光学膜复合物的制作方法

专利名称：光学膜复合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学膜复合物，特别涉及应用于直下式背光模块，特别是直下式LED背光模块的光学膜复合物。

背景技术：
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)因其具有高画质、低辐射、低消耗功率、较佳空间利用性等优越性，逐渐取代原有的阴极射线管(Cathode-Ray Tube，CRT)显示器而成为市场主流。液晶显示器的主要结构包含液晶面板与背光模块两大部分，由于液晶面板本身不发光，因此需要背光模块(Back light module)提供液晶显示器显示影像所需的光源，以使其能够正常显示影像。
背光模块常用的光源之一为冷阴极灯管(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)。在直下式背光模块中，灯管是以并排方式配置于液晶面板下方，若未适当将光线扩散及匀化，极易因光强度分布不均，导致显示器屏幕上出现明显的灯管轮廓，降低显像品质。再者，当亮度需求越高或是显示器尺寸越大时，所需灯管数愈多，则所出现的明暗条纹现象愈严重。因此，成为LCD领域的一大发展瓶颈。
另一种可用于背光模块的光源为发光二极管(Light EmittingDiode，LED)。由于发光二极管具有低耗电量、高亮度及无污染等优点，因此，使用发光二极管作为光源的背光模块，已成为目前重要的研究发展方向之一。然而，由于发光二极管为点光源且指向性高，容易产生萤火虫效应(hot spot)，因此，采用发光二极管做为光源的背光模块若未适当将光线扩散及匀化，容易产生亮度不均匀(Mura)的现象。针对此问题的解决方式之一是增加LED数量使LED的间距降低，这种方式会因LED数量大幅增加，使得整体成本增加且容易产生过多热量，进而影响其它部材的寿命与品质，同时电力消耗过大，无法满足许多可携式装置需仰赖电池来提供电力的要求。
一般来说，背光模块分成直下式背光模块(direct type back lightmodule)与侧面入光式背光模块(side type back light module)。相较于侧面入光式背光模块，直下式背光模块能提供较高的亮度，因此当对光源的亮度需求高或是应用于大尺寸显示器装置时，通常采用直下式背光模块。另外，直下式LED背光模块使用区域点亮(local dimming)技术，可以更加省电，达到环保需求，但是为解决萤火虫现象，往往需要增加光源与其它膜片的距离以提供足够的混光距离，但却会增加背光模块的厚度，不利于目前显示器轻、薄的需求。


发明内容
有鉴于此，本申请发明人经广泛研究和反复实验后发现，一种包含高扩散的扩散元件和增亮元件的光学膜复合物，可让大尺寸显示器的直下式LED背光模块，不须增加混光距离，即可达到光均匀化的目的，又可维持辉度，且制程简单，良率高，使用方便，能有效解决上述的缺点。
本发明的主要目的乃提供一种光学膜复合物，其包含一增亮元件；和一扩散元件，其中该扩散元件包含一基材且该基材至少一侧包含一光扩散层，该扩散元件具有根据JIS K7136标准方法测得不低于98％的雾度。
本发明的光学膜复合物具有匀光的效果，可有效扩散光线，解决亮度不均匀(Mura)的现象，从而可提供较佳的显影品质。



图1为显示自动变角光度计测得本发明的扩散元件2的光度图(图1a入射角0-40°，图1b入射角50-80°) 图2至图20为本发明光学膜复合物的较佳实施方式的示意图。
主要元件符号说明 10集光膜 11基材 12光学结构层 121 棱镜柱状结构 122 弧形柱状结构 123 透镜状结构 20扩散元件 21基材 22凹凸微结构层 30中间构件 50多层式反射偏光回收膜
具体实施例方式 在本文中所使用的用语仅为描述所述的实施方式，并非用以限制本发明保护范围。举例言之，说明书中所使用的用语「一」，除非文中另有明确的解释，否则用语「一」是涵盖单数及多数形式。
本发明所用的增亮组件并无特殊限制，主要是用以提升光利用率以达增亮的效果，其可为任何本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知的增亮组件。一般而言，增亮元件可区分为四大类。第一类是集光膜，其原理乃是利用一光学结构层，藉由特殊光学结构将入射光经折射及/或经内部全反射控制其出光角度，让原本朝向四面八方的散乱的光线集中、减少光耗损率，而达到增加亮度的目的。市售集光膜的实例包含3M，型号BEF(Brightness Enhancement Film)；新和(SHINWHA)公司，型号PTR-763；嘉威，型号HGP210；LG化学(LG Chemical)，型号LSF-451B或是三菱人造丝(Mitsubishi Rayon)，型号M268Y。第二类是多层式反射偏光回收膜，其原理是利用两种不同折射率的高分子材料以共压出技术形成多层膜结构，再经由延伸产生双折射率的特性。当光源通过时，垂直方向的偏光可直接穿透，而平行方向的偏光将被反射回背光模块，再经反射后重新形成垂直方向的偏光以穿透该多层式反射偏光回收膜，而达到提升光利用率藉此提供增亮的效果，市售多层式反射偏光回收膜的实例包含3M，型号DBEF-D2-280。第三类是旋光性向列型液晶增亮膜，其原理是一种反射式增亮技术，主要是当背光模块的光源通过该旋光性向列型液晶(Chiral-Nematic)层时，只有与液晶分子螺旋结构相反的圆偏光可以通过，相对的与液晶分子螺旋结构相同的圆偏光则将被反射回背光模块，再经反射后重新形成与液晶分子螺旋结构相反的圆偏光以穿透该旋光性向列型液晶层，而达到提升光利用率的方法藉此提供增亮的效果，其实例包含胆固醇液晶增亮膜。第四类是金属线栅偏振片(Wire-grid Polarizer，WGP)，利用宽度小于光波波长的纳米微结构，使光线进入后产生偏极化现象，再搭配适当光学元件后，可用以回收再利用(recycling)偏振光，而达到提升光利用率的方法藉此提供增亮的效果。本发明所使用的增亮元件较佳为集光膜或多层式反射偏光回收膜；更佳为集光膜。
本发明的集光膜，包含一基材及一位于该基材上的光学结构层。上述基材的种类可为任何本发明所属技术领域具有普通知识者所熟知者，例如玻璃或塑料。上述塑料基材可由一或多个高分子树脂层所构成。用以构成上述高分子树脂层的树脂的种类并无特殊限制，其例如但不限于聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)、聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚烯烃树脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚环烯烃树脂(polycycloolefin resin)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)、聚氨酯树脂(polyurethane resin)、三醋酸纤维素(triacetyl cellulose，TAC)、聚乳酸(polylactic acid)及其组合。较佳是选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂及其组合；更佳是聚对苯二甲酸乙二醇酯。上述基材的厚度通常取决于所欲制得的光学产品的需求，一般为约15微米至约300微米。
一般而言，集光膜的折射率越高，集光效果越佳，辉度增益效果越好。本发明所用的集光膜的折射率并无特殊限制，通常为约1.49至约1.65。本发明集光膜的光学结构层包含复数个可提供集光效果的微结构。上述微结构的形式并无特殊限制且是本发明所属技术领域中具有普通知识者所熟知者，其例如但不限于柱状结构、圆锥状结构、立体角结构、橘瓣形块状结构、透镜状结构及胶囊状结构、或其组合等。较佳为柱状结构，该等柱状结构可为线性(linear)、曲线(serpentine)或折线(zigzag)，且相邻的两柱状结构可平行或不平行，该等柱状结构的峰高度可不沿延伸方向变化或沿延伸方向变化。上述柱状结构的峰高度沿延伸方向变化是指该柱状结构中至少有部分位置的高度是随机或规则性沿结构主轴位置变化，其变化幅度至少为标称高度(或平均高度)的百分之三，较佳其变化幅度为该标称高度的百分之五至百分之五十。
本发明所使用的柱状结构可等高或不等高、等宽或不等宽，上述柱状结构可为单峰柱状结构、多峰柱状结构或其组合。上述单峰柱状结构及多峰柱状结构较佳为对称柱状结构，使用对称柱状结构不但可简化加工方法且较易控制集光效果。
本发明所使用的柱状结构可为棱镜柱状结构或弧形柱状结构或其组合，较佳为棱镜柱状结构。当柱状结构为弧形时，弧形柱状顶部曲面最高处的曲率半径为约2微米至约50微米，较佳为约3微米至约35微米，为能兼顾抗刮和高辉度特性，更佳为约5微米至约12微米。本发明所使用的棱镜柱状结构或弧形柱状结构的顶角角度可彼此相同或不相同。棱镜柱状结构的顶角角度为约40°至约120°，较佳为约80°至约120°，弧形柱状结构的顶角为约40°至约120°，较佳为约60°至约110°。
为减少光学干涉现象，本发明集光膜的光学结构层较佳包含至少两个彼此不平行的柱状结构。根据本发明，该光学结构层包含至少一组已相交的不平行的二柱状结构及/或至少一组未相交的不平行的二柱状结构。
本发明集光膜的光学结构层可使用本发明所属技术领域中具有普通知识者所熟知的任何方式制备，例如可与基材一起以一体成形方式制备，例如以压印(embossing)、射出(injection)等方式制得；或以卷对卷式(roll to roll)连续生产技术于基材上涂布涂料，固化形成具有复数个可提供集光效果的微结构的光学结构层，上述光学结构层的厚度并无特殊限制，通常具有约1微米至约50微米的厚度，较佳为约5微米至约35微米，最佳为约15微米至约25微米。
根据本发明的一较佳实施方式，本发明集光膜的形成方法是以卷对卷式连续生产技术，于基材一侧涂布涂料，经滚轮雕刻后固化而形成该具有复数个可提供集光效果的微结构的光学结构层。上述涂料并无特殊限制，可为任何是本发明所属技术领域中具有普通知识者所熟知者，例如但不限于紫外线固化型树脂。上述紫外线硬化树脂的种类亦为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，例如但不限于，丙烯酸酯树脂(acrylate resin)、甲基丙烯酸酯树脂(methyl acrylate resin)、氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)树脂、或环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)树脂。
本发明所使用的扩散元件为一高扩散性的扩散膜，根据JIS K7136标准方法测得不低于98％的雾度(haze)，根据JIS K7136标准方法测得不低于60％的全光线透过率包含一基材且该基材至少一侧包含一光扩散层，为获得较高雾度，视需要，该基材两侧各包含一光扩散层，上述基材的种类是如本文先前所述，较佳者为透明基材，且扩散元件整体厚度约为50微米～400微米，较佳为200微米～300微米。本发明的扩散组件具有高扩散的光学特性，因此，当光线通过扩散组件时，可将光源近似完美散射，扩散成均匀的面光源，藉此消除灯源明暗纹(lampmura)的情况产生。
另一方面，本发明的扩散元件因具备类似朗伯特(Lambertian)扩散的功效，所以具有高均齐度的光学特性，使用变角光度计检测本发明的扩散元件，以-90°至90°入射角投射时，测得出光强度最强的角度为±10°以内(参见图1a及1b所示)。因此，本发明的扩散元件可将各个角度入射的光线绝大部份导正成垂直扩散元件方向的光线而射出。换言之，不论任何角度的入光，皆可藉由本发明的扩散元件控制其出光强度最强的角度在±10°以内，故本发明的扩散元件具有光线均齐性功效，更易消除灯源明暗纹现象。
根据本发明的一具体实施方式
，该扩散元件包含一基材且该基材的一侧(入光面或出光面)包含一光扩散层。根据本发明的另一具体实施方式
，该扩散元件包含一基材且该基材的两侧(入光面及出光面)均包含光扩散层。
本发明的光扩散层是藉由在基材的入光面、出光面或两面形成凹凸微结构层而制得。上述凹凸微结构层的形成方法并无特殊限制，是熟悉此项技术者所熟知，其例如但不限于网版印刷、喷涂或压花加工。较佳的方式是在基材表面涂覆具凹凸微结构的树脂涂层。
上述具凹凸微结构的树脂涂层包含颗粒和接合剂。为达高扩散效果，该颗粒的直径宜介于约1微米至约20微米，较佳介于约1.5微米至约10微米，当颗粒的直径低于1微米时，难产生扩散效果，高于20微米时，易产生涂布缺陷。树脂涂层中颗粒相对于接合剂的量，以固体成分计算，宜为约200重量％至约600重量％，若颗粒相对于接合剂的量低于200重量％，会发生光扩散性不足；但若高于600重量％，颗粒难以固定于涂层中，会发生脱落的现象，为能兼顾涂层高扩散性和稳定性，更佳为约280重量％至约400重量％，特佳为约305重量％至约350重量％。
上述具凹凸微结构的树脂涂层的厚度，对扩散元件的雾化效果会产生影响，因此，树脂涂层的厚度取决于所欲得扩散元件的雾度需求，一般具有介于约5至约20微米的厚度，较佳具有约10至约15微米的厚度，更佳具有约8至约13微米的厚度。当涂层低于5微米，则雾化效果不佳，当涂层超过20微米，则涂层的密着性下降，不利于涂布。此外，树脂涂层于基材上的「积层量」可藉由将每单位面积已单面涂布树脂涂层的基材的总重量减去未涂布前的基材重量而得。根据本发明，上述具凹凸微结构的树脂涂层的积层量约6.5g/m2至约26g/m2，较佳约10.5g/m2至约19.5g/m2。
可使用于本发明中的颗粒种类，并无特殊限制，其可为有机颗粒、无机颗粒或两者的混合物。所使用颗粒的形状亦无特殊限制，例如球形、菱形等。
可用于本发明中的有机颗粒，选自由丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、氨基甲酸酯树脂、硅酮(silicone)树脂及其混合物所组成的群组。
可用于本发明中的无机颗粒，选自由氧化锌、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化硅、氧化铋、硫化锌、硫酸钡及其混合物所组成的群组。
可用于本发明中的粘合剂并无特殊限制，其例如选自丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、含氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂(alkyd resin)、聚酯树脂及其混合物所组成的群组，较佳为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂或其混合物，更佳为丙烯酸树脂。使用于本发明中的粘合剂，由于必须让光线透过，其较佳为无色透明者。
为避免因扩散元件黄化，导致显示器产生色差，可选的于上述树脂涂层中添加具吸收紫外线能力的无机物。适用于本发明的无机物种类，并无特殊限制，其例如但不限于氧化锌、氧化铅、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙或其混合物。上述无机物的粒径一般为約1至500纳米(nanometer，nm)，较佳为1至100纳米，特佳为20nm至50nm。除此之外，本发明所使用的树脂涂层亦可视需要包含任何本发明所属技术领域中具有普通知识者已知的添加剂，其例如但不限于引发剂(initiator)、溶剂(solvent)、抗静电剂(antistaticagent)、固化剂(curing agent)、改质剂(modifying agent)、整平剂(levelling agent)、稳定剂(stabilizing agent)、荧光增白剂(fluorescentbrightener)或紫外线吸收剂(ultraviolet absorber)等。
根据本发明的一较佳实施例，本发明的光学膜复合物，由入光面起依序包含一扩散元件及一增亮元件，本发明的扩散元件包含一基材且该基材二侧各包含一光扩散层，该光扩散层为一具有凹凸微结构的树脂涂层，该树脂涂层包含颗粒及粘合剂，且颗粒相对于粘合剂的量为约280～约400重量％，上述扩散元件具有根据JIS K7136标准方法测得不低于98％的雾度，较佳为不低于99％雾度；且其中该增亮元件为一集光膜，该集光膜包含一基材及一位于该基材上的光学结构层，其中该光学结构层包含复数个弧形柱状结构，且该弧形柱状结构顶部曲面最高处的曲率半径为5微米至12微米，可选的，该光学结构层包含至少两个彼此不平行的弧形柱状结构。上述颗粒较佳为直径1微米至10微米的有机颗粒，该等有机颗粒较佳为硅酮树脂。
为达到使用方便性，本发明的光学膜复合物可视需要包含一中间构件，该中间构件位于该增亮元件及该扩散元件之间且其厚度范围为0.5μm至250μm，较佳为1μm至100μm，特佳为1μm至50μm。本发明的中间构件可用以连结或支撑聚光元件与扩散元件，并将两元件彼此固定，增进其定位效果。此外，该中间构件可提供一缓冲区域以释放光学膜复合物因变形或受外力时所产生的应力，有效解决增亮元件及/或该扩散元件因受热不均、湿度或材料本身重力等因素而产生的翘曲(waving)现象。
根据本发明的一较佳具体实施例，本发明的中间构件为一粘着层，该粘着层是由一透明光学胶粘剂层所构成。上述中间构件的制备方法并无特殊限制，其例如但不限于藉由涂布或网印印刷将光学胶粘剂施加至增亮元件或扩散元件的一侧上，藉此粘合该增亮元件与该扩散元件。
本发明所用的光学胶粘剂具有大于90％的透光率及具有1.4至1.6的折射率。本发明所用的光学胶粘剂是为热固型(thermal curing)树脂或紫外光固化型(UV curing)树脂或其混合物，其种类并无特殊限制，例如可选自由硅酮树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂(polyester resin)、聚醚树脂(polyether resin)、聚氨基甲酸酯树脂(PU)、环氧树脂(Epoxy resin)及其混合物所组成的群组。
根据本发明的一较佳实施例，本发明使用的光学胶粘剂为感压胶粘剂，仅需施以轻微压力便能够在短时间内达到良好接着效果，适合卷对卷式(roll to roll)连续生产技术。上述可作为感压胶粘剂的光学胶粘剂并无特殊限制，其市售商品例如长兴化学工业公司生产的AO-802或AO-805；由3M公司生产的8171、8141、8142或8212；或由日东电工(NittoDenko)公司生产的CS9621。
图2至图20为本发明光学膜复合物的具体实施方式
的示意图。
图2为本发明光学膜复合物的一实施方式。如图2所示，本发明的光学膜复合物包含一集光膜10及一扩散元件20。该集光膜10包含基材11及位于基材11上的光学结构层12，该光学结构层包含复数个棱镜柱状结构121。该扩散元件20包含基材21及位于基材21出光面上的凹凸微结构层22。在此实施方式中，该扩散元件20是位于本发明光学膜复合物的入光面。
图3为本发明光学膜复合物的一实施方式，凹凸微结构层22位于基材21入光面，其余结构与配置与图2所示者同。
图4为本发明光学膜复合物的一实施方式，扩散元件20包含基材21及位于基材21入光面与出光面的凹凸微结构层22，其于结构与配置与图2所示者同。
图5为本发明光学膜复合物的一实施方式，图5所示光学膜复合物除以弧形柱状结构122取代棱镜柱状结构121外，其余结构及配置是与图4所示者同。
图6(a)为本发明光学膜复合物的一实施方式，图6(a)所示光学膜复合物除以透镜状结构123取代棱镜柱状结构121外，其余结构及配置是与图4所示者同。图6(b)是图6(a)的光学膜复合物中的集光膜的立体视图。
图7为本发明光学膜复合物的一实施方式。图7所示光学膜复合物除在集光膜10及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图3所示者同。
图8为本发明光学膜复合物的一实施方式。图8所示光学膜复合物除在集光膜10及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图4所示者同。
图9为本发明光学膜复合物的一实施方式。图9所示光学膜复合物除在集光膜10及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图5所示者同。
图10为本发明光学膜复合物的一实施方式。图10所示光学膜复合物除在集光膜10及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图6所示者同。此外，集光膜10的立体结构可参考图6(b)。
图11为本发明光学膜复合物的一实施方式。图11所示的光学膜复合物包含一集光膜10及一扩散元件20。该集光膜10包含基材11及位于基材11上的光学结构层12，该光学结构层包含复数个棱镜柱状结构121。该扩散元件20的结构是与图4所示者同。在此实施方式中，该集光膜10是位于本发明光学膜复合物的入光面，且以该光学结构层朝向光源。
图12为本发明光学膜复合物的一实施方式。图12所示光学膜复合物除以弧形状结构122取代棱镜柱状结构121外，其余结构及配置是与图11所示者同。
图13为本发明光学膜复合物的一实施方式。图13所示光学膜复合物除以透镜状结构123取代棱镜柱状结构121外，其余结构及配置是与图11所示者同。此外，集光膜10的立体结构可参考图6(b)。
图14为本发明光学膜复合物的一实施方式。图14所示光学膜复合物除在集光膜10及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图11所示者同。
图15为本发明光学膜复合物的一实施方式。图15所示光学膜复合物除在集光膜10及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图12所示者同。
图16为本发明光学膜复合物的一实施方式。图16所示光学膜复合物除在集光膜10及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图13所示者同。
图17为本发明光学膜复合物的一实施方式。图17所示光学膜复合物包含一多层式反射偏光回收膜50及一扩散元件20。该扩散元件20包含基材21及位于基材21出光面上的凹凸微结构层22。在此实施方式中，该扩散元件20是位于本发明光学膜复合物的入光面。
图18为本发明光学膜复合物的一实施方式。图18所示光学膜复合物包含一多层式反射偏光回收膜50及一扩散元件20。该扩散元件20包含基材21及位于基材21出光面与入光面上均具有凹凸微结构层22。在此实施方式中，该扩散元件20是位于本发明光学膜复合物的入光面。
图19为本发明光学膜复合物的一实施方式。图19所示光学膜复合物除在多层式反射偏光回收膜50及扩散元件20之间包含一中间构件30以作为粘着层外，其余结构及配置是与图17所示者同。
图20为本发明光学膜复合物的一实施方式。图20所示光学膜复合物除以反射偏光回收膜50取代集光膜10，其余结构及配置是与图7所示者同。
由于LED为点光源，光指向性高，且水平方向与垂直方向的明暗程度不相同，所以除了要调整水平方向与垂直方向的辉度均匀值外，还需要调整整体辉度均匀值，才能完全消除LED背光模块的MURA现象。本发明的光学膜复合物，包含一增亮元件和一扩散元件，透过利用扩散元件不低于98％雾度的高扩散性，将光线雾化，再反复利用增亮元件将部份光线反射至扩散元件再雾化，可达到整体光线匀化效果，且增亮元件具有辉度增益效果，所以本发明的光学膜复合物可以匀化光线且又维持良好的辉度。鉴于此，本发明的光学膜复合物可有效解决亮度不均问题且不需额外增加混光距离，因此适用于直下式背光模块，特别是直下式LED背光模块，可符合显示器领域发展的趋势，并可节省直下式背光模块整体的成本。
实施例 以下列举实施例对本发明光学元件以及其制备方法提供进一步的说明。这些实施例仅用于例示本发明，无论如何不用于限制本发明的范围。在不偏离本发明的主旨的情况下，可以对本发明进行各种变化、变形或变更，这些变化、变形或变更也包含在本发明范围内。
<抗Mura测试> 直下式LED背光模块包含数个位于背光模块正下方的LED光源。直下式LED背光模块所提供的光源为点光源，若搭配使用的光学元件匀光效果不足，将产生视觉上可见的亮度不均匀的现象，此情形称为「Mura」，严重影响显影品质。
传统技术领域中对Mura并无量化的表示方式，仅靠肉眼判断来作分辨，无法具体评估Mura现象。本发明提供一种将LED背光模块光线均匀度量化的方法，藉由辉度均匀值的大小评估Mura的消除程度。
本发明的方法如下 一、评估背光模块的纵向辉度均匀性 1.取背光模块的中心纵向轴，测量轴上多个测试点的辉度值(L)。
2.将该中心纵向轴上各点的辉度值(L)对该点的位置作图，辉度值随各点的位置呈波状分布。
3.排除该中心纵向轴两端点差异性较大的数据后，取出该中心纵向轴所得辉度值中最大者(LVmax)，并于同一波中取出辉度值最小者(LVmin)。
4.藉由下式计算该中心纵向轴的辉度均匀值RV RV＝LVmin/LVmax。
RV越接近1，表示该背光模块的纵向辉度均匀性愈高，因此，纵向上的Mura现象越不明显。一般而言，RV高于0.983时，表示该背光模块的纵向辉度趋近均匀，不易目视出纵向上的Mura现象。
二、评估背光模块的横向辉度均匀性 1.取背光模块的中心横向轴，测量轴上多个测试点的辉度值(Λ)。
2.将该中心横向轴上各点的辉度值(Λ)对该点的位置作图，辉度值随各点的位置呈波状分布。
3.排除该中心横向轴两端点差异性较大的数据后，取出该中心横向轴所得辉度值中最大者(ΛHμαξ)，并于同一波中取出辉度值最小者(AHμιν)。
4.藉由下式计算该中心横向轴的辉度均匀值PH PH＝AHμιν/ΛHμαξ。
PH越接近1，表示该背光模块的横向辉度均匀性愈高，因此，横向上的Mυρα现象越不明显。一般而言，PH高于0.983时，表示该背光模块的横向辉度趋近均匀，不易目视出横向上的Mυρα现象。
三、当RV及RH均高于0.983时，虽然根据上述步骤一及二的评估，其纵向及横向上的Mura现象不明显，但若RV与RH差异过大，视觉效果不佳，仍可察见背光模块上发生Mura现象。因此，当RV及RH均高于0.983时，可再使用下式评估背光模块整体的辉度均匀度 M.I.(mura index)＝|(RH/RV)-1|。
M.I.越接近0，表示横向轴与横向轴的辉度值差异小。一般而言，当M.I.高于0.002时，会目检出有Mura现象。
膜片准备 增亮元件1 市售光学元件型号HGP210；嘉威光学(Gamma Optical)公司(具棱镜柱状结构的集光膜) 增亮元件2 市售光学元件型号LSF-451B；LG化学(LG Chemical)公司(具弧形柱状结构的集光膜) 增亮元件3 市售光学元件型号PTR-763，新和(SHINWHA)公司(具透镜状结构的集光膜)。
增亮元件4 市售光学元件型号DBEF-D2-280；3M公司(多层式反射偏光回收膜) 扩散元件1 将24.0克丙烯酸树脂[型号Eterac 7363-ts-50，长兴化学工业公司](固形份约50重量％)，加入塑料瓶中，再于高速搅拌下依序加入乙酸丁酯33克、丙二醇甲基醚乙酸酯24克、平均粒径为2μm的硅酮树脂珠粉40克[型号Tospearl 120E，GE东芝硅酮(GE Toshiba silicones)公司]、纳米级二氧化钛(80％)、氧化锌(20％)溶液共56克(固形份约50重量％)，最后加入固化剂[型号Desmodur 3390，拜耳(Bayer)公司]2.4克(固形份约75重量％)，制成固形份约44重量％，总重约179.4克的涂料。将上述涂料分别涂布在PET[型号O330E250，三菱(Mitsubishi)公司]基材两侧表面上，各经120℃干燥1分钟后各可得10μm的涂膜(积层量为13g/m2)，经JIS K7136标准方法测得99.15％的雾度。
扩散元件2 制法如扩散元件1，但涂料仅涂布在基材一侧表面上。经JIS K7136标准方法测得98％的雾度。
扩散元件3 市售光学元件型号Etertec DI500C；长兴化学。经JIS K7136标准方法测得94％的雾度。
扩散元件4 市售光学元件型号Etertec DI700C；长兴化学。经JIS K7136标准方法测得96％的雾度。
光学胶粘剂准备 光学胶粘剂1 市售光学胶粘剂型号AO-802；长兴化学，由Index Instruments公司提供的AUTOMATIC REFRACTOMETER GPR11-

仪器量测其折射率为1.5 背光模块准备 准备一20cm×20cm直下式LED背光模块使用的灯箱，该灯箱厚度为24mm，此灯箱最下层为一支撑性钢板，钢板上贴附反射片，64个LED灯源平均配置且固定于反射片上方，LED灯源上层放置一具有支撑性的扩散板。
再将下述实施例/比较例的光学膜组合物置于扩散板上方，以上述方法计算RV及RH评估背光模块的纵向及横向辉度均匀性，再选择RV及RH均高于0.983的样品，计算M.I.值以评估其整体辉度均匀度。
实施例1(E1) 将增亮元件1放置于扩散元件1的上方，且使增亮元件1的光学结构层朝向背对灯源的方向。
实施例2(E2) 将增亮元件2放置于扩散元件1的上方，且使增亮元件2的光学结构层朝向背对灯源的方向。
实施例3(E3) 将增亮元件3放置于扩散元件1的上方，且使增亮元件3的光学结构层朝向背对灯源的方向。
实施例4(E4) 将增亮元件4放置于扩散元件1的上方。
比较例1(C1) 空白实验未放置膜片 比较例2(C2) 仅放置扩散元件1 比较例3(C3) 将增亮元件1放置于扩散元件3的上方，且使增亮元件1的光学结构层朝向背对灯源的方向。
比较例4(C4) 将增亮元件1放置于扩散元件4的上方，且使增亮元件1的光学结构层朝向背对灯源的方向。
表1 由实施例1至4的结果可知，本发明光学膜复合物包含具有不低于98％的雾度的扩散元件和增亮元件，纵向轴的辉度均匀值RV和横向轴的辉度均匀值RH均高于0.983，且M.I.低于0.002时，所以背光模块整体的辉度均匀好，没有mura现象。
比较例1未放置任何膜片，比较例3及4使用雾度小于98％的扩散组件。比较例1、3及4所得RH及/或RV值低于0.983，无法有效消除mura现象。
比较例2所得RH和RV值高于0.983，但由于M.I.高于0.002，RH和RV差异大，仍会产生mura现象。
<抗刮&耐磨测试> 一般而言，弧形柱状顶部曲面最高处的曲率半径(R)越大，抗刮性越好。
测试方法 顶部的曲率半径(R)的量测以尼康(NIKON)公司提供的MM400-Lu金相显微镜RLM615仪器量测弧形柱状结构顶部的曲率半径，所得结果记录于表2。
抗刮试验利用线性耐磨试验机[美国TABER 型号5750]于350公克的重量平台(面积长宽20mm×20mm)上贴粘待测光学膜复合物(长宽20mm×20mm)，使其光学结构层朝上，使用另一同种膜片的另一表面(不具光学结构层的一侧)，以试验行程0.5inch(英寸)，10cycle/min(循环/分钟)的速度进行10个循环的抗刮测试，观察该光学结构层与另一同种膜片的另一表面是否有被刮伤，若两者均无刮伤，则可通过测试。测试所得结果如下列表2所示。
耐磨试验 取一待测膜片(长宽100mm×100mm)，以ASTM D4060(CS-10轮，1,000g，1,000回转)测试该光学结构层的磨耗性，若重量损耗小于100mg，则可通过测试。
实施例2-1～2-5 实施例2-1(E2-1) 制备增亮元件5将市售胶液(型号

长兴化学公司)涂布于PET基材(型号

TORAY公司)上形成涂层，然后利用滚轮压花方式于该涂层上形成复数个弧形柱状结构，再以UV能量(350mJ/cm2)射线照射该涂层，使之固化，制得一微结构层。所制得微结构层具有30微米的厚度，该等弧形柱状结构顶部的曲率半径(R)为10微米，棱柱的宽度为60微米。
将增亮组件5配置于扩散组件1的上方，且使增亮组件5的光学结构层朝向背对灯源的方向。
实施例2-2至2-5(E2-2～E2-5) 重复实施例2-1方法，改变弧形柱状结构顶部的曲率半径(R)分别为5、3、2及0微米。
表2 ○通过测试 ×未通过测试 由实施例2-1至2-5的结果可知，光学膜复合物使用弧形柱状顶部曲面最高处的曲率半径至少5微米的增亮元件，可以消除mura，且兼顾抗刮特性。
<翘曲试验> 将待测膜片裁成长宽100mm×100mm平整光学膜复合物，置于120℃烘箱10分钟后，取出静置于室温，直到膜片回温至室温后，以间隙规量测膜片四角的翘曲程度(记录单位毫米(mm)，记录方式例如，0；0；0；0)，藉以评估待测样品的耐热及耐翘曲性能，翘曲试验所得结果如下列表3所示。
实施例5至8(E5至E8) 使用光学胶粘剂1作为中间构件(厚度25μm)分别将实施例1至4的光学膜复合物的增亮元件及扩散元件粘结在一起。除加入中间构件以外，所得光学光学膜复合物于背光模块中的配置方式是与实施例1至4相同。
表3 由实施例5至实施例8的结果可知，本发明的光学膜复合物，若增亮元件及该扩散元件之间包含一中间构件，该中间构件可提供一缓冲区域以释放光学膜复合物的应力，所以可避免光学膜复合物的翘曲现象。此外，实施例5至8的光学膜复合物虽另包含一中间构件，但所得RH和RV值均高于0.983且M.I.低于0.002，亦可有效消除mura现象。
实施例5-1(E5-1) 使用光学胶粘剂1作为中间构件(厚度1μm)，其余如同实施例5，所得结果记录于表4。
表4 由实施例5与实施例5-1的结果可知，利用光学胶粘剂将增亮元件与扩散元件结合起来，即使光学胶粘剂的厚度仅有1微米，光学膜复合物仍然不会发生翘曲现象，又可达到消除mura的效果。
实施例9(E9) 将增亮元件2放置于扩散元件2的上方，扩散元件2的凹凸微结构层朝向增亮元件2，且增亮元件2的光学结构层朝向背对灯源的方向。
实施例10(E10) 使用光学胶粘剂1作为中间构件(厚度25μm)将增亮组件2不具光学结构层的一侧与扩散组件2未涂布树脂涂层的一侧粘结在一起，且使增亮组件2的光学结构层朝向背对灯源的方向。
计算模块整体的纵向轴的辉度均匀值RV、横向轴的辉度均匀值RH、辉度均匀值M.I.，所得结果如表5。
表5 由实施例9至实施例10的结果可知，本发明的光学膜复合物包含一扩散组件，无论扩散组件包含一光扩散层或二光扩散层，只要扩散组件具有不低于98％的雾度，即可达到消除mura的效果。
实施例1-1至1-2 实施例1-1(E1-1) 将扩散元件1的硅酮树脂珠粉，改为平均粒径5微米，33.7克，泡制成固形份约42.5％，总重约173克涂料。将涂料分别涂布在PET基材两侧表面上，厚度13微米(积层量为11.2g/m2)，经JIS K7136标准方法测得98.7％的雾度，其余如同上述实施例1。
实施例1-2(E1-2) 将扩散元件1的硅酮树脂珠粉，改为平均粒径3微米，45.8克，泡制成固形份约46％，总重约185克涂料。将涂料分别涂布在PET基材两侧表面上，厚度8微米(积层量为12g/m2)，经JIS K7136标准方法测得99.35％的雾度，其余如同上述实施例1。
计算模块整体的纵向轴的辉度均匀值RV、横向轴的辉度均匀值RH、辉度均匀值M.I.，所得结果如表6所示。
表6 由实施例1-1至实施例1-2的结果可知，本发明的扩散组件可根据不同产品需求去作调整，当扩散组件具有不低于98％的雾度时，皆可达到消除mura的效果，且雾度越高，效果越好。
权利要求
1.一种光学膜复合物，其包含
一增亮元件；及
一扩散元件，其中该扩散元件包含一基材，且该基材至少一侧包含一光扩散层，该扩散元件具有根据JIS K7136标准方法测得不低于98％的雾度。
2.如权利要求1所述的光学膜复合物，其中所述扩散元件的基材的两侧均包含光扩散层。
3.如权利要求1所述的光学膜复合物，其中所述扩散元件以变角光度计检测，于-90°至90°入射角投射时，测得的出光强度最强的角度为±10以内。
4.如权利要求1所述的光学膜复合物，其中所述光扩散层为一具有凹凸微结构的树脂涂层，该树脂涂层包含颗粒和粘合剂，且颗粒相对于该粘合剂的量为200～600重量％。
5.如权利要求4所述的光学膜复合物，其中所述颗粒相对于该粘合剂的量为280～400重量％。
6.如权利要求4所述的光学膜复合物，其中所述树脂涂层具有5μm至20μm的厚度。
7.如权利要求4所述的光学膜复合物，其中所述树脂涂层具有8μm至13μm的厚度。
8.如权利要求4所述的光学膜复合物，其中所述粘合剂选自由丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、含氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、聚酯树脂及其混合物所组成的群组。
9.如权利要求4所述的光学膜复合物，其中所述颗粒为选自由丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂及其混合物所组成的群组的有机颗粒，或选自由氧化锌、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化硅、氧化铋、硫化锌、硫酸钡及其混合物所组成的群组的无机颗粒，或所述有机颗粒与所述无机颗粒的混合物。
10.如权利要求4所述的光学膜复合物，其中所述颗粒具有1μm至10μm的直径。
11.如权利要求1所述的光学膜复合物，进一步包含位于该增亮元件及该扩散元件间的中间构件，其中该中间构件具有0.5μm至250μm的厚度。
12.如权利要求11所述的光学膜复合物，其中所述中间构件为粘着层，用以粘接该增亮元件及该扩散元件。
13.如权利要求12所述的光学膜复合物，其中所述粘着层为一光学胶粘剂层，且该光学胶粘剂具有大于90％的透光率及具有1.4至1.6的折射率。
14.如权利要求13所述的光学膜复合物，其中所述光学胶粘剂选自由硅酮树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、聚氨基甲酸酯树脂、环氧树脂及其混合物所组成的群组。
15.如权利要求13所述的光学膜复合物，其中所述光学胶粘剂是为感压胶粘剂(PSA)。
16.如权利要求1所述的光学膜复合物，其中所述增亮元件为一集光膜、多层式反射偏光回收膜、旋光性向列型液晶增亮膜或金属线栅偏振片。
17.如权利要求16所述的光学膜复合物，其中所述集光膜包含一基材及一位于该基材上的光学结构层。
18.如权利要求17所述的光学膜复合物，其中所述光学结构层包含复数个微结构，该微结构选自由柱状结构、圆锥状结构、立体角结构、橘瓣形块状结构、透镜状结构及胶囊状结构及其组合所组成的群组。
19.如权利要求18所述的光学膜复合物，其中所述微结构包含柱状结构，且至少两个柱状结构彼此不平行。
20.如权利要求19所述的光学膜复合物，其中所述柱状结构包含棱镜柱状结构、弧形柱状结构、或其组合。
21.如权利要求20所述的光学膜复合物，其中所述弧形柱状结构顶部曲面最高处的曲率半径为2微米至50微米。
22.一种光学膜复合物，其由入光面起依序包含一扩散元件及一增亮元件，
其中该扩散元件包含一基材且该基材两侧包含一光扩散层，该光扩散层为一具有凹凸微结构的树脂涂层，该树脂涂层包含颗粒和粘合剂，且颗粒相对于该粘合剂的量为280～400重量％，该扩散元件具有根据JIS K7136标准方法测得不低于98％的雾度；该增亮元件为一集光膜，该集光膜包含一基材及一位于该基材上的光学结构层，其中该光学结构层包含复数个弧形柱状结构。
23.如权利要求22所述的光学膜复合物，其中该等弧形柱状结构顶部曲面最高处的曲率半径为5微米至12微米。
全文摘要
本发明提供一种光学膜复合物，其包含一增亮元件；及一扩散元件，其中该扩散元件包含一基材且该基材至少一侧包含一光扩散层，该扩散元件具有根据JIS K7136标准方法测得不低于98％的雾度。
文档编号G02F1/1335GK101762904SQ20091020688
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者孙郁明, 陈士荣, 廖钦义, 陈培欣 申请人:长兴化学工业股份有限公司