[发明专利]用于真空成形基片的真空成形装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产光学基片或者功能基片的装置和方法，尤其是涉及能够在如用于背光单元的导光板(LGP)的大型基片(substrate)上形成三维图案的真空成形装置和真空成形方法。

背景技术

导光板是用于液晶显示设备中使用的背光设备的元件，且在其一侧或两侧具有光学图案，用于将线光源例如冷阴极荧光灯，或者点光源例如LED，转化为表面光源。

为了在导光板上形成这样的光学图案，已经使用了如注塑成型、使用反射型油墨的丝网印刷，以及使用紫外线固化树脂(以下称为UV树脂)或热固树脂成形的方法。

注塑成型法适于形成复杂的结构，但是成型时间和冷却时间长。印刷法涉及相对简单的过程，但这种方法并不适用于复杂的光学图案。由于这些原因，曾经有许多发展用热固性树脂或UV树脂在导光板上形成光学图案的方法的尝试，因为此方法由于其相对简单的流程和短的固化时间而更可取。

该UV成形法是这样实施的：当压膜被紧密粘附到涂有UV树脂的大型基片上时，存在于两者之间的UV树脂以无空隙的方式(无任何空白空间)填补间隙，然后将此UV树脂用紫外线辐射固化，放开压膜，被刻到压膜上的光学图案的形状就被转印到了基片。该UV成形法利用了图形可转移的性质。

然而，当将辊式压膜或平板式硬压膜用于传统的UV成形法时，难以精确地控制大型基片和该压膜之间的平坦度，因此在压膜和基片之间缺少UV树脂的地方可能出现空隙，以至于可能出现如未成形区

a)用树脂涂布基片；

b)将该基片放置在真空室内，并抽真空；

c)在真空状态将涂布了树脂的基片的一侧与成形模具接触；

d)保持该成形模具的上方区域和下方区域与彼此之间的密封状态；以及

e)利用成形模具作为边界产生压力差，以便由此使该成形模具粘附到所述基片上。

(12)依据(11)的真空成形方法，其中，在步骤(e)中，保持该成形模具的下方区域的真空状态，并释放该成形模具的上方区域的真空。

(13)依据(11)或(12)的真空成形方法，在步骤(e)之后，该方法还包括，

f)固化树脂；

g)释放该成形模具的下方区域的真空；和

h)将该成形模具和该基片分离。

(14)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，在步骤(e)中，该成形模具的上方区域承受大气压。

(15)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，在步骤(b)中，真空压力设置在10^-3托(torr)至100托。

(16)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，该树脂为UV树脂。

(17)依据(11)或(12)的真空成形方法，其中，该成形模具由柔性且透明的UV可透性塑料材料制成。

(18)依据(16)的真空成形方法，其中，步骤(a)通过在真空中实施丝网印刷法实现。

(19)依据(16)的真空成形方法，其中，使用在丝网上配置有用于喷射UV树脂的精密喷嘴的丝网印刷机，以在基片上涂布1至成形模具20，在涂敷于基片10一侧的树脂(图中未绘出)上施加压力形成三维图案。

该真空成形装置100包括具有盖子110、侧壁120和底板130的真空室本体140。

侧壁120为传统的形式，如矩形柱或者圆柱体，围绕预设的空间，且形状没有具体的限制。在图3的实施方案中，底板130整体上从侧壁120的下端延伸，且盖子110覆盖侧壁120的上方。从而，真空室150被底板130，侧壁120和盖子110分隔。

在侧壁120上具有能够打开和关闭的门(图中未绘出)，因此涂布了树脂的基片可以被转移至真空室150中，并置于底板130上。这时，优选将支架132附到底板130上，以固定基片10。

密封件152位于盖子110和侧壁120的连接部分，以便该真空室150保持与外部的密封状态。

在真空室150中，安装用于将三维图案转印至基片10上的成形模具20和用于固定成形模具20边缘的成形模具框170，且成形模具框170能够通过升降梯180上升或下降。

成形模具20由厚度约1mm或2mm的软塑料材料制成，以装框的方式固定到成形模具框170上。该成形模具框170优选由硬质材料，如金属制成。