柱狀透鏡板及其製造方法
2023-05-05 08:57:06
專利名稱：柱狀透鏡板及其製造方法
技術領域：
本發明是關於一種柱狀透鏡板及其製造方法，特別關於一種用於微顯示器熒幕的柱狀透鏡板及其製造方法。
背景技術：
背投影顯示器是以其大熒幕、圖像清晰為特色，背投影顯示器除了具有無輻射、畫面尺寸大等優點外，更可直接接上電腦或是其他影音設備，達到最大的娛樂效果。因此，隨著生活水準的提高和居住條件的改善，背投影顯示器愈來愈受到消費者的青睞。
背投影顯示器按照其投影技術來區分，可以分成陰極射線管(CathodeRay Tube，CRT)、以及微顯示器(Microdisplay)二種型式。其中，陰極射線管顯示器主要是利用陰極射線管上的影像經由光學系統在熒幕上擴大投影的顯示器；微顯示器則是利用各種不同的顯像單元，例如穿透式液晶面板、數位微鏡元件(DMD)、反射式液晶面板(LCoS)，以將光源發出的光投射在熒幕上的顯示器。
隨著視訊技術的提升與市場的需求，近年來微顯示器熒幕(Microdisplay Screen)是廣泛地運用於背投電視機(Rear Projection TV)的熒幕、終端機熒幕(Monitor Screen)、及多媒體展示熒幕(Multi-screenInstallation)等等。
請參閱圖1所示，微顯示器熒幕1是為一穿透型熒幕(TransmissiveScreen)，其主要是由一菲涅耳透鏡板(Fresnel Lens Sheet)11與一柱狀透鏡板(Lenticular Lens Sheet)12所構成。其中，光源所發出的入射光先射入菲涅耳透鏡板11聚光以形成平行光，再射至柱狀透鏡板12。
如圖2所示，習知的柱狀透鏡板12包括複數柱狀透鏡121、一透明基板122、一感光膜123、以及一遮光層124。其中，複數柱狀透鏡121是設置於透明基板122的一側，感光膜123是設置於透明基板122的另一側，利用感光膜123的黏性部分可將遮光層124黏住。其中，遮光層124(又可稱為黑帶條紋，Black Stripe)是設置於感光膜123的非聚光區(Non-FocusingArea)，遮光層124可用以吸收光線降低外部光線的影響並增加對比。藉由柱狀透鏡板12上複數柱狀透鏡121來控制水平方向的光線分布，以提升影像的亮度均勻度，並使得視域內的光線能做良好的運用。
請參閱圖3所示，習知柱狀透鏡板的製造方法包括塗布一光固性樹脂於一透明基板的一側(S110)、壓花並硬化光固性樹脂(S120)、粘合一感光膜於透明基板的另一側(S130)、以及轉印一遮光層於感光膜(S140)。
接著請同時參閱圖2及圖4所示，為了製造柱狀透鏡板12，在習知的柱狀透鏡板製造設備20中，是將透明基板122傳送至一塗布裝置21，以將光固性樹脂塗布於透明基板122上。接著，經過壓花滾輪22，22』(Embossing Roller)壓出複數柱狀透鏡121的紋路後，即利用第一紫外光照射器23進行固化，以使柱狀透鏡121定形。然後，利用第一疊合滾輪24，24』(Laminating Roller)以將感光膜123黏合至透明基板122的一側。第二紫外光照射器25所發射的光線，收斂地照射於感光膜123的一聚光區(Focusing Area)，而聚光區受光照固化後則不具粘性。藉由第二疊合滾輪26，26』進行遮光層124的轉印時，黑色碳粉只會被具有粘性的非聚光部粘住，因此即在感光膜123的非聚光區形成遮光層124。如此一來，即完成柱狀透鏡板12的製作。
然而，在現有習知的柱狀透鏡的製造方法是相當複雜，在透明基板122上形成複數柱狀透鏡121後，為了形成遮光層124，則利用第一疊合滾輪24，24』需要在透明基板122的背面先貼上感光膜123進行非聚光區的定位後，再利用第二疊合滾輪26，26』進行遮光層124的轉印。不但需要較多的設備，也需要較貴的原料成本及較複雜的製程步驟。除此之外，利用感光膜的粘合及遮光膜的轉印製程來形成遮光層，良率也較差。
由此可見，上述現有的柱狀透鏡板及其製造方法在結構、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決柱狀透鏡板及其製造方法存在的問題，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，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。
有鑑於上述現有的柱狀透鏡板及其製造方法存在的缺陷，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，以期創設一種新的柱狀透鏡板及其製造方法，能夠改進一般現有的柱狀透鏡板及其製造方法，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，克服現有的柱狀透鏡板及其製造方法存在的缺陷，而提供一種新的柱狀透鏡板製造方法，可簡化以解決習知技術於製造柱狀透鏡時，製程較複雜、製造設備的成本較高等問題，從而更加適於實用。
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柱狀透鏡板，其包括一透明基板；一遮光層，其是設置於該透明基板上；以及一柱狀透鏡層，其是設置於該遮光層及該透明基板上，使該遮光層及該柱狀透鏡層位於該透明基板的同一側。
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。
前述的柱狀透鏡板，其更包括一光擴散層，其是設置於該透明基板上，並與該遮光層相對而設。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的透明基板的材質是為聚碳酸酯、聚酯、聚氯乙烯、環烯共聚物、金屬鉻合物-環烯共聚物、或其混合物。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的透明基板的厚度約為50μm至120μm。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的遮光層的材質是由一感光樹脂與一黑色油墨混合而成。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的遮光層的厚度約為0.1μm至100μm。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的遮光層是具有複數開口，使該柱狀透鏡層同時設置與該遮光層及該透明基板，其中該遮光層開口的截面形狀是為方形、梯形或圓弧形。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的柱狀透鏡層的厚度約為80μm至220μm。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的柱狀透鏡層是具有複數柱狀凸部，該等柱狀凸部是相互平行設置。
前述的柱狀透鏡板，其中所述的柱狀透鏡層的一聚焦點是約位於該透明基板與該遮光層的介面。
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。
前述的柱狀透鏡板製造方法，其包括以下步驟一遮光層形成程序，以將一遮光層形成於一透明基板上；以及一壓花程序，以將一柱狀透鏡層形成於該遮光層及該透明基板上。
前述的柱狀透鏡板製造方法，其中所述的遮光層形成程序是利用網印、噴墨、壓合、或滾輪壓花的方式而製成。
前述的柱狀透鏡板製造方法，其中所述的遮光層形成程序是具有下列步驟塗布一混合有黑色油墨的樹脂，以一第一壓花滾輪壓出該遮光層的形狀，及固化該遮光層。
前述的柱狀透鏡板製造方法，其中所述的壓花程序是具有下列步驟於該遮光層上塗布一感光樹脂，以一第二壓花滾輪壓出該柱狀透鏡層的形狀，及固化該柱狀透鏡層。
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本發明的柱狀透鏡板包括一透明基板、一遮光層以及一柱狀透鏡層。其中，遮光層是設置於透明基板上，柱狀透鏡層是設置於遮光層及透明基板上，使遮光層及柱狀透鏡層位於透明基板的同一側。
本發明的微顯示器熒幕包括一柱狀透鏡板以及一菲涅耳透鏡板。其中柱狀透鏡板包括一透明基板、一遮光層以及一柱狀透鏡層。遮光層是設置於透明基板上，柱狀透鏡層是設置於遮光層及透明基板上。菲涅耳透鏡板是設置於柱狀透鏡板的一側。
本發明的柱狀透鏡板製造方法，包括一遮光層形成程序、以及一壓花程序。其中，遮光層形成程序，是將一遮光層形成於一透明基板上，壓花程序是將一柱狀透鏡層形成於遮光層及透明基板上。
經由上述可知，本發明柱狀透鏡板及其製造方法至少具有下列優點本發明的柱狀透鏡板及其製造方法，是將遮光層與柱狀透鏡層均形成在透明基板的同一側，此是與現有習知的柱狀透鏡板具有不同的結構特徵。另外，由於不需要習知感光膜的粘合及遮光膜的轉印製程，因此不但簡化了製程的複雜度，並降低了材料的成本，及製程設備的成本，但仍可得到與現有習知技術相同的光學效果。另外，以印刷方式或以滾輪形成方式來製作遮光層，其良率將會比現有習知技術中，利用感光膜的粘合及遮光膜的轉印製程來形成遮光層的良率來的高。
綜上所述，本發明特殊的柱狀透鏡板及其製造方法，可以簡化以解決現有習知技術在製造柱狀透鏡時，製程較複雜、製造設備的成本較高等問題，其具有上述諸多的優點及實用價值，並在同類產品及製造方法中未見有類似的結構設計及方法公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構、製造方法或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，並產生了好用及實用的效果，且較現有的柱狀透鏡板及其製造方法具有增進的多項功效，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為顯示習知的微顯示器熒幕的一示意圖。
圖2為顯示習知的柱狀透鏡板的一示意圖。
圖3為顯示習知柱狀透鏡板的製造方法的一流程圖。
圖4為顯示習知柱狀透鏡板的製造過程及設備配置的一示意圖。
圖5為顯示依本發明較佳實施例的柱狀透鏡板的一示意圖。
圖6為顯示依本發明較佳實施例的柱狀透鏡板的光路徑的一示意圖。
圖7為顯示依本發明較佳實施例的微顯示器熒幕的一示意圖。
圖8為顯示依本發明較佳實施例的柱狀透鏡板製造方法的一流程圖。
圖9為顯示依本發明較佳實施例的柱狀透鏡板製造方法的另一流程圖。
圖10為顯示依本發明較佳實施例的柱狀透鏡板的製程及設備的一示意圖。
圖11為顯示依本發明較佳實施例的柱狀透鏡板的製程及設備的另一示意圖。
1微顯示器熒幕 11菲涅耳透鏡板12柱狀透鏡板121柱狀透鏡122透明基板 123感光膜124遮光層 20柱狀透鏡板製造設備21塗布裝置 22壓花滾輪22』壓花滾輪23第一紫外光照射器24第一疊合滾輪 24』第一疊合滾輪25第二紫外光照射器 26第二疊合滾輪26』第二疊合滾輪30柱狀透鏡板31透明基板 32遮光層321開口 33柱狀透鏡層331柱狀凸部 34光擴散層40菲涅耳透鏡板 50微顯示器熒幕F聚焦點 D滾輪組N1塗布噴頭 N2塗布噴頭R1壓花滾輪 R2壓花滾輪U固化機臺P10～P30柱狀透鏡板製造程序S110～S140習知柱狀透鏡板的製造方法S11～S15遮光層形成步驟S20對位遮光層與一第二壓花滾輪S31～S35壓花步驟S40貼合一光擴散層於透明基板上具體實施方式
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柱狀透鏡板及其製造方法其具體實施方式
、結構、製造方法、步驟、特徵及其功效，詳細說明如後。
首先，請參閱圖5至圖6，以說明本發明較佳實施例的柱狀透鏡板。
如圖5所示，柱狀透鏡板30包括一透明基板31、一遮光層32、以及一柱狀透鏡層33。
透明基板31的材質是為聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酯(polyester，PET)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)、環烯共聚物(cyclicolefin copolymer，COC)、金屬鉻合物-環烯共聚物(metallocene-basedcyclic olefin copolymer，mCOC)、或其混合物。而透明基板31的厚度約為50μm至120μm。本實施例中，透明基板31的厚度是以100μm為例。
遮光層32是設置於透明基板31上，遮光層32的材質是由一感光樹脂與一黑色油墨混合而成。其中，感光樹脂是為精碟科技公司所製造的A03型感光樹脂，而遮光層32的厚度約為0.1μm至100μm。本實施例中，遮光層32是具有複數開口321，開口率約為70％，而遮光層32開口的截面形狀是可為方形、梯形或圓弧形。以梯形為例，遮光層32的開口是與透明基板31約呈40度角。
柱狀透鏡層33是設置於遮光層32及透明基板31上。本實施例中，由於遮光層32是具有複數開口321，因此柱狀透鏡層33是同時設置與遮光層32及透明基板31上。也就是說，遮光層32與柱狀透鏡層33是設置於透明基板31的同一側。
柱狀透鏡層33的厚度約為80μm至220μm，本實施例中，柱狀透鏡層33的厚度是以190μm為例，柱狀透鏡層33是具有複數柱狀凸部331，柱狀凸部331是相互平行設置。其中，柱狀凸部331的寬度P(Pitch)是約為155μm。
請參閱圖6所示，柱狀透鏡層33的一聚焦點F是約位於透明基板31與遮光層32的介面。本實施例中，聚焦點F是具有一容許誤差7μm。也就是說，光線由柱狀透鏡層33進入後，落在遮光層32的開口，而被聚焦至透明基板31與遮光層32的介面上，而誤差範圍約有7μm，則可能會使得聚焦點F位於柱狀透鏡層33上，或是位於透明基板31上。
再請參閱圖5所示，本實施例中，柱狀透鏡板30更包括一光擴散層34，其是設置於透明基板31上，並與遮光層32相對而設，使由柱狀透鏡板30出射的光線可具有較佳的均勻性。另外，光擴散層34的材質可為感壓膠，可利用其粘著性而將柱狀透鏡板30粘合至壓克力板等支撐物上。
其次，請參閱圖7所示，以說明本發明較佳實施例的微顯示器熒幕。
微顯示器熒幕50包括一柱狀透鏡板30以及一菲涅耳透鏡板40。其中，柱狀透鏡板30是如前述較佳實施例中的柱狀透鏡板30具有相同的功效及特徵，於此不再贅述。
菲涅耳透鏡板40是設置於柱狀透鏡板30的一側。其中，菲涅耳透鏡板40的功能及特徵是為業界所熟知的技術，於此不再贅述。
接著，請參閱圖8至圖11所示，以說明本發明的柱狀透鏡板製造方法的較佳實施例。
如圖8所示，柱狀透鏡板製造方法包括一遮光層形成程序(P10)、以及一壓花程序(P30)。
請同時參閱圖9及圖10所示，於程序P10中，是將一遮光層32形成於一透明基板31上。而遮光層32可利用網印、噴墨、壓合、或滾輪壓花的方式製成。本實施例中，程序P10是具有塗布一混合有黑色油墨的樹脂(S11)，以一第一壓花滾輪壓出遮光層的形狀(S13)，及固化遮光層(S15)等步驟。
於步驟S11中，是利用一塗布噴頭N1塗布一混合有黑色油墨的樹脂於透明基板31上。
於步驟S13中，是利用一第一壓花滾輪(Embossing Roller)R1壓出遮光層32的形狀，配合第一壓花滾輪R1的紋路，而使得遮光層32具有複數開口。
於步驟S15中，是於第一壓花滾輪R1滾過後，立即利用固化機臺U，照射紫外光，以進行感光樹脂的固化，以形成遮光層32。
本實施例中，柱狀透鏡板製造方法更包括對位遮光層與一第二壓花滾輪(S20)。在完成遮光層形成程序P10後，需將具有遮光層32的透明基板31與第二壓花滾輪R2進行對位後，才可進行壓花程序P30。本實施例中，可利用光感測器感測事先於透明基板31及第二壓花滾輪R2上的記號，以確保柱狀透鏡層33形成的位置與遮光層32有較佳的配合，使進入柱狀透鏡層33的光線能聚焦於遮光層32的開口321上。
另外，由於遮光層形成程序P10與壓花程序P30可分開製作，並不限制要緊接著於遮光層形成程序P10之後，因此，製程上可先大量製造遮光層32於透明基板31上，然後再視實際產品需求量來進行生產，因此，生產製程上可較具有彈性。
在程序P30中，是將一柱狀透鏡層33形成於遮光層32及透明基板31上，使遮光層32與柱狀透鏡層33是設置於透明基板31的同一側。
本實施例中，程序P30包括於遮光層上塗布一感光樹脂(S31)，以一第二壓花滾輪壓出柱狀透鏡層的形狀(S33)，及固化柱狀透鏡層(S35)。
在步驟S31中，是利用塗布噴頭N2將感光樹脂塗布至具有遮光層32的透明基板31上。
在步驟S33中，是利用一第二壓花滾輪R2以壓出柱狀透鏡層33的形狀。
在步驟S35中，是利用固化機臺U照射紫外光，以固化柱狀透鏡層33。
本實施例中，柱狀透鏡板製造方法更包括貼合一光擴散層於透明基板上(S40)。於步驟S40中，是利用滾輪組D將光擴散層34貼合至透明基板31，使光擴散層34與遮光層31相對而設。其中，光擴散層34的材質可為感壓膠，可利用其粘著性而將柱狀透鏡板30粘合至壓克力板等支撐物上。
請參閱圖11所示，本實施例中，柱狀透鏡板製造方法中所利用的設備，可具有不同的配置方式。利用塗布噴頭N2的支撐滾輪，而分別與第一壓花滾輪R1及第二壓花滾輪R2作定位，故使得第一壓花滾輪R1及第二壓花滾輪R2呈垂直排列。
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，但是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
1.一種柱狀透鏡板，其特徵在於其包括一透明基板；一遮光層，其是設置於該透明基板上；以及一柱狀透鏡層，其是設置於該遮光層及該透明基板上，使該遮光層及該柱狀透鏡層位於該透明基板的同一側。
2.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其更包括一光擴散層，其是設置於該透明基板上，並與該遮光層相對而設。
3.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的透明基板的材質是為聚碳酸酯、聚酯、聚氯乙烯、環烯共聚物、金屬鉻合物-環烯共聚物、或其混合物。
4.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的透明基板的厚度約為50μm至120μm。
5.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的遮光層的材質是由一感光樹脂與一黑色油墨混合而成。
6.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的遮光層的厚度約為0.1μm至100μm。
7.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的遮光層是具有複數開口，使該柱狀透鏡層同時設置與該遮光層及該透明基板，其中該遮光層開口的截面形狀是為方形、梯形或圓弧形。
8.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的柱狀透鏡層的厚度約為80μm至220μm。
9.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的柱狀透鏡層是具有複數柱狀凸部，該等柱狀凸部是相互平行設置。
10.根據權利要求1所述的柱狀透鏡板，其特徵在於其中所述的柱狀透鏡層的一聚焦點是約位於該透明基板與該遮光層的介面。
11.一種柱狀透鏡板製造方法，其特徵在於其包括以下步驟一遮光層形成程序，以將一遮光層形成於一透明基板上；以及一壓花程序，以將一柱狀透鏡層形成於該遮光層及該透明基板上。
12.根據權利要求11所述的柱狀透鏡板製造方法，其特徵在於其中所述的遮光層形成程序是利用網印、噴墨、壓合、或滾輪壓花的方式而製成。
13.根據權利要求11所述的柱狀透鏡板製造方法，其特徵在於其中所述的遮光層形成程序是具有下列步驟塗布一混合有黑色油墨的樹脂，以一第一壓花滾輪壓出該遮光層的形狀，及固化該遮光層。
14.根據權利要求11所述的柱狀透鏡板製造方法，其特徵在於其中所述的壓花程序是具有下列步驟於該遮光層上塗布一感光樹脂，以一第二壓花滾輪壓出該柱狀透鏡層的形狀，及固化該柱狀透鏡層。
全文摘要
本發明是有關於一種柱狀透鏡板及其製造方法，該柱狀透鏡板包括一透明基板、一遮光層、以及一柱狀透鏡層。其中，遮光層是設置於透明基板上，柱狀透鏡層是設置於遮光層及透明基板上，使遮光層及柱狀透鏡層位於透明基板的同一側。本發明亦揭露一種柱狀透鏡板的製造方法，其包括一遮光層形成程序，以將一遮光層形成於一透明基板上；以及一壓花程序，以將一柱狀透鏡層形成於該遮光層及該透明基板上。
文檔編號G02B3/00GK1912679SQ20051009071
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月11日 優先權日2005年8月11日
發明者謝紀瑩, 蔡曜徽, 曾雅貞, 邱昌模 申請人:精碟科技股份有限公司