CN102411159A - 一种增光膜的制备方法及制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增光膜的制备方法，在将软膜制作成成型装置中的成型辊之前，先在软膜具有微结构的一面镀覆一层金属膜。本发明还提供了一种增光膜的制备系统，包括传送装置、涂胶装置、成型装置和成型光源，传送装置用于将增光膜的基材传送至涂胶装置处，涂胶装置用于将紫外光固化胶涂覆至该基材的表面，成型装置通过成型辊在紫外光固化胶表面滚压形成微结构，成型光源用于将具有微结构的紫外光固化胶固化，形成增光膜；其中在成型辊的外表面裹覆有软膜，所述软膜具有微结构的一面镀覆有一层金属膜。本发明提供的方法和系统，通过对软膜具有微结构的一面镀金属膜，增强了软膜与增光膜的剥离能力，保证了产品光学性能，提高了产品质量。

Description

一种增光膜的制备方法及制备系统

技术领域

本发明属于光学膜领域，尤其涉及到用于平面显示器背光模组中增光膜微结构的制备方法。

背景技术

现有背光模组包括发光源、导光板、扩散板、增光膜和保护膜等组成，其中增光膜是背光模组的重要组成部分，使用时，通过光的折射及反射来增加背光模组的最终亮度。目前常用的增光膜是由基材和微结构光学层组成，该基材通常是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），制作时首先在基材表面涂上紫外光固化胶，然后通过模具压印固化胶形成具有微结构的光学层。

图1为现有技术中增光膜的制造装置示意图，制造装置主要包括基材传送装置、涂胶装置11、成型装置12和成型光源13。制作时，所述传送装置将增光膜基材14传送至涂胶装置11处，涂胶装置11将紫外光固化胶15涂覆至该基材14的表面，然后通过成型辊16在该紫外光固化胶15表面滚压形成微结构，并利用成型光源13将微结构固化从而形成增光膜10。

成型装置12中的关键部件是成型辊16，该成型辊的结构一般是表面具有微结构的金属辊，这种一体成型的金属成型辊制作工艺复杂且成本很高，一个普通的成型辊动辄几十万，大大提高了增光膜的制作成本。

为了有效降低成本，目前一些增光膜的制造厂商会采用表面具有微结构的塑料薄膜作为模具，该薄膜称为软膜，将其裹在金属圆辊外表面即可制作为成型辊，进行增光膜制作。但是，在实际生产中，使用软膜进行制作增光膜，仍然存在以下缺陷：增光膜的微结构成型后，与软膜分离时会出现分离不完全、造成增光膜光学层微结构损坏或不良，影响产品光学性能，降低产品良率。

发明内容

本发明为解决现有增光膜的微结构成型后，与软膜分离时会出现分离不完全、造成增光膜光学层微结构损坏或不良，影响产品光学性能，降低产品良率的技术问题，提供一种解决软膜与增光膜分离不良的新方法。

一种增光膜的制备方法，在将软膜制作成成型装置中的成型辊之前，先在软膜具有微结构的一面镀覆一层金属膜。

一种增光膜的制备系统，包括传送装置、涂胶装置、成型装置和成型光源，其中：

传送装置，用于将增光膜的基材传送至涂胶装置处；

涂胶装置，用于将紫外光固化胶涂覆至该基材的表面；

成型装置，通过成型辊在紫外光固化胶表面滚压形成微结构；

成型光源，用于将具有微结构的紫外光固化胶固化，形成增光膜；

进一步，在成型辊的外表面裹覆有软膜，所述软膜具有微结构的一面镀覆有一层金属膜。

本发明提供的增光膜的制备方法，通过对软膜具有微结构的一面镀金属膜，大大增强了软膜与增光膜的剥离能力，保证了产品的光学性能，提高了产品质量。

附图说明

图1是现有技术中增光膜的制造装置示意图。

图2是现有技术中软膜压印微结构的示意图。

图3是本发明第一实施例中增光膜的制造装置中成型装置的示意图。

图4是图3中A处的放大示意图。

图5是本发明第二实施例中增光膜的制造装置中成型辊的立体图。

图6是本发明第二实施例中增光膜的制造装置中成型辊的截面图。

图7是本发明第二实施例中增光膜的制造装置中成型装置的示意图。

图8是图7中B处的放大示意图。

图9是本发明第二实施例中成型装置运转变化放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种增光膜的制备方法，在将软膜制作成成型装置中的成型辊之前，先在软膜具有微结构的一面镀覆一层金属膜。根据背景技术的介绍可知，现有软膜是裹在金属圆辊外表面制作成为成型辊。

作为一种具体的实施方式，本发明所述的增光膜的制备方法如下。

1）选取软膜：所述软膜一般是由塑料薄膜制成，常用软膜有两层结构，上层为亚克力树脂，通过压印和紫外光固化粘接在下层的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基材上。

2）在选取好软膜后，根据需要进行适当的剪裁，要求软膜的长度与金属圆辊的截面周长相当，使得软膜能够绕金属圆辊一周。

3）对裁剪后的软膜具有微结构的一面镀金属膜，镀膜的方式可以为真空镀膜、磁控溅射等等，所述镀膜的工艺已为本领域技术人员所熟知。所述金属膜的材料选自镍、铬和铝中的至少一种；由于镍不易被氧化，易于保存，且金属镍与常用紫外光固化树脂的组合更易于脱模，所以优选为镍，；金属膜的厚度为5-500纳米，优选为10-30纳米。发明人研究发现，具有5-500纳米厚度范围内的金属镀层附着力和膜层质量均符合检测标准，且能够有效的提高胶层固化成型与软膜的剥离能力，不会影响增光膜产品最终的光学性能及其他特性。若金属镀层厚度低于所述厚度范围，膜层容易脱落，影响实验样品质量及软膜的使用寿命；若金属镀层厚度超过该范围，则会影响到软膜微结构的尺寸，进而影响到增光膜产品的微结构尺寸，影响其最终的光学性能。

4）检查镀膜质量：镀膜质量决定着增光膜产品的质量，因此，为保证增光膜产品的质量，所以在镀膜之后要求对膜层质量进行严格的检验，附着力可利用百格法测试，要求百格剩余率达到90%以上，最好为100%。膜层外观则根据镀膜检验标准来检测，主要是要求膜层平整度、均匀性，膜层无白点、漏镀、脏污等，初检合格后制作增光膜首件样品，测试样品的光学性能，如增益、均匀性等，除此之外还需通过金相法测试首样的微结构，主要是棱柱顶角、间距及高度，要求顶角误差为±1度，间距及高度误差在±1微米。

5）检查合格后的软膜即可安装到金属圆辊上，该金属圆辊表面具有复数个圆孔，所述圆孔内有真空，通过真空吸附将软膜安装到金属圆辊上，软膜两端的接缝用胶带连接。

6）安装后即可进行增光膜的制备，具体的制备过程与现有技术相同。

本发明提供的增光膜的制备方法，通过对软膜具有微结构的一面镀金属膜，大大增强了软膜与增光膜的剥离能力，保证了产品的光学性能，提高了产品质量。

进一步，请参考图2所示：由于软膜两端的接缝处是直接用胶带21连接，所以该处会产生凸起，在压印胶层时会使产品表面出现凹陷22，造成压印不良，并且在产品收卷时压印造成的凹陷还有可能破坏其他正常位置上的微结构，造成更多不良。

为了降低或消除上述生产过程中因软膜两端的接缝带来的压印不良，提高产品良率，就需要对金属圆辊及基材传送装置运转控制方式进行优化。本发明提供的方法是，在所述软膜两端的接缝与胶层接触之前，成型辊与背压滚轮分离，保证软膜接缝处不与胶层接触，基材传送装置停止运转，同时让成型辊空转一设定角度后，再让成型辊上的软膜与胶层接触继续工作，由此避免因接缝而造成的压印不良，下面将给予详细说明。

请参考图3和图4为本发明第一实施例提供的解决软膜接缝处压印不良的装置示意图。所述成型装置包含成型辊以及与成型辊相对配置、在其下方起支撑作用的背压滚轮，该成型辊包括金属圆辊41以及裹在金属圆辊41外面的软膜42，该软膜42表面具有微结构，且该微结构表面镀有金属膜，该金属膜的材料是镍，所述镍膜的厚度为10纳米，所述软膜两端的接缝设置在成型辊的表面，并通过胶带43连接；所述背压滚轮44的内部安设有探测成型辊滚压印胶层时对背压滚轮产生的力的压力传感器，该压力传感器的探针45与承压面接触，该压力传感器的控制端与基材传送装置控制系统连接，通过探针45的接触点的压力变化控制整个基材传送装置运转。该压力是增光膜制备过程中，成型辊压印胶层时对背压滚轮44产生的力，力的方向竖直向下。该压力消失时，压力传感器会通知控制端暂停整个基材传送装置运转，压力恢复时，传感器会通知控制端恢复基材传送装置运转。

制造增光膜时，在软膜接缝处与胶层接触之前，使成型辊竖直抬起分离开胶层并空转一个设定的角度α，然后再控制成型辊下降到原来的位置继续工作。所述空转角度α所对的弧长L要比软膜接缝处的最大宽度略大，保证成型辊空转前后，软膜接缝处均不与胶层接触，该旋转角度与胶带厚度、金属圆辊直径及接缝处的最大宽度有关，本领域的技术人员可以根据基本的数学知识并结合附图很容易得出，并根据实际生产需要进行调试。成型辊空转时与胶层不接触，背压滚轮44上的压力会消失，压力传感器的探针45会迅速探测到，然后通过压力传感器将这一变化传递到控制端，暂停整个基材传送装置运转；当成型辊对胶层恢复压印时，传感器探测到压力并传递到控制端，恢复整个基材传送装置运转。所述成型辊遇到接缝处空转时，由于基材传送装置暂停运转，则基材也停止传送，所以基材传送装置恢复运行后成型辊压印的微结构能够与其空转前的微结构衔接上，进而消除了因接缝处造成的压印不良，如此循环即可在生产过程中避过软膜接缝处，提高产品质量。

请参考图5-8所示，为本发明第二实施例提供的解决软膜接缝处压印不良的装置示意图。所述装置与第一实施例中主要的区别在于，金属圆辊50表面沿着辊的轴方向截切掉一段圆弧51后形成一个平面52，所述圆弧51所对的圆心角为β53，所述圆心角β的大小可根据实际操作及设备精度来设定，设备精度高的话可将圆心角做的小一些，这样成型辊的有效面积就较大，提高产量，另外还要考虑到圆心角太小，其对应的平面也小，则连接胶带也不方便，所以要根据实际情况来确定圆心角的大小。安装软膜时将软膜54的两端用胶带55连接，并将接缝处设置在所述平面52上，所述胶带55的厚度为5-250微米，优选为30-100微米，且所述胶带55的宽度要小于所述平面52的宽度，即要求胶带要保持在平面里面，不然跑到平面外面会影响成型质量。同时，所述平面52与胶层56之间的垂直距离大于两倍软膜54的厚度和胶带55的厚度总和，由此保证所述平面52所对应的圆弧51经过胶层上方时不会与胶层56接触。与第一实施相同地，所述背压滚轮57的内部也安设有探测成型辊滚压印胶层时对背压滚轮产生的力的压力传感器。

请参考图9所示，为第二实施例中成型装置运转变化放大示意图。当制造增光膜时，成型辊转到平面52时，由于所述平面52与胶层56之间的垂直距离大于两倍软膜54的厚度与胶带55的厚度总和，所以平面52所对应的圆弧51经过胶水上方时不会与胶层56接触，背压滚轮57上的压力就会消失，压力传感器的探针58会迅速探测到，然后通过传感器将这一变化传递到控制端，暂停整个基材传送装置运转。当圆弧51通过胶层56后，成型辊与胶层56接触，恢复压印，背压滚轮57上的压力也恢复，传感器同样会迅速探测到压力并传递到控制端，恢复整个基材传送装置运转。所述圆弧51通过胶层56时，基材传送装置暂停运转，则基材也停止传送，所以基材传送装置恢复运行后，成型辊压印的微结构能够与圆弧51通过胶层56前的微结构衔接上，进而消除了因接缝处造成的压印不良，如此循环即可在生产过程中有效避过软膜接缝并保证连续生产，提高了产品质量。本实施例通过在金属圆辊50表面沿着辊的轴方向截切掉一段圆弧51后形成一个平面52，保证软膜两端的接缝在与胶层接触之前，通过所述平面所对应的圆弧实现与背压滚轮分离。

前述两种实施例对整体设备的运转精度具有较高的要求，但是，基于现有增光膜生产设备本身就具有较高的运转精度且制作增光膜时的运行速度较慢，基本为3-5米/分钟，结合具有较高灵敏度的压力传感器即可实现本发明所述的实施例。

本发是还提供一种增光膜的制备系统，包括传送装置、涂胶装置、成型装置和成型光源，其中传送装置，用于将增光膜的基材传送至涂胶装置处；涂胶装置，用于将紫外光固化胶涂覆至该基材的表面；成型装置，通过成型辊在紫外光固化胶表面滚压形成微结构；成型光源，用于将具有微结构的紫外光固化胶固化，形成增光膜；其中，在成型辊的外表面裹覆有软膜，所述软膜具有微结构的一面镀覆有一层金属膜。所述软膜一般是由塑料薄膜制成，常用软膜有两层结构，上层为亚克力树脂，通过压印和紫外光固化粘接在下层的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基材上。在软膜具有微结构的一面镀金属膜的方式可以为真空镀膜、磁控溅射等等，所述镀膜的工艺已为本领域技术人员所熟知。所述金属膜的材料选自镍、铬和铝中的至少一种，优选为镍；金属膜的厚度为5-500纳米，优选为10-30纳米。将检查合格后的软膜安装到成型辊中的金属圆辊上，该金属圆辊表面具有复数个圆孔，所述圆孔内有真空，通过真空吸附将软膜安装到金属圆辊上，软膜两端的接缝用胶带连接。所述传送装置、涂胶装置和成型光源与背景技术中的结构类似。

所述成型装置包含成型辊以及与成型辊相对配置、在其下方起支撑作用的背压滚轮，其中成型辊包括金属圆辊以及裹在金属圆辊外面的软膜，所述软膜两端的接缝设置在成型辊的表面，并通过胶带连接；所述背压滚轮的内部安设有探测成型辊滚压印胶层时对背压滚轮产生的力的压力传感器，该压力传感器的探针与压印面接触，该压力传感器的控制端与基材传送装置连接，通过探针的接触点的压力变化控制整个基材传送装置运转。该压力是增光膜制备过程中，成型辊压印胶层时对背压滚轮产生的力，力的方向竖直向下。该压力消失时，压力传感器会通知控制端暂停整个基材传送装置运转，压力恢复时，传感器会通知控制端恢复基材传送装置运转。

所述成型装置包含成型辊以及与成型辊相对配置、在其下方起支撑作用的背压滚轮，所述背压滚轮的内部也安设有探测成型辊滚压印胶层时对背压滚轮产生的力的压力传感器。其中成型辊包括金属圆辊以及裹在金属圆辊外面的软膜，金属圆辊表面沿着辊的轴方向截切掉一段圆弧后形成一个平面，安装软膜时将软膜的两端用胶带连接，并将接缝处设置在所述平面上，且所述胶带的宽度要小于所述平面的宽度。同时，所述平面与胶层之间的垂直距离大于两倍软膜的厚度和胶带的厚度总和，由此保证所述平面所对应的圆弧经过胶层上方时不会与胶层接触。

本发明提供的增光膜的制备系统，通过对软膜具有微结构的一面镀金属膜，大大增强了软膜与增光膜的剥离能力，保证了产品的光学性能，提高了产品质量。进一步，为了降低或消除增光膜生产过程中因软膜接缝处带来的压印不良，提高产品良率，通过对金属圆辊及基材传送装置运转控制方式进行优化，保证了在整个制作过程中软膜接缝处不与胶层接触，进而避免因接缝处造成的压印不良。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种增光膜的制备方法，其特征在于，在将软膜制作成成型装置中的成型辊之前，先在软膜具有微结构的一面镀覆一层金属膜。

2.根据权利要求1所述的增光膜的制备方法，其特征在于，所述金属膜的材料选自镍、铬和铝中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的增光膜的制备方法，其特征在于，所述金属膜的厚度为5-500纳米。

4.根据权利要求3所述的增光膜的制备方法，其特征在于，所述金属膜的厚度为10-30纳米。

5.根据权利要求1所述的增光膜的制备方法，其特征在于，所述成型装置进一步包括与成型辊相对配置的背压滚轮，所述背压滚轮的内部安设有探测成型辊滚压印胶层时对背压滚轮产生的力的压力传感器，在所述软膜两端的接缝与胶层接触之前，成型辊与背压滚轮分离，基材传送装置停止运转，同时让成型辊空转一设定角度避过软膜接缝处后，再让成型辊上的软膜与胶层接触。

6.根据权利要求5所述的增光膜的制备方法，其特征在于，所述软膜两端的接缝设置在成型辊的表面，并通过胶带连接，所述成型辊与背压滚轮分离的方式为，在所述软膜两端的接缝与胶层接触之前，通过成型辊抬起与背压滚轮分离。

7.根据权利要求5的增光膜的制备方法，其特征在于，所述成型辊的表面沿轴向截切一段圆弧后形成一个平面，所述软膜两端的接缝设置在该平面上，并通过胶带连接，所述成型辊与背压滚轮分离的方式为，在所述软膜两端的接缝与胶层接触之前，通过所述平面所对应的圆弧与背压滚轮分离。

8.根据权利要求7所述的增光膜的制备方法，其特征在于，所述平面与胶层的垂直距离大于两倍软膜和连接软膜两端胶带的厚度总和。

9.根据权利要求6或7或8所述的增光膜的制备方法，其特征在于，所述胶带的厚度为5-250微米。

10.一种增光膜的制备系统，包括传送装置、涂胶装置、成型装置和成型光源，其中：

传送装置，用于将增光膜的基材传送至涂胶装置处；

涂胶装置，用于将紫外光固化胶涂覆至该基材的表面；

成型装置，通过成型辊在紫外光固化胶表面滚压形成微结构；

成型光源，用于将具有微结构的紫外光固化胶固化，形成增光膜；

其特征在于，在成型辊的外表面裹覆有软膜，所述软膜具有微结构的一面镀覆有一层金属膜。

11.根据权利要求10所述的制备系统，其特征在于，所述成型装置进一步包括与成型辊相对配置的背压滚轮，所述背压滚轮的内部安设有探测成型辊滚压印胶层时对背压滚轮产生的力的压力传感器，所述软膜两端的接缝设置在成型辊的表面，并通过胶带连接。

12.根据权利要求10所述的制备系统，其特征在于，所述成型装置进一步包括与成型辊相对配置的背压滚轮，所述背压滚轮的内部安设有探测成型辊滚压印胶层时对背压滚轮产生的力的压力传感器，所述成型辊的表面沿轴向截切一段圆弧后形成一个平面，所述软膜两端的接缝设置在该平面上，并通过胶带连接。

13.根据权利要求12所述的增光膜的制备系统，其特征在于，所述平面与压印胶层的垂直距离大于两倍软膜和连接软膜两端胶带的厚度总和。

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