专利名称：棱镜片、背光单元以及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种棱镜片、使用上述棱镜片的背光单元，以及具备上述背光 单元的液晶显示装置，尤其涉及一种具有所定的波形周期的纵向波形棱镜峰的 棱镜片，使用该棱镜片的背光单元以及具备上述背光单元的液晶显示装置。
背景技术：
最近，作为要求纤薄、小巧且电力消费低等功能的用于笔记本电脑、电视
以及移动电话等的平面显示装置(Flat panel display device),开发出了等离子 显示板(plasma display panel: PDP )、场发射显示器(field emission display device: FED )、；蓴膜晶体管'液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display device: TFT-LCD)等，其中对色再现性优秀且纤薄的液晶显示装置的研究最活跃。
上述平面显示装置中PDP以及FED本身就可以发光，但液晶显示装置其本 身不是发光体，因此需要利用辅助光源即背光单元照射光，从而实现图像显示。 上述背光单元在照射光时，为达到均匀照射整个画面的要求，需要具备称之为 侧入式或直下式的面光源的结构。
图l为显示具备侧入式光源的背景技术中背光单元的分离斜视图。
参照图l，具备侧入式光源的背景技术中的背光单元IO,包含光源ll、对 上述光源11发射的光进行导向的导光板12、配置在导光板12下方的反射片13、 配置在导光板12上方的扩散片14、配置在扩散片14上方的棱镜片15以及配置在 棱镜片15上方的保护片16。还有，在背光单元的光源ll外侧设有光源罩lla。 还有，虽然在此没有图示，但在上述背光单元10上依次配置液晶显示板与防反 射层而构成液晶显示装置。还有，在上述液晶显示板的上、下两个面上各一张 共配置两张偏光4反。
光源ll用于发射光，可使用线光源的灯或面光源的灯、CCFL或LED等多种 多样的光源。导光板12将光源11发射的光导向至扩散片14，当选用直下式的光源时可以 省略。
扩散片14用于扩散以及传播通过导光板12入射的光，并传达至棱镜片15。 棱镜片15对通过扩散片14入射的光进行折射而聚光至液晶显示板(未图示) 的平面上。棱镜片根据高的聚光效率、宽的可视角度、防止龟紋现象(moire effect)、防止与其他薄膜发生光耦合(wetout)等多种多样的设计目标，可对 棱镜峰的形状以及峰倾斜面的角度等进行多种多样的设计值的改变与组合，并 且商业上应用。图1显示了，其中的一种在各上面设有条紋形状排列的三角形 棱镜峰的两张棱镜片15a、 15b相互垂直交叉配置的一例。
另一方面，为保护棱镜片15,在棱镜片15上方配置保护片16是必不可少的。 然而，具备如上结构的棱镜片15,由于在制造时其表面容易受损或者在其 内部容易混入异物等原因，经常发生劣质产品。如上棱镜片15存在不良时，使 用者就会觉得液晶显示装置的画质差，因此存在不良的棱镜片15需及时确认并 废弃。这样最终导致棱一晚片15的生产量降低。
还有，具备如上结构的根据背景技术的背光单元，其棱镜峰为朝一定方向 的条紋形状，从而棱镜峰的图样与液晶显示板的RGB图样重叠，因此存在引发 龟紋现象的问题。
还有，此时棱镜片15的棱镜峰的形状设定为条紋形状，从而各棱镜片15a、 15b与邻接的片15b、 16接触的表面积就会增加，因此存在引发光耦合(wet-out) 现象的问题。在此，光耦合现象是指两个表面相互光学接触而消除从一薄膜向 另一薄膜传达光时折射率的变化时发生的现象，观察者会认为屏幕上的图像花 花点点且具有随时变化的外观的现象。这种光耦合现象尤其在使用具有象棱镇: 片15—样为光学效果而立体化的表面(即棱镜峰)的薄膜时，存在问题。
发明内容
本发明的 一 实施例为具有所定波形周期的纵向波形棱镜的棱镜片。 本发明的另 一实施例为使用上述棱镜片的背光单元。 本发明的又一 实施例为具备上述背光单元的液晶显示装置。 本发明的一面提供一种棱镜片，其具备透明基板；以及
配置在上述透明基板上的纵向波形的棱镜峰，上述纵向波形为上述棱镜峰 的高度随着长度发生连续或不连续的改变的形状，上述纵向波形的波形周期为 上述棱镜峰的平均高度的50至100倍。
上述棱镜峰可以具有三角形的截面。
上述棱镜峰可以是底边长度为25pm至lmm,高度为5至600iam的。 上述棱镜峰的顶角可以为60至115。。 上述棱镜峰可以具有弓形的截面。 本发明一面还提供一种具备上述棱镜片的背光单元。 本发明一面还提供一种具备上述背光单元的液晶显示装置。
上述本发明的目的与优点通过附图资料与本发明的一实施例的详细说明，
会更加一目了然。
图1为显示具备侧入式光源的背景技术中背光单元的分离斜视图。
图2为显示根据本发明一实施例的棱镜片的斜视图。
图3为显示图2的棱镜片与叠加在其上方的其他光学薄膜的截面图。
图4为对具备与图2类似结构的棱镜片进行模拟测试，从而调查随纵向波
形波形周期的正面亮度的变化的条形图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明根据本发明一实施例的棱镜片。
图2为显示根据本发明一实施例的棱镜片的斜视图，图3为显示图2的棱镜
片与叠加在其上方的其他光学薄膜的截面图。
参照图2 ，根据本发明 一 实施例的棱镜片25具备透明基板25a以及棱镜峰
25b。
透明基板25a由聚酯树脂等材料形成，可使入射的光透过。 棱镜峰25b配置在透明基板25a上，将通过透明基板25a^射的光聚光到液晶 显示板(未图示)的平面上。棱镜峰25b由透明基板25a Nl同的材料形成为佳， 但本发明并不限定于此。本实施例中，棱镜峰25b具有纵向波形(lengthwise wave pattern)。具体说，上述纵向波形设计成棱镜峰25b高度随长度发生连续或不连续的改变。这样设计棱镜峰25b，就如图3所示可以减少棱镜片25上叠加 的其他光学薄膜30与棱镜峰25b接触的表面积，从而降低异物的混入、由于接 触发生的刮痕(scratch)以及使用者的不良视认性，以减少产品的不良率，而 且可以防止光耦合现象的发生。对此下面还作详细地说明。
然而，如上改变棱镜峰25b的高度时，入射在棱镜片25上光通过棱镜峰25b 的顶部出射光时，该出射位置非常多变，所以聚光到棱镜片25正面的光量就会 减少。因此，使用具有如上结构的棱镜片25的液晶显示板存在正面亮度减少的 问题。
为解决这些问题，棱镜峰25b，其波形具有棱镜峰25b的平均高度h25b， avg 的50至100倍的波形周期RP。这样限定棱镜峰25b纵向波形的波形周期RP,就 可以在一定程度上减少由于棱镜峰25b的纵向波形引发的前述正面亮度减少的 问题。即，棱镜峰25b纵向波形的波形周期RP为50以上时与相反情况相比，出 射的光的方向有规则地朝向正面，因此能够提高使用这种棱镜片25的液晶显示 装置的正面亮度。然而，当上述波形周期RP超过100时，棱镜片15a、 15b与邻 接的片15b、 16接触的表面积就会增加，从而存在发生光耦合(wet-out)的问 题。
还有，上述棱镜峰25b具有三角形的截面为佳，其底边长度为25jam至lmm, 高度为5至600(im,顶角为60至115。。在此，底边是指在棱镜峰25b厚度方向的 截面上，与透明基板25a的平面接触的棱镜峰25b的一边，顶角是指在棱镜峰25b 厚度方向的截面上，与上述底边相对应的棱镜峰25b的一个角。若棱镜峰25的 截面形状、大小以及顶角超过上述范围，那么正面亮度就会降低且可视角度变 窄，因此效果欠佳。但，本发明并不限定于此，上述棱镜峰25b可以具有四边 形、五边形、弓形等其他多种多样形状的截面。
下面，参照图3详细说明纵向波形的棱镜峰25b增加生产量并防止光耦合的 原理。
参照图3，棱镜片25的上表面S中只有表面接触部C与光学薄膜30进行光学 接触。此时，光学薄膜30可以是偏光板(未图示)中包含的薄膜。
本实施例中棱镜峰25b如上所述设计成，其高度随长度发生连续或不连续的 改变的纵向波形，从而棱镜峰25b的表面S中表面接触部C比非接触部(即，除C部分以外的S部分)显著小。因此，大部分光L1从上述非接触部出射后，在 棱镜片25与空气层A之间的界面上折射，并通过空气层A后入射到光学薄膜30 上。相反，其余少量的光L2几乎不发生折射而直接通过表面接触部C入射到光 学薄膜30上，但其量非常少，因此观察者不会认识到表面接触部C的透过特征 与周围领域(即，空气层A)不同，因此结果上也不会认识到该部分C为异常 或不良的部分。还有，由于棱镜峰25b设计成纵向波形，因此与液晶显示板(未 图示)的RGB图样的光学重叠就会减少或者被排除，从而获得减少或防止龟紋 现象的效果。
同时，由于表面接触部C与非接触部相比非常小，因此能够减少通过表面 接触部C混入的异物，并减少在表面接触部C发生的刮痕，而从整体上降低产 品不良率。还有，由于棱镜峰25b的高度发生多种改变，因此出射位置也多变， 从而即使存在产品不良使用者也不能明确视认，这样就可以对不良产品不进行 废气处理而照样使用，从而减少产品不良率。
下面，通过实施例详细说明本发明，但本发明并不限定于下述实施例。
实施例
对于具有与图2类似的结构的棱镜片，进行如下模拟测试，调查了随纵向波 形波形周期的正面亮度的变化，其结果如图4所示。 (使用的模拟软件)
作为电脑模拟测试的软件使用了 Optical Research Association公司的 LightTools 6.0软件。 (模拟测试的参数)
光线数量(Number of Ray ) : 3,000,000 Rays 光线功率阈值(Ray Power Threshold) : 0.001 光源总功率(Source Total Power) : 1 lumen
光源的角分布(Angular distribution of Source ):朗伯(Lambertian) (待测试棱镜片) 长x宽:12.7cm x 8.89cm 棱镜峰的高度24.5~26.5卿 棱镜峰底边的长49~53jum 纵向波形的波形周期1,000卿，1 ，500 ， 透明基板的折射率1.667
棱镜峰的折射率在1.48-1.62的范围内调节(Increment: 0.03)
Reference: 3M公司的Vikuiti BEF III 10T-22-DIAG
参照图4可知，随着纵向波形的波形周期从l，OOO^im (棱镜峰的平均高度 25pm，上述平均高度的40倍)上升至l，500(am (上述平均高度的60倍)，正面 亮度也随之上升了。具体说，上述波形周期从棱镜峰平均高度的40倍增加至60 倍时，正面亮度约增加了1.5%。
如上参照
了根据本发明的较佳实施例，但这些仅仅是举例，具备 本技术领域通常知识的技术人员有可能进行多种多样的变形与等同替换的实 施例。因此本发明的保护范围应以权利要求书的内容为依据。
权利要求
1. 一种棱镜片，其特征在于，具备透明基板；以及配置在上述透明基板上的纵向波形的棱镜峰，上述纵向波形为上述棱镜峰的高度随着长度发生连续或不连续的改变的形状，上述纵向波形的波形周期为上述棱镜峰的平均高度的50至100倍。
2. 根据权利要求l所述的棱镜片，其特征在于，上述棱镜峰具有三角形的
3. 根据权利要求2所述的棱镜片，其特征在于，上述棱镜峰的底边长度为 25i!m至lmm，高度为5至600(xm。
4. 根据权利要求2所述的棱镜片，其特征在于，上述棱镜峰的顶角为60 至1150。
5. 根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，上述棱镜峰具有弓形的截面。
6. —种背光单元，其特征在于，具备权利要求1至5中的任意一项所述的 棱镜片。
7. —种液晶显示装置，其特征在于，具备权利要求6所述的背光单元。
全文摘要
本发明涉及一种具有纵向波形的棱镜峰的棱镜片，使用该棱镜片的背光单元以及具备上述背光单元的液晶显示装置。本发明公开的棱镜片具备透明基板以及配置在上述透明基板上的纵向波形的棱镜峰，上述纵向波形是上述棱镜峰的高度随着长度发生连续或不连续的改变的形状，上述纵向波形的波形周期是上述棱镜峰的平均高度的50至100倍。
文档编号G02F1/13357GK101546000SQ20091000731
公开日2009年9月30日 申请日期2009年2月11日 优先权日2008年2月11日
发明者卞吉锡, 姜相美, 安志秀, 尹基哲, 金圣中 申请人:三星精密化学株式会社