棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示设备制造技术

本发明专利技术公开了一种棱镜片以及一种液晶显示设备，该棱镜片可允许以相对垂直光入射表面的轴小于２．８°的角度入射的光被折射和发射，该液晶显示设备包括上述棱镜片。该棱镜片包括：第一表面，来自于光源的光通过该表面进入棱镜片；以及，第二表面，光从该表面射出棱镜片。第二表面还包括具有基本彼此平行的长轴的多边形凸部。该多边形凸部中的每一个都具有：至少一个第一侧边，该侧边相对第一表面的法线成６５°至７５°范围内的角；以及，至少一个第二侧边，该侧边相对第一表面的法线成４０°至５０°范围内的角。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种棱镜片，且特别是涉及一种用于加强光亮度的棱镜片结构以及包括该棱镜片的液晶显示设备。
技术介绍
棱镜片在显示设备中被使用。例如，棱镜片可以同背光源一起用于LCD设备、亮度增强薄膜、光反射膜等。“棱镜片”通常指代一种片，该片包括一个由聚酯薄膜和紫外线硬化树脂薄膜制成的表面，该薄膜具有适于作基膜的粘附属性，而该树脂薄膜层压制在该基膜上。设置该棱镜片主要为了通过收窄穿过发光设备散射板的光的视角来提高发光设备(即，液晶显示设备)的亮度。为提高液晶显示(“LCD”)设备的亮度，已经进行了各种努力。在这些努力中，提高电源电压已被证明是获得期望的亮度提升的有效途径。然而，提高电源电压需要增加电池容量，这就不希望地增加了设备的重量并缩短了电池寿命。为达到这个目的，已研究了各种用于提高亮度同时降低电源电压的方法。在美国专利号4,906,070中公开了这些方法中的一个，包括由聚合物材料制成的薄柔性膜，该聚合物材料包括一个结构化的表面和一个相对的光滑表面。在该柔性膜中，结构化的表面包括线性的一排大体上为等腰直角的微小棱镜，这些棱镜并排设置以形成多个峰和谷。此外，棱镜垂直的侧边形成大约为45°的角度。然而，建议该柔性膜用于内部反射光，而不在LCD设备中应用。图1是在传统LCD设备中应用的直角等腰棱镜片10的透视图。参考图1，直角等腰棱镜12设置成沿光发射表面的一个方向(X方向)彼此平行。与其上形成有棱镜的表面相邻的表面是光滑平面14。棱镜中的每一个包括一倾斜平面C1(参见图2A)，该倾斜平面相对于与光滑平面14垂直的法线(Y)成约45度的角度。如图2A所示，如果光在约2.8°圆锥范围内穿透棱镜片的右倾斜表面C2，其中2.8°相对于法线测得，该入射光完全按路径1和2所示在内部反射。完全在内部反射的光不会射出棱镜，从而消失了。类似地，如果光在相对于法线(Y)约2.8°圆锥范围内穿透棱镜片的左倾斜表面C1，该入射光完全沿路径3和4在内部反射。该光不会射出棱镜从而消失。上述两个事实表明如果光以小于2.8°的角度穿透棱镜片的一个表面时，光获取率降低。结果，前部亮度降低。图3是光穿过传统LCD设备中的散射板时亮度分布的测量结果，而图4是光穿过传统LCD设备中的透镜片时亮度分布的测量结果。参考图3，当随视角在发射片上一点的变化测量亮度分布时，相对于总光量55.5％的光量以约±34°的视角发射(“A”)。如图4所示，这表明以入射角约±34°入射到棱镜片上的约55.5％的光被折射或发射指向显示图像的前侧。因为具有相对于法线小于约2.8°的入射角的光没有被发射，这种光量应该最小化以防止亮度降低。为了防止亮度降低，采取了下列现有技术。日本专利公开文献No8-320405中公开了一种棱镜片和一种背光，通过组合波纹形表面的每个棱镜表面，该波纹形表面对于每个棱镜单元具有特定的高度差，不会损害前部亮度和导致亮暗图案。在该棱镜片中，每个棱镜单元的棱镜表面形成具有波纹形表面，该表面的高度差(D)大于1μm。日本专利公开文献No7-230002中公开了一种方向性的背光，其具有改进的方向性。通过排列许多形状单元8形成透明片，每个形状单元通过连接两凸曲柱面而形成，该两凸曲柱面的母线彼此平行并在一个表面上相对母线成直角处左右对称，而各切表面和平面彼此相交成180°角。日本专利公开文献No6-250182中公开了一种棱镜片，其用于提高亮度而不产生条纹图案。在这种棱镜片中，通过将片设置在面光源设备的射出表面侧和将这些突出件的全部或某一部分形成为浮雕表面，在待使用的棱镜片的前表面上形成许多突出件。日本专利公开文献No8-254606中公开了一种透镜片，其能够消除不必要的倾斜方向的光而不降低法线方向的亮度。该透镜片具有透镜排列层，其中多个单元透镜件沿透明基部的光射出侧设置在一维方向或二维方向上，且在光射出侧以突出形状的形式形成。一个方向或彼此正交两方向的该部分(主切面)以五边形形状形成。在这种情况下，由单元透镜部件的基部侧上的两侧边形成的角θ4比由顶部侧的两侧边形成的角(即垂直角)θ3更尖锐(θ3＞θ4)。尽管前述的现有技术达到了防止条纹图案出现和提高亮度的目的，但是它们不能解决与使用这样一种光相关的问题，即这种光以相对于垂直散射板的法线小于2.8°的角度入射。如后所述，入射到棱镜片上的约70％的光以小于50°的角入射。为达到此目的，期望提高以上述角度(小于约2.8°)入射的光的使用效率以便增加亮度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种棱镜片和包括该棱镜片的液晶显示设备，可以本质上避免因相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。本专利技术的第一目的在于提供能够防止亮度在特定角度降低的棱镜片。本专利技术的第二目的在于提供能够提高入射光使用效率的棱镜片。本专利技术的第三目的在于提供一种具有棱镜片的液晶显示设备，该设备能够防止亮度在特定的视角降低。本专利技术的第四目的在于提供能够提高入射光使用效率的液晶显示设备。为实现本专利技术的第一和第二目的，提供了一种棱镜片。上述的棱镜片包括光从光源入射到其上的第一表面，和用于发射穿过第一表面的入射光的第二表面。第二表面还包括多个多边形凸部，它们的长轴基本彼此平行。优选地，多边形凸部中的每一个具有至少一个第一侧边，该侧边和第一表面的法线成65°至75°范围内的角；以及，至少一个第二侧边，该侧边和第一表面的法线成40°至50°范围内的角。可选地，第一侧边比第二侧边更靠近最高顶点。可选地，第二侧边比第一侧边更靠近最高顶点。优选地，第一侧边的整个长度大于第二侧边。优选地，多边形凸部是五角棱锥。为实现第三和第四目的，提供了一种液晶显示设备。该液晶显示设备包括用于发射从光源入射的光的散射板；用于接收从散射板入射的光的棱镜片；以及，用棱镜片提供的光显示图像的LCD面板，其中，该棱镜片包括入射光源的光的第一表面和用于发射从第一表面入射的光的第二表面，第二表面还包括多个多边形凸部，它们具有基本彼此平行的长轴。优选地，多边形凸部中的每一个具有至少一个第一侧边，该侧边和第一表面的法线成65°至75°范围内的角；以及，至少一个第二侧边，该侧边和第一表面的法线成40°至50°范围内的角。可选地，第一侧边比第二侧边更靠近最高顶点。可选地，第二侧边比第一侧边更靠近最高顶点。优选地，第一侧边的整个长度大于第二侧边。附图说明本专利技术的上述和其他优点，通过详细描述示范实施例并结合附图，将变得更加显而易见，附图中图1是根据现有技术的棱镜片的透视图；图2A和2B是截面图，用于说明图1所示棱镜片的操作，具体地，图2A是光入射到棱镜截面左侧边的视图，而图2B是光入射到棱镜截面右侧边的视图；图3示出了在传统LCD设备中，穿过散射板的光的亮度分布的测量结果；图4示出了在传统LCD设备中，穿过棱镜片的光的亮度分布的测量结果；图5是根据本专利技术一个实施例的棱镜片的透视图；图6是图5中棱镜片的一个凸部的截面图；图7示出了图6中的凸部经修改后的示例；图8是根据本专利技术的另一实施例的棱镜片中的一个凸部的截面图；图9是图8中“A”部分的详细图；图10A和10B是用于说明图5至8中的棱镜片的操作的截面视图，具体地，图10A是光入射到棱镜截面左侧边的视图，而图10B是光入射到棱镜截面右侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棱镜片，包括：第一表面，来自光源的光通过该表面进入棱镜片；和第二表面，光通过该表面射出棱镜片，其中，该第二表面包括基本彼此平行布置的多边形凸部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金龙一，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]