TW200811528A - Optical article including a beaded layer - Google Patents

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200811528 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示案係針對包含偏振元件及珠粒層之光學物件。 【先前技術】 諸如液晶顯示器（LCD)裝置之顯示器裝置用於多種應用 中包3 (例如）電視、手持裝置、數位靜態相機、視訊攝影 機及電腦監視器。LCD面板不同於傳統陰極射線管（CRT)， 不可自行肊明，且因此有時需要背光總成或，，背光”。背光 豸常將光自-或多個源(例如，冷陰極螢光管(CCFT)或發光

一大體平坦輸出。接著將該大體平坦 LCD之效能通常係藉由其亮度來判斷

。可藉由使用大量 增強LCD之亮度。在大面積顯示器 秦照亮式LCD背光來保持亮度，此係 間隨周長線性地增長，而照明面積則 。因此，LCD電視通常使用直接照亮 加生產成本及重量， 低。 緣照亮式LCD背光。額外之光源及/或 車父多能量，其與向顯示器裝置減少功 對於攜帶型裝置而言，此會與減少 方面’向顯示器裝置添加光源會增 且有時會導致顯示器裝置之可靠性降

122285.doc 由有效地利用在LCD裝置内可用之光 象導弓丨在顯示器裝置内更多的可用光） 200811528 來3強舉例而吕，購自3M Company之Vikuiti™增亮膜 (BEF)具有稜鏡表面結構，可對射離背光而在觀察範圍外的 某些光進行重新導引使其大體上沿觀察軸線。經由在卿 與背光之反射組件(諸如其後反射器)之間的某些光的多重 反射可將至^某些剩餘光予以再循環。此導致大體上沿 觀察軸線之光學增兴，g +憎d τ 予曰皿且亦導致LCD照明之改良的空間均 一性。因此，卿係有利的，❹，因為其增強了亮度且 改良了空間均-性。對於電池供電之攜帶型裝置而言，此 :轉化為更長之操作時間或更小之電池尺寸，及提供更佳 觀看體驗之顯示器。 可用乂曰加顯不器之売度之另一類型的光學元件為反射 偏振器。對於一給定波長範圍，反射偏振器通常反射具有 Γ偏振之光且大體上使不同偏振之光通過。當反射偏振器 連同背光用於液晶顯示器中以增強顯示器之亮度時，可將 反射偏振為置放於背光與液晶顯示器面板之間。此配置允 許t有-偏振之光穿過至顯示面板且具有另一偏振之光經 由背光再循環或反射離開定位於背光之後的反射表面，從 而給予光去偏振且穿過反射偏振器之機會。 田偏振②之一實例包含具有不㈤組合物之聚合物層的堆 疊’諸如講自3Mcompany之vikuitiTM雙重增亮膜⑴卿）。 此層之堆疊的一組態包含第一組雙折射層及第二組具有各 向同性折射率之層。第二組層與雙折射層交替以形成—系 列用於反射光之界面。另一類型之反射偏振器包含連續/分 散相反射偏振器，其具有分散於連續第二材料内之第一材 122285.doc 200811528 料j連鉍第二材料具有用於光之偏振的折射率，該折射 :與第一材料之對應折射率不同，該連續/分散相反射偏振 為諸如購自3M Company之VikuitiTM漫反射偏振器薄膜 ( )/、他頒型之反射偏振器包含其他線性反射偏振器 (諸如線柵偏振器）及圓形反射偏振器（諸如膽固醇型液 振器）。 _ 【發明内容】 在一實施例中，本揭示案係針對一種光學物件，其具有： 一基板，該基板包含一優先反射具有第一偏振狀態之光且 優先透射具有第二偏振狀態之光的反射偏振元件；及一安 置於該基板上之珠粒層。該珠粒層包含透明黏合劑及分散 於該透明黏合劑中之複數個透明珠粒。在該例示性實施例 中，珠粒係以每約100重量份之黏合劑約1〇〇重量份至約21〇 重量份之量而存在，且在一線性吋内平均黏合劑厚度係在 珠粒之中值半徑之約6〇%内。具有珠粒層之光學物件的法 線角增显與不具有珠粒層之相同光學物件之法線角增益相 比係增加的。 在另一實施例中，本揭示案係針對一種光學物件，其具 有：一基板，該基板包含一優先反射具有第一偏振狀態之 光且優先透射具有第二偏振狀態之光的反射偏振元件；及 女置於該基板上之珠粒層。該珠粒層包含透明黏合劑及 分散於該透明黏合劑中之複數個透明珠粒。在該例示性實 施例中，珠粒係以每約100重量份之黏合劑約1〇〇重量份至 、勺2 1 〇重里份之量而存在且珠粒層之乾重為約5 g/m2至約5 〇 122285.doc 200811528 g/m。具有珠粒層之光學物件的法線角增益與不具有珠粒 層之相同光學物件之增益相比係增加的。 在又一貫施例中，本揭示案係針對一種光學物件，其包 3 · —基板，該基板包含一優先反射具有第一偏振狀態之 光且優先透射具有第二偏振狀態之光的反射偏振元件；及 女置於忒基板上之珠粒層。該珠粒層包含透明黏合劑及 分散於該透明黏合劑中之複數個透明珠粒。在該例示性實

/. \ 1,/ 訑例中，珠粒係以塗層之約45體積％至約7〇體積％之體積量 、存在且在線性吋内平均黏合劑厚度係在珠粒之中值 半咎之、、、勺60 /〇内。具有珠粒層之光學物件的法線角增益與 不具有珠粒層之相同光學物件之增益相比係增加的。 根據以下實例方式以及附圖，本發明之光學薄膜及光學 裝置的此等態樣及其他態樣將對一般熟習此項技術者變得 更顯而易見。 【實施方式】 本發明被認為可應用於光學物件(在一些例示性實施例 中其可為光學薄膜）、含有光學物件之裝置及製造及使用光 學物件之方法。本發明亦針對具有至少一個珠粒層及一反 射偏振元件之光學物件、含有光學物件之裝置（諸如顯示琴） 及製造及使用光學物件之方法。儘管未如此限制本發明， 但=由下文所提供之對該等實例的論述將得到對本發明之 各恶樣的瞭解。 122285.doc 200811528 丨貝轭例’且並不意欲限制本揭示案之範疇。儘管說 明了各種元件之構造、尺寸及材料之實例，但熟習此項技 術者應認識到多個所提供之實例均具有可利用之適合替 非另外指出，否則在本說明書及中請專利範圍中所用 之表示特徵尺寸、量及物理性f之所有數目應理解為在所 ^情況下均由術語'’約"修飾。因此，除非相反說明，否則 «說明書及所附中請專利範圍中所述之數值參數應為近 ，值’其可隨熟習此項技術者利用本文所揭示之教示所探 尋獲得的所需特性而變化。 以端點列舉之數值範圍包含該範圍所歸入的所有數字 (例如，1至5句冬1、1 ς 〇 0 ， 主 k 3 1 1.5、2、2.75、3、3.80、4及 5)及該範 圍内之任何範圍。 除非本文另外明確指出，否則如本說明書及隨附之申請 專利範圍所使用，單㈣式，，一，，及”該”涵蓋具有複數個所指 對象之實施例。舉例而言，對”一薄膜，，之提及涵蓋具有一 個、兩個或兩個以上薄膜的實施例。除非本文另外明確指 出’否則如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語 Π或”一般係以其包含”及/或”之意義使用。 如結合本發明所使用，”增益，，指（a)在特定視角下（相對於 法線軸線）在所要波長範圍内之背光或顯示器的亮度與（b) 在特定視角下（相對於法線軸線）在所要波長範圍内，單獨情 兄下（亦即無光學物件）相同背光或顯示器的亮度的比率 (a:b) 〇 122285.doc 200811528 π法線角增益”指在垂直於顯示器之視角下或在相對於光 學物件之主要平面或表面成90度的情況下的亮度增益。 對比率’’可定義為如下。對於給定視向，對比率被定義 為犯夠頌示於螢幕上之最亮白色與最暗黑色之光強度的比 率。通常，在單獨場合下，使顯示器驅動至最亮白色與最 暗黑色’對螢幕上之特定位置量測對比率。

—圖1不意性地說明光學物件1〇〇，其包含一包含反射偏振 一 土板102及含有分散於黏合劑108中之珠粒106的至 ν個珠粒層104。基板可為可撓性薄膜或剛性板。珠粒層 17⑴士）直接安置於反射偏振元件之主要表面上或包含於 :板中之額外層上。每一珠粒層可(例如)塗佈於反射偏振元 與反射偏振元件开)成在-起(例如，共擠壓)，或(例 如）使用適合黏著劑安置於附著至反射偏振元件之額外声 已：現在由反射偏振元件偏振之光之光徑中的黏合齊" 拉可提供_些有利的光學或機械性質。 含（例如）增益改良、對卜痄拎白、曰 寻技貝己 ring)減少或、、^ 、/ 濕透及牛頓環（_〇11| s 4矛、、茂射及顏色隱藏或均勻化。 劑較佳且古珠粒及黏合 „低雙折射率且該珠粒層為偏振保持層。 L吊，在珠粒層中含有之珠粒為大 之固體物件。I 上透明且較佳透明 仵其可由一般熟習此項技術者 4透明材料製成，諸如有機(例 ：之任何適 料。一些例示性材料包含D)材料或無機材 匕3(但不限於)無機材科，諸如二氧化 122285.doc 200811528 s,(^]W’St.Paul5MNi3MCompany^ZeeospheresTM)、#g 石夕酸鈉、氧化Is、玻璃、滑石、氧化銘與二氧化石夕之合金； 及冰合材料’諸如液晶聚合物（例如，來自幻11§5口01'1：，丁61111· 之 Eastman Chemical Products，Inc.之 晶聚合 物）、非晶系聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物、交聯之聚苯 乙稀粒子或聚苯乙烯共聚物、聚二曱基矽氧烷、交聯之聚 二曱基石夕氧烷、聚曱基矽倍半氧烷及聚曱基丙烯酸甲酯 (PMMA)，較佳為交聯之PMMA，或此等材料之任何適合組 合。其他適合材料包含大體上不可混溶且在含有粒子之層 的處理期間在層之材料中不產生有害反應（降解），且在處理 溫度下不熱降解，且大體上不吸收所關注波長或波長範圍 中之光的無機氧化物及聚合物。 珠粒之平均直徑一般在例如5 μm至5〇 ^爪之範圍内。該等 粒子之平均直徑通常在12 μm至30 μηι之範圍内’或在一些 實施例中在I2 μηι至25 μπι之範圍内。在至少一些情況下， 因為較小珠粒允許每單位體積之塗層添加較多珠粒，從而 通常提供較粗糙或較均勻之粗糙表面或較多光漫射中心， 所以較小珠粒較佳◊在一些實施例中，珠粒尺寸分布可為 仏50%’且在其他實施例中’其可為+/_4〇%。其他實施例 可包含小於40%之珠粒尺寸分布，包含單分散分布。 ，儘管可使用具有任何形狀之珠粒，但在尤其對於使顏色 隱藏及增益最大化之某些情況下，大體之球形珠粒較佳。 對於表面漫射而f，與纟他形狀相，球％粒子每_粒子 給出大量表面起伏，此係由於非球形粒子傾向於在薄膜平 122285.doc -12- 200811528 面内對齊以使得該等粒子之最短主轴線位於該薄膜之厚度 方向上。 通常，珠粒層之黏合劑亦大體上透明且較佳透明。在多 數例示性實施例中，該黏合劑材料為聚合材料。視所欲用 途而定，黏合劑可為電離輻射固化（例如uv固化）聚合材 料、熱塑聚合材料或黏著材料。一例示性uv固化黏合劑可 包含丙烯酸胺基甲酸酯募聚物，例如可購自c〇gnis Company之 Photomer™ 6010 〇 包含於電離輻射固化黏合劑中之光聚合預聚物併入其具 有藉由電離輻射得以自由基聚合或陽離子聚合之官能基的 結構中。自由基聚合預聚物較佳，此係因為其硬化速度高 且能夠自由地設計樹脂。可用的光聚合預聚物包含具有諸 如丙烯酸胺基甲酸酯、環氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸醋、 酉旨丙婦酸醋及其類似物之丙稀酿基的丙烯酸預聚物。 可用的光聚合單體包含：單一官能丙烯酸單體，諸如丙 烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙基酯、丙烯酸2-羥基丙g旨、 丙烯酸丁氧基丙酯及其類似物；兩個官能丙烯酸單體，諸 如1，6-己二醇丙晞酸酯、新戊二醇二丙稀酸酯、二乙二醇二 丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、羥基特戊酸酯新戊二醇 丙烯酸酯及其類似物；及多官能丙烯酸單體，諸如二異戍 四S手六丙稀酸脂二甲基丙烧三丙稀酸脂、異戊四醇三丙稀 酸脂及其類似物。可個別或組合兩個或兩個以上使用此等 單體。 作為光聚合引發劑，可使用誘發分裂之自由基聚合引發 122285.doc -13 - 200811528 劑、抽出氫之自由基聚合引發劑或產生離子之陽離子聚合 引發劑。引發劑選自適用於預聚物及單體之上述一者中。 可用自由基光聚合引發劑包含安息香醚系、縮酮系、苯乙 酮系噻噸酮系及其類似物。可用陽離子類型之光聚合引 =劑包含重氮鹽、：芳基錤鹽、三芳錢鹽 '三芳基氧雜 苯备鹽、苯吡錠硫氰酸鹽、二烷基苯甲醯甲基銃鹽、二烷 基經基苯基鱗鹽及其類似物。可單獨或作為其混合物使用 此等自由基類型之光聚合引發劑及陽離子類型之光聚合引 發劑。光聚合引發劑為紫外（uv)輻射固化樹脂所需，但對 於南肖b電子束輪射固化樹脂而言可省去。 除光聚合預聚物、光聚合單體及光聚合引發劑之外，電 離輻射固化樹脂必要時可包含增強劑、顏料、填充劑、非 反應性樹脂、調平劑及其類似物。 較佳以珠粒層之黏合劑樹脂之不小於25重量％，更佳不 小於50重量％且最佳不小於75重量％之量包含電離輻射固 化樹脂。 作為珠粒層之黏合劑，除電離輻射固化樹脂之外還可包 含：熱固性樹脂，諸如由丙烯酸多元醇及異氰酸酯預聚物 組成之熱固性胺基甲酸酯樹脂、酚樹脂、環氧樹脂、不飽 和聚自旨樹脂或其類似物；及熱塑樹脂，諸如聚碳酸醋、熱 塑性丙烯酸系樹脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚物樹脂或其類似 物。然而，熱固性樹脂及熱塑樹脂的含量較佳在基於珠粒 層之黏合劑總體積之7 5重量％内，以使得其不妨礙電離輻 射固化樹脂中之表面起伏產生。 122285.doc -14- 200811528 在-些實施例中，黏合劑在固化時為可挽性的，以使得 本揭示案之光學物件為可捲起之可撓性薄膜。 于 珠粒層中之珠粒的量通常視以下因素而定，例如光學薄 膜之所要性質、用於黏合劑層之聚合物之類型及組合：： 珠粒之類型及組合物，及珠粒與黏合劑之間的折射率差。 可以（例如）至少100至210重量份的量（相對於1〇〇重量份之 黏合劑）將珠粒提供於珠粒層中。在本揭示案之一些例示性 實施例中，可（例如）以至少12〇重量份（相對於1〇〇重量份之 黏合劑）’至少155重量份（相對於1〇〇重量份之黏合劑），至 少170重量份（相對於100重量份之黏合劑），或至少18〇重量 份（相對於100重量份之黏合劑）的量將珠粒提供於珠粒層 中。較小量對薄膜性質可能不具有顯著作用，而較大量二 如，大於210重量份）被預期減少光學物件之增益。在後者 狀況下，增益減少被認為係歸因於珠粒之堆疊。 可以塗層之45體積％至70體積％之體積量來提供珠粒。在 本揭示案之一些例示性實施例中，可以（例如）52體積％至7〇 體積。/。，58體積％至70體積％，6〇體積％至7〇體積％，或α 體積％至70體積％之體積量將珠粒提供於珠粒層中。視應用 而定，可在乾燥及固化塗層之前量測珠粒在珠粒層中之體 積里’或可在已乾燥及固化塗層之後量測其。 在一些例示性實施财，隸與黏合劑之間的折射率差 在例如0至0.12之範圍内。為了獲得漫射（例如，散射）效應， 珠粒可具有與黏合劑（塊漫射）之折射率不同的折射率。或 者，粒子之折射率可與黏合劑之折射率相等，在該種狀況 122285.doc -15- 200811528 下’单獨粗糙表面供應所需的漫射(表面漫射)或增益改良。 在-些情況下’珠粒可較佳具有大體上類似於黏合劑之折 射率的折射率。舉例而t，珠粒與黏合劑之間的折射率差 可為約〇 · 2或更小，的f) 1 人又j 、、、勺〇·ι或更小，較佳約0 05或更 佳約0.01或更小。 更 珠粒與黏合劑之折射率差可影響以下因素，例如，光學 :件之法線角增益(使用背光顯示器組態中之光學薄膜二 得之增加亮度之量的量測)及藉由散射獲得之顏色均勻： 的量。通常，法線角增益隨珠粒與黏合劑之折射率之間的 差之增加而減少。相反’顏色均句化之量隨珠粒與黏合劑 之折射率之間的差之增加而增加，因為較大的折射率差S 起較高散射。因此，可至少部分地基於其折射率選擇珠粒 及黏合劑之材料以達成此等性質之所要平衡。 可就平均黏合劑厚度如何與珠粒之中值半徑相關來表徵 珠粒層。可參看圖4說明此概念，圖4展示光學物件3〇〇，其 包含一包含珠粒332及黏合劑338之珠粒層32〇,及一包含反 射偏振元件326之基板340。黏合劑厚度在圖4中展示為”t，，。 咸信當經乾燥及固化之黏合劑厚度不偏離珠粒之中值半徑 太遠時’光學物件將比不具有珠粒層之相同光學物件具有 改良增益。舉例而言，咸信在光學物件（諸如光學薄膜）之主 要表面上在一線性吋内平均黏合劑厚度處於珠粒之中值半 徑之60%、40%或20%内的情況下，可達成有利效能。在其 他例示性實施例中，在兩線性对内平均黏合劑厚度處於珠 粒之中值半徑之60%、40%或20%内。 122285.doc -16- 200811528 可藉由取得例示性光學物件之橫截面，使用任何適人的 顯微技術及設備在樣品之一对（或兩对）上進行至少ι〇Ι量 測，且取量測結果之平均值以產生乾燥的平均黏合劑厚产 值，來量測乾燥黏合劑厚度。或者，可藉由使用任何適: @厚度計量測整個薄膜之厚度且減去未塗佈之薄臈的厚度 來量測乾燥黏合劑厚度。 另外，可基於珠粒占珠粒層之表面的百分比來表徵珠粒 ，層。增加由珠粒佔據之珠粒層之暴露的表面積的量在（例如） 包含反射偏振元件的背光或光學顯示器（具有在黏合劑中 之粒子）之亮度增益中提供額外優勢。然而，在增益將增加 之h況下，包含珠粒之表面較佳背向光源且珠粒較佳佔據 至夕大斗分或更多（亦即，5〇%或更多）之珠粒層之暴露的有 用表面積，更佳約60%或更多，仍更佳約7〇%或更多，且甚 至更佳約9 0 %或更多。 亦可就塗佈重量來表徵珠粒層。咸信當乾燥及固化之塗 / 佈重畺屬於所要範圍時，光學物件將比不具有珠粒層之相 同光學物件具有改良增益。可藉由調整珠粒層組合物之珠 粒與黏合劑的比率及/或將珠粒層混合物安置於基板上，以 使得珠粒層混合物具有5 g/m2至50 g/m2之乾重來達成此或 其他有利目的。在其他例示性實施例中，安置於基板上之 珠粒層混合物可具有1〇 g/m2至35 g/m2、1 5 g/m2至30 g/m2 或20 g/m2至25 g/m2之乾重。 在反射偏振元件上之表面層中之粒子的單層分布亦可在 法線軸線處增加增益。另外，單層分布亦可減少或消除多 122285.doc -17- 200811528 層光學薄膜反射偏振器之可見的離軸顏色非均—性。盘不 具有珠粒層之相同光學物件相比，使用具有安置之珠粒層 之本揭示案的光學物件以使得光入射於基板之與珠粒層相 對之表面上的增益得到改良。冑於所關注波長（例士口，632.8 nm)或波長範圍，增益較佳改良了 5%或更多，更佳改良了 7%或更多，改良了8%或更多且甚至更佳改良了 9%或更 夕。在一些例不性實施例中，增益改良了 1 或更多或甚 至11%或更多。在本文中，將百分比改良計算為具有珠粒層 之光學物件的增益與不具有珠粒層之相同光學物件之增益 之間的差除以不具有珠粒層之光學物件的增益。 根據本揭示案之光學物件與不具有珠粒層之相同光學物 件相比亦可具有對比率改良。包含珠粒層之光學物件的對 比率與不具有珠粒層之相同光學物件相比可改良丨〇%或更 多’ 20%或更多，或有時3〇%或更多。 珠粒較佳大體上不吸收或去偏振由反射偏振元件透射之 光。較佳地’經由光學物件透射之光的量大體上不減少。 更佳地’優先由反射偏振元件透射之具有偏振之光的量在 使用（例如）第二偏振器確定時大體上不減少。 反射偏振元件 任何類型之反射偏振元件可用於本揭示案之光學物件 中。通常’反射偏振元件優先透射一偏振狀態之光且優先 反射一不同偏振狀態之光。更通常，反射偏振元件大體上 透射一偏振狀態之光且大體上反射一不同偏振狀態之光。 用以實現此等功能之材料及結構可不同。視光學薄膜之材 122285.doc -18- 200811528 料及結構而定，術語，，偏振狀態，，可指（例如）線性 圓形偏振狀態。 y及概 Γ V/ 適合反射偏振元件之實例包含（但不限於）多層反 益、連續/分散相反射偏振器、膽固醇型反射偏振器（其^ 要可與四分之一波板組合）及線柵偏振器。一般而言，多2 反射偏振器及膽固醇型反射偏振器為鏡面反射器Q且連夕择層 分散相反射偏振器為漫反射器，儘管此等特徵描述並不只 用（參見例如美國專利第5,867,3 16號中所述之漫射多声反 射偏振器）。此說明性反射偏振元件之列出不意謂對適合反 射偏振元件之無遺漏的列出。可使用優先透射具有 之光且優先反射具有第二偏振之光的任何反射偏振器。、 多層反射偏振器與連續/分散相反射偏振器依至少兩種 不冋材料（較佳聚合物）之間的折射率差而定以有選擇地反 射一偏振定向之光同時透射具有正交偏振定向之光。適人 的漫反射偏振ϋ包含在美國專利第5,825,543號中所述之連 績/分散相反射偏振器（該案以引用的方式併入本文中），以 及在吳國專利第5’867,316號中所述之漫反射多層偏振器 :案以引用的方式併入本文中)。其他反射偏振元件在美國 =第5,751，388財Μ描述，該案則I料方式併入本 文中。 ,^ ® ^ ^ ^ ^ Μ 1 ^ (f,J ^ g # 5,793,456#. > :專利第5’506’704號及美國專利第5,691，789號中予以描 ^ X等案之所有内容以引用的方式併入本文中。-種膽 $型反射偏振器可由E· Merck & Co•在商標名 122285.doc -19- 200811528 TRANSMAX™下銷售。線栅偏振器在（例如）PCT公開案WO 94/11766中予以描述，該案以引用的方式併入本文中。 說明性多層反射偏振器在（例如）Jonza等人之美國專利第 5,882,774號、PCT公開案第WO95/17303號、第WO95/17691 號、第 W095/17692號、第 W095/17699號、第 W096/19347 及第W099/36262號中予以描述，該等案全部以引用的方式 併入本文中。一多層反射偏振器之一個市售形式係由St.

Paul，MN之3M Company作為雙重增亮膜（DBEF)銷售。多層 反射偏振器在本文中用作實例以說明光學薄膜結構及製造 及使用本發明之光學薄膜之方法。本文中所描述之結構、 方法及技術可經調適及應用於其他類型之適合的反射偏振 元件。 了藉由父替（例如父錯）單軸定向或雙軸定向雙折射第一 光學層與第二光學[來製造-用於光學薄膜之適合的多 層反射偏振器。在-些實施例中，第二光學層具有各向同 / -Vy 性折射率，其與定向層之平面内折射率中之-者近似相 等^者’兩個光學層均由雙折射聚合物形成且經定向以 使早-平面内方向上之折射率近似相等。不管第二光學層 為各向同性還是雙折射的，第—光學層與第二光學層之^ 的界面形成—光反射平面。在平行於兩層折射率近似 ::向的平面内偏振之光將大體上透射。在平 =折射率之方向的平面内偏振之光將至少部分反二 了猎由增加層數或增加第— 加反射率。 ”弟-層之間的折射率差增 122285.doc -20- 200811528 ♦通吊’特定界面之最高反射率在對應於形成界面之該對 光學層之組合光學厚度兩倍的波長下發生。光學厚度描述 自該對光學層之下表面反射之光射線與自該對光學層之上 表面反射之光射線之間的路徑長度之差異。對於以與光學 ㈣之平面成90度入射之光（垂直入射光）而言，兩層之光學 厚度為nl dl+n2 H?，甘 rfr ， 八中η 1、n2為兩層之折射率且d}、们 為對應層之厚度。Λ等式可用以僅使用每—層之單一平面 外折射率(例如，ηζ)而針對垂直入射光調整光學層。在其他 角度下’光學距離取決於穿過層之距離（其大於層之厚度） 及層之三個光軸中之至少兩者的折射率。通常，以相對於 溥膜之平面小於9〇度之角入射於光學薄膜上之光的透射產 生光4，该光譜之頻帶邊緣被移位至比對垂直入射光的 透射所觀測之頻帶邊緣更低的波長（例如，藍移）。 相對於垂直入射光，光學層每一者可為四分之一波長 ^ =光學層可具有不同光學厚纟，只要光學厚度之總和 :、、、刀之一波長（或其倍數）。具有複數個層之薄膜可包含具 =不同光學厚度之層以增加波長㈣内之薄膜的反射率。 二例而吕’ -薄膜可包含經分別調整之層之對(例如，針對 垂$入射光），以達成對具有特定波長之光的最佳反射。 第ρ光學層較佳為單軸定向或雙軸定向之雙折射聚合物 層。第二光學層可為雙折射且單軸定向或雙軸定向之聚合 物層’或第二光學層可在定向後具有與第-光學層之折射 率之至少一者不同的各向同性折射率。 第光學層通常為可定向的聚合物薄膜（諸如聚酯薄 122285.doc -21 - 200811528 膜）’其可藉由（例如）在一所要方向或多個 — 先學層而變得雙折射。術語”雙折射”意謂，伸= 上之折射率並非全部相同。對於薄膜或薄膜中之=向 X:及T的方便選擇包含认她 寬度，及Z軸對應於層或薄膜之厚度。 可（例如）藉由在單一方向上拉 向。可允呼第- 一光學層單軸定 … 父方向頸縮(例如，尺寸減小)為小於其原 始長度之某一僅。雔、 向方〜介, 早轴定向層通常在具有平行於定 门方向（亦即，拉伸方向）之偏 + 偏振千面的入射光射線與具有平 订於板向方向（亦即’與拉伸方向正交之方向）之偏 光射線的透射或反射、 勺 仙 間展不差異。舉例而言，當沿X軸拉 申可定向聚酯薄膜時，业型 Α . 1、'，σ果為ηχ扣y，其中nx及ny分別 於I”轴及V’轴之平面内偏振之光的折射率。沿拉 旦向之折射率的改變程度取決於以下因素，例如，拉伸 里拉伸速率、在拉伸期間薄膜之溫度、薄膜之 =別層之厚度及薄膜之組合物。通常，在以632 8 nm下定 二〇4或更大’較佳約〇1或更大，且更佳約〇·2或更大後， Ε光予層可具有平面内雙折射率之絕對值）。除非 Η日出’否則所用雙折射率及折射率值均針對咖 光而報告。 在二只％例中，第二光學層可單轴定向或雙轴定向。 在其他實施例中，不在用以定向第一光學層之處理條件下 疋向^二光學層。此等第二光學層即使在被拉伸或以其他 式疋向％大體上保持相對各向同性折射率。舉例而言， 122285.doc -22- 200811528 第-光學層可在632.8 nm下具有約ο 〇6或更小，或約〇 〇4或 更小的雙折射率。 儘：必要時可使用較厚之層，第一光學層及第二光學 層通常不大於1 μηι厚且通常不大於4〇〇打⑺厚。此等光學層 可具有相同或不同厚度。 在一些實施例中，多層反射偏振器之第一及第二光學層 及可選非光學層通常由聚合物組成，例如，聚酯、共聚多 脂及改質共聚多脂。可使用上文引用之參照案中所述之材 料形成其他類型之反射偏振元件（例如，連續/分散相反射偏 振器、膽固醇型偏振器及線柵偏振器）。在本文中，應瞭解 術語f’聚合物”包含均聚物及共聚物，及可（例如）藉由共擠壓 或藉由包含（例如）酯基轉移之反應以混溶摻合物形成之聚 合物或共聚物。術語，，聚合物”及”共聚物”包含無規共聚物與 嵌段共聚物。 適用於一些例示性根據本揭示案建構之光學體之光學薄 膜的聚酯通常包含緩酸酯及二醇次單元，且可藉由羧酸酯 單體分子與二醇單體分子之反應生成。每一羧酸酯單體分 子具有兩個或兩個以上羧酸或酯官能團且每一二醇單體分 子具有兩個或兩個以上羥基官能團。羧酸酯單體分子可完 全相同，或可存在兩種或兩種以上不同類型之分子。二醇 單體分子同樣如此。自二醇單體分子與碳酸酯反應衍生而 來的聚碳酸酯亦包含於術語”聚酯”之内。 用於形成該等聚酯層之羧酸酯次單元的適合羧酸酯單體 分子包含例如·· 2，6-萘二羧酸及其異構體；對笨二曱酸；間 122285.doc -23- 200811528 苯二甲酸；鄰苯二甲酸；壬二酸；己二酸；癸二酸；降冰 片烯二鲮酸；二環辛烷二羧酸；丨，6_環己烷二鲮酸及其異構 體；第三丁基間苯二甲酸；偏苯三甲酸；磺化間苯二甲酸 鈉；2,2，-二苯基二羧酸及其異構體；及該等酸之低碳烷酯， 諸如甲醋或乙醋。在此上下文中，術語"低碳烷基"指ci_cι〇 直鏈或支鏈烷基。 用於形成聚酯層之二醇次單元的適合二醇單體分子包含 乙二醇、丙二醇、14-丁二醇及其異構體、己二醇、新 戊二醇、聚乙二醇、二乙二醇、三環癸二醇、込‘環己烷二 甲醇及其異構體、降莰烷二醇、二環_辛二醇、三羥甲基丙 烷、異戊四醇、1，4-苯二甲醇及其異構體、雙酚A、丨，^二 羥基聯二苯及其異構體及U3-雙（2_羥基乙氧基）苯。’ _ 一種可用於本揭示案之光學薄膜之例示性聚合物

二甲酸乙二醋（PEN)，其可（例如）藉由萘二甲酸與乙二醇I 反應製得。通常選用聚2,6-萘二甲酸乙二酯（pEN)作為第一

聚合物。PEN具有大正應力光學係數，拉伸後可有效保持 雙折射率，且在可見範圍内幾乎不具有吸收率。pEN在各 向同性狀態下亦具有大折射率。當偏振平面平行於拉伸方 向時，其對550 nm波長之偏振入射光之折射率自約i.“增 加至高達約1.9。增強分子定向將增加pEN之雙折射率。分 子定向可藉由拉伸材料至較大拉伸比且保持其他拉伸條: 不變來增強。其他適合用作第一聚合物之半晶質聚自旨包含 (例如）聚2,6-萘二甲酸丁二酯（PBN)、聚對苯二甲酸乙二铲 酯（PET)及其共聚物。 —1 122285.doc -24- 200811528 應l擇弟—光學層之第二聚合物以使在完成薄膜中，在 =:個方向上的折射率與該第—聚合物在相同方向上的 折射率顯著不同。因為聚人 … 口材料通吊具有色散性，亦即J： 折射率隨波長變化而變化’所以此等條件應依據所關注特 疋先增頻寬來考慮。由上述論述應瞭解第二聚合物之選擇 不僅取決於討論中的多層光學薄膜之預期應用，而且取決 於第一聚合物之選擇以及處理條件。 適合用於光學薄膜’且特定而言用作第一光學層之第一 聚合物的其他材料在（例如）美國專利第6,352,762號及第 M98,683號及美國專利中請案第。9/229724號、第〇9/2⑵η 號、第09/39953 1號及第09/444756號中予以描述，該等案以 引用的方式併入本文中。可用作第一聚合物之另一聚酯為 共PEN(e〇PEN)，其具有自9〇莫耳％之二甲基萘二㈣醋與 1 〇莫耳/〇之一曱基對苯二甲酸酯衍生之緩酸酯次單元，及 自100莫耳％乙二醇次單元衍生之二醇次單元及〇48 dL/g之 固有黏度（IV)。該聚合物之折射率為約163。本文中該聚合 物稱作低熔PEN(90/10)。另一有用之第一聚合物為具有〇74 dL/g 固有黏度之 PET，其可購自 Eastman Chemical c〇mpany (Kingsport，TN)。非聚酯聚合物亦可用於製造偏振器薄膜。 例如，聚醚醯亞胺可與聚酯（例如PEN及coPEN)—起使用以 形成多層反射鏡面。可使用其他聚g旨/非聚I旨組合，諸如聚 對本一曱酸乙一醇醋與聚乙浠（例如，可自Midland，MI之 Dow Chemical Corp·以商品名Engage 8200購得之彼等聚醋/ 非聚酯組合）。 122285.doc -25- 200811528 可自具有與第一聚合物之玻璃轉變溫度一致的玻璃轉變 溫度並具有與第一聚合物之各向同性折射率相似的折射率 的多種第二聚合物來製造第二光學層。除上述CoPEN聚合 物外，其他適合用於光學薄膜，且特定而言適合用於第二 光學層之聚合物之實例包含由諸如乙烯基萘、苯乙烯、順 丁烯二酸酐、丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之單體製得的乙烯 基聚合物及共聚物。該等聚合物之實例包含聚丙烯酸酯、 聚甲基丙烯酸酯，諸如聚（甲基丙烯酸甲酯）(PMMA)，及等 規或間規聚苯乙烯。其他聚合物包含縮聚物，諸如聚砜、 聚醯胺、聚胺基甲酸自旨、聚醯胺酸（polyamic acid)及聚醯亞 胺。另外，第二光學層可由諸如聚酯及聚碳酸酯之聚合物 及共聚物形成。 尤其對於用於第二光學層而言，其他例示性適合聚合物 包含聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)之均聚物，諸如可自 Wilmington，DE 之Ineos Acrylics，Inc.以商品名 CP71 及 CP80 購得之彼等均聚物，或聚曱基丙烯酸乙酯（ΡΕΜΑ)，其具有 低於ΡΜΜΑ之玻璃轉移溫度。額外第二聚合物包含ΡΜΜΑ 之共聚物（共PMMA)(coPMMA)，諸如：自75重量％之曱基 丙烯酸甲脂（MMA)單體與25重量％之丙烯酸乙酯（EA)單體 製得之共PMMA(可自Ineos Acrylics，Inc.以商標名Perspex CP63購得）；MMA共聚單體單元與甲基丙烯酸正丁酯 (nBMA)共聚單體單元形成之c〇PMMA ;或PMMA與聚（偏二 鼠乙烯）（PVDF)之摻合物，諸如可自Houston，TX之Solvay Polymers，Inc·以商標名Solef 1008購得的摻合物。 122285.doc -26- 200811528 尤其對於用於第二光學層而言，其他適合聚合物包含聚 稀烴共聚物，諸如可自Dow-Dupont Elastomers以商標名 Engage 8200購得之聚（乙烯-共-辛烯）(PE-PO)、可自Dallas， TX之Fina Oil and Chemical Co·以商標名Z9470購得之聚（丙 烯-共乙烯）（PPPE)，及可自 Salt Lake City，UT 之 Huntsman Chemical Corp·以商標名Rexflex Will購得之無規聚丙烯 (aPP)與等規聚丙烯（iPP)之共聚物。光學薄膜亦可包含（例 如在第二光學層中）官能化聚烯烴，諸如線性低密度聚乙烯 -g-川貝丁稀二酸酐（LLDPE-g-MA)，諸如可自 Wilmington，DE 之Ε·Ι· duPont de Nemours &Co.，Inc·以商標名 Bynel 4105購 得者。 在偏振器之狀況下材料之例示性組合包含PEN/co-PEN，聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)/co-PEN、PEN/sPS、 PEN/Eastar及PET/Eastar，其中”co-PENn指基於萘二甲酸之 共聚物或換合物（如上文所述），且Eastar為可購自Eastman Chemical Co.之聚對苯二甲酸環己烧二亞甲酯。在鏡面之狀 況下材料之例示性組合包含PET/coPMMA、PEN/PMMA或 PEN/coPMMA、PET/ECDEL、PEN/ECDEL、PEN/sPS、 PEN/THV、PEN/co-PET及 PET/sPS，其中”co-PET1 丨指基於對 苯二酸之共聚物或摻合物（如上文所述），ECDEL為可購自 Eastman Chemical Co.之熱塑性聚酯，且THV為可購自3M之 含氟聚合物。PMMA指聚甲基丙烯酸甲酯且PETG指使用第 二二醇（通常為環己烷二甲醇）之PET的共聚物。sPS指間規 聚苯乙烯。 122285.doc •27- 200811528 圖2示意性地說明另一例示性光學物件12 〇，其包含一包 含反射偏振元件126之基板140及含有分散於黏合劑138中 之珠粒132的至少一個珠粒層128。例示性反射偏振元件126 為包含交替之第一光學層122及第二光學層124之多層反射 偏振器。除第一光學層122及第二光學層124之外，光學物 件120視需要可包含一或多個額外層，例如，一或多個外層 128(或圖4中之328)或一或多個内層13〇(如圖3中所示）。類 似於第一光學層122及第二光學層124之光學層的額外集合 亦可用於多層反射偏振器中。本文中對於第一及第二光學 層之集合所揭示之設計原理可應用於光學層之任何額外集 合。此外，應瞭解，儘管在圖2及圖3中僅說明單一多層堆 豐126 ’但多層反射偏振器可由經組合以形成薄膜之多個堆 疊而製得。 此外’儘管圖2至圖3僅展示四個光學層122、124，但多 層反射偏振器126可具有大量光學層。通常，多層反射偏振 器具有約2至5000個光學層，通常為約25至2000個光學層， 且常常為約50至1500個光學層或約75至1000個光學層。 如圖2及圖3中所示，含有珠粒132及黏合劑138之珠粒層 128可直接安置於反射偏振元件126上。在其他例示性實施 例中，如圖4中所示，珠粒層320可安置於額外層328上。在 一些例示性實施例中，一或多個額外層可安置於珠粒層與 反射偏振層之間。在其他例示性實施例中，一或多個額外 層可安置於基板之與珠粒層相對安置之一側上。在此等例 示性實施例中，反射偏振元件安置於珠粒層與額外層之 122285.doc -28- 200811528 間。在其他例示性實施例中，額外 反射偏振層之間，及Γ曰女置於⑴珠粒層與 日之間，及⑴）基板之與珠粒層相對安置之—側 使用了：改圖2至*圖4"斤示之實例以供其他反射偏振元件 ，歹1如’連續/分散相反射偏振器、膽 器及線栅反射偏振器。 汉射偏振 額外層 广 構於多層反射偏振器中以(例如)產生偏㈣結 構或保，又偏振器在處理期間或處理後不受傷害或損害。在 -些例示性實施例中’額外層為或包含經安置以形成多層 反射偏振器之主要表面的表層及安置於光學層之封包之間 的内層。塗層亦可被認為額外層。在—些例示性實施例中， 額外層通常大體上不影響在所關注波長區域(例如，可 内光學薄膜之偏振性質。用於多層反射偏振器（及其他反射 偏振X件）之額外層的適合聚合物材料可與用於第一或第 二光學層之彼等材料相同。 可選額外層可比第一及第二光學層厚，比第一及第二光 學層薄’或具有與第一及第二光學層相同之厚度。額外層 之厚度可為個別第一及第二光學層中的至少一者之厚度= 至少四倍’通常至少10倍，且可為至少100倍。在一=示 性實施例中’彳的額外層可為剛性板。額外声 同以製造具有特定厚度之基板。 又σ 通常，額外層中的-或多者經置放以使得由反射偏振元 件透射、偏振或反射之光的至少一部分亦穿過此等層（亦 即’將此等層置放於穿過第一及第二光學層或由第一及第 122285.doc -29- 200811528 一光學層反射之光的路徑中 具有具低雙折射率或高雙折料=示性實施例可 …^ 雙折射率之額外層中的-或多者 及/或各向同性的一或多個 考 t , A -τ ^ yv 曰在—些例示性實施例 基板可包含一或多個黏著層 稀酸甲㈣、聚對苯二甲酸乙 知層I甲基丙 夂〇 —目予酯層或為一般熟習 技術者所已知之任何其他適合薄膜或材料。 、 :本揭示案之—些例示性物件中包含的一或多 可為光學薄膜。額外光學薄膜可為—般熟習此項技術㈣ 已知之任何適合薄膜且特定類型將視應用而定。舉例而 根據本揭示案之光學物件可包含安置於基板之與珠粒 層相對之表面處的結構化表面薄膜。替代或另外地，根據 本揭示案之光學物件可包含安置於珠粒層之鄰近處的結構 化表面薄膜。該結構化表面可經安置而面向基板或其可經 安置而背向基板。適合供本揭示案之實施例使用之例示性 結構化表面薄膜包含（但不限於）具有複數個線性稜鏡結構 之結構化表面薄膜（諸如卿）、具有複數個凹槽之結構化表 面薄膜、包含表面結構之矩陣陣列之結構化表面薄膜及任 何其他結構化表面薄膜。 可將各種其他功能層或塗層添加至本發明之薄臈或物件 以改變或改良其物理或化學性質，尤其沿薄膜或物件之表 面添加。含有粒子之層可用以使基板之與具有珠粒層之表 面相對之表面變粗糙。在其他實施例中，基板之經安置而 與具有珠粒層之表面相對之表面可藉由其他構件而變粗 糙。適合用於本揭示案之實施例中的例示性層或塗層可包 122285.doc -30- 200811528 含（例如）低黏附力背面材料、導電層、抗靜電塗層或薄膜、 P早壁層、阻燃劑、uv穩定劑、耐磨材料、亞光或漫射塗層 或層、其他光學塗層，及經設計以改良薄膜或裝置之機械 完整性或強度的基板。 一或多個額外層可與光學物件層壓在一起、塗佈至光學 物件之組件上或以其他方式附著至具有珠粒層之光學物 件1代或另外地，一或多個額外層可與根據本揭示案之 光學物件簡單堆疊。在-或多個額外層附著至基板或反射 偏振元件之情況下，該或該等層被認為包括於基板中。在 額外層女置於鄰近且接觸珠粒層之情況下，該額外層被 認為包括於光學物件中。 顯示器實例 光學薄膜可用於多種顯示器系統及其他應用中，包含透 射（例士月光）、反射及透射反射顯示器。舉例而言，圖5說 明根據本發明之一說明性背光顯示器系統200的橫截面 圖，其包含顯示媒體202、背光2〇4、偏振器2〇8及可選反射 器206。觀測者位於與背光2〇4相對之顯示裝置2〇2的側上。 顯不媒體202藉由透射自背光2〇4發射之光向觀測者顯示資 訊或影像。顯示媒體2 〇 2之一實例為僅透射一偏振狀態之光 ㈣晶顯示器（LCD)。因為LCD顯示媒體為偏振敏感的，所 以背光204可較佳為光供應一由顯示裝置202透射之偏振狀 態。 供應用以觀測顯示器系統200之光的背光2〇4包含光源 216及光導218。儘管在圖8中描述之光導218具有通常矩形 122285.doc •31· 200811528

橫截面’但背光可使用具有任何適合形狀之光導。舉例而 吕，光導218可為楔形、槽形、偽楔形光導等。在一些例示 性實施例中，背光包含一光導及安置於該光導之一侧、兩 個或兩個以上側上的光源，諸如CCFT或LED陣列。在其他 例示性實施例中，該背光可為直接照亮式，且其可包含安 置於顯示器之與觀測者相對之側上的擴展光源，其可為表 面發射式光源。在其他例示性實施例中，直接照亮式背光 可包含安置於顯示器之與觀測者相對之側上的一個、二 個、三個或三個以上光源，諸如CCFT*LED陣列。 光學物件208為包含反射偏振元件21〇及含有珠粒214及 黏σ劑之至少一個珠粒層212的光學薄臈。將光學物件2〇8 提供為背光之-部分以大體上透射出射自光導218之一偏 振狀態的光且大體上反射出射自光導218之—不同偏振狀 態的光。反射偏振元件208可為(例如)多収射偏振器、連 續/分散減射偏振H、膽固_反射偏抑及線栅反射偏 振器。儘管珠粒層212圖示為處於反射偏振元件之上，但珠 粒層可如上文所述安置於（例如）反射偏振元件之上。 在-實施例中，珠粒層212因其增益改良性質而被利用。 在該.實施例中’珠粒層較佳為包含反射偏振元件…之基板 上的外層或塗層或直接處於反射偏振元件叫之與自背光 204接收光之表面相對的表面上。 該光學物件亦可供吸收偏振器或供吸收偏振器層使用， 如（例如）在Ouderkirk等人之美國專刺 、旧寻刊弟6,〇96,375號 '第W〇 95/17691號、第 W0 99/36813號、刀 現及弟Wo 99/36814號中予 122285.doc -32- 200811528 以描述，該等案全部以引用的方式併入本文中。在該實施 例中粒層可如上文所述隱藏顏&。添加含有粒=層" 通常減少此等組態中之顏色洩漏。

‘V / 通常，背光顯示器系統可包含任何其他適合薄膜。舉例 而言，一或多個結構化表面薄膜（諸如BEF)可包含於顯示器 中。背光顯示器系統之一例示性實施例可包含背光、根據 本揭示案之光學物件、顯示媒體及安置於光學物件與顯示 媒體之間的-或多個結構化表面薄膜。其他適合額外薄膜 可包含珠粒漫射體薄膜，其包含透明基板及安置於其上之 漫射體層’該漫射體層包含安置於黏合财之珠粒或粒 子。適合的珠粒漫射體在美國專利第5,903,391、6,602,596 號、第6,771，335號、第5,6G7,764號及第5,7()6，134號中予以 描述’該等案之揭示内容以引用的方式併入本文中，該引 用的程度為其與本揭示案相—致。背光顯示器系統之一<例 不I1生實細例可包含责光、根據本揭示案之光學物件、顯示 媒體及安置於光學物件與顯示媒體之間的一個、二個’、三 個或三個以上珠粒漫射體薄膜。 製造光學物件之方法 可使用多種方法將珠粒添加至珠粒層。舉例而言，珠粒 可在擠壓機中與黏合劑的聚合物組合。接著，可使珠粒層 與光學層共擠壓以形成光學物件，在該種狀況下，該光學 物件為光學薄膜。或者，可 f ✓、他方式使珠粒與黏合劑之 聚合物組合’該等方式包含（例如）在擠壓之前在混合器或其 他裝置中混合粒子與聚合物。 122285.doc -33- 200811528 在一方法中，珠粒可與黏合劑之聚合物、光引發劑及溶 劑混合以形成用於珠粒層之電離輻射固化混合物。可選添 加劑可添加至混合物，該等添加劑包含（但不限於）穩定劑、 uv吸收劑、抗氧化劑、防沈劑、分散劑、濕潤劑、光學增 亮劑及抗靜電劑。 或者’可將珠粒添加至用以形成黏合劑之聚合物的單 體舉例而g ’在聚酯黏合劑的情況下，可將珠粒添加於 含有用以形成聚酯之羧酸酯及二醇單體的反應混合物中。 較佳地’藉由（例如）催化降解反應、鏈終止或與單體反應， 珠粒不影響聚合過程或速率。ZeeospheresTM為添加至用以 形成含聚酯粒子之層之單體之適合珠粒的一實例。在珠粒 14用以產生聚酯之單體組合時，珠粒較佳不包含酸基或磷。 在一些情況下，使用熟習此項技術者所已知之任何方法 自珠粒及聚合物製備母料（master batch)。接著，可以選定 比例在擠壓機或混合II中將該母料添加至額外聚合物以製 備具有所要量之珠粒的薄膜。 在提供珠粒表面層之例示性方法中，表面層前軀體可沈 積於先引形成的反射偏振元件上。表面層前軀體可為適於 在反射偏振兀件上形成塗層的任何材料，包含單體、寡聚 物及聚合物材料。舉例而言，表面層前軀體可為以下材料 之任一者·上文所述之用於第一及第二光學層及非光學層 中之聚合物或彼等聚合物之前軀體，以及諸如磺酸基聚胺 基甲酸:旨、磺酸基聚_、氣化丙烯酸醋及丙烯酸醋之材料。 在此等例示性實施例中，珠粒可提供於具有表面層前軀 122285.doc -34- 200811528 體之預混和的聚料、溶液或分散液中。作為一替代方法， 可與表面層前軀體分離地提供珠粒。舉例而言，若首 _塗佈於反射偏振元件上’則珠粒可(例: 喷灑、噴流或以其他方式安置而沈積於前躺體上，以達成 表面層之中及/或之上的珠粒之所要單層或其他分布。接 著’可使前躺體固化、乾燥或以其他方式處理以形成以所 需方式保持珠粒之所要表面層。表面層前躺體與珠粒之相 2例可基於多種因素而變化，此等因素包含（例如）所得粗 I表面層之所要形態及前軀體之性質。 在提供珠㈣之另—料性方法巾，可使基 :Γ自身上底漆以用於改良黏附力。例示性上底漆技術 U匕學上底漆、電暈表面處理、火焰表面處理、閃光燈 :理及其他處理。接著可使用典型溶劑塗佈機將混合物塗 =處理表面上，（例如）藉由空氣乾燥來使其乾燥且凝固。 時可错由UV固化來執行珠粒層之凝固。—旦使珠 固’可將光學物件層麼至額外層。然而，在其他實施例中， :在，同時間’例如’在將珠粒層安置於基板上之前或在 /、擠壓期間添加額外層。 :般熟習此項技術者應易瞭解’此等方法僅為例 何適合次序執行上文所述之步驟的任何適合數目 广以實現本揭示案之例示性實施例。在 用頟外步驟。 j使 實例 將參看代表根據本揭示案建構之一些例示性光學薄膜之 122285.doc -35- 200811528 性質的以下實例來進一步說明本揭示案。 實例1 珠粒層混合物之原料·· 表1

組份 Is 述 *~~--—— 商標名 公司 珠粒 曱基丙烯酸甲酯與乙二醇二曱^— 烯酸酯之共聚物 MBX-20 Sekisui Chemical 黏合劑 曰肪無丙:^胺某甲醅酯幕聚物 Photomer 6010 Cognis 添加劑 共聚丙烯酸酯調平劑 Perenol F-45 Cognis 添加劑 液體流變添加劑(改質尿素之溶液） BYK411 B YK Chemie 引發劑 聚合羥g~ Esacure One Lamberti 溶劑 異丙醇 IPA 基板 具有COPEN外層之PEN/coPEN多層 反射偏振器 DBEF 3M 用作實例1中之基板的反射偏振器（RP)為具有COPEN外層 且不具有表層之PEN/coPEN多層反射偏振器。 在表2中展示珠粒層混合物之調配物： 表2 重量份 密度 體積份 黏合劑 100.0 1.08 92.6 引發劑 4.0 1.12 3.6 添加劑1(F45) 2.0 0.94 2.1 添加劑2(BYK411) 2.0 1.1 1.8 珠粒 183.9 1.2 153.2 IPA 356.8 0.787 453.3 重量％ 體積％ 珠粒負載 63.0% —> 60.5% 固體 45.0% —> 35.9% 使用縫型晶粒注射泵將表2之珠粒層混合物塗佈至基板 上。塗層寬度為4’1且以15 fpm之速度推進基板薄片。藉由 控制自注射泵排出之材料的量（表徵為流動速率）來控制塗 122285.doc -36- 200811528 佈重量。因此製備具有不同塗佈重量從而產生黏合劑之不 同平均厚度值的五個不同樣品（1_5)。 ，由直接量測衫塗佈重量。比較具有珠粒層之樣品的 重里與相同尺寸且來自相同批量之基板的重量。針對乾燥 及固化塗佈進行塗佈重量量測。 增益量測

現描述用以量化本發明之光學物件之光學效能的一般相 對杧I測4方法。儘官為完整起見給出具體細節，但應容 易地認識到可藉由使用其他市售設備使用以下方法之變更 來獲侍類似結果。使用可購自以价漏池，〇八之抑〇1〇 a ch，Inc 之具有 MS-75 透鏡之 SpectraScan™ PR-650

SpeCtraC〇lorimeter來量測薄膜之光學效能。將光學物件置 放於度透射中空光盒之頂部。可將光盒之漫透射及反射描 述為朗伯式（Lambertian)。光盒為由約6 mm厚度之漫射 PTFE板製得之量測大約12·5 cmxl2.5 5 cm(LxwxH) 的六面中空立方體。將盒之一面選為樣品表面。申空光盒 具有於樣品表面處量測之約〇· 83之漫反射率（例如，約 83/。，於400-700 nm波長範圍内平均，下文進一步描述盒反 射率里測方法）。在增盈測試過程中，由穿過盒底部（與樣品 表面相對’其中光線由内部導向樣品表面）中約1 cni圓形洞 内之光線照明該盒。使用附著至用以導向光線之光纖束 (fiber-optic bundle)(來自 Marlborough MA及 Auburn，NY之 Schott-Fostec LLC之具有約1 cm直徑纖維束伸長率（fiber bundle extension)之Fostec DCR-II)之穩定寬頻白熾光源提 122285.doc -37- 200811528 供此照明。將標準線性吸 叹獨振 (诸如]\4elles Griot 03 FPG 007)置放於樣品盒盥摄 一躡〜機之間。使攝影機在約34 cm 之距離處聚焦於井各夕捲口* ^ 、九瓜之樣ϋσ表面且將吸收偏振器置放於距 離攝影機透鏡約2.5 cm處。 在偏振器處於適當位置且無樣品光學物件時所量測之照 明，盒的亮度>15〇ed/m2。當將樣品光學物件平行於光盒之 樣品表面置放，樣品物件大體上接觸盒時，用PR_650以與 光盒樣品表面之平面成垂直入射的角度量測樣品亮度。藉 由將該樣品亮度與以相同方式由單獨光盒量測之亮度比較 來計异相對增益。整個量測係於黑熱室（black enclosure)中 進行以消除雜散光源、。當測試含有&射偏#元件之光學的 相對增益時，使反射偏振元件之通過軸線與測試系統之吸 收偏振器的通過軸線對齊。 使用15.25 cm(6吋）直徑之經Spectral〇n塗佈之累計球、穩 疋見頻鹵素光源及光源電源（均由LabSphere(Sutton，NH)供 應）ϊ測光盒的漫反射率。累計球具有三個開口，一個口用 於輸入光線（具有2.5 cm之直徑），一個口在沿第二軸線成9〇 度處作為偵測器口（具有2.5 cm之直徑），且第三個口在沿第 二軸線成90度處（亦即，與前兩條軸線正交）作為樣品口（具 有 5 cm之直徑）。使 pR-650 Spectrac〇1〇rimeter(與上述相同） 在約38 cm之距離處聚焦於偵測器口。使用來自Labsphere 具有約99%漫反射率之經校正反射率標準（811丁_99-〇5〇)計 异累什球之反射效率。該標準係經Lab sphere校正且可追溯 至犯8丁標準（8118-99_020-1^卩1^51)。累計球之反射效率計 122285.doc -38- 200811528 算如下·· 球党度比率=l/(l-Rsphere*Rstandard) 在該種狀況下，球亮度比率為無樣品覆蓋樣品口時於偵 測器口處量測之亮度除參考樣品覆蓋樣品口時於偵測器口 處量測之亮度的比率。已知該亮度比率及經校正之標準之 反射率（Rstandard)，可計算累計球之反射效率， 隨後在類似等式中可再次使用此值以量測樣品之反射率， 在此狀況下PTFE光盒： r 球焭度比率=1/(1-Rsphere*Rsample) 此處’球亮度比率係量測為無樣品時所量測之亮度除樣 品口處具有樣品時偵測器處之亮度的比率。由於㈣卜自 以上已知，故可直接計算以⑽咖。該等反射率係於4⑽之 波長間隔下計算且將其報告為4〇〇·7〇〇⑽波長範圍内 均值。 /由將樣品亮度與以相同方式由單獨光盒量測之亮度比 較來計算相對增益g，亦即： 儿又 g^Lf/Lo =為薄膜處於適當位置時所量測亮 :之里測免度。量測係於黑熱室中進：『 在測試系統之吸收偏振 /雜放先源。 方％由早獨光盒所量測的"空白，，真 在光孤上 樣品切割為3，，x5,,之尺寸〜^4、切5竭光m_2。將 線。 與反㈣Μ之透射轴線共 在圖6中展示圖示為塗 :佈重里之函數的樣品Κ5之量測之 122285.doc •39- 200811528 相對增益資料。圖7展示相同資料曲線（方塊）以及以下等式 之非線性函數逼近（實線）：y = -〇 〇〇〇3χΛ2 + 〇 〇ΐ4χ+ΐ 7629， 其中y=增益，χ=塗佈重量。 霧度/透射率量測 使用標準方法ASTM D1003(標題為”standard Test

Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics")量測霧度及透射率。將樣品切割為3"χ5"之尺寸。 在圖8中展*圖示$塗佈重量之函數的#品卜5之量測之霧 度（方塊）及透射率（滿圓形）資料。 空隙面積比量測 視塗佈調配物及條件而定，空區域（空隙）可形成於基板 的表面上’其不含有珠粒。此等空隙之存在可影響增益及 薄膜之其他光學性質。將空隙面積比定義為以樣品之總表 面積除所有空區域之表面積的和。 藉由以透射模式使用光學顯微鏡（來自Zeiss Co.)分析本 揭示案之光學物件的樣品來完成空隙面積比量測。將樣品 切割為3"χ5"之尺寸且置放於透射臺上，且以在使用咖接 物鏡時足以清楚地照明樣品之強度對樣品照射背光。使用 影像分析軟體（由8484 GeGrgia板，川猜如―，_ 2〇910之仏仙 Cyberneties，Inc.製造之Image Pro PiusTM(用 KWind〇WS之第6版本））俘獲樣品之影像。該Mage Pr〇TM軟 體比較珠粒塗佈面積與空隙之間的對比度。測試5個複梦樣 品且：個別值之平均數以得到最終值。此值為空隙面積之 、’句i、截面面積。在圖9中展示圖示為塗佈重量之函數的樣 I22285.doc 200811528 品之所得空隙面積比。圖10A及圖1 〇B展示根據本揭示案 之分別具有4.25°/。空隙面積比及0.78%空隙面積比之珠粒層 之兩個樣品的顯微圖，其中空隙區域為白色的。兩個樣品 分別具有1.90及1.85之增益。 比較實例1 '無表層之PEN/coPEN多層反射偏振器： 光學效能 增益：1.697 ” 霧度：1.11 % 透射率：50.7% 資料概述 在表3中展示根據本揭示案之包含珠粒層之光學物件之 樣品（樣品1-5)的上文提及之特徵的結果之概述： 表3 樣品 塗佈重量(g/m2) 增益 透射率 霧度 空隙面積比°/〇 覆蓋之平均面積％ 1 12.9 1.888 58.2 93.7 7.57 92.43 2 19.1 1.902 58.6 95.8 4.11 95.89 3 A 27.0 1.896 59.1 97.8 0.84 99.16 4 29.8 「1.880 59.8 98.9 0.25 99.75 5 32.4 ΠΤ856 58.9 99.1 0.14 99.86 ___ 儘官已參看特定例示性實施例描述了本揭示案之光學物 件及裝置’但一般熟習此項技術者應容易地瞭解，在不脫 離本揭示案之精神及範疇的情況下可對其進行改變及修 改0 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明之光學薄膜之一實施例的橫截面示意 122285.doc •41 - 200811528 圖； 咅二·:、、、根據本發明之光學薄膜之第二實施例的橫截面示 立圖為根據本發明之光學薄膜之第三實施例的橫截面示 思圖； 圖4為根據本發明之光學薄膜之第四實施例的橫截 意圖；及 圖5為根據本發明之背光顯示器之一實施例的橫截面示 意圖； 圖6為說明根據本揭示案之光學物件之增益與珠粒層塗 佈重量之間的關係之曲線圖； 土 圖7為圖6之曲線圖以及接近此函數關係之函數形式的曲 線； 圖8為說明根據本揭示案之光學物件之透射率及霧度與 珠粒層塗佈重量之間的關係之曲線圖； 圖9為說明根據本揭示案之光學物件之空隙面積比％與 珠粒層塗佈重量之間的關係之曲線圖； 圖10A及圖10B為根據本揭示案之分別具有4.25%空隙面 積比及0 · 7 8 °/〇空隙面積比之珠粒層之兩個樣品的顯微圖。 【主要元件符號說明】 100 光學物件 102 基板 104 珠粒層 106 珠粒 122285.doc -42- 200811528 122285.doc 108 黏合劑 120 光學物件 122 第一光學層 124 第二光學層 126 反射偏振元件 128 珠粒層 130 内層 132 珠粒 138 黏合劑 140 基板 200 顯示器系統 202 顯示媒體 204 背光 206 可選反射器 208 偏振器 210 反射偏振元件 212 珠粒層 214 珠粒 216 光源 218 光導 300 光學物件 320 珠粒層 326 反射偏振元件 328 額外層 oc -43- 200811528 332 338 340 t 珠粒 黏合劑 基板 黏合劑厚度 122285.doc -44-

Claims (1)

1. 200811528 十、申請專利範圍： 1 · 一種光學物件，其包括： 一基板，其包含一優先反射具有第一偏振狀態之光且 優先透射具有第二偏振狀悲之光的反射偏振元件；及 一安置於該基板上之珠粒層’該珠粒層包括透明黏合 劑及分散於該透明黏合劑中之複數個透明珠粒； 其中該等珠粒係以每約100重量份之該黏合劑約1〇〇重 量份至約2 1 0重量份之數量存在； 其中在一線性吋内之平均黏合劑厚度係在該等珠粒之 一中值半徑之約60%内；且 其中具有該珠粒層之該光學物件的一法線角增益與不 具有該珠粒層之相同光學物件之一法線角增益相比係增 加的。 2·=睛求項1之光學物件，其中在一線性吋内該平均黏合劑 厚度係在該等珠粒之一中值半徑之約4〇%内。 3·=明求項1之光學物件，其中在兩線性吋内該平均黏合劑 厚度係在該等珠粒之一中值半徑之約60%内。 4·如請求们之光學物件，其中該等珠粒之一平均粒子直徑 為約丨2微米至約3〇微米。 5·如1求項1之光學物件，其中該等珠粒具有一大體球形形 狀。 ^求項1之光學物件，#中該等珠粒係以每約ι〇〇重量 7 黏合劑約120重量份至約210重量份之數量存在。 明求項1之光學物件，其中該等珠粒及該黏合劑包括聚 122285.doc 200811528 合材料。 、,：月求項1之光學物件，其中該霉占合劑包括一 uv固化材 料二熱塑性材料、黏著材料或其一組合。 求員1之光學物件，其中該黏合劑之折射率經匹配以 在該等珠粒之折射率之約01内。 W·如明求項1之光學物件，其中該反射偏振元件係選自由以 下各項組成之群：多層反射偏振器、漫反射偏振器、線 拇反射偏振器及膽固醇型反射偏振器。 η·如請求項1之光學物件，其中該光學物件進-步包括-額 外層。 12.如明求項丨丨之光學物件，其中該額外層係選自由以下各 項組成之群·透明聚合層、黏著層、漫射體層、剛性板 及亞光層。 13 ·如明求項丨之光學物件，其中該等珠粒覆蓋該光學物件之 主要表面之每單位面積的至少約5〇0/〇。 14.如印求項丨之光學物件，其中，具有該珠粒層之該光學物 件的該法線角增益與不具有該珠粒層之該相同光學物件 之該增益相比增加了至少約5〇/〇。 1 5 · —種光學物件，其包括： 一基板，其包含一優先反射具有第一偏振狀態之光且 優先透射具有第二偏振狀態之光的反射偏振元件；及 一安置於該基板上之珠粒層，該珠粒層包括透明黏合 劑及分散於該透明黏合劑中之複數個透明珠粒； 其中該等珠粒係以每約100重量份之該黏合劑約1〇〇重 122285.doc 200811528 量份至約2 1 0重量份之數量存在； 其中該珠粒層之乾重為約5 g/m2至約50 g/m2 ;且 其中具有該珠粒層之該光學物件的一法線角增益與不 具有該珠粒層之相同光學物件之一增益相比係增加的。 16·如請求項14之光學物件，其中該等珠粒之平均粒子直徑 為約12微米至約30微米。 17·如请求項14之光學物件，其中該等珠粒具有大體上球形 形狀。 女明求項14之光學物件，其中該等珠粒係以每約i 〇〇重量 份之該黏合劑約120重量份至約210重量份之數量存在。 女明求項14之光學物件，其中該等珠粒及該黏合劑包括 聚合材料。 =明求項14之光學物件，其中該黏合劑包括一 uv固化材 料、熱塑性材料、黏著材料或其一組合。 2 ·如明求項14之光學物件，其中該黏合劑之折射率經匹配 以在該等珠粒之折射率之約Q1内。 22.如明求項14之光學物件，其中該反射偏振元件係選自由 以下各項組成之群··多層反射偏振器、漫反射偏振器、 線拇反射偏振器及膽固醇型反射偏振器。 23’ 士明求項14之光學物件，其中該光學物件進一步包括一 額外層。 士明求項22之光學物件，其中該額外層係選自由以下各 項組成君i ·、泰 •通月聚合層、黏著層、漫射體層、剛性板 及亞光層。 122285.doc 200811528 25·::求項14之光學物件’其中該等珠粒覆蓋該光學物件 之主要表面之每單位面積的至少約5〇〇/〇。 士 μ求項14之光學物件，其中，具有該珠粒層之該光學 物件的該法線角增益與不具有該珠粒層之該相同光學物 件之該增益相比增加了至少5%。 27· —種光學物件，其包括： 基板，其包含一優先反射具有第一偏振狀態之光且 毹先透射具有第二偏振狀態之光的反射偏振元件丨及 一安置於該基板上之珠粒層，該珠粒層包括透明黏合 劑及分散於該透明黏合劑中之複數個透明珠粒； 其中该等珠粒係以塗層之約45體積％至約7〇體積。/〇之 體積量而存在； 其中在一線性吋内之平均黏合劑厚度係在該等珠粒之 一中值半徑之約60%内；且 其中具有該珠粒層之該光學物件的一法線角增益與不 具有邊珠粒層之相同光學物件之一增益相比係增加的。 28·如請求項27之光學物件，其中該等珠粒之平均粒子直徑 為約12微米至約30微米。 29·如請求項27之光學物件，其中該等珠粒具有大體上球形 形狀。 30.如請求項27之光學物件，其中該等珠粒係以每約1 〇〇重量 份之該黏合劑約12 0重量份至約21 0重量份之數量存在。 31·如請求項27之光學物件，其中該等珠粒及該黏合劑包括 聚合材料。 122285.doc 200811528 3 2 ·如凊求項2 7之光學物件，並由兮人 η 具中该黏合劑包括一 υν固化材 料、熱塑性材料、黏著材料或其一組合。 33. 如請求項27之光學4勿4牛’其中該黏合劑之折射率經匹配 以在該等珠粒之折射率之約〇 ·丨内。 34. 如請求項27之光學物件，其中該反射偏振元件係選自由 以下各項組成之群：多層反射偏振器、漫反射偏振器、 線柵反射偏振器及膽固醇型反射偏振器。 35·如請求項27之光學物件，其中該光學物件進一步包括一 ίΐ 額外層。 3 6 ·如叫求項3 5之光學物件，其中該額外層係選自由以下各 項組成之群：透明聚合層、黏著層、漫射體層、剛性板 及亞光層。 3 7.如请求項27之光學物件，其中該等珠粒覆蓋該光學物件 之一主要表面之每單位面積的至少約5〇0/〇。 3 8 ·如明求項2 7之光學物件，其中，具有該珠粒層之該光學 , 物件的該法線角增益與不具有該珠粒層之該相同光學物 、 件之該增益相比增加了至少約5%。 122285.doc