TWI508848B - 用於製備光學片的裝置及使用該裝置的光學片製備方法 - Google Patents

Description

用於製備光學片的裝置及使用該裝置的光學片製備方法

本發明涉及用於製備光學片的裝置及使用此裝置的光學片製備方法。更具體地，本發明涉及使用軟模的捲對捲式光學片製備裝置和使用此裝置的光學片製備方法，在所述裝置中，在預塗布階段採用帶式塗布液加注單元，因此可實現比現有技術更高的產率，且能夠有效的加注塗布液並去除氣泡。

用於液晶顯示器(LCD)中的背光單元包括促進光折射和擴散的光學片，以提高光的均勻度和亮度。這些光學片可包括擴散光的擴散片、層叠在擴散片上表面以聚集擴散的光並將光傳遞至液晶顯示器面板的稜鏡片，和保護擴散片和稜鏡片的保護片。

通常，為了增强這些光學片的光擴散能力和亮度以及其它光學性質，對這些光學片的表面進行預定的圖案化處理。最近，已使用捲對捲式設備大規模進行光學片的圖案化。

捲對捲式設備可分為使用圖案化金屬模的硬模式設備和使用膜狀模的軟模式設備。

硬模式設備難以形成半球形微透鏡圖案，然而軟模式設備可有利地形成包括微透鏡圖案的各種圖案。

然而，在軟模式設備的情况下，如果為了提高光學片的產率而使模高速移動，則在圖案內會產生氣泡，或會出現因塗布液的不充分注入而導致不規則的圖案形狀，從而導致對產品品質的嚴重損害。特別地，對於半球形微透鏡圖案，會進一步加重氣泡的產生。為了解决這些問題，大多數軟模式設備在進行主塗布前使用塗布液加注單元進行預塗布。

韓國專利第887340號公開了使用至少一個擠壓輥部分加注塗布液的方法，所述擠壓輥通過將聚合物樹脂擠壓至膜的圖案中來加注聚合物樹脂。圖1圖示了使用擠壓輥的光學片製備裝置。如圖1所示，常規光學片製備裝置的結構使得圖案化的軟模20在接觸一部分主輥100時通過主輥100傳送。當軟模20沿主輥100的外圍旋轉時，塗布液加注裝置110將塗布液加注到軟模20的圖案中。此操作相當於主塗布，且通常，對軟模20進行預塗布，隨後進行主塗布。在完成使用塗布液加注裝置110的主塗布後，將軟模20與基膜10結合。具體地，與主輥100接合的第一輥120將基膜10壓到軟模20上，以使它們彼此結合，隨後，使所得的結合膜11硬化並沿主輥100傳送。再將硬化後的膜分離為軟模20和圖案化的光學膜12。在此情況下，通過第二輥130將軟模20從圖案化的光學膜12剝離，並隨後傳送至預塗布裝置A。預塗布裝置A由導輥140、141和142組成，以將軟模20傳送至主塗布裝置，即塗布液加注裝置110和與各個導輥140、141和142接合以預塗布軟模20的塗布輥150、151和152。設置塗布輥150、151和152以接收來自樹脂進料容器160、161和162的塗布液。在軟模20被預塗布裝置A預塗布後，軟模20通過主輥100旋轉，從而被傳送至塗布液加注裝置110，並隨後進行二次塗布，即主塗布。

然而，使用擠壓輥的上述方法提供的軟模在每個擠壓輥基底上僅具有小單位接觸面積，因此需要額外安裝多個擠壓輥以改進產率。使用多個輥會增加設備尺寸，以及在塗布期間因輥暴露於外界導致外部物質污染的風險。

因此，鑒於以上問題而進行本發明，且本發明的一個目的是提供用於製備光學片的裝置。

根據本發明的一個方面，本發明的以上和其它目的可通過提供用於製備光學片的裝置來完成，所述用於製備光學片的裝置包括具有圖案的軟模；主輥，所述主輥被配置為接觸所述軟模，並起到傳送已注有塗布液的軟模和與所述軟模結合的基膜的作用；第一輥，所述第一輥與所述主輥接合，並起到將所述基膜壓到所述已注有塗布液的軟模上以使所述基膜和所述軟模彼此結合的作用；第二輥，所述第二輥將已通過所述第一輥的所述結合膜分離為所述軟模和圖案化的光學膜；和預塗布裝置，所述預塗布裝置對從所述第二輥傳送來的所述軟模進行預塗布，其中所述預塗布裝置包括導輥和至少一個帶式塗布液加注單元，所述導輥將所述軟模從所述第二輥移動至主塗布裝置，所述帶式塗布液加注單元在接觸正被傳送的所述軟模時將塗布液供應至所述軟模的圖案，且其中所述帶式塗布液加注單元包括表面塗布有所述塗布液的傳送帶，和至少一個帶張力控制輥，以通過所述帶張力控制輥的旋轉移動與所述軟模接觸的所述傳送帶。

所述傳送帶可具有與所述軟模相同的傳送方向。

所述傳送帶的傳送方向可與所述軟模的傳送方向相反。

所述至少一個帶張力控制輥可包括多個帶張力控制輥。

所述至少一個帶式塗布液加注單元可包括多個帶式塗布液加注單元。

可設置所述帶張力控制輥以不與所述導輥連接。

所述帶張力控制輥可具有與所述導輥相同的旋轉方向。

所述帶式塗布液加注單元可進一步包括將所述塗布液塗布至所述傳送帶表面的單元。

所述光學片製備裝置可進一步包括在所述第一輥和所述第二輥之間的硬化裝置。

所述光學片製備裝置可進一步包括控制所述正被傳送的膜的張力的張力控制輥。

根據本發明的另一方面，提供了製備光學片的方法，所述方法包括用表面塗有塗布液的傳送帶預塗布軟模，將所述預塗布過的軟模傳送至主塗布裝置以將塗布液注入所述軟模，將基膜與已注入所述塗布液的所述軟模結合以形成結合膜，將所述結合膜分離為所述軟模和圖案化的光學膜，以及將所述軟模返回至預塗布裝置，以重複所述預塗布，所述預塗布裝置包括表面塗有所述塗布液的所述傳送帶。

所述傳送帶的傳送方向可與所述軟模的傳送方向相反。

所述光學片製備裝置可進一步包括在將所述軟模從所述光學膜釋放前硬化所述結合膜。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下，將更詳細地描述根據本發明優選實施方式的結構和操作。在以下描述中，一些部分與前述現有技術基本相同，因此即使在不同的附圖中，也用相同的附圖標記表示。

圖2為根據本發明一個示例性實施方式的光學片製備裝置的示意圖。如圖所示，設置光學片製備裝置以使得軟模20在接觸主輥100時被主輥100旋轉並傳送。軟模20具有圖案，且通常由樹脂材料製成。圖案的形狀無特別限制，且常用於光學片的各種圖案均可。例如，可使用半球形微透鏡圖案、兩面凸形圖案、稜鏡形圖案、半橢圓形圖案和無規則凸凹圖案，然而圖案的形狀不必限制於此。

軟模20接觸全部或僅接觸一部分主輥100，且也可旋轉以接觸另一個導輥或張力控制輥以確保其容易旋轉。

當軟模20沿主輥100的外圍旋轉時，塗布液被加注到圖案中。在本發明中，在軟模20已通過預塗布裝置A預塗布，並進行氣泡去除操作後，用主塗布裝置進行軟模20的主塗布。

與現有技術中用預塗布裝置的擠壓輥以捲對捲方式進行預塗布不同，在本發明中，預塗布裝置A包括帶式塗布液加注單元，在所述帶式塗布液加注單元中，表面塗有塗布液的帶接觸軟模20以預塗布軟模20。

在示例性實施方式中，帶式塗布液加注單元包括表面塗有塗布液的傳送帶180和驅動傳送帶180的帶張力控制輥170和171。雖然優選使用具有耐化學品性的彈性材料，但對傳送帶180的材料和厚度無特別限制。例如，可使用橡膠類材料。

傳送帶180可具有平坦表面、凸凹表面或壓紋表面。在另一個示例性實施方式中，傳送帶180可不具有圖案，或可在其接觸軟模20的表面上具有凸起(bosses)或毛刷(brushes)。

雖然未示出，但可進一步提供將塗布液塗布至傳送帶180表面的單元。在示例性實施方式中，可額外安裝常規塗布液供應單元，以將塗布液供應至部分傳送帶180，且可將塗布液連續或間斷地送至傳送帶180的表面。

傳送帶180的驅動方向可與軟模20的移動方向相同或相反。優選地，以與軟模20傳送方向相反的方向驅動傳送帶180，以增加軟模20的塗布面積。通過帶張力控制輥170和171的旋轉來驅動傳送帶180。

帶張力控制輥170和171不僅起到驅動傳送帶180的作用，而且起到根據其旋轉方向來確定傳送帶180的驅動方向的作用。優選地，帶張力控制輥170和171具有與下述導輥140、141和142相同的旋轉方向，以增加傳送帶180和軟模20間的接觸面積。此外，可提供多個帶張力控制輥，以調節傳送帶180的張力。

同時，預塗布裝置A包括導輥140、141和142，以使得接觸傳送帶180的軟模20能有效移動。雖然對導輥的數量無特別限制，可設計導輥140、141和142以增加與傳送帶180的接觸面積。例如，可使用2至5個導輥。導輥140、141和142不僅起到為軟模20提供適合的張力，以實現使待傳送的軟模20接觸傳送帶180的作用，而且起到將已通過預塗布裝置A的軟模20導至主塗布裝置的作用。可配置導輥140、141和142以與帶張力控制輥170和171接合，或可配置導輥140、141和142以不與帶張力控制輥170和171接合。優選地，導輥140、141和142不與帶張力控制輥170和171接合，以對接觸傳送帶180的軟模20施加均勻的壓力。

在被上述預塗布裝置A預塗布後，軟模20被主輥100旋轉，從而被傳送至主塗布裝置，即用於二次塗布的塗布液注入裝置110。為了進行二次塗布，用塗布液注入裝置110將塗布液注入軟模20的圖案中。雖然對二次塗布(即主塗布)期間的塗布液注入位置無特別限定，但通常在軟模20與基膜10結合前注入塗布液。塗布液注入裝置110構成了主塗布裝置，且可很容易地由本領域技術人員安裝。此外，前述預塗布或主塗布中所用的塗布液為本領域技術人員所熟知。

在完成用塗布液注入裝置110的主塗布後，使軟模20與基膜10結合。在示例性實施方式中，第一輥120與主輥100接合，並起到將基膜10壓到軟模20上以使基膜10和軟模20彼此結合的作用。

本領域技術人員可很容易確定第一輥120的大小和壓力以及第一輥120和主輥100間的距離。

所得到的結合膜11採用具有其間插入有塗布液的基膜10與軟模20的叠層的形式。結合膜11被硬化同時沿主輥100被傳送。雖然附圖中未示出，可在分開結合膜11位置的上游提供硬化裝置。硬化裝置可為熱裝置或紫外裝置，且可很容易由本領域技術人員安裝。在示例性實施方式中，硬化裝置可提供在第一輥120和第二輥130之間。

已硬化的膜可分離為軟模20和圖案化的光學膜12。圖案化的光學膜12由基膜10和在基膜10上的已硬化的塗布液層組成。在軟模20與光學膜12剝離前，已硬化的層具有轉移自軟模20的圖案。如果以常規方式將上述所得圖案化的光學膜12捲繞，則完成了光學片產品的製備。

同時，第二輥130可用於將已硬化的膜分離為軟模20和圖案化的光學膜12。在示例性實施方式中，可提供第二輥130以在與軟模20接觸時將軟模20傳送至預塗布裝置A。本領域技術人員可很容易安裝第二輥130。

將被第二輥130剝離的軟模20傳送至預塗布裝置A，並重複上述操作。

圖3至5為根據本發明不同示例性實施方式的光學片製備裝置的示意圖。如圖所示，帶式塗布液加注單元的位置可自由確定，只要其確保實施預塗布。在圖3中，傳送帶180可平行於導輥140、141和142。此外，儲槽190可在傳送帶180下方，以收集過多的塗布液。

在圖4的光學片製備裝置中，帶式塗布液加注單元在第二輥130和導輥140間垂直放置。此外，參照圖5，帶式塗布液加注單元可有角度，以進一步增加傳送帶180和軟模20間的接觸面積。

如上所述，帶式塗布液加注單元可位於各個位置，且可使用多個帶式塗布液加注單元。

本發明的光學片製備裝置可進一步包括控制正被傳送的膜張力的張力控制輥(未顯示)。例如，張力控制輥可位於如第二輥130和導輥140之間，或導輥142和主輥100之間。此外，本領域技術人員可很容易實施該張力控制輥的安裝。

本發明的另一方面涉及一種製備光學片的方法。

光學片製備方法包括用表面塗有塗布液的傳送帶預塗布軟模，將所述預塗布過的軟模傳送至主塗布裝置以將塗布液注入所述軟模，將基膜與已注入塗布液的軟模結合以形成結合膜，將所述結合膜分離為所述軟模和圖案化的光學膜，以及所述軟模返回至預塗布裝置，以重複所述預塗布，所述預塗布裝置包括表面塗有塗布液的所述傳送帶。

傳送帶在接觸軟模的圖案化表面時將其表面上的塗布液供應至軟模的圖案中。

優選地，傳送帶的傳送方向與軟模的傳送方向相反。

在示例性實施方式中，光學片製備方法可進一步包括在將軟模與光學膜剝離前使結合膜硬化。

下文中，將通過以下優選實施例來描述本發明的結構和操作。注意這不意味著將本發明限於所公開的特定實施方式。

本領域技術人員將很容易想到本文未公開的其它結構和操作，對它們的描述將省略。

實驗例1

將250 μm x 1000 mm大小的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(商品名：KOLON H32P)用作基膜，且使用由相同材料製成的具有微透鏡圖案的軟模。此外，將可UV固化的丙烯酸類樹脂(商品名：ODR-01，Minuta Tech Co.,Ltd生產)用作塗布液，以使用圖2所示的裝置製備光學膜。此時，軟模以5 m/min的速率傳送。制得光學膜的圖案使用光學顯微鏡(商品名：ICAMSCOPE SV32，SOMETECH Inc.生產)在600倍放大率下拍照。光學顯微照片顯示在圖6中。

實驗例2

實驗例2採用與上述實驗例1相同的方法進行，區別在於軟模以10 m/min的速率傳送。圖案的光學顯微照片示於圖7。

比較例1

將250 μm x 1000 mm大小的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(商品名：KOLON H32P)用作基膜，且使用由相同材料製成的具有微透鏡圖案的軟模。此外，將可UV固化的丙烯酸類樹脂(商品名：ODR-01，Minuta Tech Co.,Ltd生產)用作塗布液，以使用圖1所示的裝置製備光學膜。此時，軟模以5 m/min的速率傳送。制得光學膜的圖案使用光學顯微鏡(商品名：ICAMSCOPE SV32，SOMETECH Inc.生產)在600倍放大率下拍照。光學顯微照片顯示在圖8中。

比較例2

比較例2採用與上述比較例1相同的方法進行，區別在於軟模以10 m/min的速率傳送。圖案的光學顯微照片顯示在圖9中。

如圖6至9所示，可確定實施例1和2基本不含氣泡，然而對比例1包含氣泡。此外，可確定模傳送速率增加的對比例2包含大量氣泡。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．基膜

11．．．結合膜

12．．．光學膜

20．．．軟模

100．．．主輥

110．．．塗布液加注裝置

120．．．第一輥

130．．．第二輥

140、141、142．．．導輥

150、151、152．．．塗布輥

160、161、162．．．樹脂進料容器

170、171．．．帶張力控制輥

180．．．傳送帶

190．．．儲槽

A．．．預塗布裝置

圖1為常規光學片製備裝置的示意圖。

圖2為根據本發明一個示例性實施方式的光學片製備裝置的示意圖。

圖3為根據本發明一個示例性實施方式的光學片製備裝置的示意圖。

圖4為根據本發明一個示例性實施方式的光學片製備裝置的示意圖。

圖5為根據本發明一個示例性實施方式的光學片製備裝置的示意圖。

圖6為根據實驗例1製備的光學片的光學顯微照片。

圖7為根據實驗例2製備的光學片的光學顯微照片。

圖8為根據比較例1製備的光學片的光學顯微照片。

圖9為根據比較例2製備的光學片的光學顯微照片。

10．．．基膜

11．．．結合膜

12．．．光學膜

20．．．軟模

100．．．主輥

110．．．塗布液加注裝置

120．．．第一輥

130．．．第二輥

140、141、142．．．導輥

170、171．．．帶張力控制輥

180．．．傳送帶

A．．．預塗布裝置

Claims (10)

1. 一種用於製備光學片的裝置，包括：具有圖案的軟模；主輥，所述主輥被配置為接觸所述軟模，並起到傳送已注有塗布液的軟模和與所述軟模結合的基膜的作用；第一輥，所述第一輥與所述主輥接合，並起到將所述基膜壓到已注有所述塗布液的所述軟模上以使所述基膜和所述軟模彼此結合的作用；第二輥，所述第二輥將已通過所述第一輥的結合膜分離為所述軟模和圖案化的光學膜；和預塗布裝置，所述預塗布裝置對從所述第二輥傳送來的所述軟模進行預塗布，其中所述預塗布裝置包括兩個到五個導輥和至少一個帶式塗布液加注單元，所述導輥將所述軟模從所述第二輥移動至主塗布裝置，所述帶式塗布液加注單元在接觸正被傳送的所述軟模時將所述塗布液供應至所述軟模的圖案，且其中所述帶式塗布液加注單元包括表面塗布有所述塗布液的傳送帶，和多個帶張力控制輥，通過所述帶張力控制輥的旋轉以移動與所述軟模接觸的所述傳送帶，其中所述帶張力控制輥具有與所述導輥相同的旋轉方向。
2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述傳送帶的傳送方向與所述軟模的傳送方向相反。
3. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述至少 一個帶式塗布液加注單元包括多個帶式塗布液加注單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述帶張力控制輥處於不與所述導輥接合的位置。
5. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述帶式塗布液加注單元可進一步包括將所述塗布液塗布至所述傳送帶表面的單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，進一步包括在所述第一輥和所述第二輥之間的硬化裝置。
7. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，進一步包括控制正被傳送的膜的張力的張力控制輥。
8. 一種用於製備光學片的方法，包括：用表面塗有塗布液的傳送帶預塗布軟模；將經預塗布過的所述軟模傳送至主塗布裝置以將塗布液注入所述軟模；將基膜與已注入所述塗布液的所述軟模結合以形成結合膜；將所述結合膜分離為所述軟模和圖案化的光學膜；以及將所述軟模返回至預塗布裝置，以重複所述預塗布，所述預塗布裝置包括表面塗有所述塗布液的所述傳送帶，其中所述傳送帶是由帶張力控制輥的旋轉所驅動，所述帶張力控制輥具有與導輥相同的旋轉方向。
9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中所述傳送帶的傳送方向與所述軟模的傳送方向相反。
10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，進一步包括 在將所述軟模與所述圖案化的光學膜剝離前硬化所述結合膜。