CN102073081B

CN102073081B - 光学扩散薄膜

Info

Publication number: CN102073081B
Application number: CN 201110033404
Authority: CN
Inventors: 刁锐敏
Original assignee: MIANYANG LONGHUA FILM CO Ltd
Current assignee: Sichuan Longhua Film Co ltd
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-01-30
Also published as: CN102073081A

Abstract

本发明公开了一种光学扩散薄膜，包括高分子材料本体，高分子材料本体的上表面或者下表面上设置有突起结构，或者上表面与下表面上都设置有突起结构，本光学扩散薄膜由工程塑料与抗静电剂、抗紫外线吸收剂、抗氧化剂中的一种或者几种的组合。工程塑料为聚碳酸酯；所述的抗静电剂为烷基苯磺酸-烷基磷盐；所述的抗紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述的抗氧化剂为双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。本发明的光学扩散薄膜的优点在于优化扩散薄膜上、下表面设置有一定尺寸、形状和排列方式的突起结构以及材料组份的改进，从而使光学扩散薄膜不仅具有较好的光学扩散效果，并具有更高的聚光能力以达到一定的光学增亮效果。

Description

光学扩散薄膜

技术领域

本发明涉及一种光学扩散薄膜，具体涉及一种光学扩散薄膜的组分以及表面结构的改进。

背景技术

近年来平面显示技术，特别是液晶显示技术的快速发展，平板显示器已经取代传统阴极射线管显示器成为主流。液晶显示技术已在移动通讯设备显示、笔记本电脑显示器、台式电脑显示器以及大尺寸液晶电视上广泛应用，同时对显示装置中光学扩散薄膜的性能要求日趋提高，主要集中在提高亮度和照明均匀度上。

现有应用于液晶显示装置的光学扩散薄膜多为采用涂敷方式生产的多层薄膜，其中在采用涂敷方式生产的多层薄膜的涂敷层中含有不同尺寸的散射粒子。

图1为传统的采用涂敷方式生产的光学扩散薄膜的结构示意图，此光学扩散薄膜主要包括透明基板10，上涂敷层20及上散射粒子40和下涂敷层30及下散射粒子50。传统的采用涂敷方式生产的光学扩散薄膜主要依靠涂敷层中随机散布且不同尺寸的散射粒子对进入涂层内的入射光线进行充分散射，以使出射光线的方向随机分布，从而将入射的光分布均匀化。同时，由于薄膜的上表面中有少数尺寸较大的粒子部分外露到涂层表面之外，组成了类似于透镜表面的形状，从而使薄膜具有一定的聚光能力。然而在此设计中，由于能够突出于涂层之外的粒子数量较少，所以这种薄膜的聚光能力十分有限。而且粒子的形状，尺寸分布很广，虽能增加薄膜的光学扩散能力，但不能保证薄膜的聚光能力，使得直接使用这种薄膜的液晶显示装置的亮度并不高。

随着液晶显示器的广泛应用，如何解决传统涂覆的扩散薄膜上由于表面仅有少数尺寸较大粒子突出于涂层而致使薄膜聚光能力有限的问题，增加液晶显示器背光模组的发光效率，成为光学薄膜研究工作者致力解决的技术问题之一。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种光学扩散薄膜，以使光学扩散薄膜不仅具有较好的光学扩散效果，并具有更高的聚光能力以到达光学增亮效果，同时使液晶显示装置具有较高的光学均匀度和亮度。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种光学扩散薄膜，包括高分子材料本体，其特征在于所述的高分子材料本体的上表面或者下表面上设置有突起结构，或者上表面与下表面上都设置有突起结构，本光学扩散薄膜由工程塑料与抗静电剂、抗紫外线吸收剂、抗氧化剂中的一种或者几种的混合。

进一步的技术方案是所述的工程塑料为聚碳酸酯；所述的抗静电剂为烷基苯磺酸-烷基磷盐；所述的抗紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述的抗氧化剂为双2.4-二叔丁基苯基季戊四醇二亚磷酸酯。

进一步的技术方案是所述的工程塑料含量占94％至97％，抗氧剂含量占0.05％至0.5％，抗紫外线吸收剂含量占0.05％至0.5％，抗静电剂含量占2％至5％。

进一步的技术方案是所述的上表面的突起结构为多个，该多个突起结构覆盖整个光学扩散薄膜上表面，多个突起结构所占的面积之和与所述光学扩散薄膜上表面的面积之比为1。

进一步的技术方案是所述的突起结构包括锥形基底以及设置在锥形基底上方的球冠体结构，该锥形基底的底部为多变形，多变形的底部向顶部延伸时逐渐形成圆形的顶部，球冠体结构设置在锥形基底的顶部上，多个锥形基底的排列方式是所述的基底的多变形底部相互紧密连接。

进一步的技术方案是所述的高分子材料本体的上表面突起结构的锥形基底的多边形底部为正六边形。

更进一步的技术方案是所述的上表面的突起结构的球冠体结构的高度与锥形基底底部的最大宽度的比值大于0.5。

再进一步的技术方案是所述的突起结构的高度为5微米至200微米。

还进一步的技术方案是所述的高分子材料本体的折射率为1.35至1.8。

本技术方案还可以是所述的高分子材料本体的下表面突起结构为球冠体突起，其排列方式是相邻两个球冠体突起之间有间隔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的光学扩散薄膜的优点在于优化扩散薄膜上、下表面设置的一定尺寸、形状和排列的突起结构以及材料方面的改进，从而使光学扩散薄膜不仅具有较好的光学扩散效果，并具有更高的聚光能力以达到一定的光学增亮效果。本发明中增加的抗紫外线吸收剂能有效地保护涂层光泽，避免龟裂和发生斑点，该产品易于乳化，可显著提高涂层性能，防止其失光，开裂，起泡，脱落和变色，可抗250至380nm的紫外光照；抗氧化剂使得终混合材料抗氧化能力增强，提高了本光学扩散薄膜的使用寿命；抗静电剂使得材料表面电阻降至10^11至10^13欧姆量级。而且将新型光学扩散薄膜100替代传统涂覆方式以及用改进后的材料制作的扩散薄膜应用于背光模组中，可以为使背光模组系统带来更高的光学亮度，并保持相同的光学均匀度。

附图说明

图1为现有技术的光学扩散薄膜的剖面示意图；

图2为本发明光学扩散薄膜的剖面结构示意图；

图3为本发明光学扩散薄膜的上表面突起结构俯视图；

图4为本发明光学扩散薄膜的下表面突起结构仰视图；

图5为本发明光学扩散薄膜的单个上表面突起结构俯视图；

图6为本发明光学扩散薄膜的单个上表面突起结构刨面图；

图7为本发明光学扩散薄膜的单个上表面突起结构三维侧视图；

图中：光学扩散薄膜100、高分子材料本体110、突起结构120、球冠体突起130、光线140、锥形基底150、球冠体160。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

实施例一

如图2、图3、图4、图5、图6所示，光学扩散薄膜100主要包括一个高分子材料本体110和突起结构120，高分子材料本体110的折射率为1.58，高分子材料本体110和突起结构120主要成分为94％的聚碳酸酯PC，5％的抗静电分子，0.5％的紫外吸收剂，0.5％的抗氧化剂经常规方法混合制成。上述的工程塑料为聚碳酸酯；上述的抗静电剂为烷基苯磺酸-烷基磷盐；上述的抗紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；上述的抗氧化剂为双2.4-二叔丁基苯基季戊四醇二亚磷酸酯。光学扩散薄膜100其上表面突起为70微米的突起结构120，突起结构120包括锥形基底150以及设置在锥形基底150上方的球冠体160结构，该锥形基底150的底部为正六边形，正六边形的底部向顶部延伸时逐渐形成圆形，球冠体160结构设置在锥形基底150的顶部上，多个锥形基底150的排列方式是上述的锥形基底150的多边形底部相互紧密连接，即多个突起结构120锥形基底150的正六边形底部的两条相邻边紧密依靠在一起，达到最大的占空比，如果锥形基底150的底部若为圆形，此时多个锥形基底150的底部不能紧密接触，连接之间会存在一定的间隙，不能达到最大的占空比。带有锥形基底150以及球冠体160的突起结构120形成的阵列组成了光学微透镜组，使得从薄膜下表面入射的光线140在进入光学扩散薄膜100后可以被其不断反射和折射，达到光学扩散的效果，同时其可以使光线140向中心传播方向上聚集，形成聚光效果。光学扩散薄膜100的下表面的突起结构120的直径为20微米的带有圆锥形基底的球冠体突起130，其排列方式为以间距为100微米为边距的菱形结构排列，相邻的四个球冠体突起130形成一个菱形结构。

光学扩散薄膜100的单个上表面突起结构120的具体结构如图5和图6所示，其中，光学扩散薄膜100的单个上表面突起结构120由一带有正六边形底部的锥形基底150和一个在锥形基底150上的球冠体160结构组成，带有正六边形底部的锥形基底150的高度为10微米，锥形基底150的正六边形底部的最大宽度为70微米，球冠体160结构的高度为40微米，此时上表面的突起结构120的球冠体160结构的高度与锥形基底150底部的最大宽度的比值为0.59，大于0.5，此处比例值通过实践得出大于0.5具有更好的光学扩散效果，球冠体160结构与锥形基底150顶部接触处的直径为58微米。

在实际的液晶显示用背光模组中使用该薄膜与传统涂覆扩散薄膜的光学辉度对比见下表：

同时，其光学均匀度对比为：

从以上结果可以看出将新型光学扩散薄膜100替代传统涂覆方式以及用改进后的材料制作的扩散薄膜应用于背光模组中，可以为使背光模组系统带来更高的光学亮度，并保持相同的光学均匀度。

本实施例中只列出锥形基底150的多变形底部只为正六边形的情况，当为八边形或者其它形状时也能达到相同的技术效果，依然在本申请文件的保护范围之内。

实施例二

如图2、图3、图4、图5、图6所示，在本实施例中，光学扩散薄膜100主要包括一个高分子材料本体110和突起结构120，其高分子材料本体110的折射率为1.35，高分子材料本体110和突起结构120主要成分为97％的聚碳酸酯PC，2％的抗静电分子，0.5％的紫外吸收剂，0.5％的抗氧化剂经混合制成。上述的工程塑料为聚碳酸酯；上述的抗静电剂为烷基苯磺酸-烷基磷盐；上述的抗紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述的抗氧化剂为双2.4-二叔丁基苯基季戊四醇二亚磷酸酯。其中，光学扩散薄膜100的单个上表面突起结构120由一带有正六边形底部的锥形基底150和一个在锥形基底150上的球冠体160结构组成，突起结构120的整个高度为5微米，锥形基底150的高度为1微米，球冠体160结构的高度为4微米，锥形基底150的正六边形底部的最大宽度为6微米，此时上表面的突起结构120的球冠体160结构的高度与锥形基底150底部的最大宽度的比值为0.67，大于0.5，球冠体160结构与锥形基底150顶部接触处的直径为6微米。

本实施例中的其它部分与实施例一相同，故不再重复描述。

实施例三

如图2、图3、图4、图5、图6所示，在本实施例中，光学扩散薄膜100主要包括一个高分子材料本体110和突起结构120，其高分子材料本体110的折射率为1.8，高分子材料本体110和突起结构120主要成分为96％的聚碳酸酯PC，3.9％的抗静电分子，0.05％的紫外吸收剂，0.05％的抗氧化剂。上述的工程塑料为聚碳酸酯；上述的抗静电剂为烷基苯磺酸-烷基磷盐；上述的抗紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述的抗氧化剂为双2.4-二叔丁基苯基季戊四醇二亚磷酸酯。光学扩散薄膜100的单个上表面突起结构120由一带有正六边形底部的锥形基底150和一个在锥形基底150上的球冠体160结构组成，该突起结构120的整体高度为200微米，带有正六边形底部的锥形基底150的高度为40微米，锥形基底150的正六边形底部的最大宽度为300微米，球冠体160结构的高度为160微米，此时上表面的突起结构120的球冠体160结构的高度与锥形基底150底部的最大宽度的比值为0.53，大于0.5，球冠体160结构与锥形基底150顶部接触处的直径为180微米，其它结构与实施例一相同。

Claims

1.一种光学扩散薄膜，包括高分子材料本体（110），其特征在于所述的高分子材料本体（110）的上表面或者下表面上设置有突起结构（120），或者上表面与下表面上都设置有突起结构（120），高分子材料本体（110）和突起结构（120）由工程塑料与抗静电剂、抗紫外线吸收剂、抗氧化剂中的一种或者几种的混合；所述的突起结构（120）包括锥形基底（150）以及设置在锥形基底（150）上方的球冠体（160）结构，该锥形基底（150）的底部为多边形，多边形的底部向顶部延伸时逐渐形成圆形，球冠体（160）结构设置在锥形基底（150）的圆形顶部上，多个锥形基底（150）的排列方式是锥形基底（150）的多边形底部相互紧密连接；所述设置在锥形基底（150）顶部的球冠体（160）结构的高度与锥形基底（150）底部的最大宽度的比值大于0.5。

2.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的工程塑料为聚碳酸酯；所述的抗静电剂为烷基苯磺酸-烷基磷盐；所述的抗紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；所述的抗氧化剂为双（2.4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯。

3.根据权利要求2所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述工程塑料与抗静电剂、抗紫外线吸收剂、抗氧化剂同时混合的情况下，所述的高分子材料本体（110）中的聚碳酸酯含量占94%至97%，双（2.4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯含量占0.05%至0.5%，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮含量占0.05%至0.5%，烷基苯磺酸-烷基磷盐含量占2%至5%。

4.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的上表面的突起结构（120）为多个，该多个突起结构（120）覆盖整个光学扩散薄膜上表面，多个突起结构（120）所占的面积之和与所述光学扩散薄膜上表面的面积之比为1。

5.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的高分子材料本体（110）上表面的突起结构（120）的锥形基底（150）的底部为正六边形。

6.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的突起结构（120）的高度为5微米至200微米。

7.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的高分子材料本体（110）的折射率为1.35至1.8。

8.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的高分子材料本体（110）下表面的突起结构（120）为球冠体突起（130），其排列方式是相邻两个球冠体突起（130）之间有间隔。