TWI530384B - 導光膜捲對捲製造方法及其構造 - Google Patents

導光膜捲對捲製造方法及其構造 Download PDF

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Description

導光膜捲對捲製造方法及其構造
本發明係關於一種導光膜〔light guide film，LGF〕捲對捲〔roll-to-roll，R2R〕製造方法及其構造；特別是關於一種應用於液晶顯示器〔liquid crystal display，LCD〕之導光膜捲對捲製造方法及其構造；更特別是關於一種利用同步或不同步押出及塗佈方式形成微結構之導光膜捲對捲製造方法及其構造。
美國專利第7862223號之〝Thin and flexible light guide element〞〔即中華民國專利第I322281號之〝薄型可撓式導光元件〞〕發明專利案，其揭示一種薄型可撓式導光元件技術。該薄型可撓式導光元件包含：第一光學層，其係由可撓性透光材料〔flexible transparent material〕所構成；第二光學層，其係形成於該第一光學層之下，具有可改變光行進路徑之調光結構〔light-adjusting structure〕；及第三光學層，其係形成於該第一光學層之上，具有可勻化由該第一光學層射出之光線的凹凸結構〔convex-concave structure〕。
再者，該第二光學層係由將第一化學組成物〔composition〕以塗佈方式〔coating〕成形於該第一光學層之第一表面上，其中該第一化學組成物包含紫外線硬化樹脂單體〔ultraviolet curing resin monomer〕及光起始劑〔photo initiator〕。另外，同樣的，該第三光學層係由將第二化學組成物以塗佈方式成形於該第一光學層之第二表面上，其中該第二化學組成物包含抗靜電劑、紫外線硬化樹脂、有機顆粒及樹脂，該樹脂為選自由熱固性樹脂、熱塑性樹脂及其混合物所組成之群組。
在整體架構上，該第一光學層及第二光學層之間具有不同之折射率〔refractive indices〕。該第二光學層與第三光學層係利用捲對捲式〔roll-to-roll〕連續生產技術製備，即該第二光學層及第三光學層於該第一光學層之兩側表面上進行雙面塗佈作業。
然而，前述第7862223號需要在第一光學層之可撓性透光材料之兩側表面上進行雙面塗佈作業，以製備該薄型可撓式導光元件。事實上，前述第7862223號之雙面塗佈作業具有增加製程複雜度及提高製造成本的缺點。因此，前述第7862223號之薄型可撓式導光元件必然存在進一步提供簡化製程及降低製造成本的需求。前述第7862223號僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。
有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種導光膜捲對捲製造方法及其構造，其利用同步或不同步押出及塗佈方式形成微結構於一光學層之兩側表面上，以便達成減少製程步驟、縮短製程時間、簡化整體構造及降低製造成本之目的。
本發明之主要目的係提供一種導光膜捲對捲製造方法及其構造，其利用押出方式一體形成一第一微結構於一第一光學層之第一表面上，再利用塗佈方式形成一第二光學層於該第一光學層之第二表面上，在該第二光學層形成一第二微結構，以達成減少製程步驟、縮短製程時間、簡化整體構造及降低製造成本之目的。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法包含：
提供一第一光學層，該第一光學層具有一第一表面及一第二表面；
利用機械性押出方式一體形成一第一微結構於該第一光學層之第一表面上；
利用塗佈方式形成一第二光學層於該第一光學層之第二表面上；
在該第二光學層上形成一第二微結構。
本發明較佳實施例之該第一微結構以機械押出方式連續形成。
本發明較佳實施例在機械押出方式連續形成該第一微結構時，利用一塗佈輪將紫外線硬化〔UV curing〕樹脂或熱固化〔thermosetting〕樹脂塗佈於該第一光學層之第二表面上。
本發明較佳實施例利用一紫外線照射裝置照射該第二光學層，以便形成該第二微結構。
為了達成上述目的，本發明較佳實施例之導光膜構造包含：
一第一光學層，其具有一第一表面及一第二表面；
一第一微結構，其利用押出方式一體形成於該第一光學層之第一表面上；
一第二光學層，其利用塗佈方式形成於該第一光學層之第二表面上；及
一第二微結構，其形成於該第二光學層上；
其中該第一光學層及第一微結構形成一單一光學層。
本發明較佳實施例之該第一微結構具有一凹凸結構。
本發明較佳實施例之該第一微結構具有一V形溝槽。
本發明較佳實施例之該第一微結構具有一菱形凸脊結構。
本發明較佳實施例之該第一微結構具有一飛刀結構。
為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。
本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法可適合應用於各種光學元件之捲對捲連續生產製程，但其並非用以限定本發明之適用範圍。本發明較佳實施例之導光膜構造可適合組裝應用於各種液晶顯示器之背光模組〔backlight module〕內，但其並非用以限定本發明之應用範圍。
第1圖揭示本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法之流程圖，其包含四個主要步驟方塊。請參照第1圖所示，本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法包含第一步驟S1、第二步驟S2、第三步驟S3及第四步驟S4，但其並非用以限定本發明之步驟順序，在不脫離本發明範圍之下，可適當變更本發明較佳實施例之步驟順序。
第2A及2B圖揭示本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造系統之運轉加工示意圖，其對應於第1圖之製程步驟。第2A及2B圖之本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造系統用以執行第1圖之本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法之製程步驟。
請參照第1、2A及2B圖所示，本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法之第一步驟S1：適當提供一第一光學層10，且該第一光學層10具有一第一表面11及一第二表面12。該第一表面11及第二表面12位於該第一光學層10之兩側上、下表面。該第一光學層10由可撓性透光材料製成，例如：各種塑膠基材。
舉例而言，該可撓性透光材料可選自：聚酯樹脂〔polyester resin〕，例如：聚對苯二甲酸乙二酯〔polyethylene terephthalate，PET〕或聚萘二甲酸乙二酯〔polyethylene naphthalate，PEN〕；聚丙烯酸酯樹脂〔polyacrylate resin〕，例如：聚甲基丙烯酸甲酯〔polymethyl methacrylate，PMMA〕；聚醯亞胺樹脂〔polyimide resin〕；聚烯烴樹脂〔polyolefin resin〕，例如：聚乙烯〔PE〕或聚丙烯〔PP〕；聚環烯烴樹脂〔polycycloolefin resin〕；聚碳酸酯樹脂〔polycarbonate resin〕；聚胺基甲酸酯樹脂〔polyurethane resin〕；三醋酸纖維素〔triacetate cellulose，TAC〕；或其混合物。
請再參照第1、2A及2B圖所示，本發明較佳實施例以捲對捲方式由一輸送輪組1〔如第2A圖之左側所示〕自一原料模頭〔未標示〕進行連續適當輸送提供該第一光學層10。舉例而言，該輸送輪組1可連接至一光學膜製造裝置〔未繪示〕或其它類似裝置。
請再參照第1、2A及2B圖所示，本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法之第二步驟S2：在該輸送輪組1進行連續適當輸送該第一光學層10時，利用機械性押出〔mechanical extrusion〕方式一體形成一第一微結構A於該第一光學層10之第一表面11上。舉例而言，該輸送輪組1具有一圖案成形輪100〔如第2A圖之左側所示〕，該圖案成形輪100用以押出該第一微結構A於該第一光學層10之第一表面11上。如此，該第一微結構A以機械押出方式連續押出形成。
請再參照第1及2B圖所示，本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法之第三步驟S3：在該輸送輪組1進行連續適當輸送該第一光學層10時，利用塗佈方式形成一第二光學層20於該第一光學層10之第二表面12上。舉例而言，該輸送輪組1具有一樹脂供應器101及一圖案塗佈輪102〔如第2B圖所示〕。
請再參照第1及2B圖所示，該樹脂供應器101用以將紫外線硬化樹脂或熱固化樹脂供應至該第一光學層10，以形成該第二光學層20，而該圖案塗佈輪102用以將紫外線硬化樹脂或熱固化樹脂塗佈於該第一光學層10之第二表面12上。該紫外線硬化樹脂選自苯乙烯、萘乙烯、丙烯酸苯酯、丙烯酸萘酯或其組合。
或者，將該第二光學層20以物理氣相沉積〔Physical Vapor Decomposition，PVD〕技術、化學氣相沉積〔Chemical Vapor Decomposition，CVD〕技術、貼合方式或雷射技術形成於該第一光學層10之第二表面12上。
另外，在該輸送輪組1進行連續適當輸送該第一光學層10時，利用塗佈方式可選擇將該第二光學層20形成於該第一光學層10之第一表面11之第一微結構A上，如同第三步驟S3，於此不予贅述。
請再參照第1及2B圖所示，本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法之第四步驟S4：在該第一光學層10之第二表面12上完全形成該第二光學層20後，另在該第二光學層20上形成一第二微結構B。舉例而言，利用一紫外線照射裝置103照射該第二光學層20，以便形成該第二微結構B，其中該紫外線照射裝置103相對位於該第一光學層10之下方或上方。
第3圖揭示本發明第一較佳實施例之導光膜構造之結構示意圖。請參照第3圖所示，本發明第一較佳實施例之導光膜構造包含二光學層及二微結構，每個該光學層用以形成其對應之該微結構。
請參照第2A、2B及3圖所示，本發明第一較佳實施例之導光膜構造之二光學層對應於該第一光學層10及第二光學層20，其中該第一光學層10之第一表面11為光射入面，而該第二光學層20之第二表面12為光射出面。本發明第一較佳實施例之導光膜構造之二微結構對應於該第一微結構A及第二微結構B，其中該第一微結構A用以聚光，而該第二微結構B用以均勻分佈光線。
請再參照第2A、2B及3圖所示，該第一微結構A位於該第一光學層10之第一表面11上，且該第二微結構B位於該第一光學層10之第二表面12上，其中該第一光學層10及第一微結構A形成一單一光學層。另外，本發明第一較佳實施例之該第一微結構A具有一V形溝槽。
第4圖揭示本發明第二較佳實施例之導光膜構造之結構示意圖，其對應於第3圖之第一較佳實施例。請參照第4圖所示，相對於第一較佳實施例，第二較佳實施例之該第一微結構A具有一凹凸結構〔convex-concave structure〕，且可不規則延伸於該第一光學層10之第一表面11上。
第5圖揭示本發明第三較佳實施例之導光膜構造之結構示意圖，其對應於第3圖之第一較佳實施例。請參照第5圖所示，相對於第一較佳實施例，第三較佳實施例之該第一微結構A具有一菱形凸脊結構或一飛刀結構。
前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。
S1．．．第一步驟
S2．．．第二步驟
S3．．．第三步驟
S4．．．第四步驟
1．．．輸送輪組
100．．．圖案成形輪
101．．．樹脂供應器
102．．．圖案塗佈輪
103．．．紫外線照射裝置
10．．．第一光學層
11．．．第一表面
12．．．第二表面
20．．．第二光學層
A．．．第一微結構
B．．．第二微結構
第1圖：本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造方法之流程圖。
第2A及2B圖：本發明較佳實施例之導光膜捲對捲製造系統之加工示意圖。
第3圖：本發明第一較佳實施例之導光膜構造之結構示意圖。
第4圖：本發明第二較佳實施例之導光膜構造之結構示意圖。
第5圖：本發明第三較佳實施例之導光膜構造之結構示意圖。
S1．．．第一步驟
S2．．．第二步驟
S3．．．第三步驟
S4．．．第四步驟

Claims (10)

  1. 一種導光膜捲對捲製造方法，其包含：提供一第一光學層，該第一光學層具有一第一表面及一第二表面；在一捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行先利用機械性押出方式一體形成一第一押出微結構於該第一光學層之第一表面上；在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行再利用自上方塗佈方式形成一第二光學層於該第一光學層之第二表面或第一表面上，該第一光學層及第二光學層形成一雙光學層導光膜捲，其中該捲對捲連續生產製程包含該機械性押出方式及上方塗佈方式；及在該第二光學層上形成一第二微結構，其中該第一光學層具有該第一押出微結構，而該第二光學層具有該第二微結構，且該第一押出微結構及第二微結構利用不同方式形成於該雙光學層導光膜捲之兩側表面或同一側表面上。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之導光膜捲對捲製造方法，其中該第一押出微結構在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行以機械押出方式連續形成。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之導光膜捲對捲製造方法，其中在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行在機械押出方式連續形成該第一押出微結構時，在在該捲對捲連續生產製 程上利用一塗佈輪將紫外線硬化樹脂或熱固化樹脂以捲對捲方式塗佈於該第一光學層之第二表面上，利用一紫外線照射裝置照射該第二光學層，以便形成該第二微結構。
  4. 一種導光膜捲對捲製造方法，其包含：提供一第一光學層，該第一光學層具有一第一表面及一第二表面；在一捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行先利用機械性押出方式一體形成一第一押出微結構於該第一光學層之第一表面上；在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行再形成一第二光學層於該第一光學層之第二表面或第一表面上，該第一光學層及第二光學層形成一雙光學層導光膜捲；其中該第二光學層以物理氣相沉積技術、化學氣相沉積技術、貼合方式或雷射技術形成於該第一光學層之第二表面上；在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行再在該第二光學層上形成一第二微結構，其中該第一光學層具有該第一押出微結構，而該第二光學層具有該第二微結構，且該第一押出微結構及第二微結構利用不同方式形成於該雙光學層導光膜捲之兩側表面或同一側表面上。
  5. 一種導光膜捲對捲製造方法，其包含：提供一第一光學層，該第一光學層具有一第一表面及一第二表面；在一捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行先利用機械性押出方式一體形成一第一押出微結構於該第一光學層之第一表面上；在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行再形成一第二光學層於該第一光學層之第一表面上，該第一光學層及第二光學層形成 一雙光學層導光膜捲；其中在一輸送輪組進行連續適當輸送該第一光學層時，在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行再利用自上方塗佈方式可選擇將該第二光學層形成於該第一光學層之第一表面之第一押出微結構上；該第一押出微結構位於該第一光學層及第二光學層之間，其中該捲對捲連續生產製程包含該機械性押出方式及上方塗佈方式。
  6. 依申請專利範圍第1、4或5項所述之導光膜捲對捲製造方法，其中先形成該第一押出微結構於該第一光學層之第一表面上，再形成該第二微結構於該第一光學層上。
  7. 一種導光膜構造，其包含：一第一光學層，其具有一第一表面及一第二表面；一第一押出微結構，其在一捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行利用押出方式一體形成於該第一光學層之第一表面上；一第二光學層，其在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行利用自上方塗佈方式形成於該第一光學層之第二表面或第一表面上，該第一光學層及第二光學層形成一雙光學層導光膜捲；及一第二微結構，其在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式形成於該第二光學層上；其中該第一光學層及第一押出微結構形成一單一光學層，該第一光學層具有該第一押出微結構，而該第二光學層具有該 第二微結構，且該第一押出微結構及第二微結構利用不同方式形成於該雙光學層導光膜捲之兩側表面或同一側表面上。
  8. 依申請專利範圍第7項所述之導光膜構造，其中該第一押出微結構具有選自一凹凸結構、一V形溝槽、一菱形凸脊結構及一飛刀結構組成之組群。
  9. 一種導光膜構造，其包含：一第一光學層，其具有一第一表面及一第二表面；一第一押出微結構，其在一捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行利用押出方式一體形成於該第一光學層之第一表面上，該第一光學層及第一押出微結構形成一單一光學層；一第二光學層，其在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式進行形成於該第一光學層之第二表面上，該第一光學層及第二光學層形成一雙光學層導光膜捲；其中該第二光學層以物理氣相沉積技術、化學氣相沉積技術、貼合方式或雷射技術形成於該第一光學層之第二表面上；一第二微結構，其在該捲對捲連續生產製程上以捲對捲方式形成於該第二光學層上，該第一光學層具有該第一押出微結構，而該第二光學層具有該第二微結構，且該第一押出微結構及第二微結構利用不同方式形成於該雙光學層導光膜捲之兩側表面或同一側表面上。
  10. 依申請專利範圍第7或9項所述之導光膜構造，其中先形成該第一押出微結構於該第一光學層之第一表面上，再形成該第二微結構於該第一光學層之第二表面上。
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