专利名称：一种棱镜片及采用该棱镜片的背光模组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示器领域，特别涉及一种棱镜片及采用该棱镜片的背光模组。
背景技术：
近年来，随着平板显示技术的快速发展，液晶显示器因具有体积小、重量轻、画质 高以及驱动电压低等优点而被广泛应用于各种信息、通讯及消费性产品中。由于液晶显示 器的液晶显示面板中液晶本身不具有发光特性，因而，为调整液晶显示器的显示亮度，需要 给液晶显示器的液晶显示面板提供一面光源装置，如背光模组，从而用于向液晶显示面板 提供亮度充分且分布均勻的光束。图1所示为现有技术中一种背光模组的结构示意图。其包括光源11、导光板13、 反射片15、扩散片17及棱镜片18。该光源11为冷阴极荧光管，其靠近该导光板13的入光面131设置。该导光板13包括入光面131、底面132、出光面133，该入光面131分别与该底面 132及该出光面133相邻设置，该底面132与该出光面133相对设置。该反射片15靠近该导光板13的底面设置，其用以反射自该导光板13底面132泄 出的光线。该扩散片17、该棱镜片18依次层叠设置在该导光板13的出光面133 —侧，并且每 两个相邻光学膜片之间保持一定间隙。图2所示为该棱镜片18的立体示意图，由图1及图2可知，该棱镜片18的上表面 具有多个三角形棱镜结构。因此，当有光线通过该棱镜片18时，其上表面的三角形棱镜可 将光线聚集在法线方向，从而来提升正面亮度。在背光模组工作过程中，由光源11产生的光线进入扩散片17被均勻扩散后，其继 续进入棱镜片18，此时，设置在棱镜片18上表面的多个具有集光作用的三角形棱镜结构使 透过棱镜片18的出射光线向该三角形棱镜结构的顶角方向聚集，从而使得背光模组在特 定视角范围内具有较强的亮度。但是，在如图1所示的背光模组中，由于只采用一片棱镜片，因此，其只能实现单 方向的集光。在图1所示的背光模组中，棱镜片18只能将水平面内水平方向的光线集光到 棱镜片18上表面三角形棱镜的法线方向。如果需要实现水平面内水平及垂直两个方向的集光，进一步加强背光源的集光增 亮的效果，可以将两层互相垂直的棱镜片层叠在一起。但采用两张棱镜片的背光模组不仅 造成了使用部材的增加，同时也增加了背光模组的厚度，另外还会由于多了一张棱镜片而 增加了光的损耗，减少了光的穿透率，此外，由于棱镜片与其上表面的光学膜片接触面积较 大，也因此容易被刮伤。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种只需要一张棱镜片即可以在水平面内全方向集 光的棱镜片及采用该棱镜片的背光模组，能够充分利用透过该棱镜片的光线，减少光能损耗。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型提供了一种棱镜片，该棱镜片的上表面具有多个阵列排布的棱镜单 元，每个棱镜单元包括凸伸出上表面的第一凸部、从所述第一凸部的顶端开设的向下凹陷 的凹槽、以及从所述凹槽的底端向上凸伸出的第二凸部，并且，所述第一凸部和所述第二凸 部的剖面具有三角形结构，并且三角形的顶角朝上，从而使得所述多个棱镜单元的第一凸 部和第二凸部分别形成棱镜结构。优选地，第一凸部的顶端高于第二凸部的顶端；或者，第一凸部的顶端低于第二凸 部的顶端本实用新型还提供了一种使用上述棱镜片的背光模组。本实用新型所提供的棱镜片及使用该棱镜片的背光模组，通过采用呈阵列分布的 棱镜单元，能够实现任何方向的集光，因此，该棱镜片具有更好的集光效果。本实用新型的棱镜片在一张棱镜片上集成了多个全方向集光的棱镜单元，不需要 增加棱镜片就可以实现集光增量的效果，因此不仅节省了使用材料，不会造成背光模组厚 度的增加，而且减少了光能损耗，实现了高性能、低成本。另外，优选地，本实用新型通过在每个棱镜单元内设置高度不等的第一凸部和第 二凸部，可以减少棱镜片上表面与背光模组中其他膜片的接触面积，因此可以减少棱镜片 被刮伤的风险。
图1为现有技术中一种背光模组的结构示意图；图2为现有背光模组中棱镜片的立体示意图；图3为本实用新型第一实施例中棱镜片的立体示意图；图4为本实用新型第一实施例中棱镜片的平面示意图；图5为本实用新型第一实施例中棱镜片的局部平面放大示意图；图6a为本实用新型第一实施例中沿图4所示棱镜片1_1线或II-II线的剖面示 意图；图6b为第一实施例中另外一种棱镜片沿I-I线或II-II线的剖面示意图；图7为本实用新型第二实施例中棱镜片的立体示意图；图8为本实用新型第二实施例中棱镜片的局部立体放大示意图；图9为本实用新型第二实施例中棱镜片的平面示意图；图IOa为本实用新型第二实施例中沿图9所示棱镜片III-III线或IV-IV的剖面 图；图IOb为第二实施例中另外一种棱镜片沿III-III线或IV-IV线的剖面示意图。
具体实施方式
本实用新型的目的在于提供一种只需要一张棱镜片即可以在水平面内全方向集
4光的棱镜片及采用该棱镜片的背光模组，能够充分利用透过该棱镜片的光线，减少光能损[0033]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施 例，对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型的背光模组包括光源、导光板、反射片、扩散片以及棱镜片。实施例一图3为本实用新型第一实施例中棱镜片的立体示意图，图4为本实用新型第一实 施例中棱镜片的平面示意图，图5为图4中棱镜片的局部平面放大示意图，图6a为沿图4 所示棱镜片I-I线或Π-ΙΙ线的剖面示意图。如图3至图6a所示，本实用新型的棱镜片的 上表面具有多个呈阵列排布的棱镜单元4，每个棱镜单元4包括凸伸出其上表面的第一凸 部41、从所述第一凸部41的顶端411开设的向下凹陷的凹槽43、以及从凹槽43的底端向 上凸伸出的第二凸部42，并且，第一凸部41和第二凸部42沿I-I线或II-II线截断的剖 面具有三角形结构，并且三角形的顶角朝上，从而使得多个棱镜单元4的第一凸部41和第 二凸部42分别形成棱镜结构。在本实施例中，凹槽43为圆台状凹槽43，并且，圆台状凹槽 43上端开口的直径大于圆台状凹槽43的底面直径，即圆台状凹槽43的上端开口大于该凹 槽43的底面。在本实施例中，第二凸部42大致呈近似圆锥状结构。在本实施例中，如图3至5所示，在彼此相邻的棱镜单元4之间，其圆台状凹槽43 的上端开口边缘431两两相接，即相邻的棱镜单元4在其第一凸部41的顶端411处两两相 连接。在位于相邻的四个棱镜单元4之间的区域形成一倒立的近似四棱锥的凹槽结构44， 优选地，该倒立的近似四棱锥凹槽44的深度与棱镜单元4中圆台状凹槽43的深度相同，但 也可以不同。如图3至图5所示，在本实施例中，自棱镜单元4圆台状凹槽41的底面向上延伸 出的第二凸部42大致呈一近似圆锥状结构，优选的，该圆锥状第二凸部42的顶端421为一 球冠状的结构，圆锥状第二凸部42顶端421的这种圆角结构能够使本实用新型的棱镜片在 应用于背光模组中时，相比于现有技术中棱镜片所具有的尖角三棱镜结构，其更不容易被 划伤，且具有更大的出射角。图6a为本实施例的棱镜片沿图4所示1_1线或II-II线的剖视图。由图3至图5 中棱镜单元4的阵列排布结构可以看出，无论是沿图4中棱镜片I-I线的水平方向还是沿 棱镜片II-II线的垂直方向，其剖面图都为如图6a所示的棱镜结构。因此，在背光模组中光线经过扩散片扩散后进入该棱镜片后，该棱镜片不仅能够 在水平方向聚集光线，且同时可以在垂直方向聚集光线。因此，依据棱镜片的工作原理，本 实用新型的棱镜片可以实现任何方向的集光，该棱镜片具有更好的集光效果，克服了现有 技术中单一棱镜片只能实现单一方向集光的缺陷，同时，该棱镜片结构由于充分利用了透 过该棱镜片的光线，因此减少了光能损耗。优选地，在本实施例的棱镜片中，如图6a所示，位于棱镜单元4中圆锥状凹槽43 内部第二凸部42的高度设置为稍大于圆台状凹槽43的深度，即第二凸部42的顶端421高 于第一凸部41的顶端411的高度，这样在将棱镜片组装到背光模组中后，可以减少棱镜片 上表面与背光模组中其他膜片的接触面积。优选地，将第二凸部42的顶端421设置为一球 冠状的结构，即将第二凸部42的顶端421设置为一圆角结构，因此可以减少由于棱镜片与
5背光模组中其他膜片接触而造成棱镜片被刮伤的风险。在本实用新型的其他实施例中，也可以采用如图6b中棱镜片的剖面结构，将位于 棱镜单元4中圆锥状凹槽43内部的第二凸部42的高度设置为稍小于圆台状凹槽43的深 度，即第二凸部42的顶端421低于第一凸部41的顶端411的高度，同时如图6b所示，第一 凸部41的剖面图在其顶端411处为圆角结构，这样也可以减少棱镜片上表面与背光模组中 其他膜片的接触面积，另外，第一凸部41的截断面在其顶端411处为圆角结构也可以减少 由于棱镜片与背光模组中其他膜片接触而造成棱镜片被刮伤的风险。在本实施例中，无论在水平方向或者垂直方向，甚至在沿棱镜片的对角线方向，本 实施例中所提供的棱镜片的截断面图都为棱镜结构，因此，其能够实现全方向的集光增亮。实施例二图7为本实用新型第二实施例中棱镜片的立体示意图，图8为本实用新型第二实 施例中棱镜片的局部立体放大示意图，图9为本实用新型第二实施例中棱镜片的平面示意 图，图IOa为沿图9所示棱镜片m-m或IV-IV线的剖面示意图。如图7至图IOa所示，在 本实施例中，棱镜片的上表面具有多个呈阵列排布的棱镜单元8，每个棱镜单元8包括凸伸 出其上表面的第一凸部81、从所述第一凸部81的顶端811开设的向下凹陷的凹槽83、以及 从凹槽83的底端向上凸伸出的第二凸部82，并且，第一凸部81和第二凸部82沿I-I线或 II-II线截断的剖面具有三角形结构，并且三角形的顶角朝上，从而使得多个棱镜单元8的 第一凸部81和第二凸部82分别形成棱镜结构。在本实施例中，凹槽83为圆台状凹槽83， 并且，圆台状凹槽83上端开口的直径大于圆台状凹槽83的底面直径，即圆台状凹槽83的 上端开口大于该凹槽81的底面；该圆台状凹槽81内部具有自凹槽81的底面向上凸起的第 二凸部82，在本实施例中，第二凸部82大致呈一近似圆锥形结构。在本实施例中，如图7所示，棱镜单元8在棱镜片上表面两两相接地均勻分布，每 两个相接的棱镜单元8在其第一凸部81的底部边缘处相切，即每个第一凸部81与其周围 的第一凸部81在其底部紧密相连。图IOa为本实施例中的棱镜片沿图9所示m-m或IV-IV线的剖面面示意图。由 图7至图IOa中棱镜单元8在棱镜片上表面均勻分布，且每个第一凸部81与其周围的第一 凸部81在其底部紧密相连的结构可以明显看出，无论是沿图8中棱镜片III-III线的水平 方向还是沿棱镜片IV-IV线的垂直方向，其剖面图都为如图IOa所示的棱镜结构。优选地，在本实施例的棱镜片中，如图IOa所示，位于棱镜单元8中圆台状凹槽83 内部的第二凸部82的高度设置为稍大于圆锥状凹槽83的深度，即第二凸部82的顶端821 高于第一凸部81的顶端811的高度，这样在将棱镜片组装到背光模组中后，可以减少棱镜 片上表面与背光模组中其他膜片的接触面积。优选地，将第二凸部82的顶端821设置为一 球冠状的结构，即将第二凸部82的顶端821设置为一圆角结构，因此可以减少由于棱镜片 与背光模组中其他膜片接触而造成棱镜片被刮伤的风险。在本实用新型的其他实施例中，也可以采用如图IOb中棱镜片的截断面结构，将 位于棱镜单元8中圆锥状凹槽83内部的第二凸部82的高度设置为稍小于圆锥状凹槽83 的深度，即第二凸部82的顶端821低于第一凸部81的顶端811，同时如图IOb所示，第一凸 部81沿m-m或IV-IV截断的剖面在其顶端811处设置为圆角结构，这样也可以减少棱镜 片上表面与背光模组中其他膜片的接触面积，另外，第一凸部81沿m-m或IV-IV截断的
6剖面在其顶端811处为圆角结构也可以减少由于棱镜片与背光模组中其他膜片接触而造 成棱镜片被刮伤的风险。在本实施例中，无论在水平方向或者垂直方向，甚至在沿棱镜片的对角线方向，本 实施例中所提供的棱镜片的截断面图都为棱镜结构，因此，其能够实现全方向的集光增亮。因此，在背光模组中光线经过扩散片扩散后进入该棱镜片后，该棱镜片不仅能够 在水平方向聚集光线，且同时可以在垂直方向聚集光线。在本实用新型中，甚至沿图7中的 棱镜片对角线方向，其截断的剖面图也都为棱镜结构。因此，依据棱镜片的工作原理，本实 用新型的棱镜片可以实现任何方向的集光，该棱镜片具有更好的集光效果，克服了现有技 术中单一棱镜片只能实现单一方向集光的缺陷，同时，该棱镜片结构由于充分利用了透过 该棱镜片的光线，因此减少了光能损耗。由以上描述可知，本实用新型的棱镜片及使用该棱镜片的背光模组，通过采用了 阵列分布的棱镜单元，能够实现全角度的集光，因此，该棱镜片具有更好的集光效果。本实用新型的棱镜片在一张棱镜片上集成了多个全方向集光的棱镜单元，不需要 增加棱镜片就可以实现集光增量的效果，因此不仅节省了使用材料，不会造成背光模组厚 度的增加，而且减少了光能损耗，实现了高性能、低成本。另外，优选地，本实用新型通过在每个棱镜单元内设置高度不等的第一凸部和第 二凸部，可以减少棱镜片上表面与背光模组中其他膜片的接触面积，因此可以减少棱镜片 被刮伤的风险。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 保护的范围之内。
权利要求一种棱镜片，其特征在于，所述棱镜片的上表面具有多个阵列排布的棱镜单元，每个所述棱镜单元包括凸伸出上表面的第一凸部、从所述第一凸部的顶端开设的向下凹陷的凹槽、以及从所述凹槽的底端向上凸伸出的第二凸部，并且，所述第一凸部和所述第二凸部的剖面具有三角形结构，并且三角形的顶角朝上，从而所述多个棱镜单元的第一凸部和第二凸部分别形成棱镜结构。
2.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，所述多个棱镜单元之间彼此两两相接 排列。
3.根据权利要求2所述的棱镜片，其特征在于，相邻的两个棱镜单元在其第一凸部的 顶端处相连接。
4.根据权利要求2所述的棱镜片，其特征在于，相接的两个棱镜单元在其第一凸部的 底端处相连接。
5.根据权利要求3或4所述的棱镜片，其特征在于，所述第一凸部的顶端高于所述第二 凸部的顶端。
6.根据权利要求5所述的棱镜片，其特征在于，所述第一凸部的剖面具有的三角形的 顶角为圆角。
7.根据权利要求3或4所述的棱镜片，其特征在于，所述第一凸部的顶端低于所述第二 凸部的顶端。
8.根据权利要求7所述的棱镜片，其特征在于，所述第二凸部的剖面具有的三角形的 顶角为圆角。
9.根据权利要求8所述的棱镜片，其特征在于，所述第二凸部的底端与所述凹槽的底端相重合。
10.一种背光模组，其包括光源、导光板、反射片、扩散片，其特征在于，所述背光模组还 包括如权利要求1-9中任一项所述的棱镜片。
专利摘要本实用新型提供了一种棱镜片及采用该棱镜片的背光模组，该棱镜片的上表面具有多个阵列排布的棱镜单元，每个棱镜单元包括凸伸出上表面的第一凸部、从第一凸部的顶端开设的向下凹陷的凹槽、以及从凹槽的底端向上凸伸出的第二凸部，并且，第一凸部和所述第二凸部的剖面具有三角形结构，并且三角形的顶角朝上。通过采用这种阵列分布的棱镜单元，能够实现任何方向的集光，具有更好的集光效果。同时，在一张棱镜片上集成了多个全方向集光的棱镜单元，不需要增加棱镜片就可以实现全方向集光增量的效果，因此不仅节省了使用材料，不会造成背光模组厚度的增加，而且减少了光能损耗，实现了高性能、低成本。
文档编号G02F1/13357GK201764410SQ20102053972
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者李志锋, 杨敏 申请人:昆山龙腾光电有限公司