TWI628136B - 捲繞光學膜的方法及其所製成之光學膜 - Google Patents
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Abstract
本發明實施例提供一種捲繞光學膜的方法，包括：(a)將目標膜的前端接合至緩衝膜，其中該目標膜的翹曲度大於該緩衝膜的翹曲度；以及(b)依序地將緩衝膜及目標膜捲繞至收捲管芯。本發明實施例亦提供一種由上述方法所製成之光學膜。
Description
本發明實施例是關於一種捲繞光學膜的方法及由該方法所製成之光學膜。
光學膜為廣泛應用於液晶顯示器之元件，隨著液晶顯示器的應用越來越廣，例如，手機、穿戴式裝置等，且多數光學膜產品係採用捲繞的方式生產及加工。然而，在光學膜的收捲步驟中，由於一些光學膜的材質特性容易產生翹曲(curl)而降低製造良率與製造速率。
因此，亟需提出一種新的技術去改善習知問題。
本發明實施例提供一種捲繞光學膜的方法，包括：(a)將目標膜的前端接合至緩衝膜，目標膜的前端與緩衝膜的尾端具有交疊區域，其中目標膜的翹曲度大於緩衝膜的翹曲度；以及(b)將緩衝膜、交疊區域及目標膜依序地捲繞至收捲管芯。
本發明實施例亦提供一種光學膜，包括：緩衝膜；目標膜，具有一前端接合至緩衝膜，目標膜的該前端與緩衝膜的尾端具有交疊區域；其中目標膜的翹曲度大於緩衝膜的翹曲度。
100‧‧‧捲對捲裝置
10‧‧‧放捲管芯
12‧‧‧推進輥
14、14’‧‧‧收捲管芯
14a‧‧‧芯體
14b‧‧‧緩衝吸附件
16‧‧‧裁切裝置
20‧‧‧放捲管芯
22‧‧‧吸力輥
23‧‧‧孔洞
24a、24b‧‧‧壓制輥
26‧‧‧膠帶
50‧‧‧緩衝膜
50E‧‧‧尾端
60‧‧‧目標膜
60F‧‧‧前端
64‧‧‧緩衝區域
70‧‧‧捲繞輥
P‧‧‧加工製程
A‧‧‧交疊區域
以下將配合所附圖式詳述本揭露之實施例，應注意的是，依照工業上的標準實施，以下圖示並未按照比例繪製，事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸以便清楚表現出本揭露的特徵。而在說明書及圖式中，除了特別說明外，同樣或類似的元件將以類似的符號表示。
第1A圖至第6圖係根據本發明一些實施例，捲繞光學膜的製程剖面圖。
第7圖係根據本發明之一些實施例，捲繞輥的剖面圖。
以下公開許多不同的實施方法或是例子來實行本發明之不同特徵，以下描述具體的元件及其排列的例子以闡述本發明。當然這些僅是例子且不該以此限定本發明的範圍。例如，在描述中提及第一個元件形成一第二個元件上時，其可以包括第一個元件與第二個元件直接接觸的實施例，也可以包括有其他元件形成於第一個與第二個元件之間的實施例，其中
第一個元件與第二個元件並未直接接觸。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示，這些重複僅為了簡單清楚地敘述本揭露，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。為簡化及清楚起見，各種特徵可任意繪製成不同尺寸。
此外，其中可能用到與空間相關的用詞，像是“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，這些關係詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。這些空間關係詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖示中所描述的方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則其中使用的空間相關形容詞也可相同地照著解釋。應理解的是，在方法進行之前、當中或之後可能具有額外的操作步驟，且所述的一些操作步驟可能在另一些實施例之方法中被取代或刪除。
本發明提供之捲繞光學膜的方法，其將欲進行生產或加工之目標膜貼合至緩衝膜上，使得目標膜藉由緩衝膜的幫助而捲繞至收捲管芯。藉此，即使是具有較大翹曲度之性質的光學膜，也能夠順利地進行收捲，進而提升膜材的製造良率與製造速率。
請參照第1A圖，在一些實施例中，藉由捲對捲(roll-to-roll)裝置100對目標膜60進行放捲、加工
及收捲。捲對捲裝置100包括放捲管芯10、推進輥12及收捲管芯14。如第1A圖所示，將目標膜60從放捲管芯10退卷並繞經推進輥12，接著，對目標膜60實行加工製程P，之後再將目標膜60捲繞至收捲管芯14。應注意的是，當所加工的目標膜60屬於容易翹曲的材質時，往往在收捲時易產生翹曲，而無法順利地捲繞至收捲管芯14，使得目標膜60無法進行後續製程而降低了製造良率與製造速率。
因此，為了解決上述問題，本發明實施例提供一種捲繞光學膜的方法，請參照第1B圖，該方法包括：將目標膜60從放捲管芯20退卷，並將目標膜60接合至緩衝膜50，例如：藉由膠帶26將目標膜60接合至緩衝膜50，其中目標膜60的翹曲度大於緩衝膜50的翹曲度，接著依序地將緩衝膜50及目標膜60捲繞至收捲管芯14。
具體而言，本發明實施例之捲繞方法為將容易產生翹曲，例如：翹曲度大於10毫米(mm)的目標膜60在捲繞至收捲管芯14之前先接合至緩衝膜50上，之後，透過緩衝膜50先捲繞至收捲管芯14，並帶動目標膜60接續進行收捲之動作。由於緩衝膜50具有較不易翹曲的性質，例如：翹曲度小於5mm，使得目標膜60能夠藉由緩衝膜50的幫助而捲繞至收捲管芯14，進而解決上述問題，並提升目標膜60的製造良率與製造
速率。
於本實施例中，翹曲度的定義為：厚度介於10μm(微米)至110μmm，且大小為200mm X 300mm之膜片平放在玻璃基板上，其四個角中的最大翹曲之高度即為其翹曲度。一般而言，翹曲度大於或等於10mm即為容易翹曲，而翹曲度小於10mm為不易翹曲，較佳而言，翹曲度小於5mm為較不易翹曲，更佳而言，翹曲度小於2mm為幾乎不翹曲。
在一些實施例中，目標膜60可為單層或多層之光學膜。在一些實施例中，目標膜60的翹曲度大於10mm，例如，目標膜60的翹曲度可為10mm至50mm。在一些實施例中，目標膜60可為保護膜。舉例而言，保護膜可為三聚醋酸纖維酯(triacetate cellulose,TAC)或二醋酸纖維素(diacetyl cellulose,DAC)。
再者，上述保護膜亦可含有紫外線吸收劑(例如，二苯基酮化合物或苯并三唑化合物等)或含有塑化劑(例如，苯基磷酸酯化合物或鄰苯二甲酸酯化合物等)。
在另一些實施例中，目標膜60可為偏光膜，其由吸附配向之二色性色素之聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)光學膜或由液晶材料摻附具吸收染料分子所形成。聚乙烯醇可藉由皂化聚乙酸乙烯酯而形成。在一些實施例中，聚乙酸乙烯酯可為乙酸乙烯酯
之單聚物或乙酸乙烯酯及其它單體之共聚物等。上述其它單體可為不飽和羧酸類、烯烴類、不飽和磺酸類或乙烯基醚類等。在另一些實施例中，聚乙烯醇可為經改質的聚乙烯醇，例如，經醛類改質的聚乙烯甲醛、聚乙烯乙醛或聚乙烯丁醛等。
在一些實施例中，目標膜60亦可為多層光學膜所形成之光學積層體，例如，可包含偏光膜以及形成其上之保護膜，或目標膜60亦可包含對光學之增益、配向、補償、轉向、直交、擴散、保護、防黏、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所助益的層。
應注意的是，緩衝膜50係作為目標膜60的緩衝膜材或前導膜材，且緩衝膜50具有較目標膜60不易翹曲的性質，即目標膜60的翹曲度大於緩衝膜50的翹曲度，以幫助目標膜60順利地捲繞至收捲管芯14。在一些實施例中，緩衝膜50的長度為約250mm至1000mm。
在一些實施例中，緩衝膜50可為單層或多層之光學膜。在一些實施例中，緩衝膜50的翹曲度小於5mm，例如，緩衝膜50的翹曲度可為0.1mm至5mm，較佳而言，緩衝膜50的翹曲度小於2mm，例如，介於0.5mm至2mm。
在一些實施例中，緩衝膜50可為聚酯樹脂，例如，聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene
terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯、烯烴樹脂、乙酸纖維素樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、環烯烴樹脂、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、環烯烴聚合物(cyclic olefin polymer,COP)、環烯烴共聚合物(cyclic olefin copolymer,COC)、上述之組合或其它具有不易翹曲之性質的光學膜。
在一些實施例中，將目標膜60貼合至緩衝膜50後及在進行收捲前，可進一步透過緩衝膜50之帶動對目標膜60進行加工製程P。在一些實施例中，亦可先將目標膜60進行加工製程P，貼合至緩衝膜50之後，再進行收捲。
在一些實施例中，加工製程P可為鹼化製程、水洗製程、乾燥製程、貼合製程、染色製程、塗佈製程或上述之組合。
進一步而言，一些膜材在進行加工製程P之後，其翹曲度亦會有所改變。舉例而言，若目標膜60為三聚醋酸纖維酯。為了使三聚醋酸纖維酯順利黏貼至偏光膜(例如：聚乙烯醇)，會先將三聚醋酸纖維酯進行鹼化製程再進行收捲，以利之後與偏光膜黏合之製程。然而，鹼化後的三聚醋酸纖維酯之翹曲度與鹼化前的三聚醋酸纖維酯之翹曲度會增加至2至5倍，
使得其在進行收捲的過程中更加不易捲繞至收捲管芯14。
據此，對於欲進行加工製程P的目標膜60而言，透過本發明實施例的捲繞光學膜的方法，在目標膜60進行加工製程P之前或之後，將目標膜60接合至緩衝膜50，再透過緩衝膜50的帶動讓目標膜60捲繞至收捲管芯14，以進行收捲之動作，可讓因加工製程P而翹曲度增加的目標膜60能夠藉由緩衝膜50的幫助而順利捲繞至收捲管芯14，而提升目標膜60的製造良率與製造速率。
下述係示例將目標膜60貼合至緩衝膜50以進行收捲之一實施方式，然本發明之製程順序或製程要件並不以此實施例為限。
請參照第2-6圖，其即為在一些實施例中，藉由緩衝膜50的幫助以將目標膜60捲繞至收捲管芯14之製程順序之示意剖面圖。
請參照第2圖，藉由捲對捲(roll-to-roll)裝置100對緩衝膜50進行放捲及收捲。如第2圖所示，將緩衝膜50從放捲管芯10退卷並繞經推進輥12，並將緩衝膜50捲繞至收捲管芯14。
在一些實施例中，推進輥12具有吸力，用以維持緩衝膜50的張力。在一些實施例中，放捲管芯10、推進輥12及收捲管芯14可為圓筒狀，其長度可略
大於或等於欲捲繞光學膜的寬度，但本發明並未受限於放捲管芯、推進輥及收捲管芯的形狀。
請參照第3圖，使捲對捲裝置100停止運轉，接著，藉由裁切裝置16裁切緩衝膜50，使得緩衝膜50脫離放捲管芯10，並形成緩衝膜50的尾端50E。在一些實施例中，裁切裝置16可維持緩衝膜50的張力。裁切裝置16可具有任意之裁切工具，例如，刀具，如裁刀或刀膜、雷射切割器及超音波切割器等。
請繼續參照第3圖，將目標膜60的一部分從放捲管芯20退卷，並將其前端60F捲繞至吸力輥22上。目標膜60的前端上設置有膠帶26。
在一些實施例中，吸力輥22的表面具有複數個孔洞23而具有吸力，用以吸附目標膜60，使其前端能夠平整地吸附於吸力輥22而不會產生翹曲。放捲管芯20及吸力輥22可為圓筒狀，其長度略大於或等於欲捲繞光學膜的寬度，但本發明並未受限於放捲管芯及吸力輥的形狀。
接著，請參照第4A圖，提供一壓制輥24a壓制目標膜60，同時地，藉由壓制輥24a驅使目標膜60及吸力輥22朝向位於推進輥12的緩衝膜50推進，使得目標膜60的前端60F接觸位於推進輥12的緩衝膜50的尾端50E。
在一些實施例中，如第4A圖所示，壓制輥
24a壓制目標膜60時可形成一段緩衝區域64，緩衝區域64可控制目標膜60之張力，及/或長度，以防止目標膜60發生斷裂，且壓制輥24a可維持緩衝區域64的長度。
在另一實施例中，如第4B圖所示，壓制輥24b可位於推進輥12於相對吸力輥22之一側，並藉由壓制輥24b驅使推進輥12及緩衝膜50朝向位於吸力輥22的目標膜60推進，使得緩衝膜50的尾端50E接觸目標膜60的前端60F。
在另一實施例中，如第4C圖所示，可同時提供壓制輥24a及壓制輥24b，並使其分別位於吸力輥22及推進輥12之兩側，並藉由壓制輥24b與壓制輥24a驅使推進輥12上的緩衝膜50與吸力輥22上的目標膜60互相接近，使得緩衝膜50的尾端50E接觸目標膜60的前端60F。
請繼續參照第4A-4C圖，當緩衝膜50的尾端50E接觸目標膜60的前端60F後，沿著推進輥12轉動吸力輥22，例如順時針轉動(亦即，沿著收捲之方向轉動)，使目標膜60的前端60F繞經推進輥12，透過吸力輥22和推進輥12的壓合，讓目標膜60的前端60F藉由膠帶26接合至緩衝膜50的尾端50E。
在一些實施例中，膠帶26可為丙烯酸系樹脂、有機矽樹脂或聚氨酯樹脂。在一些實施例中，膠帶26亦可設置在緩衝膜50的尾端50E，以貼附目標膜
60的前端60F。
接著，接續於第4A圖之後，在一些實施例中，將壓制輥24a從目標膜60上移開，從而使前述步驟產生之緩衝區域64釋放，同時地，目標膜60從放捲管芯20退卷，且捲對捲裝置100開始進行收捲。
在另一實施例中，接續於第4B圖之後，將壓制輥24b從緩衝膜50上移開，並同時將目標膜60從放捲管芯20退卷，且捲對捲裝置100開始進行收捲。
在另一實施例中，接續於第4C圖之後，將壓制輥24a從目標膜60上移開，並將壓制輥24b從緩衝膜50上移開，且同時將目標膜60從放捲管芯20退卷，且捲對捲裝置100開始進行收捲。
請參照第5圖，目標膜60的前端與緩衝膜50的尾端具有交疊區域A，交疊區域A藉由膠帶26彼此貼合，其中膠帶26的長度小於等於交疊區域A。在一些實施例中，交疊區域A的長度為約10mm至250mm。
接著，如第5圖所示，目標膜60的前端依附著緩衝膜50的尾端進入加工製程P，以對目標膜60進行加工製程P。
用於上述目標膜60的加工製程P並無特別限制，可選用任意合適的習知方法來對目標膜60進行加工。例如，用於保護膜的加工製程P可為蒸鍍、濺鍍、塗佈、鹼化、水洗、乾燥等。用於偏光膜的加工製程P
可包括：膨潤處理、染色處理、交聯處理及洗淨處理等，並於交聯處理中或交聯處理之前進行光學膜之拉伸處理，而最後將光學膜進行乾燥處理。此外，加工製程P亦可為進一步對上述目標膜60實行表面處理，例如，抗眩光處理、抗反射處理、硬塗處理、帶電防止處理或抗污處理等。
本發明製程順序並不以上述實施例為限，在一些實施例中，本發明製程順序亦可先進行加工製程P後，再進行目標膜60與緩衝膜50的接合，最後進行收捲至收捲管芯14。
請參照第6圖，進行加工製程P之後，依序地將緩衝膜50及目標膜60捲繞至收捲管芯14。當緩衝膜50收捲完畢後，目標膜60接續著捲繞至收捲管芯14。應注意的是，目標膜60係藉由緩衝膜50的幫助而捲繞至收捲管芯14，由於緩衝膜50具有較目標膜60不易翹曲的性質，即目標膜60的翹曲度大於緩衝膜50的翹曲度，故可確保其順利地捲繞至收捲管芯14，而貼合在緩衝膜50尾端之目標膜60，即使具有較大的翹曲度，亦可順利地捲繞至收捲管芯14。
應注意的是，上述實施例係將緩衝膜50以捲對捲(roll-to-roll)的方式進行收捲後，自動接續目標膜60的收捲為例進行說明。而在其它實施例中，亦可以手動的方式將目標膜60的前端固定於緩衝膜50的
尾端，以使目標膜60藉由緩衝膜50的幫助進行收捲。再者，緩衝膜50並非限定於上述膜材，只要是翹曲度小於目標膜60的膜材，皆可作為目標膜60之緩衝膜50，用以幫助目標膜60捲進行收捲。
第7圖係根據本發明之另一實施例，利用上述方法所形成之捲繞輥70的剖面圖。根據上述，當緩衝膜50及目標膜60依序地捲繞至收捲管芯14’之後，形成捲繞輥70。如第7圖所示，捲繞輥70包括：捲繞收捲管芯14’之緩衝膜50及捲繞收捲管芯14’及緩衝膜50之目標膜60，其中目標膜60的前端緩衝膜50的尾端藉由膠帶26彼此貼合，且目標膜60的前端與緩衝膜50的尾端具有交疊區域A，其中膠帶26的長度小於等於交疊區域A。在一些實施例中，交疊區域A的長度為約10mm至250mm。
在一些實施例中，收捲管芯14’包括芯體14a及緩衝吸附件14b，其中緩衝吸附件14b包覆於芯體14a表面，藉此，在收捲時可使光學膜更平整地捲繞至緩衝吸附件14b，以避免靠近收捲管芯14’的膜材在收捲時產生皺摺。在一些實施例中，芯體14a可為金屬或塑料等材料形成之滾筒，且緩衝吸附件14b可為海綿、發泡材料、橡膠等具吸收衝擊之軟性材料。在一些實施例中，緩衝吸附件亦可只包覆部分的芯體14a表面。
綜上所述，本發明提供之捲繞光學膜的方
法係將欲進行生產或加工之目標膜固定在翹曲度較小的緩衝膜50上，使得目標膜60藉由緩衝膜50的幫助而捲繞至收捲管芯14。藉此，即使是翹曲度較大的光學膜，亦可順利地進行收捲，進而提升膜材的製造良率與製造速率。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以更佳的了解本揭露的各個方面。本技術領域中具有通常知識者應該可理解，他們可以很容易的以本揭露為基礎來設計或修飾其它製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與本揭露介紹的實施例相同的優點。本技術領域中具有通常知識者也應該了解這些相等的結構並不會背離本揭露的發明精神與範圍。本揭露可以作各種改變、置換、修改而不會背離本揭露的發明精神與範圍。
Claims (15)
- 一種捲繞光學膜的方法，包括：(a)將一目標膜的一前端接合至一緩衝膜，該目標膜的該前端與該緩衝膜的一尾端具有一交疊區域，其中該目標膜的翹曲度大於該緩衝膜的翹曲度；以及(b)將該緩衝膜、該交疊區域及該目標膜依序地捲繞至一收捲管芯。
- 如申請專利範圍第1項所述之捲繞光學膜的方法，其中步驟(a)更包括：(c)將該目標膜的該前端捲繞至一吸力輥上；以及(d)移動該吸力輥至該緩衝膜上，及/或移動該緩衝膜至該吸力輥上，藉以將該目標膜的該前端接合至該緩衝膜。
- 如申請專利範圍第2項所述之捲繞光學膜的方法，其中該吸力輥的表面包括複數個孔洞。
- 如申請專利範圍第3項所述之捲繞光學膜的方法，其中該緩衝膜係經過一推進輥後藉由該收捲管芯進行收捲，其中步驟(d)更包括：藉由一第一壓制輥驅使該吸力輥朝向位於該推進輥之該緩衝膜推進，及/或藉由一第二壓制輥驅使該推進輥朝向位於該吸力輥的該目標膜推進。
- 如申請專利範圍第4項所述之捲繞光學膜的方法，其中步驟(d)更包括：藉由該第一壓制輥壓制該目標膜並形成一緩衝區域，及/或該推進輥具有吸力。
- 如申請專利範圍第4項所述之捲繞光學膜的方法，其中步驟(e)更包括：轉動該吸力輥，使該目標膜的該前端繞經該推進輥，藉以將該目標膜的該前端接合至位於該推進輥之該緩衝膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之捲繞光學膜的方法，其中在步驟(a)或(b)之前，更包括：對該目標膜實行一加工製程。
- 如申請專利範圍第7項所述之捲繞光學膜的方法，其中該加工製程包括：一鹼化製程、一水洗製程、一乾燥製程、一貼合製程、一染色製程、一塗佈製程或上述之組合。
- 一種光學膜，包括：一緩衝膜；一目標膜，具有一前端接合至該緩衝膜，該目標膜的該前端與該緩衝膜的一尾端具有一交疊區域；其中該目標膜的翹曲度大於該緩衝膜的翹曲度。
- 如申請專利範圍第9項所述之光學膜，其中該緩衝膜的翹曲度小於5毫米(mm)，及/或該目標膜的翹曲度大於10mm，及/或該緩衝膜的長度介於250mm至1000mm。
- 如申請專利範圍第9項所述之光學膜，其中該緩衝膜係直接接觸一收捲管芯，及/或該交疊區域之長度為10mm至250mm。
- 如申請專利範圍第11項所述之光學膜，其中該收捲管芯包括：一芯體；及一緩衝吸附件，包覆於該芯體。
- 如申請專利範圍第12項所述之光學膜，其中該芯體之材料為金屬或塑料，及/或該緩衝吸附件之材料為海綿、發泡材料或橡膠，及/或該緩衝吸附件只包覆該芯體之部分表面。
- 如申請專利範圍第11項所述之光學膜，更包括一膠帶，該目標膜的該前端係藉由該膠帶接合至該緩衝膜，其中該膠帶之材料係選自丙烯酸系樹脂、有機矽樹脂或聚氨酯樹脂，其中該膠帶的長度小於等於該交疊區域。
- 如申請專利範圍第9項所述之光學膜，其中該緩衝膜之材料係選自聚酯樹脂、烯烴樹脂、乙酸纖維素樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、環烯烴樹脂、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯、環烯烴聚合物、環烯烴共聚合物或上述之組合，及/或該目標膜之材料選自三聚醋酸纖維酯、或二醋酸纖維素、或聚乙烯醇。
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2017
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