TWI474079B - 反射式光學膜及其製作方法、及影像顯示器 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種反射式光學膜及其製作方法、影像顯示器，尤指一種厚度分佈可呈現一梯度變化的反射式光學膜、一種可製作出厚度分佈呈現一梯度變化的反射式光學膜的製作方法、一種使用厚度分佈呈現一梯度變化的反射式光學膜的影像顯示器。
在液晶顯示器中，常設置具多層膜的反射式光學膜提供特定的反射光學功能，反射式光學膜常由至少兩種以上高分子聚合物反覆堆疊而成為一光學膜。在反射式光學膜製作過程中由於分流器(FEEDBLOCK)的設計均以厚度不變或單調遞增或單調遞減方式來設計，此時在分流器匯合的多層流體由於厚度不同的影響，會造成流體在分流器流動時因流道內的壓力不均勻以及多層流體之間彼此壓力厚度不同造成流速差異過大，產生流速差，最後會使反射式光學膜之光學膜成品其原本內部反覆堆疊的高分子膜堆遭受剪切力破壞而改變原始期望的厚度與均勻性，產生有顏色的紋路，反而造成多層膜反射片之光學品質低落。
本發明實施例在於提供一種反射式光學膜，其厚度分佈可呈現一梯度變化。
本發明實施例在於提供一種製作方法，其可製作出厚度分佈呈現一梯度變化的反射式光學膜。
本發明實施例在於提供一種影像顯示器，其可使用厚度分佈呈現一梯度變化的反射式光學膜。
因此，本發明實施例提供一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元。反射式偏光單元包括一由多層高分子光學薄膜相互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從多層膜反射片的最外兩側分別向多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率。
再者，本發明實施例還提供一種影像顯示器，其包括：一反射式偏光單元及一影像顯示單元。反射式偏光單元包括一由多層高分子光學薄膜相互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從多層膜反射片的最外兩側分別向多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率。影像顯示單元包括至少一顯示螢幕，其中反射式偏光單元設置於顯示螢幕的頂端上、設置於上述至少一顯示螢幕的底端上、或設置於上述至少一顯示螢幕與一背光模組之間。
另外，本發明實施例還提供一種反射式光學膜的製作
方法，其包括下列步驟：首先，將多層高分子光學薄膜相互堆疊且共押成一多層膜反射片，其中每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從多層膜反射片的最外兩側分別向多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率；然後，將多層膜反射片進行延伸。
綜上所述，本發明實施例所提供的反射式光學膜及其製作方法、影像顯示器，其可透過“上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從多層膜反射片的最外兩側分別向多層膜反射片的中間漸漸縮小”的設計，不但可以避免多層膜反射片在進行押出時遭到過大剪切力的破壞，而且也可以使得多層膜反射片進行押出的過程中，流體流速與流體壓力可以保持平均對稱，使得流體在流道中更為穩定。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
請參閱圖1A、圖1B、及圖1C所示，本發明第一實施例提供一種反射式光學膜，其包括一反射式偏光單元1。反射式偏光單元1包括一由多層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊所組成的多層膜反射片10、一第一功能
層11A、及一第二功能層11B。每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有一預定厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜(100A、100B)分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小(如圖1A所示)，此種厚度類似對稱平衡設計的模具設計需搭配分流器(feedblock)和倍增器(multiplier)的機構設計，此設計主要目的亦是平衡多層流體在分流器內部的壓力與流體不同的流速差異，使體積厚度與速度不同的流體在分流器內部能穩定均勻的流動。除了厚度由多層反射片10的中間部分朝外厚度漸漸縮小的另一個實施例為相反的將厚度由多層反射片10的中間部分朝外厚度漸漸增加(圖未顯示)，這樣的優點亦能平衡流道的壓力與流速。上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率，其中多層高分子光學薄膜(100A、100B)中各自的厚度與折射率和層數的多寡與各層厚度分佈的排列方式皆會影響其光學性能的表現，例如在各不同波長下穿透率與反射率的差異，一般說來層數越多，其光學性能越能調整，但實際製作的困難性越困難，本發明以具有約兩百層的膜堆的高分子多層膜的實施例來說明多層膜的數量級，實際層數的數量應以實際需求考量設計。另外，如圖1B所示，第一功能層11A與第二功能層11B分別成形或貼附於多層膜反射片10的一第一表面上與一第二表面上，其中第一功能層11A與第
二功能層11B皆可為金屬氧化物層或紫外光吸收層，但不以此為限。
舉例來說，如圖1A所示，多層膜反射片10可由200層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊所組成，且每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有不同的厚度(H1、H2…H99、H100；h1、h2…h99、h100)。因此，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中的其中100層，其厚度(H1~H100)可從多層膜反射片10的其中一外側向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，再者上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中另外100層，其厚度(h1~h100)可從多層膜反射片10的另外一外側向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，且厚度(H1~H100)與厚度(h1~h100)可呈現對稱的排列。因此，以微觀來看，多層高分子光學薄膜(100A、100B)的厚度可呈現一梯度變化。
另外，如圖1C所示，以巨觀來看，200層高分子光學薄膜(100A、100B)的厚度分佈可呈現一類U形曲線變化(如實線所示)，其與傳統多層高分子光學薄膜的厚度依序遞增而呈現一斜直線變化(如虛線所示)的方式不同，當然其他在其餘可實施的例子之中，高分子光學薄膜(100A、100B)的厚度的變化亦可以成為倒U型的分佈變化，亦可以達成本發明為平衡多層流道在分流器中壓力與流速差異過大與平衡流體的目的，其中圖1C所示的U形曲線代表整體的厚度變化接近對稱，乃為了平衡流體在分流器中的流體壓力與背壓壓力，亦能有效平衡流速的差異。實際上厚度的分佈H1與h1可以相同亦可以不同，而H1與h1的材質可能相同亦可能不同，以實際加工製作出的的分流
器設計皆可以改變H1與h1的厚度與材質的分佈，相同的概念H100與h100亦可能相同或不同的厚度和材料分佈，但整體而言由H1到H100之間的厚度變化與h1到h100之間的厚度變化趨勢是類似漸漸增加或漸漸減少的，這樣才能維持整體的高分子光學薄膜(100A、100B)有類似對稱的厚度分佈，這樣才能達成類似圖1C的U型分佈或剛好相反的倒U型分佈，接近U型的厚度分佈表示厚度小膜堆在高分子光學薄膜的中間內部，而倒U型的厚度分佈表示厚度大的在高分子光學薄膜的外部。其中圖1D的高分子光學薄膜的內部膜堆分佈樣式根據分流器設計可製作出，而此分流器40的大致設計如圖1M所顯示，圖1M中顯示分流器40中的幾個流道，包括流道41、流道42、流道43、流道44、流道45、流道46、流道47、流道48。其中圖1M中顯示出各流道分佈的變化，在此接近半圓形的圓盤狀分流器40之中，流道41與流道42的大小分佈分別對稱於流道47與流道48。而流道43與流道44亦分別對稱於流道45與流道46。而流道的寬度從流道41至流道44這中間寬度是慢慢的縮小，而流道41和流道42相鄰且使用兩種相異的材料，這數十層到數百層的流道分別匯流之後再從總流道口49輸出，總流道口49可以再接續倍增器再來增加流道的總數量，最後的押出成品即可具有數十層到數百層的光學膜堆，就可以形成圖1A的高分子光學薄膜(100A、100B)本體，而此時高分子光學薄膜(100A、100B)各層厚度的分佈就形成圖1C的類似U型分佈。
再者，配合圖1D與圖1E所示，其中圖1D為本發明使用50層厚度呈現梯度變化的多層膜反射片時，不同波
長對應於不同反射率的曲線示意圖，而圖1E則為習知使用50層厚度呈現依序遞增變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖，圖中顯示1D會相較於1E有較多低反射率點與較多反射率的起伏分佈，但在實際採共押出來製作此高分子光學薄膜(100A、100B)時的製程穩定性，與流道的流速分佈與壓力與背壓力分佈皆會獲得較好的平衡度，以這樣的類似U型的厚度對稱設計時，在製作成品的良率與外觀顏色均勻性等皆會明顯獲得提升改善，較不容易產生層間破壞的問題造成光學膜堆受損而影響光學品質，若我們將原設計在分流器內部的流道分佈改成類似倒U型的寬度變化分佈時，亦可以達成類似的光學效果與製程穩定性，但由於寬度薄的分佈在圓盤分流器的外側，一般較容易受到較大的剪切力，對多層膜堆的影響會稍微明顯。在另一個可能的實施例中，我們將此圓盤的流道數量藉由倍增器來提升總層數之後，我們來觀察其反射率的變化，配合圖1F與圖1G所示，其中圖1F為本發明使用200層厚度呈現梯度變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖，而圖1G則為習知使用200層厚度呈現依序遞增變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖。最後一個可能的實施例，我們再將此圓盤的流道數量藉由設置倍增器將總層數提升之後，我們來觀察其反射率的變化，配合圖1H與圖1I所示，其中圖1H為本發明使用500層厚度呈現梯度變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖，而圖1I則為習知使用500層厚度呈現依序遞增變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反
射率的曲線示意圖。因此，本發明使用較多層厚度呈現梯度變化的多層膜反射片時所呈現的曲線圖(如圖1H所示)可更趨近習知使用相同層厚度呈現依序遞增變化的多層膜反射片所呈現的曲線圖(如圖1I所示)。
因此，由於上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小的關係，所以最外兩側的兩個高分子光學薄膜(100A、100B)的厚度較厚，以避免多層膜反射片10在進行押出時遭到過大剪切力的破壞。再者，由於上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度形成類似對稱性的分佈，所以在進行多層膜反射片10的押出過程中，流體流速與流體壓力可以保持平均對稱，使得流體在流道中更為穩定。
再者，依據不同的使用需求，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)一般在製作時亦可以在其上下表面分別設置厚度較厚的保護層來保護高分子光學薄膜(100A、100B)內部的多層膜，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至少有一層可為一用於反射紫外光的紫外光反射層，再者更可以包含一反射紅外線的紅外線反射層，紫外光或紅外線反射層可由單層或多層光學膜所組成，製作方式可以使用高分子多層膜，亦可以添加金屬氧化物顆粒、或添加紫外光吸收劑，可以使用塗佈(coating)或者押出(extrusion)或者以感壓膠或UV膠固化等方式貼合(lamination)設置於高分子多層膜(100A、100B)之任一表面上，亦可以可以設置其他功能層，功能層的主要用途包括提供高分子多層膜不易產生的功能或缺乏的功能。功能層可以提供如抗刮
、抗靜電、支撐挺性、擴散度、耐撕裂、耐衝擊、耐紫外光黃化、耐紅外線等功能。舉例來說如可設置增加高分子多層膜(100A、100B)結構本體強度與韌性的結構層或抗刮強度的保護層，或具有自潔效果的奈米層或設置具有聚光、折光或擴散能力的微結構層於高分子多層膜(100A、100B)之任意一表面上。設置具有特定光學效果的光學微結構層的結構體可為菱鏡形(prism)、金字塔形(pyramid)、半球形(hemisphere)、非球面(aspheric)、菲涅爾透鏡(Fresnel lens)、柱狀(lenticular)或者可以設置光柵(grating)結構。另外，多層膜反射片10可通過單軸延伸或雙軸延伸而成形，以使得多層膜反射片10在光譜380nm~780nm的平均穿透率可選擇性地介於30%至90%之間，這樣可以有效控制光線的強度。此外，如果多層膜反射片10通過雙軸延伸而成形的話，依據不同的使用需求，多層膜反射片10可選擇性地具有偏光特性或不具有偏光特性。
舉例來說，多層膜反射片10的結構即為由多數層高低折射率順序疊合而成，如圖1A中疊合的高分子光學薄膜(100A、100B)，而實際上多層膜反射片10內部多數層高分子光學薄膜(100A、100B)所堆疊的層數可由數十層到數百層之多，而圖1A中僅示意多層結構，並未畫出數百層的結構，此數十到數百層的高分子光學薄膜基本單元為少兩種材質反覆排列所構成，其中一材質具有NX≠NY≠NZ的條件，而光學薄膜中各層的光學厚度(折射率和物理厚度乘積)將造成光學相位差(phase difference)，特定光學相位差將會產生光學干涉(interference)的必要條件。透過整體多層膜反射片10厚度、材料與製作程序中延伸程度
來改變其光學特性，可依照實際需求進行設計。多層膜反射片10的特性可依據需求來進行調整，特別是經過單軸或雙軸延伸成形方式之後，能使得多層膜反射片10在光線於光譜380nm~780nm的穿透率可選擇性地介於30%至90%之間。
此外，多層膜反射片10能利用單軸或雙軸延伸成形方式，以有效調整偏光，特別如線性偏振光中的P和S偏振態的比例，其亦能僅利用雙軸延伸調整產生無偏振態或低偏振的光線。再者可於多層膜反射片的10內部的高分子多層膜(100A、100B)任一表面設置表面結構，表面結構一般除了可以提供物理結構性的附加功能如防沾黏，防刮傷之功能外，也可以設置成為具有光觸媒層或自潔層的功能如二氧化鈦的化合物，當光束打入具有光觸媒層後可以分解環境有害物質。除了特殊功能用途外，設置表面結構另外的功能是能提供光學的用途，如設置菱鏡形(prism)、金字塔形(pyramid)、半球形(hemisphere)、非球面(aspheric)、菲涅爾透鏡(Fresnel lens)、光柵(grating)或以上結構之組合。簡言之，於高分子多層膜(100A、100B)表面設置表面結構可以產生聚光、混光、折光、散射光線等光學效果。
製作程序中，特別的是，在多層膜反射片10形成時，可再經過延伸機以單軸方向或是雙軸方向的延伸成形方式，使得內部高分子的分子鏈與配向結構改變，改變其物理特性，延伸成形方式的參數包括延伸的溫度、延伸速率、延伸倍率、收縮率、延伸的軌道路徑與熱固(heat setting)溫度和時間等。
如利用單軸或雙軸延伸後(一般單軸延伸倍率可達1.5至6倍，甚至更大的倍率，視需求與薄膜材料而定)，其中多層高分子薄膜(100A、100B)的薄膜材料包括對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)、三醋酸纖維素(Tri-acetyl Cellulose，TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯粒子(Polymethylmethacrylate，PMMA)、MS塑膠(Methylmethacrylate styrene)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或環烯共聚物(Cyclic Olefin Copolymer，COC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)，聚氟乙烯(Ethylene-Tetrafluoroethylene，ETFE)，聚乳酸(Polylactide，PLA)，或者以上述材料混合或聚合所得的材質。經單軸伸成形方式後的光學元件可以有特定方向的偏光效果，並可藉以調整其偏振的光線波長範圍。
若為雙軸延伸成形方式(雙軸延伸兩軸延伸倍率可不相同，亦可為依序雙軸或同時雙軸延伸)，除了可以調整波長範圍外，更能控制經多層膜反射片10的光線的P偏振與S偏振的比例，亦可調整至接近無偏振態。
請參閱圖1J所示，本發明第一實施例提供一種反射式光學膜的製作方法，其包括下列步驟：首先，將多層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊且共押成一多層膜反射片10，其中每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有一厚度，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至
少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率(S100)；接著，將多層膜反射片10進行延伸(S102)；然後，將一第一功能層11A及一第二功能層11B分別成形或貼附於多層膜反射片10的一第一表面上與一第二表面上(S104)。
關於利用多層押出的方式形成多層的基材，舉例來說，請參閱圖1K所示，不同的之材料，透過不同的進料區產生多層的效果，此例中，材料透過主進料區D1、次進料區D2、及多個其它進料區(圖未示)分別進料，再利用進料螺桿D3與分佈於進料區的加熱器D4將材料混合。各層材料透過此種方式可有很大的選擇性，各層材料可以為不同材料，其中可於特定層中摻入透光擴散顆粒，同時熔融混煉於製程供料機台上。經過模頭D5押出，可以得到一預定的厚度，再經過滾輪D6調整基材厚度，並能針對一個表面或是上下表面的壓模產生表面結構，最後才經過冷卻平台D7固化材料，並以檢測裝置D8檢測光學膜的特性是否符合要求。
本發明之實施例之一，多層膜反射片10乃由多種複合材料輪流反覆堆疊之多層共押出製程所製作材料，多種高分子所構成之多層膜反射片10的折射率差異與其厚度有達到干涉條件的條件，就可以造成光線的偏振反射，但因滿足薄膜干涉條件較為嚴格，光學鏡片鍍膜技術中常見多需要十幾層到數百層等高低折射率材料反覆堆疊來達成高反射率的需求，而本發明中的多層膜反射片10亦可
藉由類似薄膜干涉中多層高低折射率材料堆疊的多次干涉反射來增加偏振光的光線反射率，折射率差異越高，堆疊越多層且厚度控制越均勻其針對特定波長的反射率越好。舉例來說，本實施例採共押出時以PET與PEN兩種材料反覆堆疊即(AB)n
架構，其中n為整數值，依設計常約介於10~500之間，較佳值約120~180之間，當延伸時的溫度控制在拉伸分子材料的雙折射異向性發生時就可以使多層堆疊的膜堆產生異向性與等向性的折射率變化，而搭配設計的1/4光學波長設計之厚度設計，即可達成多層膜干涉的條件。
再者，請參閱圖1B及圖1L所示，本發明第一實施例更進一步提供一種影像顯示器M，其包括：一反射式偏光單元1及一影像顯示單元2，其中影像顯示單元2包括至少一顯示螢幕20，且反射式偏光單元1可設置於顯示螢幕20的頂端上，此時反射式偏光單元1與一般設置於顯示螢幕20上的吸收式偏光板彼此光軸的相對角度會影響顯示螢幕20的亮度與對比，當兩者角度設置在最大亮度時，顯示螢幕20關閉時使用者觀看螢幕則具有高反射的鏡面效果，而當顯示螢幕20打開時則反射式偏光單元1則幾乎不影響顯示螢幕20的最終亮度，廣義而言本發明的反射式偏光單元1本身可隨製程調整出具有很低或較高的偏光性，偏光性的高低定義可用偏光率(polarizability)來定義。
請參閱圖2A所示，本發明第二實施例提供一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元1。由圖2A與圖
1B的比較可知，第二實施例與第一實施例最大的差別在於：在第二實施例中，反射式偏光單元1更進一步包括：一第一基板12A及一第二基板12B，其分別成形或貼附於第一功能層11A上與第二功能層11B上。舉例來說，第一基板12A與第二基板12B皆可為選自於由聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate，PC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Poly Propylene，PP)、聚苯乙烯(Poly Styrene，PS)、及聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)所組成的群組，其中11A、11B、12A或12B亦可以為另以多層膜形式組成的特定功能層或基板。
請參閱圖2B所示，本發明第二實施例提供一種反射式光學膜的製作方法，其包括下列步驟：首先，將多層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊且共押成一多層膜反射片10，其中每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有一厚度，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率(S200)；接著，將多層膜反射片10進行延伸(S202)；然後，將一第一功能層11A及一第二功能層11B分別成形或貼附於多層膜反射片10的一第一表面上與一第二表面上(S204)；最後，將一第一基板12A與
一第二基板12B分別成形或貼附於第一功能層11A上與第二功能層11B上(S206)。
請參閱圖3A所示，本發明第三實施例提供一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元1。由圖3A與圖1B的比較可知，第三實施例與第一實施例最大的差別在於：第一基板12A與第一功能層11A分別成形或貼附於多層膜反射片10的一第一表面上與一第二表面上，且第二基板12B與第二功能層11B分別成形或貼附於第一功能層11A上與第一基板12A上。
請參閱圖3B所示，本發明第三實施例提供一種反射式光學膜的製作方法，其包括下列步驟：首先，將多層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊且共押成一多層膜反射片10，其中每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有一厚度，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率(S300)；接著，將多層膜反射片10進行延伸(S302)；然後，將一第一基板12A與一第一功能層11A分別成形或貼附於多層膜反射片10的一第一表面上與一第二表面上(S304)；最後，將一第二基板12B與一第二功能層11B分別成形或貼附於第一功能層11A上與第一基板12A上(S306)。
請參閱圖4A所示，本發明第四實施例提供一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元1。由圖4A與圖1B的比較可知，第四實施例與第一實施例最大的差別在於：第一基板12A與第二基板12B分別成形或貼附於多層膜反射片10的一第一表面上與一第二表面上，且第一功能層11A與第二功能層11B分別成形或貼附於第一基板12A上與第二基板12B上。
請參閱圖4B所示，本發明第四實施例提供一種反射式光學膜的製作方法，其包括下列步驟：首先，將多層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊且共押成一多層膜反射片10，其中每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有一厚度，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率(S400)；接著，將多層膜反射片10進行延伸(S402)；然後，將一第一基板12A與一第二基板12B分別成形或貼附於多層膜反射片10的一第一表面上與一第二表面上(S404)；最後，將一第一功能層11A與一第二功能層11B分別成形或貼附於第一基板12A上與第二基板12B上(S406)。
請參閱圖5A所示，本發明第五實施例提供一種反射
式光學膜，其包括：一反射式偏光單元1。由圖5A與圖1B的比較可知，第五實施例與第一實施例最大的差別在於：多層膜反射片10的兩相反的表面上分別成形兩個表面結構(11A’、11B’)，且每一個表面結構(11A’、11B’)內混有多個擴散粒子110。
請參閱圖5B所示，本發明第五實施例提供一種反射式光學膜的製作方法，其包括下列步驟：首先，將多層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊且共押成一多層膜反射片10，其中每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有一厚度，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率(S500)；接著，將多層膜反射片10進行延伸(S502)；然後，分別成形兩個表面結構(11A’、11B’)於多層膜反射片10的兩相反的表面上，其中每一個表面結構(11A’、11B’)內混有多個擴散粒子110(S504)。
請參閱圖6A所示，本發明第六實施例提供一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元1。由圖6A與圖1B的比較可知，第六實施例與第一實施例最大的差別在於：多層膜反射片10的其中一表面上成形一表面結構(11A’)，多層膜反射片10的另外一表面上成形一擴散膜11B”，且表面結構(11A’)內混有多個擴散粒子110。
請參閱圖6B所示，本發明第六實施例提供一種反射式光學膜的製作方法，其包括下列步驟：首先，將多層高分子光學薄膜(100A、100B)相互堆疊且共押成一多層膜反射片10，其中每一層高分子光學薄膜(100A、100B)具有一厚度，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)的多個厚度從多層膜反射片10的最外兩側分別向多層膜反射片10的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜(100A、100B)中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率(S600)；接著，將多層膜反射片10進行延伸(S602)；然後，成形一表面結構(11A’)於多層膜反射片10的其中一表面上，且成形一擴散膜11B”於多層膜反射片10的另外一表面上，其中表面結構(11A’)內混有多個擴散粒子110(S604)。
請參閱圖7所示，本發明第七實施例提供一種影像顯示器M，其包括：一反射式偏光單元1及一影像顯示單元2。由圖7與圖1L的比較可知，第七實施例與第一實施例最大的不同在於：反射式偏光單元1亦可設置(例如透過貼附的方式設置)於顯示螢幕20的底端上。
請參閱圖8所示，本發明第八實施例提供一種影像顯示器M，其包括：一反射式偏光單元1及一影像顯示單元2。由圖8與圖7的比較可知，第八實施例與第七實施例最大的不同在於：影像顯示單元2包括一顯示螢幕20及
一預先設置於顯示螢幕20底端上的吸收式偏光板21，因此反射式偏光單元1可直接設置於吸收式偏光板21的底端上。換言之，不管影像顯示單元2的底端是否預定設置有吸收式偏光板21，反射式偏光單元1都可直接設置於影像顯示單元2的底端上。
請參閱圖9所示，本發明第九實施例提供一種影像顯示器M，其包括：一反射式偏光單元1及一影像顯示單元2。由圖9與圖1L的比較可知，第九實施例與第一實施例最大的不同在於：反射式偏光單元1亦可設置於顯示螢幕20與一背光模組3之間，此時反射式偏光單元1並未接觸顯示螢幕20與背光模組3，而可處於一種可移動狀況。換言之，依據不同的設計需求，反射式偏光單元1至少具有下列三種設置方式，包括：(1)設置於影像顯示單元2的頂端上(如圖1L所示)、(2)設置於影像顯示單元2的底端上(如圖7與圖8所示)、或(3)設置於顯示螢幕20與背光模組3之間(如圖9所示)。
綜上所述，本發明實施例所提供的反射式光學膜及其製作方法、影像顯示器，其可透過“上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從多層膜反射片的最外兩側分別向多層膜反射片的中間漸漸縮小”的設計，不但可以避免多層膜反射片在進行押出時遭到過大剪切力的破壞，而且也可以使得多層膜反射片10的押出過程中，流體流速與流體壓力可以保持平均對稱，使得流體在流道中更為穩定，提供達成多層膜反射片表面膜面品質，與膜內層間的品質穩定
，提升光學膜整體良率，並有效降低製造之成本。
以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。
M‧‧‧影像顯示器
1‧‧‧反射式偏光單元
10‧‧‧多層膜反射片
100A、100B‧‧‧高分子光學薄膜
H1~H100‧‧‧厚度
h1~h100‧‧‧厚度
11A‧‧‧第一功能層
11B‧‧‧第二功能層
12A‧‧‧第一基板
12B‧‧‧第二基板
11A’‧‧‧表面結構
11B’‧‧‧表面結構
11B”‧‧‧擴散膜
110‧‧‧擴散粒子
2‧‧‧影像顯示單元
20‧‧‧顯示螢幕
21‧‧‧吸收式偏光板
D1‧‧‧主進料區
D2‧‧‧次進料區
D3‧‧‧進料螺桿
D4‧‧‧加熱器
D5‧‧‧模頭
D6‧‧‧滾輪
D7‧‧‧冷卻平台
D8‧‧‧檢測裝置
40‧‧‧分流器
41、42、43、44‧‧‧流道
45、46、47、48‧‧‧流道
49‧‧‧總流道口
圖1A為本發明多層膜反射片的側視示意圖。
圖1B為本發明第一實施例的反射式光學膜的側視示意圖。
圖1C為本發明多層膜反射片的不同層數對應不同厚度的曲線示意圖。
圖1D為本發明使用50層厚度呈現梯度變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖。
圖1E為習知使用50層厚度呈現依序遞增變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖。
圖1F為本發明使用200層厚度呈現梯度變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖。
圖1G為習知使用200層厚度呈現依序遞增變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖。
圖1H為本發明使用500層厚度呈現梯度變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意圖。
圖1I為習知使用500層厚度呈現依序遞增變化的多層膜反射片時，不同波長對應於不同反射率的曲線示意
圖。
圖1J為本發明第一實施例的反射式光學膜的製作方法的流程圖。
圖1K為本發明用於共押出多層膜反射片的設備示意圖。
圖1L為本發明第一實施例的反射式偏光單元應用於影像顯示單元上的側視示意圖。
圖1M為本發明的圓盤型分流器與流道設置示意圖。
圖2A為本發明第二實施例的反射式光學膜的側視示意圖。
圖2B為本發明第二實施例的反射式光學膜的製作方法的流程圖。
圖3A為本發明第三實施例的反射式光學膜的側視示意圖。
圖3B為本發明第三實施例的反射式光學膜的製作方法的流程圖。
圖4A為本發明第四實施例的反射式光學膜的側視示意圖。
圖4B為本發明第四實施例的反射式光學膜的製作方法的流程圖。
圖5A為本發明第五實施例的反射式光學膜的側視示意圖。
圖5B為本發明第五實施例的反射式光學膜的製作方法的流程圖。
圖6A為本發明第六實施例的反射式光學膜的側視示意圖。
圖6B為本發明第六實施例的反射式光學膜的製作方法的
流程圖。
圖7為本發明第七實施例的反射式偏光單元應用於影像顯示單元上的側視示意圖。
圖8為本發明第八實施例的反射式偏光單元應用於影像顯示單元上的側視示意圖。
圖9為本發明第九實施例的反射式偏光單元應用於影像顯示單元上的側視示意圖。
10‧‧‧多層膜反射片
100A、100B‧‧‧高分子光學薄膜
H1~H100‧‧‧厚度
h1~h100‧‧‧厚度
Claims (18)
- 一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元，其包括一由多層高分子光學薄膜相互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從該多層膜反射片的最外兩側分別向該多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一功能層及一第二功能層，其分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之反射式光學膜，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一基板及一第二基板，其分別成形或貼附於該第一功能層上與該第二功能層上。
- 一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元，其包括一由多層高分子光學薄膜相互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從該多層膜反射片的最外兩側分別向該多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折 射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一基板、一第二基板、一第一功能層、及一第二功能層，其中該第一基板與該第一功能層分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上，且該第二基板與該第二功能層分別成形或貼附於該第一功能層上與該第一基板上。
- 一種反射式光學膜，其包括：一反射式偏光單元，其包括一由多層高分子光學薄膜相互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從該多層膜反射片的最外兩側分別向該多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一基板、一第二基板、一第一功能層、及一第二功能層，其中該第一基板與該第二基板分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上，且該第一功能層與該第二功能層分別成形或貼附於該第一基板上與該第二基板上。
- 如申請專利範圍第4項所述之反射式光學膜，其中該多層膜反射片的兩相反的表面上分別成形兩個表面結構，且每一個表面結構內混有多個擴散粒子。
- 如申請專利範圍第4項所述之反射式光學膜，其中該多 層膜反射片的其中一表面上成形一表面結構，且該表面結構內混有多個擴散粒子。
- 一種影像顯示器，其包括：一反射式偏光單元，其包括一由多層高分子光學薄膜相互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從該多層膜反射片的最外兩側分別向該多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一功能層及一第二功能層，其分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上；以及一影像顯示單元，其包括至少一顯示螢幕，其中該反射式偏光單元設置於上述至少一顯示螢幕的頂端上、設置於上述至少一顯示螢幕的底端上、或設置於上述至少一顯示螢幕與一背光模組之間。
- 如申請專利範圍第7項所述之影像顯示器，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一基板及一第二基板，其分別成形或貼附於該第一功能層上與該第二功能層上。
- 一種影像顯示器，其包括：一反射式偏光單元，其包括一由多層高分子光學薄膜相 互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從該多層膜反射片的最外兩側分別向該多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一基板、一第二基板、一第一功能層、及一第二功能層，其中該第一基板與該第一功能層分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上，且該第二基板與該第二功能層分別成形或貼附於該第一功能層上與該第一基板上；以及一影像顯示單元，其包括至少一顯示螢幕，其中該反射式偏光單元設置於上述至少一顯示螢幕的頂端上、設置於上述至少一顯示螢幕的底端上、或設置於上述至少一顯示螢幕與一背光模組之間。
- 一種影像顯示器，其包括：一反射式偏光單元，其包括一由多層高分子光學薄膜相互堆疊所組成的多層膜反射片，每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從該多層膜反射片的最外兩側分別向該多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中該反射式偏光單元更進一步包括：一第一基板、一第二基板、一第一功能層、及一第二功能層，其中該第 一基板與該第二基板分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上，且該第一功能層與該第二功能層分別成形或貼附於該第一基板上與該第二基板上；以及一影像顯示單元，其包括至少一顯示螢幕，其中該反射式偏光單元設置於上述至少一顯示螢幕的頂端上、設置於上述至少一顯示螢幕的底端上、或設置於上述至少一顯示螢幕與一背光模組之間。
- 如申請專利範圍第10項所述之影像顯示器，其中該多層膜反射片的兩相反的表面上分別成形兩個表面結構，且每一個表面結構內混有多個擴散粒子。
- 如申請專利範圍第10項所述之影像顯示器，其中該多層膜反射片的其中一表面上成形一表面結構，且該表面結構內混有多個擴散粒子。
- 一種反射式光學膜的製作方法，其包括下列步驟：將多層高分子光學薄膜相互堆疊且共押成一多層膜反射片，其中每一層高分子光學薄膜具有一厚度，每兩個相鄰的高分子光學薄膜分屬於不同材質，上述多層高分子光學薄膜的多個厚度從該多層膜反射片的最外兩側分別向該多層膜反射片的中間漸漸縮小，上述多層高分子光學薄膜中至少有一層為雙折射材料層，其符合NX≠NY≠NZ的條件，其中NX為光在高分子材料的X方向的折射率，NY為光在高分子材料的Y方向的折射率，NZ為光在高分子材料的Z方向的折射率；以及將該多層膜反射片進行延伸。
- 如申請專利範圍第13項所述之反射式光學膜的製作方法，其中上述將該多層膜反射片進行延伸的步驟之後，更進一步包括：將一第一功能層及一第二功能層分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上，然後將一第一基板與一第二基板分別成形或貼附於該第一功能層上與該第二功能層上。
- 如申請專利範圍第13項所述之反射式光學膜的製作方法，其中上述將該多層膜反射片進行延伸的步驟之後，更進一步包括：將一第一基板與一第一功能層分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上，然後將一第二基板與一第二功能層分別成形或貼附於該第一功能層上與該第一基板上。
- 如申請專利範圍第13項所述之反射式光學膜的製作方法，其中上述將該多層膜反射片進行延伸的步驟之後，更進一步包括：將一第一基板與一第二基板分別成形或貼附於該多層膜反射片的一第一表面上與一第二表面上，然後將一第一功能層與一第二功能層分別成形或貼附於該第一基板上與該第二基板上。
- 如申請專利範圍第13項所述之反射式光學膜的製作方法，其中上述將該多層膜反射片進行延伸的步驟之後，更進一步包括：分別成形兩個表面結構於該多層膜反射片的兩相反的表面上，其中每一個表面結構內混有多個擴散粒子。
- 如申請專利範圍第13項所述之反射式光學膜的製作方法，其中上述將該多層膜反射片進行延伸的步驟之後，更進一步包括：成形一表面結構於該多層膜反射片的其 中一表面上，其中該表面結構內混有多個擴散粒子。
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