CN104503011B - 棱镜膜片、曲面背光源和显示装置 - Google Patents

棱镜膜片、曲面背光源和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种棱镜膜片、曲面背光源及显示装置。所述棱镜膜片包括：基底及在所述基底上成阵列排布的多个三棱镜单元，每个三棱镜单元具有三角形的横截面，所述横截面具有第一底角和第二底角，第一底角和第二底角均位于所述横截面靠近基底的一侧，其中所述多个三棱镜单元中的至少一个的三角形横截面的第一底角和第二底角大小不同采用根据本发明的实施例的棱镜膜片、曲面背光源和显示装置，可以改善出射光的亮度的均匀性，增加视角，提高视觉效果。

Description

棱镜膜片、曲面背光源和显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种棱镜膜片、一种曲面背光源和一种显示装置。
背景技术
在显示装置中，为了使从背光源出射的光均匀化，往往在导光板或扩散板的出光面上设置有棱镜膜片。现有的棱镜膜片上各个棱镜单元的各个角度均相同。当该棱镜膜片应用于曲面背光源时，其会使得出射光朝向显示区域的中心汇聚，如图1所示，于是出射光的亮度视角会变小，影响视觉效果。随着曲面型显示装置的发展，曲面背光源的应用也越来越广泛，因此，需要一种能够适应于曲面背光源的棱镜膜片。
发明内容
本发明的目的是提供一种棱镜膜片，其能够提高曲面背光源的亮度视角，增强显示效果。
本发明的目的还在于提供一种包含上述棱镜膜片的曲面背光源及显示装置。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案通过以下方式来实现：
本发明的实施例提供了一种棱镜膜片，包括：
基底，
在基底上成阵列排布的多个三棱镜单元，每个三棱镜单元具有三角形的横截面，所述横截面具有第一底角和第二底角，第一底角和第二底角均位于所述横截面靠近基底的一侧，
其中所述多个三棱镜单元中的至少一个的三角形横截面的第一底角和第二底角大小不同。
在一实施例中，所述多个三棱镜单元沿着第一方向阵列排布，所述第一方向垂直于各个三棱镜的轴向，且各个三棱镜单元中的三角形横截面的所述第一底角均朝向所述第一方向，且各个三棱镜单元中的三角形横截面的所述第二底角均朝向与所述第一方向相反的第二方向。
在一实施例中，各个三棱镜单元中的第一底角的大小和第二底角的大小的比值沿着第一方向依次增大或减小。
在一实施例中，各个三棱镜单元中的第一底角的大小沿着第一方向依次增大且第二底角的大小沿着第一方向依次减小。
在一实施例中，在棱镜膜片上居中的三棱镜单元的朝向第一方向的一侧上的各个三棱镜单元中的第一底角的大小与第二底角的大小的比值相等，和/或在棱镜膜片上居中的三棱镜单元的朝向第二方向的一侧上的各个三棱镜单元中的第一底角的大小与第二底角的大小的比值相等。
在一实施例中，在棱镜膜片上居中的三棱镜单元的第一底角和第二底角大小相等。
在一实施例中，所述三棱镜单元的第一底角的大小和第二底角的大小均在10度至80度的范围内。
在一实施例中，所述基底与三棱镜单元一体形成或独立形成。
本发明的实施例还提供一种曲面背光源，包括：
如上述任一实施例所述的棱镜膜片。
在一实施例中，所述曲面背光源还包括：
曲面导光板，所述曲面导光板具有入光面和出光面，所述棱镜膜片布置于所述出光面上；
光源，所述光源发出的光从位于导光板侧面的入光面射入曲面导光板，所述棱镜膜片中的各个三棱镜单元沿着所述光射入曲面导光板的方向排布，
其中，每个三棱镜单元中的第一底角的大小和第二底角的大小的比值依赖于所述曲面导光板的曲率而确定。
在一实施例中，所述曲面背光源还包括：
曲面扩散板，所述曲面扩散板具有入光面和出光面，所述棱镜膜片布置于所述出光面上；
光源，所述光源发出的光从位于曲面扩散板底面的入光面射入曲面扩散板，所述棱镜膜片中的各个三棱镜单元沿着与所述光射入曲面扩散板的方向垂直的方向排布，
其中，每个三棱镜单元中的第一底角的大小和第二底角的大小的比值依赖于所述曲面扩散板的曲率而确定。
本发明的实施例还提供了一种显示装置，包括如之前任一实施例所述的棱镜膜片或如之前任一实施例所述的曲面背光源。
本发明的上述技术方案中的至少一个方面能够通过非对称式的棱镜单元设计来补偿由曲面背光源中导光板或扩散板的弯曲导致的出射光的汇聚效应。采用根据本发明的实施例的棱镜膜片、曲面背光源和显示装置，可以改善出射光的亮度的均匀性，增加视角，提高视觉效果。
附图说明
图1示出现有技术中的设置在曲面背光源中的棱镜膜片的示意图；
图2示出根据本发明的一实施例的棱镜膜片处于水平放置状态的示意图；
图3示出根据本发明的一实施例的棱镜膜片设置在曲面背光源中时的示意图；
图4a示出光路在现有技术中的棱镜膜片中的传播路径的示意图；和
图4b示出光路在根据本发明的一实施例的棱镜膜片中的传播路径的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
图2和图3示意性地示出根据本发明的一实施例的棱镜膜片200。该棱镜膜片200包括：基底206以及在基底206上成阵列排布的多个三棱镜单元201，每个三棱镜单元201具有三角形的横截面，所述横截面具有第一底角α1和第二底角α2(例如还可具有顶角)，第一底角α1和第二底角α2均位于所述横截面靠近基底206的一侧。所述多个三棱镜单元201中的至少一个三棱镜单元201的三角形的横截面的第一底角α1和第二底角α2大小不同。
反观图1中示出的现有技术中的棱镜膜片100，该棱镜膜片100中的各个棱镜单元101均采用同样的横截面对称设计(即两个底角等大)，而在组装到曲面背光源中时棱镜膜片100必然会随之弯曲，这导致了对于各个棱镜单元101而言，实际上的光入射方向并不相同，由于各个棱镜单元101的同样的横截面对称设计，所以实际的光出射方向也会不同，在图1所示的棱镜膜片100的从两边向中间弯曲的情形中，光出射方向会向显示区域的中心方向汇聚。
如前所述，在根据本发明的实施例的棱镜膜片200中，三棱镜单元201采用了横截面非对称设计，即横截面中的两个底角不等，这相比于现有技术中的棱镜单元101，可以使得出射光产生一定的偏转，从而补偿曲面背光源对于棱镜膜片的影响。
作为示例，图4a和图4b分别示出了光线在现有技术中的棱镜膜片100中和在根据本发明的实施例的棱镜膜片200中的传播路径(如图中箭头所示)。参见图4a和图4b，根据折射原理可知，采用非对称设计的根据本发明的实施例的棱镜膜片200与现有技术中的棱镜膜片100相比可以使出射光偏转角度θ，这可以补偿当棱镜膜片应用于曲面背光源中时由于导光板或扩散板的弯曲导致的出射光的偏转。通过设置合适的第一底角α1和第二底角α2，可以使出射光以期望的方向出射，例如沿垂直于显示区域的方向出射。
需要说明的是，虽然图2和图3中示出入射光的入射方向是与水平放置时的棱镜膜片200大致垂直的，但是这只是示意性的，入射光的入射方向不限于此，例如可以与棱镜膜片200的入射表面成任意的倾斜角度。
另外，在根据本发明的实施例的棱镜膜片200中，可以是每个三棱镜单元201均为非对称式设计，即每个三棱镜单元201的横截面均具有大小不等的第一底角α1和第二底角α2；然而，也可以是其中一部分三棱镜单元201设计为非对称的，例如一个、三个、五个、十个等三棱镜单元201设计为非对称的。这是因为，在实际中，曲面背光源中的导光板或扩散板的设计也可以是多种多样的，例如，导光板或扩散板可以是整体以一致的曲率弯曲的，以一致的曲率局部弯曲的，或者甚至是在各个部分上以不同的曲率弯曲的。
在一示例中，多个三棱镜单元201可以沿着第一方向(例如沿如图2中箭头所示方向)阵列排布，所述第一方向垂直于各个三棱镜的轴向，且各个三棱镜单元301中的三角形横截面的第一底角α1均朝向所述第一方向，且各个三棱镜单元301中的三角形横截面的第二底角α2均朝向与所述第一方向相反的第二方向。
需要说明的是，虽然图2中示出的第一方向是向左的方向，但是这仅仅是示意性的，并非对第一方向的限定，例如，第一方向也可以是图2中的向右的方向。
作为示例，各个三棱镜单元201中的第一底角α1和第二底角α2的大小可以根据曲面背光源中的导光板或扩散板实际的曲率以及入射光的设计方向来确定。例如，各个三棱镜单元201中的第一底角α1的大小和第二底角α2的大小的比值可以设置成沿着第一方向依次增大或减小。作为示例，各个三棱镜单元201中的第一底角α1可以沿着第一方向依次增大而第二底角α2的大小沿着第一方向依次减小。例如，如图2和图3所示，各个三棱镜单元201中的第一底角α1的大小从左至右依次减小，而第二底角α2的大小从左至右依次增大，因而，第一底角α1的大小和第二底角α2的大小的比值从左至右依次减小或从右至左依次增大。这可以更好地根据曲面背光源中的不同位置上的三棱镜单元201的倾斜程度来对出射光方向进行补偿。在另一示例中，也可以将在棱镜膜片上居中的三棱镜单元的朝向第一方向的一侧上的各个三棱镜单元301中的第一底角α1的大小与第二底角α2的大小的比值设置成相等的，和/或将在棱镜膜片上居中的三棱镜单元的朝向第二方向的一侧上的各个三棱镜单元301中的第一底角α1的大小与第二底角α2的大小的比值设置成相等的。这可以提高棱镜膜片的可加工性。
作为示例，在棱镜膜片200上的一些三棱镜单元201可以具有对称设计，即第一底角α1和第二底角α2大小相等。这是因为尽管在曲面背光源中导光板或扩散板是弯曲的，但也不一定所有的三棱镜单元201出射的光的出射方向都会被改变。例如，在棱镜膜片200上居中的三棱镜单元201的第一底角α1和第二底角α2大小相等，如图2和3所示。这可以保证当棱镜膜片200设置于曲面背光源中时，居中的三棱镜单元201将出射光引向显示区域的中心。
作为示例，第一底角α1的大小和第二底角α2的大小均可以在10度至80度的范围内，例如30度至60度的范围内。然而，第一底角α1的大小和第二底角α2的大小不限于此，其可以根据设计要求取大于0度小于90度之间的任意数值。如果曲面背光源中的导光板或扩散板的曲率很大，某些三棱镜单元201中的第一底角α1和第二底角α2的取值也可以超过90度，但小于180度。
作为示例，在本发明的实施例的棱镜膜片200中基片206可以与三棱镜单元201一体形成，也可以与三棱镜单元201独立形成，例如基片206和三棱镜单元201可以分别形成之后用粘接剂粘合在一起。该基片206的设置，可以使三棱镜单元201获得更稳定的支撑。
本发明的实施例还提供了一种曲面背光源，该曲面背光源包括如上述任一实施例所述的棱镜膜片200。作为示例，该曲面背光源可以是侧入射式曲面背光源，该曲面背光源可以包括：曲面导光板，所述曲面导光板具有入光面和出光面，所述棱镜膜片布置于所述出光面上；光源，所述光源发出的光从位于导光板侧面的入光面射入曲面导光板，所述棱镜膜片中的各个三棱镜单元沿着所述光射入曲面导光板的方向排布。每个三棱镜单元301中的第一底角α1的大小和第二底角α2的大小的比值(即不对称程度)依赖于所述曲面导光板的曲率而确定。
在另一示例中，该曲面背光源也可以是直下式曲面背光源，该曲面背光源可以包括：曲面扩散板，所述曲面扩散板具有入光面和出光面，所述棱镜膜片布置于所述出光面上；光源，所述光源发出的光从位于曲面扩散板底面的入光面射入曲面扩散板，所述棱镜膜片中的各个三棱镜单元沿着与所述光射入曲面扩散板的方向垂直的方向排布，其中，每个三棱镜单元301中的第一底角α1的大小和第二底角α2的大小的比值依赖于所述曲面扩散板的曲率而确定。
在上述示例中，棱镜膜片200对于曲面背光源的弯曲程度的适应性可以得到提高，以更好地将出射光的亮度均匀化。作为示例，第一底角α1的大小和第二底角α2的大小本身也可以根据曲面背光源中的导光板或扩散板的曲率确定。
在上述示例中，棱镜膜片位于所述导光板或扩散板的出光面。替代地，作为示例，棱镜膜片200也可以位于所述导光板或扩散板的入光面。
本发明的实施例还提供一种显示装置，其包括如上述任一实施例所述的棱镜膜片200或如上述任一实施例所述的曲面背光源。
借助于根据本发明的实施例的棱镜膜片、背光源及显示装置，可以改善出射光的亮度的均匀性，增加视角，提高视觉效果。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (7)

1.一种棱镜膜片，包括：
基底，
在所述基底上成阵列排布的多个三棱镜单元，每个三棱镜单元具有三角形的横截面，所述横截面具有第一底角和第二底角，第一底角和第二底角均位于所述横截面靠近基底的一侧，
其中所述多个三棱镜单元中的至少一个的三角形横截面的第一底角和第二底角大小不同，所述多个三棱镜单元沿着第一方向阵列排布，所述第一方向垂直于各个三棱镜的轴向，且各个三棱镜单元中的三角形横截面的所述第一底角均朝向所述第一方向，且各个三棱镜单元中的三角形横截面的所述第二底角均朝向与所述第一方向相反的第二方向，
其中，在棱镜膜片上居中的三棱镜单元的第一底角和第二底角大小相等，各个三棱镜单元中的第一底角的大小和第二底角的大小的比值沿着第一方向依次增大或减小；并且
其中，所述基底与三棱镜单元一体形成或独立形成。
2.根据权利要求1所述的棱镜膜片，其中，各个三棱镜单元中的第一底角的大小沿着第一方向依次增大且第二底角的大小沿着第一方向依次减小。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的棱镜膜片，其中，所述三棱镜单元的第一底角的大小和第二底角的大小均在10度至80度的范围内。
4.一种曲面背光源，包括：
根据权利要求1-3中任一项所述的棱镜膜片。
5.根据权利要求4所述的曲面背光源，还包括：
曲面导光板，所述曲面导光板具有入光面和出光面，所述棱镜膜片布置于所述出光面上；
光源，所述光源发出的光从位于导光板侧面的入光面射入曲面导光板，所述棱镜膜片中的各个三棱镜单元沿着所述光射入曲面导光板的方向排布，
其中，每个三棱镜单元中的第一底角的大小和第二底角的大小的比值依赖于所述曲面导光板的曲率而确定。
6.根据权利要求4所述的曲面背光源，还包括：
曲面扩散板，所述曲面扩散板具有入光面和出光面，所述棱镜膜片布置于所述出光面上；
光源，所述光源发出的光从位于曲面扩散板底面的入光面射入曲面扩散板，所述棱镜膜片中的各个三棱镜单元沿着与所述光射入曲面扩散板的方向垂直的方向排布，
其中，每个三棱镜单元中的第一底角的大小和第二底角的大小的比值依赖于所述曲面扩散板的曲率而确定。
7.一种显示装置，包括根据权利要求1-3中任一项所述的棱镜膜片或根据权利要求4-6中任一项所述的曲面背光源。
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