專利名稱：具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種增光膜，特別是關于一種應用于液晶顯示器(liquid crystal display, IXD)的具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜。
背景技術：
目前，增光膜(BEF，Brightness Enhancement Film)被廣泛用于發(fā)光模組以用來匯聚光源所發(fā)出的光線，尤其是監(jiān)視器等顯示設備中常應用增光膜(BEF)來增加顯示亮度和節(jié)約顯示器電池設備的能量。增光膜的原理是通過折射和反射將射向觀察者視角之外的光線調整至觀察者視角之內，這樣就提高了光源所發(fā)出光能的利用率。常見增光膜(BEF)是由許多個用以匯聚光線的棱鏡條所構成，這些棱鏡條按照一個方向排列，組成一個棱鏡陣列，如圖IA所示。在實際應用中傳統(tǒng)棱鏡結構增光膜由于會與其他光學膜配合使用，容易對棱鏡結構的尖銳棱角造成刮傷，從而影響光學品質。為了解決這一問題，美國專利US7142767公開了一種具有抗刮功能的增亮膜，如圖IB所示，該增亮膜包括基材1’和棱鏡結構層2’，棱鏡結構層2’位于基材1’上，其結構為在傳統(tǒng)增亮膜棱鏡陣列中增加若干頂部為圓角或平臺的棱鏡柱，這些棱柱高度高于其周邊的普通結構棱鏡柱，從而可以起到抗刮蹭的效果。然而此種結構由于整個棱鏡柱頂部取消尖角，換成圓角或平臺結構，會導致光學增益值的下降。因此，為了解決上述問題必須對現(xiàn)有棱鏡結構增光膜進行改進。

發(fā)明內容
(一 )要解決的技術問題本發(fā)明的目的是提供一種具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，用以匯聚從光源發(fā)出的光線，以調整從光源所發(fā)出光線穿過該增光膜后的發(fā)散角度，以及提高發(fā)光模組生產良率。( 二 )技術方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種包括基材和棱鏡結構層，所述棱鏡結構層位于所述基材上；該棱鏡結構層由若干個按同一方向排列的第一棱鏡單元結構和第二棱鏡單元結構組成，所述第一棱鏡單元結構的橫截面為等腰三角形，所述第二棱鏡單元結構在棱鏡單元的伸展方向上有若干不連續(xù)的凸起結構；所述第二棱鏡上的每個凸起結構的長度相等；每個第二棱鏡單元上相鄰的凸起結構的間隔不相等；至少兩個相鄰的第二棱鏡單元之間的間距不相等。進一步地，所述第一棱鏡單元結構橫截面的頂角角度為60° -120°，高度為H1， Hl 在 10μ -100μπ^1]ο進一步地，所述的第二棱鏡單元的非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元橫截面相同的等腰三角形，其凸起部分高度為Η2，Η2為所述第一棱鏡橫截面高度Hl的1. 05-1. 5倍。
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進一步地，所述的第二棱鏡單元的非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元橫截面相同的等腰三角形，凸起部分處橫截面為頂角為圓角的等腰三角形，所述頂角圓角半徑在0. 5-2 μ m之間。進一步地，所述的第二棱鏡單元的非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元橫截面相同的等腰三角形，凸起部分處橫截面為等腰梯形，其上底邊長度為下底邊長度的 0. 03-0. 2 倍。進一步地，所述基材選自聚對苯二甲酸乙二酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一種，所述棱鏡結構層的材料為紫外光固化樹脂。進一步地，所述紫外光固化樹脂包括環(huán)氧丙烯酸樹脂、氨基丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂中的一種。(三)有益效果本發(fā)明的有益效果在于，由于第二棱鏡單元的凸起結構，可在實際應用中避免膜片裝配時對尖銳棱角的刮蹭，起到抗刮的功能。另外，由于凸起結構僅占第二棱鏡單元部分比例，其余部分仍為尖銳的棱角結構，相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有更高的光學增益表現(xiàn)。


圖IA是傳統(tǒng)棱鏡結構增光膜的立體結構示意圖；圖IB是傳統(tǒng)抗刮棱鏡結構增光膜的立體結構示意圖；其中，1’是基材，2’是棱鏡結構層；圖2是本發(fā)明實施例1中棱鏡結構增光膜立體結構示意圖；圖3A是本發(fā)明實施例1中棱鏡結構增光膜主視圖；其中，112A是第一棱鏡結構單元，112B是第二棱鏡結構單元，Hl是第一棱鏡結構單元的高度，H2是第二棱鏡結構單元的凸起部分的高度，R是第二棱鏡結構單元的凸起部分橫截面為等腰直角三角形的圓角頂角的半徑；圖;3B是本發(fā)明實施例1中棱鏡結構增光膜俯視圖；其中，Ll是第二棱鏡結構單元上凸起部分的長度，L2是第二棱鏡結構單元兩個相鄰的凸起部分的間隔；圖4A是現(xiàn)有技術中未增加膜材的普通棱鏡豎直方向的視角分布曲線圖；圖4B是現(xiàn)有技術中未增加膜材的普通棱鏡水平方向的視角分布曲線圖；圖4C是現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)棱鏡結構增亮膜豎直方向的視角分布曲線圖；圖4D是現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)棱鏡結構增亮膜水平方向的視角分布曲線圖；圖4E是增亮膜本發(fā)明實施例一棱鏡結構垂直方向的視角分布曲線圖；圖4F是增亮膜本發(fā)明實施例一棱鏡結構水平方向的視角分布曲線圖；圖5是本發(fā)明實施例二中棱鏡結構增光膜立體結構示意圖；其中，100是抗刮結構增光膜，102是基材，108是棱鏡結構層，106是第一光學面， 104是第二光學面，IlOB是棱鏡結構單元的伸展方向，IlOA是棱鏡結構單元的排列方向， 112A是第一棱鏡結構單元，112B是第二棱鏡結構單元；圖6是本發(fā)明實施例二中棱鏡結構增光膜前視圖；其中，Hl是第一棱鏡結構單元的高度，H3是第二棱鏡結構單元的凸起部分的高度，d是第二棱鏡結構單元的凸起部分橫截面為等腰梯形的上底長度；圖7是本發(fā)明實施例二中棱鏡結構增光膜俯視圖；其中，Ll是第二棱鏡結構單元上凸起部分的長度，L2是第二棱鏡結構單元兩個相鄰的凸起部分的間隔；圖8A是增亮膜本發(fā)明實施例二棱鏡結構垂直方向的視角分布曲線圖；圖8B是增亮膜本發(fā)明實施例二棱鏡結構水平方向的視角分布曲線圖。
具體實施例方式實施例1如圖2 JB所示，本發(fā)明實施例具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜100包含基材102 和棱鏡結構層108。該基材102具有第一光學面106和位于第一光學面對面的第二光學面 104。棱鏡結構層108設置在第一光學面106上，該棱鏡結構層108由若干個第一棱鏡單元結構112A和第二棱鏡結構單元112B按方向IlOA排成陣列所構成，棱鏡伸展方向為110B。 第二棱鏡單元結構112B在棱鏡單元的伸展方向上有若干不連續(xù)的凸起結構；第二棱鏡單元112B上的每個凸起結構的長度Ll相等，Ll在50ym-500mm之間，每個第二棱鏡單元112B 上相鄰的凸起結構的間隔L2不相等，L2在100 μ m 500mm之間；至少兩個相鄰的第二棱鏡單元112B之間的間距L3不相等。在棱鏡排列方向上，可以每隔1 100個第一棱鏡單元112A設置一個第二棱鏡單元112B?；?02材料是聚對苯二甲酸乙二酯，棱鏡結構層108的材料是可紫外光固化的
聚氨酯丙烯酸脂。增亮膜的制備方法為基材102第一光學面106上涂覆聚乙烯樹脂層，用具有與棱鏡結構層108之微結構互補結構的模具輪對可紫外光固化的聚乙烯樹脂進行壓膜，可使聚乙烯樹脂層形成所需微結構，隨后再用紫外光照射，使已形成微結構的紫外光固化樹脂層固化，從而將棱鏡結構層108設置于基材102的第一光學面106上。如圖3A所示，該棱鏡結構層108中第一棱鏡單元結構112A其橫截面為等腰直角三角形，高度Hl為25μπι。第二棱鏡單元112Β的伸展方向上具有若干凸起結構，第二棱鏡單元112Β橫截面在非凸起部分為與第一棱鏡單元112Α橫截面相同的等腰直角三角形，高度亦為Hl，凸起部分高度Η2為27 μ m,并且凸起部分處橫截面為頂角為圓角的等腰直角三角形，圓角半徑R為lym。第二棱鏡結構112B中的若干凸起結構可以有效防止在發(fā)光模組生產過程中與其他膜片因摩擦刮蹭而對第一棱鏡結構尖銳頂角造成的傷害，從而保障發(fā)光模組的生產良率。另外，第二棱鏡結構112B中仍包含部分非干凸起結構，此部分為與第一棱鏡結構112A 相同的尖銳結構，可以避免光學增益的降低。如圖4A-4F所示，為實施例1中增亮膜的光學增益與無膜材和傳統(tǒng)結構增亮膜的比較表現(xiàn)。其中輝度分布曲線的測量方式為以一均勻發(fā)光的平面光源作為測量光源，將測試膜片覆蓋于光源之上，應用輝度計垂直對準膜片中央，此時定義測試角度為0°，而后以膜片中央為圓心，將輝度計分布在水平和垂直方向旋轉若干個角度，測得一系列數(shù)據(jù)構成輝度分布曲線圖。其沿棱鏡單元伸展方向定義為水平方向，沿棱鏡排列方向定義為垂直方向；無膜片時輝度增益定義為1。
由圖4E-4F可知，傳統(tǒng)結構增亮膜輝度增益為1. 59，而本實施例1中的輝度增益為 1. 52，并無明顯下降，且可視角度無明顯變化，再綜合考慮本發(fā)明所述增亮膜的抗刮特性， 可知本發(fā)明之增亮膜在光學表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢。實施例2如圖5-7所示，本實施例中的第一棱鏡單元結構112A的橫截面為等腰直角三角形，高度Hl為25 μ m。第二棱鏡結構凸起部分橫截面為底角為45度的等腰梯形，梯形高度 H3為觀μ m,上底長度d為2 μ m，如圖6所示?；?02的材料是聚甲基丙烯酸甲酯，棱鏡結構層108的材料是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸脂。增亮膜的制備方法為基材102第一光學面106上涂覆紫外光固化樹脂環(huán)氧丙烯酸樹脂，用具有與棱鏡結構層108之微結構互補結構的模具輪對紫外光固化樹脂進行壓膜，可使紫外光固化樹脂層形成所需微結構，隨后再用紫外光照射，使已形成微結構的紫外光固化樹脂層固化，從而將棱鏡結構層108設置于基材102的第一光學面106上，其第二棱鏡結構單元的凸起部分的截面形狀為等腰梯形。凸起部分在棱鏡伸展方向具有相等的長度 L1，L1為50 μ m;在棱鏡伸展方向上任兩個相鄰的凸起部分具有不完全相等的間隔L2，L2在 IOOym 500mm之間；在棱鏡排列方向上，每隔1 100個第一棱鏡單元112A設置一個第二棱鏡單元112B。由圖8A-8B可知，與傳統(tǒng)結構增亮膜輝度增益相比，本實施例2中的輝度增益并無明顯下降，且可視角度無明顯變化，再綜合考慮本發(fā)明所述增亮膜的抗刮特性，可知本發(fā)明之增亮膜在光學表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢。本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應用，并且使本領域的普通技術人員能夠理解本發(fā)明從而設計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權利要求
1.一種具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，包括基材和棱鏡結構層，所述棱鏡結構層位于所述基材上；該棱鏡結構層由若干個按同一方向排列的第一棱鏡單元結構和第二棱鏡單元結構組成，所述第一棱鏡單元結構的橫截面為等腰三角形，所述第二棱鏡單元結構在棱鏡單元的伸展方向上有若干不連續(xù)的凸起結構；所述第二棱鏡單元上的每個凸起結構的長度相等；每個第二棱鏡單元上相鄰的凸起結構的間隔不相等；至少兩個相鄰的第二棱鏡單元之間的間距不相等。
2.根據(jù)權利要求1所述具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，所述第一棱鏡單元結構橫截面的頂角角度為60° -120°，高度為Hl，Hl在IOym-IOOym之間。
3.根據(jù)權利要求2所述具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元的非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元橫截面相同的等腰三角形，其凸起部分高度為H2，H2為所述第一棱鏡橫截面高度Hl的1. 05-1. 5倍。
4.根據(jù)權利要求3所述具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元的非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元橫截面相同的等腰三角形，凸起部分處橫截面為頂角為圓角的等腰三角形，所述頂角圓角半徑在0. 5-2 μ m之間。
5.根據(jù)權利要求4所述具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元的非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元橫截面相同的等腰三角形，凸起部分處橫截面為等腰梯形，其上底邊長度為下底邊長度的0. 03-0. 2倍。
6.根據(jù)權利要求1所述具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，所述基材選自聚對苯二甲酸乙二酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一種，所述棱鏡結構層的材料為紫外光固化樹脂。
7.根據(jù)權利要求6所述具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，所述紫外光固化樹脂包括環(huán)氧丙烯酸樹脂、氨基丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增光膜，特別涉及一種具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜。該增光膜包括基材和棱鏡結構層，棱鏡結構層位于所述基材上；該棱鏡結構層由第一棱鏡單元結構和第二棱鏡單元結構組成，第二棱鏡單元結構上有若干不連續(xù)的凸起結構；第二棱鏡單元上的每個凸起結構的長度相等，每個第二棱鏡單元上相鄰的凸起結構的間隔不相等；至少兩個相鄰的第二棱鏡單元之間的間距不相等。本發(fā)明提供的具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜由于第二棱鏡單元的凸起結構，可在實際應用中避免膜片裝配時對尖銳棱角的刮蹭，起到抗刮的功能。由于凸起結構僅占第二棱鏡單元部分比例，其余部分仍為尖銳的棱角結構，相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有更高的光學增益表現(xiàn)。
文檔編號G02B5/04GK102419458SQ20111043344
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權日2011年12月21日
發(fā)明者鐘玉 申請人:北京康得新復合材料股份有限公司