CN100338511C - 增光膜的制法及其结构 - Google Patents
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Abstract
本发明有关一种增光膜的制造方法，包含以下步骤：(a)提供一第一基板及一第二基板；(b)分别形成一第一高分子液晶层及一第二高分子液晶层于该第一基板及该第二基板上；(c)分别固化部分近接该第一基板的该第一高分子液晶层及部分近接该第二基板的该第二高分子液晶层，以于该第一基板及该第一高分子液晶层间形成一第一透光层，而于该第二基板及该第二高分子液晶层间形成一第二透光层；(d)贴合未固化的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以于该第一透光层及该第二透光层间形成一第三高分子液晶层；以及(e)固化该第三高分子液晶层，以形成一第三透光层。
Description
(1)技术领域
本发明有关一种增光膜的制造，尤其有关一种应用于液晶显示器上增光膜的制造方法及其结构。
(2)背景技术
背光组件又称背光板，泛指可以提供产品一个背面光源的光学组件，普遍应用于数字相机、PDA、卫星导航系统、医疗器材、NB和液晶显示监视器(LCD Monitor)等，由于薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)面板本身并不具有发光特性，因此必须在面板上加上发光源，而背光组件即是此发光源中的一重要光学组件，是为目前明星产品TFT-LCD的关键零组件之一。
就背光组件内部结构来看，主要由光源、反射板、导光板、扩散板、棱镜片及外框等组装而成。就技术上而言，背光组件是利用射出成型的方法将丙烯(压克力板)压制成表面光滑的板块(也就是导光板)，然后用具有高反射且不吸光的材料，在导光板的底面用网板印刷的方式印上扩散点，而位于导光板侧边厚端的冷阴极萤光灯利用反射往薄的一端传导，当光碰到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出，利用各种疏密、大小不一的扩散点，可使导光板均匀发光，反射板再将底面露出的光反射回导光板中，用来提升光的使用效率。
然而薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)技术开发的瓶颈在于亮度，一般LCD设计装置的灯管，光源通过重重玻璃基材之后，传送到使用者眼前的光只剩下5％～8％，以阴极射线管监视器(CRT Monitor)的标准来看，TFT LCD的辉度并不足够。提高辉度的解决方案虽有多种研究，如提高背光源亮度，提高LCD的亮度，即提高TFT像素的开口率或提高所有部品材料的亮度，但这些方法多半无法避免机构散热及过度消耗电能等问题。对此，3M公司提出了一种利用光学增光片(BEF，Brightness Enhancement Film)及反射型偏光及增光片(DBEF，Dual BrightnessEnhancement Film)来解决问题的方法。其光学增光片是利用V型细条纹让侧光经过折射使漫射的光集中角度，达到辉度增加的目的。而使用3M增光片能有效地将原本涣散到周围的光线集中到显示器的主要视轴，提升辉度，不用修改机构设计，也没有电能耗损的顾虑，是目前一较佳的解决方案，但其成本价格相对较为昂贵。
另一方面，另一种利用胆固醇高分子旋光特性发展而得的胆固醇液晶(CLC，Cholesteric Liquid Crystal)增光膜，亦广为产业界所利用。请参阅图1，其为Nitto Denko公司已商品化的胆固醇液晶增光膜产品。其结构包含一基板11、一配向膜12及多层胆固醇液晶层13，其中该多层胆固醇液晶层13分别具有不同范围的透光波长。配合如图所示的一反射板151、一导光板152、一1/4波长板16及一偏光板17等结构层，即可将一光源14有效地自显示器的视轴传出。由于胆固醇分子在不同操作环境下固化时，其固化后的胆固醇液晶层便具有不同的光学性质，故该多层胆固醇液晶层13是利用多次涂覆(coating)及固化(curing)程序所制成。以图1中含红(R)绿(G)蓝(B)三偏光波长的胆固醇液晶层为例，其必须依次涂覆一胆固醇分子层并将其在不同操作环境下固化，其制程颇为繁复。另外还有以加入染料操控其固化环境而产制该多层胆固醇液晶层的方法，其牵涉的程序及技术更为复杂，因此目前急需要一种可快速、简易产制该多层胆固醇液晶膜，即增光膜的制造方法。
(3)发明内容
本发明的主要目的为提供一种可快速、简易产制该多层胆固醇液晶膜，即增光膜的制造方法、一种应用于一显示器且可快速、简易产制的增光膜以及一种液晶显示器的结构。
根据本发明构想的一种液晶显示器增光膜的制造方法，包含以下步骤：(a)提供一第一基板；(b)形成一第一高分子液晶层于该第一基板上；(c)固化部份近接该第一基板的该第一高分子液晶层，以形成一第一透光层；(d)提供一第二基板；(e)形成一第二高分子液晶层于该第二基板上；(f)固化部份近接该第二基板的该第二高分液晶层，以形成一第二透光层；(g)贴合未固化的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以于该第一透光层及该第二透光层间形成一第三高分子液晶层；以及(h)固化该第三高分子液晶层，以形成一第三透光层。
根据上述构想，其中该第一基板及该第二基板是为一聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板。
根据上述构想，其中该第一基板及该第二基板还分别包含一配向膜。
根据上述构想，其中该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层是为一胆固醇液晶层。
根据上述构想，其中该第一透光层及该第二透光层的胆固醇分子分别具有单一间距。
根据上述构想，其中该第一透光层及该第二透光层分别具有一均一光学活性。
根据上述构想，其中该步骤(b)是藉由涂覆(coating)的方式完成。
根据上述构想，其中该步骤(c)是藉由紫外光固化(UV curing)。
根据上述构想，其中该紫外光是通过该第一基板固化部份该第一高分子液晶层。
根据上述构想，其中该第一基板可吸收部份该紫外光。
根据上述构想，其中该步骤(c)还包含一步骤：(c1)提供气体给予该第一高分子液晶层，用以控制该第一高分子液晶层固化的厚度，其中欲固化的该第一高分子液晶层的氧体含量不同于该不欲固化的该第一高分子液晶层的气体含量。
根据上述构想，其中该步骤(e)是藉由涂覆(coating)的方式完成。
根据上述构想，其中该步骤(f)是藉由紫外光固化(UV curing)。
根据上述构想，其中该紫外光是通过该第二基板固化部份该第二高分子液晶层。
根据上述构想，其中该第二基板可吸收部份该紫外光。
根据上述构想，其中该步骤(f)还包含一步骤：(f1)提供气体给予该第二高分子液晶层，用以控制该第二高分子液晶层固化的厚度，其中欲固化的该第二高分子液晶层的氧体含量不同于该不欲固化的该第二高分子液晶层的气体含量。
根据上述构想，其中该步骤(g)后还包含一步骤：(g1)扩散该贴合后的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以使该第三高分子液晶于该第一透光层及该第二透光层间均匀分布。
根据上述构想，其中该步骤(h)是藉由紫外光固化(UV curing)。
根据上述构想，其中该步骤(h)后还包含一步骤：(h1)移除该第二基板。
根据本发明另一实施例的构想，本发明增光膜的制造方法，包含以下步骤：(a)提供一第一基板及一第二基板；(b)分别形成一第一高分子液晶层及一第二高分子液晶层于该第一基板及该第二基板上；(c)分别固化部份近接该第一基板的该第一高分子液晶层及部份近接该第二基板的该第二高分子液晶层，以于该第一基板及该第一高分子液晶层间形成一第一透光层，而于该第二基板及该第二高分子液晶层间形成一第二透光层；(d)贴合未固化的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以于该第一透光层及该第二透光层间形成一第三高分子液晶层；以及(e)固化该第三高分子液晶层，以形成一第三透光层。
根据上述构想，其中该第一基板及该第二基板是为一聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板。
根据上述构想，其中该第一基板及该第二基板还分别包含一配向膜。
根据上述构想，其中该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层是为一胆固醇液晶层。
根据上述构想，其中该第一透光层及该第二透光层的胆固醇分子分别具有单一间距。
根据上述构想，其中该第一透光层及该第二透光层分别具有一均一旋光度。
根据上述构想，其中该步骤(b)是藉由涂覆(coating)的方式完成。
根据上述构想，其中该步骤(c)是藉由紫外光固化(UV curing)。
根据上述构想，其中该紫外光是分别通过该第一基板固化部份该第一高分子液晶层，及通过该第二基板固化部份该第二高分子液晶层。
根据上述构想，其中该第一基板及该第二基板可吸收部份该紫外光。
根据上述构想，其中该步骤(c)还包含一步骤：(c1)分别提供气体给予该高分子液晶层，用以控制该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层固化的厚度，其中欲固化的该第一与该第二高分子液晶层的氧体含量是不同于不欲固化的该第一与该第二高分子液晶层的气体含量。
根据上述构想，其中该步骤(c)是于不同的操控温度下分别固化部份该第一高分子液晶层及部份该第二高分子液晶层。
根据上述构想，其中该步骤(d)后还包含一步骤：(d1)扩散该贴合后的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以使该第三高分子液晶于该第一透光层及该第二透光层间均匀分布。
根据上述构想，其中该步骤(e)是藉由紫外光固化(UV curing)。
根据上述构想，其中该步骤(e)后还包含一步骤：(e1)移除该第二基板。
根据上述构想，其中该第一基板可为一四分之一波长板。
通过下列附图与实施例的说明将开孔更深入的了解本发明。
(4)附图说明
图1是揭示一习知含增光膜的背光组件结构；
图2是揭示本发明的增光膜的制作流程；
图3是揭示本发明的增光膜的结构示意图；
图4是揭示一包含有本发明的增光膜的背光组件的结构图；以及
图5是揭示将本发明的增光扩散板应用于一液晶显示器的结构示意图。
(5)具体实施方式
本发明的主要目的为提供一种可快速、简易产制该多层胆固醇液晶膜，即增光膜的制造方法。
请参阅图2，为本发明的增光膜制造方法包含以下步骤：(1)提供一第一基板21，如图2(a)所示；(2)藉由一涂覆(coating)的方式，于该第一基板21上形成一第一高分子液晶层22，如图2(b)所示；(3)通过该第一基板21，并藉由紫外光固化(UV curing)部份近接该第一基板的该第一高分子液晶层22，以形成一第一透光层221，如图2(c)所示；(4)提供一第二基板23，如图2(d)所示；(5)藉由涂覆(coating)的方式，于该第二基板23上形成一第二高分子液晶层24，如图2(e)所示；(6)通过该第二基板23，并藉由紫外光固化(UVcuring)部份近接该第二基板23的该第二高分液晶层24，以形成一第二透光层241，如图2(f)所示；(7)贴合未固化的该第一高分子液晶层22及该第二高分子液晶层24，以于该第一透光层221及该第二透光层241间形成一第三高分子液晶层25，如图2(g)所示；以及(8)通过该第一基板21或第二基板23，并藉由紫外光固化(UV curing)该第三高分子液晶层25，以形成一第三透光层25。在本实施例中，该第一基板21及该第二基板23可为一聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板，且该第一基板21及该第二基板23除基板本体211、231外，还分别包含一配向膜212、232。
根据本发明的构想，上述的该第一高分子液晶层22、该第二高分子液晶层24及该第三高分子液晶层25均为一胆固醇液晶层。然而在经历上述的操作步骤后，其中该第一透光层221及该第二透光层241的胆固醇分子，分别可得单一间距(pitch)的分子结构。换言之，该第一透光层221及该第二透光层241分别具有一均一光学活性，即特定的旋光度。因为在第一透光层221与第二透光层241紫外光固化的过程中，该紫外光是通过该第一基板21固化部份该第一高分子液晶层22，通过该第二基板23固化部份该第二高分子液晶层24。又根据本发明的构想，该第一基板21与该第二基板23可吸收部份该紫外光，藉此可调变高分子液晶层22、24固化为透光层221、241的操控条件。另外，本发明中的高分子液晶层22、24是藉由涂覆(coating)的方式完成，在实际应用上，该高分子液晶层22、24的生成，并不受限于此一方法。
根据本发明另一实施例的构想，本发明增光膜的制造方法包括以下步骤：(a)提供一第一基板21及一第二基板23；(b)以涂覆(coating)的方式于该第一基板21及该第二基板32上分别形成一第一高分子液晶层22及一第二高分子液晶层24；(c)藉由紫外光分别固化部份近接该第一基板21的该第一高分子液晶层22及部份近接该第二基板23的该第二高分子液晶层24，以于该第一基板21及该第一高分子液晶层22间形成一第一透光层221，而于该第二基板23及该第二高分子液晶层24间形成一第二透光层241；(d)贴合未固化的该第一高分子液晶层22及该第二高分子液晶层23，以于该第一透光层221及该第二透光层241间形成一第三高分子液晶层25；以及(e)固化该第三高分子液晶层25，以形成一第三透光层251。与前一实施例相同，该第一高分子液晶层22、该第二高分子液晶层24及该第三高分子液晶层25均为一胆固醇液晶层。然而在经历上述的操作步骤后，其中该第一透光层221及该第二透光层241的胆固醇分子分别可得单一间距(pitch)的分子结构。换言之，该第一透光层221及该第二透光层241，分别具有一均一光学活性，即特定的旋光度。
请参阅图3(a)，其揭示一利用前述方法而可快速、简易产制的增光膜，其结构包含一第一基板31；一第一透光层33，设置于该第一基板31之上；一第二透光层34，设置于该第一透光层33之上；一第三透光层35，设置于该第一透光层33及该第二透光层34之间；以及一第二基板32，设置于该第二透光层34之上，其中该第一透光层33及该第二透光层33，分别具有一第一均一光学活性及一第二均一光学活性，而该第三透光层35则具有一宽频光学活性。而本实施例的增光膜可用于一液晶显示器的背光组件内，用以提升该背光组件的辉度。其中该第一基板31及该第二基板32是为一聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板，而该增光膜结构还包含一第一配向膜311，设置于该第一基板31及该第一透光层33之间；与一第二配向膜321，设置于该第二基板32及该第二透光层34之间。当然，该第一透光层33、该第二透光层34及该第三透光层35均由胆固醇液晶层制成，其中该第一透光层33及该第二透光层34的胆固醇分子，分别具有各别的单一间距及各别的均一光学活性。又如图所示，该第一透光层33、该第二透光层34及该第三透光层35分别具有蓝(B)绿(G)红(R)三偏光波长，然而在实际应用上，其偏光波长，可因前述制法的操作条件调变而得致所需的相异结果。另外利用前述的方法，该第二基板32可为一四分之一波长板。当然在产制的过程中亦可先行移除原先的第二基板32后，再贴上一四分之一波长板36，及外加一偏光板37，如图3(b)所示。
请参阅图4，其是为本发明应用于背光组件的一较佳实施例。该背光组件包含一发光体41，用以提供一背光源；一导光板42，设置于发光体41的侧边上，用以导引该背光源的散射方向；以及一增光板43，设置该导光板42之上，用以提升辉度；其中该增光板43是藉由前述的方法制作而成，其结构包含一第一基板431、一多层增光板及一四分之一波长板45，其中该多层增光板是夹设于该第一基板431与该四分之一波长板45之间。又该多层增光板依序还包含一第一透光层433，一第三透光层435及一第二透光层434，其中该第一透光层433及该第二透光层434分别具有一第一均一光学活性及一第二均一光学活性，而该第三透光层435则具有一宽频光学活性。其中该第一基板431是为一聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板，还包含一第一配向膜432，设置于该第一基板431及该第一透光层433之间。当然，该第一透光层433、该第二透光层434及该第三透光层435均由胆固醇液晶层制成。也因此该第一透光层433及该第二透光层434的胆固醇分子，在经历过前述的产制方步骤后，分别具有单一间距。如图所示，本发明的背光组件上又加设一偏光板46；而该背光组件还包含一反射板44，设置于该导光板42的下方，用以提升光的使用效率。
请参阅图5，其是揭示将本发明的增光扩散板应用于一液晶显示器的结构示意图。如图所示，该液晶显示器的结构包含一发光体51，用以提供一背光源；一导光板52，设置于发光体51的侧边，用以导引该背光源的散射方向；一增光扩散板54，设置该导光板之上，用以提升辉度；以及一液晶层55，设置于该增光扩散板54之上。其中该增光扩散板54是利用先前所述的制造方法产制而成，故其细部结构包含一第一基板544、一多层透光层541、一四分之一波长板542及一偏光板543。当中该多层透光层541即为前述包含第一透光层、第二透光层及第三透光层的结构，其中该第一透光层及该第二透光层分别具有一第一均一光学活性及一第二均一光学活性，而该第三透光层则具有一宽频光学活性。藉由上述的组合，本发明可获致一较佳的液晶显示器组合。当然本实施例并非唯一应用形式，该组合可由习知本发明技术者任意变换。
综上所述，本发明提供一种可快速、简易产制该多层胆固醇液晶膜，即增光膜的制造方法及其结构。藉此可节省液晶显示器的产制成本，增强其效能。
Claims (20)
1.一种液晶显示器增光膜的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
(a)提供一第一基板；
(b)形成一第一高分子液晶层于该第一基板上；
(c)固化部份近接该第一基板的该第一高分子液晶层，以形成一第一透光层；
(d)提供一第二基板；
(e)形成一第二高分子液晶层于该第二基板上；
(f)固化部份近接该第二基板的该第二高分液晶层，以形成一第二透光层；
(g)贴合未固化的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以于该第一透光层及该第二透光层间形成一第三高分子液晶层；以及
(h)固化该第三高分子液晶层，以形成一第三透光层。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该第一基板及该第二基板是为一聚对苯二甲酸乙二醇酯基板。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该第一基板及该第二基板还分别包含一配向膜。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层是为一胆固醇液晶层；
该第一透光层及该第二透光层的胆固醇分子分别具有单一间距；及/或
该第一透光层及该第二透光层，分别具有一均一光学活性。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(b)是藉由一涂覆的方式完成。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
该步骤(c)是藉由一紫外光固化；
该紫外光是通过该第一基板固化部份该第一高分子液晶层；及/或
该第一基板可吸收部份该紫外光。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(c)还包含一步骤：
(c1)提供一气体给予该第一高分子液晶层，用以控制该第一高分子液晶层固化的厚度，其中欲固化的该第一高分子液晶层的氧体含量不同于该不欲固化的该第一高分子液晶层的气体含量。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(e)是藉由一涂覆的方式完成。
9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
该步骤(f)是藉由一紫外光固化；
该紫外光是通过该第二基板固化部份该第二高分子液晶层；及/或
该第二基板可吸收部份该紫外光。
10.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(f)还包含一步骤：
(f1)提供一气体给予该第二高分子液晶层，用以控制该第二高分子液晶层固化的厚度，其特征在于，欲固化的该第二高分子液晶层的氧体含量不同于该不欲固化的该第二高分子液晶层的气体含量。
11.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(g)后还包含一步骤：
(g1)扩散该贴合后的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以使该第三高分子液晶于该第一透光层及该第二透光层间均匀分布。
12.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(h)是藉由紫外光固化。
13.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，该步骤(h)后还包含一步骤：
(h1)移除该第二基板。
14.一种增光膜的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：
(a)提供一第一基板及一第二基板；
(b)分别形成一第一高分子液晶层及一第二高分子液晶层于该第一基板及该第二基板上；
(c)分别固化部份近接该第一基板的该第一高分子液晶层及部份近接该第二基板的该第二高分子液晶层，以于该第一基板及该第一高分子液晶层间形成一第一透光层，而于该第二基板及该第二高分子液晶层间形成一第二透光层；
(d)贴合未固化的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以于该第一透光层及该第二透光层间形成一第三高分子液晶层；以及
(e)固化该第三高分子液晶层，以形成一第三透光层。
15.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于：
该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层是为一胆固醇液晶层；
该第一透光层及该第二透光层的胆固醇分子分别具有单一间距；及/或
该第一透光层及该第二透光层，分别具有一均一旋光度。
16.如权利要求14的制造方法，其特征在于：
该步骤(c)是藉由紫外光固化；
该紫外光是分别通过该第一基板固化部份该第一高分子液晶层，及通过该第二基板固化部份该第二高分子液晶层；及/或
该第一基板及该第二基板可吸收部份该紫外光。
17.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该步骤(c)还包含一步骤：
(c1)分别提供一气体给予该高分子液晶层，用以控制该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层固化的厚度，其中欲固化的该第一与该第二高分子液晶层的氧体含量是不同于不欲固化的该第一与该第二高分子液晶层的气体含量。
18.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该步骤(c)是于不同的操控温度下分别固化部份该第一高分子液晶层及部份该第二高分子液晶层。
19.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该步骤(d)后还包含一步骤：
(d1)扩散该贴合后的该第一高分子液晶层及该第二高分子液晶层，以使该第三高分子液晶于该第一透光层及该第二透光层间均匀分布。
20.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该第二基板是为一四分之一波长板。
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2003
- 2003-04-23 CN CNB031229190A patent/CN100338511C/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN1540411A (zh) | 2004-10-27 |
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