CN114734620A - 凹面贴合方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种凹面贴合方法，适用于将薄膜贴合于基材之凹面，配置有第一治具和第二治具，第一治具具有呈平面的端部，第二治具具有适配于凹面之凸面，先进行第一预成型制程，以第一治具之端部压印于薄膜表面，使薄膜表面拉伸形成具有平面之凹部，再进行第二预成型制程，以第二治具之凸面压印于薄膜之凹部，使薄膜之凹部拉伸形成为符合凹面之形状，最后，将薄膜之凹部贴合于基材之凹面上；本发明藉由在贴合制程之前加入两道预成型制程，可以大幅减少薄膜中心处的总应变量。

Description

凹面贴合方法

技术领域

本发明有关于贴合技术领域，特别是指一种可分散贴合应变的凹面贴合方法。

背景技术

目前显示面板的市场趋势为往非平面、具曲面的产品发展，相关供应链也已经开始发展3D曲面产品的各种成型技术研发，而贴合技术是显示面板制程中相当重要的一环，如何确保产品的贴合良率也是许多面板业者苦思突破的瓶颈。

在3D曲面产品的贴合工艺中，通常凹面贴合较为关键，直接影响贴合效率和贴合品质。热塑成型是将热塑性材料加热至软化，在压力环境下，采用适当的模具或治具进行加工，而使其成为制品的一种成型方法。目前使用热塑成型将薄膜与基材进行凹面贴合时，为了消除薄膜之内部残留应力，通常是于贴合制程前加入一道凸面预成型制程。如图1A至图1B所示，在加压加热条件下，先采用适配于基材40之凹面41的凸面治具1，使薄膜10预先成型为接近基材40之凹面41的形状，再对于薄膜10与基材40执行贴合作业，使薄膜10与基材40结合再一起。但在经过凸面预成型和凹面贴合的两道制程后，往往会导致薄膜10的中心处所产生的总应变量过高，可能会影响到薄膜10材料的光学性质，降低生产良率。为此，在预成型时可利用伸缩机构先将凸面治具1顶出，以缩短凸面治具1与薄膜10的距离，接着再加压时可减少薄膜10的拉伸量。然而，即使加入了伸缩机构，薄膜10在预成型后的应变量还是偏高，且应变最高值会落在薄膜10的中心区域。

是以，要如何对于凹面贴合方法进行改良，来解决上述先前技术之各种缺失，即为从事此行业相关业者所亟欲研发的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种凹面贴合方法，藉由在贴合制程之前加入两道预成型制程，可以大幅减少薄膜中心的总应变量，进而达到提升贴合制程良率的目的。

为达上述之目的，本发明提供一种凹面贴合方法，其可适用于将一薄膜贴合于一基材之凹面上，其步骤包含：首先，提供前述薄膜；然后，提供一第一治具，第一治具具有呈平面的端部，进行第一预成型制程，以第一治具之端部压印于薄膜表面，使薄膜表面拉伸形成具有平面之凹部；接着，提供一第二治具，第二治具具有适配于凹面之凸面，进行第二预成型制程，以第二治具之凸面压印于薄膜之凹部，使薄膜之凹部拉伸形成为符合前述基材之凹面的形状；最后，提供前述基材，将薄膜之凹部贴合于基材之凹面上。

根据本发明之实施例，前述第一预成型制程更包含使得薄膜软化的加热步骤以及对于薄膜加压的步骤。

根据本发明之实施例，前述第二预成型制程更包含使得薄膜软化的加热步骤以及对于薄膜加压的步骤。

根据本发明之实施例，前述基材是以离子蚀刻的方式来形成此些沟槽。

根据本发明之实施例，前述薄膜之凹部贴合于基材之凹面的同时，更包含对薄膜进行加热的步骤以及对于薄膜加压的步骤，直到薄膜之凹部和基材之凹面完全贴合。

根据本发明之实施例，前述薄膜之凹部和基材之凹面完全贴合后，更包含对薄膜进行冷却的步骤。

根据本发明之实施例，前述薄膜为高分子薄膜、金属氧化物薄膜或纳米溶胶薄膜。

根据本发明之实施例，前述薄膜贴合于凹面的一面包括一光学胶层。

根据本发明之实施例，前述光学胶层为压力敏感性光学胶层或热敏感性光学胶层。

根据本发明之实施例，前述基材为透明基材。

根据本发明之实施例，前述基材为塑料或玻璃。

与先前技术相比，本发明具有以下优势：

(1)本发明突破现有凹面贴合方法于薄膜中心造成总应变量过高的现象，进而导致产品性能及制程良率降低的问题。

(2)本发明在贴合制程之前先进行两道预成型制程，可降低贴合制程中的拉伸量，同时可降低薄膜贴合于基材之凹面后所产生的总应变量，且不会影响薄膜材料的光学性质，从而提升整体良率和产能。

以上所述仅能用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明之具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

图1A至图1B为一种先前技术的凹面贴合方法中薄膜成型与贴合制程之示意图。

图2为本发明之实施例所提供的凹面贴合方法之流程图。

图3A至图3B为本发明之实施例所提供的凹面贴合方法中第一预成型制程的薄膜成型过程之示意图。

图4A至图4B本发明之实施例所提供的凹面贴合方法中第二预成型制程的薄膜成型过程之示意图。

图5为本发明之实施例所提供的凹面贴合方法中薄膜与基材凹面贴合制程之示意图。

图6为未经过预成型制程的传统凹面贴合方法所得到的薄膜之热应力分布图。

图7A至图7B为先前技术中包含一道预成型制程的凹面贴合方法所得到的薄膜之热应力分布图；其中，图7A为薄膜进行预成型制程后的热应力分布图，图7B为薄膜经过预成型和贴合制程后的热应力分布图。

图8A至图8C为本发明之实施例的凹面贴合方法所得到的薄膜之热应力分布图；其中，图8A为薄膜进行一道预成型制程后的热应力分布图，图8B为薄膜经过两道预成型制程后的热应力分布图，图8C为薄膜经过两道预成型制程和贴合制程后的热应力分布图。

附图标记为：

1…凸面治具

10…薄膜

11…凹部

12…平面

20…第一治具

21…端部

30…第二治具

31…凸面

40…基材

41…凹面

50…加热装置

S10…步骤

S20…步骤

S30…步骤

S40…步骤

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明，例如器件的结构、材料、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。然而，应了解到的是，这些实务上的细节不应用以限制本发明，也就是说，在本发明的实施方式中，一些习知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。

必须说明的是，在本发明涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合，但是必须是以本领域具有通常知识者能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

正如先前技术所描述的，目前习知的凹面贴合方法会于薄膜中心处造成总应变量过高的现象，进而导致产品性能及制程良率降低的问题。为了解决上述技术问题，本发明的基本思想是提供一种可分散贴合应变的凹面贴合方法，透过采用二道预成型制程再进行贴合制程，而可于薄膜贴合至基材的凹面后，使得薄膜中心产生的总应变量有所降低。

请参照图2，其为本发明之实施例所提供的凹面贴合方法之流程图；同时，请参照图3A至图3B，其绘示本发明之实施例所提供的凹面贴合方法中第一预成型制程的薄膜成型过程；请参照图4A至图4B，其绘示发明之实施例所提供的凹面贴合方法中第二预成型制程的薄膜成型过程；请参照图5，其绘示本发明之实施例所提供的凹面贴合方法中薄膜与基材凹面贴合制程。

本发明所提供的凹面贴合方法适用于将薄膜贴合于基材之凹面。本发明所使用的基材具有用于与薄膜进行贴合的待贴合面，此待贴合面为凹面。本发明实施例中，基材的材质可为透明基材，例如塑料或玻璃。本发明实施例中，薄膜之材质可为高分子薄膜、金属氧化物薄膜或纳米溶胶薄膜，且薄膜的一面形成有光学胶层，光学胶层可为压力敏感性光学胶层或热敏感性光学胶层。本发明可进一步应用于各种3D曲面产品上，例如为平板电脑、智慧型手机、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、卫星导航、车上显示器、航空用显示器或可携式DVD放影机等电子装置。以下详细说明本发明实施例的凹面贴合方法中的各个步骤。

首先，见步骤S10，如图3A所示，提供前述之薄膜10。

接着，见步骤S20，提供一第一治具20，第一治具20具有呈平面的一端部21，如图3B所示，进行第一预成型制程，以第一治具20的端部21压印于薄膜10表面，使薄膜10表面拉伸变形，由于第一治具20的端部21形状呈平面，薄膜10表面会随着第一治具20之端部21形状拉伸而形成具有一平面12之一凹部11。

然后，见步骤S30，如图4A所示，提供一第二治具30，第二治具30具有适配于基材40之凹面41(见图5)的一凸面31，如图4B所示，进行第二预成型制程，以第二治具30之凸面31压印于薄膜10之凹部11，使薄膜10之凹部11拉伸变形，由于第二治具30之凸面31形状类似于基材40之凹面41形状，使得薄膜10之凹部11随着第二治具30之凸面31形状拉伸后，薄膜10之凹部11会形成为符合基材40之凹面41的形状。

接续，见步骤S40，如图5所示，提供前述基材40，将薄膜10之凹部11贴合于基材40之凹面41上，来得到薄膜10和基材40彼此结合的凹面贴合结构。

在步骤S20中，本发明实施例于进行第一预成型制程时，可包含使得薄膜10软化的加热步骤以及对于薄膜10加压的步骤；一般是在正压条件下，施加正压时间为10秒，加热过程升温速度固定，将薄膜10均匀加热至120℃，加热时间为30秒。在步骤S30中，本发明实施例于进行第二预成型制程时，同样可包含使得薄膜10软化的加热步骤以及对于薄膜10加压的步骤；一般是在正压条件下，施加正压时间为10秒，加热过程升温速度固定，将薄膜10均匀加热至120℃，加热时间为30秒。本发明实施例在第一预成型制程结束后，到第二预成型制程开始前，有需要将薄膜10转移的时间，其转移时间约落在2分钟。在步骤S40中，本发明实施例在将薄膜10之凹部11贴合于基材40之凹面41的同时，也可包含对薄膜10进行加热的步骤以及对于薄膜10加压的步骤，直到薄膜10之凹部11和基材40之凹面41完全贴合，且进一步在薄膜10之凹部11和基材40之凹面41完全贴合后，可包含对薄膜10进行冷却的步骤；一般是在正压条件下，施加正压时间为10秒，加热过程升温速度固定，将薄膜10均匀加热至120℃，加热时间为30秒。本发明实施例在第二预成型制程结束后，到贴合制程开始前，也有需要将薄膜10转移的时间，其转移时间约落在2分钟。而上述的加热步骤所使用的加热温度需要根据薄膜10的材料来决定，通常加热温度必须超过薄膜10材料的玻璃转换温度(Tg点)，使得薄膜10的塑型与贴合能够较为完整。上述的加热步骤是藉由一加热装置50对于薄膜10提供热能来实现，此加热装置50可例如为红外线加热装置，并在加热装置50停机之后开始进行冷却步骤。

本发明实施例中，第一治具20和第二治具30的外型差别只在于第一治具20的端部21呈现为平面，第二治具30则为凸面31，在实际应用上，可以简单地藉由将第二治具30的凸面31底部截切来去掉一段高度，以形成具有一个平面的第一治具20。当然，第一治具20也可以透过其他制作方式来得到，可视实际的设计需求做适当的变化，故本发明不以此为限，只要可令第一治具20的端部21为平面以达到分散贴合应变的作用即可。

根据本发明所提供的凹面贴合方法，乃利用第一预成型制程将薄膜10初步塑形，将薄膜10先形成具有平面12的凹部11，使得应变会分散在薄膜10周围而不会集中在中心处，再利用第二预成型制程将薄膜10之凹部11压印成为类似基材40之凹面41的形状，后续，再进行薄膜10与基材40结合的贴合制程。由于薄膜10在第二预成型制程后，整体外型已与基材40相似，薄膜10和基材40的间距也相当接近(见图5)；也就是薄膜10的贴合面与基材40的待贴合面之间，两者外型相似，间距相近。因此在贴合制程中，由于薄膜10和基材40的间距变小，薄膜10的拉伸量会比传统的凹面贴合方法来得少，产生的应变数值也会相对较低。

以下结合热应力模拟分析试验的内容对本发明作进一步详细说明及功效之验证，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。

请参照图6，其为未经过预成型制程的传统凹面贴合方法所得到的薄膜之热应力分布图，图中显示薄膜中心的应变值为0.104。经由模拟计算分析，传统凹面贴合方法未经过预成型制程而直接进行贴合时，薄膜中心的总应变量为10.4％。请参照图7A至图7B，其为先前技术中包含一道预成型制程的凹面贴合方法所得到的薄膜之热应力分布图；其中，图7A为薄膜进行预成型制程后的热应力分布图，图中显示薄膜中心的应变值为0.078；图7B为薄膜经过预成型和贴合制程后的热应力分布图，图中显示薄膜中心的应变值为0.022。经由模拟计算分析，先前技术的凹面贴合方法是经过一道预成型制程然后再进行贴合，薄膜中心的总应变量为10％。请参照图8A至图8C，其为本发明之实施例的凹面贴合方法所得到的薄膜之热应力分布图；其中，图8A为薄膜进行一道预成型制程后的热应力分布图，图中显示薄膜中心的应变值为0.032；图8B为薄膜经过两道预成型制程后的热应力分布图，图中显示薄膜中心的应变值为0.027；图8C为薄膜经过两道预成型制程和贴合制程后的热应力分布图，图中显示薄膜中心的应变值为0.022。经由模拟计算分析，本实施例的凹面贴合方法是经过两道预成型制程然后再进行贴合，薄膜中心的总应变量为8.1％。透过上述模拟结果可以得知，本发明之实施例的凹面贴合方法设计两道预成型制程，可将薄膜中心的总应变量由只进行贴合的传统方法的10.4％、只经过一道预成型制程的先前技术的10％，大幅降低至8.1％，换而言之，本发明可以有效地降低薄膜中心的总应变量。

又，如上面所验证的结果，就只进行贴合的传统方法以及只进行一道预成型制程和贴合制程的先前技术而言，其薄膜中心的总应变量分别为10.4％和10％，而当薄膜贴合后所产生的总应变量超过9％时，已经影响薄膜材料本身的光学性质，对于后续应用于光学元件会有光学成像的问题，可能导致各层焦距无法集中或是有杂散光等现象，而降低对比和成像品质。相较之下，本发明之实施例进行两道预成型制程和贴合制程后，薄膜中心的总应变量仅为8.1％，远低于9％之标准，不会影响薄膜材料的光学性质，可提高光学产品应用的可靠性。

综上所述，根据本发明所提供的凹面贴合方法，其适用于将薄膜贴合于基材之凹面，可以克服现有凹面贴合方法于薄膜中心造成总应变量过高的现象，而导致产品性能及制程良率降低的问题。根据本发明所提供的凹面贴合方法，藉由在贴合制程之前加入两道预成型制程，其中先于第一预成型制程中，利用第一治具具有呈平面的端部，将薄膜初步塑形为具有平面之凹部，再于第二预成型制程中，利用第二治具具有适配于凹面之凸面，使薄膜之凹部形成为符合基材之凹面的形状，后续再进行薄膜之凹部贴合于基材之凹面的贴合制程。藉此，本发明可以达到降低贴合制程中的拉伸量，同时可降低薄膜贴合于凹面后所产生的总应变量，且不会薄膜材料的光学性质，从而提升整体良率和产能。

唯以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施之范围。故即凡依本发明申请范围所述之特征及精神所为之均等变化或修饰，均应包括于本发明之申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种凹面贴合方法，其特征在于，适用于将薄膜贴合于基材的凹面，所述凹面贴合方法包含有下列步骤：

(1)提供所述薄膜；

(2)提供第一治具，所述第一治具具有呈平面的端部，进行第一预成型制程，以所述第一治具的所述端部压印于所述薄膜表面，使所述薄膜表面拉伸形成具有平面的凹部；

(3)提供第二治具，所述第二治具具有适配于所述凹面的凸面，进行第二预成型制程，以所述第二治具的所述凸面压印于所述薄膜的所述凹部，使所述薄膜的所述凹部拉伸形成为符合所述凹面的形状；以及

(4)提供所述基材，将所述薄膜的所述凹部贴合于所述基材的所述凹面上。

2.如权利要求1所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述第一预成型制程更包含使得所述薄膜软化的加热步骤以及对于所述薄膜加压的步骤。

3.如权利要求1所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述第二预成型制程更包含使得所述薄膜软化的加热步骤以及对于所述薄膜加压的步骤。

4.如权利要求1所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述薄膜的所述凹部贴合于所述基材的所述凹面的同时，更包含对所述薄膜进行加热的步骤以及对于所述薄膜加压的步骤，直到所述薄膜的所述凹部和所述基材的所述凹面完全贴合。

5.如权利要求4所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述薄膜的所述凹部和所述基材的所述凹面完全贴合后，更包含对所述薄膜进行冷却的步骤。

6.如权利要求1所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述薄膜为高分子薄膜、金属氧化物薄膜或纳米溶胶薄膜。

7.如权利要求1所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述薄膜贴合于所述凹面的一面包括光学胶层。

8.如权利要求7所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述光学胶层为压力敏感性光学胶层或热敏感性光学胶层。

9.如权利要求1所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述基材为透明基材。

10.如权利要求9所述的凹面贴合方法，其特征在于，其中所述基材为塑料或玻璃。

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