TWI391745B

TWI391745B - Microstructure optical plate and its marking manufacturing method

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Publication number: TWI391745B
Application number: TW98134607A
Authority: TW
Original assignee: Chi Mei Corp
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2013-04-01
Also published as: TW201113597A

Description

具微結構光學板及其標記製造方法

本發明是有關於一種光學板及其標記製造方法，特別是指兼具集光及/或光擴散功能的具微結構光學板，及製造該具微結構光學板並同時形成標記圖案的標記製造方法。

擴散板是一種應用於電子產品的光學板，用於將光源的光線擴散霧化，使螢幕呈現亮度均勻之畫質，而不同電子產品對於螢幕畫質需求不同，因此擴散板製造廠商製造擴散板時，會依下游廠商之需求而製造出具有不同的光穿透度的擴散板，該等擴散板的光穿透度雖然不同，但是外觀皆呈現相同的薄片狀而難以分辨，當下游廠商不慎將不同穿透度的擴散板弄混淆時，可以利用一儀器測量擴散板之穿透度，以區別出不同的擴散板。

然而，為了達到顯示器輕薄化、降低成本等目的，目前有許多將顯示器模組中的擴散板之光擴散效果，以及增亮膜之集光效果整合成一光學板的開發研究。具有集光及/或光擴散效果的擴散板，其遠離光源之表面形成有多數個微結構，所述微結構例如稜柱狀、弧突狀、金字塔狀等規則花紋及/或不規則花紋等形狀，製造廠商亦是依下游廠商需求而製造出各種具有不同微結構的擴散板。

具有微結構的擴散板在外觀上亦呈薄板狀，其微結構非常微小，目視不易進行區別，而且其光穿透度也約略相同，如此就不能藉由儀器測量透光度來辨別，所以此種擴散板製造完成後，會在其二個反向表面貼上保護膜，所述保護膜一方面可以保護微結構，一方面可製作成不同顏色來作為不同擴散板之間的區別辨識，因此下游廠商拿到擴散板時，就可以藉由保護膜來辨別。

惟，貼上保護膜需要花費時間，同時會增加擴散板的製造成本，為了降低製造成本，目前有許多製造廠商已取消貼膜動作，但是如此卻增加下游裝配廠商區別不同擴散板之困難性。

因此，本發明之目的，即在提供一種具有標記圖案而易於辨識的具微結構光學板及其標記製造方法。

於是，本發明具微結構光學板，其係具有複數個位在該具微結構光學板之一表面的微結構，及至少一個位在該光學板之另一表面的標記圖案，且該另一表面不具有微結構或具有不規則花紋。

本發明具微結構光學板之標記製造方法，其係使該具微結構光學板經過一表面具有一標記件之標記滾輪單元，且該標記滾輪單元轉動使該標記件接觸該具微結構光學板之表面，在該具微結構光學板表面形成一個對應該標記件的標記圖案。亦可在具微結構光學板之表面噴塗一噴塗液體，使該具微結構光學板之表面形成該標記圖案。

其中，本發明之具微結構光學板中，該等微結構係為規則或不規則形狀，規則形狀如稜柱狀、金字塔狀、圓柱狀等，可以是具有集光或者擴散光的功能，微結構之功能不須加以限定；不規則形狀如表面作噴砂處理和作一般押花者。該等微結構係經由一個表面具微結構之滾輪及至少一個表面溫度可調整之鏡面滾輪壓製而成。其製造方法為板材由模頭押出後，穿過一個表面具微結構之滾輪及至少一個表面溫度可調整之鏡面滾輪之間，使板材被具微結構之滾輪加壓，將滾輪表面上之微結構形狀以熱轉印方式壓製在板材上。可視需要，增加鏡面滾輪之數量，以對板材溫度作最佳的控制。

本發明較佳之實施方法，係可於線上生產過程中，就一併進行標記作業，使該具微結構光學板之其中一表面具有該標記圖案，標記圖案可以是壓印方式形成，也可以是以液體塗布形成，標記圖案之型態不須限定。上述方法可以與原生產線設備配合，並且具有製程簡單方便之優點。

本發明之一最佳實施例，係在微結構壓製製程中最末端的鏡面滾輪上黏貼本發明之標記件，鏡面滾輪之表面溫度控制在90~150℃，當鏡面滾輪轉動到使標記件接觸到板材時，板材即被滾輪加壓而形成凹陷之標記圖案，其凹陷深度為10~300μm，更佳為20~200μm，最佳為50~150μm。

該標記件厚度為20~2000μm，更佳為30~1000μm，最佳為40~500μm。其材質可為聚亞胺類之防焊膠帶、聚四氟乙烯膠帶，或聚四氟乙烯與玻璃纖維摻混之膠帶，利用其背面之背膠而黏結於鏡面滾輪之表面，該背膠及標記件本身為耐熱材質，在高溫下不會融出，且同時具備耐熱性、電氣特性、機械強度等特性者更佳。

本發明亦可將標記件設置在製程中之輸送滾輪及引取滾輪上，該標記件之高度可為0.5~10mm，更佳為1~8mm，其高度如果太低不易將印記印上，太高則易影響板材輸送，所述標記件之高度，是指標記件設置在該輸送滾輪或引取滾輪之表面時，標記件之表面與滾輪表面之間的距離。當標記件黏結在該等滾輪之表面上時，標記件的高度就是指標記件的厚度，但是該等滾輪之表面也可以設置略微凹陷的凹槽，供標記件嵌入貼合，此時標記件之局部低於滾輪的表面，另一部分凸出於滾輪的表面，因此標記件局部嵌入時，其高度是指標記件凸出部位的厚度。

設置在引取滾輪的標記件除了有高度限制外，為避免引取滾輪施加的高壓太容易將標記件推下，標記件之設計以具斜面構造較佳，此種設計可以減低標記件被引取滾輪撞落的力量。

設置在輸送滾輪及引取滾輪上之標記件可沾附一標記液體，使標記件接觸該具微結構光學板之表面形成標記圖案。該標記液體以透明無色為主，因此對於光學板無光學影響的疑慮。標記液體可選自乾燥後的塗層與該具微結構光學板之反射率的差為0.1～3.0之液體，如果小於0.1將無法辨識，在0.1以上，即可以肉眼辨識，例如抗靜電劑。乾燥後的塗層與具微結構光學板之反射率的差大於3.0則影響光學性質，此種液體例如WD40防銹劑或丙酮等。亦可選用具有紫外光顯色作用之化合物，其在可見光範圍為無色，在可見光區外則可顯色，以UV光照射後可產生藍光或紅光等，可供辨識。由於抗靜電劑是製程本身就有使用，故選此作為標記液體，以濃度調配方式與製程上使用的抗靜電劑做區隔，完全不影響光學板在色度等光學性質上的表現，亦不會影響其光擴散效果。另外螢光劑也是光學板製程常會用到的材料，可藉由濃度調配及簡易之檢驗方式做辨識，故也列入標記液體之選擇。由上述得知，以上作法皆具有不會改變光學板色度等光學性質，亦不會對光擴散效果有影響，故凡具有類似特性的墨水具可納入本發明範圍。

本發明亦可在具微結構光學板經過標記滾輪單元之前，預先於該具微結構光學板之表面塗布一抗靜電層，當標記滾輪單元轉動到使該標記件接觸該抗靜電層，即在該抗靜電層表面形成該標記圖案。此處是因為標記件的擦拭使抗靜電層之塗層變薄，而形成標記，或者是將其擦拭後，將均勻塗層變成不均勻塗層，造成反射率差異而形成可供辨識的標記。

本發明亦可朝該具微結構光學板之表面噴塗一噴塗液體，使其表面形成該標記圖案，所述噴塗液體之性質與前述標記液體相同，該噴塗液體於乾燥後之塗層與該具微結構光學板之反射率的差為0.1～3.0，該噴塗液體可以為抗靜電劑，也可以是具有紫外光顯色作用之液體，例如螢光劑。

本發明較佳的做法是在光學板的製造生產過程，一併進行標記作業。對於各種不同種類的光學板，例如微結構為金字塔狀、稜柱狀、圓弧狀或不規則花紋等不同光學板，可以配合不同圖案之標記件而形成不同圖形之標記圖案，所述標記圖案可以為不同的英文字母，或是不同的幾何圖形，例如圓形、方形、三角形，或是條碼等，如此可以容易辨別出各種不同的具微結構光學板，避免混淆。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之六個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明具微結構光學板10之第一較佳實施例，是一片具有微結構12的擴散板，並包含：一本體單元1，以及數個標記圖案2。

該本體單元1包括一本體11，以及數個設置在該本體11之表面的微結構12。所述本體11之材料主要為樹脂並可另外加入添加劑，所述樹脂較佳為選自聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(MS)，並於其中加入光擴散劑，使該本體11具有擴散霧化光線之功能。該本體11具有反向間隔之一第一面111與一第二面112。

該本體11之第一面111不具有任何微結構，該等微結構12是位於該本體11之第二面112，本實施例之微結構12為表面粗度Ra為5μm之押花，但實施時亦可以為稜柱狀、金字塔狀、向上或向下的弧突狀…等形狀，該等微結構12之形狀不須限定，而且可以為規則也可以為不規則結構，只要能達成光擴散效果即可。

該等標記圖案2設置在該本體11之第一面111，本實施例之標記圖案2為英文字母「B」字型。標記圖案2之凹陷深度為100μm。

需要說明的是，本發明具微結構光學板10之型態不限於本實施例所述，其只要至少一表面具有微結構12即可，具體而言，即為一表面(如本實施例所述的第二面112)具有規則花紋或不規則花紋之微結構12；另一表面(如本實施例所述的第一面111)則可以不具任何微結構，或者也可以具有不規則花紋之微結構。所述標記圖案2必須形成於該第一面111，因為即使該第一面111具有不規則花紋，該標記圖案2並不會影響該具微結構光學板10的光學性質，而標記圖案2不可以設置在第二面112，因為標記圖案2會影響到例如稜鏡之規則花紋結構的光學性質。

參閱圖1、3、4，本發明具微結構光學板10之標記製造方法之第一較佳實施例，配合一光學板製造裝置3來製造該具微結構光學板10，所述光學板製造裝置3包含：一標記滾輪單元31，以及數個設置在該標記滾輪單元31上的標記件32。其中，該標記滾輪單元31包括一個表面具有微結構(圖3省略示出)之滾輪310、二個鏡面滾輪311、數個設置在該等滾輪310與鏡面滾輪311的生產線下游方向4的輸送滾輪312，以及數個設置在該等輸送滾輪312之生產線下游方向4的引取滾輪314(圖中只示出二個)。

該等鏡面滾輪311沿著生產線行進方向而左右相鄰排列，實施時不須限制鏡面滾輪311之數量，只要至少一個鏡面滾輪311之表面溫度可作調整即可。該等輸送滾輪312亦彼此間隔地左右相鄰排列。該等引取滾輪314為兩兩一組地上下排列。所述標記件32是貼在該位於最末端的鏡面滾輪311之表面，厚度為300μm，材質為聚四氟乙烯與玻璃纖維摻混之膠帶。

該具微結構光學板10之標記製造方法包含：

(1)進行步驟51：將該等標記件32彼此間隔地黏貼在該末端的鏡面滾輪311之表面。

(2)進行步驟52：將用於成型該本體11之樹脂原料及相關添加劑，以及成型該等微結構12之原料，注入該等滾輪310與鏡面滾輪311之間，使原料受到滾輪310與鏡面滾輪311轉動作用，而壓製形成板狀的本體11及該等微結構12，所述微結構12是由該滾輪310表面且圖未示出之微結構所壓製成型，此時該本體11與微結構12仍呈現軟化狀態。需要說明的是，為了方便示意，圖3只以一板片狀示意該本體單元1，並未示意出該等微結構12之形狀。

(3)進行步驟53：軟化的本體單元1被輸送至最末端的鏡面滾輪311時，利用該鏡面滾輪311之高溫熱量，約為90℃左右，使該等標記件32貼合對應該本體單元1之第一面111時，即在該第一面111壓印出凹陷之標記圖案2。本實施例之方法是藉由在未完全硬化之板材上壓印出凹陷深度為100μm的標記圖案2。

(4)進行步驟54：該形成有標記圖案2之具微結構光學板10繼續朝該生產線下游方向4傳輸，該等輸送滾輪312在原地轉動的同時，帶動上方之具微結構光學板10持續朝下游方向移動，該本體單元1被輸送移動的同時，逐漸冷卻硬化。當該具微結構光學板10被傳輸到該等引取滾輪314之間，引取滾輪314對該具微結構光學板10施以高壓，其作用為拉動該具微結構光學板10並使其繼續往下游方向輸送。該具微結構光學板10後續會經由裁切、倒角、品檢、包裝等步驟而成為成品，由於該等步驟非本發明之改良重點，故不再詳細說明。

該具微結構光學板10的標記圖案2在一般狀態下不易被觀察到，因此該等標記圖案2不會影響該具微結構光學板10之光學性質，使其應用於顯示器時，標記圖案2亦不會有被觀察到之疑慮。

由於具微結構光學板10為大面積製造，後續還要被裁切成小片，因此本發明使該具微結構光學板10上形成多個標記圖案2，使裁切後的每一小片光學板上，仍可以有至少一標記圖案2，以利辨識。但實施時，也可以僅設置一標記件32並僅成型一標記圖案2，即可達到標記目的。而且本發明各步驟之進行順序，不以本實施例為限制，只要能使各步驟連貫進行即可。

參閱圖1、5，本發明具微結構光學板10之標記製造方法之第二較佳實施例，與該第一較佳實施例大致相同，不同之處在於：本實施例光學板製造裝置3更包含：一個對應地設置在該最末端的輸送滾輪312的下方的盛盤313，該盛盤313內盛裝有一黃色螢光劑溶液作為標記液體。本實施例之標記件32為橡皮材質製成之B字型薄片狀，並設置在該最末端之輸送滾輪312的表面，且彼此間隔地沿該輸送滾輪312之軸向方向而間隔排列，該等標記件32之高度皆為5mm。

本實施例具微結構光學板10之標記製造方法，當該軟化的本體單元1被輸送到該位於最末端的輸送滾輪312時，該輸送滾輪312轉動會沾取下方盛盤313中的標記液體，使該等標記件32沾附標記液體，當輸送滾輪312轉動到使該等標記件32貼合該本體單元1之第一面111時，該第一面111即印上該等標記件32所沾附的標記液體，因而形成該等B字型的標記圖案2，完成該具微結構光學板10之製作，而且該輸送滾輪312每轉動一圈，即於相應的間隔距離印上標記圖案2。

所述標記圖案2在一般狀態下不易被觀察到，只有當紫外光照射該等標記圖案2時，螢光劑材料吸收紫外光並發出可見光而可被觀察到，以作為辨識不同光學板之用。

參閱圖6，本發明具微結構光學板10之第三較佳實施例，與該第一較佳實施例大致相同，同樣包含：一本體單元1，及數個標記圖案2，不同之處在於，本實施例之本體單元1更包括一個形成在該本體11之第一面111的抗靜電層13，而該等標記圖案2是設置在該抗靜電層13之表面。

參閱圖6、7、8，本發明具微結構光學板10之標記製造方法之第三較佳實施例，與其配合的光學板製造裝置3，省略設置該第二較佳實施例中的盛盤313(圖5)，而該等標記件32是設置在該位於最末端之引取滾輪314之表面。本實施例之標記製造方法包含：

(1)進行步驟51：將該等標記件32黏貼在其中一引取滾輪314的表面。

(2)進行步驟52：此步驟與前述第一較佳實施例相同，用於成型該本體11與微結構12，故不再說明。

(3)進行步驟55：表面形成有微結構12的本體11呈軟化的狀態，並被輸送至該等輸送滾輪312上，因而受該等輸送滾輪312之轉動作用而朝生產線下游方向4傳輸。

(4)進行步驟56：塗布標記液體，本實施例之標記液體為抗靜電劑，並且是塗布於該本體11之第一面111，以形成該抗靜電層13。所述抗靜電層13使該具微結構光學板10具有抗靜電作用，可避免灰塵、微粒沾附於具微結構光學板10之表面。需要說明的是，為了方便示意，圖7只以一板片狀示意該本體單元1，並未各別示意出各層體。

(5)進行步驟53、54：該具微結構光學板10被傳輸到該等引取滾輪314之間，此時該抗靜電層13為未完全硬化之狀態，該等引取滾輪314拉動該具微結構光學板10往下游方向輸送，而且該等引取滾輪314轉動的同時，其表面突出的標記件32對該具微結構光學板10之抗靜電層13施予壓力，使該抗靜電層13之局部位置的塗層被標記件32擦去而形成對應於標記件32之標記圖案2，如此即完成該具微結構光學板10之製作。而且隨著該引取滾輪314持續轉動，使該具微結構光學板10上具有數排左右間隔的標記圖案2。

有些光學板之製造過程，會如本實施例所述塗布抗靜電層13，以增加光學板之保護作用，因此本實施例利用引取滾輪314之壓力，於抗靜電層13上壓印形成標記圖案2，使該具微結構光學板10透過該等標記圖案2而可辨識。

本實施例所使用的本體單元1係為甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯樹脂(MS)，使用LAIKO CO. LTD.，Japan GR-225機台測其水平反射率為40.9，塗布中日合成化學Anionic系界面活性劑作為抗靜電層13，並於其乾燥後測得反射率為40.7，所以抗靜電層13之局部位置的塗層會被標記件32擦去，而形成之標記圖案2會有0.2的反射率差。正視該具微結構光學板10並不會觀察到該等標記圖案2，只有將該具微結構光學板10轉動到特角定角度時才會觀察到，因此該等標記圖案2不會影響該光學板於顯示器中的應用。

另一方面，本實施例進行方式與標記原理，也可以類似該第二較佳實施例，此時不須依賴該本體11上塗布抗靜電劑，而是設置一盛裝有標記液體的盛盤於該引取滾輪314下方，使引取滾輪314轉動時，該等標記件32沾附下方盛盤中的標記液體，並印在該本體11之第一面111。亦即，本實施例在應用上有兩種作法，一種可以先將標記液體塗布在該本體單元1之第一面111，再以標記件32擦去形成標記圖案2，另一種則是將標記液體塗布在標記件32上，可以將標記液體轉印於該本體單元1的表面。

參閱圖7、9，需要注意的是，為了避免引取滾輪314施加的高壓容易將標記件32推擠脫落，標記件32之設計以圖9之側視圖所示，邊緣具斜面構造較佳，降低標記件32被引取滾輪314撞落的力量。

參閱圖1、10，本發明具微結構光學板10之標記製造方法之第四較佳實施例，與該第一較佳實施例不同之處在於，本實施例之光學板製造裝置3更包含一設置在該等引取滾輪314之下游位置的噴塗單元33，該噴塗單元33具有數個彼此間隔的噴頭331，噴塗單元33中盛裝有黃色螢光劑溶液作為噴塗液體。本實施例之方法是在該本體單元1受該等引取滾輪314帶動輸送之後，利用該噴塗單元33將黃色螢光劑溶液噴塗於該第一面111，而形成約呈平面狀的標記圖案2。當然，圖案的噴塗間距、大小、形狀皆可由噴塗裝置配合程式化系統來作控制。

以上之較佳實施例，可於線上生產過程中，就一併進行標記作業，使該具微結構光學板10之第一面111具有標記圖案2，可以與原生產線設備配合，並且具有製程簡單方便之優點。

參閱圖1、11，本發明具微結構光學板10之標記製造方法之第五較佳實施例，該光學板製造裝置3更包括三個各別連結該等輸送滾輪312的皮帶34，所述皮帶34皆受到一圖未示出之馬達驅動而轉動，進而帶動該等輸送滾輪312轉動，而該等標記件32是設置在該最末端的皮帶34的表面，因此當皮帶34轉動到使該等標記件32對應該具微結構光學板10之本體單元1時，亦可壓印形成標記圖案2。

此外，供標記件32設置的皮帶，也可以是用於帶動該等引取滾輪314轉動的皮帶，如此同樣可以藉由皮帶之轉動而壓印出標記圖案2。

參閱圖12，本發明具微結構光學板10之第六較佳實施例，與該第一較佳實施例不同之處在於：該第一面111設置有多數個不規則之微結構14，使該第一面111成為具有不規則花紋之表面，而該等標記圖案2形成於該等微結構14之表面。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10．．．具微結構光學板

1．．．本體單元

11．．．本體

111．．．第一面

112．．．第二面

12．．．微結構

13．．．抗靜電層

14．．．微結構

2．．．標記圖案

3．．．光學板製造裝置

31．．．標記滾輪單元

310．．．滾輪

311．．．鏡面滾輪

312．．．輸送滾輪

313．．．盛盤

314．．．引取滾輪

32．．．標記件

33．．．噴塗單元

331．．．噴頭

34．．．皮帶

4．．．生產線下游方向

51~56．．．步驟

圖1是一側視剖視圖，顯示本發明具微結構光學板之一第一較佳實施例；

圖2是該第一較佳實施例之仰視圖；

圖3是一裝置示意圖，顯示一光學板製造裝置用於製造圖1之具微結構光學板；

圖4是本發明具微結構光學板之標記製造方法之一第一較佳實施例之流程方塊圖；

圖5是一裝置示意圖，顯示本發明具微結構光學板之標記製造方法之一第二較佳實施例所使用的光學板製造裝置；

圖6是一側視剖視圖，顯示本發明具微結構光學板之一第三較佳實施例；

圖7是一裝置示意圖，顯示本發明具微結構光學板之標記製造方法之一第三較佳實施例所使用的光學板製造裝置，用於製造圖6之具微結構光學板；

圖8是該第三較佳實施例之流程方塊圖；

圖9示意該光學板製造裝置之一標記件的側視圖；

圖10是一裝置示意圖，顯示本發明具微結構光學板之標記製造方法之一第四較佳實施例所使用的光學板製造裝置；

圖11是一裝置示意圖，顯示本發明具微結構光學板之標記製造方法之一第五較佳實施例所使用的光學板製造裝置；及

圖12是一側視剖視圖，顯示本發明具微結構光學板之一第六較佳實施例。