CN105116612B - 光学膜片、背光模组及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液晶显示技术领域，公开了一种光学膜片、背光模组及显示装置。所示光学膜片包括多个光学结构，每个光学结构包括凸透镜结构和棱镜结构，且棱镜结构设置在所述凸透镜结构的周边，位于周边的棱镜结构对光线具有较强的汇聚作用，而且光透过率高，从而能够提高整个光学膜片的光透过率，提升光源的亮度。而位于中间的凸透镜结构具有较高的雾度，能够增加整个光学膜片的遮蔽性。因此，本发明的光学膜片具有光透过率高、雾度高、遮蔽性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种光学膜片、背光模组及显示装置。
背景技术
由于液晶本身不发光，在液晶显示器、液晶电视等各种液晶显示设备(LiquidCrystal Display，以下简称“LCD”)中，都需要依靠外部背光源来实现显示。
其中，液晶显示所需的光源为面光源，而背光模组的光源通常为发光二极管。因此，在背光源的光线提供给液晶显示面板之前，需要设置光学元件对光线进行调整，以形成均匀分布的面光源。所述光线元件包括导光板、反射板和光学膜片等。
所述光学膜片包括聚光膜片，以缩小光线的有效照射区域，提高光强。用于汇聚光线的结构一般包括棱镜结构和透镜结构，棱镜结构具有光透过率高的优点，但雾度低，遮蔽性不好，抗划伤能力低。透镜结构具有雾度高，遮蔽性好，抗划伤能力强的优点，但光透过率低。因此，棱镜结构和透镜结构都无法同时提供良好的聚光效果和抗划伤、遮蔽等性能。
发明内容
本发明提供一种光学膜片，用以提供良好的聚光效果和抗划伤、遮蔽等性能。
本发明提供一种背光模组和显示装置，包括所述光学膜片，能够提高显示亮度，同时避免膜片划伤的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种光学膜片，用于对光线进行汇聚，所述光学膜片包括基底和设置在所述基底上的多个光学结构，所述光学结构包括凸透镜结构和棱镜结构，所述棱镜结构设置在所述凸透镜结构的周边。
如上所述的光学膜片，优选的是，所述光学结构中，所述凸透镜结构的高度大于所述棱镜结构的高度。
如上所述的光学膜片，优选的是，所述光学结构包括一个棱镜结构和至少一个凸透镜结构，所述棱镜结构为环状棱镜，环设在所述至少一个凸透镜结构的周边。
如上所述的光学膜片，优选的是，所述棱镜结构垂直于所述基底的截面为三角形，所述凸透镜结构为半球凸透镜。
如上所述的光学膜片，优选的是，所述棱镜结构的底面的形状为圆环，所述凸透镜结构的半径与所述圆环的内径一致。
如上所述的光学膜片，优选的是，所述光学结构包括多个棱镜结构和至少一个凸透镜结构，所述多个棱镜结构围设在所述至少一个凸透镜结构的周边。
如上所述的光学膜片，优选的是，所述光学结构中，所述多个棱镜结构等间距分布在以所述凸透镜结构为中心的圆周上。
如上所述的光学膜片，优选的是，所述棱镜结构为三角棱镜，所述凸透镜结构为半球凸透镜。
本发明实施例中还提供一种背光模组，包括背光源，还包括如上所述的光学膜片，所述背光源发出的光线经过所述光学膜片的汇聚后射出。
如上所述的背光模组，优选的是，所述背光模组为侧入式背光模组，还包括导光板，所述背光源靠近所述导光板的侧面设置，所述光学膜片靠近所述导光板与所述侧面相邻的出射面设置。
本发明实施例中还提供一种显示装置，包括如上所述的背光模组。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述技术方案中，用于对汇聚光线的光学膜片包括多个光学结构，每个光学结构包括凸透镜结构和棱镜结构，且棱镜结构设置在所述凸透镜结构的周边，位于周边的棱镜结构对光线具有较强的汇聚作用，而且光透过率高，从而能够提高整个光学膜片的光透过率，提升光源的亮度。而位于中间的凸透镜结构具有较高的雾度，能够增加整个光学膜片的遮蔽性。因此，本发明的光学膜片具有光透过率高、雾度高、遮蔽性好的优点。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中光学膜片的俯视图；
图2表示本发明实施例中光学膜片的主视图；
图3表示本发明实施例中光学膜片的一个光学结构的结构示意图；
图4表示现有技术中凸透镜对光线进行汇聚的光路示意图；
图5表示本发明实施例中光学膜片的一个光学结构对光线进行汇聚的光路示意图；
图6表示本发明实施例中的光学膜片应用到直下式背光模组的示意图；
图7表示本发明实施例中的光学膜片应用到侧入式背光模组的示意图。
具体实施方式
本发明的光学膜片用于对光线进行汇聚，结合了凸透镜和棱镜的优点，不仅光透过率高，而且雾度高，遮蔽性好，提高了对光线汇聚的效果。
所述光学膜片包括多个光学结构，所述光学结构包括凸透镜结构和棱镜结构，所述棱镜结构位于所述凸透镜结构的周边。位于周边的棱镜结构对光线具有较强的汇聚作用，而且光透过率高，从而能够提高整个光学膜片的光透过率，提升光源的亮度。而位于中间的凸透镜结构具有较高的雾度，能够增加整个光学膜片的遮蔽性。因此，本发明的光学膜片具有光透过率高和雾度高的优点。
下面将结合附图和实施例，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。
结合图1和图2所示，本发明实施例中的光学膜片包括基底10和设置在基底10上的多个光学结构1。每个光学结构1包括凸透镜结构11和棱镜结构12，所述棱镜结构12设置在所述凸透镜结构11的周边。由于棱镜结构12的光透过率高，能够提高光学膜片的光透过率。同时，位于周边的棱镜结构12对光线具有较强的汇聚作用，能够提升光源的亮度。而凸透镜结构11又能够保证光学膜片具有较高的雾度，提高光学膜片的遮蔽性。
其中，光学结构1可以随机排布在基底10上，如图1所示。光学结构1也可以按照一定的规则排布在基底10上，如：矩阵排布。基底10选择透明基底，最好设置基底10具有较薄的厚度，一方面能够减小对光线透过率的影响；另一方面当本发明的光学膜片应用于显示模组上时，能够减少对模组厚度的影响，同时，还能够提升显示模组的亮度，并保证遮蔽性。
优选地，每个光学结构1中，凸透镜结构11的高度大于棱镜结构12的高度，由于凸透镜结构11不易发生划伤不良，而棱镜结构12的抗刮伤能力较低，凸透镜结构11较高的高度能够避免棱镜结构12的顶端与液晶面板接触，保护棱镜结构12不被刮伤，提高光学膜片的抗刮伤性。
本发明通过在凸透镜结构的周边设置棱镜结构，能够提高光线透过率和对光线的汇聚作用，提升光源的亮度。而凸透镜结构又具有高雾度和不易刮伤的优点，能够提高光学膜片的遮蔽性和抗刮伤性。因此，本发明的光学膜片兼具有凸透镜和棱镜的优点。
其中，本发明的光学结构1相对于凸透镜对光线的汇聚作用更强的具体原理为：
假设光线入射到光学膜片时的入射角为θ1，当光学膜片上只有凸透镜时，对光线进行汇聚的为凸透镜，如图4所示，光线从凸透镜表面出射时的出射角为α2，出射光线与入射面的夹角为α3。当光学膜片上具有本发明的光学结构1时，主要对光线进行汇聚的为位于周边的棱镜结构12，如图5所示，光线从棱镜结构12表面出射时的出射角为θ2，出射光线与入射面的夹角为θ3。光线在这两种光学膜片的入射角均为θ1，但光线再分别入射到图4中的凸透镜表面和图5中的棱镜结构12表面时，法线转了一定的角度，使入射到图4中的凸透镜表面和图5中的棱镜结构12表面的入射角减小。根据折射定律计算可知，当光从光密介质入射到光梳介质时，法线偏转一定角度时，折射光线将随着法线偏转方向偏转一定的角度，因为棱镜结构12表面的法线相对于凸透镜边缘的法线偏转角度较大，所以θ3>α3。因此，每个光学结构1中外围棱镜结构12的设置，使得本发明的光学膜片对光线的汇聚作用更强。
不难发现，对于本发明的光学膜片，每个光学结构1中，棱镜结构12覆盖凸透镜结构11的周边的范围越大，对光线的汇聚作用越强。
在一个可选的实施方式中，设置光学结构1包括一个棱镜结构12和至少一个凸透镜结构11，棱镜结构12在基底10上的投影为环形。棱镜结构12为环状棱镜，环设在所述至少一个凸透镜结构11的周边，对光线的汇聚效果最强。
可选地，棱镜结构12垂直于基底10的截面可以为三角形，凸透镜结构11可以为半球凸透镜。该实施方式中设置光学结构1仅包括一个凸透镜结构11，棱镜结构12的底面形状为圆环，凸透镜结构11的半径与所述圆环的内径一致，减少光线在传播中的损耗。
为了形成上述光学结构1，可以首先制作一个三角棱镜，然后去除所述三角棱镜的中心部分，在所述三角棱镜的中心形成一个过孔，形成棱镜结构12。最后在所述过孔中形成凸透镜结构11，具体的结构参照图3所示。
进一步地，设置环状棱镜结构12的高度小于凸透镜结构11的高度，用于保护环状棱镜结构12不被划伤，提高抗划伤性。同时，由于环状棱镜结构12环设在凸透镜结构11，对光线的汇聚效果最强。
在另一个可选的实施方式中，设置光学结构1包括多个棱镜结构12和至少一个凸透镜结构11，所述多个棱镜结构12围设在所述至少一个凸透镜结构11的周边。可以设置所述多个棱镜结构12等间距分布在以凸透镜结构11为中心的圆周上。例如：光学结构1包括四个棱镜结构12和一个凸透镜结构11，所述四个棱镜结构12位于以凸透镜结构11为中心的圆周上，且所述四个棱镜结构12在所述圆周上等间距分布。
进一步地，设置棱镜结构12的高度小于凸透镜结构11的高度。其中，棱镜结构12可以为三角棱镜，凸透镜结构11可以为半球凸透镜。
需要说明的是三角棱镜和半球凸透镜只是比较常见的棱镜和凸透镜，本发明中的棱镜结构12并不局限于选择三角棱镜，凸透镜结构11也并不局限于选择半球凸透镜。
本发明实施例中，光学膜片的多个光学结构1可以全部采用上述第一个实施方式中的形式，也可以全部采用上述第二个实施方式中的形式，也可以一部分采用第一个实施方式中的形式，另一部分采用第二个实施方式中的形式。
对比上述两个可选的实施方式，显然第一实施方式对光线的汇聚效果更好。因此，优选地，多个光学结构1全部采用第一个实施方式中的形式，即，每个光学结构1包括一个环状棱镜结构12和至少一个凸透镜结构11，环状棱镜结构12环设在所述至少一个凸透镜结构11周边。
本发明实施例中的光学膜片包括：
基底10；
设置在基底10上的多个光学结构1，每个光学结构1包括一个环状棱镜结构12和一个凸透镜结构11组成，环状棱镜结构12环设在凸透镜结构11周边，其中，凸透镜结构11的高度大于环状棱镜结构12的高度。
上述光学膜片具有对光线的汇聚作用强、光线透过率高、雾度高、抗刮伤性好的优点。
本发明实施例中还提供一种背光模组，包括背光源和如上所述的光学膜片，所述背光源发出的光线经过所述光学膜片的汇聚后射出，用以提高对光线的汇聚作用，提升亮度。并增加背光模组的雾度，提高遮蔽性。
所述背光模组可以为直下式背光模组或侧入式背光模组。
如图6所示，当所述背光模组为直下式背光模组时，由于背光源发出的光线会聚性较强，仅利用凸透镜对光线再次进行汇聚时会有40％～50％的光线被回收。而使用本发明的光学膜片对光线再次进行汇聚时，可以使光线的回收率进一步降低，从而使光学膜片的光线透过率提高。同时，还能够增加对光线的汇聚作用，兼具有高雾度、遮蔽性好的优点。
如图7所示，当所述背光模组为侧入式背光模组时，由于背光源发出的光线发散性较强，仅利用凸透镜对光线进行汇聚时只有20％～30％的光线被回收。而使用本发明光学膜片对光线进行汇聚时，可以使光线的回收率进一步降低，从而使光学膜片的光学透过率提高。同时，还能够增加对光线的汇聚作用，兼具有高雾度、遮蔽性好的优点。
在背光模组中，光学膜片设置在背光源发出光线的射出侧，用于对光线进行汇聚。以侧入式背光模组为例，侧入式背光模组还包括导光板(图中未示出)，所述背光源靠近所述导光板的侧面设置，所述光学膜片靠近所述导光板与所述侧面相邻的出射面设置，用于对从导光板的表面出射的光线进行汇聚。
本发明实施例中还提供一种显示装置，所述显示装置具体为液晶显示装置，包括如上所述的背光模组，用以提高显示亮度和遮蔽性。
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 (10)
1.一种光学膜片，用于对光线进行汇聚，其特征在于，所述光学膜片包括基底和设置在所述基底上的多个光学结构，所述光学结构包括凸透镜结构和棱镜结构，所述棱镜结构设置在所述凸透镜结构的周边，所述棱镜结构的底面的形状为圆环，所述凸透镜结构为半球凸透镜，所述半球凸透镜的半径与所述圆环的内径一致。
2.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，所述光学结构中，所述凸透镜结构的高度大于所述棱镜结构的高度。
3.根据权利要求2所述的光学膜片，其特征在于，所述光学结构包括一个棱镜结构和至少一个凸透镜结构，所述棱镜结构为环状棱镜，环设在所述至少一个凸透镜结构的周边。
4.根据权利要求3所述的光学膜片，其特征在于，所述棱镜结构垂直于所述基底的截面为三角形。
5.根据权利要求2所述的光学膜片，其特征在于，所述光学结构包括多个棱镜结构和至少一个凸透镜结构，所述多个棱镜结构围设在所述至少一个凸透镜结构的周边。
6.根据权利要求5所述的光学膜片，其特征在于，所述光学结构中，所述多个棱镜结构等间距分布在以所述凸透镜结构为中心的圆周上。
7.根据权利要求5所述的光学膜片，其特征在于，所述棱镜结构为三角棱镜。
8.一种背光模组，包括背光源，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的光学膜片，所述背光源发出的光线经过所述光学膜片的汇聚后射出。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组为侧入式背光模组，还包括导光板，所述背光源靠近所述导光板的侧面设置，所述导光板包括与所述侧面相邻的出射面，所述光学膜片靠近所述出射面设置。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的背光模组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |