TWI407164B - 導光板的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明是關於一種光學元件的製造方法，特別是一種導光板的製造方法。
光源模組為液晶顯示器面板的關鍵零組件之一，由於液晶本身不發光，光源模組之功能即在於供應充足的亮度與分布均勻的光源，使其能正常顯示影像。一般而言，光源模組可分為前光式與背光式兩種，而側邊入光式背光模組則為背光式光源模組之一常見配置結構，主要應用於小尺寸之液晶顯示器，如桌上型電腦或筆記型電腦用的液晶顯示器。側邊入光式背光模組的主要構件為導光板及燈管，其中燈管是放置於導光板的側方。目前，用於較大尺寸之液晶顯示器的側邊入光式背光模組，其導光板旁一般會配置多個燈源以增強亮度，此燈源例如是冷陰極螢光燈管或LED燈。
目前，導光板的製作方式主要分為印刷式及非印刷式。其中，印刷式是以網板印刷的方式將光學網點印製在導光板的底面上。藉由導光板底面的光學網點，可將燈源所發出的光線吸收並再擴散，而使光線能夠在導光板內部傳遞。之後，光線再由導光板的正面射出。然而，由於光學網點顆粒不夠精細，使得光線分佈的均勻性不佳，而導致導光板所呈現的輝度及均勻度均較差。而且，此製程並非一次成形，導致加
工費時，成本亦會相對地提高。
為了改善印刷式之缺點，於是有非印刷式的製造方式提出。其是將多個微結構設計在模仁上，再將模仁裝設於模具中，並使用該模具進行射出成型，以形成底面具有光學微結構的導光板。其中，模仁的製作方法例如有微加工技術與金屬蝕刻技術等。在射出成型中，是先把粒狀之塑膠材料均勻地加熱到熔融狀態，以適當的射出速度和壓力將熔融狀態的塑料注入模穴中，等持其成品冷卻固化後再進行開模、頂出，因而得到與模穴相同形狀尺寸的導光板。其中，各種參數的設定，例如：材料的性質、流動性與模具結構等，會左右著導光板的品質。
然而，隨著各種電子產品，例如：手機與NB等，逐漸走向輕薄的趨勢時，將使得導光板的厚度亦將變得越薄，在以射出成型製成導光板的製程中將會出現一些技術上的瓶頸。例如，熔融後的塑料流動性不足以有效地將模穴填充完全，因而導致成型率下降，進而造成導光板的光學效果無法彰顯。另外，塑料流動性不足的問題也會導致平整度不佳與殘留應力的產生。另外，目前導光板大部份皆是以PMMA為材料製作出來的導光板，然PMMA易於吸收空氣中的水分，進而導致導光板翹曲變形。
因此，如何使導光板的製作具有較高的成型率，是值得本領域具有通常知識者去思量地。
本發明之目的是提供一種導光板的製造方法，此導光板的製造方法可提升導光板的成型率。
根據上述目的與其他目的，本發明提供一種導光板的製造方法，其包括下述的步驟。首先，提供一第一成型模，該第一成型模的表面上具有多個第一圖案，將未硬化的一感光硬化膠塗佈在第一成型模上，以將第一圖案轉印在感光硬化膠上，並形成多個第一微結構於感光硬化膠的底面上。然後，將一壓板覆蓋在感光硬化膠上，且壓板是由透明材質所構成。再來，對感光硬化膠進行照射並使其硬化。之後，使硬化後的感光硬化膠與第一成型模及壓板相脫離。再來，對硬化後的感光硬化膠進行裁切以形成多個導光板，並於這些導光板的入光面形成多個第二微結構，這些第二微結構呈柱狀且延伸方向為縱向。
於上述之導光板的製造方法中，感光硬化膠為紫化線硬化膠。
於上述之導光板的製造方法中，壓板的材質為拉伸聚丙烯。
於上述之導光板的製造方法中，第一成型模的材質為金屬，且於第一成型模中具有該第一圖案的表面上塗佈鐵氟龍。
於上述之導光板的製造方法中，未硬化的感光硬化膠之黏度為50cps以上。
於上述之導光板的製造方法中，在對該硬化後的感光硬化膠進行裁切的步驟中，包括下述的步驟：將一裁切刀對
硬化後的感光硬化膠進行縱向裁切，以形成導光板的入光面，其中裁切刀的輪廓與第二微結構的輪廓相契合。
根據上述目的與其他目的，本發明提供另一種導光板的製造方法，其包括下述的步驟。首先，將未硬化的一感光硬化膠塗佈在透明的一傳輸帶上，於傳輸帶的上方設置有一滾輪，且滾輪的表面上具有第一圖案，於傳輸帶的下方設置有至少一光源。之後，將滾輪滾壓在感光硬化膠上，以將上述之第一圖案轉印在感光硬化膠上，並形成多個第一微結構於感光硬化膠上。再來，將光源所發出的光照射在感光硬化膠上，以使感光硬化膠硬化。然後，將硬化後的感光硬化膠與傳輸帶相分離。之後，對硬化後的感光硬化膠進行裁切以形成多個導光板，並於這些導光板的入光面形成多個第二微結構，這些第二微結構呈柱狀且延伸方向為縱向。
於上述之導光板的製造方法中，感光硬化膠為紫化線硬化膠。
於上述之導光板的製造方法中，感光硬化膠於硬化前的黏度為50cps以上。
於上述之導光板的製造方法中，傳輸帶的材質為拉伸聚丙烯。
於上述之導光板的製造方法中，在對該硬化後的感光硬化膠進行裁切的步驟中，包括下述的步驟：將一裁切刀對硬化後的感光硬化膠進行縱向裁切，以形成導光板的入光面，其中裁切刀的輪廓與第二微結構的輪廓相契合。
根據上述目的與其他目的，本發明提供一種導光
板的製造方法，其包括下述的步驟。
首先，將透明的一第二成型模放置在透明的一傳輸帶上，於該傳輸帶的上方設置有一滾輪，且該滾輪的表面上具有第一圖案。於傳輸帶的下方設置有至少一光源，第二成型模的表面上具有多個第三圖案。再來，將未硬化的一感光硬化膠塗佈在第二成型模上，以將第三圖案轉印在感光硬化膠上，並形成多個第三微結構於感光硬化膠的底面上。
再來，將滾輪滾壓在感光硬化膠上，以將上述之第一圖案轉印在感光硬化膠上，並形成多個第一微結構於感光硬化膠上。之後，將光源所發出的光照射在感光硬化膠上，以使感光硬化膠硬化。接著，將硬化後的感光硬化膠與第二成型模相分離。然後，對硬化後的感光硬化膠進行裁切以形成多個導光板，並於這些導光板的入光面形成多個第二微結構，這些第二微結構呈柱狀且延伸方向為縱向。
於上述之導光板的製造方法中，感光硬化膠為紫化線硬化膠。
於上述之導光板的製造方法中，感光硬化膠於硬化前的黏度為50cps以上。
於上述之導光板的製造方法中，第二成型模的材質為拉伸聚丙烯。
於上述之導光板的製造方法中，在對硬化後的感光硬化膠進行裁切的步驟中，包括以下步驟：將一裁切刀對該硬化後的感光硬化膠進行縱向裁切，以形成導光板的入光面，其中裁切刀的輪廓與第二微結構的輪廓相契合。
為讓本發明之上述目的、特徵和優點更能明顯易懂，下文將以實施例並配合所附圖示，作詳細說明如下。
請參閱圖1A至圖1E，圖1A至圖1E所繪示為本發明之實施例的導光板之製造流程圖。首先，請參照圖1A，提供一第一成型模30，此第一成型模30的表面31上具有多個第一圖案32，此第一圖案32為呈菱鏡狀的凹槽，第一成型模30的材質為金屬，例如：鎳。而且，在第一成型模30的表面31上還塗佈有鐵氟龍(Teflon)。
再來，請參照圖1B，將一呈液狀且黏度超過50cps的感光硬化膠20塗佈在第一成型模30的表面31上。所謂的感光硬化膠是指：當受到某波段範圍的光線照射時，其會產生硬化。在本實施例中，感光硬化膠20為紫化線硬化膠，亦即其受到紫化線照射時會產生硬化。
接著，請參照圖1C，將一壓板40覆蓋在感光硬化膠20上。此壓板40是由透明材質所構成，例如玻璃、拉伸聚丙烯(oriented polypropylene)或其他不會與感光硬化膠20間產生架橋(cross-link)作用的透明材質。
之後，請參照圖1D，使用一光源50對感光硬化膠20進行照射。由於壓板40是由透明材質所構成，故光源50所發出的光線會透過壓板40而照射在感光硬化膠20，而使感光硬化膠20硬化。在本實施例中，光源50為紫外光燈。
由於壓板40是由不會與感光硬化膠20間產生架橋作用的材質所構成，例如：拉伸聚丙烯，故於感光硬化膠20硬化後，便可將壓板40輕易地拿開。而且，由於第一成型模30上塗佈有鐵氟龍，因為感光硬化膠20不會與鐵氟龍產生架橋，故於感光硬化膠20硬化後，可將感光硬化膠20從第一成型模30上取下。這樣一來，如圖1E所示，硬化後的感光硬化膠20的下表面便具有多個第一微結構61。第一微結構61的形狀與第一圖案32相對應，呈菱鏡柱狀。然而，本領域具有通常知識者也可將第一圖案32設計成其他形狀，例如半球形的凹槽，用以形成其他形狀的第一微結構。
接著，請參照圖2A，將硬化後的感光硬化膠20進行裁切，以形成如圖2A所示的導光板60，此導光板60的厚度大於0.05mm，較佳是介於0.3mm與1.1mm之間。請同時參照圖2A與圖2B，圖2B所繪示為導光板60的上視圖。此導光板60的底面62具有多個第一微結構61，而入光面63則具有多個第二微結構64。上述之第一微結構61與第二微結構64皆呈柱狀，且其輪廓呈V字型。其中，第二微結構64的延伸方向為縱向，亦即圖2A中的Z方向。其中，第一微結構61是從左至右由疏至密的方式排列在導光板60的底面62，之所以要如此設計的原因在於：導光板60裝設在背光模組上時，其左側是較接近光源，而右側則是較遠離光源，因此右側的第一微結構61必須排列的較為緊密。當然，本領域具有通常知識者也可依據不同的狀況而將第二微結構64設計成其他形狀，例如梯形狀或具有鏡面的
網點結構(Lens)。
對硬化後的感光硬化膠20進行裁切時，可使用雷射切割、線切割或用裁切刀進行切割，較佳是使用裁切刀進行切割，以發揮大量生產的優點。請參照圖3，圖3所繪示一裁切刀的上視圖，此裁切刀10用於切割出導光板60之入光面63，且其輪廓與第二微結構64的輪廓相契合。請同時參照圖1E與圖3，當感光硬化膠20從第一成型模30(示於圖1D)上取下後，可將裁切刀10的延伸方向對準Y方向，並使裁切刀10沿著Z方向往下切，以在感光硬化膠20的其中一側面形成如圖2B所示之第二微結構64。至於導光板60的其他側面，則可用平整的裁切刀進行裁切。待裁切完成後，即形成多片如圖2A所示之導光板60。
在圖1A至圖1E所示之製程中，壓板40的按壓面41為平坦的表面，但本領域具有通常知識者也可於按壓面41上雕刻圖案。這樣一來，便可在導光板的出光面上形成微結構。請參照圖4，圖4所示之導光板60’除了在底面62’上設置有多個第一微結構61’外，其出光面65’上還設置有呈菱鏡狀的第三微結構66’，此第三微結構66’具有聚集光線的效果。當然，本領域具有通常知識者也可依據不同的狀況而將第三微結構66’設計成其他形狀，例如頂端具有圓角的菱鏡結構。
除了圖1A至圖1E所介紹的導光板的製造方法外，以下將介紹本發明之另一實施例的導光板之製造流程。請參照圖5，圖5中繪示出導光板的製造設備，此製造設備包括：一容器71、一傳輸帶釋放輪72、一滾輪
73、一傳輸帶收納輪74、一產品收納輪75、一第一光源76a、一第二光源76b、一第三光源76c、一傳輸帶77、一輔助輪78與一閥門79。其中，容器71內裝有呈液狀且黏度超過50cps的感光硬化膠20，而閥門79則可控制感光硬化膠20的流出量，藉由控制流出量，則可控制感光硬化膠20沉積於傳輸帶77上的厚度。傳輸帶77是從傳輸帶釋放輪72釋放，並由傳輸帶收納輪74所收納。此傳輸帶77是由不會與感光硬化膠20間產生架橋作用的透明材質所構成，例如：拉伸聚丙烯。
在本實施例中，第一光源76a、第二光源76b與第三光源76c為紫外光燈。其中，第二光源76b是用以對感光硬化膠20作初步地硬化。感光硬化膠20經過初步硬化後，會受到滾輪73的滾壓，滾輪73的表面73a上具有第一圖案(未繪示，但其形狀類似圖1A之第一圖案32)。當滾輪73滾壓過感光硬化膠20後，第一圖案會轉印至感光硬化膠20上，以形成多個第一微結構61。
在滾輪73對感光硬化膠20進行滾壓的同時，第一光源76a與第三光源76c皆會對感光硬化膠20進行照射，這樣可使感光硬化膠20進一步硬化。
在本實施例中，光源共有3個，但本領域具有通常知識者也可依據情況調整光源的數量，例如指設置一個光源，或設置3個以上的光源。
由於傳輸帶77是由不會與感光硬化膠20間產生架橋作用的透明材質所構成，故硬化後的感光硬化膠20可與傳
輸帶77進行分離，而使感光硬化膠20捲繞在產品收納輪75上。之後，可將捲繞在產品收納輪75上的感光硬化膠20取下，並對其進行切割，以形成如2A所示之導光板60。於切割時，可使用圖3所示之裁切刀10，以於導光板60之入光面63形成如圖2B所示之第二微結構64。
然而，若要在導光板的出光面形成微結構，亦即為了製作出如圖4所示之導光板60’，則必需對圖5所示之製造設備進行調整。請參照圖6與圖7，圖6所繪示為導光板之製造流程之再一實施例，圖7所繪示為第二成型模的前視圖。於本實施例中，與上一實施例相同的元件將標以相同的符號。
首先，將透明的一第二成型模30’放置在透明的傳輸帶77上，其中第二成型模30’的表面31’上具有多個第三圖案32’，此第三圖案32’呈半球形的凹槽狀。接著，將未硬化的感光硬化膠20(黏度為50cps以上)塗佈在第二成型模30’上，以將第三圖案32’轉印在感光硬化膠20上並形成多個第三微結構66’於感光硬化膠20的底面上。
當感光硬化膠20沉積在第二成型模30’表面31’的同時，第二光源76b所發出的光線會透過透明的傳輸帶77與第二成型模30’，而對感光硬化膠20作初步地硬化。感光硬化膠20經過初步硬化後，會受到滾輪73的滾壓，滾輪73的表面73a上具有第一圖案(未繪示，但其形狀類似圖1A之第一圖案32)。當滾輪73滾壓過感光硬化膠20後，第一圖案會轉印至感光硬化膠20上，以形成多個第一微結構61。
在滾輪73對感光硬化膠20進行滾壓的同時，第一光源76a與第三光源76c皆會對感光硬化膠20進行照射，這樣可使感光硬化膠20進一步硬化。
待感光硬化膠20完全硬化後，可將第二成型模30’從傳輸帶77取下，由於第二成型模30’是由不會與感光硬化膠20間產生架橋作用的透明材質所構成，例如：拉伸聚丙烯，故感光硬化膠20可輕易地從第二成型模30’上取下。這樣一來，就可製作出如圖4所示之導光板60’。
在上述之製程中，滾輪73上的第一圖案是與導光板60’上的第一微結構61’相對應，而第二成型模30’上的第三圖案32’則是對應至導光板60’上的第三微結構66’。然而，本領域具有通常知識者也可將第三圖案32’設計成與第一微結構61’相對應，而將滾輪73上的第一圖案設計成與第三微結構66’相對應。
於上述之實施例所介紹之導光板的製造流程中，皆不需使用到射出成型的製造步驟，故不需考慮模流之流動性的問題，這樣不僅增加設計上的簡易性，且也使導光板的成型率增加。
本發明以實施例說明如上，然其並非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡本領域具有通常知識者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。
10‧‧‧裁切刀
20‧‧‧感光硬化膠
30‧‧‧第一成型模
30’‧‧‧第二成型模
31、31’‧‧‧表面
32、32’‧‧‧第一圖案
40‧‧‧壓板
41‧‧‧按壓面
50‧‧‧光源
60、60’‧‧‧導光板
61、61’‧‧‧第一微結構
62、62’‧‧‧底面
63‧‧‧入光面
64‧‧‧第二微結構
65’‧‧‧出光面
66’‧‧‧第三微結構
71‧‧‧容器
72‧‧‧傳輸帶釋放輪
73‧‧‧滾輪
74‧‧‧傳輸帶收納輪
75‧‧‧產品收納輪
76a‧‧‧第一光源
76b‧‧‧第二光源
76c‧‧‧第三光源
77‧‧‧傳輸帶
78‧‧‧輔助輪
79‧‧‧閥門
圖1A至圖1E所繪示為本發明之實施例的導光板之製造流程圖。
圖2A所繪示為導光板的前視圖，圖2B所繪示為導光板的上視圖。
圖3所繪示一裁切刀的上視圖。
圖4所繪示為本發明之另一實施例的導光板。
圖5所繪示為導光板的製造設備。
圖6所繪示為導光板之製造流程之再一實施例。
圖7所繪示為第二成型模的前視圖。
60‧‧‧導光板
61‧‧‧第一微結構
62‧‧‧底面
63‧‧‧入光面
Claims (16)
- 一種導光板的製造方法，包括：提供一第一成型模，該第一成型模的表面上具有多個第一圖案，將未硬化的一感光硬化膠塗佈在該第一成型模上，以將該第一圖案轉印在該感光硬化膠上，並形成多個第一微結構於該感光硬化膠的底面上；將一壓板覆蓋在該感光硬化膠上，且該壓板是由透明材質所構成；對該感光硬化膠進行照射並使其硬化；使硬化後的感光硬化膠與該第一成型模及該壓板相脫離；及對該硬化後的感光硬化膠進行裁切以形成多個導光板，並於這些導光板的入光面形成多個第二微結構，這些第二微結構呈柱狀且延伸方向為縱向。
- 如申請專利範圍第1項所述之導光板的製造方法，其中該感光硬化膠為紫化線硬化膠。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之導光板的製造方法，其中該壓板的材質為拉伸聚丙烯。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之導光板的製造方法，其中該第一成型模的材質為金屬，且於第一成型模中具有該第一圖案的表面上塗佈鐵氟龍。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之導光板的製造方法，其中未硬化的該感光硬化膠之黏度為50cps以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之導光板的製造方法，其中在對該硬化後的感光硬化膠進行裁切的步驟中， 包括以下步驟：將一裁切刀對該硬化後的感光硬化膠進行縱向裁切，以形成導光板的入光面，其中該裁切刀的輪廓與第二微結構的輪廓相契合。
- 一種導光板的製造方法，包括：將未硬化的一感光硬化膠塗佈在透明的一傳輸帶上，於該傳輸帶的上方設置有一滾輪，且該滾輪的表面上具有第一圖案，於該傳輸帶的下方設置有至少一光源；將該滾輪滾壓在該感光硬化膠上，以將上述之第一圖案轉印在該感光硬化膠上，並形成多個第一微結構於該感光硬化膠上；將該光源所發出的光照射在該感光硬化膠上，以使該感光硬化膠硬化；將硬化後的感光硬化膠與該傳輸帶相分離；及對該硬化後的感光硬化膠進行裁切以形成多個導光板，並於這些導光板的入光面形成多個第二微結構，這些第二微結構呈柱狀且延伸方向為縱向。
- 如申請專利範圍第7項所述之導光板的製造方法，其中感光硬化膠為紫化線硬化膠。
- 如申請專利範圍第7項或第8項所述之導光板的製造方法，其中該感光硬化膠於硬化前的黏度為50cps以上。
- 如申請專利範圍第7項或第8項所述之導光板的製造方法，其中該傳輸帶的材質為拉伸聚丙烯。
- 如申請專利範圍第7項或第8項所述之導光板的製造方法，其中在對該硬化後的感光硬化膠進行裁切的步驟中， 包括以下步驟：將一裁切刀對該硬化後的感光硬化膠進行縱向裁切，以形成導光板的入光面，其中該裁切刀的輪廓與第二微結構的輪廓相契合。
- 一種導光板的製造方法，包括：將透明的一第二成型模放置在透明的一傳輸帶上，於該傳輸帶的上方設置有一滾輪，且該滾輪的表面上具有第一圖案，於該傳輸帶的下方設置有至少一光源，該第二成型模的表面上具有多個第三圖案，將未硬化的一感光硬化膠塗佈在該第二成型模上，以將該第三圖案轉印在該感光硬化膠上，並形成多個第三微結構於該感光硬化膠的底面上；將該滾輪滾壓在該感光硬化膠上，以將上述之第一圖案轉印在該感光硬化膠上，並形成多個第一微結構於該感光硬化膠上；將該光源所發出的光照射在該感光硬化膠上，以使該感光硬化膠硬化；將硬化後的感光硬化膠與該第二成型模相分離；及對該硬化後的感光硬化膠進行裁切以形成多個導光板，並於這些導光板的入光面形成多個第二微結構，這些第二微結構呈柱狀且延伸方向為縱向。
- 如申請專利範圍第12項所述之導光板的製造方法，其中感光硬化膠為紫化線硬化膠。
- 如申請專利範圍第12項或第13項所述之導光板的製造方法，其中該感光硬化膠於硬化前的黏度為50cps以上。
- 如申請專利範圍第12項或第13項所述之導光板的製 造方法，其中該第二成型模的材質為拉伸聚丙烯。
- 如申請專利範圍第12項或第13項所述之導光板的製造方法，其中在對該硬化後的感光硬化膠進行裁切的步驟中，包括以下步驟：將一裁切刀對該硬化後的感光硬化膠進行縱向裁切，以形成導光板的入光面，其中該裁切刀的輪廓與第二微結構的輪廓相契合。
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