CN102486549B - 具有微结构的光学板及该光学板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明本发明系一种具有微结构的光学板及该光学板的制造方法，该光学板包含一第一结构层、表面具微结构的一第二结构层，其中，该第一结构层与该第二结构层彼此迭接，该第一结构层系由第一树脂所构成，且该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，该第二结构层系由第二树脂所构成，该微结构包含复数个第二凸部，各该第二凸部形成于该第二结构层表面，且各该第二凸部分别与各该第一凸部相对，依D-1238标准在200℃×5kg条件下，分别测定第一树脂的流动指数为MI1，第二树脂的流动指数为MI2，且25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins，俾供提高该微结构成型的转写率。该第一凸部的曲率半径为R1，该第二凸部的曲率半径为R2，且R2/R1的比值为3～10，俾供提高该微结构成型的转写率。
Description
技术领域
本发明涉及扩散板、导光板等改变、导引光线方向的光学板，进一步而言，尤指一种具有微结构的光学板及该光学板的制造方法，该光学板系主要由不同流动指数的两种树脂共压出形成，且该光学板可具有特殊的微结构，藉此提高微结构成型于该光学板的转写率。
背景技术
扩散板、导光板等用于改变、导引光线行进方向的习知光学板如图1所示，包含一支持层12及一赋形层14，其中，该支持层12与该赋形层14彼此迭接，该支持层12由第一树脂所构成，该赋形层14由第二树脂所构成，且该赋形层14表面形成微结构16，该微结构16包含复数个凸部162及复数个谷部164，各该凸部162彼此相邻形成于该赋形层14的表面，各该谷部164分别形成于相邻的数个凸部162之间，据此，当光线投射于该微结构16时，藉由该微结构16使光线产生折射或反射现象，使得光线能够依循着所需要的路径方向行进。
前述习知光学板主要是将该第一树脂及该第二树脂以共压出制程压出形成具有该支持层12及该赋形层14的积层板，再使该积层板通过一转写滚轮，使预先设计的微结构藉由该转写滚轮转写于该赋形层14得到该微结构16。
上述该第一树脂及该第二树脂在共压出成型得到该微结构16时，容易造成该凸部162的成型不完整，无法形成所预期的微结构16；利用该转写滚轮将预先设计的微结构转写于该赋形层14的转写率有待提升，以扩散板为例，当转写率不佳时，将会降低光扩散雾化的效果，以导光板为例，若是导光板在制成时的该微结构16转写率不佳，则会减低光线射出导光板的辉度效果。
有鉴于此，本案发明人遂投注心力不断潜心研究，而终有创新并极富产业价值的本发明产生。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种具有微结构的光学板，藉由不同流动指数的树脂共压出形成该光学板，藉此提高微结构成型的转写率。
本发明另一目的在于提供一种前述光学板的制造方法。
为满足前述预期目的，本发明的一种具有微结构的光学板，包含第一结构层、表面具微结构的第二结构层，其中，该第一结构层与该第二结构层彼此迭接，该第一结构层由第一树脂所构成，且该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，该第二结构层由第二树脂所构成，该微结构包含复数个第二凸部，各该第二凸部朝远离该第一结构层的方向凸出地形成于该第二结构层的一个相反于该第一结构层的外表面，且各该第二凸部分别与各该第一凸部相对，依D-1238标准在200℃×5kg条件下，分别测定第一树脂的流动指数为MI1g/10mins，第二树脂的流动指数为MI2g/10mins，且25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins，以供提高该微结构成型的转写率。
本发明的一种具有微结构的光学板，包含第一结构层、表面具微结构的第二结构层，其中，该第一结构层与该第二结构层彼此迭接，该第一结构层由第一树脂所构成，且该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，该第二结构层由第二树脂所构成，该微结构包含复数个第二凸部，各该第二凸部朝远离该第一结构层的方向凸出地形成于该第二结构层的一个相反于该第一结构层的外表面，且各该第二凸部分别与各该第一凸部相对，该第一凸部的曲率半径为R1，该第二凸部的曲率半径为R2，R2/R1的比值为3～10，以供提高该微结构成型的转写率。
如前所述的具有微结构的光学板，为一般液晶显示器(Liquid CrystalDisplay)的背光模块(Back light module)所使用的光扩散板或导光板，该微结构光学板的厚度较佳为0.2～10mm，更佳为0.3～8mm，最佳为0.3～7mm。上述第二凸部的顶点与第一凸部的顶点的垂直距离较佳为30～120μm，更佳为40～100μm，最佳为50～80μm。
如前所述的具有微结构的光学板，其中，该第一树脂选自于由(甲基)丙烯酸酯系树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物、丙烯腈-苯乙烯共聚合物及聚对苯二甲酸乙二酯所组成的群组。如前所述的具有微结构的光学板，其中，该第二树脂选自于由(甲基)丙烯酸酯系树酯、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物、丙烯腈-苯乙烯共聚合物及聚对苯二甲酸乙二酯所组成的群组。
上述所谓的(甲基)丙烯酸酯系樹脂，是由(甲基)丙烯酸酯系单体所形成的聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacerylate，简称PMMA)，上述(甲基)丙烯酸酯系单体具体例包括：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、正-丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯等单体，其中以甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸甲酯为佳。
如前所述的具有微结构的光学板，其中，该第二凸部可为三角柱状透镜、弧形柱状透镜或菲涅耳透镜。
本发明一种如前所述具有微结构的光学板的制造方法，包含下列步骤：
树脂共压出：第一树脂以第一压出装置压出，第二树脂以第二压出装置压出，压出后的该第一、二树脂再经一模头共同压出，使该第一树脂成型为第一结构层，该第二树脂成型为第二结构层，且该第一结构层与该第二结构层彼此迭接成为一积层板，依D-1238标准在200℃×5kg条件下测定，该第一树脂的流动指数为MI1g/10mins，该第二树脂的流动指数为MI2g/10mins，且25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins；
微结构成型：将该积层板通过一转写滚轮，使该第二结构层的一个相反于该第一结构层的外表面形成微结构，该微结构包含复数个朝远离该第一结构层的方向凸出的第二凸部，该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，以供制得具有微结构的光学板。
本发明一种如前所述具有微结构的光学板的制造方法，包含下列步骤：
树脂共压出：一第一树脂以一第一压出装置压出，一第二树脂以一第二压出装置压出，压出后的该第一、二树脂再经一模头共同压出，使该第一树脂成型为一第一结构层，该第二树脂成型为一第二结构层，且该第一结构层与该第二结构层彼此迭接成为一积层板；
微结构成型：将该积层板通过一转写滚轮，该转写滚轮的轮面装设转写微结构，使该第二结构层的一个相反于该第一结构层的外表面凸出复数个第二凸部，各该第二凸部朝远离该第一结构层的方向凸出，该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，其中，该第一凸部的曲率半径R1为5～40μm，第二凸部的曲率半径R2为30～120μm，并且，R2/R1＝3～10，R2/R1的比值较佳为3.5～7，更佳为4～5。
如前所述制造方法，其中，该第一树脂的流动指数为MI1g/10mins，该第二树脂的流动指数为MI2g/10mins，且25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins，较佳为23g/10mins≥(MI2-MI1)≥14g/10mins，更佳为20g/10mins≥(MI2-MI1)≥15g/10mins；藉上述不同流动指数的该第一、二树脂，提高本发明的具有微结构的光学板于微结构转写成型时的转写率。
如前所述制造方法，藉由该第二凸部的曲率半径与该第一凸部的曲率半径的比值R2/R1＝3～10，提高本发明的具有微结构的光学板于微结构转写成型时的转写率。
本发明的光学板的微结构转写率测定是取该光学板具微结构的一面宽约1cm的长条形样品，置于光学显微镜下测量该光学板的该第二凸部最高点的高度与该转写滚轮的转写微结构的最高点的高度，如图2所示，以该第二凸部(26)最高点的高度值H1为分子，该转写滚轮的转写微结构(28)的最高点的高度值H2为分母，计算(H1/H2)的比值作为转写率的测定值，该转写率较佳为40％以上，更佳为45％以上，最佳为50％以上。
附图说明
图1是习知光学板的局部断面示意图；
图2是本发明具有微结构的光学板的微结构成型转写率的测量示意图；
图3是本发明具有微结构的光学板的较佳实施例的局部断面示意图。
符号说明
12 支持层； 14 赋形层； 16 微结构； 162 凸部；
164 谷部； 26 第二凸部； 28 转写微结构； 32 第一结构层；
322 第一凸部； 34 第二结构层； 36 微结构； 362 第二凸部。
具体实施方式
本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，下述实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为对本发明实施的限制。
为使本发明的特征及其目的、功效得以获致更进一步的了解与认同，兹举具体可行之实施例并配合图式说明于后。
图3是本发明具有微结构的光学板的较佳实施例的局部断面示意图。
如图3所示，本发明一种具有微结构的光学板的较佳实施例，包含一第一结构层32、表面具微结构36的第二结构层34，其中，该第一结构层32与该第二结构层34彼此迭接构成厚度为0.2～10mm的积层板，该第一结构层32由第一树脂所构成，且该第一结构层32向该第二结构层34凸出形成复数个第一凸部322，该第二结构层34由第二树脂所构成，该微结构36包含复数个第二凸部362，该第二凸部362朝远离该第一结构层32的方向凸出地形成于该第二结构层34的一个相反于该第一结构层32的外表面，且各该第二凸部362分别与各该第一凸部322相对，令该第一树脂的流动指数为MI1g/10mins，该第二树脂的流动指数为MI2g/10mins，25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins，据此提高该微结构36成型的转写率。
该第一树脂是热可塑性树脂，又以具有透明性质的热可塑性树脂为佳，且该第一树脂的具体例为(甲基)丙烯酸酯系树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物、丙烯腈-苯乙烯共聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯等，前述具体例可单独一种使用亦可数种并用。
该第二树脂亦系热可塑性树脂，又以具有透明性质的热可塑性树脂为佳，该第二树脂的具体例为(甲基)丙烯酸酯系树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物、丙烯腈-苯乙烯共聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯等，前述具体例可单独一种使用亦可数种并用。该第一树脂与该第二树脂可彼此相同亦可不同。
前述MI1及MI2系依据D-1238标准在200℃×5kg条件下进行测定，单位为g/10mins。
本发明一种用于制造前述具有微结构的光学板的制造方法，包含下列步骤：
树脂共压出：取聚苯乙烯树脂(奇美实业公司制，产品名Polyrex PG-383)为第一树脂，该第一树脂的流动指数MI1＝2.2g/10mins，另取聚苯乙烯树脂(奇美实业公司制，产品名Polyrex PG-22)为第二树脂，该第二树脂的流动指数MI2＝17.5g/10mins，(MI2-MI1)＝15.3g/10mins，将第一树脂以一第一压出装置加热加压后压出，压出温度＝230℃，将第二树脂以一第二压出装置加热加压后压出，压出温度＝220℃，压出后的该第一、二树脂再经一模头共同压出，使该第一树脂成型为该第一结构层32，该第二树脂成型为该第二结构层34，且该第一结构层32与该第二结构层34彼此迭接成为一积层板。
微结构成型：本实施例所述转写成型的微结构为宽度(pitch)200μm、长度270μm的三角柱状透镜，将该积层板通过主要由一转写滚轮及一背压滚轮所组成的一成型构造，该转写滚轮的轮面装设复数个三角柱状转写微结构，各转写微结构间形成复数个三角柱状结构的凹穴，据此，当该积层板通过该转写滚轮与该背压滚轮之间时，藉由该转写滚轮及该背压滚轮对该积层板形成相对辊压，使得第二结构层34的相反于该第一结构层32的外表面被挤压进入该凹穴形成各该第二凸部362，各该第二凸部362朝远离该第一结构层32的方向凸出，该第一结构层32向该第二结构层34凸出形成各该第一凸部322，以供成型具有该微结构36的光学板，测得该第一凸部322的曲率半径R1为18μm，该第二凸部362的曲率半径R2为74μm，并且R2/R1＝4.1，并测得该微结构成型的转写率为45％。
在该微结构36成型的过程中，该第一树脂及该第二树脂处于可流动并具有可塑性的状态，且由于该第二树脂的流动指数MI2与该第一树脂的流动指数MI1的差值大于或等于13g/10mins，藉由该第一、二树脂在流动性上的差异，使得第二结构层34受到该转写滚轮及第一结构层32的相对挤压时，该第一结构层32向该第二结构层34凸出形成的该第一凸部322对第二结构层34形成背压作用，该第二树脂易于被挤入该转写滚轮表面的凹穴，该第二凸部362的成型趋于完整，有利于形成所预期的该微结构36，微结构成型的转写率得以提高。
另外，前述具有微结构的光学板的较佳实施例中的该第二凸部362亦可进一步选择变化为弧形柱状透镜(Lenticular lens)或菲涅耳透镜(Fresnellens)，藉此构成本发明具有微结构的光学板的各种变化实施例。
Claims (10)
1.一种具有微结构的光学板，包含第一结构层、表面具有微结构的第二结构层，其特征在于，该第一结构层与该第二结构层彼此迭接，该第一结构层由第一树脂所构成，且该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，该第二结构层由第二树脂所构成，该微结构包含复数个第二凸部，各该第二凸部朝远离该第一结构层的方向凸出地形成于该第二结构层的一个相反于该第一结构层的外表面，且各该第二凸部分别与各该第一凸部相对，依D-1238标准在200℃×5kg条件下，分别测定该第一树脂的流动指数为MI1g/10mins，该第二树脂的流动指数为MI2g/10mins，且25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins。
2.根据权利要求1的所述具有微结构的光学板，其特征在于，该第一树脂及该第二树脂选自于由(甲基)丙烯酸酯系树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物、丙烯腈-苯乙烯共聚合物及聚对苯二甲酸乙二酯所组成的群组。
3.根据权利要求1所述的具有微结构的光学板，其特征在于，该第二凸部为三角柱状透镜、弧形柱状透镜或菲涅耳透镜。
4.一种具有微结构的光学板，包含第一结构层、表面具微结构的第二结构层，其特征在于，该第一结构层与该第二结构层彼此迭接，该第一结构层由第一树脂所构成，且该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，该第二结构层由第二树脂所构成，该微结构包含复数个第二凸部，各该第二凸部朝远离该第一结构层的方向凸出地形成于该第二结构层的一个相反于该第一结构层的外表面，且各该第二凸部分别与各该第一凸部相对，该第一凸部的曲率半径为R1，该第二凸部的曲率半径为R2，R2/R1的比值为3～10。
5.根据权利要求4所述的具有微结构的光学板，其特征在于，R2/R1的比值为3.5～7。
6.根据权利要求4所述的具有微结构的光学板，其特征在于，依D-1238标准在200℃×5kg条件下，分别测定该第一树脂的流动指数为MI1g/10mins，该第二树脂的流动指数为MI2g/10mins，且25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins。
7.根据权利要求4所述的具有微结构的光学板，其特征在于，该第一树脂及该第二树脂选自于由(甲基)丙烯酸酯系树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物、丙烯腈-苯乙烯共聚合物及聚对苯二甲酸乙二酯所组成的群组。
8.根据权利要求4所述的具有微结构的光学板，其特征在于，该第二凸部为弧形柱状透镜或菲涅耳透镜。
9.一种具有微结构的光学板的制造方法，包含下列步骤：
树脂共压出：第一树脂以第一压出装置压出，第二树脂以第二压出装置压出，压出后的该第一、二树脂再经模头共同压出，使该第一树脂成型为第一结构层，该第二树脂成型为第二结构层，且该第一结构层与该第二结构层彼此迭接成为一积层板，依D-1238标准在200℃×5kg条件下，分别测定该第一树脂的流动指数为MI1g/10mins，该第二树脂的流动指数为MI2g/10mins，且25g/10mins≥(MI2-MI1)≥13g/10mins；
微结构成型：将该积层板通过一转写滚轮，使该第二结构层的一个相反于该第一结构层的外表面形成由复数个第二凸部构成的微结构，各该第二凸部朝远离该第一结构层的方向凸出，该第一结构层向该第二结构层凸出复数个第一凸部，且各该第二凸部分别与各该第一凸部相对，以制得具有微结构的光学板。
10.根据权利要求9所述的具有微结构的光学板的制造方法，其特征在于，该第一凸部的曲率半径为R1，该第二凸部的曲率半径为R2，且R2/R1的比值为3～10。
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