CN101169496A

CN101169496A - 制作复合光学膜的方法

Info

Publication number: CN101169496A
Application number: CNA2006101374977A
Authority: CN
Inventors: 林圳盛; 游川倍; 罗怡琪; 黎瑞雍
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Corp
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2008-04-30

Abstract

一种制作复合光学膜的方法，包括提供表面具有可塑性材料的基底和表面包括模芯的模具，并利用模具进行一滚动条式(Roll to Roll)工艺，使模具在基底的可塑性材料上形成对应模芯的微结构。

Description

制作复合光学膜的方法

技术领域

本发明涉及一种制作复合光学膜的方法，特别是涉及一种可制作出具有两种以上功能性微结构的复合光学膜的方法。

背景技术

液晶显示装置为一种轻薄、省电的平面显示装置，其利用液晶分子的旋转状态及设于液晶分子两侧的两层偏光片来控制透光度，而实现色彩的显示。

目前业界主流的液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)中通过一液晶显示面板(display panel)、一背光模块(backlight unit)以及一框架(frame)所组合而成。其中，背光模块的功用在于提供液晶显示面板适当的光源。因为液晶本身不具有发光性，所以，必须通过背光模块供应充足亮度且分布均匀的光源。而光源穿过背光模块后会进入液晶显示面板，并通过液晶分子，再通过液晶显示面板上的透明像素电极(pixel electrode)调整液晶分子旋转角度，以产生不同的光通量，之后，光源会穿透彩色滤光片(color filter)，进而构成液晶显示装置使用者所观赏的亮丽影像。

一般而言，背光模块(back light module)设置于液晶显示面板的下方，并利用一光源与一光学模块所组成。请参考图1，图1为先前技术中侧光式(edge lighting type)液晶显示装置的背光模块的结构示意图。如图1所示，背光模块10包括一反射片(reflector)12、导光板14(light guide plate，LGP)、扩散板(diffuser)16、棱镜片(prism sheet)18、棱镜片20以及扩散板22。另外，光学模块10上方则为含有偏光片(polarizer)的液晶显示面板24。

在此先前技术中，光源11位于背光模块10的一侧，其中光源11可以是一发光二极管(light emitting diode，LED)光源。光源11所发出的光线可通过导光板14导引光线方向。另外，自导光板14底面露出的光线则可通过反射片12反射回导光板14中，以增加光线的利用。光线在进入导光板14后，会再进入扩散板16中，因为扩散板16表面分布有多个突出的微结构可用来散射光线，所以光线可更均匀分散至液晶显示面板中。接着，光线会进入棱镜片18、20中，棱镜片18、20其上的棱镜图案彼此呈垂直方向交错，使得散射的光线可再度被集中，因此减少光耗损并增加面板亮度。之后，光线会行进至扩散板22中，让光线再度均匀地分散开来。最后，光线会进入液晶显示面板中以显示画面。

由于光学模块10是通过多片光学膜构成，所以，使得组装以及成本都难以控制，因此如何透过工艺整合，使得先前技术中的数片光学膜得以保有其功能，又能简化其工艺和成本，即为该领域重要的课题。

发明内容

本发明提供一种制作复合光学膜的方法，以解决上述问题。

本发明的主要目的是提供一种制作复合光学膜的方法，包括提供基底，基底表面包括可塑性材料，提供模具，模具表面分别包括多个模芯，以及利用模具进行一滚动条式(Roll to Roll)工艺，使模具分别在基底的上、下两面的可塑性材料上形成对应模芯的微结构。

因为本发明可直接利用长膜工艺、压模工艺以及射出工艺制作出具有两种以上功能性微结构的复合光学膜，所以可以简化工艺，降低成本，且后续的组装工艺也更简易。

附图说明

图1为先前技术中侧光式液晶显示装置的光学模块的结构示意图。

图2为本发明第一实施例的光学膜结构示意图。

图3为本发明第二实施例的光学膜结构示意图。

图4为本发明第三实施例的光学膜结构示意图。

图5为本发明制作图2复合光学膜的工艺示意图。

图6为本发明利用压模工艺制作出复合光学膜工艺示意图。

图7为本发明利用射出工艺制作出复合导光板的工艺示意图。

简单符号说明

10 光学模块

11 光源

12、46 反射片

14 导光板

16、22 扩散板

18、20 棱镜片

24 液晶显示面板

26 复合光学膜

28、38 基板

30、48 集光微结构

32 扩散微结构

36 复合导光板

40 第一扩散微结构

42 第二扩散微结构

52、60、71、73 成形材料

54、62 滚筒

56、72、80 集光微结构图案

64、74、82 扩散微结构图案

68 基材

70 压制模具

78 成形模具

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明第一实施例的光学膜结构示意图。如图2所示，一复合光学膜26包括一基板28、一集光微结构30以及一扩散微结构32。其中，集光微结构30包括多个棱镜状结构，因此具有棱镜片的功用，可通过改善光线行进角度而集中光线，减少光耗损并增加面板亮度。而扩散微结构32包括多个表面粗糙的微型结构，其具有扩散板的功效，可让光线均匀的分散开来。换句话说，在第一实施例中，复合光学膜26同时具有先前技术中的扩散板和棱镜片两者的功效。

在复合光学膜26的使用方面，当光源射入复合光学膜26后，光线会先进入导光板(未显示)，再进入复合光学膜26中，扩散微结构32会先均匀分散光源。之后，集光微结构30会再集中光线，然后，光线会再射入其它光学膜或者直接射入液晶显示面板中。

当然，本发明的精神亦可以运用在导光板的制作。请参考图3，图3为本发明第二实施例的光学膜结构示意图。一复合导光板36包括一基板38、一第一扩散微结构40以及一第二扩散微结构42。其中，第一扩散微结构40包括多个具有扩散功能的图案，具有扩散板的功用，而第二扩散微结构42则具有多个曲面形图案，具有导光功能，以使光线行进至整个复合导光板36中。所以，当光线进入复合导光板36后，可通过第二扩散微结构42的导光功能而均匀分布至复合导光板36内，而且由复合导光板36底部所露出的光线亦会先经由第二扩散微结构42，使得光线扩散之后，再经由反射片46反射回复合导光板36中。另一方面，第一扩散微结构40则使由复合导光板36射出的光线均匀分散，然后再射入其它光学膜或者直接射入液晶显示面板中。

另外，请参考图4。图4为本发明第三实施例的导光板结构示意图。图4将图3的第一扩散微结构40置换成集光微结构48。所以，当光线进入复合导光板36后，集光微结构48会使光线集中后，再射入其它光学膜或者直接射入液晶显示面板中。而由复合导光板36底部露出的光线则会先经由第二扩散微结构42均匀化，然后通过反射片46反射，再进入复合导光板36中。当然，上述扩散微结构40、42、48也可以由曲面形结构、圆形、三角形等其它几何图形所构成。

请参考图5，图5为本发明制作图2复合光学膜的工艺示意图。如图5所示，利用滚动条式(Roll to Roll，或称卷对卷)工艺的长膜技术先于基板28的上、下两面分别涂布一层成形材料52、60以形成制作使用的基材。然后，再分别利用具有不同模芯的滚筒54、62滚压过成形材料52、60，即可在成形材料52、60上形成所需的图案。其中，滚筒54具有棱镜状的集光微结构图案56，所以滚压后的成形材料52形成集光微结构30；而滚筒62具有矩形的扩散微结构图案64，则滚压后的成形材料60具有扩散微结构32。另外，基板28可由数十至数百微米厚的多元脂(polyester，PET)、塑料(polycarbonate，PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(Poly Methylmethacrylate，PMMA)构成，而成形材料52、60则利用紫外光固化树脂或热固型树脂所形成。若成形材料52、60的材料为固化树脂，则当进行滚动条式工艺而压印出集光微结构30、扩散微结构32后，便以紫外光照射使其固化。而假若成形材料52、60为热固型树脂时，则可利用加热的方式固化微结构。接着，可在集光微结构30、扩散微结构32上方覆盖上保护膜(未显示)，即完成图2的复合光学膜26。

当然，滚筒54、62的模芯可以依照需求任意变化，亦可加厚基板28厚度直接制作成导光板使用，所以亦可利用上述工艺制作出第3、4图的复合导光板，或者更多具有两种以上微结构的光学膜。

请参考图6，图6为本发明利用压模工艺制作出复合光学膜工艺示意图。如图6所示，一基材68通过一压制模具70施压成形，其中压制模具70包括一第一模芯72以及一第二模芯74设置于上、下二侧，其分别具有集光微结构图案以及扩散微结构图案。在制作本发明复合光学膜时，先于基板68的上、下两面分别涂布一层成形材料71、73以形成制作使用的基材，再将基材68置于压制模具70内，然后通过第一模芯72以及一第二模芯74分别对通过基材68的顶面与底面压印即可成形，接着进行脱模并固化微结构的形状。当基材68是由紫外光固化树脂形成时，则照射紫外线以固定形状，若是热固型树脂，则加热固定形状即可。如上所述，本发明亦可通过置换微结构图案，利用压模工艺形成各种复合光学膜和复合导光板。

请参考图7，图7为本发明利用射出工艺制作出复合导光板的工艺示意图。利用一成形模具78，其内部的一面具有集光微结构图案80，另一面具有扩散微结构图案82，将高分子材料灌入成形模具78内，即可形成一面为集光微结构、另一面为扩散微结构的复合导光板。其中，高分子材料可以利用如聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或聚甲基丙烯酸甲酯等材料。一般来说，射出工艺通常仅利用来制作导光板，而不会用来制作厚度0.1厘米(mm)的光学膜。当然，本发明仅需要改变成形模具78内部的模芯即可形成任何具所需的微结构的导光板。

在上述工艺方法中，本发明不仅可以制作出同时具有两种功能性微结构的光学膜，亦可依照所需，改变模芯的型态和种类，藉此形成更多样的复合光学膜。另外，本发明的模芯可经由金属蚀刻、掩模光刻、激光加工、磨料喷射加工以及微放电加工等方式形成。

因为本发明可直接利用滚动条式工艺、压模工艺以及射出工艺制作出具有两种以上功能性微结构的复合光学膜，所以可以简化工艺，降低成本，且后续的组装工艺也更简易。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种制作复合光学膜的方法，包括：

提供基底，该基底表面包括可塑性材料；

提供模具，该模具表面分别包括多个模芯；以及

利用该模具进行滚动条式工艺，使该模具分别在该基底的上、下两面的该可塑性材料上形成对应该些模芯的多个微结构。

2.如权利要求1所述的方法，其中该些模芯包括集光微结构图案与扩散微结构图案。

3.如权利要求2所述的方法，其中该集光微结构图案包括棱镜状结构。

4.如权利要求2所述的方法，其中该扩散微结构图案包括表面粗糙的微型结构或曲面形、圆形的微型结构。

5.如权利要求1所述的方法，其中该基底由多元脂、塑料或聚甲基丙烯酸甲酯材料所构成。

6.如权利要求1所述的方法，其中该可塑性材料选自紫外光固化树脂或热固型树脂。

7.如权利要求1所述的方法，其中该模具包括多个滚筒，该些模芯分别位于该些滚筒表面。

8.如权利要求1所述的方法，其中该复合光学膜为复合导光板。

9.一种制作复合光学膜的方法，包括：

提供模具，该模具包括多个模芯；

提供可塑性材料，置于该模具中；以及

利用压模工艺，使该模具分别在该基底上的上、下两面上的该可塑性材料上形成对应该些模芯的多个微结构。

10.如权利要求9所述的方法，其中该基底由多元脂、塑料或聚甲基丙烯酸甲酯材料所构成。

11.如权利要求9所述的方法，其中该可塑性材料选自紫外光固化树脂或热固型树脂其中之一或者其组合。

12.如权利要求9所述的方法，其中该模具为压制模具，该压制模具内部的上、下两面具有该些模芯。

13.如权利要求9所述的方法，其中该些模芯包括集光微结构图案以及扩散微结构图案。

14.如权利要求13所述的方法，其中该集中微结构图案包括棱镜状结构。

15.如权利要求13所述的方法，其中该扩散微结构图案包括表面粗糙的微型结构或曲面形、圆形的微型结构。

16.如权利要求13所述的方法，其中该些模芯包括集光微结构图案设于该模具内侧上部以及扩散微结构图案设于该模具内侧下部。

17.如权利要求9所述的方法，其中该复合光学膜为复合导光板。

18.一种制作复合光学膜的方法，包括：

提供可塑性材料；

提供模具，该模具包括多个模芯；以及

利用射出工艺，将该可塑性材料射入该模具中，使该模具在该可塑性材料的上、下两面上，形成对应该些模芯的多个微结构，以形成该复合光学膜。

19.如权利要求18所述的方法，其中该复合光学膜为复合导光板。

20.如权利要求19所述的方法，其中该可塑性材料选自聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

21.如权利要求19所述的方法，其中该模具内部的上、下两面具有该些模芯。

22.如权利要求21所述的方法，其中该些模芯包括集光微结构图案、扩散微结构图案。

23.如权利要求22所述的方法，其中该集光微结构图案包括棱镜状结构。

24.如权利要求22所述的方法，其中该扩散微结构图案包括表面粗糙的微型结构或曲面形、圆形的微型结构。

25.如权利要求22所述的方法，其中该可塑性材料灌入该模具中以形成该复合光学膜。