包括纳米扩散膜的光学构件及包括该光学构件的显示装置的制作方法

本发明涉及一种包括纳米扩散膜的光学构件及包括该光学构件的显示装置，更具体地，涉及一种通过将树脂部分浸渍到具有多个纳米孔隙的多孔膜中从而能够调节透射率和雾度的纳米扩散膜，以及将该纳米扩散膜作为背光单元与显示面板之间的光学层叠体包括在内的显示装置。本发明可应用于一体式光学板或一体式光学膜结构。

背景技术：

1、液晶显示装置等光接收型显示装置可利用从背光单元提供的光来显示影像。背光单元可包括多个光源，光源可以由白色led、蓝色led与颜色转换层的组合、或rgb led组合构成。

2、在直下式背光结构中，多个发光元件配置于显示面板的下部整个面上。在这种结构中，重要的是在使光充分扩散以避免发光元件的位置在显示区域中被可视化的同时，确保正面方向亮度及视角特性。

3、图1为示出传统显示装置的图。

4、参照图1，显示装置10可以包括光源12、位于光源12上的扩散板（diffuser plate）14、以及位于扩散板14上的光学膜。其中，显示装置10可以是液晶显示装置，光源12可以是白色光源或rgb光源。

5、其中，光学膜可以包括依次层叠的第一基材层70、第一光学层71、第二基材层80及第二光学层81。

6、第一基材层70及第二基材层80例如可包括非发泡pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）。

7、第一光学层71是执行聚光功能的层，可包括棱镜结构72，第二光学层81是执行聚光和扩散功能的层，可包括随机透镜（random lens）82结构或棱镜结构（未图示）。

8、在光学膜上可设置有偏振片99等。

9、以往，为了确保光源遮蔽力和均匀度，经常使用较厚的扩散板。但是，当扩散板的厚度增加时，显示装置的总厚度和重量增加，并且光在扩散板内部多次散射，可能导致朝向正面方向的有效光量减少。

10、特别是在大型显示装置或高亮度显示装置中，光学距离（optical distance，od）、led间距、支撑销结构及光源方式日趋多样化，因此仅借助扩散板难以应对各种背光条件。

11、传统扩散板有利于确保光源遮蔽力，但由于其为厚度较大的板状部件，因此难以通过卷对卷工艺与其他光学膜一体化。然而，近来为了提高lcm自动化组装线的生产率，将光学膜实现为单片或一体式板的需求日益增加。

12、如图1所例示，虽然可使用棱镜膜、微透镜膜、哑光膜、反射型偏振膜等各种光学膜，但仅凭这些结构，在同时满足光源遮蔽力、雾度、正面亮度、视角及薄型化方面可能存在局限。

13、另一方面，纳米多孔膜可包括数十至数百纳米水平的孔隙，并且由于高分子基体与孔隙内部介质之间的折射率差，可引发光散射。

14、然而，将纳米多孔膜直接用作扩散膜使用时，雾度过高且透射率过低，可能难以满足一体式光学板的亮度要求。

15、因此，需要一种能够在维持纳米多孔膜的散射功能的同时，通过树脂浸渍调节折射率差及散射强度的新型光学结构。

技术实现思路

1、要解决的问题

2、本发明一实施例旨在提供一种纳米扩散膜及包括其的光学构件，其利用包括多个纳米孔隙的多孔膜，同时能够将透射率及雾度调节至所需水平。

3、本发明一实施例旨在提供一种纳米扩散膜及包括其的光学构件，其通过在多孔膜层的上部和下部中的至少一个上设置树脂层，并使树脂渗透至一部分孔隙中，从而同时具有浸渍区域和非浸渍区域。

4、本发明一实施例旨在提供一种纳米扩散膜及包括其的光学构件，该纳米扩散膜在厚度方向上具有有效折射率梯度。

5、本发明一实施例旨在提供一种纳米扩散膜及包括其的光学构件，其通过调节树脂的粘度、表面张力、接触角、折射率、静置时间、涂布压力、工艺温度、树脂混合比、孔隙半径及孔隙率来控制浸渍厚度，从而能够设计光散射程度和透射程度。

6、本发明一实施例旨在提供一种纳米扩散膜及包括其的光学构件，其通过将上部浸渍厚度与下部浸渍厚度设定为彼此相同或不同，从而能够独立地或相互联动地调节光源侧入射光的扩散与显示面板侧出射光的角度分布。

7、本发明一实施例旨在提供一种显示装置，其将发泡pc（聚碳酸酯）、发泡pet等发泡高分子层与纳米扩散膜进行组合，即使在相对较薄的厚度下也能实现与传统扩散板相当的光源遮蔽力或均匀度特性。

8、本发明一实施例旨在提供一种显示装置，其即使不使用发泡pc、发泡pet等发泡高分子层，通过将纳米扩散膜的数量增加至1个以上，也能在较薄的厚度下实现与传统扩散板相当的光源遮蔽力或均匀度特性。

9、本发明一实施例旨在提供一种显示装置，其通过组合各种棱镜结构、透镜结构、双凸透镜结构、哑光结构、间隔体结构及光扩散树脂，能够应对各种光源、各种od距离及各种支撑销结构。

10、本发明一实施例旨在提供一种一体式（all in one plate， aiop）结构，其通过组合瑞利散射、米氏散射、前向散射、后向散射及反射层再利用，能够在抑制亮度损失的同时确保光源遮蔽力。

11、本发明一实施例旨在提供一种光学构件及显示装置，其适用于卷对卷贴合工艺，能够减少组装工序数，并且有利于薄型化和轻量化。

12、除上述问题之外，本发明的实施例也可用于实现其他未具体提及的问题。

13、解决问题的手段

14、本发明一实施例的显示装置包括：背光单元；光学构件，位于背光单元上；以及显示面板，位于光学构件上；光学构件包括纳米扩散膜，纳米扩散膜包括：多孔膜层，包括多个孔隙；以及树脂层，位于多孔膜层的至少一面上。

15、其中，树脂层的树脂在多孔膜层的厚度方向上浸渍到多个孔隙中的至少一部分孔隙中，从而形成浸渍区域，并且多孔膜层包括树脂未浸渍的非浸渍区域。

16、发明效果

17、根据本发明一实施例，通过将树脂浸渍到多孔膜层的一部分孔隙中，从而可以调节高分子基体与孔隙内部介质之间的折射率差，因此可以根据用途调节透射率和雾度。

18、根据本发明一实施例，在浸渍区域中散射得到缓和，而在非浸渍区域中由空气孔隙引起的散射得以维持，因此可实现透射率的提升与光源遮蔽力的维持之间的平衡。

19、根据本发明一实施例，可通过树脂粘度、表面张力、接触角、静置时间及孔隙半径的组合来设计浸渍深度，因此即使使用相同的纳米扩散膜，也能制造具有不同光学特性的产品系列。

20、根据本发明一实施例，可以以较高的设计自由度调节光源侧散射、显示面板侧出射角、正面亮度及视角特性中的至少一者。

21、根据本发明一实施例，由于纳米孔隙引起的瑞利散射及米氏散射可与其他光学结构引起的折射或散射相组合，因此在各种背光单元的条件下可进行多种光学设计。

22、根据本发明一实施例，由于后向散射光的一部分可以被反射结构再利用，因此可以抑制后向散射仅作为单纯损失发挥作用。

23、根据本发明一实施例，由于光学构件可以制造成一体式片材形式，因此可以在lcm自动化组装线中提高操作性和生产率。