TWI606284B - 隨機散布式反射偏光器 - Google Patents

隨機散布式反射偏光器 Download PDF

Info

Publication number
TWI606284B
TWI606284B TW105120242A TW105120242A TWI606284B TW I606284 B TWI606284 B TW I606284B TW 105120242 A TW105120242 A TW 105120242A TW 105120242 A TW105120242 A TW 105120242A TW I606284 B TWI606284 B TW I606284B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
reflective polarizer
dispersion
pattern
group
layer
Prior art date
Application number
TW105120242A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201701034A (zh
Inventor
高勝鎮
曹德載
李晃圭
Original Assignee
Ｔｏｒａｙ化學有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｔｏｒａｙ化學有限公司 filed Critical Ｔｏｒａｙ化學有限公司
Publication of TW201701034A publication Critical patent/TW201701034A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI606284B publication Critical patent/TWI606284B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G02F1/133536—Reflective polarizers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0056—Means for improving the coupling-out of light from the light guide for producing polarisation effects, e.g. by a surface with polarizing properties or by an additional polarizing elements

Description

隨機散佈式反射偏光器
本發明涉及一種隨機散佈式反射偏光器，尤其提供一種可以最小化光損失、極大化亮度提高的隨機散佈式反射偏光器。
平面顯示技術的主流是已經獲得廣大市占率的液晶顯示器(LCD)、投影顯示器及等離子體顯示器(PDP)。場效發射顯示器(FED)及電致發光顯示器(ELD)等也得益於相關技術的提升而被認為將佔有符合各自特性的相應領域。目前，液晶顯示器的使用範圍正擴展到筆記本電腦、個人電腦(PC)顯示器、液晶電視、汽車、航空飛行器等領域，其佔有80%左右的平面顯示器市場，而且由於全世界對液晶顯示器的需求急速增加而依然處于蓬勃發展的階段。
現有液晶顯示器在一對光吸收型光學膜之間配置液晶與電極基質(matrix)。液晶顯示器借助施加電壓到兩個電極而產生的電場驅使液晶部移動，從而具備隨其改變的光學狀態。這種處理方式利用特定方向的偏光而將具有資訊的“圖元”顯示為影像。因此，液晶顯示器包含誘導偏光的正面光學膜及背面光學膜。
所述液晶顯示器所使用的光學膜未必能有效率地利用背光所發射的光線。這是因為從背光發生的光線中50%以上由背面光學膜(吸收型偏光膜)吸收。因此，為了在液晶顯示器中提高背光光線的使用效率而在光學腔與液晶組件之間安裝反射式偏光器。
圖1為顯示現有反射式偏光器的光學原理之圖形。具體地說，自所述光學腔導向到液晶組件的P偏光透射所述反射式偏光器而傳遞到所述液晶組件。自所述反射式偏光器反射到光學腔的S偏光在所述光學腔的擴散反射面被反射成其偏光方向呈隨機化的狀態，並且再次傳遞到反射式偏光器，最後，S偏光被轉換成可通過所述液晶組件的偏光器的P偏光，因此，轉換的P偏光通過所述反射式偏光器而傳遞到液晶組件。
所述反射式偏光器對於入射光線的S偏光的選擇性反射與P偏光的透射作用，是在具有非等向性折射率的平板上的光學層與具有等向性折射率的平板上的光學層互相交替堆疊的狀態下，根據各光學層之間的折射率差異及所堆疊的光學層的拉伸處理而設定的各光學層的光學厚度及各光學層的折射率變化而得以實現的。
即，入射到反射式偏光器的光線在通過各光學層時反複進行S偏光的反射及P偏光的透射作用，結果只讓入射偏光中的P偏光被傳遞到所述液晶組件。另一方面，如上所述，經反射的S偏光在光學腔的擴散反射面被反射成其偏光方向呈隨機化的狀態後再次傳遞到反射式偏光器。由此，可以減少產生自光源的光線的損失及電力浪費。
但所述現有反射式偏光器具有反射式偏光器製造方法複雜的問題，因為所述反射式偏光器由折射率不同的平板上的等向性光學層及非等向性 光學層交替堆疊，並且將其拉伸處理而製成針對入射偏光的選擇性反射及透射優化的各光學層的光學厚度及折射率。尤其是，由於反射式偏光器的各光學層具有平板結構，需要針對入射偏光的較寬廣入射角範圍將P偏光和S偏光加以分離，因此光學層的堆疊數量過度地增加而使得成本呈幾何級數地增加。而且，由於光學層堆疊數量被過度增加的結構而存在因光損失導致的光學性能下降的擔憂。
圖2為現有多層反射式偏光器(DBEF)的剖視圖。具體地說，多層反射式偏光器的基質8的兩面形成有表層9、10。基質8分為4個組1、2、3、4，各個組通過交替堆疊等方層和非等方層而形成大約200層。另一方面，形成所述基質8的4個組1、2、3、4之間形成有用於結合其的額外粘接層5、6、7。並且，各個組具有相當於200層左右的極薄厚度，因此，當個別擠壓該組時，各個組會受到損傷，從而，該組經常包括保護層(PBL)。在這種情況下，存在基質的厚度變厚、製造成本上升的問題。並且，在包含於顯示面板的反射式偏光器的情況下，為了輕薄化而對基質的厚度有限，而若在基質及/或表層上形成粘接層，則基質的厚度將減少粘接層厚度的大小，因此有對光學物性的提高很不好的問題。進而，因為通過粘接層結合基質內部及基質和表層之間，所以當施加外力或經過長時間或存儲處不適當時，具有層間出現剝離現象的問題。而且，在粘接層的粘接過程中，存在不僅不良率變得過高、因形成粘接層而還發生對光源的相消幹涉的問題。
表層9、10形成在所述基質8的兩面，為了結合所述基質8和表層9、10之間而形成額外的粘接層11、12。現有技術中將由聚碳酸酯所製成的表層與由PEN/co-PEN交替堆疊的基質通過共擠壓而一體化時，由於缺少相容性而會 發生剝離，而且結晶度大約為15%而在進行拉伸工序時很可能發生針對拉伸軸的雙折射現象。因此，為了適用非拉伸工序的聚碳酸酯片而必須形成粘合層。其結果，由於增加了粘合層工序而使得外來雜質及工序不良導致良品率降低。在製作表層的聚碳酸酯非拉伸片時通常會因為基於卷繞工序的不規則剪應力而發生雙折射現象，為了改善所述現象則需要另外進行如聚合物分子結構的變形及擠壓生產線的速度控制等控制工作，從而降低了生產性。
對所述現有多層反射式偏光器的製造方法進行簡單說明。另外共擠壓用於形成基質的具有不同平均光學厚度的4個組，再拉伸所共擠壓的4個組後，通過粘接劑粘接所拉伸的4個組來製成基質。這是因為在接劑粘接粘後拉伸基質時出現剝離現象。此後，將表層粘接在基質的兩面。總是為了形成多層結構需要通過以折疊2層結構而形成4層結構後連續折疊的方式形成多層結構的工序來形成一個組(209層)，然後將該組共擠壓，因此無法形成不同的厚度，僅通過一個工序則難以在多層內部形成組。其結果，只能另外共擠壓用於形成基質的具有不同平均光學厚度的4個組後將其粘接。
因為上述的工序間歇地進行，由此造成製造成本的顯著上升，其結果，存在包含在背光單元的所有光學膜中多層反射式偏光器的成本最貴的問題。從而，為了降低成本，出現甘受亮度的下降也省略反射式偏光器而製成的液晶顯示器頻繁上市的深刻問題。
為此，除了多層反射式偏光器之外，揭示了在基質內部排列沿著長度方向拉伸的雙折射性聚合物來可以達到反射式偏光器的功能的散佈有分散體的反射偏光器。圖3為包含杆狀聚合物的反射式偏光器20的透視圖。在基質21內部沿著長度方向拉伸的雙折射聚合物22在單一方向排列。從而可以借助基質 21與雙折射聚合物22之間的雙折射介面引發光調制效應並起到反射式偏光器的功能。然而，因難以反射整個可見光區域的光而其光調制效應與所述交替堆疊的反射式偏光器相比太低。對此，為了得到近似於交替堆疊的反射式偏光器的透射率和反射率，需要在基質內部配置過量的雙折射聚合物22。具體地說，製造以反射式偏光器的垂直截面為基準的橫向32英寸顯示面板時，為了在寬度1580mm、高度(厚度)400μm以下的基質21內部具備類似於上述堆疊型反射偏光器的光學物性而需要包含至少一億個球形或橢圓形雙折射聚合物22，所述雙折射聚合物22在所述長度方向的截面直徑為0.1至0.3μm，在這種情況下，不僅生產成本急劇增加，設備也會變得過度複雜，而且用來生產其的設備也近乎不可能製作，因此難以將其商用化。並且，難以不同地配置包含於薄片內部的雙折射性聚合物22的光學厚度，由此難以反射整個可見光區域的光，具有物性減少的問題。
為了克服上述問題而提出了在基質內部包括雙折射海島型纖維(sea island fiber)的技術思想。圖4為包含於所述基質內部之雙折射海島型纖維的剖視圖。所述雙折射海島型纖維可以在島部分與海部分之間的光調制介面產生光調制效應，不必像前述雙折射聚合物一樣大量配置雙折射海島型纖維也能實現光學物性。然而，由於雙折射海島型纖維是纖維而在與聚合物基質的相容性、處理便利性及緊密接觸性方面發生了問題。進而，圓形的形狀導致光線散射而使得針對可見光領域光波長的反射偏光效率降低，其偏光特性相對於現有產品有所降低而限制了亮度的改善程度。而且，在海島型纖維的情況下，由於島連接現象減少並且海成分面積被細分，從而形成空隙並導致漏光即光線損失現象劣化了光學特性。而且，由於以織物形態形成組織而受限於Layer結構的局 限性，因此無法大幅提高反射及偏光特性。並且，在散佈式反射偏光器的情況下，由於Layer之間的間隔和分散體之間的隔開空間而出現觀察到亮線的問題。
本發明為解決上述問題而提出，其目的是提供一種隨機散佈式反射偏光器，其與現有散佈式反射偏光器相比，可以改善出現亮線的現象，具有寬視角，最小化光損失並極大化亮度提高。
為達到上述目的，本發明提供一種隨機散佈式反射偏光器，其包括芯層，在所述芯層的基質內部包含多個分散體，以便使從外部照射的第一偏光透射且反射第二偏光，所述多個分散體在至少一軸方向上與所述基質具有不同折射率，包含在所述基質內部的多個分散體中80%以上的分散體以長度方向的垂直截面為基準具有1/2以下的短軸長度對長軸長度之比的縱橫比，且所述縱橫比為1/2以下的分散體包括具有不同截面積的3個以上組，其中，第一組的截面積為0.2~2.0μm2，第二組的截面積大於2.0μm2且5.0μm2以下，第三組的截面積大於5.0且10.0μm2以下，第一組的分散體、第二組的分散體及第三組的分散體隨機排列。
更優選地，本發明提供一種隨機散佈式反射偏光器，其還包括形成在所述芯層的至少一面的一體化的表層。
根據本發明的一個優選實施例，所述縱橫比為1/2以下的分散體中第三組的分散體的個數可以為10%以上。
根據本發明的另一個優選實施例，所述縱橫比為1/2以下的分散體中第一組的個數可以為30~50%，第三組的個數可以為10~30%，更優選地，第一組的分散體的個數/第三組的分散體的個數可以為3~5。
根據本發明的又一個優選實施例，所述縱橫比為1/2以下的分散體中第二組的個數可以為25~45%。
根據本發明的又一個優選實施例，所述基質與所述分散體的折射率在兩個軸方向上的折射率差異可以為0.05以下，其餘一個軸方向上的折射率差異可以為0.1以上。
根據本發明的又一個優選實施例，所述反射式偏光器可以在至少一個軸方向拉伸。
根據本發明的又一個優選實施例，可包括形成在基質的至少一面的結構化的表面層。
根據本發明的又一個優選實施例，所述基質與所述結構化的表面層之間還可包括用於增強粘接力的底漆層。
根據本發明的又一個優選實施例，所述結構化的表面層可以為精細圖案層。
根據本發明的又一個優選實施例，所述精細圖案可以為選自由棱鏡圖案、凸透鏡圖案、微透鏡圖案、三角錐圖案及棱錐圖案構成的組中的任一種以上。
根據本發明的另一個優選實施例，包括：(1)製造隨機散佈式反射偏光器的步驟，所述隨機散佈式反射偏光器包括芯層，在所述芯層的基質內部包含多個分散體，以便使從外部照射的第一偏光透射且反射第二偏光，所 述多個分散體在至少一軸方向上與所述基質具有不同折射率，包含在所述基質內部的多個分散體中80%以上的分散體以長度方向的垂直截面為基準具有1/2以下的短軸長度對長軸長度之比的縱橫比，且所述縱橫比為1/2以下的分散體包括具有不同截面積的3個以上組，其中，第一組的截面積為0.2~2.0μm2，第二組的截面積大於2.0μm2且5.0μm2以下，第三組的截面積大於5.0且10.0μm2以下，第一組的分散體、第二組的分散體及第三組的分散體隨機排列。
根據本發明的另一個優選實施例，還可包括製造表層的步驟，所述表層與所述芯層的至少一面一體化。
根據本發明的又一個優選實施例，在所述步驟(1)之後，還可包括步驟(2)，該步驟(2)為在基質的至少一面形成結構化的表面層的步驟。
根據本發明的又一個優選實施例，在所述步驟(1)與步驟(2)之間，還可包括在所述基質與所述結構化的表面層之間形成用於增強粘接力的底漆層的步驟。
根據本發明的又一個優選實施例，所述結構化的表面層可以為精細圖案層，更優選地，所述精細圖案可以為選自由棱鏡圖案、凸透鏡圖案、微透鏡圖案、三角錐圖案及棱錐圖案構成的組中的任一種以上。
根據本發明的又一個優選實施例，所述步驟(2)可以通過用於形成圖案的模具膜而實現。
根據本發明的又一個優選實施例，所述步驟(2)包括以下步驟：a)傳送所述反射式偏光器；b)傳送用於形成圖案的模具膜，所述模具膜的一面成型有所述結構化的表面層的逆像圖案；c)使所述反射式偏光器和所述用於形成圖案的模具膜的成型有所述圖案的一面緊貼；d)通過向所述反射式偏光器 和所述用於形成圖案的模具膜緊貼的區域注入具有流動性的材料來填充所述圖案之間；e)通過固化填充在所述圖案之間的材料來將所述材料塗布到所述反射式偏光器；及f)分離所述用於形成圖案的模具膜和塗布有所述材料的所述反射式偏光器。所述步驟a)和步驟b)可不管順序地執行。
根據本發明的又一個優選實施例，在所述步驟d)和所述步驟e)之間，還可包括通過對緊貼的所述表層和所述模具膜施加壓力來使所述材料均勻地填充在所述圖案之間的步驟。
根據本發明的又一個優選實施例，所述步驟e)可包括對填充在所述圖案之間的材料施加熱或UV的步驟。
根據本發明的又一個優選實施例，所述步驟(2)可以包括以下步驟：2-1)將反射式偏光器以與在一面成型有所述結構化的表面層的逆像圖案的主輥緊貼的方式傳送，將熔融的高分子樹脂塗布到所述主輥的圖案面或所述反射式偏光器；及2-2)在所述主輥的圖案面上加壓成型所述高分子樹脂的過程中通過施加UV或熱來UV固化所述高分子樹脂，然後將其分離。
根據本發明的又一個優選實施例，在所述步驟2-2)之後，可以通過再施加UV或熱來對所述高分子樹脂進行第二次固化。
根據本發明的另一個優選實施例，所述基質可以是聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚奈二甲酸乙二醇酯(co-PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐熱性聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚醯亞胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯臆混合(SAN)、乙烯醋酸乙 烯酯(EVA)、聚醯胺(PA)、聚縮醒(POM)、酚、環氧(EP)、尿素(UF)、黑色素(MF)、不飽和聚酯(UP)、娃(Si)、彈性體及環烯烴聚合物中的一個以上。
根據本發明的又一個優選實施例，所述分散體可以是聚合物，此時，該聚合物是聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚奈二甲酸乙二醇酯(co-PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐熱性聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚醯亞胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯臆混合(SAN)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚醯胺(PA)、聚縮醒(POM)、酚、環氧(EP)、尿素(UF)、黑色素(MF)、不飽和聚酯(UP)、娃(Si)、彈性體及環烯烴聚合物中的一個以上。
根據本發明的又一個優選實施例，在所述基質與分散體的折射率差異方面，拉伸的軸方向的折射率差異可以大於其它軸方向的折射率差異。
根據本發明的又一個優選實施例，所述基質與所述分散體的折射率在兩個軸方向上的折射率差異為0.05以下，其餘一個軸方向上的折射率差異為0.1以上。
根據本發明的又一個優選實施例，所述分散體可以在長度方向拉伸。
根據本發明的又一個優選實施例，可以在所述分散體與所述基質之間形成雙折射介面。
根據本發明的又一個優選實施例，所述分散體可以具有光學雙折射性，所述基質可以具備光學等向性。
下面簡單說明本說明書中使用的術語。
“分散體具有雙折射性”為，向折射率隨著方向而不同的纖維照射光線時，入射到分散體的光線被折射成方向不同的二束以上的光線。
“等向性”為，當光線透射物體時，折射率在所有方向上均相同。
“非等向性”為，物體的光學性質隨著光線方向而不同，非等向性物體具有雙折射性，並且與等向性對應。
“光調制”為，所照射的光線進行反射、折射或散射，或者光線強度、波動週期或光線性質變化。
“縱橫比”為，以分散體的長度方向的垂直截面為基準，短軸長度對長軸長度之比。
本發明的反射式偏光器與現有散佈式反射偏光器相比，可以改善出現亮線的現象，具有寬視角，最小化光損失並極大化亮度提高。
並且，在實現反射偏光器時，通過簡單控制可以形成組分散體，因此能夠通過簡化工序來極大化生產性提高。
8、21、200、210‧‧‧基質
201、202、203、204、205、206、211‧‧‧分散體
9、10、207、212‧‧‧表層
213‧‧‧圖案層
1、2、3、4‧‧‧組
5、6、7、11、12‧‧‧粘接層
20、770、772、810、812、910、912‧‧‧反射式偏光器
22‧‧‧雙折射聚合物
270‧‧‧框架
280‧‧‧反射板
290‧‧‧冷陰極突光燈
300‧‧‧模框
310‧‧‧液晶顯示面板
320‧‧‧光學膜
321‧‧‧擴散板
322‧‧‧光擴散膜
323‧‧‧棱鏡膜
324‧‧‧反射式偏光器
325‧‧‧吸收式偏光膜
705、844、946‧‧‧主輥
742‧‧‧注入部
751‧‧‧紅外線燈
752‧‧‧UV固化裝置
754、830a~830e、930a~930f‧‧‧導輥
755‧‧‧起動輥
756‧‧‧完成輥
764、846a、846b、947a~947d‧‧‧圖案導輥
771‧‧‧層
820、920‧‧‧第一輥
840、940‧‧‧圖案成型部
842、942‧‧‧成型模具
850、950‧‧‧第二輥
860、960‧‧‧塗液注入工具
870、970‧‧‧固化工具
944‧‧‧第三輥
948‧‧‧第四輥
圖1為說明現有反射式偏光器的原理的示意圖。
圖2為目前使用的多層反射式偏光器(DBEF)的剖視圖。
圖3為包含杆狀聚合物的反射式偏光器的透視圖。
圖4為入射到適用於反射式偏光器的雙折射海島型纖維的光線的路徑剖視圖。
圖5為根據本發明的一個優選實施例的隨機式反射偏光器的剖視圖。
圖6為根據本發明的一個優選實施例的隨機式反射偏光器的透視圖。
圖7為根據本發明的一個優選實施例的分散體的剖視圖。
圖8為根據本發明的一個優選實施例的有規則地形成有凸透鏡圖案的反射式偏光器的透視圖，圖9為不規則地形成有凸透鏡圖案的反射式偏光器的透視圖。
圖10為根據本發明的一個優選實施例的有規則地形成有微透鏡的反射式偏光器的透視圖，圖11為不規則地形成有微透鏡的反射式偏光器的透視圖。
圖12為根據本發明的一個優選實施例的有規則地形成有棱鏡圖案的反射式偏光器的透視圖，圖13為不規則地形成有棱鏡圖案的反射式偏光器的透視圖。
圖14為根據本發明的一個優選實施例的衣架模具的剖視圖，圖15為側視圖。
圖16為根據本發明的一個優選實施例的精細圖案形成工序的示意圖，圖17為示出圖16的成型部的細節結構的剖視圖。
圖18為根據本發明的一個優選實施例的精細圖案形成工序的示意圖。
圖19為根據本發明的一個優選實施例的精細圖案形成工序的示意圖。
圖20為根據本發明的另一個優選實施例的包括本發明的反射式偏光器的散佈有分散體的反射式偏光器的分解透視圖。
下面結合附圖詳細說明本發明。
本發明的隨機散佈式反射偏光器包括芯層，在所述芯層的基質內部包含多個分散體，以便使從外部照射的第一偏光透射且反射第二偏光，所述多個分散體在至少一軸方向上與所述基質具有不同折射率，包含在所述基質內 部的多個分散體中80%以上的分散體以長度方向的垂直截面為基準具有1/2以下的短軸長度對長軸長度之比的縱橫比，且所述縱橫比為1/2以下的分散體包括具有不同截面積的3個以上組，其中，第一組的截面積為0.2~2.0μm2，第二組的截面積大於2.0μm2且5.0μm2以下，第三組的截面積大於5.0且10.0μm2以下，第一組的分散體、第二組的分散體及第三組的分散體隨機排列。由此，與現有散佈式反射偏光器相比，本發明的隨機散佈式反射偏光器可以改善出現亮線的現象，具有寬視角，最小化光損失並極大化亮度提高。
圖5為根據本發明的一個優選實施例的分散體隨機散佈在基質內部的反射偏光器的剖視圖。具體地說，反射偏光器包括多個分散體201至206隨機散佈在基質200內部的芯層200、201至206，且還可包括在所述芯層的至少一面一體形成的表層207。
首先，對芯層進行說明。在芯層中，包含在所述基質內部的多個分散體中80%以上的分散體的以長度方向的垂直截面為基準的短軸長度對長軸長度之比的縱橫比應為1/2以下，更優選地，90%以上的分散體的所述縱橫比值應滿足1/2以下。圖7為可用於本發明的分散體的長度方向的垂直截面。當長軸長度為“a”且短軸長度為“b”時，所述短軸長度“b”與所述長軸長度“a”的相對長度比(縱橫比)應該是1/2以下。換言之，當長軸長度“a”為2時，短軸長度“b”必需等於或小於作為其1/2的1。如果在整個分散體個數中短軸長度對長軸長度之比大於1/2的分散體個數超過20%，就難以達到所需的光學物性。
所述縱橫比為1/2以下的分散體包括具有不同截面積的3個以上組。具體地說，圖5中具有最小截面積的第一組的分散體201、202、具有中等程度大小的截面積的第二組的分散體203、204及具有最大截面積的第三組205、206 的分散體都被包含且隨機散佈。在這種情況下，第一組的截面積為0.2~2.0μm2，第二組的截面積大於2.0μm2且5.0μm2以下，第三組的截面積大於5.0且10.0μm2以下。第一組的分散體、第二組的分散體及第三組的分散體隨機排列。如果第一至第三組的分散體中任一組的分散體不被包含，就難以達到所需的光學物性(參照表1)。
在這種情況下，優選地，所述縱橫比為1/2以下的分散體中第三組的分散體的個數可以為10%以上。若小於10%，則光學物性的提高會不足。更優選地，所述縱橫比為1/2以下的分散體中屬於第一組的分散體的個數可以滿足30~50%，屬於第三組的分散體的個數可以為10~30%，由此，光學物性能夠得到改善(參照表1)。
另一方面，更優選地，若第一組的分散體的個數/第三組的分散體的個數為3~5，則會很有利於極大化光學物性(參照表1)。
優選地，所述縱橫比為1/2以下的分散體中屬於第二組的分散體的個數可以滿足25~45%。並且，超出所述第一至第三分散體的截面積範圍的分散體可以作為餘量被包含在所述縱橫比為1/2以下的分散體。
由此，與現有散佈式反射偏光器相比，本發明的隨機散佈式反射偏光器可以改善出現亮線的現象，具有寬視角，最小化光損失並極大化亮度提高。
並且，在所述芯層的至少一面還可包括表層207，所述芯層和所述表層207可以形成為一體。結果，不僅可以防止由於粘接層導致的光學物性下降，也可以以有限的厚度附加更多的層，從而光學物性得以顯著改善。而且，由於在同時製造表層和芯層後進行拉伸工序，因此，與先拉伸芯層後進行與未 拉伸表層的粘接的現有技術不同，本發明的表層可以在至少一個軸方向拉伸。由此，與未拉伸表層相比，提高表面硬度，從而能夠改善抗劃傷性和耐熱性。
圖6為根據本發明的一個優選實施例的反射式偏光器的透視圖，在基質210的內部沿長度方向拉伸有多個隨機分散體211，表層212形成在芯層的上部。在這種情況下，所述隨機分散體211可以分別在不同方向拉伸，但優選地，在任一個方向水準拉伸更為有利，更優選地，使拉伸體在與從外部光源照射的光垂直的方向水準拉伸就對光調制效果的極大化有效。
根據本發明的一個優選實施例，包含在基質內部的分散體(第一成分)和基質(第二成分)之間可以形成雙折射介面。具體地說，在基質內部包含分散體的反射式偏光器中，基質與分散體之間的空間上沿著X、Y或Z軸的折射率的實際一致或不一致程度將對依據該軸而偏極化的光線的散射程度造成影響。一般來說，散射功率的變化與所述折射率不一致程度的平方成比例。因此，沿著特定軸的折射率的不一致程度越大，沿著該軸偏極化的光線越能強烈地散射。與此相反，沿著特定軸的不一致較小時，沿著所述軸而偏極化的光線的散射程度也較小。在某一軸上基質的折射率與分散體的折射率實際一致時，由平行於該軸的電場偏極化的入射光線將不受分散體的局部尺寸、形狀或密度的影響而不散射地透射分散體。而且，沿著該軸的折射率實際一致時，光線實際上不散射地透射所述物體。更具體地說，第一偏光(P波)不受形成於所述基質與所述分散體境界處的雙折射介面的影響而透射，但第二偏光(S波)則受到形成於所述基質與所述分散體境界處的雙折射介面影響而發生光線調制。由此，所述P波透射而所述S波則發生散射、反射等光線調制，從而實現偏光的分離。
因此，所述基質及分散體只有形成雙折射介面才能引發光調制效應，所以所述基質為光學等向性時，分散體可具備雙折射性。與此相反，所述基質具有光學雙折射性時，分散體可具備光學等向性。具體地說，所述分散體的x軸方向折射率為nX1、y軸方向折射率為nY1、z軸方向折射率為nZ1、且基質的折射率為nX2、nY2及nZ2時，可以發生nX1及nY1之間的面內雙折射。更優選地，所述基質與分散體的X、Y及Z軸折射率中至少某一個為相異。再優選地，拉伸軸為X軸時，針對Y軸及Z軸方向的折射率差異可為0.05以下，針對X軸方向的折射率差異為0.1以上。另外，通常折射率差異為0.05以下時被視為匹配。
另一方面，在本發明中，基質的厚度可以為20~180μm，但不限於此。表層的厚度可以為50~500μm，但不限於此。並且，當以32英寸為基準基質的厚度為120μm時，整個分散體的個數可以為25，000，000~80，000，000個，但不限於此。
圖6為根據本發明的一個優選實施例的形成有結構化的表面層的反射式偏光器的透視圖，其中，在基質內部沿長度方向拉伸有多個分散體，從而其形成芯層。在這種情況下，所述分散體可以在各種方向拉伸，但優選地，在任一個方向水準拉伸更為有利，更優選地，使拉伸體在與從外部光源照射的光垂直的方向水準拉伸就對光調制效果的極大化有效。在所述表層212的一面(在不包括表層的情況下，基質的一面)可以選擇性地形成有底漆層(圖中未示出)。由此，結構化的表面層的粘接力、外觀、傳光特性能夠得到改善。其材料的例子可以包括丙烯酸、聚酯、聚氨酯等，但不限於此。底漆層可以形成為比其他層更薄，通過調節底漆層的厚度來可以提升透光率，且降低反射率。
所述底漆層的厚度可以為5至300nm。若底漆層的厚度小於5nm，則芯層與結構化的表面層之間的粘接力會不足。若底漆層的厚度大於300nm，則在底漆處理時會發生斑點或分子的聚集。
另一方面，本發明的反射式偏光器的至少一面形成有結構化的表面層，由此極大化聚光效果，在表面防止亂反射，從而可以顯著提高亮度。所述結構化的表面層可以形成在基質上或還可以形成在底漆層上。
在本發明中可適用的結構化的表面層具有可提高聚光效果的結構，優選為精細圖案層。在這種情況下，可適用的精細圖案可以為選自由棱鏡圖案、凸透鏡圖案、微透鏡圖案、三角錐圖案及棱錐圖案構成的組中的任一種以上，其可以分別單獨形成圖案或組合形成圖案。
在圖8中，在反射式偏光器的基質層的一面形成有表層212及凸透鏡圖案層213，以此為中心進行說明的話，凸透鏡的高度(a)可以為10~50μm。 如果凸透鏡圖案的高度小於10μm，就發生難以實現圖案層的問題。如果大於50μm，就由於光的全反射量增加而會發生亮度減少的問題。
並且，凸透鏡的間距(pitch)(b)可以為20~100μm。如果凸透鏡圖案的間距小於20μm，就由於每單位面積的薄膜的溝部分增加而透鏡形狀的聚光效果稍微下降，因形狀加工的精密度的局限性和過窄的圖案形狀而會發生難以實現圖案的問題。若大於100μm，則圖案結構物和麵板之間出現莫爾條紋的可能性顯著增加。
另一方面，對於每個凸透鏡，橢圓截面的短軸半徑為a，長軸半徑被定義為b時，長軸/短軸(b/a)的比例滿足1.0至3.0。如果長軸/短軸(b/a) 的比例超出所述範圍，就會發生對透射雙折射偏光層的光的亮線隱蔽效率下降的問題。
並且，當將凸透鏡的高度定義為h時，在透鏡下端部的兩端點的切線角度α應滿足30~80度。在這種情況下，若α小於30度，則亮線隱蔽效率降低，若大於80度，有難以製造透鏡圖案的問題。當凸透鏡的截面形狀為三角形時，為了亮線隱蔽效果，頂點的角度θ優選滿足90~120度。
另一方面，凸透鏡形狀可以如圖8所示形成為具有相同高度和間距的圖案，或如圖9所示可以混合有具有不同高度和間距的凸透鏡圖案。
圖10示出形成在反射式偏光器的一面的微透鏡圖案層，以此為中心進行說明的話，微透鏡的高度可以為10~50μm。若微透鏡圖案的高度小於10μm，則聚光效果稍微減少，會出現難以實現圖案的問題，若大於50μm，則容易出現莫爾條紋現象，會發生在視頻上看到圖案的問題。
並且，微透鏡的直徑可以為20~100μm，優選可以為30~60μm。 在所述範圍內，外觀特性良好，微透鏡的聚光功能和光擴散特性可以優異，實際上可以容易製造。若微透鏡圖案的直徑小於20μm，會有針對以無效的角度入射的入射光顯示較低的聚光效率的問題，若大於100μm，對垂直光的聚光效率降低，並且，會發生出現莫爾條紋現象的問題。
另一方面，微透鏡圖案層也可以如圖10所示形成為具有相同高度和直徑的圖案，或如圖11所示可以混合有具有不同高度和直徑的微透鏡圖案。 所述微透鏡圖案根據透鏡的密集度(Density)、含浸度(Aspect Ratio)而在光特性方面具有很大的差異，因此，理想的是最大限度提高密集度且具有1/2的含浸度。
在圖12中，在反射式偏光器的一面形成有棱鏡圖案層213，以此為中心進行說明的話，棱鏡的高度(a)可以為10~50μm。如果棱鏡圖案的高度小於10μm，就在製造棱鏡圖案部的形狀時因壓力而帶基薄膜會受到損傷。如果大於50μm，就會發生通過光源入射的光的透射率降低的問題。
並且，棱鏡的間距(b)可以為20~100μm。若棱鏡圖案的間距小於20μm，則難以刻印，會發生圖案層的實現及製造工序變得複雜的問題。若大於100μm，會容易出現莫爾條紋現象，發生在視頻上看到圖案的問題。
另一方面，棱鏡形狀可以如圖12所示形成為具有相同高度和間距的圖案，或如圖13所示可以混合有具有不同高度和間距的棱鏡圖案。所述棱鏡圖案可以由折射率比帶基薄膜更高的材料製成，這是因為當帶基薄膜的折射率更高時，向帶基薄膜的後面入射的光線的一部分在棱鏡圖案的表面發生全反射而會不可入射到棱鏡結構。優選地，所述棱鏡形狀為線性棱鏡形狀，垂直截面為三角形，與所述三角形的下表面面對的項點優選形成60~110°的角度。
優選地，結構化的表面層的材料可以使用包括熱固化性或光固化性丙烯樹脂等的高分子樹脂。例如，棱鏡圖案可以使用不飽和脂肪酸酯、芳香族乙烯基化合物、不飽和脂肪酸和其衍生物、如甲基丙烯腈等乙烯基氰化合物等，具體地說，可以使用聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸丙烯酸酯樹脂等。並且，結構化的表面層可以由折射率比反射式偏光器更高的材料製成。
其次，對隨機散佈式反射偏光器的製造方法進行說明。
首先，作為步驟(1)，向擠壓部供應基質成分、分散體成分及表層成分。所述基質成分不受限定，只要是通常用於散佈有分散體的反射偏光器的成分即可，優選使用聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚奈二甲酸乙二醇酯 (co-PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC) 合金、聚苯乙烯(PS)、耐熱性聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚醯亞胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯臆混合(SAN)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚醯胺(PA)、聚縮醒(POM)、酚、環氧(EP)、尿素(UF)、黑色素(MF)、不飽和聚酯(UP)、娃(Si)及環烯烴聚合物，更優選地，可以為聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)。
所述分散體成分不受限定，只要是通常用於散佈有分散體的反射偏光器的成分即可，優選單獨或混合使用聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚奈二甲酸乙二醇酯(co-PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐熱性聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚醯亞胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯臆混合(SAN)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚醯胺(PA)、聚縮醒(POM)、酚、環氧(EP)、尿素(UF)、黑色素(MF)、不飽和聚酯(UP)、娃(Si)及環烯烴聚合物，更優選地，可以為通過使二甲基-2，6-萘二甲酸二甲酯、對苯二甲酸二甲酯、乙二醇、環己烷二甲醇(CHDM)等單體進行適當聚合而成的共聚奈二甲酸乙二醇酯(co-PEN)。
所述表層成分可以採用通常使用的成分，優選地，只要是用於反射偏光器的成分即可，不受限定。優選單獨或混合使用聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚奈二甲酸乙二醇酯(co-PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐熱性聚苯乙烯、 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚醯亞胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯臆混合(SAN)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚醯胺(PA)、聚縮醒(POM)、酚、環氧(EP)、尿素(UF)、黑色素(MF)、不飽和聚酯(UP)、娃(Si)及環烯烴聚合物，更優選地，可以為通過使二甲基-2，6-萘二甲酸二甲酯、對苯二甲酸二甲酯、乙二醇、環己烷二甲醇(CHDM)等單體進行適當聚合而成的共聚奈二甲酸乙二醇酯(co-PEN)。
另一方面，可以向獨立的擠壓部各自供應所述基質成分和分散體成分，在這種情況下，所述擠壓部可以配置為兩個以上。而且，供應給另行具備供應路徑及分配口以避免聚合物混合的一個擠壓部也屬於本發明的範疇。擠壓部可為一壓出部(extruder)，其還可包含加熱構件等，使得該加熱構件可以將供應的固態聚合物轉換成液態。
將基質成分和分散體成分設計為具有粘度差異，以便具有聚合物流動性差異，使得分散體成分可排列在基質成分的內部，優選地，將基質成分的流動性設計為比分散體成分更好。接著，基質成分和分散體成分通過混合區和網狀過濾器區，從而在基質內分散體成分借助粘性差異而隨機排列。
隨後，可以將傳送自擠壓部的表層成分結合到所述製造的芯層的至少一面。優選地，所述表層成分可結合到所述芯層的兩面。當表層成分結合到兩面時，所述表層的材料及厚度可相同或不同。
其次，由流動控制部誘導散佈，使得包含在基質內部的分散體成分隨機排列。具體地說，圖14為作為可適用於本發明的一優選流動控制部的衣架模具的剖視圖，圖15為側視圖。由此，通過適當調整基質的散佈程度來可以 隨機調節分散體成分的截面積大小及排列。在圖14中，通過流路傳送的表層所結合的基質在衣架模具沿左右方向廣泛地散佈，因此包含於基質內部的分散體成分也沿左右方向廣泛地散佈。
根據本發明的一個優選實施例，還可包括：將傳送自流動控制部的已被誘導散佈的偏光器加以冷卻並平坦化的步驟；將經過所述平坦化步驟的偏光器加以拉伸的步驟；及對經過拉伸的所述偏光器進行熱固定的步驟。
首先，作為將傳送自流動控制部的偏光器加以冷卻並平坦化的步驟，可以通過一般反射式偏光器的製造過程中使用的方式加以冷卻後將其固形化，然後通過鑄造滾軋工序等進行平坦化步驟。
然後，進行將經過所述平坦化步驟的偏光器加以拉伸的工序。所述拉伸工序可以通過通常的反射式偏光器的拉伸工序進行。由此，誘導基質成分與分散體成分之間的折射率差異而可以在介面誘導光調制現象，被誘導散佈的所述第一成分(分散體成分)通過拉伸來其縱橫比進一步減小。為此，優選地，拉伸工序可以進行單軸拉伸或雙軸拉伸，更優選地，可以進行單軸拉伸。 當進行單軸拉伸時，可以在第一成分的長度方向進行拉伸。所述拉伸比可以為3至12倍。另一方面，將等向性材料轉換成雙折射性的方法是為本領域所周知的，例如，當合適的溫度條件下拉伸時，分散體分子經過配向，使得材料轉變成雙折射性。
其次，經過對所述拉伸的偏光器進行熱固定的步驟，從而能夠製造最終的反射式偏光器。所述熱固定可以通過通常的方法實現，優選地，在180~200℃的溫度下通過IR加熱器進行熱固定0.1~3分鍾。
之後，作為步驟(2)，在所製造的反射式偏光器(芯層或表層)的至少一面形成結構化的表面層。此時，為了更容易形成結構化的表面層，在芯層(或表層)的至少一面還可形成底漆層。由此，結構化的表面層的粘接力、外觀、傳光特性能夠得到改善。其材料的例子可以包括丙烯酸、聚酯、聚氨酯等，但不限於此。底漆層可以形成為比其他層更薄，通過調節底漆層的厚度來可以提升透光率，且降低反射率。
所述底漆層的厚度可以為5至300nm。若底漆層的厚度小於5nm，則芯層與結構化的表面層之間的粘接力會不足。若底漆層的厚度大於300nm，則在底漆處理時會發生斑點或分子的聚集。
另一方面，本發明的反射式偏光器的至少一面形成有結構化的表面層，由此極大化聚光效果，在表面防止亂反射，從而可以顯著提高亮度。
在本發明中可適用的結構化的表面層為可以提高聚光效果的結構，優選為精細圖案層。在這種情況下，可適用的精細圖案可以為選自由棱鏡圖案、凸透鏡圖案、微透鏡圖案、三角錐圖案及棱錐圖案構成的組中的任一種以上，其可以分別單獨形成圖案或組合形成圖案。並且，在單獨形成圖案的情況下也圖案可以均勻地形成或具有不同高度、不同間距等而排列。
優選地，結構化的表面層的材料可以使用包括熱固化性或光固化性丙烯樹脂等的高分子樹脂。例如，棱鏡圖案可以使用不飽和脂肪酸酯、芳香族乙烯基化合物、不飽和脂肪酸和其衍生物、如甲基丙烯腈等乙烯基氰化合物等，具體地說，可以使用聚氨酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸丙烯酸酯樹脂等。並且，結構化的表面層可以由折射率比反射式偏光器更高的材料製成。
另一方面，所述精細圖案層可以通過用於形成圖案的模具膜而被製造。用於形成圖案的模具膜的材料可以使用透明、具有柔性、預定的拉伸強度及耐用性的薄膜，優選使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
在這種情況下，根據本發明的一個優選實施例，所述步驟(2)可以包括以下步驟：2-1)將反射式偏光器以與在一面成型有所述結構化的表面層的逆像圖案的主輥緊貼的方式傳送，將熔融的高分子樹脂塗布到所述主輥的圖案面或所述反射式偏光器；及2-2)在所述主輥的圖案面上加壓成型所述高分子樹脂的過程中通過施加UV或熱來UV固化所述高分子樹脂，然後將其分離。
本發明的另一個優選實施例，在所述步驟2-2)之後，可以通過再施加UV或熱來對所述高分子樹脂進行第二次固化。
具體地說，圖16為根據本發明的一個優選實施例的精細圖案形成工序的示意圖，圖17為示出圖16的成型部的細節結構的剖視圖。在圖16中，反射式偏光器770從起動輥755解開而經過導輥754後，再經過紅外線燈751。在這些過程中，所述反射式偏光器770借助紅外線燈的紅外線而被表面改性，從而與所述圖案形成層771的附著性變好。離開起動輥755的反射式偏光器770經過圖案導輥764而引入到主輥705時，由注入部742將圖案形成層771的材料、圖案層高分子塗布到所述主輥705的圖案面，從而結合到反射式偏光器770。在這些過程中，所述樹脂為在常溫下熔融的樹脂，通過從配置在所述主輥705下部的第一次UV固化裝置752照射的第一次UV光線可以進行第一次固化。此時，所述固化裝置752周邊的溫的度為20~30℃，在所述樹脂進行固化的過程中所產生的熱溫度為40~80℃，其可以接近所述樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg：高分子樹脂從固相完全轉換成液相之前表現變成如柔軟的橡膠一樣狀態的特性的溫度)。在所述玻 璃化轉變狀態下，完全複制主輥表面的圖案形狀的圖案形成層771通過再經過圖案導輥764而從此離開來成型為結合有反射式偏光器770和圖案形成層771的形成有圖案的反射式偏光器772，然後經過導輥754而卷繞到完成輥756。
如圖16所示，經過兩次的UV照射製成的形成有圖案的反射式偏光器772的截面為具有與主輥705的截面相反的形狀的面，例如，當主輥為陰刻的雕刻(engraved)時，形成有圖案的反射式偏光器772的表面成為陽刻的浮雕(embossed)面。
在這種情況下，根據本發明的一個優選實施例，所述步驟(2)包括以下步驟：a)傳送所述反射式偏光器；b)傳送用於形成圖案的模具膜，所述模具膜的一面成型有所述結構化的表面層的逆像圖案；c)使所述反射式偏光器的一面和所述用於形成圖案的模具膜的成型有所述圖案的一面緊貼；d)通過向所述反射式偏光器和所述用於形成圖案的模具膜緊貼的區域注入具有流動性的材料來填充所述圖案之間；e)通過固化所述圖案之間的材料來將所述材料塗布到所述反射式偏光器；及f)分離所述用於形成圖案的模具膜和塗布有所述材料的所述反射式偏光器。所述步驟a)和步驟b)可不管順序地執行。
優選地，在所述步驟d)和所述步驟e)之間，還可包括通過對緊貼的所述反射式偏光器和所述模具膜施加壓力來將所述材料均勻地填充在所述圖案之間的步驟。
優選地，所述步驟e)可包括對填充在所述圖案之間的材料照射熱或UV的步驟。
具體地說，圖18為根據本發明的另一個優選實施例的精細圖案形成工序的示意圖。首先，卷繞在第一輥820的反射式偏光器810通過導輥830a至 830c被傳送。此時，圖案成型部840的成型模具842也處於卷繞在主輥844和圖案導輥846a、846b的狀態下傳送/旋轉的狀態。此時，主輥844與導輥830c、830d咬合，因此反射式偏光器810通過導輥830c被引導而與成型模具842咬合。在此，導輥830c起到調節塗布在反射式偏光器810的塗液，即，樹脂刻印圖案層的反射式偏光器812的圖案層的厚度的間隙調節功能。具體地說，當導輥830c與主輥844緊貼時，可以將反射式偏光器的圖案層形成為更薄，與此相反，當使導輥830c與主輥遠隔時，可以將反射式偏光器的圖案層形成為更厚。除了導輥830c與主輥844之間的間距之外，所述反射式偏光器的圖案層的厚度可以根據塗液的粘度、圖案化速度及反射式偏光器的張力等而調節。
另一方面，通過塗液注入工具860向反射式偏光器810與導輥830c及主輥844咬合的地點注入塗液，該塗液被推入到成型模具842的圖案之間而填充，且借助導輥830c與主輥844之間的壓力而均勻分佈，從而成型圖案。分佈在圖案之間的塗液通過從固化工具870發出的熱或UV被固化。塗液被固化並塗布的成型有圖案的反射式偏光器被導輥830d引導出來，從而與成型模具842分離，形成有圖案的反射式偏光器812通過導輥830e被傳送而卷繞在第二輥850。在此，導輥830d起使塗布有塗液，即，形成有圖案層的反射式偏光器812與成型模具842分離的剝離功能。
上面，反射式偏光器810與形成有圖案層的反射式偏光器812處於相連的狀態，但為了方便說明而分類名稱。即，反射式偏光器810是指在形成圖案之前的狀態的反射式偏光器，而形成有圖案層的反射式偏光器812是指通過圖案成型部840而成型圖案的，即，將塗液塗布到反射式偏光器而完成的狀態的反射式偏光器。並且，圖18僅示出了形成在形成有圖案層的反射式偏光器812的圖 案層的一部分，在實際上，卷繞在第二輥850的反射式偏光器也處于形成有圖案層的狀態。
圖19為根據本發明的另一個優選實施例的精細圖案形成工序的示意圖。具體地說，其示出成型模具942形成為具有與反射式偏光器910的長度相當的長度的輥式成型模具，使得形成有圖案層的反射式偏光器912不具有連接點的實施例。
根據本發明的光學部件製造裝置的第二實施例中，卷繞有反射式偏光器910的第一輥920和用於供形成有圖案層的反射式偏光器912卷繞的第二輥950設置在兩側，傳送反射式偏光器和形成有圖案層的反射式偏光器的導輥930a至930f設置在第一輥920與第二輥950之間。並且，為了向反射式偏光器910塗布圖案成型的塗液，圖案成型部940的主輥946緊貼在導輥930c與導輥930d之間。在此，導輥930a至930f的個數和位置等當然是可以根據執行狀態而改變。圖案成型部940包括：薄膜狀成型模具942，實現有圖案形狀；第三輥944，卷繞有成型模具；主輥946，通過使注入的塗液壓接於成型模具來按成型模具的圖案將塗液圖案成型後，將其塗布在反射式偏光器910；圖案導輥947a至947d，傳送成型模具；及第四輥948，供傳送的成型模具卷繞。圖案導輥947a至947d的個數和位置等當然是可以根據執行狀態而改變。
與圖18的實施例不同，所述成型模具942卷繞在第三輥944的狀態下被主輥946和導輥947a至947d傳送，同時在反射式偏光器910成型由塗液形成的圖案後，卷繞在第四輥948。此時，成型模具942優選形成為具有與反射式偏光器910相同的長度，由此，形成有圖案層的反射式偏光器912不出現因連接點引起的圖案不良或圖案的切斷，而圖案均勻地形成在整個區域。圖19僅示出 了實現在成型模具的圖案層的圖案的一部分，但在實際上，圖案實現在整個成型模具。
在反射式偏光器910引入到圖案成型部940的地點，即，導輥930c與主輥946緊貼的地點設置有用於注入塗液的塗液注入工具960，在反射式偏光器與成型模具942緊貼而移動的地點設置有用於通過照射熱或UV來固化塗液的固化工具970。
具體地說，圖20為使用本發明的反射式偏光器的液晶顯示器的一個例子，反射板280被插入到框架270上，冷陰極突光燈290位於所述反射板280的上表面上。光學膜320位於所述冷陰極突光燈290的上表面上，所述光學膜320按照擴散板321、光擴散膜322、棱鏡膜323、反射式偏光器324及吸收式偏光膜325的順序堆疊，此堆疊順序可依據目的而更改，或者省略某些構件，或者配備多個某些構件。例如，擴散板321、光擴散膜322或棱鏡膜323可自整體配置中排除，或改變其順序或位置。而且，也可以將相位差膜(圖中未示出)等插入到液晶顯示裝置內的適當位置。另一方面，可以將液晶顯示面板310夾入模框300後置於所述光學膜320的上表面上。
下面以光線路徑為中心說明，冷陰極熒光燈290發射的光線到達所述光學膜320中的擴散板321。通過所述擴散板321傳遞的光線為了使光線進行方向垂直於光學膜320而通過光擴散膜322。經過了所述光擴散膜322的光線再經過棱鏡膜323後抵達反射式偏光器324而發生光調制。具體而言，P波不受損失地通過反射式偏光器324而S波則發生光調制(反射、散射、折射等)後再被冷陰極熒光燈290背面的反射板280反射，其光線性質隨機地改變成P波或S波後再通過所述反射式偏光器324。然後，通過吸收式偏光膜325後抵達液晶顯示面板 310。其結果，將本發明反射式偏光器插入到液晶顯示裝置而使用時，能夠根據所述原理而使得亮度與現有反射式偏光器相比顯著提升。另一方面，所述冷陰極熒光燈290可以由發光二極體(LED)替代。
另一方面，在本發明中，以液晶顯示器為中心說明瞭反射式偏光器的用途，但不限定於此。本發明的反射式偏光器可廣泛地適用於投影顯示器、等離子體顯示器、場效發射顯示器及電致發光顯示器等平面顯示技術。
下麵結合實施例及實驗例詳細說明本發明。但下列實施例及實驗例僅為本發明之例示，不得把本發明的範疇限定于下列實施例及實驗例。
<實施例1>
將分散體成分及基質成分各自投入第一擠壓部及第二擠壓部中，將表層成分則投入第三擠壓部中，所述分散體成分為包括具有1.65的折射率的聚奈二甲酸乙二醇酯(PEN)，所述基質成分為包括60重量%的聚碳酸酯、38重量%的由對苯二酸鹽和乙基乙二醇及環己烷二甲醇以1：2的摩爾比混合而成的聚對苯二甲酸亞環已基二亞甲酯(PCTG)及2重量%的含磷酸鹽的熱穩定劑的原料，表層成分為包括60重量%的聚碳酸酯、38重量%的由對苯二酸鹽和乙基乙二醇及環己烷二甲醇以1：2的摩爾比混合而成的聚對苯二甲酸亞環已基二亞甲酯(PCTG)及2重量%的含磷酸鹽的熱穩定劑的原料。
基質成分和分散體成分的擠壓溫度為245℃，利用Cap Rheometer檢查並通過I.V.調整來補正聚合物的流動，誘導通過適用Filteration Mixer的流路使得分散體隨機散佈在基質內部，然後將表層成分結合到基質層成分的兩面。 在圖14與圖15所示的衣架模具誘導散佈，該衣架模具補正流速及壓力梯度。具 體地說，模具入口具有200mm的寬度及10mm的厚度，模具出口具有1，260mm的寬度及2.5mm的厚度，流速為1.0m/min。然後，在冷卻及鑄造滾輪進行平坦化工序，在MD方向拉伸了6倍。然後，通過加熱器室在180℃下進行熱固定2分鍾而製成厚度為120μm的(包括表層的厚度為300μm)如表1所示的隨機散佈式偏光器。所製成的反射式偏光器的聚對萘二甲酸乙二酯(PEN)成分的折射率為nx：1.88、ny：1.58、nz：1.58，包括60重量%的聚碳酸酯、38重量%的由對苯二酸鹽和乙基乙二醇及環己烷二甲醇以1：2的摩爾比混合而成的聚對苯二甲酸亞環已基二亞甲酯(PCTG)及2重量%的含磷酸鹽的熱穩定劑的原料的折射率為1.58。芯層厚度為120μm，上下表面的表層厚度分別為90μm。
然後，通過使所製成的反射式偏光器經過如圖19所示的工序來製成形成有折射率為1.59的丙烯酸聚氨酯類棱鏡圖案層的反射式偏光器。棱鏡圖案的高度為20μm，間距為40μm。
<實施例2~5及比較例1~2>
除了下表1的條件之外，其餘按照與實施例1相同的方法制得了隨機散佈式反射偏光器。
<實驗例>
針對通過所述實施例1~5及比較例1~2製成的反射式偏光器評估下列物性，其結果如表1所示。
1.相對亮度
如下測量所製成的所述反射式偏光器的亮度。將面板組裝到具有擴散板及反射式偏光器的32”直下式背光單元上，然後利用Topcon公司的BM-7測量儀測量9個位置的亮度並顯示其平均值。
以實施例1的反射式偏光器的亮度為100(基準)時，相對亮度表示其他實施例及比較例的亮度的相對值。
2.亮線出現
將面板組裝到具有反射式偏光器、擴散板、擴散片、棱鏡片、亮度增強膜的32”直下式背光單元上，然後評估亮線出現程度。具體地說，對亮線出現的評價通過用肉眼觀察亮線來實現，評價分為很好、好、一般、較差。很好：亮線的個數為0、好：亮線的個數為1個、一般：亮線的個數為2~3個、較差：亮線的個數為4~5個。
上表1中，縱橫比是指將整個分散體的個數中縱橫比為1/2以下的分散體的個數以百分比表示的，1組、2組及3組是指將縱橫比為1/2以下的分散體中屬於本發明的1組、2組及3組的截面積範圍的分散體的個數以百分比表示的，1/3組是指將1組的個數/3組的個數以百分比表示的。
由表1可知，滿足本發明的範圍的實施例1~5與不能滿足其的比較例1及2相比，在亮度、偏光度及亮線出現方面都優異。另一方面，屬於本發明的1/3組範圍的實施例1與不能滿足其的實施例2~4相比顯示優異的光學物性。進一步地，與1組的含量超出範圍的實施例5相比，實施例1的光學物性非常優異。
本發明的反射式偏光器具有優異的光調製性能，因此可廣泛地應用於需要光調製的領域。具體地說，可廣泛地應用於如移動顯示器、LCD、LED等要求高亮度的液晶顯示器、投影顯示器、等離子體顯示器、場效發射顯示器、電致發光顯示器類的平面顯示技術。
200‧‧‧基質
201,202,203,204,205,206‧‧‧分散體
207‧‧‧表層

Claims (11)

  1. 一種隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，包括芯層，在所述芯層的基質內部包含多個分散體，以便使從外部照射的第一偏光透射且反射第二偏光，所述多個分散體在至少一軸方向上與所述基質具有不同折射率，包含在所述基質內部的多個分散體中80%以上的分散體以長度方向的垂直截面為基準具有1/2以下的短軸長度對長軸長度之比的縱橫比，且所述縱橫比為1/2以下的分散體包括具有不同截面積的3個以上組，其中，第一組的截面積為0.2~2.0μm2，第二組的截面積大於2.0μm2且5.0μm2以下，第三組的截面積大於5.0且10.0μm2以下，第一組的分散體、第二組的分散體及第三組的分散體隨機排列。
  2. 如請求項1之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述縱橫比為1/2以下的分散體中第三組的分散體的個數為10%以上。
  3. 如請求項1之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述縱橫比為1/2以下的分散體中第一組的個數為30~50%，第三組的個數為10~30%。
  4. 如請求項1之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述縱橫比為1/2以下的分散體中第一組的分散體的個數/第三組的分散體的個數為3~5。
  5. 如請求項1之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述基質與所述分散體的折射率在兩個軸方向上的折射率差異為0.05以下，其餘一個軸方向上的折射率差異為0.1以上。
  6. 如請求項1之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述反射式偏光器在至少一個軸方向拉伸。
  7. 如請求項1之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，在所述芯層的至少一面還包括表層。
  8. 如請求項1之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，包括形成在芯層的至少一面的結構化的表面層。
  9. 如請求項8之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述芯層與所述結構化的表面層之間還包括用於增強粘接力的底漆層。
  10. 如請求項8或9之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述結構化的表面層為精細圖案層。
  11. 如請求項10之隨機散佈式反射偏光器，其特徵在於，所述精細圖案為選自由棱鏡圖案、凸透鏡圖案、微透鏡圖案、三角錐圖案及棱錐圖案構成的組中的任一種以上。
TW105120242A 2015-06-26 2016-06-27 隨機散布式反射偏光器 TWI606284B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150090918A KR102367295B1 (ko) 2015-06-26 2015-06-26 반사편광자 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201701034A TW201701034A (zh) 2017-01-01
TWI606284B true TWI606284B (zh) 2017-11-21

Family

ID=57585714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105120242A TWI606284B (zh) 2015-06-26 2016-06-27 隨機散布式反射偏光器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10527883B2 (zh)
JP (1) JP6861652B2 (zh)
KR (1) KR102367295B1 (zh)
CN (1) CN107810434B (zh)
TW (1) TWI606284B (zh)
WO (1) WO2016208987A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017038927A1 (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 富士フイルム株式会社 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
CN108181095A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 惠州市华星光电技术有限公司 偏光片光学参数的测量方法及测量装置
JP7466516B2 (ja) * 2018-07-13 2024-04-12 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光学システム及び光学フィルム
JP2022523429A (ja) * 2019-03-08 2022-04-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ディスプレイ光学フィルム及びバックライトユニット
TWI778508B (zh) * 2021-01-28 2022-09-21 誠屏科技股份有限公司 顯示裝置
CN114822228B (zh) * 2021-01-28 2024-03-19 诚屏科技股份有限公司 显示装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5126880A (en) * 1990-12-18 1992-06-30 The Dow Chemical Company Polymeric reflective bodies with multiple layer types
US5808794A (en) 1996-07-31 1998-09-15 Weber; Michael F. Reflective polarizers having extended red band edge for controlled off axis color
US6256146B1 (en) * 1998-07-31 2001-07-03 3M Innovative Properties Post-forming continuous/disperse phase optical bodies
JP4253472B2 (ja) * 2001-06-22 2009-04-15 ダイセル化学工業株式会社 偏光素子並びにそれを用いた面光源装置及び液晶表示装置
US6952312B2 (en) 2002-12-31 2005-10-04 3M Innovative Properties Company Head-up display with polarized light source and wide-angle p-polarization reflective polarizer
US20070264447A1 (en) * 2004-08-30 2007-11-15 Teijin Dupont Films Japan Limited Optical Film Laminated Body
JP2008537794A (ja) * 2005-04-06 2008-09-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 配向可能なポリマーブレンドを備えた拡散反射型偏光フィルム
US7646453B2 (en) 2006-06-05 2010-01-12 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Reflective polarizer with polarization splitting microstructure
US20080197518A1 (en) * 2006-12-18 2008-08-21 Rohm And Haas Denmark Finance A/S Shaped article with polymer domains and process
US8703252B2 (en) * 2009-12-18 2014-04-22 Teijin Limited Multi-layer stretched film
US20120161345A1 (en) * 2010-12-27 2012-06-28 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Method of manufacturing a diffusely-reflecting polarizer having a substantially amorphous nano-composite continuous phase
KR101201256B1 (ko) * 2011-02-09 2012-11-14 웅진케미칼 주식회사 폴리머가 분산된 반사 편광자 제조방법 및 장치
JP5864128B2 (ja) * 2011-05-12 2016-02-17 帝人株式会社 積層フィルム
KR101930550B1 (ko) 2012-08-09 2018-12-18 도레이케미칼 주식회사 중합체가 분산된 반사형 편광자
KR102172539B1 (ko) 2013-12-31 2020-10-30 도레이첨단소재 주식회사 랜덤 분산형 반사 편광자
KR102172288B1 (ko) 2013-12-31 2020-10-30 도레이첨단소재 주식회사 랜덤 분산형 반사 편광자
US9952363B2 (en) * 2013-12-31 2018-04-24 Toray Korea Chemical, Inc. Random dispersion-type reflection polarizer
JP6329248B2 (ja) * 2014-03-19 2018-05-23 帝人株式会社 液晶ディスプレイ偏光板用反射偏光フィルム、それからなる液晶ディスプレイ用偏光板、液晶ディスプレイ用光学部材および液晶ディスプレイ
WO2016010162A1 (ja) * 2014-07-18 2016-01-21 帝人株式会社 １軸延伸多層積層フィルムおよびそれからなる光学部材
KR101790533B1 (ko) 2014-12-31 2017-10-26 도레이케미칼 주식회사 반사편광자 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
TWI606286B (zh) * 2016-05-24 2017-11-21 揚昇照明股份有限公司 複合膜以及顯示裝置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107810434B (zh) 2021-03-12
CN107810434A (zh) 2018-03-16
US20180172887A1 (en) 2018-06-21
KR20170001228A (ko) 2017-01-04
JP6861652B2 (ja) 2021-04-21
KR102367295B1 (ko) 2022-02-23
WO2016208987A1 (ko) 2016-12-29
JP2018522274A (ja) 2018-08-09
TW201701034A (zh) 2017-01-01
US10527883B2 (en) 2020-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI606284B (zh) 隨機散布式反射偏光器
US9952363B2 (en) Random dispersion-type reflection polarizer
JP6726282B2 (ja) 複合反射偏光フィルム
TW201303388A (zh) 製造含分散聚合物的反射式偏光器之方法及其裝置
KR102172539B1 (ko) 랜덤 분산형 반사 편광자
KR20200060052A (ko) 광학체 및 이를 포함하는 표시장치
KR102172288B1 (ko) 랜덤 분산형 반사 편광자
US20220011630A1 (en) Optical body and display device including same
KR101685574B1 (ko) 복합 반사편광 필름
KR101701500B1 (ko) 복합 반사편광 필름
KR101906251B1 (ko) 다층 반사편광자 및 그 제조방법
KR102540191B1 (ko) 광학체 및 이를 포함하는 표시장치
KR101714388B1 (ko) 반사편광 필름 및 그 제조방법
KR101685586B1 (ko) 복합 반사편광 필름
KR101685588B1 (ko) 복합 반사편광 필름
KR101906253B1 (ko) 폴리머가 분산된 반사 편광자 및 그 제조방법
KR102106810B1 (ko) 광확산 필름의 제조방법 및 그를 채용한 액정디스플레이용 백라이트 유닛
KR101685582B1 (ko) 복합 반사편광 필름
KR101768893B1 (ko) 복합반사편광자 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20180111327A (ko) 복합편광필름, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광원 어셈블리 및 액정표시장치
KR101906252B1 (ko) 다층 반사편광자 및 그 제조방법
KR20200060085A (ko) 광학체 및 이를 포함하는 표시장치
KR20200060050A (ko) 광학체 및 이를 포함하는 표시장치