专利名称：一种复合式聚光片的制作方法
技术领域：
本发明属于光学技术领域，尤其是一种应用于液晶显示器(liquid crystal display,LCD)的同时具有雾化与汇聚光线功能的复合式聚光片，所述复合式聚光片还可应用于其它种类显示器或需要对光线聚光及雾化的装置。
背景技术：
在传统液晶显示器(LCD)的背光模块(back light module)中，通常包含数种光学薄板，例如导光板、雾化片及聚光片等，其中，聚光片业界通常称为增亮膜，通常是由一基板及一棱柱结构层所构成，该基板及棱柱结构层皆由透明树脂材质制成，该棱柱结构层形成在该基板的表面上。当该背光模块的光源产生光线时，光线通过该导光板及雾化片进入该聚光片的基板内，接着再进入该聚光片之棱柱结构层，使光线射出时产生适当角度折射， 进而达到光线聚集的光学效果。然而，当光线穿透射出该棱柱结构层时，却容易产生牛顿环 (Newton's ring)及云纹干涉(Moire interference)等负面光学效应，因此会影响液晶显示器的显示质量。再者，请参照图IA所示，其阐述了一种传统聚光片50，其为结合一基板51 及一聚光结构层52。请参照图IB所示，其阐述一种传统复合式聚光片60，其为结合一雾化板61及一聚光结构层62。在该复合式聚光片60中，由于该雾化板61上表面结合该聚光结构层62，因此该雾化板61之雾化效应会使进入该聚光结构层62的光角度分布明显大于单纯聚光片50之聚光结构层52的光角度分布，致使过高比例的光线621因入射角度Q1(光线射至该聚光结构层62的结构面时与法线620所夹的角度)相对于该法线620为负值且小于全内反射之临界角θ c，导致光线621直接射出且在射出该聚光结构层62的棱柱后光线 621再次侧向进入邻近的棱柱内，或在射出棱柱后向四侧散射而造成损失，结果导致该聚光结构层62的聚光功能降低甚至失效。为克服上述问题，世界知识产权组织(WIPO)专利合作条约(PCT)专利公开第 2005/006030号发明专利公开一种背光单元的光学薄膜及使用该光学薄膜的背光单元，其中光学薄膜包含一基板、一折射结构及数个雾化粒子，该基板之一表面具有该折射结构，用以折射光线，以便产生聚光现象。该雾化粒子选自氧化钛、氧化锌、氧化钡、碳酸钙、碳酸镁、 氢氧化铝及黏土等，其散布于该折射结构及基板内的各部位，以便使光线形成雾化及聚光的双重效果。在制程上，该雾化粒子是先制成颗粒状，再混掺于该反射图案及基板的基材内。然而，该雾化粒子的粒径愈细，愈不易均勻的分散于液态的基材内，且容易结成块状，结果造成颗粒散布均勻度不佳及良品率不高等问题。另外，以上两种技术均需将聚光结构层和雾化层分别制备，导致工艺难度上升和生产成本增加。因此，有必要提供一种复合式聚光片，以解决传统技术所存在的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明提供一种包含一基材和一聚光结构层的复合式聚光片，兼具光线汇聚及雾化效果。( 二 )技术方案本发明所提出的一种复合式聚光片，其包含一基材及一聚光结构层，该基材有一入光表面及一出光表面，所述聚光结构层位于该基材的出光表面上，背对基材一面有并排排列的聚光棱镜柱的微凸结构，用以聚集光线；聚光棱镜柱表面有随机分布的数个自由形态凸起结构，用以扩散光线，起到雾化效果。其中，所述基材选自以下高分子聚合物中的一种聚对苯二甲酸乙二酯 (polyethylene terephthalate, PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethyl methacrylate，PMMA)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)和聚丙烯(polypropylene, PP)。其中，所述聚光结构层的材料是紫外光固化树脂。其中，所述聚光结构层的聚光棱镜柱沿同一方向并排排列，相邻两个聚光棱镜柱中心线间距为25 μ m 60 μ m。其中，所述聚光结构层的棱镜柱横截面为三角形、梯形、半圆形或其他几何图形， 且该横截面与基材出光面重合的底边长度为25 μ m 60 μ m。其中，所述聚光棱镜柱表面包含的自由形态凸起使棱镜柱表面具有Ra值为 0. 3μπι 2μ 的粗糙度，15 % 25 %的雾度。包含所述的复合式聚光片的液晶显示器。其中，所述的复合式聚光片的制备方法，其特征在于，是在基材上涂布紫外光固化树脂，用模具压合而得。(三)有益效果本发明提出的复合式聚光片，如图4显示的复合式聚光片结构内部，光线到达具有粗糙度的聚光表面后，一部分光线在粗糙面发生折射，其中大部分出射光线相对入射光线是汇聚的，且由于表面粗糙度的影响，出射光线角度呈散乱的状态。由于本发明之复合式聚光片兼具光线汇聚及雾化效果，因此在背光模块中不需额外于该复合式聚光片及导光板之间设置雾化板。这种复合式聚光片不需分别制备聚光结构层和雾化层，简化了制作工艺。
图IA 传统聚光片。50为传统聚光片的剖视图，51为基板，52为聚光层结构；图IB 传统复合式聚光片，60为传统复合式聚光片之剖视图，61为雾化板，62为聚光结构层，620为法线，621为入射光线，Q1为入射角度，θ c为反射临界角。图2 本发明实施例1之复合式聚光片的立体图，11为基材，111为入光表面，112 为出光表面，13为聚光结构层，131为聚光棱柱结构，Ll为两个相邻棱柱中心线间距离，L2 为棱柱与基材重合的底边的长度。图3 本发明实施例1之复合式聚光片的一个聚光棱柱结构单元的示意图。图4 本发明之复合式聚光片中一个聚光棱柱结构单元内光线走向示意图。41为出射光线，42为入射光线，43为全反射光线，图中的箭头是入射光线的方向。
具体实施方式
以下实施例用于进一步说明本发明，但非用以限制本发明的范围。实施例1如图2所示，复合式聚光片1由基材11和聚光结构层13组成。基材11是由聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)制成的透明膜片，具有一入光表面 111及一出光表面112。请参照图2、图3，聚光结构层13选用紫外光固化环氧丙烯酸树脂，以涂布方式形成在11上。该聚光结构层13上均勻分布聚光棱柱结构131，聚光棱柱结构131沿同一方向并排排列，相邻两个聚光棱镜柱中心线间距Ll为50um，其形状是等腰直角三角棱柱凸体， 该等腰直角三角棱柱横截面与基材出光面重合的底边长度L2为50 μ m，如图3所示。用表面有不规则形态凸起或凹陷的模具压合，使每个聚光棱柱结构131表面包含数个随机分布的不规则形态凸起或凹陷结构，使棱镜表面具有1.5um(Ra值)的粗糙度， 20%的雾度。请参考图4，其显示复合式聚光片结构内部，光线到达具有粗糙度的聚光表面后， 一部分光线在粗糙面发生折射，其中大部分出射光线相对入射光线是汇聚的，且由于表面粗糙度的影响，出射光线角度呈散乱的状态。由于本发明之复合式聚光片1兼具光线汇聚及雾化效果，因此在背光模块中不需额外于该复合式聚光片及导光板之间设置雾化板。实施例2复合式聚光片1由基材11和聚光结构层13组成。基材11是由聚碳酸酯 (polycarbonate,PC)制成的透明膜片，具有一入光表面111及一出光表面112。聚光结构层 13采用紫外光固化氨基丙烯酸树脂，用涂布形成在基材11上。该聚光结构层13上均勻分布有聚光棱柱结构131，聚光棱柱结构131沿同一方向并排排列，相邻两个聚光棱镜柱中心线间距Ll为60 μ m,其形状为梯形，且该横截面与基材出光面重合的底边长度L2为60 μ m。用表面有不规则形态凸起的模具压合，使每个聚光棱柱结构131表面包含数个随机分布的不规则形态凸起或凹陷结构，使棱镜表面具有Ra值为2 μ m的粗糙度，25 %的雾度。请参考图4，其显示复合式聚光片结构内部，光线到达具有粗糙度的聚光表面后， 一部分光线在粗糙面发生折射，其中大部分出射光线相对出射光线是汇聚的，且由于表面粗糙度的影响，出射光线角度呈散乱的状态。由于本发明之复合式聚光片1兼具光线汇聚及雾化效果，因此在背光模块中不需额外于该复合式聚光片及导光板之间设置雾化板。
权利要求
1.一种复合式聚光片，其包含一基材及一聚光结构层，该基材有一入光表面及一出光表面，所述聚光结构层位于该基材的出光表面上，背对基材一面有并排排列的聚光棱镜柱的微凸结构，用以聚集光线；聚光棱镜柱表面有随机分布的不规则形态凸起或凹陷结构，用以扩散光线，起到雾化效果。
2.根据权利要求第1项所述的复合式聚光片，其特征在于，所述基材的材料选自以下高分子聚合物中的一种聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯。
3.根据权利要求第1项所述的复合式聚光片，其特征在于，所述聚光结构层的材料是紫外光固化树脂。
4.根据权利要求第1项所述的复合式聚光片，其特征在于，所述聚光结构层的聚光棱镜柱沿同一方向并排排列，相邻两个聚光棱镜柱中心线间距为25 μ m 60 μ m。
5.根据权利要求第1项所述的复合式聚光片，其特征在于，所述聚光结构层上的棱镜柱横截面为三角形、梯形或半圆形，且该横截面与基材出光表面重合的底边长度为 25 μ m 60 μ m。
6.根据权利要求第1项所述的复合式聚光片，其特征在于，所述聚光棱镜柱表面包含的自由形态凸起使棱镜柱表面具有Ra值为0. 3 μ m 2 μ m的粗糙度以及15% 25%的雾度。
7.包含权利要求1 6任意一项所述的复合式聚光片的液晶显示器。
全文摘要
本发明公开了一种具有雾化功能的复合式聚光片，包含一基材及一聚光结构层。该基材有一入光表面及一出光表面。该聚光结构层位于该基材的出光表面上，背对基材一面有并排排列的聚光棱镜柱结构，用以聚集光线。聚光棱镜柱表面有数个随机分布的自由形态凸起结构，用以雾化光线，起到雾化效果。本发明之复合式聚光片兼具光线汇聚及雾化效果，因此在背光模块中不需额外于聚光片和导光板之间设置雾化板。
文档编号G02B5/02GK102520468SQ201110402840
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者钟玉 申请人:北京康得新复合材料股份有限公司