CN204314492U - 一种扩散增亮膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种液晶显示器背光模组中的增亮膜,具体涉及一种扩散增亮膜,包括基材层、涂布于基材层上表面的雾化层、以及涂布于雾化层上表面的棱镜结构层,所述雾化层的折射率n1为1.50-1.65,雾化层的厚度d1为3-8μm。本实用新型的雾化层的折射率和厚度分别根据基材层以及棱镜结构层的折射率来确定,可使光线在基材与雾化层界面处的反射率达到最小,最大程度提高光线透过率,有效提高增亮膜的增益效果。本实用新型的雾化层设置在基材层的上表面,能有效避免基材层缺陷对棱镜结构层涂布质量的影响,从而保证了棱镜结构层的结构完整性。本实用新型具有高光学增益性能,且能有效保证UV固化树脂涂布成型质量,结构简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液晶显示器背光模组中的增亮膜,具体涉及一种扩散增亮膜。
背景技术
液晶显示器有着能耗低、重量轻、无辐射、无闪烁等优点,是目前市面上主流的显示器,但液晶作为一种被动发光材料,需要依靠背光模组才能实现图像的显示,一般来说,背光模组由光源、反射膜、导光板、光学模组组成,其中光学模组包含下扩散膜、下增亮膜、上增亮膜、上扩散膜;扩散膜可将点光源或线光源转化成均匀的面光源,而增亮膜能将原本发散的光线集中至轴向方向,从而提高液晶显示器正视亮度。
现有的增亮膜一般包含基材层和棱镜结构层,上增亮膜设有雾化层,现有增亮膜的制作工艺如下:首先将UV固化树脂涂布至基材上,进而基材贴合花纹辊,通过压印工艺将花纹辊上的棱镜微结构转印到UV固化树脂上,在转印过程中,下方的UV光源同时对UV固化树脂进行固化,从而获得结构层。但由于目前的基材与UV固化树脂的折射率存在差异,当光线入射到基材与结构层界面处时,部分光线会发生全反射,进而影响增亮膜的光学增益性能;另外,如果基材存在缺陷,UV固化树脂涂布质量将难以保证,从而影响棱镜层的结构完整性,降低产品的良率。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本实用新型的目的在于提供一种具有高光学增益性能,且能有效保证UV固化树脂涂布成型质量的扩散增亮膜。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现:一种扩散增亮膜,包括基材层、涂布于基材层上表面的雾化层、以及涂布于雾化层上表面的棱镜结构层,所述雾化层的折射率n 1为1.50-1.65,雾化层的厚度d1为3-8μm。
进一步的,所述雾化层的折射率n 1满足: ;其中,n 0、n 2分别为所述基材层、棱镜结构层的折射率。
进一步的,所述雾化层的厚度d1满足:的奇数倍;其中,λ为光源的峰值波长。
进一步的,所述基材层为PET薄膜、PC薄膜或PMMA薄膜。
进一步的,所述基材层的厚度d0为30-150μm。
进一步的,所述雾化层为添加有光扩散粒子的黏合树脂层。
进一步的,所述光扩散粒子包括PMMA粒子、PS粒子、SiO2粒子、TiO2粒子中的至少一种。
进一步的,所述光扩散粒子的粒径为2-30μm。
进一步的,所述棱镜结构层是由多个等距设置的棱镜组成的棱镜组,棱镜组的高度d2为12-22μm,每个棱镜之间的间距d3为24-45μm。
进一步的,所述棱镜的横截面为等腰三角形,等腰三角形的顶角角度α为85°-95°,等腰三角形的顶角为尖角或圆弧角。
本实用新型的有益效果在于:本实用新型的雾化层的折射率n 1和厚度d1分别根据基材层以及棱镜结构层的折射率来确定,可使光线在基材与雾化层界面处的反射率达到最小,最大程度提高光线透过率,有效提高增亮膜的增益效果。
本实用新型的雾化层设置在基材层的上表面,能有效避免基材层缺陷对棱镜结构层涂布质量的影响,从而保证了棱镜结构层的结构完整性。
本实用新型的扩散增亮膜具有高光学增益性能,且能有效保证UV固化树脂涂布成型质量,结构简单,成本低。
附图说明
图1是侧入式背光模组的立体结构示意图。
图2是直下式背光模组的立体结构示意图。
图3是本实用新型的结构示意图。
图4是现有增亮膜的光折射原理图。
图5是本实用新型的光折射原理图。
图6是基材层与雾化层界面反射率R与雾化层折射率n 1的关系图。
图7是直下式背光模组增益效果曲线图。
附图标记为:10—光源、11—导光板、12—光学模组、121—下扩散膜、122—下增亮膜、123—上增亮膜、124—上扩散膜、20—背板、21—反射膜、22—光源、23—扩散板、24—下扩散膜、25—下增亮膜、26—上增亮膜、27—上扩散膜、30—基材层、31—雾化层、310—光扩散粒子、32—棱镜结构层。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例及附图1-7对本实用新型作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
见图1-7,一种扩散增亮膜,包括基材层30、涂布于基材层30上表面的雾化层31、以及涂布于雾化层31上表面的棱镜结构层32,所述雾化层31的折射率n 1为1.50-1.65,雾化层31的厚度d1为3-8μm。
所述雾化层31和棱镜结构层32的涂布方式均为滚轮式涂布或刮刀式涂布。
所述棱镜结构层32由花纹辊转印并经UV光源固化而成。
所述花纹辊为表面电镀厚度有100-500μm的铜层或镍层的金属轮,表面微结构经单点金刚石刀具车削或激光成形加工而成。
本实用新型的雾化层31的折射率n 1和厚度d1分别根据基材层30以及棱镜结构层32的折射率来确定,可使光线在基材与雾化层31界面处的反射率达到最小,最大程度提高光线透过率,有效提高增亮膜的增益效果。
本实用新型的雾化层31设置在基材层30的上表面,能有效避免基材层30缺陷对棱镜结构层32涂布质量的影响,从而保证了棱镜结构层32的结构完整性。
本实用新型的扩散增亮膜具有高光学增益性能,且能有效保证UV固化树脂涂布成型质量,结构简单,成本低。
本实施例中,所述雾化层31的折射率n 1满足:;其中,n 0、n 2分别为所述基材层30、棱镜结构层32的折射率。
本实施例中,所述雾化层31的厚度d1满足:的奇数倍;其中,λ为光源的峰值波长。
如图1所示为侧入式背光模组的立体结构示意图,侧入式背光模组包括光源10、导光板11和光学模组12,其中光学模组12包括从下往上依次设置的下扩散膜121、下增亮膜122、上增亮膜123和上扩散膜124;如图2所示为直下式背光模组的平面示意图,直下式背光模组包括背板20、反射膜21、光源22、扩散板23、下扩散膜24、下增亮膜25、上增亮膜26、上扩散膜27;本实用新型的扩散增亮膜即为侧入式背光模组的上增亮膜123或直下式背光模组的上增亮膜26。如图2所示的直下式背光模组的光源22为白光LED光源,白光LED光源所发的白光为蓝光和黄光混合得到,其中,黄光为蓝光激发YAG黄色荧光粉所得;白光LED光源的发光光谱的峰值波长λ为465nm。
如图4所示为现有增亮膜的光折射原理图,取基材20的折射率n 0为1.65,棱镜结构层32的折射率n 2为1.49,即n 0>n 2,由斯涅耳定律可知,当光线由光密介质折射到光疏介质时存在全反射,其发生全发射的临界角,即当光线入射角大于65.3°时,光线会在两介质的界面处发生全反射,该部分光线无法在第一次出射时得到有效利用,这将会降低增亮膜的增益效果。为了有效利用该部分光线,需在两层折射率相差较大的材料中间引入一缓冲层,考虑到上增亮膜123有一雾化层,现有的上增亮膜123的雾化层位于基材层的下方。
如图5所示为本实用新型所述扩散增亮膜的光折射原理图,雾化层31设置于基材层30和棱镜结构层32的中间,雾化层31的折射率满足,经计算可知基材层30与雾化层31界面处的临界角将大于65.3°,即更多的光线在初次出射时就能得到有效利用,从而提高增亮膜的增益效果。
为了进一步确定雾化层31的最佳折射率以及最优厚度,进一步分析如下:
在光线正入射的情况下,光线在基材层30与雾化层31界面处的反射率为:
其中,
当的奇数倍时,R最小,这个最小反射率为:
图6表示的是基材层与雾化层界面反射率R与雾化层折射率的关系,由图6易知反射率R存在最小值,其最小值为0。
为了使得,需满足;又光源22的峰值波长为465nm,取d1为4.96μm,即可满足的奇数倍,在实际生产过程中可选择5μm。
本实施例中,所述基材层30为PET薄膜、PC薄膜或PMMA薄膜。优选的,所述基材层30为PET薄膜。
本实施例中,所述基材层30的厚度d0为30-150μm。优选的,所述基材层30的厚度d0为50μm。
本实施例中,所述雾化层31为添加有光扩散粒子310的黏合树脂层。
本实施例中,所述光扩散粒子310包括PMMA粒子、PS粒子、SiO2粒子、TiO2粒子中的至少一种。
本实施例中,所述光扩散粒子310的粒径为2-30μm。优选的,所述光扩散粒子310的粒径为15μm。
本实施例中,所述棱镜结构层32是由多个等距设置的棱镜组成的棱镜组,棱镜组的高度d2为12-22μm,每个棱镜之间的间距d3为24-45μm。优选的,棱镜组的高度d2为12μm,每个棱镜之间的间距d3为24μm。
本实施例中,所述棱镜的横截面为等腰三角形,等腰三角形的顶角角度α为85°-95°,等腰三角形的顶角为尖角或圆弧角。当等腰三角形的顶角为圆弧角时,圆弧角的圆弧半径为3-8μm。优选的,所述等腰三角形的顶角角度α为90°,圆弧角的圆弧半径为5μm。
图7为图2所示的直下式背光源模组的增益模拟效果图,其中,Display曲线表示未加入增亮膜的光强图;One BEF曲线表示加入下增亮膜25的光强图;Two BEF表示加上增亮膜26和下增亮膜25的光强图;其中,Two BEF-1表示上增亮膜26为传统增亮膜;Two BEF-2表示上增亮膜26为本实用新型的扩散增亮膜;由图7及表1可知,加入下增亮膜25后,背光源轴向光强明显提高,增益效果为1.67,而且视角范围大大减小,光线基本集中在±30°范围内;加入上增亮膜26和下增亮膜25后,增益效果可达2.7以上,因此,两片增亮膜片的增亮效果优于一片增亮膜,故实际应用中一般采用棱镜结构层互成90°的两片增亮膜片作为增亮膜组;应用了本实用新型的扩散增亮膜后,增益效果可提升0.4%以上;直下式背光源模组轴向光强增益效果具体如表1所示。
表1
膜组 | Display | One BEF | Two BEF-1 | Two BEF-2 |
轴向光强(归一化) | 1 | 1.67 | 2.70 | 2.71 |
上述实施例为本实用新型较佳的实现方案,除此之外,本实用新型还可以其它方式实现,在不脱离本实用新型构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种扩散增亮膜,包括基材层、涂布于基材层上表面的雾化层、以及涂布于雾化层上表面的棱镜结构层,其特征在于:所述雾化层的折射率n 1为1.50-1.65,雾化层的厚度d1为3-8μm。
2.根据权利要求1所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述雾化层的折射率n 1满足: ;其中,n 0、n 2分别为所述基材层、棱镜结构层的折射率。
3.根据权利要求1所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述雾化层的厚度d1满足:的奇数倍;其中,λ为光源的峰值波长。
4.根据权利要求1所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述基材层为PET薄膜、PC薄膜或PMMA薄膜。
5.根据权利要求1所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述基材层的厚度d0为30-150μm。
6.根据权利要求1所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述雾化层为添加有光扩散粒子的黏合树脂层。
7.根据权利要求6所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述光扩散粒子包括PMMA粒子、PS粒子、SiO2粒子、TiO2粒子中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述光扩散粒子的粒径为2-30μm。
9.根据权利要求1所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述棱镜结构层是由多个等距设置的棱镜组成的棱镜组,棱镜组的高度d2为12-22μm,每个棱镜之间的间距d3为24-45μm。
10.根据权利要求9所述的一种扩散增亮膜,其特征在于:所述棱镜的横截面为等腰三角形,等腰三角形的顶角角度α为85°-95°,等腰三角形的顶角为尖角或圆弧角。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150506 Termination date: 20191218 |