CN102338344B - 一种增光片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种增光片，包括基材，所述基材包括一个入光面及一个出光面，所述出光面上设置有数个平行排列的三角形棱镜柱，所述三角形棱镜柱中具有周期性排列的弧形凸起。本发明提供的三角形棱镜柱中具有周期性排列的弧形凸起，通过在设置时可以设定所述弧形凸起的高度和该弧形凸起在棱镜柱中出现的比例或频率，可以实现在背光模组组装时，上下两片增光片之间存在一些微小的间隙，不会贴附过于紧密，进而减轻或消除因光学干涉所引起的牛顿环现象，同时使得增光片表面结构不过于平整，有效减低或消除增光片本身的因光散射而产生的彩虹纹现象。

Description

一种增光片

技术领域

本发明属于液晶领域，尤其涉及一种液晶显示器的背光模组所应用到的增光片。

背景技术

液晶显示器被广泛应用于个人数字助理、笔记本电脑、数字相机、移动电话、液晶电视等电子产品中，由于液晶显示器本身不发光，要借助背光模组才能够实现显示功能。

请参考图1所示，为现有技术背光模组结构的剖面示意图，该背光模块10包括反射板11，设于反射板上方的导光板12，在导光板12的侧面设有背光光源13，在导光板12上方依次包括下扩散片14、下增光片15、上增光片16及上扩散片17。其中，增光片具有″V″形微结构棱镜，用于提高背光模组特定视角范围内的亮度。使用时，由侧面的背光光源13产生的光线通过导光板12进入下扩散板14被均匀扩散后，其继续进入下增光片15、上增光片16，光线经过上下增光片时会发生折射及全反射，使得从增光片出射的光线得到一定程度的汇聚及重新利用。

请参考图2所示，为现有技术增光片的结构示意图，下增光片20是由基材21和设置于基材上的数个平行排列的三角形棱镜柱22组成。三角形棱镜柱22结合于基材21的表面，每一三角形棱镜柱22的高度、宽度相同，且三角形棱镜柱22的棱线高度不变，走向为直线棱线两侧的斜面相对称。

由于上下两片增光片层叠使用，由此会因为膜层间的光学干涉作用而产生牛顿环，因此必须利用上扩散片的光扩散雾化效果的遮瑕作用来避免牛顿环于液晶显示器上被观察到，进而提供良好的液晶显示器屏幕画质以及视感。此外，虽然有些背光模组只使用单片增光片，但是该增光片和背光模组中的其它光学膜片组装层叠时，由于光学膜片之间的光学干涉也会有牛顿环现象产生，或者由于该增光片本身规则平滑的棱镜表面发生光散射而产生彩虹纹路现象，显示画面缺陷都需要使用上扩散片来遮瑕。

为了降低成本，厂商想法设法减少背光模组中的光学膜片数量。目前，液晶显示器已基本取消使用上扩散片，但这样做使得光学干涉等瑕疵易于被观察到，降低了液晶显示器的画质。为了兼顾降低成本和液晶显示器的画质，目前一般作法是在增光片基材的一侧增加一层扩散层，该扩散层可以直接在基材上加工出一层具有扩散作用的扩散结构。

现有增光片具有基材、扩散层及增光层三层结构，虽然稍微降低了一些物料成本，但提高了加工难度(即为三层结构，工艺较为繁琐且生产物料并未明显减少)，产品的良率仍旧无法得到比较稳定的保证，因此仍旧无法有效的降低生产成本。本发明直接从研究干涉纹和彩虹纹的原理出发，进而改变增光片的结构，从根本上减低甚至消除干涉纹，同时有效减低增光片本身的彩虹纹的产生，在减少上扩散片的同时，保证了液晶显示器的画质并有效降低了生产成本。

发明内容

本发明为解决现有技术中出现的光学干涉纹和彩虹纹引起的显示画质瑕疵的技术问题，提供一种能够减轻或消除光学干涉纹和彩虹纹的增光片。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种增光片，包括基材，所述基材包括一个入光面及一个出光面，所述出光面上设置有数个平行排列的三角形棱镜柱，所述三角形棱镜柱中具有周期性排列的弧形凸起。

本发明提供的增光片，所述增光片包括基材，所述基材的出光面上设置有数个平行排列的三角形棱镜柱，所述三角形棱镜柱中具有周期性排列的弧形凸起。通过在设置时可以设定所述弧形凸起的高度和该弧形凸起在棱镜柱中出现的比例或频率，可以实现在背光模组组装时，上下两片增光片之间存在一些微小的间隙，不会贴附过于紧密，进而减轻或消除因光学干涉所引起的牛顿环现象，同时使得增光片表面不平整，有效减低或消除增光片本身的因光散射而产生的彩虹纹现象。

附图说明

图1是现有技术中背光模组结构的剖面示意图；

图2是现有技术中下增光片的结构示意图；

图3是本发明第一种实施例提供的增光片结构示意图；

图4是图3中I部分的放大结构示意图；

图5是图3中A-A方向的截面示意图；

图6是图3中B-B方向的截面示意图；

图7是图6中II部分的放大结构示意图；

图8是本发明第二种实施例提供的增光片结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图3所示，一种增光片30，包括基材300，所述基材包括一个入光面及一个出光面，所述出光面上设置有数个平行排列的三角形棱镜柱301，其中所述三角形棱镜柱中具有周期性排列的弧形凸起302，即所述弧形凸起可以随机周期性分布在三角形棱镜中。本发明在设置时可以设定所述弧形凸起302的高度和该弧形凸起在棱镜柱中出现的比例或频率，可以实现在背光模组组装时，上下两片增光片之间存在一些微小的间隙，不会贴附过于紧密，进而减轻或消除因光学干涉所引起的牛顿环现象，同时所述弧形凸起可使得增光片表面不平整，有效减低或消除增光片本身的因光散射而产生的彩虹纹现象。

请参考图4所示，每个所述三角形棱镜柱包括第一侧面421、第二侧面422和棱线42，所述第一侧面和第二侧面分别由该棱线的两侧延伸至出光面，每个所述三角形棱镜柱上具有周期性排列的弧形凸起，每个所述弧形凸起包括第一侧曲面411、第二侧曲面412和弧线41，所述第一侧曲面和第二侧曲面分别由该弧线的两侧在第一侧面和第二侧面上延伸至出光面，即所述第一侧曲面411在第一侧面421上延伸至出光面，第二侧曲面412在第二侧面422上延伸至出光面。当然，所述第一侧曲面和第二侧曲面也可以不延伸至出光面，只在第一侧面和第二侧面上延伸部分后终止，只要在三角形棱镜柱上形成有弧形凸起即可。其中，本领域的技术人员可以理解，所述弧线41在竖直方向上的投影与棱线42是重合的。

作为一种具体的实施方式，所述相邻两个三角形棱镜柱上的弧形凸起是间隔排列的，具体地，请参考图3所示：所述出光面上设置有相邻的两个三角形棱镜柱31和32，所述三角形棱镜柱31上设有第一弧形凸起311和第二弧形凸起312，三角形棱镜柱32上设有第三弧形凸起321和第四弧形凸起322，其中所述第一弧形凸起311位于第三弧形凸起321和第四弧形凸起322之间，即所述第一弧形凸起311可以位于第三弧形凸起321和第四弧形凸起322之间的任何位置。同样地，所述第三弧形凸起321位于第一弧形凸起311和第二弧形凸起312之间，所述三角形棱镜柱31和32上的弧形凸起如此交替排列，即形成所述相邻两个三角形棱镜柱上的弧形凸起间隔排列的情况。

当然，本领域的技术人员在前述间隔排列的基础上，还可以想到其它替换种类的排列，比如：在所述三角形棱镜柱31上的第一弧形凸起311和第二弧形凸起312之间，可以同时排列有第三弧形凸起321和第四弧形凸起322，即所述三角形棱镜柱31上相邻的两个弧形凸起之间，对应地在所述三角形棱镜柱32上设置有两个凸起。因此，本领域的技术人员不难理解，在本发明的基础上，根据实际设计的需要，所述三角形棱镜柱上弧形凸起排列的比例或频率是可以任意设置的，所述弧形凸起的高度也类似。

较佳地，为了利于增光片模具的设计和制作，同时保证增光片出射光的均匀性，所述一个三角形棱镜柱上的弧形凸起位于相邻一个三角形棱镜柱上的相邻弧形凸起的中间。因此，所述增光片上第奇数列三角形棱镜柱上的弧形凸起排布位置是一致的，第偶数列三角形棱镜柱上的弧形凸起排布位置是一致的。

请参考图5所示，所述弧形凸起周期性的出现在所述三角形棱镜柱的微结构中，所述三角形棱镜柱50的第一侧面和第二侧面相交于棱线52处，所述弧形凸起的第一侧曲面和第二侧曲面相交于弧线51处，所述弧线51的长度(是指弧形51在棱线52方向上的投影长短)记为d1，相邻弧线之间的棱线52的长度记为d2，所述d1∶d2＝1∶1～1∶20，即弧线的长度为相邻弧线之间棱线长度的0.05-1倍；进一步，所述d1∶d2＝1∶2～1∶10，即弧线的长度为相邻弧线之间棱线长度的0.1-0.5倍；更进一步，所述d1∶d2＝1∶2～1∶5，即弧线的长度为相邻弧线之间棱线长度的0.2-0.5倍，这样设置是保证三角形棱镜柱上的弧形凸起数量适中，使其能够达到减少或消除光学纹路的效果，另一方面弧形凸起又不能过多，因为棱镜顶角为90°时增光片的增光效果最好，而弧形凸起的顶角都是低于90°的，过多的弧形凸起会影响增光片的增光效果。

请参考图6、图7所示，该截面图是从弧形凸起的最高点垂直截下，因此三角形棱镜柱的截面为三角形72，所述三角形72的高度记为h1，所述h1为三角形棱镜柱的棱线距所述出光面的垂直距离。由于增光片中弧形凸起是间隔排列的，因此从弧形凸起的最高点垂直截下后得到的截面，有以下两种情况，第一情况：即为弧形凸起最高点的截面，该截面为三角形71；第二情况：截面为多个三角形集合，所述弧形凸起的两侧曲面相交线为弧线，所述相交线为所述弧形凸起截面的多个三角形顶点的集合，其中最小的三角形为三角形棱镜柱的截面三角形72，最大的三角形即为第一情况中所述的截面三角形71，所述多个三角形的底边与所述三角形棱镜柱的截面三角形71的底边相等。所述弧形凸起结构的高度记为h2，所述h2为弧形凸起结构的两侧曲面相交线即弧线的最高点距所述出光面的垂直距离，也即为弧形凸起截面最大三角形71的高度。为了使得弧形凸起不影响增光片的增光效果及背光模组最终的厚度，所述弧形凸起结构的高度h2＝1.05h1～1.5h1，即所述弧形凸起结构的高度为三角形棱镜柱高度的1.05～1.5倍；进一步，所述h2＝1.1h1～1.2h1，即所述弧形凸起结构的高度为三角形棱镜柱高度的1.1～1.2倍，该情况下，所述弧形凸起不会影响增光片本身的增光效果，也不会影响组装后背光模组的厚度。

制作时，所述增光片30一般采用在基材上涂布紫外光固化材料，然后通过准备好的模具压印并固化成型的方法制得，所述紫外光材料一般为丙烯酸酯类；也可以利用设计好的模具直接热压树脂材料制得。通过前述结构制得的增光片，使得增光片本身表面变得不平整，能够有效减轻或消除因平面光滑发生光散射而引起的彩虹纹现象；同时利用弧形凸起结构的高度有效控制与其他光学膜片之间的距离，使得光学膜片之间不会贴附得过紧，进而减少或消除了增光片层叠时因光学干涉引起的牛顿环等现象。

作为另外一种增光片结构具体的实施方式，请参考图8所示，在该结构中与第一实施例相同的部分不再说明，其区别在于：所述紫外光材料中添加了扩散粒子83，所述扩散粒子可以选自二氧化硅、二氧化钛、环氧树脂中的一种或者多种；进一步，为了降低成本，所述扩散粒子优选为二氧化硅颗粒。为了保证固化后的膜层同时具有所需要的扩散雾度和高的透过率，所述扩散粒子占三角形棱镜柱的材料的质量百分比为1-40％，即所述紫外光固化材料中所述扩散粒子的质量百分比为1-40％(即所述扩散粒子的浓度为1-40％)，进一步为3-20％，更进一步为6-15％。所述扩散粒子一般为圆形，所述粒径(粒径即为所述圆形的直径；若扩散粒子为其他形状，粒径即为所述扩散粒子的平均粒径)的大小为1-20μm，这样设置可以有效控制膜层涂布厚度和固化后膜层的表面质量，保证了增光片的光学性能和雾化遮瑕效果。进一步，所述扩散粒子选自粒径为3-5μm大小的颗粒混合物，且平均粒径为3μm的颗粒所占的比例要高一些，一般为60％以上。优选地，平均粒径为3μm的颗粒所占的比例为70-90％，按照该比例制作出来的增光片雾化遮瑕作用较好，且不会影响增光片的显示亮度。

具体请参考表1：

备注：

粒子质量分数是指：扩散粒子占整个紫外光固化材料的质量百分比；

增益：增加增光片后的亮度与加增光片之前的亮度的比值。

从表1中的数据可以看出，3μm与5μm的颗粒按一定比例混合后制得的增光片的增益，与具有扩散层的增光片的增益相当，且雾化遮瑕效果也和参考样品一样好。

本发明提供的实施例二是在实施例一的基础上所做的改进，通过在胶水中添加扩散粒子使得所述增光片通过弧形凸起结构减少或消除彩虹纹和干涉纹的同时，利用扩散粒子的扩散雾化效果来进行遮瑕作用，双管齐下必能有效消除背光模组所出现的光学不良，保证液晶显示器的显示画质，提高产品良率。另一方面，由于扩散粒子是添加在胶水里的，只需要一次涂布压印成型即可，比之前单独增加扩散层更为简化，进而有效提高生产效率并降低制作成本。

上述实施例一和实施例二中的弧形凸起结构的两侧曲面相交线并不只是实施例中提到的弧形结构，该相交线可为任意曲线，只要所述弧形凸起结构的最大高度与棱镜高度的关系符合前述要求即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种增光片，包括基材，所述基材包括一个入光面及一个出光面，所述出光面上设置有数个平行排列的三角形棱镜柱，其特征在于，所述三角形棱镜柱中具有周期性排列的弧形凸起，每个所述三角形棱镜柱包括第一侧面、第二侧面和棱线，所述第一侧面和第二侧面分别由该棱线的两侧延伸至出光面，每个所述三角形棱镜柱上具有周期性排列的弧形凸起，每个所述弧形凸起包括第一侧曲面、第二侧曲面和弧线，所述第一侧曲面和第二侧曲面分别由该弧线的两侧在第一侧面和第二侧面上延伸形成，所述弧形凸起的弧线长度为相邻弧线之间棱线长度的0.05-1倍，所述弧形凸起的弧线最高点距所述出光面的垂直距离，为三角形棱镜柱的棱线距所述出光面的垂直距离的1.05-1.5倍。

2.根据权利要求1所述的增光片，其特征在于，所述第一侧曲面和第二侧曲面分别由该弧线的两侧在第一侧面和第二侧面上延伸至出光面。

3.根据权利要求1或2所述的增光片，其特征在于，所述相邻两个三角形棱镜柱上的弧形凸起间隔排列。

4.根据权利要求3所述的增光片，其特征在于，所述一个三角形棱镜柱上的弧形凸起位于相邻一个三角形棱镜柱上的相邻弧形凸起的中间。

5.根据权利要求1或2所述的增光片，其特征在于，所述弧形凸起的弧线长度为相邻弧线之间棱线长度的0.2-0.5倍。

6.根据权利要求1或2所述的增光片，其特征在于，所述弧形凸起的弧线最高点距所述出光面的垂直距离，为三角形棱镜柱的棱线距所述出光面的垂直距离的1.1-1.2倍。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的增光片，其特征在于，形成所述三角形棱镜柱的材料中添加有扩散粒子，所述扩散粒子占三角形棱镜柱的材料的质量百分比为1-40％，所述扩散粒子的粒径大小为1-20μm。

8.根据权利要求7所述的增光片，其特征在于，所述扩散粒子选自粒径为3-5μm大小的颗粒混合物。

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