视角扩宽膜片和具有该膜片的背光模组及液晶显示器的制造方法

文档序号:8378188阅读:698来源:国知局
视角扩宽膜片和具有该膜片的背光模组及液晶显示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可用于LCD (Liquid Crystal Display,液晶显示器)背光模组的光学膜片,尤其涉及一种可扩宽LCD视角的可用于LCD背光模组的视角扩宽膜片,另外本发明还涉及采用了该视角扩宽膜片的背光模组及宽视角液晶显示器。
【背景技术】
[0002]液晶显示器的通常结构是在偏振方向相互垂直的两块偏光片之间夹有玻璃基板、彩色滤光片、电极、液晶层和晶体管薄膜,液晶分子是具有一定长径比的各向异性物质,晶体管薄膜相当于开关。使用时,背光模组发出的光线经过下偏光片,成为具有一定偏振方向的偏振光。当晶体管薄膜处于关的状态时,液晶分子长轴方向平行于基板并沿着一定的扭曲角度向列排列,使偏振光的偏振方向发生扭转,偏振方向转过90度后透过滤光片,成为单色偏振光,穿过上偏光片后显示相应的颜色;当晶体管薄膜处于开的状态的时候,电极在液晶层上外加电场,液晶分子沿电场方向作有序排列,电场强度不同,液晶分子的偏转角度也不同,透过的光强不一样,显示的灰度也不同。当液晶分子长轴完全平行电场方向的时候,来自下偏振片的偏振光偏振方向完全不受改变,无法穿过偏振角与其垂直的上偏光片,也就无法被用户看到。
[0003]液晶分子的上述特性给用户带来的最突出的就是视角问题。在LCD中,由于进入人眼的光线需要穿过液晶层,而液晶分子是各向异性物质,沿长轴方向和短轴方向的折射率不一致。用户从不同角度观看屏幕时,有时看到的是液晶分子的长轴,有时则是短轴,视角不同,感受到的画面也就不一样,因此液晶显示器存在可视角度偏窄的问题。另外随着液晶显示器普遍从使用CCFL (冷阴极荧光灯管)转为使用LED (发光二极管),LED光源亮度的增大使得液晶显示器亮度不均匀、宽屏视角不足的缺陷越发突出,亟待解决。
[0004]针对上述缺陷,CN 202048500 U中提供了一种光学片,该光学片是一种具有棱镜的层叠结构,为提高显示器视角,在该光学片的下部设置有扩散片。该光学片的层叠结构是通过粘接剂粘接而成的,粘接剂中随机分布有真空珠子。该现有技术通过真空珠子内部和表面的折射率差异,以提高光学片的扩散效果,因为该光学片不但有聚光功能,而且还兼备了扩散功能,因而该现有技术称其为复合光片。
[0005]然而正如前述,该现有技术中的光学片并不具备扩宽显示器视角的功能,其扩宽视角的功能是由额外设置的扩散片提供的,并不能由单独的光学片解决现有LCD视角偏窄的问题。并且,该现有技术中的光学片的多层粘接结构层数太多,透光和聚光效果随着层数的增加必然降低,且结构复杂导致制造成本偏高。

【发明内容】

[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种视角扩宽膜片和具有该膜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。
[0007]具体来说,本发明目的是提供一种全新结构的视角扩宽膜片,该视角扩宽膜片不但具备视角扩宽功能,而且兼具聚光功能,是一种真正意义上的复合光片。同时本发明还提供了采用该膜片的背光模组及液晶显示器。
[0008]为解决上述技术问题,本发明提出了一种用于LCD背光模组的视角扩宽膜片,所述视角扩宽膜片设置于所述背光模组的导光板的外侧,其中,所述视角扩宽膜片由多个平行排列在透明PET基材上的棱镜结构所组成,所述棱镜结构至少包含第一棱镜条纹,所述第一棱镜条纹的横截面具有面向所述导光板侧边的光源一侧的凹陷部以及远离所述光源一侧的凸出部。
[0009]优选地,所述凹陷部的曲率半径为R1,所述凸出部的曲率半径为R2,其中,Rl = 50um,R2 = 30um,且 Rl 兰 R2。
[0010]优选地,所述棱镜结构进一步包含第二棱镜条纹,所述第二棱镜条纹的横截面为等腰三角形。
[0011]优选地,所述PET基材上的所述第一棱镜条纹和所述第二棱镜条纹的数量分别为NA、NB,所述数量满足如下关系:NA ^ 5NB。
[0012]优选地,所述PET基材上的所述第一棱镜条纹和所述第二棱镜条纹的数量分别为NA、NB,所述数量满足如下关系:NA〈NB,5NA ^ NB。
[0013]优选地,所述第二棱镜条纹的横截面的所述等腰三角形的顶角在90±5度范围内,所述第一棱镜条纹和所述第二棱镜条纹的条纹间距分别为PA、PB,所述条纹间距满足如下关系:PB 刍 100 μ m,PA 刍 ΡΒ+0.5 μ m。
[0014]优选地,所述棱镜结构内含有真空珠,所述真空珠的外径大于等于50nm,小于等于5 μπι ;所述真空珠分散于所述棱镜结构内的体积百分比为15%?60%。
[0015]优选地,所述真空珠由折射率为1.4-1.6的材料制成,所述PET基材的热膨胀系数为Tb,所述棱镜结构的热膨胀系数为Tr,所述真空珠的热膨胀系数为Τν,其中,Tv ^ Tb ^ Tr0
[0016]另外,本发明还提供了一种具备上述视角扩宽膜片的液晶显示器用背光模组以及液晶显示器。
[0017]本发明利用形成在透明PET基材上的棱镜结构的凹陷部和突出部的曲面结构,使来自光源的入射光不局限于某一特定的角度而是沿着垂直于曲面的连续角度范围偏转折射出来,扩宽了棱镜结构的光线偏转角度,从而可以为LCD面板提供更宽视角的光源,为LCD面板的视角扩宽提供了基础。
【附图说明】
[0018]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,
[0019]图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的用于LCD背光模组的视角扩宽膜片的设置状态示意图;
[0020]图2显示的是根据本发明的另一个具体实施例的视角扩宽膜片的结构示意图;
[0021]图3显示的是根据本发明的又一个具体实施例的视角扩宽膜片的结构示意图;
[0022]图4显示的是根据本发明的再一个具体实施例的视角扩宽膜片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]正如【背景技术】部分所述,针对现有技术中光学片结构复杂,本身无法扩宽视角需要与扩散片配合使用、从而存在抑制LCD (Liquid Crystal Display,液晶显示器)亮度的缺陷,本发明提供了一种新的光学膜片,该光学膜片是一种可用于LCD背光模组的视角扩宽膜片1,其作为LCD背光模组的一个组件设置于背光模组的导光板2的外侧(面向LCD面板一侧)。另外本发明还提供了采用该视角扩宽膜片I的背光模组及液晶显示器。
[0025]如图1所示,其显示的是根据本发明的一个具体实施例的用于LCD背光模组的视角扩宽膜片I的设置状态示意图。已知的是,液晶显示器中,LCD面板本身并不发光,需要在LCD面板的内侧提供一个背光模组,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。图1中背光模组包括本发明的视角扩宽膜片1、导光板2、光源3 (冷阴极荧光灯管CCFL或发光二极管LED等)、反射板4以及一些辅助光学膜片5。这些辅助光学膜片5可以根据需要设置成多层,例如其可以包括棱镜膜、扩散膜、微透镜膜等,或者在本发明的视角扩宽膜片I功能满足需要的情况下,也可以省略辅助光学膜片5。
[0026]参见图1所示具体实施例,本发明的视角扩宽膜片I由多个平行排列在透明PET基材11上的棱镜结构12所组成,棱镜结构12至少包含第一棱镜条纹A,第一棱镜条纹A的横截面具有面向导光板2侧边的光源3 —侧的凹陷部13以及远离光源3 —侧的凸出部14。PET基材11上的棱镜结构12可以通过光敏树脂(例如UV树脂等)以紫外光照射的方式在PET基材11上形成,其结构简单,成型方便,便于低成本制造。
[0027]本发明的视角扩宽膜片I的作用原理是利用形成在透明PET基材11上的棱镜结构12的凹陷部13和突出部14的曲面结构,使来自光源3的入射光不局限于某一特定的角度而是沿着垂直于曲面的连续角度范围偏转折射出来,扩宽了棱镜结构12的光线偏转角度,从而可以为LCD面板提供更宽视角的光源,为LCD面板的视角扩宽提供了基础。
[0028]另外,来自光源3的不满足折射条件的光线会被棱镜结构12反射回光源,再由光源3底部的反射板4重新反射。这样,背光模组中的光线在棱镜结构12的作用下,不断的循环利用,从而达到聚光的效果。
[0029]应当强调的是,由于面向导光板2侧边的光源3 —侧的光线强度要比远离光源3一侧的光线强度大,导致的后果是靠近光源3的一侧的亮度比远离光源3的一侧的亮度高。为解决这个问题,本发明的上述实施例中,设定第一棱镜条纹A的横截面具有面向导光板2侧边的光源3 —侧的凹陷部13以及远离光源3 —侧的凸出部14,因而在聚光的过程中,利用凹陷部13较多的反射、较少的聚集光线使这一侧折射出来的光强降低;利用凸出部14较多的聚集、较少的反射使这一侧光线折射出来的光强升高,从而可以使得整个背光模组折射的光线亮度更均匀,尤其是在采用LED光源的时候,更容易使高亮度的LED点光源亮度均匀化,既能聚光提高亮度,而且还能避免背光模组亮度不均匀的缺陷,更重要的是其曲面设计扩宽了背光模组的视角宽度,综合具备棱镜片、扩散片等光学片的功能,是一种结构简单、成本低廉的、真正意义上的复合光片。
[0030]进一步的,为了使前述实施例的曲面结构得以更精确地扩宽视角、提高出射光线的亮度和均匀性,本发明提供了可供本领域技术人员直接采用的数学参数模型,即,如图1具体实施例所示,设定凹陷部13的曲率半径为R1,凸出部14的曲率半径为R2,其中,Rl = 50um,R2 = 30um,且 Rl 兰 R2。
[0031]从上述数学模型可见,在本发明的上述具体实施例中,提供了曲面结构特定的参数关系,现有技
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