光学膜、偏光片及显示装置的制作方法

1.本发明一般涉及显示技术领域，具体涉及一种光学膜、偏光片及显示装置。


背景技术：

2.对于目前常见的lcd(liquid crystal display；液晶显示器)显示模组来说，其显示亮度的分布近似于椭球体，即正视位置的亮度最大，侧视位置的亮度降低，且随着侧视角度的增大，显示亮度急速衰减。
3.但是，目前某些显示装置中，其主要在侧视方向是进行观看，例如但不限于，某些笔记本电脑中的touch bar(触控条)，touch bar是设置在键盘区的顶部，其可以显示esc键、程序坞应用、屏幕亮度、切换勿扰模式、关闭显示器、显示天气、时间、电池信息等，并可通过触控对应图标完成对应操作。由于touch bar是设置在键盘区的顶部，根据其与使用者之间的位置关系，其一般是被使用者侧向观看，即使用者眼睛观看touch bar的视角在30
‑
40
°
左右；而很少被正视观看，即垂直touch bar的方向观看，因此这就要求其侧视方向上具有较高的亮度，目前，为了使侧视方向具有较高的亮度，只有通过提高背光亮度的方式实现，采用此种方式会提高模组的功耗，不利于产品向低功耗方向发展。


技术实现要素：

4.本技术期望提供一种光学膜、偏光片及显示装置，用于可以在不提高背光亮度的情况下，提高侧视方向的显示亮度，以利于产品向低功耗方向发展。
5.第一方面，本发明提供一种光学膜，用于设置在背光源的出光侧，至少提高视场角20
°
～60
°
和/或
‑
20
°
～
‑
60
°
的背光出光量。
6.作为可实现的方式，所述光学膜包括基材层，所述基材层朝向所述背光源的一侧设置有用于向预定方向改变光传播路径的光学微结构。
7.作为可实现的方式，所述光学微结构为截面呈三角形或四边形的条状凸起。
8.作为可实现的方式，在所述光学微结构的截面为四边形时，所述四边形为梯形。
9.作为可实现的方式，所述梯形的下底连接于所述基材层，上底远离所述基材层，且0
°
视场角的背光出光量与所述上底的长度正相关。
10.作为可实现的方式，至少部分所述条状凸起的高度不同。
11.作为可实现的方式，在相邻的两个所述条状凸起的截面相等的情况下，相邻的两个所述条状凸起的顶点间的距离小于等于该相邻的两个所述条状凸起中任一的底边；在相邻的两个所述条状凸起的截面相似的情况下，相邻的两个所述条状凸起的顶点间的距离小于等于该相邻的两个所述条状凸起中尺寸较大的底边。
12.作为可实现的方式，设置于同一所述基材层的各所述光学微结构的截面形状相似。
13.第二方面，本发明提供一种偏光片，包括上述的光学膜。
14.第三方面，本发明提供一种显示装置，包括上述的光学膜或上述的偏光片。
15.上述方案，由于光学膜可以至少提高视场角20
°
～60
°
和/或
‑
20
°
～
‑
60
°
的背光出光量的，因此可以在不提高背光亮度的情况下，提高视场角20
°
～60
°
和/或
‑
20
°
～
‑
60
°
的亮度，也即提高了侧视的亮度，利于产品向低功耗方向发展。
附图说明
16.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
17.图1为本发明第一实施例提供的光学膜的导光光学模拟图；
18.图2为本发明第一实施例提供的光学膜的光学传播路径及视场角亮度对应关系图；
19.图3为本发明第二实施例提供的光学膜的导光光学模拟图；
20.图4为本发明第二实施例提供的光学膜的光学传播路径及视场角亮度对应关系图；
21.图5为本发明第三实施例提供的光学膜的光学传播路径及视场角亮度对应关系图；
22.图6为本发明第四实施例提供的光学膜的光学传播路径及视场角亮度对应关系图；
23.图7为本发明第五实施例提供的光学膜的结构示意图；
24.图8为本发明第六实施例提供的光学膜的结构示意图；
25.图9为本发明第七实施例提供的偏光片的结构示意图；
26.图10为本发明第八实施例提供的显示装置的结构示意图；
27.图11为本发明第九实施例提供的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
30.至少如图1、图2所述，本发明实施例示出的一种光学膜2，用于设置在背光源1的出光侧，至少提高视场角在20
°
～60
°
和/或
‑
20
°
～
‑
60
°
的背光出光量。
31.根据实际需要可以仅提高正角度的视场角β在20
°
～60
°
的背光出光量；也可以仅提高负角度的视场角α在
‑
20
°
～
‑
60
°
的背光出光量；还可以同时提高正角度的视场角β在20
°
～60
°
和负角度的视场角α在
‑
20
°
～
‑
60
°
的背光出光量，另参见图3。
32.本文中，垂直于光学膜或显示面的方向的视场角为0
°
，以该0
°
视场角向顺时针方向、逆时针方向倾斜，分别为对应的正角度的视场角β和负角度的视场角α。例如图2中，顺时针方向为正角度的视场角β，逆时针方向为负角度的视场角α。且图2中，背光源1发出准直光线经光学膜2进行直射后，在视场角为
‑
30
°
左右的位置出光量最大，相应地，亮度峰值也在视场角为
‑
30
°
的左右。
33.上述方案，由于光学膜2可以至少提高视场角20
°
～60
°
和/或
‑
20
°
～
‑
60
°
的背光出光量的，因此可以在不提高背光亮度的情况下，提高视场角20
°
～60
°
和/或
‑
20
°
～
‑
60
°
的亮度，也即提高了侧视的亮度，利于产品向低功耗方向发展。
34.作为可实现的方式，所述光学膜2包括基材层21，所述基材层21朝向所述背光源1的一侧设置有用于向预定方向改变光传播路径的光学微结构。例如但不限于，采用刻蚀、压印等方式在基材层上形成光学微结构。
35.例如但不限于，基材层21的厚度可以在50um
‑
200um左右，光学微结构的高度可以在10um
‑
50um左右。
36.作为可实现的方式，所述光学微结构为截面呈三角形或四边形的条状凸起，例如，条状凸起沿垂直于图2所示视图的方向延伸。根据实际需要，该三角形截面可以是等腰三角形23、等边三角形、直角三角形22、锐角三角形等。一般地，采用等腰三角形、等边三角形时，可以同时提高正角度和负角度一定视场角β、α范围内的亮度，且视场角β、α范围亮度提高程度基本相似；而采用直角三角形，且直角三角形的其中一条直角边作为底边与基材层连接时，只可以提高正角度或负角度一定视场角范围内的亮度；采用锐角三角形，且锐角三角形与基材层接触的两个锐角大小不一致时，可以同时提高正角度和负角度一定视场角β、α范围内的亮度，且视场角β、α范围内，角度绝对值相等的两个角度的亮度提高程度有差别，例如，视场角β为10
°‑
50
°
，且其亮度峰值在30
°
，视场角β为α范围
‑
20
°
～
‑
60
°
，且其亮度峰值在
‑
40
°
，对于30
°
和
‑
30
°
这两个角度绝对值相等的两个角度处，其亮度值是不同的，具体相差大小与两锐角大小相差值相关。
37.如图2所示，光学微结构为截面采用的是呈直角三角形22的条状凸起，采用直角三角形22的截面形状，在该示例中，其只提高负角度一定视场角α范围内的亮度，如亮度峰值在视场角为
‑
30
°
的左右。
38.如图5所示，光学微结构为截面采用的是呈等腰三角形23的条状凸起，采用等腰三角形23的截面形状，可以在正角度和负角度一定视场角β、α范围内的提高亮度，在该示例中，亮度峰值在视场角为
‑
30
°
及30
°
的左右。
39.作为可实现的方式，在所述光学微结构的截面为四边形时，所述四边形为梯形。根据实际需要，该梯形可以是直角梯形或等腰梯形或普通锐角梯形，一般地，采用等腰梯形，可以同时提高正角度和负角度一定视场角范围内的亮度，且视场角β、α范围亮度提高程度基本相似；而采用直角梯形时，只可以提高正角度或负角度一定视场角范围内的亮度，采用普通锐角梯形时，可以同时提高正角度和负角度一定视场角范围内的亮度，且视场角β、α范围内，角度绝对值相等的两个角度的亮度提高程度有差别，例如，视场角β为10
°‑
50
°
，且其亮度峰值在30
°
，视场角β为α范围
‑
20
°
～
‑
60
°
，且其亮度峰值在
‑
40
°
，对于30
°
和
‑
30
°
这两个角度绝对值相等的两个角度，其亮度值是不同的，具体相差大小与所述梯形的两个底角锐角大小相差值相关。另外，光学微结构的截面采用梯形时，还可以保证0
°
视场角具有足够的显示亮度。
40.如图3、图4所示，光学微结构为截面采用的是呈等腰梯形的条状凸起，采用等腰梯形的截面形状，可以在正角度和负角度一定视场角β、α范围内的提高亮度，并可保证0
°
视场角具有足够的显示亮度，在该示例中，亮度峰值在视场角为0
°
、
‑
30
°
及30
°
左右。
41.如图6所示，光学微结构为截面采用的是呈直接梯形的条状凸起，采用直接梯形的
截面形状，可以在正角度或负角度一定视场角β、α范围内的提高亮度，并可保证0
°
视场角具有足够的显示亮度，在该示例中，亮度峰值在视场角为0
°
、
‑
30
°
左右。
42.作为可实现的方式，所述梯形的下底连接于所述基材层，上底远离所述基材层，且0
°
视场角的背光出光量与所述上底的长度正相关，即上底的长度越长，0
°
视场角的背光出光量越多，其相应的亮度也越高。
43.作为可实现的方式，为了防止所述光学膜2与背光中其他膜材出现吸附、水波纹及亮度不均等显示不良的问题发生，至少部分所述条状凸起的高度不同，通过将条状凸起设置成不同的高度，可以防止该光学膜吸在与其相邻的结构层上，使得该光学膜上的光学微结构与其相邻的结构层之间均在气隙，可以使光线折射比较统一，防止因一部分光学膜吸合在与其相邻的结构层上，使光学微结构其二者不存在气隙，而其余部分的光学微结构与其相邻的结构层之间存在气隙，导致吸合与否不同位置光折射的程度不统一所造成的水波纹及亮度不均等显示不良的问题。
44.作为可实现的方式，在相邻的两个所述条状凸起的截面相等的情况下，相邻的两个所述条状凸起的顶点间的距离小于等于该相邻的两个所述条状凸起中任一的底边；在相邻的两个所述条状凸起的截面相似的情况下，相邻的两个所述条状凸起的顶点间的距离小于等于该相邻的两个所述条状凸起中尺寸较大的底边。这里所说的截面相似是指截面形状是相同的，只是在尺寸上进行全局的缩放。
45.例如，如图7所示，基材层21上设置的光学微结构为截面为等腰三角形23的条状凸起，该等腰三角形23的尺寸分为大三角形和小三角形两种，一般地，小三角形的数量大于大三角形的数量，相邻的两个小三角形的顶点间的距离d1小于等于小三角形的底边长度d2。相邻的一大一小两个三角形的顶点间的距离d3小于等于大三角形的底边长度d4。
46.例如，如图8所示，基材层21上设置的光学微结构为截面为直角梯形24的条状凸起，且直角梯形24的下底与基材层21连接，上底远离基材层21，该直角梯形24的尺寸分为大直角梯形和小直角梯形两种，一般地，小直角梯形的数量大于大直角梯形的数量，相邻的两个小直角梯形的顶点间的距离d5小于等于小直角梯形的底边(也即下底)长度d6。相邻的一大一小两个直角梯形的顶点间的距离d7小于等于大直角梯形的底边(也即下底)长度d8。这里的顶点间的距离是指同侧的顶点间的距离，如图8中所示，两个小直角梯形的左侧顶点间的距离，当然了，在其他示例中也可以是右侧顶点间的距离。
47.作为可实现的方式，光学微结构的折射率与基材层的折射率可以根据事情情况来决定，光学微结构的折射率可以大于、等于或小于基材层的折射率。在本文示例中，光学微结构的折射率大于基材层的折射率，光从背光侧传播至光学微结构，再进入基材层后，产生大角度折射，可以进一步提高较大视场角处的亮度。
48.作为可实现的方式，为了防止串扰，设置于同一所述基材层21的各所述光学微结构的截面形状相似，使通过不同光学微结构的光的偏折方向相同。这里所说的截面形状相似是指，截面的图案相同，只是尺寸不同，例如，图7中，具有大小不同的相似三角形条状凸起。
49.第二方面，本发明提供一种偏光片，包括上述的光学膜2。该偏光片集成了偏光及提高预定视场角亮度的功能，有利于降低采用该偏光片的显示模组的厚度。
50.例如，该偏光片包括起偏功能层和上述的光学膜，起偏功能层可以采用pva
(polyvinyl acetate；聚乙烯醇)材料的膜层，起偏功能层的上下两侧还可以设置tac(triacetyl cellulose；三醋酸纤维素)材料的膜层，以对起偏功能层起到支撑及保护作用。在起偏功能层上下两侧不设置tac膜层时，起偏功能层可以直接与上述的光学膜通过oca(optically clear adhesive；光学胶)、压敏胶等粘接在一起，在起偏功能层上下两侧设置tac膜层时，tac膜层与上述的光学膜通过oca(optically clear adhesive；光学胶)、压敏胶等粘接在一起，当然，起偏功能层和上述的光学膜也可以共用其中的一个功能层，如起偏功能层作为光学膜的基材层。
51.当然在其它示例中，如图9所示，还可以包括其他层，具体地，该偏光片包括顺次设置的离型膜201、第一压敏胶层202、第一tac层203、第一粘胶层204、pva层205、第二胶粘层206、光学膜2、第三胶粘层207、第二tac层208、第四胶粘层209及保护膜层210。光学膜2包括基材层21和截面为等腰三角形23的条状凸起。所述光学膜2微结构为上述光学膜中微结构的其中一种，所述光学膜2在偏光片中顺次位置不受限制，可以与其他层中的任意一层接触设置。
52.第三方面，本发明提供一种显示装置，包括上述的光学膜或上述的偏光片。本发明提供的显示装置为在现有显示装置结构设计的基础上增加本发明上述方案的光学膜或上述方案的偏光片，所述光学膜可以设置在显示装置的背光源和液晶盒的入光侧之间或贴附在液晶盒的出光侧的表面。所述偏光片设计为替代现有显示装置中的任一常用偏光片，即本发明提供的显示装置中任一偏光片均可采用本发明上述方案的偏光片，其他设计可采用现有方案，本专利不做限制。
53.例如，如图10所述，该显示装置的重要单元包括导光或匀光层301，导光或匀光层301的出光侧依次设置出光侧膜层302、上述光学膜2、第一偏光片303、液晶盒304及第二偏光片305。其中，导光或匀光层301可以包括匀光膜/扩散板和/或导光板等；出光侧膜层302从入光侧至出光侧可以依次包括下扩散片、下棱镜片、上棱镜片、上扩散片等，其中各膜层可以相互复合，本专利不限制。
54.再例如，如图11所述，该显示装置的重要单元包括导光或匀光层301，导光或匀光层301的出光侧依次设置出光侧膜层302、第一偏光片303、液晶盒304、第二偏光片305及上述光学膜2。其中，导光或匀光层301可以包括匀光膜/扩散板和/或导光板等；出光侧膜层302从入光侧至出光侧可以依次包括下扩散片、下棱镜片、上棱镜片、上扩散片等，其中各膜层可以相互复合，本专利不限制。所述光学膜2设置于所述第二偏光片305的出光侧，可采用oca、亚敏胶等方式进行贴合。
55.上述显示装置中采用的光学膜2和偏光片中的光学微结构为上述全部光学微结构中的一种，具体光学微结构类型可根据实际需求而定。
56.需要理解的是，上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是
两个或两个以上。
57.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。另外，部件不部件的连接，可以是直接连接，也可以借由其它部件进行间接连接。
58.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，每一种实施方式中可以包括一个以上的实施例。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。