CN101105540A - 反射式偏光扩散膜的结构及制法 - Google Patents

Abstract

一种反射式偏光扩散膜的结构及制法，是于一基板上形成一遮蔽反射层，接着于该遮蔽反射层上形成多数个沟槽，最后再于该遮蔽反射层上形成一扩散层，其中该沟槽深至该基板可供光线通过，如此藉由该遮蔽反射层的沟槽及电磁波，使电场振动方向垂直于该遮蔽反射层轴向的光线，会因该遮蔽反射层所诱生的反向电场所阻挡，而让光线振动方向平行于该遮蔽反射层轴向的光线可以通过，使其产生偏振光线。另外，本发明藉由该遮蔽反射层所产生的反射，将被阻挡的光线反射回原始光通路回收使用，使用其可大幅提升产品亮度。

Description

反射式偏光扩散膜的结构及制法

技术领域

本发明为一种偏光扩散膜的结构及制法，特别是关于一种具有可视角度及聚光亮度分布的反射式偏光扩散膜的结构及制法。

背景技术

传统偏光片的制作方法为将一透明基板(PVA；PolyVinyl Alcohol)浸于碘(I₂)/碘化钾(KI)水溶液中，此时碘离子会扩散渗透入PVA中，再经拉伸作用使附着于PVA上碘离子而随的有方向性，形成碘离子长链。由于碘离子有很好的起偏性，可以吸收平行于排列方向的光束电场分量，只让垂直方向的光束电场分量通过，运用此原理即可制造偏光膜。但由于此种制作方式是利用碘离子的吸收特性，故当光线振动轴向垂直于拉伸方向时，即被吸收而使光线无法回到原始光通路运用，使亮度大幅衰减。

另外，3M的DBEF-D的反射型偏光扩散膜片的原理利用近千层双折射率高分子薄膜贴合后所产生的偏折现象，使一轴向的偏振光得以通过，另一轴向的偏振光得以折射回原始光通路回收利用，然此种做法须以近千层的薄膜形成，其制造程序复杂，且成本极为昂贵。

发明内容

本发明的主要目的在于藉由遮蔽反射层的沟槽及电磁波特性，使电场振动方向垂直于遮蔽反射层轴向的光线，会因具有高反射聚合物的遮蔽反射层所诱生的反向电场所阻挡，而使光线振动方向平行于遮蔽反射层轴向的光线可以通过，让其产生偏振光线。

本发明的另一目的是藉由遮蔽反射层所产生的反射，将被阻挡的光线反射回原始光通路回收使用，使用其可大幅提升产品亮度。

为达到上述目的的反射式偏光扩散膜的制法包括将一遮蔽反射层以一高反射化合物奈米粉末混入一聚合物，形成一高反射聚合物，将该高反射化合聚合物以薄膜涂布方式于一基板的一侧表面形成一遮蔽反射层，利用一模具于该遮蔽反射层上形成多数个沟槽，及于该遮蔽反射层上形成一扩散层。其中该模具上是以蚀刻或雷射方式制作，且该模具具有一奈米结构，并以滚压或冲压方式于该遮蔽反射层上形成多数个沟槽，再经紫外光(UV)照射予以固化完成。另外，于该遮蔽反射层上以涂布方式形成一扩散层，再以高温烘烤方式予以固化。

本发明反射式偏光扩散膜的结构是包含一基板及于该基板一侧面上形成一高反射聚合物遮蔽反射层，于该遮蔽反射层上形成多数个沟槽，然后于该遮蔽反射层上形成一扩散层。其中该遮蔽反射层具有奈米级的沟槽，该沟槽深至该基板，可供光线通过。

附图说明

图1为本发明实施例反射式偏光扩散膜的结构示意图。

【图号说明】

11   基板

11a  基板上表面

11b  基板上表面

12   遮蔽反射层

12a  沟槽

13    扩散层

13a  微粒子

13b  光学材料

14   扩散层

14a  微粒子

14b  光学材料

d    间隙

具体实施方式

为了让本发明的上述的目的、功能特征、和优点能更明确被了解，下文将本发明以较佳的实例，并配合所附图式，作详细说明如下；

请参照图1为本发明实施例的反射式偏光扩散膜的结构示意图，该反射式偏光扩散膜的结构1包括有一透光的基板11，该基板11分别具有一上表面11a及一下表面11b。在该基板11的上表面11a上以涂布方式形成一高反射聚合物遮蔽反射层12。于该高反射聚合物遮蔽反射层12，以具有一奈米微结构的模具(图中未示)形成一沟槽12a，该沟槽12a深度较佳地穿透至该基板11内，使该沟槽12a在该基板11表面处形成一可透光的间隙d。接着，于该高反射聚合物遮蔽反射层12上形成一扩散层13，并于该基板11的下表面11b形成一扩散层14。该扩散层13包括有多数个微粒子13a及一光学材料13b，而该扩散层14包括多数个微粒子14a及一光学材料14b，其中该光学材料13b、14b包括可为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乳酸等光学塑料材料。

该反射式偏光扩散膜1并不限定特定一面为入光面，其两面均可作为入光面。当光线通过该间隙d时，振动方向平行于该间隙d的光线则可以通过，震动方向垂直及非平行于该间隙d的光线，则因该高反射聚合物遮蔽层12的电场诱导，反射回原光路回收使用。

本发明反射式偏光扩散膜的制法，其实施例如下：

1.调制一聚合物涂胶，此聚合物涂胶是将一种或多种高反射化合物奈米粉末(如铝、铝化物，锌、锌化物、钛、钛化物等化合物，或高介电陶磁粉末)与一加入光引发剂而可UV固化的聚合物(可为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯等光学塑料材料)均匀混合而成。

较佳地，该高反射化合物奈米粉末粒径可选择200μm～20nm；高反射化合物奈米粉末粒粉末可选择长柱状的粉末，其介电常数较珠状为高；该高反射化合物奈米粉末可选择介电常数10以上的材料，依据选用的材料的介电常数ε，并可由下列方程式定义聚合物遮蔽反射层的反射率r，以及高反射化合物奈米粉末相对于可使用UV固化的聚合物的体积百分比v(％)，

第一式 $r=\frac{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}-1}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}+1}$

第二式 $v(\%)=\frac{(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m})}{(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_1}-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m})+(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_2}-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m})+...+(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_i}-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m})}$

其中第一式εr为聚合物遮蔽反射层的介电常数；

其中第二式εm为可UV固化聚合物的介电常数；

ε1为第一种高反射化合物奈米粉末的介电常数；

ε2为第二种高反射化合物奈米粉末的介电常数；及

εi为第i种高反射化合物奈米粉末的介电常数。

2.将该聚合物涂布于该基板11上，较佳地是运用薄膜涂布技术将该聚合物涂布于该基板11上表面形成一层尚未固化的聚合物遮蔽反射层12薄膜。

3.将制作完成的具奈米微结构的模具，以蚀刻或雷射方式制作成，该模具表面施作一奈米结构。使该模具压制在该遮蔽反射层12以形成多数个奈米沟槽12a，较佳地，是用滚压或冲压等方式于尚未固化的聚合物遮蔽反射层12上形成该沟槽12a，该沟槽12a较佳地穿透至该基板11内。该沟槽12a在该基板11表面处形成一可透光的间隙d。

4.以紫外光(UV)固化，经由UV灯照射后的该遮蔽反射层12，使该沟槽12a固化便于下一程序加工。

5.涂布一扩散层13于该遮蔽反射层12上。亦即调制适当该扩散材料，以涂布方式于两表面分别形成一扩散层13、14，再经适当温度烘烤予以固化完成。

该扩散层13包括有多数个微粒子13a及一光学材料13b，而该扩散层14包括多数个微粒子14a及一光学材料14b，其中该光学材料13b、14b包括可为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乳酸等光学塑料材料。

综上所述，本发明藉由遮蔽反射层的沟槽及电磁波特性，让光产生偏振光线及藉由遮蔽反射层所产生的反射，将被阻挡的光线反射回原始光通路回收使用，使用的可大幅提升产品亮度，确实符合专利要件，于是依法提出申请。

Claims (10)

1.一种反射式偏光扩散膜的制法，包括：

将一化合物奈米粉末混入一聚合物，形成一高反射聚合物；

将该高反射化合聚合物涂布于一基板的一侧表面形成一遮蔽反射层；

于该遮蔽反射层上形成多数个沟槽；及

于该遮蔽反射层上形成一扩散层。

2.如权利要求1所述的反射式偏光扩散膜的制法，其中该沟槽是以一模具，使该模具以滚压或冲压形成的。

3.如权利要求2所述的反射式偏光扩散膜的制法，其中该遮蔽反射层上形成多数个沟槽后予以固化。

4.如权利要求1所述的反射式偏光扩散膜的制法，其中该扩散层以高温烘烤予以固化。

5.如权利要求1所述的反射式偏光扩散膜的制法，其中该化合物奈米粉末可选择介电常数10以上的材料，依据选用的材料的介电常数ε，由下列方程式定义聚合物遮蔽反射层的反射率r，以及高反射化合物奈米粉末相对于可使用UV固化的聚合物的体积百分比v(％)，

第一式 $r=\frac{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r-1}}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r+1}};$

第二式 $v(\%)=\frac{(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m})}{\left(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_1-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m}}\right)+\left(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_2-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m}}\right)+...+\left(\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_i-\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_m}}\right)};$

其中第一式εr  为聚合物遮蔽反射层的介电常数；

其中第二式εm为可UV固化聚合物的介电常数；

ε1为第一种高反射化合物奈米粉末的介电常数；

ε2为第二种高反射化合物奈米粉末的介电常数；及

εi为第i种高反射化合物奈米粉末的介电常数。

6.一种反射式偏光扩散膜的结构，包含有：

一基板，该基板分别具有一上表面及一下表面；

一遮蔽反射层，是形成于该基板的上表面，并于该遮蔽反射层上形成多数个沟槽；及

于该遮蔽反射层上形成一扩散层。

7.如权利要求6所述的反射式偏光扩散膜的结构，其中该沟槽以具有一奈米微结构的模具形成的。

8.如权利要求7项所述的反射式偏光扩散膜的结构，其中该沟槽深度是穿透至该基板内，使该沟槽在该基板表面处形成一可透光的间隙。

9.如权利要求6所述的反射式偏光扩散膜的结构，其中该基板的下表面形成一扩散层。

10.如权利要求6所述的反射式偏光扩散膜的结构，其中该扩散层包括有多数个微粒子及一光学材料，该光学材料包括可为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乳酸等光学塑料材料。

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