CN115509038A - 一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置。本发明的视角扩大膜的第一膜层包括多个相互间隔且沿着第一方向延伸的凸起；凸起包括第一凸起和设置于第一凸起远离平坦层的一侧的第二凸起；第二凸起远离平坦层的一侧的表面为弧面；第二凸起的扩散效果小于第一凸起的扩散效果，由此可以提高视角扩大膜的视角为0°时的亮度。通过涂布的方法制备视角扩大膜，可以根据用户的需求制备各种尺寸的视角扩大膜，满足用户对于大尺寸的视角扩大膜的需求。制备不同尺寸的视角扩大膜时，不需要更换涂布设备，可以降低成本。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)是以液晶材料为基本组件，在两块平行板之间填充液晶材料，通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况，以达到遮光和透光的目的来显示深浅不一，错落有致的图像，而且只要在两块平板间再加上三原色的滤光层，就可实现彩色图像的显示。
目前垂直排列(Vertical Alignment liquid crystal，简称VA)型液晶显示器具有对比度高，色彩艳丽以及响应时间快等优点，被广泛应用于电视等消费电子产品中。尽管如此，VA型液晶显示器的可视角度(视角)却不及横向电场切换(In-PlaneSwitching，简称IPS)型液晶显示器。
目前通过像素多筹化来改善VA型液晶显示器的视角，但是此方法的视角改善效果有限。为了进一步扩大VA型液晶显示器的视角，目前通过模具压印的方法制备视角扩大膜。现有的视角扩大膜的视角为0°时的亮度较低。由于模具的制备非常昂贵，每更新一次产品都需要重新制备模具，导致模具压印的方法的成本较高，限制了当前的视角扩大膜的应用。此外，超大尺寸(110寸以上)的液晶显示器是未来的发展趋势，受限于模具的尺寸而难以制备超大尺寸的视角扩大膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置，其能够解决现有技术的视角扩大膜的视角为0°时的亮度低、模具压印的方法成本高无法制备大尺寸视角扩大膜等问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种视角扩大膜，其包括：第一膜层，包括平坦层和相互间隔设置于所述平坦层上的多个凸起，所述凸起沿着第一方向延伸，每一所述凸起均包括第一凸起和第二凸起，所述第二凸起设置于所述第一凸起远离所述平坦层的一侧，所述第二凸起远离所述平坦层的一侧的表面为弧面；以及第二膜层，覆盖所述平坦层和所述凸起，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
进一步的，在垂直于所述第一方向的截面上，所述第一凸起的形状为梯形，所述第一凸起远离所述平坦层的上底的长度范围为5微米-40微米，所述第一凸起连接于所述平坦层的下底的长度范围为8微米-50微米，所述第一凸起的高度范围为5微米-30微米，所述第一凸起的两个下底角均大于0°且小于75°。
进一步的，所述第二凸起与所述第一凸起直接连接，在垂直于所述第一方向的截面上，所述第二凸起的高度范围为1微米-20微米，且所述第一凸起的上底的长度大于所述第二凸起的高度。
进一步的，所述第二凸起的所述弧面与所述第二膜层远离所述平坦层的一侧的表面之间的最小距离的范围为5微米-30微米。
进一步的，所述第一膜层的折射率范围为1.3-1.6，所述第二膜层的折射率范围为1.5-1.9。
进一步的，所述第一膜层和所述第二膜层的透光率范围均为60％-95％。
进一步的，所述第一膜层和/或所述第二膜层内还包括多个散射微粒，所述散射微粒的形状为圆球形，所述散射微粒的直径范围为0.05微米-2微米。
进一步的，所述第二膜层的材料包括第二树脂；所述第二膜层内还包括多个折射率调节微粒；所述折射率调节微粒的折射率大于所述第二树脂的折射率；所述折射率调节微粒的直径范围为1纳米-40纳米。
为了解决上述问题，本发明还提供一种视角扩大膜的制备方法，其包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上设置第一膜层，所述第一膜层包括平坦层和相互间隔设置于所述平坦层上的多个凸起，所述凸起沿着第一方向延伸，每一所述凸起均包括第一凸起和第二凸起，所述第二凸起设置于所述第一凸起远离所述平坦层的一侧，所述第二凸起远离所述平坦层的一侧的表面为弧面；在所述平坦层和所述凸起上设置第二膜层，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
为了解决上述问题，本发明还提供一种显示装置，其包括：显示面板；偏光片，设置于所述显示面板上；本发明所述的视角扩大膜，所述视角扩大膜设置于所述显示面板与所述偏光片之间，或者设置于所述偏光片背离所述显示面板的表面上。
本发明的优点是：本发明的视角扩大膜的第一膜层包括多个相互间隔且沿着第一方向延伸的凸起；凸起包括第一凸起和设置于第一凸起远离平坦层的一侧的第二凸起；第二凸起远离平坦层的一侧的表面为弧面；第二凸起远离平坦层的一侧的弧面的切线与第二凸起靠近平坦层的一侧的平面的夹角小于第一凸起的下底角，第二凸起的扩散效果小于第一凸起的扩散效果，由此可以提高视角扩大膜的视角为0°时的亮度。
通过涂布的方法制备视角扩大膜，可以根据用户的需求制备各种尺寸的视角扩大膜，满足用户对于大尺寸的视角扩大膜的需求。制备不同尺寸的视角扩大膜时，不需要更换涂布设备，可以降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的显示装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1的视角扩大膜的结构示意图；
图3是图2的视角扩大膜的爆炸图；
图4是图2的A-A截面图；
图5是实施例1的显示装置与对照组1和对照组2的视角亮度曲线对比图；
图6是本发明实施例1的视角扩大膜的制备步骤图。
附图标记说明：
100、显示装置；
1、背光模组； 2、第一偏光片；
3、阵列基板； 4、液晶层；
5、彩膜基板； 6、偏光片；
7、视角扩大膜；
71、第一膜层； 72、第二膜层；
711、平坦层； 712、凸起；
7111、入光面； 7112、出光面；
7121、第一凸起； 7122、第二凸起。
具体实施方式
以下结合说明书附图详细说明本发明的优选实施例，以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，以举例证明本发明可以实施，使得本发明公开的技术内容更加清楚，使得本领域的技术人员更容易理解如何实施本发明。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例，下文实施例的说明并非用来限制本发明的范围。
本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，本文所使用的方向用语是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。此外，为了便于理解和描述，附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种显示装置100。显示装置100包括显示面板。显示面板包括：背光模组1、第一偏光片2、阵列基板3、液晶层4、彩膜基板5。
其中，背光模组1具有一出光侧11。所述背光模组1包括：光源(图未示)、光学膜片(图未示)、反射片(图未示)等膜层。其中光源可以是直下式光源，也可以是侧入式光源。
其中，第一偏光片2设置于所述背光模组1的出光侧11。第一偏光片2的基本结构包括：PVA(聚乙烯醇)和分别设置于PVA两侧的TAC(三醋酸纤维素)。其中，起到偏振作用的是PVA层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAC)薄膜进行防护。
其中，阵列基板3设置于所述第一偏光片2远离所述背光模组1的一侧。其中，阵列基板3包括：薄膜晶体管器件(图未示)、第一配向膜(图未示)等膜层结构。
其中，彩膜基板5与所述阵列基板3相对设置，且位于所述阵列基板3远离所述背光模组1的一侧。其中，彩膜基板5包括：第二配向膜(图未示)、彩色滤光片(图未示)、黑色矩阵(图未示)等膜层结构。
其中，液晶层4设置于所述阵列基板3与所述彩膜基板5之间。
其中，显示装置100还包括偏光片6以及视角扩大膜7。
其中，偏光片6设置于所述显示面板上。具体的，偏光片6设置于所述彩膜基板5远离所述背光模组1的一侧。偏光片6的基本结构包括：PVA(聚乙烯醇)和分别设置于PVA两侧的TAC(三醋酸纤维素)。其中，起到偏振作用的是PVA层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAC)薄膜进行防护。其中，偏光片6的偏振方向与所述第一偏光片2的偏振方向垂直。
本实施例中，视角扩大膜7设置于所述彩膜基板5与所述偏光片6之间。在其他实施例中，视角扩大膜7也可以设置于所述偏光片6远离所述背光模组1的一侧。
如图2、图3、图4所示，视角扩大膜7包括：第一膜层71以及第二膜层72。
其中，第一膜层71的材质包括第一树脂。本实施例中，第一膜层71的材料为透光树脂。第一膜层71的材料可以正型光刻胶，也可以是负性光刻胶。第一膜层71的折射率范围为1.3-1.6，本实施例中，第一膜层71的折射率为1.4。
其中，第一膜层71的透光率范围均为60％-95％，如果第一膜层71的透光率小于60％，将会导致显示装置100的整体亮度降低。本实施例中，第一膜层71的透光率为90％。
在其他实施例中，第一膜层71内还包括多个散射微粒。利用散射颗粒提升视角扩大膜7的扩散效果。散射微粒优选圆球形散射微粒，散射微粒的直径范围为0.05微米-2微米，散射微粒的含量范围为1％-30％，散射微粒的材质可选自二氧化硅，二氧化钛，硫酸钡，碳酸钙，二氧化锆等无机材料中，还可以选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒，聚碳酸酯(PC)微粒以及聚苯乙烯(PS)微粒等有机微粒材料。
其中，第一膜层71包括平坦层711和相互间隔设置于所述平坦层711上的多个凸起712。
其中，平坦层711具有相对设置的入光面7111和出光面7112。平坦层711主要为其上的凸起712的制备提供平整的表面。其中，平坦层711的材质可以与凸起712的材质相同，由此光线可以直接穿过平坦层711照射凸起712。其中，所述平坦层711的厚度H4范围为2微米-20微米。本实施例中，所述平坦层711的厚度H4为5微米。
如图4所示，凸起712沿着第一方向X延伸。每一所述凸起712均包括第一凸起7121和第二凸起7122。
其中，第二凸起7122设置于所述第一凸起7121远离所述平坦层711的一侧，所述第二凸起7122远离所述平坦层711的一侧的表面为弧面。本实施例中，所述第二凸起7122与所述第一凸起7121直接连接。具体的，本实施例中，所述第一凸起7121远离所述平坦层711的一侧的表面和所述第二凸起7122靠近所述平坦层711的一侧的表面为平行于所述平坦层711的同一平面。在其他实施例中，所述第二凸起7122也可以与所述第一凸起7121间接连接，所述第一凸起7121远离所述平坦层711的一侧的表面也可以是曲面。第二凸起7122远离平坦层711的一侧的弧面的切线与第二凸起7122靠近平坦层711的一侧的平面的夹角小于第一凸起7121的下底角，第二凸起7122的扩散效果小于第一凸起7121的扩散效果，由此可以提高视角扩大膜7的视角为0°时的亮度。
如图4所示，在垂直于所述第一方向X的截面上，所述第一凸起7121的形状为梯形，所述第一凸起7121远离所述平坦层711的上底的长度L1范围为5微米-40微米，所述第一凸起7121连接于所述平坦层711的下底的长度L2范围为8微米-50微米，所述第一凸起7121的高度H1范围为5微米-30微米。本实施例中，在垂直于所述第一方向X的截面上，所述第一凸起7121的上底的长度L1为8微米，所述第一凸起7121的下底的长度L2为20微米，所述第一凸起7121的高度H1为12微米。
如图4所示，在垂直于所述第一方向X的截面上，所述第一凸起7121的两个下底角均大于0°且小于75°。本实施例中，在垂直于所述第一方向X的截面上，第一凸起7121的一个侧壁与下底的夹角α为65°，第一凸起7121的另一个侧壁与下底的夹角β为65°。
如图4所示，在垂直于所述第一方向X的截面上，所述第二凸起7122靠近所述平坦层711的一侧的底边的长度等于所述第一凸起7121的上底的长度。所述第二凸起7122的高度H2范围为1微米-20微米；本实施例中，所述第二凸起7122的高度H2为4微米。具体的，所述第二凸起7122的宽度H2指的是第二凸起7122的远离所述平坦层711上的一侧的弧面与所述第二凸起7122靠近所述平坦层711的一侧的表面之间的最大距离。其中，所述第一凸起7121的上底的长度L1大于所述第二凸起7122的高度H2。由此可以降低凸起712的工艺难度，而且可以制备更平滑的第二凸起7122。
如图4所示，第二凸起7122的所述弧面与所述第二膜层72远离所述平坦层711的一侧的表面之间的最小距离H3的范围为5微米-30微米。本实施例中，第二凸起7122的所述弧面与所述第二膜层72远离所述平坦层711的一侧的表面之间的最小距离H3的为6微米。
如图4所示，在垂直于所述第一方向X的截面上，相邻两个第一凸起7121之间的间距和第一凸起7121的下底之和的长度L3的范围为10微米-50微米。本实施例中，在垂直于所述第一方向X的截面上，相邻两个第一凸起7121之间的间距和第一凸起7121的下底之和的长度L3的为30微米。
如图2、图3及图4所示，第二膜层72覆盖所述平坦层711和所述凸起712。
其中，第二膜层72的折射率大于所述第一膜层71的折射率。所述第二膜层72的折射率与所述第一膜层71的折射率的差值范围为0-0.3。第二膜层72的折射率范围为1.5-1.9。本实施例中，第二膜层72的折射率为1.6。所述第二膜层72的折射率与所述第一膜层71的折射率的差值为0.2。
其中，第二膜层72的透光率范围均为60％-95％，如果第二膜层72的透光率小于60％，将会导致显示装置100的整体亮度降低。本实施例中，第二膜层72的透光率为90％。
在其他实施例中，第二膜层72内还包括多个散射微粒。利用散射颗粒提升视角扩大膜7的扩散效果。散射微粒优选圆球形散射微粒，散射微粒的直径范围为0.05微米-2微米，散射微粒的含量范围为1％-30％，散射微粒的材质可选自二氧化硅，二氧化钛，硫酸钡，碳酸钙，二氧化锆等无机材料中，还可以选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒，聚碳酸酯(PC)微粒以及聚苯乙烯(PS)微粒等有机微粒材料。
其中，第二膜层72的材料包括第二树脂。本实施例中，第二膜层72的材料为透光树脂。第二膜层72的材质包括：环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、纯丙烯酸酯、有机硅低聚物、光固化聚丁二烯、有机-无机杂化树脂中的一种或多种。
其中，第二膜层72内还包括多个折射率调节微粒(图未示)。折射率调节微粒的折射率大于所述第二树脂的折射率；所述折射率调节微粒的直径范围为1纳米-40纳米。由此可以提高第二膜层72的折射率，使得第二膜层72的折射率达到理想的数值。
如图5和表一所示，在垂直于所述第一方向X的截面上，实施例1为本实施例中的显示装置，凸起712包括等腰梯形的第一凸起7121和弧形的第二凸起7122；对照组1的显示装置的第二膜层仅设有梯形凸起；对照组2的显示装置不设置视角扩大膜。
本实施例(实施例1)的视角为0°的亮度为0.37，对照组1的视角为0°的亮度为0.35，由此可知，本实施例的凸起712包括第一凸起7121和连接于第一凸起7121远离平坦层711的一侧的第二凸起7122；第二凸起7122远离平坦层711的一侧的表面为弧面的结构；第二凸起7122远离平坦层711的一侧的弧面的切线与第二凸起7122靠近平坦层711的一侧的平面的夹角小于第一凸起7121的下底角，第二凸起7122的扩散效果小于第一凸起7121的扩散效果，相对于现有技术中仅设置梯形凸起的视角扩大膜而言，本实施例的视角扩大膜7可以提高视角为0°时的亮度。
本实施例(实施例1)的显示装置100的亮度为1/2的归一化亮度时的视角为98度，对照组2的显示装置100的亮度为1/2的归一化亮度时的视角为76度，由此，本实施例的显示装置100设置视角扩大膜7后具有更宽的视角。
表一
如图6所示，本实施例还提供了本实施例的视角扩大膜7的制备方法，其包括以下步骤：S1，提供一衬底；S2，在所述衬底上设置第一膜层71；所述第一膜层71包括平坦层711和相互间隔设置于所述平坦层711上的多个凸起712，所述凸起712沿着第一方向延伸，每一所述凸起712均包括第一凸起7121和第二凸起7122，所述第二凸起7122设置于所述第一凸起7121远离所述平坦层711的一侧，所述第二凸起7122远离所述平坦层711的一侧的表面为弧面；S3，在所述平坦层711和所述凸起712上设置第二膜层72，所述第二膜层72的折射率大于所述第一膜层71的折射率。
具体的，S2包括：利用涂布机在衬底上涂布第一树脂固化形成平坦层711。其中的涂布方式包括狭缝涂布、旋涂以及刮涂中一种。
具体的，S2还包括：利用涂布机在所述平坦层711的出光面7112上涂布第一树脂，经过曝光显影图案化处理后得到包括多个相互间隔且沿着第一方向X延伸的凸起712。其中的涂布方式包括狭缝涂布、旋涂以及刮涂中一种。
具体的，S3包括：利用涂布机在所述平坦层711和凸起712上涂布第二树脂固化形成第二膜层72。其中的涂布方式包括狭缝涂布、旋涂以及刮涂中一种。
综上，通过涂布的方法制备视角扩大膜7，可以根据用户的需求制备各种尺寸的视角扩大膜7，满足用户对于大尺寸的视角扩大膜7的需求。制备不同尺寸的视角扩大膜7时，不需要更换涂布设备，可以降低成本。
以上对本申请所提供的一种视角扩大膜及其制备方法、显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种视角扩大膜，其特征在于，包括：
第一膜层，包括平坦层和相互间隔设置于所述平坦层上的多个凸起，所述凸起沿着第一方向延伸，每一所述凸起均包括第一凸起和第二凸起，所述第二凸起设置于所述第一凸起远离所述平坦层的一侧，所述第二凸起远离所述平坦层的一侧的表面为弧面；以及
第二膜层，覆盖所述平坦层和所述凸起，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
2.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，在垂直于所述第一方向的截面上，所述第一凸起的形状为梯形，所述第一凸起远离所述平坦层的上底的长度范围为5微米-40微米，所述第一凸起连接于所述平坦层的下底的长度范围为8微米-50微米，所述第一凸起的高度范围为5微米-30微米，所述第一凸起的两个下底角均大于0°且小于75°。
3.根据权利要求2所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第二凸起与所述第一凸起直接连接，在垂直于所述第一方向的截面上，所述第二凸起的高度范围为1微米-20微米，且所述第一凸起的上底的长度大于所述第二凸起的高度。
4.根据权利要求3所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第二凸起的所述弧面与所述第二膜层远离所述平坦层的一侧的表面之间的最小距离的范围为5微米-30微米。
5.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第一膜层的折射率范围为1.3-1.6，所述第二膜层的折射率范围为1.5-1.9。
6.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第一膜层和所述第二膜层的透光率范围均为60％-95％。
7.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第一膜层和/或所述第二膜层内还包括多个散射微粒，所述散射微粒的形状为圆球形，所述散射微粒的直径范围为0.05微米-2微米。
8.根据权利要求1所述的视角扩大膜，其特征在于，所述第二膜层的材料包括第二树脂；所述第二膜层内还包括多个折射率调节微粒；
所述折射率调节微粒的折射率大于所述第二树脂的折射率；
所述折射率调节微粒的直径范围为1纳米-40纳米。
9.一种视角扩大膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底；
在所述衬底上设置第一膜层；所述第一膜层包括平坦层和相互间隔设置于所述平坦层上的多个凸起，所述凸起沿着第一方向延伸，每一所述凸起均包括第一凸起和第二凸起，所述第二凸起设置于所述第一凸起远离所述平坦层的一侧，所述第二凸起远离所述平坦层的一侧的表面为弧面；
在所述平坦层和所述凸起上设置第二膜层，所述第二膜层的折射率大于所述第一膜层的折射率。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板；
偏光片，设置于所述显示面板上；
如权利要求1-8中任一项所述的视角扩大膜，所述视角扩大膜设置于所述显示面板与所述偏光片之间，或者设置于所述偏光片背离所述显示面板的表面上。
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