TW201037346A - Luminance-enhanced film - Google Patents

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TW201037346A
TW201037346A TW099102149A TW99102149A TW201037346A TW 201037346 A TW201037346 A TW 201037346A TW 099102149 A TW099102149 A TW 099102149A TW 99102149 A TW99102149 A TW 99102149A TW 201037346 A TW201037346 A TW 201037346A
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sea
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axis
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TW099102149A
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Yeon-Soo Kim
Deog-Jae Jo
Jin-Soo Kim
Do-Hyun Kim
In-Young Yang
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Woongjin Chemical Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0263Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties with positional variation of the diffusing properties, e.g. gradient or patterned diffuser
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements

Description

201037346 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種輝度增強膜,特別係關於一種輝度 增強膜,其中包含一特定成分之雙折射海島紗存在於一板 材中,以大幅地減少生產成本並明顯地增加輝度。 【先前技術】 液晶顯示器(LCD,liquid crystal display)、投影式顯示 器及電漿顯示面板(PDP,plasma display panel)已經穩固了 在電視領域中的市場,且為平板顯示技術中的主流。吾等 亦可預期場發射顯示器(FED,field emission display)、電致 發光顯示器(ELD,electro-luminescent display)等將根據其 特性及相關技術改進而取得市佔率。LCD目前的應用範圍 擴展到筆記型電腦、個人電腦螢幕、液晶電視、交通工具、 飛機等。LCD佔有平板市場的約80%,其全球銷售強勁, 且從1998年下半年開始需求快速增加。 於習知的LCD結構中,液晶與一電極矩陣係設置在一 對會吸光的光學膜之間。在LCD中’液晶藉由施加電壓到 兩個電極所產生的電場而移動,因此具有隨電場改變之光 學狀態。此程序係藉由極化在特定方向上儲存資訊之像素 來顯示影像。據此’ LCD包括一前光學膜及一後光學膜來 引發此極化。 由於背光所放射之光線的5 0 %以上係由後侧光學膜所 吸收,故LCD裝置未必對背光所放射之光線具有高使用效 201037346 率。因此,為了增加LCD裝置中該背光光線之使用效率, 可於光學凹穴與液晶組件之間插入輝度增強膜。 第1圖為一習知輝度增強膜之光學原理示意圖。 更具體而言,由光學凹穴導向到液晶組件之光線的p 極化光線可經由輝度增強膜轉移到液晶組件,而其s極化 ,的光線自該輝度增強膜反射到該光學凹穴,再由光學凹穴 • 的擴散反射表面所反射’其中光線之極化方向成為隨機, 然後再次轉移到該輝度增強膜。因此,該S極化的光線被 〇 轉換成P極化的光線’其矸通過該液晶組件之偏光片,然 後經由輝度增強膜轉移到液晶組件。 S極化光線相對於在該輝度增強膜上的入射光線之選 擇性反射及P極化光線之穿透係藉由各別光學層之間折射 率的差異來進行’根據堆疊的光學層之延伸及該光學層之 折射率中的變化決定每一光學層的光學厚度,其狀態當中 具有各向異性反射係數之平板光學層與具有等向性反射係 ❹ 數之平板光學層以複數交替地堆疊。 , 也m說,人射在該輝度增賊上的光較到該S極 : 化光線之反射及該p極化光線之穿透,而穿過該等接受的 •光學層。因此’僅有該入射的極化光線之P極化光線被轉 移到該液晶組件。同時,該反射的s極化光線由該光學凹 穴的擴散反射表面所反射’其狀態當中其極化狀態成為隨 機,如上所述,然後再次轉移到該輝度增強膜。因此,可 以降低來自一光源所產生之光線損失及電力的浪費。 但是,此習知輝度增強膜係藉由交替地堆叠平板形等 5 201037346 向性光學層與平板行各向異性光學層來製造,其具有不同 的折射率,並在該堆疊結構上執行一延伸程序,使該堆疊 層具有該等各別光學層之一折射率及一光學厚度,其可對 於入射的極化光線之選擇性反射及穿透來做最適化。因 此,此製造程序之缺點在於該輝度增強膜之製造程序複 雜。特別是,因為該輝度增強膜之每一光學層具有一平板 形,p極化光線與s極化光線針對該入射的極化光線之入 射角度的大範圍而必須彼此隔開。因此,此膜之結構當中 堆疊有過度增加的光學層數目,因此造成製造成本之指數 性增加。此外,此結構之缺點在於造成光學損失,因此劣 化了光學效能。因此,當雙折射纖維係佈置成一板材時, 由一光源發射之光在介於該雙折射纖維及該等向性板材之 間的該雙折射界面上反射、散射及折射,因而引起光學調 變並改善輝度。然而,以使用一般雙折射纖維所製造的輝 度增強膜取代該前述之堆疊型輝度增強膜時,因為其並非 以一堆疊結構製造,所以其具有低製造成本及容易製造的 優點,但其不利地無法將輝度改善至一所需程度且不適於 應用在工業領域上。 【發明内容】 [技術問題] 因此,有鑒於上述問題,本發明之一目的係提供一輝 度增強膜以大幅地增強輝度。 本發明之另一目標係提供具增強輝度的液晶顯示器, 201037346 其包含該輝度增強膜。 [技術解決方案] 根據本發明,上述及其它目標可藉由提供一輝度增強 膜而實現,該輝度增強膜包括:一板材;及複數個雙折射 海島紗,其佈置在該板材中,其中每一海島紗包含由聚萘 . 二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)組成的島部 及由選自共聚4二甲酸乙二酯(copolyethylene ❹ naphthalate ’ co-PEN)、聚碳酸醋(polycarbonate,PC)、一 聚碳酸酯合金及其等之一組合之一材料所組成的一海部。 該板材可為等向性的。 該聚峻酸酯合金可由聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環 己基二亞甲基酷二醇(modified poly cyclohexylenedimethyleneterephthalate glycol,PCTG)所組 成。更佳地,該聚碳酸酯及該改質的聚對酞酸伸環己基二 Q 亞甲基酯二醇存在之重量比係15: 85至85: 15。最佳地, 該聚碳酸酯及該改質的聚對酞酸伸環己基二亞甲基酯二醇 存在之重量比可係4: 6至6 : 4。 •該島部可係雙折射的且該海部可係等向性的。 介於該板材及該海島紗之間相對於兩轴向方向之折射 率的差異可係0.05或更低,且介於該板材及該海島紗之間 相對於該其餘之一轴向方向之折射率的差異可係〇1或更 高。 假設該板材之X軸、y軸及z軸折射率分別係nX1、nY1 7 201037346 及nZl,且該海島紗之x軸、y轴及z軸折射率分別係nX2、 ηY2及nZ2 ’則該板材之X軸、y軸及z軸折射率中的至少 一者可等同於該雙折射海島紗之X軸、y轴及z軸折射率中 的一者。更佳地,該雙折射海島紗之折射率可係ηΧ2>ηΥ2 =ηΖ2。 介於該海部及該島部之間相對於兩轴向方向之折射率 的差異可係0.05或更低,且介於該海部及該島部之間相對 於該其餘一軸向方向之折射率的差異可係〇丨或更高。 假設該島部之X軸(縱向)、y車由及2轴折射率分別為 nX3、nY3及nZ3,且該海部之χ軸、y軸及z抽折射率分 別為ηΧ4、ηΥ4及nZ4,則該島部之χ軸、y軸及z轴折二 率中的至少—者可等同於該海部之χ軸、y軸及z轴折射率 及nX4之間之崎料差賤絕對值可 折射^料島料之該海料折射率可_於該板材之 根據s亥海島紗之截面積,胃% 可係2:8至8:2。 海枝该等島部的面積比 該輝度增強膜可具有一結構化表面層。 可將該等雙折射海島紗編織成 係使用該等雙折射海島紗作為緯紗及經紗之2物之編織 纖維作為緯紗及經紗之另一者, = ,且使用 纖維之-熔化溫度高的―料等島部可具有較該 該等纖維可係等向性纖維, 唯且該等纖維可選自由聚合 201037346 物、天然與無機纖維及其組合 該織物可編織成—不對稱姓構=群組。 之雙折射纖維暴露於該織物之表口面。使較等向性纖維多 相對於5至16條之雙折 方向上暴露於該織物之表面。…的―專向性纖維可於一 錢物可編錢 向性纖維般多的雙折射纖維係暴^ ^如5至16倍之等 Ο Ο 織物之不對稱結構可以4〇至、^織物之表面。 之該等雙折射纖雉及2G至24 *纖維/叶⑴―11) 來編織。 纖維/时之該等等向性纖維 該等緯紗或經紗可由i 根據另—離樣,盆 、在之該等海島紗所組成。 器裝置。 ^供包括該輝度增_之液晶顯示 該液晶顯示器裝置可進一 在該輝度增強膜上所調變之光%括一反射媒介以再反射 述。在下文中’將對在此所用之該等術語提供一簡要之描 除非特別提及,「纖維係售 方向而具有不同折射率之纖維日士,、的」意指當光照射在依 係在兩不同方向上折射。’Ί ’人射至該等纖維之該光 「等向性」意指一種性 該物體之方向無關的固定折射率:、中一物體具有與光通過 「各向異性」意指〜種性 係依據光之方向而變化 寶’其中一物體之光學性質 —各向異性物體係雙折射且與 201037346 等向性相反。 「光學調變」意指一種現象,其中所照射之光經反射、 折射或散射,或是其強度、波循環或特性係被改變。 「熔化起始溫度」意指一聚合物開始熔化的溫度,且 「熔化溫度」意指在該溫度下熔化最快速地發生的溫度。 因此,當以DSC觀察一聚合物之熔化溫度時,熔化吸熱峰 值開始發生的該溫度稱之為「熔化起始溫度」,且在該吸熱 峰值之最大值處所繪製的溫度係稱之為「熔化溫度」。 【實施方式】 [有利功效] 不像習知之堆疊型輝度增強膜,本發明之輝度增強膜 包含佈置在該板材中作為一層之雙折射海島紗,因此大幅 地改善輝度而不用佈置複數個層。此外,未將數百層於一 膜上疊層,因此該膜可在大幅減少之成本下輕易地製造。 而且,與以習知方法所製造之膜相較(其中雙折射纖維係 合併在板材内),該輝度增強膜具有相當多之雙折射界面, 因此大幅地改善輝度增強效應並具有工業應用性。此外, 與習知之雙折射海島紗相較,包含本發明之特定材料的該 雙折射海島紗展現最高之輝度改善效率。 此外,包括在本發明之輝度增強膜中的該織物係編織 成一不對稱結構,因此最小化在該輝度增強膜上之織物圖 案的出現並避免一波紋(moirS)現象之發生。 10 201037346 [最佳模式] 下文中將更加詳細地說明本發明。 由一光源發射之光在介於該等雙折射纖維及該等向性 板材之間的雙折射界面上反射、散射及折射,因而引起光 學調變並大幅地改善輝度。特定言之,由一外部光源發射 • 之光可大量地分成s偏極光及p偏極光。在僅需要特定之 . 偏極光的實例中,該P偏極光通過一輝度增強膜而不受該 雙折射界面影響。然而,該S偏極光以一隨機折射、散射 〇 或反射之形式調變至一波長,即,在該雙折射界面上之S 偏極光或P偏極光。若所調變之光經反射並再次照射在該 輝度增強膜上,則該P偏極光會通過該輝度增強膜,且該 S偏極光會被再次散射或反射。經由重覆此程序,可獲得 所需之P偏極光。有別於習知之堆疊型輝度增強膜,根據 此原理將雙折射纖維合併成一板材之實例具有低生產成本 及容易製造的優點,但其不利地無法改善輝度至一所需程 Q 度,並因此有別於習知之堆疊型輝度增強膜而不適於用於 取代該等習知之堆疊型輝度增強膜的工業應用。 ' 因此,該前述問題可使用雙折射海島紗作為具有雙折 : 射界面之雙折射纖維來解決。更特定言之,與使用習知之 雙折射纖維的實例相較,使用雙折射海島紗之實例大幅改 善光學調變效率及輝度。在海島紗之組成成分中,島部係 各向異性的,且分開該等島部的海部係等向性的。與習知 之雙折射纖維相較(其中僅有介於該板材及雙折射纖維之 間的界面係雙折射的),介於組成該等海島紗之複數個島部 11 201037346 複數個海部之_該料面以及介於”海島紗及該板 ^間之該等界面均健折射的,故可大幅改善光學調變 ^ ’並因此可工業應用以作為堆疊型輝度增強膜的替代 …因此’與使用常見之雙折射纖維的實例相較,使用雙 折射海島紗之實例展現優異的光學調變效率,且包含 ==學性質之島部及海部賴此可在其中形成雙折射界 面之雙折射海島紗可更加大幅地改善光學調變效率。 此外,在此使用之該等雙折射海島紗使用作為島及海 ^材料’其與習知之海島紗純,制優異的光學調變 效應,因此將輝度的改善最大化。 此外’在以扭撚數條至數十條海島紗製備而得之複合 纖維(例如:以扭撚十條海島紗製備而得之-複合纖維) :該實例中’該複合纖維具有1〇〇個雙折射界面並因此導 = :〇〇倍之光學調變。此外,在製備以數條線交織之 海島❼(例如:以十條線交織之海島紗)的該實例中,由 該等紗所製備的複合纖維具有⑽個雙折射界面並因此導 2少100次之光學調變。本發明之海島紗可藉由例如共 喷出之方法製備且不限於此方法。 因此,有別於習知之海島紗未考慮雙折射而僅使用在 炼化海部後留下來之島部作為微纖維,本發明使用包含具 有不同之光學性質之海部及島部的海島紗海 島紗之該等海部。為了實現本發明之目標,本發= 島部係各向異性及海部係㈣性,或㈣_ 係各向異性的實例。 m母# 12 201037346 下文中將更加詳細地參考該等隨附圖式說明本發明。 第2圖係根據本發明說明一輝度增強膜的一示意橫截 面圖。更特定言之’該輝度增強膜具有—種結構,其中雙 折射海島紗2H)係隨機地佈置在一等向性板材内。用 於本發明魏材2GG之材料包括熱塑性及熱固性聚合物, 其可穿透-所需範圍之光學波長。較佳地,該板材2〇〇可 係非晶性或半結晶性的,且可包括一均聚物、一共聚物或 其等之-混合物。更特定而言之,適合之板材31的示例包 1 聚魏_ (PC);對排型及同排型聚苯乙烯(PS);院基 苯乙烯,烷基例如聚甲基丙烯酸曱酯(pMMA)及 PMMA 之 共聚物、芳香族及脂肪族的懸垂(甲基)丙稀酸醋;(曱基) 丙烯酸乙醇鹽及丙醇鹽;多官能基(甲基)丙烯酸醋;丙 烯酸化裱氧樹脂;環氧樹脂;及其它乙烯不飽和化合物;
環烯烴及環烯烴共聚物;丙烯腈—丁二烯一苯乙烯(ABS); 苯乙烯丙烯腈(SAN)共聚物;環氧樹脂;聚乙烯基環己烷; ❹ PMMA/聚氟乙烯混合物;聚苯醚合金;苯乙烯嵌段共聚物; 聚醯亞胺;聚砜;聚氣乙烯;聚二曱基矽氧烷(pDMS); 聚胺基甲酸酯;不飽和聚酯;聚乙烯;聚丙烯(pp);聚對 献酸烷酯(p〇ly(alkane terephthalate)),例如聚對酞酸乙二酯 (?丑丁),聚萘二甲酸烧酉旨(卩〇1丫(他&1^1^111:]13以6)),例如: 聚萘二甲酸乙二酯(PEN);聚醯胺;離子聚合物;乙酸乙烯 酯/聚乙烯共聚物;乙酸纖維素(cellul〇se acetate);乙酸丁 酸纖維素(cellulose acetate butyrate);含氟聚合物;聚苯乙 烯一聚乙烯共聚物;PET及PEN共聚物,例如聚烯烴PET 13 201037346 及PEN ;以及聚碳酸酯/脂肪族PET混合物。更佳地’適合 之板材的示例包括:聚萘二曱酸乙二酯(PEN)、共聚萘二甲 酸乙二酯(co-PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯 (PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐熱型聚苯乙烯 (PS)、聚曱基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對酞酸丁二酯(PBT, polybutylene terephthalate)、聚丙婦(PP)、聚乙烯(PE)、丙 烯腈一丁二烯一苯乙烯(ABS)、聚胺基曱酸酯(PU)、聚醯亞 胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)混合物、乙 烯-乙酸乙烯 ϊ旨(ethylene vinyl acetate,EVA)、聚醯胺(PA)、 聚縮醛(POM)、酚、環氧樹脂(EP)、尿素(UF)、三聚氰胺 (MF)、不飽和聚酯(UP)、矽(Si)、彈性體、環烯烴聚合物 (COP ’ ΖΕΟΝ Co” Ltd.(曰本)、JSR Co·, Ltd.(曰本))及 其組合物。較佳地,該板材200可由與該雙折射海島紗210 之海部相同的材料組成。此外,該板材200也可包含一添 加劑,例如:一抗氧化劑、一光穩定劑、一熱穩定劑、一 潤滑劑、一分散劑、一 UV吸收劑、白色色素、及一螢光 增白劑’只要該添加劑不會損害上述之物理性質。 接著,將說明包含在該板材200中之該等雙折射海島 紗210。任何雙折射海島紗21〇之使用可不受該型式之限 制,只要其等包含具有不同光學性質之島部及海部且可用 來作為紗。因此,該等雙折射海島紗21〇可用與該板材2〇〇 相同的材料組成,其示例包括:聚碳酸酯(pc);對排型及 同排型聚苯乙烯(PS);烷基笨乙烯;烷基例如聚曱基丙烯 酸曱酯(PMMA)及PMMA之共聚物、芳香族及脂肪族的懸 14 201037346 垂(甲基)丙烯酸醋;(甲基)丙烯酸:醇鹽及丙醇鹽;多 官能基(甲基)丙烯酸醋;丙烯酸化環氧樹脂;環氧樹脂; 及其它乙稀不飽和化合物;環烯烴及環烯烴共聚物;丙烯 腈一丁二烯一苯乙烯(ABS);丙烯腈笨乙烯(san)共聚物; 環氧樹脂;聚乙烯環己烷;PMMA/聚氟乙烯混合物;聚苯 •醚合金;苯乙烯嵌段共聚物;聚醯亞胺;聚砜;聚氣乙烯; • 聚二甲基矽氧烷(PDMS);聚胺基曱酸酯;不飽和聚酯;聚 乙烯;聚丙烯(pp);聚對酞酸烷酯(P〇iy(alkane 〇 terephthalate)),例如聚對欧酸乙二酯(PET);聚萘二甲酸 炫酯(poly(alkane naphthalate)),例如:聚萘二甲酸乙二醋 (PEN),聚酿胺;離子聚合物;乙酸乙埽g旨/聚乙浠共聚物; 乙酸纖維素(cellulose acetate);乙酸丁酸纖維素(cellul〇se acetate butyrate);含氟聚合物;聚苯乙稀—聚乙稀共聚物; PET及PEN共聚物’例如聚烯烴PET及PEN;以及聚碳酸 酉旨/脂肪族PET混合物。更佳地’適合之雙折射海島紗210 q 的示例包括:聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、共聚萘二曱酸乙二 酯(co-PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚石炭酸酯(pc)、聚碳 酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐熱型聚苯乙烯(ps)、聚甲 — 基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對酜酸丁二酯(PBT)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯(PE)'丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(ABS)、聚胺 基曱酸酯(PU)、聚醯亞胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯一 丙烯腈(SAN)混合物、乙烯··乙酸乙烯酯(EVA)、聚醯胺 (PA)、聚縮醛(POM)、酚、環氧樹脂(EP)、尿素(UF)、三 聚氰胺(MF)、不飽和聚酯(UP)、矽(Si)、彈性體、環烯烴聚 15 201037346 合物及其組合物。然而,争杜 (PEN)係用來作為該等雙折射海土島::聚萘二曱,乙二醋 料,且僅以共聚萘二甲酸乙二酽 10中之島部的一材 組合物共同係用來作為海部的二:碜酸酯合金單獨或其 製成之雙折射海島紗相較可大幅地與以f見材料所 該聚碳酸酯合金係用來作為,奪 义輝廑。特别是’當 ▲ 扣术作為該等海部時,可製備具最優良 之光學調變性質的雙折射海島紗。在此實例中,該聚碳酸 酉曰合金可較佳地以聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二 亞曱基酉旨二醇製成,且更佳地,使用包含—重量比為15: 85至85.15之聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二亞甲 基酯二醇所組成的聚碳酸酯合金係可有效地改良輝度。當 聚碳酸酯出現之量少於15%時,紡紗實行所需之聚合物黏 度過度地增加,以致無法使用一紡紗機,且當聚碳酸酯出 現之量超過85%時,在自喷嘴流出後,玻璃轉移溫度增加 且紡紗張力增加,因此很難確保紡紗效能。 最佳地,使用由該聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己 基二亞甲基酯二醇(其出現之重量比為4 : 6至6 : 4)組成 之聚碳酸醋合金可有效地改良輝度(參見表1)。 同時’用於將等向性材料改質成雙折射材料之方法係 本技術領域所熟知的,例如可將聚合物分子定向,使材料 在適當溫度條件之下拉出時即成為雙折射性。 在根據本發明之另一具體實施例之該等雙折射海島紗 中,該等島部及海部可具有不同之光學性質以最大化光學 調變效率,且更佳地,該等島部可係各向異性且該等海部 16 201037346 可係等向性的。 ο 〇 更特疋D之,在包含光學等向性海部及光學各向里性 ==海島紗中,在沿及Z之折射率⑼ 的實質等同性及不等同性的程度會影響偏極光之散射。— 般而言,散射性能與折射率之差異的平方成比例地變化。 因此’當根據一特定軸之折射率上的差異增加時,根據該 ^極化之光係更強烈地散射。另—方面,當根據一特定 軸之折射率上的差異較低時,根據該軸偏極化之光的光線 係微弱地散射。當在一特定轴上之海部的折射率大體上等 同於島部之折射率時,無論該等海島紗之一部分的尺寸、 形狀及密度為何,以平行於此軸之電場偏極化的入射光並 未被散射,反而可通過該等海島紗。更特定而言,第3圖 係說明光穿透本發明之雙折射海島紗之通路的截面圖。在 ^實例中,P波(以線表示)透射海島紗,其與該外侧及該 專雙折射海島紗之間的界面以及存在於雙折射海島紗中之 島部及海部之間的界面無關,而s波(以點表示)則受該 板材及該等雙折射海島紗之間的界面及/或在該等雙折射 海島紗中之島部及海部之間的界面之影響,並因此受到光 學調變。 、該前述之光學婦現㈣常發生在該板材及該等雙折 射海島紗之間的界面及/或在該等雙折射海島紗中之島部 及海部之_界面。更特定而言之,當該板材係光學等向 叫光子調變發生在該板材及該雙折射海島紗(如同常 見之雙折射纖維)之間的界面上。特定而言,介於該板材 17 201037346 ==之間:_兩軸向方向之折射率的差異可係 β _幻’於5亥板材及該海島紗之間相對於並餘之 一軸向方向之折射率的差里 # 、八、 夕缸士 千u係ο.1或更向。假設該板材 =軸、y軸及z轴折射率分別係ηΧ1、ηγι及奶,且該 、^之x軸、y軸及Z軸折射率分別係nX2、nY2及nZ2, 則該板材之X軸、y軸及z軸折射率甲的至少—者可等同於 該雙折射海島紗之父轴、y軸及z轴折射率中的—者,且該 等海島紗之折射率可係nx2 > nY2 = nz2。 以 ,同時,在該等雙折射海島紗中,考量該等雙折射界面 形成**亥等島部及該等海部較佳地具有不同的光學性 質。更特定而言,當該等島部係各向異性且該等海部係等 :性時,雙折射界面可在其間之界面上形成,且更特定而 曰,較佳地在兩軸上之折射率的差異係0 05或更低且在該 其餘軸上之折射率的差異係0.1或更高。在此實例中,P波 將通過海島紗之雙折射界面,而s波將引起光學調變。更 2定而言,假設該島部之乂軸(縱向)、y軸及2軸折射率 別為nX3、nY3及nZ3,且該海部之x軸、y轴及z軸折 射率分別為ηΧ4、ηγ4及nZ4,較佳地該島部之χ轴、y軸 轴折射率中的至少一者係等同於該海部之χ軸、^軸及 Z軸折射率中的一者,且在nX3及nX4之間之折射率差異 的絕對值係〇.丨或更多。最佳地,當在一縱向方向中之海 島紗之海部及島部之間的折射率差異係0.2或更多,且該 等海部之折射率大體上等同於在該等其餘兩軸上之島部的 折射率時,可最大化光學調變效率。同時,在該等雙折射 18 201037346 海島紗中之該等板材及海部 利於改善光學調變效率。,、有—致之折射率時,將可有 :對於該等雙折射海島紗之形狀,料雙 之棱截面可根據該等所欲之 島紗之島部的対㈣=或—多角形。同樣地’該海 或橢球形,或例如—多角形之非圓形。]如為圓形 ο 第4圖至第12圖係根據 一 折射海島紗的樺截面帛具體實知例說明雙 島部之形狀、尺寸、數 以等 數目及佈置可根據光學調變 效地控制。第4圖係一習知夕雔4Κ目的有
'、 之雙折射海島紗的截面圖,JL 中類圓形島部條係以―海部指a分開。第5圖係—習 ❹ 2海島紗的-截面圖’其中該海部犧之面積大於該等 aM20b之面積。第6圖係一海島紗之一橫截面圖,並形 狀為橢圓形。在第7圖中,該島部420d為橢圓形,且該等 島部以鑛齒狀佈置。進一步地,該海島紗之橫截面具有一 長方形=構,但亦可具有一多角形或非圓形結構。 如第8圖及第9圖所示,該等島部可位在該海島紗之 中央或該海部可不位在該海島紗之中央。 在一些具體實施例中,該等島部可不必具有相同的尺 寸。例如,如第10圖及第U圖所示,該海島紗可包含具 有不同尺寸橫截面的島部420g及421g。在此特定具體實施 例中,-島部420g可具有比另一島部421g之橫截面面積 相對較大之一橫截面面積。該等島部可對應於具不同尺寸 19 201037346 之二個或更多個軸,且可具有大體上不_尺寸。此外 1 哲 to m ^ ^ . 島部420i可由一雙折射及/或等向性鞘 如第12圖所示 430i所圍繞 較佳地,複數個該等島部可置於該海島紗内,且該等 海部及該等島部之面積比較佳地可係2 : 8至8 : 2。該海島 紗可較佳地具有0.5至3〇丹尼(denier)之一單紗細度,且 500至4,00〇,〇〇〇 (numbers/em3)之海島紗可較佳地置於該板 材内。此外’該海部之折射率可與該輝度增強膜之板材的 折射率一致。 、同%,該等雙折射海島紗可於板材中以紗或織物的形 式來排列。首先,在雙折射海島紗以在該板材中之紗的形 式排歹i的實例中,複數個雙折射海島紗可較佳地在一方向 2伸I更佳地,該等海島紗可垂直一光源排列在該板 。在此實财’光學調變效率將可最大化。同時,若 在一列中佈置之該等海島紗可與彼此分散,且 今;望也#海島紗可與另一者接觸或可與另一者分開。在 島、^彼此接觸的實例中,該等海4紗係緊靠在一起 呈層_例如,若設置三種或更多種橫截面為圓形且 餘之海島紗,在和長軸方向垂直之橫截面上可 :個彼此相鄰的圓’且將這三侧的圓心相連所得 紗(圓不等邊三角型。此外,在由垂直於該等海島 ^之長軸方向上截取之橫截面中,該等圓柱體 本一 —層中之該圓接觸在第二層中之該圓, 5 «中之該圓接觸在—第三層中之該圓,且該其後 20 201037346 層接觸與其鄰近之下m _滿足在該圓柱的側 面上的兩個或更多其它海島紗(其圓柱侧邊彼此接觸)與 各別海島紗接觸的狀況。在此情況下,可設計一結構,立 中在該第-層中之圓接觸在該第二層令之圓,在該第二層 ㈣及在該第三射之圓經由插入其間之一支撐媒介彼 :此分關來,且在該第三層中之圓接觸在-第四層中之圓。 • 車乂佳地疋—角开> 之至少兩個側邊的長度可大致相 ❹^其中該三角形係連接在垂直於該海島紗之長轴方向的 橫截面令彼此直接接觸的三個圓形之圓心。特別是並較佳 地是該三角形的三個侧邊之長度大致相同。再者,關於在 ,輝度增強膜之厚度方向上海島紗的堆疊狀態,其較佳地 是堆疊有複數層’使得兩個相鄰的層依序彼此接觸。再者, 更佳地是具有實質上相同直徑之圓柱的海島紗被密集地填 入0 因此,在這種更佳的具體實施例中,該等海島紗具有 〇 ―®柱形’其中垂直於它們的絲方向之圓形橫截面的直 徑實質上相同,且位在比在該橫截面中最外侧表面層更内 侧之海島紗會接觸到在該圓柱之侧邊上的六個其它圓柱形 海島紗。 7 同時,該等雙折射海島紗可於該板材中以織物的形式 來佈置(參見第13a圖及第5b圖)。在此實例中,所提供 者為一織物,其包含本發明之該等雙折射海島紗作為緯紗 及或、'£、.'>、,且更佳地,提供者為一織物,其中本發明之該 等雙折射海島紗係用來作為緯紗及經紗中之一者且等向性 21 201037346 =係用來作為另—者。較佳地,該 起始溫度可°更佳地’島部之溶化 熱量力r? 熔化溫度。若藉由施加預定 插入在其間的:材才=:用織的該織物疊層到 叛材的步驟,疋在鬲於該等纖維的熔化.、w声 ==部之溶化起始w溫度下進行,則該二 度而不會炫化,但該等纖維部 产的、疊層步驟是在高於該等纖維之熔化溫 °因此’做為緯、紗或經紗的該等纖維會在 有二射海良:化並構成該板材’因此得到在其中僅出現 -雙折射海島紗的最終輝度增強膜。為此原因,其可解決 =常發f在包含纖維的該輝度增強膜上出現該等纖維的現 亥等島部之純起始溫度較佳地是高於該等向性纖維 之:化溫度3〇°C (更佳地是高於㈣)。可使用任何纖維 而/又有特殊限制’只要它們利用該雙折射海島紗來編織形 成、、’哉物並可滿足上述的溫度條件。較佳地是,若考慮 到纖維是利用該等雙折射海島紗垂直編織,則該等纖維 為光學等向性。此係因為當該等纖維亦為雙折射時,經由 雙折射海島紗調變的光線可穿過該等纖維。可使用的纖維 之實施例包括聚合物,天然與無機纖維(例如玻璃纖維) /、、、'且5 更佳地疋,該等纖維可與該等海部為相同材 vJ^J- ° 〇 同時,該織物可編織成一不對稱結構,以使較等向性 纖維多之雙折射纖維係暴露於該織物之表面。在此所用之 22 201037346 術織物之表面」係指該織物的兩侧之一。在此所用之 術語「不對稱結構」係指一織物結構,其中在緯紗及經紗 之間的父又點係減少的,且緯紗及經紗之一者係連續地在 該織物之表面暴露更久。術語「交叉點」係指一點,在該 點經紗及緯紗從上方及從下方通過彼此並跨越彼此。此一 :不對稱結構將使在該輝度增強膜上之纖維圖案的出現(經 : 紗及緯紗間之交叉點的跡線)最小化。可藉由各種方法將 ❹ 該輝度增強膜結合到該板材織物上,例如:真空熱壓疊層 法。該等方法將一織物圖案提供至該輝度增強膜。即,舉 例而言,在完成真空熱壓疊層後’等向性纖維較佳地係熔 化且失去其線形。此時,該等雙折射纖維在緯紗及經紗間 之交叉點處變形。結果,該等交叉點之圖案保留在該輝度 增強膜上。如以下所述,該交叉點圖案可引起LCD螢幕上 之波紋現象。 特疋而言,第13A圖呈現具有一對稱結構的織物。參 〇 照第13A圖,該織物具有一對稱結構,其中緯紗501係與 經紗502垂直地編織,且該等緯紗5〇1係重覆地在該等經 紗502之上及之下延伸,同時與該等經紗5〇2交叉。第nB 圖呈現根據一具體實施例之該織物的—不對稱結構。參照 第13B圖,該織物係由雙折射海島紗及等向性纖維組成, 其分別作為緯紗503及經紗504’或是經紗5〇4及緯紗5〇3。 該線Α·Α,係平行於該等經紗5G4之—直線,其包括在該等 緯紗503 Α該等經紗504之間的該等交又點。考量沿著該 線A-A’之該不對稱結構,每五條雙折射纖維有一條等向性 23 201037346 係在該A_A線方向上暴露於該織物之表面上。因此, 不對稱結構時,較等向性纖維多之雙折 。一…、:路於其表面上且該交叉點之數目係可減少。在 不對稱、”。構中,相對於5至Μ條之雙折射纖維之—等 ^纖維可於該A_A,線方向上暴露於該織物的表面。當相 卜Z超過五條海島紗之—等向性纖維係於該A_A,線方向 2於該織物的表面時’會有更多之交叉點存在於 ^斤射纖維及等向性纖維之間爛㈣起LCD上之波紋。 A二目I:向:多條之海島紗的-等向性纖維係於該 有…路於該織物的表面,用於改善輝度之該纖 維"有低之硬度並因此可導致黏著失敗。 來1 4 \雙折射'每島紗之销物的^對稱結構可具有各種 :Γ。例 十纖維係⑽Α·Α’財向上暴露 等向柯織祕-V # #山 仍口J依照鄰近 種植人!= 點越過之該等緯線的數目而獲得各 ^且^當該織物結構維持一預定之重覆圖案時,可限制 ^口t \上/下及左/右重覆之 為重覆」。當該A-A'線方向上暴露 吊二冉 折二纖維數目(相對於一條等向性纖維):定物:表= -重覆的數目也依照該雙折射纖維之數目而被 该不對稱結構可不具有—預定之重覆_ 24 201037346 的雙折射纖維較佳地係暴露於該表面。 同時,本發明之織物較佳地係以40至240纖維/吋之 該等雙折射纖維及20至240纖維/吋之該等等向性纖維來 編織。當經紗及緯紗係如上述般編織時,用於輝度增強之 該織物在光學調變性質及生產效率上係極優異的。 -構成該織物之該等雙折射纖維可與雙折射海島單紗交 .織。在此實例中,每一雙折射纖維係由1至200線之雙折 射海島單紗所組成。此外,在此實例中,該雙折射海島單 ❹ 紗較佳地具有0.5至30丹尼之單一紗細度,因為在此範圍 内交織係容易的且光學調變係優異的。 該織物係以一輝度增強膜之形式製造且因此可應用在 各種光學裝置上。本發明之輝度增強膜係藉由結合包含該 等雙折射海島紗作為緯紗或經紗之該織物以及一膜織物而 形成。該膜織物可由穿透光之各種材料所組成。如用於將 該織物結合至該膜織物的一種方法,可使用真空熱壓疊 q 層。尤其是當該織物應用在LCD裝置上時,可由此提供改 善之輝度。用於輝度改善之織物的特徵為其僅穿透特定旋
I ' 轉方向之光,且光學地調變以散射並反射不同旋轉方向之 •光並改變其等之旋轉。因此,該織物可增加供應至一液晶 面板的光量。此外,該織物可減少在LCD裝置之螢幕上的 波紋。該波紋係指一種現象,其中當二或多個重覆波圖案 因一節拍(^beating)現象而重疊時會產生干涉圖案。當光通過 具有重覆圖案之穿透性膜時會發生該波紋現象,且亦可因 為織物圖案而發生該波紋現象。因此,當包含該等雙折射 25 201037346 ,島紗作為緯紗或經紗之該織物係以-不對稱結構編織 時,該織物之圖案在該輝度增強膜上保持最小化且因此減 少波紋現象之發生。 用於本lx明之輝度改善的該板材不僅用於LCD,同時 也用在其它平板顯示器上,並可改善輝度或避免該波紋現 象。 同時°亥等雙折射海島紗較佳地相對於lcm3之輝度增 強膜係,、有1/。至9〇%體積。當該海島紗之體積係1%或更 少時’所產生的輝度加強效應較不明顯的。當該海島紗之 體積超過9G%時’因該雙折射界面而產生的散射量增加, 且會不利地引起光學損失。 此外’排列在該1⑽3之輝度增強財之該等雙折射海 島紗的數目可係至4,_,_。在該等雙折射海島紗中 之該等島部可大幅地影響光學調變。當在每一雙折射海島 紗中之該等島部的橫截面直徑小於光學波長時,折射、散 射及反射效應將會減少,並難以發生光學調變。當島部之 該等橫截面直徑過大時’光通常自該海島紗之表面反射, 且在其它方向上的擴散係極為輕微的。該等島部之橫截面 直徑可依照光學體之應用錢變。例如,該_之直徑可 依對特定應用係重要的電磁輻射波長而變化,且需要使用 不同直徑之纖維以反射、散射或傳送可見光、紫外線與红 外線以及微波。 同時,本發明之輝度增強膜可根據其用途具有一結構 化表面層。帛Μ圖至第19 _根據本發明說明該輝^增 26 201037346 強膜之結構化表面層的截面圖。在第i4圖中,一光入射表 =二光發射表面可充滿自—光源6術所發射之光。在此 ::中,如第15圖所示,位在-光源_b之上(或鄰近 = 的雙折射海島紗_係密集的,而遠離該光 源600b之雙折射海島紗62%係稀疏的。 ❹ Ο 該結構化表面層可在光所發射之該侧上形成。該結構 層可為—賴、雙凸錢或凸透敎料。更特定 如第16圖所示’在該輝度增強膜上之光發射側可具 可二隹凸透鏡之形式的—曲形表面織。該㈣表面630c = “、、或散焦穿透進該曲形表面内之光。此外,如第 :示,該光發射表面可具有—稜鏡圖案6遍。在此實例中, 斤射海島紗620d可不在該結構表面63〇d上形成,如第 :;圖所示,或是雙折射海島紗6施可在該板材及一表面層 :上兩者上形成’如第18圖所示,抑或是雙折射海島紗 可僅在一表面層630f上形成,如第18圖所示。 ,該輝度增強膜之-後表面係具有藉由消光⑽啦理 〆成之凸起/凹陷圖案以對其提供刮痕抗性。此係在本 發明圖案之效應未受損的範圍内執行。 同日寸,自一光源發射之光可係天然光或偏極光。可使 =任何雙折射海A紗’只要其係雙折射的。考慮到定向、 橫截面形狀之穩定性或是耐久性,該雙折射海島紗較佳地 係固體的。 —接著,將描述根據本發明之用於製備雙折射海島紗的 種方去。該等雙折射海島紗可應用在用於製備海島紗的 27 201037346 任何一般方法上而無特定之限制。任何紡嘴或纺紗喷嘴可 在無型式之限制下使用,只要其可製備雙折射海島紗。通 常可使用形狀與雙折射海島紗之該等橫戴面上之島部的該 排列圖案大體上一致的紡嘴或紡紗喷嘴。更特定而言’只 要紡嘴可將用以區隔島部的紡紗喷嘴或矣心检(holi〇w pin) 所噴出的鳥成分’與用以填滿其間所提供之空間的通道所 供應的海成分進行結合,並從排出孔喷啦結合後的串流’ 同時逐漸薄化該串流,而海島紗也具有雨個或更多的紡紗 中心,則任何一種紡嘴均可使用。第20 _及第21圖中顯 系適合使用之紡嘴的一示例,且可用在本發明中之紡嘴不 必受限於此。 更特定而言,第20圖顯示適合用於奉發明之一紡嘴的 〆示例。更特定而言,在該紡嘴700中,用於一島成分之 (溶化)聚合物(在分配前存在於一島成分聚合物儲存器 7〇1中)係經由複數個空心栓分配進複數#島成分聚合物通 道702内,而用於—海成分之(熔化)聚合物係在分配前 鎳由複數個海成分聚合物通道703導入/海成分聚合物儲 存器7〇4中。構成該等島成分聚合物通道702之每一空心 槔通過該海成分聚合物儲存器704中,旅相對於裝設於其 卞之複數個核殼型結合流(combined-stream)通道705的入 口中心向下開口。該等島成分聚合物流係由島成分聚合物 通道702之底部供應至核殼型結合流通道7〇5的中心,且 弓丨入存在於該海成分聚合物儲存器7〇4中之該海成分聚人 物流,以使其等圍繞存在於該等核殼型結合流通道_ ; 28 201037346 的該等島成分聚合物流,以形成包括該等島成分聚合物流 作為核且該等海成分聚合物流作為殼的—結合流。此時, 佈置該等核以使其等根據二或更多紡紗中心而:組化了將 該等核殼型結合流引入具有一漏斗形之—結合流通道7 〇 6 内,然後存在於該結合流通道706中之核殼型結合流的該 : 等殼會被結合以形成一海島型結合流。該海島型結合流由 . 位於該漏斗形之結合流通道706底部的流出孔7〇7流出, 同時流過該漏斗形之結合流通道706,並具有—逐漸減少的 ❹ 水平橫截面。 第21圖係另-較佳纺嘴810之—示例。對於該纺嘴 810, - Μ分聚合物儲存器811係經由包括複數個孔洞之 島成分聚合物通道813連接至一海成分聚合物儲存器 812,存在於該島成分聚合物儲存器811之該島成分聚合物 (已溶化)係經由複數個島成分聚合物通道813分配,缺 後被導入一海成分聚合物儲存器812内。 、 η Μ時,該海成分 ❹聚合物係經由一海成分聚合物通道815導入$ 、、 、合物儲存器S12内。同時,導入該海 海成分聚 . . ν , 海成刀聚合物儲存器812 • H刀聚合物通過由該海成分聚合物儲存器812所 之該海成分聚合物(已溶化),然後導入核殼型結合流通道 8Μ並向下流入其中心。同時,存在於該海成分聚合物儲存 器812中之該海成分聚合物向下流以使其圍繞向下流過該 等核殼型結合流通道814中心的該島成分聚合物。結果f 複數個核殼变結合流於複數個核殼型結合流通道814中形 成,然後向下流進一漏斗形之結合流通道816中。結果;^ 29 201037346 2 20圖中所示之該纺嘴,海島型 •然後自位於漏斗形之結合流通道816 == nn流出,同時其具有—逐漸減 : p了觀備成本發明之雙折射海島紗。 雙折射结海果島==雙之=二海二’根據本發明之該等 上。:::率,其等實際上可應用在商業製造 折㈣“虽具體指定用於島部及海部之材料時,該等雙 光學調變^習知之雙折射海島紗相較可實現更為優異之 致次_個雙折射界面並因此導 海島紗(例成: 該等紗所製備的複合纖維具有100個雙二二=二 致至少100次之光與㈣丄1U雙折射界面並因此導 喷出之方嚷且島紗可藉由例如共 二後=習知之海島紗未考慮雙折射而僅使用在 有不同之光學性質作為微纖維,本發明使用包含具 島紗之該等海部:為了實==島f,以代替溶化海 島部係各向異性及海部係等向二=採用之 係各向異性的實例。 〆島七係專向性而海部 30 201037346 同時,根據本發明之另一態樣提供一 LCD裝置,其包 含該輝度增強膜。特定而言,第22圖顯示- LCD裝置, 其使用根據—具體實施例之輝度增賴。在第22圖中,-反射板920複數個冷陰極螢光燈930及一光學膜940係以 此順序自該底部設置在框架910上。該光學膜940包括-擴散板941、一光擴散膜942、一稜鏡膜9们、一輝度增強 膜944及一偏極光吸收膜945,其等以此順序自該底部堆 疊。該堆疊順序可依據所欲之目的而變化,或是可省略該 〇 等元件或提供複數個該等元件。例如,可省略該擴散板 941、該光擴散膜942及該稜鏡膜943,且可變化其等之堆 疊順序或位置。此外,可在一合適位置中將其它元件插進 該LCD裝置内,例如··一相位對比膜(未示出)。同時, 放置在一模製框架950中之一液晶顯示面板96〇可被佈置 在該光學膜940上。此外,可使用LED作為光源,以取代 該冷陰極螢光燈930。 ◎ 該LCD裝置之原理將根據該光之通過方式而說明。光 自一背光230照射,然後被傳送至該光學獏94〇之擴散板 941。接著’該光通過該光擴散膜942,以使其可被垂直地 導向該光學膜940。接著,該光通過該棱鏡膜943,到達該 輝度增強膜944上,且在此時經歷光學調變。特定而言,p 波通過該輝度增強膜944而無光學損失。另一方面,^波 則會經歷光學調變(例如:反射、散射、折射)、在佈置於 該冷陰極螢光燈930之後表面上的該反射板920上反射、 被隨機地轉換成p波或s波並再次通過該輝度增強膜944。 31 201037346 然後,該等波通過該偏極光吸收膜945並到達該液晶顯示 面板960上。結果,可預期該LCD裝置(本發明之該輝度 增強膜係根據該前述原理設置在其内)與習知之輝度增強 膜的實例相較可大幅地增強輝度。 同時,該輝度增強膜之使用係描述用於LCD,但其並 不限於此。即,該輝度增強膜可廣泛地用在平板顯示器, 例如投影顯示器、電漿顯示器面板(PDP)、場發射顯示器 (FED)及電致發光顯示器(ELD ’ electro-luminescent display) 上。 [發明模式] 在下文中將提供以下示例及實驗性示例以供對本發明 之進一步了解。該等示例係僅作為舉例說明之用且未意欲 限制本發明之範疇。 <實施例1> 由聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二亞曱基酯二 醇(PCTG)以5: 5之比例所組成的等向性pC合金(nx=1 57, ny=1.57,nz=1.57)係用來作為一海成分,各向異性Pen (nx=1.88,ny=1.57,ηΖ=1·57)係用來作為一島成分,且所 佈置之該等島部的數目為200。在此組成下,150/24未延 伸紗係在305°C之紡紗溫度與i,500 M/min之一紡紗速率下 紡紗,然後延伸3倍以獲得雙折射纖維之50/24延伸紗。 使用該方法製備之該等海島紗及該等等向性PC合金纖維 32 201037346 分別作為緯紗及經紗之一織物係可由此編織。此時,該織 物以一不對稱結構編織以使相對於六條雙折射纖維之一等 向性纖維於一等向性纖維排列方向上暴露在該織物的表 面。然後,該海島紗織物係放置在兩pc合金板材(由與該 等雙折射海島紗之海部相同的材料組成且具有相同的光學 .性質)上且係以一預定壓力壓製以將該海島紗編織之織物 .疊層至該PC合金板材。然後,折射率為1.54之丙烯酸環 氧樹脂及丙烯酸胺基甲酸酯的混合UV可硬化塗布樹脂係 〇 被塗布在織物疊層之PC合金板材上及導入有鏡面卷之區 域中,且其被一次及二次UV硬化來製備複合板材,其中 雙折射海島紗係疊層於該複合板材中。該塗布樹脂在UV 塗布固化前具有1.54之折射率,而在固化後其具有1.57之 折射率。製造出具400/zm之厚度的輝度增強膜。 <實施例2> Q 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 由聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二亞曱基酯二醇 (PCTG)以3 : 7之比例所組成的一等向性PC合金係用來作 為島部及板材的材料。 〈實施例3〉 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 由聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二亞曱基酯二醇 (PCTG)以7 : 3之一比例所組成的一等向性PC合金係用來 33 201037346 作為島部及板材的材料。 <實施例4> 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 等向性 Co-PEN (nx=l.57 ’ nyC7 ’ ηζ=ι·57)係用來作為海 部及板材的材料。 <實施例5> 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 聚碳酸酯係用來作為海部及板材的材料。 <實施例6> 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 由聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二亞曱基酯二醇 (PCTG)以1 : 9之比例所組成的一等向性PC合金係用來作 為海部及板材的材料。 <實施例7> 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 由聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二亞曱基醋二醇 (PCTG » poly cyclohexylenedimethylene terephthalate glycol) 以9 : 1之比例所組成的等向性PC合金係用來作為海部及 板材的材料* 34 201037346 <比軾實施例 具400# m之厚度的輝度增強膜係以實施例i之相同 方式製造,除了使用等向性雙折射海島紗,其島部係由等 向性pET(nx=ny=nz=1.57)組成且其海部係由等向性 Co-PEN (於^^厂似二1.57)組成。 <比較實施例2> IV 0.53之PEN樹脂係經聚合以製備15〇/24未延伸 〇 紗,以取代實施例1中所使用之該等雙折射海島紗。此時, 該等紗係以C之紡紗溫度及1,5〇〇 m/min之紡紗速率纺 成。該等所得之紗係在15〇°C之一溫度下延伸三倍以製備 50/24延伸紗。該等PEN纖維表現出雙折射性,且在個別 方向上具有ηχ=1·88、ny=1.57及ηζ=ι.57之折射率。具 400# m之厚度的輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製 造’除了使用該等雙折射PEN纖維以取代實施例丨之該等 Q 海島紗。 <比較實施例3> 一輝度增強膜係以實施例1之相同方式製造,除了使 用雙折射海島紗’其島部係由對排型聚苯乙烯(ηχ==1.57、 ny=1.61 及 ηζ=1.61)組成。 <比較實施例4> 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 35 201037346 使用雙折射海島紗,其島部係由等向性ρΕΤ(ηχ=169、 ny-1.54 及 ηζ=154)組成。 <實蜂性實施例> 在實施例1至3及比較實施例1至4中所製造之該等 輝度增強犋的下列物理性質係經過評估,且將所得之該等 結果顯示在以下的表1中。 1·輝度 為剛量所製造出的該等輝度增強膜之輝度,發明人乃 執行ス下的測試。將一面板組裝在一 32忖直接發光式背光 單兀上碡背光單元具有一擴散板、兩個擴散板材及該輝 度增強膜,並使用ΒΜ-7測試器(韓國的T〇PCON公司) 測量9個點的輝度,即得到一平均輝度值。 2. 穿透性 穿透性係根據ASTM D1003標準並使用C〇h30〇a分 析儀(曰本的NIPPON DENSHOKU公司)測量。 3. 極化程度 極化程度係使用RETS-100分析儀(日本的OTSKA公 司)做測量。 4.水份吸收 36 201037346 根據ASTM D570標準在23。(:下將該輝度增強膜浸入 水中24小時’並測量在處理之前及之後之樣本重量百分比 (wt%)的變化。 5. 板材出穿(sheet sprout) 該輝度增強膜係組裝在一 32对之背光單元中,在rh 75%、60°C下直立在一恆溫恆溼器中90個小時然後將其拆 除。該輝度增強膜之出芽程度係由肉眼觀察,且所得之該 ❹ 等結果係以〇、△或X標記。 〇:良好,△:正常,X :差 6. 抗UV性 該輝度增強膜係以SMDT51H (韓國的SEI MYUNG VACTR0N公司)用130 mw紫外光燈(365 nm)在高度 10 cm處照射10分鐘。在處理之前與之後的黃色係數(YI,
q Yellow index)係使用SD-5000分析儀(日本的NIPPON DENSHOKU公司)做測量,藉此評估黃化程度。 37 201037346 表1 輝度 (cd/rri) 穿透性 (%) 極化程度 (%) 水份吸收 (%) 板材出芽 抗UV性 實施例1 400 52 78 0.24 0 2.3 實施例2 380 52 75 0.24 0 2.0 實施例3 380 52 75 0.24 0 2.0 實施例4 375 53 74 0.24 0 2.5 實施例5 350 55 70 0.24 0 2.0 實施例6 360 50 72 0.24 0 2.0 實施例7 360 50 72 0.24 0 2.0 比較實施例1 270 85 2 0.24 0 1.5 比較實施例2 320 55 50 0.24 0 1.8 比較實施例3 305 79 25 0.24 0 2.0 比較實施例4 310 78 30 0.24 0 2.0 由表1可見到,與未包含該等雙折射海島紗(比較實 施例1至4)的該等輝度增強膜相較,尤其是與島部由不同 之等向性材料組成的該等實例(比較實施例3及4)相較, 根據本發明之包含該等雙折射海島紗(實施例1至7)的該 等輝度增強膜展現了優異之整體光學性質。同時,可確定 的是,與其它實例(實施例4至7)相比較,以聚碳酸酯及 改質的聚對酞酸伸環己基二亞曱基酯二醇(PCTG)作為海部 及板材之材料係在15 : 85至85 : 15之比例内存在的實例 展現了優異的輝度改善效應。 實施例8-9&比較實施例5-7 38 201037346 〈實施例8> 一輝度增強膜係以如實施例1之相同方式製造,除了 相對於10條雙折射纖維之一條等向性纖維於一等向性纖維 佈置方向上暴露在該織物的表面。 <實施例9> 一輝度增強膜係以實施例1之相同方式製造,除了該 纖維經編織以使相對於15條雙折射纖維之一條等向性纖維 〇 於一等向性纖維佈置方向上暴露在該織物的表面。 <實施例9> 具400/zm之厚度的一輝度增強膜係以實施例1之相 同方式製造,除了該纖維經編織以使相對於10條雙折射纖 維之一條等向性纖維於一等向性纖維佈置方向上暴露在該 織物的表面。 〇 <比較實施例5> 具400/zm之厚度的一輝度增強膜係以實施例1之相 同方式製造,除了使用等向性雙折射海島紗,其島部係由 等向性PET(nx=ny=nz=1.57)組成且其海部係由等向性 Co-PEN (nx=ny=nz=1.57)組成。 <比較性實施例6> 具400/zm之厚度的一輝度增強膜係以如實施例1之 39 201037346 相同方式製造,除了該織物經編織以使相對於兩緯紗之一 條經紗於一經紗方向上暴露在該織物的表面。 <比較性實施例7> 具400/zm之厚度的一輝度增強膜係以實施例1之相 同方式製造,除了該織物係以一對稱結構編織。 <實驗性實施例〉 在實施例及比較實施例中所製造之該等輝度增強膜的 下列物理性質經過評估,且將所得之該等結果顯示在以下 的表2中。 1 ·波紋(Moir6)測試 一面板係組裝在一 32吋直接發光式背光單元上,其具 有一擴散板、兩個擴散板材,並根據四個等級用肉眼評估 波紋,即:極弱、弱、中等及強。 表2 輝度 (cd/m2) 穿透性 (%) 極化程度(%) 波紋 實施例1 400 52 78 極弱 實施例8 400 52 78 極弱 實施例9 400 52 78 極弱 比較實施例4 270 85 2 極弱 比較實施例5 400 52 78 中等 比較實施例6 400 52 78 強 40 201037346 由表2可見到,與未應用包含本發明之該等雙折射海 島紗之該織物的LCD裝置(比較實施例4至6)相較,鹿 用該織物的該等LCD裝置(實施例1、8及9)展現了優異 之整體光學性質。更特定言之,與使用其島部及海部展現 不同之光學性質之雙折射海島紗的該實例(比較實施例4) 相較’使用其島部及海部展現一致之光學性質之雙折射海 . 島紗的該等實例展現了優異的輝度。如輝度增強膜之剛气 的結果,與其它實施例及比較實施例相較,比較實施例4 ❹ 展現低偏極性及南穿透性。另一方面,如組震LCD |置之 測試的結果,與比較實施例4相較,實施例1、8及9與比 較實施例5及6(其中輝度增強膜進行光學調變)展現高輝 度。同時,在該織物以一對稱結構編織的該實例(比較實 施例6)中,以及該織物經編織以使相對於兩緯紗之一經於 於一經紗方向上暴露在該織物之表面的該實例(比較實= 例5)中,波紋分別係強及中等的,而該波紋現象在所有^ Q 施例及比較實施例1中係極弱的。 [工業應用] 本發明之輝度增強膜展現優異的光學調變性能且因 可被廣泛地應用在絲t置中,例如:相機、手機: 發光顯示器(ELD)及需要高輝度之LCD裝置。 目具體實_供舉例說明之 ㈣專利_所〜==:::: 41 201037346 修正、增加及取代。 【圖式簡單說明】 >本發明之上述及其它目標、特徵及其它優點將由以下 之詳細描述並配合該等隨附圖式而更清楚地了解,其令: 第1圖係說明習知輝度增強膜原理的示意圖; 第2圖係根據本發明之—具體實施例說明一輝度增強 膜之橫截面的一示意圖; 第3圖係說明發射至該等雙折射海島紗之光 截面圖; 第4圖至第12圖係根據本發明之—具體實施例說明雙 折射海島紗的橫截面圖; 第13圖係根據本發明之一具體實施例說明以雙折射海 島紗編織之織物的俯視圖; 第14圖至第19圖係根據本發明說明該輝度择 結構化表面的截面圖; ' 第20圖係根據本發明之一較佳具體實施例說明用以 造該等雙折射海島紗的紡嘴之截面圖; 第21圖係根據本發明之另一較佳具體實施例說明用以 製造該等雙折射海島紗的紡嘴之截面圖;及 以 第22圖係根據本發明說明包含該輝度増強 LCD裝置的一示意圖。 、之 【主要元件符號說明】 42 201037346 200 板材 210、400 雙折射海島紗 410a、410b、410c、410d、410e、410f、410g、410h、410i、 610a、610b 海部 420a、420b、420c、420d、420e、420f、420g、420h、420i、 421g 島部 430i 等向性鞘 501 ' 503 緯紗 Ο 502 、 504 經紗 600a、600b 光源 630c 曲形表面 630d 結構表面/稜鏡圖案 620a、620b、621b、620c、620d、620e、620f 雙折射 海島紗 630e、630f表面層 700 紡嘴 701 » * 702 703 704 705 706 707 島成分聚合物儲存器 島成分聚合物通道 海成分聚合物通道 海成分聚合物儲存器 核殼型結合流通道 漏斗形結合流通道 流出孔 810 紡嘴 43 201037346 811 島成分聚合物儲存器 812 海成分聚合物儲存器 813 島成分聚合物通道 814 核殼型結合流通道 815 海成分聚合物通道 816 漏斗形結合流通道 817 流出孑L 900 LCD裝置 910 框架 920 反射板 930 冷陰極螢光燈 940 光學膜 941 擴散板 942 光擴散膜 943 稜鏡膜 944 輝度增強膜 945 偏極光吸收膜 950 模製框架 960 液晶顯不面板 44

Claims (1)

  1. 201037346 七、申請專利範圍: 1. 一種輝度增強膜,包含: 一板材;及 複數個雙折射海島紗,其佈置於該板材中, 其中每一海島紗包含由聚萘二曱酸乙二酯 (polyethylene naphthalate,PEN)組成的島部及由選自共聚 奈一曱酸乙二酉旨(copolyethylene naphthalate,co-PEN)、聚 碳酸酯(polycarbonate,PC)、一聚碳酸酯合金及該等之組 〇 合之材料所組成的一海部。 2. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中該板材係為等 向性。 3. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中該聚碳酸酯合 金係由聚碳酸酯及改質的聚對酞酸伸環己基二亞甲基酯 一醇(modified poly cyclohexylenedimethylene terephthalate glycol,PCTG)所組成。 q 4.如申請專利範圍第3項之輝度增強膜,其中該聚碳酸酯及 該改質的聚對酞酸伸環己基二亞甲基酯二醇存在之重量 比係 15 : 85 至 85 : 15。 5. 如申請專利範圍第3項之輝度增強膜,其中該聚碳酸酯及 該改質的聚對酞酸伸環己基二亞甲基酯二醇存在之重量 比係4 : 6至6 : 4。 6. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中一雙折射界面 係於該島部及該海部之間的邊界上形成。 7. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中介於該板材及 45 201037346 該海島紗之間相對於兩軸向方向之折射率的差異係化仍 或更低,且介於該板材及該海島紗之間相 向方向之折射率的差異係(U或更高。"、餘之抽 8.如申請專鄉@第丨項之輝度增強膜,其中若該板材之X 輛、y軸及z軸折射率分別係nX卜nYl及nZ卜且該海 島紗之X軸、y軸及z軸折射率分別係ηΧ2、ηγ2及nZ2, 則該板材之x軸、y軸及z軸折射率中的至少一者係等同 於該雙折射海島紗之X軸、y軸及z軸折射率中的一者。 9·如申請專利範圍第8項之輝度增強膜,其中該雙折射海島 紗之該等折射率係ηΧ2 >ηΥ2 = nZ2。 10.如申請專利範圍第i項之輝度增強膜,其中介於該海部 及該島部之間相對於兩軸向方向之折射率的差異係〇.仍 或更低,且介於該海部及該島部之間相對於該其餘之一 轴向方向之折射率的差異係〇1或更高。 U.如申請專利範圍第U)項之輝度增強膜,其中若該島部之 X軸(縱向)、y轴及z軸折射率分別係ηΧ3、ηΥ3及nZ3, 且該海部之X軸、y軸及z軸折射率分別係ηχ4、ηγ4及 ηΖ4,則該島部之χ軸、丫軸及ζ轴折射率中的至少一者 係等同於該海部之x軸、y軸及z軸折射率中的一者。 如申明專利範圍第11項之輝度增強膜,其中及 之折射率差異的絕對值係01或更高。 13. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中該海島紗中 之该海部的折射率係等同於該板材之折射率。 14. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中根據該海島 46 201037346 紗之横截面,該海部及該等島部之面積比係2 : 8至8 : 2。 15. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中該輝度增強 膜具有一結構化表面層。 16. 如申請專利範圍第1項之輝度增強膜,其中該雙折射海 島紗係編織成一織物,其中該織物之編織係使用該等雙 . 折射海島紗作為緯紗及經紗中之一者並使用纖維作為緯 . 紗及經紗中之另一者,其中該等島部具有較該纖維之熔 ' 化溫度高的熔化起始溫度。 〇 17.如申請專利範圍第16項之輝度增強膜,其中該等纖維係 等向性纖維。 18. 如申請專利範圍第16項之輝度增強膜,其中該等纖維係 選自由聚合物、天然及無機纖維以及其等之組合所組成 之群組。 19. 如申請專利範圍第16項之輝度增強膜,其中該織物係編 織成一不對稱結構,以使較等向性纖維多之雙折射海島 0 紗被暴露於該織物之表面。 20. 如申請專利範圍第19項之輝度增強膜,其中相對於5至 ' 16條之雙折射海島紗的一等向性纖維係於一方向被暴露 ' 於該織物之表面。 21. 如申請專利範圍第19項之輝度增強膜,其中該織物係編 織成一不對稱結構,以使等向性纖維之5至16倍的雙折 射海島紗被暴露於該織物之表面。 22. 如申請專利範圍第16項之輝度增強膜,其中該島部係雙 折射的且該海部係等向性的。 47
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