CN1908699A - 具有微小图案的高分子光学元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用来制造具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，该制造方法包含以下步骤：在一基材上涂布一层可硬化的树脂的涂布树脂步骤、在该可硬化树脂上压印出微小图案的压印成型步骤，以及直接使一固化源邻近该可硬化树脂并使该树脂硬化成微小图案的直接固化步骤。借直接在尚未硬化的树脂上压印出该微小图案，再使固化源直接邻近树脂来进行固化的步骤，可以在制造简单、加工容易的同时，使该制造方法适合制造厚度较大的光学元件。

Description

具有微小图案的高分子光学元件的制造方法

技术领域

本发明是涉及一种制造方法，特别是涉及一种用来制造具有微小图案的高分子光学元件的制造方法。

背景技术

例如：液晶显示器的扩散板、增亮膜、反射板、全像照片用的光学板，以及道路用的反光板等等的光学元件在设计上，通常会在镜片的至少一表面上设置具有光学功能的微小图案，随着光学功能需要的不同，其微小图案也会不同。

参阅图1、2，为了制造具有微小图案的光学元件(retroreflective sheet)10，美国第3,689,346号发明案提供一种制造方法，其中该光学元件10包括：一基片101，以及一形成该基片101的一侧面的微小图案层102。而该制造方法是利用一成型设备1来制造，上述成型设备1包含：一可沿着一设定方向转动的滚筒11、一位在滚筒11上方的塑化剂喷头12、一邻近该塑化剂喷头12并位在滚轮11旋转的反时针方向上的树脂喷头13、一基片供应单元14、一剥离单元15、一冷却槽16，以及数个邻近基片供应单元14并围绕该滚筒11的加热灯17。其中，该滚筒11的表面布设有对应该光学元件10的微小图案层102的凹槽111。

当前述成型设备1的滚筒11沿着图1的反时针方向旋转时，塑化剂喷头12会将塑化剂喷洒在滚筒11表面，当喷涂有塑化剂的滚筒11表面旋转对应树脂喷头13时，液态树脂就会流入滚筒11表面的凹槽111内，然后基片供应单元14会将基片101贴附在尚未固化的树脂上方，再一起随滚筒11转动而对应该等加热灯17，经由加热灯17照射后树脂会固化并且和基片101结合在一起，然后一起旋转进入冷却槽16冷却，其中树脂的部份会形成该微小图案层102，当冷却后的光学元件10一起转动到剥离单元15的一剥离轮151时，该光学元件10就会被剥离滚筒11，并且卷绕在一起。

前述美国专利案所提供的制造设备1虽然可以制造具有微小图案层102的光学元件10，但是在制造的过程中该基片101必需采用透明材质，才能使加热灯17透过该基片101后，照射在附着于滚轮11表面的树脂，因此，在加工的取材上受到限制，另一方面，由于促使树脂硬化的加热灯17是由基片101上远离该微小图案层102的一侧照射，因此在制造上该光学元件10的基片101厚度如果太大，将不利于树脂的硬化，故这种制造方法不适合运用在厚板材的光学元件10的制造上。

另外，如图3所示美国第6,440,344号专利案提供另外一种用来制造光学元件的方法，该方法主要是在一具有多数突起的立方体211的支撑座21表面涂布一层反射层22，再于一转载网23的下方涂布一UV感光树脂层24，当该UV感光树脂层24压附在反射层22上，且由支撑座21的底部照射UV灯源后，就可以使UV感光树脂层24硬化，由于上述UV感光树脂层24和反射层22间的粘着力大于该反射层22与立方体211表面的黏着力，因此当支撑座21被剥离时，可以将反射层22固定在UV树脂层23上。

前述美国专利案虽然可以制造具有微小图案的光学元件，但是由于UV感光树脂层24需要借由UV光源的照射才能硬化，因此，该支撑座21必需采用透光的材料制造，且硬化的UV感光树脂24的厚度也需要受到限制，在制造上也不尽理想。

发明内容

本发明的目的是在提供一种制程简单、微小图案成型容易，并可运用在厚板材制造上的具有微小图案的高分子光学元件的制造方法。

本发明的制造方法是用来制造高分子光学元件，所述高分子光学元件具有一基材，以及一由多数微小图案所构成的微小图案层，上述制造方法包含以下步骤：

(1)涂布树脂：在一基材的表面涂布一层可硬化的树脂；

(2)压印成型：利用一母板在可硬化但尚未硬化的树脂上压印出微小图案；及

(3)直接固化：使一固化源直接作用在尚未硬化的树脂上，使树脂固化。

利用母板先在可硬化但尚未硬化的树脂上压印出微小图案，然后直接对微小图案进行固化的加工，除了可简化制程并增进加工容易度外，该制法也可适合应用在厚板材或不透明基材的高分子光学元件的制造上。

附图说明

下面结合最佳实施例及附图对本发明进行详细说明：

图1是美国第3,689,346号发明案的一成型设备简图；

图2是以该美国专利案所制成的一光学元件的剖视图；

图3是美国第6,440,344号专利案的一加工示意图；

图4是本发明制造方法的第一较佳实施例的流程图；

图5是该第一较佳实施例的一加工过程示意图；及

图6是本发明制造方法的第二较佳实施例的加工示意图。

具体实施方式

参阅图4、5，本发明制造方法的第一较佳实施例是用来制造一种具有微小图案的高分子光学元件3，上述高分子光学元件3可为：液晶显示器的扩散板、增亮膜、反射板、道路反光板、全像照片用的光学板等等具有光学功能的物品，但是以上说明只是一些举例，举凡在表面上具有光学功能的微小图案者，都理应是本发明适用的范围。又本发明的高分子光学元件3包括：一基材31，以及一成型在该基材31的一成型面311上的微小图案层32，上述微小图案层32是由多数相邻的微小图案321所构成。而该制造方法包含以下加工步骤：

(一)涂布树脂：本步骤是在一块基材31上涂布一层可硬化的树脂层30，其中，该基材31是不含填充剂(Fiiler)的聚碳酸酯(Polycarbonate)、聚酯(Polyester)、环烯烃共聚高分子(Cyclo olefin copolymer)、压克力(Polymethylmethylacrylate)等透明基材，或者添加二氧化钛(TiO₂)于聚碳酸酯的薄膜或者板材，而可硬化的树脂是选自：丙烯酸系(acrylic)树脂、环氧树脂(epoxy)、丙烯酸系-环氧树脂(acrylic-epoxy)、聚氨基甲酸酯(polyurethane)树脂、聚硅氧(silicone)树脂等等，其涂布的厚度可介于1μm～1mm，并以200～50μm为较佳，涂布的方式可以采用旋转或滚轮涂布或者模头涂布。具体的涂布方式可以采用Carma coater、Roller Coater及Die Coater等涂布机来进行，在本实施例是采用滚筒涂布的方式来涂布该树脂层30。

(二)压印成型：取一块具有凹凸表面的母板4来进行压印的步骤，上述母板4具有一朝向该树脂层30的凹凸压印面41。在本实施例中该母板4的形式是平板状，当母板4的压印面41压印在尚未硬化的树脂层30上，母板4上的凹凸压印面41就会深入树脂层30，并在树脂层30上形成微小图案321，以构成该尚未硬化的微小图案层32，压印后该母板4就离开该光学元件3。

(三)直接固化：本步骤是依可硬化树脂特性的不同，选择不同的固化方式，当本发明选用丙烯酸系树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯及聚硅氧树脂等等的树脂来形成该微小图案层32时，可以选用UV灯、加热或是电子束(E-Beam)等方式，来使得该微小图案层32的材料产生交联及固化的作用。前述让微小图案层32固化的数固化源5(就是以上举例的UV灯、电子束及加热)是直接作用在微小图案层32。

参阅图6，本发明制造方法的第二较佳实施例是以一模头6将树脂30涂布在一基材31上，涂布后该树脂30是往一滚筒形式的母板4’移送，以接受该母板4’的压印，而形成该微小图案层32，然后被加工的光学元件3将持续往图6的左侧移动，以接受固化源5的直接照射，当微小图案层32固化后，就会形成本发明的光学元件3。

也就是说，本发明的制造方法是直接在一基材31上涂布一层厚度介于1μm～1mm的可硬化树脂层30，然后直接以一母板4在未硬化的树脂层30表面压印出微小图案层32，当母板4离开该微小图案层32后，再以例如：UV灯、加热或者电子束等的固化源5，直接对着微小图案层32，以便使构成该微小图案层32的树脂产生交联及固化作用，就可以制得具有微小图案层32的高分子光学元件3。由于本发明的制造方法是先将未硬化的树脂层30上压印出需要的微小图案层32，然后直接让光源或是热源等等的固化源5近距离的接近微小图案层32，因此，本发明不仅制成简单、形成微小图案层32容易，这项制造方法由于直接让固化源5直接并邻近该微小图案层32，因此，本发明该制造方法中所使用的基材31并不以可透光材料为限，在加工时由于让树脂层30硬化的固化源5不需要透过基材31，故本发明该制造方法不仅可用来制造厚板材的光学元件3，其固化的时间也可以缩短，并可连续地生产。

Claims (9)

1.一种具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该制造方法包含以下步骤：

涂布树脂：在一基材上涂布一层可硬化的树脂；

压印成型：利用一母板在该可硬化的树脂上压印出微小图案；及

直接固化：使一固化源直接作用在尚未硬化的树脂上并使该树脂固化。

2.如权利要求1所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该可硬化树脂是以滚轮涂布在基材上。

3.如权利要求1所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该可硬化树脂是以模头涂布在基材上。

4.如权利要求1所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该树脂的涂布厚度介于1μm～1mm。

5.如权利要求4所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该树脂涂布的厚度介于200～50μm。

6.如权利要求1所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该可硬化树脂是选自至少一种：丙烯酸系树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯及聚硅氧树脂。

7.如权利要求1所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该母板是一种平板的形式。

8.如权利要求1所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该母板是一种滚筒的形式。

9.如权利要求1所述具有微小图案的高分子光学元件的制造方法，其特征在于：该固化源是选自：紫外线、电子束及热源。

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