CN101644788A - 光学膜片结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光学膜片结构及其制造方法，其特征在于，通过共押出的工艺，使得主基材、第一透光材料及第二透光材料结合一体，以改变光行进方向。由滚压方式，直接于第一透光材料的表面形成一导光微结构。此外，通过在主基材、第一透光材料及第二透光材料的至少一层或每一层添加扩散微粒，以形成具有防止刮伤、生产良率高的光学膜片结构。因此，本发明可提供一高均匀性的光学膜片结构，通过共押出一体成形可有效避免结构因环境变化而产生结构翘曲，并由表面扩散微粒的设计，形成具有防止刮伤、生产良率高的改良型光学膜片。

Description

光学膜片结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种光学膜片结构及其制造方法，尤其涉及一种通过不同立体结构及扩散微粒的设置，形成出不同构造与形状的光学膜片结构及其制造方法，以改变光行进路径，并可由在立体结构的表面添加扩散微粒，利用其扩散效果，避免光学膜片结构生产缺陷，有效提高生产良率。

背景技术

随着数字电视的发展，近几年在显示器领域的竞争中，液晶显示器持续地受到消费者与业者的重视，在产品的销售量上也持续保持在高成长率。其中，液晶显示器的成像方式，利用电场的开关而驱动并显示出高质量的画面，而液晶面板本身并不会发出光线，必须由背光模块来提供显示器光源。

一般而言，应用在大尺寸的液晶显示器为一直下式光源，直下式光源可由灯管的增加，与扩散组件的设计来达到高亮度与均匀光源的要求。为了达到高亮度的要求，直下式背光模块必须使用“菱镜片”，作为将光线集中收敛的重要构件。所谓的菱镜片，主要的功能是用于改变光线的行进路径，通过表面的三角结构，使其光线往法线方向集中，为此来达到提高中间方向亮度。

然而，虽然早期的菱镜片的聚光效果符合要求，但由于使用UV硬化工艺，必须由光学成形胶将模具上的形状转写成形在基材上(PET)，其成形的立体结构的角度为70至130度之间，为了避免立体结构直接接触到高硬度的表面(如液晶面板)而产生刮伤，必须在菱镜片上方置放一片扩散膜来防止菱镜片上结构刮伤。再者，菱镜片的制造方法使用光学胶将模具上的形状转写成形在基材上，必须经过上胶、压合、硬化成形、离型等作业程序，但在离型的过程中，容易因操作的不当，造成外观的缺陷，故制造方法不但较繁杂，同时生产过程困难，造成良率不高。

另外，由于基材跟成形胶间收缩率的不同，将造成菱镜片在可靠度测试中，产生翘曲的现象，影响测试结果。现有菱镜片的结构中，必须使用紫外线硬化涂料成形于基材上，常造成刮伤、离型不佳造成缺陷，其工艺复杂而生产良率低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光学膜片结构及其制造方法。通过不同结构的设计，可以形成多种不同构造的光学膜片结构，使得光线通过膜片结构所产生的折射或反射来改变光线前进的路径，达到光线重新配置的效果。同时，也因为扩散微粒的设置，使射入该膜片结构的入射光线可均匀分布，以避免光学膜片结构生产的缺陷，达到提高生产良率的效果。以提供高均匀性的光学膜片结构，并可避免结构环境变化产生结构翘曲。

为了达到上述的目的，本发明提供一种光学膜片结构，其特征在于，由一共押出工艺所形成，该光学膜片结构包括：一基材层、一第一透光层及一第二透光层。基材层具有一出光面及一相反该出光面的入光面。第一透光层设于该基材层的出光面上，且第一透光层的表面形成一导光微结构。第二透光层设于该基材层的入光面上。其中，基材层、第一透光层及第二透光层的其中至少一层添加多个扩散微粒。

本发明另外提供一种光学膜片结构的制造方法，其特征在于，步骤包括：首先，提供一主基材、一第一透光材料及一第二透光材料。其次，选择性地在主基材、第一透光材料及第二透光材料的其中至少一层由单轴或双轴押出机于融熔状态下添加多颗扩散微粒进行混练。最后，由共押出的工艺，分别将第一、第二透光材料压合于主基材的正、反面，并且在第一透光材料的表面由压出成形滚轮形成出一导光微结构。

再者，因在冷阴极管(CCFL)长时间照射下，会有逐渐黄化而导致面板的色温及色差的问题产生。故可在主基材层、第一透光层、第二透光层进一步添加紫外线吸收剂，其紫外线吸收剂的吸收范围为280nm至380nm之间，而可避免光学膜片产生黄化。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明光学膜片结构第一实施例的示意图；

图2为本发明光学膜片结构第二实施例的示意图；

图3为本发明光学膜片结构第三实施例的示意图；

图4为本发明光学膜片结构第四实施例的示意图；

图5为本发明光学膜片结构的制造方法的流程方块图；

图6为本发明光学膜片结构的挤压成型作业的示意图；

图7为本发明光学膜片结构的滚轮滚压作业的示意图。

其中，附图标记

1基材层

11出光面            12入光面

2第一透光层

21导光微结构        210锥状结构

3第二透光层

4扩散微粒

5主基材

51正面              52反面

6第一透光材料

61导光微结构

7第二透光材料

8扩散微粒

9共挤押模头

10滚轮              100锥状结构

具体实施方式

请参阅图1所示，为本发明光学膜片结构第一实施例的示意图，其结构包括：一基材层1、一第一透光层2及一第二透光层3。由共押出工艺，可一并地将基材层1、第一、第二透光层2、3结合为一。其中，该基材层1、第一、第二透光层2、3为塑性材质，该塑性材质可为聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯共聚物(MS)、聚碳酸脂(PC)、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、COP、聚丙烯(PP)或亚克力(PMMA)或等同上述材质的塑性材质。

该基材层1系作为光学膜片结构的主要结构，其具有一出光面11及一相反于出光面11的入光面12，作为第一、二透光层2、3的结合面。再者，该光学膜片结构厚度范围为50至1000um，其中该基材层1、第一透光层2或第二透光层3的各层厚度比(第一透光层/基材层/第二透光层厚度比)范围为1/198/1至/1/2.2/1，但不以上述为限。

该第一透光层2设于该基材层1的出光面11上，作为光学膜片结构的出光结构，用以将入射光线进行分光作用，提高光均匀度。第一透光层2的表面形成一导光微结构21，可以导引光线，作为调整光线各方向的角度，达到光源重新配置的效果，提升第一透光层2整体的发光效率。本发明中，该导光微结构21为多个锥状结构210，该等锥状结构210的形状可为三角锥状、梯形结构或非球面状，该三角锥状的尖端形成一圆滑曲弧。

在第一实施例中，该第一透光层2添加多个扩散微粒4，用以将光线进一步分散、均匀化，提高第一透光层2的发光扩散性，并且避免该第一透光层2的刮伤、磨损所产生外观缺陷。通过该等扩散微粒4的使用，可以替代传统的扩散膜片。其中，该等扩散微粒4的添加量为该第一透光层2全部的0.1％至20％体积比，并且每一个扩散微粒4的直径大小介于0.1μm至50μm，以提高发光扩散效率。扩散微粒4的材质可为聚苯乙烯(PS)、亚克力(PMMA)、二氧化硅(SiO2)或硅氧树脂(Silicone)，或效果等同于PS、PMMA、SiO2或Silicone的材质。

此外，可选择性地将紫外线吸收剂添加于该基材层1、一第一透光层2及一第二透光层3中的任一层中或任两层或是三层结构之中，进而避免光学膜片产生黄化的问题。而在本具体实施例中，该第二透光层3设于该基材层1的入光面12上，并添加紫外线吸收剂，作为光学膜片结构的入光结构，使光线进入，进行初步的分光作用。

为此，通过基材层1、第一透光层2、第二透光层3及扩散微粒4的结构设计下，使该光学膜片结构能有效改变光线行进方向，防止刮伤、损坏，提供高发光均匀性。

请参阅图2所示，为本发明光学膜片结构第二实施例的示意图。第二实施例与第一实施例的差别在于：

将扩散微粒4添加于第二透光层3；同样的，可将光线进一步分散、均匀化，提高第二透光层3的发光扩散性，并且避免第二透光层3的结构刮伤、磨损。该等扩散微粒4的添加量为该第二透光层3全部的0.1％至20％体积比。

请参阅图3所示，为本发明光学膜片结构第三实施例的示意图。第三实施例与第一实施例的差别在于：

将扩散微粒4分别地添加于第、第二透光层2、3，提高第一、二透光层2、3的发光扩散性，避免第一、第二透光层2、3的结构刮伤、磨损。该等扩散微粒4的添加量为基材层1、第一透光层2或第二透光层3全部的0.1％至20％体积比。

请参阅图4所示，为本发明光学膜片结构第四实施例的示意图。第四实施例与第一实施例差别在于：

将扩散微粒4分别地添加于基材层1、第一透光层2及第二透光层3，同时提高该基材层1及第一、二透光层2、3的发光扩散性。

请参阅图5至图7所示，为本发明光学膜片结构的制造方法的流程方块图，以及其作业流程的示意图。该光学膜片结构的制造方法，步骤如下：

第一步骤，提供一主基材5、一第一透光材料6及一第二透光材料7(S101)。其中，主基材5作为主押出结构，位于第一、第二透光材料6、7之间。第一、第二透光材料6、7则作为搭配该主押出结构的副押出结构。该主基材5、第一透光材料6及第二透光材料7为一塑性材质，该塑性材质为聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯共聚物(MS)、聚碳酸脂(PC)、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、COP、聚丙烯(PP)或亚克力(PMMA)。

第二步骤，可选择性地在主基材5、第一透光材料6及第二透光材料7的其中至少一层添加扩散微粒8(S103)。较具体来说，扩散微粒8可添加于第一透光材料6内；或者，扩散微粒8可添加于第二透光材料7内；或者，扩散微粒8可同时添加于主基材5、第一透光材料6与第二透光材料7上。可利用扩散微粒8来提高主基材5、第一、二透光材料6、7的光扩散效果，并保护第一、二透光材料6、7结构，避免刮伤、磨损。如图6所示，于第一透光材料6添加多个扩散微粒8。

第三步骤，透过共押出的工艺，分别将第一、二透光材料6、7压合于主基材5的正面51及反面52，并且在该第一透光材料6的表面形成一导光微结构61(S105)。如图6至图7所示，在共押出的工艺中，主要包括：加热熔融、挤压成型及滚压作业。其中，将主基材5、第一、第二透光材料6、7预先地加热熔融，再经由一共挤押模头9的挤压成型作业，将主基材5、第一透光材料6及第二透光材料7三层结构结合为一光学膜片结构。其次，再由多个滚轮10组成滚轮滚压的作业，以将该光学膜片结构滚压成一预定形状。在滚压作业中，该接触于第一透光材料6的滚轮10设有多个锥状结构100，该等锥状结构100可为三角锥状、梯形结构或非球面状，该三角锥状的尖端形成一圆滑曲弧。以在滚轮滚压的方式，使得滚轮在第一透光材料6的表面滚压出导光微结构61，并且导光微结构61形成多个锥状结构，该等锥状结构的形状可为三角锥状、梯形结构或非球面状，该三角锥状的尖端形成一圆滑曲弧。

综上所述，本发明光学膜片结构及其制造方法具有下列特点：

(1)、利用共押出的工艺，以及扩散微粒的添加设置，防止光学膜片结构的刮伤、损坏，并通过其光扩散的效果，有效遮盖光学膜片本身的细部缺陷。

(2)、利用共押出的工艺，可直接将各结构一体成型地完成组合，避免环境的变化，造成现有工艺的成形胶与基材间的收缩率的不同而产生结构翘曲的情况。

(3)、仅须利用扩散微粒的设置，可节省上扩散膜的使用，并达到相同的扩散效果。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种光学膜片结构，其特征在于，由一共押出工艺所形成，该光学膜片结构包括：

一基材层，该基材层具有一出光面及一相反该出光面的入光面；

一第一透光层，其设于该基材层的出光面上，该第一透光层的表面形成一导光微结构；以及

一第二透光层，其设于该基材层的入光面上；

其中，该基材层、第一透光层及第二透光层的其中至少一层添加多个扩散微粒及紫外线吸收剂。

2、根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于：该等扩散微粒为聚苯乙烯、亚克力、二氧化硅或硅氧树脂，其中该等扩散微粒的直径大小介于0.1μm至50μm。

3、根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于：该等扩散微粒的添加量为该基材层、第一透光层或第二透光层的至少一层全部的0.1％至20％体积比。

4、根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于：该基材层、第一透光层及第二透光层为一塑性材质，该塑性材质为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯共聚物、聚碳酸脂、聚对苯二甲酸二乙酯、COP、聚丙烯或亚克力。

5、根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于：该光学膜片结构厚度范围为50至1000um，其中第一透光层/基材层/第二透光层厚度比范围为1/198/1至/1/2.2/1。

6、根据权利要求1所述的光学膜片结构，其特征在于：该导光微结构为多个锥状结构，该等锥状结构的形状为三角锥状、梯形结构或非球面状，该三角锥状的尖端形成一圆滑曲弧。

7、一种光学膜片结构的制造方法，其特征在于，步骤包括：

(a)、提供一主基材、一第一透光材料及一第二透光材料；

(b)、选择在该主基材、第一透光材料及第二透光材料的其中至少一层添加多个扩散微粒及紫外线吸收剂；以及

(c)、利用共押出的工艺，分别将该第一、二透光材料压合于该主基材的正、反面，并且在该第一透光材料的表面形成出一导光微结构。

8、根据权利要求7所述的光学膜片结构的制造方法，其特征在于：在步骤(c)的过程中，由一滚轮滚压方式，将该主基材、第一透光材料及第二透光材料一体地结合，并且在该第一透光材料的表面滚压形成该导光微结构。

9、根据权利要求7所述的光学膜片结构的制造方法，其特征在于：该导光微结构为多个锥状结构，该等锥状结构的形状为三角锥状、梯形结构或非球面状，该三角锥状的尖端形成一圆滑曲弧；该主基材、第一透光材料及第二透光材料为一塑性材质，该塑性材质为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯共聚物、聚碳酸脂、聚对苯二甲酸二乙酯、COP、聚丙烯或压克力。

10、根据权利要求7所述的光学膜片结构的制造方法，其特征在于：该等扩散微粒为聚苯乙烯、压克力、二氧化硅或硅氧树脂，且该等扩散微粒的直径大小介于0.1μm至50μm，其中该等扩散微粒的添加量为该基材层、第一透光层或第二透光层的其中至少一层全部的0.1％至20％体积比。

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