一种匀光膜、一种正交棱镜匀光膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种匀光膜，尤其涉及一种减弱LED灯影、提高均匀性的匀光膜及其制备方法。为了改善高亮度、大间距、短混光距离下的LED灯影问题，提高发光均匀性，本发明专利技术提供一种匀光膜、一种正交棱镜匀光膜及其制备方法。所述匀光膜包括分光层、基体层和扩光层，扩光层位于基体层上表面，分光层位于基体层下表面，分光层表面光洁度高，光线的异常偏转少，扩光层为正交棱镜层。该匀光膜能将集中在点光源波束中心一定范围内的能量合理分配到其他方向，并使得投射屏上中心亮点的能量降低、整体发光面积扩大，从而提高能量分布的均匀性。从而提高能量分布的均匀性。从而提高能量分布的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种匀光膜、一种正交棱镜匀光膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种光学膜，尤其涉及一种减弱LED灯影、提高均匀性的匀光膜、一种正交棱镜匀光膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二级管(LED)是光电显示领域里最常用的光源，如何将这一点光源高效、均匀地转化为我们想要的线光源甚至面光源，一直是值得不断研究的内容。
[0003]在传统的液晶显示领域(LCD)，液晶面板的显示需要背光模组为其提供光源，特别是直下式背光模组，LED阵列从灯板垂直向上发出一定波束角的光线，通过扩散板及各类传统光学薄膜(如扩散膜、增亮膜等)将点光源转化成均匀的面光源。
[0004]由于LED发出的光线绝大部分集中在波束中心及离中心偏离较小范围的波束角内，这一部分高度集中的光线会产生较高的光强(余弦发光体的峰值光强在波束中心，其他角度光强逐渐衰减，与峰值光强的比值等于该角度的余弦值)，投射到面板时灯所在位置正上方会形成小而明亮的光斑——亮点(Hotspot)，亮点中心和两个亮点中间的能量(照度)分布落差较大，从而产生灯影或称发光不匀的问题。
[0005]特别是一些新的显示技术应用场景中，当LED单灯亮度较高，灯的间距较大，或是混光距离较短时，能量分布的落差进一步加大，灯影现象会愈专利技术显。例如，MiniLED机种为了追求视效的极限，不仅将单灯亮度设计很高，从而提高对比度和峰值亮度，而且为了减少暗场的光晕现象又将混光距离(OD)设计得很短，以减少像素之间的串扰，解灯影难度较高；又如，大尺寸普通直下式机种为了减薄，需要将OD缩短，又或是为了减灯降耗，需要扩大了灯间距，解灯影难度同样很高。
[0006]如何在较短的混光距离下，将集中在点光源波束中心一定范围内的能量合理分配到其他方向，并使得投射屏(LCD中指面板位置)上中心亮点的能量降低、整体发光面积扩大，从而提高能量分布的均匀性(降低标准差)，是解决灯影的问题关键。
[0007]而传统扩散板和扩散膜，由于其自身光学原理，仅利用了粒子折射、散射、反射(不论是空气泡、有机粒子、无机粒子或是无粒子压印)起到光线的无序扩散作用(无方向性)，发光面积扩大十分有限，且其能量仍集中在中心位置，因而无法满足上述应用场景的光线匀化效果(如图1a、1b所示)。
[0008]因此，需要开发一种具有定向调整光线方向，将中心集中的光线进行有效分离(分光作用)，并能扩大发光面积(扩光作用)的匀光膜(如图1a、1c所示)。

技术实现思路

[0009]为了改善高亮度短OD的点光源阵列的灯影问题，本专利技术提供一种匀光膜、一种三棱锥匀光膜及其制备方法。
[0010]本专利技术提供的匀光膜能将集中在点光源波束中心一定范围内的能量合理分配到其他方向，并使得投射屏上中心亮点的能量降低、整体发光面积扩大，从而提高能量分布的
均匀性。本专利技术提供的匀光膜能使射出的光线更均匀，亮度更均匀，能改善高亮度短OD的点光源阵列的灯影问题。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：
[0012]本专利技术提供一种匀光膜，所述匀光膜包含分光层和基体层。
[0013]本专利技术提供一种匀光膜，所述匀光膜包含分光层、基体层(简称基体)和扩光层，所述扩光层位于基体层上表面，所述分光层位于基体层下表面。
[0014]所述分光层表面的线粗糙度Ra<250nm。所述分光层表面光洁度高。
[0015]所述匀光膜能将集中在点光源波束中心波束角30度内的能量合理分配到其他方向，并使得投射屏上中心亮点的能量降低、整体发光面积扩大，从而将能量分布的均匀性提高至少30％。
[0016]进一步的，当光源在波束角30度以内的光线部分通过匀光膜时，投射屏上可观察到单颗亮点转化成多颗亮点或多颗亮点的叠加，且亮点尺寸变小强度变弱，能量分布的均匀性采用投射屏上照度分布的标准差来衡量，照度分布的标准差可提高至少30％。
[0017]所述分光层由N种方向的长肋叠加而成，N为拓扑系数，所述长肋在基体的下表面平铺，长肋朝两端无限延伸，相同方向的长肋紧密排列，N种方向将360度方位角等分，即相邻方向之间的角度间隔均为180/N度，N选自1、2或3。
[0018]所述分光层中的长肋的横截面相同，均为等腰三角形，左腰与右腰为两端有限截取的直线、外凸弧线或内凹弧线的一种，底边为直线，底边W1为10～100μm，顶角θ(由两条腰的延长线或切线构成)为60～120
°
；外凸弧线或内凹弧线(简称为凹凸弧线)的弯曲程度采用圆心角表示，圆心角α为1～30
°
。
[0019]所述分光层为标准面分光层、凸弧面分光层和凹弧面分光层中的一种，其对应的长肋横截面等腰三角形左右腰分别为两端有限截取的直线、外凸弧线(简称凸弧线)和内凹弧线(简称凹弧线)。
[0020]所述基体层为透明聚合物，材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、三醋酸纤维素(TAC)、环烯烃聚合物(COP)中的一种。
[0021]所述基体层厚度M为25～500μm。
[0022]所述匀光膜为平面匀光膜、棱镜匀光膜、柱镜匀光膜、棱锥匀光膜或微透镜匀光膜中的一种。
[0023]所述匀光膜为平面匀光膜，所述平面匀光膜包含分光层和基体层。所述分光层为标准面分光层、凸弧面分光层和凹弧面分光层中的一种。长肋的横截面的等腰三角形的腰为直线的分光层称为标准面分光层，腰为外凸弧线的分光层称为凸弧面分光层，腰为内凹弧线的分光层称为凹弧面分光层。
[0024]所述匀光膜为棱镜匀光膜，所述棱镜匀光膜包含分光层、基体层和扩光层。所述分光层为标准面分光层、凸弧面分光层和凹弧面分光层中的一种。所述扩光层为棱镜层，由三棱镜肋平铺而成，所述三棱镜肋的横截面为等腰三角形，三角形的底边V为10～100μm，顶角β为60～120
°
。进一步的，顶角β为75～105
°
。
[0025]所述匀光膜为柱镜匀光膜，所述柱镜匀光膜包含分光层、基体层和扩光层。所述分光层为标准面分光层、凸弧面分光层和凹弧面分光层中的一种。所述扩光层为柱镜层，由柱状透镜平铺而成，所述柱状透镜的横截面为圆弧，圆弧的宽度(弦长)F为20～1000μm，圆弧
的高度为K，高宽比K/F为0.05～0.5。
[0026]所述匀光膜为棱锥匀光膜，所述棱锥匀光膜包含分光层、基体层和扩光层。所述分光层为标准面分光层、凸弧面分光层和凹弧面分光层中的一种。所述扩光层为棱锥层，由四棱锥平铺而成，四棱锥的顶点形成正方形排列，所述棱锥的高度T为10～50μm，侧面与高的夹角为γ为30～60
°
。
[0027]所述匀光膜为微透镜匀光膜，所述微透镜匀光膜包含分光层、基体层和扩光层。所述分光层为标准面分光层、凸弧面分光层和凹弧面分光层中的一种。所述扩光层为微透镜层，在所述微透镜层中，相邻的三个微透镜的主光轴的坐标相连形成正三角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种匀光膜，其特征在于，所述匀光膜包含分光层和基体层。2.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述匀光膜包含分光层、基体层和扩光层，所述扩光层位于基体层上表面，分光层位于基体层下表面。3.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述分光层表面的线粗糙度Ra<250nm。4.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述匀光膜为平面匀光膜、棱镜匀光膜、柱镜匀光膜、棱锥匀光膜或微透镜匀光膜中的一种。5.根据权利要求1所述的匀光膜，其特征在于，所述分光层由N种方向的长肋叠加而成，N为拓扑系数，所述长肋在基体的下表面平铺，长肋朝两端无限延伸，相同方向的长肋紧密排列，N种方向将360度方位角等分，即相邻方向之间的角度间隔均为180/N度，N选自1、2或3；所述分光层中的长肋的横截面相同，均为等腰三角形，左腰与右腰为两端有限截取的直线、外凸弧线或内凹弧线的一种，底边为直线，底边W1为10～100μm，顶角θ为60～120
°
；外凸弧线和内凹弧线的弯曲程度采用圆心角表示，圆心角α为1～30
°
；所述分光层为标准面分光层、凸弧面分光层或凹弧面分光层中的一种，其对应的长肋横截面等腰三角形的腰分别为两端有限截取的直线、外凸弧线和内凹弧线。6.一种正交棱镜匀光膜，其特征在于，所述正交棱镜匀光膜包括分光层、基体层和扩光层，扩光层位于基体层上表面，分光层位于基体层下表面；所述分光层包括长肋；所述扩光层为正交棱镜层，正交棱镜层包括若干三棱镜肋，所述三棱镜肋延伸方向ω4与分光层长肋延伸方向ω1，两个方向的搭配角度
△
ω＝ω4‑
ω1，
△
ω为75...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，夏寅，叶志鹏，张灿，陈建文，唐海江，张彦，
申请(专利权)人：宁波激智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：