TW201928463A

TW201928463A - 光學膜

Info

Publication number: TW201928463A
Application number: TW106144024A
Authority: TW
Inventors: 郭真寬; 洪群泰; 周盟傑; 沈俊男; 林孟頡; 林佳鋒; 吳豐旭; 鄭孟嘉
Original assignee: 明基材料股份有限公司
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2019-07-16
Also published as: TWI629542B

Abstract

本發明係有關於一種光學膜，該光學膜包含一第一繞射結構層、一第二繞射結構層以及一覆蓋層。該第一繞射結構層之一表面具有複數同向排列之第一繞射光柵，該第二繞射結構層填充於該第一繞射結構層之該等第一繞射光柵之間隙，並在該第一繞射結構層上形成具有複數同向排列之第二繞射光柵，該等第一繞射光柵與該等第二繞射光柵之排列方向相互平行，且該覆蓋層填充並平坦化該第二繞射結構層之該等第二繞射光柵，該光學膜可降低習知液晶顯示器於大視角之漏光缺陷，使液晶顯示器在各視角具有均勻之暗態畫面及色彩畫質。

Description

光學膜

本發明是有關於一種用於液晶顯示器之光學膜，其具有減少大視角色偏及暗態漏光，增加各視角色彩及暗態畫面均勻度之效果。

現行液晶顯示器(LCD)因屬非自發光顯示器，背光穿過液晶面板後易受液晶分子之不對稱性影響，而使正視角及大視角之畫質具有大幅度落差。

尤其在顯示黑色畫面時，因一般習知液晶顯示器之背光源並無法關閉，而僅藉由液晶面板切換暗態遮光，因此，在各視角下皆有不等之漏光程度，使畫面之對比度及色彩隨視角不同，而產生色偏或不均勻。請參考第1圖，其為習知液晶顯示器之暗態亮度隨水平視角之分佈圖，可看出在約45度視角時，暗態漏光程度最大，正視角0度時則呈現最暗，漏光程度最小，因此，使用者於不同角度位置觀看液晶顯示器時，容易感受到畫質的落差，影響視覺體驗。

故本發明之發明人提出一種光學膜，其可改善液晶顯示器大視角漏光，提升不同視角之暗態畫面均勻度並降低色偏現象。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的在於提供一種具備新穎性、進步性及產業利用性等專利要件之光學膜，以期克服現有產品之難點。

為達到上述目的，本發明提供一種光學膜，在一較佳實施態樣中，該光學膜包含一第一繞射結構層，其具有相對的上、下表面，且該上表面具有複數同向排列之第一繞射光柵；一第二繞射結構層，該第二繞射結構層填充於該第一繞射結構層之該等第一繞射光柵之間隙，並在該第一繞射結構層上形成具有複數同向排列之第二繞射光柵，其中，該等第一繞射光柵與該等第二繞射光柵之排列方向相互平行；以及一覆蓋層，該覆蓋層填充並平坦化該第二繞射結構層之該等第二繞射光柵。

在一實施例之光學膜中，該第一繞射結構層具有一第一折射率n1，該第二繞射結構層具有一第二折射率n2，該覆蓋層具有一第三折射率n3，且n1、n2、n3之範圍係介於1.4至1.7。

在另一實施例之光學膜中，該第二折射率n2係大於第一折射率n1及第三折射率n3。

在另一實施例之光學膜中，該第一折射率n1及第三折射率n3係為相同或相異。

在另一實施例之光學膜中，該第一繞射光柵每一光柵寬度w1與該第二繞射光柵每一光柵寬度w2係各自介於0.3m至1.5m。

在另一實施例之光學膜中，該第一繞射光柵每一光柵深度d1與該第二繞射光柵每一光柵深度d2係各自介於0.5m至1.5m。

在另一實施例之光學膜中，該第一繞射光柵之光柵間距g1與該第二繞射光柵之光柵間距g2係各自介於0.3m至1.5m。

在另一實施例之光學膜中，該第一繞射光柵與該第二繞射光柵之光柵寬度、光柵深度、光柵間距係為相同或相異。

在另一實施例之光學膜中，該光學膜進一步包含一功能層，設置於該光學膜之該第一繞射結構層之下表面，其中該功能層係選自偏光層、硬塗層、低反射層、抗反射層、抗眩層、保護層或其組合。。

為使本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效更易瞭解，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之光學膜之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請配合參看第2A圖與第2B圖所示，本發明提供一種光學膜1，在一較佳實施態樣中，該光學膜1包含一第一繞射結構層2，其具有相對的上、下表面(未標示)，且該上表面具有複數同向排列之第一繞射光柵2a；一第二繞射結構層3，該第二繞射結構層3填充於該第一繞射結構層2之該等第一繞射光柵2a之間隙，並在該第一繞射結構層2之上形成具有複數同向排列之第二繞射光柵3a，其中，該等第一繞射光柵2a與該等第二繞射光柵3a之排列方向相互平行；以及一覆蓋層4，該覆蓋層4填充並平坦化該第二繞射結構層3之該等第二繞射光柵3a。

在另一實施例之光學膜中，該第一繞射結構層2具有一第一折射率n1，該第二繞射結構層3具有一第二折射率n2，該覆蓋層4具有一第三折射率n3，且n1、n2、n3之範圍係介於1.4至1.7。第一繞射結構層2、第二繞射結構層3與覆蓋層4所使用的材料可選自熱固化或光固化樹脂，例如丙烯酸樹脂(acrylic resin)、矽樹脂(silicone resin)、聚氨酯樹脂(polyurethane resin)、環氧樹脂(epoxy resin)或其組合。

在另一實施例之光學膜中，第二折射率n2係大於第一折射率n1及第三折射率n3，該第一折射率n1及第三折射率n3係為相同或相異，因此，第一繞射結構層2、第二繞射結構層3與覆蓋層4介面的相鄰二側可具有不同之折射率，其中，第二繞射結構層3與第一繞射結構層2或覆蓋層4之折射率差異較佳係介於0.1至0.3。

第一繞射結構層2與第二繞射結構層3之微結構尺寸可依顯示器之像素大小進行相應調整，請參考第3圖，第3圖為第一繞射結構層2與第二繞射結構層3之截面示意圖，在另一實施例之光學膜中，該第一繞射光柵2a每一光柵寬度w1與該第二繞射光柵3a每一光柵寬度w2係各自介於0.3m至1.5m；該第一繞射光柵2a每一光柵深度d1與該第二繞射光柵3a每一光柵深度d2係各自介於0.5m至1.5m；該第一繞射光柵之光柵間距g1與該第二繞射光柵之光柵間距g2係各自介於0.3m至1.5m。

在另一實施例之光學膜中，該第一繞射光柵2a之光柵寬度w1、光柵深度d1、光柵間距g1與該第二繞射光柵3a之光柵寬度w2、光柵深度d2、光柵間距g2彼此係為相同或相異。

請參考第4圖，在另一實施例之光學膜14中，該光學膜14進一步包含一功能層5，設置於該光學膜14之該第一繞射結構層2之下表面，其中該功能層5係選自由偏光層、硬塗層、低反射層、抗反射層、抗眩層及保護層所構成群組其中之一或其組合。

接下來，透過本發明之多個實施例以說明本發明之光學膜所改善液晶顯示器大視角暗態與畫質之效果。表格一為本發明之光學膜所採用光柵結構之尺寸設定一；表格二為本發明之光學膜所採用光柵結構之尺寸設定二，並以此些尺寸結構為重複單元連續佈滿形成於第一繞射結構層或第二繞射結構層。第二繞射結構層所使用樹脂材料折射率為1.6，第一繞射結構層與覆蓋層所使用樹脂材料折射率則皆為1.5。

表格一：光柵結構之尺寸設定一

表格二：光柵結構之尺寸設定二

請再參看表格三，其為採用液晶顯示器 (型號: BenQ GW2270)所進行之光學測試數據。比較例為未貼附本發明光學膜之該液晶顯示器，實施例一及實施例二為該液晶顯示器貼附本發明之不同實施例光學膜，其中，實施例一所採用之光學膜其第一繞射結構層之第一繞射光柵為採用尺寸設定一，第二繞射結構層之第二繞射光柵為採用尺寸設定二，實施例二所採用之光學膜其第一繞射結構層之第一繞射光柵為採用尺寸設定二，第二繞射結構層之第二繞射光柵為採用尺寸設定二。

表格三：比較例與不同實施例之光學測試數據

由表格三可看出，在階調為零階時的暗態亮度最大值 (L0_max )測試項目中，實施例一與實施例二皆小於比較例之測試數值0.703nits，代表貼附本發明之光學膜後，對於習知液晶顯示器於大視角暗態漏光皆可有效降低，使不同角度所呈現之暗態畫面較一致，且在零階時的暗態亮度最大值發生視角(L0_max angle)測試項目中，實施例一與實施例二分別為46度與65度，相較比較例之暗態亮度最大值發生視角44度，可知本發明之光學膜不但可降低大視角暗態漏光，更可延緩暗態大幅漏光之發生視角。而對於大視角畫質，如顏色飽和度、對比與色精準度等，一般在液晶顯示器中可藉由GDI (Gamma Distortion Index) 與 P-value做為評價指標，GDI為實際所量測全部階調L0至L255之伽瑪曲線與標準伽瑪曲線(如gamma 2.2)相比之失真值，因此，數值愈低代表失真量愈少，大視角之畫質也愈佳；而P-value則針對液晶顯示器普遍易發生缺陷之階調L96比較實測值與標準伽瑪曲線值差異，數值愈低亦代表偏差愈少，因此可快速看出該視角可視性是否不佳。由表格三亦可看出在水平方向視角60^o 至80^o 之平均GDI值(GDI_avg. )、水平方向視角60^o 至80^o 之平均P-value (P-value_avg. )、單一水平方向視角60^o 之P-value_(0,60) 與單一水平方向視角80^o 之P-value_(0,80) 測試項目中，實施例一與實施例二測試數值皆小於比較例，代表本發明之實施例皆具有明顯改善效果。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。。

1、11‧‧‧光學膜

2‧‧‧第一繞射結構層

2a‧‧‧第一繞射光柵

3‧‧‧第二繞射結構層

3a‧‧‧第二繞射光柵

4‧‧‧覆蓋層

5‧‧‧功能層

w1、w2‧‧‧光柵寬度

d1、d2‧‧‧光柵深度

g1、g2‧‧‧光柵間距

第1圖：係為習知液晶顯示器之暗態亮度隨水平視角之分佈圖。

第2A圖：係為本發明一實施例之光學膜之立體透視圖。

第2B圖：係第2A圖所示光學膜之截面示意圖。

第3圖：係為本發明一實施例之光學膜之第一繞射結構層與第二繞射結構層之截面示意圖。

第4圖：係為本發明另一實施例之光學膜之立體透視圖。

Claims

一種光學膜，其包含：一第一繞射結構層，具有相對的上、下表面，且該上表面具有複數同向排列之第一繞射光柵；一第二繞射結構層，該第二繞射結構層填充於該第一繞射結構層之間隙，並在該第一繞射結構層之該等第一繞射光柵上形成具有複數同向排列之第二繞射光柵，其中，該等第一繞射光柵與該等第二繞射光柵之排列方向相互平行；以及一覆蓋層，該覆蓋層填充並平坦化該第二繞射結構層之該等第二繞射光柵。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中該第一繞射結構層具有一第一折射率n1，該第二繞射結構層具有一第二折射率n2，該覆蓋層具有一第三折射率n3，且n1、n2、n3之範圍係介於1.4至1.7。
如申請專利範圍第2項所述之光學膜，其中該第二折射率n2係大於第一折射率n1及第三折射率n3。
如申請專利範圍第2項所述之光學膜，其中該第一折射率n1及第三折射率n3係為相同或相異。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中該等第一繞射光柵與該等第二繞射光柵之光柵寬度、光柵深度、光柵間距係為相同或相異。
如申請專利範圍第5項所述之光學膜，其中每一該等第一繞射光柵之光柵寬度w1與該每一該等第二繞射光柵之光柵寬度w2係各自介於0.3m至1.5m。
如申請專利範圍第5項所述之光學膜，其中每一該等第一繞射光柵之光柵深度d1與每一該等第二繞射光柵之光柵深度d2係各自介於0.5mm至1.5mm。
如申請專利範圍第5項所述之光學膜，其中兩相鄰該等第一繞射光柵之光柵間距g1與兩相鄰該等第二繞射光柵之光柵間距g2係各自介於0.3mm至1.5mm。
如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其進一步包含一功能層，設置於該光學膜之該第一繞射結構層之該下表面，其中該功能層係選自由偏光層、硬塗層、低反射層、抗反射層、抗眩層及保護層所構成群組其中之一或其組合。