TWI822050B - 立體貼合成型裝置及方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種立體貼合成型裝置，包括薄膜夾持治具、產品治具及仿形機構，其中薄膜夾持治具提供夾持光學薄膜，產品治具提供設置曲面產品，而且產品治具與薄膜夾持治具在原始位置與貼附位置之間移動，仿形機構活動地設在薄膜夾持治具上，且仿形機構設有複數個氣流通道，仿形機構先將光學薄膜調整成預成型光學薄膜，並在貼附位置讓預成型光學薄膜接觸到曲面產品，而各氣流通道再依照預成型光學薄膜接觸到曲面產品接觸順序提供正壓氣體到光學薄膜的上表面，將光學薄膜的下表面貼合到曲面產品的貼附表面。

Description

立體貼合成型裝置及方法

本發明係有關於貼合裝置及方法，尤指一種光學薄膜貼合在凹面產品的立體貼合成型裝置及方法。

隨著有機發光二極體的工藝水準不斷的提升，以及有機發光二極體可以彎曲的特性，使得市場上的出現各種配置曲面螢幕的電子產品，甚至是提供觸控功能的立體曲面螢幕，此種立體曲面螢幕的架構，以中國發明專利公佈第CN103955306A號(發明名稱：三維曲面觸控面板，以下稱專利前案)為例，曲面觸控面板的組成一般為保護玻璃(Cover lens)與觸控感測薄膜(Sensor film)，在安全性的考慮上，則會在保護玻璃與觸控感測薄膜之間再貼附防爆膜(ASF)防止玻璃飛濺。當觸控面板的保護玻璃選用三維(3D)曲面玻璃時，其相較於平面保護玻璃，三維曲面玻璃的外觀設計具有流線型與立體質感，在觸控面板上的立體觸感極佳，且三維曲面玻璃能呈現放大效果，並包含無邊框外殼設計等優點。

又，專利前案提到觸控感測薄膜或防爆膜等光學薄膜，通過光學膠與三維曲面的保護面板貼合固定後，其薄膜材料邊緣在曲面貼合處會受到彎折，此時應力將集中在彎折處，長時間靜置或者遇到熱脹冷縮，會容易造成氣泡 的問題，或是導致薄膜回彈發生剝離(Peeling)的現象。因此，專利前案解決氣泡問題的方式，則是在光學薄膜對應該三維曲面的彎折處設有至少一孔洞，以釋放應力。

除了應力將集中在彎折處，長時間靜置或者遇到熱脹冷縮，會容易造成氣泡的問題外，觸控感測薄膜或防爆膜等光學薄膜在貼合過程中也會有氣泡產生的問題，請參閱圖1所示，光學薄膜12貼附曲面產品10的步驟：(S101)光學薄膜12被夾持治具14夾住；(S102)夾持治具14帶動光學薄膜12移動；(S103)施加壓力到光學薄膜12，讓光學薄膜12貼附到曲面產品10上；(S104)夾持治具14離開光學薄膜12，完成貼附。

但是在前述的步驟S103中，因為會對光學薄膜12施加壓力，讓光學薄膜12受壓後，依照曲面產品10的曲面型狀成形，在貼合過程中光學薄膜12會先接觸凹型成品的邊緣，導致光學薄膜12邊緣貼合干涉，造成相對應的應力，拉伸光學薄膜12材料因此變形，此形變會造成光學薄膜12的材料厚度與光學特性產生變化，影響曲面產品10的光學與品質，且容易發生包覆氣泡風險。

請參閱圖2所示，為了解決上述的問題，習知的貼附機構在原本夾持治具14中間增加凸形仿形機構16，凸形仿形機構16的凸面曲率小於曲面產品10之凹面曲率，將光學薄膜12預成型後往上歸位，再由夾持治具14提供正壓將預成型的光學薄膜12貼附曲面產品10的凹面結構上，但此方式會因為夾持治具14內的正壓氣體，仍可能會因施於光學薄膜12上的氣壓不均導致貼合效果不佳，貼合產生包覆氣泡，且氣壓的不均也會導致光學薄膜12貼合應力不均而影響光學效果。因此，實有必要針對此一問題進行改善。

有鑑於先前技術的問題，本發明之目的係為了解決貼附機構在曲面產品貼附光學薄膜的過程中發生貼合產生包覆氣泡的問題。

根據本發明之目的，係提供一種立體貼合成型裝置，包括薄膜夾持治具、產品治具及仿形機構，其中薄膜夾持治具提供夾持光學薄膜，產品治具設在對應薄膜夾持治具的位置，並提供設置曲面產品，而且產品治具與薄膜夾持治具係由原始位置被驅動而將位移到薄膜夾持治具與產品治具之間的貼附位置，或者被驅動離開貼附位置回到原始位置，仿形機構活動地設在薄膜夾持治具上，並位於相隔光學薄膜一段距離的初始位置移動到貼合光學薄膜的預成型位置，並在完成貼合動作後移動回到初始位置，仿形機構的面對光學薄膜的壓合表面形狀與曲面產品的貼附表面形狀相對應，且仿形機構設有複數個氣流通道，各氣流通道提供正壓氣體到光學薄膜的上表面，令光學薄膜下表面貼合到曲面產品的貼附表面。

其中，仿形機構的壓合表面面對光學薄膜的上表面，且壓合表面與曲面產品的上表面形狀相對應，進一步定義為仿形機構的壓合表面的曲率小於曲面產品的貼附表面的曲率。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序為依照光學薄膜的下表面與曲面產品的貼附表面接觸的順序。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序，係以光學薄膜的下表面最早接觸到貼附表面的位置為中心逐漸向外擴展。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序，如同倒等腰三角形形狀，其中光學薄膜的下表面最早接觸到貼附表面的位置，係為等腰倒三角形的頂角。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序，如同拋物線形狀，其中光學薄膜的下表面最早接觸到貼附表面的位置，係為拋物線的切線斜率為零的位置。

根據本發明之目的，係提供一種立體貼合成型方法，包括下列步驟，由薄膜夾持治具夾持光學薄膜，產品治具放置曲面產品，薄膜夾持治具上方所設之仿形機構從相隔光學薄膜一段距離的初始位置移動到預成型位置，使得光學薄膜被仿形機構調整成預成型光學薄膜，薄膜夾持治具與產品治具從原始位置移動到貼附位置，同時仿形機構在朝向曲面產品移動，並依照仿形機構的壓合表面與光學薄膜的上表面接觸的順序提供正壓氣體，將預成型光學薄膜均勻貼覆至曲面產品的貼附表面，仿形機構再移動到初始位置，薄膜夾持治具與產品治具離開貼附位置，並移動到原始位置。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序為依照光學薄膜的下表面與曲面產品的貼附表面接觸的順序。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序，係以光學薄膜的下表面最早接觸到貼附表面的位置為中心逐漸向外擴展。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序，如同倒等腰三角形形狀，其中光學薄膜的下表面最早接觸到貼附表面的位置，係為等腰倒三角形的頂角。

其中，各氣流通道順序提供正壓氣體的順序，如同拋物線形狀，其中光學薄膜的下表面最早接觸到貼附表面的位置，係為拋物線的切線斜率為零的位置。

綜上所述，立體貼合成型裝置可避免光學薄膜在貼合過程中與曲面產品的邊緣先接觸，如此可以避免產生氣泡，使也可使光學薄膜在貼合時，能夠完全平順的貼合至曲面產品的貼附表面，並藉由各氣流通道順序提供正壓氣體的順序使貼合壓力均勻，避免形成貼合面的內應力，減少影響產品光學效果，使最終完成光學薄膜貼附的曲面產品有最佳的光學特性。

10:曲面產品

12:光學薄膜

14:夾持治具

2:薄膜夾持治具

3:產品治具

4:仿形機構

42:壓合表面

50:光學薄膜

500:上表面

502:下表面

6:曲面產品

60:貼附表面

S101~S104:步驟

S201~S205:步驟

圖1為傳統立體貼合成型方法的貼合順序示意圖。

圖2為傳統立體貼合成型裝置的示意圖。

圖3為本發明的立體貼合成型裝置。

圖4為本發明的立體貼合成型方法的貼合順序示意圖。

圖5為本發明的立體貼合成型方法的各氣流通道順序提供正壓氣體之一順序示意圖。

圖6為本發明的立體貼合成型方法的各氣流通道順序提供正壓氣體之另一順序示意圖。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。

需要說明的是，當元件被稱為“固定於”或“設置於”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本發明的說明書所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。

此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。在本發明的描述中，“多個”複數個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵“上”、“下”可以是第一特徵直接和第二特徵接觸，或第一特徵和第二特徵間接地通過中間媒介接觸。而且，第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅表示第一特徵水準高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

除非另有定義，本發明的說明書所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常知識的含義相同。在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本發明。本發明的說明書所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參閱圖3所示，本發明之一種立體貼合成型裝置，包括薄膜夾持治具2、產品治具3及仿形機構4，其中薄膜夾持治具2提供夾持光學薄膜50，產品治具3提供設置曲面產品6，而且產品治具3與薄膜夾持治具2係由原始位置被驅動而將位移到薄膜夾持治具2與產品治具3之間的貼附位置，或者被驅動離開貼附位置回到原始位置。原始位置的意思是指薄膜夾持治具2位於完成夾持光學薄膜50的位置，而產品治具3位於完成設置曲面產品6的位置，而貼附位置為薄膜夾持治具2完成夾持光學薄膜50，而產品治具3完成設置曲面產品6的位置，並且移動到準備讓光學薄膜50貼合到曲面產品6的位置。而驅動薄膜夾持治具2與產品治具3移動的方式係可為線性滑軌或氣壓缸。

在本發明中，仿形機構4活動地設在薄膜夾持治具2，仿形機構4的壓合表面42面對光學薄膜50的上表面500，且壓合表面42的形狀與曲面產品6的貼附表面60形狀相對應，並位於相隔光學薄膜50一段距離的初始位置，且能被移動預成型位置，讓仿形機構4接觸到光學薄膜50，並施加壓力到光學薄膜50，讓光學薄膜50隨仿形機構4的壓合表面42變形，用以形成預成型光學薄膜52。又，仿形機構4設有複數個氣流通道40，各氣流通道40依照順序提供正壓氣體到光學薄膜50的上表面500，讓光學薄膜50的下表面502貼附到曲面產品6的貼附表面60。仿形機構4完成貼合動作後，再移動回到初始位置。

若仿形機構4的壓合表面42形狀與曲面產品6相同，仿形機構4與曲面產品6的周圍可能過早貼合在一起，導致空氣被包覆在光學薄膜50與曲面產品6之間，造成不良貼合狀況，例如：產生氣泡或皺褶等，為了解決此一問題，在本發明中，仿形機構4的壓合表面42形狀與曲面產品6的貼附表面60的形狀相對應，係進一步定義為仿形機構4的壓合表面42形狀的曲率略小於曲面產品6的貼附表面60的曲率，以曲面產品6的貼附表面60為內凹拋物線型狀為例，仿形機構4的壓合表面42則為外凸拋物線形狀，且外凸拋物線形狀的曲率小於內凹拋物線型狀，讓仿形機構4的壓合表面42與曲面產品6的貼附表面60的除了中心位置重疊外，其餘的位置切線位置相接近但不重疊，使得仿形機構4的壓合表面42與曲面產品6的貼附表面60由中心逐漸向外貼合在一起。

為了進一步避免空氣進入到仿形機構4與曲面產品6之間，並且將空氣由中央位置向外推出，並配合仿形機構4的壓合表面42與曲面產品6的貼附表面60的接觸順序，在本發明中，各氣流通道40順序提供正壓氣體的順序為依照光學薄膜50的下表面502與曲面產品6接觸的順序。進一步而言，各氣流通道40順序提供正壓氣體的順序，係以光學薄膜50的下表面502最早接觸到光學薄膜50的位置為中心逐漸向外擴展。或者，各氣流通道40順序提供正壓氣體的順序，如同倒等腰三角形形狀，其中最早接觸到光學薄膜50的位置為等腰倒三角形的頂角。又或者，各氣流通道40順序提供正壓氣體的順序，如同拋物線形狀，其中最早接觸到光學薄膜50的位置為拋物線的切線斜率為零的位置。如此，仿形機構4與曲面產品6之間的空氣，即配合接觸順序可由中央向周圍推出，提高貼附良率。

本發明之一種立體貼合成型方法，包括下列步驟：(S201)由薄膜夾持治具2夾持光學薄膜50及產品治具3放置曲面產品6； (S202)薄膜夾持治具2上方所設之仿形機構4從相隔光學薄膜50一段距離的初始位置移動到預成型位置，使得光學薄膜50被仿形機構4調整成預成型光學薄膜52；(S203)薄膜夾持治具2與產品治具3從原始位置移動到貼附位置，同時仿形機構4所設的複數個氣流通道40依照光學薄膜50接觸曲面產品6的貼附表面60的順序提供正壓氣體，將光學薄膜50均勻貼覆至曲面產品6的貼附表面60；(S204)仿形機構4再移動到初始位置；(S205)薄膜夾持治具2與產品治具3離開貼附位置，並移動到原始位置。

特別要陳明的是，步驟S201並無先後順序，也可先讓薄膜夾持治具2夾持光學薄膜50，再將產品治具3放置曲面產品6，或者先讓產品治具3放置曲面產品6，再將薄膜夾持治具2夾持光學薄膜50，或者同時放置光學薄膜50與曲面產品6，此乃一般產線自動化、半自動化甚至是純手工生流程安排而定。另外，步驟S203薄膜夾持治具2與產品治具3從原始位置移動到貼附位置，以及S205薄膜夾持治具2與產品治具3離開貼附位置，薄膜夾持治具2與產品治具3的移動順序，亦屬於產線流程安排而定，但此要薄膜夾持治具2與產品治具3從原始位置到貼附位置之間移動，皆屬於本案所稱的步驟S203及S205。

在本發明中各氣流通道40順序提供正壓氣體的順序，係以光學薄膜50最早接觸到曲面產品6的貼附表面60的位置為中心逐漸向外擴展。或者，如同倒等腰三角形形狀，其中光學薄膜50最早接觸到曲面產品6的位置為等腰倒三角形的頂角。或者，如同拋物線形狀，其中光學薄膜50最早接觸到曲面產品6的位置為拋物線的切線斜率為零的位置。

據上所述，本發明利用仿形機構4預先將光學薄膜50調整成預成型光學薄膜52，再利用仿形機構4與曲面產品6之間以對應的形狀接觸，尤其是以仿形機構4的壓合表面42曲率小於曲面產品6的貼附表面60曲率，避免先接觸到曲面產品6的貼附表面60周圍，減少發生氣泡，再進一步利用氣流通道40依照預成型光學薄膜52與曲面產品6接觸的順序提供正壓氣體，讓預成型光學薄膜52與曲面產品6之間的氣體逐漸向外推出，進而可減少氣泡產生，提高生產良率。

上列詳細說明係針對本發明的可行實施例之具體說明，惟前述的實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

2:薄膜夾持治具

3:產品治具

4:仿形機構

42:壓合表面

50:光學薄膜

500:上表面

502:下表面

6:曲面產品

60:貼附表面

Claims (13)

1. 一種立體貼合成型裝置，包括：一薄膜夾持治具，該薄膜夾持治具提供夾持一光學薄膜；一產品治具，係設在對應該薄膜夾持治具的位置，並提供設置一曲面產品；及一仿形機構，係設在薄膜夾持治具位於相隔光學薄膜一段距離的一初始位置，該仿形機構在該初始位置以及調整該光學薄膜形狀的一預成型位置之間移動，該仿形機構的一壓合表面對該光學薄膜的上表面，且該壓合表面的形狀與該曲面產品的一貼附表面形狀相對應，且該仿形機構設有複數個氣流通道，各該氣流通道提供正壓氣體到該光學薄膜的上表面；其中，該產品治具與該薄膜夾持治具係由一原始位置被驅動而位移到該薄膜夾持治具與該產品治具之間的一貼附位置，或者被驅動離開該貼附位置回到該原始位置。
2. 如請求項1所述的立體貼合成型裝置，其中該壓合表面的曲率小於該貼附表面的曲率。
3. 如請求項1所述的立體貼合成型裝置，其中各該氣流通道提供該正壓氣體的順序，係為依照該光學薄膜的下表面與該貼附表面接觸的順序。
4. 如請求項3所述的立體貼合成型裝置，其中各該氣流通道提供正壓氣體的順序，係以該光學薄膜的下表面最早接觸到該貼附表面的位置為中心逐漸向外擴展。
5. 如請求項3所述的立體貼合成型裝置，其中各該氣流通道提供正壓氣體的順序，係如同等腰倒三角形形狀，且該等腰倒三角形的頂角為該光學薄膜的下表面最早接觸到該貼附表面的位置。
6. 如請求項3所述的立體貼合成型裝置，其中各該氣流通道提供正壓氣體的順序，係如同一拋物線的形狀，其中該拋物線的切線斜率為零的位置為該光學薄膜的下表面最早接觸到該貼附表面的位置。
7. 一種立體貼合成型方法，包括下列步驟：由一薄膜夾持治具夾持一光學薄膜；再一產品治具放置一曲面產品；該薄膜夾持治具上方所設之一仿形機構從相隔該光學薄膜一段距離的一初始位置移動到一預成型位置，使得該光學薄膜被該仿形機構調整成一預成型光學薄膜；該薄膜夾持治具與該產品治具從一原始位置移動到一貼附位置，同時該仿形機構所設的複數個氣流通道，並依照該仿形機構的壓合表面與光學薄膜的上表面接觸的順序提供正壓氣體，將該光學薄膜均勻貼覆至一貼附表面；該仿形機構再移動到該初始位置；該薄膜夾持治具與該產品治具離開該貼附位置，並移動到該原始位置。
8. 如請求項7所述的立體貼合成型方法，其中該壓合表面的形狀與該貼附表面形狀相對應。
9. 如請求項8所述的立體貼合成型方法，其中該壓合表面的曲率小於該貼附表面的曲率。
10. 如請求項7所述的立體貼合成型方法，其中各該氣流通道提供該正壓氣體的順序，係為依照該光學薄膜的下表面與該貼附表面接觸的順序。
11. 如請求項10所述的立體貼合成型方法，其中各該氣流通道提供正壓氣體的順序，係以該光學薄膜的下表面最早接觸到該貼附表面的位置為中心逐漸向外擴展。
12. 如請求項10所述的立體貼合成型方法，其中各該氣流通道提供正壓氣體的順序，係如同等腰倒三角形形狀，且該等腰倒三角形的頂角為該光學薄膜的下表面最早接觸到該貼附表面的位置。
13. 如請求項10所述的立體貼合成型方法，其中各該氣流通道提供正壓氣體的順序，係如同一拋物線的形狀，其中該拋物線的切線斜率為零的位置為該光學薄膜的下表面最早接觸到該貼附表面的位置。

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