CN102520469A

CN102520469A - 一种有均匀分布凸起结构的增光膜

Info

Publication number: CN102520469A
Application number: CN2011104336484A
Authority: CN
Inventors: 钟玉
Original assignee: BEIJING KANGDE XIN COMPOSITE MATERIAL Co Ltd
Current assignee: BEIJING KANGDE XIN COMPOSITE MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明提供一种具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，包括基材和棱镜结构层，棱镜结构层位于所述基材上；该棱镜结构层由若干个按同一方向排列的第一棱镜单元结构和第二棱镜单元结构组成，第二棱镜单元结构在棱镜伸展方向上有若干不连续的凸起结构；第二棱镜单元的凸起结构在棱镜结构层中均匀分布。该棱镜结构增光膜用以汇聚从光源发出的光线，调整从光源所发出光线穿过该增光膜后的发散角度，由于第二棱镜单元结构的凸起结构，可在实际应用中避免膜片装配时对尖锐棱角的刮蹭，起到抗刮的功能，提高发光模组生产良率。

Description

一种有均匀分布凸起结构的增光膜

技术领域

本发明公开了一种增光膜，特别是关于一种应用于液晶显示器(liquid crystal display，LCD)的具有均匀分布凸起结构的增光膜。

背景技术

目前，增光膜(BEF)被广泛用于发光模组以用来汇聚光源所发出的光线，尤其是监视器等显示设备中常应用增光膜(BEF)来增加显示亮度和节约显示器电池设备的能量。增光膜的原理是通过折射和反射将射向观察者视角之外的光线调整至观察者视角之内，这样就提高了光源所发出光能的利用率。

常见增光膜(BEF，Brightness Enhancement Film)是由许多个用以汇聚光线的棱镜条所构成，这些棱镜条按照一个方向排列，组成一个棱镜阵列，如图1所示。在实际应用中传统棱镜结构增光膜由于会与其他光学膜配合使用，容易对棱镜结构的尖锐棱角造成刮伤，从而影响光学品质。为了解决这一问题，美国专利US7142767公开了一种具有抗刮功能的增亮膜，其结构为在传统增亮膜棱镜阵列中增加若干顶部为圆角或平台的棱镜柱，这些棱柱高度高于其周边的普通结构棱镜柱，从而可以起到抗刮蹭的效果。然而此种结构由于整个棱镜柱顶部取消尖角，换成圆角或平台结构，会导致光学增益值的下降。因此，为了解决上述问题必须对现有棱镜结构增光膜进行改进。

发明内容

本发明目的是提供一种具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，用以汇聚从光源发出的光线，调整从光源所发出的光线穿过该增光膜后的发散角度，以及提高发光膜组生产良率。

本发明的技术方案为：

一种具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，包括基材和棱镜结构层，所述棱镜结构层位于所述基材上；该棱镜结构层由若干个按同一方向排列的第一棱镜单元结构和第二棱镜单元结构组成，第二棱镜单元结构在棱镜单元结构的伸展方向上有若干不连续的凸起结构；第二棱镜单元结构的凸起结构在棱镜结构层中均匀分布，所述均匀分布是指凸起结构在棱镜单元结构伸展方向具有相同的长度L1，在棱镜单元结构伸展方向、位于同一个棱镜单元结构上的凸起结构具有相同的间隔L2，在棱镜单元结构排列方向上具有相同的间隔L3。

其中，所述第二棱镜单元结构的凸起结构在棱镜单元结构伸展方向的长度L1在50μm～1000μm之间。

其中，位于同一个棱镜单元结构上的所述凸起结构在棱镜单元结构伸展方向的间隔L2在100μm～2000μm之间。

其中，所述第二棱镜单元结构在棱镜单元结构排列方向上的间隔是每隔1～50个第一棱镜单元结构就有一个第二棱镜单元结构。

其中，所述的第一棱镜单元结构横截面为等腰三角形，顶角角度为60°～120°，高度为H1，H1在10μm～100μm之间。

其中，所述第二棱镜单元结构的凸起结构高度为H2，H2为第一棱镜单元结构横截面高度H1的1.05～1.5倍。

其中，所述的第二棱镜单元结构的非凸起部分横截面为与第一棱镜单元横截面相同的等腰三角形，凸起结构横截面为顶角为圆角的等腰三角形，圆角的半径R在0.5～2μm之间。

其中，所述的第二棱镜单元结构的非凸起部分横截面为与第一棱镜单元结构横截面相同的等腰三角形，所述的凸起结构横截面为等腰梯形，其上底边长度为下底边长度的0.03～0.2倍。

其中，所述基材具有相对的第一光学面和第二光学面，所述棱镜结构层位于第一光学面上且底面与第二光学面相对。

其中，所述基材的材料是高分子聚合物树脂，优选自聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种；所述棱镜结构层的材料是紫外光固化树脂，选自环氧丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中的一种。

包含所述的棱镜结构增光膜的液晶显示器。

有益效果：

由于第二棱镜单元结构的凸起结构，可在实际应用中避免膜片装配时对尖锐棱角的刮蹭，起到抗刮的功能。另外，由于凸起结构仅占第二棱镜单元部分比例，其余部分仍为尖锐的棱角结构，相对于类似美国专利US7142767所揭示的结构来说，本发明具有更高的光学增益表现。

附图说明

图1是传统棱镜结构增光膜的立体结构示意图。

图2是本发明实施例1的棱镜结构增光膜100的立体结构示意图。102是基材，108是棱镜结构层，106是第一光学面，104是第二光学面，112A是第一棱镜单元结构，112B是第二棱镜单元结构，110A是棱镜单元结构的排列方向，110B是棱镜单元结构的伸展方向。

图3A是实施例1中棱镜结构增光膜前视图。图中，112A是第一棱镜单元结构，112B是第二棱镜单元结构，H1是第一棱镜单元结构横截面高度，H2是第二棱镜单元结构凸起结构的横截面高度。

图3B是实施例1中棱镜结构增光膜俯视图。L1是第二棱镜单元结构凸起结构在伸展方向上的长度，L2是第二棱镜单元结构凸起结构在伸展方向上的间隔。L3是凸起结构在棱镜单元结构排列方向上的间隔。

图4是实施例1棱镜结构增亮膜与普通棱镜结构增亮膜光学增益以及可视角比较图。

图5是实施例2的棱镜结构增光膜100的立体结构示意图。102是基材，108是棱镜结构层，106是第一光学面，104是第二光学面，112A是第一棱镜单元结构，112B是第二棱镜单元结构，110A是棱镜单元结构的排列方向，110B是棱镜单元结构的伸展方向。

图6是实施例2中棱镜结构增光膜前视图。图中，112A是第一棱镜单元结构，112B是第二棱镜单元结构，H1是第一棱镜单元结构横截面高度，H2是第二棱镜单元结构凸起结构的横截面高度。d是凸起结构横截面为梯形的上底宽度。

图7是实施例2中棱镜结构增光膜俯视图。图中，L1是棱镜伸展方向上凸起结构的长度，L2是棱镜伸展方向上凸起结构的间隔，L3是棱镜排列方向上凸起结构的间隔。

具体实施方式

以下实施例用于进一步说明本发明，但非用以限制本发明的范围。

实施例1

图2为实施例1中具有抗刮特性的棱镜结构增光膜100的示意图。具有抗刮特性的棱镜结构增光膜100包含有一基材102，一棱镜结构层108。基材102具有一个第一光学面106和一个位于第一光学面对面的第二光学面104。棱镜结构层108设置在第一光学面106上，该棱镜结构层108由复数个第一棱镜单元结构112A和第二棱镜结构单元112B按方向110A排成阵列所构成，棱镜单元结构伸展方向为110B。

所述基材102材料选自聚对苯二甲酸乙二酯，所述棱镜结构层108材料选自聚乙烯类紫外光固化树脂。所述增亮膜的制备方法为：基材102第一光学面106上涂覆紫外光固化树脂层，用具有与棱镜结构层108之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜，可使紫外光固化树脂层形成所需微结构，随后再用紫外光照射，使已形成微结构的紫外光固化树脂层固化，从而将棱镜结构层108设置于基材102的第一光学面106上。

图3A显示棱镜结构层108中第一棱镜单元结构112A其横截面为等腰直角三角形，高度H1为25μm。第二棱镜单元结构112B的伸展方向上具有若干凸起结构，第二棱镜单元结构112B横截面在非凸起部分为与第一棱镜单元结构112A横截面相同的等腰直角三角形，高度亦为H1，凸起结构高度H2为27μm，并且凸起结构横截面为顶角为圆角的等腰直角三角形，圆角半径R为1μm。

图3B显示第二棱镜单元结构112B的凸起结构在棱镜结构层中均匀分布，凸起结构在棱镜单元结构伸展方向具有相同的长度L1为150μm；在棱镜单元结构伸展方向任意两个相邻的凸起结构的间隔均为L2，L2为300μm。在棱镜单元结构排列方向上，每隔3个第一棱镜单元结构112A(即距离L3为200μm)设置一个第二棱镜单元结构112B。

第二棱镜单元结构112B中的若干凸起结构可以有效防止在发光模组生产过程中与其他膜片因摩擦刮蹭而对第一棱镜单元结构尖锐顶角造成的伤害，从而保障发光模组的生产良率；另外，第二棱镜单元结构112B中仍包含部分非干凸起结构，此部分为与第一棱镜单元结构112A相同的尖锐结构，可以避免光学增益的降低。

图4显示本发明所述增亮膜的光学增益表现。其中辉度分布曲线的测量方式为：以一均匀发光的平面光源作为测量光源，将测试膜片覆盖于光源之上，应用辉度计垂直对准膜片中央，此时定义测试角度为0°，而后以膜片中央为圆心，将辉度计分布在水平和垂直方向旋转若干个角度，测得一系列数据构成辉度分布曲线图。其沿棱镜单元伸展方向定义为水平方向，沿棱镜排列方向定义为垂直方向；无膜片时辉度增益定义为1。

由图4可知，本发明之增亮膜辉度增益较传统结构(BEF)并无明显下降，且可视角度无明显变化，再综合考虑本发明所述增亮膜的抗刮特性，可知本发明之增亮膜在光学表现和装配工艺方面均具有较高优势。

实施例2

图5为实施例2中具有抗刮特性的棱镜结构增光膜100的示意图。

基材材料是聚甲基丙烯酸甲酯，棱镜结构层材料是氨基甲酸酯丙烯酸酯紫外光固化树脂。增亮膜的制备方法为：基材的第一光学面上涂覆紫外光固化树脂层，用具有与棱镜结构层之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜，可使紫外光固化树脂层形成所需微结构，随后再用紫外光照射，使已形成微结构的紫外光固化树脂层固化，从而将棱镜结构层设置于基材的第一光学面上。

图6显示棱镜结构层中第一棱镜单元结构的横截面为等腰直角三角形，高度H1为25μm。第二棱镜单元结构112B在伸展方向上具有若干凸起结构，第二棱镜单元结构非凸起部分横截面是等腰直角三角形，高度亦为H1，凸起结构高度H2为28μm，并且凸起结构横截面为等腰梯形，上底宽度d为2μm。

图7显示第二棱镜单元结构的凸起结构在棱镜结构层中均匀分布，凸起结构在棱镜单元结构伸展方向具有相同的间隔L1为250μm；在棱镜单元结构伸展方向任意两个相邻的凸起结构的间隔均为L2，L2为500μm。在棱镜单元结构排列方向上，每隔5个第一棱镜单元结构(即距离L3，L3为300μm)设置一个第二棱镜单元结构。

虽然本发明已用较佳实施例阐述如上，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当视后附之权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，包括基材和棱镜结构层，所述棱镜结构层位于所述基材上；该棱镜结构层由若干个按同一方向排列的第一棱镜单元结构和第二棱镜单元结构组成，第二棱镜单元结构在棱镜单元结构的伸展方向上有若干不连续的凸起结构；第二棱镜单元结构的凸起结构在棱镜结构层中均匀分布，所述均匀分布是指凸起结构在棱镜单元结构伸展方向具有相同的长度L1，在棱镜单元结构伸展方向上位于同一个棱镜单元结构上的凸起结构具有相同的间隔L2，在棱镜单元结构排列方向上具有相同的间隔L3。

2.根据权利要求1所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述第二棱镜单元结构的凸起结构在棱镜单元结构伸展方向的长度L1在50μm～1000μm之间。

3.根据权利要求1所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，位于同一个棱镜单元结构上的所述凸起结构在棱镜单元结构伸展方向的间隔L2在100μm～2000μm之间。

4.根据权利要求1所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述第二棱镜单元结构在棱镜单元结构排列方向上的间隔是每隔1～50个第一棱镜单元结构就有一个第二棱镜单元结构。

5.根据权利要求1所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述的第一棱镜单元结构横截面为等腰三角形，顶角角度为60°～120°，高度为H1，H1在10μm～100μm之间。

6.根据权利要求1～5任一所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述第二棱镜单元结构的凸起结构高度为H2，H2为第一棱镜单元结构横截面高度H1的1.05～1.5倍。

7.根据权利要求1～5任一所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述的第二棱镜单元结构的非凸起部分横截面为与第一棱镜单元结构横截面相同的等腰三角形，凸起结构横截面为顶角为圆角的等腰三角形，圆角的半径R在0.5～2μm之间。

8.根据权利要求1～5任一所述的具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述的第二棱镜单元结构的非凸起部分横截面为与第一棱镜单元结构横截面相同的等腰三角形，所述的凸起结构横截面为等腰梯形，其上底边长度为下底边长度的0.03～0.2倍。

9.根据权利要求1～5任一所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述基材具有相对的第一光学面和第二光学面，所述棱镜结构层位于第一光学面上且底面与第二光学面相对。

10.如权利要求1～5任一所述具有均匀分布凸起结构的棱镜结构增光膜，其特征在于，所述基材的材料是高分子聚合物树脂，优选自聚对苯二甲酸乙二酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；所述棱镜结构层的材料是紫外光固化树脂，选自环氧丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中的一种。

11.包含权利要求1～10任一所述的棱镜结构增光膜的液晶显示器。