光学膜、显示装置及其制造方法与流程

本发明是有关于一种光学膜、显示装置及其制造方法，且特别是有关于用于改善视觉效果的光学膜、显示装置及其制造方法。

背景技术：

液晶显示器包含偏光板、液晶面板和背光单元。为了改善液晶显示器的侧面处的色彩品质和对比率(contrastratio)，人们作出了各种尝试想研发一种改善的液晶面板或液晶结构。然而，液晶面板的修改对液晶显示器的侧面处的色彩品质和对比率的改善有限制，且需要复杂的过程。此外，随着液晶显示器屏幕尺寸增加，液晶显示器的亮度均匀性也不断降低。因此，必须取决于屏幕尺寸提供单独的液晶显示模块，进而降低可加工性和经济上的可行性。

技术实现要素：

本发明有关于一种光学膜、显示装置及其制造方法。光学膜能用以改善显示装置的视觉/显示效果。

根据本发明的第一方面，提出一种光学膜。光学膜包括基材及图案层。图案层在基材上。图案层包括沿不同方向延伸的数个条纹。条纹是由图案层的表面的凸起部分或凹陷部分定义。

根据本发明的第二方面，提出一种显示装置。显示装置使用光学膜。光学膜包括基材及图案层。图案层在基材上。图案层包括沿不同方向延伸的数个条纹。条纹是由图案层的表面的凸起部分或凹陷部分定义。

根据本发明的第三方面，提出一种光学膜的制造方法，其包括利用滚轮转印方法在基材上形成图案层。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：

附图说明

图1绘示根据一实施例的显示装置的剖面图。

图2绘示根据一实施例的光学膜的部分放大图。

图3绘示根据一实施例的光学膜的部分放大图。

图4绘示根据一实施例中面向图案层的具有条纹的表面时的示意图。

图5绘示根据一实施例中面向图案层的具有条纹的表面时的示意图。

图6绘示根据一实施例中面向图案层的具有条纹的表面时的示意图。

图7a至图8b绘示根据一实施例的用以形成图案层的滚轮的制造方法。

图9绘示根据一实施例的显示装置的剖面图。

图10绘示根据一实施例的光学膜的部分放大图。

图11绘示根据一实施例的光学膜的部分放大图。

其中，附图标记：

102、202：显示装置

170：液晶显示器

171：背光模块

172：液晶面板

173：下偏光板

174：上偏光板

175：薄膜晶体管基板

176：液晶层

177：彩色滤光片基板

178：配向膜

179：配向膜

106、206：光学膜

108：基材

110：图案层

110s：表面

112：黏着层

214：菱镜层

214a：菱形结构单元

750：滚轮

752：弯曲外表面

754：轮体

756：轴杆

a：距离

b：距离

c1、c2：雕刻深度

d1：第一方向

d2：第二方向

d3：第三方向

d4：第四方向

f：间距

h：高度

h：高度

k：间距

m：线宽

n：间距

o：圆形轮廓

p1：第一图案区域

p2：第二图案区域

p3：第三图案区域

p4：第四图案区域

q：间距

tu：条纹雕刻图案

tp：圆形雕刻图案

u1：第一条纹

u2：第二条纹

u3：第三条纹

u4：第四条纹

z：方向

具体实施方式

以下以一些实施例做说明。须注意的是，本揭露并非显示出所有可能的实施例，未于本揭露提出的其他实施态样也可能可以应用。再者，图式上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制。因此，说明书和图示内容仅作叙述实施例之用，而非作为限缩本揭露保护范围之用。另外，实施例中的叙述，例如细部结构、制程步骤和材料应用等等，仅为举例说明之用，并非对本揭露欲保护的范围做限缩。实施例的步骤和结构各的细节可在不脱离本揭露的精神和范围内根据实际应用制程的需要而加以变化与修饰。以下是以相同/类似的符号表示相同/类似的元件做说明。

图1绘示根据一实施例的显示装置102的剖面图。显示装置102包括在z方向上堆迭的液晶显示器170及光学膜106。液晶显示器170包括背光模块171、液晶面板172、下偏光板173与上偏光板174。液晶面板172配置于背光模块171上且包括例如薄膜晶体管基板175、液晶层176、彩色滤光片基板177、配向膜178与179。配向膜179可配置于彩色滤光片基板177上，配向膜178可配置于薄膜晶体管基板175上，液晶层176可配置于配向膜178与179之间，下偏光板173可配置于薄膜晶体管基板175与背光模块171之间(液晶面板172的入光侧)，上偏光板174可配置于彩色滤光基板177上(液晶面板172的出光侧)，光学膜106可配置于上偏光板174的出光侧上。

光学膜106可包括基材108与图案层110。图案层110在基材108上。光学膜106可利用黏着层112以图案层110的表面110s面向液晶显示器170的方位贴附在液晶显示器170上。黏着层112可包括固态透明光学胶(opticallyclearadhesive；oca)或液态透明光学胶(opticallyclearresin，ocr)等。

一实施例中，基材108是一透光基板。基材108材料可选自透明树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)、纤维素称三醋酸纤维素(triacetatecellulose，tac)、环状烯烃单体聚合物(cycloolefinpolymers，cop)。

图2及图3绘示根据不同实施例的光学膜106的部分放大图。在图2中，图案层110的表面110s具有包含波浪形状的凸起部分及在凸起部分之间的凹陷部分。在图3中，图案层110的表面110s分布是具有平坦表面的凸起部分及在凸起部分之间的凹陷部分。一实施例中，凸起部分的高度h可为3μm～25μm，例如3μm～5μm、10μm～15μm、20～25μm。

图4、图5及图6分别绘示根据不同实施例面向图案层110的具有条纹的表面110s时的示意图。

在图4中，图案层110的表面110s包括第一图案区域p1、第二图案区域p2、第三图案区域p3及第四图案区域p4。第一图案区域p1包括数个第一条纹u1，皆具有第一延伸位向(例如延伸方向平行于第一方向d1)，并可在实质上垂直于第一延伸位向的一方向(例如第二方向d2)上彼此分开排列。第二图案区域p2包括数个第二条纹u2，皆具有第二延伸位向(例如延伸方向平行于第二方向d2)，并可在实质上垂直于第二延伸位向的一方向(例如第一方向d1)上彼此分开排列。第三图案区域p3包括数个第三条纹u3，皆具有第三延伸位向(例如延伸方向平行于第三方向d3)，并可在实质上垂直于第三延伸位向的一方向(例如第四方向d4)上彼此分开排列。第四图案区域p4包括数个第四条纹u4，皆具有第四延伸位向(例如延伸方向平行于第四方向d4)，并可在实质上垂直于第四延伸位向的一方向(例如第三方向d3)上彼此分开排列。一实施例中，第三方向d3与第一方向d1的延伸线与交错点定义出的锐角可实质上为45度。第三方向d3与第二方向d2的延伸线及交错点定义出的锐角可实质上为45度。可以此类推第四方向d4与其它方向的关系。第一方向d1、第二方向d2、第三方向d3与第四方向d4皆实质上垂直于z方向。

在图4中，此例的图案区域具有圆形轮廓o。举例来说，在第一图案区域p1中，排列在第二方向d2上的第一条纹u1其长度(即第一方向d1上的尺寸)可呈逐渐变长再逐渐变短的变化，从而第一条纹u1的外缘连线可定义出如圆形虚线标示的圆形轮廓o。或者，第一条纹u1的短边缘可对准圆形轮廓o的圆形外边缘。可依此类推其它图案区域如第二图案区域p2、第三图案区域p3与第四图案区域p4的圆形轮廓o。一实施例中，图案区域(或圆形轮廓o)的圆周约80μm～90μm。

在图4中，第一图案区域p1、第二图案区域p2、第三图案区域p3与第四图案区域p4可以六角形虚线标示出的配置单位规则性地排列。在配置单位中，以第一图案区域p1为中心，第二图案区域p2位在第一图案区域p1在第二方向d2上的相反侧；第三图案区域p3位在第一图案区域p1在第一方向d1上的相反侧；第四图案区域p4位在第一图案区域p1在第一方向d1上的相反侧；且第三图案区域p3与第四图案区域p4以第一图案区域p1及第二图案区域p2的中心的连线为对称轴呈镜像配置。举例来说，图案区域之间的间距k(即圆形轮廓o之间的间距k)可为90μm～110μm。条纹的线宽m可为5μm～25μm。图案区域中条纹的间距n可为10μm至40μm。

在图5中，第一图案区域p1、第二图案区域p2、第三图案区域p3与第四图案区域p4可以虚线标出的配置单位规则性地排列。在配置单位中，以第一图案区域p1为中心，第二图案区域p2位在第一图案区域p1在第二方向d2上的相反侧；第三图案区域p3位在第一图案区域p1在第三方向d3上的相反侧；且第四图案区域p4位在第一图案区域p1在第四方向d4上的相反侧。

在图6中，第一条纹u1可具有第一延伸位向(例如延伸方向平行于第一方向d1)。第二条纹u2可具有第二延伸位向(例如延伸方向平行于第二方向d2)。第一条纹u1与第二条纹u2定义出延伸在第三方向d3上的菱形图案串列，菱形图案串列各包括数个相连接的菱形图案单元，菱形图案单元各由第一条纹u1之中的两个与第二条纹u2之中的两个定义出。菱形图案单元在第三方向d3上的对角距离a可为100μm～300μm，在第四方向d4上的对角距离b可为40μm～150μm。菱形图案单元之间条纹的间距f可为10μm～20μm。

实施例中，光学膜106的图案层110可使用滚轮转印方法形成，滚轮压痕部分可造成表面110s的凸起部分及凸起部分其中之一，其形成条纹。举例来说，光学膜106可使用具有雕刻图案的滚轮将可固化树脂涂布于基材108上，并对可固化树脂进行固化步骤形成图案层110。可固化树脂可包括透明树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)、纤维素称三醋酸纤维素(triacetatecellulose，tac)、环状烯烃单体聚合物(cycloolefinpolymers，cop)等。

图7a至图8b绘示根据一实施例的用以形成图案层110的滚轮750的制造方法。图7a与图8a为面对滚轮750的弯曲外表面752时的俯视示意图，图7b与图8b为滚轮750的剖面示意图。图7b中放大部分可为沿图7a的ab线绘制。图8b中放大部分可为沿图8a的ab线绘制。请参照图7a与图7b，滚轮750可具有轮体754及轴杆756，轴杆756固设于轮体754的中央并可轴向凸伸出轮体754的两端侧面。可使用激光、刀具等工具、或其它合适的方法在轮体754的弯曲外表面752进行雕刻(第一次雕刻)以形成条纹雕刻图案tu，雕刻深度c1(第一雕刻深度)例如但不限于10μm～15μm。请参照图8a与图8b，然后，可使用激光、刀具等工具、或其它合适的方法在轮体754的弯曲外表面752进行雕刻(第二次雕刻)以形成圆形雕刻图案tp，雕刻深度c2(第二雕刻深度)例如但不限于3μm～5μm。一实施例中，圆形雕刻图案tp的圆周可例如约80μm～90μm。藉此，形成包括条纹雕刻图案tu与圆形雕刻图案tp的雕刻单元，其可用以造成如图4、图5所示的各个图案单元(例如包括第一图案区域p1及第一条纹u1的一图案单元；包括第二图案区域p2及第二条纹u2的另一图案单元，以此类推其它图案单元)。雕刻单元的尺寸亦可对应到图案单元。可以此概念制造用以形成其它实施例的图案层110或其它以滚轮转印方法形成的元件的滚轮。

图9绘示根据另一实施例的显示装置202的剖面图，其与图1所示的显示装置102的差异说明如下。如图9所示，光学膜206更包括菱镜层214。菱镜层214配置在图案层110的表面110s上。光学膜206可利用黏着层112以菱镜层214面向液晶显示器170的方位贴附在液晶显示器170的影像显示面上。一实施例中，基材108是一透光基板，材料如同先前所述，不再赘述。

图10及图11绘示根据不同实施例的光学膜206的部分放大图。图10所示的光学膜206与图2所示的光学膜106之间的差异在于，光学膜206的形成在图案层110的表面110s上的菱镜层214包括菱形结构单元214a。菱镜层214的菱形结构单元214a的间距q可为50μm～70μm。菱形结构单元214a的高度h可为10μm～50μm。一实施例中，光学膜206的菱镜层214可使用滚轮转印方法形成。举例来说，菱镜层214可使用具有菱形雕刻图案的滚轮将可固化树脂涂布于图案层110的表面110s上，并对可固化树脂进行固化步骤形成菱镜层214。滚轮的雕刻图案可使用激光、刀具等工具在滚轮上进行雕刻形成。可固化树脂可包括透明树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)、纤维素称三醋酸纤维素(triacetatecellulose，tac)、环状烯烃单体聚合物(cycloolefinpolymers，cop)等。

一实施例中，图案层110与菱镜层214可具有不同的折射率。一实施例中，图案层110的折射率大于菱镜层214的折射率。一实施例中，图案层110的折射率可等于或大于1.60。一实施例中，菱镜层214的折射率可等于或小于1.48。

为让本揭露的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举范例作详细说明如下：

实施例1

实施例1使用如图1所示的显示装置102，其中液晶显示器170使用液晶显示器(友达光电股份有限公司制造，型号:t215hvn01.1)，且显示装置102使用如图4所示的图案层110。可参照图4，实施例1中，图案区域的圆形轮廓o的圆周为80μm，图案区域之间的间距k(即圆形轮廓o之间的间距k)为100μm，条纹的线宽m为13μm，图案区域中条纹的间距n为25μm。亦可参照图7a至图8b，此例中，用以形成图案层110的滚轮750的雕刻深度c1为10μm～15μm，且雕刻深度c2为3μm～5μm。

实施例2

实施例2类似实施例1，差异在于条纹的线宽m为10μm，图案区域中条纹的间距n为20μm。

实施例3

实施例3使用如图1所示的显示装置102，且显示装置102使用如图6所示的图案层110。可参照图6，实施例3中，菱形图案单元在第三方向d3上的对角距离a为250μm，在第四方向d4上的对角距离b为100μm。条纹的线宽m为15μm，菱形图案单元之间条纹的间距f为15μm，高度h(或滚轮的雕刻深度)为20μm～25μm。

实施例4

实施例4类似实施例3，差异在于菱形图案单元在第三方向d3上的对角距离a为150μm，在第四方向d4上的对角距离b为50μm。

实施例5

实施例5与实施例1类似，差异在于实施例5使用如图9所示的更包括菱镜层214的显示装置202，其中实施例5的图案层110的条件类似实施例1。实施例5中，菱镜层214的菱形结构单元214a的间距q为50μm，菱形结构单元214a的高度h(或滚轮的雕刻深度)为25μm～30μm。

实施例6

实施例6与实施例2类似，差异在于实施例6使用如图9所示的更包括菱镜层214的显示装置202，其中实施例6的图案层110的条件类似实施例2。实施例6中，菱镜层214的菱形结构单元214a的间距q为50μm，菱形结构单元214a的高度h(或滚轮的雕刻深度)为25μm～30μm。

实施例7

实施例7与实施例3类似，差异在于实施例7使用如图9所示的更包括菱镜层214的显示装置202，其中实施例7的图案层110的条件类似实施例3。实施例7中，菱镜层214的菱形结构单元214a的间距q为50μm，菱形结构单元214a的高度h(或滚轮的雕刻深度)为25μm～30μm。

实施例8

实施例8与实施例4类似，差异在于实施例8使用如图9所示的更包括菱镜层214的显示装置202，其中实施例8的图案层110的条件类似实施例4。实施例8中，菱镜层214的菱形结构单元214a的间距q为50μm，菱形结构单元214a的高度h(或滚轮的雕刻深度)为25μm～30μm。

比较例

比较例的显示装置使用液晶显示器(友达光电股份有限公司制造，型号:t215hvn01.1)，其影像显示面上未配置光学膜，亦即未配置图案层，也未配置菱镜层。

光学测量评价

使用konicaminolta型号ca-210测量显示装置的亮态(255灰阶)的亮度(l255)与暗态(0灰阶)的亮度(l0)，并以下列公式计算各灰阶的亮度(lx，x为0至255)的对比值(单位％)：灰阶亮度的对比值＝(lx-l0)/(l255-l0)*100％

表1显示显示装置在正视角度(测量角度为0度)时灰阶对应对比值(单位:％)的关系。从表1结果可知，实施例1至实施例8与比较例在正视角度时的对比值并无显著差异。

表1

表2显示显示装置在测量角度为60度(侧面可视角度)时各灰阶对应对比值(单位:％)的关系。将表2的对比值减去表1中比较例在正视角度时各灰阶对应对比值可发现，实施例1与实施例5对于表1中比较例在正视角度时各灰阶对应对比值的差异较小，表示使用实施例1与实施例5的光学膜的显示装置的对比改善较佳，尤其实施例5的差异最小，表示实施例5的光学膜的显示装置的对比改善最佳。实施例1至实施例8皆无灰阶反转状况。

表2

表3显示显示装置在测量角度从60度转至45度后，在45度(暗态大视角度)时测量所得各灰阶对应对比值(单位:％)的关系。将表3的对比值减去表1中比较例在正视角度时各灰阶对应对比值可发现，表3中实施例1至实施例8对于表1中比较例在正视角度时各灰阶对应对比值的差异都比表3中比较例对应差值来得小，表示使用实施例1至实施例8的光学膜的显示装置皆能获得跟比较例相比得到更佳的对比改善程度，其中实施例5至实施例8的改善效果比实施例1至实施例4更为明显。实施例1至实施例8皆无灰阶反转状况。

表3

人眼评价外观品味

以人眼观察显示装置的外观品味。其中，实施例1与实施例5评断为具有最佳的外观品位(无moire波纹现象)；实施例3与实施例4则发现有直横条纹波纹；实施例2、实施例6、实施例7与实施例8的外观品位水准介于无moire波纹与直横条纹波纹之间。

人眼评价色偏(washout)

以人眼观察显示装置的色偏情况，其中评价最优(色偏程度最低)的为实施例5，接着依序排序为实施例8、实施例7、实施例6、实施例1、实施例3、实施例2，且色偏情况最大的为实施例4。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。