CN115826111B - 一种背光模组用dop复合膜片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种改进结构的背光模组用DOP复合膜片，包括扩散膜和棱镜膜，棱镜膜朝向背光模组的光源或者导光板，扩散膜朝向液晶显示层；棱镜膜上形成有多个平行设置的棱镜结构，至少部分所述棱镜结构的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘，所述凸缘和棱镜结构由光固化树脂一体形成；所述扩散膜的第一基材层的底部形成有供所述棱镜膜的凸缘插入的对应数量的凹槽，所述扩散膜和棱镜膜通过填充在所述凹槽中的胶粘剂与插入的凸缘粘接为一体。本申请去掉了现有技术中大面积涂覆的胶粘剂层，通过胶粘剂对插入的凸缘进行局部粘接，可以避免翘曲和变形，降低了材料要求并节省了大量的材料成本，大大增加了结构强度和粘接的牢固性。

Description

一种背光模组用DOP复合膜片及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种可用于光学显示领域的光学膜片，尤其涉及一种可用于诸如液晶显示器、照明系统之类的领域的光学膜片，特别涉及一种背光模组用DOP复合膜片及其制备方法。

背景技术

诸如液晶显示器、照明系统之类的领域经常需要用到各种光学膜片。例如，CN101354455A的背景技术部分介绍了显示器领域常见的背光模组的结构，其通常包含光源、导光板以及光学膜片组。其中，光学膜片组包含下扩散膜片(Diffuser sheet)、第一棱镜膜片(Prism sheet)、第二棱镜膜片(Prism sheet)以及上扩散膜片(Diffuser sheet)。上述光学膜片组的五层膜片结构是相互独立的，运输以及组装时容易损伤膜片上的微结构，容易导致其导光功能受损，因而生产后通常还需要包覆保护膜，组装时还需要将保护膜去掉，增加了生产和组装环节，导致生产成本大幅提高。

为减少独立结构的光学膜片的缺陷，现有技术出现了将各种功能的光学膜片粘接组合成一体的复合膜片，简单来说是将两种或者两种以上的光学膜通过粘接的方式集中在一张膜上的多层结构的膜片。例如，本领域惯常将一层扩散膜和一层棱镜膜粘接而成的膜片简称为DOP复合膜片(Diffuser on Prism)。

例如，CN 206990984 U公开了一种复合膜片，包括微透膜、棱镜膜以及将二者粘接为整体的胶粘剂层。该复合膜片利用胶粘剂层将棱镜膜粘在微透膜下方，因而棱镜结构会刺入胶粘剂层，导致刺入部分的中心辉度值下降。

为克服上述缺陷，CN 106226848 A公开了一种光学膜片组件，所述光学膜片组件包含第一光学膜、粘结层以及第二光学膜，所述第一光学膜通过所述粘结层与所述第二光学膜粘合，所述第二光学膜包含多个导光结构，至少一部分所述导光结构的顶部一体延伸出凸出结构，所述凸出结构嵌入所述粘结层中，所述凸出结构为L型结构或者T型结构。该现有技术利用L型或T型结构插入胶层中固化后具有更大的附着力，同时降低了粘结层的厚度，提高了复合强度，同时提高了光的透过率。该现有技术虽然采用了小面积的L型结构或者T型结构进行连接，但是由于需要大面积涂覆的粘接层，而且绝大多数粘结层都是无用的，会导致固化和收缩翘曲变形。另外L型结构或者T型结构从模具成型的角度来说无法形成脱模，而采用半固化状态进行复合对工艺流程衔接的要求太大，由于缺乏模具控制变形，挤压顶部无法控制L型结构或者T型结构制造精度。

类似的，申请人在其申请的发明专利CN 112946794 A中提出了一种更加优化的技术解决方案，其中公开了一种高辉度DOP复合膜片，如图1所示，所述高辉度DOP复合膜片包括扩散膜100、棱镜膜200以及将二者粘接为整体的厚度为h的胶粘剂层300，所述棱镜膜200上形成有多个平行设置的棱镜结构201，其中，至少部分所述棱镜结构201的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘202。该发明通过在棱镜膜的棱镜结构的顶部设置向上竖直延伸的凸缘，可以通过凸缘刺入胶粘剂层中，避免棱镜结构的顶部进入胶粘剂层，从而可以通过凸缘的厚度控制棱镜结构的顶部被破坏的宽度，因而该发明的DOP复合膜片可以获得更大的中心辉度值，相对现有技术具备更高的辉度。另外通过设置凸缘，使得粘接面积变大，可以获得更大的粘接强度。

上述发明专利在小尺寸液晶显示器上表现良好，能够在保持较好的显示效果的同时减少显示器厚度。随着大尺寸液晶显示器的普及，传统的侧入式背光模组的中心亮度难以提高，直下式背光模组受到了越来越多的关注。直下式背光模组采用密集的LED灯珠从液晶层的背面直接照射发光，因此亮度、对比度和画质都优于侧入式。然而，由于LED灯珠设置在厚度方向，背光模组的厚度较大，因此需要进一步降低背光模组各个组件的厚度。粘接组合而成的复合膜片由于增加了胶粘剂层300，相对独立结构的光学膜片反倒增加了厚度。

另外，由于胶粘剂层与两侧的膜片的表面张力不同，在大尺寸的粘接范围内固化时会形成很大的尺寸收缩，复合之后很容易出现翘曲变形。尤其对于直下式背光模组而言，复合膜片的整个平面在使用过程中会受到持续的加热，胶粘剂层的膨胀率大于光学膜片，因而长时间使用也会出现较为明显的变形现象。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种背光模组用DOP复合膜片及其制备方法，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出了一种背光模组用DOP复合膜片，包括扩散膜和棱镜膜，棱镜膜朝向背光模组的光源或者导光板，扩散膜朝向液晶显示层；棱镜膜上形成有多个平行设置的棱镜结构，至少部分所述棱镜结构的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘，所述凸缘和棱镜结构由光固化树脂一体形成；其中，所述扩散膜的第一基材层的底部形成有供所述棱镜膜的凸缘插入的对应数量的凹槽，所述扩散膜和棱镜膜通过填充在所述凹槽中的胶粘剂与插入的凸缘粘接为一体。

优选地，所述凹槽为沿平行于棱镜结构的顶部的长度方向延伸的长条形结构，相邻凹槽之间的横向间距与棱镜结构的横向间距相同。

优选地，所述凹槽的横截面为向下逐步变宽的敞口结构。

优选地，所述凹槽的横截面为向下逐步变宽的敞口三角形，所述敞口三角形的顶角的角度为30-70度。

优选地，所述敞口三角形的顶角的角度为45度。

优选地，所有所述凸缘的顶部高度相同，均大于或等于所述凹槽的深度。

优选地，所有所述棱镜结构的顶部均形成有所述凸缘。

优选地，所述长条状的凸缘中均匀设置有多个缝隙，位于所述缝隙位置的棱镜结构的顶部保持为完整的棱柱结构。

优选地，所有所述棱镜结构的顶部均形成有所述长条状的凸缘，所述长条状的凸缘中均匀设置有多个缝隙，位于所述缝隙位置的棱镜结构的顶部保持为完整的棱柱结构。

本申请还提供了一种上述背光模组用DOP复合膜片的制备方法，包括如下步骤：首先，分别制备获得棱镜膜和扩散膜的底部的第一基材层备用；然后，将扩散膜的底部的第一基材层的凹槽朝上平铺，通过刮板将胶粘剂表面刮平填充到凹槽中；之后，将棱镜膜的棱镜结构朝下，将棱镜膜上的凸缘插入到扩散膜上对应的凹槽中，通过凹槽中的胶粘剂将插入的凸缘粘接在凹槽中；最后，将粘接后的膜层翻转，在扩散膜的第一基材层的上方固化形成微珠散射层，从而制备获得背光模组用DOP复合膜片。

优选地，所述棱镜膜的制备步骤为：提供一层PET薄膜作为棱镜膜的第二基材层，在第二基材层的上方采用光固化树脂通过模具形成带有凸缘的棱镜结构，从而制备获得棱镜膜。

优选地，所述扩散膜的制备步骤为：提供一层PET薄膜作为扩散膜的第一基材层，在第一基材层的底部形成凹槽。

优选地，采用带有与凹槽形状相匹配的图案的第一辊子，将加热后的PET薄膜通过该第一辊子进行挤压，然后对PET薄膜进行风冷或者水冷，从而在PET薄膜上获得固化后的凹槽。

本申请去掉了现有技术中大面积涂覆的胶粘剂层，通过胶粘剂对插入的凸缘进行局部粘接，可以避免翘曲和变形，降低了材料要求并节省了大量的材料成本，大大增加了结构强度和粘接的牢固性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。

图1显示的是现有技术公开的一种DOP复合膜片的结构示意图。

图2显示的是根据本申请的一个具体实施例的背光模组用DOP复合膜片的立体结构示意图。

图3显示的是根据本申请的另一个具体实施例的背光模组用DOP复合膜片的分解透视图。

图4显示的是根据本申请的又一个具体实施例的背光模组用DOP复合膜片的正面局部结构放大示意图。

图5显示的是图4所示圆圈中的结构放大示意图。

具体实施方式

为了对本申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

基于图1所示的现有技术CN 112946794 A的DOP复合膜片的结构，本申请提出了一种改进的背光模组用DOP复合膜片，如图2所示。与图1所示现有技术类似，本申请的背光模组用DOP复合膜片同样包括扩散膜100和棱镜膜200，其中棱镜膜200朝向背光模组的光源或者导光板，扩散膜100朝向液晶显示层。棱镜膜200上形成有多个平行设置的棱镜结构201，棱镜结构201的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘202。为了便于理解，本申请的附图中相同的部件采用了与图1所示现有技术相同的附图标记，同时，本申请全文引用CN112946794 A作为参考。

扩散膜100可以包括底部的第一基材层11和涂覆在第一基材层11的上方的微珠散射层12，微珠散射层12中包含有PMMA微珠，可以发散光线，提高产品雾度，以遮蔽亮斑，增大了产品视角，同时避免了DOP产品与屏幕产生摩尔干涉纹。棱镜膜200可以包括底部的第二基材层21和形成在第二基材层21的上方的棱镜结构201。棱镜结构201可以通过常规的光固化树脂通过模具形成在第二基材层21上，同样的，凸缘202也可以在形成棱镜结构201的同时通过模具一体形成在棱镜结构201的顶部。

在一个具体实施例中，凸缘202的横向沿平行于棱镜结构201的顶部的长度方向延伸。凸缘202的最大厚度为6-12μm，更优选为8-10μm。凸缘202的高度为30-80μm，更优选为50μm。

在本发明的另一个具体实施例中，所有棱镜结构201的顶部均形成有所述凸缘202，所有凸缘202的顶部高度相同。在本发明的又一个未图示的具体实施例中，至少部分所述棱镜结构201的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘202。有关凸缘202的其它结构和作用与现有技术相同，在此不再一一赘述。另外，与现有技术类似，本申请的棱镜结构201的顶部的凸缘202可以是如图所示的整体结构，也可以在长条状的凸缘202中均匀设置多个缝隙，位于所述缝隙位置的棱镜结构201的顶部保持为完整的棱柱结构(图中未示出)。

本申请与现有技术最大的不同点是，如图所示，本申请的背光模组用DOP复合膜片去掉了胶粘剂层，而是在扩散膜100的第一基材层11的底部形成有供棱镜膜200的凸缘202插入的对应数量的凹槽13，扩散膜100和棱镜膜200通过填充在凹槽13中的胶粘剂203与插入的凸缘202粘接为一体。在一个优选实施例中，所有凸缘202的顶部高度均大于或等于所述凹槽13的深度。

本申请的背光模组用DOP复合膜片去掉了现有技术中大面积涂覆的胶粘剂层，而是在需要与棱镜结构的凸缘相互连接的基材层上设置了可以插入凸缘的凹槽，在凹槽中通过胶粘剂对插入的凸缘进行局部粘接。省掉胶粘剂层不但可以缩减光学膜片的厚度，而且可以避免连续大面积涂覆的胶粘剂固化时产生翘曲，而且局部的受热也不会造成大面积累积的尺寸膨胀造成的变形。另一方面，由于现有技术大面积涂覆的胶粘剂层需要考虑透光性、折射率等苛刻要求，材料成本很高，而且绝大部分涂覆的胶粘剂是毫无用处的，通过本申请的插入式凹槽结构，可以降低材料要求并节省大量的材料成本。并且，现有技术的凸缘粘接时受到了胶粘剂层厚度的限制，粘接面积太小，容易在翘曲和变形的情况下发生分层。而采用插入式凹槽，凹槽的深度可以大幅提高，而且凸缘的厚度和高度都可以大幅增加，大大增加了结构强度和粘接的牢固性，可以避免结构断裂和分层。

进一步地，凹槽13为沿平行于棱镜结构201的顶部的长度方向延伸的长条形结构，相邻凹槽之间的横向间距与棱镜结构201的横向间距相同。长条形结构的凹槽13与凸缘202可以形成位置对应关系，便于每个凸缘202均可以插入到对应的长条形凹槽的内部。

如图5所示，凹槽13的横截面为向下逐步变宽的敞口结构，以提供更大的容错空间，避免相互组装时由于公差差异无法匹配插入。另外，由于光线向棱镜结构201的顶部汇聚，会导致凸缘202附近的亮度大于其它部位形成亮斑，将凹槽13的横截面设置向下逐步变宽的敞口结构，可以利用凹槽的倾斜边将汇聚的光线向偏离棱镜结构201的顶部的方向进行折射，从而可以实现光线散射消除顶部亮斑的效果。优选凹槽13的横截面为向下逐步变宽的敞口三角形，所述敞口三角形的顶角的角度为30-70度，优选敞口三角形的顶角的角度为45度时，对汇聚的光线的散射效果最佳，同时不会由于凹槽的底部宽度过大降低整体辉度值。

另外，棱镜膜200的底部还可以根据需要涂覆一层背面涂层(图中未示出)，例如背面涂层可以由丙烯酸树脂和PMMA微珠混合而成，以提高DOP复合膜片的抗静电性和防刮伤性能。

本申请的DOP复合膜片的一个示例性参数如下表所示。

下面参照附图进一步说明本申请的背光模组用DOP复合膜片的制备方法。如图所示，本申请的背光模组用DOP复合膜片的制备方法包括如下步骤：

首先，分别制备获得棱镜膜200和扩散膜100的底部的第一基材层11备用。如前所述，棱镜膜200包括底部的第二基材层21和形成在第二基材层21的上方的棱镜结构201；至少部分棱镜结构201的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘202；扩散膜100包括底部的第一基材层11和涂覆在第一基材层11的上方的微珠散射层12；扩散膜100的第一基材层11的底部形成有供棱镜膜200的凸缘202插入的对应数量的凹槽13。

其中，所述棱镜膜200的制备步骤为：提供一层PET薄膜作为棱镜膜200的第二基材层21，在第二基材层21的上方形成带有凸缘202的棱镜结构201，从而制备获得棱镜膜200。例如，所述棱镜结构201可以采用现有技术中常规的光固化树脂通过模具形成在第二基材层21上，或者可以通过热压成型在第二基材层21形成所述棱镜结构201。例如，可以采用带有与棱镜结构201形状相匹配的图案的第二辊子，将加热后的PET薄膜通过该第二辊子进行挤压，然后对PET薄膜进行风冷或者水冷，从而在PET薄膜上获得固化后的棱镜结构201。

其中，所述扩散膜100的底部的第一基材层11的制备步骤为：提供一层PET薄膜作为扩散膜100的第一基材层11，在第一基材层11的底部形成凹槽13。例如，可以采用带有与凹槽13形状相匹配的图案的第一辊子，将加热后的PET薄膜通过该第一辊子进行挤压，然后对PET薄膜进行风冷或者水冷，从而在PET薄膜上获得固化后的凹槽13。

然后，将扩散膜100的底部的第一基材层11的凹槽13朝上平铺，通过刮板将胶粘剂203表面刮平填充到凹槽13中。所述胶粘剂203可以选择采用光学膜片复合常用的紫外光固化胶粘剂或热固化胶粘剂，优选采用紫外光固化胶粘剂。

之后，将棱镜膜200的棱镜结构201朝下，将棱镜膜200上的凸缘202插入到扩散膜100上对应的凹槽13中，通过凹槽13中的胶粘剂203将插入的凸缘202粘接在凹槽13中。通过控制磨具的精度，可以确保扩散膜100和棱镜膜200的参照边对齐，且与该参照边等距位置的凸缘、凹槽等结构相互呈对应关系。插入时，扩散膜100的参照边与棱镜膜200的参照边对准，棱镜结构201很容易就可以插入到宽口结构的凹槽13中，稍微错动两张膜的位置不再晃动，则对准的棱镜膜200的凸缘202就确定插入到位了。再通过紫外光照射或者加热使胶粘剂203固化，就可以将凸缘202粘接在凹槽13中。

最后，将粘接后的膜层翻转，在扩散膜100的第一基材层11的上方固化形成微珠散射层12，从而制备获得本申请的背光模组用DOP复合膜片。所述微珠散射层12可以由PMMA微珠和紫外光固化树脂混合成涂覆液，经过涂覆和紫外光照射固化形成。或者也可以由PMMA微珠和热固化树脂混合成涂覆液，经过涂覆和加热固化形成。微珠散射层12的涂覆面积大，固化时容易产生变形，因而将扩散膜100的微珠散射层12的形成步骤设置在最后实施，通过前述步骤的粘接形成较厚的复合膜层之后可以获得更大的刚度，因而最后涂覆可以避免微珠散射层12固化的时候造成变形。

另外，如前所述，为了提高DOP复合膜片的抗静电性和防刮伤性能，还可以进一步在棱镜膜200的底部涂覆一层由丙烯酸树脂和PMMA微珠混合而成的背面涂层。

综上所述，本申请的背光模组用DOP复合膜片去掉了现有技术中大面积涂覆的胶粘剂层，可以缩减厚度并避免翘曲变形。并且通过在制备方法中将扩散膜的微珠散射层后置，可以最大限度降低大尺寸光学膜片复合过程中的树脂固化时的尺寸收缩带来的变形现象，提高了产品精度和耐热变形性能。

本领域技术人员应当理解，虽然本申请是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本申请的保护范围。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，并非用以限定本申请的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本申请的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本申请保护的范围。

Claims (7)

1.一种背光模组用DOP复合膜片，包括扩散膜（100）和棱镜膜（200），棱镜膜（200）朝向背光模组的光源或者导光板，扩散膜（100）朝向液晶显示层；棱镜膜（200）上形成有多个平行设置的棱镜结构（201），至少部分所述棱镜结构（201）的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘（202），所述凸缘（202）和棱镜结构（201）由光固化树脂一体形成；扩散膜（100）包括底部的第一基材层（11）和涂覆在第一基材层（11）的上方的微珠散射层（12）；其特征在于，所述扩散膜（100）的第一基材层（11）的底部形成有供所述棱镜膜（200）的凸缘（202）插入的对应数量的凹槽（13），所述扩散膜（100）和棱镜膜（200）通过填充在所述凹槽（13）中的胶粘剂（203）与插入的凸缘（202）粘接为一体；所述凹槽（13）的横截面为向下逐步变宽的敞口结构；所述凹槽（13）的横截面为向下逐步变宽的敞口三角形，所述敞口三角形的顶角的角度为30-70度；所有所述凸缘（202）的顶部高度相同，均大于或等于所述凹槽（13）的深度。

2.如权利要求1所述的背光模组用DOP复合膜片，其特征在于，所述凹槽（13）为沿平行于棱镜结构（201）的顶部的长度方向延伸的长条形结构，相邻凹槽之间的横向间距与棱镜结构（201）的横向间距相同。

3.如权利要求1所述的背光模组用DOP复合膜片，其特征在于，所述敞口三角形的顶角的角度为45度。

4.一种如权利要求1-3之一所述的背光模组用DOP复合膜片的制备方法，包括如下步骤：

首先，分别制备获得棱镜膜（200）和扩散膜（100）的底部的第一基材层（11）备用；

然后，将扩散膜（100）的底部的第一基材层（11）的凹槽（13）朝上平铺，通过刮板将胶粘剂（203）表面刮平填充到凹槽（13）中；

之后，将棱镜膜（200）的棱镜结构（201）朝下，将棱镜膜（200）上的凸缘（202）插入到扩散膜（100）上对应的凹槽（13）中，通过凹槽（13）中的胶粘剂（203）将插入的凸缘（202）粘接在凹槽（13）中；

最后，将粘接后的膜层翻转，在扩散膜（100）的第一基材层（11）的上方固化形成微珠散射层（12），从而制备获得背光模组用DOP复合膜片。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述棱镜膜（200）的制备步骤为：提供一层PET薄膜作为棱镜膜（200）的第二基材层（21），在第二基材层（21）的上方采用光固化树脂通过模具形成带有凸缘（202）的棱镜结构（201），从而制备获得棱镜膜（200）。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述扩散膜（100）的底部的第一基材层（11）的制备步骤为：提供一层PET薄膜作为扩散膜（100）的第一基材层（11），在第一基材层（11）的底部形成凹槽（13）。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用带有与凹槽（13）形状相匹配的图案的第一辊子，将加热后的PET薄膜通过该第一辊子进行挤压，然后对PET薄膜进行风冷或者水冷，从而在PET薄膜上获得固化后的凹槽（13）。