[发明专利]一种曲面弧形微结构棱镜膜

说明书

技术领域

本发明涉及应用于平板显示器领域的背光模组光学薄膜，特别是可用于显示器增亮与扩大视角效果的棱镜膜。

背景技术

棱镜膜就是提升背光模组面板内光的利用率的功能性光学薄膜。平板显示器的内部导光过程是将背光光源发射出的光线“偏振”，再将偏振光转换成所看到的影像。但这些光线在液晶装置中常因散射而浪费，使得整体亮度无法达到预期亮度。而棱镜膜可将这些浪费掉的光线，重新导向观众方向，提升液晶装置的亮度，另外还能将偏光板吸收的光线回收，进一步提升液晶装置的亮度。简而言之，棱镜膜把本来分散的光集中到以法线为中心的某一角度范围内，使在轴中心的亮度大大增加。

棱镜膜的工作原理可用图1表示。在图中，进入棱镜膜的光线被棱镜膜分为三类：

第一类为直接出射光线110；这些光线110被棱镜底面折射之后，入射到棱镜面上。如入射角比全反射角小，它们就会从棱镜表面直接出射。因为有棱镜侧面的倾斜角度和入射角要小于全反射角的限制，出射的光会分布在70度左右的范围之内。

第二类为反射回背光源120；这样的光线120在入射到棱镜表面上的入射角符合全反射条件。在被反射到对面的棱镜表面上时，若入射角依然符合全反射条件，光线就被反射回背光源。这些被反射回背光源的光线会重新经过扩散片，进入导光板再被底反射片反射，然后再回到导光板，再通过扩散片，这时光线被完全打散，再一次进入棱镜膜后，又被分成三类光线进行选择。

第三类光线是被棱镜表面全反射一次之后，到达对面棱镜表面时不符合全反射条件的光线130。这些光线130大部分会进入邻近的棱镜然后在那里被全反射，返回背光源。另外一小部分角度比较大的光线不能进入邻近的棱镜，这些光线最终会被损失掉。

目前，现有的技术中涉及到棱镜膜的结构基本上采用的为尖角平面结构，如深圳群康科技CN1982918涉及的棱镜膜主要技术特点是控制各层的折射率，从而能够达到与普通两层棱镜膜相同的偏光效果。友达光电股份有限公司CN1658047提出的微棱镜结构，主要技术特点为结构上采用一主体结构和一微棱镜结构，单元结构为三位一体式，每单元共三个棱镜结构，中间一个为等腰的直角三角形，顶角为直角，相邻的2个棱镜结构也是等腰三角形，只是其直角与中间的等腰三角形的2个锐角相邻。这种多个向上垂直面的结构据称能有效地减少背光模块的漏光现象，同时缩小了光线的出射角度提高了光的利用率。通用电气公司CN1720469提出了一种底部弯曲的微棱镜结构，其主要目的也是来改善大视角漏光的现象。这些结构设计虽然在漏光方面具有了很大的改进，依然没有解决视角问题，同时也对于显示材料的亮度提升也没有大幅提升的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种扩大视角和增加亮度的光学棱镜膜。

为实现上述的发明目的，本发明通过下属技术方案实现：

一种曲面弧形微结构棱镜膜，其特征在于包含数个曲面弧形的微结构棱镜锥体，形成具有增亮效果的棱镜膜表面。

所述的曲面弧形微结构棱镜膜，其特征在于所述的微结构棱镜锥体呈现出曲面弧形结构，并在棱镜膜的表面均匀排列。

所述的曲面弧形微结构棱镜膜，其特征在于所述的曲面弧形为半圆形或者半椭圆形。

所述的微结构棱镜膜，其特征在于所述的微结构棱镜锥体高度介于20～60um。

所述的微结构棱镜膜，其特征在于所述的微结构棱镜锥体任一弧顶中心点与另一弧顶中心点之间的距离为30～50um。

所述的微结构棱镜膜，其特征在于所述的微结构棱镜锥体的双边夹角介于70～120度。

所述的微结构棱镜膜，其特征在于所述的微结构棱镜锥体的曲面弧顶的峰半径2～6um。

所述的微结构棱镜膜，其特征在于所述的棱镜膜的材料折光指数介于1.50～1.59之间。

本发明所涉及的微结构棱镜膜的优点在于：

1、通过角度构造特殊化，有效消除了液晶显示普遍存在的云纹问题，增加了亮度；

云纹指在显示影像时，所产生的画面局部或全面的不均匀现象。最简单的判断方法就是在暗室中切换到黑色画面以及其它低灰阶画面，然后从各种不同的角度用力去看，液晶显示器就有各式各样的云纹。云纹的存在影响了液晶显示效果。本发明所涉及的棱镜膜，区别于传统棱镜膜，可有效消除光学干扰现象。通过防止产生干涉图案，降低了亮度的不均。这样一来不仅能够减少云纹，而且还可将亮度最大提高20％。

2、扩大了视角范围；

在扩大视角范围方面，可将传统棱镜膜的±45°视角范围扩大到±60°。