TWI442102B - 濾光片及含有其的液晶顯示器 - Google Patents

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Description

濾光片及含有其的液晶顯示器
本發明是有關於一種濾光片及含有其的液晶顯示器(LCD)。更具體地，本發明是有關於一種用作3D LCD的功能性光學塗膜並形成在構成LCD螢幕部分的偏振膜的前側面上的濾光片。
玻璃基板、基膜和功能性塗層(諸如硬塗層、抗反射塗層等)堆疊在構成液晶顯示器(LCD)螢幕部分的偏振膜的前側面上。然而，當塗有功能性塗層的基膜具有雙折射性能時，由於受LCD的偏振膜的光干涉而在螢幕部分上形成虹光圖案。
用作偏振膜的TAC膜使得光線以直線前進，即它不具有雙折射性能，從而將它用於利用光的偏振性能的LCD膜。當通過偏振膜的光遇到具有雙折射性能的基板時，光速隨不同方向而改變，從而視覺上產生虹光。代表性雙折射膜包括PET膜，當所述膜以長度或寬度方向拉伸時，其具有隨高分子量分子在拉伸方向排列的方向改變的折射率在大的LCD TV中虹光現象更嚴重。具體地，所述虹光現象能使3D LCD TV的產品品質變差，從而使得3D LCD TV難以實現清晰的畫面。
因此，需要開發出不會呈現出虹光現象並可用於LCD的產品的需要。
本發明的各方面提供一種濾光片及含有其的LCD，所述濾光片不會呈現虹光現象，適於LCD，特別是3D LCD，並包括形成在邊框(bezel)上的印刷層以省略框架(frame)。
本發明的一個方面提供一種濾光片。所述濾光片包括非結晶膜、形成在所述非結晶膜一面上的保護塗層，和形成在所述非結晶膜另一面上的印刷層，其中所述印刷層固定(secured to)於基板上。
所述非晶體膜可為透明的無定向膜。
所述非結晶膜可包括纖維素樹脂、聚碳酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、環烯烴樹脂、非晶聚酯樹脂或上述之組合。
所述保護塗層可包括抗反射塗層、硬塗層或上述之組合。
所述濾光片可具有依次堆疊有所述基板、黏著層、所述印刷層、所述非結晶膜、所述硬塗層和所述抗反射塗層的結構。
所述印刷層可連續或不連續地形成。
所述印刷層可用黏著劑固定於所述基板上。
所述基板可為玻璃基板或無定向塑膠基板。所述無定向塑膠基板可為包括玻璃纖維或無定向的鑄造聚碳酸酯樹脂的聚合物片。
所述濾光片可形成在偏振膜上。
本發明的另一方面提供一種包括所述濾光片的LCD。所述LCD可實現清晰的圖像而不產生虹光現象。
以下將參照附圖更完整地說明根據示例性實施例的濾光片。應注意的是這些附圖不是精確尺寸，且為了方便和清楚性目的，可放大線條厚度或元件尺寸。此外，文中所用術語是考慮到本發明中的作用來定義，並能根據使用者或操作者的習慣或意圖改變。因此，這些術語的定義應根據本說明書闡述的整個揭露決定。
圖1是根據本發明一個實施例的濾光片的截面示意圖。參照圖1，濾光片包括非結晶膜20、形成在非結晶膜20一面上的保護塗層10和形成在非結晶膜20另一面上的印刷層30，其中印刷層30固定於基板50上。
非結晶膜20是透明的無定向膜並在可見光範圍內具有80%或更高的平均總透光率，較佳為90%或更高，且更佳為93%或更高。
非結晶膜20可包括，但不限於纖維素、聚碳酸酯、(甲基)丙烯酸酯、環烯烴和非晶聚酯樹脂，它們可單獨使用或以混合物方式使用。例如，可共混至少兩種樹脂以形成單層膜，或者可堆疊由單種樹脂形成的兩個或更多個層。
非結晶膜20可具有1μm至200μm的厚度，較佳為5μm至180μm。
非結晶膜20可具有10%或更小的結晶度，較佳為3%或更小，且更佳為0.1%或更小。當使用具有低結晶度的膜時，不會出現LCD偏振膜引起的光干涉和雙折射，從而防止虹光圖像形成。
在一個實施例中，非結晶膜20可具有1.45至1.8的折射率。在此範圍內，不會出現虹光現象，使得能實現清晰圖像。具體地，非結晶膜20可具有1.50至1.75的折射率。
保護塗層10形成在非結晶膜20的一面上。圖2(a)是根據一個實施例的濾光片的截面示意圖。保護塗層10可為抗反射塗層、硬塗層、抗靜電塗層或上述之組合。保護塗層10可為單層。在一個實施例中，保護塗層10可為具有多種功能的單層，諸如抗反射、耐劃擦、抗靜電性能等。
在另一個實施例中，保護塗層10可包括多層。例如，保護塗層10可包括分別形成的抗反射層、硬塗層和抗靜電塗層。圖2(b)為根據另一個實施例的濾光片的截面示意圖。如圖2(b)所示，保護塗層10可包括抗反射塗層11和硬塗層12，其中硬塗層12形成在非結晶膜20上。或者，可分別形成抗反射塗層和硬塗層，它們中至少一個具有抗靜電功能。
硬塗層12防止非結晶膜20被劃傷。具體地，硬塗層12可具有3H或更高的鉛筆硬度。
硬塗層12可包括，但不限於矽氧烷樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂和環氧樹脂，它們可以單獨使用或以混合物方式使用。在一個實施例中，硬塗層12可包括含有分散的二氧化矽顆粒的熱固化或UV固化樹脂，所述熱固化或UV固化樹脂通過烷基烷氧基矽烷和膠態二氧化矽在親水溶劑中反應獲得，以具有高硬度並改善耐磨性。在另一個實施例中，硬塗層12可包括含有聚氨酯丙烯酸酯和多官能團丙烯酸酯作為主要成分的UV固化硬塗層材料。用於形成硬塗層12的熱和輻射固化樹脂可包括由具有至少兩個官能團的化合物形成的樹脂。所述樹脂的可用實例可包括具有不飽和雙鍵的化合物，如(甲基)丙烯酸酯；和反應性取代基，如環氧基或矽烷醇基。此外，硬塗層12可包括含氟的環氧丙烯酸酯、含氟的烷氧基矽烷等。
抗反射塗層11防止閃光。抗反射塗層11可以單層或多層方式形成。
當抗反射塗層11為單層時，它可具有1.30至1.50的折射率。
當抗反射塗層11由多層組成時，它可包括具有不同折射率的至少兩個層。在一個實施例中，抗反射塗層11可包括具有1.55至2.4的折射率的高折射層和具有1.30至1.50折射率的低折射層，其中高折射層配置為鄰近非結晶膜20的第一層，且低折射層配置於第一層上。
上述塗層可通過旋塗、棒塗、浸塗、輥塗、絲網印刷等方式形成，但不限於此。
印刷層30形成在非結晶膜20的另一面上。印刷層30可用其中分散有黑色、灰色、白色或銀色染料或顏料的油墨形成。染料或顏料的顏色可根據需要改變。
印刷層30可連續或不連續地形成。
例如，印刷層30可藉由僅印刷螢幕部分以外的邊框來形成或以各種圖案形成。圖3(a)是其中僅印刷邊框部分的濾光片的截面示意圖，以及圖3(b)是其中僅印刷邊框部分的印刷層的前視圖。印刷可通過使用以邊框形狀加工的凹版輥輥塗佈或者使用以邊框形狀圖案化的絲網進行絲網印刷來進行，但不限於此。當僅印刷邊框時，看不到堆疊膜的構造，從而可不需要另外的框架，由此提供優異的外觀，降低產品重量，並降低產品價格。
印刷層30固定於基板50上。印刷層30可用壓敏性黏著劑或利用其自身的壓敏黏附性固定於基板50上。圖2和圖3繪示其中壓敏性黏著層40形成在印刷層30和基板50之間的實例。
壓敏性黏著層40由透明壓敏性黏著劑或透明壓敏性黏著膜形成，且所述透明壓敏性黏著劑或透明壓敏性黏著膜可包括本領域已知的用於光學膜的任何黏著劑組分。例如，可使用UV固化黏著劑和熱固化黏著劑。黏著劑的種類沒有特別限制，並可由本領域技術人員選擇。
基板50可為玻璃基板或無定向塑膠基板。例如，基板50可為形成在偏振膜上的玻璃濾光片。
基板50可具有0.5mm至10mm的厚度。
此外，基板50既可包括玻璃也可包括無定向塑膠。無定向塑膠的實例可包括含有玻璃纖維或無定向的鑄造聚碳酸酯樹脂等的聚合物片。
濾光片形成在偏振膜上。使用所述濾光片的LCD可實現清晰的圖像而不出現虹光圖案。
以下將參照以下實施例更詳細地解釋本發明的構成和功能。提供這些實施例僅用於說明的目的，並不以任何方式理解成限制本發明。在此省略了那些對本領域技術人員是明顯的細節說明。
實例
實例1
通過棒塗法，依次用具有30%固含量的抗靜電硬塗層溶液(EC190-10,Kriya Materials)和具有10%固含量的低折射率溶液(TU2157,JSR Co.)塗佈作為非結晶膜的80 μm三乙醯基纖維素膜(TAC,Fujifilm Holdings Corp.)。對於抗靜電硬塗層，以#12棒來塗佈所述溶液以形成膜，隨後乾燥並固化，從而形成具有5μm至10μm厚度的硬塗層。用與形成硬塗層相同的方式進行低折射率塗佈，不同之處在於用#4棒形成具有100nm厚度的低折射率層，從而形成抗反射塗層。在以下條件下進行乾燥和固化。乾燥是在80℃下進行2分鐘，且固化是在UV固化裝置中用80W/cm2 高壓汞燈以300至1000mJ/cm2 的UV固化來進行。
使用含有被分散的顏料的黑色油墨僅對未形成塗層的非結晶膜一面上(除TV螢幕部分以外)的邊框進行凹版印刷。將透明黏著劑膜(TG-6213,Sumiron Co.,Ltd.)貼附到所述膜之經黑色油墨印刷的面上，且非結晶膜用黏著劑膜貼附並固定於透明玻璃(鈉-鈣玻璃)上。
對比例1
以與實例1相同的方法製作濾光片，不同之處在於用100μm PET膜(Toyobo Co. Ltd.)代替上述非結晶膜。
根據實例1和對比例1的堆疊結構分別繪示於圖4(a)與(b)中。在圖4(a)中，實例1的堆疊結構含有黏著層100、黑色油墨印刷層102、TAC層104、硬塗層106以及低折射率層108。在圖4(b)中，對比例1的堆疊結構含有黏著層200、黑色油墨印刷層202、PET層204、硬塗層206以及低折射率層208。評價這些製備的濾光片的透過率、反射率和虹光性能。
(1)透過率
用渾濁度測量儀測定總透光率。
(2)反射率(%)
各個製得的膜的背面用砂紙打磨(sanded)，並用無光澤的黑色油漆塗佈，隨後用紫外-可見光分光光度計(Perkin Elmer)測定反射率，從而得到最小反射率。
(3)虹光圖案
將貼附到玻璃基板上的樣品以10mm的距離放置於LCD螢幕的前面，並用裸眼觀察，以判定虹光現象的程度。將虹光現象的程度分成5級，從1級(適當)至5級(不合格)。
*虹光現象的級別
1級：沒有虹光圖案。
2級：50cm內觀察到虹光圖案。
3級：50cm內觀察到明顯虹光圖案。
4級：1m或更大範圍觀察到虹光圖案。
5級：1m或更大範圍觀察到明顯虹光圖案。
如表1所示，根據實例1的光學膜沒有虹光圖案，然而根據對比例1的光學膜具有隔一段距離觀察到的虹光圖案。
儘管文中已公開了一些實施例，本領域技術人員應理解的是僅以說明的方式提供這些實施例，並能進行各種修改、變更和置換而不背離本發明的精神和範圍。因此，本發明的範圍應僅由所附權利要求及其等價物限定。
10．．．保護塗層
11．．．抗反射塗層
12、106、206．．．硬塗層
20．．．非結晶膜
30、102、202．．．印刷層
40、100、200．．．黏著層
50．．．基板
104．．．TAC層
108、208．．．低折射率層
204．．．PET層
由以下結合附圖的詳細說明，本發明的以上和其他方面、特徵和優點將變得明顯，其中：
圖1是根據本發明一個實施例的濾光片的截面示意圖。
圖2(a)和圖2(b)是根據本發明其他實施例的濾光片的截面示意圖。
圖3(a)是根據本發明一個實施例的僅印刷邊框的濾光片的截面圖。
圖3(b)是僅印刷邊框的印刷層的前視圖。
圖4(a)繪示實例1的濾光片結構以及圖4(b)繪示對比例1的濾光片結構。
10．．．保護塗層
20．．．非結晶膜
30．．．印刷層
50．．．基板

Claims (11)

  1. 一種濾光片，包括：非結晶膜，其具有1.45至1.8的折射率；形成在所述非結晶膜一面上的保護塗層；以及形成在所述非結晶膜另一面上的印刷層，其中所述印刷層固定於基板上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中所述非結晶膜為透明的無定向膜。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中所述非結晶膜包括纖維素樹脂、聚碳酸酯樹脂、丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、環烯烴樹脂、非晶聚酯樹脂或上述之組合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中所述保護塗層包括抗反射塗層、硬塗層或上述之組合。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之濾光片，其中所述濾光片具有依次堆疊有所述基板、黏著層、所述印刷層、所述非結晶膜、所述硬塗層和所述抗反射塗層的結構。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中所述印刷層連續或不連續地形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中所述印刷層用黏著劑固定於所述基板上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中所述基板為玻璃基板或無定向的塑膠基板。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之濾光片，其中所述無 定向的塑膠基板為含有玻璃纖維或無定向的鑄造型聚碳酸酯樹脂的聚合物片。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之濾光片，其中所述濾光片形成在偏振膜上。
  11. 一種液晶顯示器，包括如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之濾光片。
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