TW200841056A - Thin and flexible light guide element - Google Patents

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200841056 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一 尤指一種可應用於 元件。 【先前技術】 °』獍式導光元件， 液晶顯不器中之背 月先拉組中之薄型導光 因此作為亮度來源之背光源為 且對提高液晶顯示亮度而言非

液晶面板本身並不發光 LCD顯示功能的重要元件 常重要。 近年來’背光模組新發展出V-溝(ν-C叫導光板之技 術’亦是現階段筆記型電腦用面板背光模組上，相當敎門 的技術。V-溝導光板主要是將稜鏡微加工，直接製作於導 先板上’並係與一片鋸齒狀朝下的稜鏡片(逆稜鏡片)搭配 使用於背光模組中’藉此取代傳統背光模組中兩片朝上的 棱鏡片。如圖i所示，此技術主要採用i片的逆種鏡片（3)， 而下方再加上Μ V溝導光板⑺及反射膜⑴設計而成，且 逆稜鏡片上方另包含擴散膜（4)。與傳統背光模組比較，使 用V-溝導光板之技術將可讓背光模組的亮度提升近3〇%， 因此可讓需求功率減少三分之一，對省電的效能提升有相 當好的助益。 然而’ V-溝結構容易使導光板產生明暗帶條紋，如何將 這些條紋消除，是目前需要克服的技術障礙。其次，由於 目前TFT-LCD廠對於品質要求日益升高，因此如何調整導 光板一側的精密稜鏡加工面及另一側的霧化面，作最佳化 119266.doc 200841056 搭配’係為目前光學元件和精密加工技術的開發重點之 a

再者，隨著軟性電子科技的發展，目前顯示器已朝向 輕、薄、且可撓曲的方向發展，因此在背光模組燈源部份 漸漸以LED取代傳統的CCFL。另外，傳統的V-溝導光板 由於材料選用聚甲基丙烯酸曱酯，此種材料剛硬易碎，故 並不適合用於可撓式顯示器。 鏗於此，本發明提供一楂適用於LED光源之薄型可撓式 導光元件以改良上述缺點。本發明使用可撓式基材，利用 卷對卷式（roll t。]*。11)連~生產技術，於基材兩側作雙面塗 佈製備導光元件’可大幅降低導光元件之厚度，且因導: 元件出光面塗佈具有細微凹凸結構之塗層，該塗層固化後 可增強導光元件的硬度且可達到光擴散之功效，因此可實 現本發明之目的。 、 【發明内容】 本發明之主要目的在於接 括％⑴ 在於^供一種潯型可撓式導光元件， /、包含··第一光學層，其俜 -弁與展甘/ ”係由了撓性透光材料所構成；第 —先予層，其係形成於該 行進路徑之調光層之下’具有可改變光 〜门尤、、.口構，及第三光學 先學層之上，且右·^ 八係形成於該第一 上具有可勻化由該第一光學層射出之 凸結構；其中該第曰射出之先線的凹 【實施方式】 先予層具有不同之折射率。 本發明所定義之可撓式導光元件 曲，且在捲曲時，甘主、 / ^先凡件可被捲 …面沒有可辨別的不連續點(例如， n9266.doc 200841056 扭、、Ό、破碎、片段等）。本發明可撓式導光元件可捲繞成 直徑小至1公分之圓柱。 適用於本發明薄型可撓式導光元件中第一光學層之可撓 性透光材料，可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識 者所已知者，例如塑膠基材。上述塑膠基材之種類並無特 殊限制，可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所 者例如但不限於聚醋樹脂（polyester resin)，如聚對 苯一曱酸乙二酯（p〇lyethyiene terephthalate，pET)或聚萘二 曱酸乙二酯（polyethylene naphthalate，pEN);聚丙烯酸酯 樹脂（polyacrylate resin)，如聚曱基丙烯酸曱酉旨（ρ〇ι__ methacrylate，PMMA);聚醯亞胺樹脂（p〇lyimide resin); 聚烯烴樹脂（P〇ly〇lefin resin)，如聚乙烯（pE)或聚丙烯 (pp);聚環烯烴樹脂（polycycloolefin resin);聚碳酸酯樹 脂（polycarbonate resin);聚胺基甲酸酯樹脂 resin);三醋酸纖維素（心⑽仙Μ·。％ tac);或彼等 之混合物。較佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚環烯烴樹脂、三醋酸纖維素或其混合物，更佳為聚 對苯二甲酸乙二酯。第一光學層之厚度通常取決於所欲得 光學產品的需求，其較佳介於約16微米（μηι)至約3〇〇微米 之間。 為了改變光的行進路徑使光線由導光元件正面射出及使 光線聚集，本發明薄型可撓式導光元件之第一光學層下表 面包含-第二光學層，該光學層具有可改變光行進路徑之 調光結構。本發明導光元件之第二光學層之厚度宜介於5 119266.doc 200841056 微米至100微米之間’較佳介於1〇微米至8〇微米，最佳介 於2〇微米至70U米。上述調光結構之形式為本發明所屬技 術領域中具有通常知識者所熟知者，例如規則或不規則之 柱狀結構、連續或非連續變化之柱狀結構、圓錐狀結構、 立體角結構、透鏡狀結構、波狀結構或弧形塊狀結構等。 上述柱狀結構之形狀可為任何本發明所屬技術領域具有通 常知識者所已知者’較佳為稜鏡柱狀（即，三角柱狀）或弧 形柱狀（即’柱狀結構之峰或谷或其兩者呈圓弧形式），更 佳為稜鏡柱狀。本發明第二光學層之調光結構較佳為規則 或不規則稜鏡柱狀結構，更佳為不規則棱鏡柱狀結構。 下文以圖2至9進一步說明可用於本發明第二光學層之柱 狀結構的具體實施態樣，唯非用以限制本發明之範圍。 圖2至5為本發明薄型可撓式導光元件，其包含第一光學 層100'第二光學層200及第三光學層3〇〇。圖2中第二光學 層上的調光結構為-種規則且頂角為9〇。的稜餘狀： 構’各稜鏡結構彼此不交錯，且具有固定的稜鏡寬綱 及南度⑻。圖3中第二光學層上的調光結構為規則孤形柱 狀結構，此外同一柱狀結構在不同長度位置可具有不同高 度。圖4及5中第二光學層上的調光結構分別為不規則排列 的稜鏡柱狀結構及不規則排列的孤形柱狀結構，並中各柱 :結構獨立具有不同的寬度。此外’圖4中同-柱狀結構 置可W高度’圖5中同—扭狀結構在 不同長度位置可具有不同寬度。 圖㈤為可用於本發明第二光學層之柱狀結構的其他實 119266.doc 200841056 施悲樣。如圖6及7所示，該等柱狀結構係以折線函數進行 排歹j彡圖8所不’該等柱狀結構係曲線函數進行排列。 根據本發明之-較佳實施態樣，本發明薄型可撓式導光 兀件之第m的調光結構基本上由相鄰且不平行的 多個柱狀結構所組成，但亦可能存在少許平行之柱狀姓 構。在此較佳實施態樣中，料柱狀結構之形狀並無特殊 限制較佺為稜鏡柱狀或弧形柱狀，更佳為頂角60。至 120。的稜鏡柱狀。此外，在此較佳實施態樣中，柱狀結構 可彼此又錯或不父錯，較佳為線性之交錯或不交錯的稜鏡 柱狀結構’且當兩稜鏡結構彼此交錯時，相鄰稜鏡之間距 (即，兩稜鏡峰與峰間之距離）為〇至1〇〇微米，當兩稜鏡結

構彼此不交錯時，相鄰稜鏡之間距為丨至⑺心微米。圖9為 上述較佳實施態樣之示意圖。如圖9所示，本發明薄型可 撓式導光元件包含第一光學層1〇〇、第二光學層2〇〇及第三 光學層300，其中第二光學層上的調光結構基本上由相鄰 且不平行的多個柱狀結構所組成，且該等柱狀柱狀結構包 含線性之交錯及不交錯的稜鏡柱散結構。 如先前所述，除柱狀結構外，亦可使用其他形式的調光 結構構成本發明導光元件之第二光學層。圖1〇至14例示了 這些導光元件，其分別具有由複數個圓錐狀結構〗〗、立體 角結構12、透鏡狀結構13、弧形塊狀結構14及波狀結構15 所構成之第二光學層。 本發明之第二光學層係藉由在第一光學層上塗佈一包含 至少一種紫外線硬化樹脂單體和光起始劑之組合物而形 119266.doc 200841056 成。

適用之紫外線硬化樹脂單體，係本發明所屬技術領域中 具有通常知識者所熟知者，例如：具有一或多個官能基之 丙烯酸酯類單體；具有高折射率且含有芳香族基之反應單 體，例如苯乙烯、萘乙烯、丙烯酸苯酯或丙烯酸萘酯；或 其組合。可用於本發明之丙烯酸酯類單體，例如但不限 於，丙烯酸酯、曱基丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯 (urethane acrylate)、或環氧丙稀酸醋(epoxy acrylate)等， 較佳為丙烯酸酯及曱基丙烯酸酯。舉例言之，適用於本發 明之丙烯酸酯類單體可選自包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸 丁醋、2-苯氧基乙基丙稀酸酉旨（2-phenoxy ethyl acrylate)、 乙氧化2-苯氧基乙基丙烤酸酯（ethoxylated 2-phenoxy ethyl acrylate)、2_(2_乙氧基乙氧基）乙基丙烯酸酯（2-(2-ethoxy ethoxy )ethyl acrylate)、環三經曱基丙烧甲縮酸丙晞 酉曼酉旨（cyclic trimethylolpropane formal acrylate)、β-魏乙基 丙稀酸西旨（β-carboxyethyl acrylate)、月桂酸（甲基）丙烯酸 ϊ| (lauryl (meth)acrylate)、異辛基丙稀酸醋（isooctyl acrylate)、 硬脂酸（曱基）丙稀酸酯 （stearyl (meth)acrylate)、異癸基丙烯酸 _ (isodecyl acrylate)、異冰 片基（甲基）丙稀酸酯（isoborny (meth)acrylate)、苄基丙烯 酸酯（benzyl acrylate)、3-經-2，2·二甲基丙酸 3-經- 2,2-二曱 基丙醋二丙稀酸酉旨（hydroxypivalyl hydroxypivalate diacrylate)、乙氧化 1，6-己二醇二丙烯酸 _ (ethoxylated 1,6-hexanediol diacrylate)、二丙二醇二丙浠酸酯 119266.doc •10- 200841056

(dipropylene glycol diacrylate)、三環癸烧二曱醇二丙稀酸 酉旨（Tricyclodecane dimethanol diacrylate)、乙氧化二丙二 醇二丙稀酸酉旨（ethoxylated dipropylene glycol diacrylate)、 新戊二醇二丙稀酸 _ (neopentyl glycol diacrylate)、丙氧化 新戊二醇二丙烯酸醋（propoxylated neopentyl glycol diacrylate)、乙氧化雙讀A二（曱基）丙稀酸酉旨（ethoxylated bisphenol-A di(meth)acrylate)、2-曱基-1，3-丙二醇二丙婦 酸酉旨（2-methyl-1，3-propanediol diacrylate)、乙氧化-2-曱 基-1，3-丙二醇二丙稀酸酉旨（ethoxylated 2-methyl-1，3-propanediol di aery late)、2 -丁基-2-乙基-1，3-丙二醇二丙婦 酸酉旨（2-buty卜2-ethyl-1，3-propanediol diacrylate)、乙二醇 二甲基丙稀酸醋（ethylene glycol dimethacrylate)、二乙二 醇二曱基丙烯酸酉旨（diethylene glycol dimethacrylate)、2-經基乙基甲基丙稀酸酯填酸西旨（2-hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、三（2-經乙基）異氰脲酸三丙烯酸 酉旨（Tris(2-hydroxy ethyl)isocyanurate triacrylate)、季戊四 醇三丙稀酸酉旨（pentaerythritol triacrylate)、乙氧化三經曱 基丙烧三丙稀酸自旨（ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)、丙氧化三經甲基丙烧三丙烯酸酉旨 (propoxylated trimethylolpropane triacrylate) ^ 三經甲基丙 烧三甲基丙稀酸 _ (trimethylolpropane trimethacrylate)、 季戊四醇四丙浠酸酉旨（pentaerythritol tetraacrylate)、乙氧 化季戊四醇四丙稀酸醋(ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、 雙-三經甲基丙烧四丙稀酸酯 119266.doc -11 - 200841056

(ditrimethylolpropane tetraacrylate)、丙氧化季戊四醇四丙 稀酸 S旨（propoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、季戊四 醇四丙稀酸醋（pentaerythritol tetraacrylate)、二季戊四醇 六丙稀酸酉旨（dipentaerythritol hexaacrylate)、（甲基）丙稀酸 西旨、丙稀酸經乙酉旨（hydroxyethyl acrylate, HEA)、曱基丙 稀酸-2-經基乙醋（2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)、 三丙二醇二（曱基）丙稀酸酯（tripropylene glycol di(meth)acrylate)、1，4- 丁 二醇二（甲基）丙稀酸酉旨（1，4 -butanediol di(meth)acrylate)、1，6-己二醇二（曱基）丙稀酸 6旨（1，6-hexanediol di(meth)acrylate)、稀丙基化二（甲基）丙 稀酸環己函旨（allylated cyclohexyl di(meth)acrylate)、二（甲 基）丙稀酸異氰脲酸酉旨（isocyanurate di(meth)acrylate)、乙 氧基化三經曱基丙烧三（曱基）丙稀酸酯（ethoxylated trimethylol propane iri(meth) acrylate)、丙氧基化甘油三 (甲基）丙稀酸酉旨（propoxylated glycerol tri(meth)aerylate)、 三經曱基丙烧三（甲基）丙稀酸酉旨（trimethylol propane tri(meth)acrylate)、三（丙烯氧乙基）異氰腺酸酯 (tris(acryloxyethyl) isocyanurate)及彼等之混合物所組成之 群組。較佳地，該丙烯酸酯類單體包含甲基丙烯酸-2-羥基 乙酯、曱基丙烯酸甲酯、丙稀酸丁酯及季戊四醇三丙烯酸 酉旨。 適用之光起始劑係經光照射後會產生自由基，而透過自 由基之傳遞引發聚合反應者，其種類並無特殊限制，例如 但不限於：二苯甲酮（benzophenone)、二苯乙醇酮 119266.doc -12- 200841056 (benzoin)、2-經基-2-曱基-1-苯基丙-1- _(2-hydroxy-2-methyl -1 - phenyl-propan- 1-one)、2，2 -二曱氧基-152 -二苯基 乙-1-酮（2,2-dimethoxy-l，2-diphenylethan-l-one)、1-經基 環己基苯基酮（1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、 2,4,6-三曱基苯甲醯基二苯基膦氧化物（2,4,6_ trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)，或彼等之混 合物。較佳之光起始劑係二苯曱酮或1-羥基環己基苯基

本务明弟一光學層之紫外線硬化樹脂可視需要進一步包 含分子量介於103至104之募聚體，此類寡聚體係本發明所 屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，例如丙稀酸酯系 寡聚體，其例如但不限於：胺基甲酸酯丙烯酸酯，如脂肪 族胺基曱酸酯丙烯酸酯（aliphatic urethane acrylate)、脂肪 族胺基甲酸酯六丙烯酸酯（aUphaiic阶化 heXaacrylate)、芳香族胺基甲酸醋六丙烯酸酿 urethane hexaacrylate);環氧丙烯酸酯，如雙酚a環氧一 稀酸醋（MSPhen〇1-A epoxy diacrylate)、紛駿環氧==旨 (novolac ep〇xy acrylate);聚酯丙烯酸酯，如聚酯二丙= 酸醋（polyester diacrylate);或純丙烯酸_。 此外’上述之用以形成本發明薄型可撓式導光元件 二光學層的組合物可視需要添加任何習 弟 J白知添加劑，例如盔 機微粒、流平劑、消泡劑或抗靜電劑等。 …、 本發明薄型可撓式導光元件 所屬技術領域中具有通常知識者所熟知 x 叙明 任何方式製造， 119266.doc 200841056 例如，利用卷對卷式連續生產技術’且以塗佈方式掣造。 舉例言之，可使用本文前述揭示之—可撓性透光材料作為 第一光學層，並經由包含以下步驟之塗佈方法製造該第二 光學層： ^ 一 (I) 將紫外線硬化樹脂單體、光起始劑等組份，視需 要地與習知添加劑混合，形成組合物； 而 (II) 將該組合物塗佈於該第一光學層之—表面，以形 成一塗層； (III) 以具有如本文前述揭示之任一種調光結構溝槽之 模具進行壓合，於塗層上產生對應之調光結構，同時對該 塗層照射能量射線產生光聚合反應，上述能量射線之強： 可為100至1000毫焦耳/平方公分（mJ/cm2)，較佳係2〇〇: 800 mJ/cm2 ； (IV) 最後將膜片脫模，再成膜。 上述步驟（II)中，將組合物塗佈於基材之方法係熟悉此 項技術者所熟知者，例如可使用狹縫式塗佈0出 ⑶ating)、微凹版印刷塗佈（micr0 gravure c〇ating)、滾輪 塗佈（r〇ller coating)等，或上述方法之組合將步驟⑴製得 的組合物塗佈於第一光學層上。 為了句化由第—光學層射出之光線，本發明薄型可撓式 導光元件之第一光學層的上表面包含一具有凹凸結構之第 二光學層。上述第三光學層係藉由將一包含抗靜電劑、紫 外線硬化樹脂、有機顆粒和至少一種選自由熱固性樹脂、 ,、、、：！ ！1树知及其混合物所組成之群之樹脂的硬罩液塗佈於 119266.doc -14- 200841056 二一灸學層上而構成。本發明之第三光學層根據m 136‘準方法量測，具有廳至99%之霧度，較佳具有 0至90%之務度，根據Jis κ54⑽標準方法量測，其鉛筆 又可達3Η或以上，且具有介於1〇8至1〇】2以口（以□代表歐 姆/平方）間之表面電阻率。因此，可有效增強導光元件之 硬f ’避免表面刮傷，且提供良好抗靜電性。第三光學層 ,旱又且"於1微米至3G微米之間，較佳介於3微米至⑼微 米，最佳介於5微米至15微米。 可用於本發明硬罩液中之有機顆粒之形狀並無特殊限 制，例如為球形、橢圓形、菱形或不規則形狀等；其種類 亦無特殊限制，例如可為甲基丙稀酸酉旨樹脂、石夕綱樹脂或 其混合物，較佳為甲基丙烯㈣樹月旨。上述有機顆粒之直 徑可相同或不同，較佳介於約01微米至約2〇微米之間。 根據本發明’較佳使用直徑相同之有機顆粒，更佳使用介 於約2微米至約15微米之間且直徑相同之有機顆粒。上述 有機顆粒之量相對於該硬罩液中樹脂成分總重量為卜彻 重量％，較佳為5-30重量％。 可用於本發明硬罩液中之紫外線硬化樹脂包含至少一種 具有-或多個官能基之丙稀酸酿類單體之樹脂。適用之丙 稀酸醋類單體之種類儀如本μ前所述者，較佳為丙稀酸 醋及甲基丙烯酸醋。根據本發明之較佳實施態樣，該丙烯 酸醋類單體包含甲基丙烯酸_2，基乙醋、甲基丙烯酸甲 酯、丙烯酸丁 @旨及季戊四醇三丙烯酸酿。 為增加硬罩液之成膜性’本發明之紫外線硬化樹脂可視 I19266.doc • 15· 200841056 需要包含分子量介於1〇3至104之寡聚體，此類募聚體之種 類係如本文先前所述者。 可用於本發明硬罩液中之熱固性樹脂，其平均分子量一 般介於1〇4至1〇5，較佳為2xl04至8xl04，更佳為3χ1〇4至 6x10。本發明之熱固性樹脂可選自聚酯樹脂、聚（曱基）丙 • 烯酸酷樹脂及其混合物所組成之群組，較佳為聚（曱基）丙 烯酸酯樹脂，如聚曱基丙烯酸曱酯或聚丙烯酸甲酯。且上 • 述之熱固性樹脂需含有羥基（-ΟΗ)、羧基（-COOH)或胺基卜 Νϊΐ2)，較佳為羥基，例如丙烯酸羥乙酯（hydr〇xyethyl acrylate，HEA)、丙烯酸經丙酯（hydr〇xypr〇pyl ΗΡΑ)曱基丙烯酸-2-經基乙酯（2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA)、曱基丙烯酸羥丙酯（hydr〇xypr〇pyl methacrylate，HPMA)或彼等之混合物之樹脂。 可用於本發明硬罩液中之熱塑性樹脂可選自聚酯樹脂； 聚（曱基）丙烯酸酯樹脂（P〇ly(meth)aCrylate resin)，如聚甲 ❿ 基丙烯酸曱酯（PMMA);及彼等之混合物。其平均分子量 一般介於104至2x106 ’較佳為2x1 〇4至3x1 〇5，更佳為4x1 04 • 至1 〇。熱塑性樹脂可增加塗佈層與基材之密著性，及防 止膜片因高溫產生翹曲之現象。 在樹脂材料加工或製造過程中，當樹脂材料與其自身或 其他材料發生磨擦時會產生靜電，將空氣中之游離塵埃集 結在表面上，令昂貴電子元件遭破壞，甚至是點燃易燃的 氣體或粉末而引起火災，故添加抗靜電劑有其必要性。 本發明之硬罩液係將抗靜電劑直接與樹脂摻混，再經混 119266.doc •16- 200841056 練加工而得。可使用於本發明硬罩液中之抗靜電劑並無特 殊限制’係為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟 头例如乙氧基甘油脂肪酸酯類、四級胺化合物、脂肪胺 頒何生物、環氧樹脂（如聚環氧乙烷）、矽氧烷（sil〇x⑽㈡或 其它醇類衍生物，如聚乙醇酯、聚乙二醇醚等。

本i明之硬罩液可視需要包含任何本發明所屬技術領域 中具有通常知識者已知之添加劑，其例如但不限於硬化劑 (uring agent)、光起始劑（ph〇t〇记出討扣）、流平劑、分散 劑或安定劑等。 可用於本發明硬罩液中之硬化劑係本發明所屬技術領域 中具有通常知識者所熟知者，其可使分子與分子間產生化 學接合而形成交聯（crossUnking)，其例如但不限於二異氰 酸酯（diis〇cyanate)或聚異氰酸酯（P〇lyis〇cyanate)。 一 可用於本發明硬罩.液中之光起耗，係經光照射後會產 生自由基，而透過自由基之傳遞引發聚合反應者， 係如本文先前所述。 ^ ^發明薄型可撓式導光㈣之第三光學層可根據本發明 所屬技術領域中具有通常知識者所熟知之任何方式製造。 例如，利料對卷式連續生產技術，且以塗佈方式製造。 此外，第二光學層盥第二# 制，偏二 塗佈順序並無特別限 制，例如，可先於第一光學層上 三光學層，亦先子層再完成弟 第一朵〜 九子層上塗佈弟三光學層再完成 對本發明作進—步說明，唯非二層之材料為例’ ^用以限制本發明之範圍： I19266.doc 200841056 σ)將紫外線硬化樹脂、熱固性樹脂、熱塑性樹脂、 有機顆粒、溶劑及抗靜電劑等組份，視需要地與習知添加 劑混合，形成一膠態硬罩液； (II)將該硬罩液塗佈於具第二光學層之第一光學厣另 一表面，以形成一塗層； (ΙΠ)將該經塗覆之基材送進烘乾機，蒸發溶劑’升溫

至高於熱固性樹脂之固化溫度後，加熱數分鐘，進行熱2 化聚合反應； 射能量射線產生光聚合反 ’能量射線之強度可為1〇〇 (IV)然後再對該塗層直接照 應以形成本發明之第三光學層 較佳係200至800 至1000毫焦耳/平方公分（mJ/cm2 mJ/cm2 〇 若需要 學。 可重複進行上述各步驟， 以獲得複數個第三光 上述步驟（II)中，將硬i洛泠 ^ 更卓/夜塗佈於基材之塗佈方法係熟 S此項技術者所熟知，例如 .. 使用狹缝式塗佈（slit die coating)、微凹版印刷塗佈 土仰（imcro gravure c〇ating)、滾輪 塗佈（roller coating)等，痞 次上迷方法之組合將硬罩液塗佈 於基材上。 根據本發明製得之薄型 ^… j躁式導先凡件的總厚度為約30 你支米至約350微米。 圖1 5為本發明薄型可撓 ― # , ¥先兀件之一具體實施態樣， 其中弟一光學層（1 00)上方 —— 為具有凹凸結構之第三光學層 (300) ’该弟三光擧声句人 < < s 1有機顆粒（5〇)，且該第一光學層 H9266.doc -18- 200841056 下方為具有稜鏡柱狀結構之第二光學層（) 15中之第二光學層具有，所示之調光結構，·此_光: 構具有較佳之集光效果，可使顯示器具備增強之輝;:先結 習知之V-料光板係為射出成形，故其稜鏡: ::;折:率相同’因此必須對棱鏡詳加設計(例::: 角度、見度或深度）以控制光線反射的方向 - =行進方向之效果，此相若欲獲得良好:果 時:亦得對出光面另外進行加工。本發明之薄型可挽式t 先兀件由於使用塗佈（eGating)製程在第— =光學層’因此可使該第-及第二光學層具有不::： 射率，進Η控制光線之行經路線，達料正光線 果。根據本發明，該第-舆第二光學層之折射率差的絕對 值為0.001至〇·6。本發明中亦利用塗佈（⑶‘g)製程在第 一光學層上形成具有凹凸微結構之第三光學層，因此可直 接利用第三光學層上之微結構提供擴散光線之功效，不需 經額外加工或設計。根據本發明之—實施態樣，該第一2 第三光學層係具有μ之折料且折射率差的絕對值為 〇.’至〇.6,然而，具相同折射率之第一及第三光學層亦 在本發明之範圍中。根據本發明之—實施態樣s可使用折 射率為以4之聚對苯二甲酸乙二醋或折射率為】5〇之聚環 烯烴樹脂之膜片作為第—光學層，且使用折射率約"9之 紫料硬化樹脂構成第二及第三光學層。根據本發明之另 了實施態樣’可進-步添加含芳香族基反應單體將第二光 學層之折射率提高至158，其中芳香族基反應單體係如本 119266.doc -19- 200841056 文，述所說明，可為苯乙稀、蔡乙稀、丙稀酸笨醋或丙婦 酸奈酯。根據本發明之再一實施態樣，可添加粒徑為W至 100奈米之無機微粒將第二光學層之折射率提高至21，其 _ +無機微粒可為二氧化鈦（折射率為2.72)、氧化鋅（折射率 為2·32)、氫氧化锆、氫氧化鋁、二氧化矽或其混合物。 以下係以圖16為例，進一步說明本發明薄型可撓式導光 凡件之導光原理。如圖16所示，當LED光源2〇從第一光學 • 層1〇0入射後，光線從第一光學層進入第二光學層200會產 =第一次折射，經由第二光學層之稜鏡柱狀結構時產生兩 二：反射穿過第-光學層進入第三光學層(圖16未顯 丁第一光子層）’最後藉由第三光學層之凹凸結構擴散成 2勻之：光源。因此，本發明之薄型可撓式導光元件籍由 第-及第二光學層間的折射率差異及第二光學層之調光結 構產生的折射及全反射現象來控制光行進之路線，相較於 傳統％溝導光板而言，可簡化稜鏡的設計且對精密加工技 _ 術之要求較低，進而可提高良帛。 另外由於本發明導光元件之第三光學層具有根據JIS -K5400標準方法量測，3H或以上之鉛筆硬度，因此可有效 地保護接觸構件及避免光學性質受到影響，且由於該第三 光學層具有·細微凹凸結構，因此兼具擴散作用，可進一步 改善傳統V-溝導光板的明暗帶條紋問題。 本么月之;4型可撓式導光元件可使用於可撓式燈源裝置 I，例如，廣告燈箱及顯示器等。如圖17所示，於一具體 彳中本&明之薄型可撓式導光元件可應用於使用 I I9266.doc •20· 200841056 led光源之可撓式 30、㈣以 尤杈、、且中，该背光模組包含反射膜 川根據本發明之薄型 咖燈源2“此外，件1G、逆稜鏡片40及 件可於第二光^ 歧射效果，本㈣之導光元 聲 予θ °肖光結構表面進—步錢相沈積法或基 = 反射率的金屬材料，如銀、紹等，其塗膜厚 ::你1至5铽米。如圖18所示，當第二光學層調光結構表

It”高反射率㈣時’可達到光線反射效果， 減少膜片使用，例如反射膜。 以下實施例剌於對本發明作進—步說明，唯非用以限 制本發明之範圍。任何熟悉此項技藝之人士可輕易達成之 铋飾及改’文均包括於本案說明書揭示内容及所附申請專利 範圍之範圍内。 實施例 實施例1 取一 250毫升之玻璃瓶，加入甲基丙烯酸_2_羥基乙酯、 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及季戊四薄三丙烯酸赌之單 體及芳香族胺基曱酸酯六丙稀酸酯[Etercure 6i22-f-8〇， Eternal公司]之混合物共！⑽克，光起始劑:二苯甲酮及^ 經基環己基苯基酮混合物共5克，最後泡製成固形份約 100%及總重約105克塗料。以滾輪將塗料塗佈在透明pET 膜上[U34、188 μπι)，Toray公司]表面上，經頂角9〇度的v 溝結構滾輪模具壓合’同時以UV曝光機台（Fusion UV， F600V，600 W/inch，Η型燈源）p0wer設定為 loo%，速度 10 m/min，能量射線250 mJ/cm2，加以固化後脫模製得塗 119266.doc -21 - 200841056 層厚度為25μηι之第二光學層。上述製得之薄膜，合計膜 厚為2 13 μηι，且該第二光學層係具有如圖9所示之調光結 構。 再取一 250毫升之玻璃瓶，將溶劑：22克甲苯及22克丁 酮加入玻璃瓶中。於高速攪拌下依序加入5·28克之平均粒 徑為8 μηι之曱基丙稀酸S旨樹脂粒子[mb30Χ-8，積水公 司]，紫外線硬化樹脂：甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙 烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及季戊四醇三丙烯酸酯之單體及脂 肪族胺基曱酸酯六丙稀酸酯[Etercure 6149-11，Eternal公 司]之混合物共1 8克’熱固性樹脂：1 §克丙稀酸酯樹脂 [Eterac 7363七-50，Eternal公司](固形份約 50〇/〇)，再加入 2.0克硬化劑[Desmodur 3390，Bayer公司](固形份約 75%)，3.6*4iLlf^，[GMB-36]V^AS，MarubishioilChem·

Co.，Ltd](固形份約20%) ’光起始劑：二苯甲g同及經基環 己基本基_混合物共1克，最後泡製成固形份約及總 重約91.88克塗料。以滾輪將塗料塗佈在上述製得之薄膜 另一側表面上，經1〇〇它乾燥i分鐘後，再以υν·光機台 (Fusion UV，F600V，600W/inch，Η型燈源）power設定為 100%，速度1 5 m/min，能量射線200 mj/cm2，加以乾燥後 製得塗層厚度為约7 μιη之第三光學層。上述製得之導光 膜，合計總膜厚為220 μπι。此外，根據JIS Κ7136標準方 法測量，該第三光學層之霧度為5〇%，且所得膜片之全光 線穿透度為92%。膜厚、霧度及全光線穿透度之測量方式 係詳述於下面之測試方法中。 119266.doc •22· 200841056 比較例1 將厚度為2000 μπι之市售V-cut導光板[Enplas公司]，進 行下面所述之特性試驗。 測試方法 膜厚試驗··利用膜厚計[PIM-100，TESA公司]，以1N下 壓接觸方式量測待測樣品之膜厚。 霧度及全光線穿透度試驗：利用霧度計[NDH 5000 W， 曰本電色公司]並根據JIS K7136標準方法，測量待測樣品 之霧度（Hz)及全光線透過率（Tt)。 鉛筆硬度試驗：利用錯筆硬度試驗機[Elcometer 3086， SCRATCH BOY]，以 Mitsubishi鉛筆（2H、3H)用 JISK-5400 方法測試待測樣品表面之鉛筆硬度，測試所得結果如下列 表1所示。 表面電阻率試驗：利用超絕緣計[東亞TOADKK公司， SM8220&SME-8310，500V]，並根據ASTM D257標準方法 量測待測樣品表面電阻率。測試環境如下·· 23±2°C，55士 5 % RH ’測試所得結果如下列表}所示。 耐刮試驗：利用線性耐磨試驗機[TABER 575〇]於600公 克之重量平台（面積長寬20mmx20mm)上貼黏置3M BEF-III-10T膜片（長寬2〇mmx20mm)，以其稜鏡微結構層直接測 試待测樣品抗刮層之重壓耐刮能力，以試驗行程2 inch， 10 cycle/min之速度進行1〇 cycies耐刮測試，耐刮測試所 得結果如下列表1所示^ 高溫—西試驗：將待測樣品裁成長寬lOOmmx 100mm平 119266.doc •23- 200841056 整膜片，置於120°C烘箱10分鐘後，取出靜置於室溫，直 到膜片回溫至室溫後，以間隙規量測膜片四角之翹曲程度 (記錄單位：公釐（mm)，記錄方式：例如，0;0;0;0)，藉以評 估待測樣品之耐熱及耐翹曲性能，所得結果如下列表1所 示。 高溫高濕試驗：將待測樣品裁成長寬lOOmmx 100mm平 整膜片，置於溫度60°C、濕度90%RH之烘箱500小時後， 取出靜置於室溫，直到膜片回溫至室溫後，以間隙規量測 膜片四角之麵曲程度（記錄單位：公釐（mm)，記錄方式：例 如，0;0;0;0)，藉以評估待測樣品之耐高溫高濕性能，所 得結果如下列表1所示。 表1 實施例1 比較例1 第三光學層之鉛筆硬度 3H 2Η 第三光學層之表面 電阻率Ω/ Square 1.3χ10π 2.6χ1016 第三光學層 而寸刮試驗 無刮傷 刮傷 龜曲試驗(mm) 〇;〇; 〇;〇; (120°C ^ 10 min) 〇；〇 0;0 南溫南濕試驗（Him) 〇;〇; 2；2; (60°G，90%RH，500hrs) 0;0 2;2 由實施例1與比較例1之結果可知，本發明所製得之導光 元件厚度較薄，具有良好抗靜電性和高硬度特性，並且表 面平整無麵曲，從而可避免光學性質受到影響。 119266.doc -24- 200841056 【圖式簡單說明】 圖1為V-溝型式背光模組之簡單 圖2至5為本發明薄型可撓式導光/ 圖6至8為本發明第二光風7^牛之具體實施態樣。 樣。 予μ柱狀結構之具體實施態 圖9為本發明薄型可撓 圖10$14氣士义 ¥先兀件之較佳實施態樣。 圖至14為本發明薄型可拎彳道 態樣 了撓式ν光元件之其他具體實施 其中 圖15為本發明薄型可撓式導光元件 之一具體實施態樣， 圖16為本發明薄型可 圖。 組 件之導光肩立 圖17為使用本發明之 原不心_ 示意圖 咅闽. 主J铫式導光元件之LED光模 圖18為另-使用纟發明之 模組示意® I m切光元件之LED光 【主要元件符號說明】 1 反射膜 2 V-溝導光板 3 逆稜鏡片 4 擴散膜 10 本發明之薄型 11 圓錐狀結構 12 立體角結構 13 透鏡狀結構 119266.doc *25. 200841056 14 弧形塊狀結構 15 波狀結構 20 L E D光源 30 反射膜 40 逆稜鏡片 50 有機顆粒 100 第一光學層 200 第二光學層 300 第三光學層 I19266.doc -26

Claims (1)

1. 200841056 十、申請專利範園： -㈣型可撓式導光元件，其包含： 2光予層，其係由可撓性透光材料所構成 第一光學層，其係形成於該第一光學層之下 改艾光行進路徑之調光結構；及 第一光孥層，其係形成於該第一光學層之上 勻化由ϋ亥第一光學層射出之光線的凹凸結構； 1. 具有可 具有可

   其中該第一及第二光學層具有不同之折射率。 2.如請求項1之元件’其中該第一與第二光學層之折射率 差之絕對值為〇 〇〇1至〇 6。 3 · 士吻求項1之元件’其具有3 0微米至3 5 0微米之厚度。 4·如請求項〗之元件，其中該可撓性透光材料係為塑膠基 材。 5·如請求項4之元件，其中該塑膠基材係選自聚對苯二甲 酸乙二酯、聚環烯烴樹脂、三醋酸纖維素及其混合物所 組成之群。 6·如請求項1之元件，其中該調光結構具有選自規則或不 規則、連續或非連續變化之柱狀結構、圓錐狀結構、立 體角結構、透鏡狀結構、波狀結構或弧形塊狀所組成之 群之形式。 7·如請求項6之元件，其中該調光結構係為規則或不規則 的柱狀結構。 8·如請求項7之元件，其中該柱狀結構係為稜鏡柱狀結構 或弧形柱狀結構。 119266.doc 200841056 9.如请求項6之元件，其中該調光結構係為不規則稜鏡柱 狀結構。 1 〇· 士明求項9之元件，其中該調光結構包含多個相鄰且不 平行之桎狀結構。 11·如印求項10之元件，其中該等柱狀結構包含線性之交錯 及/或不交錯的稜鏡柱狀結構。 12·如請求項9之元件，其中該稜鏡頂角為00。至120。。 1 3 ·如明求項丨丨之元件，其中交錯的兩稜鏡柱狀結構之間距 係介於〇至100 μπι之間。 14. 士明求項1丨之元件，其中不交錯的兩稜鏡柱狀結構之間 距係介於1至100 μιη之間。 1 5·如請求項1之元件，其中該調光結構表面進一步包括高 反射率之金屬材料。

   如凊求項1 5之元件，其中金屬材料為銀或鋁。 如請求項1之元件，其中該第二光學層係藉由在第一光 學層上塗佈一包含至少一種紫外線硬化樹脂單體和光起 始劑之組合物而形成。 18.如請求項17之元件，其中該紫外線硬化樹脂單體為具有 一或多個官能基之丙烯酸酯類單體、具有芳香族基之反 應早體或其組合。 19·如請求項18之元件，其中該丙烯酸酯類單體為甲基丙烯 酸酯或丙烯酸酯。 20·如請求項18之元件，其中該丙烯酸酯類單體包含甲基丙 烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及季戊 119266.doc 200841056 四醇三丙烯酸酯。 21·如請求項18之元件，其中該具有芳香族基之反應單體為 笨乙稀、萘乙烯、丙烯酸苯酯或丙烯酸萘酯。 22·如咕求項17之元件，其中該組合物進一步包含粒徑為10 至100奈米之無機微粒，其係選自由二氧化鈦、二氧化 鈦、氧化鋅、氫氡化鍅、氫氧化鋁、二氧化矽及其混合 物所組成之群。 23. 如請求項i之元件，其中該第三光學層具有介於1〇8至 10 Ω/口之間之表面電阻率；根據JIS K7136標準方法量 測’具有20至99%之霧度；及根據jIS Κ5400標準方法量 測’具有3 Η或以上之錯筆硬度。 24. 如請求項〗之元件，其中該第一與第三光學層具有不同 之折射率且折射率差的絕對值為0.001至0.6。 25·如請求項！之元件，其中該第三光學層係藉由將一包含 抗靜電劑、紫外線硬化樹脂、有機顆粒和至少一種選自 由熱固性樹脂、熱塑性樹脂及其混合物所組成之群之樹 脂的硬罩液塗佈於第一光學層上而形成。 26·如請求項25之元件，其中該抗靜電劑係選自乙氧基甘油 脂肪酸酯類、四級胺化合物、脂肪胺類衍生物、環氧樹 脂、秒氧烧或醇類衍生物。 27. 如請求項25之元件，其中該紫外線硬化樹脂包含至少一 種具有一或多個官能基之丙浠酸酯類單體之樹脂。 28. 如請求項27之元件，其中該丙烯酸酯類單體為丙烯酸酯 或甲基丙烯酸酯。 119266.doc 200841056 29.如請求項27之元件，其中該丙烯酸酯類單體包含甲基丙 烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸曱酿、丙烯酸丁酯及季戊 四醇三丙烯酸g旨。 3 0 ·如凊求項2 7之元件，其中紫外線硬化樹脂進一步包含丙 ^ 烯酸酯系寡聚體之樹脂。 ^ 3 1 ·如請求項25之元件，其中該有機顆粒係選自由甲基丙稀 酸酯樹脂、矽酮樹脂及其混合物所組成群組。 φ 32.如請求項1之元件，其係用於LED背光模組中。 3 3. —種顯示器裝置，其包含一具有如請求項1之薄型可# 式導光元件及LED光源之背光模組。 119266.doc