CN103282804B - 聚光型光学片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种例如用于液晶显示设备的光学片，所述光学片防止由于薄膜之间的接触而引起的划伤和耦合，并且使由于在粘附然后剥离额外的保护膜时引起的粘附斑点而导致的光学片的性能下降得以最小化。

Description

聚光型光学片

技术领域

本发明涉及一种例如用于液晶显示设备（LCD）的光学片。

背景技术

聚光型光学片是一种光学片的实例，用于增加在光电显示器的表面的法线方向上或在光电显示器的表面的轴线方向上光电显示器发出的光的亮度。这种光学片具有线性棱镜元件阵列的结构化表面。

具体地，为了进一步增加在轴向方向上光的量，紧密地布置成大约90°交叉的具有棱镜元件的两个聚光型光学片，这在本领域是公知的。然而，使用这种结构的光电显示器会有视觉上明显的亮点、条纹和线。这样的光耦合（wet-out）状态由互相接触或彼此相邻的薄膜的表面之间的光学耦合所导致的。为了解决这个问题，可以将高棱镜元件和低棱镜元件布置在一起以便限制薄膜之间的接触。

另一方面，棱镜元件具有包括顶端的三角形截面，已知这样的结构对于增加背光单元（BLU）发出的在轴向上光的量非常有效。但是，这样的顶端较容易不期望地破损，从而导致在薄膜产生划伤等问题。为了防止在将组装后的BLU运送到LCD模块组装公司的过程中由于外部污物等造成的划伤以及白点而产生缺陷，可以应用被称为虚置片材（dummysheet）的保护膜。虽然虚置片材防止外部异物等的流入从而保护聚光型光学片，但制造LCD模块时必须去除。然而，从聚光型光学片去除虚置片材后，会遗留粘附斑点，这样的粘附斑点最终成为光学片的外观恶化的主要原因。

发明内容

技术问题

因此，为了解决现有技术中产生的上述问题而提出本发明，并且本发明旨在提供一种光学片，所述光学片可以防止由于薄膜之间的接触而引起的划伤和耦合，并且可以使由于在粘附然后剥离额外的保护膜时引起的粘附斑点而导致的光学片的性能下降得以最小化。

技术方案

根据本发明的实施例，提供了一种光学片，所述光学片包括：结构层，所述结构层包括多个棱镜形状的具有三角形截面的三维结构的阵列，其中所述结构层具有均匀图案组和不均匀图案，每个所述均匀图案包括相同高度的5至20个三维结构，并且所述不均匀图案布置在所述均匀图案组之间并且具有高度大于所述均匀图案组的三维结构的高度的三维结构，并且所述不均匀图案的脊被设置成具有垂直振幅的波浪形。

为了使与棱镜的脊的接触面积最小化以便防止由于虚置片材引起的斑点的产生以及光耦合的发生，所述不均匀图案的三维结构的高度比所述均匀图案组的三维结构的高度高至少10%。

在本实施例中，不均匀图案的三维结构的高度可以比均匀图案组的三维结构的高度高15～25%。

同样为了使与棱镜的脊的接触面积最小化以便防止由于虚置片材引起的斑点的产生以及光耦合的发生，所述不均匀图案的三维结构的节距可以比所述均匀图案组的三维结构的节距大至少10%。

在本实施例中，所述不均匀图案的三维结构的节距可以比所述均匀图案组的三维结构的节距大15～25%。

在本实施例中，所述结构层由选自包括紫外线固化树脂或热固化树脂的高分子树脂中的任何一种形成的。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的光学片的透视图；

图2是图1的剖视图；

图3是示出用于与根据本发明的实施例的光学片的结构特征进行对比的另一光学片的透视图；以及

图4是示出用于评估根据本发明的实施例的光学片的抗划伤性的测定仪。

具体实施方式

下面参照附图更详细地说明本发明。

图1是根据本发明的实施例的光学片的透视图，图2是图1的剖视图，并且图3是示出用于与本发明的实施例的光学片的结构特征所产生的效果进行对比的另一光学片的透视图。

根据本发明的光学片包括结构层100。

结构层100具有多个三维结构，这些结构被设置成具有三角形截面的棱镜形式。

根据本发明的实施例，光学片包括结构层100，该结构层具有均匀图案组和不均匀图案组，每个均匀图案组包括5-20个具有相同高度的三维结构，并且不均匀图案组布置在均匀图案组之间且具有比均匀图案组的三维结构更高的三维结构并且其中该三维结构的脊被设置成具有垂直振幅的波纹形状。

如图1和图2所示，图示了每个均匀图案组10的三维结构的数量为7个的情形，但本发明并不限于此。考虑与虚置片材的粘附面积，每个均匀图案组10的三维结构的数量为5～20个。

在根据本发明的实施例的光学片的结构层中，均匀图案组10被设置成具有三角形截面的棱镜形状，每个均匀图案组包括5-20个连续布置的具有同一高度（h）的三维结构。如此，可以理解的是棱镜形状的脊11是线性的。

当仅具有连续形成的均匀图案组的两个光学片彼此接触时，会发生光耦合，另外，由于三维结构具有同一高度（h），所以接触面积会增加，从而不期望地容易发生划伤。

因此，根据本发明的实施例的光学片的结构层100包括布置在均匀图案组10之间的不均匀图案20。

不均匀图案20包括其高度（h’）比均匀图案组10的各个三维结构的高度（h）高的三维结构。当以此方式来设置具有高度差的不均匀图案20时，可以防止两个薄膜之间的光耦合并且可以提高耐划伤性。

此外，这种不均匀图案20被构造成其脊21被设置成具有垂直振幅的波浪形，这与均匀图案组10的三维结构的脊11不同。

如图3所示，在除高度之外与均匀图案组10的三维结构没有区别的不均匀图案20’布置在均匀图案组10之间的情况中，可以防止两个薄膜之间的光耦合并且可以提高耐划伤性，然而，这对于防止由虚置片材引起的粘附斑点有一定的限制。具体地讲，在具有粘附层的虚置片材重叠在仅高度不同的不均匀图案20’上时，粘附层会与不均匀图案的凸起的线性脊22完全接触。在此情况下，在制造光学设备期间，在去除虚置片材之后粘附斑点会遗留在光学片上。

相反，如图1和图2所示，在设置具有高度差和波浪形脊的不均匀图案20的情况中，可以使与光学片接触的虚置片材的粘附层的表面最小化，另外可以使两个光学片之间的接触面积最小化，从而防止光耦合，提高耐划伤性并且使由于粘附斑点导致的光学片性能降低得以最小化。

在根据本发明的实施例的光学片中，不均匀图案20的高度（h’）大于均匀图案组10的各个三维结构的高度（h）。为了使虚置片材的粘附层与光学片之间的接触面积最小化，h’可以比h大至少10%并且优选为15%-25%。

在根据本发明的实施例的光学片中，不均匀图案20的节距（p’）可以比均匀图案组10的各个三维结构的节距（p）大。这是由于当考虑容易进行图案化过程时，具有相同的直角的三维结构的节距会自然地随着自身高度的增大而成正比地增大。因此，不均匀图案20的节距（p’）可以比均匀图案组10的各个三维结构的节距（p）至少大10%并且优选为15～25%。

在根据本发明的实施例的光学片中，不均匀图案20的脊20’可以是具有垂直振幅的波浪形，其中振幅的周期或高度可以被适当地调节以便能使虚置片材的粘附层和光学片之间的接触面积最小化。

因此，波浪形的振幅至少是5μm，振动周期可以是至少50μm。

作为用于结构层20的树脂，可以使用任何固化树脂，而不存在特别限制，只要它能透光。可以使用包括紫外线固化树脂或热固化树脂的任何高分子树脂而没有限制，并且可以考虑与随后描述的基板层之间的折射率来确定所使用的高分子树脂的类型。

这种结构层100可以形成在额外的基板层上，并且基板层可以是由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂或苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂制成的。

基板层的厚度可以是10～1000μm，优选为15～400μm，从而可以获得所需的机械强度、热稳定性和挠性并且可以防止透射光的损耗。

在结构层100中，均匀图案组10的各个三维结构的高度（h）或节距（p）并无特别限制，但可以分别是10～30μm和25～60μm。

根据本发明的聚光型光学片可以使用常规的公知技术来制造。具体地讲，可以将包括紫外线或热固化数值的涂层溶液涂覆在基板层10的一个表面上然后固化，从而形成结构层20。

以下实例是用于说明本发明而不应当被理解为对本发明进行限制。

实例1

使用125μm的聚酯合成纤维薄膜H32P（购自KOLON公司）（折射率：1.49）作为基板层。

通过以下方法形成结构层：制造具有不均匀图案20和每个包括七个棱镜的均匀图案组10的的模型，将丙烯酸类紫外线固化树脂组合物注入到模具中，并且用紫外光使其固化，其中所述棱镜的节距（p）为50μm、高度（h）为25μm，不均匀图案20的节距（p’）为60μm、高度（h’）为30μm、波浪形脊的振幅为5μm且振动周期为100μm。由此制造了如图1和图2图示的光学片。

实例2

除了结构层的不均匀图案20的节距p’为56μm，高度h’为27μm以外，按照与实例1相同的方式制造光学片。

实例3

除了结构层的不均匀图案20的波浪形脊的振幅为3μm、振动周期为100μm以外，按照与实例1相同的方式制造光学片。

比较例1

除了不均匀图案的脊线性地形成在均匀图案组的三维结构中以外，按照与实例1至3相同的方式制造光学片。

光学片的结构如图3所示。

比较例2

除了形成节距（p）为50μm、高度（h）为25μm的结构层以外，按照与实例1至3相同的方式制造光学片。

比较例3

除了形成节距（p）为50μm、高度（h）为25μm、振幅为5μm且振动周期为100μm的结构层以外，按照与实例1至3相同的方式制造光学片。

对从实例1至3以及比较例1至3的各个光学片进行如下评估。

（1）光耦合发生

将根据实例和比较例的光学片布置在多个玻璃基板之间，对玻璃基板施加压力，然后观察到由于过渡贴紧而引起的薄膜的光干涉（耦合），并且将光干涉的发生进行如下比较。

耦合：发生←◎-○-△-×→未发生

（2）耐划伤性评估

使用图4的测量设备进行耐划伤性评估。

在图4中，①是上片材（44%Hazepol.），②是评估光学片（这是实例和比较例的光学片，沿着移动方向垂直切割），③是移动支撑台（玻璃基板，移动速度为30cm/min），④是砝码（10g，50g，接触区域的半径是20mm），并且⑤是测量摩擦系数的装置，可购自TOYOSEIKI。

将评估光学片②固定在测量设备。

然后，将样品②放置在移动支撑台③上，使得其结构层朝上然后用胶带固定。然后，将上片材①夹紧到测量设备使得其模糊表面面对结构层。然后，将砝码（④）布置在上片材①上，并且以预定速度移动移动支撑台③。

如下确定评估结果：（1）开启BLU（导光板/扩散片）后确认样品的损伤；以及（2）以不会造成损坏的最大的砝码重量来定义划伤。

（3）产生粘附斑点

将虚置片材粘附到实例和比较例的光学片上。经过15天后，根据产生粘附斑点的程度进行如下比较。

粘附斑点：产生←◎-○-△-×→未产生

（4）亮度

使用可购自Topcon的BM-7来测定亮度。对于只有反射片而其他片材被去除的BLU（26英寸），应用单个光扩散薄膜与实施例以及比较例中每一个的单个光学片的组合，并且将与比较例2的光学片的亮度进行对比而得的亮度增加量来测量实例以及比较例所制造的光学片的亮度值。

表1

	光耦合发生	耐划伤性	产生粘附斑点	亮度
					实例1		300g		100%
实例2		300g		100%
					实例3		300g		100%
比较例1		250g		100%
					比较例2		250g		100%
比较例3		300g		99.8%

以上结果显而易见的是，由于不均匀图案而可以使接触面积最小化，因此防止耦合，从而提高耐划伤性并且使由于粘附斑点而引起的光学片的性能的降低得以最小化。

虽然为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将会认识到在不脱离所附权利要求书公开的本发明的范围和原理的情况下可以进行多种修改、增设和替换。

Claims (2)

1.一种光学片，包括：

结构层，所述结构层包括多个棱镜形状的具有三角形截面的三维结构的阵列，其中所述结构层具有均匀图案和不均匀图案，所述均匀图案包括相同高度的5至20个三维结构，并且所述不均匀图案布置在所述均匀图案之间并且具有高度大于所述均匀图案的三维结构的高度的三维结构，并且所述不均匀图案的脊被设置成具有垂直振幅的波浪形；

其中，所述不均匀图案的三维结构的高度比所述均匀图案的三维结构的高度高15～25％；

其中，所述不均匀图案的三维结构的节距比所述均匀图案的三维结构的节距大15～25％。

2.如权利要求1所述的光学片，其中，所述结构层由选自包括紫外线固化树脂或热固化树脂的高分子树脂中的任何一种形成的。