TWM481923U - 光學基材之貼合結構 - Google Patents

Description

光學基材之貼合結構

本創作提供一種光學基材之貼合結構，特別涉及一種可經由紫外線光照射而固化且用以貼合二片光學基材之光學膠(Optical Curable Resin,OCR)，尤其是光學膠內之彈性粒子。

按，隨著電子資訊業的蓬勃發展，各式3C產品除了功能愈趨多樣化與複雜化外，外型皆朝向輕、薄、短、小等方向及理念發展；特別是現有之影音撥放器、手機與平板型電腦等3C產品，其結合有影像顯示及觸摸輸入兩種功能，從而能夠大幅減少3C產品的體積，並提高3C產品的實用性。先前舊的概念中於LCD加入spacer與本創作的應用及領域完全不同。且知，前述3C產品的顯示及控制介面，主要包括貼合成一體的液晶顯示器面板(LCD)及觸控面板(Touch Panel)，可以讓使用者直接以手指或操作筆觸摸、點選螢幕畫面進行操作，藉此提供更為便捷且人性化的操作模式。

目前，傳統顯示器面板及觸控面板通常是採用玻璃製之平板狀光學基材構成，所述顯示器面板與觸控面板之光學基材的貼合品質，會直接影響3C產品之影像顯示與觸摸輸入等功能。在現有技術中，所述光學基材之貼合方式，主要包括使用雙面黏合光學膠布(Optical Clear Adhensive, OCA)或可經由紫外線光照射固化的UV膠(OCR)進行黏合。

該雙面黏合光學膠布的使用方式，是先將光學膠布貼於一光學基材表面，再將另一光學基材覆蓋於光學膠布上，隨後利用外力將二光學基材與介於其間之光學膠布進行壓合；惟其缺點在於，在光學基材與光學膠布的壓合過程中，容易因為壓力不均和各區域受壓速度不等之些微誤差，而產生應力殘留的狀況，導致光學基材產生光學上類似Mura的不良問題，且光學膠布於脫泡處理後容易殘留氣泡於二光學基材之間，尤其是在5呎以上之中大型光學基材更加顯著，造成貼合品質欠佳的問題，並導致觸控面板之入力輸入值、阻抗性、靈敏度與劃線壽命皆受到影響。

該UV膠的使用方式，是先在一光學基材表面塗佈一層UV膠，再以機械方式移載另一光學基材貼觸於UV膠上，且利用機械方式精密控制二光學基材之間維持一填充UV膠的等高間隙，隨後對光學基材上之若干端點照射紫外線光，致使光學基材與UV膠形成預固化狀態，以利於後續對光學基材全面照射紫外線光而全固化UV膠；惟其缺點在於，精密控制二光學基材之間維持等高間隙之機械裝置的建構複雜度頗高，導致生產成本難以降低的問題，且光學基材之間的UV膠接受紫外線光照射固化所需時間較長，因此難以節省機械裝置精密控制二光學基材之間維持等高間隙而等待UV膠固化的時間，導致貼合效率難以提升的問題。

因此，上述問題，將是在此領域技術者所欲解決之困難所在。

本創作之目的旨在提出一種用以貼合二片光學基材之貼合結構，以克服上述先前技術中之下列問題：

1. 二光學基材壓合後容易產生應力殘留，而導致光學基材產生光學上類似Mura的不良問題。

2. 脫泡處理後容易殘留氣泡於二光學基材之間，而造成貼合品質欠佳的問題。

3. 二光學基材之貼合間隙之高度的平整性(uniformity)不易控制，致使維持二光學基材之間的間隙呈全面等高狀態之機械裝置的建構複雜度較高，而導致生產成本難以降低的問題。

4. 光學基材之間的UV膠預固化時間較長，難以節省機械裝置精密控制二光學基材之間維持等高間隙而等待UV膠固化的時間，導致貼合效率難以提升的問題。

為達成上述目的，本創作提供一種光學基材之貼合結構，包含：一可經由紫外線光照射固化的膠液，供給填充於呈平板狀之一第一光學基材與一第二光學基材之間；及多數呈圓珠狀且體積相等的彈性粒子，均勻混合於該膠液內，而使各該彈性粒子間隔於所述第一光學基材與第二光學基材之間，且位於同一平面上。

藉由上述，可供將膠液填充於所述第一與第二光學基材之間，令所述彈性粒子自動調整所述第一與第二光學基材之間的間隙達到全面等高的狀態，據以提升光學基材之貼合品質。

其中，該膠液每公克包含有10顆以上彈性粒子，該彈性粒子之硬度係小於或等於所述第一光學基材與第二光學基材，且彈性粒子之透 光率係為該膠液之透光率的95%至100%，同時彈性粒子之折射率係為1.46至1.52，且粒子的尺寸精度的控制需非常良好。

本創作在實施時包含以下步驟：首先，於一呈平板狀之第一光學基材表面塗佈一層可經由紫外線光照射固化的膠液，該膠液內均勻混合有多數呈圓珠狀且體積相等的彈性粒子；將該第一光學基材與一呈平板狀之第二光學基材相互堆疊，而使該膠液填充於所述第一光學基材與第二光學基材之間，且各該彈性粒子接受所述第一光學基材與第二光學基材推觸而移動至同一平面上，並間隔於所述第一光學基材與第二光學基材之間；及對所述第一光學基材與第二光學基材照射紫外線光，而使該膠液固化。

其中，該照射紫外線光的步驟包含：先於所述第一光學基材與第二光學基材上複數端點照射紫外線光；及後於所述第一光學基材與第二光學基材之整面照射紫外線光。據以提升光學基材之貼合效率。

相較於先前技術，本創作實具有如下之優點：

1. 利用堆疊之光學基材本身重量進行貼合，而不刻意對光學基材施加外力，可避免發生應力殘留與光學基材產生類似Mura等光學不良反射的狀況。

2. 可大幅降低氣泡殘留(delay air-bubble)於所述光學基材之 間，而有效提升光學基材之貼合品質與良率值，進而大幅度降低材料成本與報廢風險。

3. 藉由所述呈圓珠狀彈性粒子因自由度較佳而不易發生堆疊狀況的特性，而等距離間隔所述第一與第二光學基材，以有效控制二光學基材之貼合間隙達到全面等高的狀態，而使光學基材整面之阻抗性達到相等的最佳狀態。

4. 經由所述體積相等之彈性粒子維持二光學基材之間的間隙，而大幅降低堆疊二光學基材用機械裝置的建構複雜度及生產成本。

5. 採用所述彈性粒子於二光學基材之間界定一間隙高度，而能夠於光學基材上複數端點照射紫外線光後，藉由所述彈性粒子支撐二光學基材，有利於接著將所述光學基材移至他處，而再度接受紫外線光進行整面照射，進而大幅提升貼合效率。

然而，為能明確且充分揭露本創作，併予列舉較佳實施之圖 例，以詳細說明其實施方式如後述：

1‧‧‧第一光學基材

10‧‧‧端點

11、21‧‧‧貼合面

2‧‧‧第二光學基材

3‧‧‧膠液

4‧‧‧彈性粒子

5、5a‧‧‧紫外線燈具

50‧‧‧紫外線光

圖1a至圖1d是本創作之貼合結構在佈設程序中的剖示圖；圖2是圖1c之局部放大的剖示圖；圖3是圖2之次一實施狀態的剖示圖；圖4是本創作之流程步驟的方塊圖。

請參閱圖1a至圖1d所示，揭示出本創作在佈設程序中的剖示 圖，並配合圖2及圖3說明本創作一種光學基材之貼合結構，包含一可經由紫外線光照射固化的膠液3，以及多數呈圓珠狀且體積相等的固態彈性粒子4；其中，該膠液3可為聚矽氧類、丙烯酸類、甲基丙烯酸類或環氧類等光學膠液，且膠液3能夠供給填充於呈平板狀之一第一光學基材1與一第二光學基材2之間；在本實施上，所述第一與第二光學基材1、2可為構成顯示器面板與觸控面板之光學基材，且所述第一及第二光學基材1、2可由玻璃或塑膠材料製成。

所述彈性粒子4可由塑膠材料製成；在一較佳的實施上，所述彈性粒子4亦可由PC、PET等材料製成。

所述彈性粒子4係均勻混合於該膠液3內，而使各該彈性粒子4間隔於所述第一光學基材1與第二光學基材2的貼合面11、21之間，且所述彈性粒子4均位在基於第二光學基材2底部的同一平面高度h上。

所述彈性粒子4之體積尺寸大小主要與所述第一及第二光學基材1、2之間的間隙高度有關，該間隙高度一般可介於30微米至500微米之間；所述彈性粒子4之體積尺寸可依據所欲達成之間隙高度而進行精密加工，致使所述彈性粒子4達到一致之體積尺寸。

在另一較佳的實施上，該膠液3每公克可包含10顆以上彈性粒子4，而有效間隔所述第一及第二光學基材1、2。

實際上，該彈性粒子4之硬度係小於或等於所述第一與第二光學基材1、2，以避免彈性粒子4摩擦所述第一及第二光學基材1、2，而於所述第一或第二光學基材1、2表面產生刮痕。

此外，該彈性粒子4之透光率係為該膠液3之透光率的95%至100%，且彈性粒子4之折射率係為1.46至1.52，而接近構成所述第一及第二光學基材1、2之玻璃的折射率；如此，經由控制彈性粒子4的折射率來調整並降低反射，以避免所述彈性粒子4與膠液3之間的透光率和光折射率差異過大，而影響所述第一及第二光學基材1、2的透光品質。

藉由上述，可供將膠液3填充於所述第一與第二光學基材1、2之間，令所述彈性粒子4自動調整所述第一與第二光學基材1、2之間的間隙達到全面等高的狀態；據此，藉由在液態之膠液3中添加固態的彈性粒子4，而使單位體積之膠液3具備一定之高度與結構強度，同時藉由固態之彈性粒子4作為間隔材料，可於所述第一與第二光學基材1、2之間界定出均勻之間隙高度，以提升光學基材之貼合品質。

請參閱圖4所示，揭示出本創作一種貼合光學基材之流程步驟的方塊圖，說明本創作在本實施上可於傳統具備負壓轉盤、負壓載盤(未繪製)與紫外線燈具5等之機械裝置內進行，包含下列實施步驟：在步驟S10中，於該第一光學基材1表面以多點、線條或魚骨圖形態等佈膠方式塗佈一層前述膠液3(配合圖1a及圖2所示)，該膠液3預先經過脫泡處理，且膠液3內均勻混合有所述呈圓珠狀且體積相等的彈性粒子4。

在步驟S20中，反轉第一光學基材1，而使第一光學基材1塗有膠液3之表面朝向下方(配合圖1b所示)，並將第二光學基材2移至第一光學基材1下方，致使第一光學基材1塗有膠液3之表面對應第二光學基材2頂面。

在步驟S30中，上移第二光學基材2，令第二光學基材2由下 而上貼觸第一光學基材1塗有膠液3之表面(配合圖1c、圖2及圖3所示)，同時釋放第一光學基材1，令第一光學基材1藉由本身的重量下降，而使所述第一與第二光學基材1、2相互堆疊，經由佈膠參數等技術致使膠液3均勻分佈擴散並填充於所述第一與第二光學基材1、2之間，且各該彈性粒子4各自接受所述第一與第二光學基材1、2之貼合面11、21推觸而移動至同一平面高度h上，並間隔於所述第一與第二光學基材1、2之間。

在步驟S40中，先利用所述紫外線燈具5於所述第一與第二光學基材1、2表面之複數端點10照射紫外線光50(配合圖1c所示)，而使各端點10處之膠液3逐漸固化。

在步驟S50中，於各端點10處之膠液3完全固化前，可藉由所述彈性粒子4支撐所述第一與第二光學基材1、2，以利於接續移載所述第一與第二光學基材1、2至前述機械裝置外，隨後利用機械裝置外之另一紫外線燈具5a於所述第一與第二光學基材1、2之整個表面照射紫外線光50(配合圖1d所示)，而全面固化所述第一與第二光學基材1、2之間的膠液3，並經由固化之膠液3結合所述第一與第二光學基材1、2；如此，有利於該機械裝置接續對另一組第一及第二光學基材1、2進行貼合作業。

相較於先前技術，本創作實具有如下之優點：

1. 利用堆疊之光學基材本身重量進行貼合，而避免發生應力殘留與光學基材產生光學上的不良問題等狀況。

2. 可預先對膠液3實施脫泡處理，而節省在貼合加工中必須實施真空脫泡的設備及時間，以大幅減少含藏於二光學基材之間的氣泡，而有效提升光學基材之貼合品質與良率。

3. 藉由所述呈圓珠狀彈性粒子4因自由度較佳而不易發生堆疊狀況的特性，而等距離間隔所述第一與第二光學基材1、2，以有效控制二光學基材之貼合間隙達到全面等高的狀態，而使光學基材整面之平整性uniformity(亦即阻抗性)達到相等的最佳狀態。

4. 經由所述體積相等之彈性粒子4維持二光學基材之間的間隙，而大幅降低堆疊二光學基材用機械裝置的建構複雜度及生產成本。

5. 採用所述彈性粒子4於二光學基材之間界定一間隙高度，而能夠於光學基材上複數端點10照射紫外線光50後，藉由所述彈性粒子支撐二光學基材，有利於接著將所述光學基材移至他處，而再度接受紫外線光50進行整面照射，俾使光學基材與膠液3呈全固化狀態，進而大幅縮短貼合站之前述機械裝置的tact time時間，進而提高單位時間的產能。

綜上所陳，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作；凡其他未脫離本創作所揭示之精神下而完成的等效修飾或置換，均應包含於後述申請專利範圍內。

1‧‧‧第一光學基材

10‧‧‧端點

2‧‧‧第二光學基材

3‧‧‧膠液

5、5a‧‧‧紫外線燈具

50‧‧‧紫外線光

Claims (5)

1. 一種光學基材之貼合結構，包含：一第一光學基材；一第二光學基材，設於該第一光學基材下方；一可經由紫外線光照射固化的膠液，供給填充於該第一光學基材與該第二光學基材之間；及多數呈圓珠狀且體積相等的彈性粒子，均勻混合於該膠液內，而使各該彈性粒子間隔於所述第一光學基材與第二光學基材之間，且位於同一平面上。
2. 如申請專利範圍第1項所述光學基材之貼合結構，其中該膠液每公克包含有10顆以上彈性粒子。
3. 如申請專利範圍第1項所述光學基材之貼合結構，其中該彈性粒子之硬度係小於或等於所述第一光學基材與第二光學基材。
4. 如申請專利範圍第1項所述光學基材之貼合結構，其中該彈性粒子之透光率係為該膠液之透光率的95%至100%。
5. 如申請專利範圍第1項所述光學基材之貼合結構，其中該彈性粒子之折射率係為1.46至1.52。