TW201313451A - 微結構成型裝置及其成型方法、以及透光膜片及機殼之製造方法 - Google Patents

Abstract

一種微結構成型裝置，其係於一基板之一第一表面形成一微結構，微結構成型裝置包含一供料單元、一模具以及至少一輻射照射單元。供料單元係供應一感光樹脂材料於基板之第一表面，模具係壓合於感光樹脂材料，輻射照射單元係發出一輻射光線，以穿過模具而照射於感光樹脂材料。此外，本發明亦揭露一種微結構之成型方法以及透光膜片及機殼之製造方法。

Description

微結構成型裝置及其成型方法、以及透光膜片及機殼之製造方法

本發明係關於一種成型裝置，特別關於一種微結構成型裝置。

利用紫外光照射於感光樹脂材料，以進行感光樹脂材料的固化，可於基板上形成微結構(例如菱鏡、透鏡等等)，已是相當普遍的微結構成型技術。

請參考圖1A到圖1E所示，其係為習知技術具有微結構的透光膜片之製程示意圖。模具11表面已具有預設的微結構，模具11的材質通常為金屬或其他不具透光性的材料。首先，利用供料單元12在模具11上塗覆感光樹脂材料13後；接著，提供一基板14貼覆於感光樹脂材料13上，並透過成型滾輪15壓合基板14與模具11，俾使兩者相互貼合。經過成型滾輪15壓合後，由基板14側利用輻射照射單元16發射一紫外光，穿透基板14來照射至感光樹脂材料13，進而固化感光樹脂材料以於基板形成微結構。最後，分離基板14與模具11，而固化後的微結構則隨著基板14而與模具11分離，以得到具有微結構的透光膜片。由於模具11通常是不透光的材質，因此輻射照射單元16必須設置於鄰近基板14那側，才能讓輻射照射單元16所發出的光線穿透基板14並照射到感光樹脂材料13。因此，若基板14的材料為不透光的金屬或者是摻雜了抗輻射光線的材料(例如是背光模組中的擴散板)，均會阻礙輻射光線穿透基板14，而不適用於此製程。

因此，如何提供一種微結構成型方法，以克服習知技術對於基板材料的限制，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種微結構成型裝置及其成型方法、以及透光膜片及機殼之製造方法，以克服對於基板材料的限制。

為達上述目的，依據本發明之一種微結構成型裝置，其係於一基板之一第一表面形成一微結構，微結構成型裝置包含一供料單元、一模具以及至少一輻射照射單元。供料單元供應一感光樹脂材料於基板之第一表面；一模具壓合於感光樹脂材料；輻射照射單元發出一輻射光線，以穿過模具而照射於感光樹脂材料。

為達上述目的，依據本發明之一種微結構成型方法包含以下步驟：供應一感光樹脂材料於一基板之一第一表面；壓合一模具至感光樹脂材料；以及由一輻射照射單元發出一輻射光線，以穿過模具照射於感光樹脂材料。

為達上述目的，提供一種透光膜片之製造方法包含以下步驟：供應一感光樹脂材料於一基板之一第一表面；壓合一模具至感光樹脂材料；以及由一輻射照射單元發出一輻射光線，以穿過模具照射於感光樹脂材料。

為達上述目的，提供一種機殼之製造方法包含以下步驟：供應一感光樹脂材料於一基板之一第一表面；壓合一模具至感光樹脂材料；由一輻射照射單元發出一輻射光線，以穿過模具照射於感光樹脂材料；以及沖壓基板，基板之材質為金屬或合金。

承上所述，因依據本發明之一種微結構成型裝置及其成型方法、以及透光膜片及機殼之製造方法，係藉由將輻射照射單元設置於模具側，輻射照射單元所發射的光線即可穿透具有透光性的模具而照射至感光樹脂材料，進而固化或初步固化感光樹脂材料。如此一來，基板的材質即可具有更多選擇性，不論是可透光或不可透光(例如金屬、合金或具抗UV劑的材料)，均可作為基板材質，進而提昇了產品的應用範圍。另外，在實施例中，由於模具為連續式的沒有接縫，故不會像習知技術中包覆於滾輪上的模具一樣，會具有黏合的接縫，故而能提升產品製作的良率。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種微結構成型裝置及其成型方法、以及透光膜片及機殼之製造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

第一實施例

請同時參考圖2A及圖2B所示，其中圖2A為供料單元供應感光樹脂材料26於基板之示意圖，圖2B則表示模具壓合於感光樹脂材料以形成微結構之示意圖。微結構成型裝置2係於一基板21之一第一表面211形成一微結構261，基板21可為具有可撓性的塑膠膜片、金屬薄膜或合金薄膜等等，或者基板21為不可撓性的玻璃板、電路板、塑膠板或金屬板等等。本實施例中，係以利用微結構成型裝置2製造一透光膜片為例，微結構成型裝置2包含一供料單元22、一模具23以及一輻射照射單元24。其中，透光膜片為可見光可穿透的膜片，而UV光無法穿透或穿透率很低(小於10%)。

本實施例中，供料單元22係供應一感光樹脂材料26於基板21之第一表面211。於此，供料單元22係進行批次式供料。

待供料單元22供應感光樹脂材料26於基板21之第一表面211後，模具23係壓合於感光樹脂材料26，模具23面對基板21之一側已具有預設的微結構表面。其中，模具23可為不具可撓性的板材。

輻射照射單元24係鄰設於模具23側，輻射照射單元24所發出之光線係先穿過模具23再射至感光樹脂材料26，以進行感光樹脂材料26的固化。待固化後，即可進行模具23與基板21的分離，固化後的感光樹脂材料26會留在基板21上，以獲得具有微結構261的基板21。

如此一來，無論基板21是可透光性或不可透光性(例如金屬、合金或具抗UV劑的材料)的材質，均可適用於微結構成型裝置2來製造透光膜片，故可大大地提升產品的應用範圍，例如是調變顯示器光線的各種光學膜片或是用於衣物禮品裝飾的透光膜片。

第二實施例

請參閱圖3A及圖3B所示，係為本發明較佳實施例之一種微結構成型裝置，其中圖3A微結構成型裝置的示意圖，而圖3B為圖3A中圓形虛線處正在被壓合之感光樹脂材料的局部放大圖。微結構成型裝置2a係於一基板21a之一第一表面211形成一微結構261a，基板21a可為具有可撓性的塑膠膜片、金屬薄膜或合金薄膜等等，或者基板21a為不可撓性的玻璃板、電路板、塑膠板或金屬板等等。本實施例中，係以利用微結構成型裝置2a製造一模內轉印薄膜(In-Mold Film)為例，故基板21a係以具有可撓性的塑膠膜片為例，材料例如是碳酸聚酯或壓克力，並利用其可撓性，所以基板21a可捲繞成一卷，以方便儲存或運輸。當然，在其他態樣中基板21a也可以是一塊不具可撓性的板材。

微結構成型裝置2a包含一供料單元22、一模具23a以及至少一輻射照射單元24。由於本實施例中之基板21a為可撓性的材質，且為捲繞成一卷，故於操作時，微結構成型裝置2a可更包含一基板傳輸單元25，以帶動基板21a移動，於此係以基板傳輸單元25為一組滾輪，分別置於輻射照射單元24的前後可持續滾動以輸出基板21a及收納基板21a。

供料單元22係供應一感光樹脂材料26於基板21a之第一表面211，於此供料單元22係將熔融狀的感光樹脂供應至基板21a的第一表面211。另外，供料單元22可為批次式供料或連續式供料，端視所提供之模具23a及基板21a的設計為批次式或連續式，於此係以供料單元22為連續式供料為例。

模具23a壓合於感光樹脂材料26，於此模具23a係包含一基材及一微結構，其中基材及微結構可為一體成型，或藉由一黏著層黏著基材及微結構，微結構成型裝置2即是利用模具23a上的微結構231作為母模，而形成模內轉印薄膜上的微結構(子模)。至於模具23a的製造方法，則不是本案的重點，可以是利用拓印的方式，而將感光樹脂塗覆於欲形成的微結構圖案上，並用基板壓合後，剝離即形成一片透光的模具23a。為了大量生產上使用，模具23a也可為具有重覆微結構圖案的連續式膜片，本實施例中之模具23a即以連續式之可撓性的材質為例，且為捲繞成一卷，故於操作時，微結構成型裝置2a可更包含一模具傳輸單元27，以帶動模具23a移動，於此係以模具傳輸單元27係包含二滾輪，可持續滾動以分別輸出及收納可撓性的模具23a，並可控制滾動速度，俾使模具23a與基板21a實質上同步移動。而與感光樹脂材料26分離後，被模具傳輸單元27收納的模具21a，可重覆使用，作為下次製程的模具。

輻射照射單元24發出一輻射光線，以穿過模具23a而照射於感光樹脂材料26，常見的輻射光線為一紫外光線或其他具有能激發感光樹脂波長的輻射光線。而感光樹脂材料26常見為環氧樹脂，利用分子間聚合物其具有光分解、光交聯、或是光聚合等特性，重新組合以產生黏滯性或固化。故藉由輻射照射單元24發出輻射光線，可對感光樹脂材料26進行固化或初步固化。由於模具23a的材質為可透光，故輻射光線可穿透模具23a而照射至感光樹脂材料26。

圖3B為圖3A中基板21a與模具23a重疊處之圓形虛線放大圖，由圖3B中可知，當模具23a壓合於基板21a時，由於模具23a具有微結構被夾置於模具23a及基板21a之間的熔融狀感光性樹脂材料26，即可形成與模具23a互成鏡像的微結構261a。經由鄰設於模具23a側的輻射照射單元24發出輻射光線，進行感光性樹脂材料26之微結構261a的固化或初步固化後，即可在基板傳輸單元25與模具傳輸單元27的帶動下，將模具23a與形成微結構261a的感光樹脂材料分離，以獲得具有微結構261a(圖中以虛線表示)的模內轉印薄膜P之成品，而模內轉印薄膜P的基板21a上具有與模具23a成鏡像的微結構。如此一來，模內轉印薄膜P的基板21a無論是可透光性或不可透光性(例如金屬、合金或具抗UV劑的材料)的材質，均可適用於微結構成型裝置2a來製造模內轉印薄膜P，故可大大地提升產品的應用範圍。而且，利用微結構成型裝置2a製造出的模內轉印薄膜P，不但可為一項獨立的產品，更可作為一模具23a，而用於微結構成型裝置2a中使用。

此外，與習知技術相比，利用具有重覆且連續的微結構預設圖案之模具23a以及連續式的基板21a，並分別配合模具傳輸單元27以及基板傳輸單元25來運輸移動，微結構成型裝置2a即可進行連續式的產品生產，進而提昇產品的生產速度。再者，由於模具23a為連續式的沒有接縫，故而能提升產品製作的良率。

本實施例中，微結構成型裝置2a更可包含至少一對壓制輪28，以緊密壓合模具23a與基板21a，進而使得夾置於其間的感光樹脂材料26，能形成微結構261a。於本發明中，壓制輪28、模具傳輸單元27及基板傳輸單元25係可為同步轉動，以同步帶動基板21a與模具23a。其中，壓制輪28常見為一組同步旋轉滾輪，藉由一整面強大的壓合力將欲壓合之模具23a與感光樹脂材料26，相互壓合緊密且維持平整。而本實施例中，輻射照射單元24係可設置於一對壓制輪28之間，以利用模具23a與感光樹脂材料26，相互壓合緊密且維持平整時，進行輻射照射。

第三實施例

請參考圖4所示，其為微結構成型裝置2b進行製造背光模組之透光膜片之實施態樣。與前述實施例不同的地方在於基板21b的厚度、基板傳輸單元25a以及輻射照射單元24的設置數量。

為了形成透光膜片，故基板21a可為不具可撓性的板材(例如為聚碳酸酯材質，其內可摻雜有抗UV劑)或是具可撓性的薄膜，其中基板21a的厚度可視產品設計而訂，例如較厚的基板21a則可用於製造擴散板(diffusing plate)，於此不作限制。本實施例中，係以微結構成型裝置2b進行製造一擴散板為例。其次，本實施例中的基板傳輸單元25a，係包含一傳輸皮帶251以帶動基板21b之移動，於此，基板21b為批次式的傳送(一次一塊)，而模具23a仍為連續式的態樣。另外，於此實施例中微結構成型裝置2b更具有另一輻射照射單元24a，可針對與模具23a分離後的感光樹脂材料26，進行再次輻射照射，以確保感光樹脂材料26的完全固化。須注意者，輻射照射單元24a所發出之光線係可直接照射至感光樹脂材料26，而不用穿過模具23a。

請參照圖5所示，本發明亦提供一種微結構成型方法，包含：設置一感光樹脂材料於一基板之一第一表面(S10)；壓合一模具至感光樹脂材料(S20)；以及由一輻射照射單元穿過模具照射於感光樹脂材料(S30)。其中，上述步驟及其對應敘述已描敘於前述實施例中，於此不再贅述。

請同時參照圖4至圖6，圖5是利用圖4中所述的微結構成型裝置2b，而形成如圖6中的透光膜片D，來製造一透光膜片的方法流程圖。透光膜片之製造方法，係包含下列步驟：設置一感光樹脂材料於一基板之一第一表面(S10)；壓合一模具至感光樹脂材料(S20)；以及由一輻射照射單元穿過模具照射於感光樹脂材料(S30)。其中，於步驟S10中，供料單元22提供一感光樹脂材料26於基板21c之第一表面211a上，於此基板21c為一摻雜有UV光吸收材質的透明基板，以吸收背光模組的光源所發出的UV光，避免人眼受到傷害。基板21c係為批次式供應至微結構成型裝置2b，並透過基板傳輸單元25a的傳輸皮帶251帶動基板21c移動。步驟S20中，模具23a具有透光膜片D欲形成的微結構，且可為連續式的態樣，透過模具傳輸單元27帶動模具23a移動。藉由一組同步旋轉的壓制輪28，將欲壓合之模具23a與基板21c上的感光樹脂材料26，相互壓合緊密，使基板21c上的感光性樹脂材料26形成與模具23a互成鏡像的微結構261b。其中，基板21c與微結構261b的尺寸、厚度或圖案，均可依實際產品需求來設計。例如：對於直下式背光模組而言，透光膜片D可為一擴散板(diffusing plate)，以消除直下式光源的光線不均現象；而於側光式背光模組而言，透光膜片D則可設計成一厚度較薄的擴散膜(diffusing film)，當然本方法所製造出的透光膜片D，也可為具有其他功效的透光膜片，例如增亮膜片或導光板等等。而步驟S30中，經由鄰設於模具23側的輻射照射單元24發出輻射光線，進行感光性樹脂材料26之微結構261b的固化或初步固化。最後，在基板傳輸單元25a與模具傳輸單元27的帶動下，將模具23a與形成微結構261b的感光樹脂材料26分離，以形成具有微結構261b之透光膜片D。當然另一輻射照射單元24a，可針對與模具23a分離後的感光樹脂材料26，進行再次輻射照射，以確保感光樹脂材料26的完全固化。

請同時參照圖4、圖7、圖8A及圖8B，其中圖7是機殼製造方法的流程圖，而圖8A為機殼之示意圖，而圖8B為圖8A中沿A-A直線剖視的部份上半部機殼其立體之示意圖。本發明之一種機殼製造方法，包含：設置一感光樹脂材料於一基板之一第一表面(S10)；壓合一模具至感光樹脂材料(S20)；由一輻射照射單元穿過模具照射於感光樹脂材料(S30)；以及沖壓基板(S40)，其中機殼可泛指為電子裝置外層之保護殼體，基板之材質為金屬或合金。以下，係以殼體為筆記型電腦的金屬殼體來進行說明。

於步驟S10中，供料單元22提供一感光樹脂材料26於基板21d之第一表面211b上，於此基板21d為不具可撓性之一金屬或合金，並透過基板傳輸單元25a及傳輸皮帶251帶動基板21d移動，且為批次式傳送。步驟S20中，模具23a為連續式的態樣，其上已具有預設的微結構形狀。藉由一組同步旋轉的壓制輪28，將欲壓合之模具23a與感光樹脂材料26，相互壓合緊密，使感光性樹脂材料26形成與模具23a互成鏡像的微結構261c，本實施例中此微結構261c為一霧面花紋或一表面裝飾紋理。而步驟S30中，經由鄰設於模具23a側的輻射照射單元24發出輻射光線，進行感光性樹脂材料26之微結構261c的固化或初步固化。最後，在基板傳輸單元25a與模具傳輸單元27的帶動下，將模具23a與形成微結構261c的感光樹脂材料層分離，以形成機殼E。當然另一輻射照射單元24a，可針對與模具23分離後的感光樹脂材料層，進行再次輻射照射，以確保感光樹脂材料層的完全固化。於步驟S40中，沖壓步驟可直接沖壓未形成微結構261c之基板21d，也可沖壓已形成微結構261c之基板21d。須說明的是，機殼E可以是任何電子產品的外殼，而電子產品諸如筆記型電腦、平板電腦、電腦主機、準系統、監視器、手機、數位相機、數位相框、平面顯示器或其他3C相關產品等等。製造後的機殼E表面係形成微結構，其具有花紋或是圖案，可增加使用者的觸感。

綜上所述，因依據本發明之一種微結構成型裝置及其成型方法、以及透光膜片及機殼之製造方法，係藉由將輻射照射單元設置於模具側，輻射照射單元所發射的光線即可穿透具有透光性的模具而照射至感光樹脂材料，進而固化或初步固化感光樹脂材料。如此一來，基板的材質即可具有更多選擇性，不論是可透光或不可透光(例如金屬、合金或具抗UV劑的材料)，均可作為基板材質，進而提昇了產品的應用範圍。

於實施例中，由於模具為連續式的沒有接縫，故而能提升產品製作的良率。再者，藉由本發明之微結構成型裝置，能直接製造出背光模組中的透光膜板，以增加微結構成型裝置的可製造產品的範圍。另外，再將微結構成型裝置與沖壓裝置搭配的話，則可製造電子產品的金屬或合金殼體。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

11、23、23a．．．模具

12、22．．．供料單元

13、26．．．感光樹脂材料

14、21、21a、21b、21c、21d．．．基板

15．．．成型滾輪

16、24、24a．．．輻射照射單元

2、2a、2b．．．微結構成型裝置

211、211a、211b．．．第一表面

231、261、261a、261b、261c．．．微結構

25、25a．．．基板傳輸單元

251．．．傳輸皮帶

27．．．模具傳輸單元

28．．．壓制輪

D．．．透光膜板

E．．．機殼

P．．．膜內轉印薄膜

S10~S30．．．微結構成型之方法步驟及透光膜片之製造步驟

S10~S40．．．機殼之製造步驟

圖1A到圖1E為一種習知之微結構成型裝置其製程之示意圖；

圖2A與圖2B為依據本發明較佳實施例之一種微結構成型裝置之示意圖；

圖3A與圖3B為依據本發明較佳實施例之另一種微結構成型裝置之示意圖；

圖4為依據本發明較佳實施例之另一種微結構成型裝置之示意圖；

圖5為依據本發明較佳實施例之一種微結構成型方法以及一種透光膜片製造方法之流程圖；

圖6為依據本發明較佳實施例之一種透光膜片結構示意圖；

圖7為依據本發明較佳實施例之一種機殼之製造方法之流程圖；以及

圖8A及圖8B為依據本發明較佳實施例之一種殼體結構示意圖。

2a．．．微結構成型裝置

21a．．．基板

22．．．供料單元

23a．．．模具

24．．．輻射照射單元

25．．．基板傳輸單元

26．．．感光樹脂材料

261a．．．微結構

27．．．模具傳輸單元

28．．．壓制輪

P．．．模內轉印薄膜

Claims (25)

1. 一種微結構成型裝置，其係於一基板之一第一表面形成一微結構，該微結構成型裝置包含：一供料單元，係供應一感光樹脂材料於該基板之該第一表面；一模具，係壓合於該感光樹脂材料；以及至少一輻射照射單元，係發出一輻射光線，以穿過該模具而照射於該感光樹脂材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，其中該模具為可透光性。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，其中該基板為可撓性或不可撓性。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，其中該基板為可透光性或不可透光性。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，更包含：一模具傳輸單元，係帶動該模具移動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，更包含：一基板傳輸單元，帶動該基板移動，俾使該基板與該模具同步移動。
7. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，其中該模具具有另一微結構，該模具之該微結構與該基板之該微結構互呈鏡像。
8. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，其中該供料單元供應該感光樹脂材料於該基板之該第一表面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，更包含：至少一對壓制輪，係壓合該模具與該感光樹脂材料，俾使該感光樹脂材料貼合於該基板之該第一表面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，更包含：另一輻射照射單元，係發出一輻射光線，以穿過該模具照射於該感光樹脂材料。
11. 如申請專利範圍第1項所述之微結構成型裝置，其中該供料單元為批次式供料或連續式供料。
12. 一種微結構成型方法，包含：供應一感光樹脂材料於一基板之一第一表面；壓合一模具至該感光樹脂材料；以及由一輻射照射單元發出一輻射光線，以穿過該模具照射於該感光樹脂材料。
13. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，更包含：分離該模具及該感光樹脂材料。
14. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，其中該模具可透光性。
15. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，其中該基板為可撓性或不可撓性。
16. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，其中該基板為可透光性或不可透光性。
17. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，更包含：壓合該模具與該感光樹脂材料，俾使該感光樹脂材料貼合於該基板之該第一表面。
18. 如申請專利範圍第17項所述之微結構成型方法，其中至少一對壓制輪，係壓合該模具與該感光樹脂材料，俾使該感光樹脂材料貼合於該基板之該第一表面。
19. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，經輻射照射後，該感光樹脂材料係於該基板之該第一表面形成一微結構。
20. 如申請專利範圍第19項所述之微結構成型方法，其中該模具具有另一微結構，該模具上之該微結構與該基板之該微結構互呈鏡像。
21. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，更包含：一模具傳輸單元帶動該模具移動；以及一基板傳輸單元帶動該基板移動，俾使該模具與該基板同步移動。
22. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，其中供應該感光樹脂材料之步驟可為批次式或連續式。
23. 如申請專利範圍第12項所述之微結構成型方法，更包含：發出另一輻射照射光線，以穿過該模具照射於該感光樹脂材料。
24. 一種透光膜片之製造方法，利用如申請專利範圍第12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22或23項所述之微結構成型方法而製造。
25. 一種機殼之製造方法，包含：如申請專利範圍第12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22或23項所述之微結構成型方法；以及沖壓該基板，該基板之材質為金屬或合金。