光學(xué)元件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件，其包括一透明的基材及一透明的光學(xué)膜。該光學(xué)膜形成在該基材上。該光學(xué)膜背離該基材的表面具有微結(jié)構(gòu)圖案。該基材的材料為有機(jī)聚合物，該光學(xué)膜由包含該有機(jī)聚合物的單體的紫外膠經(jīng)過固化得到。本發(fā)明還涉及一種光學(xué)元件的制造方法。
【專利說明】光學(xué)元件及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的背光模組中的光學(xué)元件(比如擴(kuò)散板、導(dǎo)光板等)一般通過滾輪壓印的方法制造。該滾輪壓印方法中需要使用具有壓印圖案的成型滾輪，以在光學(xué)元件上形成微結(jié)構(gòu)圖案?，F(xiàn)在的成型滾輪上的壓印圖案一般通過激光加工的方法制造。但是由于激光加工后會在加工出的壓印圖案周圍形成火山口狀的熔融金屬凸塊，影響該成型滾輪表面的平整度，從而影響該光學(xué)元件的產(chǎn)品良率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，有必要提供一種光學(xué)元件及其制造方法，能夠有效提高產(chǎn)品良率。
[0004]一種光學(xué)元件，其包括一透明的基材及一透明的光學(xué)膜。該光學(xué)膜形成在該基材上。該光學(xué)膜背離該基材的表面具有微結(jié)構(gòu)圖案。該基材的材料為有機(jī)聚合物，該光學(xué)膜由包含該有機(jī)聚合物的單體的紫外膠經(jīng)過固化得到。
[0005]一種光學(xué)元件的制造方法，其包括提供一個圓柱狀的原始輪，該原始輪的外圓周面上鍍有一層底膜；使用電子雕刻技術(shù)在該底膜上形成壓印圖案，以得到一個成型滾輪；提供一個由有機(jī)聚合物制成的基材及一個包括該成型滾輪的滾輪壓印設(shè)備，使用該滾輪壓印設(shè)備先將包含該有機(jī)聚合物的單體的紫外膠涂布在該基材上，然后將該紫外膠壓設(shè)在該基材上使該壓印圖案轉(zhuǎn)印至該光學(xué)膜以形成具有微結(jié)構(gòu)圖案的該光學(xué)膜，然后將具有該微結(jié)構(gòu)圖案的該光學(xué)膜進(jìn)行固化，以得到該光學(xué)元件。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的光學(xué)元件及其制造方法，由于該成型滾輪上的壓印圖案通過電子雕刻的方法形成，而電子雕刻方法不會在加工成的壓印圖案周圍形成火山口狀的熔融金屬凸塊，使得該成型滾輪表面的平整度較好，且該成型滾輪的精度較高，能夠有效提聞該光學(xué)兀件的廣品良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明較佳實施方式的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明較佳實施方式的光學(xué)元件的制造方法的示意圖。
[0009]主要元件符號說明光學(xué)元件I loo
基材i
光學(xué)膜i
微結(jié)構(gòu)圖案~
粘接層_30
原始輪_ιο?

外圓周面底膜1103壓印圖案|104
成型滾輪i
電子雕刻機(jī)M
滾輪壓印設(shè)備 M
工作臺^
放卷機(jī)_221
收卷機(jī)@

竟一滾輪壓印機(jī)一240
第一供料管241
第一固化器243

竟二滾輪壓印機(jī)一250
輔助輪_251
^252

竟三滾輪壓印機(jī)一260
第二供料管261

壓印輪第二固化器—
刀具|300
如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

【具體實施方式】
[0010]請參閱圖1，為本發(fā)明實施方式提供的一種光學(xué)元件100，其包括一個透明的基材
10、一個透明的光學(xué)膜20及一個透明的粘接層30。該光學(xué)膜20背離該基材10的表面具有微結(jié)構(gòu)圖案21。
[0011]該基材10的材料為有機(jī)聚合物，該光學(xué)膜20由包括該有機(jī)聚合物的單體的紫外膠經(jīng)過固化得到。在本實施方式中，該基材10的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA),簡稱為壓克力樹脂。該光學(xué)膜20由包含PMMA單體的紫外膠(簡稱為PMMA紫外膠)經(jīng)過固化形成。由于PMMA紫外膠包括PMMA單體及光引發(fā)齊U，該光引發(fā)劑在紫外線的照射下吸收紫外光后產(chǎn)生活性自由基或陽離子，引發(fā)PMMA單體產(chǎn)生聚合、交聯(lián)和接支化學(xué)反應(yīng)，使得PMMA單體迅速地進(jìn)行聚合反應(yīng)，以生成聚合程度較高的PMMA，因此該PMMA紫外膠能在數(shù)秒鐘內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。也就是說，該基材10的材料與該光學(xué)膜20的材料相近似，使得該基材10的折射率與該光學(xué)膜20的折射率比較接近，因此光線在該基材10與該光學(xué)膜20之間發(fā)生全反射的機(jī)率很低，以有效提高該光學(xué)元件100的出射亮度。
[0012]該粘接層30設(shè)置在該基材10與該光學(xué)膜20之間，用于將該基材10與該光學(xué)膜20固定的更加牢固。該粘接層30的材料成分包括聚合程度相對于該基材10較低的PMMA分子、溶劑及分散劑等，該溶劑及該分散劑用于使該聚合程度較低的PMMA分子進(jìn)行均勻分散，以防止該聚合程度較低的PMMA分子之間進(jìn)行聚合反應(yīng)。當(dāng)該粘接層30被烘烤時，該溶劑會揮發(fā)，使得該粘接層30的硬度稍微變大，但是由于該分散劑的存在，該聚合程度較低的PMMA分子之間仍然不會進(jìn)行聚合反應(yīng)，以保持該粘接層30的粘性。由于該粘接層30的材料與該基材10及該光學(xué)膜20的材料相近似，該粘接層30的折射率接近于該基材10的折射率及該光學(xué)膜20的折射率，因此光線在該基材10與該粘接層30之間，以及該粘接層30與該光學(xué)膜20之間發(fā)生全反射的機(jī)率很低，對該光學(xué)元件100的出射亮度的影響很小。該粘接層30的厚度非常薄(一般為1-2微米)。
[0013]由于該光學(xué)膜20的材料(固化前的PMMA紫外膠)本身也具有一定的粘性，因此在其他實施方式中，該粘接層30也可省去。
[0014]如圖2所示，該光學(xué)元件100的制造方法包括如下步驟:
S1:提供一個圓柱狀的原始輪101，該原始輪101的外圓周面102上鍍有一層底膜103。在本實施方式中，該底膜103由硬質(zhì)銅制成。
[0015]S2:使用電子雕刻技術(shù)在該底膜103上雕刻出多個壓印圖案104，以得到一個成型滾輪105。電子雕刻技術(shù)是利用電子雕刻機(jī)106，按照光電原理，控制雕刻刀雕刻出所需圖案的技術(shù)。電子雕刻產(chǎn)生的碎屑通過吸塵器就可清理干凈，且不會在加工成的壓印圖案104周圍形成火山口狀的熔融金屬凸塊，使得該成型滾輪104表面的平整度較好，且該成型滾輪105的精度較高，能夠有效提高該光學(xué)元件100的產(chǎn)品良率。
[0016]S3:提供一個由有機(jī)聚合物制成的基材10及一個包括該成型滾輪105的滾輪壓印設(shè)備200，使用該滾輪壓印設(shè)備200在該基材10上形成該光學(xué)膜20，以得到該光學(xué)元件100。同時還可使用該滾輪壓印設(shè)備200在該光學(xué)膜20上設(shè)置一層保護(hù)膜40，用于保護(hù)該微結(jié)構(gòu)圖案21。在其他實施方式中，該保護(hù)膜40也可省去。
[0017]S4:使用一個刀具300將該光學(xué)元件100裁切成所需的尺寸。
[0018]具體的，該滾輪壓印設(shè)備200包括一個工作臺210、一個放卷機(jī)221、一個收卷機(jī)222，及在該工作臺210的上方且沿該基材10的傳輸方向上依次設(shè)置的一個第一滾輪壓印機(jī)240及一個第二滾輪壓印機(jī)250。該步驟S3還包括如下步驟:
S31:將該基材10放置在該工作臺210上，且該基材10的一端纏繞在該放卷機(jī)221上，另一端固定在該收卷機(jī)222上，該放卷機(jī)221與該收卷機(jī)222之間間隔一定距離，然后對該基材10進(jìn)行清潔。在本實施方式中，該基材10的材料為聚合程度較高的PMMA。
[0019]S32:使用該第一滾輪壓印機(jī)240在該基材10上形成該光學(xué)膜20。具體的，該第一滾輪壓印機(jī)240包括從該放卷機(jī)221到該收卷機(jī)222的方向上依次設(shè)置一個第一供料管241、該成型滾輪105及一個第一固化器243。該第一供料管241將液態(tài)的包含該有機(jī)聚合物的單體的紫外膠涂布在該基材10上，該基材10通過該成型滾輪105及該工作臺210之間的間隙，使得該成型滾輪105將該紫外膠壓設(shè)在該基材10上并使該壓印圖案104轉(zhuǎn)印至該光學(xué)膜20以形成具有微結(jié)構(gòu)圖案的該光學(xué)膜20，然后該第一固化器243將該光學(xué)膜20進(jìn)行固化。在本實施方式中，該第一固化器243為紫外光源,該有機(jī)聚合物為PMMA。
[0020]S33:使用該第二滾輪壓印機(jī)250將該保護(hù)膜40壓設(shè)在該光學(xué)膜20上，從而得到該光學(xué)元件100。具體的，該第二滾輪壓印機(jī)250包括從該放卷機(jī)221到該收卷機(jī)222的方向上依次設(shè)置一個輔助輪251及一個卷輪252。該輔助輪251及該卷輪252的外圓周面均為光滑表面。該保護(hù)膜40的一端纏繞在該卷輪252上，另一端繞過該輔助輪251面向該第一滾輪壓印機(jī)240的側(cè)面，然后放置在該輔助輪251與該工作臺210之間的間隙中，該形成有該光學(xué)膜20的基材10通過該輔助輪251與該工作臺210之間的間隙，使得該輔助輪251將該保護(hù)膜40壓設(shè)在該光學(xué)膜20。
[0021]S44:使用該收卷機(jī)222對該光學(xué)元件100進(jìn)行收卷。
[0022]可以理解，若需要在該基材10與該光學(xué)膜20之間設(shè)置該粘接層30，則該光學(xué)元件的制造方法中的步驟S32之前還包括使用該第三滾輪壓印機(jī)260在該基材10上形成該粘接層30的步驟S32a。具體的，該滾輪壓印設(shè)備200還需包括第三滾輪壓印機(jī)260，該第三滾輪壓印機(jī)260包括從該放卷機(jī)221到該收卷機(jī)222的方向上依次設(shè)置一個第二供料管261、一個壓印輪262及一個第二固化器263,該壓印輪262的外圓周面為光滑表面。該第二供料管261將粘稠狀的粘接劑涂布在該基材10上，該基材10通過該壓印輪262及該工作臺210之間的間隙，使得該壓印輪262將該粘接劑壓印在該基材10上，然后該第二固化器263增加該粘接劑的硬度，以形成該粘接層30。在本實施方式中，該第二固化器263為烘烤器，該粘接劑的材料成分包括聚合程度相對于該基材10較低的PMMA分子、溶劑及分散劑等。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的光學(xué)元件及其制造方法，由于該成型滾輪上的壓印圖案通過電子雕刻的方法形成，而電子雕刻方法不會在加工成的壓印圖案周圍形成火山口狀的熔融金屬凸塊，使得該成型滾輪表面的平整度較好，且該成型滾輪的精度較高，能夠有效提高該光學(xué)元件的產(chǎn)品良率。同時由于該基板的材料與該光學(xué)膜的材料相近似，使得該基板的折射率與該光學(xué)膜的折射率也接近，使得光線在該基板與該光學(xué)膜的交界處發(fā)生全反射的機(jī)率很低，從而使得從該光學(xué)元件出射的光線數(shù)量增多，以增加該光學(xué)元件的出射亮度。
[0024]可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)元件，其包括一透明的基材及一透明的光學(xué)膜，該光學(xué)膜形成在該基材上，該光學(xué)膜背離該基材的表面具有微結(jié)構(gòu)圖案，該基材的材料為有機(jī)聚合物，該光學(xué)膜由包含該有機(jī)聚合物的單體的紫外膠經(jīng)過固化得到。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，該基材的材料為聚甲基丙烯酸甲酯。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件還包括一個粘接層，該粘接層設(shè)置在該基材及該光學(xué)膜之間，以粘接該基材及該光學(xué)膜，該粘接層的材料成分包括聚合程度相對于該基材較低的該有機(jī)聚合物分子。
4.一種光學(xué)元件的制造方法，其包括提供一個圓柱狀的原始輪，該原始輪的外圓周面上鍍有一層底膜；使用電子雕刻技術(shù)在該底膜上形成壓印圖案，以得到一個成型滾輪；提供一個由有機(jī)聚合物制成的基材及一個包括該成型滾輪的滾輪壓印設(shè)備，使用該滾輪壓印設(shè)備先將包含該有機(jī)聚合物的單體的紫外膠涂布在該基材上，然后將該紫外膠壓設(shè)在該基材上使該壓印圖案轉(zhuǎn)印至該光學(xué)膜以形成具有微結(jié)構(gòu)圖案的該光學(xué)膜，然后將具有該微結(jié)構(gòu)圖案的該光學(xué)膜進(jìn)行固化，以得到該光學(xué)元件。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，該滾輪壓印設(shè)備包括一個第一滾輪壓印機(jī)，該第一滾輪壓印機(jī)包括一個第一供料管、該成型滾輪及一個第一固化器，在使用該滾輪壓印設(shè)備在該基材上形成該光學(xué)膜的步驟中包括如下步驟:使用該第一供料管將該紫外膠涂布在該基材上；使用該成型滾輪將該紫外膠壓設(shè)在該基材上以形成該具有微結(jié)構(gòu)圖案的該光學(xué)膜，然后使用該第一固化器將具有該微結(jié)構(gòu)圖案的該光學(xué)膜進(jìn)行固化。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，該滾輪壓印設(shè)備還包括一個工作臺、一個放卷機(jī)及一個收卷機(jī)，該第一滾輪壓印機(jī)設(shè)置在該工作臺的上方，該第一供料管、該成型滾輪及該第一固化器從該放卷機(jī)到該收卷機(jī)的方向上依次設(shè)置；在使用該滾輪壓印設(shè)備在該基材上形成該光學(xué)膜的步驟之前包括如下步驟:將該基材的一端放置在該工作臺上，且該基材的一端纏繞在該放卷機(jī)上，另一端固定在該收卷機(jī)上，該放卷機(jī)與該收卷機(jī)之間間隔一定距離。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，在使用該滾輪壓印設(shè)備在該基材上形成該光學(xué)膜的步驟之后還包括在該光學(xué)膜上設(shè)置一保護(hù)膜的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，該滾輪壓印設(shè)備還包括一個第二滾輪壓印機(jī)，該第二滾輪壓印機(jī)包括從該放卷機(jī)到該收卷機(jī)的方向上依次設(shè)置的一個輔助輪及一個卷輪，該保護(hù)膜的一端纏繞在該卷輪上，另一端繞過該輔助輪面向該第一滾輪壓印機(jī)的側(cè)面，然后穿過該輔助輪與該工作臺之間的間隙；在該光學(xué)膜上設(shè)置該保護(hù)膜的步驟中包括如下步驟:形成有該光學(xué)膜的該基材通過該輔助輪與該工作臺之間的間隙，該輔助輪將該保護(hù)膜壓設(shè)在該光學(xué)膜上。
9.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，在使用該滾輪壓印設(shè)備在該基材上形成該光學(xué)膜的步驟之前還包括在該基材上形成一粘接層的步驟，該粘接層的材料成分包括聚合程度相對于該基材較低的該有機(jī)聚合物分子。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，該滾輪壓印設(shè)備還包括一個第三滾輪壓印機(jī)，該第三滾輪壓印機(jī)包括從該放卷機(jī)到該收卷機(jī)的方向上依次設(shè)置一個第二供料管、一個壓印輪及一個第二固化器，該壓印輪的外圓周面為光滑表面，在該基材上形成該粘接層的步驟中包括如下步驟:使用該第二供料管將粘稠狀的粘接劑涂布在該基材上；將該基材通過該壓印輪及該工作臺之間的間隙，該壓印輪將該粘接劑壓印在該基材上；使用該第二固化器增加該粘接劑的硬度，以形成該粘接層。
【文檔編號】G02B5/02GK104129072SQ201310155206
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月30日
【發(fā)明者】許嘉麟 申請人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司