CN1912679A - 柱状透镜板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种柱状透镜板及其制造方法，该柱状透镜板包括一透明基板、一遮光层、以及一柱状透镜层。其中，遮光层是设置于透明基板上，柱状透镜层是设置于遮光层及透明基板上，使遮光层及柱状透镜层位于透明基板的同一侧。本发明亦揭露一种柱状透镜板的制造方法，其包括：一遮光层形成程序，以将一遮光层形成于一透明基板上；以及一压花程序，以将一柱状透镜层形成于该遮光层及该透明基板上。

Description

柱状透镜板及其制造方法

技术领域

本发明是关于一种柱状透镜板及其制造方法，特别关于一种用于微显示器荧幕的柱状透镜板及其制造方法。

背景技术

背投影显示器是以其大荧幕、图像清晰为特色，背投影显示器除了具有无辐射、画面尺寸大等优点外，更可直接接上电脑或是其他影音设备，达到最大的娱乐效果。因此，随着生活水准的提高和居住条件的改善，背投影显示器愈来愈受到消费者的青睐。

背投影显示器按照其投影技术来区分，可以分成阴极射线管(CathodeRay Tube，CRT)、以及微显示器(Microdisplay)二种型式。其中，阴极射线管显示器主要是利用阴极射线管上的影像经由光学系统在荧幕上扩大投影的显示器；微显示器则是利用各种不同的显像单元，例如穿透式液晶面板、数位微镜元件(DMD)、反射式液晶面板(LCoS)，以将光源发出的光投射在荧幕上的显示器。

随着视讯技术的提升与市场的需求，近年来微显示器荧幕(Microdisplay Screen)是广泛地运用于背投电视机(Rear Projection TV)的荧幕、终端机荧幕(Monitor Screen)、及多媒体展示荧幕(Multi-screenInstallation)等等。

请参阅图1所示，微显示器荧幕1是为一穿透型荧幕(TransmissiveScreen)，其主要是由一菲涅耳透镜板(Fresnel Lens Sheet)11与一柱状透镜板(Lenticular Lens Sheet)12所构成。其中，光源所发出的入射光先射入菲涅耳透镜板11聚光以形成平行光，再射至柱状透镜板12。

如图2所示，习知的柱状透镜板12包括：复数柱状透镜121、一透明基板122、一感光膜123、以及一遮光层124。其中，复数柱状透镜121是设置于透明基板122的一侧，感光膜123是设置于透明基板122的另一侧，利用感光膜123的黏性部分可将遮光层124黏住。其中，遮光层124(又可称为黑带条纹，Black Stripe)是设置于感光膜123的非聚光区(Non-FocusingArea)，遮光层124可用以吸收光线降低外部光线的影响并增加对比。藉由柱状透镜板12上复数柱状透镜121来控制水平方向的光线分布，以提升影像的亮度均匀度，并使得视域内的光线能做良好的运用。

请参阅图3所示，习知柱状透镜板的制造方法包括：涂布一光固性树脂于一透明基板的一侧(S110)、压花并硬化光固性树脂(S120)、粘合一感光膜于透明基板的另一侧(S130)、以及转印一遮光层于感光膜(S140)。

接着请同时参阅图2及图4所示，为了制造柱状透镜板12，在习知的柱状透镜板制造设备20中，是将透明基板122传送至一涂布装置21，以将光固性树脂涂布于透明基板122上。接着，经过压花滚轮22，22’(Embossing Roller)压出复数柱状透镜121的纹路后，即利用第一紫外光照射器23进行固化，以使柱状透镜121定形。然后，利用第一叠合滚轮24，24’(Laminating Roller)以将感光膜123黏合至透明基板122的一侧。第二紫外光照射器25所发射的光线，收敛地照射于感光膜123的一聚光区(Focusing Area)，而聚光区受光照固化后则不具粘性。藉由第二叠合滚轮26，26’进行遮光层124的转印时，黑色碳粉只会被具有粘性的非聚光部粘住，因此即在感光膜123的非聚光区形成遮光层124。如此一来，即完成柱状透镜板12的制作。

然而，在现有习知的柱状透镜的制造方法是相当复杂，在透明基板122上形成复数柱状透镜121后，为了形成遮光层124，则利用第一叠合滚轮24，24’需要在透明基板122的背面先贴上感光膜123进行非聚光区的定位后，再利用第二叠合滚轮26，26’进行遮光层124的转印。不但需要较多的设备，也需要较贵的原料成本及较复杂的制程步骤。除此之外，利用感光膜的粘合及遮光膜的转印制程来形成遮光层，良率也较差。

由此可见，上述现有的柱状透镜板及其制造方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决柱状透镜板及其制造方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的柱状透镜板及其制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的柱状透镜板及其制造方法，能够改进一般现有的柱状透镜板及其制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的柱状透镜板及其制造方法存在的缺陷，而提供一种新的柱状透镜板制造方法，可简化以解决习知技术于制造柱状透镜时，制程较复杂、制造设备的成本较高等问题，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种柱状透镜板，其包括：一透明基板；一遮光层，其是设置于该透明基板上；以及一柱状透镜层，其是设置于该遮光层及该透明基板上，使该遮光层及该柱状透镜层位于该透明基板的同一侧。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的柱状透镜板，其更包括：一光扩散层，其是设置于该透明基板上，并与该遮光层相对而设。

前述的柱状透镜板，其中所述的透明基板的材质是为聚碳酸酯、聚酯、聚氯乙烯、环烯共聚物、金属铬合物-环烯共聚物、或其混合物。

前述的柱状透镜板，其中所述的透明基板的厚度约为50μm至120μm。

前述的柱状透镜板，其中所述的遮光层的材质是由一感光树脂与一黑色油墨混合而成。

前述的柱状透镜板，其中所述的遮光层的厚度约为0.1μm至100μm。

前述的柱状透镜板，其中所述的遮光层是具有复数开口，使该柱状透镜层同时设置与该遮光层及该透明基板，其中该遮光层开口的截面形状是为方形、梯形或圆弧形。

前述的柱状透镜板，其中所述的柱状透镜层的厚度约为80μm至220μm。

前述的柱状透镜板，其中所述的柱状透镜层是具有复数柱状凸部，该等柱状凸部是相互平行设置。

前述的柱状透镜板，其中所述的柱状透镜层的一聚焦点是约位于该透明基板与该遮光层的介面。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的柱状透镜板制造方法，其包括以下步骤：一遮光层形成程序，以将一遮光层形成于一透明基板上；以及一压花程序，以将一柱状透镜层形成于该遮光层及该透明基板上。

前述的柱状透镜板制造方法，其中所述的遮光层形成程序是利用网印、喷墨、压合、或滚轮压花的方式而制成。

前述的柱状透镜板制造方法，其中所述的遮光层形成程序是具有下列步骤：涂布一混合有黑色油墨的树脂，以一第一压花滚轮压出该遮光层的形状，及固化该遮光层。

前述的柱状透镜板制造方法，其中所述的压花程序是具有下列步骤：于该遮光层上涂布一感光树脂，以一第二压花滚轮压出该柱状透镜层的形状，及固化该柱状透镜层。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：

本发明的柱状透镜板包括一透明基板、一遮光层以及一柱状透镜层。其中，遮光层是设置于透明基板上，柱状透镜层是设置于遮光层及透明基板上，使遮光层及柱状透镜层位于透明基板的同一侧。

本发明的微显示器荧幕包括一柱状透镜板以及一菲涅耳透镜板。其中柱状透镜板包括一透明基板、一遮光层以及一柱状透镜层。遮光层是设置于透明基板上，柱状透镜层是设置于遮光层及透明基板上。菲涅耳透镜板是设置于柱状透镜板的一侧。

本发明的柱状透镜板制造方法，包括一遮光层形成程序、以及一压花程序。其中，遮光层形成程序，是将一遮光层形成于一透明基板上，压花程序是将一柱状透镜层形成于遮光层及透明基板上。

经由上述可知，本发明柱状透镜板及其制造方法至少具有下列优点：

本发明的柱状透镜板及其制造方法，是将遮光层与柱状透镜层均形成在透明基板的同一侧，此是与现有习知的柱状透镜板具有不同的结构特征。另外，由于不需要习知感光膜的粘合及遮光膜的转印制程，因此不但简化了制程的复杂度，并降低了材料的成本，及制程设备的成本，但仍可得到与现有习知技术相同的光学效果。另外，以印刷方式或以滚轮形成方式来制作遮光层，其良率将会比现有习知技术中，利用感光膜的粘合及遮光膜的转印制程来形成遮光层的良率来的高。

综上所述，本发明特殊的柱状透镜板及其制造方法，可以简化以解决现有习知技术在制造柱状透镜时，制程较复杂、制造设备的成本较高等问题，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品及制造方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、制造方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的柱状透镜板及其制造方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为显示习知的微显示器荧幕的一示意图。

图2为显示习知的柱状透镜板的一示意图。

图3为显示习知柱状透镜板的制造方法的一流程图。

图4为显示习知柱状透镜板的制造过程及设备配置的一示意图。

图5为显示依本发明较佳实施例的柱状透镜板的一示意图。

图6为显示依本发明较佳实施例的柱状透镜板的光路径的一示意图。

图7为显示依本发明较佳实施例的微显示器荧幕的一示意图。

图8为显示依本发明较佳实施例的柱状透镜板制造方法的一流程图。

图9为显示依本发明较佳实施例的柱状透镜板制造方法的另一流程图。

图10为显示依本发明较佳实施例的柱状透镜板的制程及设备的一示意图。

图11为显示依本发明较佳实施例的柱状透镜板的制程及设备的另一示意图。

1：微显示器荧幕           11：菲涅耳透镜板

12：柱状透镜板            121：柱状透镜

122：透明基板             123：感光膜

124：遮光层               20：柱状透镜板制造设备

21：涂布装置              22：压花滚轮

22’：压花滚轮            23：第一紫外光照射器

24：第一叠合滚轮          24’：第一叠合滚轮

25：第二紫外光照射器      26：第二叠合滚轮

26’：第二叠合滚轮        30：柱状透镜板

31：透明基板              32：遮光层

321：开口                 33：柱状透镜层

331：柱状凸部             34：光扩散层

40：菲涅耳透镜板          50：微显示器荧幕

F：聚焦点                 D：滚轮组

N₁：涂布喷头             N₂：涂布喷头

R1：压花滚轮              R2：压花滚轮

U：固化机台

P10～P30：柱状透镜板制造程序

S110～S140：习知柱状透镜板的制造方法

S11～S15：遮光层形成步骤

S20：对位遮光层与一第二压花滚轮

S31～S35：压花步骤

S40：贴合一光扩散层于透明基板上

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的柱状透镜板及其制造方法其具体实施方式、结构、制造方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

首先，请参阅图5至图6，以说明本发明较佳实施例的柱状透镜板。

如图5所示，柱状透镜板30包括一透明基板31、一遮光层32、以及一柱状透镜层33。

透明基板31的材质是为聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酯(polyester，PET)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)、环烯共聚物(cyclicolefin copolymer，COC)、金属铬合物-环烯共聚物(metallocene-basedcyclic olefin copolymer，mCOC)、或其混合物。而透明基板31的厚度约为50μm至120μm。本实施例中，透明基板31的厚度是以100μm为例。

遮光层32是设置于透明基板31上，遮光层32的材质是由一感光树脂与一黑色油墨混合而成。其中，感光树脂是为精碟科技公司所制造的A03型感光树脂，而遮光层32的厚度约为0.1μm至100μm。本实施例中，遮光层32是具有复数开口321，开口率约为70％，而遮光层32开口的截面形状是可为方形、梯形或圆弧形。以梯形为例，遮光层32的开口是与透明基板31约呈40度角。

柱状透镜层33是设置于遮光层32及透明基板31上。本实施例中，由于遮光层32是具有复数开口321，因此柱状透镜层33是同时设置与遮光层32及透明基板31上。也就是说，遮光层32与柱状透镜层33是设置于透明基板31的同一侧。

柱状透镜层33的厚度约为80μm至220μm，本实施例中，柱状透镜层33的厚度是以190μm为例，柱状透镜层33是具有复数柱状凸部331，柱状凸部331是相互平行设置。其中，柱状凸部331的宽度P(Pitch)是约为155μm。

请参阅图6所示，柱状透镜层33的一聚焦点F是约位于透明基板31与遮光层32的介面。本实施例中，聚焦点F是具有一容许误差7μm。也就是说，光线由柱状透镜层33进入后，落在遮光层32的开口，而被聚焦至透明基板31与遮光层32的介面上，而误差范围约有7μm，则可能会使得聚焦点F位于柱状透镜层33上，或是位于透明基板31上。

再请参阅图5所示，本实施例中，柱状透镜板30更包括一光扩散层34，其是设置于透明基板31上，并与遮光层32相对而设，使由柱状透镜板30出射的光线可具有较佳的均匀性。另外，光扩散层34的材质可为感压胶，可利用其粘着性而将柱状透镜板30粘合至压克力板等支撑物上。

其次，请参阅图7所示，以说明本发明较佳实施例的微显示器荧幕。

微显示器荧幕50包括一柱状透镜板30以及一菲涅耳透镜板40。其中，柱状透镜板30是如前述较佳实施例中的柱状透镜板30具有相同的功效及特征，于此不再赘述。

菲涅耳透镜板40是设置于柱状透镜板30的一侧。其中，菲涅耳透镜板40的功能及特征是为业界所熟知的技术，于此不再赘述。

接着，请参阅图8至图11所示，以说明本发明的柱状透镜板制造方法的较佳实施例。

如图8所示，柱状透镜板制造方法包括一遮光层形成程序(P10)、以及一压花程序(P30)。

请同时参阅图9及图10所示，于程序P10中，是将一遮光层32形成于一透明基板31上。而遮光层32可利用网印、喷墨、压合、或滚轮压花的方式制成。本实施例中，程序P10是具有涂布一混合有黑色油墨的树脂(S11)，以一第一压花滚轮压出遮光层的形状(S13)，及固化遮光层(S15)等步骤。

于步骤S11中，是利用一涂布喷头N₁涂布一混合有黑色油墨的树脂于透明基板31上。

于步骤S13中，是利用一第一压花滚轮(Embossing Roller)R₁压出遮光层32的形状，配合第一压花滚轮R₁的纹路，而使得遮光层32具有复数开口。

于步骤S15中，是于第一压花滚轮R₁滚过后，立即利用固化机台U，照射紫外光，以进行感光树脂的固化，以形成遮光层32。

本实施例中，柱状透镜板制造方法更包括：对位遮光层与一第二压花滚轮(S20)。在完成遮光层形成程序P10后，需将具有遮光层32的透明基板31与第二压花滚轮R₂进行对位后，才可进行压花程序P30。本实施例中，可利用光感测器感测事先于透明基板31及第二压花滚轮R₂上的记号，以确保柱状透镜层33形成的位置与遮光层32有较佳的配合，使进入柱状透镜层33的光线能聚焦于遮光层32的开口321上。

另外，由于遮光层形成程序P10与压花程序P30可分开制作，并不限制要紧接着于遮光层形成程序P10之后，因此，制程上可先大量制造遮光层32于透明基板31上，然后再视实际产品需求量来进行生产，因此，生产制程上可较具有弹性。

在程序P30中，是将一柱状透镜层33形成于遮光层32及透明基板31上，使遮光层32与柱状透镜层33是设置于透明基板31的同一侧。

本实施例中，程序P30包括：于遮光层上涂布一感光树脂(S31)，以一第二压花滚轮压出柱状透镜层的形状(S33)，及固化柱状透镜层(S35)。

在步骤S31中，是利用涂布喷头N₂将感光树脂涂布至具有遮光层32的透明基板31上。

在步骤S33中，是利用一第二压花滚轮R₂以压出柱状透镜层33的形状。

在步骤S35中，是利用固化机台U照射紫外光，以固化柱状透镜层33。

本实施例中，柱状透镜板制造方法更包括：贴合一光扩散层于透明基板上(S40)。于步骤S40中，是利用滚轮组D将光扩散层34贴合至透明基板31，使光扩散层34与遮光层31相对而设。其中，光扩散层34的材质可为感压胶，可利用其粘着性而将柱状透镜板30粘合至压克力板等支撑物上。

请参阅图11所示，本实施例中，柱状透镜板制造方法中所利用的设备，可具有不同的配置方式。利用涂布喷头N₂的支撑滚轮，而分别与第一压花滚轮R₁及第二压花滚轮R₂作定位，故使得第一压花滚轮R₁及第二压花滚轮R₂呈垂直排列。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1、一种柱状透镜板，其特征在于其包括：

一透明基板；

一遮光层，其是设置于该透明基板上；以及

一柱状透镜层，其是设置于该遮光层及该透明基板上，使该遮光层及该柱状透镜层位于该透明基板的同一侧。

2、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其更包括：

一光扩散层，其是设置于该透明基板上，并与该遮光层相对而设。

3、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的透明基板的材质是为聚碳酸酯、聚酯、聚氯乙烯、环烯共聚物、金属铬合物-环烯共聚物、或其混合物。

4、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的透明基板的厚度约为50μm至120μm。

5、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的遮光层的材质是由一感光树脂与一黑色油墨混合而成。

6、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的遮光层的厚度约为0.1μm至100μm。

7、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的遮光层是具有复数开口，使该柱状透镜层同时设置与该遮光层及该透明基板，其中该遮光层开口的截面形状是为方形、梯形或圆弧形。

8、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的柱状透镜层的厚度约为80μm至220μm。

9、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的柱状透镜层是具有复数柱状凸部，该等柱状凸部是相互平行设置。

10、根据权利要求1所述的柱状透镜板，其特征在于其中所述的柱状透镜层的一聚焦点是约位于该透明基板与该遮光层的介面。

11、一种柱状透镜板制造方法，其特征在于其包括以下步骤：

一遮光层形成程序，以将一遮光层形成于一透明基板上；以及

一压花程序，以将一柱状透镜层形成于该遮光层及该透明基板上。

12、根据权利要求11所述的柱状透镜板制造方法，其特征在于其中所述的遮光层形成程序是利用网印、喷墨、压合、或滚轮压花的方式而制成。

13、根据权利要求11所述的柱状透镜板制造方法，其特征在于其中所述的遮光层形成程序是具有下列步骤：

涂布一混合有黑色油墨的树脂，

以一第一压花滚轮压出该遮光层的形状，及

固化该遮光层。

14、根据权利要求11所述的柱状透镜板制造方法，其特征在于其中所述的压花程序是具有下列步骤：

于该遮光层上涂布一感光树脂，

以一第二压花滚轮压出该柱状透镜层的形状，及

固化该柱状透镜层。

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