光学片的制作方法

专利名称：光学片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学片，特别是涉及一种具有光学立体图案之结构表面的光学 片，诸如棱镜片。
背景技术：
作为光学显示装置的液晶显示器(LCD)是一种间接发光装置，其通过控制外部光 源的透光率来显示影像，其光源装置、即背光模块是有助于确定LCD特性的重要组件。具体而言，随着制造LCD面板技术的发展，对于轻薄且具有高亮度的LCD的需求与 日俱增。因此，已发展出各种尝试提升背光模块亮度的方法。应用于屏幕、个人数字助理 (Personal Digital Assistant，以下简称为PDA)以及笔记型计算机的LCD，若能从低能源 发出明亮的光线，则该LCD被评价为优异。因此，就LCD而言，正面的亮度被认为是非常重 要的。由于IXD的结构是使穿过光扩散层的光分散至各个方向，所以朝向正面的光量会 太低。因此，对于耗电量低、但表现出高亮度的LCD的研究，正在持续不断地进行。此外，由 于显示器的面积增大，因此需要更宽的视角以使更多观看者能够看到影像。为实现上述目的，可提升背光模块的功率。但是，耗电量以及因热所导致的功率损 失，却会随着背光模块的功率提升而成比例地增加。就便携式显示器而言，电池的容量就必 须增加，且其寿命会缩短。因此，为了实现提高亮度的目标，已有人提出对赋予定向特性的方法。为此，已发 展出各种透镜片。其典型例为一种表面上具有棱镜阵列(array)的光学片。通常，具有棱镜阵列的光学片，配置成具有45度倾斜面的三角阵列，以便提高正 面方向的亮度。如上所述，由于该光学结构面成为山形的棱镜结构，该棱镜结构的顶峰很容易会 因为外部的小刮蹭而损坏或歪曲，以致不当地造成棱镜结构损伤的问题。而且，由于从阵列 中的相同形状的棱镜结构所发射出的光的角度皆相同，所以当棱镜阵列中的结构顶峰有轻 微的损坏，或者是其倾斜表面产生小刮蹭时，损坏部分与正常部分之间发射光的路径会变 得不同，以致不当地降低亮度且增加不良率。所以，棱镜片生产过程中，可能会产生因小缺 陷的位置使得棱镜片的前表面无法使用的问题，从而不当地导致生产率的降低，并且导致 高成本的负担。事实上，由于在处理棱镜片时所造成的刮痕会损坏棱镜结构，从而导致极高 的不良率，因此，使得组装背光模块的制造业者遭受到相当大的困扰。除此之外，在由多个片状物与膜片层叠所构成的背光模块中，可通过提供多个棱 镜膜片以提高亮度。然而在此例中，当较低层之棱镜膜片的上表面与较高层之棱镜膜片的 下表面接触时，可能会不当地损坏棱镜结构。因此，为了防止损坏棱镜结构，遂有人提议使用保护膜片。然而，由于IXD面板被 要求应薄型化，因此一般趋势都是省略此种膜片或是使用复合化的片状物，并且，倘若增加 形成保护膜片的生产工序，则会增加制造成本与降低时间与物理效率。
除了因处理所造成的棱镜结构损坏，当越来越多诸如笔记本型计算机与PDA的便携式显示器被使用时，使用者常常将他们置放于提袋中携行，而在携行过程中，当使用者突 然奔跑或是汽车突然地煞车，使显示器受到冲击时，即使显示器内存在有保护膜片，棱镜结 构还是会损坏，从而负面地影响图像屏幕。因此，目前迫切的需要一种具有能够弹性地吸收外部冲击之结构表面的光学片。通常，背光模块是使用诸如冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)的光源来发光，致使此种被发出的光在抵达液晶面板之前，依次地通过导光板、光扩 散构件诸如光扩散片或光扩散板、以及一棱镜片。导光板的作用是以将光源发出的光传送 至平面液晶面板整个正面的方式，来传送光源发出的光，而光扩散构件则扮演使屏幕整个 正面的光强度保持均勻的角色。棱镜片的作用则是控制光路径，以便朝各个方向通过光扩 散构件的光，被转换在适于让观看者看到影像的视角θ范围内。另外，导光板的下方设有 反射片，以便将未抵达液晶面板和在光路径之外的光予以反射，致使这光再度被利用，从而 增加光源的使用效率。因此，为了将发出的光有效地传送到液晶面板，就需要安装多个具有各种功能的 膜片。然而，使用多个膜片会造成光干涉，并且该等膜片还会因为彼此间的物理接触而受 损，以致不当地造成低生产率与高成本的问题。近来，为简化生产工序已尝试减少光学片的数量。举例来说，将棱镜片附着于光扩 散构件的上表面，或是在光扩散构件上形成棱镜图案。这种板件在制造成本或生产率方面 是有优势的，但在其亮度增加方面却远低于预期。因此，需要一种使用于增加亮度的光学片的使用最小化同时，还可以充分地提高 亮度的方法。

发明内容
因此，本发明提供一种具有结构化表面的光学片，其可抵抗由外部预定力量所造 成的损伤，或是当其应用于显示器时，可抵抗由粗糙表面所造成的损伤。而且，本发明提供一种具有结构化表面的光学片，其可轻易地防止光学片的结构 化表面的损伤，从而有助于其使用。此外，本发明提供一种光学片，其可防止因光路径改变而造成的亮度降低。另外，本发明提供一种光学片，其可降低不良率与制造成本，还可提高生产效率。再者，本发明提供一种具有结构化表面的光学片，其可抵抗由外部预定力量所造 成的损伤，或是当其应用于显示器时，可抵抗由粗糙表面所造成的损伤。并且，本发明提供 的光学片的亮度等于或高于安装有光扩散构件及棱镜片的以往光学片的亮度，因此可减少 片状物的装设数量。此外，本发明提供一种具有结构化表面的复合化光学片，其可轻易地防止光学片 的结构化表面的损伤，从而有助于其使用。另外，本发明提供一种复合化光学片，其可防止因光路径改变而造成的亮度降低。并且，本发明提供一种复合化光学片，其可降低不良率与制造成本，还可提高生产 效率。并且，本发明提供一种复合化光学片，其可表现出适当的隐蔽性。
另外，本发明提供一种光学片组件，其不需使用保护膜片，且可减少光学片的装设
数量。 依据本发明的一实施例所提供的一种光学片，其由固化型树脂形成，且具备形成 有多个光学立体图案的结构化表面，其中，该光学片的耐损伤负荷是20g以上；该耐损伤 负荷是指，在结构化表面上层叠聚乙烯对苯二甲酸酯膜、且使该聚乙烯对苯二甲酸酯膜的 涂覆层接触该结构化表面，然后在该聚乙烯对苯二甲酸酯膜上加载了一定负荷的状态下， 以300mm/min的速度拉拽该光学片并观察该光学片的结构化表面是否损伤的情况下，不发 生实质性损伤的最大负荷，其中，该聚乙烯对苯二甲酸酯膜的涂覆层的表面粗糙度Sz为 0. 5 μ m至15 μ m、且包含硬度为2B至2H的粒子。依据本发明的该实施例，该光学片可包括基板层；光扩散层，形成于该基板层的 至少一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子；空气层，形成于该光扩散层上，包含粘结剂树脂 和发泡颗粒；以及聚光层，形成于该空气层上，具备由包含或不包含发泡颗粒的固化型树脂 构成、且形成有多个光学立体图案的结构化表面。依据本发明的该实施例，该光学片可包括基板层；光扩散层，形成于该基板层的 至少一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子；以及聚光层，形成于该光扩散层上，具备由包含 发泡颗粒的固化型树脂构成、且形成有多个光学立体图案的结构化表面。依据本发明的该实施例，该光学片可包括基板层；光扩散层，形成于该基板层的 至少一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子；以及聚光层，形成于该光扩散层上，具备由固化 型树脂构成、且形成有多个光学立体图案的结构化表面。依据本发明的该实施例，该光学片可包括基板层；粒子散布层，形成于该基板层 的一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子；聚光层，形成于该基板层的另一面，具备由固化型 树脂构成、且形成有多个光学立体图案的结构化表面。依据本发明的该实施例，该光学片可包括基板层；光扩散层，形成于该基板层的 至少一面，包含粘结剂树脂、光扩散粒子和发泡颗粒；以及聚光层，形成于该光扩散层上，具 备由固化型树脂构成、且形成有多个光学立体图案的结构化表面。依据本发明的该实施例，该光学片可包括基板层；以及聚光层，形成于该基板层 的至少一面，具备由包含发泡颗粒和光扩散粒子的固化型树脂构成、且形成有多个光学立 体图案的结构化表面。在依据本发明的该实施例涉及的光学片中，其耐损伤负荷可以是30g以上，较佳 为 30g 至 500g。此时，该固化型树脂由包含一种以上的紫外光固化型低聚物或紫外光固化型 单体、以及光起始剂的固化型组合物形成，该一种以上紫外光固化型低聚物或紫外光固 化型单体，是从胺基甲酸酯丙烯酸酯基(urethane acrylate-based)化合物，苯乙烯 基(styrene-based)化合物，丁二烯基(butadiene-based)化合物，自异戊二烯单体以 及硅酮丙烯酸酯基(silicone acrylate-based)化合物中选择的至少一种化合物、或 者自丙烯酸双酚酯基(bisphenol acrylate-based)化合物及丙烯酸芴酯基(fluorene acrylate-based)化合物中选择的至少一种化合物的混合物中选择的。依据本发明的一较佳实施例，该固化型树脂可以由作为紫外光固化型低聚物或紫 外光固化型单体，包含丙烯酸双酚酯基化合物、以及胺基甲酸酯丙烯酸酯基化合物的固化型组合物形成。此时，该固化型树脂可以由固化型组合物形成，在该固化型组合物中，相对 于100重量份的全体固形物，包含10至80重量份的胺基甲酸酯丙烯酸酯基化合物。另外， 也可以是，该固化型树脂系由固化型组合物形成，在该固化型组合物中，相对于100重量份 的全体固形物，包含5至80重量份的丙烯酸双酚酯基化合物依据本发明的该较佳实施例，该固化型树脂可以由25°C时的黏度为100至 5，OOOcps的固化型组合物所形成。在依据本发明的该实施例涉及的光学片中，该固化型树脂的玻璃化转变温度是 40°C以下，较佳的是-15至25°C的范围内。在依据本发明的该实施例涉及的光学片中，该光学立体图案具有从如下形状中选 择的一种以上形状剖面为多边形、半圆形或半椭圆形的多面体形状，剖面为多边形、半圆 形或半椭圆形的柱体形状，以及剖面为多边形、半圆形或半椭圆形的弯曲柱体形状。此外，该光学片的光学立体图案具有顶角为90度的、截面为三角形的柱体形状。当依据本发明的一实施例涉及的光学片应用于显示器时，即使在附加了外部预定 负荷的条件下，也可防止光学片的结构化表面的损伤，从而有助于其使用。并且，即使本发明的光学片未使用额外的保护膜片，该光学片的结构化表面也不 会受到损伤，从而简化背光模块的生产工序、降低制造成本以及提高生产效率。依据本发明的该实施例涉及的光学片，其可防止因损伤而造成的亮度降低，因此 可维持制造光学片时所赋予光学片的内部性能。在制造过程中，光学片不易因膜片层叠或外部冲击而损伤，因此可降低不良率，进 而使制造成本降低与生产效率提高。当依据本发明的另一实施例的光学片应用于显示器时，即使在附加了外部预定负 荷的条件下，也可防止光学片的结构化表面的损伤，从而有助其使用。而且，此光学片可将 光源射出的光均勻分散的同时提高亮度，还可表现出优异的隐蔽性能。同单独安装光扩散构件与棱镜片的现有技术相比，本发明的复合化光学片可明显 地缩短生产工序并可降低制造成本，且亦有利于制造更薄型的IXD显示器。此外，本发明的一实施例涉及的该光学片，可制作提供复合化的光学片，可防止层 叠多种光学片而引起的光干涉现象、散射或吸收所导致的光损失、以及光学片的损伤。并且，该光学片可应用于诸如笔记本计算机或PDA等便携式显示器，例如将其放 置在手提袋内的状态下，或者使用者奔跑，或者汽车突然煞车等受到外部冲击，，也不易受 到损伤。


图1是本发明的一实施例涉及的光学片的剖面图；图2是本发明的另一实施例涉及的光学片的剖面图；图3是本发明的另一实施例涉及的光学片的剖面图；图4是本发明的另一实施例涉及的光学片的剖面图；图5是本发明的另一实施例涉及的光学片的剖面图；图6是本发明的另一实施例涉及的光学片的剖面图；图7是本发明的另一实施例涉及的光学片的剖面图。
附图标记10基板层20光扩散层25光扩散粒子 30空气层35发泡颗粒40聚光层50粒子散布层
具体实施方式
以下，将详细叙述本发明。依据本发明的一实施例提供的光学片的多个范例包括但不受限于下述者具有形 成有预定图案的结构化表面的光学片，亦即，具有形成有光学立体图案的结构化表面的光 学片，是单层结构或多层结构；以及具有另一功能层的复合化光学片。该结构化表面可通过 挤压或冲压(stamping)所形成，或是可通过将一额外固化型组合物压印成预定图案，然后 将其硬化所得的固化型树脂形成，但是本发明并不限于上述构成。当该光学片的结构化表面由剖面为多角形的光学立体图案构成时，成为该光学片 的上部如山形突出的形状，因而容易因外部施加的力或凸出粒子等受到损伤。因此，依据本 发明的一具体例制成的光学片，优选具有20g以上的耐损伤负荷。在此，该耐损伤负荷是 指，在结构化的表面上层叠具有表面粗糙度(Sz)为0.5至15 μ m、包含硬度为2B至2H的粒 子的涂覆层的聚乙烯对苯二甲酸酯膜片，并且使该聚乙烯对苯二甲酸酯膜片的涂覆层与该 光学片的结构化表面接触，然后，在该聚乙烯对苯二甲酸酯膜片上施加一定负荷的状态下， 以300mm/min的速度拉拽该光学片，并观察该结构化表面的损伤状况的情况下，将未产生 实质性损伤时的最大负荷定义为该耐损伤负荷。在此，“未产生实质性损伤”的定义是，在肉 眼观察时不应该有刮痕，再者，即使用扫描式电子显微镜(SEM)观察，该立体结构物也未产 生裂缝或者高度变化。使用SEM观察的情况下，放大倍率可以是50倍至500倍的范围。另外，在耐损伤负荷的评价中使用的具备表面粗糙度(Sz)为0.5至15μπι且包含 硬度为2Β至2Η的粒子的涂覆层的聚乙烯对苯二甲酸酯膜片，可以是在聚乙烯对苯二甲酸 酯基材中包含用于赋予光扩散性的粒子散布层的膜片。市售的该种膜片的例子可以包括 可隆(Kolon)工业股份有限公司的型号LD10、LD14以及LD34等。该粒子散布层可以由在 粘结剂树脂中含有光扩散粒子的涂敷溶液形成。此时，上述表面粗糙度是使用激光显微镜 (Laser Microscope)以500倍的放大倍率来分别测量5个最大高度点和5个最低高度点的 这10个点的平均表面粗糙度值Sz来评价的，另外，硬度可使用铅笔硬度测试法(根据ASTM 3363法)测量。依据本发明的该实施例的光学片的如上所述地定义的耐损伤负荷是20g以上，较 佳的是30g以上，最佳的是30g至500g。若耐损伤负荷低于20g，则当该光学片与其它膜片 接触或是承受负荷时，其结构化表面会龟裂或是扭曲，导致该光学片难以实现自身功能。作为实现符合上述耐损伤负荷的光学片的例子，可以举出如下方法，即在具有结 构化表面的光学片用的材料、或者在形成包含光学片的结构化表面的附加层的组成中，使 用同橡胶性能相比表现更多弹性体特性、同时不会阻碍光学特性的材料。亦即，可以举出适 当地调整了韧性与弹性的材料。因此，胺基甲酸酯丙烯酸酯基化合物、苯乙烯基化合物、丁二烯基化合物、异戊二烯单体或硅酮丙烯酸酯基化合物等可考虑作为形成结构化表面的材料。从韧性的观点来 看，上述用于形成结构表面的材料，若进一步包含有丙烯酸双酚酯基化合物或丙烯酸芴酯 基化合物则更有利。但是，在满足上述耐损伤负荷的情况下，用于形成结构化表面的材料中 所包含的固化型单体或低聚物并不限定于上述构成。 作为具体的固化型组成的一个例子，可以举出包含紫外光固化型低聚物、作为单 体的胺基甲酸酯丙烯酸酯基化合物以及丙烯酸双酚酯基化合物的固化型组合物。相对于100重量份的组合物的全体固形物，优选用于对光学立体图案赋予弹性的 胺基甲酸酯丙烯酸酯基化合物的量为10至80重量份，以实现适当的弹性。相对于100重量份的组合物的全体固形物，优选增加光学立体图案的韧性的丙烯 酸双酚酯基化合物的量为5至80重量份，从而，在不妨碍弹性的同时实现适当的韧性。在此，作为丙烯酸双酚酯基化合物的具体例，可以举出丙烯酸双酚A酯基 (bisphenol A acrylate—based)化合物、丙炼酸双酷F酉旨基(bisphenol Facrylate-based) 化合物以及丙烯酸双酚S酯基(bisphenol S aery late-based)化合物。较佳的是丙烯酸 双酚A酯基化合物。考虑到光学立体图案的形成工序的便利，希望，固化型组合物的黏度在25°C下是 100 至 5，OOOcps。更佳的是，为了增加韧性并减少黏着污点的发生，由光学立体图案形成的结构化 表面，可以由既包含上述的结构层形成用材料、且固化膜形成时的玻璃化转变温度为40°C 以下的固化型组合物。倘若涂敷溶液形成固化膜时的玻璃化转变温度高于40°C，具有结构 化表面的层状物会失去弹性，因而可能使其表面受到损伤。因此，玻璃化转变温度较佳宜设 定在-15°C至25°C的范围内。另一方面，依据本发明的一实施例的光学片可具有由多个光学立体图案形成的结 构化表面，该光学立体图案可以是剖面为多边形、半圆形或半椭圆形的多面体；或者，可以 具有剖面为多边形、半圆形或半椭圆形的柱体形状；或者，也可以是剖面为多边形、半圆形 或半椭圆形的弯曲柱体形状；或者，可以是上述形状中的一种以上图案混合的形状。而且，还可以是，当俯视时，该光学立体图案具备以至少一个以上的同心圆形状排 列的结构，并且沿着同心圆形成有峰与谷。当该光学立体图案的剖面为多边形时，亮度与光视角会明显地随着顶角角度而改 变。考虑到亮度与光视角会受到聚光的影响，上述顶角角度宜设定为80至100度，且较佳 为85至95度。特别是，从耐损伤负荷的观点来看，即使该光学片的结构化表面由顶角角度为90 度、剖面为三角形的柱体状的立体结构物构成，该光学片的结构化表面也不会龟裂或是扭
曲ο依据本发明的一实施例的光学片的制造方法并没有特定限制。举例来说，可通过 将紫外光固化型低聚物或紫外光固化型单体与诸如紫外光硬化剂或光起始剂的添加物混 合，从而制得一种紫外光固化型液体组合物，再将上述的液体组合物涂敷在基板层上，然后 将其干燥来形成光学片，或者是可通过挤压或冲压(Stamping)的方式形成光学片。此外，本发明的另一实施例提供一种在满足上述耐损伤负荷的同时、复合了具备 形成有光学立体图案的结构化表面的附加层(以下称为“聚光层”)和表现其它功能的层的光学片，或者在聚光层内复合了其它功能的光学片。下面，参照附图式进一步详细说明本发明。图1是本发明的一优选实施例涉及的光学片的剖面图，图2至图7是本发明的另 一优选实施例涉及的复合化光学片的剖面图。在这些图中，对于相同的结构部分赋予相同 标记，但是其构成与形状并不一定完全相同。图1示出满足上述耐损伤负荷且包含聚光层的本发明涉及的复合化光学片的一 例，在基板层10的至少一面上形成包含光扩散粒子25的光扩散层20，在该光扩散层20上 形成包含发泡颗粒35的空气层30，在该空气层30上形成聚光层40。如图2所示，聚光层40也可以包含发泡颗粒35。另外，也可以如图3所示，不包含空气层30的同时，在基板层10的至少一面上形 成包含光扩散粒子25的光扩散层20，在该光扩散层20上形成包含发泡颗粒35的聚光层 40。此时，如图4所示，光学片也可以不包含光扩散层20。另外，也可以举出如图5所示的光学片的例子，在基板层10的至少一面形成同时 包含光扩散粒子25与发泡颗粒35的光扩散层20，并且在光扩散层20的一面包含聚光层 40。图1至图5所示的光学片都包含发泡颗粒35，通过使用发泡颗粒35，可解决在复 合化光学片的制造中，以往执行光扩散功能的构件与棱镜片粘接而排除空气层所导致的亮 度降低的问题。S卩，如图1所示，通过在基板层10上包含光扩散粒子25，在执行光扩散功能的同 时，还具备包含发泡颗粒35的空气层30，从而可防止亮度降低。如图2所示，聚光层40也可以额外包含发泡颗粒35，此情况下，亮度可进一步提
尚ο图3所示的光学片是省略了空气层30、只在聚光层40中包含发泡颗粒35的光学 片，此情况下，同图2相比，虽然亮度多少会降低，但从节省制造成本方面是有利的。图4示出在基板层10上形成有包含发泡颗粒35与光扩散粒子25的聚光层40的 光学片，在此情况下，同单独在基板层10与聚光层40之间形成有光扩散层20或空气层30 的光学片相比，其亮度可能降低，但可以简化生产工序，进而有助于降低不良率。图5所示的光学片在光扩散层20中包含发泡颗粒35与光扩散粒子25，此情况下， 通过光扩散粒子扩散的光源，会通过邻接的发泡颗粒的空气层发生折射，从而朝正面方向 会聚光路径，因此可提高亮度。这样的发泡颗粒35的形成步骤是，在形成要包含发泡颗粒35的层的树脂组合物 或粘结剂树脂中混合发泡剂并进行涂敷，然后加热使其发泡。具体而言，在构成要包含发泡 颗粒35的层即光扩散层20、空气层30或聚光层40的树脂组合物或粘结剂树脂中混合发泡 剂之后，将其涂敷在要层叠的面、即光扩散层20或基板层10上，然后加热使发泡剂气化而 发泡。上述发泡剂是具有由内核与外壳所构成的双重结构的颗粒形式，当发泡剂气化时，其 内核会膨胀从而形成内部含有空气的发泡颗粒(35)。此时，为了形成适于透过发泡来引起 折射效应的空气层，发泡颗粒的粒径较佳为2至100 μ m，此粒径是发泡剂发泡前粒径的1. 2 至2倍。并且，当具有发泡颗粒35的层状物为光扩散层20或空气层30时，优选相对于100 重量份的粘结剂树脂，发泡颗粒的用量为30至300重量份。当包含发泡颗粒35的层为聚光层40时，优选相对于100重量份的固化型树脂组合物，发泡颗粒的用量为1至30重量份具有上述功能的发泡剂并没有特定限制，但较佳的是使用异丁烷或是异戊烷等。 为了使发泡剂适当地发泡，可在60至200°C的温度条件下加热3至300秒。另外，也可以通 过在光固化时额外产生的紫外光固化灯的发热进行发泡。当形成这样的具有发泡颗粒35的空气层30时，空气层30用的粘结剂树脂可使用 丙烯酸多元醇等，也可以从能够作为后述的光扩散层的粘结剂树脂而使用的树脂中选择。在粘结剂树脂中混合上述发泡剂进行发泡，可形成发泡颗粒35。此时，空气层优选 具有2至IOOytm的厚度。此外，若依据本发明的复合化光学片满足如上所述的耐损伤负荷值，如图6或图7 所示，在基板层10的一面形成光扩散层20，在光扩散层20上形成聚光层40，或者是，在基 板层10的一面形成包含光扩散粒子25的粒子散布层50，在基板层10的另一面形成聚光层 40。当基板层10的下表面形成有粒子散布层50时，可提高隐蔽性能。依据本发明的光学片中，虽然不限定基板层10，但作为一个例子，其可 以由从聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethyleneterephthalate)、聚萘二甲酸乙二酯 (polyethylenenaphthalate)、聚碳酸酉旨(polycarbonate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚甲 基丙烯酸酯(polymethacrylate)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丙烯 酸酯(polyacrylate)、聚亚酰胺(polyimide)以及聚酰胺(polyamide)中选择的任一种以 上的物质形成。主要可以使用聚乙烯对苯二甲酸酯膜片和聚碳酸酯膜片，根据需要，可以形 成为还包含光扩散粒子而形成凹凸的结构。考虑到要利于机械强度、热稳定性、以及可挠性 的同时还要防止透过光的损失，基板层10的厚度可设定为10至1000 μ m，且较佳为15至 400 μ m0当形成光扩散层20时，光扩散层20是通过将光扩散粒子25分散在粘结剂树脂 中形成，所以，上述粘结剂树脂应该使用与基板层10的黏着性优良、与分散的光扩散粒子 (25)间的兼容性良好、并且使光扩散粒子25能够均勻地分散于粘结剂树脂内而不发生分 离或沉淀的树脂。作为这种粘结剂树脂的例子，可使用不饱和聚酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙 酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油 酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、和丙烯酸2-乙基己酯的均聚物，它们的共 聚物或者三聚物等的丙烯酸树脂、胺基甲酸酯树脂、环氧树脂以及三聚氰胺树脂等。另外，光扩散粒子25可以使用多种有机粒子或无机粒子。作为典型使用的有机粒 子，可以使用作为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸 羟丙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、 丙烯酸正丁酯、和丙烯酸2-乙基己酯的均聚物或共聚物的丙烯酸粒子；聚乙烯、聚苯乙烯、 和聚丙烯等烯烃粒子；丙烯-烯烃共聚物粒子(acryl-olefin copolymer particles)；以 及在形成均聚物粒子之后，在该层上覆盖另一种均聚物而构成的多层多组分粒子。另外，作 为无机粒子可使用氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆以及氟化镁等。本领域技术人员可以清 楚地知道，上述的有机粒子与无机粒子只是示例而已，不限于以上罗列的有机或无机材料 的粒子，只要能实现本发明的主要目的，就可以用其它的公知材料代替，这样变更材料的情况也属于本发明的技术范围内。上述光扩散粒子25可以按单层或多层分散，且优选使用粒径为1至80 μ m的扩散 粒子。优选的是，对于100重量份的粘结剂树脂，应包含50至300重量份的光扩散粒子。当 以上述含量包含上述粒径的光扩散粒子时，就可以防止白浊现象与粒子分离情况，同时可 实现适当的光扩散效应。上述光扩散层20的厚度可设定为5至100 μ m。 粒子散布层50用的成分与用于形成光扩散层20的粘结剂树脂及光扩散粒子25 维持相同，且粒子散布层50的厚度可设定为1至100 μ m。关于聚光层40已经在上面描述过。通过制造如上所述地复合化的光学片，通过了基板层10的光会因光扩散粒子25 的作用而均勻地扩散，实现空气层作用的发泡颗粒35不仅会防止亮度的降低，还实现有助 于光扩散的作用。如此扩散及折射的光直接通过聚光层40，同以往技术相比，可大幅降低光 损失量。因此，本发明能够一次性地制造出以往必须单独提供光扩散与增加亮度功能的片 状物。配置为具有此种复合化膜片的片状物，除了可表现出与个别使用光扩散构件与棱镜 片的以往技术相同的亮度之外，还能够扩散光，进而提升隐蔽性能与缩减生产工序及制造 成本。就背光模块用的光学片总成而言，还可符合期望地减少装设片状物的数量。[实施发明的方式]下面，进一步详细地说明本发明的实施例，但本发明的保护范围并限定于这些实 施例。在以下实施例中，由涂敷溶液得到的固化膜的玻璃化转变温度的测量，是依据 ASTM E1356 标准，通过扫描式热差分析仪(Differential ScanningCalorimetry, DSC)来 量测。此时，该固化膜是通过使用涂敷棒(bar coater)将该涂敷溶液涂在玻璃上，然后使 用紫外光照射装置(功率600Watt/inch2，Fusion公司制造)以900mJ/cm2照射而得到的。该涂敷溶液的黏度则是在25 0C的温度条件下使用黏度计(Viscometer， Brookfield公司制造)来量测。m^mmmmm^mmm^合成例1将0. 195莫耳的醚基多元醇(ether-based polyol)(聚丙二醇(PPG)，BASF公司 制造的 Lupranol 1100)、0. 243 莫耳的 1，6_ 己二醇(1，6-hexanediol)和 0.03 克作为反 应催化剂的二月桂酸二丁锡(dibutyltin dilaurate)投入到配备有油浴、温度计、回流冷 凝器、以及滴液漏斗的1000毫升四颈烧瓶内，然后在70至80°C下搅拌30分钟以使其混 合，之后以约1小时的间隔分为2至3个独立步骤将2. 154莫耳的二苯基甲烷二异氰酸酯 (diphenylmethane diisocyanate)加入。然后，使其进行约5小时的反应，以制备具有异氰 酸酯端基的胺基甲酸酯预聚物。此时，具有异氰酸酯端基的预聚物的R值(异氰酸酯基与 羟基的比值，N = C = 0/0H)约为1. 66，而胺基甲酸酯预聚物的硬链段(Hard Segment, HS) 与软链段(Soft Segment, SS)的比值(HS/SS)约为 1/3.9。然后，将反应装置的温度降至约50°C，以防止乙烯基的热聚合反应。之后将0.657 莫耳的丙烯酸羟乙酯加入上述反应装置内，然后搅拌4至6小时，直到异氰酸酯基完全消耗 为止。当从傅立叶变换红外线光谱图观察到异氰酸酯在接近2270cm—1附近的N = C = 0特 性峰消失不见后，即可终止反应，从而获得胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。
合成例2除了使用通过调整多元醇、链延长剂与二苯基甲烷二异氰酸酯的比例，使所获得 的胺基甲酸酯预聚物的HS (Hard Segment)/SS (Soft Segment)的比值约为1/2. 65之外，其 余均以与合成例1相同的方式来制备胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。合成例3除了使用通过调整多元醇、链延长剂与二苯基甲烷二异氰酸酯的比例，使所获得 的胺基甲酸酯预聚物的HS (Hard Segment)/SS (Soft Segment)的比值约为1/1. 51之外，其 余均以与合成例1相同的方式来制备胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。合成例4除了使用通过调整多元醇、链延长剂与二苯基甲烷二异氰酸酯的比例，使所获得 的胺基甲酸酯预聚物的HS (Hard Segment)/SS (Soft Segment)的比值约为1/1. 32之外，其 余均以与合成例1相同的方式来制备胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。光学片的制造 实施例1相对于100重量份的整体固形物，将60重量份的用合成例1制得的胺基甲酸 酯丙烯酸酯低聚物、10重量份的丙烯酸双酚A酯、10重量份的甲基丙烯酸苯氧基乙酯 (phenoxyethyl methacrylate)(沙多玛(Sartomer)公司制造的 SR340)、15 重量份之丙 烯酸苯氧基乙酯(phenoxyethyl acrylate)(沙多玛(Sartomer)公司制造的SR339) U. 5 重量份的作为光起始剂的2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(2，4，6-trimethylbenz oyldiphenylphosphine oxide)、1. 5重量份的作为光起始剂的苯甲酰甲酸甲酯(methyl benzoylformate)以及2. 0重量份的作为添加剂的双(1，2，2，6，6_五甲基_4_哌啶)癸二 酸酯(bis (1, 2, 2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate)于 60°C温度条件下混合 1 小 时，以制备组合物(形成固化膜后时的玻璃化转变温度是-30°C以下，且涂敷溶液在25°C下 的黏度为3，500cps)。然后，将由此所得的组合物涂敷于作为基板层的聚乙烯对苯二甲酸酯膜片(K0L0N 公司制造)的一面上，在35°C的温度条件下将棱镜形滚筒的框架覆盖于其上，然后使用配 置有D型灯泡(Type-D bulb)的紫外光照射装置(功率600Watt/inch2，Fusion公司制 造)以900mJ/cm2能量的紫外光照射于该基板层的外表面上，从而形成顶角为90度、底长 为50 μ m且高度为25 μ m的线性三角形棱镜，从而制成光学片。实施例2除了使用50重量份的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物与20重量份的丙烯酸双酚A酯 之外，其余均以与实施例1相同的方式来制造光学片。如此，涂敷溶液在25°C下的黏度为 2，200cps，且形成固化膜时的玻璃化转变温度为2°C。实施例3除了使用40重量份的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物与30重量份的丙烯酸双酚A酯 之外，其余均以与实施例1相同的方式来制造光学片。如此，涂敷溶液在25°C下的黏度为 1，300cps，且形成固化膜时的玻璃化转变温度为12°C。实施例4除了使用30重量份的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物与40重量份的丙烯酸双酚A酯之外，其余均以与实施例1相同的方式来制造光学片。如此，涂敷溶液在25°c下的黏度为950cps，且形成固化膜时的玻璃化转变温度为25°C。实施例5除了使用20重量份的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物与50重量份的丙烯酸双酚A酯 之外，其余均以与实施例1相同的方式来制造光学片。如此，涂敷溶液在25°C下的黏度为 720cps，且形成固化膜时的玻璃化转变温度为38°C。实施例6除了使用按照合成例2制得的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物来作为胺基甲酸酯低 聚物之外，其余均以与实施例1相同的方式来制造光学片。如此，涂敷溶液在25°C下的黏度 为3，300cps，且形成固化膜时的玻璃化转变温度为-15°C。实施例7除了使用按照合成例3制得的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物来作为胺基甲酸酯低 聚物之外，其余均以与实施例1相同的方式来制造光学片。如此，涂敷溶液在25°C下的黏度 为3，lOOcps，且形成固化膜时的玻璃化转变温度为-13°C。实施例8除了使用按照合成例4制得的胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物来作为胺基甲酸酯低 聚物之外，其余均以与实施例1相同的方式来制造光学片。如此，涂敷溶液在25°C下的黏度 为3，lOOcps，且形成固化膜时的玻璃化转变温度为-10°C。比较例1作为光学片，使用3M公司制造的型号BEFIII的棱镜膜。比较例2作为光学片，使用韩国斗山(DOOSAN)公司制造的型号Brtie_200的棱镜膜。比较例3作为光学片，使用LG公司制造的型号LES-T2的棱镜膜。按如下方式测量由上述实施例及比较例制成的各个光学片的耐损伤负荷、抗刮 性、黏着性与亮度。(1)耐损伤负荷A.第一测试在根据实施例与比较例制成的各个光学片(尺寸30X10cm)上层 叠市售的LD14膜片，使得该LD14膜片的涂覆层(涂覆层的表面粗糙度Sz = 2. 3 μ m，硬度 F，由Kolon公司制造)与光学片的结构化表面相互接触。然后，将具有规定重量的砝码放置于该聚乙烯对苯二甲酸酯膜片上，再以300mm/ min的速度拉拽该光学片。然后，以肉眼观察及扫描式电子显微镜(SEM，Hitachi公司制造 的型号S4300)观察该光学片的结构化表面。此时，使用摩擦系数测量仪(由Toyoseiki公 司制造)，作为按规定速度拉拽该光学片的装置。改变着该砝码的重量进行评价，以此测量该光学片的结构化表面没有实质损伤时 的最大负荷，将此时的负荷定义为耐损伤负荷。使用扫描式电子显微镜进行分析时的放大倍率为300倍。B.第二测试在根据实施例与比较例制成的各个光学片上层叠市售的LDlO膜片， 并且使该LDlO膜片的涂覆层(涂覆层的表面粗糙度Sz = 5. 5 μ m，硬度F，尺寸30 X IOcm,由Kolon公司制造)与光学片的结构化表面相互接触。除了所使用的层叠膜片的涂覆层不同之外，其余均以与第一测试相同的方式来量 测耐损伤负荷。C.第三测试在根据实施例与比较例制成的各光学片上层叠市售的LD34膜片，并 且使该LD34膜片的涂覆层(表面粗糙度Sz = 10. 5μ m,硬度F，尺寸30 X IOcm,由Kolon 公司制造)与光学片的结构化表面相互接触。除了所使用的层叠膜片的涂覆层不同之外，其余均以与第一测试相同的方式来量 测耐损伤负荷。(2)抗刮性当使用IMOYO公司制造的巨心(Big Heart)测试仪提供的标准重量，对根据实施 例与比较例制成的各光学片施加最小限度的压力时，测定了在结构层是否产生刮伤，其测 量结果示于下列表1。以肉眼观察了损伤的程度，然后依据下列所示者予以评估抗刮性差一X <Δ<〇< —抗刮性优良 (3)高温及高湿处理之后，是否发生黏着在温度60°C与湿度80%的条件下，将根据实施例与比较例制成的各个光学片安 装成模块(Module)状态250小时，观察是否发生黏着。无黏着◎，低水准的黏着〇，中等水准的黏着Δ，高水准的黏着X(4)亮度将根据实施例与比较例制成的各光学片放置并固定于17时液晶显示器面板用的 背光单元(韩国喜星电子公司(Heesung Electronics)制造的型号LM170E01)上，使用亮 度计(日本拓普康(Topcon)公司制造的型号BM-7)来测量任意13个点的亮度值，然后再 将前述亮度值取平均。表1
权利要求
一种光学片，由固化型树脂形成，且具备形成有多个光学立体图案的结构化表面，其特征在于，该光学片的耐损伤负荷是20g以上；该耐损伤负荷是指，在结构化表面上层叠聚乙烯对苯二甲酸酯膜、且使该聚乙烯对苯二甲酸酯膜的涂覆层接触该结构化表面，然后在该聚乙烯对苯二甲酸酯膜上加载了一定负荷的状态下，以300mm/min的速度拉拽该光学片并观察该光学片的结构化表面是否损伤的情况下，未发生实质性损伤的最大负荷，其中，该聚乙烯对苯二甲酸酯膜的涂覆层的表面粗糙度Sz为0.5μm至15μm、且包含硬度为2B至2H的粒子。
2.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片包括 基板层；光扩散层，形成于该基板层的至少一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子； 空气层，形成于该光扩散层上，包含粘结剂树脂和发泡颗粒；以及 聚光层，形成于该空气层上，具备由包含或不包含发泡颗粒的固化型树脂构成、且形成 有多个光学立体图案的结构化表面。
3.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片包括 基板层；光扩散层，形成于该基板层的至少一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子；以及 聚光层，形成于该光扩散层上，具备由包含发泡颗粒的固化型树脂构成、且形成有多个 光学立体图案的结构化表面。
4.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片包括 基板层；光扩散层，形成于该基板层的至少一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子；以及 聚光层，形成于该光扩散层上，具备由固化型树脂构成、且形成有多个光学立体图案的 结构化表面。
5.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片包括基板层；粒子散布层，形成于该基板层的一面，包含粘结剂树脂和光扩散粒子； 聚光层，形成于该基板层的另一面，具备由固化型树脂构成、且形成有多个光学立体图 案的结构化表面。
6.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片包括 基板层；光扩散层，形成于该基板层的至少一面，包含粘结剂树脂、光扩散粒子和发泡颗粒；以及聚光层，形成于该光扩散层上，具备由固化型树脂构成、且形成有多个光学立体图案的 结构化表面。
7.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片包括 基板层；以及聚光层，形成于该基板层的至少一面，具备由包含发泡颗粒和光扩散粒子的固化型树脂构成、且形成有多个光学立体图案的结构化表面。
8.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片的耐损伤负荷是30g以上。
9.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学片的耐损伤负荷是30g至500g。
10.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该固化型树脂由包含一种以上的紫外光固化型低聚物或紫外光固化型单体、以及光起 始剂的固化型组合物形成，该一种以上紫外光固化型低聚物或紫外光固化型单体，是从胺基甲酸酯丙烯酸酯基化 合物，苯乙烯基化合物，丁二烯基化合物，自异戊二烯单体以及硅酮丙烯酸酯基化合物中选 择的至少一种化合物、或者自丙烯酸双酚酯基化合物及丙烯酸芴酯基化合物中选择的至少 一种化合物的混合物中选择的。
11.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该固化型树脂由作为紫外光固化型低聚物或紫外光固化型单体，包含丙烯酸双酚酯基 化合物、以及胺基甲酸酯丙烯酸酯基化合物的固化型组合物形成。
12.根据权利要求11所述的光学片，其特征在于，该固化型树脂由固化型组合物形成，在该固化型组合物中，相对于100重量份的全体 固形物，包含10至80重量份的胺基甲酸酯丙烯酸酯基化合物。
13.根据权利要求11所述的光学片，其特征在于，该固化型树脂系由固化型组合物形成，在该固化型组合物中，相对于100重量份的全 体固形物，包含5至80重量份的丙烯酸双酚酯基化合物。
14.根据权利要求10所述的光学片，其特征在于，该固化型树脂由25°C时的黏度为100至5，OOOcps的固化型组合物所形成。
15.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该固化型树脂的玻璃化转变温度是40°C以下。
16.根据权利要求15所述的光学片，其特征在于，该固化型树脂的玻璃化转变温度是-15 25°C。
17.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学立体图案具有从如下形状中选择的一种以上形状剖面为多边形、半圆形或半 椭圆形的多面体形状，剖面为多边形、半圆形或半椭圆形的柱体形状，以及剖面为多边形、 半圆形或半椭圆形的弯曲柱体形状。
18.根据权利要求1所述的光学片，其特征在于，该光学立体图案具有顶角为90度的、截面为三角形的柱体形状。
全文摘要
本发明涉及一种可形成结构化表面的光学立体图案形成用的组合物、以及具有结构化表面的光学片，其不易因外部施加的力或粗糙表面而受损，因此有助于加工处理，且可降低不良率，降低制造成本以及提高生产效率，并且可防止因损伤而造成的亮度减低。
文档编号G02B5/04GK101971061SQ200980108531
公开日2011年2月9日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月10日
发明者金京和, 金大植, 金炅钟 申请人:可隆工业株式会社