CN101730620B - 光学膜片的制造装置、制造方法及所制成的光学膜片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学膜片的制造装置、制造方法及所制成的光学膜片。该用于制造一光学膜片的装置包含一主辊以及一模具膜，该模具膜包含一图案并通过使该图案的一侧接触该主辊的至少一部分而旋转。还包含：至少一涂布辊，用于供应一聚合物树脂至该模具膜的图案；至少一压辊，用于将该模具膜的图案的一表面上的聚合物树脂压至该模具膜的图案的内侧，以将该模具膜的图案的内侧填充以该聚合物树脂；一张力控制辊，用于控制该模具膜的一张力，以一致地控制整个模具膜；一结合辊，用于在该主辊上将该模具膜结合至欲形成该聚合物树脂的图案的一透明构件；一硬化剂，用于硬化该聚合物树脂的图案；以及一分离辊，用于使该模具膜自形成有该聚合物树脂的图案的该透明构件分离。

Description

光学膜片的制造装置、制造方法及所制成的光学膜片

相关申请案相互参照

本申请案主张基于2007年7月31日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请案第10-2007-0076985号的权益，上述韩国专利申请案的全部公开内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明是关于一种用于制造一光学膜片的装置、一种用于制造一光学膜片的方法、以及一种所制成的光学膜片，且更具体而言，本发明是关于一种用于制造应用于一平面显示器的一光学膜片的装置、一种用于制造一光学膜片的方法、以及一种所制成的光学膜片。

背景技术

人们一直利用典型的挤制模(extruding die mold)制造应用于平面显示器的光学膜片。当利用挤制模制造一光学膜片时，每当改变光学膜片的一预期图案的形状时，皆需单独制备一压模(die mold)。此外，随着平面显示器薄化趋势的持续，难以使薄化的光学膜片的一表面具有一均匀厚度，且在利用挤制模制造光学膜片时难以控制在光学膜片内形成的气泡(blowhole)。因此，利用挤制模制成的光学膜片存在光学膜片特性会劣化的问题。

发明内容

本发明提供一种用于制造一光学膜片的装置，其可轻易地包含一预期图案且不造成光学膜片的特性劣化。

本发明还提供一种用于制造一光学膜片的方法，其可轻易地包含一预期图案且不造成特性劣化。

本发明还提供一种利用该光学膜片制造装置制成的光学膜片。

根据本发明的一方面提供一种用于制造一光学膜片之装置，包含：一主辊(master roll)；一模具膜，包含一图案并通过使该图案的一侧接触该主辊的至少一部分而旋转；至少一涂布辊(coating roll)，用于供应一聚合物树脂至该模具膜的该图案；至少一压辊(squeezing roll)，用于将该模具膜的图案的一表面上的聚合物树脂挤压至该模具膜的图案的内侧，以将该模具膜的图案的内侧填充以该聚合物树脂；一张力控制辊，用于控制该模具膜的一张力，以一致地控制整个模具膜；一结合辊(uniting roll)，用于在该主辊上将该模具膜结合至一透明构件，该透明构件欲形成该聚合物树脂的图案；一硬化剂，用于硬化该聚合物树脂的图案；以及一分离辊，用于使该模具膜与形成有该聚合物树脂的图案的该透明构件分离。

于此，该模具膜可成型为例如一带状物。

此外，该涂布辊以一多步骤方式供应该聚合物树脂至该模具膜的图案。

该用于制造光学膜片的装置还包含一树脂供应槽，该树脂供应槽放置于该涂布辊的一下部上并供应该聚合物树脂给该涂布辊，且该树脂供应槽包含一加热单元，用于维持该聚合物树脂于一固定温度。

该用于制造光学膜片的装置还包含至少一夹辊，该夹辊通过夹置该模具膜而放置于该涂布辊的一上部上并支撑该模具膜。

此外，该用于制造光学膜片的装置还包含一树脂供应槽，该树脂供应槽放置于该压辊的一下部上，并供应该聚合物树脂至该压辊。该压辊使该聚合物树脂能够以一多步骤方式填充于该模具膜的图案的内侧。

此外，该硬化剂是一热固化剂或一紫外光固化剂。

根据本发明的另一方面提供一种用于制造一光学膜片的方法，包含：在旋转一模具膜的同时，供应一聚合物树脂至该模具膜的一图案；以压缩方式压挤涂布于该模具膜的图案的一表面的该聚合物树脂，以使该聚合物树脂填充于该模具膜的图案的一内侧；控制供应以该聚合物树脂的该模具膜的一张力，以一致地调整整个模具膜；将该模具膜结合至一透明构件，在该透明构件上欲形成该聚合物树脂的该图案；硬化该聚合物树脂的该图案并转移至该透明构件之上；以及使该模具膜从形成有该聚合物树脂的图案的该透明膜分离。

于此，该聚合物树脂是以一多步骤方式供应至该模具膜的图案。

此外，该用于制造一光学膜片的方法还包含当供应该聚合物树脂时支撑该模具膜。

在该用于制造一光学膜片的方法中，该聚合物树脂是以一多步骤方式填充于该模具膜的图案的内侧。

根据本发明的又一方面提供一种光学膜片，其利用上述用于制造一光学膜片的装置制成。

根据本发明的一种用于制造一光学膜片的装置，利用一涂布辊及一压辊，以一多步骤方式将聚合物树脂完全转移至一模具膜的一图案。而且，该聚合物树脂以压缩方式侵入模具膜的图案的内侧。因此，在制造光学膜片时，该模具膜的一图案造型被准确地转移至透明构件。藉此，可制成高亮度的光学膜片。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的一种用于制造一光学膜片的装置的结构示意图；

图2至图4分别是图1中A、B及C处的放大图；

图5是根据本发明一实施例的一种用于制造一光学膜片的方法依序例示的流程图；以及

图6及图7是根据本发明一实施例的一种光学膜片的立体图。

具体实施方式

在下文详细说明及附图中将详述本发明的实施例。本发明的优点及特征以及达成本发明的方法将参照实施例予以述明，现在将参照附图更全面地说明本发明的实施例。然而，本发明可实施为诸多不同形式，而不应被视为仅限于本文所述的实施例；相反地，提供这些实施例旨在使本揭示内容透彻且完整，并向熟悉此项技术者全面传达本发明的概念。因此，在各实施例中，将不再赘述众所习知的处理步骤、众所习知的装置结构以及众所习知的技术，以免不能清楚地理解本发明。本发明仅由申请专利范围中所述的定义加以界定。在本说明书中，各附图中相同的参考编号指代相同的组件。

本文所用空间相对性措词(例如，「下面」、「下方」及「下部」等表示底部的措词与例如「上方」及「上部」等表示顶部的措词)旨在易于描述图中所示其中一个组件与其他组件的关系。这些空间相对性措词可被视为除图中所示方向外，在使用或操作时还包含这些组件的任意方向。举例而言，若图中所示组件被上下颠倒，则被描述为位于另一组件下面或下方的组件可位于该另一组件上方或上部。因此，包含「底部」的例示性措词可既包含底部方向还包含顶部方向。这些组件可面向另一方向，故可根据取向来解释这些空间相对性措词。

以下，将参照图1至图4说明根据本发明一实施例的一种用于制造一光学膜片的装置。图1是一结构示意图，其例示根据本发明一实施例的一种用于制造一光学膜片的装置。图2至图4分别是图1中A、B及C处的放大图。

如图1所示，根据本发明该实施例的用于制造光学膜片的装置包含一主辊1110、一模具膜1120、一涂布辊1130、一压辊1160、一张力控制辊1170、一结合辊1180、一硬化剂1210、以及一分离辊1220。

主辊1110是一可旋转的圆柱辊，其可由一金属或一弹性材料制成。当主辊1110是由一金属制成时，包含结构钢，例如碳素钢或回火钢。倘若为弹性材料，则可包含耐热的硅橡胶或氟橡胶。

如图2所示，模具膜1120是围绕主辊1110的一外周缘放置。一图案形成于模具膜1120的一侧上，而其另一侧具有一平坦表面以至少局部地接触主辊1110。

模具膜1120可如图2所示包含位于透明膜1122上的一图案膜1124，或者可是一体成形，尽管此在图中并未显示。

此外，还可于透明膜1122侧提供一图中未显示的摩擦单元，其接触模具膜1120及主辊1110。藉此，增大主辊1110与模具膜1120间的摩擦力，以防止主辊1110与模具膜1120间空转。

再者，模具膜1120可成型为例如一带状物。带状模具膜1120的直径应大于上述主辊1110的直径。

模具膜1120可如图2所示具有一半球形图案，或者可被成型为一未在本文中显示的三角棱镜。该图案的形状不受特别限制，而是可根据所欲形成的图案而与光学膜片互补。

此外，模具膜1120应具有一预定表面能量，以接收利用涂布辊1130供应至模具膜1120的图案内侧的聚合物树脂1140。表面能量值是模具膜1120的一物理性质，其相关于与聚合物树脂1140间的黏附性。亦即，需要具有一预定表面能量值，以使模具膜1120的图案接收由涂布辊1130所供应的聚合物树脂1140并使溢出至模具膜1120的图案外的量最小化。可根据聚合物树脂1140的种类控制模具膜1120的表面能量值，其可选自例如约15～65达因/厘米的范围。举例而言，若聚合物树脂1140是一氟树脂，则模具膜1120的表面能量值可是约30达因/厘米或以上。形成模具膜1120的图案的图案膜1124可利用满足上述表面能量值的硅树脂。

参见图1，涂布辊1130与主辊1110分离，且供应聚合物树脂1140至随主辊1110一同旋转的模具膜1120的图案。该用于制造光学膜片的装置可包含至少一涂布辊1130，且可根据该用于制造光学膜片的装置所占据的空间以及聚合物树脂1140的供应效率，调整涂布辊1130的数量。

此外，因涂布辊1130保持一目标数量的聚合物树脂1140且又提供聚合物树脂1140至模具膜1120的图案，故需要具有一预定表面硬度值。亦即，其需要保持来自一树脂供应槽1132的目标数量的聚合物树脂1140，且具有处于能将足够量的聚合物树脂1140供应至模具膜1120图案内侧的范围的表面硬度值，其中树脂供应槽1132是设置于涂布辊1130的一下部。

可根据此处所用聚合物树脂1140的种类以及构成模具膜1120的图案的材料，调整涂布辊1130的表面硬度，该表面硬度可在例如约10-90GPa的范围内选取。

若聚合物树脂1140是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)树脂且模具膜1120的图案是由聚甲基丙烯酸甲酯树脂形成，则涂布辊1130的表面硬度值可以是例如10～20GPa。涂布辊1130可由满足上述表面能量值的硅树脂形成。

置于涂布辊1130下方的树脂供应槽1132容纳有聚合物树脂1140，其提供一使涂布辊1130接触聚合物树脂1140的位置，以为涂布辊1130供应聚合物树脂1130。根据本发明的另一实施例，树脂供应槽1132可包含一喷嘴(图未示)，用于接收一从外部供应的树脂溶液，以供应该树脂溶液至涂布辊1130的表面。

树脂供应槽1132可包含一加热单元(图未示)，用于使聚合物树脂1140维持一具有流动性的液体状态。可利用一溶剂使聚合物树脂1140具有流动性。可根据树脂供应槽1132内所容纳聚合物树脂1140的种类，改变树脂供应槽1132的温度，例如可介于约20～80℃之间。

树脂供应槽1132内所容纳的聚合物树脂1140可以是热固性树脂或紫外光固化的树脂，此可是选自由以下所组成的群组的任一种树脂：聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)树脂、聚碳酸乙烯酯(polycarbonatevinyl)树脂、热塑性弹性体、硅树脂、氟树脂，以及这些材料的一共聚物。除聚合物树脂1140外，树脂供应槽1132可还包含添加剂，例如一光扩散剂以及一抗静电剂。

一夹辊1150是一可旋转的圆柱辊，其可通过夹置模具膜1120而置于涂布辊1130的一上表面上。亦即，在与模具膜1120的图案1124侧相接触的涂布辊1130的一相对侧上，夹辊1150接触模具膜1120的透明膜1122，藉以贴靠涂布辊1130支撑模具膜1120并防止模具膜1120打滑。

此外，可设置压辊1160，以另外提供聚合物树脂1140至被涂布辊1130供以聚合物树脂1140的模具膜1120的图案，并可压按模具膜1120以使其接触主辊1110，进而将置于模具膜1120表面的聚合物树脂1140挤压至模具膜1120内侧，以使模具膜1120的图案内侧完全填充以聚合物树脂1140。

该用于制造光学膜片的装置可包含至少一个压辊1160，且压辊1160的数量可根据该用于制造光学膜片的装置所占据的空间以及聚合物树脂1140的填充状态加以调整。

如图3所示，聚合物树脂1140可利用压辊1160填充于模具膜1120的图案的内侧。

而且，因压辊1160应保持目标数量的聚合物树脂1140并随后将聚合物树脂1140填充于模具膜1120的图案中，故需要具有一预定表面硬度值。亦即，需要使其保持来自树脂供应槽1162的目标数量的聚合物树脂1140，且具有处于能将足够量的聚合物树脂1140供应至模具膜1120图案内的范围的表面硬度值，其中树脂供应槽1162是设置于压辊1160下方。

可根据此处所用聚合物树脂1140的种类以及构成模具膜1120的图案的材料，调整压辊1160的表面硬度，该表面硬度可选自例如约10-90GPa的范围。

若聚合物树脂1140是聚甲基丙烯酸甲酯树脂，则压辊1160的表面硬度值可是约10～20GPa。压辊1160可由满足上述表面能量值的硅树脂形成。

位于压辊1160下方的树脂供应槽1162盛有聚合物树脂1140，其提供一使压辊1160接触聚合物树脂1140的位置，藉以将聚合物树脂1140填充于模具膜1120的图案的内侧。亦可提供一加热单元(图未示)。

张力控制辊1170是一可旋转的圆柱辊，其控制模具膜1120的张力。亦即，在环绕主辊1110的模具膜1120较松或者左右不平衡时，张力控制辊1170一致地控制模具膜1120。张力控制辊1170与主辊1110间隔开，以接触模具膜1120的透明膜1122，且可根据模具膜1120的状态而上下及左右运动，以控制张力。

结合辊1180是一可旋转的圆柱辊，用于将模具膜1120结合至一透明构件1190，以将模具膜1120内的聚合物树脂1140转移至欲形成该图案的透明构件1190。

结合辊1180通过夹置模具膜1120及透明构件1190而设置于主辊1110上，并从透明构件1190侧挤压透明构件1190及模具膜1120，以将模具膜1120的图案内的聚合物树脂1140转移至透明构件1190。

此时，透明构件1190被从一单独设置的退绕辊(unwinder roll)1182提供至结合辊1180，并由一可透射光的膜状透明材料形成，例如由聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙烯醇(polyvinylalcohol)树脂、聚降冰片烯(polynorbornene)树脂、聚酯树脂形成。

结合辊1180以一预定力施加一压力，以将模具膜1120的图案内的聚合物树脂1140与透明构件1190结合于一起，藉此以压缩方式按压模具膜1120的聚合物树脂1140与透明构件1190。此时，结合辊1180对主辊1110的压缩压力可例如约为1～10千克力/平方厘米。

硬化剂1210使转移至透明构件1190的聚合物树脂1140硬化，以防止由聚合物树脂1140形成的图案从透明构件1190分离。例如，硬化剂1210可以是一热固化剂或者一紫外光固化剂。此可根据所用聚合物树脂1140的种类加以选取。

聚合物树脂1140在硬化剂1210作用下硬化，进而于透明构件1190上形成由聚合物树脂1140构成的预期图案。在硬化剂1210作用下硬化的聚合物树脂1140附着于透明构件1190上，如图4所示。

分离辊1220是一对可旋转的圆柱辊，其使模具膜1120从包含透明构件1190的光学膜片分离，此时透明构件1190上附着有由在硬化剂1210作用下硬化的聚合物树脂所构成的图案。

尽管图中未显示，该用于制造光学膜片的装置可还包含一重绕辊(rewinderroll)，以卷绕利用分离辊1220分离的光学膜片。

现在，将参照图1至图5说明一种利用根据本发明上述实施例的光学膜片制造装置制造一光学膜片的方法。图5是一流程图，其依序例示根据本发明一实施例的一种用于制造一光学膜片的方法。

首先，供应聚合物树脂至一模具膜的一图案(图5的S1)。

如图1所示，当一主辊1110旋转时，一环绕主辊1110的一外圆周且至少局部接触主辊1110的模具膜1120旋转，以从一涂布辊1130向模具膜1120供应一聚合物树脂1140。

此时，涂布辊1130沿与主辊1110相反的方向旋转，并将从设置于涂布辊1130下方的一树脂供应槽1132提供的聚合物树脂1140供应至模具膜1120的图案。

供应至模具膜1120的图案的聚合物树脂1140可按一多步骤方式通过至少一或例如二个压辊1160供应，以填满模具膜1120的图案。当以多步骤方式供应聚合物树脂1140时，可使容易包含于聚合物树脂1140中的气泡数量最小化。藉此，可使一完工光学膜片内所出现的气泡数量最小化，以避免光学膜片的特性劣化。

此时，一树脂供应槽1132的温度可是例如约20～80℃，以使其中所容纳的聚合物树脂1140维持一预定黏度，例如50～5,000cps。

此外，一置于涂布辊1130的一上部的夹辊1150通过夹置模具膜1120，沿与涂布辊1130相反的方向旋转，以抵靠涂布辊1130支撑模具膜1120并防止模具膜1120打滑。

此后，将聚合物树脂填充于模具膜的图案内侧(图5的S2)。

利用压辊1160将供应以聚合物树脂1140的模具膜1120按压至主辊1110，进而以压缩方式按压存在于模具膜1120表面的聚合物树脂1140，使其填充于模具膜1120的图案中。压辊1170沿与主辊1110相反的方向旋转，并随后由置于压辊1160的一下部的树脂供应槽1162为其供应聚合物树脂1140。藉此，将聚合物树脂另外填充于模具膜1120的图案内侧。

填充于模具膜1120的图案中的聚合物树脂1140可按一多步骤方式通过至少一个或例如二个压辊1160供应。若以多步骤方式填充聚合物树脂1140，可使容易包含于聚合物树脂1140中的气泡数量最小化。藉此，可使一完工光学膜片内所出现的气泡数量最小化，以避免光学膜片的特性劣化。

此时，树脂供应槽1162的温度可是例如约20～80℃，以使其中所容纳的聚合物树脂1140维持一预定黏度，例如50～5,000cps。

然后，控制模具膜的张力，以一致地调整整个模具膜(图5的S3)。

在聚合物树脂1140填充于模具膜1120的图案中的状态下，可利用一张力控制辊1170一致地调整整个模具膜1120。此时，可根据模具膜1120的状态，通过在张力控制辊1170沿与主辊1110相同的方向旋转时上下、左右地移动一旋转中心轴，控制模具膜1120的张力。

此后，将模具膜结合至一欲形成该聚合物树脂图案的透明构件(图5的S4)。

将模具膜1120的图案中填充达到实质100％的聚合物树脂1140结合至透明构件1190。透明构件1190通过一退绕辊1182接连提供至一结合辊1180。

然后，在主辊1110及结合辊1180沿彼此相反的方向旋转的同时，通过夹置模具膜1120及透明构件1190，结合辊1180以一预定压力(例如1～10千克力/平方厘米)按压透明构件1190及模具膜1120。藉此，将透明构件1190与模具膜1120结合于一起，以将模具膜1120的图案中的聚合物树脂1140转移至透明构件1190。

接着，硬化聚合物树脂图案并转移至透明构件(图5的S5)。

转移至透明构件1190的聚合物薄膜1140的图案在穿过结合辊1180及主辊1110的同时被硬化，以防止聚合物树脂1140的图案从透明构件1190分离。举例而言，可使用一紫外光固化剂或一热固化剂作为一用于硬化聚合物树脂1140的硬化剂1210。而且，适宜的硬化剂1210是根据聚合物树脂1140的种类选取。通过实施硬化，聚合物树脂1140被作为一预定图案附着至透明构件1190上。

此后，使包含一硬化的聚合物树脂图案的透明构件从模具膜分离(图5的S6)。

使透明构件1190上作为预定图案的硬化聚合物树脂(图4的1142)穿过一对分离辊1220，藉此从模具膜1120上分离。

利用上述方法制成的光学膜片经一重绕辊(图未示)卷绕，并经受一般光学膜片的处理。如图6及图7所示，包含由聚合物树脂所形成的图案P以及透明构件B的光学膜片可是一扩散膜片、一棱镜膜片等，其适用于平面显示器(例如液晶显示器)的背光总成。

尽管上文是参照本发明的实例性实施例来具体显示及说明本发明，然而此项技术中的通常技术者将理解，在不违背由所附权利要求所界定的本发明精神及范畴的情况下，亦可在形式及细节上对其作出各种改动。

工业适用性

根据本发明的光学膜片制造装置、光学膜片制造方法以及所制成的光学膜片可应用于液晶显示器、液晶显示器中所用背光总成、以及背光总成中所用光学膜片的技术领域。

Claims (13)

1.一种用于制造一光学膜片的装置，包含：

一主辊；

一模具膜，包含一图案并通过使该图案的一侧接触该主辊的至少一部分而旋转；

至少一涂布辊，用于供应一聚合物树脂至该模具膜的该图案；

至少一压辊，用于将该模具膜的该图案的一表面上的该聚合物树脂压至该模具膜的该图案的内侧，以将该模具膜的该图案的该内侧填充以该聚合物树脂；

一张力控制辊，用于控制该模具膜的一张力，以一致地控制整个模具膜；

一结合辊，用于在该主辊上将该模具膜结合至欲形成该聚合物树脂的该图案的一透明构件；

一硬化剂，用于硬化该聚合物树脂的该图案；以及

一分离辊，用于使该模具膜从形成有该聚合物树脂的该图案的该透明构件分离。

2.如权利要求1所述的制造该光学膜片的装置，其特征是该模具膜是成型为一带状物。

3.如权利要求1所述的制造该光学膜片的装置，其特征是该涂布辊以一多步骤方式供应该聚合物树脂至该模具膜的该图案。

4.如权利要求1所述的制造该光学膜片的装置，其特征是还包含一树脂供应槽，该树脂供应槽放置于该涂布辊的一下部上并供应该聚合物树脂至该涂布辊。

5.如权利要求4所述的制造该光学膜片的装置，其特征是该树脂供应槽包含一加热单元，用于维持该聚合物树脂于一固定温度。

6.如权利要求1所述的制造该光学膜片的装置，其特征是还包含至少一夹辊，该夹辊通过夹置该模具膜而放置于该涂布辊的一上部上，并支撑该模具膜。

7.如权利要求1所述的制造该光学膜片的装置，其特征是还包含一树脂供应槽，该树脂供应槽放置于该压辊的一下部上，并供应该聚合物树脂至该压辊。

8.如权利要求1所述的制造该光学膜片的装置，其特征是该压辊使该聚合物树脂能够以一多步骤方式填充于该模具膜的该图案的该内侧。

9.如权利要求1所述的制造该光学膜片的装置，其特征是该硬化剂是一热固化剂或一紫外光固化剂。

10.一种用于制造一光学膜片的方法，包含：

在旋转一模具膜的同时，供应一聚合物树脂至该模具膜的一图案；

以压缩方式按压涂布于该模具膜的该图案的一表面的该聚合物树脂，以使该聚合物树脂填充于该模具膜的该图案的一内侧；

控制供应以该聚合物树脂的该模具膜的一张力，以固定不变地调整整个该模具膜；

将该模具膜结合至一透明构件，在该透明构件上欲形成该聚合物树脂的该图案；

硬化该聚合物树脂的该图案并转移至该透明构件之上；以及

使该模具膜从形成有该聚合物树脂的该图案的该透明膜分离。

11.如权利要求10所述的用于制造该光学膜片的方法，其特征是该聚合物树脂是以一多步骤方式供应至该模具膜的该图案。

12.如权利要求10所述的用于制造该光学膜片的方法，其特征是还包含在供应该聚合物树脂时支撑该模具膜。

13.如权利要求10所述的用于制造该光学膜片的方法，其特征是该聚合物树脂是以一多步骤方式填充于该模具膜的该图案的该内侧。

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