CN115508926A - 一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置。本发明的视角扩大膜通过低折射率的第一膜层和高折射率的第二膜层相互配合，光线照射第一膜层和第二膜层时，所述第一凸起的延伸方向均平行于所述第一方向；将光线在第二方向上进行扩散；所述第二凸起的延伸方向均平行于所述第二方向；将光线在第一方向上进行扩散；进而使得视角扩大膜能够同时在第一方向上和第二方向上进行扩散，当视角扩大膜运用到显示装置时，可以同时扩大显示装置在第一方向上和第二方向上的视角。

Description

一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)是以液晶材料为基本组件，在两块平行板之间填充液晶材料，通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况，以达到遮光和透光的目的来显示深浅不一，错落有致的图像，而且只要在两块平板间再加上三原色的滤光层，就可实现彩色图像的显示。
目前垂直排列(Vertical Alignment liquid crystal，简称VA)型液晶显示器具有对比度高，色彩艳丽以及响应时间快等优点，被广泛应用于电视等消费电子产品中。尽管如此，VA型液晶显示器的可视角度(视角)却不及横向电场切换(In-PlaneSwitching，简称IPS)型液晶显示器。
虽然已有技术来改善VA型液晶显示器的视角，例如像素多筹化改善视角，但视角改善效果有限，且仅能扩大液晶显示器的左右视角，导致无法满足一些特殊应用场景，例如商场不仅仅需要较大的左右视角，同时也需要较大的上下视角，以便于各个方向都能清晰的看到液晶显示器的内容的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置，其能够解决现有技术仅能扩大液晶显示器的左右视角，无法满足既扩大左右视角又扩大上下视角的需求等问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种视角扩大膜，其包括：第一膜层，其包括平坦层和设置于所述平坦层上的多个第一凸起和多个第二凸起，多个第一凸起沿着第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，所述第一凸起的延伸方向均平行于所述第一方向；多个第二凸起沿着所述第一方向和所述第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，且与所述第一凸起间隔设置，所述第二凸起的延伸方向均平行于所述第二方向；第二膜层，设置于所述第一膜层上，且填充于相邻的所述第一凸起与所述第二凸起之间的间隙、相邻的两个所述第一凸起之间的间隙以及相邻的两个所述第二凸起之间的间隙内，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
进一步的，在所述第一方向和/或所述第二方向上，所述第一凸起与所述第二凸起交替设置。
进一步的，所述第一膜层和/或所述第二膜层内还包括多个散射微粒，所述散射微粒的含量范围为1％-30％。
进一步的，所述第一膜层的材料的折射率范围为1.3-1.6；所述第二膜层的材料的折射率范围为1.5-1.9。
进一步的，每一所述第一凸起包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述平坦层的第一交线和所述第二斜面与所述平坦层的第二交线均平行于所述第一方向；每一所述第二凸起包括第三斜面和第四斜面，所述第三斜面与所述平坦层的第三交线和所述第四斜面与所述平坦层的第四交线均平行于所述第二方向。
进一步的，所述第一凸起与所述第二凸起的形状及大小均相同，所述第一凸起的形状为等腰梯形棱柱；所述第一凸起的棱长范围为2微米-60微米，所述第一凸起的高度范围为4微米-20微米；所述第一凸起的第一斜面与所述平坦层的夹角大于0°且小于80°，所述第一凸起垂直于所述棱长的截面的下底长度的宽度范围为5微米-20微米。
进一步的，在平行于所述第二方向的截面上，相邻两个所述第二凸起之间的间距和所述第二凸起的棱长之和的范围为20微米-100微米；在平行于所述第一方向上的截面上，相邻两个所述第一凸起之间的间距和所述第一凸起的棱长之和的范围为20微米-80微米，相邻两个所述第二凸起之间的间距和所述第二凸起垂直于其棱长的截面的下底长度之和的范围为20微米-80微米。
为了解决上述问题，本发明还提供一种视角扩大膜的制备方法，其包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上设置第一膜层；所述第一膜层包括平坦层和设置于所述平坦层上的多个第一凸起和多个第二凸起，多个所述第一凸起沿着第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，所述第一凸起的延伸方向均平行于所述第一方向；多个所述第二凸起沿着所述第一方向和所述第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，且与所述第一凸起间隔设置，所述第二凸起的延伸方向均平行于所述第二方向；在所述第一膜层上设置第二膜层，所述第二膜层填充于相邻的所述第一凸起与所述第二凸起之间的间隙、相邻的两个所述第一凸起之间的间隙以及相邻的两个所述第二凸起之间的间隙内，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
进一步的，在所述衬底上设置第一膜层的步骤包括：在所述衬底的出光面上设置平坦层；在所述平坦层远离所述衬底的一侧的表面上涂布第一树脂，经过曝光显影图案化处理后得到多个第一凸起和多个第二凸起。
为了解决上述问题，本发明还提供一种显示装置，其包括本发明所述的视角扩大膜。
本发明的优点是：本发明的视角扩大膜通过低折射率的第一膜层和高折射率的第二膜层相互配合，光线照射第一膜层和第二膜层时，所述第一凸起的延伸方向均平行于所述第一方向；将光线在第二方向上进行扩散；所述第二凸起的延伸方向均平行于所述第二方向；将光线在第一方向上进行扩散；进而使得视角扩大膜能够同时在第一方向上和第二方向上进行扩散，当视角扩大膜运用到显示装置时，可以同时扩大显示装置在第一方向上和第二方向上的视角。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的显示装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1的视角扩大膜的结构示意图；
图3是图2的视角扩大膜的爆炸图；
图4是本发明实施例1的视角扩大膜的第一膜层的结构示意图；
图5是图2的A-A截面图；
图6是图4的B-B截面图；
图7是图4的C-C截面图；
图8是本发明实施例1的视角扩大膜的制备步骤图；
图9是本发明实施例2的视角扩大膜的第一膜层的结构示意图。
附图标记说明：
100、显示装置；
1、背光模组；2、第一偏光片；
3、阵列基板；4、液晶层；
5、彩膜基板；6、第二偏光片；
7、视角扩大膜；
71、第一膜层；72、第二膜层；
73、衬底；
711、平坦层；712、第一凸起；
713、第二凸起；
7121、第一斜面；7122、第二斜面；
7131、第三斜面；7132、第四斜面。
具体实施方式
以下结合说明书附图详细说明本发明的优选实施例，以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，以举例证明本发明可以实施，使得本发明公开的技术内容更加清楚，使得本领域的技术人员更容易理解如何实施本发明。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例，下文实施例的说明并非用来限制本发明的范围。
本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，本文所使用的方向用语是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。此外，为了便于理解和描述，附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种显示装置100。显示装置100包括：背光模组1、第一偏光片2、阵列基板3、液晶层4、彩膜基板5、第二偏光片6以及视角扩大膜7。
其中，背光模组1具有一出光侧11。所述背光模组1包括：光源(图未示)、光学膜片(图未示)、反射片(图未示)等膜层。其中光源可以是直下式光源，也可以是侧入式光源。
其中，第一偏光片2设置于所述背光模组1的出光侧11。第一偏光片2的基本结构包括：PVA(聚乙烯醇)和分别设置于PVA两侧的TAC(三醋酸纤维素)。其中，起到偏振作用的是PVA层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAC)薄膜进行防护。
其中，阵列基板3设置于所述第一偏光片2远离所述背光模组1的一侧。其中，阵列基板3包括：薄膜晶体管器件(图未示)、第一配向膜(图未示)等膜层结构。
其中，彩膜基板5与所述阵列基板3相对设置，且位于所述阵列基板3远离所述背光模组1的一侧。其中，彩膜基板5包括：第二配向膜(图未示)、彩色滤光片(图未示)、黑色矩阵(图未示)等膜层结构。
其中，液晶层4设置于所述阵列基板3与所述彩膜基板5之间。
其中，第二偏光片6设置于所述彩膜基板5远离所述背光模组1的一侧。第二偏光片6的基本结构包括：PVA(聚乙烯醇)和分别设置于PVA两侧的TAC(三醋酸纤维素)。其中，起到偏振作用的是PVA层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAC)薄膜进行防护。其中，第二偏光片6的偏振方向与所述第一偏光片2的偏振方向垂直。
本实施例中，视角扩大膜7设置于所述彩膜基板5与所述第二偏光片6之间。在其他实施例中，视角扩大膜7也可以设置于所述第二偏光片6远离所述背光模组1的一侧。
如图2、图3、图5所示，视角扩大膜7包括：第一膜层71、第二膜层72以及衬底73。
其中，衬底73具有相对设置的入光面731和出光面732。值得注意的是，衬底73的入光面731指的衬底73靠近背光模组1的一侧的表面。衬底73的材质可以是透光玻璃。由此，衬底73在支撑其上的第一膜层71以及第二膜层72时，还具有良好的透光性能。
其中，第一膜层71设置于所述衬底73的出光面732上。第一膜层71的材料为第一树脂。本实施例中，第一膜层71的材料为第一透光树脂。第一膜层71的折射率范围为1.3-1.6，本实施例中，第一膜层71的折射率为1.4。
其中，第一膜层71包括平坦层711和设置于所述平坦层711上的多个第一凸起712和多个第二凸起713。
其中，平坦层711设置于所述衬底73的出光面732上。平坦层711主要为其上的第一凸起712和第二凸起713的制备提供平整的表面。其中，所述平坦层711的厚度范围为1微米-10微米。本实施例中，所述平坦层711的厚度为5微米。
在其他实施例中，第一膜层71内还包括多个散射微粒。利用散射颗粒提升视角扩大膜7的扩散效果。散射微粒优选圆形散射微粒，散射微粒的直径范围为0.05微米-2微米，散射微粒的含量范围为1％-30％，散射微粒的材质可选自二氧化硅，二氧化钛，硫酸钡，碳酸钙，二氧化锆等无机材料中，还可以选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒，聚碳酸酯(PC)微粒以及聚苯乙烯(PS)微粒等有机微粒材料。
如图4所示，第一凸起712沿着第一方向X和垂直于所述第一方向X的第二方向Y相互间隔且阵列排布于所述平坦层711上。
如图4、图5所示，第一凸起712的延伸方向均平行于所述第一方向X。具体的，每一所述第一凸起712包括第一斜面7121和第二斜面7122，所述第一斜面7121与所述平坦层711的第一交线和所述第二斜面7122与所述平坦层711的第二交线均平行于所述第一方向X。
如图4所示，第二凸起713沿着所述第一方向X和所述第二方向Y相互间隔且阵列排布于所述平坦层711上，且与所述第一凸起712间隔设置。
如图4、图7所示，第二凸起713的延伸方向均平行于所述第二方向Y；每一所述第二凸起713包括第三斜面7131和第四斜面7132，所述第三斜面7131与所述平坦层711的第三交线和所述第四斜面7132与所述平坦层711的第四交线均平行于所述第二方向Y。
如图2、图3及图5所示，第二膜层72设置于所述第一膜层71上，且填充于相邻的所述第一凸起712与所述第二凸起713之间的间隙、相邻的两个所述第一凸起712之间的间隙以及相邻的两个所述第二凸起713之间的间隙内。第二膜层72的材料为第二树脂。本实施例中，第二膜层72的材料为第二透光树脂。第二膜层72的折射率大于所述第一膜层71的折射率。第二膜层72的折射率范围为1.5-1.9。本实施例中，第二膜层72的折射率为1.7。
在其他实施例中，第二膜层72内还包括多个散射微粒。利用散射颗粒提升视角扩大膜7的扩散效果。散射微粒优选圆形散射微粒，散射微粒的直径范围为0.05微米-2微米，散射微粒的含量范围为1％-30％，散射微粒的材质可选自二氧化硅，二氧化钛，硫酸钡，碳酸钙，二氧化锆等无机材料中，还可以选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒，聚碳酸酯(PC)微粒以及聚苯乙烯(PS)微粒等有机微粒材料。
综上，本实施例通过第一凸起712的第一斜面7121和第二斜面7122将光线在第二方向Y上进行扩散；通过第二凸起713的第三斜面7131和第四斜面7132将光线在第一方向X上进行扩散；使得视角扩大膜7能够同时在第一方向X上和第二方向Y上进行扩散，进而同时扩大显示装置100在第一方向X上和第二方向Y上的视角。
其中，在所述第一方向X和/或所述第二方向Y上，所述第一凸起712与所述第二凸起713交替设置。
如图4所示，本实施例中，在所述第二方向Y上，所述第一凸起712与所述第二凸起713交替设置。第一凸起712和第二凸起713周期性排布，由此可以提高显示装置100的出光均一性。
如图4、图5、图6及图7所示，所述第一凸起712与所述第二凸起713的形状及大小均相同。本实施例中，第一凸起712的形状为等腰梯形棱柱。换句话而言，第一凸起712在平行于第二方向Y和第三方向Z组成的截面上的图形为等腰梯形。
如图6所示，第一凸起712的棱长L1范围为2微米-60微米。本实施例中，第一凸起712的棱长L1为40微米。
如图6所示，在平行于所述第一方向X上的B-B截面上，相邻两个所述第一凸起712之间的间距L2和所述第一凸起712的棱长L1之和的范围为20微米-80微米。本实施例中，L2为10微米，L1和L2之和为50微米。
如图5所示，第一凸起712的第一斜面7121与所述平坦层711的夹角θ大于0°且小于80°。本实施例中，第一凸起712的第一斜面7121与所述平坦层711的夹角θ为70°。
如图5所示，在平行于所述第二方向Y的A-A截面上，所述第一凸起712垂直于所述棱长的截面的下底L3长度的宽度范围为5微米-20微米。本实施例中，L3为10微米。所述第一凸起712的高度H范围为4微米-20微米；本实施例中，H为8微米。
如图5所示，在平行于所述第二方向Y的A-A截面上，相邻两个所述第二凸起713之间的间距L4和所述第二凸起713的棱长L1之和的范围为20微米-100微米。本实施例中，L4＝L3+L5+L6。本实施例中，L5＝L6＝12微米，此时L4＝34微米。
如图7所示，在平行于所述第一方向X上的C-C截面上，相邻两个所述第二凸起713之间的间距L7和所述第二凸起713垂直于其棱长的截面的下底长度L3之和的范围为20微米-80微米。本实施例中，L7为30微米，L7和L3之和为40微米。
综上，通过第一凸起712和第二凸起713周期性排布，由此可以提高显示装置100在第一方向X和第二方向Y上的出光均一性。
如图8所示，本实施例还提供了本实施例的视角扩大膜7的制备方法，其包括以下步骤：S1，提供一衬底73；S2，在所述衬底73上设置第一膜层71；所述第一膜层71包括平坦层711和设置于所述平坦层711上的多个第一凸起712和多个第二凸起713；所述第一凸起712沿着第一方向X和垂直于所述第一方向X的第二方向Y相互间隔且阵列排布于所述平坦层711上，所述第一凸起712的延伸方向均平行于所述第一方向X；所述第二凸起713沿着所述第一方向X和所述第二方向Y相互间隔且阵列排布于所述平坦层711上，且与所述第一凸起712间隔设置，所述第二凸起713的延伸方向均平行于所述第二方向Y；S3，在所述第一膜层71上设置第二膜层72，所述第二膜层72填充于相邻的所述第一凸起712与所述第二凸起713之间的间隙、相邻的两个所述第一凸起712之间的间隙以及相邻的两个所述第二凸起713之间的间隙内，所述第二膜层72的折射率大于所述第一膜层71的折射率。
具体的，S2包括在所述衬底73的出光面上设置平坦层711。具体包括利用狭缝涂布机在所述衬底73的出光面732上涂布第一树脂，然后经过固化形成平坦层711。
具体的，S2还包括：利用狭缝涂布机在所述平坦层711远离所述衬底73的一侧的表面上涂布第一树脂，然后经过曝光显影图案化处理后得到多个第一凸起712和多个第二凸起713。平坦层711、第一凸起712和第二凸起713共同形成第一膜层71。
具体的，S3包括利用狭缝涂布机在所述第一膜层71涂布第二树脂，第二树脂填充于相邻的所述第一凸起712与所述第二凸起713之间的间隙、相邻的两个所述第一凸起712之间的间隙以及相邻的两个所述第二凸起713之间的间隙内，然后经过固化形成第二膜层72。第一膜层71和第二膜层72共同形成视角扩大膜7。
实施例2
如图9所示，本实施例包括了实施例1的大部分技术特征，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中，在所述第一方向X和所述第二方向Y上，所述第一凸起712与所述第二凸起713均交替设置。由此，可以进一步的提高显示装置100在第一方向X和第二方向Y上的出光均一性。
以上对本申请所提供的一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种视角扩大膜，其特征在于，包括：
第一膜层，其包括平坦层和设置于所述平坦层上的多个第一凸起和多个第二凸起，多个第一凸起沿着第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，所述第一凸起的延伸方向均平行于所述第一方向；
多个第二凸起沿着所述第一方向和所述第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，且与所述第一凸起间隔设置，所述第二凸起的延伸方向均平行于所述第二方向；
第二膜层，设置于所述第一膜层上，且填充于相邻的所述第一凸起与所述第二凸起之间的间隙、相邻的两个所述第一凸起之间的间隙以及相邻的两个所述第二凸起之间的间隙内，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
2.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，在所述第一方向和/或所述第二方向上，所述第一凸起与所述第二凸起交替设置。
3.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第一膜层和/或所述第二膜层内还包括多个散射微粒，所述散射微粒的含量范围为1％-30％。
4.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第一膜层的材料的折射率范围为1.3-1.6；所述第二膜层的材料的折射率范围为1.5-1.9。
5.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，每一所述第一凸起包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述平坦层的第一交线和所述第二斜面与所述平坦层的第二交线均平行于所述第一方向；
每一所述第二凸起包括第三斜面和第四斜面，所述第三斜面与所述平坦层的第三交线和所述第四斜面与所述平坦层的第四交线均平行于所述第二方向。
6.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第一凸起与所述第二凸起的形状及大小均相同，所述第一凸起的形状为等腰梯形棱柱；
所述第一凸起的棱长范围为2微米-60微米，所述第一凸起的高度范围为4微米-20微米；所述第一凸起的第一斜面与所述平坦层的夹角大于0°且小于80°，所述第一凸起垂直于所述棱长的截面的下底长度的宽度范围为5微米-20微米。
7.根据权利要求6所述的视角扩大膜，其特征在于，
在平行于所述第二方向的截面上，相邻两个所述第二凸起之间的间距和所述第二凸起的棱长之和的范围为20微米-100微米；
在平行于所述第一方向上的截面上，相邻两个所述第一凸起之间的间距和所述第一凸起的棱长之和的范围为20微米-80微米，相邻两个所述第二凸起之间的间距和所述第二凸起垂直于其棱长的截面的下底长度之和的范围为20微米-80微米。
8.一种视角扩大膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底；
在所述衬底上设置第一膜层；所述第一膜层包括平坦层和设置于所述平坦层上的多个第一凸起和多个第二凸起，多个所述第一凸起沿着第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，所述第一凸起的延伸方向均平行于所述第一方向；多个所述第二凸起沿着所述第一方向和所述第二方向相互间隔且阵列排布于所述平坦层上，且与所述第一凸起间隔设置，所述第二凸起的延伸方向均平行于所述第二方向；
在所述第一膜层上设置第二膜层，所述第二膜层填充于相邻的所述第一凸起与所述第二凸起之间的间隙、相邻的两个所述第一凸起之间的间隙以及相邻的两个所述第二凸起之间的间隙内，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
9.根据权利要求8所述的视角扩大膜的制备方法，其特征在于，在所述衬底上设置第一膜层的步骤包括：
在所述衬底的出光面上设置平坦层；
在所述平坦层远离所述衬底的一侧的表面上涂布第一树脂，经过曝光显影图案化处理后得到多个第一凸起和多个第二凸起。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的视角扩大膜。
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