CN101456667B - 棱镜片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种棱镜片的制造方法，其包括以下步骤：提供一个旋转切削模仁的成型面的旋转切削装置，该旋转切削装置包括一个可轴向旋转的刀刃及与该刀刃相对的位移控制单元，该位移控制单元用以控制模仁至刀刃的相对位移；刀刃切削模仁的成型面以形成多个长条状凹槽，且在形成其中至少一个长条状凹槽的过程中，位移控制单元使模仁至刀刃的相对位移周期变化，这样，该至少一个长条状凹槽的深度与宽度随着其延伸方向周期变化；及采用该模仁成型棱镜片。

Description

棱镜片的制造方法
技术领域
本发明涉及一种棱镜片的制造方法。
背景技术
请参见图1，所示为一种采用现有棱镜片的液晶显示装置100。液晶显示装置100包括框架11与设在该框架11内部的多个光源12、依次设置在光源12上方并盖住框架11的一个扩散板13、一个棱镜片10及一个液晶面板15。其中，扩散板13内一般含有散射粒子，用以扩散光线。如图2所示，棱镜片10包括透明基板101、形成于透明基板101上的透镜层103。透镜层103上具有多个长条形V型凸起105。每一长条形凸起105从棱镜片的一侧边向另一侧边延伸，且多个长条形凸起105连续并排排列。该透镜层103一般是通过在透明基板101上涂布紫外线固化树脂并加以光照固化形成。
使用时，由多个光源12产生的光线进入扩散板13被均匀扩散后，其继续进入棱镜片10，在棱镜片10的长条形凸起105的作用下使出射光线发生一定程度的聚集，从而提高液晶显示装置100在特定视角范围内的亮度。
然而，由于多个长条形凸起105连续并排排列，使用时，该多个长条形凸起105的连续并排排列容易与液晶面板15像素的排布相重叠，而使得液晶显示装置100容易发生叠纹干涉(MoiréPatterns)，从而影响液晶显示装置100的显示效果。
为避免叠纹干涉现象的发生，通常会在该棱镜片10与液晶面板15之间设置一上扩散片14。上扩散片14也具有扩散光的作用，光线经过上扩散片14进一步散射后，可避免液晶显示装置100显示时叠纹干涉现象的产生。然而，光线在上扩散片14中传输时，部分光线会被上扩散片14吸收而造成部分光线损失；并且上扩散片14的使用还将增加光线在传输过程中的界面数量，从而增加光线传输的界面损失，因此上扩散片14的使用会减少光线的利用率，使液晶显示装置100的显示亮度降低。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种具有亮度高且可避免叠纹干涉的棱镜片的制造方法。
一种棱镜片的制造方法，其包括：提供一个旋转切削模仁的成型面的旋转切削装置，该旋转切削装置包括一个可轴向旋转的刀刃及与该刀刃相对的位移控制单元，该位移控制单元用以控制模仁至刀刃的相对位移；刀刃切削模仁的成型面以形成多个长条状凹槽，且在形成其中至少一个长条状凹槽的过程中，位移控制单元使模仁至刀刃的相对位移周期变化，这样，该至少一个长条状凹槽的深度与宽度随着其延伸方向周期变化；及采用该模仁成型棱镜片。
相较于现有技术，上述棱镜片的制造方法操作简单，成本低。该制造方法可将棱镜片一次性制造而成，更易实现快速量产及降低成本。
附图说明
图1是一种采用现有的棱镜片的液晶显示装置剖面示意图。
图2是图1所示液晶显示装置的棱镜片的立体图。
图3是采用本发明较佳实施例一的棱镜片的液晶显示装置剖面示意图。
图4是图3所示液晶显示装置的棱镜片的立体图。
图5是图4所示棱镜片沿V-V线的剖面示意图。
图6是本发明较佳实施例二的棱镜片的立体图。
图7是制造成型棱镜片所用模仁的旋转切削装置较佳实施例一的示意图。
图8是采用图7所示旋转切削装置制造出的模仁示意图。
图9是图8所示的模仁沿IX-IX线的剖面。
图10是制造成型棱镜片所用模仁的旋转切削装置较佳实施例二的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及多个实施例对本发明棱镜片与其制造方法做进一步详细说明。
请参见图3，所示为采用本发明较佳实施例一的棱镜片20的液晶显示装置200。该液晶显示装置200包括一个框架21与设置在该框架21内部的多个光源22、依次设置在光源22上方并盖住框架21的一个扩散板23、一个棱镜片20及一个液晶面板25。
请再一并参见图4与图5，棱镜片20由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面201及与第一表面201相对的第二表面203。第一表面201面向扩散板23，第二表面203面向液晶面板25。第二表面203具有多个长条状凸起205，且每个长条状凸起205的高度H与宽度W沿长条状凸起205的延伸方向(X方向)变化。本实施例中，长条状凸起205的延伸方向(即X方向)与棱镜片20的其中一侧边平行，可以理解，长条状凸起205的延伸方向也可与棱镜片20的其中一侧边成一定角度。
多个长条状凸起205的延伸方向相同，每一长条状凸起205沿垂直于其延伸方向的截面可为V型或梯形，本实施例中优选为V型，相邻长条状凸起205的中心间距P可为0.025毫米至1毫米，且截面的顶角θ为85度至95度。
棱镜片20的厚度T可为0.4毫米至4毫米。棱镜片20的材料可为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或一种以上。
框架21可由具有高反射率的金属或塑料制成，或涂布有高反射率涂层的金属或塑料制成。
工作时，光源22发出的光线直接进入或通过框架21的反射作用进入扩散板23，在扩散板23的作用下，光线发生均匀扩散然后进入棱镜片20。当光线射至棱镜片20的第二表面203上的多个长条状凸起205时，长条状凸起205可使光线靠近垂直于棱镜片20的方向聚集并从第二表面203出射，从而提高液晶显示装置200的靠近垂直于棱镜片20的方向的区域的显示亮度。由于长条状凸起205的高度H与宽度W沿长条状凸起205的延伸方向变化，其具有变化表面结构，不存在多个长条状凸起的排布与液晶面板像素的阵列排布相重叠的情况，从而避免叠纹干涉的产生。并且，因为采用该棱镜片20的液晶显示装置200具有可避免叠纹干涉的优点，无需设置防止叠纹干涉产生的上扩散片，从而避免设置上扩散片而产生的光损失，因此，采用该棱镜片20的液晶显示装置200具有亮度高的优点。
可以理解，第二表面203也可用于面向扩散板23，而使第一表面201背向扩散板23。
请参见图6，所示为本发明较佳实施例二的棱镜片30。棱镜片30与实施例一的棱镜片20相似，棱镜片30第二表面具有多个长条状凸起305，其不同在于：每一长条状凸起305沿垂直于其延伸方向的截面呈梯形，梯形两腰的夹角可优选85度至95度。
一种制造棱镜片20的方法，其包括以下步骤：
提供图7所示旋转切削装置33，该旋转切削装置33可旋转切削模仁35的成型面351。该旋转切削装置33包括一个可沿Z轴旋转的刀刃331及与该刀刃331相对的位移控制单元333。刀刃331顶端于垂直于刀刃331轴线方向的投影轮廓为三角形，三角形顶角为85度至95度。位移控制单元333包括一个凸轮3331与设置于凸轮3331上的工作台3333，该工作台3333用以承载模仁35。该工作台3333垂直于Z轴，通过凸轮3331的转动使模仁35至刀刃331的相对位移周期变化，以制造出图8与图9所示的模仁35。
刀刃331切削模仁成型面351以形成多个延伸方向相同的长条状凹槽3511，相邻长条状凹槽3511的间距为0.025毫米至1毫米。在刀刃331切削模仁成型面351形成其中任意一个长条状凹槽3511的过程中，刀刃331沿某一方向M运动，同时，凸轮3331转动使工作台3333至刀刃331的相对位移周期变化，进而使模仁35至刀刃331的相对位移周期变化，具体为：当凸轮A点顶持工作台3333时，工作台3333与刀刃331之间的相对位移最短，这样，刀刃331插入模仁35较深，而刀刃331顶端于垂直于刀刃331轴线方向的投影轮廓为三角形且刀刃331不停地作旋转运动，对应形成的凹槽3511也较深，且凹槽3511开口较宽；当凸轮B点顶持工作台3333时，工作台3333与刀刃331之间的相对位移最长，这样，刀刃331插入模仁35较浅，而刀刃331顶端于垂直于刀刃331轴线方向的投影轮廓为三角形且刀刃331不停地作旋转运动，对应形成的凹槽3511也较浅，且凹槽3511开口较窄。凸轮3331连续地转动，使工作台3333与刀刃331之间的相对位移不断地由长至短与由短至长的周期变化，对应形成的凹槽3511也由深变浅及由浅变深的周期变化，且开口对应也发生宽与窄的周期变化。
然后，以该模仁35的成型面351作为射出成型模具成型腔的一个侧璧，向射出成型模具的成型腔内注入并充满熔融的透明树脂材料，冷却形成棱镜片20。该透明树脂材料可为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或一种以上。
制作该模仁35时，只需在普通旋转切削装置上增加一个位移控制单元333即可，无需要对设备进行特别设计。因此，该方法操作简单，成本低。
另外，传统的棱镜片是采用在透明板上涂覆树脂膜成型微结构的方法二次成型，二者相比，本发明的棱镜片20内不存在光线界面损失，具有更高的光线利用率；而且本发明的棱镜片20可以一次性制造而成，更易实现快速量产及降低成本。此外，传统方法在透明板上涂覆树脂膜成型微结构，由于树脂膜形成于透明基板，两者的厚度较薄，棱镜片强度较低，容易翘曲变形，而本发明采用射出成型方式与棱镜片20一体成型的长条状凸起205，长条状凸起205与棱镜片本体为整体结构，且厚度相对较厚，具有较高的结构强度，可避免或减少在使用中出现翘曲变形的危险。
可以理解，刀刃331顶端于垂直于刀刃331轴线方向的投影轮廓还可为弧形或梯形。与之相应的是，对应形成的棱镜片中，沿垂直于凸起延伸方向的截面为弧形或梯形。当刀刃331顶端于垂直于刀刃331轴线方向的投影轮廓为梯形时，梯形两腰的夹角可为85度至95度。
可以理解，位移控制单元333还可更换为其它形式。例如，如图10所示，位移控制单元433包括一个压电材料模块4331、一激发该压电材料模块4331的信号产生模块4332与一个设置于该压电材料模块4331上的工作台4333。压电材料模块4331支撑工作台4333，信号产生模块4332产生信号激发压电材料模块4331，以使压电材料模块4331体积发生变化，从而使工作台4333至刀刃的相对位移发生变化。当产生信号为周期信号时，工作台4333至刀刃的相对位移周期变化，进而使模仁至刀刃的相对位移周期变化。可以理解，信号产生模块4332产生的信号也可为非周期信号，这样，对应模仁上的长条状凹槽的深度与宽度随着其延伸方为非周期变化，采用该模具成型棱镜片的长条状凸起的高度与宽度随着其延伸方向也为非周期变化。
可以理解，模仁上的多个长条状凹槽也可为部份或仅其中一条长条状凹槽的深度与宽度随着其延伸方变化。
可以理解，成型棱镜片20的方式除可为射出成型外，还可为热压成型等方式。热压成型的具体方式为：提供一透明树脂基板，将上述模仁35加热，然后模仁35的成型面331压在透明树脂基板上，即可形成上述棱镜片20。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种棱镜片的制造方法，其包括：
提供一个旋转切削模仁的成型面的旋转切削装置，该旋转切削装置包括一个可轴向旋转的刀刃及与该刀刃相对的位移控制单元，该位移控制单元用以控制模仁至刀刃的相对位移；
刀刃切削模仁的成型面以形成多个长条状凹槽，且在形成其中至少一个长条状凹槽的过程中，位移控制单元使模仁至刀刃的相对位移周期变化，这样，该至少一个长条状凹槽的深度与宽度随着其延伸方向周期变化；及采用该模仁成型棱镜片。
2.如权利要求1所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：该位移控制单元包括至少一个凸轮。
3.如权利要求2所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：该位移控制单元包括设置于凸轮上的工作台，该工作台用以承载模仁。
4.如权利要求1所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：该位移控制单元包括一个压电材料模块与一激发该压电材料模块的信号产生模块。
5.如权利要求4所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：该位移控制单元包括设置于压电材料模块上的工作台，该工作台用以承载模仁。
6.如权利要求1所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：刀刃顶端于垂直于刀刃轴线方向的投影轮廓为三角形、弧形及梯形中的一种。
7.如权利要求1所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：刀刃顶端于垂直于刀刃轴线方向的投影轮廓为三角形，三角形顶角为85度至95度。
8.如权利要求1所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：刀刃顶端于垂直于刀刃轴线方向的投影轮廓为梯形，梯形两腰的夹角为85度至95度。
9.如权利要求1所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：该长条状凹槽的延伸方向相同，相邻长条状凹槽的间距为0.025毫米至1毫米。
10.如权利要求1所述的棱镜片的制造方法，其特征在于：成型该棱镜片的方式为射出成型。
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