專利名稱：復(fù)合光學(xué)片及具有該復(fù)合光學(xué)片的背光模組及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種復(fù)合光學(xué)片及具有該復(fù)合光學(xué)片的背光模組及顯示裝置。
背景技術(shù)：
如今，液晶顯示器件(Liquid Crystal Display device, LCD)已經(jīng)廣泛地替代了傳統(tǒng)的顯示器件，背光模組(Back Light Unit，BLU)為液晶顯示器件中提供光源的部件，背光模組的好壞很大程度上決定了液晶顯示器件的顯示品質(zhì)。如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器件的背光模組剖面圖。如圖1所示，背光模組 100采用側(cè)入式的光源設(shè)置方式，其包括光源部110、導(dǎo)光板120、反射片130及光學(xué)片140。光源部110可以由一個以上的冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 111及光源反射板112構(gòu)成。此時，冷陰極螢光燈管111產(chǎn)生具備一定波長的光。另外，光源反射板112與冷陰極螢光燈管111隔開并圍繞其周圍而設(shè)，以將冷陰極螢光燈管111所產(chǎn)生的光反射至導(dǎo)光板120 —側(cè)，從而增加入射至導(dǎo)光板120的光的量。冷陰極螢光燈管111所產(chǎn)生的光通過光源反射板112及反射片130被反射，而被反射的光均勻擴(kuò)散至整個導(dǎo)光板120。光學(xué)片140由擴(kuò)散片141、棱鏡片142及保護(hù)片143依次層疊而成。擴(kuò)散片141可以漫射從導(dǎo)光板120入射的光，以使光的亮度分布變均勻。由于在上述棱鏡片142的上部面，重復(fù)形成有三角柱形狀的棱鏡，因此棱鏡片142可以將經(jīng)擴(kuò)散片141擴(kuò)散的光聚集至與上部的液晶顯示板(未圖示)垂直的方向。這樣，通過棱鏡片142的大部分光可以相對于液晶顯示板的平面垂直前進(jìn)，以具備均勻的亮度分布。設(shè)置于棱鏡片142上部的保護(hù)片143起到保護(hù)棱鏡片142表面的作用。另外，IXD面板中還會必須要用到一種偏振光膜，但是在上述背光模組的基礎(chǔ)上結(jié)合偏振光膜會導(dǎo)致?lián)p失50%以上的光，因此存在著很大的損失光的缺陷。為了彌補(bǔ)這樣的缺陷，在US6296927專利中公開了根據(jù)光的偏振光來有選擇地透射/反射的光學(xué)膜，而這樣的光學(xué)膜目前作為雙倍增亮膜(Double br ightness enhancement Film, DBEF)這一產(chǎn)品在市場上被廣泛銷售。在利用DBEF的情況下，能夠?qū)?LCD面板的偏振光膜中的光損失率降到最低，且將光學(xué)效率達(dá)到最高，從而具有降低顯示裝置的消費(fèi)電量，最終達(dá)到節(jié)省能源的優(yōu)點(diǎn)。但是，在利用這樣的光學(xué)膜的結(jié)構(gòu)中，由于需要分別使用擴(kuò)散片、棱鏡片、DBEF等， 因此在組裝背光模組時其工序復(fù)雜，而且由于各個片的厚度薄，因此可靠性低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種復(fù)合光學(xué)片及具有該復(fù)合光學(xué)片的背光模組及顯示裝置，使得該復(fù)合光學(xué)片不但具有聚光、擴(kuò)散、降低光損失功能，而且可以最大限度地簡化背光模組的組裝工序及提高可靠性。[0011]一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種復(fù)合光學(xué)片，該復(fù)合光學(xué)片通過棱鏡層、 聚酯PET層、擴(kuò)散層、反射偏振光層、異方性擴(kuò)散層由下至上依次層疊而成，所述反射偏振光層包括3層以上的膽留型液晶被覆層，其中最上側(cè)的膽留型液晶層反射的中心波長在 520 550nm區(qū)域內(nèi)，所述擴(kuò)散層、膽甾型液晶被覆層相鄰兩層之間由粘結(jié)劑互相粘接，所有構(gòu)成要件中粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)最大。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的棱鏡層的棱鏡結(jié)構(gòu)頂角具有60 70度的角度，且所述棱鏡結(jié)構(gòu)高度各不相同。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的擴(kuò)散層包括IOOnm 10 μ m大小的有無機(jī)微型珠子。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的棱鏡層包括棱鏡結(jié)構(gòu)和棱鏡殘留層，所述棱鏡結(jié)構(gòu)的高度高于所述棱鏡殘留層的高度。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的棱鏡結(jié)構(gòu)的頂角呈弧狀，且所述弧狀頂角的高度為所述棱鏡結(jié)構(gòu)總高度的4% 20%。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的棱鏡層的熱膨脹系數(shù)大于所述膽留型液晶被覆層的熱膨脹系數(shù)，且小于所述粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的棱鏡層的熱膨脹系數(shù)大于所述PET層的熱膨脹系數(shù)，且小于所述粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的擴(kuò)散層的熱膨脹系數(shù)小于所述粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的PET層的折射率為向棱鏡長度方向的折射率大于與棱鏡長度方向的垂直方向的折射率。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的膽甾型液晶被覆層厚度為2μπι以下。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的膽甾型液晶被覆層的雙折射在0. 2 0. 4范圍內(nèi)。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中復(fù)合光學(xué)片還包括一 QWP層，所述QWP層位于所述反射偏振光層之上，其和所述反射偏振光層之間通過粘結(jié)劑相連。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中QWP層通過覆蓋聚碳酸酯PC膜或者非等方性液晶而制造。優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中異方性擴(kuò)散層位于所述QWP層之上，所述異方性擴(kuò)散層中向左右方向的擴(kuò)散程度比向上下方向的擴(kuò)散程度大2倍以上。另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種背光模組，包括如上所述的復(fù)合光學(xué)片。另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種顯示器件，包括背光模組，所述背光模組包括如上所述的復(fù)合光學(xué)片；液晶顯示板，配置于所述背光模組的上部。本實(shí)用新型實(shí)施例能夠?qū)⒃瓉矶鄠€光學(xué)膜復(fù)合成為一個光學(xué)片來使用，并且能使從附著于液晶面板的偏振光膜射出的光的損失降到最低，因此同時具有聚光、擴(kuò)散、降低光損失的功能，另外，多層結(jié)構(gòu)物及被覆層利用粘結(jié)劑粘接，因此形成一厚的復(fù)合光學(xué)片，其結(jié)果是可以簡化組裝工序，能夠提供熱可靠性高的光學(xué)片。

[0028]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器件的背光模組剖面圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種復(fù)合光學(xué)片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種棱鏡層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的反射偏振光層的工作示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種復(fù)合光學(xué)片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種復(fù)合光學(xué)片的結(jié)構(gòu)示意圖，該復(fù)合光學(xué)片 200包括棱鏡層210、聚酯(polyester，PET)膜層220、擴(kuò)散層230、反射偏振光層240和異方性擴(kuò)散層WO。棱鏡層210位于復(fù)合光學(xué)片200的最下層，光源300發(fā)出的光經(jīng)導(dǎo)光板400射向棱鏡層200后，棱鏡層210可以將光線最大限度地折向垂直方向。如圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種棱鏡層的結(jié)構(gòu)示意圖，該棱鏡層210可以包括棱鏡結(jié)構(gòu)211和棱鏡殘留層212，其中棱鏡殘留層212是在制造棱鏡層200的過程中所產(chǎn)生的一個底部區(qū)域，作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，棱鏡結(jié)構(gòu)211的頂角具有60 70度的角度，且棱鏡結(jié)構(gòu)211高度各不相同，這樣，可以使得通過棱鏡層的光最大限度地折向垂直方向(如圖3中箭頭所指方向)，從而使得通過該棱鏡層射出的光在垂直方向上具有最強(qiáng)的亮度。另外，為了防止棱鏡結(jié)構(gòu)211和導(dǎo)光板400之間的物理干涉而損傷棱鏡結(jié)構(gòu)211或?qū)Ч獍?00，棱鏡結(jié)構(gòu)211 的的頂角呈弧狀，且弧狀頂角的高度為棱鏡結(jié)構(gòu)211總高度的4% 20%。最后，為了能夠使復(fù)合光學(xué)片的彎折最小化，可以將棱鏡結(jié)構(gòu)211的高度設(shè)置為高于棱鏡殘留層212的高度。PET膜層220設(shè)置于棱鏡層210的上側(cè)，其一側(cè)和棱鏡殘留層212相接觸，該P(yáng)ET膜層220的折射率為向棱鏡長度方向的折射率大于與棱鏡長度方向的垂直方向的折射率， 另外，由于本實(shí)用新型實(shí)施例中PET膜層220的長度方向和棱鏡層210的長度方向?yàn)橥环较?，可以使得通過棱鏡層210的光的強(qiáng)度更高。擴(kuò)散層230設(shè)置于PET膜層220的上側(cè)，該擴(kuò)散層230可以利用UV或熱硬化性粘接劑以及混合在其中的有無機(jī)微型珠子231來將由棱鏡層210入射的光均勻地?cái)U(kuò)散開。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，上述有無機(jī)微型珠子231可以使用聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)、硅或者真空珠子，其具有IOOnm 10 μ m的大小。反射偏振光層240設(shè)置在擴(kuò)散層230的上側(cè)，其和擴(kuò)散層230之間通過粘結(jié)劑Ml 相結(jié)合，其包括3層以上的膽留型液晶被覆層M2，各層膽留型液晶被覆層242之間通過粘結(jié)劑241相結(jié)合，且最上側(cè)的膽甾型液晶被覆層M2的中心反射波長在520 550nm區(qū)域內(nèi)。膽留型液晶被覆層242可以是等方性液晶和Chiral dopant結(jié)合而成的，如圖4所示， 膽甾型液晶被覆層242可以對入射光的一側(cè)的圓偏振光進(jìn)行反射，而對于另一側(cè)的圓偏振光進(jìn)行透射，即可以根據(jù)Chiral dopant的force來決定透射及反射的光的偏振光狀態(tài)，圖 4表示在假設(shè)透射的光具有左圓偏振光、反射的光具有右圓偏振光的情況下的透射及反射。 假設(shè)圖4中的膽甾型液晶被覆層M2的間隔為L，其雙折射為Δη時，由膽甾型液晶被覆層242反射的光的波長可以由以下關(guān)系而確定 反射的光的中心波長=AnXL ；因此，可根據(jù)膽留型液晶被覆層Μ2的間隔來選擇要反射的波長區(qū)域，這是由形成膽甾型液晶被覆層Μ2的異方性液晶和Chiral dopant的比例來決定的。另外，由各膽甾型液晶被覆層242反射的光的區(qū)域與雙折射的值成正比。通常，可見光線區(qū)域?yàn)?00 700nm區(qū)域內(nèi)，因此為了將該區(qū)域全部有選擇地透射或反射，需要至少3層以上的膽留型液晶被覆層M2。本實(shí)用新型實(shí)施例中所使用的膽甾型液晶被覆層M2的數(shù)量為3層以上，且由于最上側(cè)的LClayer的中心反射波長在520 550nm范圍內(nèi)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)將由偏振光導(dǎo)致的光的損失降到最低，從而具有將液晶的亮度效率最大化的優(yōu)點(diǎn)。異方性擴(kuò)散層250位于復(fù)合光學(xué)片的最上層，其可以實(shí)現(xiàn)將光向從觀察者的方向看時往左右方向擴(kuò)散的異方性擴(kuò)散功能。假設(shè)向左右方向的擴(kuò)散程度為“a”，向上下方向的擴(kuò)散程度為“b”時，該異方性擴(kuò)散層250滿足“a/b > 2”，即異方性擴(kuò)散層250中向左右方向的擴(kuò)散程度比向上下方向的擴(kuò)散程度大2倍以上，從而可以將中心亮度的下降降到最低，還可以擴(kuò)大左右視角。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，如圖5所示，該復(fù)合光學(xué)片200還包括一四分之一波片(Quarter wave Plate, QffP)層沈0。該QWP層260位于反射偏振光層240及異方性擴(kuò)散層250之間，通過粘結(jié)劑241和反射偏振光層240結(jié)合，該QWP層260可以通過覆蓋聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)膜或者非等方性液晶而制造。在本實(shí)施例中，該QWP層260可以起到將圓偏振光轉(zhuǎn)換為線偏振光的作用，其根據(jù)QWP的相位延遲滿足下述公式Δ Φ1 = (2 π XAnXd)/λ其中Δ φ是相位延遲值，Δη是液晶的雙折射值，d是液晶被覆厚度，λ是入射光的波長。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，由于PET膜層、膽甾型液晶被覆層及QWP層之間通過粘結(jié)劑進(jìn)行粘接，而PET膜層和擴(kuò)散層、以及棱鏡層和PET膜層之間則可以通過PET膜層表面的 Primer物質(zhì)進(jìn)行粘結(jié)，因此形成了一厚光學(xué)片，其結(jié)果是可以提供熱可靠性高的光學(xué)片，但是在這種情況下，也可能個產(chǎn)生光學(xué)片彎折的問題。對此本實(shí)用新型實(shí)施例中各個層地?zé)崤蛎浵禂?shù)需要滿足以下關(guān)系假設(shè)粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)為“a”，膽甾型液晶被覆層的熱膨脹系數(shù)為“b”，PET膜層的熱膨脹系數(shù)為“C”，棱鏡層的熱膨脹系數(shù)為“d”，擴(kuò)散層的熱膨脹系數(shù)為“e”時，滿足b <d<a，或c<d<a，或e<a的關(guān)系，即棱鏡層的熱膨脹系數(shù)大于膽甾型液晶被覆層的熱膨脹系數(shù)，且小于粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)；或者棱鏡層的熱膨脹系數(shù)大于PET層的熱膨脹系數(shù)，且小于粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)；或者擴(kuò)散層的熱膨脹系數(shù)小于粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)。[0050]當(dāng)滿足上述關(guān)系時，可根據(jù)復(fù)合層間的相互作用而使光學(xué)片地彎折現(xiàn)象降到最低。本實(shí)用新型實(shí)施例能夠?qū)⒃瓉矶鄠€光學(xué)膜復(fù)合成為一個光學(xué)片來使用，并且能使從附著于液晶面板的偏振光膜射出的光的損失降到最低，因此同時具有聚光、擴(kuò)散、降低光損失的功能，另外，多層結(jié)構(gòu)物及被覆層利用粘結(jié)劑粘接，因此形成一厚的復(fù)合光學(xué)片，其結(jié)果是可以簡化組裝工序，能夠提供熱可靠性高的光學(xué)片。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種背光模組和顯示裝置，該背光模組包括光源、導(dǎo)光板和如上所述的復(fù)合光學(xué)片，該背光模組的具體結(jié)構(gòu)可以參見圖2或者圖5，在此不再進(jìn)行贅述。顯示裝置則包括了該背光模組及一液晶顯示面板，除背光模組中采用了本實(shí)用新型實(shí)施例的復(fù)合光學(xué)片之外，該顯示裝置的其它結(jié)構(gòu)都可以用現(xiàn)有技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)，在此也不再進(jìn)行贅述。以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述復(fù)合光學(xué)片通過棱鏡層、聚酯PET層、擴(kuò)散層、反射偏振光層、異方性擴(kuò)散層由下至上依次層疊而成，所述反射偏振光層包括3層以上的膽甾型液晶被覆層，其中最上側(cè)的膽留型液晶層反射的中心波長在520 550nm區(qū)域內(nèi)，所述擴(kuò)散層、膽留型液晶被覆層相鄰兩層之間由粘結(jié)劑互相粘接，所有構(gòu)成要件中粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)最大。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述棱鏡層的棱鏡結(jié)構(gòu)頂角具有 60 70度的角度，且所述棱鏡結(jié)構(gòu)高度各不相同。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述擴(kuò)散層包括IOOnm-IOym大小的有無機(jī)微型珠子。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述棱鏡層包括棱鏡結(jié)構(gòu)和棱鏡殘留層，所述棱鏡結(jié)構(gòu)的高度高于所述棱鏡殘留層的高度。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述棱鏡結(jié)構(gòu)的頂角呈弧狀，且所述弧狀頂角的高度為所述棱鏡結(jié)構(gòu)總高度的4% 20%。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述棱鏡層的熱膨脹系數(shù)大于所述膽甾型液晶被覆層的熱膨脹系數(shù)，且小于所述粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述棱鏡層的熱膨脹系數(shù)大于所述 PET層的熱膨脹系數(shù)，且小于所述粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述擴(kuò)散層的熱膨脹系數(shù)小于所述粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)。
9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述PET層的折射率為向棱鏡長度方向的折射率大于與棱鏡長度方向的垂直方向的折射率。
10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述膽留型液晶被覆層厚度為2μ m 以下。
11.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述膽留型液晶被覆層的雙折射在 0. 2 0. 4范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述復(fù)合光學(xué)片還包括一四分之一波片QWP層，所述QWP層位于所述反射偏振光層之上，其和所述反射偏振光層之間通過粘結(jié)劑相連。
13.如權(quán)利要求12所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述QWP層通過覆蓋聚碳酸酯PC 膜構(gòu)成，或者非等方性液晶而制造。
14.如權(quán)利要求12所述的復(fù)合光學(xué)片，其特征在于，所述異方性擴(kuò)散層位于所述QWP層之上，所述異方性擴(kuò)散層中向左右方向的擴(kuò)散程度比向上下方向的擴(kuò)散程度大2倍以上。
15.一種背光模組，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-14任一所述的復(fù)合光學(xué)片。
16.一種顯示裝置，其特征在于，包括背光模組，所述背光模組包括如權(quán)利要求1-14任一所述的復(fù)合光學(xué)片；液晶顯示板，配置于所述背光模組的上部。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種復(fù)合光學(xué)片及具有該復(fù)合光學(xué)片的背光模組及顯示裝置，復(fù)合光學(xué)片通過棱鏡層、聚酯PET層、擴(kuò)散層、反射偏振光層、異方性擴(kuò)散層由下至上依次層疊而成，反射偏振光層包括3層以上的膽甾型液晶被覆層，其中最上側(cè)的膽甾型液晶層反射的中心波長在520～550nm區(qū)域內(nèi)，擴(kuò)散層、膽甾型液晶被覆層相鄰兩層之間由粘結(jié)劑互相粘接，所有構(gòu)成要件中粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)最大。本實(shí)用新型同時具有聚光、擴(kuò)散、降低光損失的功能，另外，多層結(jié)構(gòu)物及被覆層利用粘結(jié)劑粘接，因此形成一厚的復(fù)合光學(xué)片，簡化了組裝工序，光學(xué)片可靠性高。
文檔編號F21V13/00GK202266994SQ20112039778
公開日2012年6月6日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者王清, 金青松 申請人:上海凱鑫森產(chǎn)業(yè)投資控股有限公司