CN102654589B - 棱镜片及背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棱镜片，包括：主体部和位于主体部上的多个棱镜，主体部上表面具有一对称轴，将主体部分为互相对称的第一区域和第二区域，两区域上的棱镜关于对称轴对称；第一区域中，每个棱镜包括靠近第一区域中与对称轴平行的边缘的第一侧面和远离所述边缘的第二侧面；由所述边缘至第一区域内部，第一侧面与主体部上表面所成的夹角逐渐增大。本发明棱镜的倾斜结构设置，能够提高棱镜片在中心观看位置区域的聚光效果，将其应用于背光源中，能够提高背光源的整体性能指数，从而提高显示器在中心观看位置的亮度；棱镜的不规则结构设置，可以防止莫尔纹的产生；将导光板与逆棱镜片相结合，其表面为水平面，能够有效防止棱镜片的划伤，且便于装配。

Description

棱镜片及背光模组

技术领域

本发明涉及液晶显示器背光源领域，特别是涉及一种棱镜片及背光模组。

背景技术

在平板显示器中，液晶是本身不发光的装置。它是利用背光源来显示发光的。背光源主要分为侧入式背光源和直下式背光源，以侧入式背光源为例，其包括：具有固定作用的模制框架；安装于最底层表面上用于将光反射到液晶显示板的反射片；设置在反射片上用于导光的导光板；设置于导光板和接纳空间侧壁之间用于发光的光源；设置于导光板之上用于使光均一化的扩散片；设置于扩散片之上用于汇聚光的棱镜片；用于保护扩散片和棱镜片的保护片；以及其他光学膜片等等。

LCD背光源中使用的棱镜片微结构是三角形的。通常情况下，该微棱镜结构沿水平方向或者竖直方向排列，达到在水平或者竖直方向上聚光的作用。使用该种LCD背光源，显示器中心区域的亮度与周围区域差异不大，坐在显示器正前方的观看者对显示效果感觉不明显。并且，不同的观看者，会对显示器局部区域的亮度增强有不同的要求，而现有的LCD背光源均不能满足上述要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何增强显示器对于观看位置中心处区域的亮度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种棱镜片，包括：主体部和位于主体部上的多个棱镜，所述主体部上表面具有一对称轴，所述对称轴将主体部分为互相对称的第一区域和第二区域；第一区域中，每个所述棱镜包括第一侧面和第二侧面，第一侧面靠近第一区域中与对称轴平行的边缘，第二侧面远离所述边缘；由所述边缘至第一区域内部，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α逐渐增大；所述第二区域上的棱镜与所述第一区域上的棱镜关于所述对称轴对称。

其中，由所述边缘至第一区域内部，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α呈等差变化。

其中，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α∈(0°，90°)。

其中，所述第一侧面和第二侧面所成的角度为90°。

其中，所述多个棱镜的高度相等。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种棱镜片，包括：主体部和位于主体部上的多个棱镜，每个所述棱镜为各边框分别与主体部各边缘相平行的框形，所述多个棱镜嵌套设置在主体部上表面上；每个所述棱镜包括第一侧面和第二侧面，第一侧面靠近与其所在边框相平行的主体部的边缘，第二侧面远离所述边缘；由所述边缘至主体部中心，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α逐渐增大。

其中，由所述边缘至主体部中心，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α呈等差变化。

其中，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α∈(0°，90°)。

其中，所述主体部上表面为矩形，每个所述棱镜为矩形框架结构。

其中，所述第一侧面和第二侧面所成的角度为90°。

其中，所述多个棱镜的高度相等。

其中，还包括一横截面为三角形的条状棱镜，设置在主体部中心的框形棱镜内部。

此外，本发明还提供了一种背光模组，包括上述任一所述的棱镜片。

其中，所述棱镜片与导光板相连，所述导光板上具有棱镜单元，所述棱镜片上的棱镜与所述导光板上的棱镜单元相啮合，所述棱镜片主体部的表面与所述导光板的表面平行。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的棱镜片，棱镜的倾斜结构设置，能够提高棱镜片在局部区域的聚光效果，将其应用在平板显示器的背光源中，能够提高背光源的整体性能指数，从而提高显示器对于中央观察位置区域的亮度；并且，棱镜的不规则结构设置，可以防止莫尔纹的产生；此外，将导光板与棱镜片相结合，其表面为水平面，能够有效防止棱镜片的划伤，且便于装配。

附图说明

图1是本发明实施例1的棱镜片的结构示意图；

图2是图1中棱镜片的侧视图；

图3是本发明实施例2的棱镜片的俯视图；

图4是图3中棱镜片沿X轴的剖视图；

图5是图3中棱镜片沿Y轴的剖视图；

图6是实施例1和实施例2中的棱镜片用于显示器背光源时，背光源发出的光源与观看者之间的位置图示；

图7是图6中最外侧棱镜的光线传输路径图；

图8是利用测试设备测量平板显示器性能的示意图，其中a是对现有技术中平板显示器的性能测量，b是对具有本实施例棱镜的平板显示器的性能测量。

其中，1：主体部；2：棱镜；3：第一侧面；4：第二侧面；5：平板显示器；6：测试镜头；A：第一区域；B：第二区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例以用于平板显示器背光源为目的，介绍棱镜片的结构。图1示出了本实施例的棱镜片的结构示意图，图2是其侧视图。该棱镜片包括主体部1和位于主体部1上的多个棱镜2。主体部1上表面为矩形，其上具有一对称轴(图中未标示)，该对称轴将主体部1上表面分为互相对称的第一区域A和第二区域B，第一区域A的棱镜2和第二区域B的棱镜2关于对称轴相互对称。本实施例中的棱镜2优选其横截面为三角形，棱镜2的底面与主体部1的上表面连接，剩余的两个侧面分别记为第一侧面3和第二侧面4，第一区域A上，靠近第一区域A中与对称轴平行的边缘的为第一侧面3，远离第一区域A中与对称轴平行的边缘的为第二侧面4；同样，第二区域B上，靠近第二区域B中与对称轴平行的边缘的为第一侧面3，远离第二区域B中与对称轴平行的边缘的为第二侧面4。

本实施例中，主体部1上表面的对称轴可以与主体部1上表面的任意一边平行，从而实现棱镜2的水平排列或竖直排列。因为第一区域A和第二区域B互相对称，第一区域A上的棱镜2和第二区域B上的棱镜2也互相对称，所以以第一区域A为例，描述其上的棱镜的结构。每个棱镜2的第一侧面3与主体部1上表面所成的夹角不相等，由第一区域A中与对称轴平行的边缘至第一区域A内部，该夹角逐渐增大，但是始终在0°-90°之间，该夹角优选以等差变化增大，这样可以使棱镜结构更规则，使经过棱镜片的光线会聚更均一。本实施例中，第一侧面3和第二侧面4的夹角可以随着另外两个角度的变化而变化，也可以设置为恒定值，如90°。在将本实施例的棱镜片用于显示器的背光源时，优选将多个棱镜的高度设置为相等。

本实施例中，主体部1可以由透明树脂材料制成，如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或PC(聚碳酸酯)，棱镜2可以由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)制成，主体部1和棱镜2之间可以以粘合的方式实现，亦可以用UV胶涂布然后固化的方式实现。

本实施例中，主体部1上的棱镜2的数目可以根据主体部1的尺寸大小和其他相关要求来确定。

图6示出了将本实施例的棱镜片用于显示器背光源时，背光源发出的光线与观看者之间的位置图示，图中h为观看者与显示器之间的距离，d为显示器上可视区域的宽度。图7是对图6中最外侧棱镜2的光线传输路径描述图示。对于距离显示器2000mm～5000mm处的观看者，棱镜片上的棱镜2是针对观看者的位置进行规律性的变化的。图中所示的结构中，每个棱镜2高度不变，但是其侧面的倾斜度在变化。在这种情况下，棱镜2的截面图中，第一侧面3与主体部1上表面的夹角α不同，该夹角具有一定的变化规律。

对于宽度为400mm的平板显示器，当观看者处于距显示器2000mm～5000mm的距离时，出射光在微棱镜的侧面上的出射角度分别为5°-11.4°，即出射光线与竖直面之间的夹角。根据折射定律可知，

其中，针对不同棱镜片的折射率n的改变，以及入射光相对于棱镜片的入射角θ_i(i＝1，2)的改变，可以得出角度α。位于棱镜片最外侧的棱镜2的第一侧面3与主体部1上表面的夹角α由主体部1的外侧向内侧递增即可。

实施例2

图3示出了本实施例的棱镜片的俯视图，本实施例的棱镜片同样包括主体部1和位于主体部1上的棱镜2，与实施例1不同的是，本实施例的棱镜2为框形，该框形棱镜的各边框分别与主体部1各边缘相平行，即框形棱镜的形状与主体部1的形状相似。为了适应平板显示器的矩形形状，主体部1和棱镜2的框形均设置为矩形，多个棱镜2嵌套设置在主体部1的上表面，形成嵌套的“回”字形结构。

本实施例中，每个棱镜2的不同侧面的设置结构与实施例1相类似，如图5所示。在“回”字形的棱镜结构中，主体部1中心的棱镜2可以采用横截面为三角形的条状棱镜来代替，使得棱镜2的分布更均匀，避免框架结构的中心聚光能力减弱，如图4所示，在三角形横截面的中心包围着一个梯形横截面，该梯形横截面为条状棱镜在X方向上的剖面。

本实施例的棱镜片，不但可以将水平方向的光线聚集，同时也可以使垂直方向的光线聚集，增强棱镜片的聚焦效果。

实施例3

本实施例提供了一种背光模组，具有实施例1或实施例2中的棱镜片。

本实施例中，棱镜片与导光板相连，导光板上设置棱镜单元，使得棱镜片上的棱镜能够与导光板上的棱镜单元相啮合，棱镜片与导光板相连接之后，棱镜片主体部的表面与导光板的表面平行，既能够避免棱镜片的划伤，又便于器件的装配。

由以上实施例可以看出，本发明实施例将棱镜的倾斜结构设置，能够提高棱镜片在局部区域的聚光效果，将其应用在平板显示器的背光源中，能够提高背光源的整体性能指数，从而提高显示器在中心观看位置区域的亮度；并且，棱镜的不规则结构设置，可以防止莫尔纹的产生；此外，将导光板和棱镜片相结合，其表面为水平面，能够有效防止棱镜片的划伤，且便于装配。

将本实施例的棱镜用于平板显示器的背光源，使用相关测试设备对平板显示器的性能进行测试时，如图8b所示，测试设备在测试中心点时与平板显示器5表面呈垂直状态，测试非中心点时，测试设备位置不变，转动测试镜头6的方向，使其对准待测点进行测试，这种转动测试镜头方向的测试方法符合中国电子行业标准，图8a示出了现有技术中平板显示器的测试示意图，其中测试设备在测试中心点与非中心点时均与平板显示器5表面呈垂直状态，需要改变测试设备的位置来满足测试要求，相对于现有技术中的测试方法，基于本发明实施例棱镜的平板显示器性能测试更简便，产品性能测试更精确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种棱镜片，包括：主体部和位于主体部上的多个棱镜，其特征在于，所述主体部上表面具有一对称轴，所述对称轴将主体部分为互相对称的第一区域和第二区域；第一区域中，每个所述棱镜包括第一侧面和第二侧面，第一侧面靠近第一区域中与对称轴平行的边缘，第二侧面远离所述边缘；由所述边缘至第一区域内部，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α逐渐增大；所述第二区域上的棱镜与所述第一区域上的棱镜关于所述对称轴对称；

所述多个棱镜的高度设置为相等。

2.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，由所述边缘至第一区域内部，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α呈等差变化。

3.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α∈(0°，90°)。

4.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，所述第一侧面和第二侧面所成的角度为90°。

5.一种棱镜片，包括：主体部和位于主体部上的多个棱镜，其特征在于，每个所述棱镜为各边框分别与主体部各边缘相平行的框形，所述多个棱镜嵌套设置在主体部上表面上；每个所述棱镜包括第一侧面和第二侧面，第一侧面靠近与其所在边框相平行的主体部的边缘，第二侧面远离所述边缘；由所述边缘至主体部中心，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α逐渐增大；所述多个棱镜的高度设置为相等。

6.如权利要求5所述的棱镜片，其特征在于，由所述边缘至主体部中心，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α呈等差变化。

7.如权利要求5所述的棱镜片，其特征在于，所述第一侧面与主体部上表面所成的夹角α∈(0°，90°)。

8.如权利要求5所述的棱镜片，其特征在于，所述主体部上表面为矩形，每个所述棱镜为矩形框。

9.如权利要求5所述的棱镜片，其特征在于，所述第一侧面和第二侧面所成的角度为90°。

10.如权利要求5所述的棱镜片，其特征在于，还包括一横截面为三角形的条状棱镜，设置在主体部中心的框形棱镜内部。

11.一种背光模组，包括上述权利要求1-10中任一所述的棱镜片。

12.如权利要求11所述的背光模组，其特征在于，所述棱镜片与导光板相连，所述导光板上具有棱镜单元，所述棱镜片上的棱镜与所述导光板上的棱镜单元相啮合，所述棱镜片主体部的表面与所述导光板的表面平行。