專利名稱：一種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)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(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。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1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(zhì)。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，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(nèi)容
本發(fā)明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(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。具體技術方案為一種具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，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棱鏡單元結構按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元結構包括若干個第一棱鏡單元結構和若干個第二棱鏡單元結構；第二棱鏡單元結構在棱鏡單元結構的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結構，所述凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向具有相同的長度Li，位于同一個棱鏡單元結構上的凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向的間隔L2不相同或不完全相同；所述凸起結構在棱鏡單元結構排列方向具有相同的間隔 L3。其中，所述第二棱鏡單元結構的凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向的長度Ll在 50 μ m 500mm 之間。其中，在棱鏡單元結構伸展方向上，位于同一個第二棱鏡單元結構上任兩個相鄰的凸起結構的間隔L2在100 μ m 500mm之間。其中，所述第二棱鏡單元結構在棱鏡單元結構排列方向具有相同的間隔L3，在棱鏡排列方向上，每隔1 50個第一棱鏡單元結構即設置一個第二棱鏡單元結構。其中，所述的第一棱鏡單元結構的橫截面為等腰三角形，頂角角度為60° 120°，高度為 Hl，Hl 在 ΙΟμπι ΙΟΟμπι 之間。其中，所述的第二棱鏡單元結構在非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元結構橫截面相同的等腰三角形，其凸起結構高度為Η2，Η2為所述第一棱鏡單元結構橫截面高度 Hl 的 1. 05 1. 5 倍。其中，所述的第二棱鏡單元結構的凸起結構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 2μ m之間。其中，所述的第二棱鏡單元結構的凸起結構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。其中，所述基材具有相對的第一光學面和第二光學面，所述棱鏡結構層位于第一光學面上且底面與第二光學面相對。其中，所述基材選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種，所述棱鏡結構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。包含所述的棱鏡結構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構的凸起結構，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結構部分比例，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1是傳統(tǒng)棱鏡結構增光膜的立體結構示意圖。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。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是棱鏡單元結構的伸展方向，IlOA是棱鏡單元結構的排列方向，112A是第一棱鏡單元結構，112B
是第二棱鏡單元結構。圖3A是本發(fā)明實施例1中棱鏡結構增光膜前視圖。其中，112A是第一棱鏡單元結構，112B是第二棱鏡單元結構，Hl是第一棱鏡單元結構的高度，H2是第二棱鏡單元結構的凸起結構的高度，R是第二棱鏡單元結構的凸起結構橫截面為圓頂角等腰直角三角形時，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是第二棱鏡單元結構上凸起結構的長度，L2是第二棱鏡單元結構伸展方向上兩個相鄰的凸起結構的間隔。圖4是本發(fā)明實施例1棱鏡結構增亮膜與普通棱鏡結構增亮膜光學增益以及可視角比較圖。圖5是本發(fā)明實施例2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是棱鏡單元結構的伸展方向，IlOA是棱鏡單元結構的排列方向，112A是第一棱鏡單元結構，112B
是第二棱鏡單元結構。圖6是本發(fā)明實施例2中棱鏡結構增光膜前視圖。其中，Hl是第一棱鏡單元結構的高度，H3是第二棱鏡單元結構的凸起結構的高度，d是第二棱鏡單元結構的凸起結構橫截面為等腰梯形時，等腰梯形的上底長度。圖7是本發(fā)明實施例2中棱鏡結構增光膜俯視圖。其中，Ll是第二棱鏡單元結構上凸起結構的長度，L2是第二棱鏡單元結構兩個相鄰的凸起結構的間隔。圖8是本發(fā)明實施例2棱鏡結構增亮膜與普通棱鏡結構增亮膜光學增益以及可視角比較圖。
具體實施例方式實施例1示意圖為圖2。具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜100包含有一基材102，一棱鏡結構層108?；?02具有一個第一光學面106和一個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由復數(shù)個第一棱鏡單元結構112A和第二棱鏡單元結構112B按方向IlOA排成陣列所構成，棱鏡單元結構伸展方向為 IlOB0所述基材102材料是聚對苯二甲酸乙二酯，所述棱鏡結構層108的材料是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸樹脂。所述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氨酯丙烯酸樹脂進行壓膜，可使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。圖3A顯示棱鏡結構層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。第二棱鏡單元結構112Β的伸展方向上具有若干凸起結構，第二棱鏡單元結構112Β橫截面在非凸起部分為與第一棱鏡單元結構112Α橫截面相同的等腰直角三角形，高度亦為Η1，凸起結構高度Η2為27 μ m,并且凸起結構處橫截面為頂角為圓角的等腰直角三角形，圓角半徑R為1 μ m。在棱鏡單元結構排列方向上，每隔3個第一棱鏡單元結構 112A即設置一個第二棱鏡單元結構112B。圖;3B為棱鏡結構層的俯視圖，其顯示第二棱鏡單元結構112B中凸起結構在棱鏡伸展方向具有相同的長度Ll為ΙΟΟμπι，在棱鏡伸展方向上任兩個相鄰的凸起結構的間隔為L2，L2在100 μ π! 500mm之間。凸起結構在棱鏡單元結構排列方向上，每隔6個第一棱鏡單元結構即距離L3設置一個第二棱鏡單元結構。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(chǎn)過程中與其他膜片因摩擦刮蹭而對第一棱鏡單元結構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，第二棱鏡單元結構112B中仍包含部分非凸起結構，此部分為與第一棱鏡單元結構112A相同的尖銳結構，可以避免光學增益的降低。圖4顯示實施例1中的增亮膜的光學增益表現(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4可知，本發(fā)明之增亮膜輝度增益較傳統(tǒng)結構并無明顯下降，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示意圖為圖5、圖6、圖7。實施例2中，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。第二棱鏡單元結構凸起結構橫截面為底角為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，所述棱鏡結構層108的材料是可紫外光固化的環(huán)氧丙烯酸樹脂。圖8顯示實施例2中的增亮膜的光學增益表現(xiàn)。所述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，其第二棱鏡單元結構的凸起結構的截面形狀為等腰梯形。凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向具有相同的長度Ll為ΙΟΟμπι，在伸展方向上任兩個相鄰的凸起結構的間隔為L2，L2在 IOOym 500mm之間。凸起結構在棱鏡單元結構排列方向上，每隔3個第一棱鏡單元結構即設置一個第二棱鏡單元結構。雖然本發(fā)明已用較佳實施例闡述如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，可作各種更動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附之權利要求范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，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棱鏡單元結構按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元結構包括若干個第一棱鏡單元結構和若干個第二棱鏡單元結構；第二棱鏡單元結構在棱鏡單元結構的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結構，所述凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向具有相同的長度Li，位于同一個棱鏡單元結構上的凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向的間隔L2不相同或不完全相同；所述凸起結構在棱鏡單元結構排列方向具有相同的間隔L3。
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，所述第二棱鏡單元結構的凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向的長度Ll在50 μ m 500mm之間。
3.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，在棱鏡單元結構伸展方向上，位于同一個所述第二棱鏡單元結構上任兩個相鄰的凸起結構的間隔L2在 ΙΟΟμ500mm 之間。
4.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，所述第二棱鏡單元結構在棱鏡單元結構排列方向具有相同的間隔L3，在棱鏡排列方向上，每隔1 50個第一棱鏡單元結構即設置一個第二棱鏡單元結構。
5.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，所述的第一棱鏡單元結構的橫截面為等腰三角形，頂角角度為60° 120°，高度為Hl，Hl在ΙΟμπι 100 μ m之間。
6.根據(jù)權利要求1 5任一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結構在非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元結構橫截面相同的等腰三角形，其凸起結構高度為H2，H2為所述第一棱鏡單元結構橫截面高度Hl的1.05 1.5倍。
7.根據(jù)權利要求1 5任一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結構的凸起結構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。
8.根據(jù)權利要求1 5任一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結構的凸起結構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。
9.根據(jù)權利要求1 5任一所述具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，其特征在于，所述基材具有相對的第一光學面和第二光學面，所述棱鏡結構層位于第一光學面上且底面與第二光學面相對。
10.根據(jù)權利要求1 5任一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，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.包含權利要求1 10任一所述的棱鏡結構增光膜的液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有抗刮特性的棱鏡結構增光膜，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棱鏡單元結構按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元結構包括數(shù)個第一棱鏡單元結構和數(shù)個第二棱鏡單元結構；第二棱鏡單元結構在棱鏡單元結構的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結構，所述凸起結構在棱鏡單元結構伸展方向具有相同的長度，但間隔不相同；所述凸起結構在棱鏡單元結構排列方向具有相同的間隔。該棱鏡結構增光膜用以匯聚從光源發(fā)出的光線，調(diào)整從光源所發(fā)出光線的發(fā)散角度，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。
文檔編號G02B5/04GK102540293SQ20111043369
公開日2012年7月4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