CN106646687A - 提高光学膜组件可靠性的方法及结构 - Google Patents

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Abstract

一种提高光学膜组件可靠性的方法及结构，所述的结构包括光学基板、光学膜材和密封材料，所述的光学膜材填充于上下两层光学基板通过密封材料构成围坝结构中，经由真空处理和二次密封后形成的高可靠性光学加固结构；所述的真空光学膜组件内部的真空度为10Pa~100Pa。本发明的光学膜组内部为负压的全密封光学膜组件不仅制作简单高效，可维修性强，还能够抵抗光学膜膜皱和磨损等光学膜组件故障，保证液晶显示模块在严苛的温循、低气压、盐雾、湿热和强振动等环境下的可靠性。

Description

提高光学膜组件可靠性的方法及结构
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其是一种液昌显示器用的光学膜组件，具体地说是一种提高光学膜组件可靠性的方法及其高可靠性真空光学膜组件。
背景技术
光学膜组通过加强背光光源的发光均匀性和提高背光源的出光亮度，为TFT-LCD液晶显示器提供高亮度、高均匀性的面光源，是液晶显示模块极为重要的组成部分，因而光学膜组的环境可靠性成为了制约液晶显示模块工作寿命的重要因素之一。尤其是军用液晶显示器的工作环境恶劣：不仅要求在80℃高温和-45℃低温的循环温度冲击下能够长时间工作，要求在严苛的低气压、湿热、盐雾、霉菌环境中正常工作，还需要承受7倍重力加速度以上的振动量级，部分产品甚至在20倍重力加速度的振动量级下仍要求保证在X、Y、Z三个振动方向均能正常工作。
传统的光学膜组件包括上下两层玻璃以及位于两层玻璃之间的光学膜，玻璃四侧壁采用密封胶将两层玻璃构成一个密封腔，光学膜被收容在密封腔内。由此可见，传统的光学膜组件由于光学膜基材热膨胀系数大且能够在密封腔中自由伸缩，极易出现高温膜皱故障；加之强振动量级下不同光学膜在X、Y方向产生相对位移，极易造成光学膜亮线和光学膜磨损故障。此外，全密封的光学模组还会带来低气压环境下的工作隐患，随环境气压的不断降低，光学组合中的空气不断被放大，极易造成牛顿环故障甚至玻璃炸裂等不可复原的故障。
专利申请号为201410467975.5的中国专利公开了一种抗强振动的光学膜组件及其制作方法。组件包括支撑玻璃、增亮膜和漫射膜，其特征在于：增亮膜设置在支撑玻璃的非减反面，漫射膜设置在支撑玻璃的减反面，在支撑玻璃与增亮膜之间和支撑玻璃与漫射膜之间设置光学双面胶。该发明具备以下优点：即可以满足高温下不出现膜皱故障的需求，又可以大大改善振动过程中光学膜划伤的故障频率，同时由于少用了一块加固玻璃，膜组的厚度及质量下降，产品更加轻薄化。然而该专利说明书的发明内容部分指出：该光学膜组件直接通过密封胶灌封的方式灌封到结构件中，意指该光学膜组件由上至下的结构为密封胶、增亮膜、双面胶、支撑玻璃、双面胶、漫射膜和密封胶，由于密封胶和双面胶的透过率均非100%，因此使用该方法制得的光学膜组的出光效率与传统光学膜组相比必然有相当程度的降低；此外这种全贴合的方式对于产品的维修带来极大不便，违背产品设计的可维修性原则。
专利申请号为201510578182.5的中国专利公开了一种抗高低温膜皱的膜组结构及其制作方法。膜组结构包括膜组框架，以及位于膜组框架内的从下至上依次排列的导光板、扩散板、BEF膜和DBEF膜，且位于顶层DBEF膜上方两端还设有泡棉，泡棉的上方是膜组框架；膜组结构还包括分别安装在扩散板、BEF膜和DBEF膜两侧的垫片，垫片的一端安装在导光板上，垫片的另一端安装在泡棉上。该发明优点是能够避免光学膜在高低温环境下出现膜皱缺陷，提高产品合格率。然而该专利所述的采用泡棉和垫片作为光学膜组四周限位和控制压力的方式，容易带来湿热盐雾环境下的光学膜组的可靠性问题，例如出现光学膜水汽、光学膜积盐和光学膜移位等显示故障。
然而，上述专利均在一定程度上通过牺牲光学膜组某方面的性能来降低光学膜组的膜皱故障发生率，并不能作为一劳永逸的解决方法，因此，探索一种既抗膜皱、耐磨损又具备优异的耐盐雾湿热等性能且维修方便的高可靠性光学膜组件成为了现今的一个研究热点。
发明内容
本发明的目的是针对现有的光学膜组件在抗膜皱、耐磨损、耐盐雾湿热及维修性方面难以兼顾的问题，发明一种提高光学膜组件可靠性的方法，同时提供一种高可靠性真空光学膜组件，它具有可靠性高、可维修性强的特点，能够确保液晶显示模块在温度循环、振动冲击、低气压甚至盐雾湿热等环境下服役时光学膜组件的可靠性，可广泛应用于电子电器等领域。
本发明的技术方案之一是：
一种提高光学膜组件可靠性的方法，其特征是首先，将光学膜材置于由两层光学基板通过内圈密封结构组成的空间中并对该空间进行抽真空处理，使其真空度为10Pa~100Pa，其次，再在内圈密封结构的外侧进行二次密封，使两层光学基板之间再次形成外圈密封结构。
所述的内圈密封结构由双面压敏胶黏带组成，外圈密封结构由光学胶黏剂组成。
本发明的技术方案之二是：
一种高可靠性真空光学膜组件，包括光学基板、光学膜材和密封材料，其特征在于：所述的光学膜材填充于上下两层光学基板通过密封材料构成的内圈密封结构中，经由真空处理和外圈密封结构密封后形成。
所述的真空光学膜组件内部的真空度为10Pa~100Pa。
所述的光学基板是透过率大于92%的强化玻璃、减反玻璃、滤红外玻璃、环状烯烃类透明树脂板、透明聚碳酸酯板和透明有机玻璃板其中一种或两种的组合，所述的光学基板折射率为1.45~1.58，热膨胀系数为9×10-6m/℃~7×10-5m/℃。
所述的光学膜材是扩散膜、耐磨棱镜膜、二合一棱镜膜和偏光增亮膜的其中一种或两种及以上的组合，所述的光学膜材数量是3~5片。
所述的内圈密封结构所使用的材料为双面压敏胶黏带，外圈密封结构的材料为光学胶黏剂，所述的双面压敏胶黏带是硅系或丙烯酸系双面压敏胶黏带中的一种或两种，所述的光学胶黏剂是厌氧系胶黏剂、双组份硅系胶黏剂或双组份UV固化胶黏剂中的一种，所述的光学双面胶黏带使用温度是-55℃~90℃，剥离强度为20N/cm ~35N/cm，所述的光学胶黏剂硬度为OO20~A30，弹性模量为0.1MPa~5MPa。
所述的双面压敏胶黏带宽度为1mm~2mm，置于光学膜材四周形成围坝结构，距光学膜材长宽每边边缘0mm~0.5mm，厚度高于光学膜材0.2mm~1mm，所述的双面压敏胶黏带外边缘与上层光学基板每边留有0.3~1mm的间隙填充光学胶黏剂。
所述的下层光学基板的尺寸大于或等于上层光学基板的尺寸，上下光学基板外形对齐或居中对齐；所述的光学膜材与上层光学基板居中对齐，每边比上层光学基板小1.3mm~3.5mm。
本发明的有益效果：
本发明的高可靠性真空光学膜组件是一种光学膜组内部为负压的全密封光学膜组件，由此带来的好处有①能够满足产品在低气压环境下的功能性，不会出现牛顿环、玻璃炸裂等低气压故障；②全密封模块能够有效阻挡盐雾及湿热环境下的水汽入侵和盐颗粒累积，降低盐雾及湿热显示故障出现的可能性；③利用大气压差带来的由上下光学基板向光学膜传递的压力足以保证膜组内光学膜的稳定性，满足不出现光学膜移位、光学膜膜皱和光学膜磨损等故障的要求；④没有复杂的光学双面胶贴合过程，制作简单高效，且可维修性强，是保证液晶显示模块在严苛的温循、湿热、盐雾和强振动等环境下显示质量和环境可靠性的重要部件之一。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一。
图1中：10为上层光学基板，20为光学膜材，30为下层光学基板，40为内圈密封结构（双面压敏胶黏带），50为外圈密封结构（光学胶黏剂）。
图2是本发明的结构示意图之二。
图2中：11为上层光学基板，12为光学膜材，13为下层光学基板，14为内圈密封结构（双面压敏胶黏带），15为外圈密封结构（光学胶黏剂）。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1。
一种提高光学膜组件可靠性的方法，首先，将光学膜材置于由两层光学基板通过内圈密封结构组成的空间中并对该空间进行抽真空处理，使其真空度为10Pa~100Pa，其次，再在内圈密封结构的外侧进行二次密封，使两层光学基板之间再次形成外圈密封结构。具体实施时，内圈密封结构由双面压敏胶黏带组成，外圈密封结构由光学胶黏剂组成，也可由其它可替换材料组成。本发明的关键是使光学膜材处于真空环境下进行工作，以适应低温和负压环境下工作，减少内外应力差，防止基板玻璃爆裂。同时如果出现问题，只需去掉密封胶始可将光学膜材取出进行更换，再抽真空和密封即可恢复原样。
实施例2。
参照图1，一种高可靠性真空光学膜组件是由光学膜材20填充于上下两层光学基板10、30通过内圈密封结构40构成的围坝结构中，经由真空处理和外圈密封结构50后形成的高可靠性光学加固结构。所述的真空光学膜组件内部的真空度为100Pa（具体实施时也可设定为10-100 Pa之间的任意值）。所述的光学基板分别为上减反玻璃基板和下强化玻璃基板，透过率分别为98%和92%，折射率分别为1.45和1.5，热膨胀系数均为9×10-6m/℃，上下玻璃基板的尺寸均为221mm×168mm；所述的光学膜材为3片扩散膜，尺寸均为217mm×164mm：所述的密封材料分别为硅系双面压敏胶带和双组份硅系光学胶黏剂，压敏胶带宽1.2mm，每边距光学膜材边缘0.3mm，厚度高于光学膜材1mm，剥离强度为35N/cm，双面压敏胶黏带外边缘与上层光学基板每边留有0.5mm的间隙填充光学胶黏剂，光学胶黏剂硬度为OO20，弹性模量为5MPa。本实施例所制备的光学膜组内部为负压的全密封光学膜组件不仅制作简单高效，可维修性强，还能够抵抗光学膜膜皱和磨损等光学膜组件故障，保证液晶显示模块在严苛的温循、低气压、盐雾、湿热和强振动等环境下的可靠性。
实施例3。
参照图2，一种高可靠性真空光学膜组件是由光学膜材12填充于上下两层光学基板11、13通过密封材料14、15构成的围坝结构中，由图2可知，下层光学基板13的尺寸大于上层光学基板11的尺寸，经由真空处理和二次密封后形成的高可靠性光学加固结构。所述的真空光学膜组件内部的真空度为10Pa（具体实施时也可设定为10-100 Pa之间的任意值）。所述的光学基板分别为上强化玻璃基板11和下环状烯烃类透明树脂板13，透过率分别为92%和93%，折射率分别为1.5和1.52，热膨胀系数分别为9×10-6m/℃和5×10-5m/℃，上下基板11、13的尺寸分别为440mm×332mm和450mm×342mm；所述的光学膜材12为2片扩散膜、2片耐磨棱镜膜和1片偏光增亮膜，尺寸均为433mm×325mm：所述的内外圈密封结构所使用的密封材料分别为丙烯酸系双面压敏胶带和双组份UV固化光学胶黏剂，压敏胶带宽2mm，每边距光学膜材边缘0.5mm，厚度高于光学膜材0.2mm，剥离强度为20N/cm，双面压敏胶黏带外边缘与上层光学基板每边留有1mm的间隙填充光学胶黏剂，光学胶黏剂硬度为A30，弹性模量为0.1MPa。本实施例所制备的光学膜组内部为负压的全密封光学膜组件不仅制作简单高效，可维修性强，还能够抵抗光学膜膜皱和磨损等光学膜组件故障，保证液晶显示模块在严苛的温循、低气压、盐雾、湿热和强振动等环境下的可靠性。
上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种提高光学膜组件可靠性的方法，其特征是首先，将光学膜材置于由两层光学基板通过内圈密封结构组成的空间中并对该空间进行抽真空处理，使其真空度为10Pa~100Pa，其次，再在内圈密封结构的外侧进行二次密封，使两层光学基板之间再次形成外圈密封结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的内圈密封结构由双面压敏胶黏带组成，外圈密封结构由光学胶黏剂组成。
3.一种高可靠性真空光学膜组件，包括光学基板、光学膜材和密封材料，其特征在于：所述的光学膜材填充于上下两层光学基板通过密封材料构成的内圈密封结构中，经由真空处理和外圈密封结构密封后形成。
4.根据权利要求3所述的真空光学膜组件，其特征在于：所述的真空光学膜组件内部的真空度为10Pa~100Pa。
5.根据权利要求3所述的真空光学膜组件，其特征在于：所述的光学基板是透过率大于92%的强化玻璃、减反玻璃、滤红外玻璃、环状烯烃类透明树脂板、透明聚碳酸酯板和透明有机玻璃板其中一种或两种的组合，所述的光学基板折射率为1.45~1.58，热膨胀系数为9×10-6m/℃~7×10-5m/℃。
6.根据权利要求3所述的真空光学膜组件，其特征在于：所述的光学膜材是扩散膜、耐磨棱镜膜、二合一棱镜膜和偏光增亮膜的其中一种或两种及以上的组合，所述的光学膜材数量是3~5片。
7.根据权利要求3所述的真空光学膜组件，其特征在于：所述的内圈密封结构所使用的材料为双面压敏胶黏带，外圈密封结构的材料为光学胶黏剂，所述的双面压敏胶黏带是硅系或丙烯酸系双面压敏胶黏带中的一种或两种，所述的光学胶黏剂是厌氧系胶黏剂、双组份硅系胶黏剂或双组份UV固化胶黏剂中的一种，所述的光学双面胶黏带使用温度是-55℃~90℃，剥离强度为20N/cm ~35N/cm，所述的光学胶黏剂硬度为OO20~A30，弹性模量为0.1MPa~5MPa。
8.根据权利要求7所述的密封材料，其特征在于：所述的双面压敏胶黏带宽度为1mm~2mm，置于光学膜材四周形成围坝结构，距光学膜材长宽每边边缘0mm~0.5mm，厚度高于光学膜材0.2mm~1mm，所述的双面压敏胶黏带外边缘与上层光学基板每边留有0.3~1mm的间隙填充光学胶黏剂。
9.根据权利要求3所述的真空光学膜组件，其特征在于：所述的下层光学基板的尺寸大于或等于上层光学基板的尺寸，上下光学基板外形对齐或居中对齐；所述的光学膜材与上层光学基板居中对齐，每边比上层光学基板小1.3mm~3.5mm。
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