CN101118292A - 一种光学扩散薄膜及使用该光学扩散薄膜的液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学扩散薄膜包括一个由折射率为1.4～1.75的光学透明材料制成的透明基板，透明基板的上表面设置有折射率为1.4～1.7的上扩散涂层，上扩散涂层内设置有折射率为1.4～1.75的上扩散粒子，特点是上扩散粒子相互之间紧密接触分布在上表面上，上扩散粒子的最大几何尺寸为1～100微米，上扩散涂层的厚度为上扩散粒子最大尺寸的1/8～7/8，优点在于通过控制上扩散涂层中上扩散粒子的尺寸、形状和排列，并通过控制涂敷层的厚度而使这种光学扩散薄膜具有更高的聚光能力，应用了本发明的光学扩散薄膜的液晶显示装置，它具有较少的组合组件数量，并具有较高的光学均匀度和亮度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学薄膜，尤其是涉及一种光学扩散薄膜及使用该光学扩散薄膜的液晶显示装置。
背景技术
现有的光学扩散薄膜被广泛应用于液晶显示装置，广告灯箱，照明灯具，移动通讯设备按键等需要光源的装置上以提供均匀照明。近年来液晶显示装置的快速发展和在移动通讯设备显示、笔记本电脑显示器、台式电脑显示器以及大尺寸液晶电视的广泛应用，对显示装置中光学扩散薄膜的性能要求日趋提高，主要集中在提高亮度和照明均匀度上。
现有应用于液晶显示装置的光学扩散薄膜多为采用压延技术生产的单层带有图案的有机薄膜和采用涂敷方式生产的多层薄膜，其中在采用涂敷方式生产的多层薄膜的涂敷层中含有不同尺寸的散射粒子。图1为传统的采用涂敷方式生产的光学扩散薄膜的结构示意图，此光学扩散薄膜主要包括透明基板10，上涂敷层20及上散射粒子40和下涂敷层30及下散射粒子50。传统的采用涂敷方式生产的光学扩散薄膜主要依靠涂敷层中随机散布且不同尺寸的散射粒子对进入涂层内的入射光线进行充分散射，以使出射光线的方向随机分布，从而将入射的不均匀光场均匀化，并对薄膜下背光模组元件的瑕疵进行遮盖。同时，由于一些尺寸较大的粒子的顶部突出于涂层表面，形成对光线具有一定聚光作用的曲面21，从而使此种光学扩散片具有一定的聚光能力。然而在此设计中，由于只有少数尺寸较大的粒子突出于涂层，所以这种薄膜的聚光能力十分有限。而且粒子的形状，尺寸分布很广，虽能增加薄膜的光学扩散能力，但同时损失了薄膜的聚光能力，使得直接使用这种薄膜的液晶显示装置的亮度并不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效提高光学均匀度和亮度的光学扩散薄膜及使用该光学扩散薄膜的液晶显示装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种光学扩散薄膜，包括一个由折射率为1.4～1.75的光学透明材料制成的透明基板，所述的透明基板的上表面设置有折射率为1.4～1.7的上扩散涂层，所述的上扩散涂层内设置有折射率为1.4～1.75的上扩散粒子，，所述的上扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述的上表面上，所述的上扩散粒子的最大几何尺寸为1～100微米，所述的上扩散涂层的厚度为上扩散粒子最大尺寸的1/8～7/8。
所述的基板材料为玻璃、PET、PC、PMMA和PS中的一种，所述的上扩散粒子的材料为硅化合物、硅氧烷树脂Tospearl、PS和PMMA中的一种。
所述的上扩散粒子的形状为球形或椭球型，也可以是金字塔型和其他多面体型。
所述的上扩散粒子为单一直径的球形粒子，所述的上扩散粒子的排列方式为矩形排列或六边型排列，也可以是其它的规则排列。
所述的上扩散粒子由以下直径的球形粒子按以下重量百分比组成，5μm：1.21％，7.5μm：3.84％，10μm：8.20％，12.5μm：5.77％，15μm：15.92％，17.5μm：7.7％，20μm：19.03％，22.5μm：16.35％，25μm：9.61％，27.5μm：6.83％，30μm：5.54％，所述的上扩散粒子的排列方式为随机排列。
所述的上扩散涂层的厚度为所述的上扩散粒子的最大直径的1/2。
所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的透明基板的下表面设置有折射率为1.4～1.7的下扩散涂层，所述的下扩散涂层内设置有折射率为1.4～1.75的下扩散粒子，所述的下扩散粒子互不接触分散设置在所述的下表面上，所述的下扩散涂层的厚度为所述的下扩散粒子最大尺寸的1/2～7/8，所述的下扩散粒子所占的面积之和与所述的下扩散涂层的面积之比为1/1000～1/10。
一种液晶显示装置，包括一个用于发光的光源组件、液晶面板组件和至少一片光学扩散薄膜，所述的光学扩散薄膜包括一个由折射率为1.4～1.75的光学透明材料制成的透明基板，所述的透明基板的上表面设置有折射率为1.4～1.7的上扩散涂层，所述的上扩散涂层内设置有折射率为1.4～1.75的上扩散粒子，所述的上扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述的上表面上，所述的上扩散粒子的最大几何尺寸为1～100微米，所述的上扩散涂层的厚度为上扩散粒子最大尺寸的1/8～7/8。
所述的光源组件包括光源、导光板和反射片，所述的光源设置在所述的导光板的侧面，所述的光源为冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管和热阴极荧光灯中的至少一种。
所述的光源组件包括光源、扩散板和反射片，所述的光源设置在所述的扩散板与所述的反射片之间，所述的光源为冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管和热阴极荧光灯中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过控制上扩散涂层中上扩散粒子的尺寸、形状和排列，并通过控制涂敷层的厚度而使这种光学扩散薄膜具有更高的聚光能力；设置有下扩散粒子的下扩散涂层使光学扩散薄膜在具体应用于显示装置中时和别的元件之间形成一薄空气层；应用了本发明的光学扩散薄膜的液晶显示装置，它具有较少的组合组件数量，并具有较高的光学均匀度和亮度。
附图说明
图1为现有技术的光学扩散薄膜的剖面示意图；
图2为本发明实施例一的光学扩散薄膜的剖面示意图；
图3为本发明实施例二剖面结构示意图；
图4为采用本发明实施例二的光学扩散薄膜构成的显示装置的光学亮度的数据图；
图5为本发明实施例三的剖面示意图；
图6为本发明实施例四的液晶显示装置的结构示意图；
图7为本发明实施例四的液晶显示装置的结构示意图；
图8为本发明实施例四的液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图2所示，光学扩散薄膜100主要包括一个透明基板110，一个包含有圆形上扩散粒子140的上扩散涂层120和一个包含有圆形下扩散粒子150的下扩散涂层130。在此具体实施示例中，上扩散涂层120中上扩散粒子140具有高度统一的粒径30微米，并且被以最紧密的六角形排列方式排列在一起。上扩散涂层120的厚度被严格控制在其内部的上扩散粒子的粒径的1/2，上扩散粒子140有一半被埋藏在上扩散涂层120中，另一半裸露在上扩散涂层120之上，形成具有聚光效果的透镜结构，使从下面传输过来的光线160向中心收集。下扩散涂层130中含有较小粒径8微米的下扩散粒子150，下扩散粒子150所占的面积之和与下扩散涂层130的面积之比为1/100，并且下扩散粒子150被随机的稀疏的排列在下扩散涂层130中，使光学扩散薄膜100在具体应用于背光模组中时和别的元件形成一薄空气层。
实施例二：如在图3所示，与实施例一一样，光学扩散薄膜200同样包括一个透明基板210，一个包含有圆形上扩散粒子240的上扩散涂层220和一个包含有圆形下扩散粒子250的下扩散涂层230。与图2所示的实施例一不同之处在于，光学扩散薄膜200的上扩散涂层220的厚度被控制在上扩散粒子240粒径的7/8。通过控制上扩散涂层220的厚度，使光学扩散薄膜200可以控制输出光线的中心视角亮度和视角范围。
图4为本实施例的光学扩散薄膜的具体光学亮度表现。通过控制上扩散涂层220的厚度从上扩散粒子240粒径的1/2至7/8，在分别使用1，2，3层光学扩散薄膜堆叠的情况下，中心亮度呈递减趋向，并在上扩散涂层220的厚度为上扩散粒子240粒径的1/2时有最高亮度。图4同时说明在使用多层此种光学扩散薄膜的情况下，可以获得更高的亮度。
实施例三：如图5所示，其它结构与实施例一相同，光学扩散薄膜500包括一个透明基板510，一个包含有圆形上扩散粒子540的上扩散涂层520和一个包含有圆形下扩散粒子550的下扩散涂层530。不同之处在于圆形上扩散粒子540具有优化粒径尺寸组合的不同的粒径尺寸，对于不同种类的背光模组的具体应用，圆形扩散粒子540有不同的粒径尺寸组合。附表1给出了在传统双灯管桌面型显示器的情况下，圆形上扩散粒子540粒径的优化组合。
表1
| 散射粒子直径(微米) | 粒子重量所占百分比(％) |
| 5 | 1.21 |
| 7.5 | 3.84 |
| 10 | 8.20 |
| 12.5 | 5.77 |
| 15 | 15.92 |
| 17.5 | 7.70 |
| 20 | 19.03 |
| 22.5 | 16.35 |
| 25 | 9.61 |
| 27.5 | 6.83 |
| 30 | 5.54 |
实施例四：如图6所示，为使用两层上述光学扩散薄膜应用于膝上型笔记本电脑显示器的示例。其中，710为灯管，720为高效率反射片，730为膝上型笔记本电脑显示器中的透明导光板，740光学扩散薄膜，750为液晶显示面板。
实施例五：如图7所示，为使用两层上述光学扩散薄膜应用于桌面型电脑显示器的示例。其中，710为灯管，720为高效率反射片，760为桌面型电脑显示器中的导光板，740为光学扩散薄膜，750为液晶显示面板。
实施例六：如图8所示，为使用两层上述光学扩散薄膜应用于液晶电视显示器的示例。其中，710为灯管，720为高效率反射片，770为液晶电视中的扩散板，740为光学扩散薄膜，750为液晶显示面板。
需要指出的是，对于各种不同种类的显示装置，可以通过使用单张或者多张此种光学扩散薄膜来满足对不同的亮度和视角的需求。
上述实施例中，灯管710可以是冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管和热阴极荧光灯中的至少一种。
Claims (10)
1.一种光学扩散薄膜包括一个由折射率为1.4～1.75的光学透明材料制成的透明基板，所述的透明基板的上表面设置有折射率为1.4～1.7的上扩散涂层，所述的上扩散涂层内设置有折射率为1.4～1.75的上扩散粒子，其特征在于所述的上扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述的上表面上，所述的上扩散粒子的最大几何尺寸为1～100微米，所述的上扩散涂层的厚度为上扩散粒子最大尺寸的1/8～7/8。
2.如权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的基板材料为玻璃、PET、PC、PMMA和PS中的一种，所述的上扩散粒子的材料为硅化合物、硅氧烷树脂Tospearl、PS和PMMA中的一种。
3.如权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的上扩散粒子的形状为球形或椭球型。
4.如权利要求3所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的上扩散粒子为单一直径的球形粒子，所述的上扩散粒子的排列方式为矩形排列或六边型排列。
5.如权利要求3所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的上扩散粒子由以下直径的球形粒子按以下重量百分比组成，5μm：1.21％，7.5μm：3.84％，10μm：8.20％，12.5μm：5.77％，15μm：15.92％，17.5μm：7.7％，20μm.19.03％，22.5μm：16.35％，25μm：9.61％，27.5μm：6.83％，30μm：5.54％，所述的上扩散粒子的排列方式为随机排列。
6.如权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的上扩散涂层的厚度为所述的上扩散粒子的最大直径的1/2。
7.如权利要求1~6中任一项权利要求所述的光学扩散薄膜，其特征在于所述的透明基板的下表面设置有折射率为1.4～1.7的下扩散涂层，所述的下扩散涂层内设置有折射率为1.4～1.75的下扩散粒子，所述的下扩散粒子互不接触分散设置在所述的下表面上，所述的下扩散涂层的厚度为所述的下扩散粒子最大尺寸的1/2～7/8，所述的下扩散粒子所占的面积之和与所述的下扩散涂层的面积之比为1/1000～1/10。
8.一种液晶显示装置，包括一个用于发光的光源组件、液晶面板组件和至少一片光学扩散薄膜，所述的光学扩散薄膜包括一个由折射率为1.4～1.75的光学透明材料制成的透明基板，所述的透明基板的上表面设置有折射率为1.4～1.7的上扩散涂层，所述的上扩散涂层内设置有折射率为1.4～1.75的上扩散粒子，其特征在于所述的上扩散粒子相互之间紧密接触分布在所述的上表面上，所述的上扩散粒子的最大几何尺寸为1～100微米，所述的上扩散涂层的厚度为上扩散粒子最大尺寸的1/8～7/8。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于所述的光源组件包括光源、导光板和反射片，所述的光源设置在所述的导光板的侧面，所述的光源为冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管和热阴极荧光灯中的至少一种。
10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于所述的光源组件包括光源、扩散板和反射片，所述的光源设置在所述的扩散板与所述的反射片之间，所述的光源为冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯、发光二极管和热阴极荧光灯中的至少一种。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Owner name: NINGBO EXCITON NEW MATERIALS TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: NINGBO HIGH-TECH PARK EXCITON TECHNOLOGY CO., LTD. |
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Inventor after: Jin Yadong Inventor after: Zhang Yan Inventor before: Yu Genwei Inventor before: Ye Wuyuan |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: YU GENWEI YE WUYUAN TO: JIN YADONG ZHANG YAN |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 315040, Lingyun Industrial Park, No. 1177 Lingyun Road, Ningbo high tech Zone, Zhejiang, 5 Patentee after: Ningbo Exciton New Material Technology Co., Ltd. Address before: 315040 7-04, building 66, Pioneer Road, academician Road, hi tech Zone, Zhejiang, Ningbo Patentee before: Ningbo High-tech Zones Jizhi Technology Co.,Ltd |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: NINGBO JIZHI TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: NINGBO EXCITON NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD. |
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Address after: 315040, Lingyun Industrial Park, No. 1177 Lingyun Road, Ningbo high tech Zone, Zhejiang, 5 Patentee after: Ningbo Exciton Technology Co., Ltd. Address before: 315040, Lingyun Industrial Park, No. 1177 Lingyun Road, Ningbo high tech Zone, Zhejiang, 5 Patentee before: Ningbo Exciton New Material Technology Co., Ltd. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 315040, No. 9, Jingyuan Road, hi tech Zone, Zhejiang, Ningbo Patentee after: Ningbo Exciton Technology Co., Ltd. Address before: 315040, Lingyun Industrial Park, No. 1177 Lingyun Road, Ningbo high tech Zone, Zhejiang, 5 Patentee before: Ningbo Exciton Technology Co., Ltd. |