[发明专利]一种增光膜和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种可应用于液晶显示器的具有棱镜结构的增光膜。

背景技术

目前，增光膜（BEF，Brightness Enhancement Film）被广泛用于发光模组以用来汇聚光源所发出的光线，尤其是监视器等显示设备中常应用增光膜（BEF）来增加显示亮度和节约显示器电池设备的能量。增光膜的原理是通过折射和反射将射向观察者视角之外的光线调整至观察者视角之内，这样就提高了光源所发出光能的利用率。

增光膜也称增亮膜，在透明性非常好的底层表面，使用例如丙烯酸树脂等之内的有机材料，精密成型一层棱镜结构的光学薄膜。将该增光膜结构组装在背光源前面，可将光源发出的光向显示设备使用者方向聚集，单片使用可以将正面亮度提高到60%，如果将两片增光膜正交地交叠起来配合使用，可将正面亮度提高约110%。

在一般液晶显示器（LCD）的背光模块（back light module）中，通常包含数种光学薄板和膜片，例如导光板、扩散片、扩散板及增亮膜等，其中该增亮膜通常是由一基板及一聚光棱镜结构层所构成，该基板及聚光棱镜结构层皆由透明树脂材质制成，该聚光棱镜结构层形成在该基板的表面上，棱镜结构层由许多个用以汇聚光线的棱镜条所构成，这些棱镜条按照一个方向排列，组成一个棱镜阵列，如图1A所示。

当该背光模块的光源产生光线时，光线通过该导光板及扩散片进入该增亮膜的基板内，接着再进入该增亮膜之棱柱结构层，使光线射出时产生适当角度折射。如图1B所示，该棱镜膜的作用就是让分散的光集中在例如以法线为中心的70度范围内出光，其原理是利用折射和全反射定律，让以相对大的入射角入射到棱镜侧面（例如在沿法线两侧35度射出的角度范围之外）的光又反射回来再次被利用，可使在轴中心亮度增加60%，进而达到光线聚集和提高光能利用率的光学效果。

然而，一般增亮膜在实际中常常与其他膜片搭配使用，例如两张棱镜片以棱镜方向相互正交重叠，其中一张棱镜片的棱镜结构与另一种棱镜片的背面光滑面接触，例如一张棱镜片与液晶显示器的光滑的液晶面板接触。传统的棱镜结构顶峰部为直线形，会与搭配膜片的光滑面长距离紧密贴合，易造成水汽无法及时排出而吸附与光滑面上，由此造成进入吸附的水珠进而直接进入下一膜片，容易造成视觉感觉明显的漏光现象，影响液晶显示器的光学品质。

为此，现有技术中公开了一种棱镜结构为上下起伏状的增亮膜，如图2所示，该增亮膜主要为了起到有效预防水汽吸附的作用。

但是，该增亮膜在实际液晶显示器装配过程中常会因为刮擦而破坏棱镜结构，其原因是该起伏棱镜结构具有较小的周期，致使每个凸起部分较短，在受到外力作用时容易崩裂而形成漏光区域，从而形成亮点而使液晶显示器光学品质下降。且由于该棱镜起伏周期较小，起伏周期小于平均高度的40倍，导致在加工此种结构模具时加工刀具需以较高频率上下震动，易对加工品质造成不良或延长加工时间。

另外，在增亮膜产品中常会因生产、运输、装配使用过程发生意外而是棱镜结构出现局部瑕疵现象，导致背光模组产品不良；以及增亮膜所具有的规律性棱镜结构，在于其他规律性结构膜片或液晶面板搭配使用时极易产生摩尔纹现象(Moire interference)，美国专利US7859611B2公开了一种具有扩散功能的增亮膜，其结构是在棱镜结构层的棱镜槽底部设置若干随机分布的凸起结构，使光线经过这些随机凸起结构表面时发生折射，因此折射光线亦为随机分布，从而实现对光线的扩散，可以将一定程度内的瑕疵掩盖，但其顶部具有直线型棱线，同样容易产生wet-out光学不良现象。

为了解决上述问题必须设计新型棱镜结构增光膜来进行改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种增光膜，以克服现有技术中的增光膜增光效果有限且耐刮性能较差进而影响整个显示装置画面显示品质的缺陷。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种增光膜，包括：基材和棱镜结构层，所述基材具有相对的第一光学面和第二光学面，所述棱镜结构层位于第一光学面上且底面与第二光学面相对；所述棱镜结构层由若干个棱镜单元按同一方向排成阵列，所述棱镜单元长度伸展方向相对于第一光学面呈周期性上下起伏状态，所述棱镜单元高度h沿着其长度方向连续变化，平均高度为H，棱镜脊部由于棱镜高度的变化而在垂直于基材的平面内形成一周期性曲线，该曲线的周期T＞40*H。

进一步地，所述棱镜结构层中任意两个相邻棱镜单元的棱镜面所构成的槽部具有若干个凸起散射结构。