CN104698518A - 棱镜片、采用该棱镜片的背光模组及液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于LCD背光模组的棱镜片，所述棱镜片(10)由多个平行排列在PET基材(11)上的棱镜结构(12)所组成，其中，所述棱镜结构(12)至少包含三种或三种以上间距各不相同的棱镜条纹。另外，本发明还提供了一种具备上述棱镜片的液晶显示器用背光模组以及液晶显示器。本发明通过设置三种或三种以上间距各不相同的棱镜条纹，打乱了现有技术所存在的棱镜条纹的规律性排列方式，从而可以消除因棱镜条纹规律性排列方式所产生的规律性亮度变化，因而可以降低或消除棱镜片和LCD面板之间产生的莫尔干涉条纹。
Description
技术领域
本发明涉及一种可降低或消除莫尔干涉条纹的棱镜片，该棱镜片为一种用于LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)背光模组的组件之一，另外本发明还涉及采用该棱镜片的背光模组及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(LCD)中，LCD面板本身并不发光，需要在LCD面板的下方提供一个背光模组，以提供LCD面板所需的面光源，使之获得足够的亮度与对比度，进而实现显示的功能。
现有的背光模组通常由光源(冷阴极荧光灯管CCFL、发光二极管LED等)、导光板、反射板以及一些光学膜片所组成。这些光学膜片包括光扩散膜(下扩散膜和上扩散膜)、棱镜膜等。光源发出的光经过反射板反射到导光板，然后从导光板上表面出射到下扩散膜，之后经过形成有棱镜的棱镜片会聚后到达上扩散膜，最后形成为LCD面板提供照明的面光源。
棱镜片又称为增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)，是将丙烯酸树脂等制成的棱镜结构制作在透明PET基材上制造而成的光学薄膜。棱镜片的作用是利用形成在透明PET基材上的棱镜结构的斜面使来自下扩散膜的某一角度范围之内的出射光偏转至正面方向折射出来，其余的光因不满足折射条件而被棱镜边沿反射回光源，再由光源底部的反射板重新反射。这样，背光源中的光线在棱镜结构的作用下，不断的循环利用，原本向各个方向发散的光线在通过棱镜片后，被控制到正面视角方向，从而达到轴向亮度增强的效果。
现有棱镜片通常由多个等间隔平行排列在PET基材上的截面为等腰三角形的棱镜结构所组成。当等间隔平行排列的棱镜结构与同样等间隔排列的液晶面板的像素单元重合时，有可能形成被称作莫尔干涉条纹的可视图案，这会导致显示图像的图像清晰度降低。特别是在LCD像素要求越来越高，LCD面板的像素大小变得越来越小的情况下，液晶面板的像素单元的间距(Pitch)越小，背光模组所用的棱镜片上的棱镜结构的间距越容易由于干涉而产生莫尔干涉条纹，而且Pitch越小干涉条纹也越多。
现有技术为了抑制莫尔干涉条纹的产生，通常采用设置上扩散膜的方式来提高扩散膜的雾度，但是这会大幅度牺牲液晶显示器的亮度，这与努力提高显示器辉度的趋势背道而驰。
为解决上述缺陷，现有技术CN 203385878U，CN 202171652U以及CN203117445U中均提出了各种不同的解决方案，即通过改变棱镜片上的棱镜之间的规则排列模式，使得棱镜片不同区域的棱镜反射的光线亮度差异均匀化，以此减少莫尔干涉条纹产生的可能性。但是上述现有技术中，CN 203385878U提供的棱镜周期变化排列的方案太过笼统，没有提供精确化抑制莫尔干涉条纹的数据，况且其提供的变化周期呈现明显的规律性，仍然较易产生莫尔干涉条纹。CN 202171652U以及CN 203117445U中提供的棱镜结构太复杂，几乎与划痕缺陷无异，其消除莫尔干涉条纹的效果很难评价，但是对于显示器辉度的降低应当是存在较大的可能性，况且这种结构随意性太高的棱镜生产成本必然很高，产品质量也很难控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种棱镜片、采用该棱镜片的背光模组及液晶显示器，以减少或避免前面所提到的问题。
具体来说，本发明提供了一种改进结构的棱镜片，以实现降低或消除莫尔干涉条纹、提高LCD辉度的目的，同时本发明还提供了采用该棱镜片的背光模组及液晶显示器。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于LCD背光模组的棱镜片，所述棱镜片由多个平行排列在PET基材上的棱镜结构所组成，其中，所述棱镜结构至少包含三种或三种以上间距各不相同的棱镜条纹。
优选地，所述棱镜结构包含三种间距分别为a，b，c的第一棱镜条纹、第二棱镜条纹以及第三棱镜条纹，所述三种间距满足如下关系：a≦70μm；a≧2b；b≧1.5c。
优选地，所述PET基材上的所述第一棱镜条纹、所述第二棱镜条纹以及所述第三棱镜条纹的数量分别为Na，Nb，Nc，所述数量满足如下关系：Na≧Nb；Nb≧Nc。
优选地，所述棱镜片所对应的LCD具备垂直于所述三种棱镜条纹长度方向的像素单元宽度P1，所述像素单元宽度P1与所述三种间距满足如下关系：P1≧5a；P1≧10b；P1≧15c。
优选地，所述棱镜片通过粘合剂与第二膜片层叠接合成复合光学膜片结构，所述第二膜片为所述棱镜片、微透镜膜或扩散膜之一；所述微透镜膜和所述扩散膜均包含PET基材。
优选地，所述棱镜片、所述微透镜膜和所述扩散膜所包含的PET基材的热膨胀系数为Tp，所述棱镜片的所述棱镜结构的热膨胀系数为Ta，所述粘合剂的热膨胀系数为Tb时，其中，Tp<Ta；Tp<Tb；Tb≧Ta。
优选地，所述棱镜片的所述棱镜结构的附着力为Ba，所述粘合剂的附着力为Bb时，其中，Bb≧Ba。
另外，本发明还提供了一种具备上述棱镜片的液晶显示器用背光模组以及液晶显示器。
本发明通过设置三种或三种以上间距各不相同的棱镜条纹，打乱了现有技术所存在的棱镜条纹的规律性排列方式，从而可以消除因棱镜条纹规律性排列方式所产生的规律性亮度变化，因而可以降低或消除棱镜片和LCD面板之间产生的莫尔干涉条纹。另外本发明为了克服现有技术无法精确化抑制莫尔干涉条纹的缺陷，进一步提供了可供本领域技术人员直接采用的数学模型，本领域技术人员可以依照该数学模型实现对莫尔干涉条纹的精确化消减。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的棱镜片的结构示意图；
图2显示的是本发明的棱镜片所对应的LCD面板的分解结构示意图；
图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的复合光学膜片结构的示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的棱镜片的结构示意图，该棱镜片通过改进的结构以实现降低或消除莫尔干涉条纹、提高LCD辉度的目的。具体来说，本发明提供了一种可用于LCD背光模组的棱镜片10，该棱镜片10为用于LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)背光模组的组件之一，另外本发明还提供了采用该棱镜片10的背光模组及液晶显示器。
如图1所示，本发明的棱镜片10由多个平行排列在PET基材11上的棱镜结构12所组成，与现有技术不同的是，在本发明的一个具体实施例中，所述棱镜结构12至少包含三种或三种以上间距各不相同的棱镜条纹。图1所示实施例示意性显示了三种间距分别为a，b，c的第一棱镜条纹121、第二棱镜条纹122以及第三棱镜条纹123。当然，本领域技术人员参照图1应当理解，本发明还可以包含更多种类的间距不同的棱镜条纹。
本发明的上述具体实施例通过三种或三种以上间距各不相同的棱镜条纹，打乱了现有技术所存在的棱镜条纹的规律性排列方式，从而可以消除因棱镜条纹规律性排列方式所产生的规律性亮度变化，因而可以降低或消除棱镜片和LCD面板之间产生的莫尔干涉条纹。
另外，由于复数棱镜条纹更容易产生不规律的排列组合，无需额外设置扩散膜，并且由于棱镜条纹的结构与现有技术改变的仅仅是条纹间距，生产和制造成本优势明显高于背景技术，同时各棱镜条纹的无规律排列组合显著提高了棱镜反射光线亮度的均匀化，提升了照明光线的利用率并可进一步提高LCD的辉度。
进一步的，为了克服现有技术无法精确化抑制莫尔干涉条纹的缺陷，本发明提供了可供本领域技术人员直接采用的数学模型，本领域技术人员可以依照如下数学模型实现对莫尔干涉条纹的精确化消减。亦即，如图1具体实施例所示，当棱镜结构12包含三种间距分别为a，b，c的棱镜条纹121、122、123的情况下，所述三种间距满足如下关系：a≦70μm；a≧2b；b≧1.5c。
从上述数学模型可见，在本发明的上述具体实施例中，提供了三种间距大小特定的参数关系，现有技术中没有任何技术启示可用于获得上述参数关系，并且本领域技术人员依照该参数关系可以对莫尔干涉条纹进行精确化的消减，在没有上述参数关系作为启示的前提下，本领域技术人员无法获知采用什么样的实验才可获得上述参数关系，因此，本发明的上述具体实施例所提供的参数关系对本领域技术人员来说是非显而易见的，相对于现有技术毫无规律的任意设置不同的棱镜结构具备突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法意义上的创造性。
在另一个具体实施例中，PET基材11上的第一棱镜条纹121、第二棱镜条纹122以及第三棱镜条纹123的数量分别为Na，Nb，Nc，所述数量满足如下关系：Na≧Nb；Nb≧Nc。本实施例在前述参数关系的基础上进行了更进一步的优化，使得本领域技术人员对于莫尔干涉条纹的消减能够得到更加优化的消减控制。
在又一个具体实施例中，如图2所示，其中显示的是本发明的棱镜片10所对应的LCD面板的分解结构示意图。参见图1-2所示，棱镜片10与LCD面板平行设置，LCD面板上示意性画出了多个规律排列的同样大小的矩形像素单元20，在本实施例中，为了更进一步消除莫尔干涉条纹，设定像素单元20垂直于三种棱镜条纹121、122、123长度方向的像素单元宽度为P1，该像素单元宽度P1与前述三种间距满足如下关系：P1≧5a；P1≧10b；P1≧15c。应当指出的是，棱镜片10附着于LCD面板上是具备一定的方向性的，棱镜片10的棱镜条纹方向与其垂直的像素单元的宽度具备本实施例的上述参数关系才是具备意义的。
进一步地，本发明的上述具体实施例中的每一种棱镜片10均可以单独应用于LCD背光模组，也可以与其它的膜片层叠接合成复合光学膜片结构。正如前述，由于本发明的棱镜片10本身就可以消除莫尔干涉条纹，且无需额外的扩散膜，因此将其单独应用于LCD背光模组可以降低生产成本。当然，为了提供更优化的显示效果，也可以如上所述的那样提供具备本发明的棱镜片10的复合光学膜片结构。具体如图3所示，其中显示的是根据本发明的一个具体实施例的复合光学膜片结构的示意图，在本实施例中，棱镜片10可以通过粘合剂30与第二膜片层叠接合成复合光学膜片结构1，所述第二膜片可以为所述棱镜片10、微透镜膜或扩散膜之一；其中微透镜膜和扩散膜均包含PET基材。
也就是说，上述实施例中，复合光学膜片结构1可以是两层具备本发明结构特点的棱镜片10粘结起来的结构，也可以是一层具备本发明结构特点的棱镜片10与诸如微透镜膜或扩散膜之类的膜片粘接起来的结构。图3中具体显示的结构中，上下两层粘接起来的膜片都是具备本发明结构特点的棱镜片10，本领域技术人员可以参照图3显示的示意性结构获得棱镜片10与微透镜膜或扩散膜粘接起来的结构(图中未示出)。另外，本发明的棱镜片10本身是由多个平行排列在PET基材11上的棱镜结构12组成的，棱镜结构12可采用现有的光敏树脂(UV树脂)制成；而微透镜膜和扩散膜都是由PET基材制备而成的，因此可以说微透镜膜和扩散膜均包含PET基材。
进一步的，为了最小化复合光学膜片结构1的受热变形，提高了光学辉度，提高生产效率和质量，在一个具体实施例中，设定棱镜片10、微透镜膜和扩散膜所包含的PET基材的热膨胀系数为Tp，棱镜片10的棱镜结构12的热膨胀系数为Ta，粘合剂30的热膨胀系数为Tb，其中Tp<Ta；Tp<Tb；Tb≧Ta。本领域技术人员可以参照上述参数组合，选择适当的材料制造本实施例优选的复合光学膜片结构1，以实现复合光学膜片结构1受热的情况下变形最小，从而提高了LCD背光模组的光学辉度，也就是提高了产品质量，减少了产品缺陷和返工，提高了生产效率。
更进一步的，在还有一个具体实施例中，设定棱镜片10的棱镜结构12的附着力为Ba，粘合剂30的附着力为Bb时，其中Bb≧Ba。也就是说，在本实施例中，粘合剂30将本发明的棱镜片10和前述的第二膜片接合在一起的附着力优选要大于，或者至少是等于棱镜结构12附着在棱镜片10上的附着力，这样在结构强度、受热变形方面将会具备更好的特性，进一步提高了LCD背光模组的光学辉度，提高了产品质量和生产效率。
另外，基于前述详细说明，本发明还可以提供一种具备上述棱镜片的液晶显示器用背光模组以及液晶显示器。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种用于LCD背光模组的棱镜片，所述棱镜片(10)由多个平行排列在PET基材(11)上的棱镜结构(12)所组成，其特征在于，所述棱镜结构(12)至少包含三种或三种以上间距各不相同的棱镜条纹。
2.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，所述棱镜结构(12)包含三种间距分别为a，b，c的第一棱镜条纹(121)、第二棱镜条纹(122)以及第三棱镜条纹(123)，所述三种间距满足如下关系：a≦70μm；a≧2b；b≧1.5c。
3.如权利要求2所述的棱镜片，其特征在于，所述PET基材(11)上的所述第一棱镜条纹(121)、所述第二棱镜条纹(122)以及所述第三棱镜条纹(123)的数量分别为Na，Nb，Nc，所述数量满足如下关系：Na≧Nb；Nb≧Nc。
4.如权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于，所述棱镜片(10)所对应的LCD具备垂直于所述三种棱镜条纹(121、122、123)长度方向的像素单元宽度P1，所述像素单元宽度P1与所述三种间距满足如下关系：P1≧5a；P1≧10b；P1≧15c。
5.如权利要求1-4之一所述的棱镜片，其特征在于，所述棱镜片(10)通过粘合剂(30)与第二膜片层叠接合成复合光学膜片结构(1)，所述第二膜片为所述棱镜片(10)、微透镜膜或扩散膜之一；所述微透镜膜和所述扩散膜均包含PET基材。
6.如权利要求5所述的棱镜片，其特征在于，所述棱镜片(10)、所述微透镜膜和所述扩散膜所包含的PET基材的热膨胀系数为Tp，所述棱镜片(10)的所述棱镜结构(12)的热膨胀系数为Ta，所述粘合剂(30)的热膨胀系数为Tb时，其中，Tp<Ta；Tp<Tb；Tb≧Ta。
7.如权利要求6所述的棱镜片，其特征在于，所述棱镜片(10)的所述棱镜结构(12)的附着力为Ba，所述粘合剂(30)的附着力为Bb时，其中，Bb≧Ba。
8.一种液晶显示器用背光模组，其特征在于，所述背光模组包含权利要求1-7之一所述的棱镜片(10)。
9.一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器包含如权利要求8所述的背光模组。
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