专利名称：利用微图案化的多功能光学多层膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)背光装置中的光学多层膜。更 具体而言，本发明涉及一种利用微图案化的多功能光学多层膜，其可以 通过同时进行光的集中和扩散来补偿视角。
背景技术：
背光装置是从LCD背面发光的器件，使用从背光装置发射的白光将 图像信息显示在LCD上。
图1图示了一般的背光装置的结构。如图1所示，背光装置包括光源4、 导光板5、光学片6、 7和8、反射板2、光源反射板3和模架(mold frame) 1，所述导ib板5用于通过改变光的路径将从光源4发射的光导向显示单元 (未图示)，所述光学片6、 7和8布置在导光板5和显示单元之间，用于 改善由导ibfc!5发射的光的效率，所述反射板2布置在导;5yi下部，用于 防止从光源发射的光暴露到外部。反射板2、光源反射板3、导光板5以及 光学片6、 7和8相继层叠在模架1上。
更具体而言，通过按顺序相继层叠基材层6、棱镜片7和保护片8形成 光学片6、 7和8。基材层6用以通过光的散射使由导光板5发射并入射到 显示单元(未图示)的光的亮度分布均匀。棱镜片7具有重复形成有三角 棱镜的上表面，该棱镜片7用于在垂直于显示单元的方向上集中由基材层6 扩散的光以提高亮度。因此，通过棱镜片7的大多数光垂直传播到显示单 元的屏幕以形成均匀的亮度分布:同样，保护片8布置在棱镜片7的上部，
然而，光学片6、7和8应该使用在基材层6中包含的光扩散器(diffuser) 来扩散光，但是它的光扩散效率不高。尽管通过棱镜片7集中的光具有高亮度，但是它的视角变窄。此外，各光学片6、 7和8应该具有它们独立的 功能。
发明内容
因此，提出本发明以解决现有技术中存在的上述问题，本发明的一个 目的是提供一种利用微图案化的多功能光学多层膜，其使用 一个片可同时 得到光扩散效果和集中效果。
本发明的另一目的是提供一种利用微图案化的多功能光学多层膜，其 能够通过增加光扩散器提高亮度并通过棱镜片同时进行光的集中和扩散来 补偿视角。
为了实现这些目的，本发明提供一种利用微图案化的多功能光学多层 膜，根据本发明，该多功能光学多层膜包括基材层、棱镜片和图案层，所 述棱镜片布置在所逸基材层的上表面上，并且具有形成在其一个表面上的 多个棱镜单元；所述图案层布置在所述基材层的下表面上，并且在其一个 表面上具有微图案化的第 一粘合剂树脂。
所述图案层还可包括包含在第 一粘合剂树脂中的多个珠。
所述棱镜片中可包含有多个珠。
所述棱镜片的棱镜单元可涂覆多个珠，
第一粘合剂树脂可由可UV固化聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)粘 合剂、可UV固化环氧树脂粘合剂以及包含硅的可UV固化粘合剂中的任 何一种制成。
多功能光学多层膜还包括设置在基材层和棱镜片之间的光扩散层，所 述光扩散层具有第二粘合剂树脂和包含在第二粘合剂树脂中的多个光扩散 器。
通过下面结合附图的详细说明，本发明的上述和其它的目的以及特点 和优点将更加显而易见，在附图中
图l是普通背光装置的分解透视图2A和2B是根据本发明的实施方案利用微图案化的多功能光学多层 膜的示意性局部截面图；图3A-3D是根据本发明的另一个实施方案利用微图案化的多功能光
学多层膜的示意性局部截面图4是根据本发明的又一个实施方案利用微图案化的多功能光学多层 膜的示意性局部截面图。
具体实施方案
在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施方案。本说明书中给出
发明而提供的具体细节，因此本发明不局限于此.在本发明的说明书中， 在所有附图中使用相同的附图标记^示相同的元件。
图2A和2B是根据本发明的实施方案利用微图案化的多功能光学多层 膜的示意性局部截面图。
如图2A和2B所示，,本发明实施方案的利用微图案化的多功能光 学多层膜包括基材层100、棱镜片200和图案层300.
M层100是能够透光的透明膜， 一般包括聚醚砜(PES )、聚丙烯酸 酯(PAR)、聚醚耽亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、 IMt^n 曱酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙酸酯(polyallylate )、聚 酰亚胺、聚碳酸酯(PC )、三乙酸纤维素(TAC )以及醋酸丙酸纤维素(CAP) 中的至少一种，具体地，优选由^t苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成基材 层。基材层100应该对棱镜片200或图案层300的第一粘合剂树脂310具 有优异的粘附力、相对于从背面发射的光具有超过卯％的透射率并且具有 均匀的平坦性，以消除亮度的偏差。此外，优M材层100具有50 ~ 250jrni 的厚度。如果^N"层100的厚度小于50nm，那么在其制造过程中的操作会 变得很糟，如果M层100的厚度大于250nm，那么其结构会变得与LCD 模件的最近薄膜化趋势相背离。
棱镜片200布置在基材层100的上表面上，用以集中透itij付层100 的光以提高光的亮度。在棱镜片200的一个表面上突出地形成多个棱镜单 元210，并通过这些棱镜单元210，能够在垂直于LCD屏幕的方向上发射 光。如图2A和2B所示，作为示例性实例，棱镜单元210是三角形。然而， 棱镜单元210的形状不限于此，棱镜单元可以形成为包括球形和透镜形的 多种形状。
图案层300布置在^t层的下表面上，并且由第一粘合剂树脂310组成，所述第一粘合剂树脂310的一个表面^C微图案化。图案化第一粘合剂 树脂310微的原因主要是散射来自导光板(未图示)的入射光以有助于隐 蔽(concealment )。也就是说，如果通过微图案化在导光板和第一粘合剂 树脂310的接触面上形成的规则的或非规则的图案，那么来自导ibtl的入 射光可被折射、散射或扩散反射，并因此引起光的扩散。此外，图案层300 布置在_&#层100和导iUl之间用于防止产生划痕。使用喷砂或光刻法可 以实施微图案化，通过微图案化形成的第一粘合剂树脂310的图案可以是 包括凹或凸形等多种形状。此外，第一粘合剂树脂310可形成为规则的图 案，但优选形成为图2A和2B所示的不规则图案。由于该不规则图案，雾 度(haze)得以控制，并且这导致亮度、扩散、视角或隐蔽也得以控制。 此外，第一粘合剂树脂310可由可UV固化聚氨酯丙烯酸树脂、环氧树脂 或包含硅的丙烯酸树脂制成，并具有自愈功能以吸收冲击。
由于第一粘合剂树月旨310被微图案化，因此图案层300具有防粘连性 质。 一般地，"粘连"是膜的内表面易于彼此粘附的一种现象，粘连可发生 在导光板(未图示)和布置在导^L的上表面上的图案层300之间。这种
粘连可在工作中引起问题，并由于图案层300和导^yi之间的粘附，可产
生干涉图案。因此，如果与导光板接触的第一粘合剂树脂310的一个表面 微图案化，则第一粘合剂树脂310和导M之间的接触面积被减小以使第
一粘合剂树脂和导iyi之间的接触最小化，从而可防止粘连。因此，通过
图案层300可得到防止粘连的效果和光扩散效果。
优选第一粘合剂树脂310的弹性模量不大于300Mpa，以防止由于第一 粘合剂树脂310和导光板(未图示)之间摩擦而产生划痕.如果第一粘合 剂树脂310的弹性模量不大于300Mpa,其低于布置在导iyi上的丙烯酸树 脂的弹性，即低于900 ~ 1000 Mpa，则可防止产生划痕。因此可防止在图 案层和导光板上发生划痕。另一方面，可在第一粘合剂树脂310中加入防 静电剂以防止产生静电，或可加入防粘连剂以防止粘连。可〗吏用作为无机 矿物精细颗粒的二氧化硅(Si02 )、硅藻土、高岭土、滑石等作为防粘连剂。
尽管可使用具有300Mpa或更小弹性模量的任何材料作为第一粘合剂 树月旨310，但优选第一粘合剂树脂310由可UV固化聚氨酯丙烯酸酯、可 UV固化环氧树脂粘合剂以及包含硅的可UV固化粘合剂中的任何一种构 成。更优选第一粘合剂树脂310由三(2-丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯-2 -丙烯酸，(l-曱基亚乙基)双(4,1 -亚苯基氧-2,1乙二基氧-2，1乙二基)酯以及1-羟基-环己基-苯基酮的三元共聚物(tert-copolymer)组成。 该三元共聚物可以是嵌段共聚物或无规共聚物，玻璃化转变温度(Tg)大 约是52C，数均分子量大约是4500。
如图2B所示，优选图案层300还包括第一粘合剂树脂310中包含的多 个珠312,所iiJ朱312由丙烯酸树脂、尼龙或含硅化合物制成。因此，光首 先通过由微图案化形成的第一粘合剂树脂310的图案来扩散，然后通it^ 312再扩散，从而得到双重光扩散效果以使光扩散效果最大化。此外，由于 可通过图案层300获得光扩散效果，因此不需要在^N"层100的上表面上 提供单独的光扩散层，并因此能够使光学多层膜变薄，从而能够得到薄背
光装置。
膜传输光的过程:' 、一
首先，由光源(未图示)发射和通过导光板(未图示)传导的光入射
到图案层300,然后最先通过第一粘合剂树脂310的微图案化图案来扩散。 在第一粘合剂树脂包含珠312的情况下，光被珠312再扩散，因此该均匀 分布的itX射到^jN"层100。然后，光通itit:明^N"板100，并在棱镜片200 上集中，从而使高亮度的光入射到LCD屏幕上以照亮屏幕。
图3A~3D是根据本发明的另一个实施方案利用微图案化的多功能光 学多层膜的示意性局部截面图，
如图3A 3D所示，根据本发明的另一个实施方案利用微图案化的多功 能光学多层膜包括基材层100、棱镜片200和图案层300。
基材层100和图案层300的技术特征和上述根据本发明的实施方案的 那些是相同的，在此将省略其详细的描述，棱镜片200的技术特征和上述 根据本发明的实施方案的那些是相同的，但是它们之间的差异在于根据本 发明的另一个实施方案棱镜片200具有单独的棱镜片212和214。
尽管棱镜片200通过将经itijN"层100的光集中以提高亮度，但是存 在由棱镜片200集中的光的视角可能会变窄的问题。为了解决这个问题， 优选棱镜片200包含有多个珠212，如图3A和3B所示。棱镜片200中提 供的珠212用以通过再扩散光来^M尝光的视角，所述光通过图案层300扩 散，然后在穿itg^层100之后集中在棱镜片200上。珠212可包含在每 个棱镜单元210的下部，或是几个珠212可规则或不规则地包含在每个棱镜单元210的下部。可适当地调节珠212的数量以调整亮度和视角。由于 棱镜片200中包含珠212导致耐摩擦性的增加，因此不必提供单独的保护 片以保护棱镜片200。
此外，如图3C和3D所示，优选棱镜片200的表面上涂覆多个珠214。 珠214也用以再扩散通过棱镜片200的光，从而能够保证光的视角。由于 珠涂覆在棱镜单元210的整个表面上，因此不必提供单独保护片以保护棱 镜片200。
，现将描述通过如图3A~3D所示的利用微图案化的多功能光学多层 膜传输光的过程。
首先，由光源(未图示)发射并通过导光板(未图示)传导的光入射 到图案层300，然后最先通过第一粘合剂树脂310的微图案化图案扩散。在 粘合剂树脂包含珠312的情况下，光通#312再扩散，因此该均匀分布 的光入射至基材层IOO。然后光通itit:明JjN"屋板100，集中在棱镜片200 上，并通it^ 212和214同时扩散，使得具有高亮度和宽视角的^射至 LCD屏幕以照亮屏幕。
图4是根据本发明又一个实施方案的利用微图案化的多功能光学多层 膜的示意局部截面图。
如图4所示，根据本发明又一个实施方案的利用微图案化的多功能光 学多层膜包括M层100、棱镜片200、图案层300和光扩散层400。
基材层100、棱镜片200和图案层300的技术特征和上述根据本发 明实施方案的那些相同，在此将省略其详细的描述。
光扩fb^ 400布置在基材层100的上表面上，用以通过使光^t射或折 射从而在LCD表面上均匀地扩"^U^射光。光扩散层400提供有第二粘合剂 树脂410和包含在第二粘合剂树脂410中的光扩散器412。
光扩散器412用以扩散性地反射光，从而能够扩散光。如图4所示， 光扩散器412可规则地布置或随机地包含在光扩散层400中。可通过形成 下述颗粒提供光扩散器412:曱基丙烯酸曱酯、曱基丙烯酸乙酯、曱基丙烯 酸异丁酯、曱基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、 丙烯酸共聚物或三元共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯的颗粒、烯烃颗粒如聚丙 烯、丙烯酸和烯烃三元共聚物和均聚物，以及有涂层的有机颗粒，例如涂有不同单体的多层多组分颗粒。优选使用聚甲基丙烯酸曱酯(PMMA)。
此外，优选光扩散器412的比重为1.0~1.2g/cm3,并且为了使光扩散 效果最大化，颗粒尺寸的变化系数不大于15%。在此，变化系数定义为"变 化系数=(标准偏差+平均数)xl00"。 一般地，随平均值而变化的标准 偏差用于作为指示离M的方法。然而，在本发明中，使用变化系数以管 理光扩散颗粒的分布而与平均值无关并将该分布应用于所述过程，根据定 义，当变化系翁:接近"0",颗粒间的偏差减小。如果光扩散器412的变化 系数超过15%，那么由于在光扩散器412中的宽粒度分布而导致光扩散器 412的颗粒被层叠为多层，即4吏在光扩散层400的最初涂覆过程中光扩M 400涂覆为具有与光扩散器412相同的厚度，并且这可引起光扩散效果变 差。此外，应该相对于溶剂的比重来考虑光扩散器412的比重。如果光扩 散器412的比重小于1.0g/cm3,其可能会低于使用的溶剂的比重，这可能 会由于在制造过程中难于控制的层的厚度分布而导致分軟变差。如果光扩 散器的比重大于1.2g/cm3，那么光扩散器在溶剂中的沉降速率变大，并因 此溶剂在涂覆的过程中应该经常地再搅拌，引起工艺损失(process loss )。 在光扩散器412的比重为1.0 ~ 1.2g/cm3的情况下，可解决上述问题。
在这种情况下，第二粘合剂树脂410的光透射和光扩散可以根据包含 在第二粘合剂树脂410中的光扩散器412的含量而不同。为了得到高的光 透射和光扩散，与重量计为100的第二粘合剂树脂410相比，优选包含在 树脂中的光扩散器412的含量以重量计为40~140。如果光扩散器412的含 量小于40(以重量计)，那么通过散射带来的光扩散效果变得不足，而当其 含量大于140 (以重量计)，那么光透射变低。另一方面，第二粘合剂树脂 410应该对基材层100具有良好的粘附，并且为了提高物理体能如耐热性、 耐磨性和粘附性，可将硬化剂加入到第二粘合剂树脂410中。
现在将描述通过如图4所示的利用微图案化的多功能光学多层膜传输 光的过程。
首先，由光源(未图示)发射和通过导光板(未图示)传导的光入射 到图案层300，然后最先通过第一粘合剂树脂310的微图案化图案扩散。如 果在第一粘合剂树脂中包含珠312,光通过珠312再扩散，因此该均匀分布 的光入射到基材层100。然后，在通过透明基材层100 4^后光入射到光扩散 层400上，然后通过光扩散层400中包含的光扩散器412再次扩散，然后 集中在棱镜片200上，这样具有高亮度和宽视角的光入射到LCD屏幕上以照亮屏幕。
如上所述，根据利用微图案化的多功能光学多层膜，由于布置在膜的 基材层下表面上的图案层的一个表面被微图案化，因此能够得到光扩散效 果，而不需要包含光扩散器的任何单独的光扩散层，并因此利用薄的光学 多层膜减少元件的数量。
此外，由于棱镜片中包含珠或在棱镜片的表面上涂覆珠，因此光同时 集中和扩散通过棱镜片，因此通过棱镜片的光能保证充分的视角。
此外，由于棱镜片中包含珠或在棱镜片的表面上涂覆珠，因此能够保 护棱镜片而不需要单独的保护片，并因此能够减少元件的数量。
尽管为了示例性说明的目的描述了本发明的优选实施方案，但是 本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求中所公开的本发明 的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替代。
权利要求
1.一种利用微图案化的多功能光学多层膜，包括基材层；棱镜片，所述棱镜片布置在所述基材层上表面上并且在它的一个表面上形成有多个棱镜单元；和图案层，所述图案层布置在所述基材层下表面上并且在它的一个表面上具有微图案化的第一粘合剂树脂。
2. 根据权利要求l所述的多功能光学多层膜，其中所述图案层还包 括多个包含在所述第 一粘合剂树脂中的珠。
3. 根据权利要求1或2所述的多功能光学多层膜，其中所述棱镜片 具有多个包含在其中的珠。
4. 根据权利要求1或2所述的多功能光学多层膜，其中所述棱镜片的 棱镜单元涂覆有多个珠。
5. 根据权利要求1或2所述的多功能光学多层膜，其中所述第一粘合 剂树脂由可UV固化聚氨酯丙烯酸酯、可UV固化环氧树脂粘合剂以及包 含珪的可UV固化粘合剂中的任何一种制成。
6. 根据权利要求1或2所述的多功能光学多层膜，还包括布置在所述 ^N"层和所述棱镜片之间的光扩散层，所述光扩散层具有第二粘合剂树脂 和包含在所述第二粘合剂树脂中的多个光扩散器。
全文摘要
公开了一种利用微图案化的多功能光学多层膜，其可以通过同时进行光的集中和扩散来补偿视角。该多功能光学多层膜包括基材层、棱镜片、图案层和光扩散层，所述棱镜片布置在所述基材层的上表面上并且在其一个表面上形成有多个棱镜单元，所述图案层布置在所述基材层的下表面上并且在其一个表面上具有微图案化的第一粘合剂树脂，所述光扩散层布置在所述基材层和所述棱镜片之间并且提供有第二粘合剂树脂，在所述第二粘合剂树脂中含有多个光扩散器。
文档编号G02F1/1335GK101295101SQ20071012607
公开日2008年10月29日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年4月23日
发明者朴用完, 金光源, 金容圣, 金英镇 申请人:株式会社常宝