CN102027393A - 光学片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液晶显示器的光学片。所述光学片不易因外界撞击而受到损伤，因而便于处理且可降低次品率，从而降低生产成本并提高生产效率。此外，所述光学片可防止亮度减低。

Description

光学片

技术领域

本发明涉及一种用于液晶显示器(Liquid Crystal Display，下文简称LCD)的光学片。

背景技术

间接发光型装置通过调节外部光源的透射率来显示图像，背光单元是光源并是一种决定LCD特性的重要部件。

具体而言，随着LCD面板制造技术的发展，对于具有高亮度的LCD显示器的要求增高，因而已进行多种尝试以提高背光单元的亮度。因此，在液晶显示器用作监视器、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记本式计算机等的情况下，来自低能源的明亮光线的显示器被用来计量它们的优异性。因此，对于LCD来说，其前面的亮度是非常重要的。

在LCD中，因为LCD的结构，透过光散射层的光线是向所有的方向散射的，所以在前面上发出的光非常不足。因此，已持续努力用低功率消耗来显示高亮度。此外，由于显示器面积增大，正努力增大LCD显示器的视角，以使更多的使用者观看到影像。

为此当提高背光单元的功率时，功率消耗变大，且因热引起的功率损耗也增加。由于这个原因，对于便携式显示器，电池的容量会加大，而电池的寿命会缩短。

因此，为了提高亮度，已建议给光赋予方向性的方法，为此已开发了各种透镜片。一种具有代表性的棱镜片具有其中许多个峰和谷是线性并排排列的棱镜阵列结构。

为了提高正面方向的亮度，上述棱镜结构具有三角形阵列结构，该三角形阵列结构具有约45°的斜面。因此，存在的问题是，因为棱镜结构的上面部分为峰状，峰的上部容易因为微小的外部刮划而造成破损或磨损，导致棱镜结构受损。因为由相同类型的棱镜结构产生的角度在阵列之间是相同的，所以在三角形角部位发生微小破损，或在斜面发生微小划痕。因此，由于在损伤区域和正常区域之间发光路径的不同，导致亮度减低以及次品产生。所以，在一些情况中，在生产棱镜片的过程中由于出现微小的缺陷，导致所制备的棱镜片整面不能使用。这样导致生产率降低，生产成本增加。实际上，在制造背光单元组件的企业中，在棱镜片处理过程中因划痕导致的对棱镜结构的损坏而引起次品是非常严重的问题。

另外，在制造背光单元的过程中，进行数个薄片和膜的层叠工序。在这种工序中，为了提高亮度可以层叠很多个棱镜膜。在这种情况下，下面棱镜膜的上部和上面棱镜膜的下部互相接触，而带来棱镜结构容易受损的问题。

此外，考虑到亮度的提高、隐蔽性或视角，一般的趋势是使用结构化的光学片。当将这些光学片安装于背光单元上时，它们与其它薄片或膜进行层叠工序。在这种情况下，下面棱镜膜的上部和上面棱镜膜的下部相互接触，从而棱镜结构容易被损坏。而且，在这些光学片的运送或处理过程中要求小心。

因此，为了防止这些棱镜结构被损坏，在一些情况中层叠保护膜。但是，因为LCD面板逐渐变薄，一般的趋势是省略保护膜或使用具有复合功能的薄片。另外，增加层叠保护膜的工序导致生产成本增高，以及时间效率和实际效率降低。

除了在制造背光单元的过程中由处理棱镜片导致棱镜结构被损坏之外，当如笔记本式计算机、PDA等的便携式显示器的使用增多时，在移动过程中将显示器放入包内的情况急剧增多。在这种情况中，当在移动过程中的行驶或突然停住引起对显示器的撞击时，即使在棱镜结构上设有保护膜，设置于显示器内的棱镜结构也会被损坏，从而影响影像。

因此，迫切需要能够弹性地应对外界撞击的光学片。

发明内容

技术问题

因此，本发明的一方面在于提供一种光学片，该光学片可防止对结构层的损坏，从而当应用于显示器时不受外界撞击的影响。

本发明的另一方面在于提供一种光学片，该光学片防止对结构层的损坏，从而易于处理。

本发明的还一方面在于提供一种光学片，该光学片通过防止因光路径不同导致的亮度降低，而可以保持棱镜结构的功能。

本发明的又一方面在于提供一种不需要保护膜的光学片。

本发明的另一方面在于提供一种光学片，该光学片可以降低次品率，同时降低生产成本和提高生产效率。

本发明的另一方面在于提供一种光学片，该光学片防止对结构层的损坏，同时粘着，带来优异的可加工性和可靠性，从而降低次品率。

技术方案

在本发明的一个方面中，提供一种光学片，包括：树脂固化层，该树脂固化层具有结构化表面，并且由包含下面结构式1的化合物的可固化树脂组合物制成，其中所述光学片的弹性回复率由下面公式1表示，当使用平头压痕器以0.2031mN/sec的施压速率对结构化表面的上面施压至最大压力1g_f或2g_f，当达到最大压力时将该结构化表面保持在该最大压力下5秒，然后去除压力时，所述弹性回复率测得为大于80％：

结构式1

其中，R是氢原子或含有1至15个碳原子的烷基，n是大于1的整数，a、b和c是大于0的整数，且a+b+c＝3，x、y和z相同或不同，各自为2至50的整数，Y是包含至少一个苯环的化合物；

公式1

其中，D₁表示由施加外部压力所产生的压缩深度，D₂表示未被施加外部压力的光学片的高度与去除外部压力光学片回复后光学片的高度之间的差值。

在上述方面中，所述包含至少一个苯环的化合物可由以下结构式2至5所表示的化合物中选出：

结构式2

其中，R₁至R₁₂中至少一个是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₂中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式3

其中，R₁至R₆中的至少一个是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₆中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环、或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式4

其中，R₁至R₁₀中的至少之一是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₀中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式5

其中，R₁至R₁₈中的至少之一是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₈中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物。

在上述方面中，所述公式1所表示的弹性回复率可大于85％。

在上述方面中，D₁优选满足下面公式2，更优选满足下面公式3，更加优选下面公式4：

公式2

$D_1\≥\frac{D}{20}$

公式3

$D_1\≥\frac{D}{19}$

公式4

$D_1\≥\frac{D}{17}$

其中D为未被施加外部压力的光学片的高度。

在根据本发明一实施方案的光学片中，所述可固化树脂组合物可包括紫外线(UV)可固化单体、光引发剂和添加剂。

在根据本发明一实施方案的光学片中，所述树脂固化层的表面具有许多个三维结构呈线性或非线性排列的结构化形状。

根据本发明一实施方案的光学片可包括基层(base layer)。

在根据本发明一实施方案的光学片中，所述树脂固化层通过形成多个选自如下组中的至少一种图形而被结构化：横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的多面体形状，横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的圆柱体形状，以及横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的弯曲圆柱体形状。

在根据本发明一实施方案的光学片中，所述树脂固化层可为在其分子链中包含具有光滑性质的元素的光滑树脂的固化层。

根据本发明一实施方案的光学片可包括光滑树脂的固化层，该光滑树脂的固化层在树脂固化层之上形成，并且在其分子链中包含具有光滑性质的元素。

根据本发明一实施方案的包括基层的光学片，可包括光滑树脂的固化层，该光滑树脂的固化层形成于基层的另一面，并且在其分子链中包含具有光滑性质的元素。

在上述实施方案中，所述具有光滑性质的元素可为氟(F)或硅(Si)。

在上述实施方案中，所述光滑树脂的固化层可由含有氟或硅的可固化树脂组合物形成。

在此，所述可固化树脂组合物可包含选自由有机硅化合物和氟代丙烯酸酯组成的组中的至少一种化合物。

在本发明作为例证性的技术方案中，本发明提供一种包括至少一层如上述实施方案中阐明的光学片的背光单元组件。

有益效果

本发明的光学片在应用于显示器时，甚至在外部撞击作用下也可防止对结构层的损坏。因此，即使当该光学片用于便携式显示器，如笔记本式计算机和PDA中时，在将显示器放入包中后，该光学片也不易受到在移动过程中行驶或突然停止时所产生的外部冲击的损坏。

此外，根据本发明，对结构层的损坏被防止住，从而所述光学片易于处理。

另外，根据本发明，可防止由损坏而导致的亮度降低，从而可长时间地保持光学片的功能。

同时，根据本发明，也不需要保护膜，从而可简化生产过程、降低生产成本以及提高生产效率。

此外，根据本发明，所述光学片不易因外部撞击而损坏，或者在生产过程中因薄膜层叠而被损坏，从而可降低次品率，而降低生产成本和提高生产效率。

附图简述

本发明的上述和其它目的、特征和优点从下面结合附图的详细描述中将更清晰地理解到，其中：

图1为说明测试光学片弹性回复率的过程的示意图；

图2为说明作用于具有高弹性回复率的聚合物材料的力与D₁和D₂之间的关系的曲线图；

图3为说明作用于具有低弹性回复率的聚合物材料的力与D₁和D₂之间的关系的曲线图；

图4为说明使用划痕探针划痕本发明光学片的过程的示意图；和

图5为说明使用划痕探针划痕现有技术光学片的过程的示意图。

具体实施方式

下文，本发明将更详细地被描述。

本发明的光学片不特别限制，但是可包括表面被结构化的固化树脂层(以下称为“结构层”)或基层和在基层的一面或两面上形成的结构层。所述结构层的表面具有其中许多个三维结构呈线性或非线性排列的结构化形状。尤其是，如果结构化表面包括横截面为多边形的结构，则该光学片易于被外部撞击损坏，因为光学片的上部具有峰形。然而，甚至在此情况下，根据本发明实施方案的光学片也不易于被外部撞击所损坏，因为即使有力作用时，其易于变形，然后易于恢复。

根据本发明实施方案的光学片的弹性回复率(由下面公式1表示)优选大于80％，更优选大于85％，当使用平头压痕器(flat tip)以0.2031mN/sec的施压速率对结构化表面的上面施压至最大压力1g_f或2g_f，当达到最大压力时将该结构化表面保持在该最大压力下5秒，然后去除压力时，测得弹性回复率。

公式1

其中，D₁表示由施加外部压力所产生的压缩深度，D₂表示未被施加外部压力的光学片的高度与去除外部压力光学片回复后光学片的高度之间的差值。

当如上所述对光学片施压，然后去除所施加的压力，如果本发明的光学片满足上述弹性回复率，则该光学片具有这样的弹性，以致于其可弹性地应对外部撞击，从而防止对结构层的损坏。

然而，当如上所述对光学片施压，然后去除所施加的压力，如果光学片不满足上述弹性回复率，则当该光学膜与其它膜接触或被施加负载时，光学片保持在结构层的上部被压下的状态中，从而其起不到作为光学片的作用。

在根据本发明优选实施方案的光学片中，D₁表示由施加外部压力所产生的压缩深度，优选满足下面公式2，更优选满足下面公式3，甚至更加优选满足下面公式4：

公式2

$D_1\≥\frac{D}{20}$

公式3

$D_1\≥\frac{D}{19}$

公式4

$D_1\≥\frac{D}{17}$

其中D为未被施加外部压力的光学片的高度。

也就是说，本发明的光学片具有这样的弹性，从而由施加外部压力所产生的压缩深度大于未被施加外部压力的光学片的高度的1/20。在此情况下，当光学片与其它薄膜接触或被施加负载时，结构层的上部可保持正常形状。

当本发明的满足上述特性的光学片被施加大负载时，具有三维结构的结构层可易于压缩，但当去除压缩的状态时，该光学片最大程度地回复至接近初始状态。这样，结构层不会因外部撞击所损坏。

在提供一种满足上述弹性回复率的光学片的实例中，当结构层形成为在链中包括聚亚烷基二醇链时，弹性可提高。特别是，如果形成结构层的可固化树脂组合物包含下面结构式1的化合物，则优点在于满足上述弹性回复率而不使光学性质退化。

结构式1

其中，R为氢原子或含有1至15个碳原子的烷基，n是大于1的整数，a、b和c是大于0的整数，且a+b+c＝3，x、y和z相同或不同，各为2至50的整数，Y是包含至少一个苯环的化合物。

在结构式1中，所述包含至少一个苯环的化合物可选自由以下结构式2至5所代表的化合物中。本发明的实施方案不局限于下述用作说明的结构，本发明所述的弹性薄片可通过改变包含苯环的连接结构而实现：

结构式2

其中，R₁至R₁₂中至少一个是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₂中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式3

其中，R₁至R₆中的至少之一是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₆中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环、或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式4

其中，R₁至R₁₀中的至少之一是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₀中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式5

其中，R₁至R₁₈中的至少之一是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₈中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物。

基于用于形成结构层的可固化树脂组合物的重量，所述结构式1所表示的化合物以10-90wt％，优选20-90wt％的量被包含。在这种情况下，可制成具有抗划伤性的棱镜膜。如果结构式1的化合物的含量小于10wt％，则难以达到所需的弹性性质；如果其超过90wt％，则可满足弹性回复率，但是其对棱镜片的亮度、颜色稳定性和工艺稳定性具有不利影响。

在根据本发明实施方案的光学片中，所述用于形成结构层的可固化树脂组合物除结构式1表示的化合物外，可包含其它UV可固化单体。所述UV可固化单体的实例包括丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、新戊二醇苯甲酸酯丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、苯基苯氧基乙醇丙烯酸酯、己内酯(甲基)丙烯酸酯、壬基酚聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯、丁二醇(甲基)丙烯酸酯、双酚A聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、苯基环氧(甲基)丙烯酸酯和烷基(甲基)丙烯酸酯。

所述用于形成结构层的可固化树脂组合物除结构式1表示的化合物和紫外线可固化单体外，可包含光引发剂(例如：氧化膦、丙酮、甲酮或甲酸酯)和添加剂(例如：紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、稀释剂、颜色稳定剂、均化剂、抗氧化剂、消泡剂或抗静电剂)。

同时，本发明的光学片中的结构层可为：横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的多面体形状，横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的圆柱体形状，或横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的弯曲圆柱体形状。或者，所述结构层还可为这些形状中的两个或多个的组合。

此外，所述结构层还可包括：当从上面看时具有至少一个同中心排列的结构同时具有峰和谷沿同心圆形成的结构的情况。

如果所述结构层的横截面为多边形，则亮度和广视角特性随顶角的变化是很严重的。因此，考虑到亮度和广视角，顶角优选为80～100°，更优选85～95°。

如果根据本发明实施方案的光学片包括单独的基层，该基层可由选自如下组中的材料制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺和聚酰胺，且该基层还可包含光散射粒子以形成不规则性。考虑到机械强度、热稳定性和薄膜弹性，所述基层的厚度优选为10-1,000微米(μm)，在此情况下，可防止透射光的损失。

在本发明另一实施方案中，提供一种光学片，其可防止薄膜间的粘着，同时具有抗压保护的特性。为此目的，在其分子链中包含具有光滑性质的元素的树脂固化层(以下称为光滑树脂的固化层)单独地设置于所述结构层上。或者，所述结构层可由具有光滑性质的分子链的树脂固化层所组成，也就是说，由光滑树脂的固化层所组成。在根据本发明的另一实施方案的光学片中，所述光滑树脂的固化层也可形成于基层不具有结构层的另一面上。

在此情况下，相比较于向用于形成结构层的可固化树脂组合物中加入具有光滑性质的无机物或者用无机材料涂覆结构层的表面，本发明可提供均匀和持续的光滑性质。

一个使结构层变成光滑树脂的固化层的方法的实例，包括将包含具有光滑性质的元素的可固化树脂加入至用于形成结构层的可固化树脂组合物中，然后使树脂组合物固化的方法。在此，所述可固化树脂可为选自由有机硅化合物(其包括硅丙烯酸酯(silicon acrylate)和硅氧烷树脂)和氟代丙烯酸酯组成的组中的至少一种。所述包含具有光滑性质的元素的可固化树脂的含量不特别限定，但是就防止亮度降低而言，基于在用于形成结构层的可固化树脂组成物中粘合剂成分的重量，该含量优选为0.01-5.0重量份。

通过使上述包含具有光滑性质的元素的可固化树脂组合物固化，具有光滑性质的元素可存在于结构层的分子链中。

除结构层本身为光滑树脂的固化层的情况外，还有单独地提供光滑树脂的固化层的情况。在此情况下，在分子链中包含具有光滑性质的元素的树脂固化层可单独地设置于结构层上。所述固化层可通过用包括含有具有光滑性质的元素的可固化树脂和光引发剂的组合物涂布所述结构层而形成。当所述光滑树脂的固化层单独地涂布在结构层上时，可使用喷涂方法等，使得固化层可均匀地涂布于整个表面上。在此情况下，所述光滑树脂的固化层可形成小于1μm薄的厚度，且即使在光滑树脂的固化层的厚度很薄时，也可赋予具有光滑性质。

同样地，所述光滑树脂的固化层不仅可形成于结构层上面，而且可形成于与结构层相对的基层的另一面上，从而提供光滑性质。因此，可防止在多个光学片层叠时所发生的对结构层的损坏。

制造本发明光学片的方法不作特别限制。例如，所述方法可包括以下步骤：制备包含由结构式1表示的化合物的原溶液；将所述原溶液涂覆在其上雕刻有三维结构的框架上；将透明基膜(支撑)的一面与涂覆在雕刻框架上的原溶液接触；用紫外光照射所涂覆的原溶液以使其固化，从而形成树脂固化层；和将树脂固化层从雕刻框架上剥离出。

虽然主要就包括独立于结构层的基层的光学片进行了描述，要理解，通过挤压一种没有将结构层与基层区别开的树脂所制造的光学片，也在本发明保护范围内。

下文，参考附图进一步详细地描述本发明。

图1为说明测试光学片弹性回复率的过程的示意图。

当使用平头压痕器11向光学片的结构层10施加力时，如图1(B)所示，结构层10的上面受到压缩。在此，压缩深度为D₁。本发明的光学片中的D₁优选大于未被施加外部压力的光学片的高度D的1/20，更优选大于1/19，最优选大于1/17。也就是说，本发明的光学片具有弹性，从而在外部撞击作用下可大大压缩而不引起损坏。

然后，当去除平头压痕器11时，如图1(C)所示，结构层10的上面恢复到接近于初始状态而没有损坏。在此，恢复后的光学片高度与未被施加外部压力的光学片的高度(D)之间的差值为D₂。

因此，由外部压力作用所产生的压缩深度与压缩后恢复的结构高度差之间的差值即(D₁-D₂)越大，弹性越优异。在本发明的光学片中，公式1所表示的弹性回复率满足大于85％，更优选大于90％。这样，本发明的光学片当具有大(D₁-D₂)，同时具有大D₁，意味着其具有优异的弹性。因此，所述光学片在施加外部压力时被大大地压缩，然后尽最大可能程度地恢复至初始状态。

图2为说明作用于具有高弹性回复率的聚合物材料的力与D₁和D₂之间的关系的曲线图；图3为说明作用于具有低弹性回复率的聚合物材料的力与D₁和D₂之间的关系的曲线图。对于具有较高弹性回复率的材料，D₂值接近0；对于具有理想弹性的材料，D₂值为0，表示弹性回复率为100％。另一方面，对于具有较低弹性的材料，D₂值接近D₁，从而(D₁-D₂)值接近0。

本发明的光学片近似于图2的曲线，但是本发明的聚合物材料不局限于图2的曲线。

图4是说明采用划痕探针15划痕本发明的光学片50的过程的示意图，图5是说明采用划痕探针15划痕现有技术的光学片30的过程的示意图。如图4和图5所示，在现有技术的光学片30中，结构层35的上部由于划痕探针15导致变形或破裂，因此严重损坏。与此不同，在本发明的光学片50中，结构层55的上部即使在划痕时也没有被损坏。

具体实施例

下文，参考实施例，进一步详细地描述本发明，但是本发明的范围不局限于这些实施例。

丙烯酸酯低聚物的制备

合成实施例1

在充有氮气的回流反应器中，500克的甲苯、14毫升的三乙胺，39.3克(0.1摩尔)的双酚A双氯甲酸酯(bisphenol A bischloroformate)(Aldrich公司)和75.0克(0.2摩尔)的聚乙二醇丙烯酸酯(Aldrich公司，数均分子量375)在50℃温度下反应24小时。然后，所产生的盐通过离心分离而分离出，在减压下蒸馏以去除溶剂和未反应的物质，从而制备由结构式1所表示的丙烯酸酯低聚物，其中n＝2、R是H、x为2、y为0、z为0、a为9、b为0、c为0，以及Y为结构式2中R₂和R₈各为-OCH₂CH₂-、R₅和R₁₁各为CH₃、其余R基团各为H的化合物。

合成实施例2

在充有氮气的回流反应器中，将9.4克苯酚(Aldrich公司)、28.8克环氧丁烷(Aldrich公司)以及0.05克苄基三乙基氯化铵加入至200克甲苯中，而后在90℃温度下反应24小时。向反应产物中加入15.51克的甲基丙烯酸异氰酸乙酯(isocyanatoethyl methacrylate)，以及作为催化剂的0.05克月桂酸二丁基锡(Aldrich公司)。然后，该混合物在60℃温度下反应24小时，而后在减压下蒸馏以去除未反应物质和溶剂，从而制备结构式1所表示的丙烯酸酯低聚物，其中n＝1、R为CH₃、x为4、y和z各为0、a＝4、b和c＝0，Y为结构式3中R₁为-OC＝ONHCH₂CH₂-、其余R基团各为H的化合物。

合成实施例3

在充有氮气的回流反应器中，将92克(0.1摩尔)的聚丙二醇单丙烯酸酯(BISOMER PPA6，LARPORTE)、0.04克氯化锡(Aldrich公司)以及10.17克(0.11摩尔)环氧氯丙烷加入至200克甲苯中，在80℃下搅拌24小时。使用50％的氢氧化钠水溶液去除反应产物的盐，并使用分液漏斗去除氯化钠盐。在减压下蒸馏剩余物，将47.9克(0.05摩尔)的蒸馏产物加入至200克甲苯中。然后，向其中加入10.1克(0.051摩尔)2-联苯甲酸(Aldrich公司)和0.05克苯甲基三乙基氯化铵，然后在90℃反应24小时。然后，在减压下蒸馏反应产物以去除未反应物质和溶剂，从而制备结构式1所表示的丙烯酸酯低聚物，其中n＝1、R为H、x＝3、y＝0、z＝0、b和c为0、a＝5，Y为为结构式4中R₂为-C(＝O)OCH₂CH(OH)CH₂-的化合物。

合成实施例4

在充有氮气的回流反应器中，500克的甲苯、14毫升的三乙胺，35.4克(0.1摩尔)双酚芴(bisphenol fluorene)(Osaka Gas Co.Ltd.；BPF)以及75.0克(0.2摩尔)的聚乙二醇丙烯酸酯(Aldrich公司，数均分子量375)在50℃温度下反应24小时。所产生的盐通过离心分离而分离出，在减压下蒸馏以去除溶剂和未反应物质，从而制备结构式1所表示的丙烯酸酯低聚物，其中n＝2、R是H、x为2、y为0、z为0、a为6、b为0、c为0，Y为结构式5中R₃和R₁₆为-OCH₂CH₂-且其余R基团为H的化合物。

合成实施例5

在充有氮气的回流反应器中，500克的甲苯、14毫升的三乙胺，39.3克(0.1摩尔)双酚A双氯甲酸酯(Aldrich公司)和160.0克(0.2摩尔)的聚乙二醇丙烯酸酯(Aldrich公司，数均分子量800)在50℃温度下反应24小时。然后，所产生的盐通过离心分离而分离出，在减压下蒸馏以去除溶剂和未反应物质，从而制备结构式1所表示的丙烯酸酯低聚物，其中n＝2、R是H、x为2、y为0、z为0、a＝15、b和c＝0，Y为结构式2中R₂和R₈为-OCH₂CH₂-、R₅和R₁₁为CH₃、其余R基团各为H的化合物。

合成实施例6

在充有氮气的回流反应器中，将34.0克(0.1摩尔)双酚A二环氧甘油醚加入至200克的甲苯中。然后，向其中加入160.0克(0.2摩尔)的聚乙二醇丙烯酸酯(Aldrich公司；数均分子量：800)和0.05克的苯甲基三乙基氯化铵，在90℃反应24小时。在减压下蒸馏反应产物以去除溶剂和未反应物质，从而制备丙烯酸酯低聚物，其中n＝2、R是H、x为2、y为0、z为0、a＝15、b和c＝0，Y为结构式2中R₂和R₈为-CH₂-CH(OH)-CH₂O-、R₅和R₁₁为CH₃、其余R基团为H的化合物。

合成实施例7

一种结构式1所表示的丙烯酸酯低聚物(Miwon Commercial Co.Ltd.；M240)被制备，其中n＝2、R＝H，x＝2、y和z＝0、a＝2、b和c＝0，Y为结构式2中R₂和R₇为-OCH₂CH₂-、R₁₁和R₅为CH₃、其余R基团为H的化合物。

光学片的制备

实施例1

基于100重量份的组合物，将70重量份的合成实施例1中所制备的丙烯酸酯低聚物、10重量份的甲基丙烯酸苯氧基乙酯(Sartomer公司，SR340)、15重量份的丙烯酸苯氧基乙酯(Sartomer公司，SR339)、1.5重量份的光引发剂2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦基氧化物、1.5重量份的光引发剂苯甲酰甲酸甲酯和2.0重量份的添加剂双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯在60℃相互混合1小时以制备组合物。然后，将该组合物涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯(KOLON Co.，Ltd.；厚度188μm)基层的一面上，并在35℃放置于滚筒的棱柱形框架上。使用配备有D型灯泡的UV灯(Fusion Co.，Ltd.；600瓦/平方英寸(Watt/inch²))，沿基层的方向以900mJ/cm²的剂量用UV光照射所涂布的组合物，从而形成具有菱形顶角为90°、间距为50μm和高度为27μm的线性三角形棱镜，从而制成光学片(D＝215μm)。

实施例2

根据实施例1的方法，形成具有半圆形横截面、间距为50μm、高度为27μm的双凸透镜，从而制成光学片。

实施例3

根据实施例1的方法，形成具有半圆形横截面、间距为50μm、高度为27μm的线性棱镜，从而制成光学片。

实施例4

根据实施例1的方法，形成具有五边形横截面、顶角95°、间距为50μm、高度为27μm的线性棱镜，从而制成光学片。

实施例5

根据实施例1的方法，形成具有半圆形横截面、间距为50μm、高度为27μm的波形棱镜，从而制成光学片。

实施例6

除了使用合成实施例2中获得的丙烯酸酯低聚物，以实施例1所述相同的方式制备光学片。

实施例7

除了使用合成实施例3中获得的丙烯酸酯低聚物，以实施1所述相同的方式制备光学片。

实施例8

除了使用合成实施例4中获得的丙烯酸酯低聚物，以实施1所述相同的方式制备光学片。

实施例9

除了使用合成实施例5中获得的丙烯酸酯低聚物，以实施1所述相同的方式制备光学片。

实施例10

除了使用合成实施例6中获得的丙烯酸酯低聚物，以实施1所述相同的方式制备光学片。

比较实施例1

使用BEF III棱镜膜(3M公司)作为光学片(D＝215μm)。

比较实施例2

使用Brtie-200棱镜膜(Doosan公司，韩国)作为光学片(D＝215μm)。

比较实施例3

使用LES-T2棱镜膜(LG公司，韩国)作为光学片(D＝220μm)。

比较实施例4

将70重量份的合成实施例7中所制备的丙烯酸酯低聚物、10重量份的甲基丙烯酸苯氧基乙酯(Sartomer公司，SR340)、15重量份的丙烯酸苯氧基乙酯(Sartomer公司，SR339)，1.5重量份的光引发剂2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦基氧化物，1.5重量份的光引发剂苯甲酰甲酸甲酯以及2.0重量份的添加剂双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯在60℃相互混合1小时，以制备组合物。

然后，将上述组合物涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯(KOLON Co.，Ltd.；厚度188μm)基层的一面上，并在35℃放置于滚筒的菱柱形框架上。使用配置有D型灯泡的UV灯(Fusion Co.，Ltd.；600瓦/英寸²)，沿基层的方向以900mJ/cm²的剂量用UV光照射所涂布的组合物，从而形成具有菱形顶角为90°、间距为50μm、高度为27μm的线性三角形棱镜，从而制成光学片(D＝215μm)。

对于每个实施例和比较实施例中所制备的光学片，以下述方式测量其D₁、弹性回复率以及抗划痕性。

(1)D₁和弹性回复率

使用微硬度测试器(Shimadzu DUH-W201S)，采用“负载-卸载测试”模式，测量每个实施例和比较实施例中所制备的光学片的D₁和弹性回复率。光学片的结构层的峰形部被放置成与具有50μm直径的平头压痕器的中心部相接触。然后，在以下条件重复地测量D₁和弹性回复率五次，并平均测量的结果。测量结果列于下表1中。

[测量条件1]

a.所施加的最大压力：1g_f(＝9.807mN)

b.每小时所施加的压力：0.2031mN/sec

c.在最大压力下的持续时间：5秒

[测量条件2]

a.所施加的最大压力：2g_f(＝19.614mN)

b.每小时所施加的压力：0.2031mN/sec

c.在最大压力下的持续时间：5秒

(2)抗划痕性

当使用大心测试器(Big Heart test device)(IMOTO Co.，Ltd.)的基本重量，向实施例和比较实施例的光学片施加最小压力时，测定在结构层是否发生刮划。测定结果列于下表1中。基于以下标准肉眼评估损伤程度：

抗划痕性差←×＜△＜○＜◎→抗划痕性优异

表1

如以上表1可见，本发明实施例的光学片具有大于80％的弹性回复率，其结构层的抗划痕性非常优异。由此可见，本发明光学片在受到外部撞击作用时，被大大压缩而未引起结构层的损坏，然后恢复至接近初始状态。这样，本发明的光学片可弹性地应对外部撞击，而不易被损坏。

实施例11

基于100重量份的总组合物，69.5重量份的合成实施例1中所制备的丙烯酸酯低聚物、10重量份的甲基丙烯酸苯氧基乙酯(Sartomer公司，SR340)、15重量份的丙烯酸苯氧基乙酯(Sartomer公司，SR339)、1.5重量份的光引发剂2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦基氧化物、1.5重量份的光引发剂苯甲酰甲酸甲酯、2.0重量份的添加剂双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和0.5重量份的硅丙烯酸酯(silicon acrylate)在60℃相互混合1小时，以制备组合物。然后，将该组合物涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯基层(KOLON Co.，Ltd.；厚度188μm)的一面上，并在35℃放置于滚筒的菱柱形框架上。使用配置有D型灯泡的UV灯(Fusion Co.，Ltd.；600瓦/英寸²)，沿基层的方向以900mJ/cm²的剂量用UV光照射所涂布的组合物，从而形成具有菱形顶角为90°、间距为50μm、高度为27μm的线性三角形棱镜，从而制成光学片(D＝215μm)。

实施例12

利用喷射法在实施例1中获得的光学片的结构层上涂布可固化组合物，该可固化组合物包含硅丙烯酸酯和光引发剂二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)膦基氧化物(基于100重量份的硅丙烯酸酯，光引发剂含量：1.5重量份)。使用配置有D型灯泡的UV灯(Fusion Co.，Ltd.；600瓦/英寸²)，沿结构层的方向以300mJ/cm²的剂量用UV光照射所涂布的组合物，从而制成在结构层上包括光滑树脂的固化层的光学片(D＝216μm)。

实施例13

利用喷射法在实施例1中获得的光学片的基层的另一面上涂布可固化组合物，该可固化组合物包含硅丙烯酸酯和光引发剂二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)膦基氧化物(基于100重量份的硅丙烯酸酯，光引发剂含量：1.5重量份)。使用配置有D型灯泡的UV灯(Fusion Co.，Ltd.；600瓦/英寸²)，沿基层的方向、以900mJ/cm²的剂量用UV光照射所涂布的组合物，从而制成在与结构层相对的基层另一面上包括光滑树脂的固化层的光学片(D＝216μm)。

用如上所述方法测量实施例11至13中所制备的光学片的D₁、弹性回复率和抗划痕性。

此外，用下述方法评价光学片的粘着性。将100克重物放置于背光单元上5秒，然后去除该重物。然后，评价薄片之间是否产生粘着，基于以下标准肉眼评价粘着程度：

粘着性差(薄片之间的粘着产生)←×＜△＜○＜◎→粘着性优(未发生薄片之间的粘着)

测量结果列于下面表2中。

表2

由表2所示的结果可见，使用包含具有光滑性质的元素的可固化树脂更具优势，因为薄片间不粘着。

虽然为了举例说明已披露本发明优选的实施方案，本领域技术人员要理解，在不脱离如所附权利要求中所揭示的本发明的范围和精神的情况下，各种改变、增加和替代是可能的。

Claims (17)

1.一种光学片，包括：

树脂固化层，该树脂固化层具有结构化表面，并且由包含下面结构式1的化合物的可固化树脂组合物制成，其中所述光学片的弹性回复率由下面公式1表示，当使用平头压痕器以0.2031mN/sec的施压速率对结构化表面的上面施压至最大压力1g_f或2g_f，当达到最大压力时将该结构化表面保持在该最大压力下5秒，然后去除压力时，所述弹性回复率测得为大于80％：

结构式1

其中，R是氢原子或含有1至15个碳原子的烷基，n是大于1的整数，a、b和c各是大于0的整数，且a+b+c＝3，x、y和z相同或不同，各自为2至50的整数，Y是包含至少一个苯环的化合物；

公式1

其中，D₁表示由施加外部压力所产生的压缩深度，D₂表示未被施加外部压力的光学片的高度与去除外部压力光学片回复后光学片的高度之间的差值。

2.如权利要求1所述的光学片，其中所述包含至少一个苯环的化合物选自下面结构式2至5所表示的化合物中：

结构式2

其中，R₁至R₁₂中至少一个是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₂中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式3

其中，R₁至R₆中的至少一个是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₆中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式4

其中，R₁至R₁₀中的至少一个是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₀中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物；

结构式5

其中，R₁至R₁₈中的至少一个是-C_KH_2KO-、-C(＝O)O-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′-、-(CH₂)_K-CH(OH)-(CH₂)_K′O-或-C_jH_2jNHC(＝O)-，并且与具有以n表现的重复单元的结构式1的丙烯酸酯部分相连接，其中K和K′各是大于1的整数，j是大于0的整数，R₁至R₁₈中的其余基团相同或不同，各为氢原子、含有1至15个碳原子的烷基、含有6至30个碳原子的芳香环或包含至少一个氧、氮或硫原子的化合物。

3.如权利要求1或2所述的光学片，所述光学片的弹性回复率大于85％。

4.如权利要求1或3所述的光学片，其中D₁满足下面公式2：

公式2

$D_1\≥\frac{D}{20}$

其中D为未被施加外部压力的光学片的高度。

5.如权利要求4所述的光学片，其中D₁满足下面公式3：

公式3

$D_1\≥\frac{D}{19}$

其中D为未被施加外部压力的光学片的高度。

6.如权利要求5所述的光学片，其中D₁满足下面公式4：

公式4

$D_1\≥\frac{D}{17}$

其中D为未被施加外部压力的光学片的高度。

7.如权利要求1或2所述的光学片，其中所述可固化树脂组合物包含紫外线可固化单体、光引发剂和添加剂。

8.如权利要求1或2所述的光学片，其中所述树脂固化层的表面具有多个三维结构呈线性或非线性排列的形状。

9.如权利要求1或2所述的光学片，所述光学片包括基层。

10.如权利要求1或2所述的光学片，其中所述树脂固化层通过形成多个选自如下组中的至少一种图形而被结构化：横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的多面体形状，横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的圆柱形状，以及横截面为多边形、半圆形或半椭圆形的弯曲圆柱形状。

11.如权利要求1所述的光学片，其中所述树脂固化层是光滑树脂的固化层，该光滑树脂在其分子链中包含具有光滑性质的元素。

12.如权利要求1所述的光学片，该光学片包括光滑树脂的固化层，该光滑树脂的固化层形成于树脂固化层之上，且在其分子链中包含具有光滑性质的元素。

13.如权利要求9所述的光学片，该光学片包括光滑树脂的固化层，该光滑树脂的固化层形成于所述基层另一面上，且在其分子链中包含具有光滑性质的元素。

14.如权利要求11至13中任一项所述的光学片，其中所述具有光滑性质的元素是氟或硅。

15.如权利要求11至13中任一项所述的光学片，其中所述光滑树脂的固化层是由含有氟或硅的可固化树脂组合物形成的。

16.如权利要求15所述的光学片，其中所述可固化树脂组合物包含选自由有机硅化合物和氟代丙烯酸酯组成的组中的至少一种化合物。

17.一种背光单元组件，包括至少一层如权利要求1所述的光学片。

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