CN100573200C

CN100573200C - 光学膜

Info

Publication number: CN100573200C
Application number: CNB2007101887686A
Authority: CN
Inventors: 吴定原; 汪宗兴; 汪乙嘉
Original assignee: Eternal Chemical Co Ltd
Current assignee: Changxing Material Industry Limited-Liability Co
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: CN101162276A

Abstract

本发明系提供一种光学膜，其包含一具有第一光学面及第二光学面的基材及位于该基材的第一光学面的一微结构层，该微结构层包含复数个选自由棱镜柱状结构、圆锥状结构、立体角结构、橘瓣形块状结构及其组合所组成的群组的第一调光结构及复数个选自由弧形柱状结构、透镜状结构、胶囊状结构及其组合所组成的群组的第二调光结构，其中至少一部分的第二调光结构的高度大于所有第一调光结构的高度。本发明的光学膜可避免微结构层的损伤并兼顾聚光效果，并可有效减少光学干涉现象。

Description

光学膜

技术领域

本发明系关于一种光学膜，尤指一种应用于液晶显示器的聚光膜。

背景技术

习知用于液晶显示器的背光模块，主要利用扩散板、扩散膜和聚光膜来达到匀光及集光的目的。扩散板、扩散膜主要功能为提供液晶显示器均匀的面光源。聚光膜业界习称为增亮膜(Brightness Enhancement Film)或棱镜片(prismfilm)，聚光膜主要功能为藉由折射与内部全反射将散乱的光线收集，并集中至约±35度的正视角(On-axis)方向，以提高LCD的辉度。一般常用的聚光膜系利用规则排列或不规则排列的线性棱镜柱状结构来达到聚光效果。

习知聚光膜如图1所示(如PCT专利第96/23649号及美国专利第5,626,800号)，其包含一基材1及位于基材1上方的复数个棱镜结构2，所述棱镜结构彼此互相平行，其中各棱镜结构系由二个倾斜表面所构成，此二倾斜表面于棱镜顶部相交形成峰3，且各自与相邻棱镜的另一倾斜表面于棱镜底部相交形成谷4。

为进一步整合集光与扩散作用，如图2所示，美国专利第6,280,063号揭露一种聚光膜20，其包含一基材22、位于基材22的一表面上的具有圆弧角的线性柱状结构26以及位于基材22的另一表面上的不规则扩散材料24以达到集光及匀光目的。

已知具有规则排列的柱状结构的聚光膜所产生的折射光线易与来自显示器中其它膜片的反射或折射光线或与该聚光膜本身的其它反射或折射光线产生光学干涉现象，导致在外观上出现moire或者牛顿环。中国台湾专利第M291542号揭露一种曲线型光学调制组件，以期可减少光学干涉现象及同时达到集光和匀光目的。如图3(a)及图3(b)所示，该曲线型光学调制组件系包含一基材31及曲线型微结构33，基材31具有第一光学面311与第二光学面313，曲线型微结构33设置于第一光学面311，其具有扩散部331与集光部333。图3(b)为图3(a)的曲线型光学调制组件俯视图，如图3(b)所示，扩散部331与集光部333呈连续弯曲的曲线延伸，藉此可避免光学干涉现象。

已知聚光膜的棱镜结构与面板或其它膜片接触时，易产生刮伤，影响其光学性质。目前业界解决的方法主要为利用保护性扩散膜(或称为上扩散膜)来防止聚光膜与面板或其它膜片在输送时产生振动而引起互相损伤。除需利用保护性扩散膜防止聚光膜与面板接触造成刮伤之外，在组装之前，亦需贴附保护膜以避免聚光膜在储存及/或运送期间可能造成的损伤。使用保护性扩散膜及保护膜，皆相对提高所需成本。上述美国专利第6,280,063号所揭露的弧形线性柱状结构虽可减少聚光膜的棱镜结构与其它膜片或面板之间接触所产生的刮伤，增加耐磨性，但由于弧形柱状结构的聚光效果不如棱镜柱状结构，因此含弧形柱状结构的聚光膜的聚光效果较习知技术含棱镜结构者低。中国台湾专利第M291542号虽揭示一种藉由含有弧形柱状结构(即，扩散部)及棱镜柱状结构(即，集光部)以同时达到集光和匀光目的的光学调制组件，惟，如上所述，因其棱镜柱状结构易与其它膜片或面板接触产生刮伤，故耐磨性亦不佳。

有鉴于此，本发明提供一种光学膜以改良上述缺点，其可避免光学膜与其它光学膜或面板间相互接触所造成的刮伤，进而可省去使用上扩散膜或贴附保护膜的成本。

发明内容

本发明的主要目的乃提供一种光学膜，其包含一具有第一光学面及第二光学面的基材及一位于该基材的第一光学面的微结构层，该微结构层包含复数个选自由棱镜柱状结构、圆锥状结构、立体角结构、橘瓣形块状结构及其组合所组成的群组的第一调光结构及复数个选自由弧形柱状结构、透镜状结构、胶囊状结构及其组合所组成的群组的第二调光结构，其中至少一部份的第二调光结构的高度大于所有第一调光结构的高度。

附图说明

图1为习知聚光膜的示意图。

图2为习知聚光膜的示意图。

图3(a)及图3(b)为习知光学调制组件的侧视图及俯视图。

图4(a)至图4(d)为本发明第一调光结构实施方式的示意图。

图5(a)至图5(c)为本发明第二调光结构实施方式的示意图。

图6(a)为本发明光学膜的一较佳实施方式的示意图。

图6(b)为本发明光学膜的另一较佳实施方式的示意图。

图7(a)为一具有互不平行的棱镜柱状结构的微结构层的示意图(俯视图)。

图7(b)为图(6a)的光学膜的进一步实施方式。

图8为本发明调光结构的一实施方式的示意图。

图9为本发明光学膜的另一实施方式的示意图。

图10为实施例1光学膜微结构层的扫描式电子显微镜(SEM)影像图。

图11为实施例2光学膜微结构层的扫描式电子显微镜(SEM)影像图。

具体实施方式

本发明光学膜所使用的基材，可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所已知者，例如玻璃或塑料。上述塑料基材并无特殊限制，其例如但不限于聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)；聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)；聚烯烃树脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚环烯烃树脂(polycycloolefin resin)；聚酰亚胺树脂(polyimide resin)；聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)；聚胺基甲酸酯树脂(polyurethane resin)；三醋酸纤维素(triacetate cellulose，TAC)；或其混合物。较佳为聚酯树脂或聚丙烯酸酯树脂。基材的厚度通常取决于所欲得光学产品的需求，其较佳介于约50微米(μm)至约300微米之间。

本发明的基材具有第一光学面及第二光学面，其中第一光学面上具有一微结构层。本发明的微结构层可由任何折射率大于空气折射率的树脂所构成。一般而言，折射率越高，效果越好。本发明光学膜具有至少1.50的折射率，较佳系自1.50至1.7。用以形成该微结构层的树脂为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，例如，热硬化树脂或紫外线硬化树脂，较佳为紫外线硬化树脂。可用以构成上述紫外线硬化树脂的单体例如但不限于丙烯酸酯类单体。上述丙烯酸酯类单体的种类例如但不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸(urethane acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)、环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)或其混合，较佳为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。此外，上述丙烯酸酯类单体可具有一或多个官能基，较佳具有多官能基。

适用于本发明的丙烯酸酯类单体的实例例如选自包括(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(tripropylene glycol di(meth)acrylate)、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(1，4-butanediol di(meth)acrylate)、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯(1，6-hexanediol di(meth)acrylate)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(polyethyleneglycol di(meth)acrylate)、烯丙基化二(甲基)丙烯酸环己酯(allylated cyclohexyl di(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸异氰尿酸酯(isocyanurate di(meth)acrylate)、2-苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯(2-phenoxyl ethyl(meth)acrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane tri(meth)acrylate)、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯(propoxylated glycerol tri(meth)acrylate)、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylol propane tri(meth)acrylate)、2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基丙烯酸酯(Cumyl Phenoxyl Ethyl Acrylate，CPEA)及其混合物所组成的群组。

市售丙烯酸酯类单体的实例包括：由Sartomer公司生产，商品名为

或

者；由Eternal公司生产，商品名为624-

或

者；及由UCB公司生产，商品名为EbecrylEbecryl

Ebecryl

或Ebecryl

者等。

上述形成微结构层的树脂可视需要添加任何习知添加剂，例如光引发剂、交联剂、无机微粒、流平剂、消泡剂或抗静电剂等，其种类系为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者。

可使用于本发明的抗静电剂系为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，其例如但不限于乙氧基甘油脂肪酸酯类、四级胺化合物、脂肪胺类衍生物、环氧树脂(如聚环氧乙烷)、硅氧烷(siloxane)或其它醇类衍生物(如聚乙醇酯或聚乙二醇醚)等。于微结构层的树脂视需要添加抗静电剂，可使所制得的光学膜具有抗静电的效果，进而提高作业良率。

可使用于本发明的光引发剂，系经光照射后会产生自由基，而透过自由基的传递引发聚合反应者。适用于本发明的光引发剂系为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，其例如但不限于二苯甲酮(benzophenone)、二苯乙醇酮(benzoin)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮(2，2-dimethoxy-1，2-diphenylethan-1-one)、1-羟基环己基苯基酮(1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2，4，6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)，或其混合物。较佳的光引发剂系二苯甲酮或1-羟基环己基苯基酮。

为增进微结构的硬度，可视需要于树脂中添加无机微粒。可使用于本发明的无机微粒系为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，其例如但不限于氧化锌、二氧化硅、钛酸锶、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙或其混合物，较佳为二氧化钛、二氧化硅、氧化锌或其混合物。上述无机微粒具有约0.01微米至约100微米的粒径大小。

亦可视需要于形成本发明的微结构层的树脂中添加任何适当量的扩散颗粒，以进一步加强光学扩散效果。适用于本发明微结构层的扩散颗粒并无特殊限制，系本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，可为有机颗粒，例如丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂、胺基甲酸酯树脂、硅酮树脂或其混合物，较佳为丙烯酸酯树脂、硅酮树脂或其混合物；或无机颗粒，例如氧化锌、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、硫化锌、硫酸钡或其混合物；或上述两者的组合。较佳的颗粒为有机颗粒。上述扩散颗粒的形状并无特殊限制，例如可为球形、菱形等，其粒径大小较佳介于1微米至30微米。根据本发明，扩散颗粒相对于微结构层中树脂成分固形份的量为每100重量份树脂成分固形份约0.1重量份至约10重量份的扩散颗粒。

本发明的微结构层包含复数个选自由棱镜柱状结构、圆锥状结构、立体角结构、橘瓣形块状结构及其组合所组成的群组的第一调光结构及复数个选自由弧形柱状结构、透镜状结构、胶囊状结构及其组合所组成的群组的第二调光结构，其中至少一部份的第二调光结构的高度大于所有第一调光结构的高度。图4为本发明第一调光结构的示意图，其中图4(a)、4(b)、4(c)及4(d)分别为棱镜柱状结构、圆锥状结构、立体角结构、及橘瓣形块状结构。图5为本发明第二调光结构的示意图，其中图5(a)至5(c)分别为弧形柱状结构、透镜状结构及胶囊状结构。第一调光结构因顶角曲率半径较小，故具有较佳的聚光特性，然而，其顶角容易因碰撞或接触而产生损伤；第二调光结构则因顶角曲率半径较大，具有光扩散特性，可提供匀光效果且耐磨性较佳且。因此，本发明的光学膜藉由微结构层中至少一部份第二调光结构的高度大于所有第一调光结构的高度的特征，可有效降低第一调光结构与其它膜片或基材接触的机会，从而可提高光学膜的耐磨性，且藉由使用聚光效果较佳的第一调光结构可兼顾聚光和匀光效果，并可减少保护膜使用。

在本文中″至少一部份的第二调光结构″系指至少两个或两个以上的第二调光结构，较佳为20％至100％的第二调光结构，更佳为40％至60％的第二调光结构。然而，可视实际应用上的需要及光学性质的需求进行调整，使用任何适当量的第二调光结构以避免第一调光结构与其它膜片或面板直接接触。以下兹以具体实施例配合所附图式，详述本发明的光学薄膜，唯非用以限制本发明的范围。任何熟悉此项技艺的人士可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容。

图6(a)为本发明光学膜的一较佳实施方式的示意图，其中第一调光结构为棱镜柱状结构601和第二调光结构为透镜状结构602。上述透镜结构较佳为半圆形透镜，各个透镜状结构的高度(即，其圆半径)彼此可相同或不同，较佳为相同，其高度大小系介于2-30微米。在图6(a)的较佳实施方式中，由于至少一部分透镜状结构的高度大于棱镜柱状结构的高度，因此可有效避免棱镜柱状结构的尖角与其它光学膜或面板接触而造成损伤，从而可增加光学膜的耐磨性。此外，此较佳实施方式由于具有透镜状结构，可将光线匀化并降低moire现象；且同时因具有棱镜柱状结构，亦可提供所需的聚光效果。

图6(b)为本发明光学膜的另一较佳实施方式的示意图。如图6(b)所示，本发明的光学膜包含基材60及微结构层62，该基材60具有第一光学面61及第二光学面63。基材60的第一光学面61具有微结构层62，该微结构层62包含复数个棱镜柱状结构621作为第一调光结构和复数个弧形柱状结构622作为第二调光结构，其中至少一部份的弧形柱状结构622的高度大于棱镜柱状结构621的高度。藉由弧形柱状状结构622与棱镜柱状结构621于高度上的差异设计，可避免棱镜柱状结构621的尖角与其它光学膜或面板接触而造成损伤，从而可增加光学膜的耐磨性。同时因棱镜柱状结构621的聚光效果优于弧形柱状结构622，因此可兼顾耐磨及聚光的功能。

当第一调光结构包含棱镜柱状结构及/或第二调光结构包含弧形柱状结构时，可使至少两个以上的柱状结构彼此互不平行，藉此降低光学干涉现象。上述互不平行的柱状结构可为互不平行的棱镜柱状结构、互不平行的弧形柱状结构，互不平行的棱镜柱状结构及弧形柱状结构或其组合。上述不平行的柱状结构于微结构层中可呈已相交或未相交的形式。图7(a)为一具有互不平行的棱镜柱状结构的微结构层的示意图(俯视图)。如图7所示，本发明光学膜的微结构层可包含互不平行的柱状结构(例如：已相交的不平行柱状结构71、未相交的不平行柱状结构72)及相互平行的柱状结构73。

图7(b)为图(6a)的光学膜的进一步实施方式，在此实施方式中，第一调光结构为棱镜柱状结构601且第二调光结构为透镜状结构602，其中至少一部分透镜状结构的高度大于棱镜柱状结构的高度，且其中所述棱镜柱状结构中至少二个以上彼此互不平行。此较佳实施方式由于微结构层上具有互不平行的棱镜柱状结构，可进一步降低光学干涉现象。

根据本发明的另一较佳实施方式，本发明的光学膜包含一具有第一光学面及第二光学面的基材及一位于该基材的第一光学面的微结构层。该微结构层包含复数个棱镜柱状结构作为第一调光结构和复数个弧形柱状结构作为第二调光结构，其中至少一部份的弧形柱状结构的高度大于所有棱镜柱状结构的高度，且其中第一调光结构及第二调光结构中至少二个以上彼此互不平行。根据此较佳实施方式，本发明的光学膜不但避免微结构层与其它光学膜或面板之间因接触所造成的损伤及提供良好的聚光效果外；同时由于微结构层上具有互不平行的调光结构，可进一步降低光学干涉现象。

下文以图6(b)为例，进一步说明本发明第一调光结构及第二调光结构的高度、宽度、顶角角度及曲率半径等几何性质。惟，须知：下文中关于高度、宽度、顶角角度及曲率半径等几何性质的定义可适用于任何可用于本发明第一及第二调光结构及其改良，并非仅限于图6(b)所示的棱镜柱状结构及弧形柱状状结构。另外，并非所有的第一调光结构及第二调光结构的曲率半径及顶角皆可测得。举例而言，橘瓣形块状结构的曲率半径及顶角即无法轻易定义且量测。

根据本发明，调光结构的高度系指该调光结构的顶部与基材第一光学面的距离(参见图6(b)，标号为631者)。在微结构层中至少一部份的第二调光结构的高度必须大于所有第一调光结构的高度的限制条件之外，本发明的第一调光结构及第二调光结构的高度并无特殊限制。各个第一调光结构或第二调光结构的高度，彼此可相同或不相同，系介于5μm至100μm的范围，较佳介于10μm至50μm的范围，更佳介于20μm至40μm的范围。若第一调光结构为棱镜柱状结构及/或第二调光结构为弧形柱状结构时，可视需要藉由使同一柱状结构在不同长度位置具有不同的高度，以降低光学干涉现象。图8即为一具有高度沿长度位置变化的棱镜柱状结构的微结构层的示意图。较佳地，在一具有一标称高度(或平均高度)的柱状结构中，该柱状结构中至少有部分位置的高度系随机沿长度位置变化，其变化幅度至少为该标称高度的百分之五，较佳其变化幅度为该标称高度的百分之五至百分之五十之间。

根据本发明，调光结构的宽度系指该调光状结构两谷间的距离(参见图6(b)，标号为632者)。本发明的第一调光结构及第二调光结构的宽度并无特殊限制，且系为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者。各个第一调光结构或第二调光结构的宽度，彼此亦可相同或不相同，系介于1μm至100μm的范围。较佳宽度的选择需视液晶显示器的像素间距而定，应选择有助于减少moire干涉现象的宽度。此外，若第一调光结构为棱镜柱状结构及/或第二调光结构为弧形柱状结构时，同一柱状结构在不同长度位置可具有不同的宽度，且在当该柱状结构与另一柱状结构相交时，该柱状结构在相交处的宽度可为0μm。

根据本发明，第一调光结构顶部的曲率半径(未标示于图6(b))小于2μm；各个第一调光结构顶部的曲率半径，彼此可相同或不相同。根据本发明，第二调光结构顶部的曲率半径(参见图6(b)，标号为R者)系介于2μm至50μm之间，较佳介于5μm至35μm之间，更佳介于10μm至25μm之间；各个第二调光结构顶部的曲率半径，彼此可相同或不相同。

根据本发明，调光结构的顶角角度(参见图6(b)，标号为633者)彼此可相同或不相同，其系介于40°至120°，较佳介于85°至95°。

在本发明的概念下，任何藉由改良第一调光结构或第二调光结构所制得的光学膜应为本发明的合理保护范畴。举例言的，可于柱状结构上进一步加工，使其具有如棱镜柱状、弧形柱状、圆锥状、立体角状、透镜状及胶囊状的细微结构。在本发明中，可改变第一调光结构及第二调光结构的排列方式使其呈规则排列或呈随机排列(例如，以数个棱镜柱状结构搭配数个弧形柱状结构为周期，以规则排列方式制备该微结构层)。此外，本发明微结构层的柱状结构可为线性(linear)、折线型(zigzag)或曲线型(serpentine)。

本发明的光学膜较佳可进一步于基材的第二光学面(即，入光面)上形一抗刮层，以避免其被刮伤而影响膜片的光学性质。上述抗刮层可为平滑状或非平滑状。上述抗刮层形成方法并无特殊限制，系熟悉此技术者所熟知，其例如但不限于网版印刷、喷涂、压花加工或于基材表面形成涂层等。上述抗刮层的厚度较佳介于1～50μm的范围，更佳介于1～10μm的范围。

适用于制备本发明抗刮层的树脂并无特殊限制，系本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，其可选自由紫外线硬化树脂、热固性树脂(thermalsetting resin)、热塑性树脂(thermal plastic resin)及其混合物所组成的群组，并视需要以热固化、紫外线固化、或加热和紫外线双固化(dual curing)方式处理以形成本发明的抗刮层。

根据本发明的一具体实施方式，所用的树脂系包含一紫外线硬化树脂及一选自由热固性树脂、热塑性树脂及其混合物所组成的群组的树脂，并藉由加热和紫外线双固化(dual curing)方式处理形成抗刮层，所形成的抗刮具有卓越的耐热性和极小的体积收缩率(shrinkage)。

可用于本发明的紫外线硬化树脂系由包含至少一种具有一或多个官能基的丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体的单体所构成，较佳为丙烯酸酯类单体。可用于本发明中的丙烯酸酯类单体，例如但不限于，甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、胺基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)单体、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)单体或环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)单体等，较佳为丙烯酸酯单体。

举例言之，适用于本发明紫外线硬化树脂的丙烯酸酯类单体可选自包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethylacrylate)、乙氧化2-苯氧基乙基丙烯酸酯(ethoxylated 2-phenoxy ethylacrylate)、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethylacrylate)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropaneformal acrylate)、β-羧乙基丙烯酸酯(β-carboxyethyl acrylate)、月桂酸甲基丙烯酸酯(lauryl methacrylate)、异辛基丙烯酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸酯(stearyl methacrylate)、异癸基丙烯酸酯(isodecylacrylate)、异冰片基甲基丙烯酸酯(isoborny methacrylate)、苄基丙烯酸酯(benzyl acrylate)、3-羟-2，2-二甲基丙酸3-羟-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(hydroxypivalyl hydroxypivalate diacrylate)、乙氧化1，6-己二醇二丙烯酸酯(ethoxylated 1，6-hexanediol diacrylate)、二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate)、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(Tricyclodecane dimethanol diacrylate)、乙氧化二丙二醇二丙烯酸酯(ethoxylated dipropylene glycol diacrylate)、新戊二醇二丙烯酸酯(neopentyl glycol diacrylate)、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯(propoxylatedneopentyl glycol diacrylate)、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯(ethoxylatedbisphenol-A dimethacrylate)、2-甲基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯(2-methyl-1，3-propanediol diacrylate)、乙氧化-2-甲基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯(ethoxylated 2-methyl-1，3-propanediol diacrylate)、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯(2-butyl-2-ethyl-1，3-propanediol diacrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethylene glycol dimethacrylate)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(diethylene glycol dimethacrylate)、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(2-hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯(Tris(2-hydroxy ethyl)isocyanurate triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(propoxylated trimethylolpropane triacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(ethoxylatedpentaerythritol tetraacrylate)、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(ditrimethylolpropane tetraacrylate)、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(propoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)、丙烯酸羟乙酯(hydroxyethyl acrylate，HEA)、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA)、三丙二醇二甲基丙烯酸酯(tripropylene glycol dimethacrylate)、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1，4-butanediol dimethacrylate)、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1，6-hexanediol dimethacrylate)、烯丙基化二甲基丙烯酸环己酯(allylated cyclohexyl dimethacrylate)、二甲基丙烯酸异氰尿酸酯(isocyanurate dimethacrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane trimethacrylate)、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯(propoxylated glycerol trimethacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylol propane trimethacrylate)、三(丙烯氧乙基)异氰尿酸酯(tris(acryloxyethyl)isocyanurate)及其混合物所组成的群组。较佳地，该丙烯酸酯类单体包含二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及季戊四醇三丙烯酸酯。

本发明所使用的紫外线硬化树脂可视需要包含分子量介于约10³至约10⁴的寡聚体，此类寡聚体系熟习此项技术的人士所熟知者，例如丙烯酸酯系寡聚体，其例如但不限于：胺基甲酸酯丙烯酸酯，如脂肪族胺基甲酸酯丙烯酸酯(aliphatic urethane acrylate)、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aliphaticurethane hexaacrylate)、芳香族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aromatic urethanehexaacrylate)；环氧丙烯酸酯，如双酚A环氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxydiacrylate)、酚醛环氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate)；聚酯丙烯酸酯，如聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate)；或纯丙烯酸酯。

可用于本发明的热固性树脂，其平均分子量一般介于约10⁴至约2×10⁶之间，较佳介于约2×10⁴至约3×10⁵之间，更佳介于约4×10⁴至约10⁵之间。本发明的热固性树脂可选自含有羟基(-OH)及/或羧基(-COOH)的聚酯树脂、环氧树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚酰胺树脂、氟素树脂、聚酰亚胺树脂、聚胺基甲酸酯树脂、醇酸树脂(alkyd resin)及其混合物所组成的群组，较佳为含有羟基(-OH)及/或羧基(-COOH)的聚甲基丙烯酸酯树脂或聚丙烯酸酯树脂，如聚甲基丙烯酸多元醇树脂。

可用于本发明的热塑性树脂可选自聚酯树脂；聚甲基丙烯酸酯树脂，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；及彼等的混合物所组成的群组。

为了加强光线扩散效果，可进一步于树脂中添加任何适当量的扩散颗粒。上述扩散颗粒种类系如本文先前所定义，其粒径大小较佳介于1～15微米。上述扩散颗粒相对于抗刮层中树脂成分固形份的量为每100重量份树脂成分固形份约0.1重量份至约10重量份的扩散颗粒。

图9为本发明光学膜的一较佳实施方式示意图。如图9所示，本发明的光学膜包含基材90、微结构层92以及抗刮层94，该基材90具有第一光学面91及第二光学面93。基材90的第一光学面具有微结构层92，该微结构层92包含棱镜柱状结构921和弧形柱状结构922。基材的第二光学面具有抗刮层94，该抗刮层94系由包含扩散颗粒941的树脂942所形成。

本发明的抗刮层可视需要包含任何本发明所属技术领域中具有通常知识者已知的添加剂，其例如但不限于抗静电剂、光引发剂、整平剂、湿润剂、分散剂或无机微粒。适用于本发明的抗静电剂、光引发剂及无机微粒的实例系如本文先前所述。

可使用任何习知的方法制备本发明光学膜的微结构层及抗刮层，且制备微结构层及抗刮层的先后顺序并无特殊限制。

本发明光学膜的微结构层可根据本发明所属技术领域中具有通常知识者所习知的任何方式制造，例如，可经由包含以下步骤的方法制造：

将树脂及适当的添加剂混合以形成一胶态涂料组合物；

在一圆柱形毛胚(或称滚筒)上，以钻石工具在转动的滚筒上以与滚筒横交的方向移动，藉由控制钻石工具的移动速度及/或滚筒的转速使钻石工具在滚筒上雕刻出特定沟槽；

将该胶态涂料组合物涂布于基材上，然后利用步骤(b)所雕刻完成的滚筒进行滚轮压花、热转印或热挤压方式使该涂层形成一结构化表面；及

对该涂层照射能量射线或加热或两者并用以使该涂层固化。

较佳地，上述步骤(b)中，可由电讯号控制钻石工具的移动速度，例如，可使用固定频率或随机频率；当使用随机频率时，重复进行步骤(b)，可获得多条不平行的沟槽，亦可产生相交的沟槽。较佳地，步骤(d)的涂层固化步骤系藉由照射能量射线产生光聚合反应而进行，该能量射线系指一定范围波长的光源，例如其可为紫外光、红外光、可见光或热线(放射或辐射)等，较佳为紫外光。照射强度可为自1至500毫焦耳/平方公分(mJ/cm²)，较佳系自50至300mJ/cm²。

本发明光学膜的抗刮层可根据本发明所属技术领域中具有通常知识者所习知的任何方式制造，例如：将包含颗粒、树脂及视需要添加剂的涂料组合物涂覆于基材上形成涂层，再对该涂层照射能量射线或加热或两者并用以使该涂层固化。

本发明所制得的光学膜，其微结构层及抗刮层具有低于10¹³Ω/□的表面阻抗，较佳为10⁸～10¹²Ω/□，且根据JIS K7136标准方法量测具有介于5％～70％的范围的雾度(Hz)。

以下实施例系用于对本发明作进一步说明，唯非用以限制本发明的范围。任何熟悉此项技艺的人士可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容及所附申请专利范围的范围内。

制备实例1树脂配方A的制备

取一250毫升的玻璃瓶，将溶剂：40克甲苯加入玻璃瓶中。于高速搅拌下依序加入丙烯酸酯类单体：10克二季戊四醇六丙烯酸酯、2克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、14克季戊四醇三丙烯酸酯，寡聚体：28克脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯[Etercure 6145-100，Eternal公司]，光引发剂：6克1-羟基环己基苯基酮，最后泡制成固形份约60％及总重约100克的树脂配方A。

制备实例2模具滚轮雕刻

将精密滚轮表面电镀无电解镍或无氧铜，以CNC精密车床以及单晶钻石刀，车床转速500rpm以下，进给量上限值0.015毫米，依据设定的图样撰写数值控制(NC)程序，于滚轮表面加工制备所欲的微结构凹槽，作为后续加工制程所用的模具。

实施例1

微结构层的制备

将60克

(2-苯氧基乙基丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)和60克624-

(环氧丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)混合，然后加入5克

BP作为光引发剂(二苯甲酮(benzophenone)，双键化工提供)于50℃及转速1,000rpm下搅拌，形成一胶态涂料组合物。

将此胶态涂料组合物涂布于一聚苯二甲酸乙二酯(PET)基材上(

由TORAY公司所生产)，以形成涂层，然后利用制备实例2所得的具微结构凹槽的滚轮以压花方式于涂层上形成一结构化表面。接着，于常温下，以能量射线(200～400nm的UV灯，强度：150～300mJ/cm²，时间：2～15秒)照射该涂层，使的固化。图10为实施例1光学膜的微结构层经扫描式电子显微镜(SEM)所产生的影像图。

如本文先前所述，可视需要于基材上相对于微结构层的的另一表面上制备抗刮层，制备微结构层及抗刮层的先后顺序并无特殊限制。抗刮层的制备方式详述如下：

抗刮层的制备

取一250毫升的玻璃瓶，将溶剂：27克甲苯、13.5克丁酮加入玻璃瓶中。于高速搅拌下依序加入0.5克的平均粒径为8μm的压克力微粒子[SSX-108，日本积水化成公司]，40克制备实例1所制得的树脂配方A，热固性树脂：20克丙烯酸酯树脂[Eterac 7365-S-30，Eternal公司](固形份约30％)，2克抗静电剂[GMB-36M-AS，Marubishi oil Chem.Co.，Ltd](固形份约20％)，最后泡制成固形份约30％及总重约100克涂料。以RDS涂抹棒#3将涂料涂布在厚度为188μm的PET基材[U34，Toray公司]表面上，经100℃干燥1分钟后，再以UV曝光机台(Fusion UV，F600V，600W/inch，H型灯源)power设定为100％，速度15m/min，能量射线200mJ/cm²，加以固化后制得涂层厚度为约5μm的抗刮层。

实施例2

微结构层的制备

取5克平均粒径为5μm的压克力微粒子[SSX-105，日本积水化成公司]，和45克

[2-(对-异丙苯基-苯氧基)-乙基丙烯酸酯(Cumyl PhenoxylEthyl Acrylate(CPEA))，由Eternal公司所贩售]搅拌混合均匀，然后取20g上述混合物与将60克

(2-苯氧基乙基丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)和60克624-(环氧丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)混合，然后加入5克

将此胶态涂料组合物涂布于一聚苯二甲酸乙二酯(PET)基材上(

由TORAY公司所生产)，以形成涂层，然后利用制备实例2所得的具微结构凹槽的滚轮以压花方式于涂层上形成一结构化表面。接着，于常温下，以能量射线(200～400nm的UV灯，强度：150～300mJ/cm²，时间：2～15秒)照射该涂层，使的固化。图11为实施例2光学膜的微结构层经扫描式电子显微镜(SEM)所产生的影像图。

抗刮层的制备

以实施例1所述的方法，于基材的另一侧制备抗刮层。

比较例1

市售聚光膜BEFIII-M-3M公司，其微结构为棱镜柱状结构。

比较例2

市售聚光膜MP2-65-嘉威公司，其微结构为棱镜柱状结构。

比较例3

市售聚光膜CM-30-迎辉公司，其微结构为棱镜柱状结构。

比较例4

市售聚光膜PTR713-SHINWHA公司，其微结构为透镜状结构。

将本发明的光学膜与比较例1至4的市售聚光膜进行下述的各项特性试验，所得结果如表1及2所示。

测试方法：

辉度量测方法：以TOPCON公司提供的BM-

仪器对待测样品进行辉度增加试验，所得结果如表1所示。

透明材料亮度的测试：利用NDH 5000W雾度计[日本电色公司]，根据JIS K7136标准方法，量测待测样品的雾度(Hz)及全光线透过率(Tt)，所得结果如表2所示。

铅笔硬度试验：利用铅笔硬度试验机[Elcometer 3086，SCRATCH BOY]，以Mitsubishi铅笔(2H，3H)用JISK-5400方法测试待测样品微结构层表面的铅笔硬度，所得结果如表2所示。

耐刮试验：利用线性耐磨试验机[TABER 5750]于600公克的重量平台(面积长宽20mm×20mm)上贴黏置3M BEF-III-10T膜片(长宽20mm×20mm)，以其菱镜微结构层直接测试待测样品微结构层的重压耐刮能力，以试验行程2inch，10cycle/min的速度进行10cycles耐刮测试，结果如下列表2所示。

表面电阻率试验：利用超绝缘计[东亚TOADKK公司，SM8220&SME-8310，500V]量测待测样品表面电阻率。测试环境如下：23±2℃，55±5％RH，所得结果如表2所示。

表1

编号	辉度增益值
编号	辉度增益值	实施例1	26.54％
实施例2	21.54％	实施例1	26.54％
实施例2	21.54％	比较例4	11.32％

表2

	雾度Hz (％)	全光线透过率Tt (％)	铅笔硬度(微结构层)	耐刮试验(微结构层)	表面电阻率Ω/□(抗刮层)
	雾度Hz (％)	全光线透过率Tt (％)	铅笔硬度(微结构层)	耐刮试验(微结构层)	表面电阻率Ω/□(抗刮层)	比较例1	89.38	9.51	H	刮伤	3.12×10<sup>13</sup>
比较例2	90.85	11.66	F	严重刮伤	4.56×10<sup>14</sup>	比较例1	89.38	9.51	H	刮伤	3.12×10<sup>13</sup>
比较例2	90.85	11.66	F	严重刮伤	4.56×10<sup>14</sup>	比较例3	91.40	14.10	F	严重刮伤	2.45×10<sup>16</sup>
比较例4	87.72	60.21	3H	无刮伤	2.99×10<sup>15</sup>	比较例3	91.40	14.10	F	严重刮伤	2.45×10<sup>16</sup>
比较例4	87.72	60.21	3H	无刮伤	2.99×10<sup>15</sup>	实施例1	83.91	50.69	3H	无刮伤	2.99×10<sup>11</sup>
实施例2	74.24	61.88	3H	无刮伤	2.99×10<sup>15</sup>	实施例1	83.91	50.69	3H	无刮伤	2.99×10<sup>11</sup>

由表1可知本发明的光学膜相对于使用透镜状的习知聚光膜具有较佳的辉度增益值，可提供良好的聚光效果；由表2可知，本发明的光学膜相对于使用棱镜柱状结构的习知聚光膜具有较佳的硬度及重压耐刮能力，可有效避免微结构层的损伤进而可节省使用上扩散膜及保护膜的成本。本发明的光学膜不但可有效避免微结构层的损伤，且可同时兼顾聚光效果，因此适用于背光模块中作为一耐刮聚光膜。

Claims

1.一种光学膜，其包含一具有第一光学面及第二光学面的基材及位于该基材的第一光学面的一微结构层，该微结构层包含复数个棱镜柱状结构作为第一调光结构和复数个弧形柱状结构作为第二调光结构，其中至少两个以上的柱状结构彼此互不平行，至少一部份的弧形柱状结构的高度大于棱镜柱状结构的高度。

2.如权利要求1所述的光学膜，其中所述第一调光结构或第二调光结构的高度系介于5μm至100μm的范围。

3.如权利要求1所述的光学膜，其中所述互不平行的柱状结构系选自由互不平行的棱镜柱状结构、互不平行的弧形柱状结构、互不平行的棱镜柱状结构及弧形柱状结构及彼等的组合所组成的群组。

4.如权利要求3所述的光学膜，其中所述互不平行的柱状结构于微结构层中呈已相交或未相交的形式。

5.如权利要求1所述的光学膜，其中所述棱镜柱状结构或弧形柱状结构具有一标称高度，所述柱状结构中至少有部分位置的高度系随机变化，其变化幅度至少为该标称高度的百分之五。

6.如权利要求5所述的光学膜，其中该变化幅度为该标称高度的百分之五至百分之五十之间。

7.如权利要求1所述的光学膜，其中所述棱镜柱状结构的顶角系介于40°至120°之间。

8.如权利要求1所述的光学膜，其中所述棱镜柱状的顶部的曲率半径小于2μm。

9.如权利要求1所述的光学膜，其中所述弧形柱状顶部的曲率半径介于2μm至50μm之间。

10.如权利要求1所述的光学膜，其中该光学膜进一步包含位于该基材的第二光学面的抗刮层。

11.如权利要求10所述的光学膜，其中该抗刮层系由选自紫外线硬化树脂、热固性树脂、热塑性树脂及其混合物所组成的群组的树脂所制成。

12.如权利要求11所述的光学膜，其中该抗刮层系由包含扩散颗粒的树脂所构成。

13.如权利要求12所述的光学膜，其中所述扩散颗粒具有1微米至15微米的粒径大小。

14.如权利要求12所述的光学膜，其中所述扩散颗粒系为选自由丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂、胺基甲酸酯树脂、硅酮树脂及其混合物所组成的群组的有机颗粒及/或选自由氧化锌、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、硫化锌、硫酸钡及其混合物所组成的群组的无机颗粒。

15.如权利要求12所述的光学膜，其中所述扩散颗粒相对于抗刮层中树脂成分固形份的量为每100重量份树脂成分固形份0.1重量份至10重量份的扩散颗粒。

16.如权利要求11所述的光学膜，其中该紫外线硬化树脂系由包含至少一种具有一或多个官能基的丙烯酸类单体或丙烯酸酯类单体的单体所构成。

17.如权利要求16所述的光学膜，其中该丙烯酸酯类单体系选自由甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、胺基甲酸酯丙烯酸酯单体、聚酯丙烯酸酯单体及环氧丙烯酸酯单体所组成的群组。

18.如权利要求16所述的光学膜，其中该紫外线硬化树脂进一步包含丙烯酸酯系寡聚体。

19.如权利要求11所述的光学膜，其中该热固性树脂系选自由含有羟基及/或羧基的聚酯树脂、环氧树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚酰胺树脂、氟素树脂、聚酰亚胺树脂、聚胺基甲酸酯树脂、醇酸树脂及其混合物所组成的群组；及该热塑性树脂系选自由聚酯树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂及彼等的混合物所组成的群组。

20.如权利要求10所述的光学膜，其中该微结构层及/或该抗刮层可包含选自由乙氧基甘油脂肪酸酯类、四级胺化合物、脂肪胺类衍生物、聚环氧乙烷、硅氧烷及醇类衍生物所组成的群组的抗静电剂。

21.如权利要求10所述的光学膜，其中该微结构层及抗刮层的表面阻抗的数值是低于10¹³Ω/□。

22.如权利要求1所述的光学膜，其中该微结构层系包含扩散颗粒。

23.如权利要求22所述的光学膜，其中所述扩散颗粒系为选自由丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂、胺基甲酸酯树脂、硅酮树脂及其混合物所组成的群组的有机颗粒及/或选自由氧化锌、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、硫化锌、硫酸钡及其混合物所组成的群组的无机颗粒。

24.如权利要求22所述的光学膜，其中所述扩散颗粒具有1微米至30微米的粒径大小。