CN102132175B - 具有微透镜图案和压纹图案的漫射膜 - Google Patents

具有微透镜图案和压纹图案的漫射膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用在背光单元中的光学膜，且更具体地涉及在其表面上具有微透镜图案和压纹图案以提供聚集和漫射光功能的漫射膜。所述漫射膜具有接收入射光的光进入面和与所述光进入面相背布置且发射光的光离开面，其中所述光离开面具有多个微透镜，所述微透镜形成在所述光离开面的表面上以与所述漫射膜成为整体，且布置所述微透镜以在其间形成间隔面，且所述间隔面在其表面上形成有压纹图案。

Description

具有微透镜图案和压纹图案的漫射膜
技术领域
本发明涉及用在背光单元中的光学膜，且更具体地涉及在其表面上具有微透镜图案和压纹图案以提供聚集和漫射光功能的漫射膜。
背景技术
通常，诸如液晶显示器等显示器系统包括在背光单元内起聚集或漫射光作用的多个光学膜。
近些年，本领域中对通过增强光利用效率而具有改进亮度的光学膜愈发感兴趣。作为用在光学膜中漫射光的漫射膜，其是指可用于使光对观看者而言均匀分布同时通过弥补光导引起的任何缺陷来保持总光透射比的任何类型的元件。
用于液晶显示器的此类漫射膜适用于车辆导航系统、移动电话、PDA、笔记本电脑、台式电脑显示器、TV等。
常规地，漫射膜通过将聚苯乙烯小珠或丙烯酸类小珠涂布在基底上来制造。此时，漫射膜必然要经历大量工艺，这增加了制造成本。
因此，需要这样的漫射膜，其提供光漫射功能且没有将小珠涂布在基底上的单独工艺，且可实现液晶显示器的更高亮度。
发明内容
技术问题
本发明意在解决上述问题，且本发明一方面提供了可实现漫射和聚集光双重功能，且没有小珠涂布工艺的漫射膜。
本发明的另一方面提供了具有漫射和聚集光双重功能，且有助于实现液晶显示器更高亮度的漫射膜。
技术方案
根据本发明的一个方面，漫射膜具有接收入射光的光进入面和与所述光进入面相背布置且发射光的光离开面，其中所述光离开面具有多个微透镜，所述多个微透镜形成在所述光离开面的表面上以与所述漫射膜成为整体，且所述多个微透镜布置为在其间形成间隔面，且所述间隔面具有在其表面上形成的压纹图案。
根据本发明的另一个方面，漫射膜具有接收入射光的光进入面和与所述光进入面相背布置且发射光的光离开面，其中所述光离开面具有多个微透镜，所述多个微透镜形成在所述光离开面的表面上以与所述漫射膜成为整体，且所述多个微透镜布置为在其间形成间隔面，且所述间隔面具有在其表面上形成的压纹图案以与所述漫射膜成为整体。
根据本发明的再一个方面，一种制造漫射膜的方法包括：制造光离开面辊和光进入面辊，所述光离开面辊具有对应于光离开面逆象的表面，且所述光进入面辊具有镜面；通过挤出透明聚合物树脂熔体形成熔体膜；通过使所述熔体膜在所述光离开面辊和所述光进入面辊之间经过将图案转移至所述熔体膜；和冷却其上转移有所述图案的所述熔体膜。
根据本发明的再一个方面，一种制造漫射膜的方法包括：制造光离开面辊和光进入面辊，所述光离开面辊具有对应于光离开面逆象的表面，且所述光进入面辊具有压纹图案的逆象；通过挤出透明聚合物树脂熔体形成熔体膜；通过使所述熔体膜在所述光离开面辊和所述光进入面辊之间经过将图案转移至所述熔体膜；和冷却其上转移有所述图案的所述熔体膜。
有益效果
根据本发明，可制造具有漫射和聚集光双重功能，且不涉及现有技术中导致制造成本增加的小珠涂布工艺的漫射膜，以此实现制造成本的降低，同时通过实现高亮度漫射膜来降低功耗和改进光源效率。
附图说明
图1为根据本发明第一实施方式的漫射膜的透视图；
图2为根据本发明第二实施方式的漫射膜的背面透视图；
图3为根据本发明第三实施方式的漫射膜的透视图；
图4为根据本发明第四实施方式制造漫射膜方法的方案视图；和
图5为根据本发明第五实施方式制造漫射膜方法的方案视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图来描述本发明的示例性实施方式。
图1为根据本发明第一实施方式的漫射膜的透视图。
如图1所示，根据第一实施方式的漫射膜10具有接收入射光的光进入面11，和与光进入面11相背布置且发射光的光离开面12。
光进入面11在其表面上布置有半球形微透镜13以对漫射膜提供光聚集效应。
微透镜13围绕中心微透镜布置以构成三角形点阵，且在其间具有间隔面14。
每个微透镜13可具有20～200μm的直径D。微透镜13的直径小于20μm引起单个微透镜的影响过大(这是大面积实施中不希望的情况)和在技术和成本方面的其它缺点。
另一方面，微透镜13的直径超过200μm可引起漫射膜10厚度的增加、导致质量恶化的亮度变化以及漫射膜和液晶显示单元之间的莫尔现象。
微透镜13可具有在0.5～1.2范围内的高度H与曲率半径R的比例，即H/R比例。如果H/R比例小于0.5或大于1.2，漫射膜将在最佳光聚集范围之外聚集光，以此引起亮度变差。
间隔面14可具有1～20μm的宽度G。间隔面的宽度G是指微透镜13之间的距离。因此，微透镜13之间的距离小于1μm可引起膜片制造期间微透镜13之间的扩散(spreading)缺陷，这导致亮度变差和用于转移微透镜13图案的光离开面辊的寿命降低。相反，如果间隔面14的宽度G大于20μm，光离开面13中微透镜13占据的面积比例减少以降低光聚集效率，导致亮度变差。
图2为根据本发明第二实施方式的漫射膜的背面透视图。
根据第二实施方式的漫射膜包括具有与第一实施方式的光离开面结构相同的光离开面22，和在其表面上具有压纹图案25的光进入面21。
压纹图案25起到将光进入面21上入射的光漫射的作用。压纹图案25形成在光进入面21的表面上以具有0.5～3μm的表面粗糙度Ra和3～8μm的高度分布指数HDI。如果Ra和HDI小于这些值，很难获得光的均匀漫射，且如果Ra和HDI大于这些值，总光透射比降低，引起漫射膜上光透射比的部分变化。
根据本发明第一和第二实施方式的漫射膜可由透明的热塑性聚合物树脂形成。具体地，漫射膜可由选自甲基丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂和它们的组合中的热塑性树脂形成。
图3为根据本发明第三实施方式的漫射膜的透视图。
根据第三实施方式，漫射膜具有多个微透镜，所述微透镜具有直径为20～200μm的不均匀尺寸，且这多个微透镜布置为在微透镜之间具有每个宽度为1～20μm的不均匀的间隔面。
微透镜的布置起到防止因微透镜规则布置而发生的干涉或摩尔现象的作用。
图4为根据本发明第四实施方式制造漫射膜方法的方案视图。
如图4所示，制造漫射膜的方法包括：制造其表面上具有微透镜图案的逆象和压纹图案的光离开面辊42和具有光滑镜面的光进入面辊43，通过从模41挤出透明聚合物树脂熔体形成熔体膜45，通过使熔体膜45在光离开面辊42和光进入面辊43之间经过将图案转移至熔体膜45，和冷却其上转移有该图案的挤出的熔体膜46。
以下，将描述制造光离开面辊42的方法。
如以上图2所述，压纹图案形成在间隔面14上以改进光效率。因此，在光离开面辊42的制造中，微透镜的反转图案形成在光离开面辊42的表面上，其接下来经过喷砂以在间隔面14上形成压纹图案。
换句话说，在通过蚀刻制备具有预定微透镜图案的辊后，按照韩国专利申请第2007-0086601号的公开进行喷砂方法，使得此辊可在微透镜之间的间隔面上具有压纹图案。使用此专利申请中公开的砂尺寸和方法，压纹图案可适当地仅形成在微透镜之间的间隔面上，这些微透镜预先形成在光离开面辊的表面上。
此方法用在压纹图案与间隔面整体形成时。因此，通过单独形成压纹图案且将此压纹图案仅沉积在间隔面上，压纹图案可单独形成在间隔面上。
为了通过挤出热塑性树脂熔体的方法制造漫射膜，热塑性树脂可具有在250℃和10kgf下在5～100范围内的熔体指数(MI)。如果热塑性树脂的熔体指数小于5，辊的图案因粘度过高而无法被适当地转移，如果熔体指数大于100，热塑性树脂因粘度过低而无法挤成片形。
图5为根据本发明第五实施方式制造漫射膜方法的方案视图。
根据第五实施方式的方法是制造第二实施方式的漫射膜的方法。因此，对应于压纹图案逆象的辊图案形成在光进入面的表面上，以将压纹图案转移至光进入面。
如前述实施方式中，按照韩国专利申请第2007-0086601号的公开进行喷砂方法，以在光进入面的表面上形成压纹图案。此时，经历了喷砂过程的光进入面的表面可具有0.5～3μm的Ra和3～8μm的HDI。如果Ra和HDI小于这些值，很难获得光的均匀漫射，且如果Ra和HDI大于这些值，总光透射比降低，引起漫射膜上光透射比变化。
此外，在此实施方式中，通过单独形成压纹图案且将此压纹图案仅沉积在间隔面上，压纹图案可单独形成在间隔面上。
如上所述，根据本发明的漫射膜在其表面上比较密集地布置有半球形微透镜。此时，当微透镜围绕中心微透镜布置以构成等边三角形点阵时，可获得最密集的微透镜布置。
而且，为了最大化光聚集和漫射效果，压纹图案形成在微透镜之间的间隔面上。压纹图案不仅可提供光聚集和漫射效果，而且也可防止漫射膜与其它光学元件重叠时发生的摩尔现象。而且，微透镜可具有随机尺寸，且无规则布置以防止摩尔现象。
下文中，本发明将参照实施例和对比例对光学性质进行描述。
实施例1
根据第四实施方式的方法制造实施例1的漫射膜。实施例1由聚碳酸酯(Yarn SC-1220，购自韩国第一毛织株式会社)形成，使用未处理的铁辊作为光进入面辊和光离开面辊，辊上微透镜图案和压纹图案的逆象通过第四实施方式的方法形成。
微透镜具有表1所示的尺寸。将漫射膜布置在漫射器片(DRE361，购自韩国第一毛织株式会社)上，使用Eldim有限公司的EZ-Contrast测定亮度。而且，光屏蔽度，即混浊指数使用Nippon Denshoku有限公司的NDH 5000W-混浊度测量仪测定。
实施例2和3
根据第五实施方式的方法制造根据第二和第三实施方式的漫射膜。其表面上具有压纹图案的辊用作光进入面辊。通过上述喷砂方法形成压纹图案。
对比例1
在此对比例的漫射膜中，光进入面为如实施例1中的镜面，光离开面形成有与实施例1尺寸相同的微透镜。然而，漫射膜的间隔面上未形成有压纹图案。
对比例2
此对比例的漫射膜具有与实施例2的漫射膜相同的规格，不同之处在于H/R比例为0.3。因此，对比例2比实施例2的亮度低。
对比例3
如表1所示，此对比例的漫射膜具有与实施例2的漫射膜相同的规格，不同之处是光进入面上压纹图案的表面情况(即Ra和HDI)。因此，对比例3比实施例2的亮度低。
对比例4
此对比例的漫射膜具有与实施例2的漫射膜相同的规格，不同之处在于微透镜之间的间隔面具有30μm的宽度。因此，对比例4比实施例2的亮度低。
表1
Figure BPA00001317771200071
从表1可见，本发明的实施例显示出优于对比例的亮度。
首先，比较实施例1和对比例1，可看出间隔面上压纹图案的形成导致混浊度和亮度均增加。
其次，比较实施例2和对比例2，可看出在0.5～1.2的范围外的H/R比例导致亮度变差。
比较实施例2和对比例3，可看出光进入面上在0.5～3μm的Ra和3～8μm的HDI外的压纹图案的表面条件导致亮度变差。
比较实施例2和对比例4，可看出间隔面的宽度大于20μm也导致亮度变差。
如上所述，根据本发明，可制造具有漫射和聚集光双重功能，且没有现有技术中导致制造成本增加的小珠涂布工艺的漫射膜，以此实现制造成本的降低。而且，根据本发明的漫射膜通过实现高亮度漫射膜来降低功耗和改进光源效率。

Claims (15)

1.一种漫射膜，具有接收入射光的光进入面和与所述光进入面相背布置且发射光的光离开面，
其中所述光离开面具有多个微透镜，所述多个微透镜形成在所述光离开面的表面上以与所述漫射膜成为整体，且所述多个微透镜布置为在其间形成间隔面，且所述间隔面在其表面上具有压纹图案，
其中形成在所述间隔面上的所述压纹图案具有0.5～3μm的Ra和3～8μm的HDI，
其中所述微透镜为半球形且具有20～200μm的直径，并且
其中所述间隔面具有10～20μm的宽度。
2.如权利要求1所述的漫射膜，其中所述压纹图案与所述漫射膜的间隔面整体形成。
3.如权利要求1所述的漫射膜，其中所述微透镜围绕中心微透镜布置以构成三角形点阵。
4.如权利要求1所述的漫射膜，其中所述微透镜具有0.5～1.2的H/R比例。
5.如权利要求1所述的漫射膜，其中所述微透镜具有在20～200μm范围内的不均匀直径，且布置为在所述微透镜之间形成具有10～20μm宽度的不均匀的间隔面。
6.如权利要求1所述的漫射膜，其中所述漫射膜包括选自甲基丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂和它们的组合中的热塑性树脂。
7.如权利要求1所述的漫射膜，其中所述光进入面具有在其表面上形成的压纹图案。
8.如权利要求7所述的漫射膜，其中在所述光进入面的表面上形成的所述压纹图案与所述漫射膜的所述光进入面的表面整体形成。
9.如权利要求7所述的漫射膜，其中形成在所述光进入面上的压纹图案具有0.5～3μm的Ra和3～8μm的HDI。
10.一种制造如权利要求1至6中任一项所述漫射膜的方法，包括：
制造光离开面辊和光进入面辊，所述光离开面辊具有对应于光离开面逆象的表面，且所述光进入面辊具有镜面；
通过挤出透明聚合物树脂熔体形成熔体膜；
通过使所述熔体膜在所述光离开面辊和所述光进入面辊之间经过将图案转移至所述熔体膜；和
冷却其上转移有所述图案的所述熔体膜。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述透明聚合物树脂具有在250℃和10kgf下在5～100范围内的熔体指数（MI）。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述熔体膜具有100～500μm的厚度。
13.一种制造如权利要求7至9中任一项所述漫射膜的方法，包括：
制造光离开面辊和光进入面辊，所述光离开面辊具有对应于光离开面逆象的表面，且所述光进入面辊具有压纹图案的逆象；
通过挤出透明聚合物树脂熔体形成熔体膜；
通过使所述熔体膜在所述光离开面辊和所述光进入面辊之间经过将图案转移至所述熔体膜；和
冷却其上转移有所述图案的所述熔体膜。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述透明聚合物树脂具有在250℃和10kgf下在5～100范围内的熔体指数（MI）。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述熔体膜具有100～500μm的厚度。
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