CN101923284A - 光学薄片的制造方法与制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光学薄片的制造方法与制造设备，属于光学薄片领域。所述方法包括：将未硬化的一感光硬化胶涂布在透明的一传输带上，传输带由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成，在传输带的上方设置有一滚轮，且滚轮的表面上具有压印图案，滚轮的表面由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成，在传输带的下方设置有至少一光源；将滚轮滚压在所述感光硬化胶上，以将压印图案转印在所述感光硬化胶上，并在感光硬化胶上形成多个第一微结构；将光源所发出的光照射在第一微结构上，使第一微结构硬化；将硬化后的感光硬化胶与传输带相分离；并分割成多个光学薄片。本发明实施例提供的光学薄片具有较佳的性能与较低的成本。

Description

光学薄片的制造方法与制造设备

技术领域

本发明属于光学薄片领域，特别涉及一种装设在背光模块内部的光学薄片的制造方法与制造设备。

背景技术

近年来，传统的阴极射线管(CRT，Cathode Ray Tube)显示器已渐渐地被液晶显示器取代，主要原因在于液晶显示器释放出的辐射量远远小于CRT显示器，且液晶显示器在这几年的制造成本也显著地降低。一般来说，液晶显示器包括背光模块与液晶面板两大部分，而背光模块的主要功用在于提供光源供液晶显示器使用。

参见图1A，图1A所示为现有技术中的背光模块。该背光模块100包括冷阴极荧光灯管(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)110、反射罩120、扩散板130、扩散膜142与增亮膜(BEF，Brightness Enhancement Film)144，CCFL110用以产生光源，而反射罩120则是用以将间隔排列的CCFL110所产生的光线导引至朝扩散板130的方向。扩散板130的功用主要是将CCFL110发出的光线进行扩散，使照射至到液晶面板(未标示在图中)的光线更加均匀，而不会在液晶显示器的显示面上产生亮度不均匀的现象。此外，由于扩散板130具有多个光扩散粒子，所以会造成扩散板130的穿透率降低。一般来说，扩散板130的穿透率为50％-70％。

目前，扩散板130主要由射出成型的方式制成。然而，随着轻薄的趋势成为风尚，扩散板130的厚度也愈来愈薄。然而，当扩散板130愈来愈薄时，其各种工艺参数(如：模仁温度)将难以控制，这将导致扩散板130的成型率降低。此外，扩散板130的主要材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，Polymethyl Methacrylate)，此材质容易吸水，从而导致扩散板130容易翘曲变形。

扩散板130往往仍不能完全克服亮度不均匀的现象，所以需加上扩散膜142，使光线更均匀地扩散，扩散膜142是一种在其表面上均匀涂有光扩散粒子的光学膜。另外，为了增加视角范围的亮度，因此在扩散膜142的上方加上增亮膜144，增亮膜144的厚度约0.062mm-0.375mm。由于增亮膜144的上方设有多个菱镜状的微结构，因此具有聚光的效果，可以使增亮膜144射出的光线出光角度变小，进而增加背光模块100在视角范围内所呈现的亮度。

参见图1B，图1B所示为图1A中增亮膜的前视图。增亮膜144主要由一基板144a与一结构层144b构成。其中，基板144a的厚度约为175μm，其材质为透明的聚对苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)，而结构层144b的厚度约为25μm，其材质则为感光硬化胶(photosensitive resin)。

然而，基板144a的设置会使材料成本增加。而且，当光线I1从增亮膜144的入射面144c入射后，需经过二层介质(即基板144a与结构层144b)才能从增亮膜144的出射面144d射出，这样会增加光的损耗。此外，由于基板144a与结构层144b分别由不同的材质构成，折射率也互相不同，所以光线I1至少需要经过三次折射才能从增亮膜144的出射面144d射出，进一步增加光的损耗。而且，增亮膜144的设计者在设计时也需考虑较多的变量，而使设计上的困难度增加。

因此，如何提高扩散板130的成型率、降低增亮膜144的材料成本且减少设计者在设计上的困难度，是值得本领域具有通常知识者考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学薄片，该光学薄片可减少材料成本、减少光的损耗及设计者在设计上的困难度。

根据上述目的与其它目的，本发明提供一种光学薄片，该光学薄片使用在背光模块的内部，该光学薄片的表面上具有多个第一微结构，该光学薄片的特征在于：该光学薄片主要由硬化后的感光硬化胶构成。其中，感光硬化胶为紫外线硬化胶。

根据上述目的与其它目的，本发明提供一种光学薄片的制造方法，其包括下述的步骤：首先，将一未硬化的感光硬化胶涂布在一成型模上，该成型模的表面上具有多个第二微结构，而该感光硬化胶涂布在这些第二微结构上；将一压板覆盖在感光硬化胶上，且该压板由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成；然后，将感光硬化胶硬化，形成一光学薄片；最后，使光学薄片与成型模及压板相互脱离。其中，感光硬化胶为紫外线硬化胶。

根据上述目的与其它目的，本发明提供另一种光学薄片的制造方法，其包括下述的步骤；首先，将未硬化的一感光硬化胶涂布在透明的一传输带上，传输带是由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成；在传输带的上方设置有一滚轮，且该滚轮的表面上具有压印图案，在传输带的下方设置有至少一光源；将滚轮滚压在感光硬化胶上，可使上述压印图案转印在感光硬化胶上，在感光硬化胶上形成多个第一微结构；然后，将光源发出的光照射在上述第一微结构上，可使第一微结构硬化；将硬化后的感光硬化胶与传输带相分离；最后，将硬化后的感光硬化胶分割成多个光学薄片。

根据上述目的与其它目的，本发明提供一种光学薄片的制造设备，该制造设备包括一容器、一传输带、一滚轮、一光源与一产品收纳装置。其中，容器具有一阀门，该容器内装有呈液状的感光硬化胶。传输带是由一传输带释放轮释放出，并由一传输带收纳轮收纳。传输带由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成且行经阀门的下方，上述容器内的感光硬化胶经过阀门沉积在传输带上。而且，传输带由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成。滚轮上具有压印图案，滚轮位于传输带的上方且对沉积在传输带上的感光硬化胶进行滚压。第一光源设置在传输带的下方，对滚压后的感光硬化胶进行照射，以使感光硬化胶硬化。另外，产品收纳装置收纳硬化后的感光硬化胶。

由于本发明的光学薄片并未设置基板，因此可减少材料成本与厚度。此外，光线从光学薄片的入射面入射后，仅需经过一层介质便能从光学薄片的出射面射出，这样可减少设计者在设计光学薄片时所需考虑的变数，从而减少设计上的困难度。而且，因为光线仅需经过一层介质，所以光学薄片对光线的损耗较低。因此，本发明的光学薄片具有较佳的性能与较低的成本。

附图说明

图1A所示为现有技术的背光模块。

图1B所示为图1A的增亮膜的前视图。

图2A至图2E所示为本发明实施例的光学薄片制造流程图。

图3所示为本发明实施例提供的用于制作具光扩散功能的光学薄片的成型模。

图4所示为本发明的另一实施例的光学薄片。

图5所示为本发明的再一实施例的光学薄片。

图6所示为光学薄片的制造设备。

图7所示为光学薄片的另一种制造设备。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100背光模块，110冷阴极荧光灯管，120反射罩，130扩散板，142扩散膜，144增亮膜，144a基板，144b结构层，144c入射面，144d出射面

20感光硬化胶

30、30’成型模，31表面，32、32’第二微结构

40压板

50光源

60、60’、60”光学薄片，61、61’、61”第一微结构，62入射面，63出射面，I2光线，64”光扩散粒子

71容器，72传输带释放轮，73滚轮，74传输带收纳轮，75产品收纳轮，75’放置平台，751’放置表面，76a第一光源，76b第二光源，76c第三光源，77传输带，78辅助轮，79阀门

具体实施方式

为让本发明的目的、技术方案和优点更能明显易懂，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图2A至图2E，图2A至图2E所示为本发明实施例的光学薄片制造方法流程图。首先，参见图2A，为本发明实施例提供的一成型模30，成型模30的表面31上具有多个第二微结构32，第二微结构32为呈菱镜状的凹槽，成型模30的材质为金属，例如：镍。而且，在成型模30的表面31上还涂布有铁氟龙(Teflon)。参见图2B，将一呈液状且黏度超过50cps的感光硬化胶20涂布在成型模30的表面31上。感光硬化胶是指：当受到某波段范围的光线照射时，其会产生硬化。在本实施例中，感光硬化胶20为紫外线硬化胶，即感光硬化胶20受到紫外线照射时会产生硬化。

参见图2C，将一压板40覆盖在感光硬化胶20上。压板40由透明材质构成，例如玻璃、拉伸聚丙烯(oriented polypropylene)或其它不易与感光硬化胶20间产生架桥(cross-link)作用的透明材质。

然后，参见图2D，使用一光源50对感光硬化胶20进行照射。由于压板40由透明材质构成，因此光源50发出的光线会透过压板40而照射在感光硬化胶20上，使感光硬化胶20硬化。在本实施例中，光源50为紫外光灯。

由于压板40是由不易与感光硬化胶20间产生架桥作用的材质构成，因此感光硬化胶20在硬化后，便可将压板40轻易地拿开。而且，由于成型模30上涂布有铁氟龙，所以感光硬化胶20不会与铁氟龙产生架桥，在感光硬化胶20硬化后，可将感光硬化胶20从成型模30上取下。如图2E所示，成型后的感光硬化胶20便成为一个具有多个第一微结构61的光学薄片60。

相较于图1B的增亮膜144，由于光学薄片60并未设置基板，因此可减少材料成本与厚度。在本实施例中，光学薄片60的厚度约为50μm。在此，光学薄片60的厚度是指从光学薄片60的入射面62到第一微结构61顶端的距离。此外，相较于增亮膜144，光线I 2从光学薄片60的入射面62入射后，仅需经过一层介质便能从光学薄片60的出射面63射出，这样可减少设计者在设计光学薄片60时所需考虑的变数，从而减少设计上的困难度。而且，因为光线仅需经过一层介质，所以光学薄片60对光线的损耗较低。因此，光学薄片60相较于现有技术的增亮膜144有较佳的性能与较低的成本。

通过图2A至图2E所示的工艺过程，除了可制作出具有聚光功能的光学薄片60外，还可设计出具光扩散功能的光学薄片，用以取代图1A中的扩散膜142。参见图3，图3所示为用于制作具有光扩散功能的光学薄片的成型模。此成型模30’与图2A的成型模30的最大差别在于：成型模30’上的第二微结构32’呈半球形的凹槽状。通过将未硬化的感光硬化胶20(如图2B所示)涂布在成型模30’上，并经过图2C与图2D所示的流程后，即可制作出如图4所示的光学薄片60’，光学薄片60’的厚度约介于0.1mm至0.2mm之间。由于光学薄片60’上的第一微结构61’呈半球状，具有扩散光线的效果，因此可取代背光模块100中的扩散膜142(如图1A所示)。而且，由于扩散膜142仍需设置基板144a，所以光学薄片60’具有较薄的厚度与较低的材料成本。在图4中，第一微结构61’彼此之间是等间格排列，但本领域具有通常知识者也可以将第一微结构61’作随机数排列。

上述第一微结构61与第一微结构61’均为向外凸出的形状，但本领域具有通常知识者也可依据光学薄片所需达到的性质，将第一微结构设计成其它的形状，例如：向内凹陷的凹槽。

此外，也可在未硬化的感光硬化胶20中添加光扩散粒子，同时将其厚度加厚，便可形成如图5所示的光学薄片60”，光学薄片60”除了其第一微结构61”呈半球形状外，其内部还具有多个光扩散粒子64”，这些光扩散粒子64’可进一步地增加光扩散的效果。由于光学薄片60”具有较大的厚度(约介于0.5mm至1.6mm之间)，且具有光扩散的效果，因此可取代背光模块100中的扩散板130(如图1A所示)。当然，本领域具有通常知识者也可选择不设置第一微结构61”，而使光学薄片60”的出光面呈现平坦的表面。

除了图2A至图2E所介绍的光学薄片的制造方法外，以下介绍本发明另一实施例的光学薄片制造流程。参见图6，图6中所示为光学薄片的制造设备，该制造设备包括：一容器71、一传输带释放轮72、一滚轮73、一传输带收纳轮74、一产品收纳轮75、一第一光源76a、一第二光源76b、一第三光源76c、一传输带77、一辅助轮78与一阀门79。其中，容器71内装有呈液状且黏度超过50cps的感光硬化胶20，而阀门79控制感光硬化胶20的流出量，通过控制流出量，可以控制感光硬化胶20沉积在传输带77上的厚度。传输带77是从传输带释放轮72释放，并由传输带收纳轮74收纳。传输带77是由不易与感光硬化胶20间产生架桥作用的透明材质构成，例如：拉伸聚丙烯。

在本实施例中，一第一光源76a、一第二光源76b与一第三光源76c为紫外光灯。其中，第二光源76b用来对感光硬化胶20作初步地硬化。感光硬化胶20经过初步硬化后，会受到滚轮73的滚压，滚轮73的表面73a上具有压印图案(未标示)。当滚轮73滚压过感光硬化胶20后，压印图案会转印到感光硬化胶20上，以形成多个第一微结构61。而且，滚轮73是由不易与感光硬化胶20产生架桥作用的透明材质构成，可使感光硬化胶20不会黏附在滚轮73上。在本实施例中，第一微结构61为呈菱镜状的凸块，因此压印图案应是由多个呈菱镜状的凹槽所组成。

在滚轮73对感光硬化胶20进行滚压的同时，第一光源76a与第三光源76c均对感光硬化胶20进行照射，这样可使感光硬化胶20进一步硬化。

在本实施例中，光源共有3个，但本领域具有通常知识者也可依据情况调整光源的数量，例如只设置一个光源，或设置2个光源，或设置3个以上的光源。

由于传输带77是由不易与感光硬化胶20间产生架桥作用的透明材质构成，因此硬化后的感光硬化胶20可与传输带77进行分离，而使感光硬化胶20卷绕在产品收纳轮75上。然后，可将卷绕在产品收纳轮75上的感光硬化胶20取下，并对其进行切割，以形成如2E所示的光学薄片60。

另外，参见图7，图7所示为光学薄片的另一种制造设备。该制造设备与图6所示的制造设备的最大不同点在于：硬化后的感光硬化胶20不是被收纳在产品收纳轮75上，而是被传送到一个具有平坦的放置表面751’的放置平台75’上，以进行后续的工艺(例如：切割)。

本领域具有通常知识者只要对图6或图7所示的制程设备与参数进行调整，即可做出其它种类的光学薄板。例如，若将滚轮73上的压印图案改为半球状的凹槽，便可制作出如图4所示的光学薄片60’。或者，调整阀门79，将感光硬化胶20的流出量加大，便可使沉积在传输带77上的感光硬化胶20的厚度加大，同时在未硬化的感光硬化胶20内添加光扩散粒子，便可制作出如图5所示的光学薄片60”。

以上所述仅为本发明优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。凡是运用本发明说明书及附图内容所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光学薄片的制造方法，所述方法包括：

将未硬化的一感光硬化胶涂布在透明的一传输带上，所述传输带由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成，在所述传输带的上方设置有一滚轮，且所述滚轮的表面上具有压印图案，所述滚轮的表面由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成，在所述传输带的下方设置有至少一光源；

将所述滚轮滚压在所述感光硬化胶上，以将所述压印图案转印在所述感光硬化胶上，并在所述感光硬化胶上形成多个第一微结构；

将所述光源所发出的光照射在所述第一微结构上，使所述第一微结构硬化；

将硬化后的所述感光硬化胶与所述传输带相分离；及

将硬化后的所述感光硬化胶分割成多个光学薄片。

2.根据权利要求1所述的光学薄片的制造方法，其中所述感光硬化胶为紫外线硬化胶。

3.根据权利要求1所述的光学薄片的制造方法，其中所述感光硬化胶在硬化前的黏度为50cps以上。

4.根据权利要求1所述的光学薄片的制造方法，其中所述传输带的材质为拉伸聚丙烯。

5.一种光学薄片的制造设备，所述设备包括：

容器，具有一阀门，所述容器内装有呈液状的感光硬化胶；

传输带，由一传输带释放轮释放出，并由一传输带收纳轮收纳，所述传输带行经所述阀门的下方，所述容器内的感光硬化胶经过所述阀门沉积在所述传输带上，且所述传输带由不易与感光硬化胶产生架桥作用的透明材质构成；

滚轮，其上具有压印图案，所述滚轮位于所述传输带的上方且对沉积在所述传输带上的感光硬化胶进行滚压；

光源，设置在所述传输带的下方，对滚压后的感光硬化胶进行照射，使所述感光硬化胶硬化；

产品收纳装置，收纳硬化后的所述感光硬化胶。

6.根据权利要求5所述的光学薄片的制造设备，其中所述容器内的感光硬化胶硬化前的黏度为50cps以上。

7.根据权利要求5所述的光学薄片的制造设备，其中所述产品收纳装置为一产品收纳轮。

8.根据权利要求5所述的光学薄片的制造设备，其中所述产品收纳装置为一放置平台，所述放置平台具有一平坦的放置表面。

9.根据权利要求5所述的光学薄片的制造方法，其中所述传输带的材质为拉伸聚丙烯。

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