光学薄膜及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种能提升性能的光学薄膜及其制造方法，所述光学薄膜包含第一基面，及其上具微结构的第二表面，该微结构面是一种具有根部的棱镜阵列。所述棱镜的根部嵌入第一基面且两者均具良好的接着强度，此种光学结构可以增加所述光学薄膜的刚性，以减少光学薄膜受热应力及外在环境作用产生翘曲（ｗａｖｉｎｇ）；或通过棱镜根部的内部折射可以增加所述光学薄膜的增亮效果；或者通过棱镜根部与第一基面间的“相互联锁”（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ），进而增加和第一基面间的接着强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能提升多项性能的光学薄膜的光学结构及制造方法，特别是指所述光学薄膜上的棱镜微结构改良。
技术介绍
液晶显示器中的背光模块中一般包含增亮膜，该增亮膜放置于扩散片和液晶显示器面板间。背光液晶显示器还包含光源如冷阴极荧光灯(cold cathodefluorescent lamp；CCFL)、发光二极管(LED)、小分子发光二极管(MOLED)或高分子发光二极管(PLED)或面光源等，光源的光线通过导光板将光导向液晶显示器面板的出光方向。增亮膜(或棱镜片)(Brightness enhancement films；BEF)能将导光板所发出的光导向视准方向(缩小发散光源的发散角度)，因此可增加液晶显示器面板的亮度。另外，为了提高液晶显示器的辉度，增加光线使用率以节省电力，会使用反射偏光片(DBEF或CBEF)再次将光线作回收使用。增加的亮度可使液晶显示器面板产生清晰的影像，也可降低光源能量的损耗。液晶显示器中的棱镜片已大量应用于计算机显示器如膝型显示器和计算机屏幕、电视、录像机、手机通信元件、手提式元件如手机和PDA、汽车、航空电子显示器等。棱镜片是一种可透光且具微结构的光学薄膜，微结构是由许多棱镜组成，利用棱镜内部的全反射及折射特性来改变光的方向，限制光的散失以增加亮度及减少能量的损失，相关专利见国际公布号为WO96/23649号专利申请，其光学结构见图1。其中，上下棱镜片P1，P2包含一基材薄膜P3及棱镜阵列如P4，P5，P6，P7，P8，P9，P10，P11，P12。其中，基材薄膜P3与棱镜阵列具一界面Pi。每个棱镜如棱镜P4有第一个棱镜面Pa和第二个棱镜面Pb，二平面的顶端的边缘交错而形成一峰顶，其夹角可为70-120度或80-100度间，棱镜面并不需要被定义，仅需彼此倾斜。此外，基材薄膜的厚度和棱镜高度间的关系并不重要，但希望用更薄的基材薄膜来配合定义的棱镜，棱镜面Pa和Pb与基材薄膜P3的角度可为45度，但此角度决定于面的间隔或峰顶的角度。棱镜P4，P5，P6，P7，P8及P9，P10，P11，P12组成使整体成一阵列。光学组件例如增亮膜、视角限制光学膜或反射元件等均是基材薄膜表面具有微结构光学设计的物品，而这些微结构大部分是由一种为尖峰(tips)和沟漕(grooves)交替的序列所构成，例如具规则重复且对称的尖峰和沟漕即形成增亮膜，其它例子包括不对称的尖峰和不对称沟漕，以各种尖峰和沟漕的大小、方向或间距不同的设计。另外于美国专利第5771328号(Light directing film havingvariable height structured surface and light directing articleconstructed therefrom)揭示，可通过棱镜顶峰高度的微小变异消除光学耦合(wet-out)现象，以求得最好的集光效果，使观赏者可在正常操作下获得最佳亮度和均齐度。此棱镜片的制成是在一高穿透率的基材薄膜上，均匀涂布感旋光性树脂如亚克力树脂(acrylic resin)，再利用微纳米压印技术及紫外光固化交联量产成型。对于大多数背光模块而言，于置一片棱镜片约可增加60％辉度，2片棱镜片以垂直交叠下更可提升模块辉度约达120％，亦即，在降低耗电量及延长电池使用时间下，可使液晶屏幕的亮度增加2.2倍。现有技术的棱镜结构设计尚有少部分的光损产生，见图2，当光自导光板发出到四面八方散射光进入棱镜结构后，约可分成四种光程运作，第一部分大约有50％的入射光会被反射回来而再次被利用，如Z1区所示；第二部分的光通过折射及全反射可增加40％-70％的辉度如Z2区所示；第三部分的光自棱镜穿透及射进入空气介质，可再次进入邻近棱镜被使用，如Z3区所示；但第四部分的折射光则无法进入邻近棱镜被使用，而造成光损(loss)，如Z4区所示。另外，由于基材薄膜一般采用PMMA、PET或PC当塑料基材，这些塑料基材容易受温度、湿度的环境因素影响，而产生翘曲或皱曲(waving)现象，尤其靠近光源处，因该处的温度最高，在背光模块点灯后，由于模块热分布的梯度效应，及灯管温度的散热，装置及间隙设计不当时，每易造成光学薄膜的翘曲。若光学薄膜产生翘曲尤其在灯管侧，易造成漏光现象，使屏幕产生明暗不均的区块，此类区块叫Mura，而业者为了避免产生Mura现象产生，常用的方法是使光学膜free floating在模块内，尽量不使用胶带固定光学薄膜，且常设法以凸角(Tab)取代打孔，以多给予膜片自由膨胀的空间。若此，反而增加模块组装成本与麻烦。本案专利技术人有鉴于此，加以研究创新，研究出一种能提升多项性能的光学薄膜及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种能提升多项性能的光学薄膜及其制造方法，以提供高辉度及高刚性的增亮膜，根据本专利技术的棱镜微结构的光学薄膜，所述棱镜具有根部且棱镜根部嵌入光学薄膜的基面，且根部及上部的棱镜连成一体，并没有界面，此设计可以有效提升背光模块的辉度及可增加光学薄膜的刚性，防止因热应力产生翘曲或皱曲。本专利技术的成型方法，可先将基材薄膜表面凹设有多个凹穴，或间断性，或连续性；然后将上层的棱镜材料涂布、连设或设于所述基材薄膜上，并加以成型为具有多个棱镜单元各含有上棱镜面；令上层棱镜材料的底部或根部渗入、饲入、嵌入、插入、或模制入所述基材薄膜表面所凹设的凹穴中，于胶合、固化、嵌合、扣合、模制成型后，令上层棱镜材料的根部与下方基材的凹穴间形成相互联锁(interlocking)，以制成本专利技术多功能的光学薄膜。本专利技术的能提升性能的光学薄膜，包括一基材层，其上部凹设有多个凹穴；以及一棱镜阵列上层，含有多个棱镜单元，各棱镜单元含有一上棱镜部及至少一根部形成于各棱镜单元的下部，各棱镜单元的各根部是嵌入、插入、扣合、成型于所述基材的各相对应的凹穴中，使棱镜阵列上层与基材之间相互联锁形成一光学薄膜。所述根部是呈一向下渐斜(尖)的棱镜根部。所述棱镜根部在根部底部形成为圆弧形。所述棱镜根部呈矩形。所述根部的底部呈圆弧形。所述根部呈半圆形。所述棱镜阵列上层所述棱镜单元的顶部呈圆弧形。所述棱镜单元的顶峰高度不等高。所述上层各棱镜单元呈两段式的形状，含有第一层(基材层)和形成于该第一层顶部的第二层(上层)，第一层棱镜含有两棱镜面；第二层(上层)含有两上层棱镜面，第一层的两棱镜面的夹角与第二层两棱镜面间的夹角不相同。上层所述棱镜单元由不同光轴角所混合排列而成。相邻两棱镜的根部其形状可以相同或不同。本专利技术的制造光学薄膜的方法，包括下列步骤A.令一基材薄膜的上部凹设以多个凹穴；以及B.令一上层棱镜材料设于所述基材上并令所述上层棱镜材料成型为多个棱镜单元，所述棱镜单元含有上棱镜面以及各棱镜单元的底部向下突伸形成一根部，令所述上层棱镜单元的根部与所述基材的凹穴嵌合、扣合、吻合、胶合、固化；由是使所述上层棱镜单元与所述基材相互联锁以制成一光学薄膜。所述根部是呈向下渐斜(尖)的棱镜面。本专利技术的有益效果在于，根据本专利技术的，使棱镜片的刚性及棱镜与基材薄膜界面间接着强度强于传统的棱镜结构，并且可以求得最好的集光效果，使观赏者可在正常操作下获得最佳亮度和均齐度。本专利技术的光学结构的设计及最佳化，可大大改善液晶显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能提升性能的光学薄膜，其特征在于包括：一基材层，其上部凹设有多个凹穴；以及一棱镜阵列上层，含有多个棱镜单元，各棱镜单元含有一上棱镜部及至少一根部形成于各棱镜单元的下部，各棱镜单元的各根部是嵌入、插入、扣合、成型于所述基材的各相对应的凹穴中，使棱镜阵列上层与基材之间相互联锁形成一光学薄膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林清彬，
申请(专利权)人：开曼群岛商亚岗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]