專利名稱：一種增光膜和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可應(yīng)用于液晶顯示器的具有棱鏡結(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。增光膜也稱增亮膜，在透明性非常好的底層表面，使用例如丙烯酸樹脂等之內(nèi)的有機材料，精密成型一層棱鏡結(jié)構(gòu)的光學薄膜。將該增光膜結(jié)構(gòu)組裝在背光源前面，可將光源發(fā)出的光向顯示設(shè)備使用者方向聚集，單片使用可以將正面亮度提高到60%，如果將兩片增光膜正交地交疊起來配合使用，可將正面亮度提高約110%。在一般液晶顯不器(IXD)的背光模塊(back light module)中，通常包含數(shù)種光學薄板和膜片，例如導光板、擴散片、擴散板及增亮膜等，其中該增亮膜通常是由一基板及一聚光棱鏡結(jié)構(gòu)層所構(gòu)成，該基板及聚光棱鏡結(jié)構(gòu)層皆由透明樹脂材質(zhì)制成，該聚光棱鏡結(jié)構(gòu)層形成在該基板的表面上，棱鏡結(jié)構(gòu)層由許多個用以匯聚光線的棱鏡條所構(gòu)成，這些棱鏡條按照一個方向排列，組成一個棱鏡陣列，如圖1A所示。當該背光模塊的光源產(chǎn)生光線時，光線通過該導光板及擴散片進入該增亮膜的基板內(nèi)，接著再進入該增亮膜之棱柱結(jié)構(gòu)層，使光線射出時產(chǎn)生適當角度折射。如圖1B所示，該棱鏡膜的作用就是讓分散的光集中在例如以法線為中心的70度范圍內(nèi)出光，其原理是利用折射和全反射定律，讓以相對大的入射角入射到棱鏡側(cè)面(例如在沿法線兩側(cè)35度射出的角度范圍之外)的光又反射回來再次被利用，可使在軸中心亮度增加60%，進而達到光線聚集和提高光能利用率的光學效果。然而，一般增亮膜在實際中常常與其他膜片搭配使用，例如兩張棱鏡片以棱鏡方向相互正交重疊，其中一張棱鏡片的棱鏡結(jié)構(gòu)與另一種棱鏡片的背面光滑面接觸，例如一張棱鏡片與液晶顯示器的光滑的液晶面板接觸。傳統(tǒng)的棱鏡結(jié)構(gòu)頂峰部為直線形，會與搭配膜片的光滑面長距離緊密貼合，易造成水汽無法及時排出而吸附與光滑面上，由此造成進入吸附的水珠進而直接進入下一膜片，容易造成視覺感覺明顯的漏光現(xiàn)象，影響液晶顯不器的光學品質(zhì)。為此，現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種棱鏡結(jié)構(gòu)為上下起伏狀的增亮膜，如圖2所示，該增亮膜主要為了起到有效預防水汽吸附的作用。但是，該增亮膜在實際液晶顯示器裝配過程中常會因為刮擦而破壞棱鏡結(jié)構(gòu)，其原因是該起伏棱鏡結(jié)構(gòu)具有較小的周期，致使每個凸起部分較短，在受到外力作用時容易崩裂而形成漏光區(qū)域，從而形成亮點而使液晶顯示器光學品質(zhì)下降。
實用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種增光膜，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的增光膜增光效果有限且耐刮性能較差進而影響整個顯示裝置畫面顯示品質(zhì)的缺陷。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型一方面提供一種增光膜，基材和呈波浪狀的棱鏡結(jié)構(gòu)層，所述基材包括第一光學面和位于所述第一光學面對面的第二光學面，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層設(shè)置在所述第一光學面上；所述棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個棱鏡單元按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元在長度伸展方向相對于第一光學面呈周期性上下起伏狀態(tài)，設(shè)置所述棱鏡單元具有平均高度H，波浪狀起伏周期長度T，T > 101H。進一步地，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層中任意兩個相鄰的棱鏡單元波峰棱線間距為
11.55 μ m 207.86 μ m。進一步地，所述棱鏡單元的橫截面為等腰三角形。進一步地，所述棱鏡單元的橫截面為頂角為圓弧的等腰三角形。進一步地,所述圓弧半徑為1-20 μ m。進一步地，所述棱鏡單元的橫截面為頂角為光滑曲線的等腰三角形。進一步地，所述等腰三角形的頂角角度為60 ° 120 °，平均高度H為10 μ m 60 μ m。進一步地，所述棱鏡單元高度h在長度伸展方向上周期性起伏的變化范圍為單元平均高度H的2%-20%。進一步地，所述棱鏡單元的材料為紫外線固化樹脂；所述基材的材料為聚對苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸甲酯。另一方面，本實用新型還提供一種顯示裝置，包括上述的增光膜。(三)有益效果本實用新型技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:本實用新型提供的增光膜和顯示裝置，具有高低起伏棱鏡結(jié)構(gòu)，可以減輕因傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)長距離貼合而造成的漏光現(xiàn)象，而且起伏結(jié)構(gòu)周期較長，在使用時與堅硬物體刮擦不易崩裂，可提高發(fā)光模組生產(chǎn)良率。因此，該增亮膜在光學表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢。

圖1A為現(xiàn)有技術(shù)一增光膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖1B為現(xiàn)有技術(shù)一增光膜原理結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)二增光膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例一增光膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例一增光膜中棱鏡單元結(jié)構(gòu)立體圖；圖5為本實用新型實施例一增光膜中棱鏡單元結(jié)構(gòu)剖視圖；圖6為本實用新型實施例增光膜與現(xiàn)有技術(shù)二增光膜耐刮性能效果比較示意圖；圖7為本實用新型實施例二增光膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型實施例二增光膜中棱鏡單元結(jié)構(gòu)立體圖；[0034]圖9為本實用新型實施例二增光膜中棱鏡單元結(jié)構(gòu)剖視圖；圖10為現(xiàn)有技術(shù)二中增光膜耐刮性能表現(xiàn)；圖11為本實用新型實施例增光膜耐刮性能表現(xiàn)。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為
基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。實施例1如圖3-5所示，該實施例中增光膜100包含有一基材102，以及一棱鏡結(jié)構(gòu)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。在第一光學面106上設(shè)置棱鏡結(jié)構(gòu)層108 ;棱鏡結(jié)構(gòu)層108由若干個棱鏡單元按同一方向排成陣列，棱鏡單元在長度伸展方向具有相對于第一光學面呈周期性上下起伏狀態(tài)，設(shè)置棱鏡單元具有平均高度H，波浪狀起伏周期長度T，T > 101H。該棱鏡結(jié)構(gòu)層108包括若干個相對于第一光學面上下起伏狀的等腰三角棱鏡結(jié)構(gòu)單元110，棱鏡結(jié)構(gòu)單元110沿著第一方向120以相對于第一光學面呈周期性上下起伏狀延伸，并且若干個棱鏡結(jié)構(gòu)單元110沿著第二方向122兩兩相鄰接排列，任意兩個相鄰棱鏡的屋脊棱線具有四分之一周期的固定相位差，屋脊棱線具有固定間隔P為46 μ m，構(gòu)成棱鏡結(jié)構(gòu)層108。參見圖4、圖5,圖4顯示上下起伏狀的等腰三角棱鏡結(jié)構(gòu)單元110,起伏狀棱鏡具有屋脊棱線114,屋脊棱線114由方程y=2*sin (χ/400) μ m確定,并且棱線所在平面與第一光學面106垂直；圖5顯示棱鏡結(jié)構(gòu)單元高度h沿著其長度方向連續(xù)變化，其變化規(guī)律為h=23+2*sin(x/400) μ m,即棱鏡結(jié)構(gòu)平均高度H為23 μ m，棱鏡高度起伏周期T為2512 μ m，三角棱鏡頂角為90°。另外，該等腰三角形的頂角可以具有圓弧或任意光滑曲線，該圓弧的半徑為1-20 μ m，以圓弧或任意光滑曲線為頂部結(jié)構(gòu)代替尖銳頂角在實際使用中更具耐刮擦的優(yōu)勢。基材102材料是聚對苯二甲酸乙二酯，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。需要說明的是，該基材的材料并不絕限于聚對苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸甲酯，也可以是兩者的混合物。該棱鏡結(jié)構(gòu)層的材料為紫外光固化樹脂，選自環(huán)氧丙烯酸樹月旨、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或至少兩種以上的混合物。下面具體描述增亮膜的制備方法:在基材102第一光學面106上涂覆紫外光固化樹脂層，用具有與棱鏡結(jié)構(gòu)層108之微結(jié)構(gòu)互補結(jié)構(gòu)的模具輪對紫外光固化樹脂進行壓膜，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的第一光學面106上。此實施例中，棱鏡高度起伏變化為±2 μ m，變化范圍為8.7%，由此造成與光滑膜片接觸時具有足夠到的空隙讓水汽排除，可以有效防止水汽吸附，另外，由于棱鏡變化周期長達2512微米，若在裝配時遇到粗糙物體刮擦，本實施例較原有技術(shù)更具有耐刮能力，如圖6所示。其中A是現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品的抗刮能力，而B為本實施例的抗刮能力，C為粗糙物體。參考圖6可得出:相同的長度內(nèi)，本實施例中的增光膜中棱鏡起伏頻率明顯小于現(xiàn)有技術(shù)中的，在模具加工時刀具可以平緩運動，從而可以提供加工質(zhì)量或縮短加工時間。另外，在使用同一表面粗糙重物在水平推力分別與現(xiàn)有技術(shù)二中的增光膜結(jié)構(gòu)和本實用新型增光膜兩種結(jié)構(gòu)進行一次摩擦后，參考圖10，現(xiàn)有技術(shù)二中的結(jié)構(gòu)棱鏡脊部呈現(xiàn)長且深的破壞狀態(tài)，而本實用新型實施例中的增光膜結(jié)構(gòu)脊部呈短且淺的破壞狀態(tài)，可見本實施例中的增光膜被破壞程度相對較低，更具有耐刮性，參考圖11。具有較好的耐刮性對增光膜的使用壽命以及對其增光效果將起到非常重要的作用，進而影響到整個顯示裝置的畫面品質(zhì)。實施例2參見圖7。第二實施例與第一實施例類似，該實施例中增光膜200包含有一基材202，以及一棱鏡結(jié)構(gòu)層208?；?02具有一個第一光學面206和一個位于第一光學面對面的第二光學面204。在第一光學面206上設(shè)置棱鏡結(jié)構(gòu)層208,該棱鏡結(jié)構(gòu)層208包括若干個相對于第一光學面上下起伏狀的等腰三角棱鏡結(jié)構(gòu)單元210，棱鏡結(jié)構(gòu)單元210沿著第一方向220以相對于第一光學面呈周期性上下起伏狀延伸，且相鄰棱鏡結(jié)構(gòu)單元沿著第二方向222兩兩相鄰接排列，第二實施例與第一實施例所不同的是任意兩個相鄰棱鏡的屋脊棱線具有隨機相位差，屋脊棱線具有固定間隔P為50 μ m，構(gòu)成棱鏡結(jié)構(gòu)層208。圖8顯示上下起伏狀的等腰三角棱鏡結(jié)構(gòu)單元210，起伏狀棱鏡具有屋脊棱線214，屋脊棱線214由方程y=3*sin (χ/600) μ m確定，并且棱線所在平面與第一光學面206垂直；圖9顯示棱鏡結(jié)構(gòu)單元高度h沿著其長度方向連續(xù)變化，其變化規(guī)律為h=33+3*sin(χ/600) μ m,即棱鏡結(jié)構(gòu)平均高度H為33 μ m，棱鏡高度起伏周期T為3768 μ m ;三角棱鏡頂角為90°。另外，該等腰三角形的頂角可以具有圓弧或任意光滑曲線，該圓弧的半徑為1-20 μ m，以圓弧或任意光滑曲線為頂部結(jié)構(gòu)代替尖銳頂角在實際使用中更具耐刮擦的優(yōu)勢。所述基材202材料是聚甲基丙烯酸甲酯，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層208的材料是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸脂。所述增亮膜的制備方法為:基材202第一光學面206上涂覆紫外光固化樹脂層，用具有與棱鏡結(jié)構(gòu)層208之微結(jié)構(gòu)互補結(jié)構(gòu)的模具輪對紫外光固化樹脂進行壓膜，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208設(shè)置于基材202的第一光學面206上。此實施例中，棱鏡高度起伏變化為±3 μ m，變化范圍為12%，由此造成與光滑膜片接觸時具有足夠到的空隙讓水汽排除，可以有效防止水汽吸附，另外，由于棱鏡變化周期長達3768 μ m，若在裝配時遇到粗糙物體刮擦，本實施例較原有技術(shù)更具有耐刮能力，如圖6所示。另外相比于第一實施例中相鄰棱鏡的屋脊棱線具有固定相位差，棱鏡起伏在宏觀上易形成周期性條紋，在與其他具有周期性結(jié)構(gòu)的膜片搭配使用時易形成摩爾干涉條紋，影響光學表現(xiàn)，因此第二實施例中相鄰棱鏡的屋脊棱線具有隨機相位差可以避免在宏觀上易形成周期性條紋，因而可以進一步提供光學表現(xiàn)。本實用新型提供的增光膜，具有高低起伏棱鏡結(jié)構(gòu)，可以減輕因傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)長距離貼合而造成的漏光現(xiàn)象，而且起伏結(jié)構(gòu)周期較長，在使用時與堅硬物體刮擦不易崩裂，可提高發(fā)光模組生產(chǎn)良率。因此，該增亮膜在光學表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢。另外，本實用新型還提供一種顯示裝置，包括上述實施例中的增光膜結(jié)構(gòu)。該顯示裝置包括液晶電腦、液晶電視、平板電腦、液晶顯示器、手機或其他電子產(chǎn)品。本實用新型提供的顯示裝置，采用的增光膜具有高低起伏棱鏡結(jié)構(gòu)，可以減輕因傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)長距離貼合而造成的漏光現(xiàn)象，而且起伏結(jié)構(gòu)周期較長，在使用時與堅硬物體刮擦不易崩裂，可提高發(fā)光模組生產(chǎn)良率。因此，該增亮膜在光學表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種增光膜，其特征在于，包括:基材和呈波浪狀的棱鏡結(jié)構(gòu)層，所述基材包括第一光學面和位于所述第一光學面對面的第二光學面，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層設(shè)置在所述第一光學面上；所述棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個棱鏡單兀按同一方向排成陣列，所述棱鏡單兀在長度伸展方向相對于第一光學面呈周期性上下起伏狀態(tài)，設(shè)置所述棱鏡單元具有平均高度H，波浪狀起伏周期長度T，T > 101*H。
2.如權(quán)利要求1所述的增光膜，其特征在于，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層中任意兩個相鄰的棱鏡單元波峰棱線間距為11.55 μ m 207.86 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的增光膜，其特征在于，所述棱鏡單元的橫截面為等腰三角形。
4.如權(quán)利要求1所述的增光膜，其特征在于，所述棱鏡單元的橫截面為頂角為圓弧的等腰三角形。
5.如權(quán)利要求4所述的增光膜，其特征在于，所述圓弧半徑為1-20μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的增光膜，其特征在于，所述棱鏡單元的橫截面為頂角為光滑曲線的等腰三角形。
7.如權(quán)利要求3所述的增光膜，其特征在于，所述等腰三角形的頂角角度為60。 120。，平均高度 H 為 10μπΓ60μπι。
8.如權(quán)利要求1所述的增光膜，其特征在于，所述棱鏡單元高度h在長度伸展方向上周期性起伏的變化范圍為單元平均高度H的2%-20%。
9.如權(quán)利要求1所述的增光膜，其特征在于，所述棱鏡單元的材料為紫外線固化樹脂； 所述基材的材料為聚對苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
10.一種顯示裝 置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項所述的增光膜。
專利摘要本實用新型涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種增光膜和顯示裝置。該增光膜包括基材和呈波浪狀的棱鏡結(jié)構(gòu)層，基材包括第一光學面和位于第一光學面對面的第二光學面，棱鏡結(jié)構(gòu)層設(shè)置在第一光學面上；所述棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個棱鏡單元按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元在長度伸展方向具有相對于第一光學面呈周期性上下起伏狀態(tài)，置棱鏡單元具有平均高度H，波浪狀起伏周期長度T，T＞101H。本實用新型提供的增光膜和顯示裝置，具有高低起伏棱鏡結(jié)構(gòu)，可以減輕因傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)長距離貼合而造成的漏光現(xiàn)象，而且起伏結(jié)構(gòu)周期較長，在使用時與堅硬物體刮擦不易崩裂，可提高發(fā)光模組生產(chǎn)良率。因此，該增亮膜在光學表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢。
文檔編號G02F1/13357GK202975375SQ20122034277
公開日2013年6月5日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者鐘玉 申請人:張家港康得新光電材料有限公司