CN101529280A

CN101529280A - 棱镜片和液晶显示装置

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Publication number: CN101529280A
Application number: CNA2007800388161A
Authority: CN
Inventors: 寺川大辅
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: EP2081059B1; JP4880697B2; EP2081059A4; US8436960B2; US20100066942A1; EP2081059A1; JPWO2008056473A1; CN101529280B; WO2008056473A1

Abstract

为了提供一种既能确保棱镜片的聚光性又具备防损伤功能的棱镜片和使用该棱镜片的液晶显示装置，在具备射入来自光源的光的第一主面和射入的光射出的第二主面并在上述第二主面上并列形成有多个截面为三角形的第一棱镜列6a的棱镜片6中，在上述第二主面上形成有多个第二棱镜列6b，所述第二棱镜列6b的顶部比上述第一棱镜列6a的顶部高，并且，上述第二棱镜列6b的顶部具有圆度。

Description

棱镜片和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及棱镜片和使用棱镜片的液晶显示装置。

背景技术

图12是表示以往的液晶显示装置1的截面图。直下型液晶显示装置1由照明装置2和液晶面板3构成，照明装置2被配置在液晶面板3的背后。在此，照明装置并列配置有多个线状光源4，在液晶面板3和照明装置2之间配置有包括棱镜片6的光学片7和扩散板8。在这种液晶显示装置1中，从线状光源4射出的光通过扩散板8、光学片7到达液晶面板3。

在此，光学片7由扩散片5、棱镜片6、透镜片、偏光胶片等各种片构成，覆盖扩散板8的主面。图13是将这些多个片层叠而成的光学片中的扩散片5和棱镜片6的一部分分解表示的立体图。如图13所示，为了提高液晶面板3的正面亮度而用棱镜片6将来自线状光源4的光向液晶面板3的方向聚光，并在朝向液晶面板侧的主面上形成棱镜面。该微小的棱镜面由以固定间距形成的、截面为三角形的第一棱镜列6a构成。

图14是表示图13的棱镜片6和扩散片5重叠的状态的截面图，如图14所示，在将多个片层叠构成光学片的情况下，棱镜片6表面的第一棱镜列6a的顶部前端与相邻的扩散片5的主面抵接。在此，当对该光学片施加外力时，有时第一棱镜列6a的顶部前端会与扩散片5的主面发生擦伤。而且，在从显示装置的视听面方向观看的情况下，这种损伤会造成液晶显示装置的质量问题。

因此，以往为了解决这种问题，提出了不使上述棱镜列顶部形成尖锐形状而形成平缓的曲面的方法(参照专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开2004-110025号公报

专利文献2：日本特开2005-317435号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在为了防止对该棱镜列造成损伤而使上述棱镜列顶部的半径变大、使该顶部的形状形成平缓曲面的情况下，会使棱镜透镜的聚光性降低，无法充分发挥原有的棱镜功能。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种既确保棱镜片的聚光性又具备防止损伤功能的棱镜片和使用该棱镜片的液晶显示装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的第一方面的棱镜片具备射入来自光源的光的第一主面和上述射入的光射出的第二主面，在上述第二主面上并列形成有多个截面为三角形的第一棱镜列，该棱镜片的特征在于：在上述第二主面中形成有多个第二棱镜列，上述第二棱镜列的顶部高于上述第一棱镜列的顶部，并且在上述第二棱镜列的顶部具有圆度。

根据这种结构，在并列形成有多个截面为三角形的第一棱镜列的第二主面上设置多个第二棱镜列，该第二棱镜列的顶部高于该第一棱镜列且该第二棱镜列的顶部的形状具有圆度，在将如此设置的棱镜片与其他多个片重叠使用的情况下，第二棱镜列的顶部位于比第一棱镜列的顶部高的位置，因此该第二棱镜列的顶部与重叠的片的主面抵接并支撑该片。由此，通常第一棱镜列的顶部不与相邻的片的主面抵接，能够防止顶部与相邻的片擦伤。因此，能够使第一棱镜列的顶部形成尖锐形状，确保该棱镜列的聚光性。

另外，通过使第二棱镜列顶部的截面形状具备圆度，虽然第二棱镜列的聚光性比第一棱镜列低，但是能够稳定支撑重叠的片，能够防止第二棱镜列顶部自身的擦伤。

另外，本发明的特征在于，在上述结构的棱镜片中，上述第二棱镜列的顶部的截面形状的半径大于等于3μm。

根据该结构，通过使第二棱镜列顶部半径大于等于3μm来形成第二棱镜列，既能够稳定支撑相邻的片，又能确保第二棱镜列自身的聚光性。

另外，本发明的特征在于，在上述结构的棱镜片中，在上述第二棱镜列中形成多个顶部较低的凹部，该凹部的顶部截面形状是尖锐形状。

根据该结构，在第二棱镜列中形成多个顶部较低的凹部，该凹部的截面形状是尖锐形状，由此能够在第二棱镜列中设置具有较高聚光性的区域，能够提高棱镜片整体的聚光性。另外，在第二棱镜列中，该尖锐形状部分所占的比例越大，棱镜片整体的亮度增加效果越高。因此，用凹部来形成构成第二棱镜列的大部分，并留下几处凹部以外的区域，由此既能够确保棱镜片提高亮度的效果，又能够稳定支撑重叠的片。此外，通过第二棱镜列中凹部以外的部分来支撑重叠到棱镜片的第二主面侧的片，因此能够防止第一棱镜列和凹部的顶部的擦伤。

另外，本发明的特征在于，在上述结构的棱镜片中，上述第二棱镜列中的上述凹部以外的部分在上述第二主面的平面视图中被随机配置。

根据该结构，将第二棱镜列中的凹部以外的部分随机配置在上述第二主面的平面视图中，由此即使在棱镜片大型化的情况下，也能够用上述第二棱镜列中凹部以外的部分来稳定地支撑重叠到第二主面侧的光学片整体，并能够防止凹部和第一棱镜列顶部的损伤。另外，在凹部中可以确保一定的棱镜片整体的聚光性。

另外，本发明是一种液晶显示装置，其特征在于，具备：上述结构的棱镜片；光源，其被配置为可以对上述棱镜片的上述第一主面照射光；以及液晶面板，其被配置在上述第二主面那侧，对从上述光源射出并通过上述光学部件的光进行控制。

根据这种结构，通过将上述棱镜片用作光学片的一部分来构成液晶显示装置，既能够确保一定的聚光性，又能防止棱镜片的损伤，实现装置的大型化。

发明的效果

根据本发明，能够容易地得到既确保棱镜片的聚光性又具备防止损伤功能的棱镜片和使用该棱镜片的液晶显示装置。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的液晶显示装置的分解立体图。

图2是表示构成图1示出的本发明的第一实施方式的液晶显示装置的棱镜片的一部分的立体图。

图3是沿着图2的X-X’线的截面图。

图4是表示构成图1示出的本发明的第一实施方式的液晶显示装置的棱镜片和扩散片的一部分的立体图。

图5是沿着图4的X-X’线的截面图。

图6是表示构成本发明的第二实施方式的液晶显示装置的棱镜片的一部分的立体图。

图7是沿着图6的X-X’线的截面图。

图8是沿着图6的Y-Y’线的截面图。

图9是放大表示构成图6示出的棱镜片的第二棱镜列的一部分的立体图。

图10是放大表示本发明的第二实施方式的变形例的第二棱镜列的一部分的立体图。

图11是本发明的第二实施方式的变形例的棱镜片的平面图。

图12是以往的液晶显示装置的分解截面图。

图13是表示构成以往的液晶显示装置的棱镜片和扩散片的一部分的分解立体图。

图14是表示构成以往的液晶显示装置的棱镜片和扩散片的一部分的截面图。

附图标记说明：

1：液晶显示装置；2：照明装置；3：液晶面板(光控制部件)；4：线状光源；5：扩散片；6：棱镜片；6a：第一棱镜列；6b：第二棱镜列；6c：凹部；6d：凸部；7：光学片：8：扩散板；9：显示装置框；10：灯箱；11：灯架；12：照明装置框。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施方式。本发明是一种聚光性、防损伤性良好的棱镜片和使用该棱镜片的液晶显示装置。利用附图等来详细说明其结构。此外，对与现有例的图12～图14相同的部分附加相同的附图标记。

第一实施例

图1表示用于说明本实施方式的液晶显示装置的分解立体图。液晶显示装置1包括照明装置2、液晶面板(光控制部件)3以及显示装置框9。另外，照明装置2由线状光源4、灯箱10、反射片(未图示)以及灯架11构成，树脂制成的扩散板8、光学片7以及照明装置框12被配置在液晶面板3和照明装置2之间。

另外，驱动装置(未图示)连接到液晶面板3和线状光源4，对液晶面板3和线状光源4进行驱动控制。在此，驱动装置是用于进行上述驱动控制的电路、装置等的总称。另外，液晶面板3是在对置基板间封入液晶而成的。

在液晶显示装置1中，从光源4射出的光通过扩散板8和光学片7照射到液晶面板3，通过液晶面板3的各像素(或各单元)控制光强度(灰度)或着色。即，液晶面板3对从光源4射出并通过扩散板8和光学片7的光进行光强度、颜色等的控制，作成显示光。

另外，除了冷阴极管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)以外，还可以使用发光二极管(LED：Light Emitting Diode)、热阴极管(HCFL：Hot Cathode Fluorescent Lamp)、外部电极荧光管(EEFL：External Electrode Fluorescent Lamp)、氙管等作为光源4。

另外，扩散板8是由丙烯酸树脂(PMMA)、甲基丙烯酸酯-苯乙烯(MS)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(COP，例如日本ZEON株式会社的商品“ゼオノア(注册商标)”)等树脂制成的平板部件。扩散板8发挥使来自灯组的光扩散的作用，并且在扩散板8上配置有光学片7。

另外，光学片7由例如扩散片5、棱镜片6、透镜片等各种光学片中的1张或几张构成。此外，构成光学片7的各种光学片的张数不限于图示的3张。另外，在光学片中也可以包括多张同种光学片(例如扩散片)。下面，如图1所示将扩散片5重叠在棱镜片6的上方，但是对于配置在棱镜片6的上方的片的种类没有限制。

另外，这些光学片7由照明装置框12和灯箱10夹持边缘部，例如通过螺丝(未图示)固定在照明装置2上。

图2是表示多个光学片7中、本实施方式涉及的棱镜片6的立体图，图3是图2的X-X’截面图。

棱镜片6是由丙烯酸树脂(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等树脂制成的片部件，在表面交替设置细小的沟线和棱线，形成截面为三角形的第一棱镜列6a。另外，按照规定的比例设置有第二棱镜列6b，该第二棱镜列6b与第一棱镜列6a并列，顶部比该第一棱镜列6a的顶部高，并且该第二棱镜列6b的顶部的形状具有圆度。

在此，为了提高液晶面板3的正面亮度，第一棱镜列6a将来自线状光源4的光向液晶面板3的方向聚光，在第一棱镜列6a的顶部形成尖锐形状，棱镜的斜面范围越大其聚光性越高，液晶面板3的亮度越高。另一方面，第二棱镜列6b用与第一棱镜列6a相同材料的树脂形成，顶部位于比第一棱镜列6a的顶部更高的位置。因此，当将片重叠在棱镜面上的情况下，第二棱镜列6b的顶部与片主面抵接。此时，第二棱镜列6b的顶部的截面形状具有圆度，能够稳定支撑片主面，并且，虽然聚光性降低但还具有棱镜的功能。另外，利用该圆度也能确保第二棱镜列6b自身的抗擦伤性。

另外，图4是表示将扩散片5重叠在上述棱镜片6的形成有第一棱镜列6a的主面上的状态的立体图，图5是图4的X-X’截面图。扩散片5的主面由第二棱镜列6b的顶部支撑，第一棱镜列6a的顶部位于比第二棱镜列6b的顶部低的位置，因此扩散片5的主面不与第一棱镜列6a顶部抵接。由此，即使在第一棱镜列6a的顶部形成尖锐形状的情况下也能防止第一棱镜列6a顶部的损伤。

在此，第一棱镜列6a和第二棱镜列6b顶部的形状需要根据光学片的材料和尺寸进行适时调整，在由聚碳酸酯形成的棱镜片6中，在使第一棱镜列6a的顶部形状为顶部半径小于等于1μm、第二棱镜列6的顶部形状为顶部半径大于等于3μm的情况下，能够充分确保聚光性并且得到一定的抗损伤性。

另外，第一棱镜列6a和第二棱镜列6b的间距并不需要一定相同，在图2～图5中为了说明方便，第一棱镜列6a和第二棱镜列6b的结构比例为2比1，但不限于此。由于其形状的关系，第二棱镜列6b的聚光性比第一棱镜列6a的聚光性低，因此第一棱镜列6a所占的比例越大，棱镜片整体的亮度提高效果越好。另外，第二棱镜列6b的结构比例降低，棱镜片6的聚光性能会提高，但是无法稳定支撑重叠在棱镜面上的光学片。因此，需要考虑到棱镜片的材料和整体的尺寸来决定第二棱镜列6b的结构。

第二实施例

本实施方式的液晶显示装置与第一实施例的图1所示结构同样，也包括照明装置2、液晶面板(光控制部件)3以及显示装置框9。另外，照明装置2由线状光源4、灯箱10、反射片(未图示)以及灯架11构成，树脂制成的扩散板8、光学片7以及照明装置框12被配置在液晶面板3和照明装置2之间。

根据该结构，从光源4射出的光经过扩散板8和光学片7照射到液晶面板3，通过液晶面板3的各像素(或各单元)米控制光强度(灰度)或着色。即，液晶面板3对从光源4射出并通过扩散板8和光学片7的光进行光强度、颜色等的控制，作成显示光。

另外，液晶面板3、线状光源4、扩散板8与第一实施例所示的结构相同，由此得到的效果也相同。

接着，说明本实施方式的棱镜片6。图6是放大表示本实施方式的棱镜片6的一部分的立体图，图7是图6中的X-X’处的棱镜片6的截面图，图8是图6中的Y-Y’处的棱镜片6的截面图。另外，图9是仅对图6中的第二棱镜列6b进行放大表示的立体图，图10是图9的第二棱镜列6b的变形例。

如图6～图9所示，第二棱镜列6b构成为凹部6c与凸部6d交替相连。在此，凹部6c的顶部的截面形状为尖锐形状，顶部位于较低的位置，凸部6d的顶部的截面形状具有圆度，顶部位于较高的位置。下面设第二棱镜列6b中的凹部6c以外的部分是凸部6d。

根据该结构，该第二棱镜列6b的棱线产生高低差，当将片重叠在棱镜面上时，通过凸部6d来支撑该片的整体。另外，凹部6c的顶部与第一棱镜列6a同样地不与重叠的片的主面抵接，因此即使将顶部形成尖锐形状也能防止损伤。

另外，在图6中为了方便说明，凸部6a以固定间隔紧密设置，但是也可以尽可能减少第二棱镜列6b中的凸部6d的比例，使凹部6c的比例增加，由此能够增加顶部为尖锐形状的区域，提高棱镜片6整体的增加亮度效果。另外，如图9所示，凸部6d和凹部6c的边界形成为平缓的曲面。在此，在凸部6d与凹部6c的边界形成台阶的情况下，该台阶部分会光学地发亮而可见，因此造成显示装置的质量降低。因此，该边界部、特别是棱镜列的斜面必须形成平缓的曲面。

此外，凹部6c和凸部6d的间距并不需要相同，如图10所示，也可以使凹部6c和凸部6d的间距改变，使形成第二棱镜列6b的沟线形成波浪状。

另外，优选凸部6d能够均匀地支撑重合的片整体，并且，当连接凸部6d的线为直线时有可能会与液晶模块的品格产生干涉斑纹。图11是本实施方式的棱镜片6的变形例，如图11所示，也可以在棱镜片6的第二主面的平面视图中随机配置凸部6d来形成棱镜片。此外，在图11中没有示出第一棱镜列6a和凹部6c，而凸部6d随机配置，因此第一棱镜列6a和第二棱镜列6b既可以蛇形排列，也可以改变凹部6c和凸部6d的间距来形成。

此外，本发明不受上述各实施方式的限制，可以进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术方案适当组合得到的实施方式也包含在本发明的技术范围中。

工业上的可利用性

本发明能够用于大型的液晶显示装置。

Claims

1.一种棱镜片，具备射入来自光源的光的第一主面和上述射入的光射出的第二主面，在上述第二主面上并列形成多个截面为三角形的第一棱镜列，该棱镜片的特征在于：

在上述第二主面中形成有多个第二棱镜列，所述第二棱镜列的顶部高于上述第一棱镜列的顶部，并且所述第二棱镜列的顶部具有圆度。

2.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：

上述第二棱镜列的顶部的截面形状的半径大于等于3μm。

3.根据权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于：

在上述第二棱镜列中形成多个顶部较低的凹部，该凹部的顶部截面形状为尖锐形状。

4.根据权利要求3所述的棱镜片，其特征在于：

上述第二棱镜列中的上述凹部以外的部分在上述第二主面的平面视图中是随机配置的。

5.一种液晶显示装置，其特征在于，具备：

权利要求1～4中任一项所述的棱镜片；

光源，其被配置为可以对上述棱镜片的上述第一主面照射光；以及

液晶面板，其被配置在上述第二主面那侧，对从上述光源射出并透过上述光学部件的光进行控制。