光学膜及其制作方法与流程

本发明涉及光学膜及其制作方法，尤其涉及一种用于增强显示面板亮度的光学膜及其制作方法。
背景技术：
：显示面板具有平滑的表面，因此由显示面板显示的光与入射进显示面板的光将会大幅度地因光的反射而耗损，一般而言，为改善此现象以及提升显示面板的显示效果，目前业界多于显示面板上覆盖一层光学膜层以降低光的反射以及折射效应，然而，光学膜层本身的透明程度亦会影响显示面板的显示效果。技术实现要素：有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光学膜及其制作方法，以增强显示面板亮度、提升导光效果以及改善习知光学膜的透明度。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种光学膜，其包括一第一基材、多个第一粒子、一第二基材以及多个第二粒子。第一基材具有一顶面以及一底面，其中顶面为平坦的表面，且底面为粗糙的表面。第一粒子掺杂散布在第一基材内。第二基材黏附于第一基材的底面下，且第二基材具有平坦的表面。第二粒子掺杂散布在第二基材内。一种光学膜的制作方法。首先，提供一第一溶液。然后，将多个第一粒子掺杂至第一溶液中，并使第一粒子均匀散布于第一溶液中，其中第一溶液呈一胶态。接着，将掺杂有第一粒子的第一溶液置于第一承载件上，使第一溶液固化以成为第一基材，并且第一基材的其中一表面具有粗糙结构，其中具有粗糙结构的表面定义为第一基材的底面。然后，使第一基材与第一承载件分离。本发明光学膜的制作方法另包括提供一第二溶液，接着将多个第二粒子掺杂至第二溶液中，并使第二粒子均匀散布于第二溶液中，其中第二溶液呈一胶态。然后，将掺杂有第二粒子的第二溶液置于一第二承载件上，使第二溶液逐渐固化以成为一第二基材，其中第二承载件具有一平坦的表面，且第二基材具有平坦的表面。本发明光学膜的制作方法还包括在第二基材完全固化以前，将第一基材置于第二基材上，并使第一基材的底面与第二基材相接触。接着，使第二基材完全固化，并与第一基材构成一光学膜，并使光学膜与第二承载件分离。本发明的光学膜的第一基材以及第二基材分别掺杂有第一粒子以及第二粒子，在各基材中分别具有散射与折射光线的功能，因此当外界光线进入至光学膜时，会因第一粒子以及第二粒子的散射以及折射而使大部分光线能被保留于光学膜中，并且在第一基材具有粗糙结构的底面的配合下，使得外界光线能被有效地收集，发挥聚光的效果，因此可使得外界光线进入第二基材的量增多，而由第二基材底面射入第一基材的光线在经过粗糙结构时可进一步被散射，以均匀化由第一基材的顶面射出的光线，因此可有效地提升显示面板的亮度，且因本发明光学膜中第一基材、第二基材与所搭配第一粒子与第二粒子的材料和含量比，使得光学膜能具有较高的透明度，进而改善显示面板表面的影像表现。附图说明图1为本发明的光学膜的制作方法的步骤流程图。图2为本发明光学膜制作方法中提供第一基材材料的示意图。图3为本发明制作光学膜的第一基材的制程示意图。图4为本发明图3所示的第一基材的局部放大示意图。图5为本发明光学膜制作方法中提供第二基材材料的示意图。图6为本发明制作光学膜的第二基材的制程示意图。图7为本发明光学膜制作方法中将第一基材与第二基材组合的示意图。图8为本发明的光学膜的剖面示意图。图9为本发明的光学膜应用于显示面板上的光路径示意图。图10为本发明的变化实施例的制作光学膜的第一基材的制程示意图。【主要组件符号说明】A、B、C、D、E、F粒子B1底面C1第一承载件C1t微结构C2第二承载件D1距离F1第一基材F2第二基材G1第一容器G2第二容器H显示面板L、L1、L11、L12、L13、L2、L3、L31、L32、L33光线M1第一溶液M2第二溶液O光学膜P1第一粒子P2第二粒子P3第三粒子S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10步骤T1顶面。具体实施方式下面结合附图及本发明的实施例对本发明光学膜及其制作方法作进一步详细的说明。本发明提供一种光学膜，其可以应用于显示面板表面，例如液晶显示面板表面，藉以增加显示面板表面的亮度。本发明光学膜主要包含第一基材与第二基材，以下将依序介绍第一基材与第二基材的制作方法，以及将第一基材与第二基材结合后本发明光学膜的结构。请参考图1至图8，其中图1为本发明光学膜的制作方法的步骤流程图，图2为本发明光学膜制作方法中提供第一基材材料的示意图，图3为本发明制作光学膜的第一基材的制程示意图，图4为本发明图3所示的第一基材的局部放大示意图，图5为本发明光学膜制作方法中提供第二基材材料的示意图，图6为本发明制作光学膜的第二基材的制程示意图，图7为本发明光学膜制作方法中将第一基材与第二基材组合的示意图，图8为本发明光学膜的剖面示意图。首先如图1与图2所示，根据本发明光学膜的制作方法，制作第一基材的方法包括：进行步骤S1，先提供第一溶液M1，例如将第一溶液M1置入第一容器G1中，其中第一溶液M1包括有机硅化合物，例如聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)，举例而言，第一溶液M1可为聚二甲基硅氧烷与固化剂以特定比例调配成的溶液，其中聚二甲基硅氧烷与固化剂的比例可例如为10:1，但本发明不以此为限。接着，进行步骤S2，将多个第一粒子P1掺杂至第一溶液M1中，并使第一粒子P1均匀散布于第一溶液M1中，其中第一溶液M1呈胶态，第一粒子P1的粒径范围为约0.01微米(μm)至约7微米，且第一粒子P1于第一溶液M1中所占的重量百分比(wt%)较佳为约0.1至约1，但不以此为限。此外，第一粒子P1可选自由以下氧化物所组成的群组：第2族氧化物、第4族氧化物、第13族氧化物及第14族氧化物，第一粒子P1可包括二至四种氧化物，且二至四种氧化物较佳分别为上述不同族元素所构成的氧化物。例如，当第一粒子P1包括二种氧化物时，则该二种氧化物分别为两种选自上述不同族元素的氧化物；当第一粒子P1包括三种氧化物时，则该三种氧化物分别为三种选自上述不同族元素的氧化物；当第一粒子P1包括四种氧化物时，则该四种氧化物分别为上述不同族元素的氧化物。举例而言，本发明的第一粒子P1可同时包含氧化钙、氧化铝、氧化硅与氧化锆，但本发明不以此为限，例如也可只包含氧化钙、氧化铝、氧化硅或氧化锆的其中二至三种。此外，第一粒子P1的折射率范围较佳落在约1.4至约1.9与约2.3至约2.5。值得一提的是，于进行步骤S2之后，可先将掺杂有第一粒子P1的第一溶液M1置于真空环境下，以将第一溶液M1内部的气泡排出，举例而言，可将第一溶液M1置于真空环境下30分钟。接着，如图1与图3所示，进行步骤S3，将掺杂有第一粒子P1的第一溶液M1置于第一承载件C1上，使第一溶液M1固化以成为第一基材F1，其中，第一基材F1的其中一表面具有粗糙结构R1，而第一基材F1具有粗糙结构R1的表面定义为第一基材F1的底面B1。举例而言，在本实施例中，第一承载件C1的表面有微结构C1t，因此当第一溶液M1置于第一承载件C1上并固化成第一基材F1时，其底面B1会形成粗糙结构R1。此外，固化后的第一基材F1另具有相对于粗糙底面B1的顶面T1，其中顶面T1为平坦的表面，但本发明不以此为限。值得一提的是，上述将第一溶液M1置于第一承载件C1上的步骤例如可将第一溶液M1倒于第一承载件C1上，并利用旋转涂布制程使第一承载件C1上的第一溶液M1具有均匀平坦的表面，需注意的是，将第一溶液M1置于第一承载件C1上的步骤并不以上述方法为限，其他能够使第一溶液M1平坦均匀设置于第一承载件C1上的方法都可以应用于本发明中。请参考图4，图4为图3所示第一基材F1的局部放大示意图，根据本发明，将第一基材F1底面B1的粗糙结构R1的高低差范围D1以粗糙结构R1顶端以及底端之间的距离来定义，那么底面B1的粗糙结构R1的高低差范围D1较佳为约5微米至约10微米，但不以此为限。进一步而言，第一基材F1的底面B1可具有咬花微结构(TexturedSurface)，使得底面B1为粗糙不平坦的表面，需注意的是，底面B1的粗糙结构R1可具有任意的形状，例如粗糙结构R1可具有圆形、方格形、金字塔形或棱镜形，但本发明不以此为限。此外，粗糙结构R1的图形可以规则或随机不规则的方式排列分布于底面B1。值得说明的是，于本实施例中，第一溶液M1直接固化以成为第一基材F1，但本发明不以此为限，于另一实施例中，为了减少第一溶液M1固化成为第一基材F1的时间，可烘烤第一溶液M1，以使第一溶液M1加速固化成第一基材F1。在本发明的一具体实例中，可将温度控制在室温以上来烘烤第一溶液M1，例如在约25度(℃)至约110度的温度下，较佳为在约75度至约85度的温度下以进行烘烤，但本发明不以此为限。接着，进行图1所述的步骤S4，使第一基材F1与第一承载件C1分离，以完成第一基材F1的制作。经由上述制程所制作的第一基材F1的折射率范围可为约1.4至约1.6。此外，如前所述，第一粒子P1于第一基材F1中所占的重量百分比(wt%)为约0.1至约1，因此对第一基材F1的透明度影响很低，使得第一基材F1的透明度可大于95%。再者，第一基材F1的厚度范围较佳为约100微米至约500微米，以使第一基材F1利于从第一承载件C1上剥离，但不以此为限。另一方面，本发明制作第二基材的方法介绍如下。请同时参考图1与图5。首先，进行步骤S5，提供第二溶液M2，例如于第二容器G2中置入第二溶液M2，但不以此为限。第二溶液M2包括有机硅化合物，例如聚二甲基硅氧烷，于本实施例中，第二溶液M2与第一溶液M1的材料相同，但本发明不以此为限，例如在其他实施例中，第二溶液M2的材料可不同于第一溶液M1的材料。接着，请参考图5，并配合图1，进行步骤S6，将多个第二粒子P2掺杂至第二溶液M2中，并使第二粒子P2均匀散布于第二溶液M2中，其中第二溶液M2呈胶态，第二粒子P2的粒径范围为约0.01微米(μm)至约7微米，且第二粒子P2于第二溶液M2中所占的重量百分比较佳为约0.1至约1。再者，第二粒子P2可选自由以下氧化物所组成的群组：第2族氧化物、第4族氧化物、第13族氧化物及第14族氧化物，第二粒子P2可包括二至四种氧化物，且二至四种氧化物分别为不同族元素所构成的氧化物，其组成原则可参考第一粒子P1，不再赘述。另外，上述包含不同族元素氧化物的第二粒子P2的折射率范围较佳落在约1.4至约1.9与约2.3至约2.5，以提供本发明光学膜所需的光学特性。举例而言，第二粒子P2可包含氧化钙、氧化铝、氧化硅与氧化锆的其中二至四种，可依比例均匀混入第二溶液M2中，但本发明不以此为限。值得一提的是，第二粒子P2可选择与第一粒子P1相同的材料，亦可选择与第一粒子P1不同的材料。此外，于进行步骤S6后，可另将掺杂有第二粒子P2的第二溶液M2置于真空环境下，以排出第二溶液M2内部的气泡。接着，请参考图1与图6，进行步骤S7，将掺杂有第二粒子P2的第二溶液M2置于第二承载件C2上，使第二溶液M2逐渐固化以成为第二基材F2。值得一提的是，上述将第二溶液M2置于第二承载件C2上的步骤例如可将第二溶液M2倒于第二承载件C2上，并利用旋转涂布制程使第二承载件C2上的第二溶液M2具有均匀平坦的表面，需注意的是，将第二溶液M2置于第二承载件C2上的步骤并不以上述方法为限，其他能够使第二溶液M2平坦均匀设置于第二承载件C2上的方法都可以应用于本发明中。根据本发明，第二基材F2的厚度范围可为约100微米至约300微米，但不以此为限。另外，第二承载件C2具有平坦的表面，因此涂布于其上的第二溶液M2也具有平坦的表面。此外，第二基材F2的折射率范围可为约1.4至约1.6，且由于第二粒子P2于第二基材F2中所占的重量百分比为约0.1至约1，因此对于第二基材F2的透明度影响很低，使得第二基材F2的透明度可大于95%。值得一提的是，第二粒子P2于第二基材F2中所占的重量百分比以及第一粒子P1于第一基材F1中所占的重量百分比的误差值小于约0.5重量百分比(wt%)。然后，请参考图7，进行图1所示的步骤S8，在第二基材F2完全固化以前，将第一基材F1置于第二基材F2上，并使第一基材F1的底面B1与第二基材F2相接触，亦即使第一基材F1具有粗糙结构R1的底面B1直接接触贴附于第二基材F2的顶面。因第二基材F2于完全固化前仍具有黏着性，故于本实施例中，第一基材F1的底面B1会被第二基材F2的顶面所黏着固定，而第二基材F2与第一基材F1之间不具有其他膜层，但本发明不以此为限，第一基材F1亦可透过黏着层，例如光学胶，来黏附至第二基材F2。随后，进行步骤S9，使第二基材F2完全固化，并与第一基材F1构成本发明的光学膜O。在本实施例中，将第一基材F1置于第二基材F2表面后，直接使第二基材F2完全固化，以与第一基材F1构成光学膜O，但本发明不以此为限，于另一实施例中，为了减少第二基材F2完全固化的时间，在第一基材F1置于第二基材F2表面后，可烘烤第二基材F2，以加速第二基材F2的固化。在本发明的一具体实例中，可将温度控制在室温以上来烘烤第二基材F2，例如在约25度(℃)至约110度的温度下，较佳为在约75度至约85度的温度下以进行烘烤，但本发明不以此为限。值得一提的是，虽然在烘烤第二基材F2时第一基材F1亦会被同时烘烤，但第一基材F1的物性及化性不会因此而改变。最后，请参考图8，进行图1所示的步骤S10，使光学膜O与第二承载件C2分离，以完成本发明光学膜O的制作。如图8所示，本发明光学膜O包括第一基材F1、多个第一粒子P1、第二基材F2以及多个第二粒子P2。第一粒子P1掺杂散布在第一基材F1内，而第二粒子P2掺杂散布在第二基材F2内。第一基材F1具有顶面T1以及底面B1，其中顶面T1为平坦的表面，且底面B1为粗糙的表面。此外，第二基材F2黏附于第一基材F1的底面B1下，且第二基材F2具有平坦的表面。另一方面，请再参考图1，本发明的光学膜O的制作方法可总结说明如下，其包括了下列步骤：步骤S1：提供第一溶液M1。步骤S2：将多个第一粒子P1掺杂至第一溶液M1中，并使第一粒子P1均匀散布于第一溶液M1中，其中第一溶液M1呈胶态。步骤S3：将掺杂有第一粒子P1的第一溶液M1置于第一承载件C1上，使第一溶液M1固化以成为第一基材F1，并且第一基材F1的其中一表面具有粗糙结构R1，其中具有粗糙结构R1的表面定义为第一基材F1的底面B1。步骤S4：使第一基材F1与第一承载件C1分离。步骤S5：提供第二溶液M2。步骤S6：将多个第二粒子P2掺杂至第二溶液M2中，并使第二粒子P2均匀散布于第二溶液M2中，其中第二溶液M2呈胶态。步骤S7：将掺杂有第二粒子P2的第二溶液M2置于第二承载件C2上，使第二溶液M2逐渐固化以成为第二基材F2，其中第二承载件C2具有平坦的表面，且第二基材F2具有平坦的表面。步骤S8：在第二基材F2完全固化以前，将第一基材F1置于第二基材F2上，并使第一基材F1的底面B1与第二基材F2相接触。步骤S9：使第二基材F2完全固化，并与第一基材F1构成光学膜O；以及步骤S10：使光学膜O与第二承载件C2分离。请参考图9，图9为本发明的光学膜应用于显示面板上的光路径示意图。如图9所示，将以前述方法制作的本发明光学膜O设置于显示面板H的显示面上，其中光学膜O内的第二基材F2位于显示面板H与第一基材F1之间，亦即第二基材F2邻近于显示面板H设置，而第一基材F1远离显示面板H设置。显示面板H可为可挠式显示面板或硬式显示面板，例如液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或无机发光二极管显示面板，但本发明不以此为限。为详细说明本发明，图9的光路径示意图仅绘示部分的光路径，但本领域具通常知识者应知悉图9仅为光线于本发明光学膜O的行径路线的示意范例，其中描述了具有散射及/或折射特性的第一粒子P1与第二粒子P2对光线行径方向的影响，其中粒子A、D、F为第一粒子P1，而粒子B、C、E为第二粒子P2，但本发明不以图9所示光路径为限。以光线L为例，当光线L进入光学膜O时会发生折射现象，因此光线L会略微偏移原行进方向。接着，光线L接触粒子A，若粒子A为具有折射特性的粒子，则光线L会因粒子A而折射并改变行进方向，在行进至第一基材F1与第二基材F2的接触面时，因第一基材F1的底面B1具有粗糙结构R1，因此其具有较佳的聚光以及散射效果，故光线L经过粗糙结构R1后会分成多种光路径，使得第二基材F2内的光线均匀化。接着，当光线L接触具有散射特性的粒子B时，光线L会被散射而分为光线L1、L2以及L3，其中，光线L1接触具有折射特性的粒子C时会被进一步折射，再行进至第二基材F2与显示面板H的接口，被向上反射。然后，光线L1会接触第一基材F1具有粗糙结构R1的底面B1，同样地，因粗糙结构R1具有较佳的聚光以及散射效果，因此光线L1经过粗糙结构R1后可分成多种光路径，所以可使得进入第一基材F1的光线被均匀化。当光线L1进一步接触具有散射特性的粒子D时，光线L1会被散射而分为光线L11、L12以及L13。另一方面，光线L2在行进至第二基材F2与显示面板H的接口后可被反射回第二基材F2中，并在经过粗糙结构R1后分成多种光路径，再射入空气中。就光线L3而言，当光线L3接触具有散射特性的粒子E时，其会被散射而分为光线L31、L32以及L33。光线L33经过第一基材F1具有粗糙结构R1的底面B1而接触粒子F，同样地，若粒子F为具有折射特性的粒子，则会发生折射现象而将光线L33反射回空气中。由上述可知，因本发明光学膜O的第一基材F1以及第二基材F2分别掺杂有第一粒子P1以及第二粒子P2，且第一粒子P1以及第二粒子P2分别包含两种以上的不同族氧化物，在各基材中分别具有散射与折射光线的功能，因此当外界光线进入光学膜O时，会因第一粒子P1以及第二粒子P2的散射以及折射效应而使大部分光线被保留于光学膜O中，并在第一基材F1具有粗糙结构R1的底面B1的配合下，使得外界光线能被有效地收集，发挥聚光的效果，因此可使得外界光线进入第二基材F2的量增多，而由第二基材F2底面被反射而再射入第一基材F1的光线或是由外部射入第二基材F2的光线在经过粗糙结构R1时会被散射，藉以均匀化由第一基材F1的顶面T1射出的光线，因此可有效地提升显示面板H的亮度，且因本发明光学膜O中第一基材F1、第二基材F2与所搭配第一粒子P1与第二粒子P2的材料和含量比，使得光学膜O能具有较高的透明度，进一步改善显示面板H表面的影像表现。本发明的光学膜及其制作方法并不以上述的实施例为限，而可具有其它不同的实施样态。为了简化说明并易于比较，在下文的变化实施例中，对于相同组件沿用相同的符号来表示。请参考图10，图10为本发明的变化实施例的制作光学膜的第一基材的制程示意图。例如在变化实施例中，第一承载件C1上可不具有微结构，而使第一基材F1的底面B1具有粗糙结构R1的方法是将掺杂有第一粒子P1的第一溶液M1涂布至第一承载件C1上，并且在第一溶液M1完全固化成薄膜状的第一基材F1之前，将多个第三粒子P3喷涂于第一基材F1表面，以使第一基材F1的其中一表面形成粗糙结构。如图10中所示，被喷涂的第三粒子P3会设置于第一基材F1的上表面，而所述上表面会被视为完全固化后的第一基材F1的底面B1，此时第一基材F1的下表面则被视为第一基材F1的顶面T1。需注意的是，第三粒子P3的粒径范围较佳为约1微米至约7微米，另外，第三粒子P3于第一基材F1的底面B1的含量范围为约0.0001克/平方厘米(g/cm2)至约0.001克/平方厘米，且第三粒子P3的折射率范围分别为约1.4至约1.6，举例来说，第三粒子P3的材料包括氧化硅，但本发明不以此为限。当第一基材F1完全固化后，使其与第一承载件C1脱离，再将第一基材F1上下颠倒贴附于还没完全固化的第二基材F2表面，类似于图7所示，待第二基材F2完全固化后，使第二基材F2脱离第一承载件C2，便完成本发明光学膜O的制作。本发明的光学膜的其制作方法的另一实施样态叙述如下：在制作第一基材F1时提供类似图10具有平坦表面的第一承载件C1，因此制作出的第一基材F1具有平坦的下表面。另一方面，在制作第二基材F2时，则是在第二基材F2完全固化前，将第三粒子P3喷涂于第二基材F2的上表面，之后，将固化后的第一基材F1贴附在第二基材F2上表面上，使得第三粒子P3设于第一基材F1与第二基材F2之间，且突出于第二基材F2上表面的第三粒子P3会使得第一基材F1的底面B1具有类似粗糙结构的效果。综上所述，因本发明光学膜的第一基材以及第二基材分别掺杂有第一粒子以及第二粒子，在各基材中分别具有散射与折射光线的功能，因此当外界光线进入至光学膜时，会因第一粒子以及第二粒子的散射以及折射效应而使大部分光线能被保留于光学膜中，并在第一基材具有粗糙结构的底面的配合下，使得外界光线能被有效地收集，发挥聚光的效果，因此可使得外界光线进入第二基材的量增多，而由第二基材底面被反射而再射入第一基材的光线在经过粗糙结构时被散射，以均匀化由第一基材的顶面射出的光线，因此可有效地提升显示面板的亮度，且因本发明光学膜中第一基材、第二基材与所搭配第一粒子与第二粒子的材料和含量比，使得光学膜能具有较高的透明度，进一步改善显示面板表面的影像表现。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。当前第1页1 2 3