CN102331592A - 光学膜制造装置和制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光学膜制造装置，包括一供料部、两个滚轮及一紫外光源。该供料部具有一长条状的出料口。该两个滚轮分别位于该出料口下方的相对两侧，且均为圆柱状。两个滚轮的中心轴分别平行于该供料部的延伸方向并分别可绕其中心轴滚动。两个滚轮的中心轴位于同一水平面上，且外表面隔开一距离。两个滚轮的其中之一为中空结构且为透明材料。该紫外光源设置于该中空的滚轮内，该紫外光源的出光方向朝向该出料口与该中空滚轮之间的区域。本发明还涉及应用上述光学膜制造装置的光学膜制造方法。

Description

光学膜制造装置和制造方法

技术领域

本发明涉及一种光学膜制造装置和制造方法。

背景技术

伴随着科技进步，各类型的显示器得到广泛普及，如液晶显示器应用于手机及液晶电视屏幕。一般地，液晶显示器包括一背光模组及位于背光模组一侧的液晶面板，背光模组用于向该液晶面板提供用于图像显示的光源。

背光模组一般包括一发光元件及多个光学片，如棱镜片、扩散片等。习知之光学片大多包括一聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polythylene terephthalate，PET)基底及涂布于该PET基底表面的紫外(Ultraviolet，UV)固化树脂层(简称UV树脂)，该UV树脂层表面具有特定的微结构，以实现该光学片的特定功能，如汇聚光线、扩散光线等。该光学片的制造方法一般为：先将UV树脂涂覆于PET基底表面，然后经过滚轮转印的方法在UV树脂表面形成微结构，最后经过UV光照射使该UV树脂固化。

然而，PET基底的光线透过率一般为90％左右，因此，光线在进入UV树脂层之前光能即损失10％左右。另外，对于大部分的光学片生产厂商来说，PET基底材料皆为外购，如此则增加了生产成本，且外购还增加了交期延误的风险，同样使光学片的生产成本增加。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可降低成本的光学膜制造装置和制造方法。

一种光学膜制造装置，包括一供料部、一第一滚轮、一第二滚轮及一带状紫外光源。该供料部用于供给该光学膜的原材料，该供料部具有一长条状的出料口，该出料口沿一预定方向延伸。该第一滚轮位于该出料口下方的一侧，该第一滚轮为圆柱状，且该第一滚轮的中心轴平行于该预定方向，该第一滚轮可绕其中心轴滚动。该第二滚轮位于该出料口下方与该第一滚轮相对的一侧，该第二滚轮为圆柱状，该第二滚轮的中心轴平行于该预定方向并与该第一滚轮的中心轴位于同一水平面上，且该第二滚轮与该第一滚轮的外表面隔开一距离，原材料由该出料口出料后经过该第二滚轮与该第一滚轮之间的空隙，该第二滚轮为中空结构，且为透明材料，该第二滚轮可绕其中心轴滚动。该紫外光源设置于该第二滚轮内，该紫外光源的出光方向朝向该出料口与该第二滚轮之间的区域。

一种光学膜制造方法，包括以下步骤：提供一如上所述的光学膜制造装置，将熔融的紫外树脂材料放置于供料部内，并使紫外树脂材料从该供料部的出料口流出；使设置于第二滚轮内的紫外光源发出紫外光线，照射自该出料口流出的该紫外树脂材料使其固化；使该第一滚轮和第二滚轮分别滚动，在紫外树脂材料固化的同时，该第一滚轮和第二滚轮分别对紫外树脂材料进行压印，形成该光学膜。

该光学膜的制造装置及方法无需PET基底材料，成本较低，同时也避免了PET基底材料交期延误的风险。

附图说明

图1是本发明实施例的光学膜制造装置的剖面示意图。

图2是图1的光学膜制造装置的右视图。

图3是图1中沿III-III方向的剖面示意图。

主要元件符号说明

光学膜制造装置                     100

供料部                             10

进料口                             102

出料口                             104

第一滚轮                           12

微结构                             122

第二滚轮                           14

通孔                               142

UV光源                             16

连接板                             162

发光元件                           164

压带轮                             18

卷轮                               20

固定支架结构                       22

传动带                             24

马达                            26

光学膜                          30

UV树脂材料                      40

第一滚动横杆                    222

第一安装槽                      2222

第二滚动横杆                    224

支撑架                          226

轴承                            228

第二安装槽                      230

固定杆                          232

安装杆                          234

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。

请一并参阅图1至图3，本发明第一实施例提供一种光学膜制造装置100，其包括一供料部10、一第一滚轮12、一第二滚轮14、一UV光源16、一压带轮18及一卷轮20。该光学膜制造装置100用于制造一光学膜30，该光学膜30可以为棱镜片、扩散片、复合膜等。

该供料部10用于供给该光学膜30的原材料，本实施例中，光学膜30的原材料为熔融状态的UV树脂材料。该供料部10为沿垂直于图1纸面的方向延伸的长条形供料槽，本实施例中，该供料部10的沿图1纸面方向的截面为梯形，其包括相对设置的进料口102和出料口104，UV树脂材料自该进料口102进入该供料部10，并由该出料口104流出，该供料部10的沿图1纸面方向的截面宽度自进料口102向出料口104逐渐变小，以利于UV树脂材料流出该供料部10。该供料部10优选为遮光材料，如金属等。

该第一滚轮12和第二滚轮14分别设置于该供料部10的出料口104的正下方的相对两侧，该第一滚轮12和第二滚轮14分别为与该供料部10的延伸方向平行的圆柱状滚轮。该第一滚轮12的材料为金属，如铜等，其外表面具有沿第一滚轮12的径向由外表面向外凸起形成的多个微结构122，本实施例中，该多个微结构122为相互平行的棱镜，且棱镜的延伸方向与第一滚轮12的延伸方向平行。该第一滚轮12可绕其中心轴滚动。

该第二滚轮14为中空结构，第二滚轮14的外表面为光滑的圆柱面。该第二滚轮14为透明材料，如石英，优选地，该第二滚轮14的材料为经自组装单分子层(self-assembled monolayer，SAM)改质的石英材料，以增加其表面光滑性。第二滚轮14的中心轴与第一滚轮12的中心轴位于同一水平面上，且该第二滚轮14的外表面与该第一滚轮12的外表面隔开一预定距离，该预定距离即为所形成的光学膜30的厚度。该第二滚轮14沿其中心轴方向开设一圆柱形通孔142。

该第二滚轮14通过一固定支架结构22固定，并通过传动带24和马达26带动其滚动。该固定支架结构22包括两个第一滚动横杆222、一第二滚动横杆224及两个支撑架226。该两个第一滚动横杆222及该第二滚动横杆224相互平行且均平行于第二滚轮14的中心轴。每个该第一滚动横杆222的两端分别具有一第一安装槽2222，每个第一安装槽2222内装设有一轴承228。该第二滚动横杆224的两个端部分别具有一第二安装槽230。每个支撑架226包括一固定杆232及三个安装杆234，该三个安装杆234分别固定于该固定杆232，且三个安装杆234相互平行，进一步地，三个安装杆234均与该固定杆232垂直。在实际使用过程中，两个支撑架226相对于该供料部10是固定不动的，该两个支撑架226可以被固定在外部机台上。

其中一个该支撑架226上的三个安装杆234分别与该两个第一滚动横杆222和该第二滚动横杆224的一端相连，其中，中间的安装杆234安装于第二滚动横杆224的端部的第二安装槽230内，另外的两个安装杆234分别安装于两个第一滚动横杆222的其中一第一安装槽2222内。另一支撑架226的三个安装杆234对应安装于该两个第一滚动横杆222的另一第一安装槽2222和该第二滚动横杆224的另一第二安装槽230内，这里不再赘述。与该第二滚动横杆224所对应的安装杆234为圆柱状，该第二滚动横杆224的第二安装槽230也为圆柱状，且第二安装槽230的横截面直径D1与其相对应的安装杆234的横截面直径D2大致相同，则第二滚动横杆224与其所对应的安装杆234之间产生一较大的摩擦力。

该两个第一滚动横杆222收容于该第二滚轮14的圆柱形通孔142内，且该两个第一滚动横杆222分别与该第二滚轮14内侧面相接触，进一步地，由该两个第一滚动横杆222的中心轴所确定的平面经过该第二滚轮14的中心轴。本实施例中，该传动带24和马达26的数量均为两个。每个传动带24均为闭合的带状，分别套设于该第二滚轮14的外侧。该两个传动带24分别位于第二滚轮14的两端，且该传动带24的宽度较小，以不影响第二滚轮14对UV树脂材料的压印为宜。该两个马达26分别用于带动两个传动带24旋转，进而带动第二滚轮14产生滚动。

该UV光源16为一带状光源，该UV光源安装于该第二滚动横杆224上，该UV光源16包括一连接板162及一带状发光元件164。该连接板162的一端固定于该第二滚动横杆224，且连接板162延伸方向与该第二滚动横杆224的延伸方向平行，该带状发光元件164固定于该连接板162的与该第二滚动横杆224相对的另一端，该带状发光元件164的延伸方向也与第二滚动横杆224的延伸方向平行。UV光源16的出光方向朝向该供料部10的出料口104与该第二滚轮14之间，用于发出UV光线以固化UV树脂。该连接板162在与其延伸方向相垂直的方向上可伸缩，以使发光元件164与其所照射的UV树脂材料的距离可调节。由于第二滚动横杆224的第二安装槽230和其所对应的安装杆234均为圆柱状，因此，第二滚动横杆224与安装杆234可相对转动，以调节UV光源16的出光方向；另，由于第二滚动横杆224与其所对应的安装杆234之间具有较大摩擦力，因此，当UV光源16的出光方向调节完毕后，UV光源16可保持其出光方向不变。当然，该UV光源16也并不限于带状，只要UV光源16出射的光线可覆盖到第一滚轮12和第二滚轮14之间的区域的上方，以使UV树脂材料在进入第一滚轮12和第二滚轮14之间的区域之前，都可以被UV光源16照射到。

该压带轮18设置于该第二滚轮14的下方，用于在光学膜30形成之后被卷轮20卷起之前，压合该光学膜30，以防止光学膜30在传送过程中的变形。该压带轮18为圆柱状，其中心轴平行于该第一滚轮12的中心轴，且该压带轮18可沿其中心轴滚动。

该卷轮20位于该压带轮18的一侧，用于卷取已经制造完成的光学膜30，以使光学膜30成卷，方便运输。该卷轮20为圆柱状，其中心轴平行于该第一滚轮12的中心轴，且该卷轮20可沿其中心轴滚动。

当光学膜制造装置100开始工作时，供料部10、第一滚轮12、固定支架结构22、马达26、压带轮18及卷轮20分别固定于一制造机台上。调整UV光源16的出光方向朝向供料部10的出料口104与第二滚轮14的外表面之间。第一滚轮12在一马达(图未示)带动下沿图1中所示的方向R1滚动；马达26带动传动带24旋转，由于传动带24与第二滚轮14之间的摩擦力，使得第二滚轮14可绕自身的中心轴沿图1中所示的方向R2滚动，又由于两个第一滚动横杆222与第二滚轮14的内侧面接触且可滚动且该两个第一滚动横杆222与安装杆234之间设置有轴承228，故，第二滚轮14可相对于两个第一滚动横杆222滚动且该两个第一滚动横杆222可相对于其对应的安装杆234滚动，此时安装杆234相对于供料部10是固定不动的。UV树脂材料从供料部10的出料口104流出至第一滚轮12与第二滚轮14的外表面之间的区域，经过UV光源16照射固化，并经第一滚轮12与第二滚轮14压印成型，最终形成光学膜30。

请一并参阅图1至图3，本发明第二实施例提供一种光学膜30的制造方法，其包括以下步骤：

(1)将熔融的UV树脂材料40放置于供料部10内，并使UV树脂材料40从该供料部10的出料口104流出。

(2)使该第一滚轮12和第二滚轮14分别沿图1所示的方向滚动，并使设置于第二滚轮14内的UV光源16发出UV光线，UV树脂材料40自出料口104依次流至UV光源16的照射区域和第一滚轮12和第二滚轮14之间的区域，几乎在UV树脂材料40固化的同时，第一滚轮12和第二滚轮14分别对UV树脂材料40进行压印，形成光学膜30。

在此步骤中，该第二滚轮14通过马达26和传动带24带动其旋转。由于第一滚轮12表面具有微结构122，第二滚轮14的表面为光滑表面，所以，形成的光学膜30为其中一表面具有微结构的光学膜。

可以理解，该第二滚轮14表面也可以形成微结构，如通过曝光显影方法在第二滚轮14表面形成微结构，如此则可以形成两面均具有微结构的光学膜。同样可以理解，该第一滚轮12的材料也可为石英等透明材料，并形成类似于第二滚轮14的中空结构，此时，第一滚轮内也可设置UV光源，当然也可通过与固定支架结构22类似的结构进行固定，并通过与马达26和传动带24类似的结构带动其滚动。

(3)在第一滚轮12和第二滚轮14不断滚动的过程中，光学膜30不断变长，通过一引导工具(图未示)将光学膜30的端部绕过该压带轮18并使与光学膜30的一表面与压带轮18相接触，最后将光学膜30固定于该卷轮20；驱动该卷轮20不断滚动，使不断形成的光学膜30卷取在该卷轮20上。需要注意，本步骤中，驱动该卷轮20滚动的力不宜过大，以防止卷轮20在卷取过程中造成光学膜30的断裂。

可以理解，该压带轮18也可设置于该第一滚轮12的正下方，只要该第一滚轮12或第二滚轮14压印表成光学膜30后，该光学膜30可沿竖直方向运动。同样可以理解，该压带轮18可省略，此时，可将卷轮20设置于第一滚轮12或第二滚轮14的正下方，使制造完成的光学膜30沿竖直方向延伸并直接收卷在卷轮20上。

在使用光学膜30时，可通过裁切装置将光学膜30裁切成所需大小，这里不再赘述。

本发明实施例的光学膜30的制造装置及方法无需PET基底材料，成本较低，同时也避免了PET基底材料交期延误的风险。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学膜制造装置，包括：

一供料部，用于供给该光学膜的原材料，该供料部具有一长条状的出料口，该出料口沿一预定方向延伸；

一第一滚轮，位于该出料口下方的一侧，该第一滚轮为圆柱状，且该第一滚轮的中心轴平行于该预定方向，该第一滚轮可绕其中心轴滚动；

一第二滚轮，位于该出料口下方与该第一滚轮相对的一侧，该第二滚轮为圆柱状，该第二滚轮的中心轴平行于该预定方向并与该第一滚轮的中心轴位于同一水平面上，且该第二滚轮与该第一滚轮的外表面隔开一距离，原材料由该出料口出料后经过该第二滚轮与该第一滚轮之间的空隙，该第二滚轮为中空结构，且为透明材料，该第二滚轮可绕其中心轴滚动；及

一紫外光源，设置于该第二滚轮内，该紫外光源的出光方向朝向该出料口与该第二滚轮之间的区域。

2.如权利要求1所述的光学膜制造装置，其特征在于，该光学膜制造装置进一步包括一卷轮，该卷轮具有一平行于该预定方向中心轴，该卷轮用于卷取制造完成的光学膜。

3.如权利要求2所述的光学膜制造装置，其特征在于，该光学膜制造装置进一步包括一压带轮，设置于该第一滚轮或第二滚轮的正下方，制造完成的光学膜经过该压带轮后卷曲在该卷轮上。

4.如权利要求1所述的光学膜制造装置，其特征在于，该第一滚轮或第二滚轮的外表面具有微结构，以使光学膜表面对应形成微结构。

5.如权利要求1所述的光学膜制造装置，其特征在于，该光学膜制造装置进一步包括一固定支架结构，该固定支架结构用于支撑该第二滚轮，该带状紫外光源设置在该固定支架结构上。

6.如权利要求5所述的光学膜制造装置，其特征在于，该固定支架结构包括两个第一滚动横杆及两个支撑架，该两个第一滚动横杆分别平行该预定方向，每个该支撑架包括一固定杆及两个固定于该固定杆上的第一安装杆，该两个第一滚动横杆的一端分别与其中一该支撑架的两个第一安装杆连接，且该两个第一滚动横杆可滚动，该两个第一滚动横杆的另一端分别与另一该支撑架的两个第一安装杆可滚动的连接，该两个第一滚动横杆的外侧面分别与该第二滚轮的内侧面接触，且该第二滚轮的中心轴位于该两个第一滚动横杆的中心轴所确定的平面。

7.如权利要求6所述的光学膜制造装置，其特征在于，该两个第一滚动横杆分别与对应的该第一安装杆通过轴承连接以使该两个第一滚动横杆可滚动。

8.如权利要求6所述的光学膜制造装置，其特征在于，该固定支架结构进一步包括一第二滚动横杆，每个该支撑架进一步包括一第二安装杆，该第二滚动横杆的中心轴平行于该预定方向，该第二滚动横杆位于该两个第二滚动横杆之间，该第二安装杆固定于对应的该固定杆上且位于该两个第一安装杆之间，该第二滚动横杆的两端分别具有一圆柱形安装孔，该第二安装杆的端部为圆柱状，该两个支撑架的第二安装杆的端部分别插入该第二滚动横杆的安装孔，该第二安装杆的端部的直径与对应的该安装孔的直径相等，该紫外光源安装于该第二滚动横杆上。

9.如权利要求8所述的光学膜制造装置，其特征在于，该紫外光源包括一与该第二滚动横杆连接固定的连接板及与该连接板连接的发光元件，该发光元件为带状且延伸方向平行于该预定方向，该连接板在垂直于该预定方向的方向上可伸缩。

10.一种光学膜制造方法，包括以下步骤：

提供一如权利要求1所述的光学膜制造装置，将熔融的紫外树脂材料放置于供料部内，并使紫外树脂材料从该供料部的出料口流出；

使设置于第二滚轮内的紫外光源发出紫外光线，照射自该出料口流出的该紫外树脂材料使该紫外树脂材料固化；

使该第一滚轮和第二滚轮分别滚动，在紫外树脂材料固化的同时，该第一滚轮和第二滚轮分别对紫外树脂材料进行压印，形成该光学膜。

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