專(zhuān)利名稱(chēng)：具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種制造方法，特別是涉及一種用來(lái)制造具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法。
背景技術(shù)：
例如液晶顯示器的擴(kuò)散板、增亮膜、反射板、全像照片用的光學(xué)板，以及道路用的反光板等等的光學(xué)元件在設(shè)計(jì)上，通常會(huì)在鏡片的至少一表面上設(shè)置具有光學(xué)功能的微小圖案，隨著光學(xué)功能需要的不同，其微小圖案也會(huì)不同。
參閱圖1、2，為了制造具有微小圖案的光學(xué)元件(retroreflective sheet)10，美國(guó)第3,689,346號(hào)發(fā)明案提供一種制造方法，其中該光學(xué)元件10包括一基片101，以及一形成該基片101的一側(cè)面的微小圖案層102。而該制造方法是利用一成型設(shè)備1來(lái)制造，上述成型設(shè)備1包含一可沿著一設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒11、一位在滾筒11上方的塑化劑噴頭12、一鄰近該塑化劑噴頭12并位在滾輪11旋轉(zhuǎn)的反時(shí)針?lè)较蛏系臉?shù)脂噴頭13、一基片供應(yīng)單元14、一剝離單元15、一冷卻槽16，以及數(shù)個(gè)鄰近基片供應(yīng)單元14并圍繞該滾筒11的加熱燈17。其中，該滾筒11的表面布設(shè)有對(duì)應(yīng)該光學(xué)元件10的微小圖案層102的凹槽111。
當(dāng)前述成型設(shè)備1的滾筒11沿著圖1的反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，塑化劑噴頭12會(huì)將塑化劑噴灑在滾筒11表面，當(dāng)噴涂有塑化劑的滾筒11表面旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)樹(shù)脂噴頭13時(shí)，液態(tài)樹(shù)脂就會(huì)流入滾筒11表面的凹槽111內(nèi)，然后基片供應(yīng)單元14會(huì)將基片101貼附在尚未固化的樹(shù)脂上方，再一起隨滾筒11轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)應(yīng)該等加熱燈17，經(jīng)由加熱燈17照射后樹(shù)脂會(huì)固化并且和基片101結(jié)合在一起，然后一起旋轉(zhuǎn)進(jìn)入冷卻槽16冷卻，其中樹(shù)脂的部份會(huì)形成該微小圖案層102，當(dāng)冷卻后的光學(xué)元件10一起轉(zhuǎn)動(dòng)到剝離單元15的一剝離輪151時(shí)，該光學(xué)元件10就會(huì)被剝離滾筒11，并且卷繞在一起。
前述美國(guó)專(zhuān)利案所提供的制造設(shè)備1雖然可以制造具有微小圖案層102的光學(xué)元件10，但是在制造的過(guò)程中該基片101必需采用透明材質(zhì)，才能使加熱燈17透過(guò)該基片101后，照射在附著于滾輪11表面的樹(shù)脂，因此，在加工的取材上受到限制，另一方面，由于促使樹(shù)脂硬化的加熱燈17是由基片101上遠(yuǎn)離該微小圖案層102的一側(cè)照射，因此在制造上該光學(xué)元件10的基片101厚度如果太大，將不利于樹(shù)脂的硬化，故這種制造方法不適合運(yùn)用在厚板材的光學(xué)元件10的制造上。
另外，如圖3所示美國(guó)第6,440,344號(hào)專(zhuān)利案提供另外一種用來(lái)制造光學(xué)元件的方法，該方法主要是在一具有多數(shù)突起的立方體211的支撐座21表面涂布一層反射層22，再于一轉(zhuǎn)載網(wǎng)23的下方涂布一UV感光樹(shù)脂層24，當(dāng)該UV感光樹(shù)脂層24壓附在反射層22上，且由支撐座21的底部照射UV燈源后，就可以使UV感光樹(shù)脂層24硬化，由于上述UV感光樹(shù)脂層24和反射層22間的粘著力大于該反射層22與立方體211表面的黏著力，因此當(dāng)支撐座21被剝離時(shí)，可以將反射層22固定在UV樹(shù)脂層23上。
前述美國(guó)專(zhuān)利案雖然可以制造具有微小圖案的光學(xué)元件，但是由于UV感光樹(shù)脂層24需要借由UV光源的照射才能硬化，因此，該支撐座21必需采用透光的材料制造，且硬化的UV感光樹(shù)脂24的厚度也需要受到限制，在制造上也不盡理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種制程簡(jiǎn)單、微小圖案成型容易，并可運(yùn)用在厚板材制造上的具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法。
本發(fā)明的制造方法是用來(lái)制造高分子光學(xué)元件，所述高分子光學(xué)元件具有一基材，以及一由多數(shù)微小圖案所構(gòu)成的微小圖案層，上述制造方法包含以下步驟(1)涂布樹(shù)脂在一基材的表面涂布一層可硬化的樹(shù)脂；(2)壓印成型利用一母板在可硬化但尚未硬化的樹(shù)脂上壓印出微小圖案；及(3)直接固化使一固化源直接作用在尚未硬化的樹(shù)脂上，使樹(shù)脂固化。
利用母板先在可硬化但尚未硬化的樹(shù)脂上壓印出微小圖案，然后直接對(duì)微小圖案進(jìn)行固化的加工，除了可簡(jiǎn)化制程并增進(jìn)加工容易度外，該制法也可適合應(yīng)用在厚板材或不透明基材的高分子光學(xué)元件的制造上。


下面結(jié)合最佳實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明圖1是美國(guó)第3,689,346號(hào)發(fā)明案的一成型設(shè)備簡(jiǎn)圖；圖2是以該美國(guó)專(zhuān)利案所制成的一光學(xué)元件的剖視圖；
圖3是美國(guó)第6,440,344號(hào)專(zhuān)利案的一加工示意圖；圖4是本發(fā)明制造方法的第一較佳實(shí)施例的流程圖；圖5是該第一較佳實(shí)施例的一加工過(guò)程示意圖；及圖6是本發(fā)明制造方法的第二較佳實(shí)施例的加工示意圖。
具體實(shí)施例方式
參閱圖4、5，本發(fā)明制造方法的第一較佳實(shí)施例是用來(lái)制造一種具有微小圖案的高分子光學(xué)元件3，上述高分子光學(xué)元件3可為液晶顯示器的擴(kuò)散板、增亮膜、反射板、道路反光板、全像照片用的光學(xué)板等等具有光學(xué)功能的物品，但是以上說(shuō)明只是一些舉例，舉凡在表面上具有光學(xué)功能的微小圖案者，都理應(yīng)是本發(fā)明適用的范圍。又本發(fā)明的高分子光學(xué)元件3包括一基材31，以及一成型在該基材31的一成型面311上的微小圖案層32，上述微小圖案層32是由多數(shù)相鄰的微小圖案321所構(gòu)成。而該制造方法包含以下加工步驟(一)涂布樹(shù)脂本步驟是在一塊基材31上涂布一層可硬化的樹(shù)脂層30，其中，該基材31是不含填充劑(Fiiler)的聚碳酸酯(Polycarbonate)、聚酯(Polyester)、環(huán)烯烴共聚高分子(Cyclo olefin copolymer)、壓克力(Polymethylmethylacrylate)等透明基材，或者添加二氧化鈦(TiO2)于聚碳酸酯的薄膜或者板材，而可硬化的樹(shù)脂是選自丙烯酸系(acrylic)樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy)、丙烯酸系-環(huán)氧樹(shù)脂(acrylic-epoxy)、聚氨基甲酸酯(polyurethane)樹(shù)脂、聚硅氧(silicone)樹(shù)脂等等，其涂布的厚度可介于1μm～1mm，并以200～50μm為較佳，涂布的方式可以采用旋轉(zhuǎn)或滾輪涂布或者模頭涂布。具體的涂布方式可以采用Carma coater、Roller Coater及Die Coater等涂布機(jī)來(lái)進(jìn)行，在本實(shí)施例是采用滾筒涂布的方式來(lái)涂布該樹(shù)脂層30。
(二)壓印成型取一塊具有凹凸表面的母板4來(lái)進(jìn)行壓印的步驟，上述母板4具有一朝向該樹(shù)脂層30的凹凸壓印面41。在本實(shí)施例中該母板4的形式是平板狀，當(dāng)母板4的壓印面41壓印在尚未硬化的樹(shù)脂層30上，母板4上的凹凸壓印面41就會(huì)深入樹(shù)脂層30，并在樹(shù)脂層30上形成微小圖案321，以構(gòu)成該尚未硬化的微小圖案層32，壓印后該母板4就離開(kāi)該光學(xué)元件3。
(三)直接固化本步驟是依可硬化樹(shù)脂特性的不同，選擇不同的固化方式，當(dāng)本發(fā)明選用丙烯酸系樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨基甲酸酯及聚硅氧樹(shù)脂等等的樹(shù)脂來(lái)形成該微小圖案層32時(shí)，可以選用UV燈、加熱或是電子束(E-Beam)等方式，來(lái)使得該微小圖案層32的材料產(chǎn)生交聯(lián)及固化的作用。前述讓微小圖案層32固化的數(shù)固化源5(就是以上舉例的UV燈、電子束及加熱)是直接作用在微小圖案層32。
參閱圖6，本發(fā)明制造方法的第二較佳實(shí)施例是以一模頭6將樹(shù)脂30涂布在一基材31上，涂布后該樹(shù)脂30是往一滾筒形式的母板4’移送，以接受該母板4’的壓印，而形成該微小圖案層32，然后被加工的光學(xué)元件3將持續(xù)往圖6的左側(cè)移動(dòng)，以接受固化源5的直接照射，當(dāng)微小圖案層32固化后，就會(huì)形成本發(fā)明的光學(xué)元件3。
也就是說(shuō)，本發(fā)明的制造方法是直接在一基材31上涂布一層厚度介于1μm～1mm的可硬化樹(shù)脂層30，然后直接以一母板4在未硬化的樹(shù)脂層30表面壓印出微小圖案層32，當(dāng)母板4離開(kāi)該微小圖案層32后，再以例如UV燈、加熱或者電子束等的固化源5，直接對(duì)著微小圖案層32，以便使構(gòu)成該微小圖案層32的樹(shù)脂產(chǎn)生交聯(lián)及固化作用，就可以制得具有微小圖案層32的高分子光學(xué)元件3。由于本發(fā)明的制造方法是先將未硬化的樹(shù)脂層30上壓印出需要的微小圖案層32，然后直接讓光源或是熱源等等的固化源5近距離的接近微小圖案層32，因此，本發(fā)明不僅制成簡(jiǎn)單、形成微小圖案層32容易，這項(xiàng)制造方法由于直接讓固化源5直接并鄰近該微小圖案層32，因此，本發(fā)明該制造方法中所使用的基材31并不以可透光材料為限，在加工時(shí)由于讓樹(shù)脂層30硬化的固化源5不需要透過(guò)基材31，故本發(fā)明該制造方法不僅可用來(lái)制造厚板材的光學(xué)元件3，其固化的時(shí)間也可以縮短，并可連續(xù)地生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該制造方法包含以下步驟涂布樹(shù)脂在一基材上涂布一層可硬化的樹(shù)脂；壓印成型利用一母板在該可硬化的樹(shù)脂上壓印出微小圖案；及直接固化使一固化源直接作用在尚未硬化的樹(shù)脂上并使該樹(shù)脂固化。
2.如權(quán)利要求1所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該可硬化樹(shù)脂是以滾輪涂布在基材上。
3.如權(quán)利要求1所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該可硬化樹(shù)脂是以模頭涂布在基材上。
4.如權(quán)利要求1所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該樹(shù)脂的涂布厚度介于1μm～1mm。
5.如權(quán)利要求4所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該樹(shù)脂涂布的厚度介于200～50μm。
6.如權(quán)利要求1所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該可硬化樹(shù)脂是選自至少一種丙烯酸系樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨基甲酸酯及聚硅氧樹(shù)脂。
7.如權(quán)利要求1所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該母板是一種平板的形式。
8.如權(quán)利要求1所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該母板是一種滾筒的形式。
9.如權(quán)利要求1所述具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，其特征在于該固化源是選自紫外線(xiàn)、電子束及熱源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用來(lái)制造具有微小圖案的高分子光學(xué)元件的制造方法，該制造方法包含以下步驟在一基材上涂布一層可硬化的樹(shù)脂的涂布樹(shù)脂步驟、在該可硬化樹(shù)脂上壓印出微小圖案的壓印成型步驟，以及直接使一固化源鄰近該可硬化樹(shù)脂并使該樹(shù)脂硬化成微小圖案的直接固化步驟。借直接在尚未硬化的樹(shù)脂上壓印出該微小圖案，再使固化源直接鄰近樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行固化的步驟，可以在制造簡(jiǎn)單、加工容易的同時(shí)，使該制造方法適合制造厚度較大的光學(xué)元件。
文檔編號(hào)G02B1/10GK1908699SQ20051008899
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者李茂松, 施希弦, 郭錦龍, 鄭世楷, 林俊宏, 蔡昇穎 申請(qǐng)人:奇菱科技股份有限公司