TWI553349B - 光學片 - Google Patents

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Description

光學片
本發明涉及一種能夠用於液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display，LCD)的光學片。
作為用於對光學顯示裝置的表面，在法線方向或軸線方向增加光學顯示裝置所發出的光的輝度的光學片類的一例，可以列舉具有線性稜鏡元件等陣列之被結構化的表面的聚光型光學片。
尤其，在聚光型光學片中，為了增加軸線上的光量，密集地排列具有互相大致垂直90°的稜鏡元件的兩個聚光型光學元件是本領域公知的。但是，使用這樣的結構的光學顯示裝置可以顯示可視之明顯的亮點、條紋、線等。這樣的光耦合(wet-out)狀態由互相接觸或幾乎接觸的相鄰的薄膜的表面之間的光學耦合所導致的。為了克服這樣的狀況，可以以限制薄膜之間的接觸的方式組合排列高度高低的稜鏡。
另一方面，稜鏡元件一般其端面為三角形，形成由頂端，但是已知這樣的結構對於增加白光中所發出的軸線上的光量最有效。但是，這樣的頂端較容易破損，導致在薄膜產生劃傷(scratch)等問題。對此，為了防止組裝背光單元(Back light Unit，BLU)後運送到LCD模組組裝公司的過程中基於外部異物等的劃傷以及白點的不良，需要使用保護薄膜用薄膜，尤其使用被稱為虛置薄片(dummy sheet)的薄膜。但是，虛置薄片雖然防止外部異物等的流入從而保護聚光型光學片，但製造LCD模組時必須去除。從聚光型光學片去除虛置薄片後，通常容易產生黏著斑點，這樣的黏著斑點最終成為光學片的外觀劣化的主要原因。
本發明的目的在於提供一種防止基於薄膜間接觸產生的光耦合，防止劃傷的同時在黏著其他的預備虛置薄片後被變形時也能夠使基於黏著斑點的光學片的性能劣化最小化的光學片。
本發明提供的光學片，其包含排列了其端面為三角形的柱狀的多個立體結構的結構層，結構層重複以具有相同高度的5至20個的立體結構為一組的均等圖形群，在均等圖形群之間包括不均等圖形，該不均等圖形由具備與形成圖形群的立體結構相比高度高、且柱子的頂端具有持有上下振幅的波形的形狀的立體結構構成。
為了使與稜鏡峰的接觸面積最小化而防止虛置薄片斑點以及光耦合，基於較佳一實施例的光學片中，不均等圖形的立體結構的高度與形成均等圖形的各個立體結構的高度相比至少高於10%。
更較佳一實施例的光學片中，不均等圖形的立體結構的高度與形成均等圖形的各個立體結構的高度相比至少高於15~25%。
而且，為了使與稜鏡峰的接觸面積最小化而防止虛置薄片斑點以及光耦合，基於較佳一實施例的光學片中，不均等圖形的立體結構的寬度與形成均等圖形的各個立體結構的寬度相比至少寬10%。
更較佳一實施例的光學片中，不均等圖形的立體結構的寬度與形成均等圖形的各個立體結構的寬度相比至少寬15~25%。
本發明一實施例的光學片中，結構層可以由從包含紫外線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂的高分子樹脂中選擇的樹脂形成。
下面參照所附的附圖更詳細地說明本發明。
第1圖是本發明一實施例的光學片的立體圖，第2圖是第1圖的剖視圖，第3圖是用於與本發明一實施例的光學片的結構特徵產生效果進行對比的光學片的立體圖。
本發明的光學片包含結構層100。
結構層100包含多個立體結構，具體地立體結構的端面是三角形的柱狀。
在本發明一實施例的光學片中，結構層100重複以具有相同高度的5至20個立體結構為一組的均等圖形群，在均等圖形群之間包括不均等圖形，該不均等圖形由具備與形成圖形群的立體結構相比高度高、且柱子的頂端具有持有上下振幅的波形的形狀的立體結構構成。
在第1圖和第2圖中圖示了形成均等圖形群10的立體結構的數量為7個的情形，但本發明並不限於此，考慮與虛置薄片的黏著面積，理想的是形成均等圖形群10的立體結構的數量為5~20個。
本發明一實施例的光學片的結構層中，均等圖形群10的端面為三角形、且具有柱形形狀，其高度h相同的立體結構連續5~20個而構成一組的圖形。在此，柱形形狀可以理解為其頂端11為直線形。
只有這樣的均等圖形群10連續，就可以兩張光學片接觸從而可以發生光耦合，而且立體結構的高度h都相等，從而接觸面增加，所以發生劃傷的可能性較高。
考慮這樣的問題點，本發明一實施例的光學片在結構層100的均等圖形群10之間包含不均等圖形20。
不均等圖形20是其高度h’比形成均等圖形群10的各個立體結構的高度h高的立體結構，包含具有這樣的高度差的不均等圖形20，所以能夠防止兩張薄膜間光耦合，而且可以提高耐劃傷性。
進一步，這樣的不均等圖形20是其頂端21與形成均等圖形群10的各個立體結構的頂端11不同地具有上下振幅的波形形狀。
如第3圖所示，與形成均等圖形群10的立體結構具有高度段差的不均等圖形20’位於均等圖形群10之間的情況下，能夠防止薄膜之間的光耦合或提高耐劃傷形，但是這樣的光學片對於防止基於虛置薄片產生的黏著斑點有一定的界限。也就是，包含黏著層的虛置薄片如第3圖所示搭在不均等圖形20’的情況下，黏著層與直線形頂端22全部接觸，此時為了光學裝置的製造而去除虛置薄片後也在光學片上殘留黏著斑點的可能性較大。
與此相對，如第1圖至第2圖圖示，在具有高度段差且其頂端為波形的不均等圖形20的情況下，可以使虛置薄片的黏著層與光學片接觸的面最小化，並且可以使兩張光學片的接觸面積也最小化，從而能夠實現防止光耦合、耐劃傷性的提高以及基於黏著斑點導致的光學片性能劣化的最小化。
在這樣的本發明一實施例的光學片中，不均等圖形20的高度h’比形成均等圖形群10的各個立體結構的高度h高，但考慮使虛置薄片黏著層和光學片的接觸面積最小化的一面時，理想的是h’比h至少大10%，而且理想的是h’比h至少大15~25%。
而且，在本發明一實施例的光學片中，不均等圖形20的寬度p’可以比形成均等圖形群10的各個立體結構的寬度p寬，這是由於考慮印刻圖形的工程容易度的情況下，在立體結構的頂角相同時隨著其高度變高，寬度自然變寬。基於這樣的考慮時，不均等圖形20的寬度p’比形成均等圖形群10的各個立體結構的寬度至少寬10%，而且理想的是p’比p寬15~25%。
而且，在本發明一實施例的光學片中，不均等圖形20’的頂端22是具有上下振幅的波形，當然振幅的週期或高度可以考慮與虛置薄片的黏著層和光學片的接觸面積的最小化而適當地調節。
基於這樣的考慮，波形的振幅a至少是5μm以上，振動週期b可以至少是50μm以上。
作為構成上述結構層100的樹脂是硬化型樹脂，只要是光透過性材料，就沒有特別限定。即、只要是包含紫外線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂的高分子樹脂，就沒有限制而可以使用，此時可以考慮與後述的基材層之間的折射率而調節所使用的高分子樹脂。
另一方面，可以把這樣的結構層100形成在其他的基材層上，基材層可以使用聚酯合成纖維(polyethylene terephthalate)樹脂、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate)樹脂、聚碳酸酯(polycarbonate)樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚苯乙烯或苯乙烯-丙烯酸共聚物等材料。
上述基材層的厚度在有利於機械強度、熱穩定性和柔韌性，以及在防止透光率的損失方面，可以是10~1000μm，更理想的是15~400μm。
在結構層100上，形成均等圖形群10的各個立體結構的高度h或寬度p並沒有特別的限定，但通常的高度可以是10~30μm，寬度可以是25~60μm。
這樣的本發明的聚光型光學片可以用現有的習知技術製作。也就是，在基材層的一面塗佈包含紫外線硬化樹脂或熱硬化性樹脂的造液並進行硬化而形成結構層100。
以下，通過實施例來更詳細地說明本發明，但是本發明並不限於下面的實施例。
實施例1
作為基材層使用了125μm的聚酯合成纖維薄膜H32P(KOLON公司) (折射率：1.49)。
通過以節距p為50μm、高度h為25μm的7個三角柱形狀形成一組均等圖形群10、和節距p’為60μm，高度h’為30μm、其頂端面的波形的振幅a為5μm、振動週期b為100μm的不均等圖形20構成的模型，注入丙烯酸類紫外線硬化型樹脂組成物來硬化紫外線以形成結構層，由此製造了如第1圖~第2圖圖示的光學片。
實施例2
在上述實施例1中，除了結構層的不均等圖形20的節距p’為56μm，高度h’為27μm以外，其他以同樣的方法製造了光學片。
實施例3
在上述實施例1中，除了結構層的不均等圖形20的頂端面的波形的振幅為3μm、振動週期b為100μm，以同樣的方法製造了光學片。
比較例1
以與上述實施例1~3相同的方法製造光學片，但將不均等圖形的頂端與均等圖形的立體結構相同地製造成直線型。
這與第3圖的結構相同。
比較例2
以與上述實施例相同的方法製造光學片，但結構層的節距p為50μm，高度h為25μm。
比較例3
以與上述實施例相同的方法製造光學片，但結構層的節距p為50μm，高度h為25μm、振幅a為5μm、振動週期b為100μm。
對從上述實施例1~3以及比較例1~3得到的各個光學片如下地進行了評價。
(1)光耦合發生
將兩張基於上述各實施例以及比較例的光學片配置在多個玻璃板之間，對玻璃板施加壓力後觀察在薄膜所發生之基於過度貼緊的光耦合(wet-out)現象，根據各現象的發生程度如下地進行相對評價。
Wet-out：發生←◎-○-△-×→未發生
(2)耐劃傷性評價
為了耐劃傷性評價而使用了如第4圖的測定儀。
在第4圖中，放置上部薄片(Up sheet)(44% Haze pol.)，評價光學片(實施例以及比較例的薄片，在移動方向垂直劃線(vertical cutting))，移動支撐台(玻璃板，移動速度30cm/min)，砝碼(10g，50g層積使用，接觸部位半徑20mm)，測定儀TOYOSEI摩擦係數測定儀。
將評價光學片()固定在測定儀。
此後，使測定試料()結構層位於上部，定位在移動支撐台()之後固定(使用膠布)。此後，使Up sheet的渾濁斑點(Haze)處理面與結構層相對，並固定在測定儀閂扣上。此後，將砝碼()層積在Up sheet上部，以一定速度移動移動支撐台()。
如下地確認評價結果。
1)　點亮背光單元(導光板/擴散片)後放置試料確認損傷
2)　以不能觀察損傷的最大的砝碼重量來定義劃傷
(3)　發生黏著斑點
在上述各實施例以及比較例的光學片上面黏著虛置薄片經過15天後，根據黏著斑點的發生程度如下地進行了相對評價。
黏著斑點：發生←◎-○-△-×→　未發生
(4)輝度
通過利用TOPCON公司的BM7來測定輝度，通過去除除了白光背光單元(BLU，26寸)內反射片外的所有的薄膜類，僅僅使用“光擴散薄膜1張+實施例以及比較例的光學薄膜各1張”的組合，與比較例2的光學薄膜的輝度進行對比而得的輝度增加量來測定上述實施例以及比較例所製造的光學薄膜的輝度值。
根據上述結果可以知道通過基於不均等圖形的接觸面積的最小化來可以防止光耦合，提高耐劃傷性以及使基於黏著半點的光學片性能劣化最小化。
10．．．均等圖形群
11．．．頂端
20、20’．．．不均等圖形
21、22．．．頂端
100．．．結構層
第1圖是本發明一實施例的光學片的立體圖；
第2圖是第1圖的剖視圖；
第3圖是用於與本發明一實施例的光學片的結構特徵進行對比的另一光學片的立體圖；以及
第4圖是本發明一實施例的光學片的抗劃傷性的測定儀。
10．．．均等圖形群
11．．．頂端
20．．．不均等圖形
21．．．頂端
100．．．結構層

Claims (2)

  1. 一種光學薄片，包括：一結構層，包含複數個立體結構，該等立體結構相互排列，且該等立體結構之端面為三角形的柱狀，該結構層中具有複數個均等圖形群，各均等圖形群具有相同高度的5至20個該等立體結構、以及一不均等圖形設在二該等均等圖形群之間，該不均等圖形具有比該等均等圖形群中的該等立體結構的高度還要高的立體結構、且該不均等圖形的該立體結構的頂端具有持有上下振幅的一波形形狀，其中該不均等圖形的該立體結構的高度比該等均等圖形群的該等立體結構的高度高15~25%，以及其中該不均等圖形的該立體結構的寬度比該等均等圖形群的該等立體結構的寬度寬15~25%。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的光學薄片，其中該結構層由從包含一紫外線硬化型樹脂或一熱硬化型樹脂的高分子樹脂中選擇的樹脂形成。
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