CN106610513A - 多层光学片组件 - Google Patents

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朴容完
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Abstract

所公开的是一种光学片组件。在第一基膜上布置有第一图案层。第二基膜布置在所述第一基膜的一个表面上，在所述第二基膜的上表面上布置有第二图案层。所述第二图案层邻接并支撑所述第一基膜的下表面。第三基膜布置在所述第二基膜的一个表面上，在所述第三基膜中包含光散射珠且在所述第三基膜的、粘合至所述第二基膜的表面中形成凹槽。所述第二图案层在与第一图案层相同的方向上取向。所述凹槽具有比所述凹槽的入口直径更大的直径。所述第一图案层和所述第二图案层均包括多个突起部和限定在所述突起部之间的多个凹槽。

Description

多层光学片组件
技术领域
本发明总体涉及光学片组件，更具体地涉及具有规则斜度的棱镜片、具有可变斜度的棱镜片和扩散部件被层叠成多层以提高光调制性和光扩散性的光学片组件。
背景技术
通常，液晶显示装置(Liquid Crystal Display,LCD)使用由布置在该液晶显示装置的背部的背光单元(Backlight Unit,BLU)提供的白光来显示图像信息。
这种背光单元包括：光源、导光板(Light Guide Plate,LGP)、反射板和光学片。
通过将基层、棱镜片和保护片依次层叠而形成该光学片。
基层用于对从导光板射出并入射到显示部(未示出)的光进行散射，从而使光的亮度分布均匀。
在棱镜片的上表面上重复形成具有三角形横截面的棱镜。该棱镜片用于使透过基层而散射的光在与显示部的平面垂直的方向上聚集，从而增大亮度。
由此，透过棱镜片的大部分光在垂直于显示部(未示出)的平面的方向上行进，从而形成均匀的亮度分布。
已公开了名称为“复合光学片、其制造方法以及包含复合光学片的光源组件”的韩国专利申请第10-2013-0168974号。
简单地描述该相关技术专利文献，该复合光学片包括基部、设置在基部的下表面上且包含粘合剂和分散在该粘合剂中的有机颗粒和无机颗粒的遮光层、布置在基部的上表面且包括凹部和凸部的第一光学图案层、和布置在第一光学图案层上且粘合至第一光学图案层的第二光学图案层，第一光学图案层的凸部被嵌入或熔合至第二图案层的下表面。复合光学片还包括在第二光学图案层的下表面和第一光学图案层的凹部之间的低折射区，该低折射区的折射率低于第二光学图案层的折射率。
然而，根据该相关技术专利文献，由于厚的光学片和复杂的制造工艺，制造成本是昂贵的。此外，由于其光调制不是令人满意的，因此需要对其亮度进行改善。
在本发明的背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，并且不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息形成了已被本领域的技术人员了解的现有技术。
[相关技术文献]
专利文献1：韩国专利申请第10-2013-0168974号
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明意图提供如下的光学片组件：其中，形成能够提高光扩散功能和光调制特性的双层棱镜片且在一侧上形成能够使光扩散的扩散片。
还提供如下的光学片组件：其中，在具有双层形状的第一基膜和第二基膜的上表面上加工具有凹部和凸部形状的图案层，使得能够获得光扩散效果，而无需包含光扩散剂的光扩散层。因此，这可以在减小多层光学膜的厚度的同时减小部件的数量。此外，在第三基膜中形成具有比入口直径更大的直径的凹槽，由此能够防止或减小闪光。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，光学片组件可以包括：第一基膜，在所述第一基膜上布置有第一图案层；第二基膜，所述第二基膜布置在所述第一基膜的一个表面上，在所述第二基膜的上表面上布置有第二图案层，所述第二图案层邻接并支撑所述第一基膜的下表面；以及第三基膜，所述第三基膜布置在所述第二基膜的一个表面上，在所述第三基膜中包含光散射珠且在所述第三基膜的、粘合至所述第二基膜的一个表面中形成凹槽，其中，所述第二图案层在与第一图案层相同的方向上取向；以及其中，所述凹槽具有比所述凹槽的入口直径更大的直径。所述第一图案层和所述第二图案层均可以包括多个突起部和限定在所述突起部之间的多个凹槽。所述第二图案层可以包括：第一突起部，所述第一突起部邻接并支撑所述第一基膜；第二突起部，所述第二突起部的高度小于所述第一突起部的高度；以及限定在所述第一突起部和第二突起部之间的凹槽。
所述第二图案层的所述第二突起部的顶端可以与所述第一基膜的底部间隔开。
所述第三基膜的一个表面可以包括扩散层，所述扩散层在光入射至所述第二基膜之前对所述光进行扩散。
所述扩散层包括粘合剂树脂和包含在所述粘合剂树脂中的珠。
在所述第三基膜的另一表面上可以形成珠涂层。
根据本发明的实施方式，在光学片中，在具有双层形状的第一基膜和第二基膜的上表面上加工具有凹部和凸部形状的图案层，使得能够获得光扩散效果，而无需包含光扩散剂的光扩散层。因此，这可以在减小多层光学膜的厚度的同时减小部件的数量。
此外，在第三基膜中形成具有比入口直径更大的直径的凹槽，由此能够防止或减小闪光。
附图说明
根据参照附图进行的下列详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他的目的、特征和优点，在附图中：
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的光学片组件的立体图；
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的光学片组件的截面图；
图3和图4是示出在根据本发明的示例性实施方式的光学片组件中的第一图案层的实施方式的立体图；
图5和图6是示出在根据本发明的示例性实施方式的光学片组件中的第二图案层的实施方式的立体图；
图7是示出在根据本发明的示例性实施方式的光学片组件中的第二图案层的另一实施方式的重要部分的放大的截面图；
图8是示出根据比较例的光学片的层析图像；
图9是示出根据本发明的实施例的光学片的层析图像；
图10是示出在制造光学片组件的过程中由UV粘合剂引起的闪光的图像；以及
图11A和图11B是在根据本发明的实施例1的光学片组件和根据比较例1的光学片组件中发生的闪光的SEM图像。
具体实施方式
下文，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。
将详细描述下列示例性实施方式，使得与本发明相关的本领域的技术人员能够容易地实施本发明。然而，本发明的原理和范围不应理解为受限于此。
此外，为了清楚且方便地说明，附图中示出的组成部分的尺寸或形状可以被夸张地示出。在本文中特别定义的术语可以根据使用者、操作者的意图或惯例等而被不同地理解，这是因为它们是考虑其在本发明中的结构和功能而定义的。因此，这些术语应该被定义为符合它们在本说明书的上下文中的含义。
此外，在本文中使用的所有术语可以根据使用者、使用者的意图、惯例等而被不同地理解，这是因为它们是考虑其在本发明中的功能而定义的。因此，这些术语应该被定义为符合它们在本说明书的上下文中的含义。
在附图中，图1是示出根据本发明的示例性实施方式的光学片组件的立体图；图2是示出根据本发明的示例性实施方式的光学片组件的截面图；图3和图4是示出在根据本发明的示例性实施方式的光学片组件中的第一图案层的实施方式的立体图；图5和图6是示出在根据本发明的示例性实施方式的光学片组件中的第二图案层的实施方式的立体图；图7是示出在根据本发明的示例性实施方式的光学片组件中的第二图案层的另一实施方式的重要部分的放大的截面图；图8是示出根据比较例的光学片的层析图像；以及图9是示出根据本发明的实施例的光学片的层析图像。
如图1至图7中所示，根据本发明的示例性实施方式的光学片组件包括第一基膜100、第二基膜200和第三基膜300。在第一基膜100上布置有第一图案层110。第二基膜200布置在第一基膜100的一个表面上且在其上表面布置有第二图案层220。第二图案层220邻接且支撑第一基膜100的下表面且在与第一图案层110相同的方向上取向。第三基膜300布置在第二基膜200的一个表面上且包含有光散射珠。在第三基膜300的、粘合至第二基膜200的表面中形成凹槽310。第二图案层220在与第一图案层110相同的方向上取向。凹槽310具有比其入口直径更大的直径。
第一基膜100和第二基膜200是光可以透过的透明膜。优选地，第一基膜100和第二基膜200均由选自下列中的一者形成：聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纤维素(TAC)和醋酸丙酸纤维素(CAP)。尤其优选地，第一基膜100和第二基膜200均由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
第一基膜100需要具有与第一图案层110的优异的粘合性，入射到第一基膜100的下表面的光的透射率为90％或更高。此外，第一基膜100的表面需要具有均匀的平滑度，从而不会引起亮度变化。
还优选的是，第一基膜100的厚度在24μm至26μm的范围中。当第一基膜100的厚度小于24μm时，制造工艺中的处理特性降低。当第一基膜100的厚度超过26μm时，所产生的结构不符合当前的LCD模块的薄膜化趋势。
将紫外线(UV)粘合剂140涂到第一基膜100的下表面。优选地，UV粘合剂140的厚度在2μm至4μm的范围中。
优选地，第二基膜200的厚度在48μm至52μm的范围中。当第二基膜200的厚度小于48μm时，制造工艺中的处理特性降低。当第二基膜200的厚度超过52μm时，所产生的结构不符合当前的LCD模块的薄膜化趋势。
第一图案层110和第二图案层220分别布置在第一基膜100的上表面上和第二基膜200的上表面上，用于对透过第一基膜100和第二基膜200的光进行聚集，从而提高光的亮度。
此外，从导光板(未示出)入射的光可由于折射、散射、漫反射等而扩散。
此外，第一图案层110和第二图案层220用于防止划伤。第一图案层110及第二图案层220可以使用喷砂、光刻法等进行加工。
第一图案层110和第二图案层220被加工成具有多个突起部和与突起部交替的多个凹槽。
第一图案层110和第二图案层220允许沿与LCD屏幕垂直的方向射出光。
优选地，第一图案层110的突起部111的高度在14μm至16μm的范围中。当第一图案层110的突起部111的高度小于14μm时，制造工艺中的处理特性降低。当第一图案层110的突起部111的高度超过16μm时，所产生的结构不符合当前的LCD模块的薄膜化趋势。
除了第一图案层110的、具有三角形横截面的突起部111，也可以采用如图3和图4中所示具有半圆形横截面的突起部110-2和具有梯形横截面的突起部110-3。
第二图案层220包括邻接且支撑第一基膜100的第一突起部221、高度小于第一突起部221的第二突起部222、和限定在第一突起部221和第二突起部222之间的凹槽223。
因此，如图2所示，第二图案层220包括较高的第一突起部221和较矮的第二突起部222。这种构造被称为“可变斜度(pitch)形状”。
第一突起部221邻接第一基膜100的底部且粘合至被涂至第一基膜100的下表面的UV粘合剂140。相反，第二突起部222与第一基膜100的下表面间隔开。
在如上所述具有由第二突起部222和第一基膜100之间所限定的空间的构造中，当第一基膜100和第二基膜200彼此层叠且彼此粘合时，第一突起部221的前端的预定部分穿入被涂在第一基膜100的下表面的UV粘合剂140。由于按压载荷，第一基膜100向下移动至第二突起部222的前端与第一基膜100的下表面之间的空间中，由此能够减小根据本发明的示例性实施方式的光学片组件的厚度。
如下文将描述，与厚度为185μm的比较例相比，根据本发明的示例性实施方式的光学片组件可以具有厚度为175μm的薄的轮廓。
第二图案层220的第一突起部221和第二突起部222的横截面形状选自三角形、半圆形和梯形中。
如图5和图6所示，第二图案层220的第一突起部221和第二突起部222可以被形成为半圆形突起部200-2或梯形突起部200-3。
半圆形突起部200-2或梯形突起部200-3的高度可以变化以形成不均匀的高度。
如图7所示，第二图案层220的第一突起部221的顶部上可以具有平面部225以增加粘合面积。
此外，多个微小突起部227可以形成在平面部225上以增加粘合力。
第二图案层220的形成带来抗粘连特性。术语“粘连”通常指的是膜的内表面趋向于彼此粘附的现象。布置在第二基膜200的上表面上的第二图案层220可以防止第二基膜200粘附至第一基膜100，即，可以防止第一基膜100和第二基膜200之间的粘连。
粘连不仅妨碍加工而且还导致干涉条纹的形成。
因此，第二图案层220在防止粘连的同时允许光的扩散。
第三基膜300是光可以透过的由PET形成的透明膜。在第三基膜300的一个表面上具有扩散层320，扩散层320用于在将光引入第二基膜200之前对光进行扩散。
在形成在第二基膜200的一侧上的扩散层320中包括光散射珠。扩散层320布置在第三基膜300的、粘合至第二基膜200的一个表面上。在扩散层320中形成如图1和图2中所示的凹槽310。凹槽310具有比其入口直径更大的直径。凹槽310用于防止或减小由粘合具有扩散层320的第三基膜300和第二基膜200的粘合剂成分引起的闪光。在图10中示出由粘合剂成分引起的闪光。
此外，扩散层320包括粘合剂树脂和包含在粘合剂树脂中的珠。优选地，通过将10至50重量份的珠与100重量份的粘合剂树脂混合来形成扩散层320。
优选地，粘合剂树脂由UV固化环氧树脂粘合剂或含硅酮的UV固化粘合剂中的一者形成。更优选地，粘合剂树脂由三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯-2-丙烯酸、(1-甲基亚乙基)双(4,1-亚苯基氧基-2,1-乙二基氧基-2,1-乙二基)酯和1-羟基-环己基-苯基酮的三元共聚物形成。该三元共聚物可以是嵌段共聚物或无规共聚物，其玻璃化转变温度为约52℃，其数均分子量为约4500。
在本文中使用的珠的粒径在1.5μm至5μm的范围中。在扩散层320的顶部，该珠形成具有预定厚度的层。具有该粒径范围的珠用于减小在粘合第三基膜和第二基膜的过程中所使用的UV粘合剂的粘合面积，从而防止光学损失，且减少由于透过粘合剂的光的折射而引起的闪光。
此处，优选地，珠由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)形成。
当珠的含量小于10重量份时，扩散层320的光扩散效果降低。当珠的含量超过50重量份时，在没有显著提高扩散层320的光扩散效果的同时，由于珠的含量过高而使扩散层320的机械性能显著降低。
此外，第三基膜300的下表面上形成有珠涂层340。
珠涂层340包括粘合剂树脂和包含在粘合剂树脂中的珠颗粒。
优选地，粘合剂树脂由UV固化环氧树脂粘合剂或含硅酮的UV固化粘合剂中的一者形成。更优选地，粘合剂树脂由三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯-2-丙烯酸、(1-甲基亚乙基)双(4,1-亚苯基氧基-2,1-乙二基氧基-2,1-乙二基)酯和1-羟基-环己基-苯基酮的三元共聚物形成。该三元共聚物可以是嵌段共聚物或无规共聚物，其玻璃化转变温度为约52℃，其数均分子量为约4500。
优选地，珠涂层340的厚度在2μm至4μm的范围中。当珠涂层340的厚度小于2μm时，制造工艺中的处理特性降低。当珠涂层340的厚度超过4μm时，所产生的结构不符合当前的LCD模块的薄膜化趋势。
下文，将描述光透过根据本发明的示例性实施方式的具有上述结构的光学片组件的过程。
首先，已由光源(未示出)生成的光被导光板(未示出)导向以入射至第三基膜300。然后，珠涂层340和扩散层320对光进行首次扩散。
此外，光通过珠涂层340和扩散层320中包含的珠的再扩散，以均匀的分布入射至第二基膜200。
此后，光在透过第二基膜200的同时被第二图案层220聚集，使得光的亮度增大。然后，具有增大的亮度的光入射至第一基膜100。
此后，光在透过第一基膜100的同时被第一图案层110聚集，使得光的亮度增大。然后，具有增大的亮度的光向上射出。
射出的光入射至LCD屏幕以照亮LCD屏幕。
在图8和图9中示出测试根据本发明的示例性实施方式的具有上述结构的光学片组件的特性的示例。
图8是示出根据比较例的光学片的截面图和层析图像，该比较例待与本发明的实施例比较。比较例是另一公司的产品，产品名称是“XLAS200JM7”。通过层叠两层基膜来形成根据比较例的光学片，其中，每层具有图案层。
光学片的厚度是185μm，且光学片的亮度是100.00％。
图9是示出根据本发明的实施例的光学片的层析图像。
在根据本发明的实施例的光学片中，第二图案层220出现在中间部分。光学片的厚度是175μm，且光学片的亮度是101.00％。
因此，可以确认，本发明的实施例的厚度被减小至小于比较例的厚度，同时本发明的实施例的亮度被增大至高于比较例的亮度。
以下，将参照实施例描述根据本发明的光学片的物理性能。
实施例1
制造如下光学片组件，该光学片组件包括：第一基膜、形成在第一基膜的一侧上的第二基膜、以及形成在第二基膜的一侧上的第三基膜。此处，第一基膜由PET形成，且厚度为25μm，在第一基膜上形成有厚度为15μm的第一图案层。第二基膜的厚度为25μm，在第二基膜的上表面上形成有邻接并支撑第一基膜的下表面的第二图案层(厚度为14μm至16μm)。第三基膜的厚度为120μm，且在第三基膜的、粘合至第二基膜的表面中形成有深度为20μm的凹槽。第三基膜具有包含光散射珠的扩散层(由100重量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯-2-丙烯酸和30重量份的PMMA珠形成)。第二图案层在与第一图案层相同的方向上取向，凹槽具有比其开口直径更大的直径。
比较例1
在图8中示出的光学片组件(产品名称：XLAS200JM7)
图11A和图11B是在根据本发明的实施例1的光学片组件和根据比较例1的光学片组件中发生的闪光的扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)图像。
如图11A和图11B中所示，可以确认，与根据比较例1制造的光学片组件相比，在根据本发明的实施例1制造的光学片组件中的闪光显著减小。
此外，根据本发明的实施例1和比较例1的光学片组件的亮度被测量三次且在表1中示出其平均值。
(此处，使用亮度计来测量光学片组件的亮度。)
表1
如上表1所示，可以确认，与根据比较例1制造的光学片组件的亮度相比，根据本发明的实施例1制造的光学片组件的亮度显著提高。
因此，在根据本发明的光学片组件中，在具有双层形状的第一基膜和第二基膜的上表面上加工具有凹部和凸部形状的图案层，使得能够获得光扩散效果，而无需包含光扩散剂的光扩散层。因此，这可以在减小多层光学膜的厚度的同时减小部件的数量。此外，在第三基膜中形成具有比入口直径更大直径的凹槽，由此能够防止或减小闪光。
虽然已出于示例性目的而描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员能够理解在不脱离如所附权利要求书中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (18)

1.一种光学片组件，包括：
第一基膜，在所述第一基膜上布置有第一图案层；
第二基膜，所述第二基膜布置在所述第一基膜的一个表面上，在所述第二基膜的上表面上布置有第二图案层，所述第二图案层邻接并支撑所述第一基膜的下表面；以及
第三基膜，所述第三基膜布置在所述第二基膜的一个表面上，在所述第三基膜中包含光散射珠且在所述第三基膜的、粘合至所述第二基膜的表面中形成凹槽，
其中，所述第二图案层在与所述第一图案层相同的方向上取向；以及
其中，所述凹槽具有比所述凹槽的入口的直径更大的直径。
2.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第一图案层包括多个突起部和限定在所述多个突起部之间的多个凹槽。
3.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第二图案层包括：第一突起部，所述第一突起部邻接并支撑所述第一基膜；第二突起部，所述第二突起部的高度小于所述第一突起部的高度；以及限定在所述第一突起部和所述第二突起部之间的凹槽。
4.根据权利要求2所述的光学片组件，其中，所述第一图案层的所述多个突起部的高度的范围为从14μm至16μm。
5.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第一基膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成。
6.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第一基膜的厚度范围为从24μm至26μm。
7.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第一基膜包括涂至所述第一基膜的下表面的紫外线粘合剂。
8.根据权利要求7所述的光学片组件，其中，所述紫外线粘合剂的厚度范围为从2μm至4μm。
9.根据权利要求4所述的光学片组件，其中，所述多个突起部具有选自由三角形、半圆形和梯形构成的组中的横截面形状。
10.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第二图案层包括具有选自由三角形、半圆形和梯形构成的组中的横截面形状的第一突起部和第二突起部。
11.根据权利要求10所述的光学片组件，其中，所述第二图案层的所述第二突起部的顶端与所述第一基膜的底部间隔开。
12.根据权利要求10所述的光学片组件，其中，所述第二图案层的所述第一突起部的顶端具有平面部以增大粘合面积。
13.根据权利要求12所述的光学片组件，其中，在所述平面部上形成多个微小突起部以增大粘合力。
14.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第二基膜由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成，所述第二基膜的厚度范围为从48μm至52μm。
15.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第二基膜包括涂至所述第二基膜的下表面的紫外线粘合剂，所述紫外线粘合剂的厚度范围为从2μm至4μm。
16.根据权利要求1所述的光学片组件，其中，所述第三基膜的一个表面包括扩散层，所述扩散层在光入射至所述第二基膜之前对所述光进行扩散。
17.根据权利要求16所述的光学片组件，其中，所述扩散层包括粘合剂树脂和包含在所述粘合剂树脂中的珠。
18.根据权利要求17所述的光学片组件，其中，所述珠在所述扩散层的顶部形成具有预定厚度的层且邻接所述第二基膜的下表面。
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