CN104880747B - 一种可替代扩散板的多功能复合光学膜及其制作方法、及一种显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学薄膜，尤其涉及一种可替代扩散板的多功能复合光学膜及其制作方法、及一种显示屏。为了降低大尺寸背光模板的成本、提高良率及光学效果，本发明提供一种多功能复合光学膜及其制作方法、及一种显示屏。所述多功能复合光学膜由下层、中层和上层组成；所述下层是扩散膜，所述中层是扩散膜或棱镜膜，所述上层是扩散膜，棱镜膜或微透镜膜；所述下层、中层和上层通过胶黏剂复合在一起；所述下层的上面复合中层，中层的上面复合上层。所述复合光学膜片能够取代大尺寸背光模组中的扩散板和其它光学膜片，节约了成本，提高了良率。

Description

一种可替代扩散板的多功能复合光学膜及其制作方法、及一 种显示屏

技术领域

本发明涉及光学薄膜，尤其涉及一种可替代扩散板的多功能复合光学膜及其制作方法、及一种显示屏。

背景技术

随着人们对显示器、电视的视觉效果的要求越来越高，各个厂商也不断推出大尺寸电视、显示屏，如42、45、49寸的液晶电视非常畅销，70寸、甚至100寸的液晶电视也有厂家推出。对于将屏幕做大，有两个重要技术难点制约，一是面板要做大，二是背光要做大，尤其是屏幕面板本身采用的是以玻璃为主、同时基板内需要灌注液晶分子，所以制作工艺比较复杂，目前一些面板厂最大仅可以量产70寸左右的面板。

随着屏幕尺寸做大，背光模组设计也需要相应的调整，大尺寸的背光模组均是直下式的，即灯源在屏幕的正下方均匀分布，而非在屏幕侧面，灯源上方放置一块扩散板，扩散板具有很好的挺性，同时能够将下方灯源发出来的光雾化，使光更均匀。在扩散板的上面会放置几张光学膜片，一般搭配有：下扩散膜+棱镜膜+上扩散膜、下扩散膜+棱镜膜+微透镜薄膜、下扩散膜+棱镜膜+DBEF等结构，由于背光模组尺寸很大，膜片挺性不佳时，膜片会发生两边高、中间低的现象，从而造成亮度不均，形成光斑。同时对于大尺寸的扩散板，随着尺寸的增加，制造成本不断增加。

发明内容

为了降低大尺寸背光模板的成本、提高良率及光学效果，本发明提供一种多功能复合光学膜及其制作方法、及一种显示屏，所述复合光学膜片能够取代大尺寸背光模组中的扩散板和其它光学膜片。

为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种多功能复合光学膜，所述复合光学膜包括至少一层扩散膜和至少一层增亮膜，所述扩散膜和增亮膜通过胶黏剂复合在一起。所述胶黏剂选自丙烯酸胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂中的一种或至少两种的混合物。所述不同的扩散膜之间，不同的增亮膜之间通过胶黏剂复合在一起。

进一步的，所述扩散膜包括基材层(简称基材)和光扩散层，所述光扩散层置于基材的上表面，或上、下两个表面上。或者，所述扩散膜包括基材层、光扩散层和抗粘连层，所述基材层的上表面设置有光扩散层，所述基材层的下表面设置有抗粘连层。当扩散膜的基材层的上、下两个表面均设置有光扩散层，该扩散膜称为双面光扩散层的扩散膜。

进一步的，所述扩散膜中基材层的厚度为150-400μm。所述扩散膜中基材层为透明基材。

进一步的，所述扩散膜中的光扩散层包括扩散微珠(也称扩散粒子)与胶黏剂，扩散微珠通过胶黏剂粘结在基材的表面。所述光扩散层中，所述胶粘剂的重量份数为100，扩散微珠的重量份数为10-150。

进一步的，所述扩散膜中的抗粘连层包括扩散微珠与胶黏剂，扩散微珠通过胶黏剂粘结在基材的表面。进一步的，所述扩散膜中的抗粘连层中，所述胶粘剂的重量份数为100，扩散微珠的重量份数为0.01-10。

所述增亮膜选自棱镜膜、微透镜膜中的一种或其组合。

进一步的，所述棱镜膜包括基材层和微棱镜增亮结构层，所述微棱镜增亮结构层设置在基材层的上表面。进一步的，所述棱镜膜包括基材层、微棱镜增亮结构层和抗粘连层，所述微棱镜增亮结构层设置在基材层的上表面，所述抗粘连层置于基材层的下表面。所述棱镜膜的微棱镜结构中，棱镜条高度为5-60μm，棱角为70-120°，棱镜条是抖动结构或者是规则的直线型。

进一步的，所述微透镜膜包括基材层和微透镜增亮结构层，所述微透镜增亮结构层设置在基材层的上表面。进一步的，所述微透镜膜包括基材层、微透镜增亮结构层和抗粘连层，所述微透镜增亮结构层设置在基材层的上表面，所述抗粘连层置于基材层的下表面。进一步的，所述微透镜膜的微透镜结构为半球形或类半球形结构、或圆柱形结构，所述半球形或类半球形结构、或圆柱形结构的直径为5-200μm，高度为直径的1/5-1/2。

进一步的，所述棱镜膜和微透镜膜的基材为透明基材。进一步的，所述棱镜膜和微透镜膜的透明基材的厚度为150-400μm。

所述棱镜膜和微透镜膜的基材为透明基材。所述棱镜膜和微透镜膜的基材材质选自聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺树脂(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种。

进一步的，上述扩散膜、增亮膜中的抗粘连层可以为包含0.01-10重量份数的扩散微珠和100重量份数的胶黏剂的组合；也可以为是具有微结构的抗粘连涂层，所述涂层材质选自丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或多种的混合物，所述抗粘连层表面的微结构为不规则的凸起，凸起高度为0.1-20μm。

进一步的，所述多功能复合光学膜由下层、中层和上层组成；所述下层是扩散膜，所述中层是扩散膜或棱镜膜，所述上层是扩散膜，棱镜膜或微透镜膜；所述下层、中层和上层通过胶黏剂复合在一起；所述下层的上面复合中层，中层的上面复合上层。

进一步的，所述多功能复合光学膜中，所述下层是扩散膜，所述下层扩散膜的上表面和下表面均设置有光扩散层；所述中层是棱镜膜，所述上层是微透镜膜。所述扩散膜，棱镜膜，微透镜膜统称为光学膜。

进一步的，所述多功能复合光学膜中，所述下层是扩散膜，所述下层扩散膜的上表面和下表面均设置有光扩散层；所述中层是扩散膜，所述中层扩散膜的上表面设置有光扩散层，下表面设置或者不设置抗粘连层；所述上层是棱镜膜或微透镜膜。

进一步的，所述多功能复合光学膜中，所述下层是扩散膜，所述下层扩散膜的上表面和下表面均设置有光扩散层；所述中层为两层棱镜膜，两层棱镜膜的棱镜条的方向相互垂直；所述上层是扩散膜，所述上层扩散膜的上表面设置有光扩散层，下表面设置或不设置抗粘连层。

进一步的，两个表面均设置有光扩散层的扩散膜的两个光扩散层的组成可以相同或不同。

进一步的，所述扩散膜的光扩散层的配方如下：100重量份数的胶黏剂，80-150重量份数的扩散微珠。

进一步的，所述棱镜膜的微棱镜结构的高度为40-60μm，棱角为85°-95°，棱镜条可以是抖动结构或者直线型的。

进一步的，所述微透镜膜的微透镜结构的直径为40-120μm，高度为直径的1/3-1/2。

本发明还提供一种显示屏，所述显示屏由本发明提供的多功能复合光学膜、背光源、和面板组成。该显示屏结构简单，便于制备，显示效果好。

本发明还提供上述多功能复合光学膜的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：

(1)分别制备扩散膜和增亮膜；

(2)将至少一层扩散膜和至少一层增亮膜通过胶黏剂复合到一起。

所述扩散膜是将扩散微珠与胶黏剂混合涂布在透明基材的一面或两面，所述透明基材选自聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺树脂(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚甲基苯烯酸甲酯(PMMA)中的一种。所述透明基材的厚度为150-400μm。所述扩散粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、硅氧烷树脂、氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅粒子中的一种或者至少两种的组合。所述扩散粒子的粒径为0.1um-40um。所述胶粘剂选用丙烯酸胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂中的一种或两种的混合物。进一步的，所述胶粘剂的重量份数为100，扩散微珠的重量份数为0.01-150，进一步的，当扩散层的扩散微珠重量份数小于10时，此扩散层为抗粘连涂层，位于基材下表面；当扩散层的扩散微珠重量份数大于10时，此扩散层为光扩散层，位于基材上表面或两面。即扩散膜可以是一面是光扩散层，一面为抗粘连层，或两面均为光扩散层。

所述棱镜膜和微透镜膜均为一面刻有增亮结构(也称为微结构)的光学薄膜。增亮结构涂层中的涂层材质为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或多种的混合物。所述棱镜膜的增亮结构可以为微棱镜结构，棱镜条高度为5-60μm，棱角为70-120°，棱镜条可以是抖动结构或者是规则的直线型。所述微透镜膜的微透镜结构为半球形或类半球形结构、或圆柱形结构，所述半球形或类半球形结构、或圆柱形结构的直径为5-200μm，高度为直径的1/5-1/2。在棱镜膜或微透镜膜的下表面可设有抗粘连层，或不设有抗粘连层。

本发明提供的多功能复合光学膜通过胶黏剂将多种光学膜通过一定的搭配复合在一起，复合在一起的复合光学膜片厚度和挺性都比单张或多张叠加的膜片好，在应用在大尺寸电视里的时候，不会出现翘曲、褶皱等现象。同时当复合膜片的下层使用高雾度的双面光扩散层的扩散膜时，可以将大部分光线发散开，相当于扩散板的作用，因此，本发明提供的多功能复合光学膜可替代扩散板和其它光学膜片，节约了成本，提高了良率。

附图说明

图1为本发明提供的一种多功能复合光学膜的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种多功能复合光学膜的结构示意图；

图3为本发明提供的又一种多功能复合光学膜的结构示意图；

图4为本发明提供的又一种多功能复合光学膜的结构示意图。

具体实施方式

为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：

所述复合光学膜包括至少一层扩散膜和至少一层增亮膜，所述扩散膜和增亮膜通过胶黏剂复合在一起。所述多功能复合光学膜由下层、中层和上层组成；所述下层是扩散膜，所述中层是扩散膜或棱镜膜，所述上层是扩散膜，棱镜膜或微透镜膜；所述下层、中层和上层通过胶黏剂复合在一起；所述下层的上面复合中层，中层的上面复合上层。

如图1所示，所述多功能复合光学膜中，所述下层是扩散膜101，所述下层扩散膜的上表面和下表面均设置有光扩散层；所述中层是棱镜膜102，所述上层是微透镜膜103。所述扩散膜101的上面通过胶黏剂104复合棱镜膜102，棱镜膜102的上面通过胶黏剂104复合微透镜膜103。

如图2所示，所述多功能复合光学膜中，所述下层是扩散膜201，所述下层扩散膜201的上表面和下表面均设置有光扩散层；所述中层是扩散膜202，所述中层扩散膜202的上表面设置有光扩散层；所述上层是棱镜膜203。所述下层扩散膜201的上面通过胶黏剂204复合中层扩散膜202，中层扩散膜202的上面通过胶黏剂204复合棱镜膜203。

如图3所示，所述多功能复合光学膜中，所述下层是扩散膜301，所述下层扩散膜301的上表面和下表面均设置有光扩散层；所述中层是扩散膜，所述中层扩散膜302的上表面设置有光扩散层；所述上层是微透镜膜303。所述下层扩散膜301的上面通过胶黏剂304复合中层扩散膜302，中层扩散膜302的上面通过胶黏剂304复合微透镜膜303。

如图4所示，所述多功能复合光学膜中，所述下层是扩散膜401，所述下层扩散膜401的上表面和下表面均设置有光扩散层；所述中层为两层棱镜膜402，两层棱镜膜的棱镜条的方向相互垂直；所述上层是扩散膜403，所述上层扩散膜403的上表面设置有光扩散层。所述扩散膜和棱镜膜通过胶黏剂404复合在一起。所述棱镜膜之间通过胶黏剂404复合在一起。

实施例1

复合光学膜的结构为：

下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：棱镜膜，上层：微透镜薄膜(简称微透镜膜)。

所述双面光扩散层的扩散膜选用250μm厚度的PET基材，光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、100重量份数的粒径为15μm的PMMA粒子，10重量份数的粒径为1μm的TiO₂粒子，双面光扩散层成分组成相同。所述棱镜膜的棱镜条为规则的直线型，高度为50μm，棱角为90°，棱镜层材质为丙烯酸树脂，选用基材为250μm的PET。所述微透镜薄膜的结构为半球形结构，半球形结构的半径为60μm，高度为30μm，材质为聚氨酯树脂，选用基材为300微米的PET。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

实施例2

复合光学膜的结构为：

下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：一面光扩散层一面抗粘连层的扩散膜，上层：棱镜膜

所述下层双面光扩散层的扩散膜选用250μm厚度的PC基材，下表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、150重量份数的粒径为25μm的聚苯乙烯粒子，上表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、10重量份数的粒径为25μm的聚苯乙烯粒子。所述中层的扩散层选用250μm厚度的PC基材，上表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、20重量份数的粒径为15μm的聚苯乙烯粒子，80重量份数的粒径10μm的PMMA粒子，下表面抗粘连层包括100重量份数的环氧树脂、0.01重量份数的粒径为5μm的聚苯乙烯粒子。所述上层棱镜膜的棱镜条为水平方向的抖动结构，高度为5μm，棱角为70°，棱镜层材质为丙烯酸树脂，选用基材为300μm的PET。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

实施例3

复合光学膜的结构为：

下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：两张棱镜条方向垂直的棱镜膜，上层：一面光扩散层一面抗粘连层的扩散膜。

所述下层双面光扩散层的扩散膜选用150μm厚度的PET基材，光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、90重量份数的粒径为25μm的PMMA粒子，3重量份数的粒径为1μm的TiO₂粒子，双面光扩散层成分组成相同。所述中层的棱镜膜为上下两张相同的棱镜膜，两张棱镜膜放置时，棱镜条方向垂直，棱镜膜选用200μm厚度的PC基材，棱镜条为直线结构，高度为55μm，棱角为90°，棱镜层材质为丙烯酸树脂。所述上层的扩散层选用300μm厚度的PET基材，上表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、50重量份数的粒径为18μm的PMMA粒子，50重量份数的粒径5μm的PMMA粒子，下表面抗粘连层包括100重量份数的环氧树脂、1重量份数的粒径为3μm的聚苯乙烯粒子。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

实施例4

复合光学膜的结构为：

下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：一面光扩散层一面抗粘连层的扩散膜，上层：微透镜薄膜

所述下层双面光扩散层的扩散膜选用400μm厚度的PC基材，下表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、80重量份数的粒径为10-15μm的PMMA粒子，上表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、80重量份数的粒径为25μm的聚苯乙烯粒子。所述中层的扩散层选用150μm厚度的PC基材，上表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、20重量份数的粒径为10μm的TiO₂粒子、80重量份数的粒径20μm的PMMA粒子，下表面抗粘连层包括100重量份数的环氧树脂、3重量份数的粒径为3μm的PMMA粒子。所述上层微透镜膜的微透镜结构直径为85μm，高度为35μm，微透镜结构材质为丙烯酸树脂，选用基材为300μm的PET。光学膜直接通过丙烯酸树脂复合在一起。

实施例5

复合光学膜的结构为：

下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：棱镜膜，上层：微透镜薄膜。

所述双面光扩散层的扩散膜选用400μm厚度的PET基材，光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、80重量份数的粒径为10-15μm的PMMA粒子，20重量份数的粒径为1μm的TiO₂粒子，双面光扩散层成分组成相同。所述棱镜膜的棱镜条为规则的直线型，高度为40μm，棱角为95°，棱镜层材质为丙烯酸树脂，选用基材为250μm的PET。所述微透镜薄膜的结构为半球形结构，半球形结构的半径为40μm，高度为20μm，材质为聚氨酯树脂，选用基材为300微米的PET。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

实施例6

复合光学膜的结构为：

下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：一面光扩散层一面抗粘连层的扩散膜，上层：棱镜膜

所述下层双面光扩散层的扩散膜选用150μm厚度的PC基材，下表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、80重量份数的粒径为10μm的聚苯乙烯粒子，上表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、100重量份数的粒径为40μm的聚苯乙烯粒子。所述中层的扩散层选用150μm厚度的PET基材，上表面光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、120重量份数的粒径为25μm的PMMA粒子，下表面抗粘连层包括100重量份数的环氧树脂、0.01重量份数的粒径为2μm的PMMA粒子。所述上层棱镜膜的棱镜条为水平方向的抖动结构，高度为55μm，棱角为120°，棱镜层材质为丙烯酸树脂，选用基材为300μm的PET。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

实施例7

如实施例1提供的复合光学膜，其中，所述双面光扩散层的扩散膜选用150μm厚度的PET基材，光扩散层包括100重量份数的聚氨酯树脂、120重量份数的粒径为15μm的PMMA粒子，30重量份数的粒径为1μm的TiO₂粒子，双面光扩散层成分组成相同。所述棱镜膜的棱镜条为规则的直线型，高度为60μm，棱角为90°，棱镜层材质为丙烯酸树脂，选用基材为150μm的PET。所述微透镜薄膜的结构为半球形结构，半球形结构的半径为120μm，高度为40μm，材质为聚氨酯树脂，选用基材为150微米的PET。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

实施例8

如实施例1提供的复合光学膜，其中，所述微透镜薄膜的结构为半球形结构，半球形结构的半径为200μm，高度为40μm，材质为聚氨酯树脂，选用基材为150微米的PET。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

实施例9

如实施例1提供的复合光学膜，其中，所述微透镜薄膜的结构为半球形结构，半球形结构的半径为5μm，高度为2.5μm，材质为聚氨酯树脂，选用基材为150微米的PET。光学膜直接通过聚氨酯树脂复合在一起。

对比例1：

市售扩散板，厚度为200μm(厂家：台湾颖台)

对比例2：

市售扩散板，厚度为200μm(厂家：台湾颖台)。搭配与实施例1相同的膜片及结构，膜片之间没有进行胶黏复合。

按照下述方式测试以上所得复合光学膜的光学性能。

亮度测试：取一张A4大小的待测复合光学膜片，按照测试结构放入背光模组中，在24V的电压下点亮，用辉度仪(BH-7)测试其亮度。

表1：实施例与对比例的复合光学膜的光学性能测试数据。

从表1中可以看出，本发明提供的复合光学膜片可替代扩散板和光学膜片，其中由实施例1可以看出，结构为下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：棱镜膜，上层：微透镜薄膜的复合光学膜的亮度均匀，良率高，显示效果好。实施例2、6可以看出，结构为下层：双面光扩散层的扩散膜，中层：一面光扩散层一面抗粘连层的扩散膜，上层：棱镜膜的复合光学膜，由于棱镜膜放在最上面，裁切时容易磨损棱角，造成良率较低，同时，棱镜膜与液晶玻璃容易发生轻微干涉。由对比例2的数据可以得出：当使用扩散板和没有复合在一起的光学膜片时，虽然亮度较高，但是裁切良率低，由于膜片挺性不够，膜片发生翘曲，造成白斑。特别的，本申请的实施例1、3-5、7提供的多功能复合光学膜的亮度高、组装良率高，画面无缺陷，综合性能好。特别的，本申请的实施例1提供的多功能复合光学膜的综合性能更好。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (3)

1.一种多功能复合光学膜，其特征在于，所述复合光学膜包括至少一层扩散膜和至少一层增亮膜，所述扩散膜和增亮膜通过胶黏剂复合在一起；

所述多功能复合光学膜由下层、中层和上层组成；所述下层是扩散膜，所述中层是棱镜膜，所述上层是微透镜膜；所述下层、中层和上层通过胶黏剂复合在一起；所述下层的上面复合中层，中层的上面复合上层；

所述下层扩散膜的上表面和下表面均设置有光扩散层；

所述扩散膜的光扩散层的配方如下：100重量份数的胶黏剂，80-150重量份数的扩散微珠；

所述棱镜膜的微棱镜结构的高度为40-60μm，棱角为85°-95°，棱镜条是抖动结构或者直线型；

所述微透镜膜的微透镜结构的直径为40-120μm，高度为直径的1/3-1/2。

2.一种权利要求1所述的多功能复合光学膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：

(1)分别制备扩散膜和增亮膜；

(2)将至少一层扩散膜和至少一层增亮膜通过胶黏剂复合到一起。

3.一种显示屏，其特征在于，所述显示屏由权利要求1所述的多功能复合光学膜、背光源、和面板组成。