TWI526709B - 光學膜以及包括該光學膜的光學顯示裝置 - Google Patents

光學膜以及包括該光學膜的光學顯示裝置 Download PDF

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朴喆振
金玹映
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Description

光學膜以及包括該光學膜的光學顯示裝置
本發明是關於一種光學膜以及包含該光學膜的光學顯示裝置。更特定言之，本發明是關於一種包含發光材料之光學膜以及包含該光學膜的光學顯示裝置。
在液晶顯示器(LCD)中，使用光學膜之影像顯示元件的效能受背光單元之效能影響極大。這是因為所述元件的運作原理是藉由反射或透射穿過光學膜之光而控制光量。
已提議將各種具有極佳光學效能之光學膜有效應用於影像顯示元件。在那些光學膜中，使用稜鏡片來改良液晶顯示器(LCD)之亮度。因為LCD自身不能發光，所以其自光源(CCFL或LED)獲得光且經導光板使光分散至整個區域。隨後，經漫射片使光轉換成具有更均勻亮度之面光源。在此程序之過程中，自初始光源發射之光的效率不斷降低。若使用稜鏡片，則可藉由使側光變為正面光同時收集反射光來增加亮度。
用作光收集薄片之稜鏡片為具有薄膜可撓性之光學膜，其形成經構造以使得稜鏡圖案在一側呈線性陣列排列之光學圖案，從而改良亮度。
隨著折射率提高，稜鏡膜之特性改良，從而實現高亮度。作為具有高折射率之習知樹脂的代表性實例，通常使 用經溴取代之環氧樹脂。舉例而言，可使用由以下方式產生之環氧樹脂：添加丙烯酸(acrylic acid)至四溴雙酚A(tetrabromobisphenol A)型環氧樹脂以及雙酚A(bisphenol A)型環氧樹脂中，隨後將苯乙烯(styrene)、二乙烯苯(divinylbenzene)、甲基丙烯酸苯甲酯(benzyl methacrylate)以及其類似物混合至所得混合物中。
然而，環氧樹脂之折射率為1.590，其仍然較低。另外，環氧樹脂亦展現較低阿貝數(Abbe's number)32，為了用於光學元件，其需要進一步改良。當燃燒鹵素類樹脂時，其可產生致癌物，諸如多鹵化之芳族二氧雜環己烯(polyhalogenated aromatic dioxin)或多鹵化之二苯并呋喃(polyhalogenated dibenzofuran)。另外，其他的問題是燃燒時所產生之諸如溴化氫(hydrogen bromide)、氯化氫(hydrogen chloride)以及其類似物之氣體可能影響人體以及環境。
此外，已開發出具有胺基甲酸酯鍵(urethane bond)或胺(硫甲醯)基磷酸酯S-烷基酯鍵(thiocarbamoyl phosphate S-alkylester bond)之光學材料，其藉由添加內部脫模劑至活性氫化合物(諸如含有硫原子之芳族聚異氰酸酯(aromatic polyisocyanate)、多元醇(polyol)以及聚硫醇(polythiol))之混合物中，且進行射出成形(injection molding)而形成。然而，這些光學材料之熱穩定性較低且因此具有在硬塗佈時光學產品部分變形之缺點。
另外，如上文所列之大多數具有高折射率之樹脂由於 高黏度、高成本、純度問題以及其類似問題而不適於大量生產及生產應用。
美國專利公開案第2009-0220742號揭露一種具有改良之亮度的反射膜，其可包含聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylate resin)且含有包括至少一種丙烯酸單體(acrylic monomer)之UV可固化樹脂。
本發明之一個態樣提供一種光學膜，其包含基底膜以及形成於基底膜上之光學功能層，其中該基底膜以及該光學功能層中之至少一者可包含發光材料。此處，發光材料可包含螢光材料以及磷光材料中之至少一者。
發光材料之吸收波長可為240奈米至380奈米或420奈米至480奈米，且其光發射波長為520奈米至580奈米。
發光材料可包含UV可固化不飽和官能基。
光學膜可包含茀基(fluorene group)。
本發明之另一態樣提供用於光學膜的樹脂組成物，包括：發光材料，其包括螢光材料以及磷光材料中之至少一者；UV可固化不飽和化合物；以及起始劑。
本發明之另一態樣提供一種包含光學膜之光學顯示裝置。
在本發明的一個實施例中，「光學膜」可包含基底膜 以及形成於基底膜上之光學功能層。
基底膜可與光學功能層一體成形。
圖1為根據本發明之一個實施例之光學膜的透視圖。參考圖1，光學膜100可包含基底膜110以及形成於基底膜110上之光學功能層120。圖1顯示光學功能層可包含兩個光學圖案。然而，光學功能層可包含至少兩個光學圖案。
在本發明之一個態樣中，光學膜可包含螢光材料以及磷光材料中之至少一種發光材料。發光材料可包含於基底膜以及光學功能層中之至少一者中。發光材料可吸收特定波長範圍內之光以改良光學膜之亮度。另外，發光材料具有高折射率以確保光學膜之高折射率，從而不需要使用具有高折射率之樹脂。
發光材料可包含具有發光特性之材料，其可由用作背光單元中之光源的CCFL或LED燈之發射波長範圍內的光激發。
發光材料可包含吸收藍色或UV波長帶中之光且發射綠色波長帶中之光的材料。更特定言之，發光材料之吸收波長可在240奈米至380奈米或420奈米至480奈米之範圍內，且發射波長為520奈米至580奈米。如本文所用之術語「吸收波長」以及「發射波長」可指代使用低濃度樣品(溶劑為THF、CH2Cl2或其混合物，常規的樣品為0.02公克/100毫升)所測定之值。
包含於光學膜中之發光材料的種類可視包括光學膜 之背光單元的光源種類而定。這是因為自背光單元發射的光量在經光學膜反射或透射的同時會被調整。背光單元一般可採用LED或CCFL作為光源。
當背光單元包含LED燈作為光源時，光學膜可包括吸收藍色波長帶中之光且發射綠色波長帶中之光的發光材料。更特定言之，可使用吸收波長為420奈米至480奈米且發射波長為520奈米至580奈米的發光材料。當背光單元包含CCFL作為光源時，光學膜可包括吸收UV波長帶中之光且發射綠色波長帶中之光的發光材料。更特定言之，可使用吸收波長為240奈米至380奈米且發射波長為520奈米至580奈米的發光材料。
發光材料可包含有機螢光或磷光材料、或有機-無機混合螢光或磷光材料。有機-無機混合螢光或磷光材料可意謂在一種材料中包含有機組分與無機組分之發光材料。
無機螢光或磷光材料可吸收自光源(例如LED燈)發射之R、G以及B中特定範圍內的光。因此，為了改良光源效率，應使用多種無機螢光材料以補充R、G以及B中之每一者的波長吸收。然而，在光學膜用的樹脂包含多種無機螢光材料的情況下，在分散性以及色彩座標均勻性方面可能存在問題。相比之下，單獨有機發光材料可展現R、G以及B之波長吸收的互補效應。
螢光材料可包含由下述者選出之至少一者：香豆素衍生物(coumarin derivative)、哌喃衍生物(pyran derivative)、喹吖啶酮衍生物(quinacridone derivative)、 胺基蒽衍生物(aminoanthracene derivative)、稠四苯衍生物(naphthacene derivative)、伸苯基伸乙烯基衍生物(phenylene vinylene derivative)、茀衍生物(fluorene derivative)、萘伸乙烯基衍生物(naphthalene vinylene derivative)以及迫萘衍生物(peri-naphthalene derivative)。特定言之，螢光材料可包含由下述者所組成之族群中選出的至少一者：2,3,6,7-四氫-1,1,7,7-四甲基-1H,5H,11H-10-(2-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1gh]香豆素(2,3,6,7-tetra hydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H,5H,11H-10-(2-benzothiazolyl)quinolizino[9,9a,1gh]coumarin)(產品名稱：C545T)(式1)、4-(二氰基亞甲基)-2-第三丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛雷啶-4-基-乙烯基)-4H-哌喃(E)(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran(E))、N,N'-二甲基-喹吖啶酮(N,N'-dimethyl-quinacridone)(產品名稱：DMQA)(式2)、9,10-雙[N,N-二(對甲苯基)-胺基]蒽(9,10-bis[N,N-di-(p-tolyl)-amino]anthracene)(產品名稱：TTPA)(式3)、9,10-雙[苯基(間甲苯基)-胺基]蒽(9,10-bis[phenyl(m-tolyl)-amino]anthracene)(產品名稱：TPA)(式4)、5,6,11,12-四苯基稠四苯(5,6,11,12-tetraphenyl naphthacene)(產品名稱：紅螢烯(Rubrene))(式5)、聚(對伸苯基伸乙烯基)(poly(p-phenylene vinylene)；PPV)(式6)、聚茀(polyfluorene)、聚(萘伸乙烯基)(poly(naphthalene vinylene)；PNV)、聚迫萘(poly peri-naphthalene；PPN) 以及其混合物。
(其中n為100至500範圍內之整數)。
磷光材料可包含吡啶銥衍生物(pyridine iridium derivative)。特定言之，磷光材料可包含由下述者所組成之族群中選出的至少一者：三[2-(對甲苯基)吡啶]銥(III)(tris[2-(p-tolyl)pyridine]iridium(III)；Ir(mppy)3)(式7)、Ir(piq)3(式8)、雙[3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基](2-羧基吡啶基)銥(III)(bis[3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl](2-carboxypyridyl)iridium(III))(產品名稱：FlrPic)(式9)、三(2-苯基吡啶)銥(III)(Tris(2-phenylpyridine)iridium(III))(產品名稱：Ir(ppy)3)(式10)以及其混合物。
[式10]
發光材料可包含UV可固化不飽和官能基。UV可固化不飽和官能基可為乙烯基以及其類似基團，但不限於此。當發光材料包含UV可固化不飽和官能基時，可與以下UV可固化不飽和化合物進行固化反應，從而改良光學膜之強度及耐久性以及亮度。
存在於光學膜中之發光材料的量可為0.001重量%至0.5重量%，較佳為0.001重量%至0.1重量%。在此範圍內，亮度可得到改良。
存在於基底膜中之發光材料的量可為0.001重量%至0.5重量%，較佳為0.001重量%至0.1重量%。在此範圍內，亮度可得到改良。
存在於光學功能層中之發光材料的量可為0.001重量%至0.5重量%，較佳為0.001重量%至0.1重量%。在此範圍內，亮度可得到改良。
在一個實施例中，光學功能層可為包含發光材料之樹脂組成物的固化產物。舉例而言，樹脂組成物可包含如下文所述之發光材料、UV可固化不飽和化合物、起始劑以及其類似物。詳言之，UV可固化不飽和化合物包含茀衍生物不飽和樹脂；以及由下述者所組成之族群中選出的至少一者：(甲基)丙烯酸苯氧基苯甲酯(phenoxybenzyl (meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸苯基苯氧基乙酯(phenyl phenoxyethyl(meth)acrylate)、乙氧基化二(甲基)丙烯酸硫代二苯酯(ethoxylated thiodiphenyl di(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸苯硫基乙酯(phenylthioethyl(meth)acrylate)單體以及其寡聚物，藉此可增加與基底膜之黏著性以及光學功能層之表面硬度。
光學功能層可具有收集、漫射、透射、折射或反射光之功能，藉此光學膜可用作稜鏡片、漫射片、導光板或其類似物。
光學功能層可具有光學圖案以具有收集、漫射、透射以及折射光之功能。光學圖案可包含稜鏡、雙凸透鏡、微透鏡以及軋花形狀中之至少一者，但不限於此。
在光學功能層中，發光材料之濃度可隨著距光源之距離增大而增加。
光學功能層之厚度(或高度)可為1微米至1,000微米，較佳為1微米至300微米。
在一個實施例中，基底膜可為透明材料之樹脂膜，且可包括玻璃、透明合成樹脂以及其類似物。一般而言，透明合成樹脂可包括聚對苯二甲酸伸乙酯(polyethylene terephthalate)。
基底膜之厚度可為30微米至300微米。
光學膜可使用光學膜用的樹脂組成物來製備。光學膜用的樹脂組成物可用於製備光學膜中之基底膜或光學功能層。
在一個實施例中，製備光學膜之方法可包含：(a)將光學膜用的樹脂組成物塗佈於模具雕刻輥上以形成塗層；(b)使該塗層與基底膜之一側接觸；(c)UV照射基底膜以固化塗層；以及(d)自雕刻輥分離經固化且附著至基底膜之塗層。
考慮到效用，基底膜可為透明基底膜。
塗層之厚度可為0.1微米至1,000微米，較佳為1微米至300微米、0.1微米至50微米、20微米至50微米，更佳為35微米至40微米。
在另一實施例中，製備光學膜之方法可包含：(a)將用於基底膜之樹脂組成物塗佈於離型膜上以形成第一塗層；(b)將用於光學功能層之組成物塗佈於模具雕刻輥上以形成第二塗層；(c)使該第二塗層與該第一塗層之一側接觸；(d)UV照射第一塗層或第二塗層以固化第一塗層以及第二塗層；以及(e)自模具雕刻輥分離經固化之第一塗層以及第二塗層。
用於光學功能層之樹脂組成物可包含UV可固化不飽和化合物以及起始劑。對用於光學功能層之樹脂組成物並無特別限制，只要其用於製備供收集、漫射、透射、折射或反射光所用之膜即可。
光學膜用的樹脂組成物或用於光學功能層之樹脂組成物可藉由在190奈米至400奈米之波長以及150毫焦/平方公分至500毫焦/平方公分之強度下進行UV照射來固化，但不限於此。
光學膜用的樹脂組成物可包含發光材料、UV可固化不飽和化合物以及起始劑。
以下文所述之UV可固化不飽和化合物為100重量份計，所存在之發光材料的量可為0.001重量份至0.5重量份，較佳為0.001重量份至0.1重量份、0.01重量份至0.1重量份、0.005重量份至0.07重量份。在此範圍內，發光材料可具有足夠的光發射效率而色彩座標(x：±30/1000，y：±30/1000)不改變，從而改良亮度。
就固體含量而言，以組成物之100重量份計，所存在之發光材料的量可為0.001重量份至0.5重量份，較佳為0.001重量份至0.1重量份，更佳為0.005重量份至0.1重量份。在此範圍內，亮度可得到改良。
UV可固化不飽和化合物可為獨立的單一組分；或為複合組分，其中UV可固化不飽和化合物化學鍵結至發光材料。
UV可固化不飽和化合物之折射率可為1.61或小於1.61，較佳為1.52至1.605。
UV可固化不飽和化合物之阿貝數可為1.45至1.60。
UV可固化不飽和化合物可包含單官能或多官能UV可固化單體或其寡聚物。藉助於此組分，軟模或鍍鎳金屬模脫離雕刻輥之脫模特性可得到改良。另外，在固化之後，在室溫下或在高溫/高濕度環境下與透明基底膜之黏著性可得到改良，且稜鏡形狀之表面硬度可得到增強。
UV可固化不飽和化合物可為單官能或多官能(甲基) 丙烯酸酯寡聚物、單官能或多官能(甲基)丙烯酸酯單體或其混合物。
作為(甲基)丙烯酸酯寡聚物，可使用(但不限於)典型的(甲基)丙烯酸酯寡聚物。舉例而言，可使用重量平均分子量為1,000公克/莫耳至100,000公克/莫耳之(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
(甲基)丙烯酸酯寡聚物之實例可包含茀(甲基)丙烯酸酯(fluorene(meth)acrylate)、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)、環氧樹脂(甲基)丙烯酸酯(epoxy(meth)acrylate)、聚酯(甲基)丙烯酸酯(polyester(meth)acrylate)、氟(甲基)丙烯酸酯(fluorine(meth)acrylate)、矽酮(甲基)丙烯酸酯(silicone(meth)acrylate)、磷酸酯(甲基)丙烯酸酯(phosphate(meth)acrylate)、經順丁烯二醯亞胺改質之(甲基)丙烯酸酯(maleimide modified(meth)acrylate)以及丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)(acrylate(methacrylate))。這些(甲基)丙烯酸酯寡聚物可單獨使用或以其中兩者或多於兩者之組合形式使用。
茀(甲基)丙烯酸酯(茀衍生物不飽和樹脂)可包含茀結構以及作為不飽和基團之(甲基)丙烯酸酯。
胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可包含由多元醇、異氰酸酯化合物以及(甲基)丙烯酸酯合成，且在分子結構中具有胺基甲酸酯鍵之寡聚物。多元醇之實例可包含聚酯多元醇(polyester polyol)、聚醚多元醇(polyether polyol)、 聚碳酸酯多元醇(polycarbonate polyol)、聚己內酯多元醇(polycaprolactone polyol)、四氫呋喃環氧丙烷開環共聚物(tetrahydrofurane propylene oxide ring-opening copolymer)、聚丁二烯二醇(polybutadiene diol)、聚二甲矽氧烷二醇(polydimethylsiloxane diol)、乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(propylene glycol)、1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、1,5-戊二醇(1,5-pentanediol)、1,6-己二醇(1,6-hexanediol)、新戊二醇(neopentyl glycol)、1,4-環己烷二甲醇(1,4-cyclohexane dimethanol)、雙酚A、氫化雙酚A(hydrogenated bisphenol-A)以及其混合物。異氰酸酯化合物之實例可包含2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-toluene diisocyanate)、1,3-二甲苯二異氰酸酯(1,3-xylene diisocyanate)、1,4-二甲苯二異氰酸酯(1,4-xylene diisocyanate)、1,5-萘二異氰酸酯(1,5-naphthalene diisocyanate)、1,6-己烷二異氰酸酯(1,6-hexane diisocyanate)、異佛酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate)以及其混合物。(甲基)丙烯酸酯之實例可包含含有C1至C50烷基以及羥基之(甲基)丙烯酸酯。
環氧樹脂(甲基)丙烯酸酯可由下述者選出：分子間結構包含以下之主鏈的(甲基)丙烯酸酯寡聚物：2-溴氫醌(2-bromohydroquinone)、間苯二酚(resorcinol)、兒茶酚(catechol)、雙酚(諸如雙酚A、雙酚F、雙酚AD以及雙酚S)、4,4'-二羥基聯苯(4,4'-dihydroxybiphenyl)、雙(4-羥基苯基)醚(bis(4-hydroxyphenyl)ether)以及其類 似物；以及分子間結構包含烷基、芳基、羥甲基、烯丙基、環脂族、鹵素(四溴雙酚A)、硝基以及其類似基團之(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
經順丁烯二醯亞胺改質之(甲基)丙烯酸酯可指代由(甲基)丙烯酸酯以及具有至少兩個順丁烯二醯亞胺基團之化合物製備的寡聚物。(甲基)丙烯酸酯可包括具有C1至C50烷基之(甲基)丙烯酸酯。具有至少兩個順丁烯二醯亞胺基團之化合物可包括由下述者所組成之族群中選出的至少一者：1-甲基-2,4-雙順丁二烯醯亞胺苯(1-methyl-2,4-bismaleimidebenzene)、N,N'-間伸苯基雙順丁二烯醯亞胺(N,N'-m-phenylenebismaleimide)、N,N'-對伸苯基雙順丁二烯醯亞胺(N,N'-p-phenylenebismaleimide)、N,N'-間伸甲苯甲醯基雙順丁烯二醯亞胺(N,N'-m-toluoylene bismaleimide)、N,N'-4,4-伸聯苯基雙順丁二烯醯亞胺(N,N'-4,4-biphenylenebismaleimide)、N,N'-4,4-(3,3'-二甲基伸聯苯基)雙順丁烯二醯亞胺(N,N'-4,4-(3,3'-dimethylbiphenylene)bismaleimide)、N,N'-4,4-(3,3'-二甲基二苯基甲烷)雙順丁烯二醯亞胺(N,N'-4,4-(3,3'-dimethyldiphenylmethane)bismaleimide)、N,N'-4,4-(3,3'-二乙基二苯基甲烷)雙順丁烯二醯亞胺(N,N'-4,4-(3,3'-diethyldiphenylmethane)bismaleimide)、N,N'-4,4-二苯基甲烷雙順丁烯二醯亞胺(N,N'-4,4-diphenylmethane bismaleimide)、N,N'-4,4-二苯基丙烷雙順丁烯二醯亞胺(N,N'-4,4-diphenylpropanebismaleimide)、N,N'-4,4-二苯醚 雙順丁烯二醯亞胺(N,N'-4,4-diphenyletherbismaleimide)、2,2-雙(4-(4-順丁烯二醯亞胺苯氧基)苯基)丙烷(2,2-bis(4-(4-maleimidephenoxy)phenyl)propane)、2,2-雙(3-第三丁基-4-(4-順丁烯二醯亞胺苯氧基)苯基)丙烷(2,2-bis(3-t-butyl-4-(4-maleimidephenoxy)phenyl)propane)、1,1-雙(4-(4-順丁烯二醯亞胺苯氧基)苯基)癸烷(1,1-bis(4-(4-maleimidephenoxy)phenyl)decane)、4,4'-亞環己基雙(1-(4-順丁烯二醯亞胺苯氧基)-2-環己基苯(4,4'-cyclohexylidene bis(1-(4-maleimidephenoxy)-2-cyclohexylbenzene)、2,2-雙(4-(4-順丁烯二醯亞胺苯氧基)苯基)六氟丙烷(2,2-bis(4-(4-maleimidephenoxy)phenyl)hexafluoropropane)以及其混合物。
(甲基)丙烯酸酯寡聚物較佳可包含茀(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
作為(甲基)丙烯酸酯單體，可使用(但不限於)本領域中常使用之任何(甲基)丙烯酸酯單體。
舉例而言，(甲基)丙烯酸酯單體可為由下述者選出之至少一者：(甲基)丙烯酸苯甲酯(benzyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸苯氧基苯甲酯、(甲基)丙烯酸苯基苯氧基乙酯、1,6-己二醇單(甲基)丙烯酸酯(1,6-hexanediol mono(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯(2-hydroxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯(2-hydroxypropyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯(2-hydroxybutyl(meth)acrylate)、 (甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯(2-hydroxy-3-phenyloxypropyl(meth)acrylate)、1,4-丁二醇(甲基)丙烯酸酯(1,4-butanediol(meth)acrylate)、(甲基)丙烯醯基磷酸2-羥乙酯(2-hydroxyethyl(meth)acryloyl phosphate)、(甲基)丙烯酸4-羥基環己酯(4-hydroxycyclohexyl(meth)acrylate)、新戊二醇單(甲基)丙烯酸酯(neopentylglycol mono(meth)acrylate)、三羥甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯(trimethylolethane di(meth)acrylate)、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane di(meth)acrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tri(meth)acrylate)、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tetra(meth)acrylate)、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritol penta(meth)acrylate)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritol hexa(meth)acrylate)、甘油二(甲基)丙烯酸酯(glycerin di(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯(tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸異癸酯(iso-decyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸硬脂醯酯(stearyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸月桂酯(lauryl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯(2-phenoxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸異冰片酯(isobornyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸十三烷酯(tridecyl(meth) acrylate)、乙氧基添加型壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯(ethoxy addition type nonylphenol(meth)acrylate)、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(ethylene glycol di(meth)acrylate)、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(diethylene glycol di(meth)acrylate)、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(triethylene glycol di(meth)acrylate)、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(t-ethylene glycol di(meth)acrylate)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(polyethylene glycol di(meth)acrylate)、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(1,3-butylene glycol di(meth)acrylate)、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(tripropylene glycol di(meth)acrylate)、乙氧基添加型雙酚A二(甲基)丙烯酸酯(ethoxy addition type bisphenol-A di(meth)acrylate)、環己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯(cyclohexane dimethanol di(meth)acrylate)、苯氧基-三乙二醇(甲基)丙烯酸酯(phenoxy-t-glycol(meth)acrylate)、磷酸2-甲基丙烯醯氧基乙酯(2-methacryloyloxyethyl phosphate)、二羥甲基三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯(dimethylol tricyclodecane di(meth)acrylate)、三羥甲基丙烷苯甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane benzoate(meth)acrylate)、茀(甲基)丙烯酸酯、雙酚F(甲基)丙烯酸酯(bisphenol F(meth)acrylate)、雙酚A環氧樹脂(甲基)丙烯酸酯(bisphenol A epoxy(meth)acrylate)、酚醛清漆環氧樹脂(甲基)丙烯酸酯(novolac epoxy(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸苯基苯氧基乙酯、乙氧基化二(甲基)丙烯酸硫代二苯 酯、(甲基)丙烯酸苯硫基乙酯以及其混合物。
在一個實施例中，UV可固化不飽和化合物可包含(甲基)丙烯酸酯寡聚物以及(甲基)丙烯酸酯單體之混合物。較佳地，(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包含茀衍生物不飽和樹脂，且(甲基)丙烯酸酯單體可包含(甲基)丙烯酸苯氧基苯甲酯、(甲基)丙烯酸苯基苯氧基乙酯、乙氧基化二(甲基)丙烯酸硫代二苯酯、(甲基)丙烯酸苯硫基乙酯或其混合物中之一或多者。
在混合物中，所存在之(甲基)丙烯酸酯寡聚物的量可與(甲基)丙烯酸酯單體的量相同或大於(甲基)丙烯酸酯單體的量，以使得(甲基)丙烯酸酯寡聚物與(甲基)丙烯酸酯單體之重量比可為1或大於1，較佳為1至2。
在一個實施例中，UV可固化不飽和化合物可包含100重量份之(甲基)丙烯酸酯寡聚物以及30重量份至100重量份、較佳50重量份至100重量份之(甲基)丙烯酸酯單體或由其製備之寡聚物。在此範圍內，化合物之黏度可為適用於所述製程之1000厘泊(cPs)或小於1000厘泊，且可防止折射率降低同時確保聚合物主鏈之可撓性，從而防止膜產生之後出現破裂。
就固體含量而言，存在於100重量份組成物中之UV可固化不飽和化合物的量可為90重量份至99重量份，較佳為95重量份至98重量份。在此範圍內，亮度可得到改良。
起始劑可用於固化光學膜用的樹脂組成物以形成光 學膜。可使用光聚合起始劑、自由基起始劑以及其類似物。起始劑之實例包含丙酮、酮、氧化膦、甲酸酯以及磷酸酯起始劑，但不限於此。
以UV可固化不飽和化合物為100重量份計，所存在之起始劑的量可為0.01重量份至10重量份，較佳為0.1重量份至10重量份，更佳為2重量份至5重量份。在此範圍內，可得到較高光反應性而不使光學膜之機械強度劣化，且殘餘起始劑可防止光學特性劣化。
存在於100重量份組成物中之起始劑的量可為0.5重量份至9.5重量份，較佳為1重量份至4重量份。在此範圍內，由於足夠的光反應性而可確保稜鏡之機械特性，且可防止光學特性劣化，諸如防止光學膜發黃。
光學膜用的樹脂組成物可更包含酯型反應性添加劑。
酯類反應性添加劑可增強固化用於光學膜之組成物之後與基底膜之黏著性。
酯類反應性添加劑之實例可包含酯型(甲基)丙烯酸酯，諸如經聚酯改質之聚矽氧烷(甲基)丙烯酸酯(polyester modified polysiloxane(meth)acrylate)、聚酯羥基二甲基聚矽氧烷(甲基)丙烯酸酯(polyester hydroxyl dimethylpolysiloxane(meth)acrylate)以及其混合物，但不限於此。市售酯類反應性添加劑之實例可包含ECX4114、ECX5031、ECX6025、PHOTOMER4846(科尼有限公司(COGNIS Co.,Ltd.))以及其類似物。
以UV可固化不飽和化合物為100重量份計，所存在 之酯類反應性添加劑的量可為0.5重量份至5重量份，較佳為0.6重量份至3重量份。在此範圍內，在固化用於光學膜之組成物之後與透明基底膜之黏著性可得到改良，且可防止稜鏡膜之折射率降低。
光學膜用的樹脂組成物可更包含矽酮反應性樹脂。
矽酮反應性樹脂可改良組成物自模具脫模時的脫模特性。作為矽酮反應性樹脂，可使用典型聚醚矽氧烷共聚物或有機經改質聚矽氧烷化合物。市售矽酮反應性樹脂之實例可包含畢克(BYK)UV-3500、畢克UV-3530(皆購自畢克有限公司(BYK Co.,Ltd.))或迪高平滑劑(TEGO Glide)-100、迪高平滑劑-ZG400、迪高平滑劑-450(皆購自迪高有限公司(TEGO Co.,Ltd.))以及其類似物。
就固體含量而言，存在於組成物中之矽酮反應性樹脂的量可為0.01重量%至8重量%。在此範圍內，可改良脫模特性而不使高溫/高濕度條件下界面之間的黏著性以及稜鏡之機械及光學特性劣化。較佳地，所存在之矽酮反應性樹脂的量為0.01重量%至2重量%。
光學膜用的樹脂組成物可更包含典型添加劑。
添加劑可由下述者所組成的群族中選出：抗靜電劑、抗氧化劑、UV吸收劑、光穩定劑、聚合抑制劑、調平劑、界面活性劑以及潤滑劑。
如使用發射波長589.3奈米之光的D光鈉燈所量測，光學膜用的樹脂組成物的折射率可為1.55或大於1.55，較佳為1.556至1.582。
光學膜用的樹脂組成物在25℃下的黏度可為100厘泊至1,000厘泊。
在本發明之另一態樣中，光學顯示裝置可包含光學膜。在光學顯示裝置中，光學膜可作為稜鏡片、漫射片或導光板包含在內。光學顯示裝置可包含液晶顯示器，其中液晶顯示器中之光源可包含LED燈或CCFL。
接著，將參考以下實例更詳細地說明本發明之組成及功能。提供這些實例僅為了說明，且不應理解為以任何方式限制本發明。此處將省略對本領域的技術人員顯而易知之細節的描述。
實例以及比較實例中所用之組分的細節如下：
(A)發光材料：
(A1)N,N'-二甲基-喹吖啶酮(DMQA，LT-E503)(吸收波長：294.510奈米(在THF中)，光發射波長：523奈米(在THF中))
(A2)9,10-雙[N,N-二(對甲苯基)-胺基]蒽(TTPA，LT-N507)(吸收波長：294.471奈米(在CH2Cl2中)，光發射波長：554奈米(在CH2Cl2中))
(A3)9,10-雙[苯基(間甲苯基)-胺基]蒽(TPA，LT-N508)(吸收波長：292.458奈米(在CH2Cl2中)，光發射波長：532奈米(在CH2Cl2中))
(A4)2,3,6,7-四氫-1,1,7,7-四甲基-1H,5H,11H,10-[2-苯并噻唑基]喹嗪并[9,9a,1gh]香豆素(C545T，LT-E502)(吸收波長：473奈米(在THF中)，光發射波長：506奈米(在 THF中))
(A5)三[2-(對甲苯基)吡啶]銥(III)；Ir(mppy)3
(B)UV可固化不飽和化合物：
(B1)茀衍生物不飽和樹脂(BPF-022，韓農化工公司(HANNONG CHEMICALS INC.)，折射率：1.601)
(B21)丙烯酸苯氧基苯甲酯(折射率：1.56)
(B22)丙烯酸苯基苯氧基乙酯(折射率：1.54)
(C)起始劑：
(C1)豔佳固(Irgacure)184
(C2)大洛固(Darocure)TPO
(C3)豔佳固1174
(D)酯類反應性添加劑：酯類丙烯酸酯(ECX4114)
(E)無機螢光材料：由德山金屬有限公司(DUKSAN HI-METAL CO.,LTD.)生產
(E1)DPP-201R(組成(Y，Gd)BO3：Eu，光發射波長：紅色，593奈米)
(E2)DPP-501B(組成BaMgAl10017：Eu，光發射波長：藍色，450奈米)
實例1至實例12
藉由以下方式製備光學膜用的組成物：以表1以及表2中所列之量混合UV可固化不飽和化合物與起始劑，添加發光材料至所得混合物中且藉助於攪拌器使其混合。
比較實例1
除了不使用發光材料之外，以與實例1相同之方式製 備光學膜用的組成物。
比較實例2至比較實例3
除了使用無機螢光材料E-1(比較實例2)或無機螢光材料E-2(比較實例3)替代發光材料之外，以與實例1相同之方式製備光學膜用的組成物。
比較實例4
除了不使用發光材料之外，以與實例9相同之方式製備光學膜用的組成物。
製備光學膜
將以上製備的光學膜用的樹脂組成物塗佈於上面雕刻有稜鏡層之金屬模上，使用配備有D型燈泡之無電極UV照射器(600瓦/吋)在250毫焦/平方公分至500毫焦/平方公分之強度以及190奈米至400奈米之波長下進行UV照射，其中透明PET基底膜(聚對苯二甲酸伸乙酯膜)之一側接觸雕刻模上之塗層，以使組成物光固化。使黏著至透明基底膜之固化塗層自金屬模脫模以在基底膜之一側上獲得具有稜鏡層之光學膜。將光學膜高度調整至35微米至40微米。
針對如下文所說明之物理特性，測試所製備之光學膜。結果概述於表1以及表2中。
(1)折射率：使用折射計(型號：1T，愛宕阿貝(ATAGO ABBE)，日本)量測組成物之折射率。使用589.3奈米之D型鈉燈作為光源。
(2)亮度(燭光/平方公尺(Cd/m2))：將稜鏡膜固定 至用於32吋液晶顯示面板之背光單元上。隨後，使用分光光度計(型號：SR3，拓普康公司(TOPCON Company)，日本)在液晶顯示面板上之13個點以及5個點處量測亮度，且取量測值之平均值。在背光單元中，個別地使用LED燈以及CCFL燈來分別量測亮度1以及亮度2。另外，將稜鏡膜固定至用於15.6吋液晶顯示面板之背光單元上。隨後，使用分光光度計(型號：BM-7，拓普康公司，日本)在液晶顯示面板上之13個點以及5個點處量測亮度，且取量測值之平均值(亮度3)。
(3)視角：使用與量測亮度所採用之裝置相同的裝置，自右至左以0°至180°之斜率量測視角。在背光單元中，個別地使用LED燈以及CCFL燈來分別量測視角1以及視角2。
(4)分散性：混合螢光添加劑與現有UV樹脂組成物，或使用離心分離器或攪拌器分散呈高極性單體形式之螢光添加劑，隨後根據樹脂組分比來混合組成物。在室溫下24小時後，根據沈澱物的存在評估分散性。當測定分散性良好時，將其評估為O，且當測定分散性不好時，將其評估為X。
(5)色彩座標：使用如上述項目(2)所指示之分光光度計與亮度一起量測色彩座標。
(6)UV發黃：在室溫下於波長為340奈米之UV燈下，以68毫瓦/平方公尺以及125焦耳進行UV照射且保持1小時之後，使用發黃測試器SMCM-H5K1(賽明博威 創有限公司(Sei-myung Vactron Co.Ltd.))量測UV發黃。
(7)黏著力：將樹脂組成物塗佈於透明PET基底膜上且固化之後，移除基底膜。將固化層切割成100個矩陣小區，每個小區之面積為10×10平方毫米。使膠帶附著至所述小區且在垂直剝離層時量測自膠帶剝離之小區數目。當測定黏著力良好時，將其評為O，且當測定黏著力不好時，將其評為X。
(8)脫模特性：將如本發明實例中所提及之組成物引入聚酯基底膜與上面雕刻有稜鏡形狀之金屬模之間。層壓後，以0至10之等級評估基底膜自金屬模脫模時的脫模特性，10定義為極佳脫模特性。
(9)耐刮擦性(公克)：將組成物塗佈於透明PET基底膜上且固化之後，翻轉固化稜鏡層以接觸防眩光側，在防眩光側上置放0公克至100公克之砝碼。使砝碼在5公分距離上往復運動三次且量測當稜鏡層開始出現刮痕時之質量。
如表1所示，本發明之光學膜與包含無機螢光材料之比較實例相比具有較高亮度，且不顯示在無機螢光材料之分散性或色彩座標均勻性方面的問題。
如表2所示，可見使用包含本發明發光材料之樹脂組成物形成稜鏡薄層的實例9至實例11顯示較高亮度，與比較實例4相比改良約6%至25%。另外，所述稜鏡薄層之折射率、發黃、黏著力、脫模特性以及其類似特性類似於不包含發光材料之稜鏡薄層的情況。此提供了適於製程條件之黏度，繼而在脫離雕刻輥之脫模特性方面展示極佳可靠性。由此可見，可在不使用具有高折射率以及高黏度之樹脂的情況下得到極佳亮度結果。當將實例12與比較實例4進行比較時，可見實例12顯示顯著改良之耐刮擦性，但亮度類似。由於藉由使用發光材料所引起的亮度增強效應 之故，可減少具有高折射率但不良耐刮擦性之茀衍生物不飽和樹脂的量，繼而增強耐刮擦性而不造成亮度劣化。
儘管本文中已描述一些實施例，但本發明不受這些實施例限制且可以各種方式實現。另外，本領域的技術人員應瞭解，在不背離本發明之精神以及範疇的情況下可實行各種修改、變更以及等效實施例。因此，這些實施例僅為了說明而提供，且不應理解為以任何方式限制本發明。
100‧‧‧光學膜
110‧‧‧基底膜
120‧‧‧光學功能層
圖1為根據本發明之一個實施例之光學膜的透視圖。
100‧‧‧光學膜
110‧‧‧基底膜
120‧‧‧光學功能層

Claims (13)

  1. 一種光學膜，包括：基底膜；以及光學功能層，其形成於所述基底膜上，其中所述基底膜以及所述光學功能層中之至少一者包括發光材料，且所述發光材料包括螢光材料以及磷光材料中之至少一者，其中所述發光材料之吸收波長為240奈米至380奈米或420奈米至480奈米，且其光發射波長為520奈米至580奈米。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中所述發光材料包括UV可固化官能基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中所述螢光材料包括由下述者所組成之族群中選出的至少一者：2,3,6,7-四氫-1,1,7,7-四甲基-1H,5H,11H-10-(2-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1gh]香豆素、4-(二氰基亞甲基)-2-第三丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛雷啶-4-基-乙烯基)-4H-哌喃(E)、N,N'-二甲基-喹吖啶酮、9,10-雙[N,N-二(對甲苯基)-胺基]蒽、9,10-雙[苯基(間甲苯基)-胺基]蒽、5,6,11,12-四苯基稠四苯、聚(對伸苯基伸乙烯基)(PPV)、聚茀、聚(萘伸乙烯基)(PNV)、聚迫萘(PPN)以及其混合物；且其中所述磷光材料包括由下述者所組成之族群中選出的至少一者：三[2-(對甲苯基)吡啶]銥(III)、雙[3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基](2-羧基吡啶基)銥(III)、三(2-苯基吡啶)銥(III)以及其混合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中所述光學膜包括茀基。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中存在於所述光學膜中之所述發光材料的量為0.001重量%至0.5重量%。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中所述光學功能層包括由稜鏡、雙凸透鏡、微透鏡以及軋花形狀中選出之至少一種光學圖案。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中所述光學膜是用作稜鏡片、漫射片或導光板。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中所述光學膜包括樹脂組成物的固化產物，所述樹脂組成物含所述發光材料、UV可固化不飽和化合物以及起始劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光學膜，其中所述UV可固化不飽和化合物包括茀衍生物不飽和樹脂；以及由下述者所組成之族群中選出的至少一者：(甲基)丙烯酸苯氧基苯甲酯、(甲基)丙烯酸苯基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯硫基乙酯以及其混合物。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之光學膜，其中所述樹脂組成物更包括酯類反應性樹脂以及矽酮反應性樹脂中之至少一者。
  11. 一種樹脂組成物，用於光學膜，包括：發光材料，其包括螢光材料以及磷光材料中之至少一者，其中所述發光材料之吸收波長為240奈米至380奈米或420奈米至480奈米，且其光發射波長為520奈米至580奈米； UV可固化不飽和化合物；以及起始劑，其中以所述UV可固化不飽和化合物為100重量份計，所述發光材料的量為0.001重量份至0.5重量份，以所述UV可固化不飽和化合物為100重量份計，所述起始劑的量為0.01重量份至10重量份。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之樹脂組成物，更包括：酯類反應性樹脂以及矽酮反應性樹脂中之至少一者。
  13. 一種光學顯示裝置，包括如申請專利範圍第1項所述之光學膜。
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