專利名稱：一種具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種增光膜，特別是關于一種應用于液晶顯示器(liquid crystal display, IXD)的具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜。
背景技術：
目前，增光膜(BEF)被廣泛用于發(fā)光模組以用來匯聚光源所發(fā)出的光線，尤其是監(jiān)視器等顯示設備中常應用增光膜(BEF)來增加顯示亮度和節(jié)約顯示器電池設備的能量。 增光膜的原理是通過折射和反射將射向觀察者視角之外的光線調(diào)整至觀察者視角之內(nèi)，這樣就提高了光源所發(fā)出光能的利用率。常見增光膜(BEF)是由許多個用以匯聚光線的棱鏡條所構(gòu)成，這些棱鏡條按照一個方向排列，組成一個棱鏡陣列，如圖1所示。在實際應用中傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜由于會與其他光學膜配合使用，容易對棱鏡結(jié)構(gòu)的尖銳棱角造成刮傷，從而影響光學品質(zhì)。為了解決這一問題，美國專利US7142767公開了一種具有抗刮功能的增亮膜，其結(jié)構(gòu)為在傳統(tǒng)增亮膜棱鏡陣列中增加若干頂部為圓角或平臺的棱鏡柱，這些棱柱高度高于其周邊的普通結(jié)構(gòu)棱鏡柱，從而可以起到抗刮蹭的效果。然而此種結(jié)構(gòu)由于整個棱鏡柱頂部取消尖角，換成圓角或平臺結(jié)構(gòu)，會導致光學增益值的下降。因此，為了解決上述問題必須對現(xiàn)有棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜用以匯聚從光源發(fā)出的光線，以調(diào)整從光源所發(fā)出光線穿過該增光膜后的發(fā)散角度，以及提高發(fā)光模組生產(chǎn)良率。具體技術方案為一種具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，包括基材和棱鏡結(jié)構(gòu)層，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于所述基材上，該棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個棱鏡單元結(jié)構(gòu)按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元結(jié)構(gòu)包括若干個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)和若干個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)；第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向具有相同的長度Li，位于同一個棱鏡單元結(jié)構(gòu)上的凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向的間隔L2不相同或不完全相同；所述凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向具有相同的間隔 L3。其中，所述第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向的長度Ll在 50 μ m 500mm 之間。其中，在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上，位于同一個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)上任兩個相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔L2在100 μ m 500mm之間。其中，所述第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向具有相同的間隔L3，在棱鏡排列方向上，每隔1 50個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)即設置一個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。其中，所述的第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的橫截面為等腰三角形，頂角角度為60° 120°，高度為 Hl，Hl 在 ΙΟμπι ΙΟΟμπι 之間。其中，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)橫截面相同的等腰三角形，其凸起結(jié)構(gòu)高度為Η2，Η2為所述第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)橫截面高度 Hl 的 1. 05 1. 5 倍。其中，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)處橫截面為頂角為圓角的等腰三角形，所述頂角圓角半徑在0. 5 2μ m之間。其中，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)處橫截面為等腰梯形，其上底邊長度為下底邊長度的0. 03 0. 2倍。其中，所述基材具有相對的第一光學面和第二光學面，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于第一光學面上且底面與第二光學面相對。其中，所述基材選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一種，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層的材料為紫外光固化樹脂，選自環(huán)氧丙烯酸樹脂、氨基丙烯酸樹脂、 聚乙烯樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂中的一種。包含所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的液晶顯示器。本發(fā)明的有益效果在于，由于第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)，可在實際應用中避免膜片裝配時對尖銳棱角的刮蹭，起到抗刮的功能。另外，由于凸起結(jié)構(gòu)僅占第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)部分比例，其余部分仍為尖銳的棱角結(jié)構(gòu)，相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有更高的光學增益表現(xiàn)。


圖1是傳統(tǒng)棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實施例1中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，100是抗刮結(jié)構(gòu)增光膜，102是基材，108是棱鏡結(jié)構(gòu)層，106是第一光學面，104是第二光學面，IlOB是棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向，IlOA是棱鏡單元結(jié)構(gòu)的排列方向，112A是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)，112B
是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。圖3A是本發(fā)明實施例1中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜前視圖。其中，112A是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)，112B是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)，Hl是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的高度，H2是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)的高度，R是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)橫截面為圓頂角等腰直角三角形時，圓角頂角的半徑。圖;3B是本發(fā)明實施例1中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜俯視圖。其中，Ll是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)上凸起結(jié)構(gòu)的長度，L2是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上兩個相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔。圖4是本發(fā)明實施例1棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜與普通棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜光學增益以及可視角比較圖。圖5是本發(fā)明實施例2中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，100是抗刮結(jié)構(gòu)增光膜，102是基材，108是棱鏡結(jié)構(gòu)層，106是第一光學面，104是第二光學面，IlOB是棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向，IlOA是棱鏡單元結(jié)構(gòu)的排列方向，112A是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)，112B
是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。圖6是本發(fā)明實施例2中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜前視圖。其中，Hl是第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的高度，H3是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)的高度，d是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)橫截面為等腰梯形時，等腰梯形的上底長度。圖7是本發(fā)明實施例2中棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜俯視圖。其中，Ll是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)上凸起結(jié)構(gòu)的長度，L2是第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)兩個相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔。圖8是本發(fā)明實施例2棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜與普通棱鏡結(jié)構(gòu)增亮膜光學增益以及可視角比較圖。
具體實施例方式實施例1示意圖為圖2。具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜100包含有一基材102，一棱鏡結(jié)構(gòu)層108?；?02具有一個第一光學面106和一個位于第一光學面對面的第二光學面 104。棱鏡結(jié)構(gòu)層108設置在第一光學面106上，該棱鏡結(jié)構(gòu)層108由復數(shù)個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A和第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B按方向IlOA排成陣列所構(gòu)成，棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向為 IlOB0所述基材102材料是聚對苯二甲酸乙二酯，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層108的材料是可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸樹脂。所述增亮膜的制備方法為基材102第一光學面106上涂覆聚乙烯樹脂層，用具有與棱鏡結(jié)構(gòu)層108之微結(jié)構(gòu)互補結(jié)構(gòu)的模具輪對可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸樹脂進行壓膜，可使樹脂層形成所需微結(jié)構(gòu)，隨后再用紫外光照射，使已形成微結(jié)構(gòu)的紫外光固化樹脂層固化，從而將棱鏡結(jié)構(gòu)層108設置于基材102的第一光學面106上。圖3A顯示棱鏡結(jié)構(gòu)層108中第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A其橫截面為等腰直角三角形，高度Hl為25μπι。第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112Β的伸展方向上具有若干凸起結(jié)構(gòu)，第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112Β橫截面在非凸起部分為與第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112Α橫截面相同的等腰直角三角形，高度亦為Η1，凸起結(jié)構(gòu)高度Η2為27 μ m,并且凸起結(jié)構(gòu)處橫截面為頂角為圓角的等腰直角三角形，圓角半徑R為1 μ m。在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上，每隔3個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu) 112A即設置一個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B。圖;3B為棱鏡結(jié)構(gòu)層的俯視圖，其顯示第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B中凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡伸展方向具有相同的長度Ll為ΙΟΟμπι，在棱鏡伸展方向上任兩個相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔為L2，L2在100 μ π! 500mm之間。凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上，每隔6個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)即距離L3設置一個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。第二棱鏡結(jié)構(gòu)112B中的若干凸起結(jié)構(gòu)可以有效防止在發(fā)光模組生產(chǎn)過程中與其他膜片因摩擦刮蹭而對第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)尖銳頂角造成的傷害，從而保障發(fā)光模組的生產(chǎn)良率；另外，第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)112B中仍包含部分非凸起結(jié)構(gòu)，此部分為與第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A相同的尖銳結(jié)構(gòu)，可以避免光學增益的降低。圖4顯示實施例1中的增亮膜的光學增益表現(xiàn)。其中輝度分布曲線的測量方式為以一均勻發(fā)光的平面光源作為測量光源，將測試膜片覆蓋于光源之上，應用輝度計垂直對準膜片中央，此時定義測試角度為0°，而后以膜片中央為圓心，將輝度計分布在水平和垂直方向旋轉(zhuǎn)若干個角度，測得一系列數(shù)據(jù)構(gòu)成輝度分布曲線圖。其沿棱鏡單元伸展方向定義為水平方向，沿棱鏡排列方向定義為垂直方向；無膜片時輝度增益定義為1。由圖4可知，本發(fā)明之增亮膜輝度增益較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)并無明顯下降，且可視角度無明顯變化，再綜合考慮本發(fā)明所述增亮膜的抗刮特性，可知本發(fā)明之增亮膜在光學表現(xiàn)和裝配工藝方面均具有較高優(yōu)勢。實施例2示意圖為圖5、圖6、圖7。實施例2中，第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)112A的橫截面為等腰直角三角形，高度Hl為25 μ m。第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)凸起結(jié)構(gòu)橫截面為底角為45度的等腰梯形，梯形高度H3為觀μ m,上底長度d為2 μ m，如圖6所示?；?02的材料是聚甲基丙烯酸甲酯，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層108的材料是可紫外光固化的環(huán)氧丙烯酸樹脂。圖8顯示實施例2中的增亮膜的光學增益表現(xiàn)。所述增亮膜的制備方法為基材102第一光學面106上涂覆紫外光固化樹脂環(huán)氧丙烯酸樹脂，用具有與棱鏡結(jié)構(gòu)層108之微結(jié)構(gòu)互補結(jié)構(gòu)的模具輪對紫外光固化樹脂進行壓膜，可使紫外光固化樹脂層形成所需微結(jié)構(gòu)，隨后再用紫外光照射，使已形成微結(jié)構(gòu)的紫外光固化樹脂層固化，從而將棱鏡結(jié)構(gòu)層108設置于基材102的第一光學面106上，其第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀為等腰梯形。凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向具有相同的長度Ll為ΙΟΟμπι，在伸展方向上任兩個相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔為L2，L2在 IOOym 500mm之間。凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向上，每隔3個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)即設置一個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。雖然本發(fā)明已用較佳實施例闡述如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，可作各種更動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附之權(quán)利要求范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，包括基材和棱鏡結(jié)構(gòu)層，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于所述基材上，該棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個棱鏡單元結(jié)構(gòu)按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元結(jié)構(gòu)包括若干個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)和若干個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)；第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向具有相同的長度Li，位于同一個棱鏡單元結(jié)構(gòu)上的凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向的間隔L2不相同或不完全相同；所述凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向具有相同的間隔L3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向的長度Ll在50 μ m 500mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向上，位于同一個所述第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)上任兩個相鄰的凸起結(jié)構(gòu)的間隔L2在 ΙΟΟμ500mm 之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向具有相同的間隔L3，在棱鏡排列方向上，每隔1 50個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)即設置一個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)的橫截面為等腰三角形，頂角角度為60° 120°，高度為Hl，Hl在ΙΟμπι 100 μ m之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在非凸起部分橫截面為與所述第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)橫截面相同的等腰三角形，其凸起結(jié)構(gòu)高度為H2，H2為所述第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)橫截面高度Hl的1.05 1.5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)處橫截面為頂角為圓角的等腰三角形，所述頂角圓角半徑在 0. 5 2 μ m之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述的第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)的凸起結(jié)構(gòu)處橫截面為等腰梯形，其上底邊長度為下底邊長度的 0. 03 0. 2 倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述基材具有相對的第一光學面和第二光學面，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于第一光學面上且底面與第二光學面相對。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，其特征在于，所述基材選自聚對苯二甲酸乙二酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一種，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層的材料為紫外光固化樹脂，選自環(huán)氧丙烯酸樹脂、氨基丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂中的一種。
11.包含權(quán)利要求1 10任一所述的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜的液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有抗刮特性的棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜，包括基材和棱鏡結(jié)構(gòu)層，所述棱鏡結(jié)構(gòu)層位于所述基材上，該棱鏡結(jié)構(gòu)層由若干個棱鏡單元結(jié)構(gòu)按同一方向排成陣列，所述棱鏡單元結(jié)構(gòu)包括數(shù)個第一棱鏡單元結(jié)構(gòu)和數(shù)個第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)；第二棱鏡單元結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)的伸展方向上具有若干不連續(xù)的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)伸展方向具有相同的長度，但間隔不相同；所述凸起結(jié)構(gòu)在棱鏡單元結(jié)構(gòu)排列方向具有相同的間隔。該棱鏡結(jié)構(gòu)增光膜用以匯聚從光源發(fā)出的光線，調(diào)整從光源所發(fā)出光線的發(fā)散角度，由于第二棱鏡單元的凸起結(jié)構(gòu)，可在實際應用中避免膜片裝配時對尖銳棱角的刮蹭，起到抗刮的功能。
文檔編號G02B5/04GK102540293SQ20111043369
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者鐘玉 申請人:北京康得新復合材料股份有限公司