TW201438877A - 壓印滾輪及壓印滾輪的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種壓印滾輪，包括一個原始輪和成型膜，所述原始輪具有外圓周面，所述成型膜固定在所述外圓周面上，所述成型膜具有背離所述外圓周面的成型面，所述成型面上具有微結構壓印圖案，所述成型膜的材料包括聚二甲基矽氧烷。本發明還涉及一種壓印滾輪的製造方法。
Description
本發明涉及一種壓印滾輪及壓印滾輪的製造方法。
目前背光模組中的光學薄膜(比如擴散膜、增亮膜)一般通過滾輪壓印的方法製造。滾輪壓印技術是將熔融的加工原料從兩個壓印滾輪之間流過，利用該兩個壓印滾輪之間的擠壓，以將壓印滾輪上的微結構壓印圖案轉印到成型後的光學薄膜表面。
習知的壓印滾輪一般包括原始輪及鍍在原始輪的外圓周面上的銅膜，且銅膜的表面形成有微結構壓印圖案。當該壓印滾輪上微結構壓印圖案被破壞後，就需要將銅膜去除掉，重新在原始輪的外圓周面進行銅電鍍及雕刻，由於銅電鍍和雕刻都需要較長的時間，進而影響該壓印滾輪製造的光學薄膜的生產效率。由於微結構壓印圖案對光學薄膜的品質影響很大，因此微結構壓印圖案的精度要求比較高。但是由於曲面加工本身比較困難，對加工機台的加工精度及操作員的技術要求均比較高，使得該微結構壓印圖案不容易達到所需的精度，進而影響該壓印滾輪製造的光學薄膜的產品良率。
有鑒於此，有必要提供一種能夠有效提高產品良率的壓印滾輪及壓印滾輪的製造方法。
一種壓印滾輪，包括一個原始輪和成型膜，所述原始輪具有外圓周面，所述成型膜固定在所述外圓周面上，所述成型膜具有背離所述外圓周面的成型面，所述成型面上具有微結構壓印圖案，所述成型膜的材料包括聚二甲基矽氧烷。
一種壓印滾輪的製造方法，包括：提供具有預定壓印圖案的金屬平板模具；將聚二甲基矽氧烷溶液噴塗在原始輪上以形成附有聚二甲基矽氧烷薄膜的待加工滾輪，所述聚二甲基矽氧烷溶液包括聚二甲基矽氧烷本體及硬化劑；使用所述金屬平板模具對所述待加工滾輪進行滾壓以使所述金屬平板模具所述預定壓印圖案轉印到所述聚二甲基矽氧烷薄膜上；烘烤以固化所述聚二甲基矽氧烷薄膜，從而得到所述壓印滾輪。
相較於先前技術，本實施例的壓印滾輪及其製造方法中聚二甲基矽氧烷具有較好的表面抗粘性及可撓性，使得成型膜與壓印滾輪製造的光學薄膜容易相互分離，從而不影響該光學薄膜的產品良率。
10．．．壓印滾輪
11．．．原始輪
110．．．外圓周
12．．．成型膜
120．．．成型面
121．．．微結構壓印圖案
20．．．母模
21．．．基體
22．．．加工面
23．．．轉印圖案
30．．．鐳射裝置
31．．．雷射器
32．．．反射鏡
33．．．聚光透鏡
40．．．鑽石刀
50．．．噴砂裝置
60．．．金屬平板模具
61．．．壓印圖案
70．．．容器
71．．．待成型膜材料
80．．．噴塗裝置
81．．．待成型膜
圖1是本發明實施例壓印滾輪的結構示意圖。
圖2是本發明實施例壓印滾輪的製造方法的示意圖。
如圖1所示，本發明實施例的壓印滾輪10用來壓印光學薄膜（例如，增量膜、反射膜等）以在光學薄膜上形成微結構，壓印滾輪10包括一個原始輪11和設置在原始輪11上的成型膜12。
原始輪11為金屬材質（例如，銅）之圓柱形結構，其具有一個外圓周110，成型膜12圍繞整個外圓周110設置，且成型膜12為無縫設計。
根據需要，成型膜12的長度可以等於原始輪11的長度，也可以小於原始輪11的長度。
成型膜12具有一個背離外圓周110的成型面120，成型面120上具有微結構壓印圖案121以用來成型光學薄膜上的微結構，微結構壓印圖案121可以為凸出結構、凹陷結構或者凸出結構和凹陷結構皆有。成型膜12由可擾性的高分子材料製成，例如，聚二甲基矽氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）。聚二甲基矽氧烷具有較好的表面抗粘性及可撓性，使得成型膜12與壓印滾輪10製造的光學薄膜容易相互分離，從而不影響該光學薄膜的產品良率。
上述壓印滾輪10可由圖2所示的製作方法獲得，製作方法具體描述如下：
步驟一，製作母模。母模20為平板結構，可以由以下三種方法中的任意一種加工基體21而獲得，基體21具有一個加工面22，基體21的材料可以為銅。
優選地，基體21的寬度至少等於原始輪11的圓周長，基體21的長度至少等於成型膜12的長度。
其一，利用鐳射裝置加工基體21獲得母模20。鐳射裝置30包括雷射器31、反射鏡32和聚光透鏡33，雷射器31發出的鐳射平行加工面22，鐳射入射到反射鏡32上後被反射至聚光透鏡33上，聚光透鏡33將鐳射彙聚到基體21的加工面22上，隨著鐳射裝置30相對基體21的不斷移動（或者鐳射裝置30不動，基體21移動），鐳射便會在加工面22上加工形成轉印圖案23，從而得到母模20。
當然，鐳射裝置30也可以省略反射鏡32和聚光透鏡33，而使讓雷射器31發出的鐳射垂直照射在基體21的加工面22上，如此不僅可以簡化鐳射裝置30的結構，而且使得鐳射的所有能量可以集中在基體21上而不會過多地損耗。
其二，CNC（Computerized Numerical Control，電腦數位控制）超精密加工基體21以獲得母模20。採用鑽石刀40在基體21的加工面22上加工出轉印圖案23，從而得到母模20。
其三，噴砂裝置處理基體21獲得母模20。採用噴砂裝置50在加工面22上進行噴砂處理以形成轉印圖案23，從而得到母模20。在噴砂過程中，為了防止不需要形成轉印圖案23的部份被破壞，可將一遮蔽物（mask）置於噴砂裝置50與基體21之間，以曝露需要形成轉印圖案23的部份而遮蔽不需要形成轉印圖案23的部份。
步驟二，利用母模製作金屬平板模具。利用電鑄方式在母模20的整個加工面22上電鑄金屬，如此，轉印圖案23上同樣被電鑄金屬填滿，然後蝕刻掉母模20，從而形成結構與母模20相反的金屬平板模具60，金屬平板模具60上的壓印圖案61的結構與基體21上的轉印圖案23的結構相反。
步驟三，調配PDMS溶液。將一定比例（例如10:1-15:1）的PDMS主劑（Base）和硬化劑（Curing agent）置於一容器70內，然後攪拌混合均勻，使得PDMS主劑進行硬化，以製成PDMS溶液，從而得到高分子網格結構的待成型膜材料71。攪拌過程中，如果產生氣泡則需要經過真空脫泡處理。
在本實施方式中，PDMS主劑與硬化劑的品質比為10:1，容器70可以為量杯。
需要說明之處，製作母模和調配PDMS溶液並無嚴格順序限制，可以先調配PDMS溶液，然後製作母模。
步驟四，採用噴塗裝置80將待成型膜材料71噴塗在原始輪11的外圓周110上，從而形成待成型膜81。由於採用噴塗方法，待成型膜81整個為一個整體，無開始和結尾之分，故，待成型膜81為無縫結構。隨著原始輪11的不斷轉動和噴塗裝置80沿著原始輪11的軸向不斷移動，待成型膜材料71均勻塗布在外圓周110上，從而形成厚度均勻的待成型膜81。
通過控制噴塗裝置80的噴塗量、噴塗時間和噴塗速度，可以控制待成型膜81的厚度。
步驟五，將具有待成型膜81的原始輪11置於金屬平板模具60上，並使原始輪11在金屬平板模具60上轉動一周，金屬平板模具60上的壓印圖案61便會被轉印到原始輪11上的待成型膜81上，以在待成型膜81上形成微結構壓印圖案121，微結構壓印圖案121的結構與壓印圖案61相反而與轉印圖案23的結構相同，烘烤固化待成型膜81即可得到成型膜12和原始輪11組成的壓印滾輪10。
將原始輪11置於25-100度的烤箱內，烘烤固化待成型膜81及微結構壓印圖案121。
壓印滾輪的製造方法以噴塗法在原始輪11上形成聚二甲基矽氧烷薄膜，然後利用平面的金屬平板模具60將壓印圖案61轉印到曲面的聚二甲基矽氧烷薄膜上以形成成型膜12，且金屬平板模具60可多次利用大量生產壓印滾輪10，降低壓印滾輪10的加工時間以及節省了成本。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10．．．壓印滾輪
11．．．原始輪
110．．．外圓周
12．．．成型膜
120．．．成型面
121．．．微結構壓印圖案
20．．．母模
21．．．基體
22．．．加工面
23．．．轉印圖案
30．．．鐳射裝置
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32．．．反射鏡
33．．．聚光透鏡
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50．．．噴砂裝置
60．．．金屬模具
61．．．壓印圖案
70．．．容器
71．．．待成型膜材料
80．．．噴塗裝置
81．．．待成型膜
Claims (10)
- 一種壓印滾輪，包括一個原始輪和成型膜，所述原始輪具有外圓周面，所述成型膜固定在所述外圓周面上，所述成型膜具有背離所述外圓周面的成型面，所述成型面上具有微結構壓印圖案，所述成型膜的材料包括聚二甲基矽氧烷。
- 如請求項1所述的壓印滾輪，其中，所述成型膜為無縫結構。
- 一種壓印滾輪的製造方法，包括：
提供具有預定壓印圖案的金屬平板模具；
將聚二甲基矽氧烷溶液噴塗在原始輪上以形成附有聚二甲基矽氧烷薄膜的待加工滾輪，所述聚二甲基矽氧烷溶液包括聚二甲基矽氧烷本體及硬化劑；
使用所述金屬平板模具對所述待加工滾輪進行滾壓以使所述金屬平板模具所述預定壓印圖案轉印到所述聚二甲基矽氧烷薄膜上；
烘烤以固化所述聚二甲基矽氧烷薄膜，從而得到所述壓印滾輪。 - 如請求項3所述的壓印滾輪的製造方法，其中，所述聚二甲基矽氧烷本體和硬化劑的比例為10:1-15:1。
- 如請求項3所述的壓印滾輪的製造方法，其中，所述金屬平板模具的製作方法包括：製作母模，所述母模上具有轉印圖案；在所述母模上電鑄金屬；蝕刻掉所述母模以得到所述金屬平板模具。
- 如請求項5所述的壓印滾輪的製造方法，其中，利用鐳射裝置、CNC超精密加工或噴砂裝置製作所述母模。
- 如請求項6所述的壓印滾輪的製造方法，其中，所述鐳射裝置包括雷射器、反射鏡和聚光透鏡，所述反射鏡用來將所述雷射器發出的鐳射反射到所述聚光透鏡上，所述聚光透鏡將所述鐳射彙聚到所述基體上。
- 如請求項3所述的壓印滾輪的製造方法，其中，置入25-100度的烤箱中烘烤所述聚二甲基矽氧烷薄膜。
- 如請求項3所述的壓印滾輪的製造方法，其中，採用噴塗裝置將聚二甲基矽氧烷溶液噴塗到所原始輪上。
- 如請求項3所述的壓印滾輪的製造方法，其中，所述聚二甲基矽氧烷薄膜的厚度為100微米-150微米。
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