CN103963281A - 成型滚轮及其制造设备与制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种成型滚轮，其包括一个原始轮及一个成型膜。该原始轮包括一个外圆周面。该成型膜由可挠性的高分子材料制成，并贴附在该外圆周面上，以形成圆环状。该高分子材料包括聚二甲基硅氧烷及生长在聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中的二氧化硅纳米粒子。该成型膜包括一个背离该外圆周面的成型面，该成型面上设置有微结构压印图案。由于平面加工比曲面加工简单很多，因此本发明的成型滚轮可更精确地控制该微结构压印图案的精度，从而提高该成型滚轮制造出的光学薄膜的生产效率及产品良率。本发明还涉及一种成型滚轮的制造设备及制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及滚轮压印(Roll to Roll)领域，尤其涉及一种成型滚轮及其制造设备与制造方法。
背景技术
目前背光模组中的光学薄膜(比如扩散膜、增亮膜等)一般通过滚轮压印的方法制造。滚轮压印技术是将熔融的加工原料从两个成型滚轮之间流过，利用该两个成型滚轮之间的挤压，以将成型滚轮上的微结构压印图案转印到成型后的光学薄膜表面。现在的成型滚轮一般包括原始轮及镀在原始轮的外圆周面上的铜膜，且铜膜的表面形成有微结构图案。当该成型滚轮上微结构压印图案被破坏后，就需要将铜膜去除掉，重新在原始轮的外圆周面进行铜电镀及雕刻，由于铜电镀和雕刻都需要较长的时间，严重影响该成型滚轮制造的光学薄膜的生产效率。由于微结构压印图案对光学薄膜的质量影响很大，因此微结构压印图案的精度要求比较高。但是由于曲面加工本身比较困难，对加工机台的加工精度及操作员的技术要求均比较高，使得该微结构压印图案的精度下降，严重影响该成型滚轮制造的光学薄膜的产品良率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够有效提高光学薄膜的生产效率及产品良率的成型滚轮及其制造设备与制造方法。
一种成型滚轮，其包括一个原始轮及一个成型膜。该原始轮包括一个外圆周面。该成型膜由可挠性的高分子材料制成，并贴附在该外圆周面上，以形成圆环状。该高分子材料包括聚二甲基硅氧烷及生长在聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中的二氧化硅纳米粒子。该成型膜包括一个背离该外圆周面的成型面，该成型面上设置有微结构压印图案。
一种成型滚轮的制造设备，其包括一个薄膜改质装置、一个承载板、一个加工治具、一个贴合装置及一个剪切装置。该薄膜改质装置用于将一个原始膜的性质进行改变，以得到一个待成型膜。该承载板用于承载该待成型膜。该待成型膜包括背离该承载板的待成型面。该加工治具用于在该待成型面上加工出微结构压印图案，以形成成型面及成型膜。该贴合装置用于将该成型膜贴附在一个原始轮的外圆周面上，且该成型面背离该外圆周面。该剪切装置用于将该成型膜进行剪切。
一种成型滚轮的制造方法，其包括如下步骤：
提供一个原始膜及上述的成型滚轮的制造设备；
使用该薄膜改质装置将该原始膜的性质发生改变以得到该待成型膜；
将该待成型膜设置在该承载板上；
使用该加工治具在该待成型面上加工出微结构压印图案，以形成成型面及成型膜；
将该成型膜从该承载板上取下，然后将该成型膜贴附到该原始轮的外圆周面上，且该成型面背离该外圆周面；及
使用该剪切装置剪切该成型膜。
与现有技术相比较，本发明的成型滚轮及其制造设备与制造方法，利用平面加工技术直接在待成型膜上形成微结构压印图案，以形成成型膜，然后将平面的成型膜直接转换成曲面，以贴附在该圆周面上。由于平面加工比曲面加工简单很多，使得该成型膜的加工比较方便快捷，因此可有效提高该成型滚轮制造的光学薄膜的生产效率。同时由于平面加工的加工精度比曲面加工高，从而可更精确地控制该微结构压印图案的精度，从而提高该成型滚轮制造出的光学薄膜的产品良率。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的成型滚轮的结构示意图。
图2是本发明较佳实施方式的成型滚轮的制造设备的结构示意图。
图3至图5是本发明较佳实施方式的成型滚轮的制造方法的流程图。
主要元件符号说明
| 成型滚轮 | 100 |
| 原始轮 | 10 |
| 外圆周面 | 101 |
| 粘着剂 | 102 |
| 成型膜 | 20 |
| 待成型膜 | 20a |
| 原始膜 | 20b |
| 成型面 | 201 |
| 待成型面 | 201a |
| 微结构压印图案 | 202 |
| 成型滚轮的制造设备 | 300 |
| 薄膜改质装置 | 310 |
| 容置槽 | 311 |
| 添加剂 | 312 |
| 承载板 | 320 |
| 承载平面 | 321 |
| 加工治具 | 330 |
| 激光发射器 | 331 |
| 反射镜 | 332 |
| 聚光透镜 | 333 |
| 贴合装置 | 340 |
| 辅助轮 | 341 |
| 圆周面 | 342 |
| 通道 | 343 |
| 剪切装置 | 350 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明实施方式提供的一种成型滚轮100，其包括一个圆柱状的原始轮10及一个成型膜20。
该原始轮10包括一个外圆周面101，该成型膜20围绕该原始轮10的外圆周面101一周，并贴附在该原始轮10的外圆周面101上，以形成圆环状。
该成型膜20由可挠性的高分子材料制成。在本实施方式中，该高分子材料包括聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)及生长在聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中的二氧化硅纳米粒子。该聚二甲基硅氧烷具有较好的表面抗粘性及可挠性，使得该成型膜20与该成型滚轮100制造的光学薄膜容易相互分离，从而不影响该光学薄膜的产品良率。二氧化硅纳米粒子通过溶胶凝胶法生长在该聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中，以增加该成型膜20的硬度及耐用性。在其他实施方式中，也可通过其他方法使二氧化硅纳米粒子生长在该聚二甲基硅氧烷内。
该成型膜20包括一个背离该外圆周面101的成型面201。该成型面201上设置有微结构压印图案202。在本实施方式中，该成型膜20上的微结构压印图案202为微型凹槽状的网点。
如图2所示，为本发明实施方式提供一种成型滚轮的制造设备300，用于加工该成型滚轮100，并包括依次设置的一个薄膜改质装置310、一个承载板320、一个加工治具330、一个贴合装置340及一个剪切装置350。
该薄膜改质装置310用于将一个原始膜20b的性质进行改变，以得到一个待成型膜20a。在本实施方式中，该原始膜20b的材料包括具有高分子网格结构的PDMS，该薄膜改质装置310用于在该PDMS的高分子网格结构中生长二氧化硅纳米粒子。该薄膜改质装置310包括一个容置有二丁基二乙酸锡(Dibutyl Tin Diacetate，DBTDA)及硅酸乙酯(Tetraethoxy silane，TEOS)的添加剂312的容置槽311。该原始膜20b被完全浸入该添加剂312内一段时间，该添加剂312渗入该原始膜20b内，使得该原始膜20b进行膨润，然后该原始膜20b被取出，在空气中静置，使DBTDA水解成醋酸以促进TEOS与PDMS进行缩合反应，以在PDMS的高分子网格结构中生长二氧化硅纳米粒子，以得到该待成型膜20a。
该承载板320用于承载该待成型膜20a，该待成型膜20a包括一个待成型面201a，且该待成型面201a背离该承载板320设置。该承载板320包括一个承载平面321。该待成型膜20a的两端通过粘着剂(图未示)设置在该承载平面321上。当然，也可采用其他方式(比如夹具)将该成型膜20设置在该承载平面321上。
该加工治具330用于在该待成型面201a上加工出微结构压印图案，以形成该成型膜20及该成型面201。在本实施方式中，由于该成型膜20上的微结构压印图案202为微型凹槽状的网点，因此该加工治具330为激光切割装置，并包括一个激光发射器331、一个反射镜332及一个聚光透镜333。该激光发射器331所发射的该激光的传播方向平行于该待成型面201a，该反射镜332用于将该激光反射至该聚光透镜333，该聚光透镜333用于将经过该反射镜332反射的激光汇聚至该待成型面201a上，以进一步提高该激光的准直性，提高该加工治具330的加工精度。可以理解，将激光的传递路径转折90度是为了使用者操作的便利性，当然，在其它实施方式中，也可以将该反射镜332及该聚光透镜333省去，并且让该激光发射器331的激光发射方向垂直于该待成型面201a。
在其他实施方式中，若该成型膜20上的微结构压印图案202为V型槽，则该加工治具330可以为刀锋为V型的钻石刀。
如图3所示，为本发明实施方式提供一种成型滚轮的制造方法，其使用该成型滚轮的制造设备300制造该成型滚轮100，并包括如下步骤：
S1：提供该原始膜20b及该成型滚轮的制造设备300，并利用该薄膜改质装置310改变该原始膜20b的性质以得到该待成型膜20a。在本实施方式中，该原始膜20b的材料包括PDMS，该薄膜改质装置310在该PDMS的高分子网格结构中生长二氧化硅纳米粒子，以得到该待成型膜20a。
S2：将该待成型膜20a设置在该承载板320上。
S3：使用该加工治具330在该待成型面201a上加工出微结构压印图案202，以形成该成型面201及该成型膜20。
S4：将该成型膜20从该承载板320上取下，然后将该成型膜20贴附到该外圆周面101上，使得该成型面201背离该外圆周面101。可以理解，可以通过人工粘贴或者滚轮压印的方式将该成型膜20粘贴到该外圆周面101上。
S5：使用该剪切装置350剪切该成型膜20，使得该成型膜20的长度等于该外圆周面101的圆周长。
具体的，如图4所示，该步骤S1还包括如下子步骤：
S11：提供一个容置有DBTDA及TEOS的添加剂312的容置槽311。
S12：该原始膜20b被完全浸入该添加剂312内一段时间，该添加剂312渗入该原始膜20b内，使得该原始膜20b进行膨润。
S13：将该原始膜20b取出，在空气中静置，使DBTDA水解成醋酸以促进TEOS与PDMS进行缩合反应，以在PDMS的高分子网格结构中生长二氧化硅纳米粒子，以得到该待成型膜20a。
具体的，若通过滚轮压印的方式将成型膜20的贴附在该原始轮10上，如图5所示，该步骤S4还包括如下子步骤：
S41：在该外圆周面101上涂敷该粘着剂102。
S42：将该成型膜20的一端先贴附在该外圆周面101上，将该成型膜20从该通道343中通过，且该成型面201面向该辅助轮341。
S43：转动该原始轮10及该辅助轮341，该原始轮10转动以带动该成型膜20通过该通道343，直至该成型膜20包覆该外圆周面101。
在其他实施方式中，也可先将该成型膜20进行剪切，然后再将该剪切后的成型膜20贴附到该外圆周面101上。
与现有技术相比较，本发明的成型滚轮及其制造设备与制造方法，利用平面加工技术直接在该待成型膜上形成微结构压印图案，然后将带状的成型膜贴附在该外圆周面上，代替了现有技术中在外圆周面上进行铜电镀及雕刻的步骤。由于平面加工比曲面加工简单很多，使得该成型膜的加工比较方便快捷，而且若该成型膜上的微结构压印图案被破坏了，直接在将该成型膜取下，更换另一个新的成型膜，或者将新的成型膜直接贴附在原成型膜上即可，因此可有效提高该成型滚轮制造的光学薄膜的生产效率。
同时由于平面加工的加工精度比曲面加工高，从而可更精确地控制该微结构压印图案的精度，从而提高该成型滚轮制造的光学薄膜的产品良率。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种成型滚轮，其包括一个原始轮及一个成型膜，该原始轮包括一个外圆周面，该成型膜由可挠性的高分子材料制成，并贴附在该外圆周面上，以形成圆环状，该高分子材料包括聚二甲基硅氧烷及生长在聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中的二氧化硅纳米粒子，该成型膜包括一个背离该外圆周面的成型面，该成型面上设置微结构压印图案。
2.如权利要求1所述的成型滚轮，其特征在于，该二氧化硅纳米粒子通过溶胶凝胶法生长在该聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中。
3.一种成型滚轮的制造设备，其包括一个薄膜改质装置、一个承载板、一个加工治具、一个贴合装置及一个剪切装置，该薄膜改质装置用于将一个原始膜的性质进行改变，以得到一个待成型膜；该承载板用于承载该待成型膜，该待成型膜包括背离该承载板的待成型面；该加工治具用于在该待成型面上加工出微结构压印图案，以形成成型面及成型膜；该贴合装置用于将该成型膜贴附在一个原始轮的外圆周面上，使得该成型面背离该外圆周面；该剪切装置用于将该成型膜进行剪切。
4.如权利要求3所述的成型滚轮的制造设备，其特征在于，该原始膜的材料包括聚二甲基硅氧烷，该薄膜改质装置用于在该聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中生长二氧化硅纳米粒子；该薄膜改质装置包括一个容置有二丁基二乙酸锡及硅酸乙酯的添加剂的容置槽；该原始膜被完全浸入该添加剂内一段时间，使得该原始膜进行膨润，然后将该原始膜取出，在空气中静置，使该二丁基二乙酸锡水解成醋酸以促进硅酸乙酯与聚二甲基硅氧烷进行缩合反应，以在该聚二甲基硅氧烷的高分子网格结构中生长二氧化硅纳米粒子，以得到该待成型膜。
5.如权利要求3所述的成型滚轮的制造设备，其特征在于，该承载板包括一个承载平面，该待成型膜及该成型膜设置在该承载平面上。
6.如权利要求3所述的成型滚轮的制造设备，其特征在于，该加工治具包括一个激光发射器、一个反射镜及一个聚光透镜，该激光发射器所发射的该激光的传播方向平行于该待成型面，该反射镜用于将该激光反射至该聚光透镜，该聚光透镜用于将经过该反射镜反射的激光汇聚至该待成型面上。
7.如权利要求3所述的成型滚轮的制造设备，其特征在于，该贴合装置包括一个辅助轮，该原始轮与该辅助轮相对设置，且间隔一定预定距离，以形成一个通道，该原始轮及该辅助轮的转动方向相反，该外圆周面上涂敷有用于粘着该成型膜的粘着剂。
8.一种成型滚轮的制造方法，其包括如下步骤：
提供一个原始膜及一个如权利要求3所述的成型滚轮的制造设备，并利用该薄膜改质装置将该原始膜的性质发生改变以得到该待成型膜；
将该待成型膜设置在该承载板上；
使用该加工治具在该待成型面上加工出微结构压印图案，以形成成型面及成型膜；
将该成型膜从该承载板上取下，然后将该成型膜贴附到该原始轮的该外圆周面上，且该成型面背离该外圆周面；及
使用该剪切装置剪切该成型膜。
9.如权利要求8所述的成型滚轮的制造方法，其特征在于，该原始膜的材料包括聚二甲基硅氧烷，在使用该薄膜改质装置将该原始膜的性质发生改变以得到该待成型膜的步骤中还包括如下步骤：提供一个容置有二丁基二乙酸锡及硅酸乙酯的添加剂的容置槽；将该原始膜完全浸入该添加剂内一段时间，使得该原始膜进行膨润；将该原始膜取出，在空气中静置，使二丁基二乙酸锡水解成醋酸以促进硅酸乙酯与聚二甲基硅氧烷进行缩合反应，以在聚二甲基硅氧烷的该高分子网格结构中生长二氧化硅纳米粒子。
10.如权利要求8所述的成型滚轮的制造方法，其特征在于，该贴合装置包括一个辅助轮，该原始轮与该辅助轮相对设置且间隔一定预定距离，以形成一个通道，在将该成型膜贴附到该原始轮的该外圆周面上的步骤中还包括如下子步骤：在该外圆周面上涂敷粘着剂；将该成型膜的一端先贴附在该外圆周面上，将该成型膜从该通道中通过，且该成型面面向该辅助轮；转动该原始轮及该辅助轮，以带动该成型膜通过该通道，直至该成型膜包覆该外圆周面。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310026750.1A CN103963281A (zh) | 2013-01-24 | 2013-01-24 | 成型滚轮及其制造设备与制造方法 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104960187A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-10-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种聚酰亚胺薄膜曲面预成形装置 |
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2013
- 2013-01-24 CN CN201310026750.1A patent/CN103963281A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN104960187A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-10-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种聚酰亚胺薄膜曲面预成形装置 |
| CN104960187B (zh) * | 2015-05-21 | 2017-03-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种聚酰亚胺薄膜曲面预成形装置 |
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