专利名称：一种具有抗刮功能的增亮膜及液晶显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种增亮膜，特别涉及一种应用于液晶显示器的具有抗刮功能的增光膜。
背景技术：
目前，增光膜(BEF)被广泛用于发光模组以用来汇聚光源所发出的光线，尤其是监视器等显示设备中常应用增光膜(BEF)来增加显示亮度和节约显示器电池设备的能量。增光膜的原理是通过折射和反射将射向观察者视角之外的光线调整至观察者视角之内，这样就提高了光源所发出光能的利用率。常见增光膜(BEF,Brightness Enhancement Film)是由许多个用以汇聚光线的棱镜条所构成，这些棱镜条按照一个方向排列，组成一个棱镜阵列，如图1所示。在实际应用中传统棱镜结构增光膜由于会与其他光学膜配合使用，容易对棱镜结构的尖锐棱角造成刮伤，从而影响光学品质。为了解决这一问题，美国专利US7142767公开了一种具有抗刮功能的增亮膜，其结构为在传统增亮膜棱镜阵列中增加若干顶部为圆角或平台的棱镜柱，这些棱柱高度高于其周边的普通结构棱镜柱，从而可以起到抗刮蹭的效果。然而此种结构由于整个棱镜柱顶部取消尖角，换成圆角或平台结构，会导致光学增益值的下降；中国专利申请号为 201110433666.2,201110433691.0,201110433447.4,201110433682.1,201110433679.X,201110433648.4,201110433684.0,201110433676.6,201120541512.0 提出 了一种不连续凸起结构，以克服因为引入抗刮圆角或平角而导致的光学增益下降的问题，但实际在生产这种光学膜所用的模具结构时，需要雕刻刀具对模具进行较大范围的切削，导致刀具容易磨损，并且需要较长的加工周期。为此，本实用新型提出了一种新型不连续凸起抗刮结构，可以同时解决上述光学性能、工艺性能等问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种具有抗刮功能的增亮膜，解决了现有抗刮增亮膜的不连续凸起抗刮结构导致的生产模具容易导致刀具磨损，而且生产加工周期长的问题。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:一种具有抗刮功能的增亮膜，包括基材和棱镜结构层，所述棱镜结构层位于所述基材上，所述基材具有相对的第一光学面和第二光学面，所述棱镜结构层位于所述基材上，所述棱镜结构层位于第一光学面上，且底面与第二光学面相对；所述棱镜结构层由多个按同一方向排列的棱镜单元结构组成，所述棱镜单元结构的屋脊部设置有若干不连续的凸起结构；棱镜单元结构屋脊部的凸起分布在棱镜的伸展方向上；所述棱镜单元结构在未设置凸起结构处被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面为等腰三角形。优选的，所述棱镜单元结构在未设置凸起结构处被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面等腰三角形顶角角度Al在60° 120°之间，高度Hl在5μπι 500μπι之间。[0008]优选的，所述凸起结构被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面为两底角相等、顶角为光滑外凸曲线的类等腰三角形图形，且两条斜边所成夹角角度A2小于棱镜结构被同一截面所截的横截面三角形顶角角度Al。优选的，所述凸起结构顶点到棱镜单元结构被经过该凸起结构顶点且垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面三角形底边的距离H2大于棱镜单元结构横截面三角形高度Hl0优选的，所述凸起结构顶点到凸起结构被经过凸起结构顶点且垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面底边的距离hi小于棱镜单元结构被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面三角形高度Hl。优选的，所述凸起结构被经过凸起结构顶点且垂直于第一光学面、平行于棱镜伸展方向的平面所截的横截面为光滑曲线与直线构成的二维图形，其中直线边的长度L在2 μ m ~ 106 μ m ^_|1]。优选的，在同一棱镜上 的凸起结构中，至少有两个相邻的凸起结构彼此不重迭。优选的，所述基材的材料是高分子聚合物树脂，所述棱镜结构层的材料是紫外光固化树脂。优选的，所述基材材料是聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸甲酯，所述棱镜结构的材料是环氧丙烯酸树脂或氨基丙烯酸树脂或聚乙烯树脂或聚氨酯丙烯酸树脂或聚酯丙烯酸树脂。一种液晶显示器，所述液晶显示器上设置有具有抗刮功能的增亮膜。本实用新型的有益效果是:通过改进增亮膜上凸起结构的形状和方向，使其在保持抗刮功能的同时，克服了凸起结构导致光学增益下降的问题，而且由于增亮膜上凸起结构设置合理，使得生产该种光学膜的模具时的工艺大幅简化，避免了对模具大范围的切削，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了发光膜组的生产良率。
图1是现有抗刮功能增売I旲结构不意图；图2是本实用新型实施例1增亮膜结构示意图；图3A是图2中未设置凸起结构的部分被垂直棱镜伸展方向IlOB且经过棱镜单元凸起结构120顶点的平面所截得的横截面形状示意图；图3B是图1中棱镜单元118中设置凸起结构120的部分被垂直棱镜伸展方向IlOB且经过棱镜单元上凸起结构120顶点的平面所截得的横截面形状示意图；图3C是图1中增亮膜100被平行于棱镜伸展方向IlOB并垂直第一光学面的平面106、经过棱镜单元凸起结构120顶点所截得的平面形状示意图；图4是实施例2增亮膜结构示意图；图5A是图4中棱镜单元218中未设置凸起结构220的部分被垂直棱镜伸展方向210B且经过棱镜单元凸起结构220顶点的平面所截得的横截面形状示意图；图5B是图4中棱镜单元218中设置凸起结构220的部分被垂直棱镜伸展方向210B且经过棱镜单元凸起结构220顶点的平面所截得的横截面形状示意图；图5C是图4的俯视图；[0026]图是图4中增亮膜200被平行于棱镜伸展方向210B并垂直于第一光学面206、经过棱镜单元凸起结构220顶点所截得的平面形状示意图。图6是本实用新型实施例3增亮膜结构示意图；图7A是图6中棱镜单元318中未设置凸起结构320的部分被垂直于棱镜伸展方向310B的平面所截得的横截面形状示意图；图7B是图6中棱镜单元318中设置凸起结构320的部分被垂直于棱镜伸展方向且经过凸起结构320顶点的平面所截得的横截面形状示意图；图7C是图6中增亮膜300被平行于棱镜伸展方向310B并垂直于第一光学面306的、经过棱镜单元凸起结构320顶点的平面所截得的图形形状示意图；图8是本实用新型的实施例4结构示意图；图9A是图8中棱镜单元418中未设置凸起结构420的部分被垂直于棱镜伸展方向410B的平面所截得的横截面形状示意图；图9B是图8中中棱镜单元418中设置凸起结构420的部分被垂直于棱镜伸展方向且经过凸起结构420顶点的平面所截得的横截面形状示意图；图9C是图中增亮膜400被平行于棱镜伸展方向410B并垂直第一光学面406的平面经过棱镜单元上凸起结构顶点所截得的平面形状示意图。
具体实施方式
如图1所示为背景技术中提到的现有技术中具有抗刮特性的棱镜结构增光膜结构不意图，所述增光膜包含有一基材002,—棱镜结构008,基材002具有第一光学面003和一个位于第一光学面的第二光学面004,棱镜结构层008设置在第一光学面003上,该棱镜结构层008由复数个第一棱镜单元结构OllA和复数个第二棱镜结构单元结构OllB按方向OlOA排成阵列所构成，棱镜单元结构的伸展方向为010B，在第二棱镜单元结构OllB的伸展方向上具有若干凸起结构，而且该凸起结构在棱镜伸展方向具有不完全相等的长度。该结构能够有效防止在发光膜组生产过程中与其它膜片因摩擦剐蹭而对第一棱镜单元结构尖锐顶角造成的伤害，而第二棱镜单元结构OllB的非凸起结构以及与第一棱镜单元结构OllA相同的尖锐结构，用于避免光学增益的降低，但是该种结构的增亮膜在生产时却具有以下不利:在生产这种光学膜所用的模具结构时，需要雕刻刀对磨具进行较大范围的切削，导致刀具容易磨损，并且需要较长的加工周期。
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。实施例1:如图2、图3 (A、B、C)所示为本实用新型一个实施例图中2为具有抗刮特性的棱镜结构增亮膜100的示意图，增亮膜100包含有基材102，棱镜结构层108。基材102具有一个第一光学面106和一个与第一光学面相对的第二光学面104。棱镜结构层108设置在第一光学面106上,该棱镜结构层108由多个棱镜单兀118按同一方向IlOA排列,棱镜单兀118都按同一方向IlOB伸展,棱镜层108内有若干棱镜单元118上设置有若干不连续的凸起结构120，其规律为:设置有凸起结构的棱镜单元与无凸起结构棱镜单元相间隔排列。图3A为实施例1中棱镜单元118中未设置凸起结构的部分被垂直棱镜伸展方向IlOB且经过棱镜单元凸起结构120顶点的平面所截得的横截面，此横截面为等腰三角形，顶角角度Al为90°，高度Hl为25um。图3B为实施例1中棱镜单元118中设置凸起结构120的部分被垂直棱镜伸展方向IlOB且经过棱镜单元上凸起结构120顶点的平面所截得的横截面。该凸起结构120的横截面是顶角为圆角的类等腰三角形图形，圆角半径R为3 μ m，截面顶点到棱镜单元118底部的垂直距离H2为27.5um,凸起结构120的横截面顶点到凸起结构120的横截面底部的垂直距离hi为17.5um,凸起结构120截面两侧边夹角角度A2为80°。图3C为实施例1中具有抗刮特性增亮膜100被平行于棱镜伸展方向IlOB并垂直第一光学面的平面106、经过棱镜单元凸起结构120顶点所截得的平面，在棱镜单元118伸展方向上IlOB相邻凸起结构120的间距LI为60um，凸起部分的长度L2为40um。所述基材102材料选自聚对苯二甲酸乙二酯,所述棱镜结构层108材料选自聚乙烯类紫外光固化树脂。所述增亮膜的制备方法为:基材102第一光学面106上涂覆紫外光固化树脂层，用具有与棱镜结构层108之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜，可使紫外光固化树脂层形成所需微结构，随后再用紫外光照射，使已形成微结构的紫外光固化树脂层固化，从而将棱镜结构层108设置于基材102的第一光学面106上。实施例2:如图4、图5 (A、B、C、D)为本实用新型的另一个实施例。如图4所示，本实施例中增亮膜200包含有基材202，棱镜结构层208，所述基材202具有一个第一光学面206和一个与第一光学面相对的第二光学面204。棱镜结构层208设置在第一光学面206上,该棱镜结构层208由多个棱镜单兀按同一方向210A排列,棱镜单元都按同一方向210B伸展，棱镜层208内若干棱镜结构218上设置有若干不连续的凸起结构220，所述凸起结构220在棱镜伸展方向310B上随机分布。图5A为本实施例中棱镜单元218中未设置凸起结构220的部分被垂直棱镜伸展方向210B且经过棱镜单元凸起结构220顶点的平面所截得的横截面，棱镜单元218横截面为等腰直角三角形，顶角角度Al为90度，Hl为30um。图5B为本实施例中棱镜单元218中设置凸起结构220的部分被垂直棱镜伸展方向210B且经过棱镜单元凸起结构220顶点的平面所截得的横截面，该横截面为顶角为圆角的类等腰三角形图形，圆弧半径R为5 μ m。截面顶点到截面底部的垂直距离H2为33.4um,凸起结构220横截面顶点到凸起结构220横截面底部距离hi为20.7um,凸起结构220两边夹角角度A2为74°。图5C为本实施例中增亮膜200的俯视图，在该实施例中所述凸起结构220在棱镜伸展方向210B上无规律的分布在棱镜单元218上。图为实施例中增亮膜200被平行于棱镜伸展方向210B并垂直于第一光学面206、经过棱镜单元凸起结构220顶点所截得的平面，凸起部分的间距LI在61 μ m 5000 μ m之间，凸起部分长度L2为60um。所述基材202材料选自聚甲基丙烯酸甲酯，所述棱镜结构层208材料选自聚乙烯类紫外光固化树脂。所述增亮膜的制备方法为:基材202第一光学面206上涂覆紫外光固化树脂层，用具有与棱镜结构层208之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜，可使紫外光固化树脂层形成所需微结构，随后再用紫外光照射，使已形成微结构的紫外光固化树脂层固化，从而将棱镜结构层208设置于基材202的第一光学面206上。实施例3:如图6、图7 (A、B、C)所示，为本实用新型的第三个实施例。如图6所示，具有抗刮功能的增亮膜300包含有基材302，棱镜结构层308。基材302具有一个第一光学面306和一个与第一光学面相对的第二光学面304，棱镜结构层308设置在第一光学面306上,该棱镜结构层308内在沿着棱镜伸展方向310B上，每一个棱镜单元结构318均有一定规律地设置有不连续的凸起结构320。图7A为本实施例中棱镜单元318中未设置凸起结构320的部分被垂直于棱镜伸展方向310B的平面所截得的横截面，此横截面为等腰三角形，顶角角度Al为93°，高度Hl为 25um。图7B为本实施例中棱镜单元318中设置凸起结构320的部分被垂直于棱镜伸展方向且经过凸起结构320顶点的平面所截得的横截面，该横截面是一个顶角为正弦曲线的一部分的类等腰三角形图形，正弦曲线由方程y=4*sin (0.4χ) μ m所确定,其中x在O
2.5 Ji μ m之间。截面顶点到截面底部的垂直距离H2为30um，凸起结构320横截面顶点到凸起结构320横截面底部距离hi为15um，凸起结构320两边夹角角度A2为60°。图7C为本实施例中具有抗刮特性增亮膜300被平行于棱镜伸展方向310B并垂直于第一光学面306的、经过棱镜单元凸起结构320顶点的平面所截得的图形，其所示在棱镜单元伸展方向310B上相邻凸起结构320的间距LI为60um，凸起部分的长度L2为40um。所述基材302材料选自聚对苯二甲酸乙二酯,所述棱镜结构层308材料选自聚乙烯类紫外光固化树脂。所述增亮膜的制备方法为:基材302第一光学面306上涂覆紫外光固化树脂层，用具有与棱镜结构层308之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜，可使紫外光固化树脂层形成所需微结构，随后再用紫外光照射，使已形成微结构的紫外光固化树脂层固化，从而将棱镜结构层308设置于基材302的第一光学面306上。实施例4:如图8、图9 (A、B、C)所示，给出了本实用新型的第四个实施例。图8为实施例中具有抗刮功能的增亮膜400的示意图，所述增亮膜400包含有基材402，棱镜结构层408。其中所述基材402具有一个第一光学面406和一个与第一光学面相对的第二光学面404 ;棱镜结构层408设置在第一光学面406上，该棱镜结构层408由多个棱镜单兀418按同一方向410A排列,棱镜单兀都按同一方向410B伸展,若干棱镜单兀418的屋脊部具有若干随机分布、在棱镜伸展方向长度不一的凸起结构420。图9A为实施例中棱镜单元418中未设置凸起结构420的部分被垂直于棱镜伸展方向410B的平面所截得的横截面，此横截面为等腰三角形，顶角角度Al为91°，高度Hl为24.5um。图9B为实施例4中棱镜单元418中设置凸起结构420的部分被垂直于棱镜伸展方向且经过凸起结构420顶点的平面所截得的横截面，该横截面是一个顶角为正弦曲线的一部分的类等腰三角形图形，正弦曲线由方程y=5*sin (0.25χ) μ m所确定,其中x在O
4π μ m之间。截面顶点到截面底部的垂直距离H2为30um，凸起结构420横截面顶点到凸起结构420横截面底部距离hi为14um，凸起结构320两边夹角角度A2为68°。图9C为实施例4中具有抗刮特性增亮膜400被平行于棱镜伸展方向410B并垂直第一光学面406的平面经过棱镜单元上凸起结构顶点所截得的平面，凸起部分的间距LI以及长度L2是随机的，在棱镜结构层408中，至少一组两个相邻的凸起结构420有部分重叠。所述基材402材料选自聚甲基丙烯酸甲酯，所述棱镜结构层408材料选自聚乙烯类紫外光固化树脂。所述增亮膜的制备方法为:基材402第一光学面406上涂覆紫外光固化树脂层，用具有与棱镜结构层408之微结构互补结构的模具轮对紫外光固化树脂进行压膜，可使紫外光固化树脂层形成所需微结构，随后再用紫外光照射，使已形成微结构的紫外光固化树脂层固化，从而将棱镜结构层408设置于基材402的第一光学面406上。
权利要求1.一种具有抗刮功能的增亮膜，包括基材和棱镜结构层，所述棱镜结构层位于所述基材上，所述基材具有相对的第一光学面和第二光学面，所述棱镜结构层位于所述基材上，其特征在于: 所述棱镜结构层位于第一光学面上，且底面与第二光学面相对；所述棱镜结构层由多个按同一方向排列的棱镜单元结构组成，所述棱镜单元结构的屋脊部设置有若干不连续的凸起结构； 棱镜单元结构屋脊部的凸起分布在棱镜的伸展方向上； 所述棱镜单元结构在未设置凸起结构处被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面为等腰三角形。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:所述棱镜单元结构在未设置凸起结构处被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面等腰三角形顶角角度Al在60° 120°之间，高度Hl在5μπι 500μπι之间。
3.根据权利要求2所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:所述凸起结构被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面为两底角相等、顶角为光滑外凸曲线的类等腰三角形图形，且两条斜边所成夹角角度Α2小于棱镜结构被同一截面所截的横截面三角形顶角角度Al。
4.根据权利要求3所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:所述凸起结构顶点到棱镜单元结构被经过该凸起结构顶点且垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面三角形底边的距离Η2大于棱镜单元结构横截面三角形高度Hl。
5.根据权利要求4所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:所述凸起结构顶点到凸起结构被经过凸起结构顶点且垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面底边的距离hi小于棱镜单元结构被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面三角形高度H1。
6.根据权利要求1所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:所述凸起结构被经过凸起结构顶点且垂直于第一光学面、平行于棱镜伸展方向的平面所截的横截面为光滑曲线与直线构成的二维图形，其中直线边的长度L在2μπι 106 μ m之间。
7.根据权利要求1至6任一所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:在同一棱镜上的凸起结构中，至少有两个相邻的凸起结构彼此不重迭。
8.如权利要求1所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:所述基材的材料是高分子聚合物树脂，所述棱镜结构层的材料是紫外光固化树脂。
9.根据权利要求1或8所述的一种具有抗刮功能的增亮膜，其特征在于:所述基材材料是聚对苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸甲酯，所述棱镜结构的材料是环氧丙烯酸树脂或氨基丙烯酸树脂或聚乙烯树脂或聚氨酯丙烯酸树脂或聚酯丙烯酸树脂。
10.一种液晶显示器，其特征在于:所述液晶显示器上设置有权利要求1至9任一项所述的具有抗刮功能的增亮膜。
专利摘要一种具有抗刮功能的增亮膜及液晶显示器，包括基材和棱镜结构层，所述棱镜结构层位于所述基材上，所述基材具有相对的第一光学面和第二光学面，所述棱镜结构层位于所述基材上，所述棱镜结构层位于第一光学面上，且底面与第二光学面相对；所述棱镜结构层由多个按同一方向排列的棱镜单元结构组成，所述棱镜单元结构的屋脊部设置有若干不连续的凸起结构；棱镜单元结构屋脊部的凸起分布在棱镜伸展方向上；所述棱镜单元结构在未设置凸起结构处被垂直于棱镜伸展方向的平面所截的横截面为等腰三角形。本实用新型使得生产抗刮功能的增亮膜的模具时的工艺大幅简化，避免了对模具大范围的切削，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了发光膜组的生产良率。
文档编号G02B5/04GK203164450SQ20122064698
公开日2013年8月28日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者钟玉, 王必昌, 李敏敏, 陆国华 申请人:张家港康得新光电材料有限公司