CN104849797A - 导向膜及应用该导向膜的led显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导向膜及应用该导向膜的LED显示屏，包括透明基材层以及微结构层，所述微结构层设置于所述透明基材层的出光面上，包括若干个用于将透过所述透明基材层的入射光传导到特定方向或者特定角度的微结构，因此，该导向膜可以调整应用该导向膜的LED显示屏的光线的出射角度，使出射光线尽可能的往侧下方的区域照射，从而提高观看者观看的舒适度和亮度。由于本发明提供的LED显示屏只是在LED的出光面安装了导向膜，因此，制作安装过程相对简单，且不仅适用于二次配光之后的LED，还适用于贴片式的LED。

Description

导向膜及应用该导向膜的LED显示屏

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种导向膜及应用该导向膜的LED显示屏。

背景技术

目前，采用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为背光源的显示屏已经广泛应用在体育场馆、监控、娱乐和户外广告宣传等各个领域。其中，在安装LED显示屏时，为了避免距离LED显示屏较远的人的视线被距离LED显示屏较近的人遮挡，需要将LED显示屏悬挂在比较高的位置，以供其侧下方的人们观看。但是，由于LED的发光角度较大，且LED光线的投射方向无法控制，因此，射向LED显示屏上方的光线未能被人眼所接收，从而导致了能量的浪费和亮度的损失。

现有技术提出了一种控制LED屏幕发光角度的方法，如图1所示，在制作和安装LED屏幕的时候，将LED101整体向下倾斜，即令LED101向侧下方照射，以减小LED101的光线向上的角度，增加LED101侧下方的亮度，但是，该LED屏幕的制作安装过程相对复杂，而且只适用于经过二次配光之后的LED，不适用于贴片式的LED。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种导向膜及应用该导向膜的LED显示屏，以解决现有的方法中LED屏幕的制作安装过程相对复杂，且不适用于贴片式LED的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种导向膜，包括：

透明基材层；以及，

微结构层，所述微结构层设置于所述透明基材层的出光面上，包括若干个用于将透过所述透明基材层的入射光传导到特定方向或者特定角度的微结构。

优选的，所述微结构为三棱柱，入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

优选的，所述三棱柱包括底面、第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述底面之间具有第一夹角，所述第二侧面与所述底面之间具有第二夹角，所述第一夹角的取值范围在大于或等于10°且小于或等于60°之间；所述第二夹角的取值范围在大于或等于40°且小于或等于90°之间；所述第一夹角和第二夹角之间的差值大于或等于20°。

优选的，若干个所述微结构呈线性排列，所述微结构的排列方向与所述微结构的延伸方向垂直。

优选的，单一的所述微结构在纵向方向上平滑起伏延伸，且峰高保持不变。

优选的，所述微结构为四棱锥，若干个四棱锥呈矩阵排列；入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

优选的，所述微结构为四棱锥和四棱台的组合体，所述四棱锥一体设置在所述四棱台上，若干个所述组合体呈矩阵排列；入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

优选的，所述微结构为三棱台和四棱台的组合体，所述三棱台一体设置在所述四棱台上，若干个所述组合体呈矩阵排列；入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

优选的，所述微结构层与所述透明基材层一体成型；或者，所述微结构层通过光固化或热固化的方式固定在所述透明基材层的出光面上。

优选的，所述透明基材层的厚度小于或等于300μm。

优选的，所述微结构的峰间距小于或等于200μm。

一种LED显示屏，包括：

LED基板以及设置在所述LED基板上的多个LED；

设置在所述LED基板出光面的导向膜，所述导向膜为权利要求1-11任一项所述的导向膜，所述导向膜的入光面朝向所述LED基板的出光面，所述导向膜的出光面背离所述LED基板的出光面。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的导向膜及应用该导向膜的LED显示屏，导向膜包括透明基材层以及设置于透明基材层出光面的微结构层，由于该微结构层包括若干个将透过所述透明基材层的入射光传导到特定方向或者特定角度的微结构，因此，该导向膜可以调整应用该导向膜的LED显示屏的光线的出射角度，使出射光线尽可能的往侧下方的区域照射，从而提高观看者观看的舒适度和亮度。由于本发明的LED显示屏只是在LED的出光面安装了导向膜，因此，制作安装过程相对简单，且不仅适用于二次配光之后的LED，还适用于贴片式的LED。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的一种导向膜的剖面结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的一种导向膜的平面结构示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的另一种导向膜的平面结构示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的一种微结构端面为三角形的导向膜的剖面结构示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的一种微结构端面为三角形和梯形组合的导向膜的剖面结构示意图；

图6为本发明的另一个实施例提供的一种LED显示屏的剖面结构示意图；

图7为有导向膜和无导向膜的LED显示屏的发光强度曲线图；

图8为采用如图5结构导向膜的LED显示屏的发光强度曲线图。

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做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。

本发明的一个实施例提供了一种导向膜，参考图1，本实施例中的导向膜包括透明基材层1以及设置于透明基材层1一侧即出光面的微结构层2。透明基材层1为厚度小于或等于300μm的平板状结构。微结构层2包括若干个微结构20，该微结构20用于将透过透明基材层1的入射光传导到特定方向或者特定角度。

其中，微结构层2可以通过光固化(紫外固化)、热固化或其他方式附着于透明基材层1上，也可以与透明基材层1由同一种材料一体成型。透明基材层1可以是PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(PolyEthylene，聚乙烯)、PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)或者其他透明材料或者透明材料的复合体。微结构层2可以为高分子树脂材料。微结构层2和透明基材层1也可以由PS(Polystyrene，聚苯乙烯)、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)、PMMA(Polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)等透明材料或者透明材料的复合体一体成型。

本实施例中，优选的，多个微结构20呈阵列排布，且微结构20的峰间距小于或等于200μm。当然，本发明并不仅限于此，只要微结构能够通过折射或反射将光线向对应的LED显示屏的侧下方会聚即可。

本发明的一种实施方式中，参考图2，微结构20为三棱柱，入射光经过透明基材层1后由微结构20传导至特定方向或特定角度。本实施例中的微结构20可为呈单行多列或单列多行排列的微结构阵列，例如，当微结构20沿Y轴排布时，微结构20为沿X轴方向延伸的长条棱镜结构，该长条棱镜结构的峰平直或者上下起伏(抖动)，即棱镜结构的峰(脊)为直线形或上下起伏的平滑曲线形；当微结构20沿X轴排布时，微结构20为沿Y轴方向延伸的长条棱镜结构，该长条棱镜结构的峰(脊)为直线形或曲线形，但是，本发明并不仅限于此，只要若干个微结构20呈线性排列，且微结构20的排列方向与微结构20的延伸方向垂直即可。

参考图2，每个微结构20均为沿第一方向X(如行方向)延伸的长条结构，其中，长条结构可以为曲线形(如图2所示)，这里的曲线形是指单一的微结构20在纵向如第一方向X方向上平滑起伏延伸，且峰高保持不变，此外，长条形结构也可以为直线形；并且，多个微结构20沿第二方向Y(如列方向)依次排布；其中第一方向X和第二方向Y垂直。

本发明的另一种实施方式中，参考图3，微结构20为四棱锥结构，且若干个四棱锥呈矩阵排列，即多个微结构20沿第一方向X(如行方向)依次排列，多个微结构20沿第二方向Y(如列方向)依次排列，第一方向X和第二方向Y垂直。入射光经过透明基材层1后由四棱锥状的微结构20聚光传导至特定的方向或特定角度，其中，微结构20可以为金字塔结构即四棱锥结构，也可以为多面体结构。

本实施例中，微结构20的剖面结构可以为三角形、类三角形、梯形、三角形和梯形的组合等，当然，本发明并不仅限于此，只要微结构20能够通过折射或反射将光线向对应的LED显示屏的侧下方会聚即可。如图3和4所示，微结构20在aa’方向上的剖面结构即为三角形。

下面以剖面结构为三角形结构的微结构为例，对本实施例提供的导向膜进行解释说明。参考图2，长条形的三棱柱状的微结构20至少包括第一侧面201、第二侧面202、第三侧面203和与其相对的第四侧面204，当然，该微结构20还包括底面，该底面与透明基材层1的出光面连接即二者在同一平面，第三侧面203与透明基材层1的侧面101位于同一平面，第四侧面204与透明基材层1的侧面102位于同一平面。

参考图4，第一侧面201和透明基材层1的出光面即微结构20的底面之间具有第一夹角b1，第二侧面202和透明基材层1的出光面即微结构20的底面之间具有第二夹角b2，其中，第一夹角b1和第二夹角b2不相等；第一夹角10°≤b1≤60°；第二夹角40°≤b2≤90°；优选的，第一夹角b1和第二夹角b2之间的差值大于或等于20°。

一个具体的实施例中，微结构层2通过光固化的方式附着于透明基材层1上，透明基材层1为PET材质；第一夹角b1的角度可以为30°，第二夹角b2的角度可以为66°，各个微结构20之间的峰间距P为0.05mm，透明基材层1的厚度d可以为0.15mm。当然，上述各参数的具体数值只是一种优选的方案，本发明并不仅限于此。

将图4结构的导向膜安装在LED显示屏上时，微结构20的延伸方向即第一方向X与LED显示屏的左右方向对应，第二方向Y与LED显示屏的上下方向对应，且角度较小的第一夹角b1对应LED显示屏的下方设置，角度较大的第二夹角b2对应LED显示屏的上方设置，这样通过第一侧面201和第二侧面202的反射或折射效果，使得LED显示屏出射光线向LED显示屏的侧下方照射，以此来提高观看者观看的舒适度和亮度。由于该LED显示屏只是在LED的出光面安装了导向膜，因此，制作安装过程相对简单，且不需要调整LED的倾斜角度，不仅适用于二次配光之后的LED，还适用于贴片式的LED。

此外，由于长条的微结构20的第三侧面203和第四侧面204分别与透明基材层1的两个侧面位于同一平面，因此，第三侧面203和第四侧面204对光线出射角度的影响并不大，即长条结构的微结构20对LED显示屏左右方向出射光线的出射角度影响并不大。

下面以微结构的为四棱锥和四棱台的组合体为例，对本实施例提供的导向膜进行解释说明。微结构20为四棱锥和四棱台的组合体，其中，四棱锥一体设置在四棱台上，若干个四棱锥和四棱台的组合体呈矩阵排列，即多个组合体微结构20沿行方向依次排列，多个组合体微结构20沿列方向依次排列，且入射光经透明基材层1后由微结构20聚光传导至特定的方向或特定角度。

或者，如图5所示，微结构20为三棱台205和四棱台206的组合体，三棱台205一体设置在四棱台206上，若干个三棱台205和四棱台206的组合体呈矩阵排列，且入射光经透明基材层1后由微结构20聚光传导至特定的方向或特定角度。

当图5中的微结构20为三棱台205和四棱台206的组合体时，该组合体呈线性排列时，微结构20至少包括六个侧面和一个底面，此时，三棱台205对应长条形的微结构20左侧的侧面与四棱台206对应长条形的微结构20左侧的侧面位于同一平面，三棱台205对应长条形的微结构20右侧的侧面与四棱台206对应长条形的微结构20右侧的侧面位于同一平面。同样，微结构20的底面与透明基材层1的出光面连接，三棱台205的侧面与透明基材层1的出光面即微结构20的底面呈一定角度的夹角即第一夹角(如ε、ζ、α、γ)，四棱台206的侧面与透明基材层1的出光面即微结构20的底面呈一定角度的夹角即第二夹角(如β、δ)，这些夹角即第一夹角和第二夹角均小于或等于90°。

当微结构20为四棱锥和四棱台的组合体，且该组合体呈多行多列排布时，四棱锥至少包括四个侧面和一个底面，四棱台至少包括四个侧面和一个底面，且四棱锥的底面与四棱台的顶面相接，同样，四棱台的底面与透明基材层1的出光面连接，其中，四棱台的侧面与透明基材层1的出光面的第一夹角小于或等于90°，四棱锥的侧面与透明基材层1的出光面的第二夹角小于或等于90°。

假设长条形的微结构20的六个侧面与透明基材层1的出光面即微结构20的底面的夹角分别为α、β、γ、δ、ε、ζ，通过这几个侧面的折反射以及这些夹角的设计即可控制对应的LED显示屏在上下和左右几个方向上的光线出射角度的控制，进而能够控制LED显示屏出射光线向LED显示屏的侧下方照射，以此来提高观看者观看的舒适度和亮度。

一个具体的实施例中，微结构层2通过光固化的方式附着于透明基材层1上，透明基材层1和微结构层2由同一种材料PMMA一体成型，剖面结构为组合的多边形结构如图5所示的微结构20由沿第一方向X拉伸成直线的长条棱镜，其中微结构20的六个侧面与底面的夹角分别为α＝75°、β＝60°、γ＝40°、δ＝45°、ε＝60°、ζ＝60°，底面的长c＝0.1mm、宽d＝1mm，与LED显示屏左右方向对应的第一方向X上微结构20的峰间距为1mm，与LED显示屏上下方向对应的第二方向Y上微结构20的峰间距为0.1mm，导向膜的厚度为0.2mm。当然，上述各参数的具体数值只是一种优选的方案，本发明并不仅限于此。

本实施例提供的导向膜，包括透明基材层以及设置于透明基材层出光面的微结构层，由于微结构层包括多个可改变透明基材层出光面出射光线的出射角度的微结构，因此，该导向膜能够调整应用该导向膜的LED显示屏的光线的出射角度，使出射光线尽可能的往侧下方的区域照射，从而提高观看者观看的舒适度和亮度。由于本发明的LED显示屏只是在LED的出光面安装了导向膜，因此，制作安装过程相对简单，且不仅适用于二次配光之后的LED，还适用于贴片式的LED。

本发明的另一个实施例提供了一种LED显示屏，如图6所示，包括LED基板3以及设置在LED基板3上的多个LED30，该LED30可以是二次配光后的LED，也可以是贴片式的LED；设置在LED基板3出光面的导向膜4，该导向膜4为上述任一实施例提供的导向膜，该导向膜4的入光面40朝向LED基板具有LED30的表面即出光面，导向膜4的出光面41背离LED基板3的出光面，其中，导向膜4可改变LED显示屏出射光线的出射角度。

将导向膜4与LED基板3安装在一起时，若微结构为沿第一方向X延伸的长条结构，则第一方向X与LED显示屏的左右方向对应，第二方向Y与LED显示屏的上下方向对应，且角度较小的第一夹角b1的位置对应LED显示屏的下方。

在实际观看时，采用图4结构导向膜的LED显示屏发出的光线从导向膜的入光面一侧入射，之后通过出光面进入微结构微结构层，通过微结构的折反射之后改变了出射的角度，使原本应透射到LED显示屏上方的光线向LED显示屏的下方投射。采用图5结构导向膜的LED显示屏通过微结构的折反射之后，不仅将原本应透射到LED显示屏上方的光线向LED显示屏的下方投射，而且将原本应该透射到LED显示屏左右方向的光线向LED显示屏的中心区域投射。

通过实际测量之后，有导向膜和无导向膜的LED显示屏的发光强度曲线如图7所示，采用如图5结构导向膜的LED显示屏上下方向的发光强度曲线如图8所示。相对于不采用导向膜的LED显示屏而言，有导向膜的LED显示屏在上下方向的大角度的出射光线已经收敛，并集中射向了斜侧方利用观看者观看的区域，同时，斜侧方观看区域的观看者看到的屏幕亮度也有所提高。同样，采用如图5结构导向膜的LED显示屏对上下方向和左右方向的出射光线都进行了收敛，使其向LED显示屏中心区域集中，不仅提升了观看者的舒适度，而且提升了LED显示屏侧下方观看区域的观看亮度。

本实施例提供的LED显示屏，导向膜包括透明基材层以及设置于透明基材层出光面的微结构层，由于该微结构层包括多个可改变透明基材层出光面出射光线的出射角度的微结构，因此，该导向膜能够调整应用该导向膜的LED显示屏的光线的出射角度，使出射光线尽可能的往侧下方的区域照射，从而提高观看者观看的舒适度和亮度。由于本发明的LED显示屏只是在LED的出光面安装了导向膜，因此，制作安装过程相对简单，且不仅适用于二次配光之后的LED，还适用于贴片式的LED。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种导向膜，其特征在于，包括：

透明基材层；以及，

微结构层，所述微结构层设置于所述透明基材层的出光面上，包括若干个用于将透过所述透明基材层的入射光传导到特定方向或者特定角度的微结构。

2.根据权利要求1所述的导向膜，其特征在于，所述微结构为三棱柱，入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

3.根据权利要求2所述的导向膜，其特征在于，所述三棱柱包括底面、第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述底面之间具有第一夹角，所述第二侧面与所述底面之间具有第二夹角，所述第一夹角的取值范围在大于或等于10°且小于或等于60°之间；所述第二夹角的取值范围在大于或等于40°且小于或等于90°之间；所述第一夹角和第二夹角之间的差值大于或等于20°。

4.根据权利要求2所述的导向膜，其特征在于，若干个所述微结构呈线性排列，所述微结构的排列方向与所述微结构的延伸方向垂直。

5.根据权利要求2所述的导向膜，其特征在于，单一的所述微结构在纵向方向上平滑起伏延伸，且峰高保持不变。

6.根据权利要求1所述的导向膜，其特征在于，所述微结构为四棱锥，若干个四棱锥呈矩阵排列；入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

7.根据权利要求1所述的导向膜，其特征在于，所述微结构为四棱锥和四棱台的组合体，所述四棱锥一体设置在所述四棱台上，若干个所述组合体呈矩阵排列；入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

8.根据权利要求1所述的导向膜，其特征在于，所述微结构为三棱台和四棱台的组合体，所述三棱台一体设置在所述四棱台上，若干个所述组合体呈矩阵排列；入射光经所述透明基材层后由所述微结构聚光传导到特定方向或者特定角度。

9.根据权利要求1所述的导向膜，其特征在于，所述微结构层与所述透明基材层一体成型；或者，所述微结构层通过光固化或热固化的方式固定在所述透明基材层的出光面上。

10.根据权利要求1所述的导向膜，其特征在于，所述透明基材层的厚度小于或等于300μm。

11.根据权利要求1所述的导向膜，其特征在于，所述微结构的峰间距小于或等于200μm。

12.一种LED显示屏，其特征在于，包括：

LED基板以及设置在所述LED基板上的多个LED；

设置在所述LED基板出光面的导向膜，所述导向膜为权利要求1-11任一项所述的导向膜，所述导向膜的入光面朝向所述LED基板的出光面，所述导向膜的出光面背离所述LED基板的出光面。