CN102081177A - 一种光学扩散膜及使用该光学扩散膜的液晶显示背光源 - Google Patents

一种光学扩散膜及使用该光学扩散膜的液晶显示背光源 Download PDF

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Abstract

一种光学扩散膜及使用该光学扩散膜的液晶显示背光源，所述光学扩散膜包括一个折射率为1.4～1.8的光学透明材料制成的透明基材，所述透明基材上表面设置有折射率为1.4～1.7的扩散涂层，所述涂层中设置有折射率为1.4～1.7的扩散粒子，所述扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述涂层中，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子最大粒径的1/2～2/3，所述扩散粒子的涂布密度为103～106个/平方毫米。本发明通过控制扩散粒子的粒径、排列和涂布密度，并通过控制扩散涂层的厚度而使这种光学扩散膜具有更高的雾度和聚光能力，应用了本发明的光学扩散膜的液晶显示背光源，具有较高的雾度和亮度。

Description

一种光学扩散膜及使用该光学扩散膜的液晶显示背光源
技术领域
本发明涉及一种光学扩散膜和使用该光学扩散膜制造的液晶显示背光源。
背景技术
现有的光学扩散薄膜被广泛应用于液晶显示背光源，广告灯箱，照明灯具，移动通讯设备按键等需要光源的装置上以提供均匀照明。近年来液晶显示背光源的快速发展和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的广泛应用，对背光源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背光源的光学扩散薄膜多为采用拉伸技术生产的有机薄膜和采用涂布方式生产的多层薄膜，其中在采用涂布方式生产的多层薄膜的涂布层中含有不同粒径的散射粒子。图1为传统的采用涂布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材10，扩散涂布层20及散射粒子40和防粘接涂布层30及防粘接粒子50。传统的采用涂布方式生产的光学扩散薄膜主要依靠涂布层中随机散布且不同粒径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，从而将入射的不均匀光场均匀化，并对薄膜下背光模组元件的瑕疵进行遮盖。同时，由于一些粒径较大的粒子的顶部突出于涂层表面，形成对光线具有一定聚光作用的曲面21，从而使此种光学扩散片具有一定的聚光能力。然而在此设计中，由于只有少数粒径较大的粒子突出于涂层，扩散涂层的厚度和上扩散粒子最大粒径的比值偏大，粒子涂布密度偏小，所以这种薄膜的聚光能力和遮盖能力十分有限。
发明内容
    本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够有效提高雾度和亮度的光学扩散膜及使用该光学扩散膜的液晶显示背光源。
解决上述问题所采用的技术方案为：
一种光学扩散膜薄膜，它包括一个折射率为1.4～1.8的光学透明材料制成的透明基材，所述透明基材上表面设置有折射率为1.4～1.7的扩散涂层，所述涂层中设置有折射率为1.4～1.7的扩散粒子，所述扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述涂层中，所述扩散粒子由以下直径的球形粒子按以下质量百分比组成：1～10um：10～30%，11～20um：50～80%，21～35um：0～20%，所述扩散粒子的排列方式为随机排列，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子最大粒径的1/2～2/3，所述扩散粒子的涂布密度为103～106个/平方毫米。
所述透明基材为PET、PC和PS的一种，所述扩散粒子为硅氧烷树脂、PS和PMMA的一种。
所述透明基材的下表面设置有折射率为1.4～1.7的防粘接涂层，所述防粘接涂层内设置有折射率为1.4～1.7的防粘接粒子，所述防粘接粒子互不接触分散设置在所述表面上，所述防粘接涂层的厚度为防粘接粒子最大粒径的1/2～2/3，所述防粘接粒子的直径为2～10um，涂布密度为每70～500个/平方毫米。
一种液晶显示背光源，它包括用于发光的光源、反射片、导光板（扩散板）及边框、光学扩散膜和棱镜片，所述光学扩散膜包括一个折射率为1.4～1.8的光学透明材料制成的透明基材，所述透明基材上表面设置有折射率为1.4～1.7的扩散涂层，所述涂层中设置有折射率为1.4～1.7的扩散粒子，其特征在于，所述扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述涂层中，所述扩散粒子由以下直径的球形粒子按以下质量百分比组成：1～10um：10～30%，11～20um：50～80%，21～35um：0～20%，所述扩散粒子的排列方式为随机排列，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子最大粒径的1/2～2/3，所述扩散粒子的涂布密度为103～106个/平方毫米。
上述液晶显示背光源，所述光源为冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管、热阴极荧光灯和有机发光二极管中的至少一种，所述光源可设置在导光板的侧面或扩散板和反射片之间。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过控制扩散涂层中圆形扩散粒子的粒径、排列和单位面积的数量，并通过控制扩散涂层的厚度而使这种光学扩散膜具有更高的聚光能力；设置有防粘接粒子的防粘接层使光学扩散膜在具体应用于显示背光源中时和其他组件之间形成一薄空气层。应用了本发明的光学扩散膜的液晶显示背光源，具有较少的组合件数量，并具有较高的雾度和亮度。
附图说明
图1为现有技术中光学扩散膜的剖面示意图；
图2为本发明实施例1和2的光学扩散膜的剖面示意图；
图3为本发明实施例7的光学扩散膜剖面结构示意图；
图4为本发明实施例8的背光源剖面示意图；
图5为本发明实施例9的背光源的机构示意图；
图6为本发明实施例10的背光源的机构示意图；
附图及文中各标号表示为：透明基材10，扩散涂布层20，防粘接涂布层30，散射粒子40，防粘接粒子50，光学扩散薄膜100，透明PET基材110，扩散涂层120，防粘接涂层130，扩散粒子140，防粘接粒子150，学扩散薄膜500，透明PET基材510，扩散涂层520，防粘接涂层530，球形PMMA扩散粒子540，球形PMMA防粘接粒子550，灯管710，反射片720，透明导光板730，光学扩散薄膜740，液晶显示面板750，聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，聚碳酸酯PC，聚苯乙烯PS，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图2所示，光学扩散薄膜100包括一个透明PET基材110，一个包含有球形PMMA扩散粒子140的扩散涂层120和一个包含有球形PMMA防粘接粒子150的防粘接涂层130。扩散层120中扩散粒子按表1中的配比进行组合，大颗粒扩散膜粒子140紧密排列方排列在扩散涂层中，小颗粒扩散粒子分散填充在扩散涂层120内，利用小颗粒扩散粒子与基材和树脂涂层的折射率的不同对光线起发散作用；扩散层120的厚度被严格控制在大颗粒扩散粒子140的粒径的1/2，大颗粒扩散粒子140有一半埋藏在扩散涂层120中，另一半裸露的扩散涂层120之上，形成具有聚光效果的透镜结构，使从下面传输过来的光线160向中心收集。防粘接层130中含有粒径为5微米的球形PMMA防粘接粒子150，防粘接粒子150涂布密度为每平方毫米100个，防粘接粒子150被随机的稀疏的排列在防粘接层130中，防粘接涂层130的厚度为防粘接粒子150粒径的1/2，其突出的部分和其他组件之间形成一薄空气层可以防止此光学薄膜100和其他元件粘连在一起。
Figure 569744DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
如图2所示，光学扩散薄膜100包括一个透明PET基材110，一个包含有球形PS扩散粒子140的扩散涂层120和一个包含有球形PMMA防粘接粒子150的防粘接涂层130。扩散层120中扩散粒子按表2中的配比进行组合，大颗粒扩散膜粒子140紧密排列方排列在在扩散涂层中，小颗粒扩散粒子分散填充在扩散涂层120内，利用小颗粒扩散粒子与基材和树脂涂层的折射率的不同对光线起发散作用；扩散层120的厚度被严格控制在大颗粒扩散粒子140的粒径的3/5，大颗粒扩散粒子140有一半埋藏在扩散涂层120中，另一半裸露的扩散涂层120之上，形成具有聚光效果的透镜结构，使从下面传输过来的光线160向中心收集；防粘接层130中含有粒径8微米的防粘接粒子150，防粘接粒子150涂布密度为每平方毫米70个，防粘接粒子150被随机的稀疏的排列在防粘接层130中，防粘接涂层130的厚度为防粘接粒子150粒径的2/3，其突出的部分和其他组件之间形成一薄空气层可以防止此光学薄膜100和其他元件粘连在一起。
Figure 486885DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
光学扩散薄膜包括一个透明PET基材，一个包含有球形PMMA扩散粒子的扩散涂层和一个包含有球形PMMA防粘接粒子的防粘接涂层。扩散层中扩散粒子按表3中的配比进行组合，扩散膜粒子紧密排列方排列在扩散涂层中；扩散层的厚度被严格控制在最大扩散粒子的粒径的2/3；防粘接层中含有粒径2微米的防粘接粒子，防粘接粒子被随机的稀疏的排列在防粘接层中，防粘接粒子的涂布密度为500个/每平方毫米，防粘接涂层的厚度为防粘接粒子粒径的3/ 5，其突出的部分和其他组件之间形成一薄空气层可以防止此光学薄膜和其他元件粘连在一起。
实施例4
光学扩散薄膜包括一个透明PET基材，一个包含有球形硅氧烷树脂扩散粒子的扩散涂层和一个包含有球形PMMA防粘接粒子的防粘接涂层。扩散层中扩散粒子按表4中的配比进行组合，扩散膜粒子紧密排列方排列在扩散涂层中；扩散层的厚度被严格控制在最大扩散粒子的粒径的4/7；防粘接层中含有粒径10微米的防粘接粒子，防粘接粒子被随机的稀疏的排列在防粘接层中，防粘接粒子的涂布密度为150个/每平方毫米，防粘接涂层的厚度为防粘接粒子粒径的1/2，其突出的部分和其他组件之间形成一薄空气层可以防止此光学薄膜和其他元件粘连在一起。
 
Figure 599514DEST_PATH_IMAGE004
实施例5
光学扩散薄膜包括一个透明PET基材，一个包含有球形PS扩散粒子的扩散涂层和一个包含有球形PMMA防粘接粒子的防粘接涂层。扩散层中扩散粒子按表5中的配比进行组合，扩散膜粒子紧密排列方排列在扩散涂层中；扩散层的厚度被严格控制在最大扩散粒子的粒径的5/8；防粘接层中含有粒径4微米的防粘接粒子，防粘接粒子被随机的稀疏的排列在防粘接层中，防粘接粒子的涂布密度为400个/每平方毫米，防粘接涂层的厚度为防粘接粒子粒径的3/5，其突出的部分和其他组件之间形成一薄空气层可以防止此光学薄膜和其他元件粘连在一起。
实施例6
光学扩散薄膜包括一个透明PET基材，一个包含有球形PMMA扩散粒子的扩散涂层和一个包含有球形PMMA防粘接粒子的防粘接涂层。扩散层中扩散粒子按表6中的配比进行组合，扩散膜粒子紧密排列方排列在扩散涂层中；扩散层的厚度被严格控制在最大扩散粒子的粒径的1/2；防粘接层中含有粒径3微米的防粘接粒子，防粘接粒子被随机的稀疏的排列在防粘接层中，防粘接粒子的涂布密度450个/每平方毫米，防粘接涂层的厚度为防粘接粒子粒径的5/8，其突出的部分和其他组件之间形成一薄空气层可以防止此光学薄膜和其他元件粘连在一起。
 
Figure 767507DEST_PATH_IMAGE006
实施例7
如图3所示，其它结构与实施例1相同，光学扩散薄膜500包括一个透明PET基材510，一个包含有球形PMMA扩散粒子540的扩散涂层520和一个包含有球形PMMA防粘接粒子550的防粘接涂层530，扩散涂层粒子按表7进行组合。
Figure 690333DEST_PATH_IMAGE007
实施例8
如图4所示，为使用两层上述光学扩散薄膜应用于侧光式背光源笔记本电脑显示器的示例，其中，710为灯管，720为高效率反射片，730为背光源中的透明导光板，740光学扩散薄膜，750为液晶显示面板。
实施例9
如图5所示，为使用两层上述光学扩散薄膜应用于桌面型电脑显示器的示例。其中，710为灯管，720为高效率反射板，760为桌面型电脑显示器中的导光板，740为光学扩散薄膜，750为液晶显示面板。
实施例10
如图6所示，为使用两层上述光学扩散薄膜应用于液晶显示器的示例。其中，710为灯管，720为高效率反射板，770为桌面型电脑显示器中的导光板，740为光学扩散薄膜，750为液晶显示面板。
上述实施例中，灯管710可以是冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管和热阴极荧光灯中的至少一种。

Claims (5)

1.一种光学扩散膜，它包括一个折射率为1.4～1.8的光学透明材料制成的透明基材，所述透明基材上表面设置有折射率为1.4～1.7的扩散涂层，所述涂层中设置有折射率为1.4～1.7的扩散粒子，其特征在于，所述扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述涂层中，所述扩散粒子由以下直径的球形粒子按以下质量百分比组成：1～10um：10～30%，11～20um：50～80%，21～35um：0～20%，所述扩散粒子的排列方式为随机排列，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子最大粒径的1/2～2/3，所述扩散粒子的涂布密度为103～106个/平方毫米。
2.根据权利要求1所述光学扩散膜，其特征在于，所述透明基材为PET、PC或PS中的一种，所述扩散粒子为硅氧烷树脂、PS或PMMA中的一种。
3.根据权利要求1或2所述光学扩散膜，其特征在于，所述透明基材的下表面设置有折射率为1.4～1.7的防粘接涂层，所述防粘接涂层内设置有折射率为1.4～1.7的防粘接粒子，所述防粘接粒子互不接触分散设置在所述表面上，所述防粘接涂层的厚度为防粘接粒子最大粒径的1/2～2/3，所述防粘接粒子的直径为2～10um，涂布密度为每70～500个/平方毫米。
4.一种液晶显示背光源，它包括用于发光的光源、反射片、导光板及边框、光学扩散膜和棱镜片，所述光学扩散膜包括一个折射率为1.4～1.8的光学透明材料制成的透明基材，所述透明基材上表面设置有折射率为1.4～1.7的扩散涂层，所述涂层中设置有折射率为1.4～1.7的扩散粒子，其特征在于，所述扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述涂层中，所述扩散粒子由以下直径的球形粒子按以下质量百分比组成：1～10um：10～30%，11～20um：50～80%，21～35um：0～20%，所述扩散粒子的排列方式为随机排列，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子最大粒径的1/2～2/3，所述扩散粒子的涂布密度为103～106个/平方毫米。
5.根据权利要求书4所述液晶显示背光源，其特征在于，所述光源为冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管、热阴极荧光灯和有机发光二极管中的至少一种，所述光源设置在导光板的侧面或扩散板和反射片之间。
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