CN102310419A - 形成图案化微结构的设备与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种形成图案化微结构的设备及方法，用于一光学膜。形成图案化微结构的设备包括一置放平台以及一撞击装置。置放平台用于置放欲形成图案化微结构的对象。撞击装置包含一雕刻头以及至少一撞针，撞针用于撞击对象的至少一表面，以于对象的表面形成一图案化微结构。形成图案化微结构的方法包括利用至少一撞针依序撞击光学膜的至少一表面，使光学膜的表面产生多个凹洞，藉此于光学膜的表面形成一图案化微结构。本发明利用撞针以撞击方式于光学膜的表面形成多个凹洞以形成图案化微结构，藉此可以低成本的制造方式来生产高光学效率的具有图案化微结构的光学膜。
Description
技术领域
本发明关于一种形成图案化微结构的设备与方法，尤指一种利用撞针撞击光学膜表面来形成图案化微结构的设备与方法。
背景技术
于液晶显示器技术中，如何将有限的光源做最全面、最有效率的发挥一直是业界所努力的方向。于一般液晶显示器的背光模块中，利用了许多种类的光学膜来改善或调整光源呈现的分布及效果。这些光学膜的种类包括导光板(light guide plate)、扩散膜(diffusion film)、反射板(reflecting plate)以及棱镜片(prism sheet)等。由于这些光学膜需要具备有导光、反射、匀光以及集光等功能，一般除了以混合各种不同光学性质的材料来制造多层膜的结构外，于光学膜的表面形成各种图案化微结构来达到所需的光学效果亦为常见的制造光学膜的手法。
于光学膜表面形成微结构的方式很多，目前业界较常见的有使用网点印刷、射出成形、压出成形、以及激光雕刻等。其中网点印刷、射出成形、以及压出成形等方式虽然相对的成本较低，但却分别有光学效率低、制造时间(cycletime)过长、良率偏低、制程变化弹性小等问题。而相对地，以激光雕刻法制作的具有微结构的光学膜具有较佳的光学效率，且制程变化弹性较大，但却有成本过高以及制作时间过长等缺点。此外，当有需要形成更细小规格的微结构时，上述各方式亦会受限于机台或模具限制而无法达到需要的效果。所以，如何以低成本、高生产效率的方式来生产具有多样化微结构以及高光学效率特性的光学膜为相关制造商及设备商致力开发的方向。
发明内容
本发明的主要目的之一在于提供一种形成图案化微结构的方法，用于一光学膜，以低成本、高生产效率的方式来制作具有图案化微结构的光学膜。
为达上述目的，本发明的一实施例提供一种形成图案化微结构的方法，用于一光学膜，此方法包括利用至少一撞针依序撞击光学膜的至少一表面，使光学膜的表面产生多个凹洞，藉此于光学膜的表面形成一图案化微结构。
所述的方法，其中，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该撞针进行加热。
所述的方法，其中，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，提供该撞针一超音波震动效果。
所述的方法，其中，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该光学膜进行加热。
所述的方法，其中，另包括利用该撞针撞击该光学膜的该表面，以于该光学膜的该表面形成一定位记号。
所述的方法，其中，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该撞针，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
所述的方法，其中，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该光学膜，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
为达上述目的，本发明的另一实施例提供一种光学膜的形成图案化微结构的方法，此方法包括提供一光学膜以及利用至少一撞针依序撞击光学膜的至少一表面，使光学膜的表面产生多个凹洞，藉此于光学膜的表面形成一图案化微结构。
所述的形成方法，其中，该光学膜利用挤出形成方式加以形成。
所述的形成方法，其中，利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤于该光学膜于一半凝固状态下进行。
所述的形成方法，其中，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该撞针进行加热。
所述的形成方法，其中，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，提供该撞针一超音波震动效果。
所述的形成方法，其中，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该光学膜进行加热。
所述的形成方法，其中，另包括利用该撞针撞击该光学膜的该表面，以于该光学膜的该表面形成一定位记号。
所述的形成方法，其中，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该撞针，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
所述的形成方法，其中，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该光学膜，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
为达上述目的，本发明的又一实施例提供一种形成图案化微结构的设备，此设备包括一置放平台以及一撞击装置。置放平台用于置放欲形成一图案化微结构的一对象。撞击装置设置于置放平台上方。撞击装置包含一雕刻头以及至少一撞针，撞针用于撞击对象的至少一表面，以于对象的表面形成图案化微结构。
所述的设备，其中，另包括一第一加热装置，用以对该撞针进行加热。
所述的设备，其中，另包括一第二加热装置，用以对该对象进行加热。
所述的设备，其中，另包括一超音波装置，用以提供该撞针超音波震动效果。
所述的设备，其中，该置放平台包括一可移动式置放平台。
所述的设备，其中，该撞击装置包括一可移动式撞击装置。
所述的设备，其中，该形成图案化微结构的设备与一挤出装置相邻设置。
本发明利用撞针以撞击方式于光学膜的表面形成多个凹洞以形成图案化微结构，藉此可以低成本的制造方式来生产高光学效率的具有图案化微结构的光学膜。
附图说明
图1绘示第一、第二以及第三实施例的形成图案化微结构的方法示意图；
图2绘示第一实施例的形成图案化微结构的方法示意图；
图3绘示第一实施例的形成图案化微结构的方法所制作的一光学膜的示意图；
图4绘示第二实施例的形成图案化微结构的方法示意图；
图5绘示第三实施例的形成图案化微结构的方法示意图；
图6绘示第四实施例的形成图案化微结构的方法示意图；
图7绘示第五实施例的形成图案化微结构的方法示意图；
其中，附图标记：
具体实施方式
为使熟习本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1与图2。图1与图2绘示了第一实施例的形成图案化微结构的方法示意图。如图1所示，本实施例可使用一形成图案化微结构的设备10来执行本发明的形成图案化微结构的方法，其中形成图案化微结构的设备10包括置放平台11以及撞击装置12。置放平台11可包括一可移动式置放平台，撞击装置12可包括一可移动式撞击装置，但本发明并不以此为限而可选用其它适合的置放平台与撞击装置。撞击装置12设置于置放平台11上方，且撞击装置12包括雕刻头12A以及至少一个撞针12B。如图1与图2所示，本实施例提供一种形成图案化微结构的方法，可用于一光学膜16，但本实施例的形成图案化微结构的方法并不以此为限而可用于其它欲形成图案化微结构的对象。下列各实施例以光学膜为例，但并不以此为限。因此，本实施例的形成图案化微结构的方法包括一种光学膜的图案化微结构的形成方法。上述方法包括形成一光学膜16以及利用至少一个撞针12B依序撞击光学膜16的至少一个表面16S，使光学膜16的表面16S产生多个凹洞17A，藉此于光学膜16的表面16S形成图案化微结构17B。本实施例的光学膜16可为利用挤出形成方式加以形成，但并不以此为限而可利用其它适合的形成方式形成光学膜16。更详细地说，如图2所示，本实施例的形成图案化微结构的方法先通过撞针12B朝置放平台11的方向上撞击光学膜16，同时控制撞针12B撞击光学膜16至预定的深度，然后将撞针12B移开光学膜16，即可于光学膜16的表面16S形成一定深度的凹洞17A。经由于光学膜16上的不同位置重复此撞击动作，即可于光学膜16的表面16S形成多个凹洞17A，进而形成如图1所示的图案化微结构17B。在本发明中，可利用调整撞针12B撞击光学膜16的深度，来形成不同大小与深度的凹洞17A，此外，亦可利用不同形状的撞针12B来产生需要的凹洞17A，以达到于光学膜16的表面16S形成所需的图案化微结构17B的目的。在本实施例中，光学膜16的材料可包括聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚物(MethylMethacrylate-Styrene，MMS)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)，但本实施例的光学膜16的材料并不以此为限而可为其它适合的材料。值得说明的是，在本实施例中，形成图案化微结构17B的方法可利用可移动式的撞击装置12，在平行光学膜16的表面16S的方向X或/及方向Y上移动撞针12B，或利用可移动式的置放平台11，在平行于光学膜16的表面16S的方向X或/及方向Y上移动光学膜16，使撞针12B依序撞击光学膜16的表面16S，以形成图案化微结构17B。此外，在本发明中，亦可同时利用可移动式的撞击装置12及可移动式的置放平台11两者间的互相搭配，以有效地缩短形成图案化微结构17B的制程时间，提高制程效率。
请参考图3，并请一并参考图1。图3绘示了以第一实施例的形成图案化微结构的方法所制作的光学膜的示意图。如图1与图3所示，在本实施例中，形成图案化微结构的方法除了包括利用撞针12B以撞击方式于光学膜16的表面16S上形成图案化微结构17B之外，还可包括利用撞针12B撞击光学膜16的表面16S，以于光学膜16的表面16S形成定位记号18，而定位记号18可于后续制程时提供定位的功能，此后续制程可包括光学膜16的裁切制程，但本实施例并不以此为限。在本实施例中，具有图案化微结构17B的光学膜16由于具有特殊的光学性质，因此可使用作为背光模块中的导光板、扩散片或用于其它特殊的光学用途，但本实施例并不以此为限。
下文将针对本发明的形成图案化微结构的方法的不同实施样态进行说明，且为简化说明，以下说明主要针对各实施例不同之处进行详述，而不再对相同之处作重复赘述。此外，各实施例中相同的元件以相同的标号进行标示，以利于各实施例间互相对照。
请参考图4，并请一并参考图1。图4与图1绘示了本发明的第二实施例的形成图案化微结构的方法示意图。如图1与图4所示，第二实施例提供一种形成图案化微结构的方法，用于一光学膜16，此方法包括利用至少一个撞针12B依序撞击光学膜16的至少一个表面16S，使光学膜16的表面16S产生多个凹洞17A，藉此于光学膜16的表面16S形成图案化微结构17B。值得说明的是，在本实施例中，形成图案化微结构的方法可还包括于利用撞针12B依序撞击光学膜16的表面16S的步骤中，对撞针12B进行加热，此加热方式可于撞针12B撞击光学膜16的步骤前先对撞针12B进行预热至一特定温度范围或/及于撞针12B撞击光学膜16的步骤中持续对撞针12B进行加热以维持撞针12B于一特定温度范围之内，但并不以此为限。更明确地说，在本发明中，当光学膜16的材料具有热塑性的特性时，使用具有高温的撞针12B将有助于以撞击方式于光学膜16的表面16S形成图案化微结构17B，并同时对于减缓撞针12B于制程中的损耗方面有所帮助，进而延长撞针12B的使用周期以降低整体成本。同样的道理，在本实施例中，形成图案化微结构17B的方法可另包括于利用撞针12B依序撞击光学膜16的表面16S的步骤中，对光学膜16进行加热，以利于图案化微结构17B的形成，同样地，此加热方式可于撞针12B撞击光学膜16的步骤前先对光学膜16进行预热至一特定温度范围或/及于撞针12B撞击光学膜16的步骤中持续对光学膜16进行加热以维持光学膜16B于特定温度范围之内，但本发明并不以此为限。上述的特定温度范围大体上介于75℃至150℃之间，但本发明并不以此为限而可视相关材料与设备需求对此温度范围进行调整。因此，如图4与图1所示，在本实施例中，形成图案化微结构的设备10可另包括一第一加热装置13或/及一第二加热装置14。第一加热装置13用以对撞针12B加热，第二加热装置14用以对光学膜16加热。第一加热装置13可设置于雕刻头12A之内，第二加热装置14可设置于置放平台11之内，但本发明并不以此为限而可视设计需求调整第一加热装置13与第二加热装置14的位置，以确实达到有效加热撞针12B或加热光学膜16的效果。此外，在本实施例中，亦可选择加热撞针12B或加热光学膜16此两种方式其中之一或同时加热撞针12B与光学膜16，以加强形成图案化微结构17B的制程效果。
请参考图5，并请一并参考图1。图5与图1绘示了本发明的第三实施例的形成图案化微结构的方法示意图。如图1与图5所示，第三实施例提供一种形成图案化微结构的方法，用于光学膜16，此方法包括利用至少一个撞针12B依序撞击光学膜16的至少一个表面16S，使光学膜16的表面16S产生多个凹洞17A，藉此于光学膜16的表面16S形成图案化微结构17B。值得说明的是，在本实施例中，形成图案化微结构的方法可还包括于利用撞针12B依序撞击光学膜16的表面16S的步骤中，提供撞针12B超音波震动效果。如图5所示，通过此超音波震动效果，可使撞针12B撞击光学膜16的表面16S时伴随着产生朝不同方向的细部震动，例如于平行于光学膜16的方向V1或/及垂直于光学膜16的方向V2产生细部超音波震动，但并不以此为限。此具有超音波震动效果的撞针12B可对于光学膜16上所撞击出的各凹洞17A的边缘产生平滑化的效果，有利于图案化微结构17B的形成。如图5所示，在本实施例中，形成图案化微结构的设备10可另包括一超音波装置15，超音波装置15用以提供撞针12B超音波震动效果，而超音波装置15可设置于雕刻头12A之内，但本实施例并不以此为限而可视设计需求调整超音波装置15的位置，以确实达到有效地提供撞针12B超音波震动效果。此外，在本发明的其它变化实施例中，形成图案化微结构的方法亦可同时包括对撞针12B加热、对光学膜16加热以及提供撞针12B超音波震动效果，以对形成图案化微结构17B的制程效果及效率等方面进行最佳化的调整。
请参考图6。图6绘示了第四实施例的形成图案化微结构的方法示意图。如图6所示，第四实施例提供一种形成图案化微结构的方法，用于光学膜16，此方法包括利用至少一个撞针12B依序撞击光学膜16的至少一个表面16S，使光学膜16的表面16S形成一图案化微结构17B。值得说明的是，在本实施例中，于置放平台11上可放置多个光学膜16，而各光学膜16的形状及大小可各不相同，利用撞击装置12的可移动式设计，在平行光学膜16的表面16S的方向X或方向Y上移动撞针12B，或利用置放平台11的可移动式设计，在平行于光学膜16的表面16S的方向X或方向Y上移动光学膜，使撞针12B依序撞击光学膜16的表面16S，以形成图案化微结构17B。因此，本实施例提供的形成图案化微结构的方法，可应用于对已切割完成的各种形状、各种大小的光学膜16的表面16S进行撞击，以形成各种不同的图案化微结构17B，使得形成图案化微结构的制程弹性得以有效地提升。此外，本实施例亦可搭配上述实施例中的超音波装置与加热装置，进一步对形成图案化微结构的制程效果及效率等方面进行调整。
请参考图7。图7绘示了第五实施例的形成图案化微结构的方法示意图。如图7所示，第五实施例提供一种形成图案化微结构的方法，用于光学膜16，此方法包括利用至少一个撞针12B依序撞击光学膜16的至少一个表面16S，使光学膜16的表面16S形成一图案化微结构17B。值得说明的是，在本实施例中，光学膜16利用挤出形成方式加以形成，且利用撞针12B依序撞击光学膜16的表面16S的步骤于光学膜16于半凝固状态下进行。举例来说，如图7所示，形成图案化微结构的设备20与利用来进行挤出形成方式形成光学膜16的挤出装置19相邻设置，使得光学膜16通过挤出装置19形成后于置放平台11上处于适合进行撞击制程的半凝固状态，以进行后续的利用撞针12B依序撞击光学膜16的表面16S的制程步骤。在本实施例中，光学膜16于半凝固状态中的温度大体上介于75℃至150℃之间，但本发明并不以此为限而可视相关材料与设备需求对各制程温度进行调整。通过本实施例中将形成图案化微结构的设备20与挤出装置19相邻设置的设计，除了可提升撞针12B撞击光学膜16以形成图案化微结构17B的制程效果，更可以进一步减少光学膜16整体的制程时间，达到提高制程效率以及产能提升的效果。此外，本实施例亦可搭配上述实施例中的超音波装置与加热装置，进一步对形成图案化微结构的制程效果及效率等方面进行调整，而此细节部分在此将不再赘述。
综合以上所述，本发明利用撞针来撞击需于表面形成图案化微结构的对象例如光学膜，以于其表面形成图案化微结构，同时利用可移动式撞击装置或可移动式置放平台，选择性地形成所需的图案化微结构。此外，亦可搭配加热装置、超音波装置以及挤出装置，对形成图案化微结构的制程效果及效率等方面有效地提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (23)
1.一种形成图案化微结构的方法，用于一光学膜，其特征在于，包括：
利用至少一撞针依序撞击该光学膜的至少一表面，使该光学膜的该表面产生多个凹洞，藉此于该光学膜的该表面形成一图案化微结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该撞针进行加热。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，提供该撞针一超音波震动效果。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该光学膜进行加热。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括利用该撞针撞击该光学膜的该表面，以于该光学膜的该表面形成一定位记号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该撞针，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该光学膜，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
8.一种光学膜的图案化微结构的形成方法，其特征在于，包括：
形成一光学膜；以及
利用至少一撞针依序撞击该光学膜的至少一表面，使该光学膜的该表面产生多个凹洞，藉此于该光学膜的该表面形成一图案化微结构。
9.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，该光学膜利用挤出形成方式加以形成。
10.根据权利要求9所述的形成方法，其特征在于，利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤于该光学膜于一半凝固状态下进行。
11.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该撞针进行加热。
12.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，提供该撞针一超音波震动效果。
13.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，另包括于利用该撞针依序撞击该光学膜的该表面的步骤中，对该光学膜进行加热。
14.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，另包括利用该撞针撞击该光学膜的该表面，以于该光学膜的该表面形成一定位记号。
15.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该撞针，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
16.根据权利要求8所述的形成方法，其特征在于，另包括在平行该光学膜的该表面的一方向上移动该光学膜，使该撞针依序撞击该光学膜的该表面。
17.一种形成图案化微结构的设备，其特征在于，包括：
一置放平台，用于置放欲形成一图案化微结构的一对象；以及
一撞击装置，设置于该置放平台上方，该撞击装置包含一雕刻头以及至少一撞针，该至少一撞针用于撞击该对象的至少一表面，以于该对象的该表面形成该图案化微结构。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，另包括一第一加热装置，用以对该撞针进行加热。
19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，另包括一第二加热装置，用以对该对象进行加热。
20.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，另包括一超音波装置，用以提供该撞针超音波震动效果。
21.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，该置放平台包括一可移动式置放平台。
22.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，该撞击装置包括一可移动式撞击装置。
23.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，该形成图案化微结构的设备与一挤出装置相邻设置。
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