[0001] 本实用新型涉及背光及照明技术领域，具体而言，涉及一种光学功能板。

[0002] 光学板材广泛应用在液晶显示、LED照明及成像显示系统中，通过化学或物理的手段，利用光线在行径途中遇到两个折射率(密度)相异的介质时，发生折射、反射与散射的物理现象，对耦合进入板材的光进行反射与折射，将线光源或者点光源转化为面光源，从而实现均匀化光源的效果。

[0003] 目前，光学板材的基材通常采用PMMA/PC/PE/PS等塑料，但是这些板材由于材质单一，均存在扩散性不够、匀光效果较差且质量较重的缺点。实用新型内容

[0004] 本实用新型旨在一定程度上解决：如何提供一种均匀度和亮度较高、功耗较低、质量更轻的光学功能板。

[0005] 为解决上述问题，本实用新型提供了一种光学功能板，包括依次连接的出光层、主体层和入光层，所述主体层包括基体以及位于所述基体内的多个微孔结构，沿所述基体的中心向外沿的方向，所述微孔结构的分布密度逐渐减小。

[0006] 可选地，所述光学功能板通过挤出机模内共挤制成。

[0007] 可选地，所述出光层和所述入光层均由包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种的材料制成，所述主体层由包括可发性聚苯乙烯或可发性聚苯乙烯与聚苯乙烯混合物的材料制成。

[0008] 可选地，所述微孔结构的孔径为5‑100μm。

[0009] 可选地，所述出光层的厚度和所述入光层的厚度均小于所述主体层的厚度。

[0010] 可选地，所述出光层和所述入光层的厚度均占所述光学功能板总厚度的9％‑11％。

[0011] 可选地，所述光学功能板的总厚度为0.8‑3.0mm。

[0012] 可选地，所述出光层背离所述主体层的一面和/或所述入光层背离所述主体层的一面设置有多个预设形状的微结构。

[0013] 可选地，所述预设形状包括棱柱型、四棱锥型、半球体型、三棱台型、三棱锥型、圆锥体型、圆锥台型和磨砂型中的至少一种。

[0014] 可选地，所述微结构的高度为0.1‑20μm。

[0015] 相对于现有技术，本实用新型提供的光学功能板具有以下优势：

[0016] (1)本实用新型通过在主体层内设置多个微孔结构，且限定微孔结构的位置分布，使得基体上离出光层或入光层越近的位置，微孔结构的数量越少，这样不仅保证微孔结构可以有益于光斑的扩散，增强光学功能板的导光性；同时避免由于与入光层或出光层接触的微孔结构过多，而导致的主体层与出光层、入光层之间结合力差、容易脱落的问题，提高了光学功能板的整体结构稳定性。

[0017] (2)本实用新型通过在光学功能板的上表面和/或下表面上设置多个微结构，使得光学功能板的表面呈现非光滑结构，这样可以避免搭配液晶玻璃所产生的干涉问题，从而提升光学功能板的增亮效果。

[0022] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0023] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

[0024] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

[0025] 结合图1、图2所示，本实用新型实施例提供了光学功能板，包括依次连接的出光层1、主体层2和入光层3，主体层2包括基体21以及位于基体21内的多个微孔结构22，沿基体21的中心向外沿的方向，微孔结构22的分布密度逐渐减小。

[0026] 具体地，主体层2位于出光层1和入光层3中间，整体为三层复合一体结构。且由于主体层2以含可发性聚苯乙烯(EPS)粒子为主体原材料，制备过程中会发泡产生多个微孔结构22，发泡微孔结构22可以使光线发生不同方向的折射、反射与散射，从而改变光的行进路线，实现入射光充分散色以此产生光学扩散的效果，可以进一步提升光线进入板材的均匀化扩散和遮瑕效果，同时可以减少扩散剂及主体材料的使用量。但是，由于包括多个微孔结构22，主体层2的强度会一定程度上降低，且微孔结构22还会影响主体层2与出光层1、入光层3之间的结合力。

[0027] 在此，所述的沿基体21的中心向外沿的方向，微孔结构22的分布密度逐渐减小，也即为基体21内，越靠近主体层2和入光层3，分布的微孔结构22的数量越少。

[0028] 由于可发性聚苯乙烯在生产过程中发泡产生微孔结构，导致与其它材料的结合力不强，因此现有的功能板中较少出现将可发性聚苯乙烯作为主体材料。为突破结合力不强的限制，本实施例提供的光学功能板在制备过程中，通过限定入光层混料和出光层混料在模具内的熔融温度比主体层混料的熔融温度高5‑15℃，且适当增加板材牵引速度和压合的压力，这样使入光层混料和出光层混料能在一定程度上渗入界面处主体层混料形成的微孔隙里，使界面处的多层物料能更好地融合，减少主体层界面附近微孔结构的密度，从而形成主体层内微孔结构分布的渐变密度，且保证三层物料复合的牢固程度。

[0029] 由此，本实用新型实施例通过在主体层2内设置多个微孔结构22，且限定微孔结构22的位置，使得基体21上离出光层1或入光层3越近的位置，微孔结构22的数量越少，这样不仅保证微孔结构22可以有益于光斑的扩散，从而增强光学功能板的导光性；同时避免由于与入光层3或出光层1接触的微孔结构22过多，而导致的主体层2与出光层1、入光层3之间结合力差、容易脱落的问题，提高了光学功能板的整体结构稳定性。

[0030] 其中，光学功能板通过挤出机模内共挤制成。具体地，通过先设定好挤出机的温度、计量泵压力、喂料速率和主机转速等参数，然后将出光层混料、主体层混料以及入光层混料各自按配比称量后在混料机中混合均匀，投入对应挤出机的物料口，通过三台挤出机同时工作，使挤出机中熔融状态的物料在模具内复合后通过模口挤出为一个整体，从而制备多层结构光学功能板。这样一方面提高了光学功能板中各层的连接稳定性，增强了各层的厚薄控制精度；另一方面，简化了模组生产工序，降低了原料损耗和生产成本，提升了生产自动化程度。

[0031] 出光层1的基材和入光层3的均由包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚乙烯PE和聚丙烯PP中的一种或多种的材料制成；主体层2由包括可发性聚苯乙烯EPS或可发性聚苯乙烯与聚苯乙烯混合物的材料制成。

[0032] 由此，通过设置不同原料，创造性地将可发性聚苯乙烯引入光学功能板中，利用其发泡性质，在光学功能板中增加微孔结构22，从而提高其导光性能，同时，相同体积下的EPS主体层的重量远小于PMMA/PS/PC/PE/PP制成的主体层的重量。因此，本实用新型提供的具备发泡结构的光学功能板轻量化程度高，可以机械手臂作业，不仅便于运输和组装，提高了生产效率，且节省了加工时间和成本，有利于大规模推广。

[0033] 微孔结构22可以使光线发生不同方向的折射、反射与散射，从而有利于光的扩散，其孔径对光的行进路线有极大的影响，且孔径越大，重量越轻，但板材强度也会相应下降。因此，在本实用新型实施例中，优选地，微孔结构22的孔径范围为5‑100μm。

[0034] 此外，出光层1的厚度和入光层3的厚度均小于主体层2的厚度，因为相对于光源来说，出光层1位于光学功能板的最上层作为出光面，入光层3位于光学功能板的最下层作为入光面，直接接触光源，这两层都属于功能层。而EPS制成的主体层2为位于光学功能板的中间作为主体，且存在很多微孔结构22，故将其设置为最厚的一层，这样可以有效降低板材用量，降低材料成本，以及更好地实现背光模组的轻薄化；而且发泡微孔结构22的层厚大一点可以增加发泡结构光线行程，进一步提升光线进入板材的均匀化扩散效果。实际生产中，各层的厚度可根据需求在合理区间范围内灵活调整，在本实用新型实施中，优选地，出光层1和入光层3的厚度均占光学功能板总厚度的9％‑11％，其中，光学功能板的总厚度为0.8‑3.0mm。

[0035] 进一步地，出光层1背离主体层2的一面和/或入光层3背离主体层2的一面均表面设置有多个预设形状的微结构4。

[0036] 将出光层1、主体层2以及入光层3通过挤出机模内共挤制成光学功能板时，在光学功能板成型的上表面和/或下表面上压制预设形状的多个微结构4，使得光学功能板的表面呈现非光滑结构，这样可以避免搭配液晶玻璃所产生的干涉问题，留有一定的空气层，从而提升光学功能板的增亮效果。

[0037] 其中，预设形状包括棱柱型、四棱锥型、半球体型、三棱台型、三棱锥型、圆锥体型、圆锥台型和磨砂型中的至少一种，可以根据实际需要选择。且预设形状的微结构4的底面面积以及高度均可以任意设置，在本实用新型实施例中，微结构4相对于入光层3表面或出光层1表面的高度范围为0.1‑20μm。

[0038] 本实用新型提供的光学功能板，通过在主体层内设置多个微孔结构，且由基体21中心向外分布的微孔结构22的密度逐渐减小，这样不仅保证微孔结构可以有益于光斑的扩散，增强光学功能板的导光性；同时避免由于与入光层或出光层接触的微孔结构过多，而导致的主体层与出光层、入光层之间结合力差、容易脱落的问题，提高了光学功能板的整体结构稳定性。

[0039] 相比于传统光学功能板，同时，本实用新型制备的光学功能板，利用主体层2中的微孔结构22，可以进一步提升光线进入板材的均匀化扩散和遮瑕效果，同时可以制备中减少扩散剂及主体材料的使用量，这种具备发泡结构的光学功能板可以机械手臂作业，而且重量轻，便于运输和组装，从而提高了生产效率，节省了加工时间和成本；另外，在光学功能板表面设置微结构，可以增加入光面的入光量和出光面的出光均匀性，同时对中间层的微孔结构起到比较好的遮蔽效果，增强出光的显示效果，从而扩大在背光及照明产品中的应用环境。

[0040] 为更好地对本实用新型提供的光学功能板的结构性能进行说明，下面提供上述光学功能板的制备步骤：

[0041] 1)备料：将出光层1、主体层2和入光层3的所需塑胶粒子于50‑60℃温度下烘干2‑4小时后，按一定配比将塑胶粒子和添加剂进行混料，在混料机中搅拌均匀形成混料后备用；

[0042] 其中，按重量份数计，出光层混料的组分包括：72‑95％聚苯乙烯、4‑10％硅氧烷光扩散剂、0.1‑2％紫外线吸收剂、0.1‑2％光稳定剂、0.1‑2％抗氧化剂、0.2‑2％抗静电剂、0.5‑10％增韧剂；主体层混料的组分包括：48‑99％可发性聚苯乙烯、0‑39.0％聚苯乙烯、
0.1‑2％紫外线吸收剂、0.1‑2％光稳定剂、0.1‑2％抗氧化剂、0.2‑2％抗静电剂、0.5‑5％增韧剂；入光层混料的组分包括：57‑90％PS、9‑30％硅氧烷光扩散剂、0.1‑2％紫外线吸收剂、
0.1‑2％光稳定剂、0.1‑2％抗氧化剂、0.2‑2％抗静电剂、0.5‑5％增韧剂。

[0043] 且由于出光层1作为出光面，加入扩散剂可以达到遮蔽中间层发泡微孔结构22的作用，同时可以依靠扩散剂调整光线的射出角度，保证画面的细腻性和均匀性。而入光层3作为入光面，加入扩散剂，用于使入射光源扩散进入板材，减少光反射，将点光源转化为面光源，使画面亮度均匀。故优选地，入光层3中扩散剂的含量大于出光层1中扩散剂的含量，针对不同的使用目的调节扩散剂的用量，可以进一步提高反应精确度，从而增加制得的光学功能板的光学效果。

[0044] 2)配模及设备检查：按四层挤出工艺选好对应模具，装上挤出机机头，并检查挤出设备和各转动部位完好情况；

[0045] 3)升温：将控温表调到工作温度，对机筒模具进行加温，温度达到设定值后，恒温20‑30分钟；

[0046] 4)挤料：三台挤出机料斗分别对应的是出光层1、主体层2和入光层3，分别将搅拌均匀后的各基材层混料投至对应基材层的投料口；更换各机过滤网片(300目，400目)，依次点开计量泵，转动螺杆电机，设定好计量泵压力、喂料速率和主机转速等参数，使塑胶材料通过机筒并塑化，挤出机进行挤料，清洁模唇；调节计量泵、主线速度、压力等参数，开始挤出；

[0047] 每台挤出机分八个加热区，具体来讲，出光层1挤出机的第一区下料区温度170‑185℃，第二区预热区温度185‑195℃，第三区加热区195‑205℃，第四、五区融胶区温度205‑
215℃，第六、七区塑化区温度215‑220℃，第八区混胶塑化区温度220‑225℃；主体层2挤出机的第一区下料区温度120‑130℃，第二区预热区温度130‑140℃，第三区加热区140‑150℃，第四、五区融胶区温度150‑160℃，第六、七区塑化区温度160‑170℃，第八区混胶塑化区温度170‑180℃；入光层3挤出机的第一区下料区温度170‑185℃，第二区预热区温度185‑
195℃，第三区加热区195‑205℃，第四、五区融胶区温度205‑215℃，第六、七区塑化区温度
215‑220℃，第八区混胶塑化区温度220‑225℃。

[0048] 出光层1和入光层3对应的挤出机带有抽真空排气装置，真空排气装置的真空度控制在‑0.08‑0.1Mpa，主体层2挤出机没有抽真空排气装置。在本实施例中，预设形状为磨砂型，预设条件为：模具温度190‑200℃；上磨砂结构辊温度100‑115℃，中磨砂结构辊温度95‑105℃，镜面结构辊温度80‑90℃；泵前压力3.5±0.5Mpa；在长、宽不变的前提下，正常调速
2.0m/min时，厚度变化0.1mm。

[0049] 5)复合及压板：三台挤出机内各自的物料熔融后，挤出至模具内复合，并通过模具出料口挤出复合板材；用表面刻有磨砂型微结构4的辊筒将所述板材的上表面和下表面均热压成磨砂微结构4；

[0050] 辊筒一般为表面进行了雕刻预设形状微结构4处理的辊筒，将复合板材放置在工作台上，再以上述辊筒滚动将上述复合板材的上表面和/或下表面热压成为预设形状的微结构4。当然，也可以将复合板材放置于上辊筒和下辊筒的中间，通过转动上述上辊筒和下辊筒将复合板材的上表面和/或下表面热压成具有预设形状微结构4的复合板材。

[0051] 6)除尘、冷却及牵引：按照生产要求，下刀调好板材宽幅和厚度，并调节辊筒之间的堆料；将多层基板切边处理后进行除尘，通过传送装置将板材逐渐输送至产线后段，牵引中逐渐冷却定型；

[0052] 7)裁切及包装：通过牵引单元的传送装置将板材逐渐输送至产线后段裁切单元，裁切为所需要的尺寸，并用机械手臂抓取堆积堆叠，随即清洁、打包、入库。

[0053] 本实用新型提供的光学功能板，通过采用可发性聚苯乙烯EPS作为主体层2的基材，使得光学功能板具有发泡微孔结构22，同时通过在板材加工过程中通过控制主体层挤出机的加工温度、挤出量、挤出线速度等参数以及调整可发性聚苯乙烯粒子含量来控制发泡基材层中气孔的粒径大小、基材层厚度和加工均匀性，同时还避免了可发性聚苯乙烯材料与其它材料结合力不好、易剥落的问题。

[0054] 虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。