光学膜的制作方法

专利名称：光学膜的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种具有表面微结构的光学膜，尤指一种用于背光模块中，具有高 均齐性的光学特性的光学膜。
背景技术：
由于液晶面板本身为非发光显示组件，因此必须使用背光模块，以提供亮度充足与 分布均匀的光源，使显示器装置能够正常显示影像。现有技术用于液晶显示器(LCD)的 背光模块，主要利用扩散板、扩散膜和聚光膜来达到匀光及集光的目的。扩散板、扩 散膜主要功能为提供液晶显示器均匀的面光源。聚光膜业界习称为增亮膜(brightness enhancement film)或棱镜片(prism film)，聚光膜主要功能为通过折射与内部全反射 将散乱的光线收集，并集中至约士35度的正视角(on-axis)方向，以提高LCD的辉度。
如图l所示的现有技术聚光膜(如PCT公开案第96/23649号及美国专利第 5，626，800号)，其包含一基材1及位于基材1上方的复数个棱镜结构2，所述棱镜结构彼 此互相平行，其中各棱镜结构系由二个倾斜表面所构成，此二倾斜表面于棱镜顶部相 交形成峰3，且各自与相邻棱镜的另一倾斜表面于棱镜底部相交形成谷4。
已知聚光膜的棱镜结构与面板或其它膜片接触时，易产生刮伤，影响其光学性质。 目前业界解决的方法主要为利用保护性扩散膜(或称为上扩散膜)来防止聚光膜与面板 或其它膜片在输送时产生振动而引起互相损伤。除需利用保护性扩散膜防止聚光膜与 面板接触造成刮伤之外，在组装之前，亦需贴附保护膜以避免聚光膜在储存及/或运送 期间可能造成的损伤。使用保护性扩散膜及保护膜，皆相对提高所需成本。
现有技术扩散膜主要是在透明基材上，涂布树脂接合剂及作为扩散颗粒的化学颗粒 形成扩散层。当光线经过此扩散层时，因通过两个折射率相异的介质而产生折射、反 射和散射，可有效扩散光线，进而达到光线均匀化的功效。而技艺中使用的扩散颗粒 通常为粒径不一，以增强扩散膜的光扩散效果，然而，其虽可使光扩散效果充分发挥， 但同时由于会使光的散射十分散乱，因此会浪费部分光源，无法有效利用光源。此外， 在光学膜加工过程中间，扩散颗粒彼此容易互相聚集或黏附而影响扩散光线的均匀度 或使显示器表面上产生暗点。
此外，在各种光学膜片中，聚光膜片价格相对较高，因此在新发展的背光模块结构
中，为了降低成本，倾向发展新型态的光学膜片或是以其它的光学膜片及其组合上作 变化以取代聚光膜片。如在基材表面形成透明的微透镜结构(microlens)，利用此结构 及材料的特性，光学膜材同时具有扩散及聚光的效果，如图2所示(美国专利第 7,265,907号)，光学膜具有一透明基材4，及基材上由不同列所形成的微透镜结构20a 及20b，各微透镜结构则包含复数个单一微透镜结构2a及2b。但目前此结构的制造方法 制程速度皆太慢，因此大幅降低其产业利用性。例如美国专利第7，265，907号(或中华 民国专利第287644号)揭示以液滴(droplet)法在基材表面形成透明微透镜结构，虽然 宣称可以使用巻对巻式(roll toroll)技术生产，但液滴在基板上形成微透镜结构时， 必须先让基板停止巻动一段时间，才能完整的形成微透镜结构，无法如狭缝式涂布 (slot die coating)或滚轮涂布(roller coating)等方法可以毋需停止的连续巻对巻 式技术快速制造。

发明内容
综上所述，本发明提供一种光学膜以改良上述缺点，其可利用结构上的配置，使有 机颗粒受到周遭结构的阻挡作用，因而限制其自由度，进而减少有机颗粒彼此聚集或 黏附且具有序的排列，可兼顾聚光及扩散效果，达到匀化光线，提升光学辉度的效果。
本发明另一方面提供一种可以实现以巻对巻式连续生产技术制造的具有表面微结 构的光学膜片，可大幅提升此光学膜片的产业利用性。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是 一种光学膜，包含具有微结构的基 材；及位于所述基材的微结构上的树脂涂层，其包含复数个有机颗粒和接合剂，其中 所述微结构包含复数个柱状结构，所述柱状结构为等边柱状结构，所述有机颗粒与柱 状结构彼此相切，且Hb^H，其中Hb为所述有机颗粒的顶点相对该柱状结构底部的垂 直距离，H为柱状结构的峰相对该柱状结构底部的垂直距离。
所述微结构包含复数个平行柱状结构。
所述平行柱状结构具有相同高度、宽度及顶角角度。
所述柱状结构是为棱镜柱状结构、弧形柱状结构或其混合。
所述柱状结构是为棱镜柱状结构，所述棱镜柱状结构是相接且满足以下公式
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sine ，其中H是指柱状结构的峰相对该柱状结构底部的垂直距离，2e是指
柱状结构的顶角角度，R是指有机颗粒的半径。
所述柱状结构是为线性柱状结构、曲线柱状结构、折线柱状结构或其混合。所述有机颗粒具有单一平均粒径，所述有机颗粒的粒径分布是落于该平均粒径介于 ±30%范围内；及所述有机颗粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂固形份
介于100至300重量份的有机颗粒。
所述有机颗粒的平均粒径是介于1至100微米范围内。
所述有机颗粒的粒径分布是落于所述有机颗粒的平均粒径介于±15%范围内。 所述具有微结构的基材是一体成形。
所述具有微结构的基材是通过在基材一表面涂布复数个柱状结构而形成。 所述有机颗粒是为选自由丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂、胺基甲 酸酯树脂、硅酮树脂及其混合物所组成的群组。
所述基材于相对于该树脂涂层的表面的另一表面具有一密着防止层。 本发明另外一实施例所述的一种光学膜，包含具有微结构的基材；及位于所述基 材的微结构上的树脂涂层，其包含复数个有机颗粒和接合剂，该等所述有机颗粒是聚 丙烯酸酯树脂，其包含至少一种单官能基的丙烯酸酯类单体及至少一种多官能基的丙 烯酸酯类单体作为聚合单元，其中所有多官能基的丙烯酸酯类单体系占总单体重量介
于30至70%;所述有机颗粒具有单一平均粒径，所述有机颗粒的粒径分布是落于该平均 粒径介于±30%范围内；及所述有机颗粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合 剂固形份介于100至300重量份的有机颗粒。
所述微结构包含复数个平行棱镜柱状结构，所述柱状结构是相接且为等边柱状结 构，所述有机颗粒与柱状结构彼此相切，且Hb^H，其中Hb为所述有机颗粒的顶点相对 该柱状结构底部的垂直距离，H为柱状结构的峰相对该柱状结构底部的垂直距离。
所述聚丙烯酸酯树脂是由包含甲基丙烯酸甲酯及乙二醇二甲基丙烯酸酯的单体所 构成。
所述树脂涂层具有介于5微米至30微米的厚度。 所述有机颗粒的平均粒径系介于2至50微米之间。
所述树脂涂层中所包含的有机颗粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂 固形份介于120重量份至220重量份的有机颗粒。
所述基材系是自由聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环烯烃树脂、三醋 酸纤维素、聚乳酸及其混合物所构成群组。
所述接合剂是选自由紫外线硬化树脂、热固性树脂、热塑性树脂及其混合物所构成 群组。
本发明的有益效果是相比现有技术，本发明所述光学膜利用结构上的配置，使有 机颗粒受到周遭结构的阻挡作用，因而限制其自由度，进而减少有机颗粒彼此聚集或 黏附且具有序的排列，可兼顾聚光及扩散效果，达到匀化光线，提升光学辉度的效果。


图l为现有技术聚光膜的示意图2为现有技术微透镜结构膜片的示意图3为本发明光学膜的一示意图4为本发明光学膜的另一剖面图5为本发明光学膜的柱状结构与有机颗粒的几何示意图6为本发明光学膜的柱状结构底部至有机颗粒球心的几何示意图7为本发明光学膜的另一示意图8为本发明光学膜的另一示意图9为本发明光学膜的另一示意图10为本发明具有弧形柱状结构微结构层的示意剖面图ll为本发明光学膜的一俯视图12为本发明光学膜的另一俯视图。主要组件符号说明
101:基材， 103:柱状结构底部， 107及301:微结构层， 109:柱状结构，
113、 123及302:有机颗粒，
121:密着防止层， 110及122:接合剂， 105:柱状结构的峰。
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J 系涵盖单数及多数形式。
在本文中，柱状结构是指棱镜柱状结构或弧形柱状结构或其混合结构。
在本文中，"棱镜柱状结构"是由两个倾斜表面所构成，上述倾斜表面可为平面， 且所述二倾斜表面于柱状结构顶部相交形成峰或钝化形成一曲面。
在本文中，"弧形柱状结构"是由两个倾斜表面所构成，上述倾斜表面可为曲面， 且上述二倾斜表面于柱状结构顶部相交形成峰或钝化形成一曲面。
在本文中，"线性柱状结构"是定义为柱状结构的棱线(ridge)呈直线(linear)延 伸的柱状结构。
在本文中，"曲线柱状结构"是定义为柱状结构的棱线呈弯曲变化延伸的柱状结构， 所述弯曲延伸棱线系形成适当的表面曲率变化，所述弯曲延伸棱线的表面曲率变化系 以该曲线(serpentine)柱状结构高度为基准的0.2％至100％，较佳是以所述曲线柱状结 构高度为基准的1%至20%。
在本文中，"折线柱状结构"是定义为柱状结构的棱线呈折线(zigzag)变化延伸的 柱状结构。
在本文中，H代表柱状结构的高度，是指所述柱状结构的峰相对该柱状结构底部的 垂直距离。
在本文中，Hb代表有机颗粒的高度，是指上述有机颗粒的顶点相对所述柱状结构底 部的垂直距离。
在本文中，2e代表柱状结构的两个倾斜表面相交的顶角角度。
在本文中，R代表有机颗粒的半径，Ra代表有机颗粒的平均半径。 在本文中，r代表弧形沟槽的曲率半径。
本发明的光学膜，包含一具有微结构的基材； 一树脂涂层，上述微结构包含复数个 柱状结构，上述柱状结构可用来限制所述复数个有机颗粒的自由度，减少所述有机颗 粒彼此聚集或黏附且具有序的排列，可兼顾聚光及扩散效果，进而达到匀化光线，提 升光学辉度值。
本发明所使用的具有微结构的基材，可使用本发明所属技术领域中具有通常知识者 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 (emboss)、射出(injection)等方式制得；或使用市售的聚光膜层压(laminate)于基材 上；或以巻对巻式(roll to roll)连续生产技术于基材上涂布具有复数个可提供聚光 效果的结构化表面。可用于本发明的市售的聚光膜包括由Sumitomo3M公司生产，商 品名为BEF90HP②C或BEFII90/5(者；由Mitsubishi Rayon公司生产，商品名为DIAART H15010(^或P210者等。根据本发明的一较佳实施方式，具有微结构的基材的形成方法是以巻对巻式连续生 产技术，于基材一侧涂布复数个柱状结构。
上述柱状结构可为线性(linear)、曲线(serpentine)或折线(zigzag)柱状结构，且 相邻的两柱状结构可平行或不平行，较佳为平行，相邻的两柱状结构彼此可相接或不 相接，相邻两柱状结构间所形成的沟槽包含V形、弧形或倒梯形。
本发明所使用的柱状结构为等边柱状结构，可等高或不等高、等宽或不等宽，可为 棱镜柱状结构或弧形柱状结构或其混合，较佳为棱镜柱状结构。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，其是介于40。至120。。
用以形成上述柱状结构的树脂为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者， 例如，热硬化(thermal setting)树脂或能量射线固化树脂，上述能量射线是指一定范 围波长的光源，例如其可为紫外光、红外光、可见光或热线(放射或辐射)等。照射强 度可为自l至500毫焦耳/平方公分(mj/cm2)，较佳系自50至300 mj/cm2。较佳为紫外线 固化树脂(UV curable resin)，适用于本发明的紫外线固化树脂的实例包括丙烯酸酯 类树脂(acrylate resins),丙烯酸酯类树脂的种类例如但不限于(甲基)丙烯酸酯树 脂、丙烯酸胺基甲酸酯(urethane acrylate)树脂、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate) 树脂、环氧丙烯酸酯(印oxyacrylate)树脂或其混合物，较佳为(甲基)丙烯酸酯树脂。
本发明光学膜所用基材的材料，可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟 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，其例如选自以下群组聚酯树脂 (polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)或 聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate, 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(polycycloolef in resin)、聚醯亚胺树脂(polyimide resin)、聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)、 聚胺基甲酸酯树脂(polyurethane resin)、三醋酸纤维素(triacetyl cellulose, TAC)、聚乳酸(polylacticacid)及其组合，但不以此为限。其中，较佳系选自聚酯树 脂、聚碳酸酯树脂及其组合；更佳系聚对苯二甲酸乙二酯。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15微米至300微米。
为达到光扩散效果，在具有微结构的基材表面上涂布含有有机颗粒和接合剂的树脂 涂层。树脂涂层中所包含的有机颗粒并无特殊限制，其例如但不限于丙烯酸酯树脂、
苯乙烯树脂、胺基甲酸酯树脂、硅酮树脂或彼等的混合物，较佳为丙烯酸酯树脂或硅 酮树脂，更佳为丙烯酸酯树脂，其包含至少一种单官能基的丙烯酸酯类单体及至少一 种多官能基的丙烯酸酯类单体作为聚合单元，其中所有多官能基的丙烯酸酯类单体系 占总单体重量之约30至70%。本发明使用至少一种具有多官能基的单体，使单体间进行 交联反应，以增加所制得的有机颗粒的交联度。藉此，可增加有机颗粒的硬度，提升 其耐刮耐磨度，同时提高颗粒对接合剂的耐溶剂性。
适用于本发明的单官能基的丙烯酸酯类单体可选自，但不限于，由甲基丙烯酸甲酯 (methyl methacrylate; MMA)、甲基丙烯酸丁酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2- phenoxy ethyl acrylate)、乙氧化2-苯氧基乙基丙烯酸酉旨(ethoxylated 2-phe,y ethyl acrylate)、 2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate)、环三羟甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酉旨(cyclic trimethylolpropane formal acrylate)、 p-羧乙基丙烯酸酯((3-carboxyethyl acrylate)、月桂酸甲基丙烯酸酯 (lauryl methacrylate)、异辛基丙烯酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸 酯(stearyl methacrylate)、异癸基丙烯酸酯(isodecyl acrylate)、异冰片基甲基丙 烯酸酯(isoborny methacrylate)、苄基丙烯酸酯(benzyl acrylate) 、 2-羟基乙基甲 基丙烯酸酯磷酸酯(2-hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、丙烯酸羟乙酯 (hydroxyethyl acrylate, HEA)、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)及彼等的混合物所组成的群组。
适用于本发明的多官能基的丙烯酸酯类单体可选自，但不限于，由3-羟-2，2-二甲 基丙酸3-羟-2, 2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(hydroxypivalyl hydroxypivalate diacrylate)、乙氧化l， 6-己二醇二丙烯酸酉旨(ethoxylated 1， 6-hexanedio1 diacrylate) 、 二丙二醇二丙烯酸酉旨(dipropylene glycol diacrylate)、三环癸烷二 甲醇二丙烯酸酉旨(Tricyclodecane dimethanol diacrylate)、乙氧化二丙二醇二丙烯 酸酉旨(ethoxylated dipropylene glycol diacrylate) 、 f 戊二醇二丙稀酸酉旨 (neopentyl glycol diacrylate)、丙氧化f 戊二醇二丙烯酸酉旨(propoxylated neopentyl glycol diacrylate)、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate) 、 2-甲基-1， 3-丙二醇二丙烯酸酯 (2-methy1-1， 3-propanediol diacrylate)、乙氧化-2-甲基-1, 3-丙二醇二丙烯酸酯 (ethoxylated 2-methyl-l， 3-propanediol diacrylate) 、 2_丁基_2_乙基_1, 3-丙二醇 二丙烯酸酯(2- butyl-2-ethyl-1,3-propanediol diacrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸
酉旨(ethylene glycol dimethacrylate; EGDMA) 、 二乙二醇二甲基丙烁酸酉旨(diethylene glycol dimethacrylate)、三(2-羟乙基)异氰酸三丙烯酸酯(Tris (2-hydroxy ethyl) isocyanurate triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酉旨(pentaerythritol triacrylate)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酉旨(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酉旨(propoxylated trimethylolpropane triacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylolpropane trimethacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、乙氧化 季戊四醇四丙烯酸酉旨(ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、双-三羟甲基 丙垸四丙烯酸酯(ditrimethylolpropane tetraacrylate)、丙氧化季戊四醇四丙烯酸 酉旨(propoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、季戊四醇四丙稀酸酉旨 (pentaerythritol tetraacrylate) 、 二季戊四醇六丙烯酸酉旨(dipentaerythritol hexaacrylate)、三丙二醇二甲基丙烯酸酉旨(tripropylene glycol dimethacrylate)、 1, 4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1, 4-butanediol dimethacrylate) 、 1， 6-己二醇二甲基丙 烯酸酯(l，6-hexanedio1 dimethacrylate)、烯丙基化二甲基丙烯酸环己酯(allylated cyclohexyl dimethacrylate) 、 二甲基丙烯酸异氰 酸酉旨(isocyanurate dimethacrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane tri-methacrylate)、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酉旨(propoxylated glycerol tri-methacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylol propane tri-methacrylate)、三(丙烯氧乙基)异氰酸酉旨(tris (acryloxyethyl) isocyanurate)及彼等的混合物所组成的群组。
根据本发明的一较佳实施方式，树脂涂层中所包含的有机颗粒是由包含甲基丙烯酸 甲酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯的单体所构成的聚丙烯酸酯树脂颗粒，其中甲基丙烯酸 甲酯单体与乙二醇二甲基丙烯酸酯单体的重量比可为70:30、 60:40、 50:50、 40:60 或30:70等，当乙二醇二甲基丙烯酸酯单体的用量，以总单体用量计为约30至约70% 时，其交联度较佳。
根据本发明，上述树脂涂层中所包含的复数个有机颗粒的形状并无特殊限制，例如 可为圆球形、椭圆球形或不规则形等，较佳为圆球形。所述有机颗粒具有单一平均粒 径，其是介于约1微米至约100微米之间，较佳介于约2微米至约50微米之间，最佳介于 约8微米至约20微米之间。所述有机颗粒更佳具有约8、 10、 12、 15、 18或20微米的平 均粒径。上述有机颗粒具有光线散射作用。为了提高光学薄膜的辉度，本发明所使用
的有机颗粒具有窄粒径分布，所述有机颗粒的粒径分布是落于所述平均粒径的约±30% 范围内，较佳落于约±15%范围内。举例而言，根据本发明，当使用平均粒径为约15 微米且粒径分布是落于所述平均粒径之约±30%范围内的有机颗粒时，所述树脂涂层中 的有机颗粒的粒径分布是落于约IO. 5微米至约19. 5微米的范围内。相较于现有技术技 术使用平均粒径为约15微米且粒径分布落于约1至约30微米范围的有机颗粒，本发明的 有机颗粒不但仅具有单一平均粒径值，且粒径分布范围窄，故本发明可避免因有机颗 粒大小相差过大，使光线散射范围过大而造成光源浪费，故可提高光学薄膜的辉度。
本发明的树脂涂层中，有机颗粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂固 形份约100至约300重量份的有机颗粒，较佳为每100重量份接合剂固形份约120至220 重量份的有机颗粒。本发明的有机颗粒于树脂涂层中的分布并无特殊限制，但较佳有 机颗粒系呈单层均匀分布。单层均匀分布除可减少原料成本外，亦可减少光源浪费， 进而提升光学薄膜的辉度。
使用于本发明中的接合剂，由于必须让光线透过，其较佳为无色透明者。本发明的 接合剂可选自由紫外线硬化树脂、热固性树脂(thermal setting resin)、热塑性树脂 (thermal plastic resin)及其混合物所构成群组，并视需要以加热固化、紫外线固化、 或加热和紫外线双固化(dual curing)方式处理形成本发明的树脂涂层。在本发明的一 实施方式，为增强涂层的硬度及防止薄膜翘曲(warp)，使用的接合剂包含紫外线硬化 树脂及选自由热固性树脂、热塑性树脂及其混合物所组成的群组中选出的树脂，并通 过加热和紫外线双固化(dual curing)方式处理，使形成的树脂涂层具有卓越的耐热性 和极小的体积收縮率(shrinkage)。
可用于本发明的紫外线硬化树脂树脂系由包含至少一种具有一或多个官能基的丙 烯酸类单体或丙烯酸酯类单体所构成，较佳为丙烯酸酯类单体。可用于本发明中的丙 烯酸酯类单体，例如但不限于，甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、胺基甲酸酯丙烯 酸酯(urethane acrylate)单体、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)单体或环氧丙烯 酸酯(印oxy acrylate)单体等，较佳为丙烯酸酯单体。
举例言之，适用于本发明紫外线硬化树脂的丙烯酸酯类单体可选自包括甲基丙烯酸 甲酯、丙烯酸丁酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、乙氧化2-苯氧基乙基丙烯酸酯(ethoxylated 2-phenoxy ethyl acrylate) 、 2- (2-乙氧基乙氧 基)乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate)、环三羟甲基丙垸甲縮醛丙烯 酸酉旨(cyclic trimethylolpropane formal acrylate) 、 |3_幾乙基丙稀酸酉旨carboxyethyl acrylate)、月桂酸甲基丙烯酸酉旨(lauryl methacrylate)、异辛基丙烯 酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸酯(stearyl methacrylate)、异癸基丙 烯酸酯(isodecyl acrylate)、异冰片基甲基丙烯酸酯(isoborny methacrylate)、苄 基丙烯酸酯(benzyl acrylate) 、 3-羟-2, 2-二甲基丙酸3-羟_2， 2-二甲基丙酯二丙烯酸 酉旨(hydroxypivalyl hydroxypivalate diacrylate)、 乙氧《七1， 6—己二醇二丙稀酸酉旨 (ethoxylated 1, 6-hexanediol diacrylate) 、 二丙二醇二丙烯酸酉旨(dipropylene glycol diacrylate)、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酉旨(Tricyclodecane dimethanol diacrylate)、乙氧化二丙二醇二丙烯酸酉旨(ethoxylated dipropylene glycol diacrylate)、新戊二醇二丙烯酸酯(neopentyl glycol diacrylate)、丙氧化新戊二 醇二丙烯酸酉旨(propoxylated neopentyl glycol diacrylate)、乙氧化双酚A二甲基丙 烯酸酯(ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate) 、 2-甲基-1, 3-丙二醇二丙烯酸酯 (2-methyl-l， 3-propanediol diacrylate)、乙氧化-2-甲基-l， 3-丙二醇二丙烯酸酯 (ethoxylated 2-methy1-1， 3-propanedio1 diacrylate) 、 2_丁基-2-乙基_1， 3-丙二醇 二丙烯酸酯(2- butyl-2-ethyl-1， 3-propanediol diacrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸 酉旨(ethylene glycol dimethacrylate) 、 二乙二醇二甲基丙稀酸酉旨(diethylene glycol dimethacrylate) 、 2—I5基乙基甲基丙炼酸酉旨憐酸酉旨(2—hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、三(2-羟乙基)异氰酸三丙烯酸酯(Tris (2-hydroxy ethyl) isocyanurate triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酉旨(pentaerythritol triacrylate)、 乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酉旨(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酉旨(propoxylated trimethylolpropane triacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylolpropane trimethacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酉旨(pentaerythritol tetraacrylate)、乙氧化 季戊四醇四丙烯酸酉旨(ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、双-三羟甲基 丙烷四丙烯酸酯(ditrimethylolpropane tetraacrylate)、丙氧化季戊四醇四丙烯酸 酉旨(propoxylated pentaerythritol tetraacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酉旨 (pentaerythritol tetraacrylate) 、 二季戊四醇六丙烯酸酉旨(dipentaerythritol hexaacrylate)、丙烯酸羟乙酯(hydroxyethyl acrylate， HEA)、甲基丙烯酸-2-羟基 乙酯(2- hydroxyethyl methacrylate， HEMA)、三丙二醇二甲基丙烯酸酯 (tripropylene glycol dimethacrylate) 、 1， 4-丁二醇二甲基丙烯酸酉旨 (1, 4-butanediol dimethacrylate) 、 1, 6-己二醇二甲基丙烯酸酉旨(1, 6-hexanedioldimethacrylate)、烯丙基化二甲基丙烯酸环己酉旨(allylated cyclohexyl dimethacrylate) 、 二甲基丙烯酸异氰 酸酉旨(isocyanurate dimethacrylate)、 乙氧 基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane tri-methacrylate)、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酉旨(propoxylated glycerol tri-methacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylol propane tri-methacrylate)、三(丙烯氧乙基)异氰 酸酉旨(tris (acryloxyethyl) isocyanurate)及彼等的混合物所组成的群组。较佳地，该丙烯酸酯类单体包含二季戊 四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙垸三丙烯酸酯及季戊四醇三丙烯酸酯。
为增加树脂涂层203的成膜性，本发明所使用的紫外线硬化树脂可视需要包含分子 量介于约103至约104的寡聚体，此类寡聚体是本发明所属技术领域中具有通常知识者所 熟知者，例如丙烯酸酯系寡聚体，其例如但不限于胺基甲酸酯丙烯酸酯，如脂肪族 胺基甲酸酯丙烯酸酯(aliphatic urethane acrylate)、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯 (aliphatic urethane hexaacrylate)、芳香方矣胺基甲酸酉旨六丙稀酸酉旨(aromatic urethane hexaacrylate);环氧丙烯酸酯，如双酚A环氧二丙烯酸酯(bisphenol-A印oxy diacrylate)、酚醛环氧丙烯酸酯(novolac印oxy acrylate);聚酯丙烯酸酯，如聚酯 二丙烯酸酯(polyester diacrylate);或纯丙烯酸酯。
可用于本发明的热固性树脂，其平均分子量一般介于约104至约2xl06之间，较佳介 于约2xl04至约3xl()5之间，更佳介于约4><104至约105之间。本发明的热固性树脂可选自 含有羧基(-C00H)及/或羟基(-OH)的聚酯树脂、环氧树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚 醯胺树脂、氟素树脂、聚醯亚胺树脂、聚胺基甲酸酯树脂、醇酸树脂(alkyd resin) 及其混合物所组成的群组，较佳为含有羧基(-C00H)及/或羟基(-0H)的聚甲基丙烯酸酯 树脂或聚丙烯酸酯树脂，如聚甲基丙烯酸多元醇树脂。
可用于本发明的热塑性树脂可选自聚酯树脂；聚甲基丙烯酸酯树脂，如聚甲基丙烯 酸甲酯(P醒A);及彼等的混合物所组成的群组。
本发明光学薄膜所使用的树脂涂层，其厚度通常取决于所欲得光学产品的需求，一 般约5微米至约30微米之间，较佳介于约10微米至约25微米
本发明的树脂涂层，除包含有机颗粒与接合剂之外，亦可视需要包含任何本发明所 属技术领域中具有通常知识者已知的添加剂，其例如但不限于整平剂、安定剂、抗静 电剂、硬化剂、荧光增白剂、光起始剂或紫外线吸收剂。
此外，当基材为塑料基材时，为避免塑料基材黄化，可视需要于树脂涂层中添加具
吸收紫外线能力的无机微粒，例如但不限于氧化锌、钛酸锶、氧化锆、氧化铝、二氧 化钛、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙或其混合物，较佳为二氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧 化锌或其混合物。上述无机物的粒径一般为约1至约100奈米(nanometer, nm)，较佳为 约20奈米至约50奈米。
为避免本发明的光学薄膜与其它背光模块组件产生吸附作用，提高扩散效果，如图 3所示，本发明的光学薄膜可视需要于基材101相对于微结构层107的另一表面涂覆一密 着防止层121，其厚度范围约5微米至约10微米。适用于密着防止层121中的接合剂122 及有机颗粒123的种类是如本文先前所定义者。
本发明的密着防止层中有机颗粒相对于该接合剂固形份的量为每100重量份接合剂 固形份约O. l重量份至约5重量份的有机颗粒。有机颗粒的平均粒径是为约5微米至约 10微米，较佳为约5、 8或10微米，最佳为约8微米。
本发明光学薄膜的密着防止层与树脂涂层可具有相同或不相同的组份。
本发明的光学膜具有根据JISK7136标准方法测量介于约80至约98y。的雾度，且较佳 地，所述光学薄膜具有根据JIS K7136标准方法测量不低于约60。/。的全光线透过率。因 此，本发明光学薄膜可使用于灯源装置中，例如广告灯箱及平面显示器等，尤其是 可使用于液晶显示器，设置在面光源装置的出光面上方，作为集光组件。此外，本发 明的光学膜不但可有效均匀光线，且同时具有良好的辉度，因此可使用二片或三片本 发明的光学膜，取代先前使用聚光片(prism film)加上扩散膜的设计。
另外，本发明的光学膜具有匀光及聚光的效果，且由于本发明的光学膜的有机颗粒 被分散于相邻两柱状结构间所形成的沟槽，因此可解决现有技术扩散膜的有机颗粒彼 此聚集或黏附而影响有机颗粒的均匀度或使显示器表面上产生暗点。
以下有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，兹配合图式举例说明本发明 光学膜的构造，唯非用以限制本发明的范围。任何熟悉此项技艺的人士可轻易达成的 修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容。
图4为本发明的一较佳实施方式，其说明本发明的一光学膜是包含基材IOI，所述基 材表面具有一微结构层107。所述微结构层包含复数个平行柱状结构109;以及一树脂 涂层，所述树脂涂层包含复数个有机颗粒113以及接合剂110。其中相邻两平行柱状结 构间形成沟槽，所述接合剂110以及有机颗粒113则位于所形成的沟槽中，至少部份所 述有机颗粒的顶点与基材的柱状结构底部103的高度差值，大于柱状结构的峰105与所 述基材的柱状结构底部103的高度差值。
图7、图8及图9分别为本发明的其它较佳实施方式，相邻的柱状结构可彼此相接或 不相接。
相邻的柱状结构彼此相接的实施方式，如图4所示，即任一柱状结构109的谷与相邻 的柱状结构的谷彼此相接，所述柱状结构的峰105相对所述柱状结构底部103的垂直距 离为H,柱状结构的顶角角度为2e，有机颗粒113的半径为R，所述有机颗粒113与尖柱 状结，彼此相切，且所述有机颗粒中至少部份有机颗粒满足以下公式 (1 + ^)i -//^0，如图5及图6所示。
相邻的柱状结构彼此不相接的实施方式，如图7及图9所示，即于柱状结构109与柱 状结构之间相隔一定距离，相邻两柱状结构的谷之间形成平坦型沟槽，其中图7及图9 为不同微结构层107形成方式，图7是在基材一表面涂布复数个平行柱状结构而形成， 图9是与基材一起以一体成形方式制备。
柱状结构可为棱镜柱状结构(如图4、图7及图9中柱状结构109所示)或弧形柱状结构 (如图8中109所示)。当柱状结构为棱镜柱状结构且相邻的柱状结构彼此相接时，相邻 的尖柱状结构间形成的形状为V形沟槽，有机颗粒113即位于V形的沟槽中，如图4所示。 当柱状结构为弧形柱状结构且相邻的柱状结构彼此相接时，可形成弧形沟槽，如图8 所示。本发明的沟槽结构较佳为弧形沟槽结构。
本发明的光学膜，其中所述微结构层301的弧形沟槽的形状并无特殊限制，例如可 为圆弧形、椭圆弧形或拋物线弧形沟槽，较佳为圆弧形沟槽，所述弧形沟槽的曲率半 径r，曲率半径r与有机颗粒302的平均半径Ra呈一比例，如图10所示，其曲率半径r与
有机颗粒的平均半径Ra的比例可为l: IOO至IOO: 1，较佳的比例为l: 5至5: 1，最佳 的比例为l: 2至2: 1。
本发明的光学膜，其中所述柱状结构可呈直线延伸的线性柱状结构，如图ll所示。
所述柱状结构亦可呈曲线延伸的曲线柱状结构，如图12所示。
本发明所述光学膜利用结构上的配置，使有机颗粒受到周遭结构的阻挡作用，因而 限制其自由度，进而减少有机颗粒彼此聚集或黏附且具有序的排列，可兼顾聚光及扩 散效果，达到匀化光线，提升光学辉度的效果。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员 在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1. 一种光学膜，其特征在于包含具有微结构的基材；及位于所述基材的微结构上的树脂涂层，其包含复数个有机颗粒和接合剂，其中所述微结构包含复数个柱状结构，所述柱状结构为等边柱状结构，所述有机颗粒与柱状结构彼此相切，且Hb≧H，其中Hb为所述有机颗粒的顶点相对该柱状结构底部的垂直距离，H为柱状结构的峰相对该柱状结构底部的垂直距离。
2. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述微结构包含复数个平行柱状结构。
3. 如权利要求2所述的光学膜，其特征在于所述平行柱状结构具有相同高度、 宽度及顶角角度。
4. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述柱状结构是为棱镜柱状结构、弧形柱状结构或其混合。
5. 如权利要求4所述的光学膜，其特征在于所述柱状结构是为棱镜柱状结构，所述棱镜柱状结构是相接且满足以下公式 sin^ ，其中H是指柱状结构的峰相对该柱状结构底部的垂直距离，2e是指柱状结构的顶角角度，R是指有机颗粒的半 径。
6. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述柱状结构是为线性柱状结构、 曲线柱状结构、折线柱状结构或其混合。
7. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述有机颗粒具有单一平均粒径， 所述有机颗粒的粒径分布是落于该平均粒径介于±30%范围内；及所述有机颗粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂固形份介于100至300重量份的有机颗粒。
8. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述有机颗粒的平均粒径是介于l至ioo微米范围内。
9. 如权利要求7所述的光学膜，其特征在于所述有机颗粒的粒径分布是落于所 述有机颗粒的平均粒径介于± 15%范围内。
10. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述具有微结构的基材是一体成形。
11. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述具有微结构的基材是通过在基 材一表面涂布复数个柱状结构而形成。
12. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述有机颗粒是为选自由丙烯酸酯 树脂、甲基丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂、胺基甲酸酯树脂、硅酮树脂及其混合物所组 成的群组。
13. 如权利要求l所述的光学膜，其特征在于所述基材于相对于该树脂涂层的表 面的另一表面具有一密着防止层。
14. 一种光学膜，其特征在于包含具有微结构的基材；及位于所述基材的微结 构上的树脂涂层，其包含复数个有机颗粒和接合剂，该等所述有机颗粒是聚丙烯酸酯 树脂，其包含至少一种单官能基的丙烯酸酯类单体及至少一种多官能基的丙烯酸酯类 单体作为聚合单元，其中所有多官能基的丙烯酸酯类单体系占总单体重量介于30至 70%;所述有机颗粒具有单一平均粒径，所述有机颗粒的粒径分布是落于该平均粒径介 于±30%范围内；及所述有机颗粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂固形份介于100至300重量份的有机颗粒。
15. 如权利要求14所述的光学膜，其特征在于所述微结构包含复数个平行棱镜柱状结构，所述柱状结构是相接且为等边柱状结构，所述有机颗粒与柱状结构彼此相切，且Hb^H，其中Hb为所述有机颗粒的顶点相对该柱状结构底部的垂直距离，H为柱状结 构的峰相对该柱状结构底部的垂直距离。
16. 如权利要求14所述的光学膜，其特征在于所述聚丙烯酸酯树脂是由包含甲基 丙烯酸甲酯及乙二醇二甲基丙烯酸酯的单体所构成。
17. 如权利要求14所述的光学膜，其特征在于所述树脂涂层具有介于5微米至30 微米的厚度。
18. 如权利要求16所述的光学膜，其特征在于所述有机颗粒的平均粒径系介于2 至50微米之间。
19. 如权利要求14所述的光学膜，其特征在于所述树脂涂层中所包含的有机颗 粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂固形份介于120重量份至220重量份 的有机颗粒。
20. 如权利要求14所述的光学膜，其特征在于所述基材系是自由聚对苯二甲酸乙 二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环烯烃树脂、三醋酸纤维素、聚乳酸及其混合物所构成 群组。
21.如权利要求14所述的光学膜，其特征在于所述接合剂是选自由紫外线硬化树 脂、热固性树脂、热塑性树脂及其混合物所构成群组。
全文摘要
本发明公开了一种光学膜，其包含具有微结构的基材；及位于该基材的微结构上的树脂涂层，其包含复数个有机颗粒和接合剂，其中所述微结构包含复数个柱状结构，所述柱状结构为等边柱状结构，所述有机颗粒与柱状结构彼此相切，且所述有机颗粒的高度不小于所述柱状结构的峰与该基材的柱状结构底部的高度差值。本发明的光学膜具有让有机颗粒在基材表面更均匀且有序分布，进而达到匀化光线，提升光学辉度的效果。
文档编号G02B5/04GK101377552SQ20081014936
公开日2009年3月4日 申请日期2008年9月23日 优先权日2008年9月23日
发明者汪乙嘉, 胡瑞楷 申请人:长兴化学工业股份有限公司