CN100416369C - 聚光片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚光片，其包含一衬底，所述衬底的一侧包含一个具有凹或凸粗糙结构的光扩散层。本发明的聚光片可用于液晶显示器中作为光扩散聚光片。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚光片，尤其指一种可应用于液晶显示器中的光扩散聚光片。
背景技术
一般来说，液晶显示器(简称「LCD」)的主要结构包含面板与背光模块两大部分，面板部分包括例如氧化铟锡(ITO)导电玻璃、液晶、配向膜、彩色滤光片、偏光片、驱动集成电路等，背光模块部分则包含例如灯管、导光板和各种光学膜等。为使LCD能够呈现更好的观赏角度与色彩，目前业界已有众多尝试，例如，已知可通过增加灯管数目来提高LCD面板的亮度，然而，这不但容易导致过多热量蓄积于液晶显示器中，而影响到其它元件的寿命与质量，同时会导致电力消耗过大，而无法满足许多信息类用品必须依赖电池以离线使用的要求。目前来说，在背光模块中利用各式各样的光学膜，提供一种能提高LCD面板亮度以使光源做最有效率的发挥、却不需变动任何元件设计或消耗额外能源的做法，已成为最经济与简便的解决方案。
聚光片业界通常称为增亮膜(Brightness Enhancement Film)或棱镜片(prism film)，是在厚度仅50-200μm的聚酯光学薄膜上利用高能UV光将特殊压克力树脂硬化成微细棱镜结构。而聚光片主要的功能在通过折射与内部全反射将从导光板(lightguide)发出到四面八方的散乱的光线收集，并集中到约±35度的正视角(On-axis)方向，以提高LCD的亮度。
目前对于聚光片如何应用于背光模块中已有许多专利文献发表，例如3M公司的专利案WO 96/23649揭示避免聚光棱镜结构顶角塌陷的方法，其是利用加热方式将完成的棱镜片加热到其树酯的玻璃转化温度以上，以增加其棱镜顶角硬度。但此篇专利所揭示的聚光片，如图1所示，由于只有一个表面具有聚光结构，而其下表面为平滑状，无法有效将由光源而来的光线加以扩散均匀后再聚集，所以其均匀性的效果不是很理想。
一般业界解决的方法不外乎于聚光片下方再放置一片扩散膜，此方法的缺点为成本增加，且背光模块变复杂。图2为传统背光模块聚光示意图。如图2所示，一扩散膜(2)配置于光源(1)与聚光片(3)之间。鉴于此，本发明提供一种聚光片以改进上述缺点。举例来说，本发明优选实施方面，如图3所示，将根据WO 96/23649的聚光片的下表面涂布以混掺有塑料微粒的树酯后，加以固化成型，因而光线先经由此混掺有塑料微粒的树酯涂布层加以均匀化后，再经棱镜结构将光线聚集，因而得到优选的光均匀度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种聚光片，其包含一衬底，其中所述衬底的一侧包含一个具有凹凸粗糙结构的光扩散层。
附图说明
图1为WO 96/23649所揭示的聚光片的示意图；
图2为传统背光模块聚光示意图；和
图3为本发明的实施例的侧视图。
具体实施方式
本发明聚光片所使用的衬底，可为任何本发明所属领域的技术人员所已知的，例如玻璃或塑料。上述塑料衬底并无特殊限制，其例如但不限于聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚烯烃树脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚酰亚胺树脂(polyimide resin)；聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)；聚氨基甲酸酯树脂(polyurethane resin)；三醋酸纤维素(TAC)；或它们的混合物。优选为聚酯树脂或聚碳酸酯树脂，更优选为聚对苯二甲酸乙二酯。衬底的厚度通常取决于所要光学产品的需求，其优选介于约50μm(微米)与约150μm之间。
本发明的聚光片结合传统聚光片和扩散膜的特性，将来自光源的光线先均匀扩散再进行聚光。为达到光线扩散效果，因此在其衬底的入光面形成微细凹凸结构，作为光扩散层，其扩散度(Dfs)介于5％-90％，优选介于40％-90％。光扩散层形成方法并无特殊限制，为所属领域的技术人员众所周知，其例如但不限于丝网印刷、喷涂或压花加工等。优选的方式为在衬底表面涂覆具有凹凸微结构的涂层，其厚度介于1-50μm，此涂层具有将光扩散的能力，其包含颗粒和结合剂，颗粒粒径大小为1μm到100μm，优选介于10μm到50μm。颗粒形状并无特殊限制，例如球形、菱形等。颗粒种类也没有特殊限制，可为有机粒子，例如丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂或其混合物；无机粒子，例如氧化锌、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、硫化锌、硫酸钡或其混合物；或两者的组合，优选的颗粒为有机粒子。
本发明所使用的接合剂，并无特殊限制，为所属领域的技术人员众所周知，其例如但不限于丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂或聚酯树脂。
本发明的具有凹凸微结构的涂层可视需要添加硬化剂。本发明所使用的硬化剂，其作用为能与接合剂产生分子与分子间的化学结合，形成交链，将分子链交错连结成一种网状结构，而造成一种内聚力强，不易熔融的巨大分子。本发明所使用的硬化剂，为所属领域的技术人员众所周知的，其例如为聚异氰酸酯(polyisocyanate)。
为达到光线聚光效果，本发明在上述衬底的出光面可包含至少一作为聚光层的光学层，所述光学层是由在衬底上涂布包含树脂、光起始剂和交联剂的组合物而形成。适用的树脂，为所属领域的技术人员众所周知的，其例如但不限于聚酯树脂、聚丙烯酸酯树脂或聚碳酸酯树脂等。适用于本发明的光起始剂并无特殊限制，为经光照射后会产生自由基，而透过自由基的传递引发聚合反应的，其例如为二苯甲酮。适用的交联剂，例如为具有一个或一个以上的官能基的(甲基)丙烯酸酯类，优选为具有多个官能基的，以提高玻璃转化温度。上述聚光层可视需要添加任何常规添加剂，例如无机填料、流平剂、消泡剂或抗静电剂等。
本发明的聚光层可以是平面膜或具有微结构形式，其中，微结构形式例如包括但不限于规则或不规则棱镜花纹、环状棱镜花纹、立体角花纹、珠状花纹或透镜状花纹。优选地，所述聚光层上具有规则的棱镜花纹，此类型聚光层具有优选的集光效果，因此可使显示器具备增强的亮度。
本发明的聚光片可用于显示器的背光模块中。本发明的聚光片兼具光扩散和聚光作用，当光线通过聚光片，先将光均匀扩散之后再聚光，可消除明暗条纹现象，达到光线均齐度功效。
以下实施例用于对本发明作进一步说明，而非用以限制本发明的范围。任何所属领域的技术人员可轻易实现的修饰和改变均包括于本案说明书揭示内容和所附权利要求书的范围内。
实施例
实例
根据以下描述的方式制造本发明的聚光片，各实施例的组成如以下表1所述。
将重量比例各为50％的EM210
(2-苯氧基乙基丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)和624-100
(环氧丙烯酸酯，由Eternal公司所贩售)混合，然后加入光起始剂(二苯甲酮(benzophenone)，ChivacureBP，双键化工提供)一起搅拌以形成一胶态涂料组合物。
将上述的胶态涂料组合物分装，分别混掺入相对于胶态涂料重量百分比为15％的有机粒子(J-4P和GR-400T，由根上公司所贩售)后，将其涂布于一BEF II(由3M公司所贩售的聚光片)，以能量射线加以干燥后，得到涂层厚度为40μm的光学膜。
将所得膜片进行雾度和扩散度试验(依照NIPPON DENSHOKU所提供的NDH2000仪器进行测试)和亮度增加试验(依照TOPCON公司提供的BM-7
仪器)，
所得结果如下列表1所示：
表一
| 雾度(Haze) | 扩散度(Dfs) | 亮度增加 | |
| 1 | 93 | 7 | 1.55 |
| 2 | 96 | 9 | 1.54 |
| 3 | 97 | 76 | 1.53 |
| 4 | 98 | 80 | 1.50 |
1.BEF II背面未涂布任何涂层
2.BEF II背面涂布含平均大小为2μm塑料微粒的涂层
3.BEF II背面涂布含平均大小为14μm塑料微粒的涂层
4.BEF II背面涂布含平均大小为40μm塑料微粒的涂层
由表1的结果可知，在聚光片背面涂布了含有机粒子涂层之后，可提高雾度和扩散度，尤其当有机粒子直径介于10μm-50μm时，尤其明显，因此本发明的聚光片可达到兼具扩散和聚光的功用。
Claims (11)
1. 一种聚光片，其包含：
一衬底，所述衬底的一侧包含一个具有凹凸粗糙结构的光扩散层，另一侧包含至少一作为聚光层的光学层，
其中所述光扩散层是由在衬底表面涂覆具凹凸微结构的涂层而形成，所述涂层包含具有约1μm到约100μm的直径的颗粒，且所述光扩散层具有5％-90％的扩散度.
2. 根据权利要求1所述的聚光片，其中所述光扩散层具有介于40％-90％的扩散度.
3. 根据权利要求1所述的聚光片，其中所述具凹凸微结构的涂层包含具有约10μm到约50μm的直径的颗粒.
4. 根据权利要求1或3所述的聚光片，其中所述颗粒选自由有机粒子、无机粒子和其组合所构成群组.
5. 根据权利要求4所述的聚光片，其中所述有机粒子选自由丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂和其混合物所构成群组.
6. 根据权利要求4所述的聚光片，其中所述无机粒子选自由氧化锌、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、硫化锌、硫酸钡和其混合物所构成群组.
7. 根据权利要求1所述的聚光片，其中所述具凹凸微结构的涂层包含接合剂。
8. 根据权利要求7所述的聚光片，其中所述接合剂选自由丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂和聚酯树脂所构成群组.
9. 根据权利要求1所述的聚光片，其中所述衬底为塑料或玻璃.
10. 根据权利要求1所述的聚光片，其中所述聚光层具有微结构形式.
11. 根据权利要求10所述的聚光片，其中所述微结构形式选自由规则或不规则棱镜花纹、环状棱镜花纹、立体角花纹、珠状花纹和透镜状花纹所构成群组。
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