TW201616154A - 增亮膜及具有增亮膜的顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種增亮膜包含基材與複數個光學微顆粒。光學微顆粒均勻散佈於基材中，且光學微顆粒的尺寸介於2至4μm。此外，本發明還提供一種具有前述增亮膜的顯示裝置。

Description

增亮膜及具有增亮膜的顯示裝置

本發明是有關一種增亮膜與一種具有增亮膜的顯示裝置。

習知以有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)作為光源的顯示裝置，可藉由貼附一層增亮膜於有機發光二極體的表面，來增加具有機發光二極體之顯示裝置的亮度。

然而，習知增亮膜的折射率與有機發光二極體的折射率差異大，因此當有機發光二極體點亮時，光線容易在有機發光二極體內產生全反射。此外，在增亮膜接觸空氣的表面也會有部分光線產生全反射。這些在有機發光二極體及增亮膜內全反射的光線並無法出光，導致顯示裝置的光輝度難以提升。

另外，習知的增亮膜表面雖可利用微結構或透鏡結構將光線折射與反射，但這些額外的結構會增加製作成本，且會導致增亮膜的表面不平整。如此一來，增亮膜與 有機發光二極體之間易產生間隙，造成顯示裝置的出光效率難以提升。

本發明之一技術態樣為一種增亮膜。

根據本發明一實施方式，一種增亮膜包含基材與複數個光學微顆粒。基材的厚度介於200至450μm，且基材的材質包含聚二甲基矽氧烷。光學微顆粒均勻散佈於基材中，且光學微顆粒的尺寸介於2至4μm。光學微顆粒係選自於元素週期表4B族及3A族之氧化物所組成之群組。光學微顆粒占增亮膜的重量百分比1%至5%。

在本發明一實施方式中，上述基材的折射率大致為1.5。

在本發明一實施方式中，上述基材的透光度介於90%至100%。

根據本發明一實施方式，一種顯示裝置包含發光本體與增亮膜。發光本體具有出光面。增亮膜位於發光本體的出光面上。增亮膜包含基材與複數個光學微顆粒。光學微顆粒均勻散佈於基材中，且光學微顆粒的尺寸介於2至4μm。

在本發明一實施方式中，上述發光本體為有機發光二極體顯示面板。

在本發明一實施方式中，上述顯示裝置更包含光學膠。光學膠位於增亮膜與發光本體的出光面之間，其中光 學膠的折射率、發光本體的折射率與增亮膜的折射率大致相同。

在本發明一實施方式中，上述光學微顆粒係選自於元素週期表4B族及3A族之氧化物所組成之群組。

在本發明一實施方式中，上述光學微顆粒占增亮膜的重量百分比1%至5%。

在本發明一實施方式中，上述基材的厚度介於200至450μm。

在本發明一實施方式中，上述基材的材質包含聚二甲基矽氧烷。

在本發明上述實施方式中，由於光學微顆粒均勻散佈於基材中，且光學微顆粒的尺寸介於2至4μm，因此當發光本體點亮時，光線可由光學微顆粒反射與折射出光。此外，因增亮膜與空氣的折射率不同，使得增亮膜接觸空氣的表面會有部分光線反射。由於這些反射的光線仍可由光學微顆粒反射出光，因此可提升發光本體的出光效率及正向出光量。如此一來，本發明之具有基材及光學微顆粒的增亮膜可提升顯示裝置的光輝度與亮度，進而提升顯示裝置的產品競爭力。

100‧‧‧顯示裝置

100a‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧發光本體

112‧‧‧出光面

120‧‧‧增亮膜

122‧‧‧基材

124a‧‧‧光學微顆粒

124b‧‧‧光學微顆粒

124c‧‧‧光學微顆粒

126‧‧‧表面

130‧‧‧光學膠

2-2‧‧‧線段

210‧‧‧未貼附增亮膜之發光本體光輝度

220‧‧‧貼附增亮膜之發光本體光輝度

D‧‧‧厚度

L1~L6‧‧‧光線

第1圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置的立體圖。

第2圖繪示第1圖之顯示裝置沿線段2-2的剖面圖。

第3圖繪示根據本發明一實施方式之貼附增亮膜之發光本體與未貼附增亮膜之發光本體於不同量測點的光輝度折線圖。

第4圖繪示根據本發明另一實施方式之顯示裝置的立體圖。

第1圖繪示根據本發明一實施方式之顯示裝置100的立體圖。第2圖繪示第1圖之顯示裝置100沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，顯示裝置100包含發光本體110與增亮膜120。發光本體110具有出光面112，且增亮膜120位於發光本體110的出光面112上。增亮膜120包含基材122與尺寸介於2至4μm的複數個光學微顆粒124a、124b、124c。增亮膜120可具有一種或複數種尺寸的光學微顆粒。在本實施方式中，增亮膜120具有三種不同尺寸的光學微顆粒124a、124b、124c，但並不用以限制本發明。光學微顆粒124a、124b、124c均勻散佈於基材122中。其中，光學微顆粒124a的尺寸大於光學微顆粒124b的尺寸，而光學微顆粒124b的尺寸大於光學微顆粒124c的尺寸，如第2圖所示。

增亮膜120的光學微顆粒124a、124b、124c具有全反射之特性。光學微顆粒124a、124b、124c的材質可以選自於元素週期表4B族及3A族之氧化物所組成之群組。 其中，元素週期表4B族包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)及鑪(Rf)，而3A族包含鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)及鉈(Tl)。舉例來說，光學微顆粒124a可以為氧化鋁，光學微顆粒124b可以為氧化鋯，而光學微顆粒124c可以為氧化鈦。在其他實施方式中，三氧化二鐵與二氧化矽亦可作為光學微顆粒的材料。

散佈於基材122中的光學微顆粒124a、124b、124c可反射與折射增亮膜120中的光線。舉例來說，當光線L1傳輸至增亮膜120的表面126時，由於基材122與空氣的折射率不同(空氣的折射率約為1)，因此會產生折射光線L2與反射光線L3。反射的光線L3可由光學微顆粒124b反射而形成光線L4，接著光線L4可穿過增亮膜120的表面126，形成折射光線L5出光。在本實施方式中，增亮膜120中的光線除了可由光學微顆粒124b反射與折射外，亦可由光學微顆粒124a、124c反射與折射，光學微顆粒124a、124b、124c均可提升發光本體110的出光效率與正向出光量。在本文中，『正向』意指發光本體110產生之光線可導至顯示裝置100外並用以顯示影像的方向，例如穿出增亮膜120表面126的方向。

此外，在本實施方式中，發光本體110可以為有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)顯示面板，其折射率大致為1.5。在本文中，『大致』可意指製造上的誤差，例如10%的誤差範圍。在本實施方式中，基材122的材質可以包含聚二甲基矽氧烷 (Polydimethylsiloxane；PDMS)，使得基材122的折射率也大致為1.5。如此一來，基材122的折射率便可近似於發光本體110的折射率。在其他實施方式中，基材122的材質亦可選用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate；PMMA)來製作。

由於增亮膜120之基材122的折射率與發光本體110的折射率大致相同，當發光本體110點亮時，光線不易在發光本體110內產生全反射。舉例來說，當光線L1從發光本體110的出光面112出光時，可完全進入增亮膜120中，不易產生反射光線L6，因此可提升發光本體110的出光效率與正向出光量。在本實施方式中，增亮膜120本身的材質具有黏性，可直接疊合於發光本體110上，但在其他實施方式中，增亮膜120亦可透過光學膠貼附於發光本體110上，如第4圖所示。

藉由光學微顆粒124a、124b、124c散佈於基材122中的設計，使本發明的增亮膜120具有提升發光本體110出光效率及正向出光量的功效。如此一來，具有基材122及光學微顆粒124a、124b、124c的增亮膜120便能提升顯示裝置100的光輝度與亮度，進而提升顯示裝置100的產品競爭力。本發明之顯示裝置100與未貼附增亮膜120的發光本體110相較，可提升約62%的亮度。此外，在其他實施方式中，設計者還可利用具不同性質(例如尺寸與材料)之光學微顆粒124a、124b、124c的增亮膜120，改變發光本體110的發光色溫。

此外，增亮膜120對於顯示裝置100的設計方面來說也較具彈性，例如設計者可選用光輝度與亮度較低的發光本體110，並用增亮膜120提升發光本體110的光輝度與亮度，以節省成本。又或者，顯示裝置100因具有增亮膜120，設計者可降低發光本體110的輸出功率，延長發光本體110的使用壽命。

在本實施方式中，光學微顆粒124a、124b、124c占整體增亮膜120的重量百分比1%至5%。此外，基材122之透光度可介於90%至100%，且基材122的厚度D可介於200μm至450μm。由於基材122的透光度高且厚度D薄，因此對於光線的傳輸與顯示裝置的微小化設計均有所助益。

在以下敘述中，將以有機發光二極體作為發光本體並進行實驗，比較貼附增亮膜與未貼附增亮膜之發光本體的光輝度。

第3圖繪示根據本發明一實施方式之貼附增亮膜之發光本體與未貼附增亮膜之發光本體於不同量測點的光輝度折線圖。如圖所示，下方折線表示未貼附增亮膜之發光本體光輝度210，而上方折線表示貼附增亮膜之發光本體光輝度220。其中，光輝度為發光物之單位表面的光強度密度，意指發光物的發光強度。比較未貼附增亮膜之發光本體光輝度210與貼附增亮膜之發光本體光輝度220的結果可知，貼附增亮膜的發光本體，其所有量測點之光輝度皆高於未貼附增亮膜的發光本體，表示貼附增亮膜的發光本 體之發光強度較高，出光量較多。因此，本發明之增亮膜確實可有效地提升顯示裝置的光輝度。

第4圖繪示根據本發明另一實施方式之顯示裝置100a的立體圖。顯示裝置100a包含發光本體110與增亮膜120。與第1圖實施方式不同的地方在於：顯示裝置100a更包含光學膠130。光學膠130位於增亮膜120與發光本體110的出光面112之間，可將增亮膜120穩固地貼附於發光本體110的出光面112上。在本實施方式中，光學膠130的折射率、發光本體110的折射率與增亮膜120的折射率大致相同，可提升發光本體110的出光效率與正向出光量。此外，光學膠130的透光度可大於或等於95%。

在以下敘述中，將敘述第2圖之增亮膜120的製造方法。

首先，將軟性高分子聚合物材料與固化劑加入適當溶液中混合而調配成溶液。在本實施方式中，高分子聚合物材料例如聚二甲基矽氧烷。適當溶液例如四氫呋喃(Tetrahydrofuran；THF)或二甲基甲醯胺(Dimethyl-formamide；DMF)。聚二甲基矽氧烷與固化劑的重量比可以為10：1，而混合調配後的溶液體積可以為10c.c.。接著，可將光學微顆粒依比例混入此溶液中，並均勻攪拌使其均勻散佈於溶液中。在本實施方式中，光學微顆粒佔增亮膜的重量百分比1%至5%。

在下一步驟中，可將具光學微顆粒的溶液置於真空環境中(例如30分鐘)，以抽出溶液中的氣泡。光學微顆粒 的尺寸可介於2至4μm。接著，可將溶液塗佈於基板上，並使用旋轉塗佈機控制轉速，使溶液均勻分布於基板上。其中，基板位於旋轉塗佈機的抬面上。基板的材質可以為玻璃，其面積與待貼附增亮膜的發光本體大致相同。

在下一步驟中，將基板及其上的溶液置於真空環境中(例如30分鐘)，以抽出溶液中的氣泡。之後烘烤溶液使溶液固化。其中，烘烤的溫度例如75℃，烘烤時間例如1小時，但並不用以限制本發明。

待溶液烘烤固化而形成薄膜後，將此薄膜從基板上分離。此薄膜可以為第2圖之增亮膜120。在本實施方式中，固化後的薄膜可利用材料本身的黏性平整地貼附於發光本體(例如有機發光二極體)上，而得到第1圖之顯示裝置100。又或者，可利用光學膠將固化後的薄膜貼附於發光本體上，而得到第4圖之顯示裝置100a。

與習知技術相較，由於光學微顆粒均勻散佈於基材中，且光學微顆粒的尺寸介於2至4μm，因此當發光本體點亮時，光線可由光學微顆粒反射與折射出光。此外，因增亮膜與空氣的折射率不同，使得增亮膜接觸空氣的表面會有部分光線反射。由於這些反射的光線仍可由光學微顆粒反射出光，因此可提升發光本體的出光效率及正向出光量。如此一來，本發明之具有基材及光學微顆粒的增亮膜可提升顯示裝置的光輝度與亮度，進而提升顯示裝置的產品競爭力。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧發光本體

112‧‧‧出光面

120‧‧‧增亮膜

122‧‧‧基材

124a‧‧‧光學微顆粒

124b‧‧‧光學微顆粒

124c‧‧‧光學微顆粒

126‧‧‧表面

D‧‧‧厚度

L1~L6‧‧‧光線

Claims (10)

1. 一種增亮膜，包含：一基材，其厚度介於200至450μm，且該基材的材質包含聚二甲基矽氧烷；以及複數個光學微顆粒，均勻散佈於該基材中，且該些光學微顆粒的尺寸介於2至4μm，其中該些光學微顆粒係選自於元素週期表4B族及3A族之氧化物所組成之群組，該些光學微顆粒占該增亮膜的重量百分比1%至5%。
2. 如請求項1所述之增亮膜，其中該基材的折射率大致為1.5。
3. 如請求項1所述之增亮膜，其中該基材的透光度介於90%至100%。
4. 一種顯示裝置，包含：一發光本體，具有一出光面；以及一增亮膜，位於該發光本體的該出光面上，該增亮膜包含：一基材；以及複數個光學微顆粒，均勻散佈於該基材中，且該些光學微顆粒的尺寸介於2至4μm。
5. 如請求項4所述之顯示裝置，其中該發光本體為一 有機發光二極體顯示面板。
6. 如請求項4所述之顯示裝置，更包含：一光學膠，位於該增亮膜與該發光本體的該出光面之間，其中該光學膠的折射率、該發光本體的折射率與該增亮膜的折射率大致相同。
7. 如請求項4所述之顯示裝置，其中該些光學微顆粒係選自於元素週期表4B族及3A族之氧化物所組成之群組。
8. 如請求項4所述之顯示裝置，其中該些光學微顆粒占該增亮膜的重量百分比1%至5%。
9. 如請求項4所述之顯示裝置，其中該基材的厚度介於200至450μm。
10. 如請求項4所述之顯示裝置，其中該基材的材質包含聚二甲基矽氧烷。