CN101930168A - 用于真空成形基片的真空成形装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在用树脂涂布的基片上形成光学图案的真空成形装置以及真空成形方法。所述装置包括具有侧壁的真空室本体，以及分别用于密封所述侧壁的顶部和底部的盖子和底板，其中，所述真空室本体内部配置有用于将三维图案转印到基片上的成形模具，以及能上升和下降的成形模具框，用于固定所述成形模具的边缘。由于所述成形模具框的下降，由所述盖子，侧壁和底板密封的空间被分隔为上腔和下腔。尽管扩大了基片的尺寸，本发明甚至适用于三维图案，例如复杂形式的光学图案，且能够预防在基片上所形成的图案中未成形区域的发生，或者缺陷的发生，例如气泡。

Description

用于真空成形基片的真空成形装置和方法

技术领域

本发明涉及用于生产光学基片或者功能基片的装置和方法，尤其是涉及能够在如用于背光单元的导光板(LGP)的大型基片(substrate)上形成三维图案的真空成形装置和真空成形方法。

背景技术

导光板是用于液晶显示设备中使用的背光设备的元件，且在其一侧或两侧具有光学图案，用于将线光源例如冷阴极荧光灯，或者点光源例如LED，转化为表面光源。

为了在导光板上形成这样的光学图案，已经使用了如注塑成型、使用反射型油墨的丝网印刷，以及使用紫外线固化树脂(以下称为UV树脂)或热固树脂成形的方法。

注塑成型法适于形成复杂的结构，但是成型时间和冷却时间长。印刷法涉及相对简单的过程，但这种方法并不适用于复杂的光学图案。由于这些原因，曾经有许多发展用热固性树脂或UV树脂在导光板上形成光学图案的方法的尝试，因为此方法由于其相对简单的流程和短的固化时间而更可取。

该UV成形法是这样实施的：当压膜被紧密粘附到涂有UV树脂的大型基片上时，存在于两者之间的UV树脂以无空隙的方式(无任何空白空间)填补间隙，然后将此UV树脂用紫外线辐射固化，放开压膜，被刻到压膜上的光学图案的形状就被转印到了基片。该UV成形法利用了图形可转移的性质。

然而，当将辊式压膜或平板式硬压膜用于传统的UV成形法时，难以精确地控制大型基片和该压膜之间的平坦度，因此在压膜和基片之间缺少UV树脂的地方可能出现空隙，以至于可能出现如未成形区

a)用树脂涂布基片；

b)将该基片放置在真空室内，并抽真空；

c)在真空状态将涂布了树脂的基片的一侧与成形模具接触；

d)保持该成形模具的上方区域和下方区域与彼此之间的密封状态；以及

e)利用成形模具作为边界产生压力差，以便由此使该成形模具粘附到所述基片上。

(12)依据(11)的真空成形方法，其中，在步骤(e)中，保持该成形模具的下方区域的真空状态，并释放该成形模具的上方区域的真空。

(13)依据(11)或(12)的真空成形方法，在步骤(e)之后，该方法还包括，

f)固化树脂；

g)释放该成形模具的下方区域的真空；和

h)将该成形模具和该基片分离。

(14)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，在步骤(e)中，该成形模具的上方区域承受大气压。

(15)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，在步骤(b)中，真空压力设置在10^-3托(torr)至100托。

(16)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，该树脂为UV树脂。

(17)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，该成形模具由柔性且透明的UV可透性塑料材料制成。

(18)依据(16)的真空成形方法，其中，步骤(a)通过在真空中实施丝网印刷法实现。

(19)依据(16)的真空成形方法，其中，使用在丝网上配置有用于喷射UV树脂的精密喷嘴的丝网印刷机，以在基片上涂布1至成形模具20，在涂敷于基片10一侧的树脂(图中未绘出)上施加压力形成三维图案。

该真空成形装置100包括具有盖子110、侧壁120和底板130的真空室本体140。

侧壁120为传统的形式，如矩形柱或者圆柱体，围绕预设的空间，且形状没有具体的限制。在图3的实施方案中，底板130整体上从侧壁120的下端延伸，且盖子110覆盖侧壁120的上方。从而，真空室150被底板130，侧壁120和盖子110分隔。

在侧壁120上具有能够打开和关闭的门(图中未绘出)，因此涂布了树脂的基片可以被转移至真空室150中，并置于底板130上。这时，优选将支架132附到底板130上，以固定基片10。

密封件152位于盖子110和侧壁120的连接部分，以便该真空室150保持与外部的密封状态。

在真空室150中，安装用于将三维图案转印至基片10上的成形模具20和用于固定成形模具20边缘的成形模具框170，且成形模具框170能够通过升降梯180上升或下降。

成形模具20由厚度约1mm或2mm的软塑料材料制成，以装框的方式固定到成形模具框170上。该成形模具框170优选由硬质材料，如金属制成。

这样配置成形模具20：当成形模具框170降低到最低位置，并与底板130接触时，成形模具20接近基片10。这时，为了成形模具20、成形模具框170和底板130所包围的空间与包括成形模具20的上方区域的空间保持密封状态，将密封件156和158安装在成形模具20和成形模具框170的固定部分，以及成形模具框170和底板130的连接部分。

真空室本体140具有两个通风管路162和164，因此当真空室150被分隔为上腔和下腔时，可以分别控制上腔和下腔的真空度。在图3所例示的实施方案中，通风管路162和164位于侧壁120上和底板130

当完成UV树脂的固化时，释放下腔150b中的真空，升高配置有成形模具20的成形模具框170，以便释放成形模具20和基片10。

根据以上所述的步骤，尽管基片10的尺寸扩大了，不论平坦度如何，如产生气泡或者未成形区域的缺陷的发生是可以预防的。

如上所述，已经阐述了本发明的优选实施方案，但本发明不限于上述的具体实施方案，且在不偏离本发明的实质和典型构成的情况下，各种变型是可能的。尤其，在本发明的实施方案中，为了连续性生产过程的效率，将可拆卸的基片支架和可拆卸的上方的盖子引入真空室，但引入基片的方法，真空室的结构等可以以本领域技术人员的水平通过各种方法变型。因此，本发明的范围不应该解释为限制于上述实施方案，且应当理解为包含本发明的权利要求中所描述的内容及所有由此变型的可以理解的实施方案。

Claims (20)

1.一种用于在涂有树脂的基片上形成光学图案的真空成形装置，所述装置包括具有侧壁的真空室本体，以及分别用于密封所述侧壁的顶部和底部的盖子和底板，

其中，所述真空室本体内部配置有用于将光学图案转印到基片上的成形模具，以及能上升和下降的成形模具框，用于固定所述成形模具的边缘，且

由于所述成形模具框的下降，由所述盖子、侧壁和底板密封的空间被分隔为上腔和下腔。

2.如权利要求1所述的真空成形装置，其中，所述成形模具形成所述上腔和所述下腔之间的屏障。

3.如权利要求1所述的真空成形装置，其中，所述底板附有用于固定所述基片的支架。

4.如权利要求1或2所述的真空成形装置，其中，所述底板被配置为能够分离的，且能上升和下降，且起到将位于所述板的最大上升位置处的侧壁的底部密封的作用。

5.如权利要求1或2所述的真空成形装置，其中，所述上腔和所述下腔能单独控制压力。

6.如权利要求1或2所述的真空成形装置，其中，所述真空室本体具有分别安装于所述上腔和所述下腔内的通风管路。

7.如权利要求1或2所述的真空成形装置，其中，所述成形模具由柔性且UV可透的塑性材料制成。

8.如权利要求1或2所述的真空成形装置，其中，所述盖子由UV可透的材料制成。

9.如权利要求1或2所述的真空成形装置，其中，在所述盖子的上侧设置紫外线灯台。

10.如权利要求4所述的真空成形装置，其中，所述侧壁具有L形横截面，以防止所述成形模具框的上升和所述底板的上升之间的相互干扰。

11.一种用于在基片上形成光学图案的真空成形方法，所述方法包括：

a)用树脂涂布基片；

b)将所述基片放置在真空室内，并抽真空；

c)在真空状态将涂布树脂的基片的一侧与成形模具接触；

d)保持所述成形模具的上方区域和下方区域与彼此之间的气密状态；以及

e)利用所述成形模具作为边界产生压力差，以由此使所述成形模具粘附到所述基片上。

12.如权利要求11所述的真空成形方法，其中，在所述步骤(e)中，保持所述成形模具下方区域的真空状态，并释放所述成形模具上方区域的真空。

13.如权利要求11或12所述的真空成形方法，在所述步骤(e)之后，该方法还包括：

f)固化所述树脂；

g)释放所述成形模具下方区域的真空；和

h)将所述成形模具和所述基片分离。

14.如权利要求11或12所述的真空成形方法，其中，在所述步骤(e)中，所述成形模具的上方区域承受大气压。

15.如权利要求11或12所述的真空成形方法，其中，在所述步骤(b)中，将该真空的压力设置在10^-3托至100托。

16.如权利要求11或12所述的真空成形方法，其中，所述树脂为UV树脂。

17.如权利要求11或12所述的真空成形方法，其中，所述成形模具由柔性且UV可透的塑性材料制成。

18.如权利要求16所述的真空成形方法，其中，所述步骤(a)通过在真空中实施丝网印刷处理实现。

19.如权利要求16所述的真空成形方法，其中，使用配置有用于在丝网上以允许在基片上涂布1至10次的量喷射UV树脂的精密喷嘴的丝网印刷装置来实施所述步骤(a)。

20.如权利要求17所述的真空成形方法，其中，在所述步骤(e)之后，用紫外线辐射穿过所述成形模具照射所述基片。

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