CN101373221A - 光学膜片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包括一透明基底及一形成于该透明基底上的功能性涂层的光学膜片，其特征在于：该透明基底与该功能性涂层接触的表面为一粗糙表面。借该粗糙表面所形成的不平整界面，可作为该透明基底与该功能性涂层之间的折射率缓冲层，使到达该界面的入射光产生散射及破坏性干涉，可有效消除因透明基底及功能性涂层的折射率差所产生的干涉条纹。

Description

光学膜片及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种光学膜片及其制造方法，特别是涉及一种具有不平整界面的光学膜片及其制造方法。

背景技术

目前显示器屏幕上常设一光学膜片以加强显示器的影像品质，光学膜片通常包括一透明基底及一种以上的形成于该透明基底上的功能性涂层，例如硬化膜、硬化抗静电膜、抗眩膜、抗反射膜等。

然而，由于光线通过具有不同折射率的介质时，部分光线会在界面产生反射光，当功能性涂层的厚度大于1微米(μm)时，容易造成外部入射光线在不同界面发生的反射光因光程差而产生干涉现象。以图1所示为例，当一入射光2由外部射入功能性涂层12时，在空气(图未标号)与功能性涂层12的界面121会产生第一反射光21，而在功能性涂层12与透明基底11的界面111产生第二反射光22，第一、第二反射光21、22遵循反射定律形成在实质相同的方向上，又因功能性涂层12的厚度约为可见光波长(400nm～700nm)的数倍，使得第一、第二反射光21、22容易因光程差发生干涉，导致干涉条纹的产生，反而降低显示器的影像品质。

现有针对光学膜片改善干涉现象的方式，可举例如，利用降低功能性涂层与透明基底的折射率差以减少干涉现象的方法，但是降低折射率差的同时却也造成后续再施加低折射率涂层时抗反射功能的损失。或者，例如中国台湾专利公开号第200626368号揭露一种光学层合体，包括一光透过性基材及依序形成于该基材上的防静电层及硬涂膜层，特征在于其中的硬涂膜层是使用含有树脂及浸透性溶剂的组成物，该浸透性溶剂浸透到该防静电层及该光透过性基材中。利用该浸透性溶剂使包含于该防静电层中的防静电剂分散于该防静电层或该光透过性基材中，可实质上消除该光透过性基材与该防静电层的界面，以减少干涉现象。由于前述光学层合体必须依序涂布防静电层及含有浸透性溶剂的硬涂膜层，并使浸透性溶剂浸透到该防静电层及该光透过性基材中，所以在制程上需分别调制防静电层用涂料及硬涂膜层用涂料，再依序涂布于基材上，不仅制程较为繁复，也不容易监控浸透性溶剂在该防静电层及该光透过性基材中渗透情形，而且在膜层材料的使用上也受到较多限制。据上所述，如何以较为简便且有效的方式改善功能性涂层所产生的干涉现象，仍为一待解决的课题。

发明内容

发明人等经由多方研究与实验发现，若将透明基底与功能性涂层的界面粗糙化，可利用该粗糙界面作为折射率缓冲层，当入射光入射到该粗糙界面时会产生散射及破坏性干涉，而不易在特定方向产生反射光，因此无法与在功能性涂层与空气的界面所形成的反射光产生干涉，所以能有效消除干涉条纹。再者，发明人等利用可溶解透明基底的溶剂侵蚀透明基底表面，使透明基底表面具有纳米级的表面平均粗糙度，不仅能有效消除干涉条纹，且能避免表面粗糙度过大，而导致光学膜片的雾度值过高。又，此方式仅需使透明基底的一表面粗糙化即可，可适用于多种不同材质的功能性涂层，所以具有制程简便及应用范围广的优点。

因此，本发明的课题即在于提供一种可以避免反射光发生干涉以防止干涉条纹产生的光学膜片。

此外，本发明也提供一种可以利用简便的制程制作光学膜片的方法。

本发明的光学膜片包括一透明基底及一形成于该透明基底上的功能性涂层，特征在于：该透明基底的一与该功能性涂层接触的面为一粗糙表面。

该粗糙表面的表面平均粗糙度(Ra)以介于40～120nm为较佳。若表面平均粗糙度小于40nm，消除干涉纹的效果较差；若表面粗糙度大于120nm，则伴随表面粗糙度变大而上升的光学膜片的雾度值(Haze)会超过1.5％，使得应用范围较为受限。

适用于制作本发明的透明基底的材质以可挠性塑料为宜，具体例如三醋酸纤维素(TAC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，及聚碳酸酯(PC)等。

另外，本发明的功能性涂层可视使用需求而为单层膜或多层膜，其中多层膜因可符合多功能需求而为较常见的形式，例如该功能性涂层可包括一形成于该透明基底上的硬化抗静电膜及一形成于该硬化抗静电膜上的抗反射膜。硬化抗静电膜可兼具抗静电(anti-statistic)以及抗刮伤(scratch resistance)性质，其厚度至少需为μm等级以上。抗反射膜具有较硬化抗静电膜为小的折射率，厚度约为100nm。

本发明的光学膜片的制作方法是先提供一具有一粗糙表面的透明基底，再于该粗糙表面上形成一功能性涂层，以形成一可借该粗糙表面产生光散射及破坏性干涉作用而减少干涉现象的光学膜片。

使一透明基底形成一粗糙表面的方法可采用例如，借涂布一可溶解该透明基底的溶剂于一透明基底的一表面，使该溶剂侵蚀该表面以将该表面粗糙化的方法。本发明所使用的透明基底是以从三醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯，或聚碳酸酯中选出的聚合物所制成，适用的溶剂则有例如，丁酮(methyl ethyl ketone)、丙酮(acetone)、环戊酮(cyclopentanone)等的酮类，或乙酸甲酯(methyl acetate)、乙酸乙酯(ethyl acetate)等的酯类，或三氯甲烷(chloroform)、二氯甲烷(methylene chloride)等卤化烃类，或是其它如1，4-环氧己烷(1，4-dioxane)，二丙酮醇(diacetone alcohol)等。另外，将溶剂涂布于透明基底的一表面时，可以采用线棒涂布(wirerod coating)、旋转涂布(spin coating)，或浸泡式涂布(dip coating)等的涂布法。

此外，可对涂布有溶剂的透明基底进行烘烤，以加速溶剂侵蚀该表面。再者，借由控制涂布溶剂所形成的湿膜(wet film)厚度、使溶剂(亦即所形成的湿膜)干燥的条件及溶剂的种类，可以调控所形成的粗糙表面的表面粗糙度。本发明的功能性涂层可借涂布功能性涂料，例如抗静电涂料、抗刮伤涂料、低折射率涂料、抗眩涂料等，并使其固化而形成所需要的功能性涂层。

值得一提的是，本发明的光学膜片因其透明基底具有一粗糙表面，除可有效消除光线的干涉现象外，同时也能提升透明基底与功能性涂层之间的附着强度。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明的光学膜片能有效消除干涉条纹，且具有制程简便及应用范围广的优点，并能提升透明基底与功能性涂层之间的附着强度。

附图说明

图1是一般光学膜片与光线路径关系的示意图。

图2是本发明光学膜片的实施例1、2与比较例1的反射光谱图。

图3是实施例1、2的光学膜片与光线路径关系的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

<实施例1>

粗糙表面的形成

首先，取同A4纸张尺寸的大小、厚度为80μm的三醋酸纤维素制透明基底(Konica Minolta，8UYSMW)，以线棒涂布法将环己酮(ACROS)溶剂涂布于该透明基底上，形成一厚度约20μm的湿膜(wet film)。接着，将该涂布有湿膜的透明基底置入烘箱，以40℃烘烤3分钟后，再以100℃烘烤5分钟，使湿膜完全干燥而在透明基底上形成一粗糙表面。利用量测仪器(Kosaka Laboratory Ltd.，ET4000A)测量该粗糙表面的表面平均粗糙度(Ra)，测得其值为105nm。

功能性涂层的形成

其次，以线棒涂布方式将抗静电/抗刮伤涂料(PelnoxLtd.，C-4101，折射率1.61)涂布于上述透明基底的粗糙表面上，涂布厚度约10μm，经干燥及紫外光照射固化后形成一厚度约为5μm的硬化抗静电膜。其后，再将低折射率涂料(JSR Corporation，TU2164，折射率1.38)涂布于上述硬化抗静电膜上，涂布厚度约5μm，并经干燥及紫外光照射固化后形成一厚度约95nm的抗反射膜，制得一光学膜片。

<实施例2>

粗糙表面的形成

首先，取同A4纸张尺寸的大小、厚度为80μm的三醋酸纤维素制透明基底(Konica Minolta，8UYSMW)，以线棒涂布法将环己酮(ACROS)涂布于该透明基底上，形成一厚度约20μm的湿膜(wetfilm)。接着，将该涂布有湿膜的透明基底置入烘箱，以100℃烘烤5分钟，使湿膜完全干燥而在透明基底上形成一粗糙表面。利用量测仪器(Kosaka Laboratory Ltd.，ET4000A)测量该粗糙表面的表面平均粗糙度(Ra)，测得其值为47nm。

功能性涂层的形成

其次，以线棒涂布方式将抗静电/抗刮伤涂料(Pelnox Ltd.，C-4101，折射率1.61)涂布于上述透明基底的粗糙表面上，涂布厚度约10μm，经干燥及紫外光照射固化后形成一厚度约为5μm的硬化抗静电膜。其后，再将低折射率涂料(JSR Corporation，TU2164，折射率1.38)涂布于上述硬化抗静电膜上，涂布厚度约5μm，并经干燥及紫外光照射固化后形成一厚度约95nm的抗反射膜，制得一光学膜片。

<比较例1>

功能性涂层的形成

取同A4纸张尺寸的大小、厚度为80μm的三醋酸纤维素制透明基底(KonicaMinolt，8UYSMW)，测得表面平均粗糙度为8nm，以线棒涂布方式将抗静电/抗刮伤涂料(PelnoxLtd.，C-4101，折射率1.61)涂布于透明基底的表面上，涂布厚度约10μm，经干燥及紫外光照射固化后形成一厚度约为5μm的硬化抗静电膜。其后，再将低折射率涂料(JSR Corporation，TU2164，折射率1.38)涂布于上述硬化抗静电膜上，涂布厚度约5μm，并经干燥及紫外光照射固化后形成一厚度约95nm的抗反射膜，制得一光学膜片。

可见光区反射光谱测试

各别取实施例1、2及比较例1制得的试片，以可见/紫外光光谱仪(Hitachi U4100)测得各试片的反射光谱图，并将其整理如图2所示，其中短虚线所示为实施例1的谱线，长虚线所示为实施例2的谱线，连续线所示为比较例1的谱线，各谱线的振幅越大即代表越易产生干涉条纹。由图2中比较各谱线在可见光区(400nm～700nm)的振幅大小，可看出比较例1为明显的波浪状谱线，其振幅远大于实施例1、2的谱线，实施例2的谱线则在波长约大于550nm后有微幅的改变，而实施例1则呈几近平滑的曲线。由此显示，与比较例1相较，实施例1、2可有效的消除干涉条纹，且以实施例1的效果更佳。如图3所示，实施例1、2所制得的光学膜片，在透明基底31与硬化抗静电膜32之间形成不平整的界面311，可具有折射率缓冲层的功能，当入射光4入射到界面311时会产生散射及破坏性干涉，而不易在特定方向产生反射光，因此无法与在硬化抗静电膜32及抗反射膜33的界面321所形成的反射光41，或与在抗反射膜33及空气的界面331所形成的反射光42产生干涉，所以实施例1、2能有效消除干涉条纹。

将实施例1、2及比较例1的基底表面粗糙度及消除干涉条纹效果整理如下表1所示：

       表1

 

	Ra(nm)	消除干涉条纹效果
			实施例1	105	○
实施例2	47	△
			比较例1	8	×

其中，在消除干涉条纹效果一栏中，‘○’表示效果佳，‘△’表示效果中等，‘×’表示效果差。

由表1可明显看出，基底表面粗糙度越大时，其所具有的消除干涉条纹效果越佳。

综合上述，本发明的光学膜片因其透明基底具有一粗糙表面，除可有效消除光线的干涉现象外，同时能提升功能性涂层与透明基底之间的附着性。再者，此方式仅需使基底的一表面粗糙化即可，能适用于多种不同材质的功能性涂层，所以具有制程简便及应用范围广的优点。

Claims (10)

1.一种光学膜片，包括一透明基底及一形成于该透明基底上的功能性涂层；其特征在于：该透明基底与该功能性涂层接触的一表面为一粗糙表面。

2.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于：该粗糙表面的表面平均粗糙度介于40nm～120nm。

3.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于：该透明基底是由可挠性塑料材质制成。

4.如权利要求3所述的光学膜片，其特征在于：该透明基底是由选自于三醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯，或聚碳酸酯的聚合物所制成。

5.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于：该功能性涂层为单层膜或多层膜。

6.如权利要求5所述的光学膜片，其特征在于：该功能性涂层为多层膜，并包括一形成于该透明基底上的硬化抗静电膜及一形成于该硬化抗静电膜上的抗反射膜。

7.一种光学膜片的制作方法，其特征在于：是先提供一具有一粗糙表面的透明基底，再于该粗糙表面上形成一功能性涂层。

8.如权利要求7所述的光学膜片的制作方法，其特征在于：该粗糙表面是借涂布一可溶解该透明基底的溶剂于该透明基底的一表面，使该溶剂侵蚀该表面以将该表面粗糙化。

9.如权利要求8所述的光学膜片的制作方法，其特征在于：借由控制涂布该溶剂所形成的湿膜厚度、使该溶剂干燥的条件及该溶剂的种类，可以调控该粗糙表面的表面粗糙度。

10.如权利要求8所述的光学膜片的制作方法，其特征在于：该透明基底是由选自于三醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯，或聚碳酸酯的聚合物所制成；该溶剂是选自于丁酮、丙酮、环戊酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、三氯甲烷、二氯甲烷、1，4-环氧己烷或二丙酮醇。

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