專利名稱：具有改進(jìn)的正面亮度和視角的棱鏡片、具有該棱鏡片的背光單元和具有該背光單元的液 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棱鏡片、具有該棱鏡片的背光單元和具有該背光單元的液晶顯示 設(shè)備，更具體地說，涉及一種通過調(diào)節(jié)棱鏡的折射率與底角之間的比率而具有改進(jìn)的正面 亮度和視角的棱鏡片、具有該棱鏡片的背光單元和具有該背光單元的液晶顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，由于要求平板顯示設(shè)備薄、小型化且消耗低的功率，因此已經(jīng)開發(fā)出等離 子體顯示面板(PDP)、場發(fā)射顯示設(shè)備(FED)和薄膜晶體管液晶顯示設(shè)備(TFT-IXD)作為用 在膝上型電腦、電視機(jī)和移動電話中的平板顯示設(shè)備。這里，人們最積極研究的是薄且色彩 再現(xiàn)性極佳的TFT-IXD。在平板顯示設(shè)備中，PDP和FED自發(fā)光，而TFT-IXD并不自發(fā)光，因此其通過使用 背光單元作為補(bǔ)充光源照射光來顯示圖像。背光單元具有邊緣型表面光源結(jié)構(gòu)或直接型表 面光源結(jié)構(gòu)，以便將光均勻地照射到整個屏幕上。背光單元包括通過調(diào)節(jié)光的發(fā)射角而將光集中到TFT-IXD的平坦表面上的棱鏡 片?？梢愿鶕?jù)諸如高的光集中效率、寬的視角、防止莫爾現(xiàn)象(moii^phenomenon)以及防止 與另一膜發(fā)生光耦合(optical wet out)之類的各種設(shè)計目的，以不同方式制造這種棱鏡 片?？梢愿鶕?jù)每種設(shè)計目的來修改各種設(shè)計，例如棱鏡的形狀和棱鏡的斜面角度。傳統(tǒng)棱 鏡片通過改變棱鏡的高度或角度來提高棱鏡片的基本性能。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供一種通過調(diào)節(jié)棱鏡的折射率與底角之間的比率而具有改進(jìn)的正面亮 度和視角的棱鏡片。本發(fā)明還提供一種通過額外地包括至少一個具有預(yù)定重復(fù)周期的縱向波圖案的 棱鏡而具有提高的成品率的棱鏡片。本發(fā)明還提供一種具有該棱鏡片的背光單元。本發(fā)明還提供一種具有該背光單元的液晶顯示設(shè)備，其中正面亮度和視角得以改 進(jìn)，并且耦合現(xiàn)象和莫爾現(xiàn)象得以防止。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種棱鏡片，包括透明基板；和布置在所述透明基板 上的至少一個棱鏡，其中所述棱鏡的折射率和底角滿足以下條件1 ( n/sin θ < 4，其中η 是所述棱鏡的折射率，并且θ是所述棱鏡的底角。所述折射率可以在1.5到1.7的范圍內(nèi)，并且所述底角可以在30°到60°的范圍 內(nèi)。所述棱鏡可以具有三角形截面。
所述棱鏡的垂直角可以在60°到115°的范圍內(nèi)。所述棱鏡的底邊長度可以在25 μ m到Imm的范圍內(nèi)，并且所述棱鏡的高度可以在 5μπι至Ij 600 μ m的范圍內(nèi)。所述棱鏡可以具有縱向波圖案，其中所述縱向波圖案可以以所述棱鏡的高度沿所 述棱鏡的長度連續(xù)或間斷地改變的這種方式來形成。所述縱向波圖案可以以所述棱鏡的寬度沿所述棱鏡的長度連續(xù)或間斷地改變的 這種方式來形成。所述縱向波圖案的重復(fù)周期可以為所述棱鏡的平均高度的50到100倍。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括上述棱鏡片的背光單元。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種包括上述背光單元的液晶顯示設(shè)備。


通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例，本發(fā)明的以上及其它特征和優(yōu)點(diǎn) 將變得更加明顯，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的棱鏡片的透視圖；圖2是圖1所示的棱鏡的一部分的透視圖；圖3是圖1所示的棱鏡之一的橫向截面圖；以及圖4A至圖4C是示出根據(jù)棱鏡的折射率與底角之間的比率對相對正面亮度和視角 的模擬結(jié)果的圖。
具體實施例方式下文中，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的示例性實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的棱鏡片10的透視圖，圖2是圖1所示的棱鏡12的一 部分的透視圖，并且圖3是棱鏡12之一的橫向截面圖。參照圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前實施例的棱鏡片10包括透明基板11和多個棱鏡 12。透明基板11由諸如聚酯樹脂之類的材料形成，并且對入射到透明基板11上的光 進(jìn)行透射。棱鏡12布置在透明基板11上，并且經(jīng)由透明基板11將入射到其上的光聚焦到液 晶顯示面板(未示出)的平坦表面上。棱鏡12可以由與透明基板11相同的材料形成，但 是可用于形成棱鏡12的材料不限于此。在棱鏡片10中，棱鏡12的折射率η和底角θ滿足以下條件1≤ n/sin θ ≤ 4這里，折射率η可以在1.5到1.7的范圍內(nèi)，并且底角θ可以在30°到60°的范 圍內(nèi)，但是不限于此?？梢栽趎/sin θ的值滿足以上所述范圍的條件下制造具有折射率η和底角θ的 各種組合的棱鏡片10。當(dāng)n/sin θ的值大于或等于1時，可以相對容易地制造棱鏡片10， 而當(dāng)n/sin θ的值小于4時，相對容易地獲得充足的正面亮度和視角。稍后將參照下面的 實例對此進(jìn)行詳細(xì)描述。
在以上條件下，底角θ表示棱鏡12與底邊相接觸的一側(cè)相對于棱鏡的橫向截面 (即透明基板11的平坦表面)的兩個末端角中的任一個，如圖2和圖3所示。這里，兩個底 角θ相同。棱鏡12可以具有三角形截面，其中底邊的長度可以在25μπι到Imm的范圍內(nèi)，高 度可以在5μπι到600μπι的范圍內(nèi)，并且垂直角可以在60°到115°的范圍內(nèi)。這里，垂直 角表示棱鏡12面向底邊的相對于棱鏡12的橫向截面的內(nèi)角。棱鏡12的截面不限于三角 形，而是可以為諸如矩形、五邊形或弧形之類的各種形狀。如圖1和圖2所示，棱鏡12可以形成為具有縱向波圖案。例如，在縱向波圖案中， 棱鏡12的高度可以沿棱鏡12的長度連續(xù)或間斷地改變。通過這樣形成棱鏡12，棱鏡12與 沉積在棱鏡片10上的另一光學(xué)膜(未示出)之間的接觸面積可以得以減小，從而減少由外 部物質(zhì)引起的污染、由接觸引起的刮痕和可見的缺陷。相應(yīng)地，減少了次品的產(chǎn)生，并防止 了耦合現(xiàn)象。而且，通過以縱向波圖案形成棱鏡12，與液晶顯示面板的RGB圖案的光學(xué)重疊 得以減少或消除，從而減少或防止了莫爾現(xiàn)象。棱鏡12可以以縱向波圖案的重復(fù)周期RP為棱鏡12的平均高度havg的50到100 倍的這種方式形成。而且，在縱向波圖案中，不僅棱鏡12的高度而且棱鏡12的寬度都可以沿長度連續(xù) 或間斷地改變。圖2中，Imax和Imin分別表示棱鏡12的底邊的最大長度和最小長度。棱鏡 12的寬度表示與棱鏡12的高度垂直的線的長度。將參照以下實例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。以下實例僅僅是用于例示的目的，而不意 在限制本發(fā)明的范圍。實例1至實例9對具有與圖1的棱鏡片10類似結(jié)構(gòu)的棱鏡片進(jìn)行以下模擬測試，以便根據(jù)棱鏡的 折射率η與底角之間的比率來檢驗相對正面亮度和視角。表1和圖4Α至圖4C中示出模擬 測試的結(jié)果。(所使用的模擬軟件)光學(xué)研究協(xié)會(OpticalResearch Association)的 LightTools 6.0 用作計算機(jī) 模擬的軟件。(模擬參數(shù)) 光線數(shù)目3，000, 000條光線 光線功率閾值0. 001 光源總功率1流明(lumen) 光源的角度分布朗伯(Lambertian)(棱鏡片) 寬度 χ 長度12. 7cm χ 8. 89cm 棱鏡的高度24. 5 洸.5 μ m 棱鏡底邊的長度48 52 μ m 縱向波圖案的重復(fù)周期1，500μπι 透明基板的折射率1. 59 棱鏡的折射率 η :1. 48、1.54、1.60、1.455 和 1.625
5
棱鏡的底角 θ :37. 93°、40°、45°、50° 和 52. 07° 參考:3M 的 Vikuiti BEF( ±曾亮膜)II 90/50對比例1除了棱鏡的折射率η和底角θ分別為1. 54和20°之外，以與實例1至實例9相 同的方式進(jìn)行模擬測試。表1和圖4Α至圖4C中示出模擬測試的結(jié)果。表 權(quán)利要求
1.一種棱鏡片，包括透明基板；和布置在所述透明基板上的至少一個棱鏡，其中所述棱鏡的折射率和底角滿足以下條件1 ( n/sin θ < 4，其中η是所述棱鏡的 折射率，并且θ是所述棱鏡的底角。
2.如權(quán)利要求1所述的棱鏡片，其中所述折射率在1.5到1. 7的范圍內(nèi)，并且所述底角 在30°到60°的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的棱鏡片，其中所述棱鏡具有三角形截面。
4.如權(quán)利要求3所述的棱鏡片，其中所述棱鏡的垂直角在60°到115°的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的棱鏡片，其中所述棱鏡的底邊長度在25μ m到Imm的范圍內(nèi)，并 且所述棱鏡的高度在5 μ m到600 μ m的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的棱鏡片，其中所述棱鏡具有縱向波圖案，其中所述縱向波圖案 以所述棱鏡的高度沿所述棱鏡的長度連續(xù)或間斷地改變的這種方式來形成。
7.如權(quán)利要求6所述的棱鏡片，其中所述縱向波圖案以所述棱鏡的寬度沿所述棱鏡的 長度連續(xù)或間斷地改變的這種方式來形成。
8.如權(quán)利要求6所述的棱鏡片，其中所述縱向波圖案的重復(fù)周期為所述棱鏡的平均高 度的50到100倍。
9.一種背光單元，包括如權(quán)利要求1至8中任一項所述的棱鏡片。
10.一種液晶顯示設(shè)備，包括如權(quán)利要求9所述的背光單元。
全文摘要
提供一種具有改進(jìn)的正面亮度和視角的棱鏡片、具有該棱鏡片的背光單元和具有該背光單元的液晶顯示設(shè)備。該棱鏡片包括透明基板；和布置在所述透明基板上的至少一個棱鏡，其中所述棱鏡的折射率和底角滿足以下條件1≤n/sinθ≤4，其中n是所述棱鏡的折射率，并且θ是所述棱鏡的底角。
文檔編號G02B5/04GK102105821SQ200980128748
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者卞吉錫, 姜相美, 安志秀, 尹基哲, 申東允, 金圣中 申請人:第一毛織株式會社