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CN101937115A - 一种导光膜制作装置 - Google Patents

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Abstract

一种导光膜制作装置，用于制作卷积筒状的导光膜，包括放料辊、收料辊、分离装置、压印装置和复合装置，其中该导光膜先经分离装置将保护层和基材层分离，然后通过该压印装置在该基材层的待加工面上压印出导光网点，再经过复合装置将剥离的保护层重新复合到基材层上，最后经收料辊回收形成完整的导光膜。本发明的导光膜制作装置，具有产量高、制作尺寸大以及成本低廉的特点。

Description

一种导光膜制作装置
技术领域
本发明涉及一种导光膜的制作装置，尤其是一种采用卷对卷热压印的导光膜制作装置。
背景技术
在LCD显示器、手机、数码相机、照明等显示的背光模组中，导光板是关键部件之一。目前，导光板的制造方法可分为印刷方式和非印刷方式，印刷方式是将高散光源物质(如SiO2和TiO2)的印刷材料，适当地分布与导光板底面，通过印刷材料对光源吸收再扩散的性质，破坏全反射效应造成的内部传播，是光线由正面射出并均匀分布与发光区；非印刷方式则是先制作具有图像的导光模仁，再以射出成型的方法在导光板上直接产生图案，并利用该图案将光导出，均匀底散布在发光区。而目前主流产品的显示用背光模组中导光板大都采用无印刷式的射出成形制成，利用塑胶射出成型的方式来制作，结构上大概是0.5-2.0mm的压克力板。
目前显示产品正朝着更轻薄的方向发展，必然对背光模组提出轻薄的要求。其中，背光光源正逐渐利用LED，当背光源的体积缩小，显示产品有机会更轻薄的机会下，导光板必然要求变薄，才能达到轻薄的目的。现在一般的导光板厚度为1.0mm左右，但随着市场趋势和技术的要求下，导光板的厚度已逐渐薄化，达到0.5mm。由于厚度变薄，在导光板的成型方面将会出现一些问题，如果采用传统的射出成形技术完成薄型导光板，那么制作超薄型导光膜必须改用高射速的射出成型机，但是，超薄型导光膜对表面质量要求较高，因此，对温度控制、环境提出更高的要求。对于采用传统射出成型方式，要求生产出高质量的导光膜产品，将面临良率和产能的问题，可能会导致成本提高。目前，已有少数国家正在致力研究超薄导光膜的制造方法与工艺，如日本提出采用喷墨方法，是利用喷墨头射出树脂材料，直接在镜片上描绘而成，制造的导光板厚度最薄为50um。但是，喷墨方式制作的网点直径限制在20-120um，网点基本呈微透镜型，网点的槽型、深度、形状的可变性不强。
因此，如何获得高质量，高良率，低成本的超薄导光膜是行业关注的问题，也是是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种卷对卷导光膜制作装置，以克服现有平压设备低效率高成本的缺陷；同时也克服了现有射出设备，不能制大尺寸，超薄导光材料的缺陷。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，包括：放料辊和收料辊，设置于该制作装置的两端；分离装置，设置与该放料辊之后，用以将该导光膜的基材层和保护层分离，以露出该基材层的待加工面；热压印装置，具有压辊和版辊，该版辊上设有导光膜模仁，该导光膜模仁表面具有微结构，该压辊配合该版辊将该导光膜模仁的微结构压印至所述基材层的待加工面上形成导光网点；以及复合辊，设置于该热压印装置后，用以将该分离装置分离的保护层重新贴敷到完成压印的基材上；其中该导光膜卷从放料辊放出后，经该分离装置、压印装置、复合辊后重新回收于该收料辊。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中所述导光膜模仁的微结构为光栅状微纳米结构或圆柱状微透镜结构。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中所述导光膜模仁采用360度插版上膜，其两端插在一缝隙中并360度环贴在版辊上。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中所述导光膜模仁采用180度夹具上膜，其两端设有夹具并180度半环夹固于版辊上。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中所述压辊包括第一压辊和第二压辊，分别位于版辊的两侧，其中该第一压辊配合该版辊在该导光膜上的压印区域与该第二压辊配合该版辊在该导光膜上的压印区域互补，以形成连续的导光网点。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中所述分离装置还包括修边器和废料回收辊，该修边器裁除该保护层多余的边幅，该废料回收辊回收该被裁除的边幅。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中所述热压印装置还包括压力控制系统，该压力控制系统控制该压辊和该版辊之间的压力。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中所述热压印装置还包括温度控制系统，该温度控制系统对该版辊或压辊加热，并控制该加热温度。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中还包括前后二纠偏系统，所述的纠偏系统设有材料边缘感应器和传送修复装置，所述材料边缘感应器设置在放料辊和收料辊上，所述传送修复装置连接在放料辊和收料辊的轴上，当该材料边缘感应器感应到材料在输送过程中向内偏移时，该传送修复装置控制该放料辊或该收料辊向内移动，反之向外发生位移。
根据本发明的目的提供的一种导光膜制作装置，其中还包括一张力控制系统，所述的张力控制系统主要由张力感应装置和磁粉离合装置组成，当张力感应装置发现材料传输时张力大于一预设值时，磁粉离合装置微动减小收卷转速，当发现张力小于该预设值时，转速控制装置微动提升收卷转速。
本发明方法与现有方法相比，具有如下优点：采用卷对卷纳米压印技术，与射出相比，制作尺寸更大，厚度更薄。采用卷对卷纳米压印技术，与平压方式相比，生产效率显著提高，压印过程稳定，整卷的一致性高，良率＞95％。对温度、环境的要求比射出成型，喷墨工艺低，更易控制。
下面结合附图以具体实施例对本发明做详细说明。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的导光膜制作装置；
图2是本发明的一种导光膜模仁的表面结构示意图；
图3是本发明的另一种导光膜模仁的表面结构示意图；
图4是第一实施例中的导光膜模仁安装示意图；
图5是本发明的纠偏系统的结构示意图；
图6是本发明的第二实施方式的导光膜制作装置；
图7是第二实施方式中的导光膜模仁结构示意图；
图8是第二实施方式中中导光膜模仁的安装示意图。
具体实施方式
本发明的导光膜制作装置，是一种利用卷对卷纳米压印的方式，对卷积成筒状的导光膜原料进行导光网点制作的装置。该导光膜原料包括基材层和保护层，制作时，先要剥离保护层露出该基材层的待加工面，然后再对其进行压印制作。下面将以具体的实施例介绍本发明的导光膜制作装置。
实施例一：
请参见图1，图1是本发明的第一实施方式的导光膜制作装置。如图所示，该装置包括放料辊1、收料辊20、分离装置、压印装置、复合装置以及多个副辊2、4、5、7、9、11、14、15、18。导光膜原料卷设置于放料辊1上，并且经过分离装置、压印装置、复合装置以及多个副辊后回收至该收料辊20上。需要注意的是，该多个副辊的数量和编排位置可以根据实际需要进行设计，且不是必须的。
分离装置设置于该放料辊后，该分离装置包括剥离辊3、修边辊6、修边器8和废料回收辊12。导光膜原料的保护层和基材层在剥离辊3处分离，其中该保护层经副辊4后在修边辊6处被修边器8裁除多余的边幅，该多余的边幅经废料回收辊12回收，经修边后的保护层继续经副辊15传输，并且在复合装置处重新贴敷到基材层上；该基材层与保护层分离后，露出其待加工面，并经压印装置压印，在该待加工面上制作出导光网点。
该压印装置包括压辊10和版辊13，该压辊10可以为纲辊或者塑料辊，该版辊13为镜面辊。在版辊13上设有导光膜模仁，该导光膜模仁表面具有微结构，该压辊10配合该版辊13将该导光膜模仁的微结构压印至该基材层的待加工面上形成导光网点。
请一并参见图2和图3，图2和图3所示是本发明的导光膜模仁的不同表面微结构的示意图。如图所示，根据导光膜的不同应用领域，当导光膜需要做整体均匀出光时，可将导光膜模仁表面的微结构按光源的远近布置，并且该微结构为光栅状微纳米结构，有助于出光面的均匀性。当导光膜只需要在某些局部区域出光时，则将微结构设计在该些需要出光的区域，并且将此时的微结构设计成柱状的微透镜结构，以增加光的出射率。上述的导光膜模仁可以是镍、铝等材质。
请再参见图4，图4是本实施例中的导光膜模仁安装示意图。该导光膜模仁采用360度插版上膜，在版辊13上设有缝隙，安装时先将导光膜模仁的一端插入该缝隙中(要插到缝隙的底部)，用左手按住模仁使模仁不离开缝隙底部，右手轻折模仁，左手轻拉模仁顶端，右手点动控制压辊10转动360°，将模仁另一端塞到版辊13的缝隙中，转动压辊10将模具顶部挤入缝隙中，持续转动两三圈使模仁紧贴到版辊13上。
优选地，该压印装置还包括压力控制系统和温度控制系统。该压力控制系统可以是气压或者液压，连接在压辊10上，驱动该压辊10，并控制压辊10和版辊13之间的压力。该温度控制系统设置在版辊13或者压辊10上，可以是电阻加热装置或者是红外加热装置。在压印的同时，该温度控制系统对版辊13或者压辊10进行加热，并控制该加热温度，使压印的效果达到最佳。
压印完成后，该基材层被传输至复合装置。复合装置包括两个压合辊16和17，该压合辊16和17将来自分离装置的保护层和来自压印装置的基材层重新对位压合，形成完整的导光膜。最后将该导光膜回收于收料辊20上。
优选地，在放料辊1和收料辊20上设置前后二纠偏系统，如图5所示，该纠偏系统包括材料边缘感应器和传送修复装置。所述的材料边缘感应器可以是红外感应装置25，所述的传送修复装置在放料辊1和收料辊20上设有轴向位移器26，两者电性相连。当该红外感应装置25感应到材料在输送过程中向内偏移时，该轴向位移器26控制该放料辊1或该收料辊20向内移动，反之向外发生位移。该二纠偏系统使得导光膜在传输过程中，前后位移误差在30um以内，从而省去了对位的步骤，保证了压印品质。
优选地，在靠近放料辊1的副辊2上可以设置放卷张力传感器，在靠近收料辊20的副辊19上可以设置收卷张力传感器，同时在放料辊1和收料辊20上设置转速控制装置，该转速控制装置分别于上述的张力传感器连接，当张力传感器发现导光膜传输时张力大于一预设值时，转速控制装置微动减小收卷转速，当发现张力小于该预设值时，转速控制装置微动提升收卷转速。该预定值可以是导光膜的变形额定值或者其他可以影响导光膜表面张力的数值。通过控制导光膜在传输时的张力，保证了导光膜在压印过程中始终处于张紧的状态，避免了因皱褶而导致废品的产生，提高了生产良率。
实施例二：
请参见图6，图6是本发明的导光膜制作装置第二实施方式的结构示意图。在该实施例中，除压印装置以外，其余跟实施例一中的设置相同，故不再赘述。
在该压印装置中，版辊13上的导光膜模仁采用180度夹具上模的方式固定，即版辊13只有半环上贴敷有导光膜模仁。所以在压印时，需要使用两个压辊，进行前后两次压印。与实施例一中的压印效果相比，由于在实施例一中版辊上有缝隙的存在，压印出的导光网点每一个周期会出现间断，而本实施例中只需通过简单的设计，将第一压辊10配合该版辊13在该导光膜上的压印区域与该第二压辊22配合该版辊13在该导光膜上的压印区域互补，从而可以压印出连续的导光网点。
请结合图7参见图8，图7是本实施例中的导光膜模仁结构示意图，图8是本实施例中导光膜模仁的安装示意图。如图所示，该导光膜模仁43的两侧设有夹具27，该夹具27上设有多个螺孔28，同时在版辊13的边缘设有对应该夹具27的凹槽和对应该螺孔28的螺孔。安装时，先用夹具27把导光膜模仁固定如图7，然后把夹具一边固定于版棍边缘的凹槽内，只用一颗固定螺杆锁住夹具27中间的一个螺孔，不要锁紧，接着拉住导光膜模仁另一边的夹具，转动版13，至版棍13另一个凹槽的平面向上时停下，用螺杆锁住夹具中间的另一个螺孔，此时螺杆不要锁紧。将余下的螺杆放入余下的螺孔内，均匀的拉紧夹具27，使导光膜模仁紧贴在版棍13的面上并且不能有发皱，最后锁紧所有的螺杆进行固定，完成导光膜模仁的安装。
综上所述，本发明提供了一种采用卷对卷纳米压印技术的导光膜制作装置，具有生产速度快，制作尺寸大，并且成本低廉的特点。另外使用二纠偏系统和张力控制系统，提高了生产良率，提升了导光膜的品质。
由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的权利要求范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种导光膜制作装置，该导光膜原料卷积成筒状，包括基材层和保护层，其特征在于：该制作装置包括：
放料辊和收料辊，设置于该制作装置的两端；
分离装置，设置与该放料辊之后，用以将该导光膜的基材层和保护层分离，以露出该基材层的待加工面；
热压印装置，具有压辊和版辊，该版辊上设有导光膜模仁，该导光膜模仁表面具有微结构，该压辊配合该版辊将该导光膜模仁的微结构压印至所述基材层的待加工面上形成导光网点；以及
复合装置，设置于该热压印装置后，用以将该分离装置分离的保护层重新贴敷到完成压印的基材上；
其中该导光膜原料卷从放料辊放出后，经该分离装置、压印装置、复合装置后重新回收于该收料辊，形成完整的导光膜。
2.如权利要求1所述的导光膜制作装置，其特征在于：所述导光膜模仁的微结构为光栅状微纳米结构或圆柱状微透镜结构。
3.如权利要求1所述的导光膜制作装置，其特征在于：所述导光膜模仁采用360度插版上膜，其两端插在一缝隙中并360度环贴在版辊上。
4.如权利要求1所述的导光膜制作装置，其特征在于：所述导光膜模仁采用180度夹具上膜，其两端设有夹具并180度半环夹固于版辊上。
5.如权利要求4所述的导光膜制作装置，其特征在于：所述压辊包括第一压辊和第二压辊，分别位于版辊的两侧，其中该第一压辊配合该版辊在该导光膜上的压印区域与该第二压辊配合该版辊在该导光膜上的压印区域互补，以形成连续的导光网点。
6.如权利要求1所述导光膜制作装置，其特征在于：所述分离装置还包括修边器和废料回收辊，该修边器裁除该保护层多余的边幅，该废料回收辊回收该被裁除的边幅。
7.如权利要求1所述的导光膜制作装置，其特征在于：所述热压印装置还包括压力控制系统，该压力控制系统控制该压辊和该版辊之间的压力。
8.如权利要求1所述的导光膜制作装置，其特征在于：所述热压印装置还包括温度控制系统，该温度控制系统对该版辊或压辊加热，并控制该加热温度。
9.如权利要求1所述的导光膜制作装置，其特征在于：还包括前后二纠偏系统，所述的纠偏系统设有材料边缘感应器和传送修复装置，所述材料边缘感应器设置在放料辊和收料辊上，所述传送修复装置连接在放料辊和收料辊的轴上，当该材料边缘感应器感应到材料在输送过程中向内偏移时，该传送修复装置控制该放料辊或该收料辊向内移动，反之向外发生位移。
10.如权利要求1或9所述的导光膜制作装置，其特征在于：还包括一张力控制系统，所述的张力控制系统主要由张力感应装置和磁粉离合装置组成，当张力感应装置发现材料传输时张力大于一预设值时，磁粉离合装置微动减小收卷转速，当发现张力小于该预设值时，转速控制装置微动提升收卷转速。
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