TWI487976B - 具有疊紋(moire fringe)之光學片材及複合片材及包含其之背光組件 - Google Patents
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Description
本發明係關於光學片材及複合片材及包含其之背光組件。更特定而言,本發明係關於具有疊紋之光學片材及複合片材及包含其之背光組件。
大體而言,液晶顯示器(LCD)係藉由在兩個由電極形成的玻璃基板之間注入液晶並對液晶施加電場來顯示圖形及圖像之裝置,其中液晶係液態物質與固態物質的中間態。由於液晶顯示器並非自發光裝置,故其包括背光單元(BLU)作為產生光之光源。液晶顯示器顯示圖像,同時控制自液晶經均勻配向之面板單元中之背光單元產生之光的透射率。
根據液晶之配向類型,液晶顯示器可分為扭轉向列(TN)型、平面內切換(IPS)型、垂直配向(VA)型等。其中,與VA型相比,TN型及IPS型具有優良的光透射率,且因此適用於其中需要正面可視性的位置,但視角極差。另一方面,與TN型或IPS型相比,VA型具有優良的視角,但光透射率低,且因此亮度下降。
在相關技術中,為同時改良亮度及視角,使用擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)及漫反射偏振膜(DRPF)作為安裝於背光單元上之光學膜。然而,光學膜之使用增加了背光單元之整個厚度,使得液晶顯示器難以變細長。此外,其增加了製造成本,從而使產品競爭力下降。此外,儘管光學膜係施加於液晶顯示器上,但不能同時改良亮度及視角二者,換言之僅能改良一者。
提出本發明旨在解決上述問題。本發明之目的係提供具有疊紋之光學片材及複合片材及包含其之背光組件。
提出本發明旨在解決上述問題。所提供光學片材包括:上面形成有第一圖案陣列之第一圖案層及上面形成有第二圖案陣列之第二圖案層,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋。
較佳地,第一方向角與第二方向角彼此不同,第一方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第一圖案陣列之圖案之對準方向,第二方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第二圖案陣列之圖案之對準方向。更佳地,第一方向角與第二方向角間之差超過0°且小於90°。
較佳地,第一圖案陣列或第二圖案陣列係以各自預定間隔規則地對準之一組圖案且第二圖案陣列包括至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。
較佳地,第一圖案陣列所包括圖案之數量與第二圖案陣列相同或比其更大。更佳地,第一圖案陣列或第二圖案陣列中所包括之圖案係以凹刻形式或雕刻形式形成。或者,第一圖案陣列或第二圖案陣列係形成於第一圖案層或第二圖案層之至少一個表面上。更佳地,第一圖案陣列或第二圖案陣列中所包括圖案之切削表面為多邊形、圓形及橢圓形中之任一形狀。
較佳地,光學片材包括片材層,其具有反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)、包括透鏡圖案片(lens pattern sheet)之複合片材及微透鏡陣列(MLA)片中至少一者。更佳地,片材層係形成於第一圖案層或第二圖案層下方。
較佳地,第一圖案陣列中所包括之圖案與第二圖案陣列中所包括之圖案不同。
較佳地,光學片材進一步包括形成有第三圖案陣列之第三圖案層,第三圖案陣列與第一圖案陣列或第二圖案陣列重疊。
較佳地,當第一圖案陣列及第二圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案時,在第一圖案層與第二圖案層之間形成具有先前界定厚度之空氣層。
較佳地,光學片材包括透明樹脂並進一步包括透明基底層,其係形成於第一圖案層下方。更佳地,透明基底層包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂及聚苯乙烯(PS)樹脂中之至少一者,或第一圖案層或第二圖案層包括下列中之至少一者:選自環氧樹脂、脲、三聚氰胺、酚、不飽和聚酯及間苯二酚之至少一種熱固性樹脂組份;選自丙烯醯基胺基甲酸酯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮醛、飽和聚酯、聚醯胺及聚乙烯之至少一種熱塑性樹脂組份;及包括環氧樹脂或胺基甲酸酯樹脂之UV可固化黏著劑組份。
較佳地,第二圖案層係堆疊於透明基底層下方或堆疊於第一圖案層與透明基底層之間,當第二圖案層係堆疊於透明基底層下方時,第一圖案陣列與第二圖案陣列包括相同數量之圖案,且當第二圖案層係堆疊於第一圖案層與透明基底層之間時,第一圖案陣列所包括圖案之數量大於第二圖案陣列之數量。更佳地,當第一圖案陣列所包括圖案之數量與第二圖案陣列相同時,第一圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案且第二圖案陣列包括呈雕刻形式之圖案,或當第一圖案陣列所包括圖案之數量大於第二圖案陣列之數量時,第一圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案且第二圖案陣列包括呈雕刻形式之圖案,且當第一圖案陣列包括呈雕刻形式之圖案時,第二圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案。或者,當第一圖案陣列與第二圖案陣列具有相同數量之圖案時,第一圖案陣列係形成於第一圖案層之頂部表面上且第二圖案陣列係形成於第二圖案層下方,且當第一圖案陣列所包括圖案之數量大於第二圖案陣列之數量時,第一圖案陣列係形成於第一圖案層之頂部表面上且第二圖案陣列係形成於第二圖案層之頂部表面上。
較佳地,第一圖案陣列中所包括之圖案之尺寸與第二圖案陣列中所包括之圖案相同或其尺寸比第二圖案陣列中所包括之圖案大。
較佳地,當第二圖案層係堆疊於第一圖案層與透明基底層之間或堆疊於透明基底層下方且第二圖案層係堆疊於第一圖案層與透明基底層之間時,第三圖案層係堆疊於第一圖案層與第二圖案層之間或堆疊於第二圖案層與透明基底層之間或堆疊於透明基底層下方,且當第二圖案層係堆疊於透明基底層下方時,第三圖案層係堆疊於第一圖案層與透明基底層之間,堆疊於透明基底層與第二圖案層之間,或堆疊於第二圖案層下方。
較佳地,第一圖案陣列或第二圖案陣列中所包括之圖案係呈凹刻形式之圖案或呈雕刻形式之圖案並具有半球形、圓錐形及圓臺形中之任一形狀,且當圖案係半球形或圓錐形時,圖案尺寸如下:底面半徑為5μm至20μm且高度為5μm至20μm,且當圖案係圓臺形時,圖案尺寸如下:底面半徑為20μm至50μm,頂面半徑為5μm至15μm,且高度為10μm至20μm。
較佳地,具有疊紋之光學片材進一步包括:第一基板層,其係形成於第一圖案層之底部表面上且包括與第一圖案層相同之組份;第二基板層,其係形成於第二圖案層之底部表面上且包括與第二圖案層相同之組份,其中第一基板層或第二基板層之厚度值為第一圖案層或第二圖案層之厚度值的0.1%至50%。更佳地,所形成透明基底層之厚度為125μm至250μm,所形成第一圖案層或第二圖案層之厚度為20μm至60μm,且所形成第一基板層或第二基板層之厚度為2μm至10μm。
此外,本發明提供如下之光學片材:其包括具有第一圖案陣列及第二圖案陣列之圖案層,該第一圖案陣列係形成於其一個表面上且該第二圖案陣列係形成於其另一表面上,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋。
較佳地,第一方向角與第二方向角彼此不同,第一方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第一圖案層之圖案對準之方向,第二方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第二圖案層之圖案對準之方向。
較佳地,第一圖案陣列或第二圖案陣列係以預定間隔規則地彼此對準之一組圖案且第二圖案陣列包括至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。
較佳地,光學片材進一步包括片材層,其包括反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)、包括透鏡圖案片之複合片材及微透鏡陣列(MLA)片中之至少一者。更佳地,片材層係堆疊於圖案層下方。
較佳地,當第一圖案陣列與第二圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案時,在第一圖案層與第二圖案層之間形成具有預定厚度之空氣層。
此外,本發明提供複合片材,其包括上面形成有第一圖案陣列之第一光學片材及上面形成有第二圖案陣列之第二光學片材,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋。
較佳地,第一方向角與第二方向角彼此不同,第一方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第一圖案層之圖案對準之方向,第二方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第二圖案層之圖案對準之方向。
較佳地,第一圖案陣列或第二圖案陣列係以各自預定間隔規則地對準之一組圖案且第二圖案陣列包括至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。
較佳地,第一光學片材具有形成於其一個表面上之第一圖案陣列及形成於其另一表面上並與第一圖案陣列重疊之第三圖案陣列。
此外,本發明提供製造具有疊紋之光學片材之方法,其包括:(a)於一個表面上形成包括特定圖案之第一圖案陣列以製造第一圖案層;(b)於一個表面上形成第二圖案陣列以製造第二圖案層,使第二圖案陣列之至少一部分與第一圖案陣列重疊;(c)藉由將包括透明材料之透明基底層及第二圖案層堆疊於第一圖案層下方來製造具有疊紋片材(sheet)之光學片材。
較佳地,步驟(c)將第二圖案層以第一方向角及第二方向角堆疊於第一圖案層下方,第一方向角與第二方向角彼此不同,第一方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第一圖案層之圖案對準之方向,第二方向角係以一維方式或以二維方式表示形成第二圖案層之圖案對準之方向。
更佳地,步驟(a)或步驟(b)將圖案以預定間隔規則地對準以形成第一圖案陣列或第二圖案陣列且步驟(c)將第二圖案層堆疊於第一圖案層下方,以使第二圖案陣列包括至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。更佳地,步驟(c)將第二圖案層相對於第一圖案層順時針或逆時針傾斜堆疊,以使第一方向角與第二方向角之差超過0°且小於90°。
較佳地,當第一圖案陣列與第二圖案陣列包括相同數量之圖案時,步驟(c)將第二圖案層堆疊於透明基底層下方,當第一圖案陣列所包括圖案之數量大於第二圖案陣列之數量時,將第二圖案層堆疊於第一圖案層與透明基底層之間。
更佳地,當第一圖案陣列所包括圖案之數量與第二圖案陣列相同時,步驟(a)形成包括呈凹刻形式之圖案之第一圖案陣列且步驟(b)形成包括呈雕刻形式之圖案之第二圖案陣列,當第一圖案陣列所包括圖案之數量大於第二圖案陣列之數量時,當第一圖案陣列包括呈雕刻形式之圖案時,步驟(b)形成包括呈雕刻形式之圖案之第二圖案陣列,且當第一圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案時,其形成包括呈雕刻形式之圖案之第二圖案陣列。或者,當第一圖案陣列與第二圖案陣列具有相同數量之圖案時,步驟(a)使第一圖案陣列形成於第一圖案層之頂部表面上且步驟(b)使第二圖案陣列形成於第二圖案層下方,且當第一圖案陣列所包括圖案之數量大於第二圖案陣列之數量時,步驟(a)使第一圖案陣列形成於第一圖案層之頂部表面上且步驟(b)使第二圖案陣列形成於第二圖案層之頂部表面上。
較佳地,製造具有疊紋之光學片材之方法進一步包括(d)將片材層堆疊於透明基底層上或第二圖案層之底部表面上,片材層包括反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)、包括透鏡圖案片之複合片材、微透鏡陣列(MLA)片中之至少一者。
較佳地,步驟(b)與步驟(c)之中間步驟(b')在一個表面上形成圖案陣列以製造至少一個第三圖案層,該圖案陣列包括結構與第一圖案層或第二圖案層對稱並與第一圖案陣列或第二圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列或第二圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案,當第二圖案層係堆疊於第一圖案層與透明基底層之間時,步驟(c)將第三圖案層堆疊於第一圖案層與第二圖案層之間,堆疊於第二圖案層與透明基底層之間或透明基底層下方,且當第二圖案層係堆疊於透明基底層下方時,將第三圖案層堆疊於第一圖案層與透明基底層之間,堆疊於透明基底層與第二圖案層之間,或堆疊於第二圖案層下方。
較佳地,步驟(b')(其係步驟(b)與步驟(c)之中間步驟)包括:於第一圖案層之底部表面上形成第一基板層,第一基板層包括與第一圖案層相同之組份;及於第二圖案層之底部表面上形成第二基板層,第二基板層包括與第二圖案層相同之組份,且步驟(b')形成第一基板層或第二基板層,使得第一基板層或第二基板層之厚度值為第一圖案層或第二圖案層之厚度值的0.1%至50%。更佳地,當製造疊紋片材時,步驟(c)使用透明基底層,所形成透明基底層之厚度為125μm至250μm,所形成第一圖案層或第二圖案層之厚度為20μm至60μm,且所形成第一基板層或第二基板層之厚度為2μm至10μm。
此外,本發明提供背光組件,其包括:下列中之任一片材:光學片材,其包括上面形成有第一圖案陣列之第一圖案層及上面形成有第二圖案陣列之第二圖案層,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋;光學片材,其包括具有第一圖案陣列及第二圖案陣列之圖案層,該第一圖案陣列係形成於該圖案層之一個表面上且該第二圖案陣列係形成於其另一表面上,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋;及複合片材,其包括上面形成有第一圖案陣列之第一光學片材及上面形成有第二圖案陣列之第二光學片材,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋;及光源單元,其產生光並將所產生之光作為入射光輻照至光學片材。
較佳地,光源單元包括至少兩個發光二極體(LED)且當光學片材每單位面積之圖案密度係參考值或更大時,可減少輻照光至單位面積之發光二極體之數量以控制安裝於光源單元上之發光二極體的數量。
較佳地,背光組件係安裝於利用背光源來顯示圖像之顯示裝置上。
較佳地,光學片材包括具有反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)、包括透鏡圖案片之複合片材及微透鏡陣列(MLA)片中至少一者之片材層且進一步包括堆疊於第二圖案層下方之片材層。
就本發明而言,其使用具有疊紋之光學片材,藉此能夠獲得下述效果。第一,其圖案化疊紋,藉此能夠增加亮度並擴大視角。第二,其利用圖案之整合現象以清晰地顯示疊紋,藉此能夠顯著地減少安裝於背光組件上之LED光源之數量並降低製造成本。第三,其可將具有疊紋之片材施加至光學膜,藉此能夠使光學膜之厚度變薄且促成顯示器(例如LCD)細長。
在下文中,將參照附圖對本發明之較佳實施例加以詳細闡述。首先,應注意,在對各圖式之元件指定參考數字時,相同參考數字指代相同元件,即使相同元件係顯示於不同圖式中。此外,在闡述本發明時,未對習知功能或構造加以詳細闡述,此乃因其可不必要地使人對本發明之理解感到模糊不清。在下文中,將對本發明之較佳實施例加以闡述,但熟悉此項技術者應瞭解,本發明之精神及範圍並非受限於此且可做出各種修改及改變。
圖1係本發明較佳實施例之具有疊紋之光學片材之剖視圖。參照圖1,具有疊紋之光學片材100包括透明基底層110、基板層120及圖案層130。詳細說明將參照圖1加以闡述。同時,為方便起見,將具有疊紋之光學片材100稱為「疊紋片材100」。
疊紋片材100係背光組件中所包括之光學片材,其包括一個透明基底層110、至少兩個基板層120及至少兩個圖案層130。然而,在該實施例中,疊紋片材100之構造不必受限於此。舉例而言,疊紋片材100可僅由至少兩個圖案層130構造或可僅由上面形成有不同圖案之單一圖案層130構造,以在兩側上表現出疊紋。
透明基底層110係基底膜層,其包括將背光傳輸至顯示面板之基底。在該實施例中,透明基底層110係以單層形式形成於疊紋片材100中且具體係形成於下列位置。首先,當圖案層130未存於兩個基板120之間時,透明基底層110係設置於兩個基板層120之間。在圖1A中,可證實透明基底層110之位置。第二,當兩個基板層120之間存在圖案層130時,透明基底層110係設置為堆疊於未被圖案層130圍繞之基板層120之外暴露表面上。在圖1B中,可證實透明基底層110之位置。同時,背光單元包括背光源及顯示面板(包括LCD面板),其執行顯示器之顯示功能。
圖1A及1B顯示當分別存在兩個基板層120及兩個圖案層130時透明基底層110之位置。然而,在該實施例中,疊紋片材100中可包括3個或3個以上基板層120及3個或3個以上圖案層130。在此情形中,透明基底層110可根據以上說明進行設置,但不必受限於此。
透明基底層110包括至少一種具有優良透射率之樹脂,例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、聚苯乙烯(PS)樹脂及諸如此類。較佳地,透明基底層110包括PET樹脂。此乃因PET樹脂具有優良的耐熱性及電性質且很少受溫度及濕度影響。因此,PET樹脂極適於用作附接至背光組件之光學片材。
所形成透明基底層110之厚度為10μm至2000μm,以藉助圖案層130之調和表現出干涉條紋。較佳地,所形成透明基底層110之厚度為125μm至250μm,以使疊紋清晰地表現於疊紋片材100之前表面上。
可藉由下述方式將透明基底層110製成ITO膜形式:在PET織物上實施氧化銦錫(ITO)處理(其係薄膜沈積製程),以使所形成透明基底層110之厚度為10μm至2000μm。舉例而言,可藉助濺射法藉由將ITO沈積於呈膜形狀之PET織物上將透明基底層110製成ITO膜形式。在此情形中,考慮到下塗層處理、折射率匹配等,所製造透明基底層110較佳應使光線透射率係90%或更大且濁度係0.9至1.2。此外,透明基底層110減小了PET織物層及ITO層之厚度並使ITO層之電阻值變大,從而能夠增加光線透射率。
圖案層130係於其一個表面上形成有圖案陣列之圖案陣列層。在以上說明中,圖案陣列意指一組經規則地(或不規則地)形成之特定圖案。此外,規則地形成圖案意指以預定間隔形成具有相同形狀之圖案。當圖案係規則地形成時,藉由均勻地響應因外力(例如熱、濕度等)引起的變形可大量製造沒有片材變形之優良光學片材。
於疊紋片材100上提供至少兩個圖案層130。疊紋片材100上之圖案層130之間形成傾角。當在提供於疊紋片材100上之圖案層130中,任一圖案層130稱為第一圖案層且另一圖案層130稱為第二圖案層時,傾角意指第二圖案層相對於第一圖案層傾斜之角度。傾角可定義為第一圖案層圖案之一邊與第二圖案層圖案之一邊所形成的角度。在上述說明中,一邊意指連接至少兩個提供於第一圖案層(或第二圖案層)上之圖案之直線。傾角可定義為由經過第一圖案層之至少兩個邊之一個表面與經過第二圖案層之至少兩個邊之一個表面所形成的角度。根據前者,傾角意指以一維方式表示提供於第一圖案層上之圖案對準方向的第一方向角及以一維方式表示提供於第二圖案層上之圖案對準方向的第二方向角,二者彼此不同。根據後者,傾角意指以二維方式表示提供於第一圖案層上之圖案對準方向的第一方向角及以二維方式表示提供於第二圖案層上之圖案對準方向的第二方向角,二者彼此不同。可在疊紋片材100中觀察到之疊紋視圖案層130之結構而定。
在下文中,將詳細闡述具有疊紋之疊紋片材100之製程。圖2係用於說明疊紋片材之疊紋之形成製程之參考圖。以下說明將參照圖2加以闡述。
首先,假設第一圖案層131及第二圖案層132係提供於疊紋片材100上且在表面第一圖案層131係高於第二圖案層132設置。如圖2A中所示,第一圖案層131及第二圖案層132具有相同圖案陣列。此外,提供於第一圖案層131上之一種圖案稱為第一圖案201且提供於第二圖案層132上之一種圖案稱為第二圖案202。
當第一圖案層131係在其未傾斜之情況下堆疊於第二圖案層132上時,由於第一圖案201與第二圖案202完全重疊,故自頂面觀看時僅觀察到第一圖案201,如圖2B中所示。在此情形中,疊紋片材100未形成疊紋或表現出極模糊的疊紋,其可忽略。此時,第一圖案層131與第二圖案層132間之傾角係0°。
另一方面,如圖2C中所示,當第一圖案層131係傾斜堆疊且同時以預定角度(例如,傾角值為θ°)形成於第二圖案層132上時,疊紋片材100清晰地表現出疊紋,而當自頂面觀看時第一圖案201及第二圖案202係彼此部分重疊。下文將參照圖12來闡述更詳細說明。
當疊紋片材100表現出疊紋時,由第一圖案層131及第二圖案層132形成之傾角係-90°至+90°。參照圖2D,當第二圖案層132係相對於第一圖案層131順時針旋轉以使其彼此偏離時,第一圖案層131與第二圖案層132間之傾角具有正(+)值。另一方面,當第二圖案層132係相對於第一圖案層131逆時針旋轉以使其彼此偏離時,第一圖案層131與第二圖案層132間之傾角具有負(-)值。
將參照圖12來闡述以下說明。
通常,疊紋可定義為當兩個或兩個以上週期性圖案彼此重疊時所產生的干涉條紋。在該實施例中,每當形成於第一圖案層131上之圖案與形成於第二圖案層132上之圖案基於所謂的拍擊現象(beating phenomenon)重疊時,就會產生作為新圖案之疊紋,其類似於層131與132二者組合之圖案。在下文中,將新產生之圖案稱為疊紋圖案。
然而,當大量圖案於層131及132二者上彼此重疊時,所表現出的疊紋類似於經擴展之形成於第一圖案層131及第二圖案層132上之圖案。參照圖12A,當傾角值(α°)較小而層131及132二者之共有位置圖案203係固定且第二圖案層132係相對於第一圖案層131順時針旋轉時,在層131及132二者之大多數圖案中出現部分重疊現象。換言之,當層131及132二者之圖案間之干涉增加時,所產生之疊紋圖案204之尺寸大於層131及132二者之圖案201及202之尺寸,如圖12B中所示。
另一方面,如圖12C中所示,當傾角值(β°,β>α)較大且第二圖案層132係相對於第一圖案層131順時針旋轉時,僅在層131及132二者之一些圖案中出現部分重疊現象。在此情形中,層131及132二者之圖案間之干涉較小且如圖12D中所示,所產生之疊紋圖案204之尺寸與層131及132二者之圖案201及202大致相同。
圖13至15顯示當層131及132二者之圖案形狀係正三角形、正六邊形、正方形及正五邊形時,疊紋圖案之尺寸隨傾角值變化。在下文中,將利用參照圖13至15闡述實施例。
圖13顯示形成於第一圖案層及第二圖案層上之圖案之形狀係正三角形或正六邊形之情形。圖13A係顯示疊紋圖案之尺寸隨傾角值變化之圖。如圖13A中所示,當傾角值係6°時,疊紋圖案之尺寸具有最大值且當傾角值係60°時,疊紋圖案之尺寸具有最小值。當傾角值係60°時疊紋圖案之尺寸具有最小值之原因係在此角度下層131及132二者之圖案間之干涉被消除。同時,當傾角值自0°增加至6°時,由於層131及132二者之圖案間之干涉突然增加,故疊紋圖案之尺寸呈指數增加。在使用上面形成有呈正三角形(各邊長度為10μm)之圖案或呈正六邊形之圖案的層131及132二者進行實驗之情形中,當傾角值係2°時,疊紋圖案之尺寸係約4mm,且當傾角值係4°時,疊紋圖案之尺寸係約12mm。此外,當傾角值係6°時,疊紋圖案之尺寸之最大值係約32mm,且當傾角值係60°時,疊紋圖案之尺寸之最小值係約50μm。
同時,圖13B顯示當圖案形狀係正三角形且傾角值係10°時的疊紋圖案且圖13C顯示當圖案形狀係正六邊形且傾角值係10°時的疊紋圖案。
圖14顯示形成於第一圖案層及第二圖案層上之圖案之形狀係正方形之情形。圖14A係顯示疊紋圖案之尺寸隨傾角值變化之圖。如圖14A中所示,當傾角值係6°及84°時,疊紋圖案之尺寸具有最大值,且當傾角值係90°時,疊紋圖案之尺寸具有最小值。在使用上面形成有呈正方形之圖案(各邊長度為10μm)之層131及132二者進行實驗之情形中,當傾角值係6°及84°時,疊紋圖案之尺寸之最大值係約35mm,且當傾角值係90°時,疊紋圖案之尺寸之最小值係約70μm。當傾角值係45°時,疊紋圖案之尺寸係約17mm。
同時,圖14B顯示當圖案形狀係正三角形且傾角值係10°時的疊紋圖案,圖14C顯示當圖案形狀係正方形且傾角值係35°時的疊紋圖案,且圖14D顯示當圖案形狀係正方形且傾角值係45°時的疊紋圖案。
圖15顯示形成於第一圖案層及第二圖案層上之圖案之形狀係正五邊形之情形。如圖15A中所示,當傾角值係6°、66°及78°時,疊紋圖案之尺寸具有最大值,且當傾角值係72°時,疊紋圖案之尺寸具有最小值。在使用上面形成有呈正五邊形之圖案(各邊長度為10μm)之層131及132二者進行實驗之情形中,當傾角值係6°、66°及78°時,疊紋圖案之尺寸之最大值係約37mm,且當傾角值係72°時,疊紋圖案之尺寸之最小值係約80μm。
同時,圖15B顯示當圖案形狀係正五邊形且傾角值係5°時的疊紋圖案且圖15C顯示當圖案形狀係正五邊形且傾角值係40°時的疊紋圖案。
圖16顯示當圖案形狀係圓形時展示疊紋圖案之尺寸隨傾角值變化的圖。在圖16A中,當傾角值係2°時,疊紋圖案之尺寸係約4mm。且在圖16B中,當傾角值係4°時,疊紋圖案之尺寸係約12mm。此外,在圖16C中,當傾角值係6°時,疊紋圖案之尺寸之最大值係約32mm。根據圖16A至16C,疊紋圖案之尺寸隨傾角值而變化。
將再次參照圖1加以說明。
圖案層130係藉助一個表面黏合至基板層120。無須所有圖案層130黏合至基板層120。在該實施例中,當黏合至基板層120時,於疊紋片材100上提供至少兩個圖案層130,從而能夠清晰地表現出疊紋。
圖案層130包括具有優良黏著強度之黏著劑組份,使得其可容易地黏合至基板層120。在該實施例中,圖案層130包括熱固性樹脂組份(例如環氧樹脂、脲、三聚氰胺、酚、不飽和聚酯、間苯二酚等)或熱塑性樹脂組份(例如丙烯醯基胺基甲酸酯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮醛、飽和聚酯、聚醯胺、聚乙烯等)作為黏著劑組份。較佳地,圖案層130包括環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂等作為黏著劑組份。此乃因與其他樹脂相比,環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂等具有優良的黏著強度且在反應時不會產生副產物。此外,可容易地對其實施處理且其可容易獲得且廉價。
當圖案層130包括環氧樹脂或胺基甲酸酯樹脂作為黏著劑組份時,圖案層130較佳包括環氧樹脂黏著劑、胺基甲酸酯黏著劑等。除環氧樹脂之外,環氧樹脂黏著劑進一步包括硬化劑、填料、稀釋劑及其他添加劑等,從而能夠控制固化時間、黏度等,並進一步降低成本並改良功能性。除胺基甲酸酯樹脂之外,胺基甲酸酯黏著劑進一步包括二異氰酸酯、鏈增長劑、溶劑及其他添加劑等,從而能夠增強耐衝擊性及撓性。
圖案層130可包括可紫外(UV)固化黏著劑作為黏著劑組份。UV可固化黏著劑包括環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂等,作為寡聚物,因其未使用有機溶劑而無污染且可在短時間內實現黏著。此外,即使在低溫下固化其仍獲得優良的黏著強度及塗佈效果。
此外,圖案層130可包括乙烯基苯酚-氯丁二烯橡膠、聚醯胺、腈橡膠-環氧樹脂等混合樹脂組份或澱粉、糊精、動物膠、酪蛋白、膠乳、樹膠、松脂、蟲膠等天然樹脂組份作為黏著劑組份。
考慮到聯合圖案之寬度及深度,所形成圖案層130之厚度係500μm或更小。較佳地,所形成圖案層130之厚度係0.5μm至100μm以清晰地表現出疊紋。
上文闡述了於疊紋片材100上提供至少兩個圖案層130之情形。
在下文中,考慮到兩個圖案層130係提供於疊紋片材100上,將闡述各圖案層中所包括之圖案。圖3及4係用於說明提供於上疊紋片材之各圖案層之圖案形式之參考圖。具體而言,圖3顯示在疊紋片材100具有類似圖1A之結構之情形中第一圖案層131及第二圖案層132之圖案形式,且圖4顯示在疊紋片材100具有類似圖1B之結構之情形中第一圖案層131及第二圖案層132之圖案形式。將參照圖3及4來闡述以下說明。
首先參照圖3,當透明基底層110係存在於兩個圖案層130之間時,根據第一圖案層131及第二圖案層132中之每一者是否具有凹刻圖案陣列及雕刻圖案陣列中之任一圖案陣列,存在四種類型。具體而言,圖3A中所示之第一種類型對應於第一圖案層131及第二圖案層132二者皆具有雕刻圖案陣列之情形且圖3B中所示之第二種類型對應於第一圖案層131及第二圖案層132二者皆具有凹刻圖案陣列之情形。圖3C中所示之第三種類型對應於第一圖案層131具有凹刻圖案陣列且第二圖案層132具有雕刻圖案陣列之情形,且圖3D中所示之第四種類型對應於第一圖案層131具有雕刻圖案陣列且第二圖案層132具有凹刻圖案陣列之情形。在第一種類型至第四種類型中,第一圖案層131係考慮到設置於疊紋片材100之頂面上之視點來形成,且第二圖案層132之形式係考慮到設置於疊紋片材100之底面之視點來形成。
圖5A及5B顯示包括凹刻圖案陣列之圖案層130之基本構建實例且圖5C及5D顯示包括雕刻圖案陣列之圖案層130之基本構建實例。在圖5A及5B中,參考編號501係凹刻圖案,且在圖5C及5D中,參考編號502係雕刻圖案。
儘管下文將參照實驗性實例對此加以闡述,但當考慮到有關濁度數值、擴散透射光(D)之透射率(或散射光之透射率)、全部透射光(T)之透射率、平行透射光(P)之透射率(或透射光之透射率)等技術規範時,從所有技術規範來看,第一種類型至第四種類型比現有光學片材優良。此乃因當考慮光的前進方向時,第一圖案層131及第二圖案層132中至少一個圖案層之圖案陣列在所有方向上均勻地散射光。由於從其特性上看每一類型具有微小差別,故使用者可對其加以變化地選擇及使用,從而能夠改變顯示模組之特性。
然後參照圖4,當兩個圖案層130之間不存在透明基底層110時,根據第一圖案層131及第二圖案層132中之每一者是否具有凹刻圖案陣列及雕刻圖案陣列中之任一圖案陣列,可存在四種類型。具體而言,圖4A中所示之第五種類型對應於第一圖案層131具有雕刻圖案陣列且第二圖案層132具有凹刻圖案陣列之情形,且圖4B中所示之第六種類型對應於第一圖案層131具有凹刻圖案陣列且第二圖案層132具有雕刻圖案陣列之情形。圖4C中所示之第七種類型對應於第一圖案層131及第二圖案層132二者皆具有凹刻圖案陣列之情形,且圖4D中所示之第八種類型對應於第一圖案層131及第二圖案層132二者皆具有雕刻圖案陣列之情形。在第五種類型至第八種類型中,第一圖案層131及第二圖案層132係考慮到設置於疊紋片材100頂面之視點來形成。
儘管下文將參照實驗性實例對此加以闡述,但當考慮到有關濁度數值、擴散透射光之透射率、全部透射光之透射率、平行透射光之透射率等技術規範時,第五種類型至第八種類型比現有光學片材優良。當兩個圖案層131及132像第五種類型至第八種類型一樣彼此接近時,藉助凹刻圖案陣列與雕刻圖案陣列之調和光可在所有方向上最有效地均勻散射。因此,從所有技術規範來看,第五種類型及第六種類型比其他類型更優良。更佳地,如圖4A中所示,當相對於疊紋片材100之傾角(α)係1°至89°時,連接第一圖案層131之一種圖案401與第二圖案層132之一種圖案402之直線可更有效地在所有方向上均勻散射。當傾角係30°至60°時,光達到最佳散射。
參照圖3及4,以上闡述了第一圖案層131中之一種圖案與第二圖案層132中之一種圖案具有相同尺寸之情形。在該實施例中,第一圖案層131中之一種圖案與第二圖案層132中之一種圖案無須具有相同尺寸。換言之,第一圖案層131中之一種圖案與第二圖案層132中之一種圖案可具有不同尺寸。
形成於圖案層130上之各圖案之形狀通常係半球形,如圖3及4中所示。然而,實施例不必受限於此。如圖6A至6G中所示,各圖案之形狀可為多邊形、圓形、橢圓形、菱形、平行四邊形等。此外,各圖案之形狀可為溝棱形。可將上述圖案形狀施加至凹刻圖案及雕刻圖案。
圖案層130係由相同圖案重複地形成。已闡述該等圖案統稱為圖案陣列。然而,本發明實施例不必受限於此,且因此各圖案層130可由具有不同形狀之圖案形成。舉例而言,可於圖案層130上形成呈半球形之第一圖案、呈正方形之第二圖案、呈菱形之第三圖案,只要其彼此協調一致即可。
將重新參照圖1進行說明。
基板層120係黏合至圖案層130之一側。因此,於上疊紋片材100上提供與圖案層130之數量相等之基板層120。在該實施例中,基板層120係形成於透明基底層110與圖案層130之間或兩個毗鄰圖案層130之間。
考慮到黏著強度,基板層120係由與圖案層130相同之材料形成。然而,實施例不必受限於此。因此,基板層120可由黏著強度比圖案層130更優良之材料形成或可由包括黏著劑組份之材料來形成。
所形成基板層120之厚度係100μm或更小以控制兩個毗鄰圖案層130間之間隔或透明基底層110與圖案層130間之間隔。較佳地,根據間隔控制,所形成基板層120之厚度係0.1μm至10μm以清晰地表現出疊紋。
可根據疊紋片材100上所包括圖案層130之厚度或數量來任意地改變基板層120之厚度。在該實施例中,基板層120之厚度值較佳係圖案層130厚度值的0.1%至50%。此乃因具有基板層120之疊紋片材100在其前表面清晰地表現出疊紋。
同時,如上所述,圖案層130可包括凹刻圖案陣列或雕刻圖案陣列。此外,疊紋片材100可僅由至少一個圖案層130構造。因此,當疊紋片材係由兩個上面形成有雕刻圖案陣列之圖案層構造時,可進一步在兩個圖案層之間添加具有預定厚度之空氣層。
在下文中,藉由在疊紋片材100上形成疊紋而獲得之優點將闡述如下。
原則上,當來自面板後表面上之背光單元(BLU)的光穿過LCD時,LCD經驅動以顯示顏色。由於能夠被BLU發射的光量越大,LCD螢幕變得越亮,故LCD工業正使用兩種方法來改良BLU之光量。第一種方法係如下之方法:改良發射光之光源之性能或增加光源之數量以增加光量。此外,第二種方法係如下之方法:藉由使用諸如擴散片、增亮膜等光學膜來使所浪費的光降至最低程度。
決定BLU之光量之最重要因素係光源。迄今為止,大多數BLU使用冷陰極螢光燈(CCFL)(其係螢光燈的一種)作為光源,但近年來使用外部電極螢光燈(EEFL)、LED等已逐漸變得越來越普遍。然而,因安裝於BLU上之該等光源之數量增加,故可增加光量。然而,由於光源之數量增加,故增加了製造成本且功率消耗係與光源數量成比例地增加。目前,通常使用第二種方法來增加BLU之光量。
第二種方法採用使用光學膜之方法。由於自光源發射出的光在所有方向上擴散,故當LCD面板僅由光源驅動時,僅一些光用於補充螢幕。光學膜起如下作用:藉由經折射/反射將光方向引導至前表面以使所浪費的光降至最低程度並使螢幕變亮。LCD BLU利用各種光學膜(例如反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、透鏡圖案複合片材、反射式偏光增亮膜(DBEF)等)來執行增加光亮度之功能。
利用疊紋現象藉由控制圖案層間之傾角來使實施例之疊紋片材規則地對準圖案並圖案化干涉條紋,該等圖案之尺寸或形狀係針對每一圖案層考慮。與現有光學膜相比,疊紋片材進一步改良各種光學性能,例如亮度、視角、屏蔽性能、擴散功能等。
具體而言,當點光源或線光源藉助上面形成有凹刻圖案陣列之圖案層及上面形成有雕刻圖案陣列之圖案層轉化為表面光源時,疊紋片材同時執行擴散功能及光收集功能,藉此進一步增加燈亮線之亮度並消除因光導板(或擴散板)圖案產生之屏蔽現象。此外,當設計背光組件以有效地組合光源時,疊紋片材可任意地改變圖案之尺寸或形狀、傾角值、片材設計等,藉此進一步改良背光組件之光學性質,例如發光強度等。
此外,由於疊紋片材之對準及均勻性二者皆較高,故以微觀角度來看,就因外力(例如熱、濕度等)引起的變形而言,其展示優良的尺寸安全性。此外,疊紋片材之頂部及底部部分具有基於透明基底層之圖案層。由於疊紋片材之圖案層支撐透明基底,使得偏心距分散至疊紋片材之頂部及底部部分的兩側,故以宏觀角度來看,可在沒有因外力引起之變形片材之情況下大量製造優良的光學片材。
此外,具有LED光源之背光單元(BLU)中之疊紋片材藉助上面形成有凹刻圖案陣列之圖案層及上面形成有雕刻圖案陣列之圖案層來適當地分散或收集呈點形式(其係LED光源之特徵)的光,藉此有效地消除明亮部分(LED光源部分)及黑暗部分(介於LED間的部分)並防止由LED光發射所產生之高熱現象,該高熱現象係隨LED過度使用而出現。此外,當LED光源數量增加時,可防止製造成本增加並可減輕顯示裝置重量。若疊紋單元係施加於上面安裝有LED光源之背光單元上,則LED光源之數量可達到最小。
同時,由於具有高每單位面積密度之圖案層130增加,故疊紋片材100很好地表現出疊紋,藉此進一步改良光學性能,例如亮度、視角等。在該實施例中,當考慮到圖案尺寸時,若在1cm2
單位面積內密集地提供10至6000個圖案,則在疊紋片材100之前表面上清晰地表現出疊紋。較佳地,當在1cm2
單位面積內密集地提供3000至4000個圖案時,在疊紋片材100之前表面上最清晰地表現出疊紋。
同時,當意欲在疊紋片材100上清晰地表現出疊紋時,最上層較佳係圖案層130。
然後,將根據圖案層上之各圖案形式來闡述疊紋片材之一個實施例。圖案層之圖案形式具有先前參照圖3及4所闡述之第一種類型至第八種類型。
疊紋片材之圖案層之第七種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。將具有UV可固化丙烯酸系材料之兩個圖案陣列(微透鏡陣列,MLA)堆疊於至少一個透明基底之頂部部分上,該透明基底係由厚度為125μm之PET製成。各微透鏡陣列係由厚度為5±1μm之基底層及厚度為38±1μm之圖案層構造,且各微透鏡陣列中之微透鏡係以預定尺寸及間隔呈半球形對準以形成規則圖案。使一個圖案陣列與另一圖案陣列之間的傾斜達成+75°角且兩個圖案陣列係由下列構造:由(+)圖案形成之底部圖案之圖案陣列及由(+)圖案形成之頂部圖案之圖案陣列。在本文中,(+)圖案指示凹刻圖案且(-)圖案指示雕刻圖案。
用於量測正面亮度及視角之實驗性條件如下。
背光單元之尺寸:17",量測設備:BM-7亮度色彩系統,輸入電壓:12V,量測範圍:-80°至+80°,量測間隔:10秒,燈:2ea。
在上述條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-44°至+43°(半功率角為87°)範圍內係108.0%且視角係約1400至2900。
此外,用於量測濁度、擴散透射光(D)、全部透射光(T)、平行透射光(P)等之實驗性條件如下。
輸入電壓:12V,燈電流:6.5mA,溫度:21℃,濕度:40%。
在上述條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係77.41%,全部透射光之波長係51.95nm,擴散透射光之波長係40.21nm,且平行透射光之波長係11.74nm。
對於所有實施例而言,濁度量測儀皆使用購自Nippon Denshoku Kogyo之濁度計(系列號:COH300、NDH300A、NDH5000等)。濁度量測儀之原理如下。
來自燈的光透過樣品(透明或半透明)且穿過該樣品的光入射至積分球。此時,光被樣品分成擴散透射光及平行透射光且光在積分球內被反射且然後由光接收裝置收集。此乃因所有光因積分球中存在稱為乳酸鋇之材料而被反射。由光接收裝置收集的光被轉移至量測單元,從而將預期量測數據輸出至顯示器,光接收裝置係將光量轉化為電信號的裝置。此外,量測光之計算方法視旋轉馬達而定且在量測時通常保持馬達旋轉。旋轉馬達之一側反射光且其另一側藉由使光通過來分離平行透射光及透射光。濁度(%)係由公式「[擴散透射光之波長(nm)/全部透射光之波長(nm)]×100」來獲得且平行透射光之波長(nm)係由公式「全部透射光之波長(nm)-擴散透射光(DT)之波長(nm)」來獲得。
疊紋片材之圖案層之第八種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。使一個圖案陣列(微透鏡陣列)與另一圖案陣列(微透鏡陣列)之間的傾斜達成-60°角。微透鏡之尺寸大於上述情形之情形。其他一切皆與上述情形相同。
在與上述情形相同之實驗性條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-44°至+43°(半功率角為87°)範圍內係108.4%且視角係約1600至2600。
同樣,在與上述相同之實驗性條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係77.23%,全部透射光之波長係51.98nm,擴散透射光之波長係40.14nm,且平行透射光之波長係11.84nm。
疊紋片材之圖案層之第三種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。將由(-)圖案形成之底部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於至少一個透明基底之底部部分上並將由(+)圖案形成之頂部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於透明基底之頂部部分上。使一個圖案陣列與另一圖案陣列之間的傾斜達成+90°角。其他一切皆與上述情形相同。
在與上述情形相同之實驗性條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-53°至+52°(半功率角為105°)範圍內係111.9%且視角係約2000至3000。
同樣,在與上述情形相同之實驗性條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係88.21%,全部透射光之波長係60.53nm,擴散透射光之波長係53.39nm,且平行透射光之波長係7.14nm。
疊紋片材之圖案層之第四種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。將由(-)圖案形成之底部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於至少一個透明基底之底部部分上並將由(+)圖案形成之頂部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於透明基底之頂部部分上。使一個圖案陣列(微透鏡陣列)與另一圖案陣列(微透鏡陣列)之間的傾斜達成-60°角且微透鏡之尺寸大於上述情形之情形。其他一切皆與上述情形相同。
在與上述情形相同之實驗性條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-53°至+52°(半功率角為105°)範圍內係103.8%且視角係約1600至2820。
同樣,在與上述情形相同之實驗性條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係88.53%,全部透射光之波長係76.09nm,擴散透射光之波長係67.36nm,且平行透射光之波長係8.73nm。
疊紋片材之圖案層之第二種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。將由(+)圖案形成之底部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於至少一個透明基底之底部部分上並將由(+)圖案形成之頂部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於透明基底之頂部部分上。使一個圖案陣列與另一圖案陣列之間的傾斜達成+90°角。其他一切皆與上述情形相同。
在與上述情形相同之實驗性條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-53.5°至+52°(半功率角為105.5°)範圍內係107.8%且視角係約2200至2970。
同樣,在與上述情形相同之實驗性條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係88.55%,全部透射光之波長係63.34nm,擴散透射光之波長係56.09nm,且平行透射光之波長係7.25nm。
疊紋片材之圖案層之第一種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。將由(+)圖案形成之底部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於至少一個透明基底之底部部分上並將由(+)圖案形成之頂部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)堆疊於透明基底之頂部部分上。使一個圖案陣列與另一圖案陣列之間的傾斜達成+60°角。微透鏡之尺寸大於上述情形之情形。其他一切皆與上述情形相同。
在與上述情形相同之實驗性條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-53.5°至+52.5°(半功率角為106°)範圍內係107.9%且視角係約2200至2970。
同樣,在與上述情形相同之實驗性條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係88.64%,全部透射光之波長係63.36nm,擴散透射光之波長係56.06nm,且平行透射光之波長係7.30nm。
疊紋片材之圖案層之第五種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。將由(+)圖案形成之底部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)及由(-)圖案形成之頂部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)依次堆疊於至少一個透明基底之頂部部分上。使一個圖案陣列與另一圖案陣列之間的傾斜達成-60°角。其他一切皆與上述情形相同。
在與上述情形相同之實驗性條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-53°至+52°(半功率角為105°)範圍內係116.7%且視角係約2300至3200。
同樣,在與上述情形相同之實驗性條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係83.09%,全部透射光之波長係73.25nm,擴散透射光之波長係60.86nm,且平行透射光之波長係12.86nm。
疊紋片材之圖案層之第六種類型圖案形式
所製造背光組件之光學片材之詳細說明如下。將由(+)圖案形成之底部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)及由(-)圖案形成之頂部圖案之圖案陣列(微透鏡陣列)依次堆疊於至少一個透明基底之頂部部分上。使一個圖案陣列與另一圖案陣列之間的傾斜達成+70°角。其他一切皆與上述情形相同。
在與上述情形相同之實驗性條件下量測之正面亮度及視角之結果為:與一般擴散片相比,正面亮度在-53°至+52°(半功率角為105°)範圍內係131.9%且視角係約2300至3200。
同樣,在與上述情形相同之實驗性條件下使用濁度量測儀量測之濁度、擴散透射光、全部透射光、平行透射光等之結果為:濁度係82.17%,全部透射光之波長係73.15nm,擴散透射光之波長係60.59nm,且平行透射光之波長係13.15nm。
疊紋片材可單獨安裝於背光組件上作為光學片材。然而,在該實施例中,光學片材經構造可進一步包括反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、透鏡圖案複合片材、反射式偏光增亮膜及微透鏡陣列(MLA)片中之至少一者以及疊紋片材。較佳地,光學片材係藉由將MLA片添加至疊紋片材來構造。此乃因與單獨由疊紋片材構造之光學片材相比,該光學片材可進一步改良亮度、視角等。更佳地,光學片材係藉由將增亮膜片添加至疊紋片材來構造。此時,光學片材具有最高亮度及最寬視角。此係由於具有最大亮度之疊紋片材與具有最大視角之增亮膜的協調作用所致。
當光學片材經構造以包括反射片、擴散片、反射式偏光增亮膜、增亮膜(BEF)、透鏡圖案複合片材及微透鏡陣列(MLA)片中之至少一者及疊紋片材時,可不指定片材之位置。然而,在該實施例中,片材最佳係堆疊於在提供於疊紋片材上之圖案層中形成最低層之一個圖案層之底部表面上。此乃因亮度及視角可達到最大。
圖10係各光學片材亮度值之比較圖且圖11係各光學片材視角之比較圖。在圖10及11中,A指示單獨由疊紋片材構造之光學片材。B指示由疊紋片材及MLA片構造之光學片材且C指示由疊紋片材及增亮膜構造之光學片材。參照圖10及11,可證實與現有光學片材相比,包括疊紋片材之光學片材可進一步改良亮度、視角等。
如上所述,闡述疊紋片材包括單一圖案層或包括兩個圖案層之情形。當疊紋片材包括單一圖案層時,第一圖案陣列及第二圖案陣列係分別形成於單一圖案層之兩個表面上。另一方面,當疊紋片材包括兩個圖案層時,第一圖案陣列及第二圖案陣列係形成於各圖案層上。
在該實施例中,能夠藉由使用至少兩種包括單一圖案層之光學片材來構造上面形成有疊紋圖案之複合片材。換言之,複合片材經構造可使:藉由使形成於第一光學片材上之第一圖案陣列與形成於第二光學片材上之第二圖案陣列之間發生重疊來產生疊紋圖案。同時,提供於上複合片材上之光學片材中之至少一者可包括至少兩個圖案層。
然後,將闡述製造疊紋片材之方法。圖7係用於說明根據本發明之實例性實施例製造疊紋片材之方法之流程圖。圖8係用於說明根據本發明之實例性實施例製造疊紋片材之方法之流程圖。
圖7顯示當透明基底層係形成於兩個圖案層之間時製造疊紋片材之方法。疊紋片材係與圖1A中所示之疊紋片材相同且將參照圖7來闡述以下說明。
首先,藉由在包括特定黏著劑組份之基底上重複地形成特定圖案來製造於其頂端表面上形成有一種圖案陣列之第一圖案層(S700a)。另一方面,藉由在包括特定黏著劑組份之基底下方重複地形成特定圖案來製造於其底端表面上形成有一種圖案陣列之第二圖案層(S700b)。在所製造第一圖案層及第二圖案層上通常形成相同圖案陣列且可於其上形成不同圖案陣列。此外,形成第一圖案層之基底及形成第二圖案層之基底通常包括相同黏著劑組份且可包括不同黏著劑組份。
此後,將包括特定黏著劑組份之基底黏合至第一圖案層之底端表面(S710a)。藉此,在第一圖案層底端形成第一基板層。另一方面,將包括特定黏著劑組份之基底黏合至第二圖案層之頂端表面(S710b)。同樣,在第二圖案層頂端形成第二基板層。第一基板層之基底及第二基板層之基底包括相同黏著劑組份且可包括不同黏著劑組份。此外,第一基板層之基底通常包括與第一圖案層之基底及第二圖案層之基底中之任一者相同的黏著劑組份,且可包括與兩個基底不同的黏著劑組份。第二基板層之基底亦可與上述基底相同。
同時,第一圖案層及第一基板層可同時自單一基板來製造。將對此加以詳細闡述。首先,於基底上形成特定圖案陣列。此後,在基底中,建立預定部分作為第一圖案層並建立其餘部分作為第一基板層,預定部分包括上面形成有圖案陣列之部分。當第二圖案層及第二基板層亦係由單一基底構造時,其可如上所述形成。
此後,將經整合之第一圖案層及第一基板層黏合至透明基底層之頂端表面。此時,第一基板層底端表面黏合至透明基底層之頂端表面。同時,將第二圖案層及第二基板層黏合至透明基底層之底端(S720)。此時,第二基板層之頂端表面黏合至透明基底層之底端表面。同時,如步驟S720,兩個黏合製程可在不同時間實施。同時,在第一圖案層及第二圖案層經製造以具有相同圖案陣列後,可使第二圖案層以第二圖案層係相對於第一圖案層順時針或逆時針傾斜之狀態黏合於第一圖案層下方。
圖8顯示當透明基底層未在兩個圖案層之間形成時製造疊紋片材之方法。疊紋片材與圖1B中所示之疊紋片材相同並將參照圖8闡述以下說明。
首先,藉由在包括特定黏著劑組份之基底上重複地形成特定圖案來製造於其上端表面上形成有一種圖案陣列之第一圖案層。以相同方法製造第二圖案層(S800)。在所製造第一圖案層及第二圖案層上通常形成相同圖案陣列且可於其上形成不同圖案陣列。此外,形成第一圖案層之基底及形成第二圖案層之基底通常包括相同黏著劑組份且可包括不同黏著劑組份。
此後,將包括特定黏著劑組份之基底黏合至第一圖案層之底端表面。藉此,在第一圖案層底端形成第一基板層。以相同方法在第二圖案層之底端形成第二基板層(S810)。第一基板層之基底及第二基板層之基底包括相同黏著劑組份且可包括不同黏著劑組份。此外,第一基板層之基底通常包括與第一圖案層之基底及第二圖案層之基底中之任一者相同的黏著劑組份,且可包括與兩個基底不同的黏著劑組份。第二基板層之基底亦可與上述基底相同。
此後,將經整合之第二圖案層及第二基板層與經整合之第一圖案層及基板層依次黏合至透明基底層之上端表面(S820)。當步驟S820完成後,可獲得疊紋片材,上面依次堆疊有透明基底層、第二基板層、第二圖案層、第一基板層、第一圖案層等。
然後,將闡述包括上述光學片材之背光組件。背光組件係安裝於顯示裝置(例如液晶顯示器(LCD))之面板後面的照明裝置,其具有與背光單元(BLU)相同之概念。圖9係示意性地顯示本發明之實例性實施例之背光組件之概念圖。根據圖9,實施例之背光組件900包括光源單元910及疊紋片材100。將參照參照圖9來闡述以下說明。
目前,人們對液晶顯示器之興趣主要在小尺寸顯示器以及大尺寸顯示器市場。LCD係如下之顯示器:藉由在兩個薄玻璃板之間注入液晶且當供電時藉由改變液晶分子之配向來產生光及陰影並顯示圖像。然而,由於LCD係不同於電漿顯示面板(PDP)、有機光發射顯示器(OLED)及場發射顯示器(FED)之光接收/發射裝置,故其在沒有背光源之情況下不能顯示器圖像。因此,在LCD中,背光組件係能夠保持整個顯示器亮度均勻之光源,其必不可缺。
背光組件900包括光源,其向LCD之液晶面板輻照光。在該實施例中,背光組件900包括至少兩個LED作為光源。通常,使用LED之背光組件900視邊緣型方式或直接型方式而定。邊緣型方式係自液晶之後表面間接輻照之方式,且直接型方式係如下之方式:在液晶面板之後面及正面上佈置複數個光源並直接輻照液晶面板之後表面。由於直接型方式將自光源發射出的光直接輻照至液晶面板之後表面而無需穿過光導板,故其可用於光利用效率及亮度皆較高的顯示器中。在該實施例中,考慮到該等方面,建議採用直接型背光組件900。
同時,上面可安裝背光組件900之顯示器不限於LCD。若顯示器係需要單獨光源之平板顯示器,則可使用其他裝置。
對光源單元910供以來自反相器(未顯示)之光源電壓以產生光並將所產生之光輻照至疊紋片材100。光源單元910可由基底反射板911、設置於基底反射板911上之電路基板912,安裝於電路基板912上之至少兩個LED 913等構建。
LED 913可為白光LED、紅光(R)LDE、綠光(G)LED及藍光(B)LED之組合。LED 913在電路基板912上可以預定間隔對準。然而,在該實施例中,考慮到提供於上疊紋片材100上之圖案層間之傾角值,LED 913更佳係以不同間隔在電路基板912上對準。舉例而言,當在疊紋片材100中在預定範圍內密集地提供圖案時,照亮預定範圍之LED 913之數量小於參考值。反之,則LED 913之數量大於參考值。
同時,背光組件900可進一步包括光導單元。此時,光導單元可由透明樹脂製成,其使光源單元910輻照的光均勻地照亮在疊紋片材100前表面上。
上述背光組件900所包括之疊紋片材100具有至少兩個具傾角之圖案層。背光組件900可減少向其中密集地提供圖案之位置輻照光的LED的數量,從而能夠降低製造成本。當使用40" LCD TV作為參考時,相關技術中之LED之數量可自700至1200減少至300或更小。此外,如上所述彼此相反之亮度及視角均得以改良,藉助疊紋片材100能夠提供高光學性能且光學膜之厚度可更薄,從而能夠促成顯示器細長。
同時,背光組件900可以邊緣型方式形成。在此情形中,背光組件可進一步包括光源、光源包繞單元、光導板等來代替光源單元910。
光源執行如下之功能:接收來自反相器之光源電壓以產生光並將所產生之光輻照至光導板。光源經構造可包括螢光燈。螢光燈之實例可包括冷陰極螢光燈(CCFL)、熱陰極螢光燈(HCFL)、外部電極螢光燈(EEFL)、發光二極體(LED)等。
光源包繞單元係如下之元件:包繞光源並完全地反射自光源發射出的光以執行向光導板引導光之功能。
光導板執行如下之功能:將自光源擴散之光均勻地傳輸至顯示器之前表面。光導板係由反射率為95%或更大之反射器形成,以在不損失輻照光之情況下使光完全被反射。
剛剛已例示本發明之精神。熟習此項技術者應瞭解,可在不背離本發明之本質特徵之情況下做出各種修改、改變及替代。因此,本發明中所揭示之實施例及附圖並非用於限制本發明之精神,而是對其加以闡述。本發明之範圍並非僅限於該等實施例及附圖。本發明之保護範圍必須藉助隨附申請專利範圍來解釋且應理解,其等效範圍中之所有精神皆包括在本發明之隨附申請專利範圍內。
本發明係關於疊紋片材及包含其之背光組件。與現有光學片材相比,本發明藉助疊紋片材而具有更優良的亮度及視角。此外,本發明減少了LED光源之數量,從而能夠降低製造成本並使光學膜之厚度變薄,從而能夠促成顯示器細長。本發明極其適用於目前顯示器細長之趨勢,使得從工業/商業方面來看其極為優良。
100...疊紋片材
110...透明基底層
120...基板層
130...圖案層
131...第一圖案層
132...第二圖案層
201...第一圖案
202...第二圖案
203...共有位置圖案
401...第一圖案層之一種圖案
402...第二圖案層之一種圖案
501...凹刻圖案
502...雕刻圖案
900...背光組件
910...光源單元
911...基底反射板
912...電路基板
913...發光二極體
圖1係本發明較佳實施例之具有疊紋之光學片材之剖視圖;
圖2係用於說明疊紋片材之疊紋之形成製程之參考圖;
圖3及4係用於說明提供於上疊紋片材之各圖案層之圖案形式之參考圖;
圖5顯示包括凹刻圖案陣列或雕刻圖案陣列之圖案層之實際構建實例;
圖6係顯示形成於圖案層上之圖案形狀之例示圖;
圖7係用於說明根據本發明之一實例性實施例製造疊紋片材之方法的流程圖;
圖8係用於說明根據本發明之另一實例性實施例製造疊紋片材之方法的流程圖;
圖9係示意性地顯示本發明實例性實施例之背光組件之概念圖;
圖10係各光學片材之亮度值之比較圖;
圖11係各光學片材之視角之比較圖;
圖12係用於說明疊紋圖案之尺寸隨傾角值變化之參考圖;
圖13至15每一者係顯示當圖案形狀係正三角形、正六邊形、正方形及正五邊形時疊紋圖案之尺寸隨傾角值變化的圖;且
圖16係顯示當圖案形狀係圓形時疊紋圖案之尺寸隨傾角值變化的圖。
100...疊紋片材
110...透明基底層
120...基板層
130...圖案層
Claims (29)
- 一種光學片材,其包含:第一圖案層,其上形成有第一圖案陣列;及第二圖案層,其上形成有第二圖案陣列,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋,其中該第一圖案陣列與該第二圖案陣列係以各自預定間隔規則地對準之一組圓形圖案或點圖案,且該第二圖案陣列包括至少一種與該第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。
- 如請求項1之光學片材,其中第一方向角與第二方向角彼此不同,該第一方向角係以一維方式或以二維方式表示形成該第一圖案陣列之圖案之對準方向,該第二方向角係以一維方式或以二維方式表示形成該第二圖案陣列之圖案之對準方向。
- 如請求項1之光學片材,其中由於該第一圖案陣列與該第二圖案陣列完全重疊,藉由旋轉在該第一圖案層上的該第二圖案層,以使得該第二圖案陣列之圖案與該第一圖案陣列之圖案完全重疊及與該第一圖案陣列之圖案部分重疊。
- 如請求項2之光學片材,其中該第一方向角與該第二方向角之差超過0°且小於90°。
- 如請求項2之光學片材,其中該第一圖案陣列所包括圖案之數量與該第二圖案陣列相同或比其更大。
- 如請求項5之光學片材,其中該第一圖案陣列或該第二圖案陣列中所包括之圖案係以凹刻形式或雕刻形式形成。
- 如請求項1之光學片材,其進一步包含片材層,該片材層具有反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)、包括透鏡圖案片之複合片材及微透鏡陣列(MLA)片中之至少一者。
- 如請求項1之光學片材,其中該第一圖案陣列中所包括之圖案與該第二圖案陣列中所包括之圖案不同。
- 如請求項5之光學片材,其中該第一圖案陣列或該第二圖案陣列係形成於該第一圖案層或該第二圖案層之至少一個表面上。
- 如請求項1之光學片材,其進一步包含形成有第三圖案陣列之第三圖案層,該第三圖案陣列與該第一圖案陣列或該第二圖案陣列重疊。
- 如請求項1之光學片材,其中該光學片材包括透明樹脂且進一步包括透明基底層,該透明基底層係形成於該第一圖案層下方。
- 如請求項6之光學片材,其中該第一圖案陣列或該第二圖案陣列中所包括之圖案之切削表面為多邊形、圓形及橢圓形中之任一形狀。
- 如請求項1之光學片材,其中當該第一圖案陣列及該第二圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案時,在該第一圖案層與該第二圖案層之間形成具有先前界定厚度之空氣層。
- 如請求項7之光學片材,其中該片材層係形成於該第一圖案層或該第二圖案層下方。
- 如請求項11之光學片材,其中該透明基底層包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂及聚苯乙烯(PS)樹脂中之至少一種組份,或該第一圖案層或該第二圖案層包括下列中之至少一者:選自環氧樹脂、脲、三聚氰胺、酚、不飽和聚酯及間苯二酚中之至少一種熱固性樹脂組份,選自丙烯醯基胺基甲酸酯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮醛、飽和聚酯、聚醯胺及聚乙烯中之至少一種熱塑性樹脂組份,及包括環氧樹脂或胺基甲酸酯樹脂之UV可固化黏著劑組份。
- 一種光學片材,其包含:圖案層,其一個表面上形成有第一圖案陣列且其另一表面上形成有第二圖案陣列,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋,其中該第一圖案陣列與該第二圖案陣列係以各自預定間隔規則地對準之一組圓形圖案或點圖案,且該第二圖案陣列包括至少一種與該第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。
- 如請求項16之光學片材,其中第一方向角與第二方向角彼此不同,該第一方向角係以一維方式或以二維方式表示形成該第一圖案陣列之圖案之對準方向且該第二方向 角係以一維方式或二維方式表示形成該第二圖案陣列之圖案之對準方向。
- 如請求項16之光學片材,其中由於該第一圖案陣列與該第二圖案陣列完全重疊,藉由旋轉該圖案層,以使得該第二圖案陣列之圖案與該第一圖案陣列之圖案完全重疊及與該第一圖案陣列之圖案部分重疊。
- 如請求項16之光學片材,其進一步包含片材層,該片材層具有反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)、包括透鏡圖案片之複合片材及微透鏡陣列(MLA)片中之至少一者。
- 如請求項16之光學片材,其中當該第一圖案陣列及該第二圖案陣列包括呈凹刻形式之圖案時,在該第一圖案層與該第二圖案層之間形成具有先前界定厚度之空氣層。
- 如請求項19之光學片材,其中該片材層係形成於該圖案層下方。
- 一種複合片材,其包含:第一光學片材,其上形成有第一圖案陣列;及第二光學片材,其上形成有第二圖案陣列,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋,其中該第一圖案陣列與該第二圖案陣列係以各自預定間隔規則地對準之一組圓形圖案或點圖案,且該第二圖案陣列包括至少一種與該第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。
- 如請求項22之複合片材,其中第一方向角與第二方向角彼此不同,該第一方向角係以一維方式或以二維方式表示形成該第一圖案層之圖案對準之方向,該第二方向角係以一維方式或以二維方式表示形成該第二圖案層之圖案對準之方向。
- 如請求項22之複合片材,其中由於該第一圖案陣列與該第二圖案陣列完全重疊,藉由旋轉在該第一光學片材上的該第二光學片材,以使得該第二圖案陣列之圖案與該第一圖案陣列之圖案完全重疊及與該第一圖案陣列之圖案部分重疊。
- 如請求項22之複合片材,其中該第一光學片材具有形成於其一個表面上之該第一圖案陣列及形成於其另一表面上並與該第一圖案陣列重疊之第三圖案陣列。
- 一種背光組件,其包含:下列中之任一片材:光學片材,其包括上面形成有第一圖案陣列之第一圖案層及上面形成有第二圖案陣列之第二圖案層,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋;光學片材,其包括具有該第一圖案陣列及該第二圖案陣列之圖案層,該第一圖案陣列係形成於該圖案層之一個表面上且該第二圖案陣列係形成於該圖案層之另一表面上,該第二圖案陣列藉由與該第一圖案陣列重疊而產生疊紋;及複合片材,其包括上面形成有該第一圖案陣列之第一光學片材及上面形成有該第二圖案陣列之第二光學片材,該第二圖案陣列藉由與該第一 圖案陣列重疊而產生疊紋;及光源單元,其產生光並將所產生之光作為入射光輻照至該光學片材,其中該第一圖案陣列與該第二圖案陣列係以各自預定間隔規則地對準之一組圓形圖案或點圖案,且該第二圖案陣列包括至少一種與該第一圖案陣列中之一種圖案完全重疊之圖案及至少一種與第一圖案陣列中之一種圖案部分重疊之圖案。
- 如請求項26之背光組件,其中該光源單元包括至少兩個發光二極體(LED)並根據該光學片材每單位面積之圖案密度減少向單位面積輻照光之發光二極體的數量,以控制安裝於該光源單元上之發光二極體的數量。
- 如請求項26之背光組件,其中該背光組件係安裝於利用背光源顯示圖像之顯示裝置上。
- 如請求項26之背光組件,其中該光學片材包括具有反射片、擴散片、增亮膜(BEF)、反射式偏光增亮膜(DBEF)、包括透鏡圖案片之複合片材及微透鏡陣列(MLA)片中至少一者之片材層且進一步包括堆疊於該第二圖案層下方之片材層。
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