CN201242639Y

CN201242639Y - 适用于液晶显示器的复合光学膜

Info

Publication number: CN201242639Y
Application number: CNU2008201262228U
Authority: CN
Inventors: 林宗奇; 郑永彬
Original assignee: SHENCHANG PHOTOELECTRIC MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SHENCHANG PHOTOELECTRIC MATERIAL CO Ltd; Glory Sun Opto Electronic Corp
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-07-10

Abstract

本实用新型公开了一种适用于液晶显示器的复合光学膜，包括依序堆叠的一基材层、一扩散层，与一聚光层；其特征在于：该扩散层包括一含多数个粒子且邻靠于该基材层的粒子群与一固定粒子群的扩散层树脂，该扩散层的顶面顺势于该粒子群外围而形成，且该扩散层具有多数个别包覆至少一粒子的凸起部；该聚光层包括一聚光层树脂且形成有一出光面与一使光线聚集射出的微结构单元，其包括多数个主微结构，与多数个别包覆至少一凸起部并顺势凸伸出两相邻主微结构之间及/或凸伸出所包绕的一主微结构的次微结构。本实用新型借其扩散层与次微结构而具有较佳的雾度一致性与辉度表现，并避免了彩虹纹的呈现。

Description

适用于液晶显示器的复合光学膜

技术领域

本实用新型涉及一种光学膜，特别是涉及一种其型态为复合式且适用于安装在液晶显示器(liquid crystal display，LCD)中的复合光学膜。

背景技术

为让LCD的屏幕均匀地发散出高亮度的光线，本领域开发出多种不同型态的光学膜；而将扩散膜、聚光膜的功用与结构结合为一，以节省基材用量的复合光学膜【composite optical film，或称为「多功能膜片」(multi-functional film)】，更是一较新的研发趋势。同样地，高辉度与高雾度也是本领域对于复合光学膜的功效要求。

复合光学膜依其结构型态大致上可区分为两种不同的类别，其中的一种态样是例如日本专利特开平9-304607、中国台湾M306662、中国台湾M327035，与USP2007/0121227 A1案所揭示，此类的复合光学膜包括有两层体：一基材层，与一设置在该基材层上的扩散聚光层。其中，该扩散聚光层是包含有树脂与受该树脂固定并用以扩散光线的多数个粒子；另，该扩散聚光层的出光面是呈规则或不规则的连续凹凸状，于是光线借此被聚集。简单地说，复合光学膜因该等粒子的存在与其出光面的几何构形，而使得其可同步呈现光的扩散与聚集效果。

然而所述粒子是随机而广泛地分散在该扩散聚光层中的各处，而特别是当该扩散聚光层的出光面与该基材层间的距离显然大于该等粒子的粒径时，各复合光学膜即便是在相同的制程条件下所获得，也会因为各光学膜的粒子群所造成的光散射效果不一，而有不同的雾度表现，如此将严重影响到下游所制出的产品良率，因而此类的复合光学膜并不适合量产制造。

另有一类的复合光学膜，其扩散层与聚光层则是个别设置，而非属同一层体，如中国台湾200815789案所揭示，其复合光学膜1的结构如图1所示，并载明粒子折射率范围为1.65～2.5，且粒子折射率大于聚光层折射率。

该等粒子111是散乱地分布于该扩散层11中，进入该扩散层11的光线除了会因射击到该等粒子111而被反射并扩散以外，另一方面顺利进入该等粒子111中的光线会于穿射出该等粒子111时借由其圆弧状的表面以及该等粒子111与聚光层12间的折射率差异，而被聚光，因而使得该扩散层11同时具有扩散及聚光效果(参见该案说明书第7页第二、三段)；另其聚光层12则利用其等微结构121的表面几何构形而使进入其内的光线得以被再次聚光。于是，该复合光学膜1基于其扩散层11与聚光层12的设置而除了具有基本的扩散效果以外，也被认为应具有较佳的聚光效果。

然本案申请人认为，若所有的光线在经第一次聚光之后，皆还需再行经该等微结构121才能穿出该聚光层12的出光面122，显然所有光线是行经相对较长的路径，其等能量势必也已在行进过程中被逐步耗损。

另，各式复合光学膜在光线穿经时，其表面常会有彩虹纹，因而降低了LCD使用者的视觉满意度；据了解，此彩虹纹现象是因为聚光层的该等微结构规则化的几何构形与排列方式所致。

基于以上所述的缺点，市场上更需要的是一种辉度表现佳且不会呈现出彩虹纹，且各膜片的雾度表现较为一致而便于量产的复合光学膜。

实用新型内容

本实用新型的目的是在提供一种可符合上述市场需求、便于量产，且适用于LCD的复合光学膜。本实用新型适用于LCD的复合光学膜，包括：依序堆叠的一基材层、一扩散层，以及一聚光层；其特征在于：

该扩散层包括有一包括多数个粒子且邻靠于该基材层的粒子群，与一固定该粒子群的扩散层树脂，该扩散层远离该基材层的一顶面是顺势于该粒子群的外围，该扩散层并具有多数个别包覆至少一粒子的凸起部；该聚光层则包括有一聚光层树脂且具有一出光面与一其几何构形是使光线聚集地射出的微结构单元，该微结构单元则具有多数个主微结构，与多数个别包覆至少一凸起部并顺势凸伸出两相邻主微结构之间，及/或凸伸出所包绕的一主微结构的次微结构。

本实用新型的有益效果在于：借由所述次微结构的存在，可使部分光线经由其中粒子的一次聚光后即直接射出，避免光线因过长的行进路径而损耗能量，再者该聚光层的规则性也因所述次微结构而被微微地破坏，因而避免了彩虹纹的呈现。

附图说明

图1是一剖视图，说明中国台湾200815789所揭示的复合光学膜的态样；

图2是一剖视图，说明本实用新型复合光学膜第一较佳实施例中各构件的对应关系；

图3是一立体示意图，说明本实用新型第一较佳实施例中各构件间的位置对应关系；

图4是一剖视图，说明光线穿经本实用新型复合光学膜时的两种行经路线；

图5～7是一剖视图，分别说明本实用新型复合光学膜第二、三、四较佳实施例中主微结构的几何型态变化；

图8是一剖视图，说明本实用新型第五较佳实施例的间隔层结构与其它各构件的位置对应关系。

具体实施方式

欲制备本实用新型适用于LCD的复合光学膜中的扩散层、聚光层，与间隔层，在制备时所采用的树脂可选择待聚合的单体，或经聚合的高分子物质。另，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明：

参阅图4、5，本实用新型适用于LCD的复合光学膜的第一较佳实施例2包括一基材层3、一扩散层4，以及一聚光层5。

该扩散层4堆叠于该基材层3上，并包括有一包含多数个粒子411、411’且邻靠于该基材层3的粒子群41，与一固定该粒子群41的扩散层树脂412，该扩散层4远离该基材层3的一顶面42是顺势于该粒子群41的外围而形成，该扩散层4并具有多数个别包覆至少一粒子411、411’的凸起部43。

该聚光层5是堆叠于该扩散层4上，该聚光层5包括有一聚光层树脂51且形成有一出光面52与一其几何构形可使光线聚集地射出的微结构单元53，该微结构单元53则具有多数个主微结构531，与多数个别包覆至少一凸起部43并顺势凸伸出两相邻主微结构531之间的次微结构532，及/或凸伸出所包绕的一主微结构531的次微结构532’。在第一较佳实施例中，该等主微结构531是呈棱镜形且两两邻接而绵延地排列。

参见图4，进入该等粒子411的光线6有较高机会是经该主微结构531的第二次聚光而穿出该出光面52，进入该等粒子411’的光线6’则有较高机会是仅借由该粒子411’的一次聚光后即直接穿出该出光面52。

该聚光层5的主微结构531的形状在本领域中已有许多变化，也可呈规则或不规则性地绵延排列，只要具有聚光效果即可，本领域人士可随其需求而决定该等主微结构531的形状，诸如圆锥形、金字塔形等等(可参考中国台湾200815789的图5、6所列示)、似波浪地弯曲延伸的棱镜形(可参考中国台湾I274896图5、7～9所列示)。

例如本实用新型复合光学膜的第二、三、四等较佳实施例，其等结构皆类似于第一较佳实施例，差异处即在于该聚光层5的几何构形：参见图5，第二较佳实施例的主微结构531包括有两种相异且交替地规则排列的副微结构533、533’；参见图6，第三较佳实施例的主微结构531的顶部纵剖面是大致呈圆弧状(所以其顶部本身是大致呈球弧状或半圆弧柱状)；参见图7，第四较佳实施例的主微结构531的顶部纵剖面是呈平坦状(所以其顶部本身是呈截头状)。

参见图8，本实用新型复合光学膜第五较佳实施例的结构型态与该第一较佳实施例类似，不同处是在于其还包括有一反向于该扩散层4地设置于该基材层3上的间隔层7，其含有多数个粒子71与固定该等粒子71的树脂72，并借由该等粒子71形成出空隙73。

该间隔层7在本领域中被普遍地施用，以使得所属的复合光学膜和与其相叠的膜片之间因存有空隙73而不相互黏着，而一般于本领域中所施行的间隔层皆适用于本实用新型。另一方面，该间隔层7的构成元件与设置方式雷同于该扩散层4，因此也可被视为是另一扩散层，该间隔层7的设置也更增进了所属复合光学膜的雾度表现。

本实用新型相关条件的细部建议如下所述。参见图5～7，两相邻主微结构531或531’的平均水平距离534、各主微结构531或531’的宽度535、各主微结构531或531’的平均高度(其等顶部与扩散层4顶面的垂直距离的平均值)536，在本案中也无特别限制，然平均水平距离534与宽度535较大时、平均高度536较小时，则较有利于该等次微结构532、532’的形成。基本上建议较佳地平均水平距离534是介于10μm～300μm之间、平均高度536是介于10μm～100μm之间、宽度535是介于8μm～200μm之间；更佳地平均水平距离534是介于20μm～250μm之间、平均高度536是介于15μm～60μm之间、宽度535是介于25μm～150μm之间；又更佳地平均水平距离534是介于40μm～120μm之间、平均高度536是介于15μm～40μm之间、宽度535是介于25μm～90μm之间。

而在该扩散层4的平均厚度方面，较佳地是介于1μm～40μm之间；更佳地是介于10μm～30μm之间；又更佳地是介于20μm～30μm之间。

建议该粒子群41应皆具有大、小尺寸的粒子411、411’；尺寸较小的粒子有助于使光线均匀地扩散，尺寸较大者则有助于使光线进入其中继而被聚集，又考量使该等凸起部43能顺利形成，较佳地，该等粒子411、411’的粒径是分布于0.1μm～100μm之间。另较佳地其平均粒径是介于5μm～40μm之间，更佳地是分布于5μm～30μm之间，又更佳地是介于10μm～30μm之间。

而为提升聚光效果，基本上建议使用偏向球形、椭球形等形状的粒子；进一步地，扩散层树脂的折射率近似于粒子的折射率，且以同粒子之折射率为佳，以利射入粒子的光线继续进入扩散层。另建议该等粒子411、411’的折射率是介于1.2～1.6之间；较佳地是介于1.3～1.6之间；更佳地是介于1.4～1.6之间。另建议该等粒子411、411’与该聚光层折射率差值是在0.5以内，较佳地两者折射率差值是在0.4以内，更佳地是在0.2以内。

综上所述，本实用新型复合光学膜具有如下所述的优点：

1.粒子群是邻靠于该基材层，因此各复合光学膜的雾度可表现得较为一致，利于量产；

2.经过该等次微结构而通过该出光面的光线，皆未行经多余路径，降低能量的耗损，提升辉度；

3.该等次微结构稍稍地破坏了该聚光层的规则性，从而避免了彩虹纹的形成。

因此，本实用新型复合光学膜解决了业界的相关困扰，并达成本实用新型的目的。

Claims

1.一种适用于液晶显示器的复合光学膜，包括：依序堆叠的一基材层、一扩散层，以及一聚光层；其特征在于：

2.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：所述主微结构的平均高度是介于10μm～100μm之间。

3.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：所述主微结构的平均宽度是介于8μm～200μm之间。

4.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：相邻的两主微结构间的平均距离是介于10μm～300μm之间。

5.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：该扩散层的平均厚度是介于1μm～40μm之间。

6.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：所述粒子的粒径是分布于0.1μm～100μm之间。

7.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：所述粒子的平均粒径是介于5μm～40μm之间。

8.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：所述粒子的折射率是介于1.2～1.6之间。

9.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：该聚光层的折射率是大于所述粒子的折射率，且两者的差值则是在0.5以内。

10.如权利要求1所述的适用于液晶显示器的复合光学膜，其特征在于：还包括有一反向于该扩散层地设置于该基材层上的间隔层。