CN103963284A - 成型滚轮及成型滚轮的制造设备与成型滚轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种成型滚轮，其包括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。该成型膜是无缝的圆环状结构且套设在该外圆周面上。该成型膜由有机-无机复合材料制成。该成型膜包括一个背离该原始轮的成型面。该成型面设置有微结构压印图案。本发明的成型滚轮能够有效降低光学薄膜的生产成本，且提高光学薄膜的产品良率。本发明还涉及一种成型滚轮的制造设备及成型滚轮的制造方法。

Description

成型滚轮及成型滚轮的制造设备与成型滚轮的制造方法

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成型滚轮的制造设备与成型滚轮的制造方法。

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，且铜膜的表面通过蚀刻形成有微结构图案。由于铜的材质比较软，使得微结构图案的耐磨性不高，很容易被破坏，需要更换成型滚轮，这样就提高了该光学薄膜的生产成本。同时由于铜的抗沾粘性不好，使得在生产光学薄膜的过程中，光学薄膜不易与铜分离，严重影响该光学薄膜的产品良率。进一步的，由于铜膜的表面蚀刻所需的时间比较长，生产效率较低，且容易产生化学废液，容易污染环境。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种成型滚轮及成型滚轮的制造设备与成型滚轮的制造方法，能够有效降低光学薄膜的生产成本，且提高光学薄膜的产品良率。

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。该成型膜是无缝的圆环状结构且套设在该外圆周面上。该成型膜由有机-无机复合材料制成。该成型膜包括一个背离该原始轮的成型面。该成型面上设置微结构压印图案。

一种成型滚轮的制造设备，其包括一个容器、一个加热装置、一个涂布装置及一个加工治具。该容器用于容置一个待成型膜材料。该加热装置用于加热该待成型膜材料至熔融状态。该涂布装置包括一个成型腔。该成型腔的形状与该成型滚轮相同。一个原始轮容置在该成型腔内。该成型腔具有一个开口，该熔融的待成型膜材料自该开口进入该成型腔内，该原始轮进行旋转，使得该熔融的待成型膜材料均匀涂布该原始轮的外圆周面上，以形成一个无缝的圆环状结构的待成型膜。该待成型膜包括一个背离该原始轮的待成型面。该加工治具用于将该待成型面上加工出微结构压印图案以得到成型滚轮。

一种成型滚轮的制造方法，其包括如下步骤：

提供待成型膜材料及上述的成型滚轮的制造设备，将该待成型膜材料容置在该容器内，使用该加热装置将该待成型膜材料加热至熔融状态；

将一个原始轮容置到该涂布装置的该成型腔内，该熔融的待成型膜材料自该开口进入该成型腔内，旋转该原始轮，使该熔融的待成型膜材料均匀涂布该原始轮的外圆周面上，以形成一个无缝的圆环状结构的待成型膜，该待成型膜包括一个背离该外圆周面的待成型面，该待成型膜及该原始轮共同形成一个待成型滚轮；

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得到成型滚轮。

与现有技术相比较，本发明的成型滚轮及其制造设备及制造方法，利用旋转涂布的方法在该原始轮上直接涂布一层均匀的待成型膜材料，以得到无缝的圆环状结构的待成型膜，然后利用压印的方法直接在该待成型膜上加工出微结构压印图案，因此制造方法简单，生产效率高；不会产生化学废液，有利于环境保护。

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及图4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
		成型膜	20
成型面	201
		微结构压印图案	202
成型滚轮的制造设备	300
		容器	310
加热装置	320
		涂布装置	330
成型腔	331
		开口	332
加工治具	350
		金属模仁	351
转印面	352
		微结构转印图案	353
待成型膜	20a
		待成型膜材料	20b
待成型面	201a
		待成型滚轮	100a

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是无缝的圆环状结构，且套设在该原始轮10的外圆周面101上。

该成型膜20由可挠性的有机-无机复合材料制成。在本实施方式中，该有机-无机复合材料由聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone, PEEK)、碳纤维、石墨及聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene, PTFE)混合而成，其中PEEK的质量占该有机-无机复合材料的质量的70%，碳纤维、石墨及PTFE的质量之和占该有机-无机复合材料的质量的30%。该有机-无机复合材料具有高强度、低摩擦系数、可加工性及可挠性，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。

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容器310、一个加热装置320、一个涂布装置330及一个加工治具350。

该容器310用于容置一个待成型膜材料20b。在本实施方式中，该待成型膜材料20b为由PEEK、碳纤维、石墨及聚四氟乙烯PTFE的混合物。

该加热装置320用于对该容器310中的待成型膜材料20b进行加热到一预定温度，直至该待成型膜材料20b变成熔融状态。在本实施方式中，该预定温度为390℃。

该涂布装置330用于将该熔融的待成型膜材料20b均匀涂布于该原始轮10的外圆周面101上，待该熔融的待成型膜材料20b冷却后即形成一个无缝的圆环状结构的待成型膜20a。该待成型膜20a及该原始轮10共同形成一个待成型滚轮100a。该待成型膜20a包括一个背离该原始轮10的待成型面201a。在本实施方式中，该涂布装置330包括一个成型腔331，该成型腔331的形状与该成型滚轮100的形状相同，该原始轮10容置在该成型腔331内，该成型腔331具有一个开口332。该熔融的待成型膜材料20b自该开口332进入该成型腔331内，该原始轮10进行旋转，使得该熔融的待成型膜材料20b均匀涂布该原始轮10上。

该加工治具350用于在该待成型面201a上加工出该微结构压印图案202。在本实施方式中，该加工治具350包括一个金属模仁351。该金属模仁351包括一个转印面352，该转印面352上形成有微结构转印图案353。该待成型滚轮100a在该转印面352上滚动，且该待成型膜20a与该转印面352接触，使得该金属模仁351能够将该微结构转印图案353转印到该待成型面201a上，以形成该微结构压印图案202，从而得到该成型滚轮100。在其他实施方式中，该加工治具350包括一个用于加工该待成型面201a的钻石刀或激光加工机。

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：提供该容器310及该加热装置320，将该待成型膜材料20b容置在该容器310内，使用该加热装置320将该待成型膜材料20b加热至一预定温度，直至该待成型膜材料20b变成熔融状态。在本实施方式中，该预定温度为340℃。

S2：将该原始轮10容置在该涂布装置330的成型腔331内，将该熔融的待成型膜材料20b从该成型腔331的该开口332进入该成型腔331内，该原始轮10旋转，使得该待成型膜材料20b被均匀涂布到该原始轮10的外圆周面101上，以形成一个无缝的圆环状结构的待成型膜20a，且该待成型膜20a及该原始轮10共同形成一个待成型滚轮100a。

S3：使用该加工治具350在该待成型膜20a的待成型面201a上加工出该微结构压印图案202。在本实施方式中，使用滚轮压印的方式加工出该微结构压印图案202。在其他实施方式中，也可使用钻石刀切割的方式加工出该微结构压印图案202。也可将先将该待成型膜20a加热至一预定温度(比如200℃)，该预定温度低于该待成型膜20a的熔化温度，使得该待成型膜20a软化，然后再在该待成型面201a上加工出该微结构压印图案202。

具体的，若采用滚轮压印的方式加工出该微结构压印图案202，则如图4所示，该步骤S3还包括如下子步骤：

S31：提供一个金属模仁351，该金属模仁351具有一个转印面352，该转印面352上形成有微结构转印图案353。

S32：将该待成型面201a朝向该金属模仁351推进，直至该金属模仁351上的微结构转印图案353陷入该待成型面201a内。

S33：将该待成型滚轮100a在该待成型面201a上滚动，使得该金属模仁351将该微结构转印图案353转印到该待成型面201a上，以形成该微结构压印图案202，从而得到该成型滚轮100。

与现有技术相比较，本发明的成型滚轮及其制造设备及制造方法，利用旋转涂布的方法在该原始轮上直接涂布一层均匀的待成型膜材料，以得到无缝的圆环状结构的待成型膜，然后利用压印的方法直接在该待成型膜上加工出微结构压印图案，因此制造方法简单，生产效率高；不会产生化学废液，有利于环境保护。

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 (9)

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，该成型膜是无缝的圆环状结构且套设在该外圆周面上；该成型膜由有机-无机复合材料制成，该成型膜包括一个背离该原始轮的成型面，该成型面设置有微结构压印图案。

2.如权利要求1所述的成型滚轮，其特征在于，该有机-无机复合材料为由聚醚醚酮、碳纤维、石墨及聚四氟乙烯混合而成。

3.如权利要求2所述的成型滚轮，其特征在于，该聚醚醚酮的质量占该有机-无机复合材料的总质量的70%，该碳纤维、石墨及聚四氟乙烯的质量之和占该有机-无机复合材料的总质量的30%。

4.一种成型滚轮的制造设备，其包括一个容器、一个加热装置、一个涂布装置及一个加工治具，该容器用于容置一个待成型膜材料，该加热装置用于加热该待成型膜材料至熔融状态；该涂布装置包括一个成型腔，该成型腔的形状与该成型滚轮的形状相同，一个原始轮容置在该成型腔内，该成型腔具有一个开口，该熔融的待成型膜材料自该开口进入该成型腔内，该原始轮进行旋转，使得该熔融的待成型膜材料均匀涂布该原始轮的外圆周面上，以形成一个无缝的圆环状结构的待成型膜；该待成型膜包括一个背离该原始轮的待成型面；该加工治具用于将该待成型面上加工出微结构压印图案以得到一个成型滚轮。

5.如权利要求4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金属模仁，该金属模仁包括一个转印面，该转印面形成有微结构转印图案。

6.一种成型滚轮的制造方法，其包括如下步骤：

提供待成型膜材料及如权利要求4所述的成型滚轮的制造设备，将该待成型膜材料容置在该容器内，使用该加热装置将该待成型膜材料加热至熔融状态；

将一个原始轮容置到该涂布装置的该成型腔内，该熔融的待成型膜材料自该开口进入该成型腔内，旋转该原始轮，使得该熔融的待成型膜材料均匀涂布该原始轮的外圆周面上，以形成一个无缝的圆环状结构的待成型膜，该待成型膜包括一个背离该外圆周面的待成型面，该待成型膜及该原始轮共同形成一个待成型滚轮；及

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得到一个成型滚轮。

7.如权利要求6所述的成型滚轮的制造方法，其特征在于，在使用该加工治具在该待成型面上加工出微结构压印图案的步骤中还包括如下子步骤：提供一个包括转印面的金属模仁，该转印面上形成有微结构转印图案；将该待成型面朝向该金属模仁推进，使得该待成型面陷入该微结构转印图案内；将该待成型滚轮在该金属模仁上滚动，使得该金属模仁能够将该微结构转印图案转印到该待成型面上，以形成该微结构压印图案。

8.如权利要求6所述的成型滚轮的制造方法，其特征在于，先将该待成型膜加热至一预定温度，该预定温度低于该待成型膜的熔化温度，然后再使用该加工治具在该待成型面上加工出该微结构压印图案。

9.如权利要求6所述的成型滚轮的制造方法，其特征在于，该待成型膜材料为由聚醚醚酮、碳纤维、石墨及聚四氟乙烯组成的混合物，该加热装置将该待成型膜材料加热至390℃。