雙面微結構光學板的成型裝置及其制造方法

專利名稱：雙面微結構光學板的成型裝置及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種雙面微結構光學板的成型裝置及其制造方法，特別涉及例如擴散板、導光板，或其它具有不同光學效果的光學板，并且是可使雙面微結構板在押板機押制板材的線上作業中一次完成，進而具有高轉寫率的雙面微結構光學板的成型裝置及其制造方法。
背景技術：
傳統上成型光學板(例如導光板)的制造方法有好幾種，其中一種是在押板機押制板材的線上in-line coating(線上鍍膜)作業中完成光學板的制造。由于導光板表面通常需要成型微結構，因此前述的線上in-line coating作業主要是在線上作業當中完成微結構的轉寫成型作業。隨著光電產品的日新月異，導光板也從單面微結構逐漸設計成雙
面微結構，以因應各式光學產品或照明產品的需求。但以往in-line coating作業的設計都只能做出單面結構的產品，如果要生產雙面微結構的產品，還需進行二次加工。

發明內容
本發明的目的在于提供一種適用于制作具有雙面微結構的光學板的成型裝置及其制造方法，主要是將一模頭內的高溫樹脂原料押出，之后令其被引送入二個間隔的主轉寫滾輪及副轉寫滾輪之間，該主轉寫滾輪及副轉寫滾輪的輪面均具有轉寫微結構，使樹脂原料被滾壓的同時其兩面可進行微結構花紋的賦與，從而可在押板機押制板材的線上作業中，使雙面微結構板一次完成。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，使一樹脂原料在該成型裝置的一個引送路徑中被滾壓引送以成型光學板，并包括一個用于押出熔融的樹脂原料的模頭，以及一個設于該引送路徑中該模頭的下游的主轉寫滾輪，該主轉寫滾輪的輪面設有主轉寫微結構；其中，該雙面微結構光學板的成型裝置還包括一個副轉寫滾輪，與該主轉寫滾輪間隔設置，以供樹脂原料被引送進入主轉寫滾輪與副轉寫滾輪之間而被滾壓，該副轉寫滾輪的輪面設有副轉寫微結構，該樹脂原料被引送進入雙微始壓位置，該雙微始壓位置為該主轉寫滾輪與該副轉寫滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置；—個輔助壓制滾輪，設于該引送路徑中該模頭的下游及副轉寫滾輪的上游，且與該主轉寫滾輪間隔設置，以供來自模頭的樹脂原料被引送進入該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間而被滾壓，該樹脂原料被引送進入單微始壓位置，該單微始壓位置為該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置，該單微始壓位置位于該雙微始壓位置的上游；一個導輪，設于該引送路徑中該副轉寫滾輪的下游，以將該樹脂原料的引送路徑導引轉依覆于副轉寫滾輪的下半圓弧面；
一個引取滾輪單元，設于該引送路徑中該導輪的下游，以引取該導輪導送的樹脂原料而送出樹脂板材，該導輪導送出的樹脂原料由該模頭押出的樹脂原料經該單微始壓位置處及該雙微始壓位置處的滾壓以及該導輪的導送而獲得；以及一個光敏樹脂填充單元，設于該副轉寫滾輪一側，用于將光敏樹脂材料注于將要滾壓樹脂原料的副轉寫滾輪的輪面上。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，還包括一個鄰設于該副轉寫滾輪的光照設備，該光照設備發出的光線朝該副轉寫滾輪照射，進而使充填于該副轉寫滾輪的副轉寫微結構及樹脂原料間的光敏樹脂材料受到光照而硬化成型。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，還包括一個位于該副轉寫滾輪一側的反射鏡，該光照設備發出的光線被該反射鏡反射而朝該副轉寫滾輪照射。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，還包括一個吹氣裝置，設于鄰近該副轉寫滾輪與該導輪之間的位置，朝著在副轉寫滾輪與該導輪之間已形成有主微結構的樹脂原料 板面吹送冷空氣。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，于導輪與引取滾輪單元之間，還包括一個使光敏樹脂材料再一次照光的輔助光照射單元。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，于導輪與引取滾輪單元之間，還包括一個補足所需溫度的加熱器。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，于導輪與引取滾輪單元之間，還包括一個用于平整輸送微結構光學板的硬面滾輪。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，該輔助壓制滾輪為一個鏡面滾輪，且可沿著主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，該副轉寫滾輪可沿著主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，該導輪的輪面材料為橡膠制成的軟性材質。本發明雙面微結構光學板的成型裝置，該雙面微結構光學板的厚度為O. Imm IOmm0本發明雙面微結構光學板的制造方法，使一樹脂原料在一個引送路徑中被滾壓引送以成型光學板，該雙面微結構光學板的制造方法包括一個將樹脂原料從一個模頭內押出的押出步驟；其中，該雙面微結構光學板的制造方法還包括下列步驟一個單面微結構初步成型步驟令前述樹脂原料于前述引送路徑中被引送入一個輪面相對高溫的主轉寫滾輪及一個輪面相對低溫的輔助壓制滾輪之間，使被引送的樹脂原料被滾壓形成一面相對硬、一面相對軟的狀態，以便通過設于該主轉寫滾輪上的主轉寫微結構，依著主轉寫滾輪的轉動在該相對軟的面開始轉寫成型單面微結構的制程；—個雙面微結構初步成型步驟接續前述單面微結構初步成型步驟，令依在該主轉寫滾輪的輪面上的正通過該主轉寫微結構成型著單面微結構的樹脂原料被引送入該主轉寫滾輪及一個副轉寫滾輪之間，并將一個光敏樹脂材料注于將滾壓樹脂原料的副轉寫滾輪的輪面，使光敏樹脂材料注入于該樹脂原料及該副轉寫滾輪的輪面的副轉寫微結構之間，并填入所述副轉寫微結構的凹陷空間；
一個導輪轉依輪面步驟承續前述雙面微結構初步成型步驟，通過一個導輪，將樹脂原料的引送路徑從原依著主轉寫滾輪的輪面轉成依著副轉寫滾輪的輪面，并對該填入所述副轉寫微結構與樹脂原料之間的光敏樹脂材料進行光照射而使其硬化；以及一個引取步驟依該引送路徑將樹脂原料引送經過該導輪而后送出樹脂板材。本發明雙面微結構光學板的制造方法，該樹脂原料從該模頭內押出時的溫度為150°C 300°C，主轉寫滾輪的輪面溫度為95°C 110°C，輔助壓制滾輪的輪面溫度為70°C 80°C。本發明雙面微結構光學板的制造方法，還包括一個吹氣步驟，該吹氣步驟是朝著在副轉寫滾輪與該導輪之間且被引取的拉力拉直的樹脂原料的、成型有由該主轉寫滾輪成型的主微結構的板面吹送冷空氣。本發明雙面微結構光學板的制造方法，該樹脂原料被引送進入單微始壓位置，該單微始壓位置為該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置；該樹脂原料被引送進入雙微始壓位置，該雙微始壓位置為該主轉寫滾輪與該副轉寫滾輪之·間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置，該輔助壓制滾輪為一個鏡面滾輪，該雙面微結構光學板的制造方法還包括令該輔助壓制滾輪可沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移，以調整模頭到輔助壓制滾輪的距離，及該單微始壓位置到該雙微始壓位置的引送長度。本發明雙面微結構光學板的制造方法，該樹脂原料被引送進入單微始壓位置，該單微始壓位置為該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置；該樹脂原料被引送進入雙微始壓位置，該雙微始壓位置為該主轉寫滾輪與該副轉寫滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置，該雙面微結構光學板的制造方法還包括令該副轉寫滾輪可沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移，以調整該單微始壓位置到該雙微始壓位置的引送長度。本發明雙面微結構光學板的制造方法，先調整該輔助壓制滾輪沿著主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移的位置；再調整該副轉寫滾輪沿著主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移的位置；接著調整主轉寫滾輪的輪面溫度。本發明的有益效果在于在相對高溫的主轉寫滾輪的輪面上，先搭配該相對低溫輪面的輔助壓制滾輪，形成該單微始壓位置，使被引送的樹脂原料經過該單微始壓位置滾壓時，形成一面相對硬、一面相對軟的狀態，以便在該相對軟的面開始所述成型單面微結構的制程，接著同樣地在該主轉寫滾輪的輪面上，再搭配該副轉寫滾輪，形成該雙微始壓位置，使被引送的樹脂原料經過該雙微始壓位置滾壓時，通過在該樹脂原料相對硬的面上填充可經光照射而硬化的光敏樹脂，以便在該雙微始壓位置接續進行所述成型雙面微結構的制程。


圖I是一裝置示意圖，顯示本發明雙面微結構光學板的成型裝置的較佳實施例。圖2是一立體圖，主要顯示該較佳實施例的一光照設備與一反射鏡。圖3是一局部的立體示意圖，主要顯示該較佳實施例的一個主轉寫滾輪與一個副轉寫滾輪。圖4是該主轉寫滾輪的局部側視圖。
圖5是一類似圖I的示意圖，同時顯示一個輔助壓制滾輪的調移位置。圖6是一類似圖5的示意圖，同時顯示一個副轉寫滾輪的調移位置。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。參閱圖I、圖3及圖4，本發明雙面微結構光學板2的成型裝置I的較佳實施例，使一樹脂原料5在其間的一引送路徑10中被滾壓引送以成型光學板,該微結構光學板2的成型裝置I包括一可押出熔融的樹脂原料5的模頭31 個主轉寫滾輪32，設于該引送路徑10中該模頭31的下游，其輪面設有主轉寫微結構321，圖3及圖4顯示該主轉寫微結構321在輪面上的延伸方向，圖3的主轉寫微結構321’是局部剖視示意；一個副轉寫滾輪33，與該主轉寫滾輪32間隔設置，以供樹脂原料5被引送進入主轉寫滾輪32與副轉寫滾輪33之間而被滾壓，該副轉寫滾輪33輪面設有副轉寫微結構331，圖3顯示該副轉寫微結構331在輪面上的延伸方向，圖3的副轉寫微結構331’是局部剖視示意；該樹脂原料5被引送進 入主轉寫滾輪32與副轉寫滾輪33之間而開始被雙面滾壓處為一雙微始壓位置330，在圖3中為避免遮住主轉寫微結構321，只顯示局部的樹脂原料5 ;—個輔助壓制滾輪34，設于該引送路徑10中該模頭31的下游及副轉寫滾輪33的上游，且與該主轉寫滾輪32間隔設置，以供來自模頭31的樹脂原料5被引送進入該主轉寫滾輪32與該輔助壓制滾輪34之間而被滾壓，該樹脂原料5被引送進入主轉寫滾輪32與該輔助壓制滾輪34之間而開始被雙面滾壓處為一單微始壓位置320，該單微始壓位置320位于該雙微始壓位置330的上游；一導輪35，設于該引送路徑10中該副轉寫滾輪33的下游，用于將該樹脂原料5的引送路徑10從原依覆于主轉寫滾輪32導引轉依覆于副轉寫滾輪33的下半圓弧面，其輪面為聚氨基甲酸酯(PU)橡膠類的軟性材質；一引取滾輪單元36，設于該引送路徑中該導輪35的下游，以引取從模頭31押出的樹脂原料5經該單微始壓位置320、該雙微始壓位置330的滾壓及該導輪35導送而至該引取滾輪單元36后送出成為樹脂板材的微結構光學板2 ;—光敏樹脂填充單元37，設于該副轉寫滾輪33 —側，用于將光敏樹脂材料4注于將滾壓樹脂原料5的副轉寫滾輪33輪面上，在圖3中為避免遮住主轉寫微結構321，只顯示局部的光敏樹脂材料4。其中，該輔助壓制滾輪34為一鏡面滾輪，且可沿著主轉寫滾輪32的圓弧側方向A偏擺位移，借以調整樹脂原料5在完全進入單微始壓位置320之前，與輔助壓制滾輪34的輪面接觸的面積。借以控制樹脂原料5到達單微始壓位置320時上下兩面相對軟硬的程度，并且使樹脂原料5的表面不會產生皺褶；另一方面，亦可調整單微始壓位置320到雙微始壓位置330的引送長度。同樣地，該副轉寫滾輪33亦可沿著主轉寫滾輪32的圓弧側方向C偏擺位移，亦可調整單微始壓位置320到雙微始壓位置330的引送長度。該模頭31亦可沿著輔助壓制滾輪34的圓弧側方向B偏擺位移，借以調整樹脂原料5在完全進入單微始壓位置320之前，與輔助壓制滾輪34的輪面接觸的面積，亦可控制樹脂原料5在到達單微始壓位置320時其上下兩面的樹脂原料溫度。所述光敏樹脂填充單元37設置在該副轉寫滾輪33的上方，其內部容裝光敏樹脂材料4，本實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膠；另包括一反射鏡41設置在該副轉寫滾輪33的下方，并偏置于該樹脂原料5轉依覆于副轉寫滾輪33的旁側處以盡量避開垂滴而下的光敏樹脂，及一光照設備42。該反射鏡41的具體結構如圖2所示，其一鄰近該光照設備42的表面411約呈梯形，其一反光面412為前低后高并且包括兩個位于側邊且傾斜角度為O 30度的側反光面部413。所述反光面412前低后高是指鄰近該光照設備42的一側較低，遠離該光照設備42的一側較高。側反光面部413將光照設備42的燈管邊緣發出的光反射如光線T所示，借此形成較為往外延伸照射的光照范圍。該光照設備42位于該反射鏡41的一側，用于提供紫外光照射，并包括多個能發出紫外光的紫外光燈421，以及一個位于所述紫外光燈421的后方且弧曲的反光罩422，用于使紫外光燈421射出的光源更均勻。所發出紫外光經該反射鏡41反射照向已填充入樹脂原料5與副轉寫滾輪33輪面的轉寫微結構331間的光敏樹脂材料4而使其逐漸硬化。 一吹氣裝置6，設于鄰近該副轉寫滾輪33與該導輪35之間的位置，其中，剛該引送離開該副轉寫滾輪33的樹脂原料5已于雙面均成型有微結構，但尚未完全硬化，特別是形成該主微結構的一板面21，因此該引送路徑10需要在該副轉寫滾輪33與該導輪35之間提供一段裸送段101，該吹氣裝置6用于朝著在副轉寫滾輪33與該導輪35之間且被引取滾輪單元36的拉力拉直的該裸送段101的主微結構的板面21吹送冷凍空氣，使板面21上的微結構瞬間硬化，防止被導輪35壓平。本裝置還包括一輔助光照射單元71，使光敏樹脂材料4再一次照UV光以便最后達到完全硬化的狀態，且可利用其反應熱使板材容易控制平整；一加熱器72，來補足該處所需的溫度。多個硬面滾輪73，用來平整輸送微結構光學板2。請參閱圖3、圖4，本發明該主轉寫滾輪32輪面上的主轉寫微結構321、該副轉寫滾輪33輪面上的副轉寫微結構331為沿繞著圓周輪面方面的同心圓狀轉寫微結構，另外也可以為螺旋狀轉寫微結構。參閱圖1，該微結構光學板的制造方法，使一樹脂原料5在一引送路徑10中被滾壓引送以成型光學板2，該微結構光學板2的制造方法包括一押出步驟將樹脂原料5從該模頭31內押出，本實施例中該樹脂原料5從該模頭31內押出時的溫度約150°C 300°C。一單面微結構初步成型步驟令前述樹脂原料5于前述引送路徑10中被引送入一輪面相對高溫的主轉寫滾輪32及一輪面相對低溫的輔助壓制滾輪34之間，使被引送的樹脂原料5被滾壓形成一面相對硬、一面相對軟的狀態，以便通過設于該主轉寫滾輪32上的主轉寫微結構321，依著主轉寫滾輪32的轉動在該相對軟的面開始轉寫成型單面微結構的制程，其中，在本實施例中，主轉寫滾輪32的輪面溫度約95°C 110°C，輔助壓制滾輪34的輪面溫度約70°C 80°C。一雙面微結構初步成型步驟同樣依在該主轉寫滾輪32輪面上接續前述單面微結構初步成型步驟，令前述進行中的正通過該主轉寫微結構321成型著單面微結構的樹脂原料5被引送入該主轉寫滾輪32及一副轉寫滾輪33之間，并將一光敏樹脂材料4注于將滾壓樹脂原料5的副轉寫滾輪33輪面，使流動性相對較佳的光敏樹脂材料4注入于該樹脂原料5及該副轉寫滾輪33的副轉寫微結構331之間并填滿所述副轉寫微結構331的凹陷空間。
一導輪轉依輪面步驟承續前述雙面微結構初步成型步驟，通過一導輪35，將樹脂原料5的引送路徑10從原依著主轉寫滾輪32輪面轉成依著副轉寫滾輪33的輪面，且主要是持續依覆于該副轉寫滾輪33的下半部輪面，并對此依覆段51的光敏樹脂4進行光照射而使其硬化。一引取步驟依該引送路徑10將樹脂原料5引送經過該導輪35而后送出樹脂板材。請同時參閱圖I及圖5，在本實施例中，本發明雙面微結構光學板的制造方法，其更佳的調整順序，是先調整該輔助壓制滾輪34沿著主轉寫滾輪32的圓弧側方向A偏擺位移位置，如從圖I的輔助壓制滾輪34與圖5的輔助壓制滾輪34’所示位置之間調移，使樹脂原料5表面不產生皺褶，使過了輔助壓制滾輪34的樹脂原料5為平整狀，若上述方向A偏擺位移位置太靠近模頭31位置，則樹脂原料5太早遇到低溫的輔助壓制滾輪34，而造成此一表面太早冷卻使得樹脂原料5先變硬，則不利于后面的微結構成型而降低轉寫率；若上述輔助壓制滾輪34的偏擺位移若太遠離模頭31位置，則縮短單微始壓位置320到雙微始壓位置330的引送長度，將不利于這段區域該板上21上的主微結構的成型。決定了輔助 壓制滾輪34的位置后，其次則要調整該副轉寫滾輪33偏擺位移位置，如從圖I的副轉寫滾輪33與圖6的副轉寫滾輪33’所示位置之間調移，使得單微始壓位置320到雙微始壓位置330的引送長度可調至最佳長度，當單微始壓位置320到雙微始壓位置330的引送長度太長則尚需進一步調高主轉寫滾輪32的輪面溫度，相反的，若單微始壓位置320到雙微始壓位置330的引送長度太短則尚需進一步調低主轉寫滾輪32的輪面溫度，以便樹脂原料5到達雙微始壓位置330具有所需的軟硬度，不至太軟或太硬而影響該處副微結構板面22的成型。決定了該副轉寫滾輪33的位置后，接著視需要再調整主轉寫滾輪32的輪面溫度，使得樹脂原料5接觸至主轉寫滾輪32的適當溫度，樹脂原料5不致太硬或太不軟而無法轉寫成型。本發明微結構光學板的制造方法尚包括一吹氣步驟，朝著在副轉寫滾輪33與該導輪35之間且被引取的拉力拉直的該樹脂原料5，成型有由主轉寫滾輪32成型的主微結構的板面21吹送冷空氣，使板面21上的微結構瞬間硬化，防止被導輪35壓平。因此，本發明在相對高溫的主轉寫滾輪32輪面上，先搭配該相對低溫輪面的輔助壓制滾輪34，形成該單微始壓位置320，使被引送的樹脂原料5經過該單微始壓位置320滾壓時，形成一面相對硬、一面相對軟的狀態，以便在該相對軟的面開始一成型單面微結構的制程，接著同樣的在主轉寫滾輪32輪面上，再搭配該副轉寫滾輪33，形成該雙微始壓位置330，使被引送的樹脂原料5經過該雙微始壓位置330滾壓時，通過在該樹脂原料5相對硬的面上填充可經光照射而硬化的光敏樹脂材料4，以便在該雙微始壓位置330接續進行一成型雙面微結構的制程。本實施例的樹脂原料5為聚甲基丙烯酸甲酯，其玻璃轉移溫度(Tg)約為118°C。在本實施例中，光照設備42的UV光功率為240瓦/厘米。本發明光敏樹脂材料4必需選用具有良好流動性的材料，以利于流動填補所述副轉寫微結構331的空隙，而且因為各個滾輪具有一定的轉速，所以光敏樹脂材料4還要能夠配合生產作業而快速硬化，由于其配合光照就可以快速硬化，因此該光敏樹脂材料4的使用不會影響到制程速度，使本發明具有與一般生產線相同的生產速度。
值得一提的是，輔助壓制滾輪34在樹脂原料5押出之后，具有整平效果，使樹脂原料5表面平整，利于光敏樹脂材料4可以均勻地涂布在樹脂原料5表面，有利于成型出的副微結構均勻性與一致性，并提高微結構轉寫率。另外，本發明額外設置該反射鏡41將光照設備42的光線朝上反射，目的在于使光照設備42與副轉寫滾輪33的位置錯開，使光照設備42不位于該副轉寫滾輪33的正下方，避免其上的光敏樹脂材料4向下滴而污染該光照設備42，因為一旦光照設備42污染，一方面較難以清潔，一方面會減弱其出光效能，進而影響光敏樹脂材料4的固化制程，降低轉寫率。 本發明的押出步驟是以押出機等設備將樹脂原料押出，并且經該模頭押成熔融狀樹脂原料，較佳料溫為170°C 260°C。
上述押出的樹脂原料是具有光學性質且可做為光學板的樹脂，其種類并無限制，具體例為(甲基)丙烯酸酯系樹酯、聚碳酸酯樹脂(PC樹脂)、苯乙烯樹脂(PS樹脂)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物(MS樹脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚合物(AS樹脂)、環狀烯烴聚合物(C0C樹脂)、聚對苯二甲酸乙二酯(PETG樹脂)等。上述所謂的(甲基)丙烯酸酯系樹脂，表示丙烯酸酯系樹脂及/或甲基丙烯酸酯系樹脂，是由(甲基)丙烯酸酯系單體所形成的聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacerylate,簡稱PMMA),上述(甲基)丙烯酸酯系單體，是表示丙烯酸酯系單體及/或甲基丙烯酸酯系單體，包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、正-丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯等單體，其中以甲基丙烯酸甲酯單體及丙烯酸甲酯單體為佳。上述樹脂原料中可添加各種添加劑例如光擴散劑、熒光劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等。上述光擴散劑具體例為無機微粒子及有機微粒子；無機微粒子例如硫酸鋇(BaSO4)、二氧化鈦(TiO2)等微粒子；而有機微粒子例如聚苯乙烯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹月旨、有機娃氧燒樹脂微粒子等。本發明該模頭內的熔融態樹脂原料的押出速度視所需光學板的厚度來決定，樹脂原料押出后與主轉寫滾輪32及輔助壓制滾輪34接觸，其中，樹脂原料與滾輪接觸時的溫度控制在樹脂原料的Tg°C Tg+100°C (Tg表示玻璃轉移溫度)范圍內，讓樹脂原料5維持較佳的高溫可撓曲性以彎折覆貼于該主轉寫滾輪32的輪面上。當與滾輪接觸的樹脂原料溫度太高時，將使樹脂原料流動性大，過度軟化；當溫度太低使樹脂原料提早變硬，兩者均不利于微結構的成型。本發明上述微結構形狀不限制，可為三角形鏡(prism lens)、半圓形鏡(lenticular lens)等形狀。本發明被押出的樹脂原料在接觸主轉寫滾輪32時，因為樹脂原料尚未完全冷卻定型，故可以順著主轉寫滾輪32的形狀弧覆于主轉寫滾輪32的輪面上并受主轉寫滾輪32所滾壓帶動。前述樹脂原料經過轉寫與輔助壓制滾輪時仍需在高溫的狀態下并具備可撓曲性，才能以彎折弧曲的形態通過。因此，所述滾輪溫度如果太低，將使樹脂原料冷卻而容易于輸送過程中產生裂縫，而滾輪溫度若太高，樹脂原料流動性太高亦不利于微結構的成型。本發明的光學板可包括光擴散板、導光板等，光學板的厚度在O. Imm IOmm為佳，
O.2mm 8mm更佳,0. 3mm 6mm最佳。上述光學板的厚度可由該模頭內樹脂原料押出速度大小、主轉寫滾輪與輔助壓制滾輪之間的距離及主轉寫滾輪的轉速快慢等方式來控制。所述光敏樹脂材料注入的方式不限制,可使用噴涂(Spray)、擠出(Extrude)等方式，光敏樹脂材料注入速度宜適當調整，使其能均勻地注入。光敏樹脂材料注入的速度如果太快，將無法均勻地流動于整個副轉寫微結構331凹陷空間內；如果注入速度太慢，光敏樹脂材料就無法配合整個制程速度而確實充填。光敏樹脂材料注入速度較佳地為50立方厘米/分鐘·米 1200立方厘米/分鐘·米(單位時間及單位寬幅的注入量)，上述寬幅是指押出后的樹脂原料的寬度。本發明的光敏樹脂材料必需兼具流動性佳及受光照射易于硬化的特性，所述光敏樹脂材料也就是能夠受到光照射而進行光交聯(Cross-linking)反應并硬化的材料，具體例如可以受到紫外光(UV光)照射而硬化的紫外光硬化膠、可以受到紅外光(IR)照射而硬化的紅外光硬化膠，或是可以受到鹵素光照射而硬化的鹵素光硬化膠。在本發明實施例中，光敏樹脂材料是使用紫外光硬化膠，其組成并不限定， 其具體例包括(a)壓克力系樹脂(Acrylic resin)，其使用量為40重量％ 50重量％;(b)自由基光起始劑(Free radical photo-initiator),其使用量為5重量％ 15重量自由基光起始劑的具體例為Trimethyl Benzoyl Phosphine Oxide (TPO) >2-Methyl-1-[4-(Methylthio) phenyl]-2-Morpholino Propan-1-one(Ciba Irgacure907)、Isothioxanthone (ITX),或上述的一組合；(c)反應性壓克力交聯樹脂(Reactiveacrylic cross-linking resin),其使用量為40重量％ 50重量％,反應性壓克力交聯樹脂的具體例為 Di-Trimethylolpropane Tetraacrylate (SR-355)、DipentaerythritolMonohydroxy Pentaacrylate(SR-399) > Ethoxylated Bisphenol A Diacrylate(SR-349),或上述的一組合。在一般的場合，例如微結構為三角形鏡，具有集光作用時，本發明的光敏樹脂材料，其折射率與樹脂原料折射率的差異以不大于O. 05為較佳，更佳為不大于O. 03，最佳為不大于O. 01。在其他場合,例如微結構的目的是在分散光線時,光敏樹脂材料的折射率與樹脂原料折射率可有較大的差異。本發明的光照成型步驟使該光敏樹脂材料受該光照設備的光照射而硬化成型；上述使用的光照設備是指能提供包括紫外光(UV)、紅外光(IR)或鹵素光等設備，其光線必需配合所使用的光敏樹脂材料，因此當該光敏樹脂材料為紫外光硬化膠時，該光照設備發出紫外光；當該光敏樹脂材料為紅外光(或鹵素光)硬化膠，該光照設備發出紅外光(或鹵素光)。所述光照設備的光功率為100瓦/厘米(W/cm) 1000瓦/厘米。另外，該光照設備后方亦可置一曲面反光罩，使該光照設備射出的光源更均勻。而該反射鏡的設計并不限制，只要能將光照設備的光線均勻反射至該光敏樹脂材料，并利用該光照設備的光照射而使該光敏樹脂材料硬化成型即可，該反射鏡可為三角形結構、圓形結構、前低后高并且兩側邊為傾斜O 30度的梯形結構,其中較佳為前低后高并且兩側邊為傾斜O 30度的梯形結構，可將燈管邊緣發出的光往外延伸照射面積，使光線的收光面范圍較大且較均勻。本發明的制造方法簡單、易于施行，而且是在不改變光學板原始生產流程的情況下進行，因此能應用于現有的制程設備與生產流程，對產業利用有相當大的助益。
權利要求
1.一種雙面微結構光學板的成型裝置，使一樹脂原料在該成型裝置的一個引送路徑中被滾壓引送以成型光學板，并包括一個用于押出熔融的樹脂原料的模頭，以及一個設于該引送路徑中該模頭的下游的主轉寫滾輪，該主轉寫滾輪的輪面設有主轉寫微結構；其特征在于，該雙面微結構光學板的成型裝置還包括 一個副轉寫滾輪，與該主轉寫滾輪間隔設置，以供樹脂原料被引送進入該主轉寫滾輪與該副轉寫滾輪之間而被滾壓，該副轉寫滾輪的輪面設有副轉寫微結構，該樹脂原料被引送進入一個雙微始壓位置，該雙微始壓位置為該主轉寫滾輪與該副轉寫滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置； 一個輔助壓制滾輪，設于該引送路徑中該模頭的下游及該副轉寫滾輪的上游，且與該主轉寫滾輪間隔設置，以供來自該模頭的樹脂原料被引送進入該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間而被滾壓，該樹脂原料被引送進入一個單微始壓位置，該單微始壓位置為該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置，該單微始壓位置位于該雙微始壓位置的上游； 一個導輪，設于該引送路徑中該副轉寫滾輪的下游，以將該樹脂原料的引送路徑導引轉依覆于該副轉寫滾輪的下半圓弧面； 一個引取滾輪單元，設于該引送路徑中該導輪的下游，以引取該導輪導送出的樹脂原料而送出樹脂板材，該導輪導送出的樹脂原料由該模頭押出的樹脂原料經該單微始壓位置處及該雙微始壓位置處的滾壓以及該導輪的導送而獲得；以及 一個光敏樹脂填充單元，設于該副轉寫滾輪一側，用于將光敏樹脂材料注于將要滾壓樹脂原料的該副轉寫滾輪的輪面上。
2.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，該雙面微結構光學板的成型裝置還包括一個鄰設于該副轉寫滾輪的光照設備，該光照設備發出的光線朝該副轉寫滾輪照射，進而使充填于該副轉寫滾輪的副轉寫微結構及樹脂原料間的光敏樹脂材料受到光照而硬化成型。
3.根據權利要求2所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，該雙面微結構光學板的成型裝置還包括一個位于該副轉寫滾輪一側的反射鏡，該光照設備發出的光線被該反射鏡反射而朝該副轉寫滾輪照射。
4.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，該雙面微結構光學板的成型裝置還包括一個吹氣裝置，設于鄰近該副轉寫滾輪與該導輪之間的位置，朝著在該副轉寫滾輪與該導輪之間已形成有主微結構的樹脂原料板面吹送冷空氣。
5.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，于該導輪與該引取滾輪單元之間，還包括一個使光敏樹脂材料再一次照光的輔助光照射單元。
6.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，于該導輪與該引取滾輪單元之間，還包括一個補足所需溫度的加熱器。
7.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，于該導輪與該引取滾輪單元之間，還包括一個用于平整輸送微結構光學板的硬面滾輪。
8.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，該輔助壓制滾輪為一個鏡面滾輪，且能夠沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移。
9.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，該副轉寫滾輪能夠沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移。
10.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，該導輪的輪面材料為橡膠制成的軟性材質。
11.根據權利要求I所述的雙面微結構光學板的成型裝置，其特征在于，該雙面微結構光學板的厚度為O. Imm 10mm。
12.—種雙面微結構光學板的制造方法，使一樹脂原料在一個引送路徑中被滾壓引送以成型光學板，該雙面微結構光學板的制造方法包括一個將樹脂原料從一個模頭內押出的押出步驟；其特征在于，該雙面微結構光學板的制造方法還包括下列步驟 一個單面微結構初步成型步驟令前述樹脂原料于前述引送路徑中被引送入一個輪面相對高溫的主轉寫滾輪及一個輪面相對低溫的輔助壓制滾輪之間，使被引送的樹脂原料被滾壓形成一面相對硬、一面相對軟的狀態，以便通過設于該主轉寫滾輪上的主轉寫微結構，依著該主轉寫滾輪的轉動在該相對軟的面開始轉寫成型單面微結構的制程； 一個雙面微結構初步成型步驟接續前述單面微結構初步成型步驟，令依在該主轉寫滾輪的輪面上的正通過該主轉寫微結構成型著單面微結構的樹脂原料被引送入該主轉寫滾輪及一個副轉寫滾輪之間，并將一個光敏樹脂材料注于將滾壓樹脂原料的副轉寫滾輪的輪面，使光敏樹脂材料注入于該樹脂原料及該副轉寫滾輪的輪面的副轉寫微結構之間，并填入所述副轉寫微結構的凹陷空間； 一個導輪轉依輪面步驟承續前述雙面微結構初步成型步驟，通過一個導輪，將樹脂原料的引送路徑從原依著該主轉寫滾輪的輪面轉成依著該副轉寫滾輪的輪面，并對該填入所述副轉寫微結構與樹脂原料之間的光敏樹脂材料進行光照射而使其硬化；以及 一個引取步驟依該引送路徑將樹脂原料引送經過該導輪而后送出樹脂板材。
13.根據權利要求12所述的雙面微結構光學板的制造方法，其特征在于，該樹脂原料從該模頭內押出時的溫度為150°C 300°C，該主轉寫滾輪的輪面溫度為95°C 110°C，該輔助壓制滾輪的輪面溫度為70°C 80°C。
14.根據權利要求12所述的雙面微結構光學板的制造方法，其特征在于，該雙面微結構光學板的制造方法還包括一個吹氣步驟，朝著在該副轉寫滾輪與該導輪之間且被引取的拉力拉直的樹脂原料的、成型有由該主轉寫滾輪成型的主微結構的板面吹送冷空氣。
15.根據權利要求12所述的雙面微結構光學板的制造方法，其特征在于，該樹脂原料被引送進入一個單微始壓位置，該單微始壓位置為該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置；該樹脂原料被引送進入一個雙微始壓位置，該雙微始壓位置為該主轉寫滾輪與該副轉寫滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置，該輔助壓制滾輪為一個鏡面滾輪，該雙面微結構光學板的制造方法還包括令該輔助壓制滾輪沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移，以調整該模頭到該輔助壓制滾輪的距離，及該單微始壓位置到該雙微始壓位置的引送長度。
16.根據權利要求12所述的雙面微結構光學板的制造方法，其特征在于，該樹脂原料被引送進入一個單微始壓位置，該單微始壓位置為該主轉寫滾輪與該輔助壓制滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置；該樹脂原料被引送進入一個雙微始壓位置，該雙微始壓位置為該主轉寫滾輪與該副轉寫滾輪之間且樹脂原料開始被雙面滾壓的位置，該雙面微結構光學板的制造方法還包括令該副轉寫滾輪沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移，以調整該單微始壓位置到該雙微始壓位置的引送長度。
17.根據權利要求12所述的雙面微結構光學板的制造方法，其特征在于，先調整該輔助壓制滾輪沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移的位置；再調整該副轉寫滾輪沿著該主轉寫滾輪的圓弧側方向偏擺位移的位置；接著調整該主轉寫滾輪的輪面溫度。
全文摘要
一種雙面微結構光學板的成型裝置及其制造方法，主要是將一模頭內的高溫樹脂原料押出，之后令其被引送入二個間隔的主轉寫滾輪及副轉寫滾輪之間，該主轉寫滾輪及副轉寫滾輪的輪面均具有轉寫微結構，使樹脂原料被滾壓的同時其兩面可進行微結構花紋的賦予，從而可在押板機押制板材的線上作業中，使雙面微結構導光板一次完成。
文檔編號B29C69/02GK102896776SQ20111027205
公開日2013年1月30日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年7月29日
發明者陳信宏, 郭俊良, 王崇豪 申請人:奇美實業股份有限公司