塗布設備及其製備方法和複合光學膜的製備方法與流程

2023-06-06 22:32:06 3

本發明涉及光學膜技術領域，具體而言，涉及一種塗布設備及複合光學膜的製備方法。

背景技術：

隨著顯示技術的不斷發展，液晶顯示器(LCD)越來越多地應用於例如行動電話、從個人數字助理(PDA)到電子遊戲機範圍的手持計算機設備以及較大的設備比如膝上型電腦、LCD監視器和電視屏幕中。液晶面板本身並不發光，因此作為亮度來源的背光模塊為LCD顯示功能的重要組件，其中增亮膜對提高液晶顯示器亮度而言非常重要，增亮膜實現增亮功能的核心就是稜鏡結構，隨著市場對顯示器件薄型化的需求，越來越多的廠家嘗試將增亮膜與其他功能膜合而為一，以降低厚度。

現有的技術中CN1791829A揭露一種薄膜結構，其採用的方案是在上層薄膜朝向下層薄膜的表面塗部一層膠水，將下層薄膜的稜形肋部刺入膠層中，以實現二者的粘合。這種做法的缺點在於其犧牲了下層薄膜的稜形肋部的尖端，而恰恰這一部分對增亮膜的功效起到了重要作用。現有技術KR20140089761A則直接將稜鏡尖端熔融以與上層膜貼合。這些做法以犧牲稜鏡尖端來實現膜層的貼合，大大降低了增亮效果。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種塗布設備、塗布設備的製備方法及複合光學膜的製備方法。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種塗布設備，包括基礎層和浸潤層，所述浸潤層設置於所述基礎層的表面，所述浸潤層用於浸潤塗層材料並在受力時析出塗層材料。

進一步地，所述基礎層為輥或平板，所述輥為膠輥或金屬輥，所述平板為膠板或金屬板。

進一步地，所述浸潤層為多孔性材料。

根據本發明的另一個方面，提供了塗布設備的製備方法，包括以下步驟：

步驟1，提供一基礎層；

步驟2，提供一多孔性材料，將其切割成所需厚度的片材得到浸潤層；

步驟3，將步驟2所述浸潤層設置於步驟1的基礎層上。

根據本發明的另一個方面，提供了塗布設備的製備方法，包括以下步驟：

步驟a，製備微米級發泡材料原液；

步驟b，提供一基礎層；

步驟c，將步驟a所製得微米級發泡材料原液噴塗/刮塗至基礎層表面；

步驟d，熟化或靜置，微米級發泡材料原液發泡成為多孔性材料的浸潤層，得到塗布設備。

根據本發明的另一個方面，提供了複合光學膜的製備方法，包括以下步驟：

步驟S1，提供第一光學膜，第一光學膜厚度為T，所述第一光學膜具有一結構層，結構層高度為H；

步驟S2，將權利要求1-5中任一塗布設備的所述浸潤層浸潤塗層材料；

步驟S3，使第一光學膜經過步驟S2中所述的塗布設備，所述塗布設備在所述第一光學膜的結構層部分表面塗布塗層材料；

步驟S4，提供第二光學膜，使第二光學膜與第一光學膜經步驟S3的塗層材料相結合形成複合光學膜。

進一步地，所述步驟S3還包括一支撐件，所述支撐件與所述塗布設備表面間距為Δh，所述間距Δh小於所述厚度T，且厚度T與間距Δh的差值小於高度H。

進一步地，步驟S1中所述結構層為多個稜鏡結構，所述多個稜鏡結構至少之一具有第一峰脊和第二峰脊，第一峰脊和第二峰脊形成一溝槽，溝槽深度為D，所述間距Δh小於所述厚度T，且厚度T與間距Δh的差值大於等於高度D。

本發明提供的上述塗布設備，因其表面設置了浸潤層，可以通過控制浸潤層的厚度來精確控制膠水塗層的厚度，實現均勻塗布；尤其適用在複合光學膜的應用中，如POP(prism on prism)、DOP(diffuser on prism)、MOP(microlens on prism)或更多層的複合光學膜如POPOP。在上述複合光學膜中，需將上層膜與下層膜進行貼附，由於下層膜的上表面上設有微結構，無法進行塗膠，現有技術做法都是在上層光學膜的下表面塗布膠層，然後與下層膜進行貼合，這樣一來，下層膜的微結構則會插入膠層中，如此則損失了微結構的部分功能。而採用本發明的塗布設備，在對光學膜進行合理設計的情形下，可以避免上述情形，使上層膜與下層膜進行貼合又不損失下層膜微結構的功能。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1a-1b示出了根據本發明實施方式中的塗布設備的結構示意圖；

圖2示出了根據本發明塗布設備進行塗布時的示意圖；

圖3示出了根據本發明塗布設備進行塗布時細部的示意圖；

圖4示出了根據本發明複合光學膜製備方法過程中第一光學膜經塗布後的示意圖；

圖5示出了根據本發明實施方式中複合光學膜的生產流程示意圖；以及

圖6示出了根據本發明另一種實施方式中複合光學膜的塗覆塗層材料時的示意圖；

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

100/100』塗布設備、110/110』基礎層、120/120』浸潤層、10第一光學膜、11結構層、11-1第一峰脊、11-2第二峰脊、12溝槽、13塗層材料、101/101』支撐件、20第二光學膜、200結構輥、H結構層高度、T第一光學膜厚度、D溝槽深度、W溝槽寬度、Δh支撐件與塗布設備表面間距。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

正如前文所描述的，現有技術中的複合光學膜，為實現薄膜間的貼合，或將增亮膜稜鏡的脊部插入膠層中，或將稜鏡脊部形狀改變以與其他光學膜粘合，總之犧牲了稜鏡的脊部亦即犧牲一定的增亮功效來達到貼合的目的。

本發明提供的一種塗布設備和複合光學膜，通過改變光學膜的結構層的設計，可以方便地使用本發明的塗布設備進行粘合劑層的布置，使其在與其他光學膜進行貼合時，避免了犧牲稜鏡脊部，從而達到較佳的增亮效果。

請參考圖1a，所示為本發明塗布設備的一般實施例，圖示塗布設備100包括基礎層110和浸潤層120，浸潤層120設置在基礎層110表面。基礎層110為輥結構，其可採用金屬材質或橡膠材質；浸潤層120為多孔性材料，其可為雷射切割多孔性原材得到的片材，並通過粘合劑貼附在基礎層110的表面，亦可通過將原料噴塗、刮塗於基礎層110之表面，經處理後直接在基礎層110表面形成多孔性材料；調配原料組分可控制所形成的多孔性材料的孔徑大小，以得到所需要的孔徑，另外雷射切割或噴塗/刮塗等工藝也可以很好的控制所形成浸潤層120的厚度。所述輥結構塗布設備100對光學膜進行加工，尤其可適用於連續化生產。

請參考圖1b，所示為本發明塗布設備的另一實施例，圖示塗布設備100』包括基礎層110』和浸潤層120』，浸潤層120』設置在基礎層110』表面。與圖1a實施例中的塗布設備100不同的是，本實施例中基礎層110』為板結構，且適用於裁切成片材的複合光學膜的生產。除此之外，塗布設備100』與塗布設備100的其他特徵相似，在此不再贅述。

本發明的塗布設備可由以下方法製得。預備微米級發泡材料原液，原液材料可為聚丙烯樹脂(PP)、聚氨酯樹脂(PU)、聚乙烯樹脂(PE)、三元乙丙橡膠(EPDM)、矽橡膠等材料，製得微米級發泡材料原液後，可分兩種方法去製備塗布設備，一種方法是：將微米級發泡材料原液熟化製得多孔性材料，通過雷射切割或其他方式切割成所需厚度的片材，將該片材設置在基礎層上，即製得具有浸潤層的塗布設備；另一種方法是：將微米級發泡材料原液噴塗/刮塗至基礎層表面，然後讓微米級發泡材料原液在基礎層表面熟化即發泡成多孔性材料的浸潤層。根據微米級發泡材料原液的性質可採用烘箱熟化、或靜置熟化等多種熟化方式。上述微米級發泡材料原液發泡後的多孔性材料的孔徑為1微米-3微米，開口率控制在50％-95％，較佳為80％-95％。

請參考圖2和圖3，所示為採用本發明塗布設備100對第一光學膜10進行塗布塗層材料的一般實施例的示意圖及局部細節圖。本實施例中所示第一光學膜10為稜鏡膜，其具有結構層11，結構層11為多個稜鏡，稜鏡為雙峰結構，具有第一峰脊11-1和第二峰脊11-2，第一峰脊11-1與第二峰脊11-2之間形成溝槽12，溝槽12具有一深度D。在其他實施例中，結構層11還包括多個單脊稜鏡，間隔設置於雙峰稜鏡之間，此處不再附圖贅述。

請繼續參考圖2和圖3，第一光學膜10包括基材(未標註)和結構層11，使第一光學膜10具有一厚度T(包括基材)，結構層11具有一高度H；在塗布設備100對第一光學膜10進行塗布塗層材料時，還包括一個支撐件101，第一支撐件101和塗布設備100的最接近表面間的間距為Δh，第一光學膜10從第一支撐件101和塗布設備100的間隙經過，且第一支撐件101和塗布設備100的間距為Δh小於第一光學膜10的厚度T；為使塗布設備100對第一光學膜10進行塗布時避免塗層材料過厚，可將第一支撐件101和塗布設備100的間距為Δh與第一光學膜10的厚度T的差值設置為小於結構層11的高度，更優選的，可將第一支撐件101和塗布設備100的間距為Δh與第一光學膜10的厚度T的差值設置為小於等於溝槽的深度D。因浸潤層120材料的選擇及其與所用塗層材料浸潤效果的不同，在設置第一支撐件101和塗布設備100的間距為Δh時亦會有所不同。

請參考圖4，所示為完成塗布塗層材料後的第一光學膜(標註與前文同，為顯示清晰部分標號未標註)。塗層材料13填入溝槽12，根據材料性質，塗層材料13表面與第一峰脊11-1、第二峰脊11-2等高；或者塗層材料13表面突出於第一峰脊11-1、第二峰脊11-2連線平面。第一峰脊11-1與第二峰脊11-2共同形成的溝槽12具有一定頂部寬度W(亦即第一峰脊11-1與第二峰脊11-2的間距)和深度D，寬度W與深度D的設定與第一稜鏡12的具體結構相關。請參考圖4，稜鏡結構與塗層材料13共同構成梯形結構或類梯形結構，在一實施例中，第一稜鏡結構與塗層材料13整體為軸對稱結構，具體來說，稜鏡結構具有兩底角θ1、θ2；第一峰脊11-1、第二峰脊11-2處的頂角θ3、θ4，以及溝槽12底部的夾角θ5；兩個底角θ1＝θ2，兩個頂角θ3＝θ4，溝槽12的截面呈倒等腰三角形，夾角θ5適應於底角θ1、θ2大小進行調整，以滿足頂角θ3、θ4的取值；頂角θ3、θ4取值範圍80°～120°，較佳為85°～110°，更佳為90°；底角θ1、θ2取值範圍30°～60°，較佳為40°～50°，更佳為45°；如底角θ1、θ2為45°時夾角θ5取90°以滿足頂角θ3、θ4取90°；或底角θ1、θ2為45°時夾角θ5取130°以滿足頂角θ3、θ4取110°；或底角θ1、θ2為45°時夾角θ5取70°以滿足頂角θ3、θ4取80°；同理可設定底角θ1、θ2為60°時調整夾角θ5的取值以滿足頂角θ3、θ4的取值；以上為稜鏡結構與塗層材料13整體是軸對稱結構時，在滿足各角取值規則前提下的舉例說明，本領域技術人員可根據舉例示範依實際需求採用其他取值。在以上各角取值示例中，溝槽12的截面形狀隨之變化，夾角θ5為銳角時的等腰三角形，夾角θ5為90°時的等腰直角三角形，夾角θ5為鈍角時的等腰三角形；夾角θ5為銳角時，溝槽12截面表現為W窄D深，夾角θ5為鈍角時溝槽123截面表現為W寬D淺，夾角θ5為90°時，溝槽12截面表現介於前兩者之間，不論夾角取值如何，溝槽12的寬度W至少滿足第一光學膜10與第二光學膜20之間有足夠的粘合表面，以提供所需的粘著力，如寬度W為5～15微米，較佳為7～10微米；溝槽12的深度D至少滿足模具加工的最低標準，如D為為2～10微米，較佳為5～8微米；在一實施例中，溝槽還可以設計為平底型，兩側斜邊延長線形成夾角，本領域技術人員可以根據上述內容設計溝槽，此處不再附圖贅述；隨著技術的進步，如粘合劑的改善，精密加工的發展，亦可選擇W更窄，D更淺的溝槽設計。

請參考圖5，所示為複合光學膜連續化生產的簡化示意圖。圖中所示最終為兩層光學膜的貼合，根據需要可設置成更多層膜的貼合，且圖中僅示出了第一光學膜10的成型過程，第二光學膜20僅以最終成膜後與第一光學膜10貼合的過程，當第二光學膜20為微結構光學膜時，其前置製程可與第一光學膜10前置製程類似，採用相同或不同於結構棍200的結構棍，當第二光學膜20不是微結構光學膜時，或可採用其他製程以形成其他所需光學膜。

如圖5所示，複合光學膜的成型過程包括製作第一光學膜10，對第一光學膜10進行塗布塗層材料，將第一光學膜10和第二光學膜20進行貼合。第一光學膜10成型過程包括，提供一卷材基材，經預處理後，在基材一表面塗布可固化樹脂，經過一結構棍200後，形成結構層11，對結構層11進行固化；可根據產線固化設備種類選擇可固化樹脂，或選定可固化樹脂材料後決定產品生產線固化設備。在對第一光學膜10表面微結構進行塗布塗層材料時，首先調整塗布設備100和支撐件101表面間距Δh，使間距Δh略小於第一光學膜10的厚度T，尤其使間距Δh與第一光學膜10的厚度T的差值小於結構層11高度H，更佳的，使間距Δh與第一光學膜10的厚度T的差值大於等於溝槽深度D，較佳的，使間距Δh與第一光學膜10的厚度T的差值為溝槽深度D的1.5倍-2倍，另一個角度來說，為保證浸潤層受力析出塗層材料時具有足夠的形變空間，可將浸潤層的厚度設置為溝槽深度D的1.5倍，同時可限制浸潤層的厚度為溝槽深度D的5倍以下。然後將塗層材料浸潤至塗布設備100的浸潤層120，浸潤時可用塗頭直接將塗層材料塗於塗布設備100上，浸潤層120自行吸收浸潤塗層材料，或在塗頭和塗布設備之間通過塗布輥塗布至浸潤層120上，使浸潤層120更均勻地浸潤塗層材料。經過前述過程後，將第二光學膜20和第一光學膜10通過塗層材料進行貼合，然後固化。至此完成複合光學膜連續化生產過程。該過程中的塗層材料可為壓敏粘合劑、熱固化粘合劑、UV固化粘合劑、UV/熱組合固化粘合劑、光學透明粘合劑、光學透明凝膠，或者室溫固化粘合劑。

請參考圖6，對於片材行光學膜，在其不具備連續化生產的條件下，可採用如圖所示的塗布設備進行塗布，然後再貼合。因塗布設備100』表面平整，可直接採用刮塗方式將塗層材料塗布於浸潤層120』使其自發吸收浸潤，然後將待塗布的第一光學膜10設置於支撐件上，直接將塗布設備100』向第一光學膜10壓合，過程中根據第一光學膜10的厚度T控制塗布設備100』的行程，使塗布設備100和支撐件101表面間距Δh略小於第一光學膜10的厚度T，尤其使間距Δh與第一光學膜10的厚度T的差值小於結構層11高度H，更佳的，使間距Δh與第一光學膜10的厚度T的差值小於等於溝槽深度D。將第一光學膜10和第二光學膜20進行貼合的工藝才採用現有技術中成熟做法。

從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果：

本發明提供的上述塗布設備，因其表面設置了浸潤層，可以通過控制浸潤層的厚度來精確控制膠水塗層的厚度，實現均勻塗布；尤其適用在複合光學膜的應用中，如POP(prism on prism)、DOP(diffuser on prism)、MOP(microlens on prism)或更多層的複合光學膜如POPOP。在上述複合光學膜中，需將上層膜與下層膜進行貼附，由於下層膜的上表面上設有微結構，無法進行塗膠，現有技術做法都是在上層光學膜的下表面塗布膠層，然後與下層膜進行貼合，這樣一來，下層膜的微結構則會插入膠層中，如此則損失了微結構的部分功能。而採用本發明的塗布設備，在對光學膜進行合理設計的情形下，可以避免上述情形，使上層膜與下層膜進行貼合又不損失下層膜微結構的功能，可以提高整體的光學效果。另外本發明提供的複合光學膜，其第一光學膜的部分稜鏡結構為雙峰結構，雙峰脊形成溝槽，溝槽內可由本發明的塗布設備塗布塗層材料，如此溝槽內的塗層材料與第二光學膜之間具有足夠的接觸表面，可以實現第一光學膜與第二光學膜的粘合效果，這樣可以避免先前技術中，將稜鏡尖端結構插入膠層或熔融膠層等犧牲稜鏡尖端而粘合的方式，可以提高整體的增亮效果。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。