CN100462742C - 兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜及其制造方法，包括：一集光用棱镜阵列上层，形成于一扩散层之上；该棱镜阵列上层的底部向下伸设多数根部以与该扩散层相互联锁(interlocking)，以强化层间的键结；该扩散层可由纳米(或微米)颗粒均匀分散于光硬化或热硬化型树脂之中形成该扩散层，或涂布其它能扩散光的复合树脂，或直接形成一光扩散的粗糙面，以构成该扩散层来增加光的扩散传输(diffusetransmission)，由此构成一兼具集光与扩散作用的复合式光学薄膜以增加光学薄膜的辉度、均匀度(uniformity)与强度。该扩散层的下方也可连设一基层。

Description

兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜及其制造方法

技术领域

本发明关于一种兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜及其制造方法。

背景技术

现有的光学薄膜于其上面形成棱镜阵列以增加集光效果，而于底部制成粗糙结构或涂布一扩散层以增加光的扩散，由此来增加光显示器(如LCD)的辉度或均匀度。

美国专利5,600,462号案揭示了一光学薄膜应用在LCD设施中，该光学薄膜的上部呈棱镜排列，而底部则制成粗糙面，如剖面为多数小三角形的底部结构，以此来增加光的扩散传输(diffuse transmission)以增益其辉度。但该美国专利案仅由单层构成，缺乏调整折射率及引导光线走向(以此减少光损、增加辉度)的机制而表现出了弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜及其制造方法，能增加光学薄膜的辉度、均匀度(uniformity)与强度。

本发明提供的一种兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，包括:

一基层；

一扩散层，是使纳米或微米颗粒分散于一光硬化型或热硬化型树脂之中以形成该扩散层于该基层之上；以及

一集光用棱镜阵列上层，形成于该扩散层之上；

该扩散层凹设有多数凹部；该棱镜阵列上层向下突设有多数根部，各该根部吻合各该凹部以相互联锁强化层间的键结，由此构成一光学薄膜兼具有集光与扩散作用以增强其辉度及光均匀度。

本发明提供的一种制造前述多层式复合光学薄膜的方法，包括下列步骤:

(1)于该基层上涂覆以该扩散层；并于该扩散层上压印或成型该多数凹部；以及

(2)另以一棱镜阵列上层的光硬化型或热硬化型树脂转印或成型于该扩散层上，使该棱镜阵列上层的树脂渗流、浸含、充填、灌满该扩散层的凹部之中而于各凹部中形成该棱镜阵列上层的根部，于光热下使该棱镜阵列上层、扩散层的树脂固化、定型，使该棱镜阵列上层根部与扩散层凹部相互联锁以强化层间的键结。

本发明提供的又一种兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，包括：

一扩散层，用以扩散光或使光散射；以及

一集光用棱镜阵列上层，形成于该扩散层之上；

该扩散层凹设有多数凹部；该棱镜阵列上层向下突设有多数根部，各该根部吻合各该凹部以相互联锁强化层间的键结，由此构成一光学薄膜兼具有集光与扩散作用以增强其辉度及光均匀度。

本发明提供的一种制造前述多层式复合光学薄膜的方法，包括下列步骤：

(1)制作一扩散层，于其上面压印或成型该多数凹部；以及

(2)以一棱镜阵列上层的光硬化型或热硬化型树脂转印或成型于该扩散层上，使该棱镜阵列上层的树脂渗流、浸含、充填、灌满该扩散层的凹部之中而于各凹部中形成该棱镜阵列上层的根部，使该棱镜阵列上层、扩散层的树脂固化、定型，使该棱镜阵列上层根部与扩散层凹部相互联锁以强化层间的键结。

本发明的效果是显著的：本发明兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，包括一集光用棱镜阵列上层，形成于一扩散层之上；该棱镜阵列上层的底部向下伸设多数根部以与该扩散层相互联锁(interlocking)以强化层间的键结；该扩散层可由纳米(或微米)颗粒均匀分散于光硬化或热硬化型树脂之中形成该扩散层，或涂布其它能扩散光的复合树脂，或直接形成一光扩散的粗糙面，以构成该扩散层使其增加光的扩散传输(diffuse transmission)，由此构成一兼具集光与扩散作用的复合式光学薄膜以增加光学薄膜的辉度、均匀度(uniformity)与强度。

附图说明

图1为本发明的基层示意图。

图2为自基层涂覆扩散层树脂的断面图。

图3为图2的结构压印、成型以多数凹部的剖示图。

图4为本发明第1实施例于图3所示结构上成型棱镜阵列上层的剖示图。

图5、6为本发明第2实施例的制造流程示意图。

图7、8为本发明第3实施例的制造流程示意图。

图9、10为本发明第4实施例的制造流程示意图。

主要元件符号说明

1……基层                   2……扩散层

3……棱镜阵列上层           31……根部

22……凹部                  20……树脂

21……颗粒                  23……粗糙面

2u……扣合面层              2d……扩散底层

具体实施方式

参阅图1～4所示，本发明的多层式复合光学薄膜，包括：一基层1、一扩散层2及一棱镜阵列上层3。

该扩散层2连设于该基层1之上，由纳米(或微米)颗粒21均匀分散于光硬化型或热硬化型树脂20之中形成该扩散层2。该扩散层2凹设有多数凹部22以与该棱镜阵列上层3的多数根部31相互联锁以强化层间的键结。

各该根部31的断面宜呈向下渐斜的三角形。但本发明并不限制其形状，举凡：三角形、三角形尖部呈圆弧、圆弧形、矩形等等，均可修饰、变化应用。

本发明的光学薄膜基层1须具备足够透光的清晰度及结构强度足以应用在特定的光学产品及较佳的抵抗温度和抗老化，原则以选自热塑性树脂包括PET(Polyethylene Terephthalate聚对苯二甲酸乙二酯)，但不受限于使用PET塑料薄膜。可使用的基层还包括：苯乙烯-丙烯、醋酸纤维素丁酸盐、醋酸纤维素丙酸盐、纤维素醋酸三酯、聚醚砜、聚甲基苯烯酸酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或其它材料等等。

而该扩散层2以及该棱镜阵列上层3可采用光硬化型树脂或热硬化型树脂，包括UV胶等材料，是于受紫外光(UV)或其它光热辐射下或电热等加热下能硬化、固化的物质。当然，该扩散层2也可选用纳(微)米复合树脂，其中的基材(matrix)为热塑性或热固性树脂。

该扩散层2所添加的纳米(或微米)颗粒21则可选自：碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氢氧化铝、碳酸镁、氧化锌等纳米或微米颗粒，以增加或调节该扩散层的折射率及均匀度。使这些颗粒21均匀分散于该扩散层2的树脂20中。

本发明的多层式复合光学薄膜的制造方法，包括下列步骤：

1.于基层1上涂覆该扩散层2的光硬化型或热硬化型树脂；

2.于该扩散层2树脂上压印或成型多数的凹部22，于UV灯等光热下或于加热器加热下使该扩散层树脂固化、定型；

3.再以光硬化型或热硬化型树脂转印或成型于该扩散层2之上，使其成型为具有棱镜阵列结构的棱镜阵列上层3，使该棱镜阵列上层树脂(胶)由重力或压力充填、浸含、渗流、灌满该扩散层的凹部22之中，于UV灯光热下或加热器加热下，使棱镜阵列上层3的树脂固化定型，于脱模后即形成含有棱镜阵列上层3自上层流入、充满于该扩散层凹部22中形成上层的根部31吻合扩散层的凹部22，使上层根部31与扩散层凹部22间呈相互联锁(interlocking)以强化层间的键结强度。

该扩散层2增加光学薄膜的扩散作用，配合棱镜阵列上层3的集光作用，使由此构成的光学片(如用于LCD显示器等)的辉度增益及光的均匀度均有所提升，故本发明优异于现有技术。

本发明可于不违背本发明的精神及范畴下作适当的修饰或改变，本发明不作限制。上述的扩散层2位于棱镜阵列上层3与基层1的中间，属中间层，但本发明还可修饰、变化如下。

如图5、6所示，已免去前述实施例(图1～4)所示的基层1，而以扩散层2兼作基层，此实施例的方法如下：

1.于一热塑性树脂层上压印含有多数凹部22的扣合面层2u，并于扣合面层2u底部形成一扩散底层2d，由此形成一扩散层2；

2.再以光硬化型或热硬化型树脂转印或成型于该扩散层2之上，使形成具有棱镜阵列的棱镜阵列上层3，使棱镜阵列上层3树脂进入该扩散层2的凹部22中形成上层根部31吻合扩散层凹部22的相互联锁结构以强化层间的强度。

该扩散层2的扩散底层2d是使纳(微)米颗粒均匀分散在光硬化型或热硬化型树脂之中再均匀涂布于该扣合面层2u的底面而构成该扩散层2，简言之：2u+2d＝2。

当然其它种类的纳(微)米复合树脂或光扩散材料也可加以适当选用，本发明并不加以限制。

而如图7、8所示，该扩散层2的制法是于上部凹设以多数凹部22，而底面则压印形成一粗糙面23(值得注意的是:此一粗糙面当勿制作成具有尖锐的尖端(peak)以免刮伤、磨损及所邻接的其它光学薄膜或光学元件)；扩散层2上面则凹设有多数凹部22，再以光硬化型或热硬化型树脂压印或成型于该扩散层2之上形成棱镜阵列上层3，使上层根部31与扩散层凹部22间相互联锁。本实施例中，该粗糙面中每一个折射面的出光方向是以随意方位作分布为宜。

而如图9、10所示，于该棱镜阵列上层3与位于其下方的扩散层2相互吻合使上层根部31与扩散层凹部22相互联锁，此时的扩散层2是使纳(微)米颗粒21均匀分散于热塑性树脂20之中形成可扩散光或使光散射的扩散层2，该扩散层上面的凹部22是预先加以模制成型。

Claims (11)

1.一种兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，其特征在于，包括：

一基层；

一扩散层，其由纳米或微米颗粒分散于一光硬化型或热硬化型树脂之中以形成该扩散层于该基层之上；以及

一集光用棱镜阵列上层，形成于该扩散层之上；

该扩散层凹设有多数凹部；该棱镜阵列上层向下突设有多数根部，各该根部吻合各该凹部以相互联锁强化层间的键结，由此构成一光学薄膜兼具有集光与扩散作用以增强其辉度及光均匀度。

2.如权利要求1所述的兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，其特征在于，该基层是制自透明材料，包括：聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、苯乙烯-丙烯、醋酸纤维素丁酸盐、醋酸纤维素丙酸盐、纤维素醋酸三酯、聚醚砜、聚甲基苯烯酸酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯。

3.如权利要求1所述的兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，其特征在于，各该根部的断面呈向下渐斜的三角形。

4.如权利要求1所述的兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，其特征在于，该纳米或微米颗粒选自：碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氢氧化铝、碳酸镁和氧化锌。

5.一种制造如权利要求1所述的多层式复合光学薄膜的方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)于该基层上涂覆以该扩散层；并于该扩散层上压印或成型该多数凹部；以及

(2)另以一棱镜阵列上层的光硬化型或热硬化型树脂转印或成型于该扩散层上，使该棱镜阵列上层的树脂渗流、浸含、充填、灌满该扩散层的凹部之中而于各凹部中形成该棱镜阵列上层的根部，于光热下使该棱镜阵列上层、扩散层的树脂固化、定型，使该棱镜阵列上层根部与扩散层凹部相互联锁以强化层间的键结。

6.一种兼具集光与扩散作用的多层式复合光学薄膜，其特征在于，包括：

一扩散层，用以扩散光或使光散射；以及

一集光用棱镜阵列上层，形成于该扩散层之上；

该扩散层凹设有多数凹部；该棱镜阵列上层向下突设有多数根部，各该根部吻合各该凹部以相互联锁强化层间的键结，由此构成一光学薄膜兼具有集光与扩散作用以增强其辉度及光均匀度。

7.一种制造如权利要求6所述的多层式复合光学薄膜的方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)制作一扩散层，于其上面压印或成型该多数凹部；以及

(2)以一棱镜阵列上层的光硬化型或热硬化型树脂转印或成型于该扩散层上，使该棱镜阵列上层的树脂渗流、浸含、充填、灌满该扩散层的凹部之中而于各凹部中形成该棱镜阵列上层的根部，使该棱镜阵列上层、扩散层的树脂固化、定型，使该棱镜阵列上层根部与扩散层凹部相互联锁以强化层间的键结。

8.如权利要求7所述的多层式复合光学薄膜的制造方法，其特征在于，扩散层是于一热塑性树脂层上压印含有所述多数凹部的扣合面层，并于该扣合面层的底部形成一扩散底层，由此扣合面层和扩散底层形成该扩散层。

9.如权利要求8所述的多层式复合光学薄膜的制造方法，其特征在于，该扩散底层是使纳米或微米颗粒均匀分散在光硬化型或热硬化型树脂之中，再使扩散底层均匀涂布于该扣合面层的底面而构成该扩散层。

10.如权利要求7所述的多层式复合光学薄膜的制造方法，其特征在于，该扩散层于上部凹设以所述多数凹部，而底面则压印形成一粗糙面。

11.如权利要求7所述的多层式复合光学薄膜的制造方法，其特征在于，该扩散层是由纳米或微米颗粒均匀分散于热塑性树脂之中形成可扩散光或使光散射的扩散层，该扩散层上面的凹部预先加以模制成型。

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