光學膜、成型光學膜的模具及模具的製造方法
2023-09-23 03:43:45 4
專利名稱：光學膜、成型光學膜的模具及模具的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種透光膜及模具，特別是涉及一種表面凸設有稜柱的光 學膜、成型該光學膜的模具與該模具的製造方法。
背景技術：
目前，液晶顯示器已經逐漸被大眾所接受，並且取代傳統顯示器，而在 液晶顯示器內部大致分為三個區塊， 一個是提供光線的光源結構， 一個是 主要產生畫面的液晶結構，另 一個是被設置在前述兩結構的間的數片薄片 狀光學膜，此等光學膜中又可分成具有擴散功能及聚光功能兩種，就以具
備聚光功能的光學膜1而言，請參閱圖1、圖2所示，圖1是現有的一般具 有三角稜柱的光學膜的側視剖面圖。圖2是現有的一般具有半圓柱的光學 膜的側視剖面圖，其主要是由一片平板狀基板11，及多數條前後延伸且左 右間隔地同體突設於基板11頂面的稜柱12構成，光線射入後藉由各稜柱 12折射後，使光線匯聚而產生增亮的效果，但由於各稜柱12頂部是尖端結 構，經常容易在運送過程中磨損，因此光學膜l成型後，通常會以一層保護 膜(圖未示)貼覆於光學膜1突設有稜柱12的側面上，以便保護稜柱12。
儘管保護膜可儘量確保光學膜1在運送過程中受損，但是因為一般稜 柱12大都是設計成等高狀，或是同一條稜柱12的整個前後延伸區段都呈 等高狀，使得施力撕下保護膜時，仍然會使稜柱12的峰部容易受保護膜拉 扯，而容易造成一整片區域的稜柱12或整條稜柱12的峰部變形，導致光學 膜1使用時會產生不規雜點或條紋，進而影響整個光學膜1的光學效果。再 者，光學膜1經常是設置在前述光源結構與液晶結構之間，即便在撕下保護 膜時沒有破壞光學膜1的各稜柱12峰部，在組裝後各稜柱12仍有不少機 會與其他光學膜或液晶結構摩擦而受損。
有鑑於此類型破壞實在無法避免，為避免上述拉扯變形情況發生，目前 也有業者將稜柱12由三角形設計變成半圓柱13,希望利用半圓柱13的寬 大頂端部具有較強抗形變的能力，同時利用其圓弧頂面結構設計，來減緩 保護膜的拉扯所產生的變形現象，但是此種具有半圓柱13結構設計的光學 膜所能提供的輝度反而下降，通常會明顯較具備稜柱12的光學膜低，實在 難稱良好的設計。
由此可見，上述現有的光學膜在產品結構與使用上，顯然仍存在有不 便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為解決上述存在的問題，相關廠商莫不
費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而 一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相 關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的光學膜、成型光學膜的 模具及模具的製造方法，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極 需改進的目標。
有鑑於上述現有的光學膜存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品設 計製造多年豐富的實務經驗及其專業知識，並配合學理的運用，積極加以 研究創新，以期創設一種新的光學膜、成型光學膜的模具及模具的製造方 法，能夠改進一般現有的光學膜，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設 計，並經反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的目的在於，克服現有的光學膜存在的缺陷，而提供一種新的 在儘量不降低光學膜的輝度的前提下，降低稜柱峰部變形破壞的光學膜。
本發明的另一個目的在於，提供一種成型上述光學膜的模具的製造方法。
本發明的再一目的在於，提供一種成型上述光學膜的模具。 本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據 本發明提出的一種光學膜，該光學膜包含一片平板狀基板、多數條左右排列 且前後延伸地同體突設於基板頂面的稜柱，以及多數個分別同體突設於稜 柱峰部的類球狀透鏡，每一條稜柱具有二個相向斜上延伸並連接構成一個 頂角的斜面，類球狀透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜面同體外擴而高出稜 柱頂角並具有圓弧外表面。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 前述的光學膜，其中所述的類球狀透鏡垂直投影於基板頂面的投影面
積的總合與基板頂面面積的百分比^ 5 %,但^ 65 % 。
前述的光學膜，其中所述的類球狀透鏡的短向直徑^lum，但S60um。 本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本 發明提出的一種成型光學膜的模具製造方法，該模具所成型的光學膜包括 一片基板、多數條相間隔地同體突設於基板頂面的條狀稜柱，及多數個分 別同體突設於稜柱峰部上的類球狀透鏡，每一條稜柱具有二個相向斜上延 伸並連接構成一個頂角的斜面，類球狀透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜面 同體外擴而高出稜柱頂角並具有圓弧外表面，該模具製造方法包含以下步
驟(a).設置一個模具；(b).以一個刻刀的刀鋒在模具表面刻劃出多數條相 間隔的細長溝槽；以及(c).分別在溝槽底緣加工成型多數個相間隔且底緣 呈球面狀的凹槽。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的成型光學膜的模具製造方法，其中所述的步驟(a)的模具是呈左 右延伸的圓柱狀，而步驟(b)是使該圓柱狀模具沿其中心軸線相對刻刀轉 動，而使刻刀在圓柱狀模具的外周面刻劃出左右間隔的圓環狀溝槽。
前述的成型光學膜的模具製造方法，其中所述的步驟(c)是以雷射加工 方式，在該模具的溝槽底緣蝕刻成型出弧面狀凹槽。
前述的成型光學膜的模具製造方法，其中所述的步驟(c)是以噴砂高速 撞擊方式，在該模具的溝槽底緣撞擊成型出弧面狀凹槽。
本發明的目的及解決其技術問題另外還採用以下技術方案來實現。依 據本發明提出的一種成型光學膜的模具，適用於將一片透光膜片印壓成光 學膜，該光學膜包括一片基板、多數條間隔排列地同體突設於基板頂面的 條狀稜柱，及多數個分別同體突設於稜柱峰部上的類球狀透鏡，每一條稜柱 具有二個相向斜上延伸並連接構成一個頂角的斜面，類球狀透鏡是分別自
相對應稜柱的兩斜面同體外擴而高出稜柱頂角並具有圓弧外表面，其特徵 在於該模具表面凹設有多數條相間隔且截面成V字型而可用以成型稜柱 的細長溝槽，及多數個分別自溝槽底緣往下凹陷且底緣呈球面狀而可用以 成型類球狀透鏡的凹槽。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的成型光學膜的模具，其中所述的模具是呈圓柱狀，而溝槽是間隔 平行地成形於模具外周面，且分別呈圓環狀。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案 可知，本發明的主要技術內容如下
為了達到上述目的，本發明提供了一種光學膜，其包含一片平板狀基 板、多數條左右排列且前後延伸地同體突設於基板頂面的稜柱，及多數個 分別同體突設於稜柱峰部上的類球狀透鏡。每一條稜柱具有二個相向斜上 延伸並連接構成一個頂角的斜面。類球狀透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜 面同體外擴而高出稜柱頂角，並具有圓弧外表面。
另外，為了達到上述目的，本發明另提供了 一種成型光學膜的模具製造 方法，該模具所成型的光學膜具有一片基板、多數條相間隔地同體突設於 基板頂面的條狀稜柱，.以及多數個分別同體突設於稜柱峰部上的類球狀透 鏡，每一條稜柱具有二個相向斜上延伸並連接構成一個頂角的斜面，類球狀 透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜面同體外擴而高出稜柱頂角並具有圓弧外 表面，其特徵在於該成型光學膜的模具製造方法包含以下步驟(a).設置 一個模具；(b).以一個刻刀的刀鋒於模具表面刻劃出多數條相間隔的細長 溝槽；及(c).分別於溝槽底緣加工成型多數個相間隔且底緣呈圓弧狀的弧 面狀凹才曹。
再者，為了達到上述目的，本發明還提供了一種成型光學膜的模具，適 用於將一片透光膜片印壓成光學膜，該光學膜包括一片基板、多數條間隔 排列地同體突設於基板頂面的條狀稜柱，及多數個分別同體突設於稜柱峰 部上的類球狀透鏡，每一個稜柱具有二個相向斜上延伸並連接構成一個頂 角的斜面，類球狀透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜面同體外擴而高出稜柱
頂角並具有圓弧外表面，其特徵在於該模具表面凹設有多數條相間隔且 用以壓印成型稜柱的細長溝槽，及多數個分別自溝槽底緣往下凹陷且底緣 呈球面狀而用以壓印成型類球狀透鏡的凹槽。
藉由上述技術方案，本發明光學膜、成型光學膜的模具及模具的製造 方法至少具有下列優點及有益效果本發明通過在稜柱峰部成型高於稜柱 頂角的類球狀透鏡的結構設計，除了可以大幅提高稜柱頂角抗形變與抗刮 性，還可以使往上穿透光學膜的光線產生不規折射，而可以改善出現一般光 學膜所構成的條狀亮、暗部間隔排列的情形，進而提升了顯示器的成像品 質。
綜上所述，本發明提供了一種新的在儘量不降低光學膜的輝度的前提 下，降低稜柱峰部變形破壞的光學膜、成型上述光學膜的模具的製造方法 以及成型上述光學膜的模具。本發明具有上述諸多優點及實用價值，其不 論在產品結構、方法或功能上皆有較大改進，在技術上有顯著的進步，並產 生了好用及實用的效果，且較現有的光學膜具有增進的突出功效，從而更 加適於實用，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附 圖，詳細說明如下。
圖1是現有的一般具有三角稜柱的光學膜的側視剖面圖。
圖2是現有的一般具有半圓柱的光學膜的側視剖面圖。
圖3是本發明光學膜的一個實施例的立體示意圖。
圖4是該實施例的右側視剖面圖。
圖5是該實施例的前側視局部放大剖面圖。
圖6是本發明光學膜在不同類球狀透鏡大小條件下所表現的輝度變化 的曲線圖。
圖7本發明光學膜在不同類球狀透鏡的投影面積百分比條件下所表現 的輝度變化曲線圖。
圖8是本發明的成型光學膜的模具的製造方法的流程示意圖。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的光學膜、成型光學膜 的模具及模具的製造方法其具體實施方式
、結構、方法、步驟、特徵及其 功,文，詳細"i兌明:^口後。
請參閱圖3~圖5所示，分別是本發明的光學膜的一實施例的立體示意 圖、右側視剖面圖及前側視局部放大剖面圖。本發明光學膜的實施例是呈 透明薄片狀而可使光線穿透，該光學膜3包含一片狀基板31、多數條前後 延伸且左右相連地成型於基板31頂面的稜柱32，以及多數個分別同體突設 於稜柱32峰部的類球狀透鏡33。
該每一條稜柱32，具有二個斜上相向延伸，且相連接構成一個90。頂 角320的斜面321,在本實施例中，每一條稜柱32的截面都為頂角320為 90°的三角形，但在實施時，稜柱32的頂角320角度可介於70。 ~ 140°之 間。
該類球狀透鏡33，是均勻分布地同體成型於稜柱32的峰部且呈為等高 狀，每一個類球狀透鏡33是為自相對應稜柱32的兩斜面321同體外擴突 伸，並高出稜柱32的頂角320。在本實施例中，類球狀透鏡33的截面分別 為圓形或前後延伸的橢圓形，且為避免類球狀透鏡33體積過大，反而使光 學膜3在所組裝構成的顯示器(圖未示)畫面上構成明顯的亮點或暗點，類球 狀透鏡33的大小需要加以限制，在本實施例中，該類球狀透鏡33的短向直 徑(dl)範圍為lym當dl^60 u m，且可多顆類球狀透鏡33沿稜柱32長 度方向依序相連，而構成橢圓形或其他外型。但實施時，類球狀透鏡33外 型不以上述為限，只要其外表面是呈圓弧狀即可，且每一條稜柱32上的類 球狀透鏡33的數量可以依需要而改變，並不以數量相同為必要。
由於類球狀透鏡33是自稜柱32的兩斜面321同體往外突伸，且外表 面都是呈圓弧狀，所以當在本發明光學膜3頂側貼覆一片保護膜(圖未示) 時，該保護膜會直接靠抵於等高的類球狀透鏡33的圓弧頂緣，而間隔位於 稜柱32的頂角320上方，所以可以藉由外表圓弧且較寬大而具較強抗形變 能力的類球狀透鏡33,.來大幅降低保護膜的拉扯作用對稜柱32所造成變形 現象，進而可以避免稜柱32峰部遭到破壞。且當該光學膜3靠抵於另一片 光學膜(圖未示)底面時，只會以往上凸起的類球狀透鏡33靠抵於另 一片光 學膜底面，進而能夠降低該光學膜3與頂側其它光學膜之間的摩擦力，而可 相對提高光學膜3的抗括性。
另外，在稜柱32上成型類球狀透鏡33的結構設計，除了可大幅降低 保護膜的拉扯所產生的稜柱32峰部變形情況外，由下往上進入基板31並經
由稜柱32，而分別自稜柱32的兩斜面321與間隔分布的類球狀透鏡33穿 出的光線，會因外擴突設於稜柱32上的類球狀透鏡33的圓弧曲面，使得 往上穿透光學膜3的光線前進方向產生不規化，進而可以使以本發明光學 膜3構成的顯示器畫面(圖未示)的亮、暗部不規分布，而具有可隱藏瑕疵 的霧化效果的功能，使得該顯示器畫面不會出現一般光學膜產生的條狀暗 部與條狀亮部規排列的情形。
請參閱圖5~圖7所示，圖6是本發明光學膜在不同類球狀透鏡大小條 件下所表現的輝度變化的曲線圖，圖7本發明光學膜在不同類球狀透鏡的 投影面積百分比條件下所表現的輝度變化曲線圖。當類球狀透鏡的短向直 徑由lum逐漸變化至65um時，該相較於未設置類球狀透鏡的光學膜的輝 度，本發明光學膜3的整體輝度的下降幅度可小於10%,對於整體輝度的影 響不大。且為了使本發明光學膜3的輝度達到一可接受的水準以上，類球 狀透鏡33的數量不可過多，在本實施例中，該類球狀透鏡33垂直投影於 基板31頂面的投影面積的總合Al,與基板31頂面面積A2的百分比範圍 為5% ^ (A1/A2X100%)〇65%。當(A1/A2X 100%) 〉65%時，會造成光學 膜3的整體輝度過低，而無法適用於高階顯示器上。
請參閱圖3、圖8所示，圖8是本發明的成型光學膜的模具的製造方法 的流程示意圖。以下繼續說明成型上述光學膜3的模具4的製造方法，該制 造方法依序包含以下步驟
步驟一設置模具4。將一個左右延伸且表面平整的圓柱狀模具4組裝 在一個刻模裝置5的驅轉座51上。
步驟二刻模。將刻模裝置5的一個刻刀52的刀鋒壓抵於模具4外周 面，該刀鋒截面是呈三角形，並驅使該驅轉座51帶動模具4沿其中心軸線 相對刻刀52轉動一圏，使該刻刀52在該模具4的外周面刻劃出一條環狀 溝槽400。然後，再相對模具4左右調移刻刀52，並重複上述刻模動作，而 在模具4的外周面刻劃出多數條左右間隔的環狀溝槽400。
步驟三成型球面狀凹槽401。完成上述刻模後，便可將該刻刀52拆 離，並改設置一個雷射發射器53,使該雷射發射器53可朝向該模具4間歇 地發射雷射。設置完成後，便可驅使驅轉座51帶動模具4轉動，並驅使該 雷射發射器53朝該模具4的溝槽400底緣發射雷射，而分別在溝槽400底 緣加工出多數個相間隔且具圓弧底緣的球面狀凹槽401。
完成上述步驟後，用以成型光學膜3的模具4便已製作完成，而可用 以成型所需的光學膜3，該光學膜3的成型方式，是將該模具4滾壓於一個 被覆於基板31上且已被加熱而可塑形的透光材料(圖未示)上，使溝槽400 在該透光材料上擠壓成型出光學膜3的稜柱32，而使球面狀凹槽401在透 光材料上成型出位於稜柱32上的類球狀透鏡33,待該透光材料冷卻定型之
後，便完成稜柱32峰部凸設有類球狀透鏡33的光學膜3。
實施時，在模具4上成型凹槽401的方式，也可以採用噴砂撞擊的方 式，利用高硬度的球狀金屬砂(圖未示)高速噴擊溝槽400底緣，而在模具4 上撞擊出球面狀凹槽401。
但實施時，成型凹槽401的方式不以上述方法為限，也可改以雷射射 擊來構成凹槽401。另外，成型該光學膜3時，也可以採用UV膠滾壓成型 等，但在實施時並不以此為限。
在本實施例中，該模具4是呈圓柱狀，但在實施時，該模具4也可以 是平板狀，且刻模時，是直接使該刻刀52相對模具4表面位移，而在該平 板狀模具4表面刻劃出多數條前後延伸且左右間隔的條狀溝槽40，然後再 以高速噴砂或雷射射擊方式，在模具4上成型出球面狀凹槽401。該平板狀 模具4成型光學膜3時，同樣是直接將該模具4壓抵於一個被覆於基板31 上並已被加熱而可塑形的透光材料，使溝槽40在該膜片上擠壓成型出稜柱 32與類球狀透鏡。
綜觀上述，通過在稜柱32峰部成型高於稜柱32頂角320的類球狀透 鏡33的結構設計，可以避免貼覆於光學膜3上的保護膜與稜柱32頂角320 接觸，除了可藉由類球狀透鏡33的圓弧頂緣與寬大結構，來大幅降低保護 膜的拉扯所產生的稜柱32峰部變形現象外，還可以通過稜柱32與等間隔 分布的類球狀透鏡33的光線折射作用，使往上穿透光學膜3的光線產生不 規折射，而可在顯示器畫面構成不規的亮暗紋路分布情形，所以不會出現 一般光學膜所構成的條狀亮、暗部間隔排列的情形，進而可以提升所構成 的顯示器的成像品質。因此，確實可達到本發明的目的及功效。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利 用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實 施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以 上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方 案的範圍內。
權利要求
1、一種光學膜，其特徵在於該光學膜包含一片平板狀基板、多數條左右排列且前後延伸地同體突設於基板頂面的稜柱，以及多數個分別同體突設於稜柱峰部的類球狀透鏡，每一條稜柱具有二個相向斜上延伸並連接構成一個頂角的斜面，類球狀透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜面同體外擴而高出稜柱頂角並具有圓弧外表面。
2、 如權利要求1所述的光學膜，其特徵在於其中所述的類球狀透鏡垂 直投影於基板頂面的投影面積的總合與基板頂面面積的百分比^ 5 % ，但^ 65%。
3、 如權利要求1或2所述的光學膜，其特徵在於其中所述的類球狀透 4竟的短向直徑^lnm, ^f旦^60lim。
4、 一種成型光學膜的模具製造方法，該模具所成型的光學膜包括一片 基板、多數條相間隔地同體突設於基板頂面的條狀稜柱，及多數個分別同 體突設於稜柱峰部上的類球狀透鏡，每一條稜柱具有二個相向斜上延伸並 連接構成一個頂角的斜面，類球狀透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜面同體 外擴而高出稜柱頂角並具有圓弧外表面，其特徵在於該模具製造方法包含 以下步驟(a) .設置一個模具；(b) .以一個刻刀的刀鋒在模具表面刻劃出多數條相間隔的細長溝槽；以及(c) .分別在溝槽底緣加工成型多數個相間隔且底緣呈球面狀的凹槽。
5、 如權利要求4所述的成型光學膜的模具製造方法，其特徵在於其中 所述的步驟(a)的模具是呈左右延伸的圓柱狀，而步驟(b)是使該圓柱狀模 具沿其中心軸線相對刻刀轉動，而使刻刀在圓柱狀模具的外周面刻劃出左 右間隔的圓環狀溝槽。
6、 如權利要求5所述的成型光學膜的模具製造方法，其特徵在於其中 所述的步驟(c)是以雷射加工方式，在該模具的溝槽底緣蝕刻成型出弧面狀 凹槽。
7、 如權利要求5所述的成型光學膜的模具製造方法，其特徵在於其中 所述的步驟(c)是以噴砂高速撞擊方式，在該模具的溝槽底緣撞擊成型出弧 面;)犬凹衝曹。
8、 一種成型光學膜的模具，適用於將一片透光膜片印壓成光學膜，該光 學膜包括一片基板、多數條間隔排列地同體突設於基板頂面的條狀稜柱，及 多數個分別同體突設於稜柱峰部上的類球狀透鏡，每一條稜柱具有二個相 向斜上延伸並連接構成一個頂角的斜面，類球狀透鏡是分別自相對應稜柱的兩斜面同體外擴而高出稜柱頂角並具有圓弧外表面，其特徵在於該模具表面凹設有多數條相間隔且截面成V字型而可用以成型稜柱的細長溝槽，及多數個分別自溝槽底緣往下凹陷且底緣呈球面狀而可用以成型類球狀透鏡的凹槽。
9、如權利要求8所述的成型光學膜的模具，其特徵在於其中所述的模具是呈圓柱狀，而溝槽是間隔平行地成形於模具外周面，且分別呈圓環狀。
全文摘要
本發明是有關一種光學膜、成型光學膜的模具及模具的製造方法。該光學膜，包含一片基板、多數條間隔地突設於基板頂面的稜柱，以及多數個分別突設於稜柱峰部的類球狀透鏡。每一條稜柱具有二個相向斜上延伸並連接構成一個頂角的斜面。類球狀透鏡是分別自稜柱的兩斜面同體外擴而高出稜柱頂角，並具有圓弧外表面。通過在稜柱峰部成型高於稜柱頂角的類球狀透鏡的結構設計，除了可大幅提高稜柱頂角抗形變與抗刮性，還可使往上穿透光學膜的光線產生不規折射，而可改善出現一般光學膜所構成的條狀亮、暗部間隔排列的情形，進而提升顯示器的成像品質。
文檔編號B29C33/42GK101382606SQ200710146059
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月7日 優先權日2007年9月7日
發明者伍清欽 申請人:迎輝科技股份有限公司