TWI732275B - 軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明為有關一種軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，尤指片材表面為可經由貼附、塗佈、紫外光固化、切割及分離之作業，來自動使片材表面貼合有軟性元件，並使軟性元件表面成形有異型光學膠脂，藉此具有利用自動化的方式輕易製作出異型光學膠脂之效果，且不須將異型光學膠脂再次進行對位貼合於軟性元件表面之作業，以降低因對位所產生的誤差，同時簡化製造流程，又因切割作業是沿著軟性元件輪廓向下切割出溝槽，所以異型光學膠脂與軟性元件外側邊會呈同一平面，便可更減少對位誤差，進而提升整體製造良率，以使自動化製程順暢，並達到降低製造時間、成本之效用。
Description
本發明係提供一種軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，尤指片材表面經由貼附、塗佈、固化、切割及分離之作業後，可自動使片材表面貼合有軟性元件，且軟性元件表面成形有異型光學膠脂，藉此達到自動化製造，且降低因對位所產生的誤差，進而提升製造良率。
按，現今製造產業面臨勞工需求短缺、加工作業容易對環境造成污染的嚴重問題，並在環保意識高漲、人工與經營所需成本等提高的情況下，以及勞力密集而轉型成技術性密集的壓力，業者大都以生產線自動化技術及治具輔助加工的作業模式來改善經營體質與降低成本，藉此達到縮減人力、節省製造工時而提高產能之目的，且現今物聯網(Internet of things，IoT)及工業4.0(Industry4.0)時代來臨，連網裝置的數量、應用大幅地增加，而且這些連網裝置彼此間的通信與互動等，大多都是在無人介入的情況下自動進行，所以會有越來越多的設備需要在無人操作的情況下自動進行彼此間的協同運作，以完成特定整體製造流程，然而，在無人自動化的操作下，每一個工作站的良率、精準度都十分地重要，才不會因為低良率、精準度而影響作業流暢度，甚至發生停機的情況，導致延誤整體製造流程
。
再者，由於液晶顯示器、觸控面板製作的技術不斷研發與精進，使得新一代的產品應用皆朝向更為輕、薄、省能源、可撓性或曲面以及大尺寸化的方向設計，其目的都是為了能提供人類更寬大的視覺介面與更高解析度的色彩，並為人類帶來極佳的便利性與樂趣，因此，顯示介面已成為產業關注的焦點，相關廠商莫不投注資源開發新的顯示技術、新應用，共同為了提升人類的視覺享受而努力。
然而，目前觸控面板必須裝設於電子產品的表面以供使用者進行觸控輸入與操作，亦或者貼合於顯示面板表面上，以提供顯示觸控功能，而在現有技術中，其顯示器面板與觸控面板主要是透過雙面黏合光學膠布(Optical Clear Adhensive，OCA)或可經由紫外線光照射固化的光學膠脂(Optical Clear Resin，OCR)來黏合為一體，由於，該光學膠脂具有高重工、抑制外部光照與背光所導致的光散射情況之特性，且光學膠脂受到紫外光線(UV光)照射後，亦包括有與玻璃相近的折射率和透光率、耐黃變及柔軟可承受多種不同基板的膨脹收縮率等諸多優點，進而使光學膠脂於實際應用時，可供抵擋貼合時高低溫差變化，藉此使光學膠脂成為各式的觸控面板、大尺寸玻璃基板或其它基板間的貼合與組裝製程中的主流運用。
而該光學膠脂(OCR)在顯示器面板與觸控面板貼合的過程中，其一般廠商主要為利用口字形的光學膠脂來進行塗佈貼合作業，但於實際應用時，其因面板應用種類、款式甚多，導致面板的形狀、尺寸大小也有諸多不同，所以為了確保光學膠脂的貼合、延展性及減少溢膠，
以致於光學膠脂不能一昧使用口字形來進行塗佈貼合，而使光學膠脂必須以異形的塗佈形狀來進行貼合作業，但是，由於一般光學膠脂塗佈的製程中，其須利用狹縫式模具來進行狹縫式塗佈(Slit Coating)，以使面板表面上形成出平整度良好的光學膠脂塗佈層，然而，該異形之光學膠脂過程中，因異形之光學膠脂的形狀、膠層厚度及用量很難透過狹縫式塗佈精准控制，導致容易發生溢膠的情況，以致於清潔費時、費力，且產品良率較差，藉此無法有效連續的進行自動化製程，進而嚴重影響工時、產能及產品良率，以無法符合工業4.0的產業趨勢。
是以，要如何設法解決上述習用之缺失與不便，即為從事此行業之相關業者所亟欲研究改善之方向所在。
故，發明人有鑑於上述缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，設計出此種軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法的發明專利者。
本發明之主要目的乃在於係先將異形狀之軟性元件放置於片材表面薄膜之異形狀鏤空槽中，以使軟性元件貼合於基材之黏著層表面上，並利用塗佈裝置來將液態狀之光學膠脂覆蓋於軟性元件表面，再透過紫外光線固化裝置來將紫外光線照射至液態狀之該光學膠脂，以使液態狀之光學膠脂凝固成固化程度為呈預設百分比之半固化狀光學膠脂，再藉由切割裝置來於半固化狀之光學膠脂表面上且沿著軟性元件輪廓周緣切割出溝槽，進而使半固化狀之光學膠脂於軟性元件表面上成形出符合軟性元件形狀之異型光學膠脂，再將薄膜及異型光學膠脂以外的殘餘光學膠脂從片
材之基材上拆離，藉此具有利用自動化的方式輕易製作出異型光學膠脂之效果，且不須將異型光學膠脂再次進行對位貼合於軟性元件表面之作業，以降低因對位所產生的誤差，並同時簡化製造流程，又因切割裝置為直接沿著軟性元件輪廓切割出溝槽，所以異型光學膠脂與軟性元件外側邊即會呈同一平面，便可進一步降低軟性元件與異型光學膠脂之間的誤差，進而提升整體製造良率，而可使整體自動化製程可順暢進行，並達到降低整體製造時間、成本之目的。
本發明之次要目的乃在於該基材之黏著層為紫外光固化解離膠帶，當紫外光線固化裝置進行紫外光固化作業時，可同時解離紫外光固化解離膠帶，以便於薄膜從片材之基材上拆離，進而提升撕離作業的流暢度，且黏著層解離後可減少撕離時的應力，藉此可達到防止薄膜撕離時，其片材之基材發生損壞、永久變形情況之目的。
1‧‧‧片材
11‧‧‧基材
111‧‧‧黏著層
12‧‧‧薄膜
120‧‧‧鏤空槽
121‧‧‧變化部
1211‧‧‧凸塊
2‧‧‧軟性元件
21‧‧‧變形部
211‧‧‧凹槽
3‧‧‧塗佈裝置
31‧‧‧出液口
4‧‧‧光學膠脂
41‧‧‧異型光學膠脂
42‧‧‧殘餘光學膠脂
5‧‧‧紫外光線固化裝置
51‧‧‧紫外光線
6‧‧‧切割裝置
61‧‧‧溝槽
7‧‧‧模具
71‧‧‧上模具
711‧‧‧模穴
72‧‧‧治具
73‧‧‧下模具
731‧‧‧抵持塊
8‧‧‧曲面物件
第一圖 係為本發明之流程圖。
第二圖 係為本發明片材與軟性元件之立體分解圖。
第三圖 係為本發明軟性元件貼合於片材上時之動作示意圖。
第四圖 係為本發明塗佈裝置使用時之動作示意圖。
第五圖 係為本發明紫外光線固化裝置使用時之動作示意圖。
第六圖 係為本發明切割裝置使用時之動作示意圖。
第七圖 係為本發明片材的薄膜撕離後之側視剖面圖。
第八圖 係為本發明曲面物件貼合前之動作示意圖。
第九圖 係為本發明曲面物件貼合後之動作示意圖。
第十圖 係為本發明片材的基材撕離時之動作示意圖。
為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。
請參閱第一、二、三、四、五、六、七圖所示，係為本發明之流程圖、片材與軟性元件之立體分解圖、軟性元件貼合於片材上時之動作示意圖、塗佈裝置使用時之動作示意圖、紫外光線固化裝置使用時之動作示意圖、切割裝置使用時之動作示意圖及片材的薄膜撕離後之側視剖面圖，由圖中可清楚看出，本發明係可透過片材1來進行製造，該片材1為具有一基材11，並於基材11表面上設有黏著層111，且黏著層111上結合有薄膜12，而薄膜12內部為依據軟性元件2輪廓形成有使基材11外露之異形狀鏤空槽120，再於鏤空槽120至少一側邊設有呈非平整狀之變化部121，且變化部121具有朝鏤空槽120內延伸之凸塊1211，而本發明於執行時，為包括下列之步驟：
(A)係可先將異形狀之軟性元件2放置於片材1表面薄膜12之異形狀鏤空槽120中，以使軟性元件2貼合於片材1所具基材11之黏著層111表面上。
(B)並利用塗佈裝置3來將液態狀之光學膠脂4(Optical Clear Resin；OCR)覆蓋於軟性元件2表面。
(C)再透過紫外光線固化裝置5來將紫外光線51照射至液態狀之光學膠脂4，以使液態狀之光學膠脂4凝固成固化程度為呈預設百分比之半固化狀光學膠脂4。
(D)便可再藉由切割裝置6來於半固化狀之光學膠脂4表面上且沿著軟性元件2輪廓周緣切割出溝槽61，以使半固化狀之光學膠脂4於軟性元件2表面上成形出符合軟性元件2形狀之異型光學膠脂41。
(E)再將薄膜12及異型光學膠脂41以外的殘餘光學膠脂42從片材1之基材11上拆離，以完成本發明之步驟。
上述片材1之薄膜12成形出鏤空槽120的製造方式，較佳為可先於基材11之黏著層111上貼合有薄膜12，並利用切割裝置6來依據軟性元件2輪廓進行切割作業，使薄膜12表面上切割出符合軟性元件2輪廓之框形凹槽(圖中未示出)，再將凹槽內側之薄膜12拆離，以使基材11外露，而薄膜12內部則形成出異形狀之鏤空槽120，且鏤空槽120至少一側邊即形成出呈非平整狀之變化部121，但於實際應用時，該片材1之薄膜12亦可透過雷射切割或沖切等方式來成形出鏤空槽120，惟，有關片材1之薄膜12中成形出鏤空槽120的方式很多，故舉凡可達成前述效果之製程皆應受本發明所涵蓋，此種簡易修飾及等效結構、製程變化，均應同理包括於本發明之專利範圍內，合予陳明。
且上述片材1之基材11可為聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚醯亞胺、聚烯烴、玻璃基板、有機發光二極體面板(OLED)、
觸控面板(TSP)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)或壓克力板等具透光性的材質所製成，且該基材11之黏著層111可為紫外光固化解離膠帶、熱解離膠或其它具黏性之膠體，然而，該黏著層111較佳為紫外光固化解離膠帶，當紫外光線固化裝置5於步驟(C)進行紫外光固化作業時，便可同時解離紫外光固化解離膠帶，以方便薄膜12從片材1之基材11上拆離，進而可提升作業時的流暢度，且黏著層111解離後可減少撕離時的應力，藉此可防止薄膜12撕離時，其片材1之基材11發生損壞、永久變形的情況；而該片材1之薄膜12可為聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET或PETE)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)或聚烯烴(Polyolefin，PO)等膜體；且該軟性元件2可為有機發光二極體面板(OLED)、觸控面板(TSP)、薄膜傳感器(Film Sensor)、有機電致發光(Electroluminescence，EL)顯示器或液晶顯示器等軟性的電子元件。
再者，上述片材1之薄膜12為設有非平整狀之變化部121，且變化部121具有朝鏤空槽120內延伸之凸塊1211，而該軟性元件2至少一側邊設有與變化部121形成互補之變形部21，且變形部21具有供凸塊1211相互對嵌之凹槽211。
而上述步驟(B)中之塗佈裝置3較佳為可利用出液口31來噴塗液態狀之光學膠脂4，以使光學膠脂4均勻地覆蓋住軟性元件2表面，但於實際應用時，該塗佈裝置3亦可透過線棒塗佈、雙面成形塗佈
或刮刀塗佈等塗佈方式來將光學膠脂4均勻地覆蓋住軟性元件2表面，惟，有關塗佈裝置3如何將液態狀之光學膠脂4覆蓋住軟性元件2表面的方式很多，故舉凡可達成前述效果之製程、裝置皆應受本發明所涵蓋，此種簡易修飾及等效結構、製程變化，均應同理包括於本發明之專利範圍內，合予陳明。
然而，上述步驟(C)中之半固化狀光學膠脂4的預設百分比固化程度為可介於30~95%之間；而該步驟(C)中之切割裝置6可為雷射切割機台或CNC切割機台等以沖切或滾刀切割等切割方式進行加工作業之機台，惟，有關切割裝置6如何將光學膠脂4切割成符合軟性元件2輪廓的方式很多，故舉凡可達成前述效果之製程、裝置皆應受本發明所涵蓋，此種簡易修飾及等效結構、製程變化，均應同理包括於本發明之專利範圍內，合予陳明；且該步驟(B)、(C)、(D)中的塗佈裝置3、紫外光線固化裝置5及切割裝置6係為一般應用之既有裝置，因不同廠商生產製造的機型、裝置等不同因素，或有些許操作或條件限制等，可在不影響本發明步驟實施的情況下略作調整，並不以此作為限制本發明之設備，故不予贅述各種裝置的詳細內部構件及操作模式，以供了解。
另外，上述切割裝置6為於半固化狀之光學膠脂4表面上並沿著軟性元件2輪廓周緣切割出溝槽61，其切割裝置6的切割深度為未接觸到片材1之基材11表面，即可避免基材11表面刮傷。
本發明為可先將異形狀之軟性元件2放置於片材1的薄膜12之異形狀鏤空槽120中，以貼合於基材11之黏著層111表面上，並利用塗佈裝置3來將液態狀之光學膠脂4覆蓋於軟性元件2表面，且
透過紫外光線固化裝置5來將液態狀之光學膠脂4凝固成半固化狀之光學膠脂4，再藉由切割裝置6來於半固化狀之光學膠脂4表面上切割出符合軟性元件2輪廓之溝槽61，進而使軟性元件2表面上成形出符合軟性元件2形狀之異型光學膠脂41，再將薄膜12及異型光學膠脂41以外的殘餘光學膠脂42從片材1之基材11上拆離，即可完成製造，其可藉由此種製造方式來軟性元件2表面直接精確成形出異型光學膠脂41，而不須再次進行將異型光學膠脂41對位貼合於軟性元件2表面之作業，以可避免因對位所產生的誤差，且可同時簡化製造流程，藉此提升製造速率及產能，又因切割裝置6係直接沿著軟性元件2輪廓切割出溝槽61，所以異型光學膠脂41與軟性元件2外側邊即會呈同一平面，便可進一步降低軟性元件2與異型光學膠脂41之間的誤差，進而達到提升整體製造良率之效果。
再請搭配參閱第一、八、九、十圖所示，係為本發明之流程圖、曲面物件貼合前之動作示意圖、曲面物件貼合後之動作示意圖及片材的基材撕離時之動作示意圖，由圖中可清楚看出，本發明於步驟(E)之後為可進一步執行下列之步驟：
(F)利用模具7來使軟性元件2與曲面物件8相互結合，該軟性元件2便可藉由表面之異型光學膠脂41來貼合於曲面物件8表面上。
(G)再將片材1之基材11分離於軟性元件2，即可得到藉由異型光學膠脂41結合為一體之軟性元件2與曲面物件8。
上述步驟(F)中之模具7為可先利用上模具71之模穴
711來定位曲面物件8，並透過治具72(如夾持治具)來定位片材1之基材11，再藉由治具72來使基材11與下模具73接觸，以使基材11底面抵貼於下模具73凸出之抵持塊731表面上，進而使基材11、軟性元件2及異型光學膠脂41周圍處拉伸形成出弧面呈一預定成型，便可再將上模具71與下模具73相互結合，以使軟性元件2表面可藉由異型光學膠脂41來貼合於曲面物件8底面處，之後，再將上模具71與下模具73從治具72上分離，以及將片材1之基材11從軟性元件2底面處撕離，即可得到藉由異型光學膠脂41結合為一體之軟性元件2與曲面物件8，而該片材1之基材11便可直接供模具7之治具72使用，以可使整體流程連續、流暢，進而達到自動化之效用。
再者，上述之曲面物件8可為玻璃基板、液晶面板、觸控面板、壓克力板、不銹鋼板、軟性顯示器(Flexible Display)、有機發光二極體(OLED)面板、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET或PETE)或聚醯亞胺(Polyimide，PI)等周圍處具曲面之物件。
本發明為具有下列之優點：
(一)該片材1表面為可經由貼附、塗佈、紫外光固化、切割及分離之作業，來自動使片材1表面貼合有軟性元件2，並使軟性元件2表面成形有異型光學膠脂41，藉此具有利用自動化的方式輕易製作出異型光學膠脂41之效果，且不須將異型光學膠脂41再次進行對位貼
合於軟性元件2表面之作業，以降低因對位所產生的誤差，並同時簡化製造流程，又因切割裝置6為直接沿著軟性元件2輪廓切割出溝槽61，所以異型光學膠脂41與軟性元件2外側邊即會呈同一平面，便可進一步降低軟性元件2與異型光學膠脂41之間的誤差，進而提升整體製造良率，而可使整體自動化製程可順暢進行，並達到降低整體製造時間、成本之效用。
(二)該基材11之黏著層111可為紫外光固化解離膠帶，當紫外光線固化裝置5進行紫外光固化作業時，便可同時解離紫外光固化解離膠帶，以方便薄膜12從片材1之基材11上拆離，進而可提升作業時的流暢度，且黏著層111解離後可減少撕離時的應力，藉此可防止薄膜12撕離時，其片材1之基材11發生損壞、永久變形的情況。
上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。
綜上所述，本發明軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。
Claims (10)
- 一種軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，該成型方法係包括下列之步驟：(A)係先將異形狀之軟性元件放置於片材表面薄膜之異形狀鏤空槽中，以使該軟性元件貼合於該片材所具基材之黏著層表面上；(B)並利用塗佈裝置來將液態狀之光學膠脂覆蓋於該軟性元件表面；(C)再透過紫外光線固化裝置來將紫外光線照射至該液態狀之光學膠脂，以使該液態狀之光學膠脂凝固成固化程度為呈預設百分比之半固化狀光學膠脂；(D)再藉由切割裝置來於該半固化狀之光學膠脂表面上且沿著該軟性元件輪廓周緣切割出溝槽，以使該半固化狀之光學膠脂於該軟性元件表面上成形出符合該軟性元件形狀之異型光學膠脂；(E)再將該薄膜及該異型光學膠脂以外的殘餘光學膠脂從該片材之該基材上拆離。
- 如申請專利範圍第1項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該片材之該薄膜內部為依據該軟性元件輪廓形成有使該基材外露之異形狀鏤空槽。
- 如申請專利範圍第1項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該片材之該基材為聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚醯亞胺、聚烯烴、玻璃基板、有機發光二極體面板、觸控面板、聚甲基丙烯酸酯或壓克力板，且該基材之該黏著層為紫外光固化解離膠帶。
- 如申請專利範圍第1項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該片材之該薄膜為聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚醯亞胺或聚烯烴，且該軟性元件為有機發光二極體面板、觸控面板、薄膜傳感器、有機電致發光顯示器或液晶顯示器。
- 如申請專利範圍第1項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該片材之該薄膜位於該鏤空槽至少一側邊為設有呈非平整狀之變化部，且該變化部具有朝該鏤空槽內延伸之凸塊，而該軟性元件至少一側邊設有與該變化部形成互補之變形部，且該變形部具有供該凸塊相互對嵌之凹槽。
- 如申請專利範圍第1項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該步驟(C)中之該半固化狀光學膠脂的預設百分比固化程度為介於30~95%之間。
- 如申請專利範圍第1項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該步驟(D)中切割裝置的之該溝槽的切割深度為未接觸到該片材之該基材表面。
- 如申請專利範圍第1項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該步驟(E)之後為執行下列之步驟：(F)利用模具之上模具來定位一曲面物件，並透過一治具來定位該片材之基材，且該基材底面抵貼於一下模具預定成型後，再將該上模具與下模具相互結合，使該軟性元件藉由該異型光學膠脂來貼合於該曲面物件結合成為一體，該軟性元件藉由表面之該異型光學膠脂來貼合於該曲面物件表面上； (G)再將該片材之該基材分離於該軟性元件。
- 如申請專利範圍第8項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該步驟(F)中之模具為先利用上模具之模穴來定位該曲面物件，並透過治具來定位該片材之該基材，再藉由該治具來使該基材與下模具接觸，以使該基材底面抵貼於該下模具凸出之抵持塊表面上，進而使該基材、該軟性元件及該異型光學膠脂周圍處拉伸形成出弧面呈一預定成型，再將該上模具與該下模具相互結合，以使該軟性元件表面藉由該異型光學膠脂來貼合於該曲面物件底面處，之後於步驟(G)中，再將該上模具與該下模具從該治具上分離，以及將該片材之該基材從該軟性元件底面處撕離。
- 如申請專利範圍第8項所述軟性元件表面自動化成形異形光學膠脂之方法，其中該曲面物件為玻璃基板、液晶面板、觸控面板、壓克力板、不銹鋼板、軟性顯示器、有機發光二極體面板、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯或聚醯亞胺。
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