CN108227276A - 光学膜 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种光学膜，该光学膜包括第一绕射结构层、第二绕射结构层以及覆盖层。该第一绕射结构层的表面具有复数同向排列的第一绕射光栅，该第二绕射结构层填充于该第一绕射结构层的该等第一绕射光栅的间隙，并在该第一绕射结构层上形成具有复数同向排列的第二绕射光栅，该等第一绕射光栅与该等第二绕射光栅的排列方向相互平行，且该覆盖层填充并平坦化该第二绕射结构层的该等第二绕射光栅，该光学膜可降低现有液晶显示器于大视角的漏光缺陷，使液晶显示器在各视角具有均匀的暗态画面及色彩画质。

Description

光学膜
技术领域
本发明涉及一种用于液晶显示器的光学膜，尤其涉及一种具有减少大视角色偏、暗态漏光及增加各视角色彩及暗态画面均匀度的光学膜。
背景技术
现行液晶显示器(LCD)因属非自发光显示器，背光穿过液晶面板后易受液晶分子的不对称性影响，而使正视角及大视角的画质具有大幅度落差。
尤其在显示黑色画面时，因一般现有液晶显示器的背光源并无法关闭，而仅藉由液晶面板切换暗态遮光，因此，在各视角下皆有不等的漏光程度，使画面的对比度及色彩随视角不同，而产生色偏或不均匀。请参考图1，其为现有液晶显示器的暗态亮度随水平视角的分布图，可看出在约45度视角时，暗态漏光程度最大，正视角0度时则呈现最暗，漏光程度最小，因此，使用者于不同角度位置观看液晶显示器时，容易感受到画质的落差，影响视觉体验。
发明内容
为改善上述不同视角下视觉效果不佳的情况，本发明提供一种光学膜。
上述的光学膜包含：
第一绕射结构层，具有相对的上表面、下表面，且该上表面具有复数同向排列的第一绕射光栅；
第二绕射结构层，该第二绕射结构层填充于该第一绕射结构层的间隙，并在该第一绕射结构层的该等第一绕射光栅上形成具有复数同向排列的第二绕射光栅，其中，该等第一绕射光栅与该等第二绕射光栅的排列方向相互平行；以及
覆盖层，该覆盖层填充并平坦化该第二绕射结构层的该等第二绕射光栅。
作为可选的技术方案，该第一绕射结构层具有第一折射率，该第二绕射结构层具有第二折射率，该覆盖层具有第三折射率，其中，n1为该第一折射率，n2为第二折射率，n3为第三折射率，且n1、n2、n3的范围均介于1.4至1.7。
作为可选的技术方案，该第二折射率大于第一折射率及第三折射率。
作为可选的技术方案，该第一折射率及第三折射率相同或相异。
作为可选的技术方案，该等第一绕射光栅与该等第二绕射光栅的光栅宽度、光栅深度、光栅间距相同或相异。
作为可选的技术方案，每一个该等第一绕射光栅的光栅宽度与该每一个该等第二绕射光栅的光栅宽度分别介于0.3μm至1.5μm。
作为可选的技术方案，每一个该等第一绕射光栅的光栅深度与每一个该等第二绕射光栅的光栅深度分别介于0.5μm至1.5μm。
作为可选的技术方案，两相邻该等第一绕射光栅的光栅间距与两相邻该等第二绕射光栅的光栅间距分别介于0.3μm至1.5μm。
作为可选的技术方案，该光学膜还包括功能层，该功能层设置于该光学膜的该第一绕射结构层的该下表面。
作为可选的技术方案，该功能层选自由偏光层、硬涂层、低反射层、抗反射层、抗眩层及保护层所构成群组其中之一或其组合。
相比于现有技术，本发明的光学膜具有第一绕射结构层、第二绕射结构层，可降低大视角暗态漏光，更可延缓暗态大幅漏光的发生视角。
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为为现有液晶显示器的暗态亮度随水平视角的分布图；
图2A为本发明一实施例的光学膜的立体示意图；
图2B为图2A所示光学膜的截面示意图；
图3为本发明一实施例的光学膜的第一绕射结构层与第二绕射结构层的截面示意图；
图4为本发明另一实施例的光学膜的立体示意图。
具体实施方式
为使本发明的发明特征、内容与优点及其所能达成的功效更易了解，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
以下将参照相关图式，说明依本发明的光学膜的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。
请配合参看图2A与图2B所示，本发明提供一种光学膜1，在一较佳实施态样中，该光学膜1包含第一绕射结构层2、第二绕射结构层3以及覆盖层4，第一绕射结构层2具有相对的上表面、下表面(未标示)，且前述上表面具有复数同向排列的第一绕射光栅2a。第二绕射结构层3填充于该第一绕射结构层2的该等第一绕射光栅2a的间隙，并在该第一绕射结构层2之上形成具有复数同向排列的第二绕射光栅3a，其中，该等第一绕射光栅2a与该等第二绕射光栅3a的排列方向相互平行。覆盖层4填充并平坦化该第二绕射结构层3的该等第二绕射光栅3a。
在另一实施例的光学膜中，该第一绕射结构层2具有第一折射率n1，第二绕射结构层3具有第二折射率n2，覆盖层4具有第三折射率n3，且n1、n2、n3的范围介于1.4至1.7。第一绕射结构层2、第二绕射结构层3与覆盖层4所使用的材料可选自热固化或光固化树脂，例如丙烯酸树脂(acrylic resin)、硅树脂(silicone resin)、聚氨酯树脂(polyurethaneresin)、环氧树脂(epoxy resin)或其组合。
在另一实施例的光学膜中，第二折射率n2大于第一折射率n1及第三折射率n3，该第一折射率n1及第三折射率n3相同或相异，因此，第一绕射结构层2、第二绕射结构层3与覆盖层4接口的相邻二侧可具有不同的折射率，其中，第二绕射结构层3与第一绕射结构层2的折射率差异或与覆盖层4的折射率差异较佳地介于0.1至0.3。
第一绕射结构层2与第二绕射结构层3的微结构尺寸可依显示器的像素大小进行相应调整，请参考图3，图3为第一绕射结构层与第二绕射结构层的截面示意图，在另一实施例的光学膜中，第一绕射光栅2a的每一个光栅宽度w1与第二绕射光栅3a的每一个光栅宽度w2分别介于0.3μm至1.5μm；第一绕射光栅2a的每一个光栅深度d1与第二绕射光栅3a个每一个光栅深度d2分别介于0.5μm至1.5μm；第一绕射光栅2a的光栅间距g1与第二绕射光栅3a的光栅间距g2分别介于0.3μm至1.5μm。
在另一实施例的光学膜中，第一绕射光栅2a的光栅宽度w1、光栅深度d1、光栅间距g1与第二绕射光栅3a的光栅宽度w2、光栅深度d2、光栅间距g2彼此相同或相异。
请参考图4，在另一实施例的光学膜14中，光学膜14还包括功能层6，功能层6设置于光学膜14的第一绕射结构层2的下表面，其中功能层6选自由偏光层、硬涂层、低反射层、抗反射层、抗眩层及保护层所构成群组其中之一或其组合。
接下来，通过本发明的多个实施例以说明本发明的光学膜所改善液晶显示器大视角暗态与画质的效果。表格一为本发明的光学膜所采用光栅结构的尺寸设定一；表格二为本发明的光学膜所采用光栅结构的尺寸设定二，并以此些尺寸结构为重复单元连续布满形成于第一绕射结构层或第二绕射结构层。第二绕射结构层所使用树脂材料折射率为1.6，第一绕射结构层与覆盖层所使用树脂材料折射率则皆为1.5。
表格一：光栅结构的尺寸设定一
表格二：光栅结构的尺寸设定二
请再参看表格三，其为采用液晶显示器(型号:BenQ GW2270)所进行的光学测试数据。比较例为未贴附本发明光学膜的该液晶显示器，实施例一及实施例二为该液晶显示器贴附本发明的不同实施例光学膜，其中，实施例一所采用的光学膜其第一绕射结构层的第一绕射光栅为采用尺寸设定一，第二绕射结构层的第二绕射光栅为采用尺寸设定二，实施例二所采用的光学膜其第一绕射结构层的第一绕射光栅为采用尺寸设定二，第二绕射结构层的第二绕射光栅为采用尺寸设定二。
表格三：比较例与不同实施例之光学测试数据
由表格三可看出，在阶调为零阶时的暗态亮度最大值(L0max)测试项目中，实施例一与实施例二皆小于比较例的测试数值0.703nits，代表贴附本发明的光学膜后，对于现有液晶显示器于大视角暗态漏光皆可有效降低，使不同角度所呈现的暗态画面较一致，且在零阶时的暗态亮度最大值发生视角(L0max angle)测试项目中，实施例一与实施例二分别为46度与65度，相较比较例的暗态亮度最大值发生视角44度，可知本发明的光学膜不但可降低大视角暗态漏光，更可延缓暗态大幅漏光的发生视角。而对于大视角画质，如颜色饱和度、对比与色精准度等，一般在液晶显示器中可藉由GDI(Gamma Distortion Index)与P-value做为评价指标，GDI为实际所量测全部阶调L0至L255的伽玛曲线与标准伽玛曲线(如gamma 2.2)相比的失真值，因此，数值愈低代表失真量愈少，大视角的画质也愈佳；而P-value则针对液晶显示器普遍易发生缺陷的阶调L96比较实测值与标准伽玛曲线值差异，数值愈低亦代表偏差愈少，因此可快速看出该视角可视性是否不佳。由表格三亦可看出在水平方向视角60°至80°的平均GDI值(GDI avg.)、水平方向视角60°至80°的平均P-value(P-value avg.)、单一水平方向视角60°的P-value(0,60)与单一水平方向视角80°的P-value(0,80)测试项目中，实施例一与实施例二测试数值皆小于比较例，代表本发明的实施例皆具有明显改善效果。
综上所述，本发明的光学膜具有第一绕射结构层、第二绕射结构层，可降低大视角暗态漏光，更可延缓暗态大幅漏光的发生视角。
当然，本发明还可有其它多种实施例，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，其特征在于，该光学膜包含：
第一绕射结构层，具有相对的上表面、下表面，且该上表面具有复数同向排列的第一绕射光栅；
第二绕射结构层，该第二绕射结构层填充于该第一绕射结构层的间隙，并在该第一绕射结构层的该等第一绕射光栅上形成具有复数同向排列的第二绕射光栅，其中，该等第一绕射光栅与该等第二绕射光栅的排列方向相互平行；以及
覆盖层，该覆盖层填充并平坦化该第二绕射结构层的该等第二绕射光栅。
2.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，该第一绕射结构层具有第一折射率，该第二绕射结构层具有第二折射率，该覆盖层具有第三折射率，其中，n1为该第一折射率，n2为第二折射率，n3为第三折射率，且n1、n2、n3的范围均介于1.4至1.7。
3.如权利要求2所述的光学膜，其特征在于，该第二折射率大于第一折射率及第三折射率。
4.如权利要求2所述的光学膜，其特征在于，该第一折射率及第三折射率相同或相异。
5.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，该等第一绕射光栅与该等第二绕射光栅的光栅宽度、光栅深度、光栅间距相同或相异。
6.如权利要求5所述的光学膜，其特征在于，每一个该等第一绕射光栅的光栅宽度与该每一个该等第二绕射光栅的光栅宽度分别介于0.3μm至1.5μm。
7.如权利要求5所述的光学膜，其特征在于，每一个该等第一绕射光栅的光栅深度与每一个该等第二绕射光栅的光栅深度分别介于0.5μm至1.5μm。
8.如权利要求5所述的光学膜，其特征在于，两相邻该等第一绕射光栅的光栅间距与两相邻该等第二绕射光栅的光栅间距分别介于0.3μm至1.5μm。
9.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，该光学膜还包括功能层，该功能层设置于该光学膜的该第一绕射结构层的该下表面。
10.如权利要求9所述的光学膜，其特征在于，该功能层选自由偏光层、硬涂层、低反射层、抗反射层、抗眩层及保护层所构成群组其中之一或其组合。
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