CN101881843A - 抗眩光的光学模块及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗眩光的光学模块，其包括：一基板单元及一薄膜单元。薄膜单元设置于基板单元的上表面上，薄膜单元定义有一基础面，基础面与上表面相距有一高度，薄膜单元还包含有多个凸出结构，每一个凸出结构具有一曲率半径，且两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，每两个凸出结构相邻之间皆形成有一底点，每一个凸出结构具有一顶点。因此，通过薄膜单元的凸出结构，不但对反射光具有优良的散射效果，也可以维持优良的穿透率达93％以上，并降低闪烁点的产生，藉此以避免使用者的眼睛因闪烁点而产生不舒适感。

Description

抗眩光的光学模块及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种光学模块及其制作方法，特别是涉及一种抗眩光的光学模块及其制作方法。

背景技术

近年来在科技不断的提升与突破下，3C产品已广泛的被应用到人们的日常生活，例如可携式笔记型计算机、液晶电视等，进而带动液晶显示面板及其相关光学材料的市场需求。双轴延伸的聚酯薄膜因为具有高透明性、化学阻抗性及尺寸安定性，因此广泛的被应用到各种光学用途薄膜，这种光学用途聚酯薄膜除了需具备一般聚酯薄膜的化学阻抗性及尺寸安定性外，尚必须具备高透明性、低雾度、优良的接着性与滑性等物性，一般都是使用涂布液涂布在聚酯薄膜(如图1的标号1′)的一面或两面(如图1的标号2′)，以提升上述所叙述的物性，先前相关的技术如欧洲专利第1,178,075 A1号；美国专利第6,733,863 B1号；美国专利第6,482,501 B2号等。

在欧洲专利第1,178,075 A1号中提到一种具有高透明性、低雾度及优良接着的聚酯薄膜，其涂布配方为一般现有的成分，包括水性聚酯树脂、压克力树脂、0.01～0.3μm微细颗粒及脂肪族类的氨基化合物等，由于这些纳米/次微米的微细颗粒具有相当大的表面能，涂布干燥后纳米/次微米微细颗粒非常容易团聚形成微米或数十微米尺寸的颗粒，进而影响聚酯薄膜的透明性、雾度及滑性等特性，尤其是团聚的颗粒，若应用于液晶显示面板将可能产生所谓的光学缺陷。

美国专利第6,733,863 B1号及美国专利第6,482,501 B2号亦提到一种具有低雾度及含少量20微米级尺寸以下粒子的聚酯薄膜，其涂布配方亦为一般现有的成分，包括水性共聚酯树脂、聚氨酯树脂及具备滑性功能0.01～1.0μm微细颗粒等，同样的，配方中这些具有相当大表面能的纳米/次微米微细颗粒，涂布干燥后非常容易团聚形成微米尺寸的颗粒，进而影响聚酯薄膜的光学性质。

此外，美国专利第6,482,501 B2号特别强调其利用过滤涂布液的方式滤除20微米以上的微粒，显见其涂布液应有团聚的现象，另外此专利也特别强调光学聚酯膜具备相当良好的热收缩尺寸安定性，惟组成中必须含有相当含量(10～90％)的聚氨酯成分，其耐UV光或耐热性一般较现有的聚酯或压克力树脂等成分为差，面对视觉要求严格的液晶显示面板而言，其色度、色差等特性的表现并非是适当的选择。

一般来说，聚酯薄膜的透明性、雾度与滑性，除了与聚酯薄膜基材(polyethylene terephthalate，简称PET)的结晶(如图1的标号1a′)及其PET膜基材内添加的微米级尺寸滑剂(如图1的标号1b′)的种类和含量有关外，另一重要因素就是涂布在聚酯薄膜基材上的涂布层。涂布层中除了有树脂(如图1的标号2a′)外，一般都会添加微细的粒子(如图1的标号2b′)来改善聚酯薄膜的滑性，同时涂布层的折射率、表面平整性等特性与PET聚酯薄膜的透明性息息相关，而涂布层的微细粒子(如图1的标号2b′)若产生聚集，涂层延伸后会在其的周围产生空隙(Void)等，这种聚集现象、Void及表面平整性不佳都会影响到PET聚酯薄膜的透光率、雾度和滑性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种抗眩光的光学模块及其制作方法，其通过薄膜上方的凸状设计，使光线经由薄膜上方的凸状设计散射出去，以避免光线照射至光学模块(光学板)而反射时影响到使用者的观看质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗眩光的光学模块，其特征在于，包括：

一基板单元，其具有一上表面；以及

一薄膜单元，其设置于该基板单元的上表面上，该薄膜单元定义有一基础面，该基础面与该上表面相距有一高度，该薄膜单元还包含有：多个凸出结构，每一个凸出结构具有一曲率半径，且两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，每两个凸出结构相邻之间皆形成有一底点，该底点位于该基础面上，而这些凸出结构呈现一预定排列而位于该上表面上；

其中，每一个凸出结构具有一顶点，每一个顶点与该基础面相距有一间距，且相邻的两间距为不相等。

所述的抗眩光的光学模块，其中：该基板单元为一压克力基板，该薄膜单元为一紫外线硬化树脂所制成的薄膜，并且每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板单元；

将一模具放置于该基板单元的下端，其中该模具具有多个面向该基板单元的凹陷结构，并且这些凹陷结构与该基板单元之间形成一容置空间；

只将紫外线硬化树脂填充于该容置空间内；

使用紫外光照射上述紫外线硬化树脂，以使得上述紫外线硬化树脂硬化而形成一定位在该基板单元下端的薄膜单元；以及

移除该模具，以使得该薄膜单元的下表面呈现出多个相对应这些凹陷结构的凸出结构。

所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其中：该基板单元为一压克力基板，并且该基板单元为一透明基板，其用以提供紫外光穿透而进行上述紫外线硬化树脂的照射。

所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其中：每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间；两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构呈现一不规则形状的排列；每一个凸出结构具有一顶点，并且两相邻的顶点具有高度差；每两个凸出结构之间具有一底点，并且两相邻的底点具有高度差。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板单元；

只将紫外线硬化树脂设置于该基板单元上；

将一模具朝向上述紫外线硬化树脂施压并停留在该基板单元上，以使得上述紫外线硬化树脂充满于该模具与该基板单元之间，其中该模具的内部具有多个面向上述紫外线硬化树脂的凹陷结构；

使用紫外光照射上述紫外线硬化树脂，以使得上述紫外线硬化树脂硬化而形成一定位在该基板单元上的薄膜单元；以及

移除该模具，以使得该薄膜单元的上表面呈现出多个相对应这些凹陷结构的凸出结构。

所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其中：该基板单元为一压克力基板，并且该基板单元为一透明基板，其用以提供紫外光穿透而进行上述的紫外线硬化树脂的照射。

所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其中：每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间；两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构呈现一不规则形状的排列；每一个凸出结构具有一顶点，并且两相邻的顶点具有高度差；每两个凸出结构之间具有一底点，并且两相邻的底点具有高度差。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板单元，其下表面具有多个向内凹陷的基板凹陷结构；

将一模具放置于该基板单元的下端，其中该模具具有多个面向这些基板凹陷结构的凹陷结构，并且这些凹陷结构与这些基板凹陷结构之间形成一容置空间；

只将紫外线硬化树脂填充于该容置空间内；

使用紫外光照射上述紫外线硬化树脂，以使得上述紫外线硬化树脂硬化而形成一定位在该基板单元下端的薄膜单元；以及

移除该模具，以使得该薄膜单元的上表面及下表面分别呈现出多个相对应这些基板凹陷结构及这些凹陷结构的凸出结构。

所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其中：每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间；两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构呈现一不规则形状的排列；每一个凸出结构具有一顶点，并且两相邻的顶点具有高度差；每两个凸出结构之间具有一底点，并且两相邻的底点具有高度差。

因此，本发明的有益效果在于：本发明在「不需使用微粒子混入紫外线硬化树脂」的情况下，不但能够提升光学模块(光学板)的使用质量，更因为不需使用微粒子而不会造成穿透率的降低，进而提升分辨率及清晰度，并减少光学模块的生产成本。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有LCD光学材料用的聚酯膜的剖面示意图；

图2为本发明抗眩光的光学模块的制作方法的第一实施例的流程图；

图2A至图2C为本发明抗眩光的光学模块的制作方法的第一实施例的制作流程示意图；

图3为本发明抗眩光的光学模块的制作方法的第二实施例的流程图；

图3A至图3C为本发明抗眩光的光学模块的制作方法的第二实施例的制作流程示意图；

图4为本发明抗眩光的光学模块的制作方法的第三实施例的流程图；

图4A至图4C为本发明抗眩光的光学模块的制作方法的第三实施例的制作流程示意图；

图4D为本发明抗眩光的光学模块的第三实施例的立体示意图。

其中，附图标记：

[现有技术]

基材                        1′

基材主要成份                1a′

基材中添加的无机成份        1b′

涂布层                      2′

涂布层主要成份              2a′

涂布层中添加的微粒成份      2b′

[本发明]

基板单元                1a、1b、1c

基板凹陷结构            10c

薄膜单元                2a、2b、2c

凸出结构                20a、20b、20c

顶点                200a、200b、200c

底点                201a、201b、201c

紫外线硬化树脂      Sa、Sb、Sc

模具                M、M′

凹陷结构            M10、M10′

容置空间            M100、M100′

紫外光              U

具体实施方式

请参阅图2、及图2A至图2C所示，本发明第一实施例提供一种抗眩光的光学模块的制作方法，其包括下列步骤：

步骤S100为：请配合图2及图2A所示，提供一基板单元1a，其中该基板单元1a为一透明基板(例如：透明的压克力基板)，其用以提供紫外光穿透。

步骤S102为：请配合图2及图2A所示，将一模具M放置于该基板单元1a的下端，其中该模具M具有多个面向该基板单元1a的凹陷结构M10，并且这些凹陷结构M10与该基板单元1a之间形成一容置空间M100。

步骤S104为：请配合图2及图2B所示，只将紫外线硬化树脂Sa填充于该容置空间M100内，亦即上述紫外线硬化树脂Sa内没有混入任何的微粒子。

步骤S106为：请配合图2、图2B及图2C所示，使用紫外光U照射上述紫外线硬化树脂Sa，以使得上述紫外线硬化树脂Sa硬化而形成一定位在该基板单元1a下端的薄膜单元2a(如图2C所示)。换言之，上述的紫外光U穿透该基板单元1a而进行上述紫外线硬化树脂Sa的照射，以使得上述紫外线硬化树脂Sa硬化并定位在该基板单元1a的下表面。

步骤S108为：请配合图2及图2C所示，移除该模具M，以使得该薄膜单元2a的下表面呈现出多个相对应这些凹陷结构M10的凸出结构20a，其中每一个凸出结构20a的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构20a的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间。

再者，相邻的凸出结构20a具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构20a呈现一不规则形状的排列。此外，每一个凸出结构20a具有一顶点200a，每两个凸出结构20a之间具有一底点201a，并且相邻的顶点200a具有高度差，相邻的底点201a也具有高度差。

请参阅图3、及图3A至图3C所示，本发明第二实施例提供一种抗眩光的光学模块的制作方法，其包括下列步骤：

步骤S200为：请配合图3及图3A所示，提供一基板单元1b，其中该基板单元1b为一透明基板(例如：透明的压克力基板)，其用以提供紫外光穿透。

步骤S202为：请配合图3及图3A所示，只将紫外线硬化树脂Sb设置于该基板单元1b上，亦即上述紫外线硬化树脂Sb内没有混入任何的微粒子。

步骤S204为：请配合图3及图3B所示，将一模具M朝向上述紫外线硬化树脂Sb施压并停留在该基板单元1b上，以使得上述紫外线硬化树脂Sb充满于该模具M与该基板单元1b之间，其中该模具M的内部具有多个面向上述紫外线硬化树脂Sb的凹陷结构M10。

步骤S206为：请配合图3、图3B及图3C所示，使用紫外光U照射上述紫外线硬化树脂Sb，以使得上述紫外线硬化树脂Sb硬化而形成一定位在该基板单元1b上的薄膜单元2b(如图3C所示)。换言之，上述的紫外光U穿透该基板单元1b而进行上述紫外线硬化树脂Sb的照射，以使得上述紫外线硬化树脂Sb硬化并定位在该基板单元1b的上表面。

步骤S208为：请配合图3及图3C所示，移除该模具M，以使得该薄膜单元2b的上表面呈现出多个相对应这些凹陷结构M10的凸出结构20b，其中每一个凸出结构20b的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构20b的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间。

再者，相邻的凸出结构20b具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构20b呈现一不规则形状的排列。此外，每一个凸出结构20b具有一顶点200b，每两个凸出结构20b之间具有一底点201b，并且相邻的顶点200b具有高度差，相邻的底点201b也具有高度差。

请参阅图4、及图4A至图4C所示，本发明第三实施例提供一种抗眩光的光学模块的制作方法，其包括下列步骤：

步骤S300为：请配合图4及图4A所示，提供一基板单元1c，其下表面具有多个向内凹陷的基板凹陷结构10c，其中该基板单元1c为一透明基板(例如：透明的压克力基板)，其用以提供紫外光穿透。

步骤S302为：请配合图4及图4A所示，将一模具M′放置于该基板单元1c的下端，其中该模具M′具有多个面向这些基板凹陷结构10c的凹陷结构M10′，并且这些凹陷结构M10′与这些基板凹陷结构10c之间形成一容置空间M100′。

步骤S304为：请配合图4及图4B所示，只将紫外线硬化树脂Sc填充于该容置空间M100′内，亦即上述紫外线硬化树脂Sc内没有混入任何的微粒子。

步骤S306为：请配合图4、图4B及图4C所示，使用紫外光U照射上述紫外线硬化树脂Sc，以使得上述紫外线硬化树脂Sc硬化而形成一定位在该基板单元1c下端的薄膜单元2c(如图4C所示)。换言之，上述的紫外光U穿透该基板单元1c而进行上述紫外线硬化树脂Sc的照射，以使得上述紫外线硬化树脂Sc硬化并定位在该基板单元1c的下表面。

步骤S308为：请配合图4、图4C及图4D所示，移除该模具M′，以使得该薄膜单元2c的上表面及下表面分别呈现出多个相对应这些基板凹陷结构10c及这些凹陷结构M10′的凸出结构20c，其中每一个凸出结构20c的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构20c的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间。

再者，相邻的凸出结构20c具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构20c呈现一不规则形状的排列。此外，每一个凸出结构20c具有一顶点200c，每两个凸出结构20c之间具有一底点201c，并且相邻的顶点200c具有高度差，相邻的底点201c也具有高度差。

然而，上述关于「这些凸出结构的排列方式」、「相邻的顶点具有高度差」及「相邻的底点具有高度差」的界定并非用以限定本发明，例如：以第一实施例而言，因为不同的设计需求，相邻的顶点200a可以不具有高度差，并且相邻的底点201a也可以不具有高度差。

综合上述两种实施例可知，本发明提供一种抗眩光的光学模块(以第一实施例为例)，其包括：一基板单元1a及一由单一材料通过模具M成形及紫外光U照射下所制成的薄膜单元2a。再者，该薄膜单元2a为一单由紫外线硬化树脂Sa所制成的薄膜(换言之，本发明没有添加任何的微粒子于上述紫外线硬化树脂Sb内)，该薄膜单元2a成形于该基板单元1a上，并且该薄膜单元2a的上表面具有多个凸出结构20a，其中每一个凸出结构20a的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构20a的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间。

关于本发明凸出结构在「不同曲率半径」及「不同表面平均粗造度」的条件下所产生的不同结果，如下表所示：

再者，若模具M面向基板单元的内表面由连续的曲面或球面所组成，曲率半径可介于0.05μm～5μm之间，以0.1μm～3μm较佳，最好是介于0.2μm～1.5μm。若模具M面向基板单元的内表面为凹状结构的设计，其表面平均粗糙度(Ra)可介于0.01μm～5μm之间，以0.05μm～1μm较佳，最好是介于0.1μm～0.5μm。另外，模具M的凹状结构设计，可利用机械加工、化学蚀刻、雷射加工、放电加工或电铸…等制程来制作。

综上所述，具有凹状结构的模具的设计为连续的曲面或球面所组成，以使得薄膜单元的凸出结构不但对反射光具有优良的散射效果，也可以维持优良的穿透率达93％以上，并降低闪烁点的产生，藉此以避免使用者的眼睛因闪烁点而产生不舒适感。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗眩光的光学模块，其特征在于，包括：

一基板单元，其具有一上表面；以及

一薄膜单元，其设置于该基板单元的上表面上，该薄膜单元定义有一基础面，该基础面与该上表面相距有一高度，该薄膜单元还包含有：多个凸出结构，每一个凸出结构具有一曲率半径，且两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，每两个凸出结构相邻之间皆形成有一底点，该底点位于该基础面上，而这些凸出结构呈现一预定排列而位于该上表面上；

其中，每一个凸出结构具有一顶点，每一个顶点与该基础面相距有一间距，且相邻的两间距为不相等。

2.根据权利要求1所述的抗眩光的光学模块，其特征在于：该基板单元为一压克力基板，该薄膜单元为一紫外线硬化树脂所制成的薄膜，并且每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间。

3.一种抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板单元；

将一模具放置于该基板单元的下端，其中该模具具有多个面向该基板单元的凹陷结构，并且这些凹陷结构与该基板单元之间形成一容置空间；

只将紫外线硬化树脂填充于该容置空间内；

使用紫外光照射上述紫外线硬化树脂，以使得上述紫外线硬化树脂硬化而形成一定位在该基板单元下端的薄膜单元；以及

移除该模具，以使得该薄膜单元的下表面呈现出多个相对应这些凹陷结构的凸出结构。

4.根据权利要求3所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于：该基板单元为一压克力基板，并且该基板单元为一透明基板，其用以提供紫外光穿透而进行上述紫外线硬化树脂的照射。

5.根据权利要求3所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于：每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间；两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构呈现一不规则形状的排列；每一个凸出结构具有一顶点，并且两相邻的顶点具有高度差；每两个凸出结构之间具有一底点，并且两相邻的底点具有高度差。

6.一种抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板单元；

只将紫外线硬化树脂设置于该基板单元上；

将一模具朝向上述紫外线硬化树脂施压并停留在该基板单元上，以使得上述紫外线硬化树脂充满于该模具与该基板单元之间，其中该模具的内部具有多个面向上述紫外线硬化树脂的凹陷结构；

使用紫外光照射上述紫外线硬化树脂，以使得上述紫外线硬化树脂硬化而形成一定位在该基板单元上的薄膜单元；以及

移除该模具，以使得该薄膜单元的上表面呈现出多个相对应这些凹陷结构的凸出结构。

7.根据权利要求6所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于：该基板单元为一压克力基板，并且该基板单元为一透明基板，其用以提供紫外光穿透而进行上述的紫外线硬化树脂的照射。

8.根据权利要求6所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于：每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间；两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构呈现一不规则形状的排列；每一个凸出结构具有一顶点，并且两相邻的顶点具有高度差；每两个凸出结构之间具有一底点，并且两相邻的底点具有高度差。

9.一种抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板单元，其下表面具有多个向内凹陷的基板凹陷结构；

将一模具放置于该基板单元的下端，其中该模具具有多个面向这些基板凹陷结构的凹陷结构，并且这些凹陷结构与这些基板凹陷结构之间形成一容置空间；

只将紫外线硬化树脂填充于该容置空间内；

使用紫外光照射上述紫外线硬化树脂，以使得上述紫外线硬化树脂硬化而形成一定位在该基板单元下端的薄膜单元；以及

移除该模具，以使得该薄膜单元的上表面及下表面分别呈现出多个相对应这些基板凹陷结构及这些凹陷结构的凸出结构。

10.根据权利要求9所述的抗眩光的光学模块的制作方法，其特征在于：每一个凸出结构的曲率半径介于0.05μm～5μm之间，并且这些凸出结构的表面平均粗糙度介于0.01μm～5μm之间；两相邻的凸出结构具有不同的曲率半径，并且这些凸出结构呈现一不规则形状的排列；每一个凸出结构具有一顶点，并且两相邻的顶点具有高度差；每两个凸出结构之间具有一底点，并且两相邻的底点具有高度差。

Images