TWI406014B - 複合光學膜 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種複合光學膜,尤指一種應用於液晶顯示器之複合光學膜。本發明之複合光學膜具有擴散及聚光之光學特性,可減少複合光學膜與其他材料膜相疊時發生光色散、疊紋的現象。
一般而言,液晶顯示器(簡稱「LCD」)之主要結構包含面板與背光模組兩大部分,面板部分包括例如氧化銦錫(ITO)導電玻璃、液晶、配向膜、彩色濾光片、偏光片、驅動積體電路等,背光模組部分則包含例如燈管、導光板及各種光學膜等。液晶面板本身並不發光,因此作為亮度來源之背光模組為LCD顯示功能的重要元件,且對提高液晶顯示器亮度而言非常重要。目前,在背光模組中利用各式各樣之光學膜,提供一種能提高LCD面板亮度以使光源做最有效率之應用,而不需更動任何元件設計或消耗額外能源的做法,已成為最經濟與簡便的解決方案。
圖1為背光模組所含各種光學膜之簡單示意圖。如圖1所示,一般背光模組所含光學膜係包含配置於導光板(light guide)(2)下方之反射膜(1);及配置於導光板(2)上方之其它光學膜,其由下至上依序為:擴散膜(3)、聚光膜(4)及(5)及保護性擴散膜(6)。
聚光膜(light gathering film)業界習稱為增亮膜(brightness enhancement film)或稜鏡片(prism film)。聚光
膜主要功能為藉由折射與內部全反射將散亂的光線收集,並集中至約±35度的正視角(On-axis)方向出光,以提高LCD的輝度。一般常用之聚光膜係利用規則排列之線性稜鏡柱狀結構來達到聚光效果。
習知聚光膜如圖2所示,其包含一基材21及位於基材21上方之複數個稜鏡結構22,該等稜鏡結構彼此互相平行,其中各稜鏡結構係由二個傾斜表面所構成,此二傾斜表面於稜鏡頂部相交形成峰23,且各自與相鄰稜鏡之另一傾斜表面於稜鏡底部相交形成谷24。由於習知聚光膜為固定寬度之規則條狀結構,所以容易與來自顯示器中其它膜片之反射或折射光線或該聚光膜本身之其它反射或折射光線產生光學干涉(optical interference)或繞射(optical diffraction)現象,導致液晶顯示器出現彩虹紋(rainbow grain)、明暗紋、疊紋(moiré)或者牛頓環(Newton's ring)。目前,已知可於聚光膜上配置保護性擴散膜(或稱為上擴散膜),以改善上述光學現象,但缺點為此種上擴散膜(top diffuser)價格太過昂貴,且增加一光學膜,就會增加背光模組厚度,使背光模組變複雜,不符合輕薄的潮流。
因此,提供一種可改善上述光學現象且較為經濟之光學膜乃業界所殷切期盼者。
本發明之發明人經廣泛研究發現一種複合光學膜,其兼具有擴散及聚光功能,不但可有效增加光線運用效率,且厚度更薄,亦使得背光模組的組裝更為容易。
本發明之主要目的為提供一種可有效消除彩虹紋的複合光學膜,其包含一具有擴散微結構之基材及一位於該基材之一側之結構化表面,其中該複合光學膜根據JIS K7136標準方法量測,具有不小於5%之內擴散霧度。
在本文中所使用之用語僅為描述所述之實施態樣,並非用以限制本發明保護範圍。舉例言之,說明書中所使用的用語「一」,除非文中另有明確之解釋,否則用語「一」係涵蓋單數及多數形式。
在本文中,柱狀結構係指多峰柱狀結構或單峰柱狀結構。
在本文中,「多峰柱狀結構」係指由至少兩個柱狀結構彼此重疊所形成之聯集結構,且任何兩相鄰柱狀結構間之谷線之高度係為此二相鄰柱狀結構中高度較低者之高度之30%至95%。
在本文中,「單峰柱狀結構」係指由單一個柱狀結構所構成且僅具有單一之峰之結構。
在本文中,「稜鏡柱狀結構」係由兩個傾斜表面所構成,該傾斜表面可為曲面或平面,且該二傾斜表面於稜鏡頂部相交形成峰,且可各自與相鄰柱狀結構之另一傾斜表面於底部相交形成谷。
在本文中,「弧形柱狀結構」係由兩個傾斜平面所構成,此二傾斜平面頂部相交處係鈍化形成一曲面,且此二傾斜平面可各自與相鄰柱狀結構之另一傾斜表面於底部相交形成谷。
在本文中,「線性柱狀結構」係定義為柱狀結構的稜線(ridge)呈直線延伸之柱狀結構。
在本文中,「曲線柱狀結構」係定義為柱狀結構的稜線呈彎曲變化,該彎曲稜柱單元具有至少一彎曲延伸曲面,該彎曲延伸曲面係形成適當的表面曲率變化,該彎曲延伸曲面之表面曲率變化係以該曲線柱狀結構高度為基準之0.2%至100%,較佳係以該曲線柱狀結構高度為基準之1%至20%。
在本文中,「內擴散霧度」係指以折射率(n)為1.55之膠液將一具有結構化表面之光學膜之結構化表面填平,經固化後,再用JIS K7136標準方法量測,所測得之霧度值(Hz)。
本發明複合光學膜包含一具有擴散微結構之基材,所用基材可為一或多層結構,其種類係為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者,例如玻璃或塑膠。可用以構成上述塑膠基材之樹脂之種類並無特殊限制,其例如但不限於:聚酯樹脂(polyester resin),如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate, PEN);聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylate resin),如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA);聚烯烴樹脂(polyolefin resin),如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP);聚環烯烴樹脂(polycycloolefin resin);聚醯亞胺樹脂(polyimide resin);聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin);聚胺基甲酸酯樹脂(polyurethane resin);三醋酸纖維素(triacetyl cellulose, TAC);聚乳酸
(polylactic acid)或其組合。較佳係選自聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂及其組合;更佳係聚對苯二甲酸乙二酯。上述基材之厚度通常取決於所欲製得之光學產品的需求,一般為15微米至300微米。
本發明複合光學膜之基材具有擴散微結構,且根據JIS K7136標準方法測量,具有30%~70%之霧度,較佳具有45%~60%之霧度。上述擴散微結構可與基材一起以一體成形方式製備,例如以移印、熱壓(emboss)、轉印、射出(injection)或雙軸拉伸等方法製得;或以任何習知方式,例如塗佈、噴塗、霧化等方法,於基材上進行加工後製得。舉例言之,可先於基材上塗佈一塗層再於該塗層上雕刻所需之擴散微結構製得該擴散微結構,或將含發泡劑之塗料以塗佈於基材表面上,經發泡後形成該擴散微結構層,或將含珠粒(beads)的塗料塗佈於基材表面上形成該擴散微結構層。上述擴散微結構層之厚度並無特殊限制,係與擴散微結構之大小相關,通常係介於約1至約100微米之間,較佳介於約2至約50微米之間,最佳介於約3至約15微米之間。
根據本發明之一較佳實施態樣,係藉由例如卷對卷式(roll to roll)之連續生產技術,於基材表面塗佈含有珠粒、接合劑(binder)及視需要之硬化劑之塗料以形成擴散微結構層。
適用於本發明之珠粒之種類並無特殊限制,例如玻璃珠粒(glass beads);金屬氧化物珠粒,其例如但不限於二氧化鈦(TiO2
)、二氧化矽(SiO2
)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁(Al2
O3
)、
氧化鋯(ZrO2
)或其混合物;塑膠珠粒,其例如但不限於丙烯酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、矽酮樹脂或其混合物,較佳為丙烯酸酯樹脂或矽酮樹脂;或其組合。適用於本發明之珠粒之形狀並無特殊限制,例如可為球形、菱形、橢圓形、米粒形、雙凸透鏡形(biconvex lenses)等,較佳為球形。上述珠粒之平均粒徑係介於約1微米至約50微米之間,較佳係介於2微米至約30微米之間,更佳係介於約3微米至約10微米之間。上述珠粒具有1.3至2.5之折射率,較佳具有1.4至1.6之折射率。珠粒相對於接合劑固形份之量為每100重量份接合劑固形份0.1重量份至30重量份之珠粒。此外,珠粒於擴散微結構中之分佈情形並無特殊限制,較佳珠粒係呈單層均勻分布。單層均勻分布除可減少原料成本外,亦可減少光源浪費,進而可提升複合光學膜之輝度。
適用於本發明之接合劑由於必須可使光線穿透,較佳為無色透明者。上述接合劑依其施用方式可為熱硬化(thermal setting)樹脂、能量射線固化樹脂或其組合。上述能量射線係指具有一定範圍內之波長之光源,例如紫外線、紅外線、可見光或熱線(放射或輻射),且其照射強度可為1至500毫焦耳/平方公分(mJ/cm2
),較佳係50至300毫焦耳/平方公分(mJ/cm2
)。上述接合劑之種類並無特殊限制,係熟悉此技術者所熟知者,例如但不限於:丙烯酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、氟素樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、醇酸樹脂(alkyd resin)、聚酯樹脂或其混合物,較佳為丙烯
酸酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂或其混合物。
適用於本發明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(crosslinking),其例如但不限於二異氰酸酯(diisocyanate)或聚異氰酸酯(polyisocyanate),市售之硬化劑如:Bayer公司生產,商品名為Desmodur 3390。
本發明之複合光學膜包含一具有擴散微結構之基材且基材之具有一結構化表面,其中該複合光學膜根據JIS K7136標準方法量測,具有不小於5%之內擴散霧度,較佳具有介於5%~40%之內擴散霧度,內擴散霧度之測量方法係如本文先前所述。內擴散霧度小於5%時,無法有效消除彩虹紋,然而,內擴散霧度大於40%時,可能使複合光學膜之透光性不佳,輝度降低。影響內擴散霧度之因素包含珠粒及接合劑之種類及與組成比例、及構成該結構化表面之樹脂之種類…等。舉例言之,可藉由選擇適當之珠粒及接合劑之種類後,控制其組成比例,使複合光學膜具有所需之之內擴散霧度,從而可增加擴散效果並有效地消弭彩虹紋。此外,當擴散微結構層中珠粒之折射率與結構化表面之折射率之差的絕對值越大,所獲得之內擴散霧化效果越好,較佳者,該折射率之差的絕對值係介於約0.03至約1.2之間。
本發明之結構化表面包含複數個具聚光效果的微結構,其可藉由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備。例如:將一或多個微結構層直接層壓(laminate)貼合至本發明之具有擴散微結構之基材上,如將
市售的聚光膜直接層壓貼合至本發明之具有擴散微結構之基材上。適用於市售的聚光膜包括:由Sumitomo 3M公司生產,商品名為BEF90HP或BEF II 90/50者;由Mitsubishi Rayon公司生產,商品名為DIA ART H150100®或P210者等。或者,可使用塗佈方式於基材上形成該包含複數個具聚光效果之微結構的結構化表面。
根據本發明之一較佳實施態樣,該結構化表面形成方法可使用狹縫式塗佈(slit die coating)、微凹版印刷塗佈(micro gravure coating)或滾輪塗佈(roller coating)等方法,將樹脂塗料塗佈於基材一側,利用卷對卷式連續生產技術,形成包含複數個具聚光效果之微結構的結構化表面。
根據本發明之一較佳實施態樣,該結構化表面係形成於該基材具有擴散微結構之一側。
本發明之結構化表面係由固化後所形成之塗層折射率大於空氣折射率的樹脂塗料所構成。一般而言,折射率越高,輝度愈高。本發明之結構化表面具有至少1.50之折射率,較佳具有介於1.53至1.65之間之折射率。上述樹脂塗料包含熱硬化樹脂、能量射線固化樹脂或其組合,較佳係包含能量射線固化樹脂,能量射線之定義係如本文先前所述。上述樹脂塗料可視需要另包含光起始劑、交聯劑(crosslinking agent)及其他添加劑。
根據本發明之一較佳實施態樣,該樹脂塗料包含紫外線固化樹脂(UV curable resin)、光起始劑及交聯劑。適用於本發明之紫外線固化樹脂之種類,例如但不限於:(甲基)
丙烯酸酯類樹脂。上述(甲基)丙烯酸酯類樹脂之種類,例如但不限於:(甲基)丙烯酸酯樹脂、丙烯酸胺基甲酸酯(urethane acrylate)樹脂、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)樹脂、環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)樹脂或其混合物,較佳為(甲基)丙烯酸酯樹脂。
用以構成本發明之紫外線固化樹脂之單體可選自由以下所構成群組:環氧二丙烯酸酯(epoxy diacrylate)、鹵化環氧二丙烯酸酯(halogenated epoxy diacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、丙烯醯胺(acrylamide)、苯乙烯(styrene)、鹵化苯乙烯(halogenated styrene)、丙烯酸(acrylic acid)、(甲基)丙烯腈((meth)acrylonitrile)、芴衍生物二丙烯酸酯(fluorene derivative diacrylate)、丙烯酸聯苯基環氧乙酯(biphenylepoxyethyl acrylate)、鹵化丙烯酸聯苯基環氧乙酯(halogenated biphenylepoxyethyl acrylate)、烷氧化環氧二丙烯酸酯(alkoxylated epoxy diacrylate)、鹵化烷氧化環氧二丙烯酸酯(halogenated alkoxylated epoxy diacrylate)、脂肪族胺基甲酸酯二丙烯酸酯(aliphatic urethane diacrylate)、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aliphatic urethane hexaacrylate)、芳香族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aromatic urethane hexaacrylate)、雙酚A環氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate)、酚醛清漆環氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester
acrylate)、聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate)、丙烯酸酯封端的胺基甲酸酯(acrylate-capped urethane)及其混合物;較佳選自由鹵化環氧二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、脂肪族胺基甲酸酯二丙烯酸酯、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯、芳香族胺基甲酸酯六丙烯酸酯、及其混合物所組成之群。
適用於本發明之光起始劑並無特殊限制,其例如可選自以下群組:二苯甲酮(benzophenone)、二苯乙醇酮(benzoin)、二苯乙二酮(benzil)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one)、1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide; TPO)及其組合,較佳係二苯甲酮。
適用於本發明之交聯劑可為具有一或多個官能基單體或寡聚物,較佳係為具多官能基者,其可有效提高樹脂塗料之玻璃轉化溫度。上述交聯劑之種類係為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者,其例如但不限於:(甲基)丙烯酸酯;胺基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate),如脂肪族胺基甲酸酯丙烯酸酯(aliphatic urethane acrylate)、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aliphatic urethane hexaacrylate)或芳香族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aromatic urethane hexaacrylate);聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate),如聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate);環氧丙烯酸酯
(epoxy acrylate),如雙酚A環氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate);酚醛環氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate);或其混合物。上述(甲基)丙烯酸酯可具有二或多個官能基,較佳係為具多官能基者,適用於本發明之(甲基)丙烯酸酯之實例包含但不限於:三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(tripropylene glycol di (meth)acrylate)、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(1,4-butanediol di (meth)acrylate)、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯(1,6-hexanediol di (meth)acrylate)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(polyethyleneglycol di (meth)acrylate)、烯丙基化二(甲基)丙烯酸環己酯(allylated cyclohexyl di (meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸異氰脲酸酯(isocyanurate di (meth)acrylate)、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane tri (meth)acrylate)、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯(propoxylated glycerol tri (meth)acrylate)、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylol propane tri (meth)acrylate)、三(丙烯氧乙基)異氰酸脲酯(tris (acryloxyethyl)isocyanurate)或其混合物。可用於本發明之市售含(甲基)丙烯酸酯之交聯劑包括:由Sartomer公司生產,商品名為SR454®、SR494®、SR9020®、SR9021®或SR9041®者;由Eternal公司生產,商品名為624-100®者;及由UCB公司生產,商品名為Ebecryl 600®、Ebecryl 830®、Ebecryl 3605®或Ebecryl 6700®者。
為增進塗層固化後之硬度,本發明之樹脂塗料可視需要於添加無機填料,以避免結構化表面上之微結構塌陷影響
光學性質。無機填料除可增進塗層固化後之硬度,亦具有提升液晶顯示器面板之輝度(brightness)之功效。可使用於本發明之無機填料係為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者,其例如但不限於:氧化鋅、二氧化矽、鈦酸鍶、氧化鋯、氧化鋁、碳酸鈣、二氧化鈦、硫酸鈣、硫酸鋇或其混合物,較佳為二氧化鈦、氧化鋯、二氧化矽、氧化鋅或其混合物。上述無機填料具有約10奈米至約350奈米之粒徑大小,較佳為50奈米至150奈米。
此外,本發明亦可視需要於樹脂塗料中添加其他習知添加劑,以調整所需之物理或化學性能,其例如但不限於:抗靜電劑、滑劑(slip agent)、流平劑、消泡劑及其組合。
本發明之結構化表面的厚度介於5微米至100微米,且該結構化表面上之微結構之形式係本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者,其例如但不限於:規則或不規則的柱狀結構、圓錐狀結構、立體角結構、橘瓣形塊狀結構、透鏡狀結構及膠囊狀結構、或其組合等。較佳為規則或不規則的柱狀結構,該等柱狀結構可為線性(linear)、曲線(serpentine)或折線(zigzag),且相鄰之兩柱狀結構可平行或不平行,該等柱狀結構之峰高度可不沿延伸方向變化或沿延伸方向變化。上述柱狀結構之峰高度沿延伸方向變化係指該柱狀結構中至少有部分位置之高度係隨機或規則性沿結構主軸位置變化,其變化幅度至少為標稱高度(或平均高度)之百分之三,較佳其變化幅度為該標稱高度之百分之五至百分之五十之間。
本發明所使用之柱狀結構可等高或不等高、等寬或不等寬,其高度取決於所欲得光學產品之需求,一般係介於5微米至100微米之範圍,較佳介於10微米至50微米之範圍,更佳介於10微米至40微米之範圍。上述柱狀結構可為單峰柱狀結構、多峰柱狀結構或其混合,且較佳係為對稱柱狀結構,使用對稱柱狀結構不但可簡化加工方法且較易控制集光效果。
本發明所使用之柱狀結構可為稜鏡柱狀結構或弧形柱狀結構或其混合,較佳為稜鏡柱狀結構。當柱狀結構為弧形時,弧形柱狀頂部曲面最高處之曲率半徑係介於2微米至50微米之間,較佳介於2微米至35微米之間,更佳介於2微米至10微米之間。本發明所使用之稜鏡柱狀結構或弧形柱狀結構之頂角角度可彼此相同或不相同,其係介於40∘至120∘,較佳介於60∘至120∘。為能兼顧抗刮和高輝度特性,稜鏡柱狀結構之頂角角度較佳為80∘至120∘,弧形柱狀結構之頂角角度介於60∘至110∘。
由於膜片在搬放運送過程中,常因操作不慎而刮傷或磨損表面,進而影響複合光學膜之光學效果。為避免此缺點,本發明可視需要於基材上相對於結構化表面之另一側塗佈含熱硬化及/或紫外線固化樹脂之硬罩液,加熱及/或照射紫外線加以固化形成一抗刮層。本發明之抗刮層根據JIS K5400標準方法量測,具有可達3H或以上之鉛筆硬度,本發明之抗刮層之厚度約為0.5微米至30微米,較佳係介於1微米至10微米之間。可視需要於硬罩液中加入珠粒,使所
得抗刮層具有某些程度的勻光作用以消除明暗紋。適用於本發明抗刮層之珠粒之種類及形狀係如本文先前所定義者,適用於本發明抗刮層之粒徑大小較佳介於1微米至30微米之間。上述珠粒相對於抗刮層中樹脂成分固形份之量為每100重量份樹脂成分固形份約0.1重量份至約10重量份之珠粒。此外,本發明之抗刮層可為平滑狀或非平滑狀,其中抗刮層之形成方法,除使用硬罩液以塗佈方式形成外,亦可利用其他習知方法形成,例如但不限於網版印刷、噴塗、壓花加工等。在基材之另一側不存在任何結構之情況下,以JIS K7136標準方法測量,抗刮層之霧度不小於3%。
根據本發明之一較佳實施態樣,本發明之複合光學膜於基材之入光表面塗覆含有珠粒之抗刮層,此抗刮層具有良好抗靜電性和高硬度特性,可防止光學薄膜在運送或操作過程中被刮傷或損傷且不易沾附灰塵,且透明度高,因此光學效果不受影響。
圖3為本發明之複合光學膜之一較佳實施態樣示意圖,其中該複合光學膜包含具有擴散微結構(103)之基材(101),擴散微結構(103)中含有珠粒(104),及一位於擴散微結構(103)上之結構化表面(102),該結構化表面具有複數個稜鏡形柱狀微結構。此外,圖3之複合光學膜於基材上相對於該結構化表面之一側具有一抗刮層(105)。該抗刮層含有珠粒(106)。
圖4至6為本發明之複合光學膜之較佳實施態樣示意圖,其中該複合光學膜包含具有擴散微結構(103)之基材
(101),擴散微結構(103)中含有珠粒(104),及一位於擴散微結構(103)上之結構化表面(102)、(202)及(302)。圖4至6之複合光學膜結構化表面(102)、(202)及(302)分別具有複數個稜鏡形柱狀微結構、透鏡狀微結構及立體角微結構。
本發明之複合光學膜根據JIS K7136標準方法,測量全光線透過率不低於60%,如本文先前所述,該複合光學膜根據JIS K7136標準方法量測,具有不小於5%之內擴散霧度,較佳具有介於5%~40%之內擴散霧度。本發明所製得之複合光學膜,其微結構層及抗刮層之表面阻抗皆低於1013
Ω/(Ω/代表歐姆/米平方),較佳為108
~1012
Ω/。
本發明之複合光學膜可使用於燈源裝置中,例如:廣告燈箱及平面顯示器等。本發明所製得之複合光學膜由於基材具有擴散微結構,故可有效消除彩虹紋現象;當複合光學膜具有抗刮層時,可進一步藉由抗刮層之勻光作用,解決光學膜間因規則性排列所產生之疊紋現象,消弭明暗紋,增強光線均齊度。此外,在具有含有珠粒之抗刮層之複合光學膜之實施態樣中,由於基於該抗刮層具有良好抗靜電性和高硬度之特性,可不用額外貼覆保護膜即可達到保護的作用,省卻黏、撕保護膜的製程,不但可大為提高背光模組組裝時的便利性,亦可減少成本。
以下實施例係用於對本發明作進一步說明,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修飾及改變均包括於本案說明書揭示內容及所附申請專利範圍之範圍內。
將組份A、B、C及D以表1所示之比例調配成之塗料,並以塗抹棒塗佈在透明PET膜[U34®
(厚度為188 μm),Toray公司]一側表面上,經乾燥後,製得具擴散微結構且厚度為約198μm之基材,依JIS K7136標準方法量測,所得基材分別具有25%、50%及90%之霧度。
組份A:接合劑,Eternal公司生產,商品名為Eterac 7363-ts-50。
組份B:硬化劑,Bayer公司生產,商品名為Desmodur 3390。
組份C:珠粒,Sekisui公司生產,商品名為SSX-105,平均粒徑約5 μm。
組份D:溶劑:甲乙酮:甲苯=1:1。
在一透明PET膜上,塗佈壓克力樹脂塗層,塗層厚度約15 μm,以滾輪壓花的方式於塗層上形成稜鏡花紋,然後再利用高能量紫外線(UV)將其硬化而製得。
市售增亮膜(BEF III,3M公司)。
市售增亮膜(BEF III M,3M公司)。
於表1中霧度為25%之基材具擴散微結構之表面上,塗佈厚度約15 μm之壓克力樹脂塗層,以滾輪壓花的方式於塗層上形成稜鏡花紋,然後再利用高能量紫外線(UV)將其硬化成而製得本發明之複合光學膜。
於表1中霧度為50%之基材具擴散微結構之表面上,塗佈厚度約15 μm之壓克力樹脂塗層,以滾輪壓花的方式於塗層上形成稜鏡花紋,然後再利用高能量紫外線(UV)將其硬化而製得本發明之複合光學膜。
於表1中霧度為90%之基材具擴散微結構之表面上,塗佈厚度約15 μm之壓克力樹脂塗層,以滾輪壓花的方式於塗層上形成稜鏡花紋,然後再利用高能量紫外線(UV)將其硬化而製得本發明之複合光學膜。
為改善明暗紋的問題及提高光學膜之抗刮性,本發明進一步將組份E、F、G及H以表2所示之比例調配成不同之硬罩液以便製得抗刮層。將根據表2所製得之各種硬罩液塗佈在實施例1所製得之膜片相對於該結構化表面之一側上,製
得約5 μm之抗刮層,經乾燥後,即可得本發明之具抗刮層之複合光學膜。
將根據表2所製備的硬罩液塗佈在透明PET膜上[U34®
(188 μm),Toray公司]製得抗刮層,在另一側不存在任何結構之情況下,根據JIS K7136標準方法測量可得抗刮層之霧度值。
組份E:接合劑,Eternal公司生產,商品名為Eterac 7363-ts-50。
組份F:硬化劑,Bayer公司生產,商品名為Desmodur 3390。
組份G:珠粒,Sekisui公司生產,商品名為SSX-105,平均粒徑約2 μm。
組份H:溶劑:甲乙酮:甲苯=1:1。
將比較例1-4及實施例1-5之膜片進行目視檢查觀察彩虹紋及明暗紋、輝度量測及內擴散霧度量測。輝度量測方法係以TOPCON公司提供之BM-7®
儀器對待測樣品進行輝度試驗。內擴散霧度量測係以折射率n為1.55的膠液[50%
624M-70(Eternal公司)、1.5% EM2108(Eternal公司)、8% EM231(Eternal公司)、1.5% EM2380(Eternal公司)、5% EM52(Eternal公司)、30% A-LEN10(新中村公司)、3.5% I184(Ciba公司)及0.5% Rad 2300(Tego公司)],將稜鏡結構填平,固化後,再用JIS K7136標準方法量測。試驗所得結果如表3所示。
1.比較例1為一般習知的增亮膜結構,輝度雖高,但有彩虹紋及明暗紋等品味問題。實施例1之複合光學膜可明顯改善彩虹紋的問題,若再搭配一抗刮層(即實施例3至5之光學膜),可進一步改善明暗紋,對輝度也無太大影響。
2.由比較例4及實施例1及2之結果可知,倘若光學膜之內
擴散霧度小於5%,會出現彩虹紋,使用內擴散霧度較高之光學膜可抑制彩虹紋之發生,惟需注意,內擴散霧度變大時卻會造成輝度下降。當選定構成光學膜之結構化表面之樹脂材料且選定構成該擴散微結構之組份之種類時,內擴散霧度之大小係與基材之霧度相關。基材霧度大時,所製得之光學膜具有較大之內擴散霧度。可藉由控制擴散微結構層中珠粒之含量以獲得所需之基材霧度,並製得所欲之複合光學膜。
3.由實施例1至5之結果可知,彩虹紋的出現與否可取決於膜片之內擴散霧度的大小,比較例4所製得膜片之內擴散霧度為2.97%,可目檢出明顯的彩虹紋,當內擴散霧度提高成7.34%(實施例3),便可抑制彩虹紋。
4.由實施例3至5之結果可知,背面具抗刮層之複合光學膜可降低明暗紋現象。
5.由表3中由實施例3至5之結果可知,基材背面之抗刮層霧化的程度會影響明暗紋的產生。如表2所示,實施例3的抗刮層霧度約為3%,目視檢驗結果仍有輕微明暗紋,實施例4及5的抗刮層霧度分別為15%和25%,即可完全抑制明暗紋。
6.根據表3,實施例4及5及比較例3之光學膜皆無彩虹紋或是明暗紋等品味問題,然而實施例4及5之光學膜之輝度值略高於比較例3之市售增亮膜。
1‧‧‧反射膜
2‧‧‧導光板
3‧‧‧擴散膜
4, 5‧‧‧聚光膜
6‧‧‧保護性擴散膜
21‧‧‧基材
22‧‧‧稜鏡結構
23‧‧‧峰
24‧‧‧谷
101‧‧‧基材
102, 202, 302‧‧‧結構化表面
103‧‧‧擴散微結構
105‧‧‧抗刮層
104, 106‧‧‧珠粒
圖1為背光模組所含各種光學膜之簡單示意圖。
圖2為習知聚光膜之示意圖。
圖3至6為本發明之複合光學膜之較佳實施態樣示意圖。
101‧‧‧基材
102‧‧‧結構化表面
103‧‧‧擴散微結構
105‧‧‧抗刮層
104, 106‧‧‧珠粒
Claims (19)
- 一種複合光學膜,包含:一具有擴散微結構之基材;及一位於該基材之一側之結構化表面;其中該複合光學膜根據JIS K7136標準方法量測,具有不小於5%之內擴散霧度;其中該結構化表面包含複數個具聚光效果的微結構。
- 如請求項1之複合光學膜,其根據JIS K7136標準方法量測,具有5%~40%之內擴散霧度。
- 如請求項1之複合光學膜,其中該擴散微結構係藉由於基材上先塗佈一塗層再於該塗層上雕刻所需之擴散微結構後製得。
- 如請求項1之複合光學膜,其中該擴散微結構係藉由將含發泡劑之塗料塗佈於基材表面上經發泡後製得。
- 如請求項1之複合光學膜,其中該擴散微結構係藉由將含珠粒的塗料塗佈於基材形成一含珠粒之塗層後製得。
- 如請求項5之複合光學膜,其中該等珠粒具有1微米至50微米之平均粒徑。
- 如請求項5之複合光學膜,其中該等珠粒具有3微米至10微米之平均粒徑。
- 如請求項5之複合光學膜,其中該等珠粒係選自由玻璃珠粒、金屬氧化物珠粒、塑膠珠粒及其混合所組成之群組。
- 如請求項8之複合光學膜,其中該等珠粒為選自由丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、矽酮樹脂及其混 合物所組成之群組之塑膠珠粒。
- 如請求項5之複合光學膜,其中該等珠粒之折射率為1.3至2.5。
- 如請求項10之複合光學膜,其中該等珠粒之折射率為1.4至1.6。
- 如請求項1之複合光學膜,其中該結構化表面係藉由將樹脂塗料塗佈於基材之一側形成複數個具聚光效果之微結構而製得。
- 如請求項12之複合光學膜,其中該樹脂塗料包含紫外線固化樹脂。
- 如請求項13之複合光學膜,其中該紫外線固化樹脂係選自由(甲基)丙烯酸酯樹脂、丙烯酸胺基甲酸酯樹脂、聚酯丙烯酸酯樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂及其混合物所組成之群組。
- 如請求項1之複合光學膜,其中該結構化表面具有選自規則或不規則之柱狀結構、圓錐狀結構、立體角結構、橘瓣形塊狀結構、透鏡狀結構及膠囊狀結構及其組合所組成之群之微結構。
- 如請求項15之複合光學膜,其中該等柱狀結構係為稜鏡柱狀結構、弧形柱狀結構或其混合。
- 如請求項16之複合光學膜,其中該等柱狀結構係為稜鏡柱狀結構,且其頂角角度為40°至120°。
- 如請求項1之複合光學膜,於基材上相對於該結構化表面之一側進一步包含一抗刮層。
- 如請求項18之複合光學膜,其抗刮層含有珠粒。
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