CN108445565A - 棱镜片、背光模组、显示器及棱镜片的制备方法 - Google Patents

棱镜片、背光模组、显示器及棱镜片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了棱镜片、背光模组、显示器及棱镜片的制备方法。该棱镜片包括：基层和附着于所述基层表面的棱镜层，所述基层内部设置有孔，使得位于所述基层一侧的光源发出的光通过所述孔到达所述棱镜层。通过在棱镜片的基层上打出孔，让光源发出的部分光能通过孔直接到达棱镜层，从而减少了由于光通过棱镜片的基层所造成的光损，进而提高光源的光线传递效率，最终提升了显示面板的整体亮度；另一方面，由于基层内分布有孔，使得棱镜片的内在应力得到释放，使得棱镜片在极端环境下不易变形，从而提高了棱镜片的质量。

Description

棱镜片、背光模组、显示器及棱镜片的制备方法
技术领域
本发明涉及显示面板技术领域，具体而言，本发明涉及棱镜片、背光模组、显示器及棱镜片的制备方法。
背景技术
背光模组为液晶显示器的关键组件之一，背光模组的作用就是把点光源或线光源发出的光通过漫反射使之成为面光源，为前端的液晶面板供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示影像。背光模组作为光源具有亮度高、寿命长、发光均匀等优势。
现有的背光模组中大多使用棱镜膜(也叫棱镜片)来提高背光模组的正视亮度(或称轴向亮度)。棱镜膜是一层透明的塑料薄膜，厚度在50到300微米之间，在薄膜的上表面均匀而整齐的覆盖着一层棱镜层，其作用是改善光的角分布，可以将从扩散片射出的均匀地向各个角度发散的光汇聚到轴向角度上，也就是正视角度上，在不增加出射总光通量的情况下提高轴向亮度。
高亮度、薄型化、低功耗、低成本、高品质一直是整个液晶面板行业追求的目标，但现实情况是，从点光源或线光源(例如，灯条)发出的线光源经过导光板及各膜材后转化为面光源的效率还是普遍较低，导致现有的背光模组面板功耗大、亮度低、整体较厚，严重影响了显示面板的显示效果。因此，如何在满足薄型化、低功耗要求的前提下进一步提高背光源的亮度，成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了棱镜片、背光模组、显示器及棱镜片的制备方法，通过在棱镜片的基层上打出孔，从而减少由于基层造成的光损，进而提高背光源亮度。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于背光模组的棱镜片，包括：基层和附着于基层表面的棱镜层，基层内部设置有孔，使得位于基层一侧的光源发出的光通过孔到达棱镜层。
优选地，基层内对应棱镜层的每个棱镜的位置处设置有至少一个孔。
优选地，若基层内对应每个棱镜的位置处设置有一个孔，则每个孔靠近棱镜层的端面与该孔对应棱镜的底面重合。
优选地，孔为锥形，且孔靠近棱镜层的端面的半径大于靠近光源的端面的半径。
优选地，孔靠近棱镜层的端面的半径的取值范围为60-80纳米，靠近光源的端面的半径的取值范围为30-40纳米。
优选地，任意两个相邻的孔之间的间距不小于100纳米。
第二方面，本发明实施例还提供了一种背光模组，包括：光源以及第一方面中的任一棱镜片，光源位于基层远离棱镜层的一侧。
第三方面，本发明实施例还提供了一种显示器，包括第二方面中的背光模组。
第四方面，本发明实施例还提供了一种第一方面中的棱镜片的制备方法，包括：在棱镜片的基层内开孔，使得位于基层一侧的光源发出的光通过孔到达棱镜层。
优选地，本发明实施例提供的棱镜片的制备方法还包括：利用紫外光固化胶对开孔后的基层与棱镜层之间进行涂布固化。
应用本发明实施例的有益效果为：
本发明实施例通过在棱镜片的基层上打出孔，让光源发出的部分光线可通过孔直接到达棱镜层，相比于现有技术中的棱镜片，本发明减少了由于光线通过棱镜片的基层所造成的光损，进而提高面光源的光线传递效率，最终提升了显示面板的整体亮度；另一方面，由于基层内分布有孔，使得棱镜片的内在应力得到释放，使得棱镜片在极端环境下不易变形，从而提高了棱镜片的质量。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例一提供的一种用于背光模组的棱镜片的结构示意图；
图2为传统的棱镜片的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种棱镜片的立体结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的棱镜片基层内部孔的一种排布方式示意图；
图5为本发明实施例一提供的棱镜片基层内部孔的另一种排布方式示意图；
图6为本发明实施例一提供的一种棱镜片的纵剖面示意图；
图7为本发明实施例一提供的一种棱镜片基层的立体结构示意图；
图8为本发明实施例一提供的另一种棱镜片的立体结构示意图；
附图标记介绍如下：
1-基层，2-棱镜层，21-棱镜，3-孔，4-光源，5-底面。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
下面详细说明本发明的各个实施例。
实施例一
本发明实施例提供了一种用于背光模组的棱镜片，该棱镜片的结构示意图如图1所示，包括：基层1和附着于基层1表面的棱镜层2，基层1内部设置有孔3，使得位于基层1一侧的光源4发出的光通过孔3到达棱镜层2。
现有背光模组中的棱镜片一般采用PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸类塑料)等基材制成基层1，再在基层1上覆上具有多个微小棱镜21构成的棱镜层2，具体结构如图2所示，光源4发出的光经过基层1后，由棱镜层2对光进行汇聚后射出，基层1对经过其内部的光具有一定的衰减作用。本实施例的方案通过在棱镜片的基层1上打出孔3，让光源4发出的光直接通过孔3到达棱镜层2，从而减少由于光通过棱镜片的基层1所造成的光损，进而提高了面光源4的光线传递效率，最终提升了显示面板的整体亮度；另一方面，由于基层1内分布有孔3，棱镜片的内在应力得到释放，使得棱镜片在极端环境下不易变形，从而提高了棱镜片的质量。
在一种具体的实施方式中，基层1内对应棱镜层2的每个棱镜21的位置处设置有至少一个孔3。
具体地，如图3和图4所示，其中，图3为本发明实施例提供的一种棱镜片的立体结构示意图，图4对应图3中的基层1和棱镜层2的相交面的截面图，且图4示出了一种优选的基层1内部孔3的排布方式的示意图。具体地，图4中相邻两条虚线之间的区域对应一个棱镜21的底面5(即：图3中棱镜21中的阴影部分)，每个棱镜21下都对应排布有多个孔3，每个孔3只分布在一个棱镜21的底面5对应的区域内，且这多个孔3呈一排分布在基层1内对应每个棱镜21的位置处。
为了进一步降低光线通过基层1所造成的光损，孔3靠近棱镜21底面5的端面的面积应尽可能的大，以使得更多的光通过孔3到达棱镜层2，进一步降低光损。例如，当孔3的端面为圆形时，孔3的端面可与棱镜21底面5的两边相切，且相邻的两个孔3之间也可相切，如图4所示，孔O1与棱镜21底面5的AB边和CD边均相切，且孔O1与孔O2之间也相切。
如图5所示为本发明实施例提供的另一种基层1内部的孔3的排布方式的示意图，具体地，图5中相邻两条虚线之间的区域对应一个棱镜21的底面5。图5中每个孔3可以覆盖多个棱镜21，由于棱镜层2的单个棱镜21的尺度通常为纳米级别的，因此，这样的排布方式扩大了单个孔的孔径，降低了在基层1开孔的难度，即：简化了开孔工艺。
以上图4和图5均只是示例性的说明，在实际应用中，用户可根据需求自行设置基层中的开孔方式(具体包括孔3在基层1中的分布方式等)，本发明实施例对此不进行具体限定。
本发明实施例还提供一种优选的孔3的形状，具体如图6和图7所示，基层1内的孔3的形状具体为锥形，且孔3靠近棱镜层2的端面的半径大于靠近光源4的端面的半径。从图6中可看出，由于从面光源4射出的光线并不是单一垂直方向，所以将基层1内的孔3开成锥形，使得光源4发出的部分光可通过锥形孔3直接到达棱镜层2，可以进一步提高光线利用率，从而提高显示面板的显示亮度。
在本发明实施例的一种优选的实施方式中，上述锥形孔3靠近棱镜层2的端面的半径的取值范围为60-80纳米，靠近光源4的端面的半径的取值范围为30-40纳米。
在实际应用中，基层1内的相邻两个孔3之间的间距太小可能会导致棱镜片开裂毁损，因此，任意相邻的两个孔3之间的间距不应小于100纳米，即：孔3靠近光源4的端面之间的间距不小于100纳米，优选地，任意相邻的两个孔3之间的间距为100纳米。
同理，在实际应用中，用户可根据需求自行设置孔3的形状、间隔以及尺寸等参数。例如，孔3靠近棱镜层2的端面不限于图3-5中所示的圆形，可以是任意图形，如椭圆形、矩形等。
进一步地，若基层1内对应每个棱镜21的位置处设置有一个孔3，则每个孔3靠近棱镜层2的端面与该孔3对应棱镜21的底面5重合，以使得更多的光通过孔3到达棱镜层2，进一步降低了光损。具体优化结构如图8所示，一个棱镜21对应的基层1内有且只有一个孔3，该孔3靠近棱镜层2的端面与棱镜21的底面5完全重合，即该孔3靠近棱镜层2的端面为矩形，此时的孔3就形成了凹槽结构，该孔3靠近光源4的端面也为矩形，孔3靠近棱镜层2的端面的宽度大于靠近光源4的端面的宽度，使得凹槽结构的纵截面呈现梯形，这样的结构使得更多的光可通过孔3进入棱镜层2，同时使得进入同一个棱镜21的光的分布更加均匀。
将传统棱镜片与本实施例提供的棱镜片进行比对实验。本次实验采用的传统棱镜片为10.1寸棱镜片，其长为219.05mm，宽为137.36mm，厚为0.102mm(基层1厚度为0.075mm，棱镜层2高度为0.027mm)，光学增益为1.58；本实施例的棱镜片是通过在传统的10.1寸棱镜片打上孔3得到的，其长、宽、厚的尺寸与10.1寸棱镜片的尺寸相同，本次实验采用的棱镜片的结构如图3所示，孔3靠近棱镜层2的端面的半径(记为第一半径)为80纳米，孔3靠近光源4的端面的半径为40纳米，根据每个棱镜21的长度以及孔的第一半径即可计算得到孔的数量(即：每个棱镜21对应的孔3的个数大约为27×105个)。
棱镜片增益测量：分别测量传统棱镜片和本实施例的棱镜片的光学增益，传统棱镜片的光学增益为1.58，本实施例的棱镜片的光学增益为1.82，本实施例的棱镜片在辉度方面相比传统方案提高15.1％，详细对比见表1。
对传统棱镜片和本实施例的棱镜片进行RA信赖性实验，具体步骤为：将传统棱镜片和本实施例的棱镜片放在150℃高温精密实验机中30分钟后取出，分别测量传统棱镜片和本实施例的棱镜片的各尺寸参数。经过高温后，传统棱镜片的长由219.05mm变为221.503mm，宽由137.36mm变为137.827mm，其纵向和横向伸长率分别为1.12％、0.34％；经过高温后本实施例的棱镜片的长由219.06mm变为219.643mm，宽由137.38mm变为137.465mm，其纵向和横向伸长率分别为0.28％、0.085％，详细对比见表1。
表1
通过上述对比实验可知，与传统的棱镜片相比，本实施例的棱镜片能够有效减少由于光线通过棱镜片的基层1所造成的光损，提高棱镜片的光学增益，进而提升了背光源的整体亮度；另一方面，由于基层1内分布有孔3，使得棱镜片的内在应力得到释放，使得棱镜片在极端环境下能够产生较小的形变，从而提高棱镜片的可靠性和稳定性，保证输出光的稳定性。
实施例二
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种背光模组，该背光模组包括：光源4以及棱镜片，光源4位于基层1远离棱镜层2的一侧。
其中，棱镜片的结构示意图如图1所示，包括：基层1和附着于基层1表面的棱镜层2，基层1内部设置有孔3，使得位于基层1一侧的光源4发出的光通过孔3到达棱镜层2。
现有背光模组中的棱镜片一般采用PET等基材制成，对经过其内部的光具有一定的衰减作用。本实施例的方案通过在棱镜片的基层1上打出孔3，让光源4发出的部分光能够通过孔3直接到达棱镜层2，从而减少了由于光线通过棱镜片的基层1所造成的光损，进而提高了光源4的光线传递效率，在不增加光条数量的前提下，提升了背光模组的整体亮度，有助于降低了背光模组的功耗和厚度。另一方面，由于基层1内分布有孔3，使得棱镜片的内在应力得到释放，使得棱镜片在极端环境下不易变形，提高了棱镜片的质量，使得背光模组输出的光更加均匀、稳定。
其中，背光模组中的棱镜片的优选实施方式参见实施例一中的相关说明，为避免重复，在此不再赘述。
实施例三
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种显示器，包括背光模组，该背光模组包括光源4以及棱镜片，光源4位于基层1远离棱镜层2的一侧。其中，棱镜片的结构示意图如图1所示，包括：基层1和附着于基层1表面的棱镜层2，基层1内部设置有孔3，使得位于基层1一侧的光源4发出的光通过孔3到达棱镜层2。
现有背光模组中的棱镜片的基层一般采用PET等基材制成，对经过其内部的光具有一定的衰减作用。本实施例的方案通过在棱镜片的基层1上打出孔3，让光源4发出的部分光线能通过孔3直接到达棱镜层2，从而减少了由于光线通过棱镜片的基层1所造成的光损，进而提高了光源4的光线传递效率，在不增加光源光条数量的前提下，提升了背光模组的整体亮度，有助于降低背光模组的功耗和厚度，在相同厚度、功耗的条件下，提高了显示器的亮度。另一方面，由于基层1内分布有孔3，使得棱镜片的内在应力得到释放，使得棱镜片在极端环境下不易变形，提高了棱镜片的质量，使得显示器输出的光更加均匀、稳定，提升了显示面板的显示效果。
其中，背光模组中的棱镜片的优选实施方式参见实施例一中的相关说明，为避免重复，在此不再赘述。
实施例四
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种棱镜片的制备方法，该制备方法具体包括：在棱镜片的基层1内开孔，使得位于基层1一侧的光源4发出的光通过孔3到达棱镜层2。
优选地，本发明实施例提供的棱镜片的制备方法还包括：利用紫外光固化胶对开孔后的基层1与棱镜层2之间进行涂布固化，即：将棱镜层2与开孔后的基层1通过紫外光固化胶结合成一个整体。
优选地，按照实施一中的孔3的结构在棱镜片的基层1内开孔，孔3的具体结构参见实施例一中的相关说明，为避免重复，在此不再赘述。
本实施例提供的棱镜片制备方法，通过在基层1内对应棱镜21的位置打上孔3，使得光源4发出的部分光线能通过孔3直接到达棱镜层，相比于传统的棱镜片(如图2所示)，本发明实施例制备的棱镜片减少了由于光线通过基层1所造成的光损，从而增加了光线的透过率，进而提高了显示面板的整体亮度；另一方面，由于基层1内分布有孔3，使得棱镜片的内在应力得到释放，使得棱镜片在极端环境下能够产生较小的形变，从而提高棱镜片的可靠性和稳定性，保证输出光的稳定性。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于背光模组的棱镜片，其特征在于，包括：基层和附着于所述基层表面的棱镜层，所述基层内部设置有孔，使得位于所述基层一侧的光源发出的光通过所述孔到达所述棱镜层。
2.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，所述基层内对应所述棱镜层的每个棱镜的位置处设置有至少一个所述孔。
3.根据权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于，若所述基层内对应所述每个棱镜的位置处设置有一个所述孔，则每个所述孔靠近所述棱镜层的端面与该孔对应棱镜的底面重合。
4.根据权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于，所述孔为锥形，且所述孔靠近所述棱镜层的端面的半径大于靠近所述光源的端面的半径。
5.根据权利要求4所述的棱镜片，其特征在于，所述孔靠近所述棱镜层的端面的半径的取值范围为60-80纳米，靠近所述光源的端面的半径的取值范围为30-40纳米。
6.根据权利要求4所述的棱镜片，其特征在于，任意两个相邻的所述孔之间的间距不小于100纳米。
7.一种背光模组，其特征在于，包括：光源以及权利要求1-6中任一项所述的棱镜片，所述光源位于所述基层远离所述棱镜层的一侧。
8.一种显示器，其特征在于，包括权利要求7所述的背光模组。
9.一种权利要求1-6中任一项所述棱镜片的制备方法，其特征在于，包括：在所述棱镜片的基层内开孔，使得位于所述基层一侧的光源发出的光通过所述孔到达所述棱镜层。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：利用紫外光固化胶对开孔后的所述基层与所述棱镜层之间进行涂布固化。
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