CN101661188B - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器，所述液晶显示器具有棱镜片。所述棱镜片包括基部和多个棱镜山。所述基部包括前表面和面对所述前表面的后表面。所述棱镜山与基部一体地形成在基部的后表面上。至少一个棱镜山包括多个光入射表面和一个反射表面。光入射表面接收光。反射表面与光入射表面中的一个相邻，用于反射光。棱镜山的形成在反射表面和与反射表面相邻的光入射表面之间的顶角在大约70°至大约100°的范围内。

Description

液晶显示器
本中请要求于2008年8月26日提交的第2008-83455号韩国专利申请的优先权，其内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器。更具体地说，本发明涉及一种具有棱镜片的液晶显示器，其能够表现高集光效率(light collection efficiency)。
背景技术
近来，随着例如移动电话、PDA(个人数字助理)、计算机和大尺寸电视机的各种电子设备已经被开发，对适用于所述电子设备的平板显示装置的需求也逐渐增加。
例如LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示面板)、FED(场发光显示器)、VFD(真空荧光显示器)、EPD(电泳显示器)等的平板显示装置已经被积极地研究。目前，在它们之中，LCD由于批量生产、简单的驱动方案和高质量图像而受到关注。
LCD是利用液晶的光学各向异性的显示设备，并且通过利用电场控制液晶的透光率来显示图像。
这种LCD包括用于显示图像的液晶显示面板。由于液晶显示面板是非发射装置，因此LCD另外需要用于将光供应到液晶显示面板的背光单元。
背光单元包括例如漫射片、棱镜片和保护片的光学片，以增加液晶面板的透光率。近来，漫射片或保护片已被从背光单元去除，以减少制造成本。但是，如果例如漫射片或保护片的光学片被从背光单元去除，则不仅根据从导光板输出的光的出射角的光的泄漏增加，而且视角会扩大并且亮度会减小。因此，需要能够通过增加亮度来提高集光效率同时不使视角变差的棱镜片的结构。
发明内容
因此，本发明提供一种液晶显示器，该液晶显示器能够根据从导光板输出的光的出射角通过减小光损失来增大集光效率，并且能够增加亮度而不使视角变差。
根据本发明的一方面，液晶显示器包括：液晶面板；光源，设置在液晶面板的下部的一侧，用于输出光；导光板，设置在光源的一侧，用于将光引导至液晶面板；以及至少一个棱镜片，设置在导光板的上方，以收集光。
所述棱镜片包括基部和多个棱镜山。所述基部包括前表面和面对所述前表面的后表面。所述棱镜山与基部一体地形成在基部的后表面上。棱镜山的反射率优选地在大约1.4至大约1.7的范围内。
所述棱镜山可沿着一个方向延伸，并且延伸方向可任意地改变。
每个棱镜山包括：多个光入射表面和一个反射表面。所述光入射表面用于接收光。所述反射表面与光入射表面相邻，用于反射光。所述棱镜山的形成在反射表面和与所述反射表面接近的光入射表面之间的顶角在大约70°至大约100°的范围内。
所述光入射表面可具有两个或多个平面。在具有两个或多个平面的情况下，所述光入射表面包括第一光入射表面和第二光入射表面。所述第一光入射表面可连接到第二光入射表面同时与所述第二光入射表面接触。此外，第一光入射表面可通过介于第一光入射表面和第二光入射表面之间的曲面连接到第二光入射表面。
假设在第一光入射表面和经过每个棱镜山的角点的垂直于所述前表面的直线之间形成的角为θx1，在第二光入射表面和经过每个棱镜山的角点的垂直于所述前表面的直线之间形成的角为θx2，并且在反射表面和经过每个棱镜山的角点的垂直于所述前表面的直线之间形成的角为θy，那么θx1＞θx2，并且θx1＞θy。在一个示例中，θx2大于或等于大约0°且小于大约50°，θy优选地在大约30°至大约34°的范围内。反射表面可为具有直线形轮廓的平面，或可为具有在大约30至∞的范围内的曲率的曲面。
棱镜山可具有多种高度。在一个示例中，棱镜山可具有彼此不同的至少两种高度。如果棱镜山具有彼此不同的至少两种高度，则棱镜山可彼此交替地布置。
棱镜山可具有彼此不同的两种顶角。具有两种顶角的棱镜山可彼此交替地布置。
基部可在其前表面设置随意排列的曲线图案，以具有不规则的波纹形状(corrugated shape)，或者基部可在其前表面设置沿着与形成在后表面上的棱镜山的图案的延伸方向不同的方向延伸的多个突起。所述突起可具有双凸透镜形状。
具有根据本发明的棱镜片的液晶显示器可根据出射角使光损失最小化，并且增大亮度同时确保足够的视角。当使用这种棱镜片时，与传统棱镜片一起使用的漫射片或保护片可被省略，从而从经济的角度看，所述棱镜片是有利的。
因此，本发明提供能够一种通过增大亮度来提高集光效率而不使视角变差的棱镜片，以及一种具有提高的亮度的高质量的液晶显示器。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示意性地显示根据本发明的实施例的LCD的分解透视图；
图2是显示根据本发明的第一实施例的棱镜片的截面图，并且是沿着图1的II-II′线截取的示图；
图3A至图3C是显示根据现有技术的棱镜山(prism mountain)的第一至第三结构的截面图，图3D是显示根据本发明实施例的棱镜山的第四结构的截面图；
图4A至图4E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°和大约45°时的基于下述棱镜片的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有根据传统技术的第一结构的等边三角形棱镜山；
图5A至图5E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°和大约45°时的基于下述棱镜片的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有根据传统技术的第二结构的三角形棱镜山；
图6A至图6E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°和大约45°时的基于下述棱镜片的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有与本发明的一个实施例相似的第三结构的棱镜山；
图7A至图7E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°或大约45°时的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有根据本发明的一个实施例的第四结构的棱镜山；
图8A至图8E是显示当不使用棱镜片时和当光已经过具有第一至第四结构的棱镜片时的光分布仿真的示图；
图9是显示图8A至图8E的光分布仿真的结果的曲线图；
图10是显示根据本发明的第二实施例的棱镜片的一部分的截面图；
图11是显示根据本发明的第三实施例的棱镜片的截面图；
图12是显示根据本发明的第四实施例的棱镜片的截面图；
图13是显示当光已经过包括具有单一角的棱镜山的棱镜片时的光分布仿真的结果的曲线图；
图14是显示曲线a、b、c、d的曲线图，其中，a和b代表针对包括具有大约31.3°或大约33.7°的单一角θy的棱镜山的棱镜片的光输出仿真；曲线c代表针对包括具有大约31.3°和大约33.7°的两种顶角(vertical angle)的棱镜山的棱镜片的光输出仿真；曲线d代表针对具有大约32°的顶角的棱镜片的光输出仿真；
图15是显示根据本发明的第五实施例的棱镜片的截面图；
图16是显示根据本发明的第六实施例的棱镜片的透视图；
图17是显示根据本发明的第七实施例的棱镜片的透视图；
图18是显示根据本发明的第八实施例的棱镜片的透视图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述根据本发明的实施例的液晶显示器。在以下描述中，使用荧光灯作为光源。例如，光源可使用设置在液晶面板的一侧的边缘照明型光源。但是，本发明不限于此，而是可包括例如发光二极管的各种光源。
应该理解，本发明不应被限于以下实施例，而是在本发明的精神和范围内，本领域技术人员可做出各种改变和修改。同时，为了清楚解释的目的，在附图中显示的元件可被简化或者放大。此外，相同的标号在整个附图中都被用于指代相同的元件。此外，为了解释方便，以液晶面板为基础，光输出的方向将被称作前部或上部，而反方向将被称作后部或下部。
图1是显示根据本发明的实施例的LCD 100的分解透视图。
如图1所示，LCD 100包括液晶面板120、模框130、棱镜片140、导光板150、光源160、反射片170以及上盖110和下盖180。液晶面板120形成图像。模框130支撑液晶面板120的边缘。棱镜片140被设置在模框130的下方。导光板150被设置在棱镜片140的下方。光源160被设置在导光板150的一侧。反射片170被设置在导光板150的下方。上盖110和下盖180彼此结合以将上述元件容纳在其中。
上盖110具有支撑液晶面板120的前表面的边缘的结构。上盖110包括暴露液晶面板120的显示区域的显示窗口。此外，在上盖110的侧表面设置有螺钉孔(未示出)，以与下盖180结合。
液晶面板120呈具有长边侧和短边侧的矩形形状。液晶面板120包括第一基底121、与第一基底121面对的第二基底122以及介于第一基底121和第二基底122之间的液晶(未示出)。第一基底和第二基底可分别包括薄膜晶体管和滤色器。在该情况下，第一基底和第二基底分别被称为薄膜晶体管基底和滤色器基底。
第一基底包括按照矩阵的形式彼此交错以限定像素的多条栅极线和数据线。在每个像素中，薄膜晶体管形成在靠近栅极线和数据线的交叉处。
虽然没有显示，但是连接到液晶面板120的薄膜晶体管的印刷电路板可被设置在液晶面板120的一侧。从印刷电路板传输的信号通过互连(interconnection)被传输到薄膜晶体管，并且薄膜晶体管根据所述信号将电压施加到像素，从而驱动液晶层。
模框130围绕液晶面板120的边缘设置。模框130基本具有四边形环的形式。模框130支撑液晶面板120和棱镜片140。如果需要的话，模块130可与棱镜片140隔开预定距离，以支撑棱镜片140。模块130与下盖180结合，以在其中容纳棱镜片140、导光板150和光源160。
棱镜片140介于液晶面板120和导光板150之间。棱镜片140沿着与液晶面板120的平坦面垂直的方向收集漫射的光，使得漫射的光垂直地入射到液晶面板120的后表面。此外，棱镜片140允许从中经过的光具有均匀的亮度分布。将在稍后描述根据本发明的实施例的棱镜片140。
如果需要的话，漫射片(未示出)可介于棱镜片140和导光板150之间。漫射片使沿着一个方向施加的光漫射，以提供均匀的光亮度分布。
导光板150被设置在液晶面板120的后表面下方，以将从光源160出射的光引导至液晶面板120的后表面。导光板150具有前表面和与前表面相对的后表面。前表面被称作出射表面，光从出射表面输出到液晶面板120，后表面被称作反面。光散射图案可形成在出射表面和反面中的至少一个上。多个光散射图案可按照各种形状形成。例如，光散射图案可具有沿着一个方向从出射表面或从反面延伸的棱镜山形状或双凸透镜形状(lenticular shape)。此外，具有半球形形状或椭圆形形状的光散射图案可被任意地布置。在一个示例中，优选地，虽然光散射图案可具有形成在导光板150的反面的多个棱镜山以同时获得光散射效率和光导效率，但是本发明不限于此。如果需要的话，光散射图案可具有各种形状。
因此，导光板150将从设置为与光入射表面相邻的光源160照射到光入射表面上的光转化为平面光，从而光被均匀地传播到液晶面板120上。
在一个示例中，导光板150具有矩形形状，所述矩形形状具有长边侧(例如，水平侧)和短边侧(例如，竖直侧)。
同时，根据另一实施例，导光板150可具有楔形形状，所述楔形形状的宽度从导光板150的一侧向着另一侧减小。
光源160被设置在导光板150的一侧，并且可包括CCFL(冷阴极荧光灯)、EEFL(外部电极荧光灯)或LED(发光二极管)。反射片170被设置在导光板150下方。反射片170反射从光源160经过导光板150向下输出到反射片170的光。
图2是显示根据本发明的第一实施例的棱镜片140的截面图，并且是沿着图1的II-II′线截取的示图。
如图2所示，根据本发明的实施例的棱镜片140包括基部141，所述基部141具有前表面141a和面对前表面141a的后表面141b。基部141的后表面141b设置有与基部141一体地形成的多个棱镜山142。
棱镜山142包括接收从光源160发射的光的光入射表面144和145以及反射通过光入射表面144和145接收的光的反射表面143。光入射表面144和145连接到彼此，从而与反射表面143邻近的光入射表面144连接到反射表面143，以形成棱镜山142的顶角或峰角。
参照图1，光源160位于液晶面板120的下部的一侧，从光源160发射的光沿全向(omni-directions)照射。同时，设置在光源160的一侧的导光板150引导从光源160发射的光，使得所述光的大部分前进到液晶面板120，即，沿着垂直于棱镜片140的后表面141b的方向前进到液晶面板120。但是，即使所述光经过导光板150，所述光的一部分也以关于后表面141b的锐角入射到棱镜片140的后表面141b上。假设从导光板150输出的光与垂直于导光板150的顶表面的直线之间的角被称作导光板150的“出射角”，则导光板150的出射角可能通常小于45°。
棱镜片140执行光收集功能，从而没有沿着垂直于棱镜片140的方向入射到棱镜片140上的光在光经过棱镜片140后的出射角大约为0°。已经从导光板150入射到棱镜片140上的光通过光入射表面144和145在棱镜山142的内部被接收，然后从反射表面143被反射以输出到棱镜片140的前表面141a。
优选地，棱镜片140由具有在大约1.4至大约1.7的范围内的折射率(n)的透明材料组成。此外，棱镜片140的棱镜山的间距可根据需要被不同地调整。优选地，棱镜片140的棱镜山的间距在大约30μm至大约100μm的范围内。更具体地说，在一个示例中，棱镜片140的间距为大约50μm。
虽然棱镜山142可沿着一个方向延伸，但是本发明不限于此。例如，棱镜山142可以是弯曲的。当棱镜山142沿着所述一个方向延伸时，棱镜山142的延伸方向可根据输出光的传播路径被不同地调整。优选地，棱镜山142沿着垂直于输出光的传播路径的方向设置。在这种情况下，光可通过光入射表面144和145尽可能地被供应到棱镜片140，从而可获得最高的集光效率。
光入射表面144和145包括多个平面，从而光可以以各种角度入射到棱镜片140上。虽然附图示出了棱镜片140具有两个平面的光入射表面，但是本发明不限于此。如果需要的话，则棱镜片140可具有至少三个平面的光入射表面。形成光入射表面144和145的平面彼此相邻，并且相邻的光入射表面144和145的端部彼此相连。
以下，当光入射表面144和145包括两个平面时，最接近反射表面143的平面将被称作第一光入射表面144，而与反射表面143隔开并与第一光入射表面144相邻的平面将被称作第二光入射表面145。
在根据本发明的实施例的棱镜片140中，在第一光入射表面144和第二光入射表面145之间形成的角以及第一光入射表面144和反射表面143之间形成的角需要被优化，从而光可基本无损地沿着前进方向输出。
以下，穿过棱镜山142的角点(angular point)的垂直于前表面141a的直线将被称作“垂直直线”。假设在第一光入射表面144和垂直直线之间形成的角为θx1、在第二光入射表面145和垂直直线之间形成的角为θx2、在反射表面143和垂直直线之间形成的角为θy，则角θx1大于角θx2。这代表第一光入射表面144和第二光入射表面145可以不是单个平面，而是向外突出。
在第一光入射表面144和基部141的前表面141a之间形成的角小于在第二光入射表面145和基部141的前表面141a之间形成的角，从而第一光入射表面144可以以较大的出射角收集从导光板150输出的光，而第二光入射表面145以较小的出射角收集从导光板150输出的光。因此，当与使用单个平面的光入射表面相比，根据本发明，可收集以多个角度输出的光，同时使光损失最小化。
在这种情况下，在第一光入射表面144和反射表面143之间的角(θx1+θy)，即，顶角优选地在大约70°至大约100°的范围内。换句话说，角θx1和θy的和在大约70°至大约100°的范围内。详细地说，当采用折射率为大约1.4至大约1.7的棱镜片140时，顶角变为允许光通过第一光入射表面144和第二光入射表面145入射并从反射表面143反射以通过棱镜片140的前表面141a输出同时使光损失最小化的最优角。如果在第一光入射表面144和反射表面143之间顶角小于大约70°或大于大约100°，则光损失会增大。
角θx1和θy的和可具有在大约70°至大约100°的范围内的任何值。在这种情况下，优选地，角θx1大于角θy(即，θx1＞θy)，并且优选地，角θy在大约30°至大约34°的范围内。如果棱镜片140的棱镜山142的角θy具有唯一值，则更加优选地，角θy为大约31.5°。角θx1可根据角θy而改变，并且在一个示例中，角θx1可在大约36°至大约70°的范围内。
角θy对应于能够反射入射到棱镜山142中的光然后将尽可能多的光输出到棱镜片140的基部141的前表面141a的角，并且对应于能够收集光使得输出到前表面141a的光具有大约为0°的出射角的角。如果角θy不在合适的范围内，则输出的光的出射角改变+90°或-90°。以下，将参照图13描述示例性结果。如果θy不对应于上述角度范围，则入射到第一光入射表面144和第二光入射表面145上并在被反射表面143反射的同时输出到前表面141a的光的量减少，并且在折射通过反射表面143的同时在棱镜片140下方输出到棱镜山142之外的光的量增加。
在这种情况下，优选地，第二光入射表面145和垂直直线之间的角θx2优选地大于或等于大约0°并且小于大约50°。更加优选地，角θx2在5°至10°的范围内。这有助于收集来自导光板150的具有小出射角的光(例如，具有在大约30°至大约70°范围内的出射角的光)。
图4A至图7E是显示仿真根据传统技术和根据本发明的实施例的根据来自导光板150的光的出射角的集光效率的照片。图4A至图7E的棱镜山的形状在图3A至图3D中显示，并且使用的棱镜片的所有棱镜山具有大约50μm的间距。为了便于解释，图3A至图3D显示除了棱镜片的基部之外的仅一个棱镜山。但是，应该知道，棱镜片实际上包括多个棱镜山。以下，为了解释的目的，图3A至图3D显示的棱镜山的形状将被分别指定为第一至第四结构。
在第一结构中，假设光入射表面和垂直于棱镜片的前表面的经过棱镜山的角点的直线之间的角为θx，并且在反射表面和垂直于棱镜片的前表面的经过棱镜山的角点的直线之间的角为θy，则角θx为大约32.8°，角θy为大约34°。
图4A至图4E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°和大约45°时的基于下述棱镜片的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有根据传统技术的第一结构的等边三角形棱镜山。
在第二结构中，假设光入射表面和垂直于棱镜片的前表面的经过棱镜山的角点的直线之间的角为θx，并且在反射表面和垂直于棱镜片的前表面的经过棱镜山的角点的直线之间的角为θy，则角θx为大约10°，角θy为大约34°。
图5A至图5E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°和大约45°时的基于下述棱镜片的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有根据传统技术的第二结构的三角形棱镜山。
在第三结构中，假设光入射表面和垂直于棱镜片的前表面的经过棱镜山的角点的直线之间的角为θx，并且在反射表面和垂直于棱镜片的前表面的经过棱镜山的角点的直线之间的角为θy，则角θx为大约50°，角θy为大约31.5°。
图6A至图6E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°和大约45°时的基于下述棱镜片的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有与本发明的实施例相似的第三结构的棱镜山。如图6A至图6E所示，采用单个光入射表面。
在第四结构中，根据本发明第一实施例的棱镜山具有大约81.5°的角。详细地说，棱镜山的角θx1为大约50°，角θy为大约31.5°，角θx2为大约10°。
图7A至图7E是显示当光从导光板的出射角分别为大约85°、大约74°、大约65°、大约55°或大约45°时的基于下述棱镜片的集光效率仿真的照片，所述棱镜片具有具有根据本发明的一个实施例的第四结构的棱镜山。
参照图4A至图5E，当通过利用具有代表传统棱镜片的结构的第一结构或第二结构的棱镜山收集光时，并且当来自导光板的光的出射角变得小于或等于大约60°时，光的一部分沿着棱镜片的后表面方向输出而不是输出到棱镜片的前表面。因此，会导致光损失。如图4A至图4E所示，当来自导光板的光的出射角为大约55°或大约45°时，观察到经过棱镜片向下输出的光。如图5E所示，当来自导光板的光的出射角为大约45°时，观察到经过棱镜片向下输出的光。
此外，参照显示第三结构的图6A至图6E，当来自导光板的光的出射角小于或等于大约65°时，经过棱镜片向下输出的大量的光被检测到，从而可观察到光损失。这是因为光入射表面关于垂直于后表面以及经过棱镜山的角点的直线的角度为大约50°，从而来自导光板的具有小出射角的光不能被有效地收集。
相反，参照显示根据本发明第一实施例的第四结构的仿真结果的图7A至图7E，对于所有角度，很少存在经过棱镜片140向下输出的光。因此，很少发生光损失。这是因为具有不同角度的第一光入射表面144和第二光入射表面145被形成以收集来自导光板150的不同角度的所有光。
图8A至图8E是显示当不使用棱镜片时和当光已经过具有第一至第四结构的棱镜片时的光分布仿真的示图。图8A至图8E中显示的光分布仿真的结果通过图9的曲线图被显示。光分布仿真根据在-90°(左)至+90°(右)的范围内的角度利用各种灰度级显示了光的强度。
参照图8A至图8E以及图9，图8A显示了当不使用棱镜片时的光分布仿真，并展示了光的大部分沿着+90°的方向输出。相反，图8B至图8D显示了光在光分布仿真的中心输出，即，沿着大约0°的方向输出，并表现出光在强度上展现出的细微差别。如图9所示，水平轴代表从导光板输出的光的角度，竖直轴代表光的相对亮度比。
参照图9，当不使用棱镜片时，出射角为大约60°或更大的光的强度相对地很高。应该注意到，出射角为基本90°的光的强度实际上很高。随着出射角逐渐增大，关于液晶面板的后表面的入射角减小，从而亮度减小。
相反，当使用具有第一至第四结构的棱镜片时，来自导光板的具有大约为0°的出射角的光的强度由于棱镜片的集光效率而增大。
假设不使用棱镜片时的亮度为100.0％，则当与具有第一至第四结构的棱镜片比较亮度水平时，具有第一结构至第四结构的棱镜片分别具有100.0％、102.6％、100.3％和120.7％的亮度。换句话说，当与根据相关技术的具有第一和第二结构的棱镜片相比或者与具有一个光入射表面的具有第三结构的棱镜片(与本发明的棱镜片相似)相比时，根据本发明的第一实施例的亮度增加了大约20％。
此外，通过将图13的曲线转变为正常分布(normal distribution)的曲线而获得的半强度角(half-intensity angle)在第一结构中为大约20°、在第二结构中为大约34°、在第三结构中为大约18°、在第四结构中为大约20°。半强度角代表出射角的50％。因此，第一至第四结构的光可产生相似的视角(viewing angle)。
换句话说，具有根据本实施例的第四结构的棱镜片具有与具有传统结构的棱镜片的半强度角相等的半强度角。因此，即使根据本实施例的棱镜片具有与传统棱镜片的半强度角相等的半强度角，亮度也增加大约20％。
如上所述，根据本发明的实施例的棱镜片最小化根据出射角的光损失，充分地确保了视角并增大了亮度。因此，当使用这种根据本发明的实施例的棱镜片时，与传统棱镜片一起使用的漫射片或保护片被去除，从而根据本发明的实施例的棱镜片至少在成本方面是有利的。
与具有小顶角范围的传统的棱镜片相比，具有上述顶角范围的棱镜片在制造工艺中提高了产量。当棱镜片被制造时，在具有与棱镜片的棱镜山对应的雕刻部分的压板被设置在棱镜片材料上并被压迫之后，压板与成型后的结构分离。因此，如果顶角扩大，则由于棱镜片的图案，棱镜片可容易地与压板分离，并且减小了对棱镜山的顶角的任何损坏。
以下，将描述本发明的各种其它实施例，并且仅描述这些实施例具有的与第一实施例的特征不同的特征的部分，以避免冗余。
图10是显示根据本发明的第二实施例的棱镜片的一部分的截面图。为了解释方便，虽然通常设置有基部，但是省略棱镜片的基部，而仅在图10中显示一个棱镜山。
根据本发明的第二实施例的棱镜片包括连接到反射表面243的第一光入射表面244和第二光入射表面245。第一光入射表面244和第二光入射表面245包括平面，并且在它们之间介入曲面246。
曲面246的两个相对端部被连接到第一光入射表面244的一端以及第二光入射表面245的一端，从而两个光入射表面244和245彼此连接。因此，具有各种角度的并且没有入射到第一光入射表面244和第二光入射表面245上的光另外通过曲面246入射到棱镜片上。具体地说，由于具有关于第一光入射表面244和第二光入射表面245的阈值角或更大的角的一部分光通过曲面246入射，可尽可能地降低光损失。
图11是显示根据本发明的第三实施例的棱镜片的截面图。
根据本发明的第三实施例的棱镜片具有反射表面343，反射表面343具有曲面。反射表面343具有在大约30至∞的范围的曲率。与具有平面的反射表面相比，具有曲面的反射表面343可反射各种角度的光。因此，减少了被折射并透射而不是从反射表面343反射的光的量，从而提高了集光效率。与第二实施例相似，根据本实施例，第一光入射表面344和第二光入射表面345具有平面，并且第一光入射表面344和第二光入射表面345彼此相邻，同时曲面346介于它们之间。但是，与第一实施例相似，第一光入射表面344可不用曲面346而直接连接到第二光入射表面345。
根据另一实施例，使用各种棱镜片，从而其多个棱镜山具有两种或更多种形成在反射表面和与反射表面相邻的光入射表面之间的顶角。
图12是显示根据本发明的第四实施例的包括具有两种不同的顶角并且交替排列的多个棱镜山的棱镜片的截面图。如图12所示，根据本实施例，棱镜山的顶角具有彼此不同的角θ1和θ2。虽然图12显示了具有不同顶角的棱镜山交替地排列，但是本发明不限于此。如果需要的话，棱镜山可具有多于两种不同的顶角，并且可按照各种配置重复地布置或者任意布置。
包括具有不同顶角的棱镜山的棱镜片的半强度角大于包括具有单一角的棱镜山的棱镜片，所以可改善视角。
图13是显示已经过包括具有单一角的棱镜山的棱镜片的光的光分布仿真的结果的曲线图。曲线图的水平轴代表从导光板输出的光的出射角，曲线图的竖直轴代表光的相对强度。在这种情况下，通过在棱镜山中将角θx1和角θx2分别固定在大约50°和大约10°，并且将角θy改变为30.0°、31.3°、32.0°、33.7°或34.0°而获得相对强度。如上所述，当角θy改变时，输出到棱镜片的前表面的光的角度改变。随着θy增大，光的角从-90°接近+90°。但是，如图13所示，具有单一顶角的棱镜片的半强度角为大约13°，而这个大约13°的半强度角可小于使用液晶面板所需的21°的半强度角。
因此，根据本发明，可通过结合两种或更多不同的顶角来改善视角。图14是显示曲线a、b、c、d的曲线图，其中，a和b代表针对包括具有大约31.3°或大约33.7°的单一顶角(θy)的棱镜山的棱镜片的光输出仿真；曲线c代表针对包括具有大约31.3°和大约33.7°的两种顶角的棱镜山的棱镜片的光输出仿真。曲线c代表具有大约31.3°和大约33.7°的两种顶角的棱镜山彼此以1∶1的比例交替布置的情况。例如，曲线d代表针对具有大约32°的单一顶角的棱镜片的光输出仿真。
如图14所示，在针对交替地具有两种顶角的棱镜山的曲线c中，半强度角为17°或更大，从而视角可被改善。
棱镜山的顶角通过上述方法被调整，从而整个出射角分布被调整为期望的形式，从而视角可被改善。
图15是显示根据本发明的第五实施例的棱镜片的截面图。根据本发明的第五实施例，棱镜山具有两种或更多不同的高度。棱镜山的高度被任意地调整。换句话说棱镜山的高度可具有重复的值或任意值。
根据本实施例，如图15所示，棱镜山被制造为具有不同高度，从而棱镜片与设置在棱镜山的下部的导光板150均匀地接触，以增大光的均匀度。否则，当棱镜山具有单一高度时，棱镜山的一部分可贴在导光板150上，这会减小在导光板150和棱镜片之间的光的均匀度。
图16是显示根据本发明的第六实施例的棱镜片的透视图。根据本发明的第六实施例，曲线图案447被任意地布置在棱镜片的前表面440上并且呈现不规则的凹凸形状。曲线图案447将经过棱镜片的光的散射度控制在一定范围内。
在根据本发明的第六实施例的棱镜片中，沿着不同于棱镜山的延伸方向的方向延伸的多个突起被另外地布置在基部的前表面440上。
图17是显示根据本发明的第七实施例的包括设置在前表面540的具有沿着与棱镜山的延伸方向相反的方向延伸的突起547的基部的棱镜片的透视图。突起547可从棱镜片的前表面540沿着与形成在棱镜片的后表面上的棱镜山的延伸方向不同的方向延伸。从棱镜片的前表面540延伸的突起547可具有例如三角形或矩形的多角形形状的轮廓。此外，突起547可被构造为具有圆形或椭圆形的一部分。例如，突起547可具有双凸透镜形。所述双凸透镜形的延伸方向可垂直于棱镜山的布置方向。此外，除双凸透镜形之外，突起547还可具有例如三角形轮廓或者矩形轮廓的多角形轮廓。
棱镜片可具有双凸透镜形的突起，从而所述突起将经过棱镜片的光的散射度控制在一定范围内。
此外，可按照具有球形形状或椭圆形形状的多个浮雕图案形成所述突起547。所述浮雕图案可均匀地或任意地形成。
图18是显示根据本发明的第八实施例的棱镜片640的透视图，所述棱镜片640具有任意排列的半球形浮雕图案647。参照图18，所述半球形图案647任意地布置在棱镜片640的基部的前表面上。
虽然已经描述了本发明的实施例，但是应该理解，本发明不应限于这些实施例，而是在本发明的精神和范围中，本领域普通技术人员可做出各种改变和修改。

Claims (8)

1.一种液晶显示器，包括：
液晶面板；
光源，设置在液晶面板的下方的一侧，用于输出光；
导光板，设置在光源的一侧，用于将光引导至液晶面板；
至少一个棱镜片，设置在导光板的上方，以收集光，
所述棱镜片包括：
基部，包括前表面和面对所述前表面的后表面；
多个棱镜山，与基部一体地形成在基部的后表面上，
其中，所述多个棱镜山中的每一个包括：
多个光入射表面，用于接收光；
反射表面，与所述多个光入射表面中的一个相邻，用于反射光，
其中，所述多个棱镜山中的至少一个棱镜山包括第一光入射表面和第二光入射表面，在第一光入射表面和经过每个棱镜山的角点的垂直于所述前表面的直线之间形成的角为θx1，在第二光入射表面和经过每个棱镜山的角点的垂直于所述前表面的直线之间形成的角为θx2，θx1的范围为36°到70°，θx2的范围为5°到10°。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述多个棱镜山沿着一个方向延伸。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，第一光入射表面通过介于第一光入射表面和第二光入射表面之间的曲面连接到第二光入射表面。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，在反射表面和经过每个棱镜山的角点的垂直于所述前表面的直线之间形成的角为θy，θx1＞θx2，并且θx1＞θy。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中，θy在30°至34°的范围内。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，每个棱镜山具有在1.4至1.7的范围内的折射率。
7.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述多个棱镜山具有彼此不同的至少两种高度。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述多个棱镜山具有彼此不同的至少两种顶角。
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