专利名称：复合型光学膜片、背光模组及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种复合型光学膜片以及应用其的背光模组和液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示器目前已经广泛地运用于个人电脑及其各类影像显示产品中。由于显示器为被动式影像显示器，必须在液晶表面后方设置平面光源，以提供显示光线。光线需具有预定发散程度与亮度均匀的平面光源。由此方能使形成在液晶表面上的影像能够被清楚地被看见。由上述的平面光源效能在背光模组的设计中，需要考虑光源以及光学膜片组。没有光源就无法看见影像。放置在光源上的光学膜片组，以将具有区域性的光源改变成均匀 强度的平面光源。用以成为背光模块的光源例如CCFL冷阴极荧光灯管)、LED发光二极管)、SMOLED (小分子有机发光二极管)、PLED高分子发光二极管)、EL (Electro-Luminescent:电致发光)和FFL(Fluorescent Flat Light:平面灯管)等等。另外放置在光源上方的光学膜片则一般例如有导光板、扩散片、集光片、偏极反射片和广视角膜等等。光学膜片需要考虑包括扩散和提高光利用率即光强度等方面的功能。如图I所示，传统的液晶显示器内通常利用扩散片来扩散光线，其原理是扩散片I中均匀分布的树脂颗粒12与其他材料11的折射率不同，因而光线在穿过该扩散片时可以产生扩散效果。目前，具有棱镜结构的复合型光学膜片被广泛用于背光模组以用来汇聚光源所发出的光线，尤其是监视器等显示设备中常用复合型光学膜片来增加显示亮度和节约显示器电池设备的能量。复合型光学膜片的原理是通过折射将射向观察者视角之外的光线调整至观察者视角之内，这样就提高了光源所发出光能的利用率。如图2所示，复合型光学膜片是由基材2及其上多个用以汇聚光线的棱镜21所构成，这些棱镜21按照一个方向排列，组成一个棱镜阵列。由于棱镜阵列仅仅按照单个方向排列，光线穿过该复合型光学膜片后仅在一个方向汇聚，为了能使光线在水平和垂直方向同时得到汇聚效果，通常会在背光模组中叠加放置棱镜阵列方向互相垂直的两片棱镜片来使光强度变强。然而，这种叠加放置棱镜阵列方向互相垂直的两片棱镜片，增加了背光模组的厚度，虽然增加了正视角的光强度，但当视角变大时，光强度会出现不稳定，有忽强忽弱的现象，甚至降低到零，使可用视角变窄。
实用新型内容(一)要解决的技术问题针对上述缺点，本实用新型为了解决现有液晶显示技术中存在的结构复杂和可用视角较小的技术问题，提供了一种复合型光学膜片以及应用其的背光模组和液晶显示装置，其能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围。(二)技术方案为了解决上述技术问题，根据本发明的一方面，本实用新型提供了一种复合型光学膜片，包括基材及多个棱镜；其中，所述基材包括光入射面与光出射面，光入射面与光出射面是相对应设置；所述多个棱镜设置在所述光出射面上，至少两个棱镜交叉设置。其中，所述复合型光学膜片还包括多个树脂颗粒，设置于所述多个棱镜之间。其中，所述多个棱镜的顶部为平滑曲面。其中，所述多个棱镜分为两组，第一棱镜组包括多个第一棱镜，所述多个第一棱镜平行排列且延伸于第一方向；以及第二棱镜组包括多个第二棱镜，所述多个第二棱镜平行排列且延伸于第二方向，其中所述第一棱镜组的多个第一棱镜与所述第二棱镜组的多个第二棱镜是交叉设置。 其中，所述第一棱镜组的多个第一棱镜与所述第二棱镜组的多个第二棱镜是互相垂直交叉设置。其中，所述多个棱镜分为两个组，其中第一组棱镜的高度相同且小于第二组棱镜的高度；第二组棱镜包括间隔排列的两种棱镜，第一种棱镜的高度大于所述第一组棱镜的高度，第二种棱镜的高度与所述第一组棱镜的高度相同。其中，所述多个棱镜设置为交叉于至少一点。其中，所述多个棱镜设置为交叉于一点。根据本实用新型的另一方面，提供了一种背光模组，包括上述任一项所述的复合型光学膜片。根据本实用新型的另一方面，提供了一种液晶显示装置，包括上述的背光模组。(三)有益效果本实用新型提供了一种复合型光学膜片以及应用其的背光模组和液晶显示装置，所述复合型光学膜片包括基材及用以汇聚光线的多个棱镜；其中，所述基材包括光入射面与光出射面，光入射面与光出射面是相对应设置；所述多个棱镜设置在所述光出射面上，由可透光材料制成，至少两个棱镜交叉设置，其通过设置至少两个棱镜交叉设置的多个棱镜，降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围；进而通过在上述复合型光学膜片的多个棱镜之间设置起扩散光线作用的树脂颗粒，可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求；又通过将多个棱镜的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面，既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果；再通过将所述多个棱镜分为两个组，两组的棱镜高度不同且两组的棱镜互相间隔排列，使得色度不均匀(mura)现象得以减轻或消除。
图I为现有扩散片中树脂颗粒扩散光线的示意图；图2为现有复合型光学膜片的棱镜结构示意图；图3为本实用新型所述的复合型光学膜片的工作原理示意图；[0025]图4为本实用新型实施例所述的复合型光学膜片中树脂颗粒的结构示意图；图5为本实用新型实施例所述的复合型光学膜片中棱镜顶部的结构示意图；图6为本实用新型实施例I所述的复合型光学膜片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图根据本实用新型的一方面，提出了一种复合型光学膜片，包括基材及用以汇 聚光线的多个棱镜；其中，所述基材包括光入射面与光出射面，光入射面与光出射面是相对应设置；所述多个棱镜设置在所述光出射面上，由可透光材料制成，至少两个棱镜交叉设置。如图3所示，上述复合型光学膜片的工作原理如下光线I与光线2为平行的入射光，光线3为光线I的反射光，光线4为光线2的折射光，根据Snell’ S law:nl*sin Θ l=n2*sin Θ 2 (I)其中nl为光密介质折射系数，n2为光疏介质折射系数；Θ I为光密介质到光疏介质的入射角，Θ2为光密介质到光疏介质的出射角。Z UZ 3为大于临界角度Θ c的入射角。在现有的具有单向棱镜的复合型光学膜片中，光线I的传输方向为光线3,入射光不能通过一次折射到达棱镜21的出光面,它在棱镜21内经过2次以上的反射后折射出光学膜片，在多次反射中会产生光损耗，光学膜片的汇聚光线提高光亮度的效果受到影响；而在本实用新型所述的复合型光学膜片中，由于棱镜之间不都是平行排列，与光线I平行的光线2的出射位置正好是与棱镜21相交叉设置的棱镜22,其传输方向为光线4,入射光能通过一次折射到达棱镜22的出光面，降低了光线在棱镜22内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围。如图4所示，本实用新型所述的复合型光学膜片还包括多个树脂颗粒41，设置于所述多个棱镜之间，用于对从棱镜的出光面射出的光线进行扩散。在上述复合型光学膜片的多个棱镜之间设置起扩散光线作用的树脂颗粒41，树脂颗粒41的直径为3-30μπι，可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求。如图5所示，本实用新型所述的复合型光学膜片中的所述多个棱镜的顶部可为平滑曲面，例如任意角度的非球面，既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。本实用新型所述的复合型光学膜片中的所述多个棱镜的高度、节距(Pitch)和夹角可相同也可以不同，可以根据实际需要进行调节，从而改变所述复合型光学膜片所表现出来的集光度、扩散度与光强度随视角分布的效果。[0039]本实用新型所述的复合型光学膜片中的所述多个棱镜可分为两个组，其中第一组棱镜的高度相同且小于第二组棱镜的高度；第二组棱镜包括间隔排列的两种棱镜，第一种棱镜的高度大于所述第一组棱镜的高度，第二种棱镜的高度与所述第一组棱镜的高度相同。这样可以起到减轻色度不均勻(mura)现象的效果。实施例I :如图6所示，在本实施例中，所述多个棱镜分为两组，第一棱镜组，包括多个高度相同的第一棱镜平行排列且延伸于第一方向；以及第二棱镜组，包括多个高度相同的第二棱镜平行排列且延伸于第二方向，其中所述第一棱镜组的第一棱镜与所述第二棱镜组的第二棱镜是交叉设置且所述第一棱镜组的第一棱镜的高度大于所述第二棱镜组的第二棱镜的高度。应用上述的复合型光学膜片，可以降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了 较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围；所述第一棱镜组的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面。既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。实施例2 在本实施例中，所述多个棱镜分为两组，第一棱镜组，包括多个高度相同的第一棱镜平行排列且延伸于第一方向；以及第二棱镜组，包括多个高度相同的第二棱镜平行排列且延伸于第二方向，其中所述第一棱镜组的第一棱镜与所述第二棱镜组的第二棱镜是交叉设置且所述第一棱镜组的第一棱镜的高度大于所述第二棱镜组的第二棱镜的高度。应用上述的复合型光学膜片，可以降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围；所述第一棱镜组的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面。既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。所述第一棱镜组的棱镜与所述第二棱镜组的棱镜相交叉所围的空间内设置起扩散光线作用的树脂颗粒。应用上述的树脂颗粒可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求。实施例3 在本实施例中，所述多个棱镜分为两组，第一棱镜组，包括多个高度相同的第一棱镜平行排列且延伸于第一方向；以及第二棱镜组，包括多个高度相同的第二棱镜平行排列且延伸于第二方向，其中所述第一棱镜组的第一棱镜与所述第二棱镜组的第二棱镜是互相垂直交叉设置且所述第一棱镜组的第一棱镜的高度大于所述第二棱镜组的第二棱镜的高度。应用上述的复合型光学膜片，可以降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围；[0056]所述第一棱镜组的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面。既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。所述第一棱镜组的棱镜与所述第二棱镜组的棱镜相交叉所围的空间内设置起扩散光线作用的树脂颗粒。应用上述的树脂颗粒可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求。实施例4 在本实施例中，所述多个棱镜分为两组，第一棱镜组，包括平行排列且延伸于第一方向的多个第一棱镜，所述多个第一棱镜包括间隔排列的两种棱镜，第一种棱镜的高度大于第二组棱镜的高度，第二种棱镜的高度与第二组棱镜的高度相同；以及第二棱镜组，包括·多个高度相同的第二棱镜平行排列且延伸于第二方向，其中所述第一棱镜组的第一棱镜与所述第二棱镜组的第二棱镜是互相垂直交叉设置。应用上述的复合型光学膜片，可以降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围，同时可以起到减轻色度不均勻(mura)现象的效果。所述第一棱镜组的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面。既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。所述第一棱镜组的棱镜与所述第二棱镜组的棱镜相交叉所围的空间内设置起扩散光线作用的树脂颗粒。应用上述的树脂颗粒可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求。所述第一种棱镜的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面。既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。实施例5 在本实施例中，相同高度的所述多个棱镜设置为交叉于至少一点。应用上述的复合型光学膜片，可以降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围；所述多个棱镜之间设置起扩散光线作用的多个树脂颗粒。应用上述的树脂颗粒可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求；所述多个棱镜的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面。既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。实施例6 在本实施例中，相同高度的所述多个棱镜设置为交叉于一点。应用上述的复合型光学膜片，可以降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围；[0079]所述多个棱镜之间设置起扩散光线作用的多个树脂颗粒。应用上述的树脂颗粒可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求；所述多个棱镜的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面。既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果。根据本实用新型的另一方面，还提供了一种包括上述复合型光学膜片的背光模组。根据本实用新型的另一方面，还提供了一种包括上述背光模组的液晶显示装置。综上所述，本实用新型提供了一种复合型光学膜片以及应用其的背光模组和液晶 显示装置，所述复合型光学膜片包括基材及用以汇聚光线的多个棱镜；其中，所述基材包括光入射面与光出射面，光入射面与光出射面是相对应设置；所述多个棱镜设置在所述光出射面上，由可透光材料制成，至少两个棱镜交叉设置，其通过设置至少两个棱镜交叉设置的多个棱镜，降低了光线在棱镜内的损耗，光学膜片起到了较好的汇聚光线提高光亮度的效果，能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围；进而通过在上述复合型光学膜片的多个棱镜之间设置起扩散光线作用的树脂颗粒，可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求；又通过将多个棱镜的顶部设置为平滑曲面，例如任意角度的非球面，既可以达到扩散光线的作用，又可以达到减少棱镜刮伤的效果；再通过将所述多个棱镜分为两个组，两组的棱镜高度不同且两组的棱镜互相间隔排列，使得色度不均匀(mura)现象得以减轻或消除。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的实际保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种复合型光学膜片，其特征在于，包括基材及多个棱镜；其中，所述基材包括光入射面与光出射面，光入射面与光出射面是相对应设置；所述多个棱镜设置在所述光出射面上，至少两个棱镜交叉设置。
2.根据权利要求I所述的复合型光学膜片，其特征在于，还包括多个树脂颗粒，设置于所述多个棱镜之间。
3.根据权利要求I所述的复合型光学膜片，其特征在于，所述多个棱镜的顶部为平滑曲面。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合型光学膜片，其特征在于，所述多个棱镜分为两组，第一棱镜组包括多个第一棱镜，所述多个第一棱镜平行排列且延伸于第一方向；以及第二棱镜组包括多个第二棱镜，所述多个第二棱镜平行排列且延伸于第二方向，其中所述第一棱镜组的多个第一棱镜与所述第二棱镜组的多个第二棱镜是交叉设置。
5.根据权利要求4所述的复合型光学膜片，其特征在于，所述第一棱镜组的多个第一棱镜与所述第二棱镜组的多个第二棱镜是互相垂直交叉设置。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的复合型光学膜片，其特征在于，所述多个棱镜分为两个组，其中第一组棱镜的高度相同且小于第二组棱镜的高度；第二组棱镜包括间隔排列的两种棱镜，第一种棱镜的高度大于所述第一组棱镜的高度，第二种棱镜的高度与所述第一组棱镜的高度相同。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的复合型光学膜片，其特征在于，所述多个棱镜设置为交叉于至少一点。
8.根据权利要求7所述的复合型光学膜片，其特征在于，所述多个棱镜设置为交叉于一点。
9.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的复合型光学膜片。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求9中所述的背光模组。
专利摘要本实用新型涉及液晶显示技术领域，提供了一种复合型光学膜片，包括基材及多个棱镜；其中，所述基材包括光入射面与光出射面，光入射面与光出射面是相对应设置；所述多个棱镜设置在所述光出射面上，至少两个棱镜交叉设置。本实用新型还公开了包括上述复合型光学膜片的背光模组和液晶显示装置。应用本实用新型能够在提高光利用率的同时简化了背光模组的结构，降低了背光模组的厚度，从而可以保证较大的可用视角范围，并且通过在上述复合型光学膜片中设置起扩散光线作用的树脂颗粒，可以替代背光模组中的扩散片，起到简化背光模组结构的作用，符合液晶显示装置轻薄化的要求。
文档编号F21S8/00GK202614966SQ20122000929
公开日2012年12月19日 申请日期2012年1月10日 优先权日2011年12月14日
发明者高立, 郭好磊, 宋志成 申请人:青岛海信电器股份有限公司