CN1746739A

CN1746739A - 高硬度光学膜及其用途

Info

Publication number: CN1746739A
Application number: CN 200410074564
Authority: CN
Inventors: 庄士亿; 吴督宜
Original assignee: Eternal Chemical Co Ltd
Current assignee: Changxing Material Industry Limited-Liability Co
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: CN100476534C

Abstract

本发明涉及一种光学膜，其包含一透明基板及至少一层涂布于该基板表面的涂层，该涂层包含聚合基质及分散于其中的纳米级无机微粒。本发明光学膜具有聚光结构。本发明另外提供一种增强液晶显示器面板亮度的方法。

Description

高硬度光学膜及其用途

技术领域

本发明涉及一种光学膜。本发明光学膜具有一聚光结构，可用于液晶显示器中作为背光源的聚光膜。

背景技术

近年来，液晶显示器(简称“LCD”)挟着轻、薄、短、小、热量与耗电低、以及几乎无辐射伤害的优点，已逐步取代传统阴极射线管(CRT)显示器。

一般而言，液晶显示器的主要结构包含面板与背光模块两大部分，面板部分包括例如氧化铟锡(ITO)导电玻璃、液晶、配向膜、彩色滤光片、偏光片、驱动集成电路等，背光模块部分则包含例如灯管、导光管及各种光学膜等。LCD的整体光学表现为受到背光模块部分所有元件的交互影响，其中，光学膜更在荧幕亮度、均匀度、对比与视角上扮演了重要的角色。

为使LCD能够呈现更好的观赏角度与色彩，目前业界已有众多尝试，例如，已知可通过增加灯管数目来提高LCD面板的亮度，然而，此不但容易导致过多热量蓄积于液晶显示器中，而影响到其它元件的寿命与质量，同时会导致电力消耗过大，而无法满足许多信息类用品必须依赖电池以离线使用的要求。

目前而言，在背光模块中利用各式各样的光学膜，提供一种能提高LCD面板亮度以使光源做最有效率的发挥、却不需更动任何元件设计或消耗额外能源的做法，已成为最经济与简便的解决方案。

增亮膜通常简称BEF(Brightness Enhancement Film)或指聚光膜，其可通过例如在厚度仅125μm的聚酯光学薄膜上，利用高能量紫外线(UV)将特殊压克力树脂硬化成微细棱镜结构而制得。增亮膜主要的功能在于通过折射与内部全反射将由导光管(lightguide)发出到四面八方的散乱光线收集，并集中到约±35度的正视角(on-axis)方向，以提高LCD的亮度。

目前对于聚光膜如何应用于背光模块中已有许多专利文献发表，例如，3M公司的美国专利第4,791,540号揭示以两片以上的聚光膜垂直交叠使用，进而组成的背光模块可以有效地增加亮度。另外，美国专利第5,828,488号提到利用扩散膜及聚光膜等元件所组成的背光模块，可以有效增加LCD面板的亮度。

常用的聚光膜已知具有棱镜峰，倘若棱镜峰的硬度不够，将会产生塌陷现象，造成LCD面板的外观有暗点发生，而且，此种棱镜峰往往非常脆弱，容易于组装或运送过程导致刮伤。因此，如何增加聚光膜的棱镜峰硬度，已成为业界积极研究的重要课题。

本发明即针对此课题提供一解决途径。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学膜，其包含一透明基板及至少一层涂布于该基板表面的涂层，该涂层包含聚合基质及分散于其中的纳米级无机微粒，该光学膜为具有聚光结构。

本发明另一目的为提供一种增强液晶显示器面板亮度的方法。

附图说明

图1代表本发明的光学膜。

具体实施方式

如图1所示，本发明光学膜包含一透明基板1及至少一层涂布于该基板表面的涂层2，该涂层包含聚合基质及分散于其中的纳米级无机微粒。本发明光学膜具有一聚光结构。

本发明光学膜所使用的基板，可为任何所属领域的技术人员所熟知，其例如为玻璃或塑胶。上述塑胶基板并无特殊限制，其例如但不限制于聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚烯烃树脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚酰亚胺树脂(polyimide resin)；聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)；聚氨基甲酸酯树脂(polyurethane resin)；三醋酸纤维素(TAC)或其混合物。

本发明光学膜所使用的塑胶基板优选为聚酯树脂、聚碳酸酯树脂或其混合物，更好为聚对苯二甲酸乙二酯。

本发明光学膜的涂层所包含的聚合基质可由任何所属领域的技术人员已知适用于光学膜制造中的聚合单体聚合而成，适当的聚合单体实例例如包括环氧二丙烯酸酯(epoxy diacrylate)、卤化环氧二丙烯酸酯(halogenated epoxy diacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、丙烯酰胺(acrylamide)、苯乙烯(styrene)、卤化苯乙烯(halogenated styrene)、丙烯酸(acrylic acid)、丙烯腈(acrylonitrile)、甲基丙烯腈(methacrylonitrile)、丙烯酸联苯基环氧乙酯(biphenylepoxyethylacrylate)、卤化丙烯酸联苯基环氧乙酯(halogenated biphenylepoxyethyl acrylate)、烷氧化环氧二丙烯酸酯(alkoxylated epoxy diacrylate)、卤化烷氧化环氧二丙烯酸酯(halogenated alkoxylated epoxy diacrylate)、脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯(aliphatic urethane diacrylate)、脂肪族氨基甲酸酯六丙烯酸酯(aliphatic urethanehexaacrylate)、芳香族氨基甲酸酯六丙烯酸酯(aromatic urethane hexaacrylate)、双酚A环氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate)、酚醛清漆环氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)、聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate)、丙烯酸酯封端的氨基甲酸酯寡聚物(acrylate-cappedurethane oligomer)、或其混合物。优选的聚合单体为卤化环氧二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯、脂肪族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、及芳香族氨基甲酸酯六丙烯酸酯。

可用于本发明中的无机微粒种类并无特殊限制，其例如但不限于二氧化钛(TiO₂)、二氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)、硫酸钡(BaSO₄)、碳酸钙(CaCO₃)、氧化锆(ZrO₂)或其混合物。该无机微粒优选为二氧化硅。该无机微粒具有纳米级(nanoscale)的粒径大小，一般而言，是指粒径介于1到100纳米之间。本发明所使用的无机微粒优选为具有从10到60纳米的粒径大小。

本发明光学膜所使用的涂层具有1.4到2.5的折射率，优选为从1.4到2.0。

对本发明光学膜而言，该聚合物基质及纳米级无机微粒的组成比例并不重要，其可根据所要的最终目的而决定。

本发明光学膜的涂层可视需要地包含任何所属领域的技术人员已知的添加物如流平剂(leveling agent)、消泡剂(defoamer)、抗静电剂(antistatic agent)等。

本发明光学膜的涂层一般具有从5μm到100μm的厚度，优选为从10μm到40μm。

本发明光学膜可根据所属领域的技术人员所已知的任何方式制造，例如，可经由包含以下步骤的方法制造：

(a)将聚合物基质、光起始剂及纳米级无机微粒混合，以形成一胶态涂料组合物；

(b)将该胶态涂料组合物涂布于一透明基板上，以形成一涂层，

(c)然后利用滚轮压花或热挤压方式使该涂层形成一聚光结构；及

(d)于常温下，对该涂层照射能量射线或加热或两者并用以使该涂层固化。

上述步骤(d)的涂层固化步骤优选为通过照射能量射线产生光聚合反应而进行，该能量射线是指一定范围波长的光源，例如其可为紫外光、红外光、可见光或热射线(放射或辐射)等，优选为紫外光。照射强度可为从1到300毫焦耳/平方厘米(mJ/cm²)，优选为从10到100mJ/cm²。

若需要，可重复进行上述各步骤以于该透明基板上形成复数个涂层。

本发明光学膜为一聚光结构，可用于液晶显示器中作为背光源的聚光膜。此膜中纳米级无机微粒的存在有效地提高棱镜峰的硬度，可避免聚光结构塌陷现象，因而提升液晶显示器面板的亮度。

因此，本发明另外提供一种增强液晶显示器面板亮度的方法，其包括将前述光学膜使用于液晶显示器中作为背光源的聚光膜，以增强液晶显示器面板的亮度。

以下实施例为用于对本发明作进一步说明，只是非用以限制本发明的范围。任何所属领域的技术人员可轻易达成的修正及改变均包括于本案说明书揭示内容及所附权利要求之内。

实例

根据以下描述的方式制造本发明的光学膜，各实施例的配方组成如以下表1所述。

表1

将上述重量比例的EM210^(2-苯氧基乙基丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)和624-100^(环氧丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)混合，然后加入光起始剂(二苯甲酮(benzophenone)，Chivacure^BP，双键化工提供)一起搅拌，此时转速为1000rpm。接着再加入SiO₂(601A-35^，由Eternal公司所贩售)，以形成一胶态涂料组合物。

将上述的胶态涂料组合物涂布于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基板上(U34^，由TORAY公司所贩售)，干燥后，得到厚度为25μm的光学膜。

将所得光学膜进行折射率试验(依照由INDEX INSTRUMENTS所提供的AUTOMATICREFRACTOMETER GPR11-37测试方法)和硬度试验(依照KNIG所提供的DIN53157测试方法)，所得结果如下列表2所示。

表2

	折射率(25℃)	硬度
	折射率(25℃)	硬度	A	1.539	130
B	1.538	132	A	1.539	130
B	1.538	132	C	1.538	140
D	1.536	148	C	1.538	140
D	1.536	148	E	1.535	148
F	1.535	150	E	1.535	148

由表2的结果可知，在该基板表面所涂布的涂层，于添加了纳米级无机微粒之后，折射率几乎不变，然而，硬度却明显地提高了，因此可避免聚光结构的塌陷现象，故可增强液晶显示器面板的亮度。

Claims

1.一种光学膜，其包含一透明基板及至少一层涂布于该基板表面的涂层，其中该涂层包含聚合基质及纳米级无机微粒，且该光学膜具有一聚光结构。

2.根据权利要求1所述的光学膜，其中该基板为塑胶或玻璃。

3.根据权利要求2所述的光学膜，其中该塑胶为选自聚酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚烯类树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、三醋酸纤维素，及其混合物所组成的群组。

4.根据权利要求3所述的光学膜，其中该塑胶为聚对苯二甲酸乙二酯。

5.根据权利要求1所述的光学膜，其中该纳米级无机微粒为选自二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、硫酸钡、碳酸钙、氧化锆及其混合物所组成的群组。

6.根据权利要求1所述的光学膜，其中该聚合基质为由选自环氧二丙烯酸酯、卤化环氧二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酰胺、苯乙烯、卤化苯乙烯、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸联苯基环氧乙酯、卤化丙烯酸联苯基环氧乙酯、脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯、烷氧基化环氧二丙烯酸酯、卤化烷氧基化环氧二丙烯酸酯、脂肪族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、芳香族氨基甲酸酯六丙烯酸酯、双酚A环氧二丙烯酸酯、酚醛清漆环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚酯二丙烯酸酯、丙烯酸酯封端的氨基甲酸酯寡聚物及其混合物所组成的群组的聚合单体聚合而得。

7.根据权利要求1所述的光学膜，其中该涂层具有1.4到2.5的折射率。

8.根据权利要求7所述的光学膜，其中该涂层具有1.4到2.0的折射率。

9.根据权利要求1所述的光学膜，其中该涂层具有从5μm到100μm的厚度。

10.根据权利要求9所述的光学膜，其中该涂层具有从10μm到40μm的厚度。

11.根据权利要求1所述的光学膜，其中该无机微粒的粒径为1～100纳米。

12.根据权利要求11所述的光学膜，其中该无机微粒的粒径为10～60纳米。

13.根据权利要求1所述的光学膜，其为作为背光源的聚光膜。

14.一种增强液晶显示器面板亮度的方法，其包括将根据权利要求1所述的光学膜使用于液晶显示器中作为背光源的聚光膜。