CN103293574A - 可挠式光学膜及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可挠式光学膜及其制作方法。所述可挠式光学膜包含：二氧化钛及硅胶；其中二氧化钛与硅胶是以0.01至20％的重量比例混合。此可挠式光学膜具有良好的弹性，因此不会因为曲折即形成折痕。同时，相较于传统的光学膜，本发明的可挠性光学膜应用于有机发光二极管背光或照明系统中具有较优的光学性质。当另外加入荧光粉或磷光粉，则具有更良好的光学性质与光演色性。

Description

可挠式光学膜及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种光学膜，特别是涉及一种可挠式光学膜及其制造方法。

背景技术

随着显示技术的提升与发展，扩散与反射光学膜片与板材在液晶显示器面板的背光系统中扮演相当关键的角色。

对于大多数的背光系统来说，有两个相当重要的组件都是利用聚合体材料制成，一个是膜材，另一个则是板材。它们主要用来扩散与/或反射导光板(手机装置、笔记型计算机与监视器屏幕)上或是直接来自于灯源本身(对于一些直下式背光系统如电视产品)的光线。

光学用的扩散膜是一种塑料制成的薄膜材料，主要是利用丙烯酸塑料薄膜基材镀上许多微小的聚合体粒子而形成的。对于直下式的背光系统应用来说，扩散板材通常都是树脂基材混入填充物而制成的。这些扩散板或是扩散膜对于直下式背光系统来说是相当重要的，因为它们必须担任消除不同相光源所带来的光线不均效应，同时也要利用它们掩饰一些光学上的缺陷，像是亮度不均的云纹痕迹等等，除此之外，对于一个完整的背光模块来说，一定会存在很多精密的光学膜片，扩散膜或是扩散板的另外一个重大任务就是保护位于上扩散片之下的棱镜片，有了扩散膜或是扩散板将可以替这个精密又容易受损的光学组件提供相当良好的屏蔽层。一般来说，扩散膜所遭遇到最大的问题不外乎是膜片的扭转变形或折痕，这种效应是指经过背光系统长期的使用之后，膜片本身因为接受光源的曝晒而产生扭转变形的现象，将会对整个背光系统带来相当严重的光学缺陷结果；另外像是扩散膜片表面的刮痕还有脱落问题也都是讨论背光系统与光学膜片缺陷时常出现的议题。经过实验研究发现，造成上述这些现象的关键原因在光学用扩散膜本身的材料特性问题。

同时，传统光学常用的扩散膜为硬质的乙烯对苯二甲酸酯(PET)材质，因此当扩散膜进行折曲时，PET材质因为较硬，所以会出现折痕，造成光学上的问题。

综上所述，现有的光学用之扩散膜或类似之创作，无法避免因为折痕而出现的光学上的问题。换句话说，目前尚无任何人揭露利用硅胶和对其结构另外处理的方式，使得光学扩散膜可不因折曲所造成的折痕而影响其光学特性。

在上述发明背景说明段落中所揭露的内容，仅为增进对本发明的背景技术的了解，因此，上述内容含有不构成阻碍本发明的现有技术，且应为本领域技术人员所熟知。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种光学膜，利用硅胶为基材；由于硅胶为弹性体，因此当光学膜受到折曲时，不会产生折痕，且会回复到原本的形状与位置

本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种光学膜，其为利用硅胶作为载体之光学膜、有良好的挠曲特性。当终端光学产品需要曲折时，不会因光学膜的损害影响其光学性质。

本发明的光学膜，其技术概念是以将二氧化钛添加至以硅胶为基材的光学膜，使其具有良好的折射率。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种光学膜的制造方法，其可包含：将二氧化钛与硅胶以预定重量比例混合成混合物；将此混合物涂布或印刷于衬底上或灌入模具，再以预定温度烘烤成型；将成型的混合物与衬底或模具进行分离。

优选地，二氧化钛及硅胶混合的预定重量比例可为0.01至20％。

其中，将硅胶与二氧化钛以预定重量比例混合之前，可先将二氧化钛表面进行亲油性处理，以提高二氧化钛及硅胶彼此结合的亲合性。

其中，将二氧化钛与硅胶混合后，接着可利用减压脱泡反应，致使硅胶与二氧化钛的混合物混合均匀。

作为本发明的一种实现方式，将混合物涂布或印刷于衬底上时，可进行减压脱泡制程。

作为本发明的另一种实现方式，将混合物灌入模具时，可进行减压脱泡制程。

优选地，将二氧化钛与硅胶的混合物烘烤成型的预定温度可为50～150℃。

优选地，将二氧化钛与硅胶的混合物烘烤成型所需的时间约为30分钟至4小时。

优选地，二氧化钛与硅胶的混合物可灌入不同结构的另一模具中，致使所述光学膜具有不同的表面结构。

优选地，将二氧化钛与硅胶以预定重量比例混合时，可同时加入预定重量百分比的荧光粉；其中，荧光粉可为钇铝石榴石(YAG)、氮化物、硅酸盐或硫化物，且此预定重量百分比可为0.2至5％。

此外，本发明还提供的一种可挠式光学膜，可包含二氧化钛及硅胶；其中，二氧化钛及硅胶是以预定重量比例混合。

优选地，二氧化钛及硅胶的预定重量比例可为0.01至20％。

优选地，本发明的可挠式光学膜可耐高温至200℃。

优选地，本发明的可挠式光学膜的玻璃转换温度可为-40℃。

优选地，本发明的可挠式光学膜的折射率可为1.6至2.0。

另外，本发明还提供的一种可挠式光学膜，可包含硅胶、二氧化钛及荧光粉或磷光粉，硅胶、二氧化钛及荧光粉或磷光粉以预定重量比混合。

优选地，硅胶、二氧化钛及荧光粉或磷光粉混合的预定重量比可为85至99.7∶0.1至5∶0.2至10。

优选地，荧光粉或磷光粉可为钇铝石榴石(YAG)、氮化物、硅酸盐或硫化物。

与先有技术相比，本发明的可挠式光学膜可具有一个或多个下述优点：

(1)当受到折曲时，不会产生折痕，且会回复到原本之形状与位置，不会因光学膜的损害影响其光学性质。

(2)将散射粒子(二氧化钛)施加于硅胶中，利用折射率差异，让光线产生散射，造成光学的扩散效应。

(3)利用二氧化钛，使得光学膜之折射率较一般光学膜佳。

(4)加入荧光粉或磷光粉后，可使光学膜之光学性质更佳。

附图说明

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

图1为制造本发明的可挠式光学膜的步骤流程图；

图2为本发明的可挠性光学膜的结构示意图；

图3为利用另一种不同的模具对本发明的可挠式光学膜的表面进行修饰后的表面结构示意图；

图4为利用另一种不同的模具对本发明的可挠式光学膜的表面进行修饰后的表面结构SEM图；

图5为本发明的可挠式光学膜使用在有机发光二极管(OLED)的背光系统中的结构示意图。

【主要组件符号说明】

100：可挠性光学膜

101：二氧化钛

102：硅胶

103：玻璃层

104：氧化铟锡层

105：有机层

106：阴极

S11至S13：步骤

具体实施方式

本发明的优点及特征以及实现方法将参照例示性实施例及附图进行更详细地描述而更容易理解。然而，本发明可以不同形式来实现且不应该被理解仅限于此处所陈述的实施例。相反地，对本领域技术人员而言，所提供的此些实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的权利要求书所定义。在图中，组件的尺寸及相对尺寸为了清晰易懂而以夸示方法表示。整篇说明书中，相同的组件符号指的是相同的组件。如后文中所使用的，术语”及/或”包含任何及所有一或多相关所列对象的组合。

除非另外定义，所有使用于后文的术语(包含科技及科学术语)具有与本发明所属该领域的技术人员一般所理解相同的意思。将更可理解的是，例如于一般所使用的字典所定义的那些术语应被理解为具有与相关领域的内容一致的意思，且除非明显地定义于后文，将不以过度理想化或过度正式的意思理解。

以下将对照附图详细叙述例示实施例。然而，这些实施例可以包含于不同的形式中，且不应被解释为用以限制本发明。这些实施例使得本发明的揭露完整与完全，本领域技术人员将能经由该些实施例了解本发明的范畴。

如图1所示，其为制造本发明的可挠式光学膜的步骤流程图。包含以下步骤：

S11：将二氧化钛与硅胶以预定之重量比例混合；

S12：将混合物涂布或印刷于衬底上或灌入模具，再以预定温度烘烤成型；以及

S13：将成型的混合物与衬底或模具进行分离，即可取出本发明的可挠式光学膜，并依使用者的需求而裁切。

其中，于步骤S11之前，可先将二氧化钛表面进行亲油性处理，以提高二氧化钛及硅胶的亲合性，以促使两者能形成稳定性较优的混合物。

然后，于步骤S11之后，可利用减压脱泡反应，致使混合物混合均匀，这样可使二氧化钛与硅胶产生更紧密且均匀的混合，并可避免空气等混在上述二者之间。

其中，在二氧化钛与硅胶紧密且均匀的混合之后，根据本发明的一种实施例，可将混合物涂布或印刷于衬底上以进行减压脱泡制程。此外，根据本发明另一种实施例，可将混合物灌入模具以进行减压脱泡制程。

同时，二氧化钛与硅胶混合时，可另加入预定重量比的荧光粉或磷光粉；其中，可加入荧光粉或磷光粉对本发明的可挠性光学膜进行照明之调色，增加演色性(CRI)及R9(饱和红色)的呈现，此部分将于后文中详细叙述。

其中，二氧化钛及硅胶混合的预定重量比例可为0.01至20％，优选为0.1至10％，更佳为0.1至2％。而在模具中进行烘烤成型时，温度可约为50至150℃，优选为80至120℃，所需时间约为30分钟至4小时。更进一步地说，在此温度条件下，硅胶固化程度较优，结构较为坚固且强度较优；相对地，若反应温度低于50℃，则会造成固化反应不完全，结构强度弱，容易遭受外力破坏，若反应温度高于150℃，则会造成二氧化钛及硅胶混合的反应过快，结构的均匀性不佳且可挠式光学膜100的厚度将会变得不均匀。因此，本发明在此条件下，即可将可挠式光学膜100的制作条件最佳化，且相较于传统制程的光学膜，具有不可预期的优点及效果。

另外，本发明的可挠式光学膜额外添加的荧光粉或磷光粉可为钇铝石榴石(YAG)、氮化物、硅酸盐、硫化物，所添加的重量百分比可为0.2至10％，优选为0.2至5％，更佳为0.2至2％。

此外，本发明还可利用不同的模块来针对光学膜表面做结构上的修饰，使本发明的可挠式光学膜具有不同的光学特性，此部分亦将于后文中详细叙述。

如图2所示，其为本发明的可挠性光学膜的结构示意图。如图所示，本发明之可挠性光学膜100，可包含二氧化钛101及硅胶102；其中，二氧化钛101及硅胶102系以预定重量比例混合，而此预定比例可为0.01至20％，优选为0.1至10％，更佳为0.1至2％。

本发明的可挠式光学膜100，由于硅胶102为弹性体，因此利用硅胶102作为基材时，其遭遇曲折时并不会对其光学特性造成影响，并且，加入二氧化钛101增加其折射率，使其光学性质更佳；硅胶102的折射率仅为1.4至1.55，而加入二氧化钛101后的折射率可为1.6至2.0。对其用于使光扩散的物理及光学特性，有特别的帮助。

此外，根据本发明的另一实施例，本发明的可挠性光学膜100可另外加入荧光粉或磷光粉，使得硅胶、二氧化钛及荧光粉或磷光粉的重量比为85至99.7∶0.1至5∶0.2至10，优选为93至99.7∶0.1至2∶0.2至5，更优为96至99.7∶0.1至2∶0.2至2。其中，荧光粉或磷光粉可为钇铝石榴石(YAG)、氮化物、硅酸盐或硫化物。

传统的PET制成的光学膜，曲折后不仅有明显的凹痕，对于其物理及光学特性更造成很大的影响，且耐高温特性仅至150℃。相对的，本发明的可挠式光学膜100，经过曲折后，不仅不会因为曲折产生折痕，光学及物理特性并未受到曲折的影响，其耐高温特性还可至200℃，且玻璃转换温度(Tg)可至-40℃，也就是说，本发明的可挠式光学膜100可具有在低温寒冷的境下仍可维持弹性的良好物理性质。故很明显地，本发明的可挠式光学膜100相较于传统的光学膜，不仅可抗曲折，还具备较优的物理及光学特性，且能存在于较严苛的环境中。

请对照图3及图4，图3为利用另一种不同的模具对本发明的可挠式光学膜的表面进行修饰后的表面结构示意图。图4为利用另一种不同的模具对本发明的可挠式光学膜的表面进行修饰后的表面结构SEM图。

如图3所示，本发明的可挠式光学膜100的表面经另一种不同的模具(图未示)修饰后，可具有凹凸不平的表面。其结构经过处理后，对光线较能够具有抗反射的作用，使得本发明的可挠式光学膜100可具有良好的光扩散性或透光性。

如图4所示，将扫描式电子显微镜(SEM)对以另一种不同的模具(图未示)修饰本发明的可挠式光学膜100观测，可明显看出表面的凹凸结构。由图3和图4可知，抗反射的光学膜作为基材可具有较优的光扩散性及光学性质，因此对于面板的背光或照明系统领域而言，有着更佳的应用方式。

当表面是平面光滑时，本发明的可挠式光学膜具有反射现象，故会对日光灯进行反射，而当利用不同的模具进行结构处理的表面，其表面并不会对日光灯进行反射，故明显地具有抗反射的作用，因而两者可应用于不同的层面。

再者，为了证实本发明的可挠性光学膜具备良好的光学性质，提供以下数据以说明及支持可挠性光学膜所具备的特性。在此，需注意的是，此处说明仅为例示性，而非限制性，本发明相关范围上的限制，应详述于权利要求中。

请对照图5，其为本发明的可挠式光学膜应用在有机发光二极管(OLED)的发光系统中的结构示意图。如图所示，传统的OLED背光或照明系统可包含：玻璃层103、氧化铟锡层104、有机层105、以及阴极106；而本发明的可挠式光学膜100可置于玻璃层103下方。其中，使用本发明的可挠性光学膜100做为OLED背光或照明系统的基材时(二氧化钛及硅胶重量比为0.1至2％时)，与传统的OLED背光或照明系统(二氧化钛及硅胶重量百分比为0％时)比较，可增加光取出效益，其如下表1所示。

表1

请参阅表1，其为二氧化钛与硅胶重量比为0至2％时的数据表，可明显得知，此实施例中的可挠式光学膜厚度为0.5至0.8mm，当本发明之可挠式光学膜100的二氧化钛及硅胶重量比为0.1至2％时，与传统的OLED背光或照明系统(0％)比较，光取出效益明显较优。且当二氧化钛变多时，雾度变得较高，且光线穿透度变得较低，这是因为当散射粒子(二氧化钛)较多时，将会阻挡光线的行进，使得雾度增高，且光线穿透度变低。

此外，本发明的可挠式光学膜亦可添加荧光粉进行OLED照明之调色，增加其演色性(CRI)及R9(饱和红色)的呈现，其如下表2所示。

表2

请参阅表2，可明显看出将二氧化钛加入硅胶后，其色差差异值(Delta)及相关色温(CCT)的值明显变小，且演色性(CRI)、R9(饱和红色)的值变高。而另外加入荧光粉后，可发现效果更加明显。其中，使用的荧光粉或磷光粉可为钇铝石榴石(YAG)、氮化物荧光粉1(A630)或氮化物荧光粉2(A650)，YAG放光波长为560nm的荧光粉，氮化物荧光粉1(A630)为放光波长为630nm的荧光粉，而氮化物荧光粉2(A650)为放光波长为650nm的荧光粉。

更进一步地说，色差差异值(Delta)越小，代表在有视角的情况下，越无色差的呈现。另，人造光源发射的光色与黑体在某一温度下辐射的光色，与黑体最接近的光色称为相关色温(CCT)；一般而言以色温5000为界限，色温低于5000者称为暖色系(偏红)，而高纬度地区国家，因寒带气候关系较喜爱之；反之，色温高于5000者称为冷色系(偏蓝)。而本发明的可挠性光学膜在含有二氧化钛及荧光粉后，相关色温倾向呈现偏红色系。暖色系(红色)的自然色呈现对于家居和办公室等商业区的优质照明相当重要，而本发明的可挠性光学膜在演色性(CRI)和R9(饱和红色)的呈现，呈现了优越的效果。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明之精神与范畴，而对其进行之等效修改或变更，均应包含于所附之权利要求书中。

Claims (17)

1.一种可挠式光学膜的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：

将二氧化钛与硅胶以预定重量比例混合成混合物；

将所述混合物涂布或印刷于衬底上或灌入模具，再以预定温度烘烤成型；以及

将成型的所述混合物与所述衬底或所述模具进行分离，以获得所述可挠式光学膜，

其中，二氧化钛及所述硅胶混合的所述预定重量比例为0.01至20％。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：将二氧化钛与所述硅胶以所述预定重量比例混合前，所述方法还包含先对二氧化钛表面进行亲油性处理，以提高二氧化钛及所述硅胶彼此结合的亲合性的步骤。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：将二氧化钛与所述硅胶以所述预定重量比例混合成所述混合物之后，所述方法还包含利用减压脱泡反应，致使所述混合物混合均匀的步骤。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：在所述混合物混合均匀后，将所述混合物涂布或印刷于所述衬底上时，所述方法还包含进行减压脱泡制程的步骤。

5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：在所述混合物混合均匀后，将所述混合物灌入所述模具时，所述方法还包含进行减压脱泡制程的步骤。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述混合物是灌入不同结构的另一模具，致使所述可挠式光学膜具有不同的表面结构。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述预定温度为50至150℃。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：将所述混合物烘烤成型所需的时间为30分钟至4小时。

9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：将二氧化钛与所述硅胶以所述预定重量比例混合时，加入预定重量百分比的荧光粉或磷光粉。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述荧光粉或所述磷光粉为钇铝石榴石、氮化物、硅酸盐或硫化物。

11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述预定重量百分比为0.2至5％。

12.一种可挠式光学膜，其特征在于：包含：二氧化钛及硅胶，二氧化钛及所述硅胶以预定重量比例混合；其中所述预定重量比例为0.01至20％。

13.根据权利要求12所述的可挠式光学膜，其特征在于：所述可挠式光学膜耐高温至200℃。

14.根据权利要求12所述的可挠式光学膜，其特征在于：所述可挠式光学膜之玻璃转换温度系为-40℃。

15.根据权利要求12所述的可挠式光学膜，其特征在于：所述可挠式光学膜折射率系为1.6至2.0。

16.一种可挠式光学膜，其特征在于包含：硅胶、二氧化钛及荧光粉或磷光粉，所述硅胶、二氧化钛及所述荧光粉或所述磷光粉是以预定重量比混合；其中，所述预定重量比为85至99.7∶0.1至5∶0.2至10。

17.根据权利要求16所述的可挠式光学膜，其特征在于：所述荧光粉或所述磷光粉为钇铝石榴石、氮化物、硅酸盐或硫化物。

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