專利名稱：多層式光學(xué)薄膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)薄膜，尤其是指一種多層式光學(xué)薄膜及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器中的背光模塊(backlight modulus)一般包含增亮膜(brightness enhancement films；BEF)或棱鏡片(prism sheets)，該增亮膜或棱鏡片能將導(dǎo)光板的出光導(dǎo)向光軸方向，以增加液晶顯示器的亮度，進(jìn)而節(jié)省電力，尤其使用在NoteBook電腦的顯示器。公知的棱鏡片是一種可透光且具棱鏡陣列微結(jié)構(gòu)的光學(xué)薄膜，該棱鏡片是利用棱鏡的內(nèi)部全反射(total internalreflection)及折射(diffraction)來改變光輸出的方向，進(jìn)而限制光的散射以增加亮度及減少光源能量的損耗，相關(guān)專利見PCT專利WO96123649號(hào)，光學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1，其中棱鏡片包含一基材薄膜M3及棱鏡陣列如M4、M5、M6、M7、M8，其中基材薄膜M3(或稱“支撐層”)與棱鏡陣列具一界面Mi。每個(gè)棱鏡如棱鏡M4有第一棱鏡面Ma與第二棱鏡面Mb，二棱鏡面的頂端邊線交集而形成一峰頂，其夾角可為70-120度或80-100度間，棱鏡面并不需要被定義，僅需彼此傾斜。另外，基材薄膜M3的厚度和棱鏡高度間的關(guān)系并不重要，各棱鏡面Ma或Mb與基材薄膜M3的交角可分別為45度，但此角度決定于面的間隔或峰頂?shù)慕嵌取?br> 該棱鏡片的制作是在一高穿透率的基材薄膜上，均勻涂布感光性樹脂(如壓克力樹脂(acrylic resin))，再利用壓印技術(shù)(imprinting)及紫外光固化交聯(lián)量產(chǎn)成型。對(duì)于大多數(shù)背光模塊而言，置一片棱鏡片約可增加60％的輝度，交疊兩片棱鏡片使兩片的峰頂棱鏡線投影地互呈正交，更可提升背光模塊輝度約達(dá)120％。
然而上述公知的棱鏡片結(jié)構(gòu)，當(dāng)光自導(dǎo)光板發(fā)出到四面八方散射光進(jìn)入棱鏡結(jié)構(gòu)后，約有50-55％的入射光會(huì)被棱鏡內(nèi)部反射回來而再次被利用，由于入射光在棱鏡內(nèi)多次產(chǎn)生反射及再次被利用，使入射光的能量陸續(xù)被棱鏡吸收，進(jìn)而衰減其能量；同時(shí)少部份的光從棱鏡折射出去無法進(jìn)入鄰近棱鏡被使用，而造成光損。另外，由于棱鏡片的基材薄膜一般均采用PET或PC熱塑性塑膠當(dāng)基材，這些塑膠基材容易受溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，而產(chǎn)生翹曲(waving)或挫曲(buckling)現(xiàn)象，尤其是靠近光源處。若光學(xué)薄膜產(chǎn)生翹曲或挫曲，尤其在燈管側(cè)，易造成漏光現(xiàn)象，使屏幕產(chǎn)生明暗不均的Mura現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能提升多性能的多層膜光學(xué)薄膜及其制造方法，以改善甚至解決上述公知技術(shù)的缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種多層式光學(xué)薄膜，其包括一基層；一具有凹凸圖案的中間層連設(shè)于該基層上；以及一棱鏡陣列層連設(shè)于該中間層上，與該中間層形成相互聯(lián)鎖的凹凸結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成一積層式光學(xué)薄膜。
本發(fā)明還包括該光學(xué)薄膜的制造方法，包括下列步驟(1)于一基層上進(jìn)行表面處理于該基層上涂覆一層底膠，或作電暈處理，或作等離子體處理；(2)以轉(zhuǎn)印、模制成型方式將一感光性或熱固性樹脂轉(zhuǎn)印或成型于該基層上，以形成具有突部及凹部的凹凸圖案中間層于該基層上，在光熱下使該中間層的樹脂或膠固化定型；以及(3)以一感光性或熱固性樹脂或膠轉(zhuǎn)印或成型于該中間層及基層上，使成型為具有棱鏡陣列結(jié)構(gòu)的上層，該樹脂或膠通過重力或壓力充填、浸含、滲流、灌滿該中間層的凹部之中，形成棱鏡陣列層的根部與基部的凸凹結(jié)構(gòu)，在光熱下，令該上層的樹脂或膠固化成型為一光學(xué)薄膜，其內(nèi)含有凹凸結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還提出另一種制造多層式光學(xué)薄膜的方法，包括下列步驟
(1)于一基層上進(jìn)行表面處理于該基層上凹設(shè)有多個(gè)凹部并于表面上涂覆一層底膠，或作電暈處理，或作等離子體處理；以及(2)以一感光性或熱固性樹脂或膠轉(zhuǎn)印或成型于該基層上，成型為具有棱鏡陣列結(jié)構(gòu)的上層，該樹脂或膠以重力或壓力充填、浸含、滲流、灌滿該基層的凹部之中，形成棱鏡陣列層的根部與基部的凸凹結(jié)構(gòu)，于光熱下，令該上層的樹脂或膠固化成型為一光學(xué)薄膜，其內(nèi)含有凹凸結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明為一種能提升多性能的多層式光學(xué)薄膜，包括一透明基層，一具凹凸圖案的中間層連設(shè)于該基層上，以及一棱鏡陣列層形成于該凹凸圖案中間層之上，由是構(gòu)成一一體成型的光學(xué)薄膜。其中利用中間層的凹或凸圖案的材質(zhì)與棱鏡陣列層材質(zhì)的折射率差異，產(chǎn)生光線聚焦于棱鏡內(nèi)，再將聚焦的光線通過棱鏡的內(nèi)部全反射(total internal reflection)及折射(diffraction)來改變光輸出的方向，進(jìn)而限制光的散射以增加亮度及減少光損；且因棱鏡陣列層與具凹凸圖案的中間層間的相互聯(lián)鎖(Interlocking)而強(qiáng)化其界面接著或鍵結(jié)強(qiáng)度。同時(shí)通過中間層凹凸固化結(jié)構(gòu)以增加光學(xué)薄膜的剛性，進(jìn)而可避免塑膠基材受溫度、濕度諸環(huán)境因素所影響，而產(chǎn)生翹曲(waving)或挫曲(buckling)，而使屏幕產(chǎn)生明暗不均的Mura現(xiàn)象。
本發(fā)明的制造多層式光學(xué)薄膜的方法，可先將透明基材表面均勻印刷或壓印一中間層感光性樹脂(如壓克力樹脂(acrylic resin))或熱固化樹脂的凹凸圖案，再利用壓印技術(shù)(imprinting)將感光性或光硬化型(photo-curing)(包含UV膠)或熱固性(thermo-curing)的樹脂，于該印刷層上成型具有多個(gè)棱鏡單元的棱鏡陣列，另該棱鏡陣列的底部或根部滲入、飼入、嵌入、插入或模制入該中間層的凹穴內(nèi)，于膠合、固化、嵌合、扣合、模制成型后，令棱鏡陣列層與具凹凸圖案的中間層間的凹凸相互聯(lián)鎖(Interlocking)。


圖1為公知棱鏡片的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
圖2為本發(fā)明光學(xué)薄膜的基層示意圖。
圖3為本發(fā)明于基層上轉(zhuǎn)印該中間層的剖示圖。
圖4為本發(fā)明成型最上層棱鏡陣列層的剖示圖。
圖5為自圖3圖所采視的俯視圖。
圖6為自圖5修飾的本發(fā)明另一實(shí)施例，是采自中間層的俯視圖。
圖7為本發(fā)明的另一實(shí)施例俯視圖(采自中間層)。
圖8為本發(fā)明的再一實(shí)施例俯視圖(采自中間層)。
圖9為本發(fā)明的又一實(shí)施例俯視圖(采自中間層)。
圖10為本發(fā)明的另一實(shí)施例剖示圖。
圖11為本發(fā)明自圖10修飾的實(shí)施例。
圖12為本發(fā)明兩層式的光學(xué)薄膜組成剖示圖。
主要元件符號(hào)說明1……基層； 2……圖案中間層；3……棱鏡陣列層； 31……根部；32……基部； 21……突部；22……凹部； 10……底面；12……凹部； 11……基面。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的技術(shù)方案及所具有的優(yōu)點(diǎn)和功效，可由以下具體實(shí)施例配合附圖的詳細(xì)說明而得以明晰。
參閱圖2～4，本發(fā)明光學(xué)薄膜包括一基層(supporting layer)1，一具有圖案的中間層2以及一棱鏡陣列層(上層)3。
該具有圖案的中間層2連設(shè)或一體成型設(shè)于該基層1之上，含有多個(gè)突部21與凹部22徑連于該基層1上，其中在本案中突部若具有曲率者尤佳，但曲率的大小并不加以限制。
由俯視圖視之，該突部21可為如圖5所示的長條形；或如圖6所示的格子型；或如圖7所示的同心圓；或如圖8所示的小方塊形；或如圖9所示的圓形或球形結(jié)構(gòu)，其造型不加限制。該突部21或凹部22的形狀、排列、結(jié)構(gòu)或設(shè)置等等，本發(fā)明未加限制。
該基層1的材料可選自聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PET)或聚碳酸酯(PC)等的透明塑膠基材。
該具有圖案的中間層2的材料可選自感光性或光硬化型(photo-curing)(包含UV膠)或熱固性(heat-curing)的樹脂等材料。
該棱鏡陣列層3選自感光性(含UV膠)或熱固型樹脂等材料，可與該中間層2采用同一種材料。
該基層1與中間層2及棱鏡陣列層3可采用具有相同的折射率或不同的折射率的材料，但以具不相同的折射率者為佳。
如圖10、圖11所示，該圖案中間層2可修飾為具有微透鏡(micro-lens)功用的中間層，如圖10中具凸透鏡結(jié)構(gòu)中間層2的折射率大于上層的棱鏡層3，此中間層2的凸透鏡還可增加透鏡的聚光現(xiàn)象；圖11中具凹透鏡結(jié)構(gòu)中間層2的折射率小于上層的棱鏡層3，此中間層2的凹透鏡還可增加凹透鏡的聚光現(xiàn)象。
本發(fā)明的光學(xué)薄膜的制造方法包括下列步驟1.于基層1上進(jìn)行表面處理于基層1上涂覆一層底膠(prima coating)，或作電暈(corona)處理，或作等離子體(plasma)處理，以促進(jìn)該基層聚合物的表面與即將轉(zhuǎn)印或成型的中間層2或棱鏡陣列層3等膠劑鍵結(jié)的親和力(affinity)，強(qiáng)化積層間的鍵結(jié)，而防止剝離。
2.以轉(zhuǎn)印、模制成型等方式將感光性(含UV膠)或熱固性樹脂轉(zhuǎn)印或成型于該基層1上，以形成具有突部21及凹部22圖案的中間層2于該基層1上，于UV燈等光熱或以加熱器加熱下，令該中間層2的樹脂或膠固化定型。
3.以感光性或熱固性樹脂(膠)轉(zhuǎn)印或成型于該中間層2及基層1上，使成型為具有棱鏡陣列(prism array)結(jié)構(gòu)的上層3，該樹脂(膠)重力或壓力充填、浸含、滲流、灌滿該中間層的凹部22之中，形成棱鏡陣列層3的根部31與基部32(亦即凸凹結(jié)構(gòu)，尤如圖4所示)，于UV燈等光熱照射下或加熱器加熱下，令該上層的樹脂(膠)固化成型，于脫模后即成棱鏡層的光學(xué)薄膜，其內(nèi)含有凹凸結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所制得的光學(xué)薄膜較諸公知技術(shù)具有以下諸優(yōu)點(diǎn)1.中間層的凹凸固化結(jié)構(gòu)(根部31，基部32；凹部22，突部21)形成于光學(xué)薄膜內(nèi)，能增加光學(xué)薄膜的剛性，進(jìn)而避免塑膠基材受光源的溫度梯度或濕度諸環(huán)境因素所影響而產(chǎn)生翹曲(waving)或挫曲(buckling)，而使屏幕產(chǎn)生明暗不均的Mura現(xiàn)象。
2.上棱鏡陣列層3與中間層2及基層1之間因該凹凸結(jié)構(gòu)(根部31，基部32；凹部22，突部21)的相互聯(lián)鎖(Interlocking)而強(qiáng)化積層間的鍵結(jié)、鎖扣與牢接，不虞剝離，可延長使用壽命。
3.中間層的凹或凸固化結(jié)構(gòu)(根部31，基部32；凹部22，突部21)與棱鏡陣列層的折射率差異，使其形成凸透鏡與凹透鏡效果，將入射光于棱鏡內(nèi)產(chǎn)生聚光后，再通過棱鏡內(nèi)部全反射(total internal reflection)及折射(diffraction)來改變光輸出的方向，進(jìn)而限制光的散射，以增加亮度及減少光損。
有關(guān)上述制法中的轉(zhuǎn)印過程，可采用凹板、平板、網(wǎng)板或凸板印刷，本發(fā)明未予限制。
本發(fā)明可如圖12所示，本發(fā)明的另一實(shí)施例可省略該中間層2，而直接令該基層1的上部成型以多個(gè)凹部12與基面11，于轉(zhuǎn)印、成型該上層棱鏡積層3的樹脂(膠)于該基層1上，令上層3的樹脂(膠)浸含、充填、滲流與灌滿于該基層1的凹部12，待固化、成型后，上層3與基層1間形成相互聯(lián)鎖的牢結(jié)現(xiàn)象，而其凹凸結(jié)構(gòu)(根部31，基部32；凹部12，基面11)可產(chǎn)生聚光后再進(jìn)入棱鏡內(nèi)，可提升光學(xué)片的品質(zhì)與收視效果。凹凸結(jié)構(gòu)(根部31，基部32；凹部12，基面11)形成于光學(xué)薄膜內(nèi)，遂能增加光學(xué)薄膜的剛性，進(jìn)而避免塑膠基材受溫度、濕度諸環(huán)境影響而產(chǎn)生翹曲(waving)或挫曲(buckling)，進(jìn)而使屏幕產(chǎn)生明暗不均的Mura現(xiàn)象。
本發(fā)明各層材料宜制自透明材質(zhì)。
本發(fā)明的可取實(shí)體可于不違本發(fā)明的精神及范疇下，作適當(dāng)?shù)男揎椈蚋淖儯景l(fā)明實(shí)不限制。
權(quán)利要求
1.一種多層式光學(xué)薄膜，其特征在于，包括一基層；一具有凹凸圖案的中間層連設(shè)于該基層上；以及一棱鏡陣列層連設(shè)于該中間層上，與該中間層形成相互聯(lián)鎖的凹凸結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成一積層式光學(xué)薄膜。
2.如權(quán)利要求1的多層式光學(xué)薄膜，其特征在于，該具有凹凸圖案的中間層是以多種幾何造型凹凸地連設(shè)于該基層之上。
3.如權(quán)利要求1的多層式光學(xué)薄膜，其特征在于，該中間層為一微透鏡中間層。
4.一種制造如權(quán)利要求1所述的多層式光學(xué)薄膜的方法，包括下列步驟(1)于一基層上進(jìn)行表面處理于該基層上涂覆一層底膠，或作電暈處理，或作等離子體處理；(2)以轉(zhuǎn)印、模制成型方式將一感光性或熱固性樹脂轉(zhuǎn)印或成型于該基層上，以形成具有突部及凹部的凹凸圖案中間層于該基層上，在光熱下使該中間層的樹脂或膠固化定型；以及(3)以一感光性或熱固性樹脂或膠轉(zhuǎn)印或成型于該中間層及基層上，使成型為具有棱鏡陣列結(jié)構(gòu)的上層，該樹脂或膠通過重力或壓力充填、浸含、滲流、灌滿該中間層的凹部之中，形成棱鏡陣列層的根部與基部的凸凹結(jié)構(gòu)，在光熱下，令該上層的樹脂或膠固化成型為一光學(xué)薄膜，其內(nèi)含有凹凸結(jié)構(gòu)。
5.一種制造多層式光學(xué)薄膜的方法，包括下列步驟(1)于一基層上進(jìn)行表面處理于該基層上凹設(shè)有多個(gè)凹部并于表面上涂覆一層底膠，或作電暈處理，或作等離子體處理；以及(2)以一感光性或熱固性樹脂或膠轉(zhuǎn)印或成型于該基層上，成型為具有棱鏡陣列結(jié)構(gòu)的上層，該樹脂或膠以重力或壓力充填、浸含、滲流、灌滿該基層的凹部之中，形成棱鏡陣列層的根部與基部的凸凹結(jié)構(gòu)，于光熱下，令該上層的樹脂或膠固化成型為一光學(xué)薄膜，其內(nèi)含有凹凸結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種多層式光學(xué)薄膜及其制造方法，其中，該多層式光學(xué)薄膜包括一基層，一具凹凸圖案的中間層連設(shè)于該基層上，以及一棱鏡陣列層形成于該圖案中間層之上，由是構(gòu)成一一體成型的光學(xué)薄膜。由其中間層的凹凸圖案與棱鏡陣列層的折射率差異，產(chǎn)生聚光后進(jìn)入棱鏡內(nèi)，再通過棱鏡內(nèi)部的全反射及折射來改變光輸出的方向，進(jìn)而限制光的散射以增加亮度及減少光損；固化后中間層的凹凸結(jié)構(gòu)可增加光學(xué)薄膜的剛性，進(jìn)而避免屏幕產(chǎn)生明暗不均的Mura現(xiàn)象；且因棱鏡陣列層與中間層的凹凸圖案間的相互聯(lián)鎖(Interlocking)而強(qiáng)化其界面接著或鍵結(jié)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101078782SQ20061008276
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者林清彬 申請(qǐng)人:開曼群島商亞崗科技股份有限公司