具有高转写率的微结构光学板的制造方法及其成型装置的制作方法

专利名称：具有高转写率的微结构光学板的制造方法及其成型装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微结构光学板的制造方法及其成型装置，特别是涉及一种例如扩散板、导光板、或其它具有不同光学效果的光学板，并且是具有高转写率的微结构光学板的制造方法及其成型装置。
背景技术：
参阅图1，在特开2001-113538的日本公开专利案中，揭示一种在光学膜上成型微结构的技术，其是将一绕曲成卷筒状的光学膜基材I引取拉出，并在该基材I表面涂布一层紫外光硬化树脂10，接着在通过一表面具微结构图案的转写滚轮11压印时同时用一光照设备12照光，并加上后续的压延膜贴步骤(图未示)而形成一表面具突出微结构13的多
层光学膜。其中，在转写滚轮11压印并输送该光学膜基材I的过程中，必需让已涂布其上的紫外光硬化树脂10有一段光照模制成型期。因此乃是利用该基材I与其上的紫外光硬化树脂10被弯折输送进入该转写滚轮11时，会一同弯弧覆贴在该转写滚轮11的下半部轮面上，同时利用该紫外光硬化树脂10可流入该转写滚轮11表面微结构凹穴的模制阶段进行光照硬化的步骤，使该紫外光硬化树脂10有充分的时间硬化成型为微结构13。所述光学膜由于厚度极薄(小于0. 3毫米)，其挠曲性及成型性较佳，制备过程中就可充分地弯弧覆贴在滚轮轮面上，因此在制作表面上的微结构时较为简易。然而在一般液晶显示器(Liquid Crystal Display)的背光模组(Back lightmodule)中的光学板，例如光扩散板、导光板，如果要在其表面形成微结构，由于已成型的光学板材无法直接弯折以弧曲的型态充分覆贴于滚轮轮面上，因此，实际转写于光学板材表面的微结构形状与预定形状不同而影响光学性质，此即为转写率不足，故前述特开2001-113538所公开的制造光学膜表面微结构的技术,不适用于制作具有表面微结构的光学板。

发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于制作具有高转写率的表面微结构的光学板的制造方法，通过适当调控一模头压出的熔融态树脂原料接触至一转写滚轮时的温度，而可让该熔融态树脂原料维持较佳的高温可挠曲性以弯折覆贴于该转写滚轮的轮面上，并且搭配一高流动性的光敏树脂材料容易填满该转写滚轮的转写微结构中的特性，提升转写率而可获得本发明的微结构转写率高的微结构光学板的制造方法。于是，本发明一种具有高转写率的微结构光学板的制造方法，配合一成型装置来制造一微结构光学板，所述成型装置包含一可压出熔融的树脂原料的模头、二个间隔的压制滚轮、一个位于所述压制滚轮下游处的转写滚轮，以及一光照设备，该转写滚轮的轮面上具有多个转写微结构，相邻的转写微结构之间共同界定一成型空间。该具有高转写率的微结构光学板的制造方法，包含
—压出步骤将该模头内的树脂原料压出并通过所述两压制滚轮之间，被压制滚轮滚压后的树脂原料的表面平坦，并与该转写滚轮接触而弧覆于该转写滚轮的轮面上并受该转写滚轮滚压带动，其中，该树脂原料与转写滚轮接触时的温度控制在该树脂原料的Tg°C Tg+100°C (Tg表示玻璃化转变温度)范围内；一充填步骤使一可受光照而硬化的光敏树脂材料注入所述成型空间，并使成型空间受该弧覆于该转写滚轮轮面的树脂原料所覆盖；及一光照成型步骤使该光照设备发出的光线朝该转写滚轮照射，并使充填于成型空间内的光敏树脂材料受到光照而硬化成型。较佳地，本发明所述微结构光学板的成型装置，还包含一个位于该转写滚轮的一侧的反射镜。而该光照设备位于该反射镜的一侧并与该转写滚轮的位置错开，该光照设备发出的光线可以被该反射镜反射而朝该转写滚轮照射。因此在本发明制造方法中的光照成 型步骤，较佳地是由该反射镜将光照设备的光线反射而照射该转写滚轮。本发明使该光照设备与转写滚轮的位置错开，可以避免转写滚轮上的光敏树脂材料向下滴落而污染光照设备。本发明还提供具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其中所述制造方法配合成型装置来制造微结构光学板，所述成型装置包含一个可压出熔融的树脂原料的模头、相间隔的一个压制滚轮及一个转写滚轮、一个反射镜，以及一个光照设备，所述转写滚轮的轮面上具有多个转写微结构，相邻的转写微结构之间共同界定一个成型空间，所述具有高转写率的微结构光学板的制造方法，包含压出步骤将所述模头内的树脂原料压出通过所述相间隔的压制滚轮及转写滚轮之间，树脂原料并与所述转写滚轮接触而弧覆于转写滚轮的轮面上并受转写滚轮滚压带动，其中，所述树脂原料与转写滚轮接触时的温度控制在所述树脂原料的Tg°C Tg+100°C (Tg表示玻璃化转变温度)范围内；充填步骤使一可受光照而硬化的光敏树脂材料注入所述成型空间，并使成型空间受该弧覆于转写滚轮轮面的树脂原料所覆盖；及光照成型步骤使所述光照设备发出的光线被该反射镜反射而朝所述转写滚轮照射，并使充填于成型空间内的光敏树脂材料受到光照而硬化成型。本发明的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其中所述成型装置还包含一个位于所述转写滚轮的一侧的反射镜，所述光照成型步骤是使所述光照设备发出的光线被所述反射镜反射而朝所述转写滚轮照射，进而使充填于所述成型空间内的光敏树脂材料受到光照而硬化成型。本发明的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其中所述两压制滚轮为上下设置。本发明的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，所述微结构光学板的厚度为0. I 10毫米。本发明另外的目的是提供具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其中所述光敏树脂材料是利用喷涂方式注入，其喷涂速度为50立方厘米/分钟 米 1200立方厘米/分钟 米。本发明的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其中所述反射镜位于该转写滚轮的一侧，并邻近所述树脂原料弧覆于转写滚轮的轮面处。此外，本发明还提供微结构光学板的成型装置，包含一个可压出熔融的树脂原料的模头，所述成型装置还包含两个压制滚轮，彼此间隔地位于所述模头的下游处，用于滚压由所述模头压出的树脂原料；一个转写滚轮，位于所述压制滚轮的下游处，并滚压从所述压制滚轮输送而来的树脂原料，所述转写滚轮的轮面上具有多个 转写微结构，相邻的转写微结构之间共同界定一个成型空间；一个反射镜，位于所述转写滚轮的一侧；及一个光照设备，位于所述反射镜的一侧并与所述转写滚轮的位置错开，所述光照设备发出的光线被所述反射镜反射而朝所述转写滚轮照射。本发明所述的微结构光学板的成型装置，其中所述两压制滚轮为上下设置。本发明的压出步骤是以压出机等设备将树脂原料压出，并且经该模头押成熔融状树脂原料，较佳料温为170°C 260°C。上述压出的树脂原料是具有光学性质且可做为光学板的树脂，其种类并无限制，具体例为(甲基)丙烯酸系树酯、聚碳酸酯树脂(PC树脂)、苯乙烯树脂(PS树脂)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物(MS树脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚合物(AS树脂)、环状烯烃聚合物(C0C树脂)、聚对苯二甲酸乙二酯(PETG树脂)等。上述所谓的(甲基)丙烯酸酯系树脂，表示丙烯酸酯系树脂及/或甲基丙烯酸酯系树脂，是由(甲基)丙烯酸酯系单体所形成的聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacerylate,简称PMMA),上述(甲基)丙烯酸酯系单体，是表示丙烯酸酯系单体及/或甲基丙烯酸酯系单体，包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、正-丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯等单体，其中以甲基丙烯酸甲酯单体及丙烯酸甲酯单体为佳。上述树脂原料中可添加各种添加剂例如光扩散剂、萤光剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等。上述光扩散剂具体实例为无机微粒子及有机微粒子；无机微粒子例如硫酸钡(BaSO4)、二氧化钛(TiO2)等微粒子；而有机微粒子例如聚苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸系树月旨、有机娃氧烧树脂微粒子等。本发明该模头内的熔融态树脂原料的压出速度视所需光学板的厚度来决定，树脂原料压出后与转写滚轮接触，其中，树脂原料与转写滚轮接触时的温度控制在树脂原料的Tg°C Tg+100°C (Tg表示玻璃化转变温度)范围内，较佳在Tg°C Tg+80°C范围内，更佳在Tg°C Tg+60°C范围内；如此可让树脂原料维持较佳的高温可挠曲性以弯折覆贴于该转写滚轮的轮面上。本发明的树脂原料与转写滚轮接触时的温度控制方法，较佳是使模头内的该树脂原料压出后，经冷却后再与该转写滚轮接触，使接触时的温度控制在该树脂原料的Tg°C Tg+100°C范围内。当与转写滚轮接触的树脂原料温度太高时，将使树脂原料流动性大，过度软化；当温度太低使树脂原料提早变硬，两者均不利于微结构的成型。上述冷却过程可在一般空气中或冷却空气中或以冷风吹等环境下实施。本发明的树脂原料与转写滚轮接触时的温度是指树脂原料的平均温度，平均温度由接触到转写滚轮时的树脂原料的中央处，及其树脂原料两侧往内各距离四分的一处，共三点的平均值，其测定方式不限制，可使用红外线感温器、光学感温器、辐射感温器或比色感温器等仪器测量。本发明的转写滚轮具有多个转写微结构，在相邻的转写微结构之间共同界定前述成型空间，此成型空间即为所欲成型的光学板的微结构形状，上述成型空间是指相邻两个转写微结构最高点两者相连而成的空间，上述微结构形状不限制，可为三角形镜(prismlens)、半圆形镜(lenticular lens)等形状。本发明被压出的树脂原料在接触转写滚轮时，因为树脂原料尚未完全冷却定型，故可以顺着转写滚轮的形状弧覆于转写滚轮的轮面上并受转写滚轮所滚压带动。本发明的压出步骤同时还具有整平效果，透过压制滚轮滚压使树脂原料表面平整，因此在后续的充填步骤中，光敏树脂材料可以均匀涂布在树脂原料表面，有利于成型出的微结构均匀性与一致性，并提高结构转写率。本发明的树脂原料经转写滚轮压印时，受限于树脂原料本身的特性，例如粘性、流 动性，加上树脂原料呈现熔融态的时间若太短就会提早冷却定型，但时间若太长又不适宜压制定型。因此，为了获得高转写率的微结构，所述转写滚轮的转速较佳为I 20米/分钟，更佳为2 10米/分钟，最佳为3 5米/分钟的速度压出。本发明可在与该转写滚轮相邻的上游处配置有至少一压制滚轮，压制滚轮是作为压制光学板使转写滚轮顺利转写微结构于光学板上，转写滚轮与压制滚轮之间的距离不限制，可视光学板的厚度而调整。另外，该转写滚轮的温度较佳为30°C 100°C，而压制滚轮温度较佳为70°C 120°C，除此之外还可配置至少一个镜面滚轮位于该转写滚轮的下游位置，所述镜面滚轮的结构形态与前述压制滚轮相同，表面平坦而不具有任何微结构，该镜面滚轮与转写滚轮配合滚压光学板，使微结构顺利转写，其温度为50°C 100°C。另外还可配置至少一个输送滚轮及至少一个引取滚轮来带动光学板的移动。上述滚轮的材质不限制，可为金属、橡胶等材质。前述树脂原料经过转写与压制滚轮时仍需在高温的状态下并具备可挠曲性，才能以弯折弧曲的形态通过。因此，所述滚轮温度如果太低，将使树脂原料冷却而容易于输送过程中产生裂缝，而滚轮温度若太高，树脂原料流动性太高也不利于微结构的成型。本发明的光学板可包括光扩散板、导光板等，光学板的厚度并不限制，较佳为0. I 10毫米(mm)。光学板的厚度是指微结构最高点至光学板另一不具微结构面的垂直距离。上述光学板的厚度可由该模头内树脂原料压出速度大小、转写滚轮与压制滚轮之间的距离及转写滚轮的转速快慢等方式来控制。本发明的充填步骤中，由于所述光敏树脂材料具有受特定光源照射而硬化的特性，其流动性高的特性可充分注入转写滚轮的成型空间内，并且经光照射后硬化形成较接近预定形状的微结构。所述成型空间受该弧覆于转写滚轮轮面的树脂原料所覆盖，是首先将上述可受光照而硬化的光敏树脂材料注入该成型空间内并顺着转写滚轮的转动而移动；另外，上述压出的树脂原料经转写滚轮后弧覆于其轮面上，并经该转写滚轮带动该树脂原料移动，将先前注入在该成型空间的光敏树脂材料封闭覆盖。再者，所述光敏树脂材料注入成型空间的注入方式不限制，可使用喷涂(Spray)、挤出(Extrude)等方式,光敏树脂材料注入速度宜适当调整,使其能均勻地注入该成型空间。光敏树脂材料注入的速度如果太快，将无法均匀地流动于整个成型空间内；如果注入速度太慢，光敏树脂材料就无法配合整个制程速度而确实充填该成型空间。光敏树脂材料注入速度较佳地为50立方厘米/分钟 米 1200立方厘米/分钟 米(单位时间及单位宽幅的注入量)，上述宽幅是指压出后的树脂原料的宽度。本发明的光敏树脂材料必需兼具流动性佳及受光照射易于硬化的特性，所述光敏树脂材料也就是能够受到光照射而进行光交联(Cross-linking)反应并硬化的材料，具体例如可以受到紫外光(UV光)照射而硬化的紫外光硬化胶、可以受到红外光(IR)照射而硬化的红外光硬化胶，或是可以受到卤素光照射而硬化的卤素光硬化胶。在本发明实施例中，光敏树脂材料是使用紫外光硬化胶，其组成并不限定，其具体例包含(a)丙烯酸类系树脂(Acrylic resin),其使用量为40重量％ 50重量％;(b)自由基光引发剂(Free radical photo-initiator),其使用量为5重量％ 15重量自由基光引发剂的具体例为三甲基苯甲酰基氧化膦(Trimethyl BenzoylPhosphine Oxide) (TPO)、2-甲基-1_[4_(甲硫基)苯基]_2_吗啉代丙烷-I-酮(2-Methyl-l-[4-(Methylthio) phenyl]-2-Morpholino Propan-l-one) (Ciba Irgacure·907)、异噻吨酮(Isothioxanthone) (ITX),或此等的组合；(c)反应性丙烯酸类交联树脂(Reactive acrylic cross-linking resin),其使用量为 40 重量 50 重量,反应性丙烯酸类交联树脂的具体例为二 -三轻甲基丙烧四丙烯酸酯(Di-TrimethylolpropaneTetraacrylate) (SR-355)、二季戍四醇一轻基五丙烯酸酯(DipentaerythritolMonohydroxy Pentaacrylate) (SR-399)、乙氧基双酌'A 二丙烯酸酯(EthoxylatedBisphenol A Diacrylate) (SR-349),或此等的组合。在一般的场合，例如微结构为三角形镜，具有集光作用时，本发明的光敏树脂材料，其折射率与树脂原料折射率的差异以不大于0. 05为较佳，更佳为不大于0. 03，最佳为不大于0. 01。在其他场合,例如微结构的目的是在分散光线时,光敏树脂材料的折射率与树脂原料折射率可有较大的差异。本发明的光照成型步骤使该光敏树脂材料受该光照设备的光照射而硬化成型；上述使用的光照设备是指能提供包括紫外光(UV)、红外光(IR)或卤素光等设备，其光线必需配合所使用的光敏树脂材料，因此当该光敏树脂材料为紫外光硬化胶时，该光照设备发出紫外光；当该光敏树脂材料为红外光(或卤素光)硬化胶，该光照设备发出红外光(或卤素光)。所述光照设备的光功率为100瓦/厘米(W/厘米) 1000瓦/厘米。另外，该光照设备后方也可置一曲面反光罩，使该光照设备射出的光源更均匀。而该反射镜的设计并不限制，只要能将光照设备的光线均匀反射至该光敏树脂材料，并利用该光照设备的光照射而使该光敏树脂材料硬化成型就可以，该反射镜可为三角形结构、圆形结构、前低后高并且两侧边为倾斜0 30度的梯形结构,其中较佳为前低后高并且两侧边为倾斜0 30度的梯形结构，可将灯管边缘发出的光往外延伸照射面积，使光线的收光面范围较大且较均匀。本发明微结构光学板的转写率测定是取光学板具微结构的一面宽约I厘米的长条形样品，置于光学显微镜下测量光学板的微结构高度与转写滚轮的成型空间的高度比值，该转写率较佳在95%以上，更佳在97%以上，最佳在99%以上。本发明的有益效果在于通过适当调控模头压出的树脂原料接触至转写滚轮时的温度，而可让树脂原料维持较佳的高温可挠曲性以弯折覆贴于转写滚轮的轮面上，搭配该压出步骤使树脂原料表面平整并使光敏树脂材料能均匀涂布，而且高流动性的光敏树脂材料容易填满所述成型空间，并设置反射镜使光照设备不被污染，其目的都是用于提高微结构转写率，转写率可以提升到95%以上，而可获得本发明的微结构转写率高的微结构光学板。


图I是一种已知光学膜被制造时的示意图；图2是一装置示意图，显示本发明具有高转写率的微结构光学板的制造方法的一较佳实施例，主要是配合本发明的一个微结构光学板的成型装置来制造该微结构光学板；
图3是一立体图，主要显示该较佳实施例的一光照设备与一反射镜；图4是图2的局部放大图；图5是该制造方法的较佳实施例的步骤流程图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。参阅图2、3、4，本发明具有高转写率的微结构光学板的制造方法的较佳实施例，是通过一成型装置3来制造一个具有多个微结构212的微结构光学板2，本实施例的微结构光学板2为一种光扩散板但不限于此，所述成型装置3包含一个容装一树脂原料5的模头31、一滚轮单元32、一光敏树脂材料填充瓶33、一光照设备34，以及一反射镜35。在此定义一个由上游指向下游的生产线进行方向4，在本实施例中，左侧为上游处，右侧为下游处。其中，该滚轮单元32包括二个位于该模头31的下游处且上下间隔的压制滚轮322、322’、一个间隔地位于压制滚轮322、322’下游处的转写滚轮321、一个位于转写滚轮321下游处的镜面滚轮324，以及多个依序沿着生产线进行方向4排列在镜面滚轮324的下游处的输送滚轮323。该转写滚轮321的轮面上具有多个突出的转写微结构326，相邻二个转写微结构326之间都共同界定一成型空间30。所述压制滚轮322、322’及镜面滚轮324为相同形态的滚轮，其表面皆平坦、不具有任何微结构。所述光敏树脂材料填充瓶33设置在该转写滚轮321的上方，其内部容装一光敏树脂材料6，本实施例所使用的材料是可受到紫外光(UV光)照射而硬化的紫外光硬化胶。该反射镜35设置在该转写滚轮321的一侧，具体而言，是设置在转写滚轮321下方，并邻近该树脂原料5弧覆于转写滚轮321的轮面处，该反射镜35的具体结构如图3所示，其一邻近该光照设备34的表面351约呈梯形，其一反光面352为前低后高并且包括两个位于侧边且倾斜角度为0 30度的侧反光面部353。所述反光面352前低后高是指邻近该光照设备34的一侧较低，远离该光照设备34的一侧较高。侧反光面部353将光照射备34的灯管边缘发出的光反射如光线A所示，借此形成较为往外延伸照射的光照范围。该光照设备34位于该反射镜35的一侧，用于提供紫外光照射，并包括多个能发出紫外光的紫外光灯341，以及一个位于所述紫外光灯341的后方且弧曲的反光罩342，用于使紫外光灯341射出的光源更均匀。参阅图2、4、5，本发明具有高转写率的微结构光学板的制造方法，包含以下步骤
(I)压出步骤71 :将该模头31内的树脂原料5由模头31底端的开口压出，并且是以熔融态的板状型态被压出，此时其料温约为240°C，其压出的速度约为700公斤/小时。本实施例的树脂原料5为苯乙烯树脂，其玻璃化转变温度(Tg)约为105°C。使被压出的树脂原料5先在空气中冷却后，再通过所述两压制滚轮322、322’之间，由于压制滚轮322、322’具有平坦表面，因此被压制滚轮322、322’滚压后的树脂原料5的表面平坦均匀。接着树脂原料5于一接触位置8接触到转写滚轮321后，会弧覆于该转写滚轮321的下方的轮面上并受该转写滚轮321滚压带动朝生产线进行方向4移动。本实施例的上方压制滚轮322的温度为80°C，并朝逆时钟方向转动，下方压制滚轮322’的温度为80°C，并朝顺时钟方向转动，该转写滚轮321的温度为70°C，并以4米/分钟的转速朝逆时钟方向转动，而位于该转写滚轮321的下游处的镜面滚轮324的温度为 60。。。该树脂原料5向下抵达、并接触到转写滚轮321时的平均温度为120°C。本实施例中，平均温度的定义是由接触到转写滚轮321时的树脂原料5的中央处，及该树脂原料5两侧往内各距离四分之一处，共三点的温度值，以红外线感温器测量后取其平均值而得。(2)充填步骤72 :该树脂原料5被该模头31压出及被注入该下方压制滚轮322’与转写滚轮321间的同时，使该光敏树脂材料填充瓶33内的光敏树脂材料6向下喷涂而流注于该转写滚轮321相邻的转写微结构326之间的成型空间30，并使该成型空间30受该弧覆于转写滚轮321轮面的树脂原料5所覆盖。该光敏树脂材料6的喷涂速度为600立方厘米/分钟 米。随着转写滚轮321的转动，光敏树脂材料6会注入于该树脂原料5及该转写滚轮321的表面之间。且该树脂原料5在前述各制造条件的配合下，以适当的温度及可挠曲度稳定地弧弯贴覆于转写滚轮321下半圆并被持续输送。(3)光照成型步骤73 :通过该光照设备34提供光照射，光照设备34发出的光线被该反射镜35反射而朝该转写滚轮321照射，使该被充填于成型空间30内的光敏树脂材料6受到光照而硬化成型。因此，当树脂原料5被转动的压制滚轮322、322’及转写滚轮321带动而输送时，树脂原料5被压制成板状，但由于树脂原料5无法充分流动并将所述成型空间30完全填满，使该成型空间30中形成空隙301 (图4)。然而，所述同时喷涂于转写滚轮321表面的光敏树脂材料6在经转写滚轮321的滚压过程中，会受到树脂原料5的挤压，并配合该光敏树脂材料6相对于树脂原料5具有较佳的流动性，因此容易流动并填补空隙301，进而充分流入填满所述成型空间30。透过上述步骤，该微结构光学板2就成型完毕，并且该光敏树脂材料6经光照射硬化后成为所述微结构212的一部分。成型后的微结构光学板2受到输送滚轮323的带动而继续往该生产线进行方向4传送，所述输送滚轮323的温度为室温，该微结构光学板2被输送滚轮323输送带动的同时会逐渐地冷却。本实施例的微结构212高度为300微米m)，相邻微结构212的最高点间的距离(一般称为pitch)为350微米。本实施例制成的微结构光学板厚度约为0. 7毫米(mm)。需要说明的是，当较高温的树脂原料5接触温度较低的压制滚轮322、322’及转写滚轮321时，自然就会逐渐硬化，而光敏树脂材料6必需在所述滚轮转动滚压的过程中，由该光照设备34提供UV光照射而硬化。在本实施例中，光照设备34的UV光功率为240瓦
/厘米。本发明光敏树脂材料6必需选用具有良好流动性的材料，以利于流动填补所述成型空间30中的空隙301，而且因为各个滚轮具有一定的转速，所以光敏树脂材料6还要能够配合生产作业而快速硬化，由于其配合光照就可以快速硬化，因此该光敏树脂材料6的使用不会影响到制程速度，使本发明具有与一般生产线相同的生产速度。值得一提的是，步骤71在压出树脂原料5的同时还具有整平效果，透过压制滚轮322、322’滚压使树脂原料5表面平整，因此在步骤72中，光敏树脂材料6可以均匀地涂布在树脂原料5表面，有利于成型出的微结构均匀性与一致性，并提高微结构转写率。另外，本发明额外设置该反射镜35将光照设备34的光线朝上反射，目的在于使光照设备34与转写滚轮321的位置错开，使光照设备34不位于该转写滚轮321的正下方，避免转写滚轮321 上的光敏树脂材料6向下滴而污染该光照设备34，因为一旦光照设备34污染，一方面较难以清洁，一方面会减弱其出光效能，进而影响光敏树脂材料6的固化制程，降低转写率。综上所述，通过适当调控模头31压出的树脂原料5接触至转写滚轮321时的温度，而可让树脂原料5维持较佳的高温可挠曲性以弯折覆贴于转写滚轮321的轮面上，搭配该压出步骤使树脂原料5表面平整并使光敏树脂材料6能均匀涂布，而且高流动性的光敏树脂材料6容易填满所述成型空间30，并设置反射镜35使光照设备34不被污染，其目的都是用于提高微结构转写率，转写率可以提升到95%以上，而可获得本发明的微结构转写率高的微结构光学板2。本发明的制造方法简单、易于施行，而且是在不改变光学板原始生产流程的情况下进行，因此能应用于现有的制程设备与生产流程，对产业利用有相当大的助益。
权利要求
1.一种具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述制造方法配合成型装置来制造微结构光学板，所述成型装置包含一个可压出熔融的树脂原料的模头、二个间隔的压制滚轮、一个位于所述压制滚轮下游处的转写滚轮、以及一个光照设备，所述转写滚轮的轮面上具有多个转写微结构，相邻的转写微结构之间共同界定一个成型空间，所述具有高转写率的微结构光学板的制造方法，包含 压出步骤将所述模头内的树脂原料压出并通过所述两压制滚轮之间，被压制滚轮滚压后的树脂原料的表面平坦，并与所述转写滚轮接触而弧覆于所述转写滚轮的轮面上并受所述转写滚轮滚压带动，其中，所述树脂原料与转写滚轮接触时的温度控制在所述树脂原料的Tg°C Tg+100°C范围内，Tg表示玻璃化转变温度； 充填步骤使一个可受光照而硬化的光敏树脂材料注入所述成型空间，并使成型空间受所述弧覆于所述转写滚轮轮面的树脂原料所覆盖；及 光照成型步骤使所述光照设备发出的光线朝所述转写滚轮照射，并使充填于成型空间内的光敏树脂材料受到光照而硬化成型。
2.根据权利要求I所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述成型装置还包含一个位于所述转写滚轮的一侧的反射镜，所述光照成型步骤是使所述光照设备发出的光线被所述反射镜反射而朝所述转写滚轮照射，进而使充填于所述成型空间内的光敏树脂材料受到光照而硬化成型。
3.根据权利要求I所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述两压制滚轮为上下设置。
4.根据权利要求I所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述微结构光学板的厚度为0. I 10毫米。
5.根据权利要求I所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述树脂原料与所述转写滚轮接触时的温度控制在所述树脂原料的Tg°C Tg+80°C范围内。
6.根据权利要求5所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述树脂原料与所述转写滚轮接触时的温度控制在所述树脂原料的Tg°C Tg+60°C范围内。
7.根据权利要求I所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述光敏树脂材料为紫外光硬化胶，所述光照设备为紫外光光照设备。
8.根据权利要求I所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述光敏树脂材料是利用喷涂方式注入，其喷涂速度为50立方厘米/分钟 米 1200立方厘米/分钟 米。
9.一种具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述制造方法配合成型装置来制造微结构光学板，所述成型装置包含一个可压出熔融的树脂原料的模头、相间隔的一个压制滚轮及一个转写滚轮、一个反射镜、以及一个光照设备，所述转写滚轮的轮面上具有多个转写微结构，相邻的转写微结构之间共同界定一个成型空间，所述具有高转写率的微结构光学板的制造方法，包含 压出步骤将所述模头内的树脂原料压出通过所述相间隔的压制滚轮及转写滚轮之间，树脂原料与所述转写滚轮接触而弧覆于转写滚轮的轮面上并受转写滚轮滚压带动，其中，所述树脂原料与转写滚轮接触时的温度控制在所述树脂原料的Tg°C Tg+100°C范围内，Tg表示玻璃化转变温度；充填步骤使一可受光照而硬化的光敏树脂材料注入所述成型空间，并使成型空间受所述弧覆于转写滚轮轮面的树脂原料所覆盖；及 光照成型步骤使所述光照设备发出的光线被所述反射镜反射而朝所述转写滚轮照射，并使充填于成型空间内的光敏树脂材料受到光照而硬化成型。
10.根据权利要求9所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述光敏树脂材料为紫外光硬化胶，所述光照设备为紫外光光照设备。
11.根据权利要求9所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所述光敏树脂材料是利用喷涂方式注入，其喷涂速度为50立方厘米/分钟 米 1200立方厘米/分钟 米。
12.根据权利要求9所述的具有高转写率的微结构光学板的制造方法，其特征在于，所 述反射镜位于所述转写滚轮的一侧，并邻近所述树脂原料弧覆于转写滚轮的轮面处。
13.—种微结构光学板的成型装置，包含一个可压出熔融的树脂原料的模头；其特征在于，所述成型装置还包含 两个压制滚轮，彼此间隔地位于所述模头的下游处，用于滚压由所述模头压出的树脂原料； 一个转写滚轮，位于所述压制滚轮的下游处，并滚压从所述压制滚轮输送而来的树脂原料，所述转写滚轮的轮面上具有多个转写微结构，相邻的转写微结构之间共同界定一个成型空间； 一个反射镜，位于所述转写滚轮的一侧；及 一个光照设备，位于所述反射镜的一侧并与所述转写滚轮的位置错开，所述光照设备发出的光线被所述反射镜反射而朝所述转写滚轮照射。
14.根据权利要求13所述的微结构光学板的成型装置，其特征在于，所述两压制滚轮为上下设置。
全文摘要
一种具有高转写率的微结构光学板的制造方法及其成型装置，所述制造方法是将一模头内的高温树脂原料压出，然后将其注入二个间隔的压制滚轮使树脂原料被滚压而表面平坦，接着该树脂原料受到一转写滚轮滚压，并注入一可受光照而硬化的光敏树脂材料以流动于该树脂原料与该转写滚轮的表面间并提供光照。通过适当调控该模头压出的料温，及树脂原料接触至转写滚轮时的温度，而可让树脂原料维持较佳的高温可挠曲性以弯折覆贴于转写滚轮的轮面上，搭配高流动性并受光照而硬化成型的光敏树脂材料，可获得微结构转写率高的微结构光学板。
文档编号G02B5/02GK102759764SQ201110164819
公开日2012年10月31日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年4月25日
发明者王崇豪, 郭俊良, 陈信宏 申请人:奇美实业股份有限公司