CN106597592A - 光学膜片结构及其应用装置 - Google Patents
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Abstract
一种光学膜片结构及其应用装置，此光学膜片结构包括第一偏光板以及一光学膜片。第一偏光板具有第一外雾度；光学膜片具有第二外雾度，并且与第一偏光板贴合。其中，光学膜片与第一偏光板之间具有一个空气间隙；此空气间隙的厚度具有实质介于100微米至300微米之间，且第一外雾度与第二外雾度加总之和实质介于12％至40％之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学膜片结构及其应用装置。特别涉及一种复合式的光学膜片结构及其应用装置。
背景技术
随着科技的蓬勃发展，可携式电子装置，以移动通讯装置为例，一般会搭配触控式屏幕。而为了防止屏幕因摩擦硬物造成刮痕及细纹，或防止屏幕反射外藉光线产生眩光，目前商业上已提供多种具有复合功能，例如抗刮(HC)、抗眩(AG)，抗指纹(AF)等表面处理的光学贴膜，广泛地应用于触控面板上。
为了工艺良率高、重工容易等因素，应用于触控显示面板上的光学贴膜一般会采用框胶来与显示模块的其他光学膜片，例如偏光板，贴合。因此，触控模块与显示模块之间会存在着空气间隙(air gap)，由于二者距离相当接近，当使用者利用手指或是触控笔按压触控面板时，会使空气间隙不均匀而产生光学干涉纹如同晕圈影像，即一般通称「牛顿环(Newton's rings)」的现象，使得观看者浏览画面的可视程度降低，影响画面显示效果。尤其在目前触控产品在力求薄型化的趋势之下，触控模块与显示模块之间的空气间隙(airgap)越来越小，牛顿环干扰画面显示效果的问题更加严重。
因此，有需要提供一种先进的光学膜片结构及其应用装置，以解决现有技术所面临的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种光学膜片结构及其应用装置，达到消除触控显示装置被按压时所产生的光学干涉纹晕圈影像，增近观看者浏览画面的可视程度，解决现有技术中牛顿环影响画面显示效果的现象。
根据本发明的一实施例是提供一种光学膜片结构。此光学膜片结构包括第一偏光板以及一光学膜片。第一偏光板具有第一外雾度(Outer Haze)；光学膜片具有第二外雾度，并且与第一偏光板贴合。其中，光学膜片与第一偏光板之间具有一个空气间隙(air gap)；此空气间隙的厚度具有实质介于100微米至300微米之间，且第一外雾度与第二外雾度加总之和实质介于12％至40％之间。
本发明的另一实施例是提供一种触控显示装置。此触控显示装置包括触控模块、显示模块以及如前所述的光学膜片结构。其中，显示模块具有一个出光面；触控模块面对此出光面；且光学膜片结构位于显示模块和触控模块之间。其中，光学膜片结构中的第一偏光板面对此出光面。
根据上述，本发明的实施例提出一种光学膜片结构以及应用此一光学膜片结构的触控显示装置。此种光学膜片结构包括具有特定外雾度的相对关系的一个偏光板和一个光学膜片，藉由调控二者之间的空气间隙的厚度，来达到消除触控显示装置被按压时所产生的光学干涉纹晕圈影像，以增近观看者浏览画面的可视程度，解决现有技术中牛顿环影响画面显示效果的现象。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例所绘示的一种光学膜片结构的结构剖视示意图；
图2是根据图1的光学膜片所绘示的结构剖视局部放大图；以及
图3是根据本发明的一实施例绘示应用图1的光学膜片结构所制作的一种触控显示装置的结构剖视示意图。
其中，附图标记
10：触控显示装置 100：光学膜片结构
101：光学膜片 101a：透光基材
101a1：透光基材的表面 101b：表面处理层
101b1：透光涂层 101b2：微粒子
102：空气间隙 103：胶框
104：第一偏光板 104a：第一基材层
104b：第二基材层 104c：偏光层
105：表面处理层 200：显示模块
201：显示介质 201a：出光面
201b：入光面 202：第二偏光板
203：黏着剂层 210：触控模块
H：空气间隙的厚度 h：表面处理层的厚度
S：透光基材的厚度
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
本发明是提供一种光学膜片结构及其应用装置，可解决现有触控显示装置中牛顿环干扰画面显示效果的问题。为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数种光学膜片结构及应用此一光学膜片结构的触控显示装置作为较佳实施例详细说明。
但必须注意的是，这些特定的实施案例与方法，并非用以限定本发明。本发明仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。较佳实施例的提出，仅是用以例示本发明的技术特征，并非用以限定本发明的权利要求范围。该技术领域中具有通常知识者，将可根据以下说明书的描述，在不脱离本发明的精神范围内，作均等的修饰与变化。在不同实施例与附图之中，相同的元件，将以相同的元件符号加以表示。
请参照图1至图2，图1是根据本发明的一实施例所绘示的一种光学膜片结构100的结构剖视示意图。光学膜片结构100包括一光学膜片101以及第一偏光板104。其中，光学膜片101和第一偏光板104彼此贴合。在本发明的一些实施例中，光学膜片101和第一偏光板104是采用口字胶贴合(又称「框贴」，edge lamination，air bonding)的方式，藉由胶框103将彼此黏合，进而使光学膜片101与第一偏光板104之间具有一个厚度实质介于100至300um之间的空气间隙102。
详言之，光学膜片101是藉由一个包含有透光基材101a和一表面处理层101b的复合层结构来实现。在本发明的一些实施例之中，透光基材101a的厚度S实质介于20微米至120微米之间。其中，于透光基材101a可以是一种刚性基材(例如玻璃基板或半导体基板)，也可以是一种可挠性基材(例如塑化薄膜)。
例如，在本实施例之中，光学膜片101可作为贴附于触控模块的玻璃基板上的防爆(anti-split；AS)膜来使用。因此，构成光学膜片101的透光基材101a的材料可以是选自由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纤维素(TriacetylCellulose，TAC)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及上述任意组合所组成的一族群。
表面处理层101b可以是一种以贴附或沉积的方式直接附加于透光基材101a面对第一偏光板104的表面101a1上的膜层；或者是藉由表面处理方法，例如研磨或蚀刻，移除一部分的透光基材101a，而在透光基材101a表面所形成具有特定厚度范围的表面轮廓(surface profile)。在本发明的一些实施例中，表面处理层101b的厚度h实质介于100纳米(nm)至20微米之间，且具有实质介于0.05微米至0.5微米之间的粗糙度(Ra)(依JIS B 0601(1994)中所规定的算术平均粗糙度)。藉由在透光基材101a的表面设置表面处理层101b，可使光学膜片101具有一个实质介于0.1％至30％之间的第二外雾度。
请参照图2，图2是根据图1的光学膜片101所绘示的结构剖视局部放大图。在本发明的一些实施例之中，表面处理层101b可以包括一个涂布于透光基材101a表面上的透光涂层101b1，以及多个散布于透光涂层101b1中可用来散射或反射光线的微粒子(particles)101b2。
其中，透光涂层101b1可以是藉由，例如棒涂布法、刀涂布法、辊涂布法、刀片涂布法、模涂布法、凹版印刷涂布法等，涂布于透光基材101a表面上的涂料组成物层，例如树脂层。
微粒子101b2可以是包括，例如，氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钇(Y2O3)、铽钇铝石榴石(Y3Al5O12，YAG)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSO4)、二氧化锆(ZrO2)或上述材料的任意组合所构成的纳米粒子。在本发明的一些实施例中，微粒子101b2的形状并无特别限定，其可以是正球状、略球状、针状、多角形及椭圆体等任一种或多种的组合。微粒子101b2的较佳尺寸范围，是为平均粒径实质介于0.1微米至10微米之间。
请参照图1，第一偏光板104可以是一种只容许具有单一偏振方向的光线通过的光学膜片。例如，在本发明的一些实施例中，第一偏光板104可以是一种复合塑化材料层。其可以包括第一基材层104a、第二基材层104b以及夹设于第一基材层104a和第二基材层104b之间的偏光层104c。
其中，偏光层104c是由具有光吸收率异向性(anisotropic)的聚乙烯醇(Poly-Vinyl Alcohol，PVA)所构成，可以吸收平行吸收轴方向的光束电场分量，而让垂直吸收轴方向光束电场分量通过，达到偏光的效果。构成第一基材层104a和第二基材层104b的材料可以相同或不同；且构成第一基材层104a和第二基材层104b的材料，可以选自于由三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose，TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及上述的任意组合所组成的一族群。
另外，在一实施例中，第一偏光板104面对光学膜片101的一侧，还包括另一个表面处理层105。在本发明的一些实施例中，构成表面处理层105的材料与制作方法，可以和表面处理层101b的材料与制作方法相同。但在本发明的其他实施例中，表面处理层105的材料与制作方法并不以此为限。任何能使第一偏光板104(一般的外雾度约为0.1％)产生一个实质介于0.1％至30％之间的第一外雾度的光学膜层或表面轮廓，皆未超过本发明的精神范围。
然而值得注意的是，在本发明的实施例中，第一偏光板104的第一外雾度与光学膜片101的第二外雾度范围是有所限制的。较佳第一外雾度与第二外雾度加总之和实质介于12％至40％之间；且第一外雾度和第二外雾度相减后的绝对差值最好实质小于24％。藉由在触控显示装置10中贴附光学膜片结构100，可达到消除触控显示装产生牛顿环影响画面显示效果的现象。
请参照图3，图3是根据本发明的一实施例绘示应用图1的光学膜片结构100所制作的一种触控显示装置10的结构剖视示意图。触控显示装置10包括显示模块200、触控模块210、以及如图1所绘示包含有光学膜片101、空气间隙102、胶框103、第一偏光板104以及表面处理层105的光学膜片结构100。
其中，显示模块200包含一个显示介质201和一个第二偏光板202，且显示介质201具有一个出光面201a以及位于出光面201a的相反一侧的入光面201b。在本发明的一些实施例中，显示介质201可以是液晶分子层(liquid crystal layer)、有机发光二极管层(organic light-emitting diode，OLED)、电子墨水(E-Ink)层或其他平面显示介质。
第二偏光板202面对显示介质201的入光面201b。换言第二偏光板202和第一偏光板104分别位于显示介质201的相反两侧。另外，第二偏光板202也是一种仅容许具有单一偏振方向的光线通过，可达到偏光效果的光学膜片。在本发明的一些实施例之中，第二偏光板202的材质可和第一偏光板104相同或不同。但值得注意的是，通过第二偏光板202的光线的偏振方向，必须与通过第一偏光板104的光线的偏振方向直交。
触控模块210可以是电阻式触控模块、电容式触控模块、光学式触控模块或表面声波式触控模块。其中，触控模块210的基板(未绘示)面对显示介质201的出光面201a。光学膜片结构100则位于显示模块200和触控模块210之间，且光学膜片结构100中的第一偏光板104面对此显示介质201的出光面201a。且光学膜片结构100中的透光基材101a藉由黏着剂层203与触控模块210贴合。
藉由调控光学膜片101与第一偏光板104的空气间隙102的厚度H，配合特定范围的第一外雾度与第二外雾度的组合，对于消除牛顿的现象有加乘效果。例如，在一些实施例中，当空气间隙102厚度范围实质介于100微米至200微米之间，且光学薄膜片101与第一偏光板104两者外雾度加总在12％至24％时，仍有程度轻微的牛顿环出现。而在另一些实施例中，当光学薄膜片101与第一偏光板104二者的外雾度加总达24％以上，再搭配厚度实质在100微米以下的空气间隙102，牛顿环现象可获得有效抑制。在又一些实施例中，当空气间隙102厚度范围实质介于200微米至300微米之间，光学薄膜片101与第一偏光板104两者外雾度加总在12％以上时，更可有效防止或抑制牛顿环产生。
为了更清楚说明并验证第一外雾度、第二外雾度与空气间隙102的厚度H三者对于消除牛顿现象的效果，以下采用第一外雾度实质大于1％的第一偏光板104与第二外雾度实质大于24％的光学膜片101所组成的光学膜片结构100，与显示模块200和触控模块210所组装的触控显示装置10作为实施例，配合不同气间隙102的厚度H调控来进行观测，实施例的组合项目和观测结果如表一：
表一
其中，◎代表完全无牛顿环。
同时与采用其他第一外雾度(实质小于1％或小于12％)和第二外雾度(实质小于1％或小于12％)的组合，与相同显示模块200和触控模块210所组装的触控显示装置作为比较例，配合不同气间隙102的厚度H调控来进行观测，比较例的组合项目和观测结果如表二、表三和表四：。
表二：
| 项目 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 |
| 第一外雾度 | <1％ | <12％ | <1％ | <12％ |
| 第二外雾度 | <1％ | <1％ | <12％ | <12％ |
| 第一外雾度+第二外雾度 | <1％ | <12％ | <12％ | <24％ |
| 空气间隙厚度(H) | 100μm | 100μm | 100μm | 100μm |
| 牛顿环程度 | ╳ | ╳ | ╳ | △ |
其中，△代表牛顿环程度中等、╳代表牛顿环程度严重。
表三：
| 项目 | 比较例5 | 比较例6 | 比较例7 | 比较例8 |
| 第一外雾度 | <1％ | <12％ | <1％ | <12％ |
| 第二外雾度 | <1％ | <1％ | <12％ | <12％ |
| 第一外雾度+第二外雾度 | <1％ | <12％ | <12％ | <24％ |
| 空气间隙厚度(H) | 200μm | 200μm | 200μm | 200μm |
| 牛顿环程度 | ╳ | △ | △ | ○ |
○代表牛顿环程度轻微、△代表牛顿环程度中等、╳代表牛顿环程度严重。
表四：
◎代表完全无牛顿环、○代表牛顿环程度轻微、△代表牛顿环程度中等。
比较上述的观测结果可知，采用本发明所提供的实施例，在第一外雾度和第二外雾度总合大于24％，空气间隙厚度H在100微米至300微米之间的条件下，以手指或是触控笔按压触控显示装置10的触控面板(模块)时，完全无牛顿环的现象产生(请参见实施例1-实施例3)。
相反的，在第一外雾度和第二外雾度总合小于24％，空气间隙厚度H在100微米至300微米之间的条件下，以手指或是触控笔按压触控显示装置的触控面板(模块)时，仍会产生不同程度的牛顿环现象(请参见比较例1-比较例11)。且随着第一外雾度和第二外雾度总合数值以及空气间隙厚度H的减少，牛顿环现象有更加严重的趋势。
虽然，当将气间隙厚度H调控至实质大于等于300微米时，尽管第一外雾度和第二外雾度总合小于24％时(请参见比较例12)，也可以完全消除牛顿环的现象。但如此一来，光学膜片结构100的厚度必须增加，并不利于触控显示装置10的薄型化需求。由此可知，本案所提供的实施例具有消除牛顿环的现象以及同时能兼顾触控显示装置10薄型化需求的技术优势。
根据上述，本发明的实施例是提出一种光学膜片结构以及应用此一光学膜片结构的触控显示装置。此种光学膜片结构包括具有特定外雾度的相对关是的一个偏光板和一个光学膜片，藉由调控二者之间的空气间隙的厚度，来达到消除触控显示装置被按压时所产生的光学干涉纹晕圈影像，以增近观看者浏览画面的可视程度，解决现有技术中牛顿环影响画面显示效果的现象。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种光学膜片结构，其特征在于，包括：
一第一偏光板，具有一第一外雾度；以及
一光学膜片，具有一第二外雾度，与该第一偏光板贴合，且该光学膜片与该第一偏光板之间具有一空气间隙；
其中，该空气间隙具有介于100微米至300微米之间的一厚度，且该第一外雾度与该第二外雾度加总之和介于12％至40％之间。
2.根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于，该第一外雾度与该第二外雾度加总之和介于24％至40％之间。
3.根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于，该空气间隙具有介于100微米至200微米的一厚度，且该第一外雾度与该第二外雾度加总之和介于24％至30％之间。
4.根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于，该光学膜片包括一防爆膜，且构成该防爆膜的材料是选自由聚甲基丙烯酸甲酯、三聚醋酸纤维素、聚酯、聚丙稀、环烯烃聚合物、聚碳酸酯以及上述任意组合所组成的一族群。
5.根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于，该光学膜片具有介于20微米至120微米之间的一厚度。
6.根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于，该光学膜片包括一表面处理层，具有介于100纳米至20微米之间的一厚度以及介于0.05微米至0.5微米之间的一粗糙度(Ra)。
7.根据权利要求6所述的光学膜片结构，其特征在于，该表面处理层包括：
一透光涂层，涂布于该光学膜片面对该第一偏光板的一表面上；以及
多个微粒子，分布于该透光涂层之中。
8.根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于，更包括一框胶层，位于该光学膜片与该第一偏光板之间，其中该空气间隙位于该框胶层之中。
9.根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于，该第一外雾度介于0.1％至30％之间；该第二外雾度介于0.1％至30％之间；其中该第一外雾度和该第二外雾度相减后的一绝对差值小于24％。
10.一种触控显示装置，其特征在于，包括：
一显示模块，具有一出光面；
一触控模块，面对该出光面；以及
如权利要求1至9项其中的任意一者所述的该光学膜片结构，位于该显示模块和该触控模块之间；其中，该第一偏光板面对该出光面。
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