CN102207566A - 棱镜片、具备上述棱镜片的背光模组及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学片，尤其涉及作为构成光学片的核心器件，可提供优秀的照度的棱镜片及具备上述棱镜片的背光模组及液晶显示装置。其中棱镜片包括，基材薄膜；棱镜层，在所述基材薄膜上具有多个棱镜；涂层，在与所述棱镜层表面接触的同时，根据所述多个棱镜的整体形状形成，并且所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小；光源所产生的光，透过所述棱镜层被折射之后，在透过所述涂层的时候，再次被折射并聚集。本发明实施例通过在棱镜层外表面添加涂层，可获得均匀且高的照度，从而达到高质量显示的目的，并提高光学(棱镜)片的表面硬度，解决利用具有高折射率的材料时所发生的黄变问题。

Description

棱镜片、具备上述棱镜片的背光模组及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及光学片，尤其涉及作为构成光学片的核心器件，可提供优秀的照度的棱镜片及具备上述棱镜片的背光模组及液晶显示装置。

背景技术

近来，开发出各种平板显示装置(Flat Panel Display，FPD)，而在其中，液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)是利用根据所施加的电压变化的液晶透光率，将各种装置所产生的各种电信号转换为视觉信息并传递的电子器件。

因液晶显示装置是没有自身发光源的受光型器件，因此，需要可在后面照射由液晶显示器件构成的整个画面的单独的光源装置。上述液晶显示装置用照明装置称之为背光模组(Back Light Unit，BLU)。

一般而言，背光模组根据发光光源的设置方式分为侧入式(Edge-light Method)和直下式(Direct Lighting)。

图1为现有技术的液晶显示装置的背光模组剖面图，而图2a-2c为显示图1的棱镜片的结构和棱镜片中的光的折射的部分剖面图。

如图1所示，背光模组10包括光源部11、导光板14、反射片15及光学片20。

光源部11包括光源12和光源反射板13。光源12可利用产生一定波长光的冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp：CCFL)。

光源反射板13沿光源12的外周面围绕光源，从而将光源12所产生的光反射至将要说明的导光板14一侧，以使光源12所产生的光有效地入射至导光板14。

导光板14与光源部11相邻而设，而在此时，光源部11可根据需要设置于导光板14的一侧面或两侧面。导光板14使从光源12入射的光均匀地分布在一定范围，从而使变均匀的光照射液晶显示装置(未图示)的整个背面。

反射片15将光源12所产生的光中，透过导光板14而出射至导光板14背面的光，重新反射至导光板14一侧。因此，反射片15的作用是提高光效率。

光学片20由扩散片21、棱镜片22及保护片23构成。

从导光板14出射的光入射至扩散片21，而上述光在扩散片21中扩散以使照度变均匀。另外，在透过扩散片21的过程中，光的照度将减少。

棱镜片22在其上部表面具备重复形成的三角柱形状的棱镜。棱镜片22聚集通过扩散片21扩散的光，并沿垂直方向出射至位于上部的液晶显示装置。即，棱镜片22通过折射在透过扩散片21的过程中损失照度的光，以聚集至与液晶显示装置的背面垂直的方向。因此，重新提高透过棱镜片22的光的照度。

在光学片20的上部设置有保护片23，起到保护棱镜片22的作用。

若上述的液晶显示装置等显示装置中，正面观察到的光的亮度，即照度是最为重要的指标。因此，为了提高正面亮度进行各种尝试，而其中之一就是提高棱镜片的折射率。

图2a-2c为表示棱镜片的折射率的示意图，是根据棱镜的不同折射率的光的路径。在底部24设置多个棱镜25，而为了便于说明，只图示设置于底部24的一个棱镜25。

图2a为利用具有低折射率的材料制作而成的棱镜片；图2b为利用具有高折射率的材料制作而成的棱镜片；图2c为在棱镜片中掺入微细粒子26的示意图。在用具有高折射率的材料制作棱镜25时，理所当然地有更多的光垂直聚集至液晶显示器件的背面。因此，在利用具有高折射率的材料制作棱镜片22时，可制作出具有更高照度的液晶显示装置。

作为一例，通常使用的棱镜片的折射率在1.54～1.57范围之内，但随着最近采用具有1.59～1.62范围的折射率的材料，其正面亮度提高10％以上。但是，如图2a和图2b所示的提高构成棱镜片的材料本身折射率的方法中，因为大部分都利用硫化物，因此，给产品的可靠性带来问题。而且，将降低色感，而最重要的问题是因表面硬度急剧下降，从而处理起来很有难度。

作为另一例，如图2c所示，在构成棱镜片22的各棱镜25内掺入珠子(bead)等形式的微细粒子26。如图2c所示，若通过分散微细粒子26提高折射率，则将纳米级别大小的粒子均匀分散至材料中需要很高的技术，从而其分散难度大。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种具有均匀性及高照度的棱镜片、具备上述棱镜片的背光模组及液晶显示装置。

本发明的另一目的在于，用硬化处理(hard coating)材料涂布构成光学片的棱镜片，从而提高光学(棱镜)片的表面硬度。

本发明又一目的在于，通过解决使用具有高折射率的材料时所产生的黄边问题，提高产品可靠性并提供高质量的液晶显示装置。

本发明的光学片为具有多层结构的棱镜片，其作用是聚集光源所产生的光，包括：基材薄膜；棱镜层，在所述基材薄膜上具有多个棱镜；涂层，在与所述棱镜层表面接触的同时，根据所述多个棱镜的整体形状形成，并且所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小，满足以下公式：d1-d＞Φ，其中d1为射出光线与上述涂层的第一法线之间的夹角，d为均匀涂层厚度时射出光线与第二法线的夹角，Φ为所述第一法线和第二法线之间的夹角；光源所产生的光，透过所述棱镜层被折射之后，在透过所述涂层的时候，再次被折射并聚集。

本发明另一实施例的背光模组，包括：用于产生光的光源和光学片。光学片，包括：基材薄膜，棱镜层，在所述基材薄膜上具有多个棱镜；涂层，在与上述棱镜层表面接触的同时，根据上述多个棱镜的整体形状形成，并且所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小；而上述光源产生的光在透过上述棱镜层被折射之后，在透过上述涂层的时候，再次被折射。

本发明又一实施例的液晶显示装置，包括：液晶板，根据外部所施加的电信号控制液晶层的配向且利用从后方提供的光显示图像；背光模组，从后方照射上述液晶板。上述背光模组，包括：用于产生光的光源及光学片，而上述光学片，包括：基材薄膜，棱镜层，在所述基材薄膜上具有多个棱镜；涂层，在与上述棱镜层表面接触的同时，根据上述多个棱镜的整体形状形成，并且所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小，满足以下公式：d1-d＞Φ，其中d1为射出光线与上述涂层的第一法线之间的夹角，d为均匀涂层厚度时射出光线与第二法线的夹角，Φ为所述第一法线和第二法线之间的夹角。上述光源所产生的光在透过上述棱镜层被折射之后，在透过上述涂层的时候，再次被折射。

本发明实施例通过在棱镜层外表面添加涂层，可获得均匀且高的照度，从而达到高质量显示的目的，并提高光学(棱镜)片的表面硬度，解决利用具有高折射率的材料时所发生的黄变问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的液晶显示装置的背光模组剖面图；

图2为显示图1的棱镜片的结构和棱镜片中光折射的部分剖面图；其中，图2a为利用具有低折射率的材料制作而成的棱镜片；图2b为利用具有高折射率的材料制作而成的棱镜片；图2c为在棱镜片中掺入微细粒子的示意图；

图3a为本发明一实施例的光学片结构剖面图；

图3b为单一涂层厚度的光路分析结构图；

图3c为本发明实施例光学片与图3b中光学片相比较的光路分析结构图；

图3d所示为本发明实施例光学片进一步的光路分析结构图；

图3e所示为本发明实施例射出光线夹角d1、d和法线夹角Φ之间的关系图；

图4为具备图3a所示的光学片的背光模组结构剖面图；

图5为具备图4所示的背光模组的液晶显示装置剖面图；

图6为本发明另一实施例的光学片结构剖面图；

图7为具备图6的光学片的背光模组剖面图；

图8a所示为本发明实施例棱镜山的顶部3％范围内呈圆形(round)的示意图；

图8b所示为本发明实施例棱镜山的顶部50％范围内呈圆形的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3a为本发明一实施例的光学片结构剖面图，图3b为单一涂层厚度的光路分析结构图，图3c为本发明实施例光学片与图3b中光学片相比较的光路分析结构图；图3d所示为本发明实施例光学片进一步的光路分析结构图；图3e所示为本发明实施例射出光线夹角d1、d和法线夹角Φ之间的关系图。图4为具备图3a所示的光学片的背光模组结构剖面图，而图5为具备图4所示的背光模组的液晶显示装置剖面图。

首先，如图3a所示，本发明光学片包括棱镜片100。当然，除棱镜片100之外，还可包括用于扩散光源所产生的光的扩散片(未图示)，而扩散片位于棱镜片100的下部。另外，光学片还可包括保护片(未图示)，而在此时，保护片位于棱镜片100的上部面。

棱镜片100，包括：基材201、棱镜层202及涂层205。

基材201支撑设置于其上的棱镜层202，而基材201使棱镜层202的形成作业变得容易。基材201由可透射从光源入射的光的物质制作而成，例如，由聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等制作而成。

棱镜层202由多个棱镜203构成，而各棱镜203的剖面具有三角形形状。棱镜层202起到聚集并扩散透过基材201的来自光源的光的作用。

棱镜层202也透射光，因此，可由聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂制作而成。

棱镜层202聚集并折射透射的光。从光源放射的光的照度在透过扩散片(未图示)或基材201等光学片或层的过程中降低，而棱镜层202通过聚光补偿降低的照度。因此，从棱镜层202出射的光，有多少通过液晶显示装置背面出射至正面(即，沿与背面垂直的方向)，直接影响液晶显示装置的质量。

此时，基材201的折射率，在棱镜层202的长度方向(沿图3a的Z轴方向)和棱镜层202的垂直方向(沿图3a的X轴方向)的折射率不同，而棱镜层202长度方向的折射率更大，由此可以获得透过棱镜片更高照度的光。

另外，在基材201的背面，还可涂布1～10μm大小的微珠，因此可以防止位于棱镜片下方部件紧贴的现象，使得该棱镜片具有很强的抗外部划痕等的特点，并且通过微珠的涂层还可以达到微扩散光的效果。另外，基材201的背面所产生的Haze值在4％～30％范围之内，Haze值不满足上述范围时，辉度值在30％以上的情况下辉度会剧烈下降，4％以下时会难以消除与位于棱镜片下层相紧贴的现象。

在现有技术中，为了提高棱镜片的折射率，采用利用具有高折射率的物质制作棱镜层或在棱镜片内部掺入微细粒子的方法。但是，这些方法存在如上所述的问题。

在本发明的棱镜层202上部，形成薄膜形式的涂层205。涂层205在与上述棱镜层表面接触的同时，根据具有多个棱镜203的棱镜层202整体形状形成。涂层205可具有比棱镜层202更高折射率的物质制作而成，并且所述涂层205在棱镜203顶部204的厚度大于在其他部分的厚度。而较佳地，涂层205具有比光的波长大的厚度(例如涂层205的厚度大于或者等于0.5μm)。还可形成一个以上的涂层。

上述涂层205的折射率比棱镜层202的折射率大0.01～0.05，若涂层的折射率不能满足大于棱镜层202折射率0.01，那么涂层所能够带来的照度的提成会很微小，而涂层的折射率大于棱镜层202折射率0.05时会造成成本的激增。

另外，如上所述，涂层205的层数为一个以上，不同的层具有相互不同的折射率，且最外层的折射率最大。

涂层205可用通常所使用的硬化处理(hard coating)材料形成，而用硬化处理材料形成时，因可提高棱镜片100的表面硬度，从而可进一步保护棱镜片100。

在具有上述结构的本发明的棱镜片100中，光的路径如箭头206所示。即，从光源放射的光透过棱镜片100的基材201之后入射至棱镜层202，而光接着入射至涂层205并透过涂层205之后，向液晶显示装置的背面出射。此时，光在透过基材201的同时首先被折射之后，接着，在透过棱镜层202的同时，再次被折射。从棱镜层202入射至涂层205的光，在透过涂层的同时，再次被折射。因此，最终从棱镜片100出射的光，在整个液晶显示装置背面，向与其背面垂直的方向行进，从而可使光更加聚集并获得高照度的光。

如图3c为单一涂层厚度的光路分析结构图，棱镜的高度为H，棱镜的宽度为P，入射到棱镜右侧面的光的角度设为a，通过棱镜射出的光的角度为b，涂层的入射光的角度为c，射出光的角度为d，形成棱镜的材质(介质)的折射率设为n1，覆在棱镜上面的材质(介质)的折射率设为n2，那么在本图3c所示的例子中，通过上述涂层所射出的光的角度d就为：d＝sin^-1(n1 X sin(a))，由高折射率无机物形成的介质(膜)作为涂层，起到提高辉度的作用，为了使辉度提高达到最佳的效果，就要使棱镜的折射率和棱镜表面涂层的折射率两者之间的差值越大越好，但是如果采用高折射率材质作为涂层，存在着不仅制造难，而且材料的价格在急剧上升这样的问题。

在图3b所示的实施例中，把在棱镜面上涂覆的高折射率的材料，在棱镜顶部的涂层涂厚些，棱镜谷的涂层涂得薄些，即所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小，就可以实现利用低成本的涂层也可以得到提高辉度的效果，作为优选的实施例，棱镜顶端部分的涂层厚度和棱镜谷部分的涂层厚度差在1～10μm范围内。

在图3b中，棱镜203顶部的涂层的厚度为A，棱镜谷位置的涂层的厚度为B，棱镜的高度为H，棱镜的宽度为P，入射到棱镜右侧面的光的角度设为a1，通过棱镜射出的光的角度为b1，涂层的入射光的角度为c1，射出光的角度为d1，形成棱镜的材质(介质)的折射率设为n1’，覆在棱镜上面的材质(介质)的折射率设为n2’，当增加了棱镜顶部涂层的厚度，减小了棱镜谷部分涂层的厚度，即A＞B，可以得到c1＞b1，因此可以得出d1＞d的结果，即通过涂层厚度的改变可以改变射出光的角度，提高光学片的辉度。

图3c中要求的n1和n2的差值用“n”来表示，在图3b中的n1’和n2’的差值用“n2”来表示时，在“n＞n2”的条件下，图3b的实施例可以得到同样或者更好的辉度的效果。因此，依照本发明的结构，即使棱镜与涂层之间的折射率差值不大，也可得到提高辉度的效果，这样不仅克服了材料的物理性限制，而且有可以使用低成本的介质(材质)来得到高辉度这样的优点。

如图3d所示为本发明实施例光学片进一步的光路分析结构图。其中，大部分的图示标记与图3b中相同，在此不再赘述，在本实施例的附图中，射出光线y1与法线x1的夹角为d1，如果为均匀厚度涂层(即图3c)，射出光线y2与均匀涂层的法线x2的夹角为d，法线x1和法线x2之间的夹角为Φ，在设计棱镜顶端涂层厚度和棱镜谷涂层厚度时，要保证d1-d＞Φ的关系，这样能够起到提高光学片辉度的作用。

如图3e所示为本发明实施例射出光线夹角d1、d和法线夹角Φ之间的关系图，其中作为一个实施例，棱镜的折射率为1.56，涂层的折射率为1.61，从图中可以得出d1-d总是大于法线夹角Φ。

如图4所示为具备图3a所示的光学片的背光模组结构剖面图。

背光模组300包括光源部310、导光板320、反射片330及光学片340。

光源部310设置于背光模组300的一侧面，包括：光源300，提供用于照明液晶板400(请参考图5)的光；光源反射板312，设置于光源311的放射状外侧。此实施例中的背光模组采用侧入式。当然，光源部310还可设置于导光板320的两侧面。

光源311可利用冷阴极荧光灯或外部电极荧光灯(External Electrode Fluorescent Lamp，EEFL)。当然，也可利用发光二极管(LED)。

光源反射板312将从光源311放射的光反射至导光板320的侧面，以使光入射至导光板320。因此，为了更有效地反射光，光源反射板312可在其表面涂布银(Ag)等物质。

导光板320通过设置于其侧面的光入射面，使从光源311入射光变均匀并导引至位于其上部的液晶板400。利用导光板320利用全反射原理使入射光变均匀之后，通过其出射面发射至液晶板400一侧。

导光板320一般由聚甲基丙烯酸甲酯(Poly Methyl MethAcrylate，PMMA)等透明丙烯酸树脂构成。PMMA是因强度高而不易碎，变形少，重量轻，且可视光线透过率高的材料。

反射板330设置于导光板320下部，起到将到达导光板320下部的光再次反射至导光板320一侧的作用。为了提高反射率，反射片330在由铝等构成的基本材料之上涂银(Ag)。另外，还为了防止受热变形而涂钛。

背光模组300包括设置于导光板320和液晶板400之间的光学片340。光学板340使从导光板320出射的光有效入射至液晶板400的可视面(viewing plane)以提高照度。尤其是，棱镜片220起到通过聚光提高照度的作用。

光学片340由扩散片341、棱镜片200及保护片342构成。

扩散片341扩散通过导光板320入射的光，以使照度变均匀并扩大视角。但是，在透过扩散片341的过程中，光的照度将减少。

棱镜片200折射并聚集透过扩散片341的光，从而补偿并提高透过扩散片341的过程中损失的照度。用于背光模组300的棱镜片200利用与图3a所示的结构相同结构的光学片。在下面的内容中，构成棱镜片200的相同的部分，使用与图3a相同的标记。

棱镜片200，包括：基材201、棱镜层202及涂层205。

基材201支撑设置于其上的棱镜层202，而基材201使棱镜层202的形成作业变得容易。基材201由可透射从光源入射光的物质制作而成，例如，由聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等制作而成。

棱镜层202由多个棱镜203构成，而各棱镜203的剖面具有三角形形状。棱镜层202起到聚集并扩散透过基材201的来自光源的光的作用。

棱镜层202也透射光，因此，可由聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂制作而成。

棱镜层202聚集并折射透射的光。从光源放射的光的照度在透过扩散片341或基材201等光学片或层的过程中降低，而棱镜层202通过聚光补偿降低的照度。因此，从棱镜层202出射的光，有多少通过液晶显示装置背面(即，可视面)出射至正面(即，沿与背面垂直的方向)，直接影响液晶显示装置的质量。

在棱镜层202上部，形成薄膜形式的涂层205。涂层205在与上述棱镜层表面接触的同时，根据具有多个棱镜203的棱镜层202整体形状形成。涂层205具有比棱镜层202更高折射率的物质制作而成，并且棱镜顶端部分的涂层厚度大于棱镜谷部分涂层的厚度。而较佳地，涂层205具有比光的波长大的厚度。还可形成一个以上的涂层。

涂层205可用通常所使用的硬化处理(hard coating)材料形成，而用硬化处理材料形成时，因可提高棱镜片100的表面硬度，从而可进一步保护棱镜片100。

在具有上述结构的本发明的棱镜片200中，光的路径如图3a的箭头206所示。即，从光源放射的光透过棱镜片200的基材201之后入射至棱镜层202，而光接着入射至涂层205并透过涂层205之后，向液晶显示装置的背面出射。此时，光在透过基材201的同时首先被折射之后，接着，在透过棱镜层202的同时，再次被折射。从棱镜层202入射至涂层205的光，在透过涂层的同时，再次被折射。因此，最终从棱镜片200出射的光，在整个液晶显示装置背面，向与其背面垂直的方向行进，从而可使光更加聚集并获得高照度的光。

保护片342起到保护棱镜片200表面的作用。但是，在本发明的棱镜片200中，若用硬化处理材料涂布涂层205，则因进一步提高棱镜层202的表面硬度，因此，可不形成保护片342。

如上所述的背光模组采用侧入式，但只是其中一例而非限制本发明，虽未图示，但也可采用直下式。

图5为将根据本发明的棱镜片100、200和背光模组300应用于液晶显示装置的剖面图。液晶显示装置由背光模组300和液晶板400构成。

首先，因构成液晶显示装置的背光模组300具备与如图4所示的结构相同的结构，因此，在此不再赘述。因此，构成液晶显示装置的背光模组300可参考如图4所示的部分。

接着，液晶板400，包括：下部偏光薄膜410；上部偏光薄膜420；相隔一定空间结合的上部基板430及下部基板440；及注入于上部基板430和下部基板440之间的液晶层(未图示)。

虽然未图示，为了定义像素区域，在下部基板440，相隔一定间距沿一个方向排列多个栅极线，而沿与栅极线垂直的方向，相隔一定间距排列多个数据线。而且，在栅极线和数据线相交叉的各像素区域形成像素电极，而在各栅极线和数据线相交叉的部分形成薄膜晶体管(TFT)。

另外，在上部基板430上，包括：用于阻挡除像素区域之外的部分的光的黑色矩阵层；用于表现颜色的红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色器层；及表现图像的共同电极。

像素电极采用铟锡氧化物(indium-tin-oxide，ITO)等光的透过率比较高的透明导电性金属。

位于像素电极上的液晶层随从薄膜晶体管(TFT)施加的信号配向，而根据液晶层的配向程度调节透过液晶层的光的量，从而表现图像。

图6为本发明另一实施例的光学片结构剖面图。此实施例的特点是，构成棱镜片500的棱镜层502的各棱镜503形成圆形的山504，所述棱镜503的山504的顶端涂层厚度大于棱镜503的山504谷部分的涂层厚度。

通过呈圆形构成棱镜层502的各棱镜503的山504，从而使透过棱镜层502的光的折射发生变化。即，各棱镜503的圆形山504汇聚透过顶端部分的光，从而进一步提高照射至液晶板400背面的光的照度。

如图8a所示为本发明实施例棱镜山的顶部3％范围内呈圆形(round)的示意图，棱镜山的顶部呈圆形，该圆形内切于棱镜山顶部的三角形，假设棱镜山的高度为50μm，该圆形的切点距原棱镜山顶点为1.5μm(即棱镜山高度的3％范围内呈圆形)；如图8b所示为本发明实施例棱镜山的顶部50％范围内呈圆形的示意图，棱镜山的顶部呈圆形，该圆形内切于棱镜山顶部的三角形，假设棱镜山的高度为50μm，该圆形的切点距原棱镜山顶点为25μm(即棱镜山高度的50％范围内呈圆形)，通过上述结构具有抵抗外部的划伤的效果，若所述棱镜山的圆形部分超过上述范围大时，液晶显示装置的亮度相对来说就会变暗。

对于构成棱镜片500的其余基材501、棱镜层502及涂层505，其内容与如图3a所示的上述内容相同，因此，在此不再赘述。

图7为具备图6的光学片的背光模组另一实施例剖面图。在此，对于与如图4所示的背光模组相同的部分，采用相同的附图标记，因此，在此不再赘述。

如图7所示，背光模组600，包括：多个光源610；反射片620；容置光源610和反射片620的下部框架630；及光学片340。

光源610可利用如图4所示的内容中说明过的冷阴极荧光灯(CCFL)或外部电极荧光灯(EEFL)。

在光源610的下部设置反射片620，而反射片再次将从光源610放射的光反射至液晶板(未图示)方向，从而提高光的效率。

光源610和反射片620容置于下部框架630之中。

光学片340由扩散片341、棱镜片200及保护片342构成。

扩散片340扩散通过导光板320入射的光，以使照度变均匀并扩大视角。但是，在透过扩散片340的过程中，光的照度将减少。

棱镜片200折射并聚集透过扩散片340的光，从而补偿并提高透过扩散片340的过程中损失的照度。用于背光模组300的棱镜片200利用与图3a所示的结构相同结构的光学片。在下面的内容中，构成棱镜片200的相同的部分，使用与图3a相同的标记。

棱镜片200，包括：基材201、棱镜层202及涂层205。

基材201支撑设置于其上的棱镜层202，而基材201使棱镜层202的形成作业变得容易。基材201由可透射从光源入射的光的物质制作而成，例如，由聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等制作而成。

棱镜层202由多个棱镜203构成，而各棱镜203的剖面具有三角形形状。棱镜层202起到聚集并扩散透过基材201的来自光源的光的作用。

棱镜层202也需透射光，因此，可由聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂制作而成。

棱镜层202聚集并折射透射的光。从光源放射的光的照度在透过扩散片341或基材201等光学片或层的过程中降低，而棱镜层202通过聚光补偿降低的照度。因此，从棱镜层202出射的光，有多少通过液晶显示装置背面(即，可视面)出射至正面(即，沿与背面垂直的方向)，直接影响液晶显示装置的质量。

在棱镜层202上部，形成薄膜形式的涂层205。涂层205在与上述棱镜层表面接触的同时，根据具有多个棱镜203的棱镜层202整体形状形成，并且棱镜顶端部分的涂层厚度大于棱镜谷部分涂层的厚度。涂层205可具有比棱镜层202高的折射率的物质制作而成。而较佳地，涂层205具有比光的波长大的厚度。还可形成一个以上的涂层。

涂层205可用通常所使用的硬化处理(hard coating)材料形成，而用硬化处理材料形成时，因可提高棱镜片100的表面硬度，从而可进一步保护棱镜片100。

在具有上述结构的本发明的棱镜片200中，光的路径如图3a的箭头206所示。即，从光源放射的光透过棱镜片200的基材201之后入射至棱镜层202，而光接着入射至涂层205并透过涂层205之后，向液晶显示装置的背面出射。此时，光在透过基材201的同时首先被折射之后，接着，在透过棱镜层202的同时，再次被折射。从棱镜层202入射至涂层205的光，在透过涂层的同时，再次被折射。因此，最终从棱镜片200出射的光，在整个液晶显示装置背面，向与其背面垂直的方向行进，从而可使光更加聚集并获得高照度的光。

保护片342起到保护棱镜片200表面的作用。但是，在本发明的棱镜片200中，若用硬化处理材料涂布涂层205，则因进一步提高棱镜层202的表面硬度，因此，可不形成保护片342。

本发明实施例的有益效果包括，本发明的棱镜片可以提供均匀且高的照度，利用上述棱镜片的光学片、背光模组及液晶显示装置也可获得均匀且高的照度，从而达到高质量显示的目的，另外，用硬化处理(hard coating)材料涂布构成本发明的光学片的棱镜片，从而提高光学(棱镜)片的表面硬度。本发明在解决利用具有高折射率的材料时所发生的黄变问题的同时，获得具有高折射率的光学片及装置。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种棱镜片，聚集光源所产生的光，包括：

基材薄膜；

棱镜层，在所述基材薄膜上具有多个棱镜；

涂层，在与所述棱镜层表面接触的同时，根据所述多个棱镜的整体形状形成，并且所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小，满足以下公式：

d1-d＞Φ，其中d1为射出光线与上述涂层的第一法线之间的夹角，d为均匀涂层厚度时射出光线与第二法线的夹角，Φ为所述第一法线和第二法线之间的夹角；

光源所产生的光，透过所述棱镜层被折射之后，在透过所述涂层的时候，再次被折射并聚集。

2.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述棱镜谷部分的涂层厚度与棱镜顶端部分的涂层厚度之间的厚度差在1至10μm范围内。

3.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述涂层具有比光的波长大的厚度。

4.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：上述棱镜层的折射率和上述涂层的折射率各不相同。

5.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述涂层的折射率比棱镜层的折射率大0.01～0.05。

6.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述涂层的层数为两个以上，不同的层具有相互不同的折射率，且最外层的折射率最大。

7.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述棱镜层的多个棱镜山的截面形状呈半圆形或者呈三角形。

8.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述棱镜层的多个棱镜山顶部高度的3％至50％范围内呈圆形，该圆形内切于棱镜山顶部的三角形。

9.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述涂层由硬化处理材料形成。

10.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述基材薄膜的折射率，在棱镜层的长度方向和棱镜层的垂直方向的折射率不同，而棱镜层长度方向的折射率比棱镜层垂直方向的折射率更大。

11.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：在基材薄膜的背面涂布粒径1～10μm大小的微珠。

12.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：所述基材薄膜的背面所产生的Haze值在4％～30％范围之内。

13.一种背光模组，其特征在于，包括：用于产生光的光源；及光学片；

而所述光学片，包括：

基材薄膜；

棱镜层，在所述基材薄膜上具有多个棱镜；

涂层，在与所述棱镜层表面接触的同时，根据所述多个棱镜的整体形状形成，并且所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小，满足以下公式：

d1-d＞Φ，其中d1为射出光线与上述涂层的第一法线之间的夹角，d为均匀涂层厚度时射出光线与第二法线的夹角，Φ为所述第一法线和第二法线之间的夹角；

而所述光源所产生的光，透过所述棱镜层被折射之后，在透过所述涂层的时候，再次被折射。

14.根据权利要求13所述的背光模组，其特征在于：还包括设置于所述棱镜片下部，以接收并扩散来自所述光源的光的扩散片。

15.根据权利要求13所述的背光模组，其特征在于：所述涂层具有比光的波长大的厚度。

16.根据权利要求13所述的背光模组，其特征在于：所述涂层的折射率比棱镜层的折射率大0.01～0.05。

17.一种液晶显示装置，其特征在于：

液晶板，根据外部所施加的电信号控制液晶层的配向且利用从后方提供的光显示图像；及

背光模组，从后方照射所述液晶板；

而所述背光模组，包括：

用于产生光的光源及光学片；

而所述光学片，包括：

基材薄膜；棱镜层，在所述基材薄膜上具有多个棱镜；涂层，在与所述棱镜层表面接触的同时，根据所述多个棱镜的整体形状形成，并且所述棱镜谷部分的涂层厚度比棱镜顶端部分的涂层厚度小；而所述光源所产生的光，在透过所述棱镜层被折射之后，在透过所述涂层的时候，再次被折射。

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