TW202406734A - 複合光學膜結構及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種複合光學膜結構及其製造方法，其中複合光學膜結構包括第一基材、第二基材、第一光學膜、第二光學膜、開孔、有第一光學膠所形成之光學銷釘及第二光學膠。第一基材與第二基材相對配置；第一光學膜和第二光學膜分別貼合於第一基材和第二基材的相對表面，且彼此隔開一間隙來相對配置；開孔穿過第一光學膜進入第一基材中或者穿過第二光學膜進入第二基材中；光學銷釘密封形成於開孔中；第二光學膠密封形成於間隙中，使第一基材與第二基材相互接合。本發明藉由光學銷釘的形成，能夠明顯改善因光學膜收縮而產生的邊緣氣泡缺陷。
Description
本發明有關於一種光學膜結構及其製造方法，特別是指一種可改善產品邊緣氣泡缺陷的複合光學膜結構及其製造方法。
現今多層貼合類的光學產品，多數為一張或者數張光學膜（如偏光片、增透膜、抗反射膜等）與透明成像系統（如平板玻璃、異型透鏡等）經光學膠貼合起來組成最終的結構。其中，最熟悉、最常見的就是應用於擴增實境/虛擬實境（AR/VR）之複合光學膜結構，其一般是由兩個或者兩個以上透鏡以及夾層中的一層或者多層光學膜組成。如第1圖所示，現有的一種複合光學膜結構是在兩層基材1之間設有兩層光學膜2作為夾層，夾層中的光學膜2一般使用仿型膜材以光學膠3直接貼合到基材1上，或者，使用大張的膜材經光學膠3貼合到基材1上後，再進行仿型切割，且在兩層光學膜2之間以光學膠4進行貼合。按照這樣的方式組裝成最終產品，再經由高溫高濕的穩定性測試後，如第2圖所示，產品邊緣容易出現因光學膜2收縮而產生的氣泡5。
這種氣泡不良的存在，將會導致如下弊端：
（1）影響產品的外觀；
（2）使得光學產品的有效成像面積減少，降低成像品質；
（3）產品邊緣出現漏光、干涉光、衍射光等，降低成像品質；
（4）光學膜材的收縮，會使得產品的貼合縫隙密封性變差，使得水汽或者使用者皮膚的汗液、油漬等容易進入產品，加速產品的性能衰減、老化甚至報廢。
因此，目前的產業界迫切地需要尋求一種可以改善因光學膜收縮所產生的氣泡不良的複合光學膜結構，以使得上述習知技術中所遭遇的各種困難和缺失得以被解決。
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種複合光學膜結構及其製造方法，藉由光學銷釘的形成，可以有效降低甚至抑制光學膜的收縮，從而能夠減輕甚至消除因光學膜收縮而產生的邊緣氣泡缺陷。
為達上述目的，本發明提供一種複合光學膜結構，其包括有一第一基材、一第二基材、一第一光學膜、一第二光學膜、一開孔、光學銷釘及一第二光學膠。其中，第一基材與第一基材相對配置。第一光學膜貼合於第一基材上相對於第二基材的表面。第二光學膜貼合於第二基材上相對於第一基材的表面，並與第一光學膜隔開一間隙來相對配置。開孔從第一光學膜的表面邊緣穿過第一光學膜並進入第一基材中，或者，從第二光學膜的表面邊緣穿過第二光學膜並進入第二基材中。光學銷釘是由第一光學膠密封形成於開孔中。第二光學膠密封形成於間隙中，使第一基材與第二基材相互接合。
根據本發明的實施例，上述的開孔的數量為複數個，這些開孔中的部分開孔穿過第一光學膜並進入第一基材中，其餘開孔穿過第二光學膜並進入第二基材中，以形成複數個光學銷釘。
根據本發明的實施例，上述的開孔的深度不超過第一基材或第二基材厚度的1/3。
根據本發明的實施例，上述的第一基材和第二基材為透明基材；較佳者，上述的第一基材和第二基材為塑膠或玻璃。
根據本發明的實施例，上述的第一光學膠和第二光學膠為液態光學膠。
根據本發明的實施例，上述的複合光學膜結構更包含一第三光學膠，第三光學膠形成於第一光學膜和第一基材之間。
根據本發明的實施例，上述的複合光學膜結構更包含一第四光學膠，第四光學膠形成於第二光學膜和第二基材之間。
另外，本發明還提供一種複合光學膜結構的製造方法，其包括下列步驟：首先，將第一光學膜貼合於第一基材上，將第二光學膜貼合於第二基材上。之後，形成一開孔，此開孔從第一光學膜的表面邊緣穿過第一光學膜並進入第一基材中，或者，從第二光學膜的表面邊緣穿過第二光學膜並進入第二基材中。然後，將第一光學膠密封形成於開孔中，以形成一光學銷釘。接著，將第一光學膜與第二光學膜隔開一間隙來相對配置，同時使第一基材和第二基材相對配置。最後，將第二光學膠密封形成於間隙中，使第一基材與第二基材相互接合。
根據本發明的實施例，上述的開孔的數量為複數個，這些開孔中的部分開孔穿過第一光學膜並進入第一基材中，其餘開孔穿過第二光學膜並進入第二基材中，以形成複數個光學銷釘。
根據本發明的實施例，上述的開孔的深度不超過第一基材或第二基材厚度的1/3。
根據本發明的實施例，上述的第一基材和第二基材為透明基材；較佳者，上述的第一基材和第二基材為塑膠或玻璃。
根據本發明的實施例，上述的第一光學膠和第二光學膠為液態光學膠。
根據本發明的實施例，上述的複合光學膜結構的製造方法更包含將第三光學膠形成於第一光學膜和第一基材之間。
根據本發明的實施例，上述的複合光學膜結構的製造方法更包含將第四光學膠形成於第二光學膜和第二基材之間。
根據本發明的實施例，上述的形成開孔的步驟是使用雷射雕刻、CNC加工或機械鑽頭加工來進行。
根據本發明的實施例，上述的第一光學膠和第二光學膠為相同之液態光學膠，且在將第一光學膜與第二光學膜相對配置的步驟之後，將液態光學膠同時密封形成於間隙和開孔中，以形成光學銷釘。
與先前技術相比，本發明具有以下優勢：
（1） 本發明能夠突破現有的複合光學膜結構於產品邊緣容易出現因光學膜收縮而產生氣泡不良的現象，進而導致產品外觀、性能及使用壽命降低等問題。
（2） 本發明所設計的光學銷釘可以有效降低甚至抑制光學膜的收縮，能夠有效改善因光學膜收縮而產生的邊緣氣泡缺陷，從而可以提升整體良率和產能。
（3） 本發明所設計的光學銷釘可以採用和光學膜折射率相同或者相近的材料，將有利於產品呈現更好的光學顯示效果。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本發明的實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知之形態。本領域之具有通常知識者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。
正如先前技術所描述的，目前習知的複合光學膜結構容易出現因光學膜收縮而導致的邊緣氣泡缺陷，進而導致產品性能及製程良率降低的問題。為了解決上述技術問題，本發明的基本思想是提供一種複合光學膜結構及其製造方法，透過光學銷釘的形成，而可以有效降低甚至抑制光學膜的收縮，使得存在邊緣氣泡的問題有所改善。
請參照第3圖，其為本發明之實施例所提供的複合光學膜結構的製造方法之流程圖；同時，請參照第4A圖至第4E圖，其繪示本發明之實施例所提供的複合光學膜結構的製造方法中對照各個步驟的結構剖面圖；以及，請參照第5圖，其繪示本發明之實施例所提供的複合光學膜結構的製造方法中製作開孔之步驟的結構俯視圖。以下詳細說明本發明之實施例的複合光學膜結構的製造方法中的各個步驟。
首先，見步驟S10，如第4A圖所示，將第一光學膜12貼合於第一基材10上，將第二光學膜22貼合於第二基材上。
接著，見步驟S20，如第4B圖所示，形成一個以上之開孔30。本發明之開孔30是從第一光學膜12的表面邊緣穿過第一光學膜12並進入第一基材10中，或者，本發明之開孔30是從第二光學膜22的表面邊緣穿過第二光學膜22並進入第二基材20中。本實施例中，開孔30的數量為多個，此些開孔30中的部分開孔30穿過第一光學膜12並進入第一基材10中，其餘開孔30穿過第二光學膜22並進入第二基材20中。且如第5圖所示，本實施例之多個開孔30是沿著第一光學膜12和第二光學膜22的表面周圍間隔排列。
然後，見步驟S30，如第4C圖所示，將第一光學膠密封形成於開孔30中，而形成光學銷釘40。本實施例中，第一光學膠密封形成於多個開孔30中，而形成多個光學銷釘40，此些光學銷釘40是沿著第一光學膜12和第二光學膜22的表面周圍間隔排列，並分別穿過第一光學膜12和第二光學膜22後進入第一基材10和第二基材20中，使得第一光學膜12和第二光學膜22的邊緣不易產生收縮而造成氣泡不良之缺陷。
接續，見步驟S40，如第4D圖所示，將第一光學膜12與第二光學膜22隔開一間隙d來相對配置，同時使第一基材10和第二基材20相對配置。
最後，見步驟S50，如第4E圖所示，將第二光學膠50密封形成於間隙d中，使第一基材10與第二基材20相互接合，來得到本發明中具有光學銷釘40之複合光學膜結構。
在步驟S10中，本發明之第一基材10和第二基材20可為透明基材，例如，第一基材10和第二基材20的材質包括但不限定為塑料或玻璃。本發明之第一光學膜12和第二光學膜22的類型包括但不限定為偏光片、濾光片、高分子薄膜材料等。本發明之實施例中，在第一光學膜12和第一基材10之間形成有第三光學膠14，以將第一光學膜12貼合於第一基材10上，且在第二光學膜22和第二基材20之間形成有第四光學膠24，以將第二光學膜22貼合於第二基材20上。本發明之第三光學膠14和第四光學膠24的類型為固態光學膠，且其透光率大約在90%以上。而在貼合過程中，通常先使用較大尺寸的第一光學膜12和第二光學膜22，在分別以第三光學膠14和第四光學膠24貼合於第一基材10和第二基材20之後，會依照第一基板10和第二基板20的輪廓或者實際產品的形狀，對於第一光學膜12和第二光學膜22的輪廓進行裁切，例如，可能將第一光學膜12和第二光學膜22的輪廓切到等齊或略小於第一基材10和第二基材20的輪廓。如第4A圖所示，即表示第一光學膜12和第二光學膜22裁切後的輪廓分別小於第一基材10和第二基材20的輪廓之情況。
在步驟S20中，本發明形成開孔30的步驟可使用雷射雕刻、CNC加工或機械鑽頭加工來進行。本發明之實施例所設定的開孔30的深度為500微米(μm)，具體深度並不予以限制，而若進一步地考慮到光學銷釘40之銷釘效果以及最大限度降低對第一基材10和第二基材20結構的影響，開孔30的深度最好不超過第一基材10或第二基材20厚度的1/3。
在步驟S30和步驟S50中，本發明之第一光學膠和第二光學膠50可以使用相同或不同的液態光學膠，且本發明之實施例是使用紫外光固化之液態光學膠，具有和第三光學膠14、第四光學膠24相似的透光率，其透光率大約在90%以上，且其固化後具有和第三光學膠14、第四光學膠24相似的力學性質(例如，抗拉伸性能，以保證銷釘效果)。第一光學膠可以採用和第一光學膜12和第二光學膜22之折射率相同或者相近的材料，使得所形成的光學銷釘40和第一光學膜12、第二光學膜22具有相近的光學性能，以利於產品呈現更好的光學顯示效果。
有關光學銷釘40之形成方式，上述實施例是在第一基材10和第二基材20相互貼合之前，先將第一光學膠填充於開孔30中，然後固化來形成光學銷釘40；此實施例之第一光學膠之材質可以不同於第二光學膠50。或者，本發明的第一光學膠和第二光學膠50也可使用相同之液態光學膠，且在步驟S40之後，也就是在將第一光學膜12與第二光學膜22相對配置後，再將液態光學膠塗覆於第一光學膜12表面，然後將第二光學膜22對應貼合在一起，以進行壓合，此時，液態光學膠會從第一光學膜12和第二光學膜22之間的間隙26中向四周擴散，再擴散至開孔30中，然後進行紫外光固化，固化後即可形成光學銷釘40，同時將第一基材10和第二基材20予以貼合。
以下結合可靠性測試的內容對本發明作進一步詳細說明及功效之驗證，但不應將其理解為對本發明保護範圍的限制。
本發明是使用標準的高溫高濕條件對於應用具有光學銷釘之複合光學膜結構的產品來進行可靠性測試。經過504小時的高溫高濕測試後，檢驗產品的外觀並無發現肉眼可見的邊緣氣泡。另外，將進行可靠性測試後的產品於不同位置切割拍攝截面圖來觀看微觀結構，如第6A圖和第6B圖所示，其顯示以第三光學膠14貼合在第一基材10的第一光學膜12皆為發現明顯的光學膜收縮現象，故可說明本發明的光學銷釘能明顯改善複合光學膜結構的產品因光學膜收縮而導致的邊緣氣泡問題。
綜上所述，本發明所提供之複合光學膜結構及其製造方法，透過於光學膜製作開孔來形成光學銷釘，此光學銷釘能對於光學膜與基材產生物理固定的作用，可以有效降低甚至抑制光學膜的收縮，從而減輕甚至消除因光學膜收縮而產生的邊緣氣泡缺陷，將可提升整體良率和產能，並提高競爭優勢，增大市場佔有率。此外，本發明所提供之複合光學膜結構及其製造方法適用於貼合製程、鏡組組裝以及平板或異型貼合顯示裝置中，十分具有市場潛力。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1:基材
2:光學膜
3:光學膠
4:光學膠
5:氣泡
10:第一基材
12:第一光學膜
14:第三光學膠
20:第二基材
22:第二光學膜
24:第四光學膠
30:開孔
40:光學銷釘
50:第二光學膠
d:間隙
S10-S50:步驟
第1圖為先前技術的一種複合光學膜結構的示意圖。
第2圖為先前技術的一種複合光學膜結構因光學膜收縮產生的氣泡不良的微觀結構圖。
第3圖為本發明之實施例所提供的複合光學膜結構的製造方法的流程圖。
第4A圖至第4E圖依序為本發明之實施例所提供的複合光學膜結構的製造方法中對照各個步驟的結構剖面圖。
第5圖為本發明之實施例所提供的複合光學膜結構的製造方法中製作開孔之步驟的結構俯視圖。
第6A圖和第6B圖為應用本發明之實施例的複合光學膜結構的產品進行可靠性測試後於不同位置切割拍攝的微觀結構圖。
10:第一基材
12:第一光學膜
14:第三光學膠
20:第二基材
22:第二光學膜
24:第四光學膠
40:光學銷釘
50:第二光學膠
d:間隙
Claims (18)
- 一種複合光學膜結構，包括： 一第一基材； 一第二基材，與該第一基材相對配置； 一第一光學膜，貼合於該第一基材上相對於該第二基材的一表面； 一第二光學膜，貼合於該第二基材上相對於該第一基材的一表面，並與該第一光學膜隔開一間隙來相對配置 ； 一開孔，其從該第一光學膜的表面邊緣穿過該第一光學膜並進入該第一基材中，或者，從該第二光學膜的表面邊緣穿過該第二光學膜並進入該第二基材中； 一光學銷釘，由一第一光學膠密封形成於該開孔中；以及 一第二光學膠，密封形成於該間隙中，使該第一基材與該第二基材相互接合。
- 如請求項1所述的複合光學膜結構，其中該開孔的數量為複數個，該複數個開孔中的部分開孔穿過該第一光學膜並進入該第一基材中，其餘開孔穿過該第二光學膜並進入該第二基材中，以形成複數個該光學銷釘。
- 如請求項1所述的複合光學膜結構，其中該開孔的深度係不超過該第一基材或該第二基材厚度的1/3。
- 如請求項1所述的複合光學膜結構，其中該第一基材和該第二基材為透明基材。
- 如請求項4所述的複合光學膜結構，其中該第一基材和該第二基材為塑料或玻璃。
- 如請求項1所述的複合光學膜結構，其中該第一光學膠和該第二光學膠為液態光學膠。
- 如請求項1所述的複合光學膜結構，更包含一第三光學膠，該第三光學膠形成於該第一光學膜和該第一基材之間。
- 如請求項1所述的複合光學膜結構，更包含一第四光學膠，該第四光學膠形成於該第二光學膜和該第二基材之間。
- 一種複合光學膜結構的製造方法，包括下列步驟： 將一第一光學膜貼合於一第一基材上，將一第二光學膜貼合於一第二基材上； 形成一開孔，該開孔從該第一光學膜的表面邊緣穿過該第一光學膜並進入該第一基材中，或者，從該第二光學膜的表面邊緣穿過該第二光學膜並進入該第二基材中； 將一第一光學膠密封形成於該開孔中，以形成一光學銷釘； 將該第一光學膜與該第二光學膜隔開一間隙來相對配置，同時使該第一基材和該第二基材相對配置；以及 將一第二光學膠密封形成於該間隙中，使該第一基材與該第二基材相互接合。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，其中該開孔的數量為複數個，該複數個開孔中的部分開孔穿過該第一光學膜並進入該第一基材中，其餘開孔穿過該第二光學膜並進入該第二基材中，以形成複數個該光學銷釘。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，其中該開孔的深度係不超過該第一基材或該第二基材厚度的1/3。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，其中該第一基材和該第二基材為透明基材。
- 如請求項12所述的複合光學膜結構的製造方法，其中該第一基材和該第二基材為塑料或玻璃。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，其中該第一光學膠和該第二光學膠為液態光學膠。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，更包含將一第三光學膠形成於該第一光學膜和該第一基材之間。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，更包含將一第四光學膠形成於該第二光學膜和該第二基材之間。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，其中形成該開孔的步驟係使用雷射雕刻、CNC加工或機械鑽頭加工來進行。
- 如請求項9所述的複合光學膜結構的製造方法，其中該第一光學膠和該第二光學膠為相同之液態光學膠，且在將該第一光學膜與該第二光學膜相對配置的步驟之後，將該液態光學膠同時密封形成於該間隙和該開孔中，以形成該光學銷釘。
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