CN101458347B

CN101458347B - 棱镜片及其制备方法，以及采用该棱镜片的液晶显示装置

Info

Publication number: CN101458347B
Application number: CN2007102030660A
Authority: CN
Inventors: 许东明; 章绍汉
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: US7812897B2; US20090153776A1; CN101458347A; US7750989B2; US20100187704A1

Abstract

本发明涉及一种棱镜片，其由一个透明本体构成，该透明本体的一个表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状凸起及多个沿第二方向延伸的第二长条状凸起。多个第一长条状凸起与多个第二长条状凸起相交，且每个第一长条状凸起与第二长条状凸起的高度与宽度随着其延伸方向变化。另外，本发明还提供一种该棱镜片的制备方法以及采用该棱镜片的液晶显示装置，该液晶显示装置具有亮度高且可避免叠纹干涉的优点。

Description

棱镜片及其制备方法,以及采用该棱镜片的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种棱镜片及其制备方法，以及采用该棱镜片的液晶显示装置。

背景技术

请参见图1，所示为一种现有液晶显示装置100，其包括框架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，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与其制造方法，以及采用该棱镜片的液晶显示装置。

一种棱镜片，其由一个透明本体构成，该透明本体的一个表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状凸起及多个沿第二方向延伸的第二长条状凸起。多个第一长条状凸起与多个第二长条状凸起相交，且每个第一长条状凸起与第二长条状凸起的高度与宽度随着其延伸方向变化。

一种棱镜片的制备方法，其包括：提供一个切削装置，该切削装置包括一个刀刃、一个载物台及一个控制单元，该控制单元用于控制该刀刃与该载物台的相对位移；将一个模仁放置于载物台上，通过控制单元的控制，在加工时，模仁与刀刃间的相对位移发生变化，使刀具在模仁的成型面上形成多个沿第一方向延伸的第一长条状凹槽及多个沿第二方向延伸的第二长条状凹槽，该第一长条状凹槽与第二长条状凹槽相交，该第一长条状凹槽及第二长条状凹槽的深度与宽度随着其延伸方向变化；及采用该模仁成型棱镜片。

一种液晶显示装置，其包括光源、扩散板、棱镜片及液晶面板，该扩散板、棱镜片及液晶面板依次设于该光源的上方。该棱镜片由一个透明本体构成，该透明本体的一个表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状凸起及多个沿第二方向延伸的第二长条状凸起。多个第一长条状凸起与多个第二长条状凸起相交，且每个第一长条状凸起与第二长条状凸起的高度与宽度随着其延伸方向变化。

相较于现有技术，上述棱镜片的透明本体的一个表面具有多个相交的第一长条状凸起与第二长条状凸起，每个第一长条状凸起与第二长条状凸起的高度与宽度随着其延伸方向变化。由于第一长条状凸起与第二长条状凸起的高度与宽度沿其延伸方向变化，因此不存在多个第一长条状凸起与第二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，因为采用该棱镜片的液晶显示装置既可避免叠纹干涉，因此无需设置防止叠纹干涉产生的上扩散片，从而避免因设置上扩散片而产生的光损失，因此，采用该棱镜片的液晶显示装置具有亮度高的优点。

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是本发明较佳实施例一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是本发明较佳实施例二的棱镜片的立体图。

图6是制备图4所示棱镜片所用模仁较佳实施例的切削装置的示意图。

图7是制备图4所示棱镜片所用模仁另一较佳实施例的切削装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明棱镜片及其制备方法，以及采用该棱镜片的液晶显示装置作进一步详细说明。

请参见图3，本发明较佳实施例一提供一种液晶显示装置200。液晶显示装置200包括一个框架21、设置在框架21内部的多个光源22与依次设置在光源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。

请同时参见图4，图3中的棱镜片20为图4中所示棱镜片20沿III-III方向的剖视图。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上具有多个沿第一方向延伸的第一长条状凸起207与多个沿第二方向延伸的第二长条状凸起209。第一长条状凸起207与第二长条状凸起209垂直相交，从而于第二表面203上形成多个微凹槽211。微凹槽211具有四个相连接的侧面，其形状可为不规则的四棱锥状或四棱台状。每个第一长条状凸起207与第二长条状凸起209的高度H与宽度W沿各自的延伸方向变化。本实施例中，第一长条状凸起207与第二长条状凸起209的延伸方向分别与棱镜片20的其中一侧边平行，即第一长条状凸起207与第二长条状凸起209沿直线延伸。可以理解，第一、第二长条状凸起207、209的延伸方向也可分别与棱镜片20的相应的侧边成一定角度，第一、第二长条状凸起207、209也可沿曲线延伸。

多个第一长条状凸起207的延伸方向相同，每个第一长条状凸起207沿垂直于其延伸方向的截面为V型。多个第二长条状凸起209的延伸方向相同，每个第二长条状凸起209沿垂直于其延伸方向的截面为V型。相邻第一长条状凸起207及相邻第二长条状凸起209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。

光源22可为线光源或点光源，例如发光二极管与冷阴极荧光灯。

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，经扩散板23扩散后进入棱镜片20。棱镜片20的第二表面203的多个微凹槽211为形状不规则的四棱锥状或四棱台状凹槽，其可光线向垂直于棱镜片20的方向进一步聚集并从第二表面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。由于多个第一、第二长条状凸起207、209的高度H与宽度W沿各自的延伸方向变化，其具有变化表面结构，第一、第二长条状凸起207、209的不同部位与液晶面板25的距离不一致，不存在多个第一、第二长条状凸起207、209的排布与液晶面板25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。

可以理解，上述棱镜片中，第一长条状凸起207的延伸方向与第二长条状凸起209的延伸方向也可相交成一个锐角。

请参见图5，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303具有多个沿第一方向延伸的第一长条状凸起307与多个沿第二方向延伸的第二长条状凸起309，该第一长条状凸起307与第二长条状凸起309垂直相交，其不同在于：每个第一、第二长条状凸起307、309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。

一种制备棱镜片20的方法，其包括以下步骤：

请参见图6，提供一个切削装置33及一个模仁35，该切削装置33包括一个刀刃331、一个载物台3333及一个控制单元333。刀刃331可沿Z轴旋转的，刀刃331的中心截面的轮廓为三角形，三角形顶角为85度至95度。载物台3333设置于一个凸轮3331上，载物台3333用以承载模仁35。控制单元333用于控制模仁35及刀刃331间的相对位移。

将模仁35放置于载物台3333上，通过控制单元333的控制，在加工时，凸轮3331的转动使模仁35至刀刃331的相对位移周期变化，先加工出多个与棱镜片20的第一长条状凸起207相对应的沿第一方向延伸的第一长条状凹槽3511，然后加工出多个与棱镜片20的第二长条状凸起209相对应的沿第二方向延伸的第二长条状凹槽(图未示)，从而制备出模仁35。

刀刃331切削模仁成型面351以形成多个沿第一方向延伸的第一长条状凹槽3511及多个沿第二方向延伸的第二长条状凹槽。相邻第一长条状凹槽3511及相邻第二长条状凹槽的间距为0.025毫米至1毫米。

下面以于模仁成型面351上加工出任意一个第一长条状凹槽3511为例说明模仁35的制备原理，加工时，刀刃331沿某一个M方向运动，同时，控制单元333控制凸轮3331转动，使载物台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点顶持载物台3333时，载物台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中心截面的轮廓为三角形且刀刃331不停地作旋转运动，对应形成的第一长条状凹槽3511也较深，且第一长条状凹槽3511开口较宽；当凸轮B点顶持载物台3333时，载物台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中心截面的轮廓为三角形且刀刃331不停地作旋转运动，对应形成的第一长条状凹槽3511也较浅，且第一长条状凹槽3511开口较窄。凸轮3331连续地转动，使载物台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，对应形成的第一长条状凹槽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。可以理解，刀刃331也可不用作旋转运动。同样，模仁35上与棱镜片20的多个第二长条状凸起209相对应的多个第二长条状凹槽的形成原理与此相同。

可以理解，可使载物台3333保持不动，直接由控制单元控制刀刃331的运动，使其插入模仁35的深度及宽度作周期变化，也可制备出表面具有多个第一长条状凹槽3511及多个第二长条状凹槽的模仁35。

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，只需在普通切削装置上增加一个控制单元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可以一次性制备而成，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20一体成型的第一、第二长条状凸起207、209，第一、第二长条状凸起207、209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的中心截面的轮廓还可为梯形。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梯形。当刀刃中心截面为梯形时，梯形两腰的夹角可为85度至95度。

可以理解，控制单元333还可更换为其它形式。请参见图7，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，载物台4333设置于该压电材料模块4331上。压电材料模块4331支撑载物台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，从而使载物台4333至刀刃的相对位移发生变化。当产生信号为周期信号时，载物台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，产生信号也可为非周期信号，这样，对应模仁上形成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，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

1.一种棱镜片，其特征在于：该棱镜片由一个透明本体构成，该透明本体的一个表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状凸起及多个沿第二方向延伸的第二长条状凸起，该多个第一长条状凸起与多个第二长条状凸起相交，且每个第一长条状凸起与第二长条状凸起的高度与宽度随着其延伸方向变化。

2.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：相邻第一长条状凸起的中心间距及相邻第二长条状凸起的中心间距为0.025毫米至1毫米。

3.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：每个第一长条状凸起及第二长条状凸起沿垂直于其延伸方向的截面呈V型，截面的顶角为85度至95度。

4.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：每个第一长条状凸起及第二长条状凸起沿垂直于其延伸方向的截面呈梯形，该梯形两腰的夹角为85度至95度。

5.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：该棱镜片的厚度为0.4毫米至4毫米。

6.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：该棱镜片由聚甲基丙烯酸甲酯、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以上的材料注塑成型而成。

7.一种棱镜片的制备方法，其包括：

提供一个切削装置，该切削装置包括一个刀刃、一个载物台及一个控制单元，该控制单元用于控制该刀刃与该载物台的相对位移；

将一个模仁放置于载物台上，通过控制单元的控制，在加工时，模仁与刀刃间的相对位移发生变化，使刀具在模仁的成型面上形成多个沿第一方向延伸的第一长条状凹槽及多个沿第二方向延伸的第二长条状凹槽，该第一长条状凹槽与第二长条状凹槽相交，该第一长条状凹槽及第二长条状凹槽的深度与宽度随着其延伸方向变化；及

采用该模仁成型棱镜片。

8.如权利要求7所述的棱镜片的制备方法，其特征在于：该控制单元包括至少一个凸轮，该载物台设置于该凸轮上，控制单元控制该凸轮转动使模仁与刀刃间的相对位移发生变化。

9.如权利要求7所述的棱镜片的制备方法，其特征在于：该控制单元包括一个压电材料模块与一个激发该压电材料模块的信号产生模块，该载物台设置于该压电材料模块上，信号产生模块产生信号激发该压电材料模块，使该压电材料模块的体积发生变化，而使模仁与刀刃间的相对位移发生变化。

10.一种液晶显示装置，其包括光源、扩散板、棱镜片及液晶面板，该扩散板、棱镜片及液晶面板依次设于该光源的上方，其特征在于：该棱镜片由一个透明本体构成，该透明本体的一个表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状凸起及多个沿第二方向延伸的第二长条状凸起，该多个第一长条状凸起与多个第二长条状凸起相交，且每个第一长条状凸起与第二长条状凸起的高度与宽度随着其延伸方向变化。