CN102540294A - 一种增光膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增光膜,包括一个基材和一个棱镜结构层,所述棱镜结构层位于所述基材上,所述棱镜结构层有数个棱镜单元按一个方向两两相邻排成阵列,所述棱镜结构单元分为第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元,所述第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元无规律的排列。本发明所提供的同时具有扩散和抗刮功能的增光膜,用以扩散和汇聚从光源发出的光线,以调整从光源所发出光线穿过该增光膜后的发散角度,同时其具有的抗刮功能可用以提高发光模组生产良率。

Description

一种增光膜
技术领域
本发明涉及一种增光膜,尤其涉及一种可应用于液晶显示器的、同时具有扩散和抗刮功能的棱镜结构增光膜。
背景技术
目前,增光膜(BEF,Brightness Enhancement Film)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。
增光膜也称增亮膜,在透明性非常好的底层表面,使用例如丙烯酸树脂等之内的有机材料,精密成型一层棱镜图案的光学薄膜。将该增光膜结构组装在背光源前面,将光源发出的光向显示设备使用者方向聚集,单片使用可以将正面亮度提高到60%,如果将两片增光膜正交地交叠起来配合使用,可将正面亮度提高约110%。
在一般液晶显示器(LCD)的背光模块(back light module)中,通常包含数种光学薄板和膜片,例如导光板、扩散片、扩散板及增亮膜等,其中该增亮膜通常是由一基板及一聚光棱镜结构层所构成,该基板及聚光棱镜结构层皆由透明树脂材质制成,该聚光棱镜结构层形成在该基板的表面上,棱镜结构层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。当该背光模块的光源产生光线时,光线通过该导光板及扩散片进入该增亮膜的基板内,接着再进入该增亮膜之棱柱结构层,使光线射出时产生适当角度折射。如图2所示,该棱镜膜的作用就是利用不同材料折射率的不同,让分散的光集中在例如以法线为中心的70度范围内出光,其原理是利用全反射定律,让以相对高的入射角入射到棱镜侧面(例如在沿法线两侧35度射出的角度范围之外)的光又反射回来再次被利用,可使在轴中心亮度增加110%,其原理是利用折射和全反射原理使分散的光线集中于一定的角度从背光源中发出,进而达到光线聚集和提高光能利用率的光学效果。
然而,一般增亮膜在实际应用中常存在以下两个问题:当光线穿透射出该棱柱结构层时,却容易产生牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moireinterference)等负面光学效应,图3(a)是现有技术中两张普通增亮膜以棱镜方向夹角10度重叠的摩尔纹现象,图3(b)是两张普通增亮膜重叠所出现的牛顿环现象,因此上述负面光学效应会影响液晶显示器的显示质量;另外,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。
为此,美国专利US7859611B2公开了一种具有扩散功能的增亮膜,其结构是在棱镜结构层的棱镜槽底部设置若干随机分布的凸起结构,使光线经过这些随机凸起结构表面时发生折射,因此折射光线亦为随机分布,从而实现对光线的扩散,进而可以减少牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moireinterference)等负面光学效应的产生,但是该发明棱镜结构为三棱镜、半圆柱镜、梯形棱镜或他们的组合,若为纯粹的三棱镜,则三棱镜尖锐的顶角在实际应用过程中容易与其他膜片发生刮擦而发生崩裂现象,造成光学不良;若以三棱镜和半圆柱镜或梯形棱镜组合,则圆柱棱镜具有较低的光学增益表现,从而影响增亮膜整体的光学增益性能;若棱镜结构中有梯形棱镜,则由于梯形上底边的平台面易与所搭配的其他薄膜重合,使光线直接导入其他薄膜,容易造成漏光现象。
以及美国专利US7142767B2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。
此两种专利都无法同时解决增亮膜在实际应用中常见的不良现象,为了解决上述问题必须设计新型棱镜结构增光膜来进行改进。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的一个目的,是提供一种同时具有扩散和抗刮功能的增光膜,用以扩散和汇聚从光源发出的光线,以调整从光源所发出光线穿过该增光膜后的发散角度;
本发明的另一个目的,是同时其具有的抗刮功能可用以提高发光模组生产良率。
本发明的另一个目的,是提供一种显示装置,该显示装置包括上述增光膜。
本发明的另一个目的,是提供一种模具,该模具适于制作上述增光膜。
本发明的另一个目的,是提供一种增光膜的制作方法,该方法适于制作上述增光膜。
本发明所提供的增光膜,包括基材和棱镜结构层,所述棱镜结构层位于所述基材上,所述棱镜结构层有数个棱镜单元按一定方向两两相邻排成阵列,所述棱镜结构单元包括第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元,所述第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元无规律的排列。优选的,每个第二棱镜结构单元212B两侧的第一棱镜结构单元212A的数量不完全相同。
作为优选技术方案,所述第一棱镜结构单元的横截面为等腰三角形;优选顶角角度为60°~120°,高度H1为10μm~60μm。
作为优选技术方案,所述的第二棱镜结构单元的横截面为圆角顶角与等腰梯形的组合曲面;优选所述圆角的弦长为2~10um,等腰梯形的底角角度为30°~60°,高度H2为10μm~80μm,且H2大于H1;优选的,圆角所对应的弦长等于等腰梯形上底边的边长。
作为优选技术方案,在第一棱镜结构单元与第二棱镜结构单元之间,还设置有第三棱镜结构单元,该第三棱镜结构单元的横截面为等腰三角形,具有与第一棱镜结构单元不同的几何参数;优选的,第三棱镜结构单元横截面的顶角或者高度与第一棱镜结构单元不同。
作为优选技术方案,两个第二棱镜结构单元之间所设置的第一棱镜结构单元的数量<30,进一步优选为2<n<30。
作为优选技术方案,在所述棱镜结构层中任意两个相邻棱镜的棱镜面所构成的槽部具有若干凸起散射结构,优选地所述凸起散射结构为圆形和/或椭圆形凸起物;所述圆形凸起物半径r和/或椭圆形凸起物长轴长度l为所述第一棱镜结构单元高度H1的0.001~0.3倍;所述凸起物高度h为第一棱镜结构单元高度H1的0.001~0.3倍。
设置凸起散射结构时其对出射光线的扩散作用更为明显,其更能有效地抑制牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moire interference)等负面光学效应的产生。
作为优选技术方案,在第一棱镜单元上有50%以上凸起物位于棱镜高度H1的一半以下;和/或在第二棱镜单元上有50%以上凸起物位于棱镜高度H2的一半以下。
作为优选技术方案,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。
作为优选技术方案,所述基材为聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸甲酯或其混合物;和/或所述棱镜结构层的材料为紫外光固化树脂,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或至少两种以上的混合物。
作为优选技术方案,所述增光膜是扩散和/或抗刮增光膜。
本发明还提供一种显示装置,其包括本发明所提供的增光膜。
本发明还提供一种模具,该模具用于制作上述任意一种增光膜。具体的,该模具包括设置有与第一棱镜结构112A对应的第一凹槽、与第二棱镜结构112B对应的第二凹槽,其中,第一凹槽的横截面为等腰三角形,第二凹槽的横截面为等腰梯形与顶角圆角结合的形状(参考第二棱镜结构112A的结构)。
作为优选技术方案,在第一凹槽和第二凹槽之间,还设置有与散射结构220对应的第三凹槽。
作为优选技术方案,还设置有与第三棱镜单元对应的凹槽。
本发明还提供一种增光膜的制作方法,其适用于制作上述任意一种增光膜。具体的,该方法在基材的一个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对紫外光固化树脂进行压膜,使之形成所需微结构,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光学面上。
本发明还提供一种增光膜,包括基材和棱镜结构层,所述棱镜结构层位于所述基材上,所述棱镜结构层有数个棱镜单元按一定方向两两相邻排成阵列,所述棱镜结构单元包括第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元,所述第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元以一定规律地排列。
作为优选技术方案,所述规律为每隔固定数量n个第一棱镜结构单元设置一个第二棱镜结构单元,优选n<30,进一步优选为2<n<30,最佳为n等于8。
本发明所提供的增光膜由于具有扩散和抗刮功能,不仅可以减轻牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moire interference)等负面光学效应,而且还可以提高发光模组生产良率。因此,本发明的增亮膜在光学表现和装配工艺方面均具有较高优势。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步的详细描述。
图1为现有背光模块中的增光膜。
图2为现有增光膜的集光原理示意图。
图3(a)是现有技术中两张普通增亮膜以棱镜方向夹角10度重叠所出现的摩尔纹现象,图3(b)是两张普通增亮膜重叠所出现的牛顿环现象。
图4为本发明第一实施例中的增光膜。
图5为图4所示增光膜的局部A的放大图。
图6为本发明第一实施例中的棱镜结构单元的示意图。
图7是本发明第一实施例中的凸起散射结构的示意图。
图8(a)是一张普通增亮膜与一张第一实施例中增亮膜以棱镜方向夹角10度重叠所出现的摩尔纹,摩尔纹减轻;图8(b)是一张普通增亮膜与一张第一实施例中增亮膜重叠所出现的牛顿环,牛顿环减轻。
图9为本发明第二实施例中的增光膜。
图10为图9所示增光膜的局部B的放大图。
图11为第二实施例的圆形凸起散射结构的示意图。
图12(a)是一张普通增亮膜与一张第二实施例中增亮膜以棱镜方向夹角10度重叠所出现的摩尔纹,摩尔纹减轻;图12(b)是一张普通增亮膜与一张第二实施例中增亮膜重叠所出现的牛顿环,牛顿环减轻。
图13为本发明第三实施例中的增光膜。
图14为图13所示增光膜的局部C的放大图。
图15(a)是一张普通增亮膜与一张第二实施例中增亮膜以棱镜方向夹角10度重叠所出现的摩尔纹,摩尔纹减轻;图15(b)是一张普通增亮膜与一张第二实施例中增亮膜重叠所出现的牛顿环,牛顿环减轻。
图中,
100、增光膜;102、基材;104、第二光学面;106、第一光学面;108、棱镜结构层;110A、棱镜排列方向;110B、棱镜伸展方向;112A、第一棱镜结构单元;112B、第二棱镜结构单元;120、散射结构单元;
200、增光膜;202、基材;204、第二光学面;206、第一光学面;208、棱镜结构层;210A、棱镜排列方向;210B、棱镜伸展方向;212A、第一棱镜结构单元;212B、第二棱镜结构单元;220、散射结构单元;
300、增光膜;302、基材;304、第二光学面;306、第一光学面;308、棱镜结构层;310A、棱镜排列方向;310B、棱镜伸展方向;312A、第一棱镜结构单元;312B、第二棱镜结构单元;312C、第三棱镜结构单元;320、散射结构单元。
具体实施方式
以下通过具体实施方式进一步描述本发明。
第一实施例
参见图4。该实施例中的棱镜结构增光膜100具有扩散和抗刮功能,其中,该增光膜100包含有一基材102,以及一棱镜结构层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。在第一光学面106上设置棱镜结构层108,该棱镜结构层108包括若干个第一棱镜结构单元112A和若干个第二棱镜结构单元112B,其中,在棱镜排列方向110A以每隔8个第一棱镜结构单元112A设置一个第二棱镜结构单元112B的规律排成棱镜结构阵列,各棱镜结构单元沿着棱镜伸展方向110B伸展、延长,在所述棱镜结构层108中两个相邻棱镜(112A或112B)的棱镜面所构成的槽部具有若干散射单元120。
可选的,也可以其他规律对棱镜阵列进行排列,例如每隔n(n<30,n不为8)个第一棱镜结构单元112A设置一个第二棱镜结构单元112B。
图5显示具有扩散和抗刮功能的棱镜结构增光膜100的部分放大图,其中显示出第一棱镜结构单元112A、第二棱镜结构单元112B以及散射单元120,图6(a)、图6(b)分别示出第一棱镜结构单元112A、第二棱镜结构单元112B的示意图。如图6(a)所示,第一棱镜结构单元112A横截面为等腰直角三角形,顶角角度为90°,高度为H1,其中H1为25μm;如图6(b)所示,第二棱镜结构单元112B横截面为曲面,该曲面下部为等腰梯形,上部为一圆角(由一段圆弧与连接圆弧两端点的弦构成,该圆弧优选为劣弧、半圆),其中圆角所对应的弦的长度等于等腰梯形的上底边的长度(相当于将一个等腰三角形的顶角相应替换成圆角结构),圆角的半径R为1μm,第二棱镜结构单元112B的整体高度H2为29μm,高于第一棱镜结构单元112A的高度;由于第二棱镜结构单元112B的整体高度H2高于第一棱镜结构单元112A的高度H1,因此在与不同光学元件接触时,各种力(包括压力、摩擦力、冲击力等)首先由较高的第二棱镜结构单元112B来承受(例如刮擦),第一棱镜结构单元112A可保持结构的完整性,从而保证光学性能的稳定(例如不会出现因为棱镜结构崩裂而造成漏光亮点现象)。
可选的,第一棱镜结构单元112A横截面为等腰直角三角形的顶角角度为60°~120°(底角为30°~60°),高度H1为10μm~60μm;
可选的,所述的第二棱镜结构单元112B的横截面为等腰梯形与圆角(例如劣弧及其弦,或者半圆与对应的直径,该弦或直径的长度等于等腰梯形的上底边长度)组合形成的曲面,所述圆角半径R为1~5um和/或弦长为2~10um,等腰三角形的顶角角度为60°~120°(底角为30°~60°),第二棱镜结构单元112B的整体高度H2在15μm~80μm之间,且H2>H1。
在两个相邻棱镜的棱镜面所构成的槽部,具有散射单元120,优选的,该散射单元120为若干圆形和椭圆形凸起物,在任一第一棱镜单元112A的棱镜面上有50%以上凸起物位于棱镜高度H1的一半以下;在任一第二棱镜单元112B的棱镜面上有50%以上凸起物位于棱镜高度H2的一半以下,上述凸起物对出射光线具有扩散作用。
图7显示散射单元120中的圆形凸起物具有半径r,r在0.025~7.5μm之间;椭圆形凸起物具有长轴l,l在0.025~7.5μm之间;圆形或椭圆形凸起物具有高度h,h在0.025~7.5μm之间。
由于本发明聚光棱镜层的凹槽部分具有凸起的散射结构220,该部分凸起物对光线具有散射作用,可以减轻牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moireinterference)等负面光学效应;另外棱镜层中具有较高高度且顶角为圆角、底部为等腰梯形的第二棱镜结构单元,可以起到抗刮擦的功能,因而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。
所述基材102材料例如是聚对苯二甲酸乙二酯,所述棱镜结构层108的材料例如是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸脂。
图8中示出了第一实施例的增亮膜100对负面光学效果的抑制作用。图8(a)是一张普通增亮膜与一张第一实施例中增亮膜100以棱镜方向夹角10度重叠的光学效果图,摩尔纹减轻;图8(b)是一张普通增亮膜与一张第一实施例中增亮膜100重叠的光学效果图,牛顿环减轻。
所述增亮膜100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,使之形成所需微结构,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。
本发明还提供一种用于制作本发明第一实施例中的增亮膜100的模具,该模具具有与棱镜结构层108的结构相对应的微结构(相逆结构)。具体的,该模具中设置有与第一棱镜结构112A对应的第一凹槽、与第二棱镜结构112A对应的第二凹槽,其中,第一凹槽的横截面为等腰三角形,第二凹槽的横截面为等腰梯形与圆角组合的形状(参考第二棱镜结构112A的结构)。进一步的,在第一凹槽和第二凹槽之间,还设置有与散射结构220对应的第三凹槽。
第二实施例
对于第一实施例,虽然可以同时实现抗刮擦和散射减轻牛顿环(Newton’sring)及迭纹干涉(Moire interference)等负面光学效应的效果,但是,由于凸起散射结构单元120在散射光线减少负面光学效应的同时,也扩大了光线的散射方向,从而降低了光线在光轴方向上的集中度,因此有必要进行进一步的改进。
参见图9。本发明第二实施例中棱镜结构增光膜200具有扩散和抗刮功能,其中,该增光膜200包含有基材202,以及棱镜结构层208。基材202具有一个第一光学面206和一个位于第一光学面对面的第二光学面204。在第一光学面206上设置棱镜结构层208,该棱镜结构层208包括若干个第一棱镜结构单元212A和若干个第二棱镜结构单元212B,各棱镜结构单元沿着棱镜伸展方向210B伸展、延长,在所述棱镜结构层208中两个相邻棱镜(212A或212B)的棱镜面所构成的槽部具有若干散射单元220。其中,在棱镜结构层208中,由若干个第一棱镜结构单元212A和若干个第二棱镜结构单元212B无规律的排列,在棱镜排列方向210A方向上,相邻两个第二棱镜结构单元212B之间设置数量n个第一棱镜结构单元212A,2<n<30,并且,每个第二棱镜结构单元212B两侧的第一棱镜结构单元212A的数量不相同。
图10显示具有扩散和抗刮功能的棱镜结构增光膜200的部分放大图,其中显示出第一棱镜结构单元212A、第二棱镜结构单元212B以及散射单元220,其中,第一棱镜结构单元212A横截面为等腰直角三角形,顶角角度为90°,高度为H1,其中H1为25μm;第二棱镜结构单元212B横截面为曲面,该曲面下部为等腰梯形,上部为一圆角顶角(由一段圆弧与连接圆弧两端点的弦构成,该圆弧优选为劣弧、半圆),其中圆角所对应的弦的长度等于等腰梯形的上底边的长度(相当于将一个等腰三角形的顶角相应替换成圆角结构),圆角的半径R为1μm,第二棱镜结构单元212B的整体高度H2为29μm,高于第一棱镜结构单元212A的高度;由于第二棱镜结构单元212B的整体高度H2高于第一棱镜结构单元212A的高度H1,因此在与不同光学元件接触时,各种力(包括压力、摩擦力、冲击力等)首先由较高的第二棱镜结构单元212B来承受(例如刮擦),第一棱镜结构单元212A可保持结构的完整性,从而保证光学性能的稳定(例如透光率增益没有显著下降)。最关键的,无规律的设置在第一棱镜结构单元212A之间的第二棱镜结构单元212B,在能够起到抗刮擦作用的同时,还破坏了增光膜200的结构整体上的对称性,故而也能同时起到减轻牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moire interference)等负面光学效应的效果。
可选的,第一棱镜结构单元212A横截面为等腰直角三角形的顶角角度为60°~120°(底角为30°~60°),高度H1为10μm~60μm;
可选的,所述的第二棱镜结构单元212B的横截面为等腰梯形与圆角(例如劣弧及其弦,或者半圆与对应的直径,该弦或直径的长度等于等腰梯形的上底边长度)组合形成的曲面,所述圆角半径R为1~5um和/或弦长为2~10um,等腰三角形的顶角角度为60°~120°(底角为30°~60°),第二棱镜结构单元212B的整体高度H2在15μm~80μm之间,且H2>H1。
在两个相邻棱镜的棱镜面所构成的槽部具有散射单元220,优选的,该散射单元220为若干圆形和椭圆形凸起物,在任一第一棱镜单元212A的棱镜面上有50%以上凸起物位于棱镜高度H1的一半以下;在任一第二棱镜单元212B的棱镜面上有50%以上凸起物位于棱镜高度H2的一半以下,上述凸起物对出射光线具有扩散作用。
图8显示散射单元120中的圆形凸起物具有半径r,r在0.025~7.5μm之间;椭圆形凸起物具有长轴l,l在0.025~7.5μm之间;圆形或椭圆形凸起物具有高度h,h在0.025~7.5μm之间。
所述基材202材料是聚对苯二甲酸乙二酯,所述棱镜结构层208的材料是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸脂。
由于本发明第二实施例中聚光棱镜层的凹槽部分具有凸起散射结构220,该部分凸起结构对光线具有散射作用,而且不同棱镜结构单元的无规则排列破坏了整体结构的对称性,上述因素可以减轻牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moire interference)等负面光学效应。图12中示出了第二实施例的增亮膜200对负面光学效果的抑制作用。图12(a)是一张普通增亮膜与一张第二实施例中增亮膜200以棱镜方向夹角10度重叠的光学效果图,摩尔纹相对于第一实施例中进一步减轻;图12(b)是一张普通增亮膜与一张第二实施例中增亮膜200重叠的光学效果图,牛顿环相对于第一实施例中进一步减轻。
另外棱镜层中具有较高高度且顶角为圆角的第二棱镜结构单元222B,可以起到抗刮擦的功能;因而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。
所述增亮膜的制备方法为:基材202第一光学面206上涂覆紫外光固化树脂层,用具有与棱镜结构层208之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜,使之形成所需微结构,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208设置于基材202的第一光学面206上。
本发明还提供一种用于制作本发明第二实施例中的增亮膜200的模具,该模具具有与棱镜结构层208的结构相对应的微结构(相逆结构)。具体的,该模具中设置有与第一棱镜结构112A对应的第一凹槽、与第二棱镜结构112A对应的第二凹槽,其中,第一凹槽的横截面为等腰三角形,第二凹槽的横截面为等腰梯形与圆角结合的形状(参考第二棱镜结构112A的结构)。进一步的,第一凹槽与第二凹槽无规律排列。进一步的,在第一凹槽和第二凹槽之间,还设置有与散射结构220对应的第三凹槽。
第三实施例
由于第二实施例中的散射单元220在抑制负面光学现象的同时还会降低集光系数,减轻增亮效果,如果能够降低该散射单元的比例或者不使用零散的散射单元,则对于获得高的光学亮度增益是有利的。
参见图13。本发明第三实施例中棱镜结构增光膜300具有扩散和抗刮功能,其中,该增光膜300包含有基材302,以及棱镜结构层308。基材302具有一个第一光学面306和一个位于第一光学面对面的第二光学面304。在第一光学面306上设置棱镜结构层308,该棱镜结构层308包括若干个第一棱镜结构单元312A和若干个第二棱镜结构单元312B,各棱镜结构单元沿着棱镜伸展方向310B伸展、延长。其中,在棱镜结构层308中,由若干个第一棱镜结构单元312A和若干个第二棱镜结构单元312B无规律的排列,在棱镜排列方向310A方向上,相邻两个第二棱镜结构单元312B之间设置数量n个第一棱镜结构单元312A,2<n<30,并且,每个第二棱镜结构单元312B两侧的第一棱镜结构单元312A的数量不相同。
参见图14。该第三实施例中的具有扩散和抗刮功能的棱镜结构增光膜300,其中,第一棱镜结构单元312A横截面为等腰直角三角形,顶角角度为90°,高度为H1,其中H1为25μm;第二棱镜结构单元312B横截面为曲面,该曲面下部为等腰梯形,上部为一圆角顶角(由一段圆弧与连接圆弧两端点的弦构成,该圆弧优选为劣弧、半圆),其中圆角所对应的弦的长度等于等腰梯形的上底边的长度(相当于将一个等腰三角形的顶角相应替换成圆角结构),圆角的弦长为2μm,第二棱镜结构单元312B的整体高度H2为29μm,高于第一棱镜结构单元312A的高度;由于第二棱镜结构单元312B的整体高度H2高于第一棱镜结构单元312A的高度H1,因此在与不同光学元件接触时,各种力(包括压力、摩擦力、冲击力等)首先由较高的第二棱镜结构单元312B来承受(例如刮擦),第一棱镜结构单元312A可保持结构的完整性,从而保证光学性能的稳定(例如透光率增益没有显著下降)。最关键的,无规律的设置在第一棱镜结构单元312A之间的第二棱镜结构单元312B,在能够起到抗刮擦作用的同时,还破坏了增光膜300的结构整体上的对称性,故而也能同时起到减轻迭纹干涉(Moire interference)的负面光学效应的效果。
优选的,该第三实施例中,还包括高度小于第二棱镜结构单元312B的高度H2的第三棱镜结构单元312C,该第三棱镜结构单元312C的横截面为等腰三角形,该等腰三角形与第一棱镜结构单元312A的等腰三角形参数不同,例如在高度和/或顶角等方面。这样,第三棱镜结构单元312C的排列也可以破坏整体结构的对称性,减轻迭纹干涉(Moire interference)的负面光学效应。
与第二实施例的不同之处在于在,在所述棱镜结构层308中两个相邻棱镜(312A或312B或312C)的棱镜面所构成的槽部可以设置散射单元,也可以不设置散射单元,但优选的是设置散射单元320。由于利用第二棱镜结构单元312B和或第三棱镜结构单元312C的无规律排列来破坏增光膜结构整体上的对称性,再结合部分槽部的散射单元,故而也能够减轻牛顿环(Newton’s ring)及迭纹干涉(Moire interference)等负面光学效应。图15中示出了第三实施例的增亮膜300对负面光学效果的抑制作用。图15(a)是一张普通增亮膜与一张第三实施例中增亮膜300以棱镜方向夹角10度重叠的光学效果图,摩尔纹相对于第二实施例中进一步减轻;图15(b)是一张普通增亮膜与一张第三实施例中增亮膜300重叠的光学效果图,牛顿环相对于第二实施例中进一步减轻。
所述基材302材料是聚对苯二甲酸乙二酯,所述棱镜结构层308的材料是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸脂。
所述增亮膜的制备方法为:基材302第一光学面306上涂覆紫外光固化树脂层,用具有与棱镜结构层308之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜,使之形成所需微结构,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308设置于基材302的第一光学面306上。
本发明还提供一种用于制作本发明第三实施例中的增亮膜300的模具,该模具具有与棱镜结构层308的结构相对应的微结构(相逆结构)。具体的,该模具中设置有与第一棱镜结构312A对应的第一凹槽、与第二棱镜结构312A对应的第二凹槽,其中,第一凹槽的横截面为等腰三角形,第二凹槽的横截面为等腰梯形与圆角结合的形状(参考第二棱镜结构112A的结构)。进一步的,第一凹槽与第二凹槽无规律排列。进一步的,在第一凹槽和第二凹槽之间,还设置有与第三棱镜结构对应的第三凹槽。进一步的,还设置有与散射结构对应的第四凹槽。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种增光膜,包括基材和棱镜结构层,所述棱镜结构层位于所述基材上,所述棱镜结构层有多个棱镜单元按一定方向两两相邻排成阵列,所述棱镜结构单元包括第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元,所述第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元无规律地排列。
2.根据权利要求1所述的增光膜,其特征在于,所述第一棱镜结构单元的横截面为等腰三角形;优选顶角角度为60°~120°,高度H1为10μm~60μm。
3.根据权利要求1或2所述的增光膜,其特征在于,所述的第二棱镜结构单元的横截面为圆角顶角与等腰梯形的组合曲面;优选所述圆角半径R为1μm~6μm,等腰梯形的底角角度为30°~60°,高度H2为10μm~80μm,且H2大于H1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的增光膜,其特征在于,在第一棱镜结构单元与第二棱镜结构单元之间,还设置有第三棱镜结构单元,该第三棱镜结构单元的横截面为等腰三角形,具有与第一棱镜结构单元不同的几何参数。
5.根据权利要求1~4任一项所述的增光膜,其特征在于,在所述棱镜结构层中任意两个相邻棱镜的棱镜面所构成的槽部具有若干凸起的散射结构,优选地,所述凸起散射结构为圆形和/或椭圆形凸起物;所述圆形凸起物半径r和/或椭圆形凸起物长轴长度l为所述第一棱镜结构单元高度H1的0.001~0.3倍;所述凸起物高度h为第一棱镜结构单元高度H1的0.001~0.3倍;在第一棱镜单元上有50%以上凸起物位于棱镜高度H1的一半以下;和/或在第二棱镜单元上有50%以上凸起物位于棱镜高度H2的一半以下。
6.根据权利要求1~5任一项所述的增光膜,其特征在于,所述基材为聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸甲酯或其混合物;
和/或所述棱镜结构层的材料为紫外光固化树脂,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或至少两种以上的混合物。
7.根据权利要求1~6任一项所述的增光膜,其特征在于,所述增光膜是扩散和/或抗刮增光膜。
8.一种增光膜,包括基材和棱镜结构层,所述棱镜结构层位于所述基材上,所述棱镜结构层有数个棱镜单元按一定方向两两相邻排成阵列,所述棱镜结构单元包括第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元,所述第一棱镜结构单元和第二棱镜结构单元以一定规律地排列。
9.根据权利要求8所述的增光膜,其特征在于,所述规律为每隔固定数量n个第一棱镜结构单元设置一个第二棱镜结构单元,优选n<30,进一步优选为2<n<30,最佳为n等于8。
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