 对于中大尺寸（10.2英寸以上）多穴导光板的模具设计能力成型能力不足；(6) 一些液晶电视的导光板还需要进口，国内没有生产能力；7.目前导光板只能用传统的射出成型方式。

在国外液晶技术已经相当成熟，包括其上下游产业链也如此，据《京华时报》报道三星与索尼联合宣布签署协议，即将在合资工厂S-LCD内增建一条新的第八代液晶面板生产线(第二条八代线)。在2009年第二季度投产。新生产线的产能预计将达到每月6万片。目前索尼推出9.9mm世界最薄的液晶电视，三星笔记本最薄处仅有18mm。液晶产品变薄，相对应的关键零组件导光板也将会变得很薄，目前15.6英寸的导光板可以做到厚度为0.6mm.这种厚度的导光板用传统的成型方法很难射出成型，即使能成型出来，其生产的良率也会很低。目前国内还没有此项技技术。而所谓的薄壁产品定义，一般而言是指成品L/T（长度/厚度）比在100以上，或壁厚在1.0~0.8mm或更小者作为薄壁成品看待[5]。目前除了液晶电视以及电脑显示屏所用导光板厚度较厚外，其它液示屏导光板厚度越来越薄，例如笔记本所用导光板刚开始是以冷阴极灯管作为灯源，如图1.1所示为以CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp）为灯源。冷阴极灯管的一般直径均为2.0mm以上,那时导光板采用楔形入光侧2.2mm,薄边1.0mm,现在随着人们环保意识的增强，因冷阴灯管CCFL含有水银以及功耗大，将逐步被发光二极管LED（Light Emitting Diode）取代。如图1.2为LED为灯源。随着LED的技术的成熟，单颗LED的亮度做到很高且厚度可以做到较薄，厚度为0.6mm、0.8mm的LED已经普遍作为背光灯源在使用。这样就造成导光板的厚度要由2.2mm要往0.6mm迈进，甚至更薄。

2

1

3

图1.1  CCFL为灯源

1-CCFL； 2-楔形导光板 ；3-导光板微结构

2

1

3

图1.2  LED为灯源

1-LED；  2-平板导光板； 3-导光板微结构

目前国内没有一家能够供应笔记本型导光板，现在导光板厚度变薄后，射出成型困难更大。而此类导光板的供应主要集中在日本、韩国、等少数厂家。图1.3为薄型化导光板,此三款导光板基本上算可以代表较高的成型技术。超薄

b) 2.8 inch T=0.45mm

c) 15 inch T=0.8mm

a) 13.1 inch T=0.6mm

图1.3  导光图面

的导光板使用传统的成型方法已经很难成型出来，需要研究一种新的射出成型方法来成型薄型导光板，射出压缩成型技术。日本在导光板射出压缩成型方面有一定的研究，并且已在国内申请了一些专利，但目前还在研究实验中。而在国内，对导光板的此项研究几乎是空白。图1.4射出压缩成型示意图所示，导光板在射出成型时模具型腔先变大，然后塑料在型腔增大的情况易于充填，当在型腔中射出一定量的熔融塑胶料后，模具型腔压缩再回到正常状态下的尺寸，这样通过压缩的方式将导光板成型出来。

图1.4  射出成型压缩示意

三、研究内容

1.研究薄型导光板模具如何设计

传统的模具设计，从设计理念上，从设计方式上以及从模具的加工上进行研究。如何吸收别人先进的模具设计理念和方式，以及设计时及模具加工时的注意事项。并且能根据研究分析的结果将此项技术进行应用。

2.如何进行射出压缩成型

根据研究分析设计好的模具，如何架在成型机上进行成型，根据成型的结果及状况，如何进行修模直至成型出符合要求的导光板。射出压缩成型的导光板应力比较

四、遇到问题及解决方法

1 .模具型腔为可动型腔，移动过程中可能拉伤模仁

解决办法：模具在设计时，做成分体式，并且滑动部分的间隙做成可调

2. 模具的加工精度不够，造成间隙不符合设计要求

解决办法：对核心模仁的形状，位置公差进行合理标注，并对加工后的模仁进行全检，以确保符合要求

3. 模具在组立过程的组装精度不准

解决办法：在模具组立过程中，进行组装过程的精度量测

五、技术路线

1.收集相关射出压缩成型相关资料进行整理分析

2.进行模具开模方案研讨及设计

3.模具加工精度控制

4.模具组立精度控制

5.试模成型

六、进度安排

     第一阶段：选题及收集资料.............2009年3月-2009年4月

第二阶段：开题报告及计划.............2009年4月-2009年6月

第三阶段：课题研究分析...............2009年5月-2009年7月

第四阶段：论文撰写及修改.............2009年5月-2009年7月

第五阶段：申请论文答辨...............2009年7月-2009年9月

第六阶段：毕业答辨...................2009年9月

七、参考文献

[1] 王越. 看液晶显示发展趋势  . http://tech.sina.com.cn/h/2007-12-12

[2] 谷至华. 新一轮平板显示产业重组即将开始 [EB/OL] . http://blog.163.com/zhihuagu@126/blog/static

[3] 严庆华. 小型导光板注射成型技术 ;塑料制造，2006年Z1期; 37-42

[4] 李北伟.我国液晶产业的发展现状及产业发展的技术选择 ;技术经济;2001年04期;27~30

[5] 孙志强.射出成型现场实用技术手册. 台北：塑胶世界杂志社，2001

[6] 张维合.注塑模具设计实用教程. 北京：化学工业出版社，2007.9

[7] 宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册. 北京：航空工业出版社，1994

[8] 黄虹.塑料成型加工与模具. 北京：化学工业出版社，2003

[9] 钟志雄.塑料注射成型技术. 广东：广东科技出版社，1994

[10] 魏万里.塑料模具制造工. 广东：广东科技出版社，1994

[11] 张维合. 注塑模精密成型技术 [J];模具工程，2007 （4）.

[12] 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计. 北京：高等教育出版社，2006.7

[13] 张孝民. 塑料模具设计. 北京：机械工业出版社，2003

[14] MiddlemanS. Fundanmentals of Polymer Processing. McGraw-Hill,1978 

[15] Throne. JamesL. Plastics Process Engineering.New York: Marcel Dekker,1979

[16] VerderberW. LeidelB.Steel for tooling in Plastic