CN109283729A - 光重导向膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三明治平板状的光重导向膜，其包括第一层；第二层；以及中间层，夹于该第一层与该第二层之间，且该中间层包括具有多个沿第一方向延伸的第一光栅的第一光栅表面，以及具有多个沿第二方向延伸的第二光栅的第二光栅表面，且该第一方向与该第二方向相交的角度介于90°±10°之间；其中，该中间层的该第一光栅表面被该第一层填满且平坦化，而该中间层的该第二光栅表面则被该第二层填满且平坦化。

Description

光重导向膜
技术领域
本发明是关于一种光重导向膜，且更特地是关于一种光重导向膜，可提升显示器在广视角时的光学效率，例如对比、色饱和度及色彩精确性。
背景技术
具有高对比、无灰阶反转、微色偏、高亮度、色彩丰富、高色彩饱和度、快速响应速度及广视角等特性的显示器是目前的市场趋势液晶是一种具有高效率折射率且被广泛用于显示器的调节材料，但液晶分子在不同视角时具有不同的对称性，故垂直光跟斜向光通过显示器的液晶层时将会有不同的路径。因此，一般的显示器例如液晶显示器、有机发光二极体显示器特别容易在广视角时出现画面泛白(color washout)或灰阶反转(gray-scaleinversion)现象，导致影像具有较低的对比或异常的色彩表现。
目前，已有数种可改善上述缺点的方法被提出，例如借由使扭转向列型(TN)液晶显示器搭配使用广视角膜，以均等化中央视角及广视角下的影像；使用广视角(MVA)显示器或者在显示器表面贴覆扩散膜或绕射膜。
然而，扭转向列型(TN)液晶显示器用的广视角膜价格昂贵；广视角显示器的制程复杂，且良率低、成本高；扩散膜则不易精准控制自显示器不同角度射出的光线；绕射膜则不易借由单一绕射结构层同步控制不同维度的光路径。
因此，本发明揭示一种适用于显示器且具有二维度(2D)绕射结构的光重导向膜，以避免显示器在广视角时出现画面泛白(color washout)或灰阶反转(gray-scaleinversion)现象，并且提升显示器的效率。
发明内容
本发明提供一种三明治平板状的光重导向膜，其包括第一层；第二层；以及中间层，夹于该第一层与该第二层之间，且该中间层包括具有多个沿第一方向延伸的第一光栅的第一光栅表面，以及具有多个沿第二方向延伸的第二光栅的第二光栅表面，且该第一方向与该第二方向相交的角度介于90°±10°之间；其中，该中间层的该第一光栅表面被该第一层填满且平坦化，而该中间层的该第二光栅表面则被该第二层填满且平坦化。
本发明的另一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且该第一层的折射率为n1，该中间层的折射率为n2，该第二层的折射率为n3，其中n1、n2、n3均介于1.4至1.7之间。
本发明的另一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且n2大于n1并且n2大于n3。
本发明的又一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且n1与n3相同或相异。
本发明的又一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且n2与n1的差值不小于0.1且不大于0.3。
本发明的又一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且n2与n3的差值不小于0.1且不大于0.3。
本发明的又一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且每一个该第一光栅的宽度为w1，每一个该第二光栅的宽度为w2，且w1、w2各自独立介于0.3μm至1.5μm之间。
本发明的又一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且每一个该第一光栅的深度为d1，每一个该第二光栅的深度为d2，且d1、d2各自独立介于0.5μm至1.5μm之间。
本发明的又一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且两相邻的该第一光栅之间的间距为g1，两相邻该第二光栅之间的间距为g2，且g1、g2各自独立介于0.3μm至1.5μm之间。
本发明的再一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且其中每一个该第一光栅及每一个该第二光栅的宽度、深度、两相邻的该第一光栅之间的间距以及两相邻的每一个该第二光栅之间的间距可为相同或相异
本发明的又一个特征是提供一种如上所述的光重导向膜，且还包括光学膜粘着于该光重导向膜上，其中该光学膜可选自由偏光膜、硬涂膜、高反射膜、抗反射膜、抗眩光膜及保护膜所构成群组的其中之一或其组合。
上述发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本发明的基本精神以及本发明所采用的技术手段与实施态样。
附图说明
图1所绘示的是根据本发明一个优选实施例所揭示的光重导向膜的立体透视图。
图2所绘示的是如图1所示的光重导向膜的中间层的第一光栅表面与第二光栅表面的立体透视图。
图3是沿如图2所示的中间层上的第一光栅表面的D2方向所绘示的剖视图。
图4是沿如图2所示的中间层上的第一光栅表面的D1方向所绘示的剖视图。
图5所绘示的是根据本发明的另一个优选实施例所揭示的光重导向膜的立体透视图。
图6所绘示的是根据本发明的又一个优选实施例所揭示的光重导向膜的立体透视图。
具体实施方式
为了使本发明揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。
实施例
首先，请参照图1～图2。图1所绘示的是根据本发明的一个优选实施例所揭示的光重导向膜10的立体透视图，如图1所示，此光重导向膜10是一个三明治平板结构。图2所绘示的是如图1所示的光重导向膜的中间层14的第一光栅表面14a与第二光栅表面14b的立体透视图。如图1所示，此光重导向膜10包括第一层12、第二层16以及夹于该第一层12与该第二层16之间的中间层14。如图2所示，中间层14包括具有多个沿第一方向(D1)延伸的第一光栅141的第一光栅层14a，以及具有多个沿第二方向(D2)延伸的第二光栅142的第二光栅层14b，且第一方向(D1)与第二方向(D2)相交的角度介于90°±10°之间。此外，如图1所示，该中间层14的第一光栅表面14a被该第一层12填满且平坦化，而该中间层14的第二光栅表面14b则被该第二层16填满且平坦化。
根据本发明一个实施例，第一层12的折射率为了n1，中间层14的折射率为n2，第二层16的折射率为n3，且n1、n2、n3均介于1.4至1.7之间。此外，第一层12、中间层14、第二层16的材质可选自UV可固化的树脂或热可固化的树脂，例如压克力树脂、硅利康树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂或其组合。
根据本发明另一个实施例，n2大于n1并且n2大于n3。
根据本发明另一个实施例，n1与n3相同或相异。
根据本发明另一个实施例，n2与n1的差值不小于0.1且不大于0.3。
根据本发明另一个实施例，n2与n3的差值不小于0.1且不大于0.3。
第一光栅表面14a上的该第一光栅141及第二光栅表面14b上的该第二光栅142的尺寸大小可取决于不同显示器的设计来决定。请参照图2、图3及图4，如图3所示，其沿如图2所示的中间层14上的第一光栅表面14a的D2方向所绘示的剖视图。根据本发明的一个实施例，图3所绘示的每一个该第一光栅141，其宽度w1介于0.3μm至1.5μm之间，且优选的是介于0.4μm至0.6μm之间；其深度d1介于0.5μm至1.5μm之间，且优选的是介于0.7μm至1.3μm之间；两相邻该第一光栅141之间的间距g1则是介于0.3μm至1.5μm之间，且优选的是介于0.4μm至0.6μm之间。此外，第一光栅表面14a上的该第一光栅141可具有相同或相异的尺寸，且可依序、周期性或随机形成于中间层14的第一光栅表面14a上。
如图4所示，其沿如图2所示的中间层14上的第二光栅表面14b的D1方向所绘示的剖视图。根据本发明的一个实施例，图4所绘示的每一个该第二光栅142，其宽度w2介于0.3μm至1.5μm之间，且优选的是介于0.4μm至0.6μm之间；其深度d2介于0.5μm至1.5μm之间，且优选的是介于0.7μm至1.3μm之间；两相邻该第二光栅142之间的间距g2则是介于0.3μm至1.5μm之间，且优选的是介于0.4μm至0.6μm之间。此外，第二光栅表面14b上的该第二光栅142可具有相同或相异的尺寸，且可依序、周期性或随机形成于中间层14的第二光栅表面14b上。
中间层14的第一光栅表面14a及第二光栅表面14b可用来改善面板于水平视角以及垂直视角常见的画面泛白(color washout)现象和灰阶反转(gray-scale inversion)现象。此外，该第一光栅141以及该第二光栅142的尺寸，例如宽度、高度以及间距，可视不同显示器的需求而各自独立设定为相同或相异尺寸。根据本发明的一个实施例，第一光栅表面14a上的该第一光栅141与第二光栅表面14b上的该第二光栅142具有相同的宽度、高度以及间隔。根据本发明的另一个实施例，第一光栅表面14a上的该第一光栅141与第二光栅表面14b上的该第二光栅142具有相异的宽度、高度以及间隔。
面板(例如LCD)上的每一个画素所发出的光线，可分别穿越第一光栅表面14a及第二光栅表面14b，故面板(例如LCD)上的每一个画素所发出的光线可被重新被导向于想要的角度。此外，相较于由两片薄片状的习知绕射层所构成的光重导向膜，本发明所揭示的单一光重导向膜可省略用于习知绕射层所需的个别覆盖层，且可简化设计使用具有不同折射率的材料于不同层。此外，整合堆迭结构所形成的光重导向膜可降低光穿透显示器时所造成的干扰。
根据本发明的另一个实施例，该光重导向膜10还可粘着至少一种光学膜，例如偏光膜、硬涂布膜、低反射膜、抗反射膜、抗眩光膜及保护膜等，或者直接粘着于显示面板上。
根据本发明的另一个实施例，该光重导向膜10是粘着于偏光膜上，该偏光膜具有吸收轴(未绘示)，且该吸收轴平行于该第一光栅141所延伸的第一方向D1或该第二光栅142所延伸的第二方向D2。
请参照图5，其所绘示的是根据本发明的另一个优选实施例所揭示的光重导向膜的立体透视图。如图5所示，包含第保护层181、偏光层182及第二保护层183的偏光膜18借由其第一保护层181而粘着于光重导向层10的第二层16上。根据本发明的又一个实施例，偏光膜18也可借由第一保护层181而粘着于光重导向层10的第二层16上的粘着层(未绘示)上。
接着，请参照图6，其所绘示的是根据本发明的另一个优选实施例所揭示的光重导向膜的立体透视图。如图6所示，该光重导向膜10是被当作整合偏光膜19的保护膜，该整合偏光膜19包括第一保护层191及偏光层192，而该光重导向层10则是借由其第二层16被粘着于该整合偏光膜19的该偏光层192上，故该光重导向膜10可作为该整合偏光膜19的保护膜。
实施例1
本实施例1所揭示的光重导向膜10的中间层14包括第一光栅表面14a及第二光栅表面14b，且该第一光栅表面14a与该第二光栅表面14b位于相对面，且多个如表一所示具有不同尺寸大小的光栅1～11依序、周期性地分别形成于第一光栅表面14a及第二光栅表面14b，其中位在该第一光栅表面14a上的该第一光栅141及位在该第二光栅表面14b上的该第二光栅142的尺寸大小与形状均相同，惟第一光栅141是沿第一方向D1延伸，而第二光栅142则是沿第二方向D2延伸，且第一方向D1与第二方向D2相交的角度介于90°±10°之间。此外，光重导向层10中的第一层12的折射率为1.5，中间层14的折射率为1.6，第二层16的折射率为1.5。第一、第二光栅表面14a、14b上的光栅数目多寡可视需要加以调整，并将此光重导向膜10粘附至液晶显示器(型号:HERAN 504K-C1(296H01)，购于台湾)后，量测液晶显示器在不同水平及垂直视角下的伽马值(Gamma value)。
表一：光重导向膜的中间层上的光栅尺寸
实施例2
本实施例2所揭示的光重导向膜10的中间层14包括第一光栅表面14a及第二光栅表面14b，且该第一光栅表面14a与该第二光栅表面14b位于相对面，且多个如表一所示具有不同尺寸大小的光栅1～11依序、周期性地分别形成于第一光栅表面14a上，而多个如表二所示具有不同尺寸大小的光栅12～20则依序、周期性地分别形成于第二光栅表面14b上，其中位在该第一光栅表面14a上的该第一光栅141及位在该第二光栅表面14b上的该第二光栅142的尺寸大小与形状相异，且第一光栅141是沿第一方向D1延伸，而第二光栅142则是沿第二方向D2延伸，且第一方向D1与第二方向D2相交的角度介于90°±10°之间。此外，光重导向层10中的第一层12的折射率为1.5，中间层14的折射率为1.6，第二层16的折射率为1.5。第一、第二光栅表面14a、14b上的光栅数目多寡可视需要加以调整，并将此光重导向膜粘附至液晶显示器(型号:HERAN504K-C1(296H01)，购于台湾)后，量测液晶显示器在不同水平及垂直视角下的伽马值(Gamma value)。
表二：光重导向膜的中间层上的光栅尺寸
实施例3
本实施例3所揭示的光重导向膜10的中间层14包括第一光栅表面14a及第二光栅表面14b，且该第一光栅表面14a与该第二光栅表面14b位于相对面，且多个如表二所示具有不同尺寸大小的光栅12～20依序、周期性地分别形成于第一光栅表面14a及第二光栅表面14b，其中位在该第一光栅表面14a上的该第一光栅141及位在该第二光栅表面14b上的该第二光栅142的尺寸大小与形状均相同，惟第一光栅141是沿第一方向D1延伸，而第二光栅142则是沿第二方向D2延伸，且第一方向D1与第二方向D2相交的角度介于90°±10°之间。此外，光重导向层10中的第一层12的折射率为1.5，中间层14的折射率为1.6，第二层16的折射率为1.5。第一、第二光栅表面14a、14b上的光栅数目多寡可视需要加以调整，并将此光重导向膜10粘附至液晶显示器(型号:BenQ GW2270，购于台湾)后，量测液晶显示器在不同水平及垂直视角下的伽马值(Gamma value)。
比较例1
以液晶显示器(型号:HERAN 504K-C1(296H01)，购于台湾)作为比较例1，量测此液晶显示器在未粘附本发明的光重导向膜时在不同水平及垂直视角下的伽马值(Gammavalue)。
比较例2
以液晶显示器(型号:BenQ GW2270，购于台湾)作为比较例2，量测此液晶显示器在未粘附本发明的光重导向膜时在不同水平及垂直视角下的伽马值(Gamma value)。
伽马值(Gamma value)是一种反应显示器的对比及色彩饱和度的指标，较高的伽马值代表该显示器可提供优选的对比及色彩饱和度。
实施例1～3搭配根据本发明所揭示的光重导向膜的液晶显示器在不同水平视角下所量测到的伽马值(Gamma value)，及比较例1～2未搭配根据本发明所揭示的光重导向膜的液晶显示器在不同水平视角下所量测到的伽马值(Gamma value)，详细量测到的伽马值(Gamma value)如以下表三所示：
表三：在不同水平视角下所量测到的伽马值(Gamma value)
水平视角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
比较例1 2.24 2.03 1.71 1.44 1.23 1.07 0.94 0.87 0.87
比较例2 2.33 2.28 2.08 1.82 1.62 1.32 0.99 0.70 0.73
实施例1 1.81 1.74 1.60 1.43 1.27 1.13 1.02 0.96 0.99
实施例2 1.88 1.81 1.63 1.46 1.29 1.14 1.03 0.97 1.00
实施例3 2.24 2.18 2.05 1.82 1.61 1.37 1.09 1.00 1.14
实施例1～3搭配根据本发明所揭示的光重导向膜的液晶显示器在不同垂直视角下所量测到的伽马值(Gamma value)，及比较例1～2未搭配根据本发明所揭示的光重导向膜的液晶显示器在不同垂直视角下所量测到的伽马值(Gamma value)，详细量测到的伽马值(Gamma value)如以下表四所示：
表四：在不同垂直视角下所量测到的伽马值(Gamma value)
垂直视角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
比较例1 2.24 1.91 1.58 1.32 1.14 0.99 0.87 0.81 0.80
比较例2 2.00 1.81 1.52 1.25 0.96 0.70 0.48 0.34 0.25
实施例1 1.81 1.72 1.54 1.37 1.21 1.09 1.01 0.95 0.97
实施例2 1.88 1.77 1.57 1.38 1.23 1.12 1.03 0.96 0.96
实施例3 2.24 2.14 1.89 1.64 1.37 1.08 0.82 0.84 0.84
根据实施例1-3及比较例1-2的量测结果，相对于液晶显示器未使用本发明所揭示的光重导向膜的比较例1，实施例1、2的液晶显示器因采用根据本发明所揭示的光重导向膜，故可在水平视角40°至80°之间提升其对比及色彩饱和度，并且在垂直视角30°至80°之间提升其对比及色彩饱和度。相对于液晶显示器未使用本发明所揭示的光重导向膜的比较例2，实施例3的液晶显示器因采用根据本发明所揭示的光重导向膜，故可在水平视角50°至80°之间提升其对比及色彩饱和度，并且在垂直视角0°至80°之间提升其对比及色彩饱和度。显见本发明可确实提升液晶显示器的显示品质，并且适用于不同设计的显示器。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
符号说明
10光重导向膜 14b第二光栅表面
12第一层 141第一光栅
14中间层 142第二光栅
14a第一光栅表面 16第二层
18、19偏光膜 D2第二方向
181、191第一保护层 w1、w2宽度
182、192偏光层 d1、d2深度
183第二保护层 g1、g2间距
D1第一方向

Claims (11)

1.一种光重导向膜，包括：
第一层；
第二层；以及
中间层，夹于该第一层与该第二层之间，且该中间层包括具有多个沿第一方向延伸的第一光栅的第一光栅表面，以及具有多个沿第二方向延伸的第二光栅的第二光栅表面，且该第一方向与该第二方向相交的角度介于90°±10°之间；
其中，该中间层的该第一光栅表面被该第一层填满且平坦化，而该中间层的该第二光栅表面则被该第二层填满且平坦化。
2.如权利要求1所述的光重导向膜，该第一层的折射率为n1，该中间层的折射率为n2，该第二层的折射率为n3，其中n1、n2、n3均介于1.4至1.7之间。
3.如权利要求2所述的光重导向膜，其中n2大于n1并且n2大于n3。
4.如权利要求2所述的光重导向膜，其中n1与n3相同或相异。
5.如权利要求2所述的光重导向膜，其中n2与n1的差值不小于0.1且不大于0.3。
6.如权利要求2所述的光重导向膜，其中n2与n3的差值不小于0.1且不大于0.3。
7.如权利要求1所述的光重导向膜，其中每一个该第一光栅的宽度为w1，每一个该第二光栅的宽度为w2，且w1、w2各自独立介于0.3μm至1.5μm之间。
8.如权利要求1所述的光重导向膜，其中每一个该第一光栅的深度为d1，每一个该第二光栅的深度为d2，且d1、d2各自独立介于0.5μm至1.5μm之间。
9.如权利要求1所述的光重导向膜，其中两相邻的该第一光栅之间的间距为g1，两相邻该第二光栅之间的间距为g2，且g1、g2各自独立介于0.3μm至1.5μm之间。
10.如权利要求1所述的光重导向膜，其中每一个该第一光栅及每一个该第二光栅的宽度、深度、两相邻的每一个该第一光栅之间的间距以及两相邻的每一个该第二光栅之间的间距相同或相异。
11.如权利要求1所述的光重导向膜，还包括光学膜粘着于该光重导向膜上，其中该光学膜可选自由偏光膜、硬涂膜、高反射膜、抗反射膜、抗眩光膜及保护膜所构成群组的其中之一或其组合。
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