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| 权 利 要 求 书 1. 一种用于背光模块的光学棱镜片， 其特征在于， 包括： 基材层， 由透 光性材料构成； 聚光层， 形成于所述基材层上侧， 并包括具有预定间隔的多 个结构化图形； 防划层， 在所述基材层下侧， 利用含有纳米粒子的紫外线硬 化性胶黏剂涂布成 0. 1 μ m至 3 μ m的厚度。 2. 根据权利要求 1所述的一种用于背光模块的光学棱镜片， 其特征在于: 所述聚光层为含有丙烯酸酯低聚物 40至 50重量份、 丙烯酸酯单体 45至 55重量 份、 光聚合引发剂 1至 5重量份及添加剂 0. 01至 2重量份的混合物照射紫外线并 交联而成， 而所述防划层的所述胶黏剂中的纳米粒子包括 Si02、 Ti02、 A1203或 PMMA中的至少一种。 3. 根据权利要求 1或 2所述的一种用于背光模块的光学棱镜片， 其特征在 于： 所述棱镜片的结构化图形为以下结构之一， 剖面为重复的三角形的圆筒 状， 剖面为重复的三角形的金字塔状， 剖面为重复的半圆形的圆筒状， 剖面 为重复的五角星的圆筒状， 剖面为重复的梯形的圆筒状或透镜状。 4. 根据权利要求 3所述的一种用于背光模块的光学棱镜片， 其特征在于: 所述结构化图形具有顶角为 85 ° 至 95 ° 的三角形剖面。 5. 根据权利要求 3所述的一种用于背光模块的光学棱镜片， 其特征在于: 所述结构化图形之间预定间隔为 10 μ m至 60 μ m。 6. 根据权利要求 2所述的背光模块用光学棱镜片， 其特征在于： 上述丙 烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物。 |
本申请要求 2010年 4月 23日提交中国专利局、 申请号为 201010160642. X， 发明名称为 "一种用于背光模块的光学棱镜片" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及液晶显示器领域， 尤其涉及一种用于背光模块的光学棱镜片。 背景技术
一般而言， 为提高不仅包括电子发光板、 笔记本电脑显示器、 文字处理 器、 台式计算机显示器、 电视、 摄像机， 而且还包括汽车及飞机显示器在内 的液晶显示装置（Liquid Crystal Display, LCD)等背面照明平板显示器的亮 度， 采用各种结构的背光模块， 该背光模块具备光源、 导光板及多个光学片， 来自光源的光通过导光板及多个光学片之后出 射至显示器。
图 1为现有背光模块概略示意图。 如图 1所示， 背光模块包括： 光源 4; 导 光板 5， 用于改变从上述光源 4出射光的路径， 以导引至显示部 (未图示）； 多 个光学片 6、 7、 8， 设置于上述导光板 5和显示部（未图示）之间， 用以提高从 上述导光板 5出射光的效率； 反射板 2， 为防止从上述光源 4产生的光暴露至外 部而设置于上述导光板 5下部； 光源反射板 3; 模架 1 ; 而且， 在上述模架 1上 依次层叠反射板 2、 光源反射板 3、 导光板 5及光学片 6、 7、 8而成。
在制造过程中， 光学片 6、 7、 8可由扩散片 6、 棱镜片 7及保护片 8构成。 而上述扩散片 6的作用在于扩散从上述导光板 5出射并入射至显示部 (未图示) 的光， 以使光的亮度分布变得均匀。 上述棱镜片 7的上侧重复形成剖面形状为三角形的棱镜， 从而将经上述扩 散片 6扩散的光聚光至垂直于显示部 (未图示)平面的方向， 以提高亮度。因此， 通过上述棱镜片 7的光， 大部分相对于显示部 (未图示）的平面垂直前进， 从而 具有均匀的亮度分布。 另外， 上述保护片 8层叠于上述棱镜片 7上侧， 从而在 保护上述棱镜片 7表面的同时， 扩散通过上述棱镜片 7入射的光， 以使光的分 布变得均匀。
此时， 棱镜片 7在基材层上侧聚光， 具有微细的结构化图形 9， 而结构化 图形 9通常利用辊式 (rol l type)图形成形装置 10制造。 例如， 如图 2所示， 包 括棱镜片 7在内的光学片图形成形装置 10， 包括： 拉伸辊 11、 缠绕辊 12、 多个 移送辊 13a、 13b、 挤压辊 14a、 14b, 图形辊 15、 树脂注入构件 16及硬化构件 17。 上述拉伸辊 11拉伸用于棱镜片 7的薄膜材料 20， 而上述缠绕辊 12用于缠绕 已形成结构化图形 9的薄膜材料 20。 上述多个移送辊 13a、 13b用于移送经上述 拉神棍 11拉伸并通过上述缠绕辊 12缠绕的薄膜材料 20。
上述挤压辊 14a、 14b及图形辊 15通过旋转向薄膜材料 20的表面施加一定 的压力， 从而在薄膜材料 20的表面形成结构化图形 9。 此时， 通过上述树脂注 入构件 16注入经上述图形辊 15在薄膜材料 20上形成图形的热固型或紫外线硬 化型树脂 30。
上述硬化构件 17硬化经上述图形辊 15在薄膜材料 20上形成结构化图形的 热固型或紫外线硬化型树脂 30。 gp， 缠绕于拉伸辊 11的薄膜材料 20通过上述 多个移送辊 13a、 13b移送并缠绕于缠绕辊 12， 而在此过程中， 热固型或紫外 线硬化型树脂 30注入上述挤压辊 14a及图形辊 15之间。
因在上述图形辊 15的外周表面形成有微米大小的微细图形， 从而通过相 互紧贴的挤压辊 14a、 14b及图形辊 15的相互作用及挤压力， 在热固型或紫外 线硬化型树脂 30上形成结构化图形 9并粘贴于薄膜材料 20， 之后上述热固型或 紫外线硬化型树脂 30通过上述硬化构件 17硬化， 从而在薄膜材料 20上形成微 细的结构化图形 9。 上述薄膜材料 20根据不同的图形结构用作各种棱镜片 7， 而且还可用作粘贴有结构化图形 9的基材层下侧附着保护层的棱镜片 7。
为提高聚光效率， 棱镜片 7的结构化图形 9具有三角形剖面， 而对形成顶 角的结构化图形 9的尖端部形状， 进行各种变化。 通常具有 90 ° 顶角的结构化 图形 9公认提供最好的亮度。
因结构化图形具有三角形剖面， 可获得很好的亮度， 但在层叠组装为光 学片时， 往往产生严重的划痕。 gP， 在层叠背光模块的光学片过程中， 可将 多个棱镜片 7层叠于导光板 5之上， 而在此时， 因与扩散片粗糙的扩散层表面 摩擦或组装上的不注意， 在棱镜片上形成划痕， 从而不仅降低通过棱镜片 7的 光的亮度， 而且因划痕产生瑕疵。 为解决上述问题， 已公开有几个旨在提高 防划性的专利。
美国专利 US7 , 269， 328公开了用于提高亮度的光学棱镜薄膜， 而此专利 为防止划痕导致的损伤， 在基材层下部形成具有不同硬度系数的加强层 。 但 是该技术使用的是普通透明的具有一般硬度系 数树脂涂层， 防滑性不是很理 想， 并且会影响棱镜的透光性。
美国专利公告 US2007/0121227A1所公开的技术， 将硅树脂的散射离子 ( scattering part icles ) 用在结构化图形内部， 散射粒子以 0. 5_30 μ m的大 小分布于结构化图形内部。 另外， 韩国专利注册第 10-0636739号所公开的技 术， 为提高硬度， 在形成微细结构化图形的紫外线硬化型树脂层 内， 使用透 明的纳米粒子。
但是， 通常在背光系统中， 起到提高亮度的作用的光学用棱镜片， 在其 制造工艺中， 在棱镜的结构化图形表面和基材层下侧暴露于 严重的划伤及静 电环境， 因此， 在棱镜片的基材层下侧， 多发生异物混入所导致的损伤， 降 低生产收益率。
另外， 因在棱镜片的上侧形成结构化图形， 而且基材层的厚度变薄， 在 棱镜片 7的生产过程中， 需要在棱镜片 7的下侧加入保护膜或保护层用于防 止棱镜片 7在生产运输和组装时的划伤， 而在组装之后需要去除保护层或保 护膜， 去除保护膜或保护层后将导致棱镜片的扭曲或 卷曲（curl)现象， 增加 组装时的划痕及作业量， 并且频频发生因去除保护膜及棱镜片的组装错 误的 发生， 亟待需要改善的对策。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足， 而提供一种用于背光模块的光 学棱镜片， 其通过在棱镜片的基材层下侧形成含有纳米粒 子的紫外线硬化型 防划层， 从而提高防划性。 同时该防划层的应用还可提高棱镜片的刚性， 防 止棱镜片的扭曲或弯曲。
尤其是通过在结构化图形的基材层下侧， 利用含有纳米粒子的硬化胶黏 剂形成防划层， 从而提高棱镜片下侧防划性的改进型用于背光 模块的光学棱 镜片。
本发明实施例提供一种用于背光模块的光学棱 镜片， 其通过分布于防划 层内部的纳米粒子的扩散性能， 降低所透射的光亮度损失， 隐蔽或抵消暴露 于棱镜片上部的瑕疵。
本发明的又一目的在于， 提供一种背光模块用光学棱镜片， 因具有防划 性的涂层， 无需现有棱镜片所需的保护膜， 从而节省光学片制造成本。
本发明实施例提供一种用于背光模块的光学棱 镜片， 其包括： 基材层， 由透光性材料构成： 聚光层， 形成于上述基材层上侧并包括具有预定间隔的 多个结构化图形； 防划层， 在上述基材层下侧， 利用含有纳米粒子的紫外线 硬化型胶黏剂涂布成 1 U m至 3 μ m的厚度。
上述棱镜片的结构化图形， 具有以下结构之一， 剖面为重复的三角形的 圆筒状， 剖面为重复的三角形的金字塔状， 剖面为重复的半圆形的圆筒状， 剖面为重复的五角星的圆筒状， 剖面为重复的梯形的圆筒状或透镜状。
另外， 上述多个结构化图形的预定间隔为 ΙΟ μ ιη至 60 μ ιη。 较佳地， 上述多个结构化图形具有顶角为 85 ° 至 95 ° 的三角形剖面。 另外， 上述防划层在上述胶黏剂中至少包括以下纳米 粒子之一， Si0 2 、 T i0 2 、 A1 2 0 3 等氧化物， 或 PMMA。
另外， 上述聚光层向含有丙烯酸酯低聚物 40至 50重量份、 丙烯酸酯单体 4
5至 55重量份、 光聚合引发剂 1至 5重量份及添加剂 0. 01至 2重量份的混合物照 射紫外线并交联而成。
在此， 上述丙烯酸酯低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物 为宜。
本发明实施例用于背光模块的光学棱镜片， 在基材层下侧制造含有纳米 粒子的防划层时， 使用硬化胶黏剂， 从而提高棱镜片的硬度， 降低划痕的产 生， 无需使用现有技术中单独具备的基材层下侧的 保护膜， 可消除组装不良 问题。
另外， 通过在基材层下侧形成 0. 1 μ m至 3 μ m的高硬度纳米粒子防划层， 从而防止向聚光层表面扭曲或卷曲的现象， 而且还具有防静电效果， 避免静 电带来的异物混入的问题。
另外， 在涂布纳米粒子的过程中， 防划层可在棱镜成型过程之前制造， 而且可通过纳米粒子的扩散性降低光亮度损失 ， 并可隐藏或抵消可能暴露于 棱镜片上部的瑕疵。 附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一歩 理解， 构成本申请的一部 分， 并不构成对本发明的限定。 在附图中：
图 1为现有技术背光模块概略示意图；
图 2为现有技术中制造聚光层的概略工艺图；
图 3为本发明实施例用于背光模块光学棱镜片概 示意图；
图 4为图 3所示棱镜片的剖面图；
图 5为制造本发明实施例防划层的概略工艺图； 图 6为设置本发明实施例棱镜片的背光模块概略 意图。
附图符号
1： 模架 4： 光源
6： 扩散片 10： 图形成形装置
22： 聚光层 25： 结构化图形
3： 光源反射板 5： 导光板
7、 20： 棱镜片 21： 基材层
23： 防划层 具体实施方式
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面结合附图对本发明 的具体实施例进行详细说明。 在此， 本发明的示意性实施例及其说明用于解 释本发明， 但并不作为对本发明的限定。
图 3为本发明实施例用于背光模块光学棱镜片概 示意图； 图 4为图 3所示 棱镜片的剖面图； 图 5为制造本发明实施例防划层的概略工艺图； 图 6为设置 本发明棱镜片的背光模块概略示意图。
如图 3至图 4所示， 本发明棱镜片 20， 包括基材层 21、 聚光层 22及防划层 23。 基材层 21的作用在于将从下部入射的光传递至上部。 为光的有效透射， 这些基材层 21由透光性材料制作而成， 较佳地， 基材层可以包括由聚对苯二 甲酸乙二醇酯（PET)、 聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、 聚乙烯（polyethylene)、 聚碳酸酯（Polycarbonate)、 聚酯（Polyester)等制备而成的塑料薄膜， 但非 限制。
例如， 日本 T0Y0B0公司销售的 C0SM0SHINE薄膜、 T0RAY公司的 LUMILAR薄 膜等可用作上述基材层 21。
聚光层 22的作用在于使通过基材层 21传递的光从层叠于其上侧的显示部 (未图示）的正面出射， 形成于基材层 21上面， 包括平整的光入射面和形成有 图形的光出射面。
具体而言， 聚光层 22在基材层 2 1上侧， 包括形成向一个方向排列的多个 棱镜的结构化图形 25， 结构化图形 25的下侧成为光入射面， 而结构化图形 25 的上侧成为光出射面。
在此， 聚光层 22的结构化图形 25具备具有一定顶角（a )的尖端部 22a， ， 而上述尖端部 22a以预先设定的间隔 )排列。
上述棱镜片 20的结构化图形 25， 具有重复从剖面为以下结构之一， 剖面 为重复的三角形的圆筒状， 剖面为重复的三角形的金字塔状， 剖面为重复的 半圆形的圆筒状， 剖面为重复的五角星的圆筒状， 剖面为重复的梯形的圆筒 状或透镜状。
较佳地， 上述棱镜片 20的结构化图形 25， 具有其顶角（α )为 85 ° 至 95 ° 的三角形剖面。 上述多个结构化图形 25的节宽 )为 10 μ m至 60 μ m的范围。
上述聚光层 22由丙烯酸酯低聚物 45至 55重量份、 丙烯酸酯单体 40至 55重 量份、 光聚合引发剂 1至 5重量份及添加剂 0. 01至 2重量份的混合物构成， 并向 此混合物照射紫外线并交联形成聚光层 22。
较佳地， 构成聚光层 22的混合物， 含有丙烯酸酯低聚物 45重量份、 丙烯 酸酯单体 52重量份、 光聚合引发剂 3重量份及添加剂 2重量份。 丙烯酸酯低聚 物选用聚氨酯丙烯酸酯低聚物为宜。
丙烯酸酯单体起到反应性稀释剂或交联剂的作 用。 光聚合引发剂作用在 于吸收光生成基团之后引发， 可从 α -醇酮（ a -Hydroxyketone)、 苯基氧代乙 酸（Phenylglyoxylate)、 苄基甲基酮（Benzyldimethyl-ketal)及 α -氨基酮 ( a -Aminoketone)中 禾中 ^乡禾中。
另外， 添加剂可使用抑制聚合反应的抑制剂、 使表面变得均匀的表面平 滑剂、 抑制气泡发生的消泡剂等。
在本发明实施例中， 防划层 23包括胶黏剂树脂和分散包含于上述胶黏剂 树脂的纳米粒子， 而上述纳米粒子可包括以下物质的一种或者多 种， Si0 2 、 Ti0 2 、 A1 2 0 3 等氧化物或聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA ) 。
上述防划层 23利用包含 lOnm至 lOOnm大小的纳米二氧化硅粒子的紫外线 硬化型胶黏剂， 涂布成 0. Ι μ ηι至 3 μ ηι厚度， 因此， 较之现有技术， 因具有高 硬度（hardness)而具备防划功能的同时， 对入射光起到散射（scatteri ng)作 用。
δ卩， 通过防划层 23的光遇到纳米粒子而发生散射， 从而可隐蔽或抵消棱 镜片 20上存在瑕疵（defect)使所能观察到的暗点（dar k spot)。
构成上述防划层 23的胶黏剂树脂为从聚碳酸酯（Polycarbonate , PC)、 聚 对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、 聚丙烯酸酯（polyacrylate , PAR)、 聚氨酯丙烯 酸酯（urethaneacrylate)、 聚醚酰亚胺（polyetherimide , PEI)、 聚萘二甲酸 乙二酉享酉旨 (polyethyelenennapthalate , PEN)、聚苯硫醚 (polyphenylenesulf i de， PPS)、 聚芳酯（polyarylate)、 聚酰亚胺（polyimide)中选择的一种， 而 较佳地， 由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)制备而成。
另外， 在制造本发明实施例用于背光模块光学棱镜片 20时， 若在基材层 21下侧形成上述防划层 23， 较佳地， 含有纳米粒子的防划层在棱镜成型过程 之前制造， 而且需要对包含纳米粒子的胶黏剂内的溶剂进 行干燥蒸发。
如图 5所示， 本发明棱镜片 20的防划层制造装置， 包括： 拉伸辊 30、 缠绕 辊 40、 多个移送辊 41、 42、 51、 52、 纳米涂布模块 50、 干燥模块 60及紫外线 硬化模块 70。
上述拉伸辊 30拉伸基材层 21， 而上述缠绕辊 40缠绕涂布有防划层 23的基 材层 21。 上述多个移送辊 41、 42移送经干燥模块 60及紫外线硬化模块 70完成 防划层 23硬化的薄膜材料。
上述纳米涂布模块 50中包括包含 Si0 2 、 Ti0 2 、 A1 2 0 3 等纳米粒子的混合挥发 性溶剂的胶黏剂， 而上述溶剂包括甲醇、 乙醇、 n-丙醇、 ISO 丙醇、 n-丁醇 等醇类，而且还可包括甲基乙基酮（Methyl Ethyl Keton)、甲基异丁酮（Methyl Isobutyl Ketone , MIBK)等酮类。 另外， 上述胶黏剂为了提高纳米粒子的分散性， 还可包括包含阳离子系、 阴离子系、 非离子系、 氟系等表面活性剂的分散稳定剂， 较佳地， 所述分散 稳定剂包括光聚合引发剂。
在本发明中， 在上述防划层 23上涂布所需纳米粒子分散液的方法， 只要 能够完成均匀涂布的方法即可， 没有特别的限制。 可利用包括一般的凹板涂 布法、 拉丝涂布法、 喷涂法、 微凹板涂布法、 狭缝涂布法等在内的各种涂布 方法。 另外， 可根据需要采用喷墨法等吐出法、 丝网印刷等涂布方法。
上述防划层 23经纳米涂布模块 50涂布之后， 经干燥模块 60及紫外线硬化 模块 70完成硬化， 并被缠绕辊 40缠绕保管。
另外， 虽然未图示， 在基材层 21下侧涂布防划层 23之后， 制造结构化图 形 25及聚光层 22的方法与现有技术相同， 因此， 在此不再赘述。
下面， 结合图 6对设置本发明实施例用于背光模块光学棱镜 的背光模块 进行说明。 本发明实施例背光模块 80包括棱镜片 20， 该背光模块包括： 光源 84， 该光源 84邻近光源反射板 83设置， 并通过 LED等提供白色光； 导光板 85， 导引从上述光源 84出射的光； 反射板 82， 为防止从上述光源 84产生的光暴露 至外部而设置于上述导光板 85下侧； 扩散片 86， 扩散从上述导光板 85上侧出 射的光； 防划层 23， 利用包含粒径为 lOnm至 lOOnm的纳米粒子的紫外线硬化型 胶黏剂， 涂布成 0. 1 μ m至 3 μ m厚度。
上述纳米粒子可包括 Si0 2 、 Ti0 2 、 A1 2 0 3 或 PMMA中的至少一种。
本发明实施例背光模块 80中， 通过 LED灯产生的白色光， 通过导光板 85及 扩散片 86入射， 并通过防划层 23的纳米粒子再次扩散之后， 聚光至结构化图 形 25。
上述防划层 23因较之现有技术具有更高的硬度（hardness)， 从而具备防 划功能的同时， 又因为光经过纳米粒子的散射， 可隐蔽或抵消可能存在于棱 镜片 20上的瑕疵（defect)。
根据本发明的实施例， 因形成于基材层 22下侧的防划层 23具有高硬度， 从而可去除原来为防止异物混入而附着于基材 层 22下侧的保护片。 另外， 因防划层 23的高硬度， 具有可使基材层 22维持平整的刚性， 从而 防止现有向结构化图形 25—侧扭曲或卷曲的现象。
以上所述的具体实施例， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了 进一歩详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施例而已， 并不用于限定本发明的保护范围， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任 何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
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