專利名稱：一種具有不均勻分布凸起結(jié)構(gòu)的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種增光膜，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)的具有不均勻分布凸起結(jié)構(gòu)的增光膜。
背景技術(shù)：
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(shè)備中常應(yīng)用增光膜(BEF)來增加顯示亮度和節(jié)約顯示器電池設(shè)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(diào)整至觀察者視角之內(nèi)，這樣就提高了光源所發(fā)出光能的利用率。傳統(tǒng)增光膜(BEF)是由許多個(gè)用以匯聚光線的棱鏡條所構(gòu)成，這些棱鏡條按照一個(gè)方向排列，組成一個(gè)棱鏡陣列，如圖1所示。在實(shí)際應(yīng)用中傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜由于會(huì)與其他光學(xué)膜配合使用，容易對(duì)棱鏡結(jié)構(gòu)的尖銳棱角造成刮傷，從而影響光學(xué)品質(zhì)。為了解決這一問題，美國(guó)專利US7142767公開了一種具有抗刮功能的增亮膜，其結(jié)構(gòu)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(tái)的棱鏡柱，這些棱柱高度高于其周邊的普通結(jié)構(gòu)棱鏡柱，從而可以起到抗刮蹭的效果。然而此種結(jié)構(gòu)由于整個(gè)棱鏡柱頂部取消尖角，換成圓角或平臺(tái)結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致光學(xué)增益值的下降。因此，為了解決上述問題必須對(duì)現(xiàn)有棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種具有不均勻分布凸起結(jié)構(gòu)的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜用以匯聚從光源發(fā)出的光線，以調(diào)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(chǎn)良率。具體技術(shù)方案為一種具有不均勻分布凸起結(jié)構(gòu)的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，包括基材和棱鏡結(jié)構(gòu)層，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于所述基材上，該棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個(gè)棱鏡單元結(jié)構(gòu)按同一方向排成陣列， 所述棱鏡單元結(jié)構(gòu)包括第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)和第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)，第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上的長(zhǎng)度Ll不相同或不完全相同，位于同一個(gè)棱鏡單元結(jié)構(gòu)上、在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上的任意兩個(gè)相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔L2不相同或不完全相同，在棱鏡排列方向上的間隔L3也不相同或不完全相同。其中，所述第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向的長(zhǎng)度Ll在 50 μ m 500mm 之間。其中，位于同一個(gè)棱鏡單元結(jié)構(gòu)上的，任意兩個(gè)相鄰的所述凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上的間隔L2在100 μ m 500mm之間。其中，所述第二棱鏡單元在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上，隔1 50個(gè)第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)設(shè)置一個(gè)第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。
其中，所述的第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的橫截面為等腰三角形，頂角角度為60° 120°，高度為 H1，H1 在 ΙΟμπι ΙΟΟμπι 之間。其中，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)橫截面相同的等腰三角形，其凸起結(jié)構(gòu)高度為Η2，Η2為所述第一棱鏡橫截面高度Hl的 1. 05 1. 5 倍。其中，所述的第二棱鏡單元凸起結(jié)構(gòu)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 2μπι之間。其中，所述的第二棱鏡單元凸起結(jié)構(gòu)橫截面為等腰梯形，其上底邊長(zhǎng)度為下底邊長(zhǎng)度的0. 03 0. 2倍。其中，所述基材具有相對(duì)的第一光學(xué)面和第二光學(xué)面，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于第一光學(xué)面上且底面與第二光學(xué)面相對(duì)。其中，所述基材選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層的材料為紫外光固化樹脂，選自環(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。包含所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的液晶顯示器。本發(fā)明的有益效果在于，由于第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)有圓角或平臺(tái)，可在實(shí)際應(yīng)用中避免膜片裝配時(shí)對(duì)尖銳棱角的刮蹭，起到抗刮的功能。另外，由于凸起結(jié)構(gòu)僅占第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的部分比例，其余部分仍為尖銳的棱角結(jié)構(gòu)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有更高的光學(xué)增益表現(xiàn)。


圖1是傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，100是抗刮結(jié)構(gòu)增光膜，102是基材，108是棱鏡結(jié)構(gòu)層，106是第一光學(xué)面，104是第二光學(xué)面，IlOB是棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向，IlOA是棱鏡單元結(jié)構(gòu)的排列方向，112Α是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)，112Β
是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。圖3Α是本發(fā)明實(shí)施例1中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜前視圖。其中，112Α是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)，112Β是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)，Hl是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的高度，Η2是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)的高度，R是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)橫截面為等腰直角三角形的圓角頂角的半徑。圖;3Β是本發(fā)明實(shí)施例1中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜俯視圖。其中，Ll是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上凸起結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，L2是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)棱鏡伸展方向上兩個(gè)相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔。L3是棱鏡排列方向上凸起結(jié)構(gòu)的間隔。圖4是本發(fā)明實(shí)施例1棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜與普通棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜光學(xué)增益以及可視角比較圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，100是抗刮結(jié)構(gòu)增光膜，102是基材，108是棱鏡結(jié)構(gòu)層，106是第一光學(xué)面，104是第二光學(xué)面，IlOB是棱鏡結(jié)構(gòu)單元的伸展方向，IlOA是棱鏡結(jié)構(gòu)單元的排列方向，112Α是第一棱鏡結(jié)構(gòu)單元，112Β
是第二棱鏡結(jié)構(gòu)單元。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例2中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜前視圖。其中，Hl是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的高度，H3是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)的高度，d是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)橫截面為等腰梯形的上底長(zhǎng)度。圖7是本發(fā)明實(shí)施例2中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜俯視圖。其中，Ll是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)上凸起結(jié)構(gòu)的在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上的長(zhǎng)度，L2是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)兩個(gè)相鄰的凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上的間隔，L3是凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上的間隔。圖8是本發(fā)明實(shí)施例2棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜與普通棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜光學(xué)增益以及可視角比較圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1參見圖2、圖3A、圖;3B、圖4。所述基材102材料是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層108的材料是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸脂。該增亮膜的制備方法為基材102第一光學(xué)面106上涂覆紫外光樹脂層，用具有與棱鏡結(jié)構(gòu)層108之微結(jié)構(gòu)互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的模具輪對(duì)紫外光固化樹脂進(jìn)行壓膜，使之形成所需微結(jié)構(gòu)，隨后再用紫外光照射，使已形成微結(jié)構(gòu)的紫外光固化樹脂層固化，從而將棱鏡結(jié)構(gòu)層 108設(shè)置于基材102的第一光學(xué)面106上。圖3A顯示棱鏡結(jié)構(gòu)層108中第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A其橫截面為等腰直角三角形，高度Hl為25μπι。第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112Β的伸展方向上具有若干凸起結(jié)構(gòu)，第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112Β橫截面在非凸起部分為與第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112Α橫截面相同的等腰直角三角形，高度亦為Η1，凸起結(jié)構(gòu)高度Η2為27 μ m,凸起結(jié)構(gòu)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。圖;3B為棱鏡結(jié)構(gòu)層的俯視圖，其顯示第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B中凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向具有不完全相等的長(zhǎng)度Li，Ll在50μπι 500mm之間；在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上任兩個(gè)相鄰的凸起結(jié)構(gòu)具有不完全相等的間隔L2，L2在100 μ m 500mm之間； 在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上，每隔1 50個(gè)第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A即設(shè)置一個(gè)第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B。在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上凸起結(jié)構(gòu)的間隔為L(zhǎng)3，L3不全相等。第二棱鏡結(jié)構(gòu)112B中的若干凸起結(jié)構(gòu)可以有效防止在發(fā)光模組生產(chǎn)過程中與其他膜片因摩擦刮蹭而對(duì)第一棱鏡結(jié)構(gòu)尖銳頂角造成的傷害，從而保障發(fā)光模組的生產(chǎn)良率；另外，第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B中仍包含部分非干凸起結(jié)構(gòu)，此部分為與第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A相同的尖銳結(jié)構(gòu)，可以避免光學(xué)增益的降低。圖4顯示實(shí)施例1中的增亮膜的光學(xué)增益表現(xiàn)。其中輝度分布曲線的測(cè)量方式為以一均勻發(fā)光的平面光源作為測(cè)量光源，將測(cè)試膜片覆蓋于光源之上，應(yīng)用輝度計(jì)垂直對(duì)準(zhǔn)膜片中央，此時(shí)定義測(cè)試角度為0°，而后以膜片中央為圓心，將輝度計(jì)分布在水平和垂直方向旋轉(zhuǎn)若干個(gè)角度，測(cè)得一系列數(shù)據(jù)構(gòu)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(shí)輝度增益定義為1。由圖4可知，本發(fā)明之增亮膜輝度增益較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)(BEF)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(xué)表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢(shì)。實(shí)施例2參見圖5、圖6、圖7。實(shí)施例2中，第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A的橫截面為等腰直角三角形，高度Hl為25 μ m。第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)凸起結(jié)構(gòu)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(zhǎng)度d為2 μ m，如圖6所示。基材102的材料是聚甲基丙烯酸甲所述增亮膜的制備方法為基材102第一光學(xué)面106上涂覆紫外光固化的環(huán)氧丙烯酸樹脂，用具有與棱鏡結(jié)構(gòu)層108之微結(jié)構(gòu)互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的模具輪對(duì)紫外光固化樹脂進(jìn)行壓膜，可使紫外光固化樹脂層形成所需微結(jié)構(gòu)，隨后再用紫外光照射，使已形成微結(jié)構(gòu)的紫外光固化樹脂層固化，從而將棱鏡結(jié)構(gòu)層108設(shè)置于基材102的第一光學(xué)面106上，其第二棱鏡結(jié)構(gòu)單元的凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀為等腰梯形。凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向具有不完全相等的長(zhǎng)度Li，Ll在50 μ m 500mm之間；在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上任兩個(gè)相鄰的凸起結(jié)構(gòu)具有不完全相等的間隔L2，L2在100 μ m 500mm之間；在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上，隔1 50個(gè)第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A設(shè)置一個(gè)第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B，在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上凸起結(jié)構(gòu)的間隔為L(zhǎng)3，L3不全相等。圖8顯示實(shí)施例2中的增亮膜的光學(xué)增益表現(xiàn)。雖然本發(fā)明已用較佳實(shí)施例闡述如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，可作各種更動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附之權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具有不均勻分布凸起結(jié)構(gòu)的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，包括基材和棱鏡結(jié)構(gòu)層，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于所述基材上，該棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個(gè)棱鏡單元結(jié)構(gòu)按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元結(jié)構(gòu)包括第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)和第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)，第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上的長(zhǎng)度Ll不相同或不完全相同，位于同一個(gè)棱鏡單元結(jié)構(gòu)上的、在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上的任意兩個(gè)相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔L2不相同或不完全相同，在棱鏡排列方向上的間隔L3也不相同或不完全相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向的長(zhǎng)度Ll在50 μ m 500mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上， 位于同一個(gè)棱鏡單元結(jié)構(gòu)上任意兩個(gè)相鄰的所述凸起結(jié)構(gòu)的間隔L2在100 μ m 500mm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述第二棱鏡單元在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上，隔1 50個(gè)第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)設(shè)置一個(gè)第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的橫截面為等腰三角形，頂角角度為60° 120°，高度為H1，H1在ΙΟμπι IOOym之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在非凸起結(jié)構(gòu)橫截面為與所述第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)橫截面相同的等腰三角形，其凸起結(jié)構(gòu)高度為Η2，Η2為所述第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)橫截面高度Hl的1. 05 1. 5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元凸起結(jié)構(gòu)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 2μπι之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元凸起結(jié)構(gòu)橫截面為等腰梯形，其上底邊長(zhǎng)度為下底邊長(zhǎng)度的0. 03 0. 2倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述基材具有相對(duì)的第一光學(xué)面和第二光學(xué)面，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于第一光學(xué)面上且底面與第二光學(xué)面相對(duì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述基材選自聚對(duì)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(jié)構(gòu)層的材料為紫外光固化樹脂，選自環(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。
11.包含權(quán)利要求1 10任一所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有不均勻分布凸起結(jié)構(gòu)的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，包括基材和棱鏡結(jié)構(gòu)層。棱鏡結(jié)構(gòu)層設(shè)置于基材第一光學(xué)面上，棱鏡結(jié)構(gòu)層中棱鏡單元結(jié)構(gòu)分為兩類，分別為第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)和第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)，第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)在伸展方向上的長(zhǎng)度不全相同，在棱鏡伸展方向上的間隔不全相同，在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上的間隔也不全相同。該棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜用以匯聚從光源發(fā)出的光線，以調(diào)整從光源所發(fā)出光線穿過該增光膜后的發(fā)散角度，并提高發(fā)光模組生產(chǎn)良率。
文檔編號(hào)G02B5/04GK102436021SQ20111043367
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者鐘玉 申請(qǐng)人:北京康得新復(fù)合材料股份有限公司