制作具有图案化微结构的光学元件的设备及方法技术

一种制作具有图案化微结构的光学元件的设备及方法。制作具有图案化微结构的光学元件的设备包括具有出料口的挤出成形装置，以及与挤出成形装置的出料口相邻设置的冲压装置。制作具有图案化微结构的光学元件的方法包括下列步骤。首先，利用一挤出成形装置进行一挤出成形工艺，以形成一光学元件。接着，利用一冲压装置的一模具于光学元件冷却至半凝固状态时对光学元件进行冲压处理，以于光学元件的一表面形成图案化微结构。其中，冲压装置与挤出成形装置的一出料口相邻设置。本发明专利技术利用将冲压装置与光学元件挤出成形装置相邻设置，并以模具对处于半凝固状态的光学元件表面进行冲压处理来形成图案化微结构，从而缩短工艺时间与降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种对处于半凝固状态的光学元件表面进行冲压处理来形成图案化微结构的制作方法及设备。
技术介绍
在显示器产业中，不论是无源式的显示方式，例如液晶搭配背光模块，或是有源式的显示方式，例如有机电激发光(organic electroluminescence)显示器，如何在低耗电的前提下将所得的光源做最佳化的应用，向来是业界致力开发的方向。而其中具备有导光、反射、勻光以及集光等功能的光学元件即扮演着很重要的角色。举例来说，目前一般侧光式的背光模块中，即使用了导光板(light guide plate)、扩散膜(diffusion film)、反射板 (reflecting plate)以及棱镜片(prism sheet)等具有特殊光学特性的光学元件来改善整体背光呈现亮度、背光均勻性、发光角度等重要性质。而这些具有特殊光学特性的光学元件，一般以混合各种不同光学性质的材料来制造多层的结构，或是于一般光学元件的表面形成各种图案化微结构来达到所需的光学性质。目前常见用来形成具有表面微结构的光学元件的方式有网点印刷、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(cycle time)过长、良率偏低等问题。而相对地， 以激光雕刻法制作的具有微结构的光学元件具有较佳的光学效率，但却有成本过高以及制作时间过长等缺点。因此，如何以低成本、高生产效率的方式来制作具有图案化微结构的光学元件为相关产业重要的课题之一。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术的主要目的之一在于提供一种，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元件。为达上述目的，本专利技术的一较佳实施例提供一种制作具有图案化微结构的光学元件的方法，例如制作具有集光效果的光学膜片，上述制作方法包括下列步骤。首先，利用一挤出成形装置进行一挤出成形工艺，以挤出成形方式形成一光学元件，此光学元件的外观形状可为例如薄膜状或薄片状。接着，利用一冲压装置的一模具于光学元件冷却至半凝固状态时对光学元件进行一冲压处理，以于光学元件的一表面形成至少一图案化微结构。为达上述目的，本专利技术的另一较佳实施例提供一种制作具有图案化微结构的光学元件的设备，上述制作具有图案化微结构的光学元件的设备包括一挤出成形装置以及一冲压装置。挤出成形装置用以挤出形成一光学元件，且挤出成形装置具有一出料口。冲压装置与挤出成形装置的出料口相邻设置，例如在出料口后随即设置冲压装置。此外，冲压装置具有至少一模具，用以对处于半凝固状态的光学元件的至少一表面进行一冲压处理，以于光学元件的表面形成至少一图案化微结构。 本专利技术利用将冲压装置与光学元件挤出成形装置相邻设置，并以模具对处于半凝固状态的光学元件表面进行冲压处理来形成图案化微结构，以此达到缩短工艺时间与降低生产成本的目的。附图说明图IA至图IC示出了本专利技术的一较佳实施例的制作具有图案化微结构的光学元件的方法示意图。图2示出了以本专利技术的一较佳实施例的制作具有图案化微结构的光学元件的方法所制作的一光学元件的示意图。图3示出了本专利技术的另一较佳实施例的制作具有图案化微结构的光学元件的设备的示意图。图4示出了本专利技术的又一较佳实施例的制作具有图案化微结构的光学元件的设备的示意图。其中，附图标记说明如下10制作具有图案化微结构的光学元件的设备IlE 出料口12A 模具12C切割装置13光学元件i;3B 下表面14B图案化微结构20制作具有图案化微结构的光学元件的设备11挤出成形装置12冲压装置 12B置放平台 12D下模具 13S表面 14图案化微结构 15定位记号30制作具有图案化微结构的光学元件的设备具体实施例方式为使熟习本专利技术所属
的普通技术人员能更进一步了解本专利技术，下文特列举本专利技术的较佳实施例，并配合附图，详细说明本专利技术的构成内容及所欲达成的功效。请参考图IA至图1C。图IA至图IC示出了本专利技术的一较佳实施例的制作具有图案化微结构的光学元件的方法示意图。如图IA所示，本实施例可使用一制作具有图案化微结构的光学元件的设备10来执行制作具有图案化微结构的光学元件的方法，其中制作具有图案化微结构的光学元件的设备10包括一挤出成形装置11以及一冲压装置12。挤出成形装置11用以挤出形成一光学元件13，且挤出成形装置11具有一出料口 11E。冲压装置 12与挤出成形装置11的出料口 IlE相邻设置，在本实施例中在出料口 IlE后随即紧邻设置了冲压装置12，且冲压装置12具有至少一模具12A以及一置放平台12B。如图IA至图IC 所示，本专利技术的一较佳实施例提供一种制作具有图案化微结构的光学元件的方法，例如制作具有集光效果的光学膜片，上述制作方法包括下列步骤。首先，如图IA所示，利用挤出成形装置11进行一挤出成形工艺，以挤出成形方式形成一光学元件13。光学元件13的外观形状可为例如薄膜状或薄片状。接着，如图IB至图IC所示，利用一冲压装置12的一模具12A于光学元件13冷却至半凝固状态时对光学元件13进行一冲压处理，以于光学元件13 的一表面13S形成至少一图案化微结构14。上述的冲压处理可利用例如固定置放平台12B 的位置而移动模具12A朝置放平台12B的方向进行冲压，或可固定模具12A的位置而移动置放平台12B朝模具12A的方向进行冲压，又或可同时移动模具12A与置放平台12B各自朝光学元件13的方向进行冲压，以于光学元件13的一表面13S形成图案化微结构14。在本实施例中，模具12A具有多个凸起的图形，以于冲压处理后在光学元件13的表面13S形成图案化微结构14，但本专利技术的实施例中，模具12A并不以此为限，其可具有多个凸起的图形或/及凹陷的图形，以于光学元件13的表面13S上形成需要的图案化微结构。在本实施例中，光学元件13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(Methyl Methacrylate-Styrene,MMS)、聚碳酸酯(Polycarbonate， PC)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer,COP)与聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene ter印hthalate，PET)等材料的其中至少一种或上述材料的混合物，但不以此为限而可包括其他适合的材料。光学元件13可为单层结构或多层结构。另外，为了提供光学元件13特定的光学效果，例如扩散效果，可更于用以形成光学元件13的材料例如上述材料内以各种方式加入至少一具有扩散功能的材料例如二氧化钛(TiO2)粒子、二氧化硅(SiO2)粉末或聚甲基丙烯酸甲酯粒子，但并不以此为限。此外，在本实施例中， 光学元件13于挤出成形工艺中的温度大体上介于150°C至260°C之间，而光学元件13于半凝固状态中的温度大体上介于75°C至150°C之间，但本专利技术并不以此为限而可视相关材料与设备需求对各工艺温度进行调整。在本专利技术的实施例中，具有图案化微结构14的光学元件13由于可产生特殊的光学作用，因此可使用作为背光模块中的导光板、扩散片或用于其他特殊的光学用途，但本专利技术并本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制作具有图案化微结构的光学元件的方法，包括：利用一挤出成形装置进行一挤出成形工艺，以挤出成形方式形成一光学元件；以及利用一冲压装置的一模具于该光学元件冷却至一半凝固状态时对该光学元件进行一冲压处理，以于该光学元件的一表面形成至少一图案化微结构，其中该冲压装置与该挤出成形装置的一出料口相邻设置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑美俊，曾德龙，赖清坤，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71