專利名稱：光學膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種具有表面微結(jié)構的光學膜，尤指一種用于背光模塊中，具有高 均齊性的光學特性的光學膜。
背景技術：
由于液晶面板本身為非發(fā)光顯示組件，因此必須使用背光模塊，以提供亮度充足與 分布均勻的光源，使顯示器裝置能夠正常顯示影像?，F(xiàn)有技術用于液晶顯示器(LCD)的 背光模塊，主要利用擴散板、擴散膜和聚光膜來達到勻光及集光的目的。擴散板、擴 散膜主要功能為提供液晶顯示器均勻的面光源。聚光膜業(yè)界習稱為增亮膜(brightness enhancement film)或棱鏡片(prism film)，聚光膜主要功能為通過折射與內(nèi)部全反射 將散亂的光線收集，并集中至約士35度的正視角(on-axis)方向，以提高LCD的輝度。
如圖l所示的現(xiàn)有技術聚光膜(如PCT公開案第96/23649號及美國專利第 5，626，800號)，其包含一基材1及位于基材1上方的復數(shù)個棱鏡結(jié)構2，所述棱鏡結(jié)構彼 此互相平行，其中各棱鏡結(jié)構系由二個傾斜表面所構成，此二傾斜表面于棱鏡頂部相 交形成峰3，且各自與相鄰棱鏡的另一傾斜表面于棱鏡底部相交形成谷4。
已知聚光膜的棱鏡結(jié)構與面板或其它膜片接觸時，易產(chǎn)生刮傷，影響其光學性質(zhì)。 目前業(yè)界解決的方法主要為利用保護性擴散膜(或稱為上擴散膜)來防止聚光膜與面板 或其它膜片在輸送時產(chǎn)生振動而引起互相損傷。除需利用保護性擴散膜防止聚光膜與 面板接觸造成刮傷之外，在組裝之前，亦需貼附保護膜以避免聚光膜在儲存及/或運送 期間可能造成的損傷。使用保護性擴散膜及保護膜，皆相對提高所需成本。
現(xiàn)有技術擴散膜主要是在透明基材上，涂布樹脂接合劑及作為擴散顆粒的化學顆粒 形成擴散層。當光線經(jīng)過此擴散層時，因通過兩個折射率相異的介質(zhì)而產(chǎn)生折射、反 射和散射，可有效擴散光線，進而達到光線均勻化的功效。而技藝中使用的擴散顆粒 通常為粒徑不一，以增強擴散膜的光擴散效果，然而，其雖可使光擴散效果充分發(fā)揮， 但同時由于會使光的散射十分散亂，因此會浪費部分光源，無法有效利用光源。此外， 在光學膜加工過程中間，擴散顆粒彼此容易互相聚集或黏附而影響擴散光線的均勻度 或使顯示器表面上產(chǎn)生暗點。
此外，在各種光學膜片中，聚光膜片價格相對較高，因此在新發(fā)展的背光模塊結(jié)構
中，為了降低成本，傾向發(fā)展新型態(tài)的光學膜片或是以其它的光學膜片及其組合上作 變化以取代聚光膜片。如在基材表面形成透明的微透鏡結(jié)構(microlens)，利用此結(jié)構 及材料的特性，光學膜材同時具有擴散及聚光的效果，如圖2所示(美國專利第 7,265,907號)，光學膜具有一透明基材4，及基材上由不同列所形成的微透鏡結(jié)構20a 及20b，各微透鏡結(jié)構則包含復數(shù)個單一微透鏡結(jié)構2a及2b。但目前此結(jié)構的制造方法 制程速度皆太慢，因此大幅降低其產(chǎn)業(yè)利用性。例如美國專利第7，265，907號(或中華 民國專利第287644號)揭示以液滴(droplet)法在基材表面形成透明微透鏡結(jié)構，雖然 宣稱可以使用巻對巻式(roll toroll)技術生產(chǎn)，但液滴在基板上形成微透鏡結(jié)構時， 必須先讓基板停止巻動一段時間，才能完整的形成微透鏡結(jié)構，無法如狹縫式涂布 (slot die coating)或滾輪涂布(roller coating)等方法可以毋需停止的連續(xù)巻對巻 式技術快速制造。
發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，本發(fā)明提供一種光學膜以改良上述缺點，其可利用結(jié)構上的配置，使有 機顆粒受到周遭結(jié)構的阻擋作用，因而限制其自由度，進而減少有機顆粒彼此聚集或 黏附且具有序的排列，可兼顧聚光及擴散效果，達到勻化光線，提升光學輝度的效果。
本發(fā)明另一方面提供一種可以實現(xiàn)以巻對巻式連續(xù)生產(chǎn)技術制造的具有表面微結(jié) 構的光學膜片，可大幅提升此光學膜片的產(chǎn)業(yè)利用性。
為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術方案是 一種光學膜，包含具有微結(jié)構的基 材；及位于所述基材的微結(jié)構上的樹脂涂層，其包含復數(shù)個有機顆粒和接合劑，其中 所述微結(jié)構包含復數(shù)個柱狀結(jié)構，所述柱狀結(jié)構為等邊柱狀結(jié)構，所述有機顆粒與柱 狀結(jié)構彼此相切，且Hb^H，其中Hb為所述有機顆粒的頂點相對該柱狀結(jié)構底部的垂 直距離，H為柱狀結(jié)構的峰相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離。
所述微結(jié)構包含復數(shù)個平行柱狀結(jié)構。
所述平行柱狀結(jié)構具有相同高度、寬度及頂角角度。
所述柱狀結(jié)構是為棱鏡柱狀結(jié)構、弧形柱狀結(jié)構或其混合。
所述柱狀結(jié)構是為棱鏡柱狀結(jié)構，所述棱鏡柱狀結(jié)構是相接且滿足以下公式
<formula>formula see original document page 6</formula>
sine ，其中H是指柱狀結(jié)構的峰相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離，2e是指
柱狀結(jié)構的頂角角度，R是指有機顆粒的半徑。
所述柱狀結(jié)構是為線性柱狀結(jié)構、曲線柱狀結(jié)構、折線柱狀結(jié)構或其混合。所述有機顆粒具有單一平均粒徑，所述有機顆粒的粒徑分布是落于該平均粒徑介于 ±30%范圍內(nèi)；及所述有機顆粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合劑固形份
介于100至300重量份的有機顆粒。
所述有機顆粒的平均粒徑是介于1至100微米范圍內(nèi)。
所述有機顆粒的粒徑分布是落于所述有機顆粒的平均粒徑介于±15%范圍內(nèi)。 所述具有微結(jié)構的基材是一體成形。
所述具有微結(jié)構的基材是通過在基材一表面涂布復數(shù)個柱狀結(jié)構而形成。 所述有機顆粒是為選自由丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、胺基甲 酸酯樹脂、硅酮樹脂及其混合物所組成的群組。
所述基材于相對于該樹脂涂層的表面的另一表面具有一密著防止層。 本發(fā)明另外一實施例所述的一種光學膜，包含具有微結(jié)構的基材；及位于所述基 材的微結(jié)構上的樹脂涂層，其包含復數(shù)個有機顆粒和接合劑，該等所述有機顆粒是聚 丙烯酸酯樹脂，其包含至少一種單官能基的丙烯酸酯類單體及至少一種多官能基的丙 烯酸酯類單體作為聚合單元，其中所有多官能基的丙烯酸酯類單體系占總單體重量介
于30至70%;所述有機顆粒具有單一平均粒徑，所述有機顆粒的粒徑分布是落于該平均 粒徑介于±30%范圍內(nèi)；及所述有機顆粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合 劑固形份介于100至300重量份的有機顆粒。
所述微結(jié)構包含復數(shù)個平行棱鏡柱狀結(jié)構，所述柱狀結(jié)構是相接且為等邊柱狀結(jié) 構，所述有機顆粒與柱狀結(jié)構彼此相切，且Hb^H，其中Hb為所述有機顆粒的頂點相對 該柱狀結(jié)構底部的垂直距離，H為柱狀結(jié)構的峰相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離。
所述聚丙烯酸酯樹脂是由包含甲基丙烯酸甲酯及乙二醇二甲基丙烯酸酯的單體所 構成。
所述樹脂涂層具有介于5微米至30微米的厚度。 所述有機顆粒的平均粒徑系介于2至50微米之間。
所述樹脂涂層中所包含的有機顆粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合劑 固形份介于120重量份至220重量份的有機顆粒。
所述基材系是自由聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環(huán)烯烴樹脂、三醋 酸纖維素、聚乳酸及其混合物所構成群組。
所述接合劑是選自由紫外線硬化樹脂、熱固性樹脂、熱塑性樹脂及其混合物所構成 群組。
本發(fā)明的有益效果是相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述光學膜利用結(jié)構上的配置，使有 機顆粒受到周遭結(jié)構的阻擋作用，因而限制其自由度，進而減少有機顆粒彼此聚集或 黏附且具有序的排列，可兼顧聚光及擴散效果，達到勻化光線，提升光學輝度的效果。
圖l為現(xiàn)有技術聚光膜的示意圖2為現(xiàn)有技術微透鏡結(jié)構膜片的示意圖3為本發(fā)明光學膜的一示意圖4為本發(fā)明光學膜的另一剖面圖5為本發(fā)明光學膜的柱狀結(jié)構與有機顆粒的幾何示意圖6為本發(fā)明光學膜的柱狀結(jié)構底部至有機顆粒球心的幾何示意圖7為本發(fā)明光學膜的另一示意圖8為本發(fā)明光學膜的另一示意圖9為本發(fā)明光學膜的另一示意圖10為本發(fā)明具有弧形柱狀結(jié)構微結(jié)構層的示意剖面圖ll為本發(fā)明光學膜的一俯視圖12為本發(fā)明光學膜的另一俯視圖。主要組件符號說明
101:基材， 103:柱狀結(jié)構底部， 107及301:微結(jié)構層， 109:柱狀結(jié)構，
113、 123及302:有機顆粒，
121:密著防止層， 110及122:接合劑， 105:柱狀結(jié)構的峰。
具體實施例方式
在本文中所使用.的用語僅為描述所述的實施方式，并非用以限制本發(fā)明保護范圍。 舉例言之，說明書中所使用的用語「一」，除非文中另有明確的解釋，否則用語「一J 系涵蓋單數(shù)及多數(shù)形式。
在本文中，柱狀結(jié)構是指棱鏡柱狀結(jié)構或弧形柱狀結(jié)構或其混合結(jié)構。
在本文中，"棱鏡柱狀結(jié)構"是由兩個傾斜表面所構成，上述傾斜表面可為平面， 且所述二傾斜表面于柱狀結(jié)構頂部相交形成峰或鈍化形成一曲面。
在本文中，"弧形柱狀結(jié)構"是由兩個傾斜表面所構成，上述傾斜表面可為曲面， 且上述二傾斜表面于柱狀結(jié)構頂部相交形成峰或鈍化形成一曲面。
在本文中，"線性柱狀結(jié)構"是定義為柱狀結(jié)構的棱線(ridge)呈直線(linear)延 伸的柱狀結(jié)構。
在本文中，"曲線柱狀結(jié)構"是定義為柱狀結(jié)構的棱線呈彎曲變化延伸的柱狀結(jié)構， 所述彎曲延伸棱線系形成適當?shù)谋砻媲首兓?，所述彎曲延伸棱線的表面曲率變化系 以該曲線(serpentine)柱狀結(jié)構高度為基準的0.2％至100％，較佳是以所述曲線柱狀結(jié) 構高度為基準的1%至20%。
在本文中，"折線柱狀結(jié)構"是定義為柱狀結(jié)構的棱線呈折線(zigzag)變化延伸的 柱狀結(jié)構。
在本文中，H代表柱狀結(jié)構的高度，是指所述柱狀結(jié)構的峰相對該柱狀結(jié)構底部的 垂直距離。
在本文中，Hb代表有機顆粒的高度，是指上述有機顆粒的頂點相對所述柱狀結(jié)構底 部的垂直距離。
在本文中，2e代表柱狀結(jié)構的兩個傾斜表面相交的頂角角度。
在本文中，R代表有機顆粒的半徑，Ra代表有機顆粒的平均半徑。 在本文中，r代表弧形溝槽的曲率半徑。
本發(fā)明的光學膜，包含一具有微結(jié)構的基材； 一樹脂涂層，上述微結(jié)構包含復數(shù)個 柱狀結(jié)構，上述柱狀結(jié)構可用來限制所述復數(shù)個有機顆粒的自由度，減少所述有機顆 粒彼此聚集或黏附且具有序的排列，可兼顧聚光及擴散效果，進而達到勻化光線，提 升光學輝度值。
本發(fā)明所使用的具有微結(jié)構的基材，可使用本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者 所熟知的任何方式制備，例如可與基材一起以一體成形方式制備，例如以壓印 (emboss)、射出(injection)等方式制得；或使用市售的聚光膜層壓(laminate)于基材 上；或以巻對巻式(roll to roll)連續(xù)生產(chǎn)技術于基材上涂布具有復數(shù)個可提供聚光 效果的結(jié)構化表面?？捎糜诒景l(fā)明的市售的聚光膜包括由Sumitomo3M公司生產(chǎn)，商 品名為BEF90HP②C或BEFII90/5(者；由Mitsubishi Rayon公司生產(chǎn)，商品名為DIAART H15010(^或P210者等。根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施方式，具有微結(jié)構的基材的形成方法是以巻對巻式連續(xù)生 產(chǎn)技術，于基材一側(cè)涂布復數(shù)個柱狀結(jié)構。
上述柱狀結(jié)構可為線性(linear)、曲線(serpentine)或折線(zigzag)柱狀結(jié)構，且 相鄰的兩柱狀結(jié)構可平行或不平行，較佳為平行，相鄰的兩柱狀結(jié)構彼此可相接或不 相接，相鄰兩柱狀結(jié)構間所形成的溝槽包含V形、弧形或倒梯形。
本發(fā)明所使用的柱狀結(jié)構為等邊柱狀結(jié)構，可等高或不等高、等寬或不等寬，可為 棱鏡柱狀結(jié)構或弧形柱狀結(jié)構或其混合，較佳為棱鏡柱狀結(jié)構。本發(fā)明所使用的棱鏡 柱狀結(jié)構或弧形柱狀結(jié)構的頂角角度可彼此相同或不相同，其是介于40。至120。。
用以形成上述柱狀結(jié)構的樹脂為本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者， 例如，熱硬化(thermal setting)樹脂或能量射線固化樹脂，上述能量射線是指一定范 圍波長的光源，例如其可為紫外光、紅外光、可見光或熱線(放射或輻射)等。照射強 度可為自l至500毫焦耳/平方公分(mj/cm2)，較佳系自50至300 mj/cm2。較佳為紫外線 固化樹脂(UV curable resin)，適用于本發(fā)明的紫外線固化樹脂的實例包括丙烯酸酯 類樹脂(acrylate resins),丙烯酸酯類樹脂的種類例如但不限于(甲基)丙烯酸酯樹 脂、丙烯酸胺基甲酸酯(urethane acrylate)樹脂、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate) 樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯(印oxyacrylate)樹脂或其混合物，較佳為(甲基)丙烯酸酯樹脂。
本發(fā)明光學膜所用基材的材料，可為任何本發(fā)明所屬技術領域具有通常知識者所熟 知者，例如玻璃或塑料。上述塑料基材可由一或多個高分子樹脂層所構成。用以構成 上述高分子樹脂層的樹脂的種類并無特殊限制，其例如選自以下群組聚酯樹脂 (polyester resin)，如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)或 聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate, PEN)、聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate， PMMA)、聚烯烴樹脂 (polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚環(huán)烯烴樹脂(polycycloolef in resin)、聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)、聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)、 聚胺基甲酸酯樹脂(polyurethane resin)、三醋酸纖維素(triacetyl cellulose, TAC)、聚乳酸(polylacticacid)及其組合，但不以此為限。其中，較佳系選自聚酯樹 脂、聚碳酸酯樹脂及其組合；更佳系聚對苯二甲酸乙二酯。基材的厚度通常取決于所 欲制得的光學產(chǎn)品的需求， 一般為15微米至300微米。
為達到光擴散效果，在具有微結(jié)構的基材表面上涂布含有有機顆粒和接合劑的樹脂 涂層。樹脂涂層中所包含的有機顆粒并無特殊限制，其例如但不限于丙烯酸酯樹脂、
苯乙烯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、硅酮樹脂或彼等的混合物，較佳為丙烯酸酯樹脂或硅 酮樹脂，更佳為丙烯酸酯樹脂，其包含至少一種單官能基的丙烯酸酯類單體及至少一 種多官能基的丙烯酸酯類單體作為聚合單元，其中所有多官能基的丙烯酸酯類單體系 占總單體重量之約30至70%。本發(fā)明使用至少一種具有多官能基的單體，使單體間進行 交聯(lián)反應，以增加所制得的有機顆粒的交聯(lián)度。藉此，可增加有機顆粒的硬度，提升 其耐刮耐磨度，同時提高顆粒對接合劑的耐溶劑性。
適用于本發(fā)明的單官能基的丙烯酸酯類單體可選自，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)、環(huán)三羥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)、異辛基丙烯酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸 酯(stearyl methacrylate)、異癸基丙烯酸酯(isodecyl acrylate)、異冰片基甲基丙 烯酸酯(isoborny methacrylate)、芐基丙烯酸酯(benzyl acrylate) 、 2-羥基乙基甲 基丙烯酸酯磷酸酯(2-hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、丙烯酸羥乙酯 (hydroxyethyl acrylate, HEA)、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)及彼等的混合物所組成的群組。
適用于本發(fā)明的多官能基的丙烯酸酯類單體可選自，但不限于，由3-羥-2，2-二甲 基丙酸3-羥-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)、三環(huán)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)、乙氧化雙酚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) 、 二乙二醇二甲基丙爍酸酉旨(diethylene glycol dimethacrylate)、三(2-羥乙基)異氰酸三丙烯酸酯(Tris (2-hydroxy ethyl) isocyanurate triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酉旨(pentaerythritol triacrylate)、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酉旨(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)、丙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酉旨(propoxylated trimethylolpropane triacrylate)、三羥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)、雙-三羥甲基 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環(huán)己酯(allylated cyclohexyl dimethacrylate) 、 二甲基丙烯酸異氰 酸酉旨(isocyanurate dimethacrylate)、乙氧基化三羥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)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylol propane tri-methacrylate)、三(丙烯氧乙基)異氰酸酉旨(tris (acryloxyethyl) isocyanurate)及彼等的混合物所組成的群組。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施方式，樹脂涂層中所包含的有機顆粒是由包含甲基丙烯酸 甲酯與乙二醇二甲基丙烯酸酯的單體所構成的聚丙烯酸酯樹脂顆粒，其中甲基丙烯酸 甲酯單體與乙二醇二甲基丙烯酸酯單體的重量比可為70:30、 60:40、 50:50、 40:60 或30:70等，當乙二醇二甲基丙烯酸酯單體的用量，以總單體用量計為約30至約70% 時，其交聯(lián)度較佳。
根據(jù)本發(fā)明，上述樹脂涂層中所包含的復數(shù)個有機顆粒的形狀并無特殊限制，例如 可為圓球形、橢圓球形或不規(guī)則形等，較佳為圓球形。所述有機顆粒具有單一平均粒 徑，其是介于約1微米至約100微米之間，較佳介于約2微米至約50微米之間，最佳介于 約8微米至約20微米之間。所述有機顆粒更佳具有約8、 10、 12、 15、 18或20微米的平 均粒徑。上述有機顆粒具有光線散射作用。為了提高光學薄膜的輝度，本發(fā)明所使用
的有機顆粒具有窄粒徑分布，所述有機顆粒的粒徑分布是落于所述平均粒徑的約±30% 范圍內(nèi)，較佳落于約±15%范圍內(nèi)。舉例而言，根據(jù)本發(fā)明，當使用平均粒徑為約15 微米且粒徑分布是落于所述平均粒徑之約±30%范圍內(nèi)的有機顆粒時，所述樹脂涂層中 的有機顆粒的粒徑分布是落于約IO. 5微米至約19. 5微米的范圍內(nèi)。相較于現(xiàn)有技術技 術使用平均粒徑為約15微米且粒徑分布落于約1至約30微米范圍的有機顆粒，本發(fā)明的 有機顆粒不但僅具有單一平均粒徑值，且粒徑分布范圍窄，故本發(fā)明可避免因有機顆 粒大小相差過大，使光線散射范圍過大而造成光源浪費，故可提高光學薄膜的輝度。
本發(fā)明的樹脂涂層中，有機顆粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合劑固 形份約100至約300重量份的有機顆粒，較佳為每100重量份接合劑固形份約120至220 重量份的有機顆粒。本發(fā)明的有機顆粒于樹脂涂層中的分布并無特殊限制，但較佳有 機顆粒系呈單層均勻分布。單層均勻分布除可減少原料成本外，亦可減少光源浪費， 進而提升光學薄膜的輝度。
使用于本發(fā)明中的接合劑，由于必須讓光線透過，其較佳為無色透明者。本發(fā)明的 接合劑可選自由紫外線硬化樹脂、熱固性樹脂(thermal setting resin)、熱塑性樹脂 (thermal plastic resin)及其混合物所構成群組，并視需要以加熱固化、紫外線固化、 或加熱和紫外線雙固化(dual curing)方式處理形成本發(fā)明的樹脂涂層。在本發(fā)明的一 實施方式，為增強涂層的硬度及防止薄膜翹曲(warp)，使用的接合劑包含紫外線硬化 樹脂及選自由熱固性樹脂、熱塑性樹脂及其混合物所組成的群組中選出的樹脂，并通 過加熱和紫外線雙固化(dual curing)方式處理，使形成的樹脂涂層具有卓越的耐熱性 和極小的體積收縮率(shrinkage)。
可用于本發(fā)明的紫外線硬化樹脂樹脂系由包含至少一種具有一或多個官能基的丙 烯酸類單體或丙烯酸酯類單體所構成，較佳為丙烯酸酯類單體。可用于本發(fā)明中的丙 烯酸酯類單體，例如但不限于，甲基丙烯酸酯單體、丙烯酸酯單體、胺基甲酸酯丙烯 酸酯(urethane acrylate)單體、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)單體或環(huán)氧丙烯 酸酯(印oxy acrylate)單體等，較佳為丙烯酸酯單體。
舉例言之，適用于本發(fā)明紫外線硬化樹脂的丙烯酸酯類單體可選自包括甲基丙烯酸 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)、環(huán)三羥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)、異辛基丙烯 酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸酯(stearyl methacrylate)、異癸基丙 烯酸酯(isodecyl acrylate)、異冰片基甲基丙烯酸酯(isoborny methacrylate)、芐 基丙烯酸酯(benzyl acrylate) 、 3-羥-2, 2-二甲基丙酸3-羥_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)、三環(huán)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)、乙氧化雙酚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基乙基甲基丙煉酸酉旨憐酸酉旨(2—hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、三(2-羥乙基)異氰酸三丙烯酸酯(Tris (2-hydroxy ethyl) isocyanurate triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酉旨(pentaerythritol triacrylate)、 乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酉旨(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)、丙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酉旨(propoxylated trimethylolpropane triacrylate)、三羥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)、雙-三羥甲基 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)、丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl acrylate， HEA)、甲基丙烯酸-2-羥基 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環(huán)己酉旨(allylated cyclohexyl dimethacrylate) 、 二甲基丙烯酸異氰 酸酉旨(isocyanurate dimethacrylate)、 乙氧 基化三羥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)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylol propane tri-methacrylate)、三(丙烯氧乙基)異氰 酸酉旨(tris (acryloxyethyl) isocyanurate)及彼等的混合物所組成的群組。較佳地，該丙烯酸酯類單體包含二季戊 四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯及季戊四醇三丙烯酸酯。
為增加樹脂涂層203的成膜性，本發(fā)明所使用的紫外線硬化樹脂可視需要包含分子 量介于約103至約104的寡聚體，此類寡聚體是本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所 熟知者，例如丙烯酸酯系寡聚體，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);環(huán)氧丙烯酸酯，如雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯(bisphenol-A印oxy diacrylate)、酚醛環(huán)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);或純丙烯酸酯。
可用于本發(fā)明的熱固性樹脂，其平均分子量一般介于約104至約2xl06之間，較佳介 于約2xl04至約3xl()5之間，更佳介于約4><104至約105之間。本發(fā)明的熱固性樹脂可選自 含有羧基(-C00H)及/或羥基(-OH)的聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸酯樹脂、聚 醯胺樹脂、氟素樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、醇酸樹脂(alkyd resin) 及其混合物所組成的群組，較佳為含有羧基(-C00H)及/或羥基(-0H)的聚甲基丙烯酸酯 樹脂或聚丙烯酸酯樹脂，如聚甲基丙烯酸多元醇樹脂。
可用于本發(fā)明的熱塑性樹脂可選自聚酯樹脂；聚甲基丙烯酸酯樹脂，如聚甲基丙烯 酸甲酯(P醒A);及彼等的混合物所組成的群組。
本發(fā)明光學薄膜所使用的樹脂涂層，其厚度通常取決于所欲得光學產(chǎn)品的需求，一 般約5微米至約30微米之間，較佳介于約10微米至約25微米
本發(fā)明的樹脂涂層，除包含有機顆粒與接合劑之外，亦可視需要包含任何本發(fā)明所 屬技術領域中具有通常知識者已知的添加劑，其例如但不限于整平劑、安定劑、抗靜 電劑、硬化劑、熒光增白劑、光起始劑或紫外線吸收劑。
此外，當基材為塑料基材時，為避免塑料基材黃化，可視需要于樹脂涂層中添加具
吸收紫外線能力的無機微粒，例如但不限于氧化鋅、鈦酸鍶、氧化鋯、氧化鋁、二氧 化鈦、硫酸鈣、硫酸鋇、碳酸鈣或其混合物，較佳為二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、氧 化鋅或其混合物。上述無機物的粒徑一般為約1至約100奈米(nanometer, nm)，較佳為 約20奈米至約50奈米。
為避免本發(fā)明的光學薄膜與其它背光模塊組件產(chǎn)生吸附作用，提高擴散效果，如圖 3所示，本發(fā)明的光學薄膜可視需要于基材101相對于微結(jié)構層107的另一表面涂覆一密 著防止層121，其厚度范圍約5微米至約10微米。適用于密著防止層121中的接合劑122 及有機顆粒123的種類是如本文先前所定義者。
本發(fā)明的密著防止層中有機顆粒相對于該接合劑固形份的量為每100重量份接合劑 固形份約O. l重量份至約5重量份的有機顆粒。有機顆粒的平均粒徑是為約5微米至約 10微米，較佳為約5、 8或10微米，最佳為約8微米。
本發(fā)明光學薄膜的密著防止層與樹脂涂層可具有相同或不相同的組份。
本發(fā)明的光學膜具有根據(jù)JISK7136標準方法測量介于約80至約98y。的霧度，且較佳 地，所述光學薄膜具有根據(jù)JIS K7136標準方法測量不低于約60。/。的全光線透過率。因 此，本發(fā)明光學薄膜可使用于燈源裝置中，例如廣告燈箱及平面顯示器等，尤其是 可使用于液晶顯示器，設置在面光源裝置的出光面上方，作為集光組件。此外，本發(fā) 明的光學膜不但可有效均勻光線，且同時具有良好的輝度，因此可使用二片或三片本 發(fā)明的光學膜，取代先前使用聚光片(prism film)加上擴散膜的設計。
另外，本發(fā)明的光學膜具有勻光及聚光的效果，且由于本發(fā)明的光學膜的有機顆粒 被分散于相鄰兩柱狀結(jié)構間所形成的溝槽，因此可解決現(xiàn)有技術擴散膜的有機顆粒彼 此聚集或黏附而影響有機顆粒的均勻度或使顯示器表面上產(chǎn)生暗點。
以下有關本發(fā)明的前述及其它技術內(nèi)容、特點與功效，茲配合圖式舉例說明本發(fā)明 光學膜的構造，唯非用以限制本發(fā)明的范圍。任何熟悉此項技藝的人士可輕易達成的 修飾及改變均包括于本案說明書揭示內(nèi)容。
圖4為本發(fā)明的一較佳實施方式，其說明本發(fā)明的一光學膜是包含基材IOI，所述基 材表面具有一微結(jié)構層107。所述微結(jié)構層包含復數(shù)個平行柱狀結(jié)構109;以及一樹脂 涂層，所述樹脂涂層包含復數(shù)個有機顆粒113以及接合劑110。其中相鄰兩平行柱狀結(jié) 構間形成溝槽，所述接合劑110以及有機顆粒113則位于所形成的溝槽中，至少部份所 述有機顆粒的頂點與基材的柱狀結(jié)構底部103的高度差值，大于柱狀結(jié)構的峰105與所 述基材的柱狀結(jié)構底部103的高度差值。
圖7、圖8及圖9分別為本發(fā)明的其它較佳實施方式，相鄰的柱狀結(jié)構可彼此相接或 不相接。
相鄰的柱狀結(jié)構彼此相接的實施方式，如圖4所示，即任一柱狀結(jié)構109的谷與相鄰 的柱狀結(jié)構的谷彼此相接，所述柱狀結(jié)構的峰105相對所述柱狀結(jié)構底部103的垂直距 離為H,柱狀結(jié)構的頂角角度為2e，有機顆粒113的半徑為R，所述有機顆粒113與尖柱 狀結(jié)，彼此相切，且所述有機顆粒中至少部份有機顆粒滿足以下公式 (1 + ^)i -//^0，如圖5及圖6所示。
相鄰的柱狀結(jié)構彼此不相接的實施方式，如圖7及圖9所示，即于柱狀結(jié)構109與柱 狀結(jié)構之間相隔一定距離，相鄰兩柱狀結(jié)構的谷之間形成平坦型溝槽，其中圖7及圖9 為不同微結(jié)構層107形成方式，圖7是在基材一表面涂布復數(shù)個平行柱狀結(jié)構而形成， 圖9是與基材一起以一體成形方式制備。
柱狀結(jié)構可為棱鏡柱狀結(jié)構(如圖4、圖7及圖9中柱狀結(jié)構109所示)或弧形柱狀結(jié)構 (如圖8中109所示)。當柱狀結(jié)構為棱鏡柱狀結(jié)構且相鄰的柱狀結(jié)構彼此相接時，相鄰 的尖柱狀結(jié)構間形成的形狀為V形溝槽，有機顆粒113即位于V形的溝槽中，如圖4所示。 當柱狀結(jié)構為弧形柱狀結(jié)構且相鄰的柱狀結(jié)構彼此相接時，可形成弧形溝槽，如圖8 所示。本發(fā)明的溝槽結(jié)構較佳為弧形溝槽結(jié)構。
本發(fā)明的光學膜，其中所述微結(jié)構層301的弧形溝槽的形狀并無特殊限制，例如可 為圓弧形、橢圓弧形或拋物線弧形溝槽，較佳為圓弧形溝槽，所述弧形溝槽的曲率半 徑r，曲率半徑r與有機顆粒302的平均半徑Ra呈一比例，如圖10所示，其曲率半徑r與
有機顆粒的平均半徑Ra的比例可為l: IOO至IOO: 1，較佳的比例為l: 5至5: 1，最佳 的比例為l: 2至2: 1。
本發(fā)明的光學膜，其中所述柱狀結(jié)構可呈直線延伸的線性柱狀結(jié)構，如圖ll所示。
所述柱狀結(jié)構亦可呈曲線延伸的曲線柱狀結(jié)構，如圖12所示。
本發(fā)明所述光學膜利用結(jié)構上的配置，使有機顆粒受到周遭結(jié)構的阻擋作用，因而 限制其自由度，進而減少有機顆粒彼此聚集或黏附且具有序的排列，可兼顧聚光及擴 散效果，達到勻化光線，提升光學輝度的效果。
以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領域的技術人員 在本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換都應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1. 一種光學膜，其特征在于包含具有微結(jié)構的基材；及位于所述基材的微結(jié)構上的樹脂涂層，其包含復數(shù)個有機顆粒和接合劑，其中所述微結(jié)構包含復數(shù)個柱狀結(jié)構，所述柱狀結(jié)構為等邊柱狀結(jié)構，所述有機顆粒與柱狀結(jié)構彼此相切，且Hb≧H，其中Hb為所述有機顆粒的頂點相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離，H為柱狀結(jié)構的峰相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離。
2. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述微結(jié)構包含復數(shù)個平行柱狀結(jié)構。
3. 如權利要求2所述的光學膜，其特征在于所述平行柱狀結(jié)構具有相同高度、 寬度及頂角角度。
4. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述柱狀結(jié)構是為棱鏡柱狀結(jié)構、弧形柱狀結(jié)構或其混合。
5. 如權利要求4所述的光學膜，其特征在于所述柱狀結(jié)構是為棱鏡柱狀結(jié)構，所述棱鏡柱狀結(jié)構是相接且滿足以下公式 sin^ ，其中H是指柱狀結(jié)構的峰相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離，2e是指柱狀結(jié)構的頂角角度，R是指有機顆粒的半 徑。
6. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述柱狀結(jié)構是為線性柱狀結(jié)構、 曲線柱狀結(jié)構、折線柱狀結(jié)構或其混合。
7. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述有機顆粒具有單一平均粒徑， 所述有機顆粒的粒徑分布是落于該平均粒徑介于±30%范圍內(nèi)；及所述有機顆粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合劑固形份介于100至300重量份的有機顆粒。
8. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述有機顆粒的平均粒徑是介于l至ioo微米范圍內(nèi)。
9. 如權利要求7所述的光學膜，其特征在于所述有機顆粒的粒徑分布是落于所 述有機顆粒的平均粒徑介于± 15%范圍內(nèi)。
10. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述具有微結(jié)構的基材是一體成形。
11. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述具有微結(jié)構的基材是通過在基 材一表面涂布復數(shù)個柱狀結(jié)構而形成。
12. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述有機顆粒是為選自由丙烯酸酯 樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、硅酮樹脂及其混合物所組 成的群組。
13. 如權利要求l所述的光學膜，其特征在于所述基材于相對于該樹脂涂層的表 面的另一表面具有一密著防止層。
14. 一種光學膜，其特征在于包含具有微結(jié)構的基材；及位于所述基材的微結(jié) 構上的樹脂涂層，其包含復數(shù)個有機顆粒和接合劑，該等所述有機顆粒是聚丙烯酸酯 樹脂，其包含至少一種單官能基的丙烯酸酯類單體及至少一種多官能基的丙烯酸酯類 單體作為聚合單元，其中所有多官能基的丙烯酸酯類單體系占總單體重量介于30至 70%;所述有機顆粒具有單一平均粒徑，所述有機顆粒的粒徑分布是落于該平均粒徑介 于±30%范圍內(nèi)；及所述有機顆粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合劑固形份介于100至300重量份的有機顆粒。
15. 如權利要求14所述的光學膜，其特征在于所述微結(jié)構包含復數(shù)個平行棱鏡柱狀結(jié)構，所述柱狀結(jié)構是相接且為等邊柱狀結(jié)構，所述有機顆粒與柱狀結(jié)構彼此相切，且Hb^H，其中Hb為所述有機顆粒的頂點相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離，H為柱狀結(jié) 構的峰相對該柱狀結(jié)構底部的垂直距離。
16. 如權利要求14所述的光學膜，其特征在于所述聚丙烯酸酯樹脂是由包含甲基 丙烯酸甲酯及乙二醇二甲基丙烯酸酯的單體所構成。
17. 如權利要求14所述的光學膜，其特征在于所述樹脂涂層具有介于5微米至30 微米的厚度。
18. 如權利要求16所述的光學膜，其特征在于所述有機顆粒的平均粒徑系介于2 至50微米之間。
19. 如權利要求14所述的光學膜，其特征在于所述樹脂涂層中所包含的有機顆 粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合劑固形份介于120重量份至220重量份 的有機顆粒。
20. 如權利要求14所述的光學膜，其特征在于所述基材系是自由聚對苯二甲酸乙 二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環(huán)烯烴樹脂、三醋酸纖維素、聚乳酸及其混合物所構成 群組。
21.如權利要求14所述的光學膜，其特征在于所述接合劑是選自由紫外線硬化樹 脂、熱固性樹脂、熱塑性樹脂及其混合物所構成群組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學膜，其包含具有微結(jié)構的基材；及位于該基材的微結(jié)構上的樹脂涂層，其包含復數(shù)個有機顆粒和接合劑，其中所述微結(jié)構包含復數(shù)個柱狀結(jié)構，所述柱狀結(jié)構為等邊柱狀結(jié)構，所述有機顆粒與柱狀結(jié)構彼此相切，且所述有機顆粒的高度不小于所述柱狀結(jié)構的峰與該基材的柱狀結(jié)構底部的高度差值。本發(fā)明的光學膜具有讓有機顆粒在基材表面更均勻且有序分布，進而達到勻化光線，提升光學輝度的效果。
文檔編號G02B5/04GK101377552SQ20081014936
公開日2009年3月4日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權日2008年9月23日
發(fā)明者汪乙嘉, 胡瑞楷 申請人:長興化學工業(yè)股份有限公司