CN105652352B - 棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示装置 - Google Patents

棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示装置 Download PDF

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Abstract

棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示装置。提供了一种棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示LCD装置，以通过在棱镜图案的下表面上形成凹面，将以小于最小角的角入射的光的折射角改变为有效角来改进该棱镜片的光学效率。还通过在基膜的槽中形成第2n棱镜图案的下表面，将以大于最大角的角入射的光朝向相邻的棱镜图案折射来改进该棱镜片的光学效率。

Description

棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示装置
技术领域
本公开涉及棱镜片，并且更具体地，涉及一种具有改进的光学效率的棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示装置。
背景技术
显示装置用作向用户提供各种类型的图像的视觉信息输出媒介。消费者需要显示装置满足特定需求，诸如表现出低功耗、具有薄形状因子、轻重量以及能够输出高分辨率图像。
显示装置可以被分类为发射型和透射型。自发发光(发射)型包括阴极射线管(CRT)装置、电致发光(EL)装置、有机发光二极管(OLED)装置、真空荧光显示(VFD)装置、场发射显示(FED)装置、等离子体显示面板(PDP)装置等。非自发发光(透射)型包括液晶显示(LCD)装置等。
LCD装置操作以利用液晶的光学各向异性特性来输出图像。由于与传统阴极射线管装置相比相对低的发热、良好的可视性特性和低平均功耗，这些LCD装置已被广泛用作显示装置。下文中，将更详细地描述典型LCD装置。
通常，LCD装置可以通过向各个像素单独提供对应于图像信息的数据信号而控制像素的光透射来显示期望图像。LCD装置包括像素以矩阵形式布置的液晶面板、被配置为驱动像素的驱动单元和被配置为向该液晶面板提供光的背光。
图1是示出现有技术的LCD装置的结构的示意性分解立体图。
参照图1，现有技术的LCD装置包括被配置为经由以矩阵形式布置的像素输入图像的液晶面板10、被配置为驱动这些像素的驱动单元、安装在液晶面板10的后表面上且被配置为向液晶面板10的前表面提供光的背光40以及被配置为在其中容纳液晶面板10和背光40的下壳50。
液晶面板10包括滤色器基板5、TFT阵列基板15和形成在滤色器基板5与TFT阵列基板15之间的单元间隙中的液晶层。被设置为彼此面对的滤色器基板5和TFT阵列基板15彼此附接，使得该单元间隙被保持。
液晶面板10还包括被配置为向该液晶层施加电场的公共电极和像素电极。
当在这种电压被施加至公共电极的状态下控制施加至像素电极的数据信号的电压时，液晶面板10操作以根据在公共电极与像素电极之间产生的电场通过由介电各向异性旋转液晶层的液晶以针对各个像素通过或阻挡光来显示整个文本或图像。
诸如薄膜晶体管(TFT)的开关装置被单独设置在各个像素处，使得施加至像素电极的数据信号的电压按像素被控制。
上偏振板和下偏振板被附接在液晶面板10的外表面上。在该情况下，下偏振板用于使已通过背光40的光偏振，上偏振板用于使已通过液晶面板10的光偏振。
将更具体地说明背光40。被配置为生成光的诸如发光二极管(LED)组件30的光源被安装在导光板42的一侧处，并且反射板41被安装在导光板42的后表面上。LED组件30包括LED阵列31和LED印刷电路板(PCB)32，LED印刷电路板(PCB)32具有被配置为驱动LED阵列31的电路。
从LED阵列31发出的光入射到导光板42的由透明材料制成的侧面上。向导光板42的后表面传播的光被反射板41朝向设置在导光板42的上表面上的光学片20反射。按照这种方式，减少了光的损失并且增强了光的均匀性。
液晶面板10利用引导面板45被安装在背光40的上部上。下壳50被联接至背光40的下部，从而构成LCD装置。
光学片20可以包括上扩散片21和下扩散片22以及上棱镜片23和下棱镜片24。上棱镜片23和下棱镜片24收集从下扩散片22透射的光，并且使光均匀入射到液晶面板10的前表面上。
图2是示出通过棱镜片的光的折射特性的截面图。
参照图2，棱镜片23包括平坦的基膜23a和在特定方向上被布置在基膜23a上的多个棱镜图案23c。棱镜图案23c由具有高折射率的丙烯酸树脂形成。
根据斯涅耳定律(Snell's law)，通过棱镜图案23c的一些光朝向观察者(区域“A”)被折射和收集，同时一些光通过全反射被再利用。
通过棱镜图案23c穿过空气透射的部分光按照斯涅耳定律沿着棱镜图案23c的主线被折射进而被收集(区域“A”)。另外，尽管部分光通过全反射被再利用，但是以大于或小于特定角的角入射的光朝向无效区域(区域“B”和“C”)被折射进而被损失。
朝向无效区域折射的光是指未向定位为垂直于棱镜片23的观察者的方向出射的光。向该无效区域折射的光可能由于两种介质(即，棱镜图案23c与空气)之间的折射率的差异而通过全反射发生。
发明内容
因此，详细描述的一方面是提供一种用于改进光学效率的棱镜片以及具有该棱镜片的液晶显示装置。
为实现这些和其它优点并且根据本说明书的目的，如本文具体实现和广泛描述的，提供了一种棱镜片，该棱镜片包括：基膜；以及多个棱镜图案，所述多个棱镜图案以条状位于所述基膜上，并且在所述多个棱镜图案的下表面上具有凹面。
所述棱镜片还可以包括可以在所述基膜与所述棱镜图案之间的辅助树脂层。
所述基膜的表面或所述辅助树脂层的表面可以具有与所述棱镜图案的所述凹面对应的凸面。
所述辅助树脂层可以具有比所述基膜高的折射率，并且所述棱镜图案可以具有比所述辅助树脂层高的折射率。
所述棱镜图案的所述凹面可以被配置为改变从所述棱镜图案的一个倾斜面被反射并且通过所述棱镜图案的另一倾斜面朝向无效区域被折射的光的路径。
所述辅助树脂层或所述基膜可以具有槽(或沟槽图案)，所述槽(或沟槽图案)具有沿着第2n棱镜图案的长度的特定深度，其中，n是自然数。
所述槽(或所述沟槽图案)的表面可以具有凸面。
所述第2n棱镜图案的下表面可以具有与所述槽(或所述沟槽图案)的所述凸面对应的凹面。
第2n-1棱镜图案的下表面可以是平坦的。
所述第2n棱镜图案的凹的下表面可以被配置为将在所述第2n棱镜图案的倾斜面处朝向无效区域被折射的光的路径改变为向相邻的第2n-1棱镜图案。
为实现这些和其它优点并且根据本说明书的目的，如本文具体实现和广泛描述的，还提供了一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：液晶面板；以及背光，所述背光位于所述液晶面板的后表面上以向所述液晶面板提供光，其中，所述背光包括具有彼此相邻排列的多个长棱镜部(elongated prism segment)的棱镜片，并且所述多个长棱镜部中的至少一些具有被配置为通过将以小于最小角的角入射到所述棱镜片上的光的折射角改变为有效角来改进光学效率的下表面。
所述下表面可以是具有足以将以小于最小角的角入射到所述棱镜片上的光的折射角改变为有效角的特定弯曲程度的凹形。
所述棱镜片可以包括基板、由所述长棱镜部形成的棱镜图案层以及在所述基板与所述棱镜图案层之间的树脂层。
所述基板的表面或所述树脂层的表面可以具有与所述棱镜片的凹的下表面对应的凸面。
所述树脂层或所述基板可以具有槽(或沟槽)，所述槽(或沟槽)具有沿着第2n棱镜部的长度的特定深度，其中，n是自然数。
所述槽(或所述沟槽)的表面可以具有凸面。
所述第2n棱镜部的下表面可以具有与所述槽(或所述沟槽)的所述凸面对应的凹面。
本公开可以具有以下优点。
在该棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示(LCD)装置中，可以通过在棱镜图案的下表面上形成凹面，通过将以小于最小角的角入射的光的折射角改变为有效角来增强棱镜片的光学效率。
另外，在该棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示装置中，可以通过在基膜的槽中形成第2n棱镜图案的下表面，通过将以大于最大角的角入射的光朝向相邻的棱镜图案折射来增强棱镜片的光学效率。
此外，在该棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示(LCD)装置中，由于光收集效率增加，所以可以降低功耗，并且由于可应用低强度的光源，所以可以降低制造成本。
根据下文给出的详细描述，本申请的实用性的其它范围将变得更加显而易见。然而，应当理解，该详细描述和具体示例在指示本公开的优选实施方式的同时，仅是通过例示的方式被给出，因为对于本领域技术人员而言，根据该详细描述，各种改变和修改将变得显而易见。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施方式，并且与本说明一起用于解释本公开的原理。
附图中：
图1是示意性示出常规液晶显示装置的结构的分解立体图；
图2是示出光通过棱镜片的折射特性的截面图；
图3是示出根据本公开的第一实施方式的背光的结构的示例性分解立体图；
图4A和图4B是分别示意性示出根据本公开的第一实施方式的棱镜片的立体图和截面图；
图5A和图5B是示出以小于最小角的角入射的光的运动的示例的横截面图；
图6是示意性示出根据本公开的第二实施方式的棱镜片的立体图；
图7是示意性示出根据本公开的第二实施方式的另一棱镜片的立体图；
图8是示意性示出根据本公开的第二实施方式的棱镜片的截面图；
图9A和图9B是示出以大于最大角的角入射的光的运动的示例的横截面图；
图10A和图10B是示出背光的强度分布曲线的示图；
图11A和图11B是示出背光的极坐标曲线的示图；以及
图12是顺序示出根据本公开的棱镜片的制造工艺的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图详细给出对所示出的根据本公开的棱镜片和具有该棱镜片的液晶显示装置的配置的描述。
参照附图和稍后要详细说明的示例性实施方式，本公开的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将被清晰理解。然而，本发明的构思的示例性实施方式可以按照许多不同的形式来具体实现，并且不应被解释为限于本文所述的实施方式；相反，提供这些实施方式，使得本公开将是透彻的和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分传达示例性实施方式中的构思。遍及本说明书，相同/类似的附图标记指代相同/类似的部件。在附图中，为清晰起见，放大了层和区域的厚度。
将理解的是，当元件被称为“在”另一元件“上”时，该元件可以位于该另一元件上或者也可以存在介于其间的元件。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在介于其间的元件。
诸如“之下”、“低于”、“下方”、“之上”、“上方”等的空间相对术语可以在本文中为便于描述而被用于描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语旨在涵盖使用或操作中的装置的除了附图中所示的取向之外的不同取向。例如，如果附图中的装置被倒转，则被描述为“低于”另一元件或特征或在另一元件或特征“之下”的元件将被取向为在该另一元件或特征“之上”。因此，示例性术语“低于”可以涵盖上和下两种取向。
本文中使用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的，并且并不旨在限制这些示例性实施方式。如本文中所使用的，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还将理解的是，如果在本文中使用，则术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“具有”指定存在所述步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
液晶显示装置可以包括被配置为经由以矩阵形式布置的像素输出图像的液晶面板和被安装在该液晶面板的后表面上且被配置为向该液晶面板提供光的背光。
该液晶显示装置还可以包括被配置为在其中容纳该液晶面板和背光的引导面板。
该液晶面板可以分别包括在液晶层被***其间的状态下彼此附接的第一基板和第二基板以及附接在该第一基板和该第二基板的外表面上的第一偏振板和第二偏振板。
可以在第一基板的内表面上形成具有透明像素电极和薄膜晶体管的多个像素，这些薄膜晶体管用于接通/断开要被传送至这些像素电极的液晶驱动电压。可以在第二基板的内表面上形成用于实现颜色的滤色器和透明公共电极。
例如，该第一基板可以包括在行方向和列方向上布置的多条选通线和数据线以限定多个像素区域、诸如形成在这些选通线和数据线之间的相交区域处的薄膜晶体管的开关元件以及形成在该像素区域处的像素电极。
该第二基板可以包括由实现红色、绿色和蓝色的多个子滤色器构成的滤色器、用于阻挡不必要的光在这些子滤色器之间的边界区域处通过该液晶层被透射的黑底以及被配置为向该液晶层施加电压的透明公共电极。
然而，本公开不限于这种扭曲向列(TN)模式。无论液晶模式如何，本公开可应用于公共电极与像素电极一起形成在第一基板的内表面上的面内切换(IPS)模式或边缘场切换(FFS)模式、以及垂直配向(VA)模式。
上述液晶面板并不自发地发光。因此，被配置为向该液晶面板提供光的背光被定位在该液晶面板的后表面上。
图3是示出根据本公开的第一实施方式的背光的结构的示例性分解立体图。
图3示出了具有位于液晶面板的一侧处的光源的边缘型背光的示例，但是本公开不限于此。本公开也可应用于光源位于液晶面板的后表面上的直下型背光。
参照图3，根据本公开的背光包括导光板142，导光板142用于引导通过导光板142的面向光源的侧面入射的光朝向液晶面板。
该背光可以包括设置在导光板142的后表面上的反射片141以及设置在导光板142的前表面上的多个光学片120，以改进来自导光板142的光的效率并且将光照射至液晶面板110。
然而，本公开不限于上述背光结构，并且任何背光结构均可以应用于根据本公开的液晶显示装置。
光源可以是冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、外电极荧光灯(EEFL)和发光二极管(LED)中的任一种。例如，LED阵列可以被用作光源。在该情况下，配置有电路以驱动光源的LED印刷电路板可以与LED阵列一起构成LED组件。该光源可以连接至逆变器并且然后接收电力以用于发光。
从光源发出的光入射到导光板142的由透明材料形成的侧面上。设置在导光板142的后表面上的反射片141将传播至导光板142的后表面的光朝向设置在导光板142的上表面上的光学片120反射，从而降低光的损失并且改进光的均匀性。
例如，光学片120可以包括上扩散片121和下扩散片122以及上棱镜片123和下棱镜片124。光学片120还可以包括保护片。然而，本公开不限于此。
下扩散片122使从导光板142入射的光扩散，以防止在液晶面板上显示的图像上出现斑点，并且在垂直于导光板142的方向上使光折射，以改进该液晶面板的亮度均匀性。
通过下扩散片122扩散和折射的光可以通过上棱镜片123和下棱镜片124均匀地入射在液晶面板的前表面上。
该保护片用于防止光学片120由于灰尘或刮擦而损坏，并且防止光学片120相对于背光的移动。
本公开的背光通过利用形成在棱镜片123和124的棱镜图案的下表面上的凹面而将以小于最小角的角入射到棱镜片123和124上的光的折射角改变为有效角来改进棱镜片123和124的光学效率。
图4A和图4B是分别示意性示出根据本公开的第一实施方式的棱镜片的立体图和截面图。
为便于说明，图4A和图4B示出了上棱镜片，但是下棱镜片也可以利用基本上相同的配置来形成。
参照图4A和图4B，根据本公开的第一实施方式的棱镜片123可以包括基膜123a以及设置在基膜123a上方的多个棱镜图案123c。
棱镜图案123c可以按照条状布置。基膜123a可以由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯制成。棱镜图案123c可以由具有高折射率的丙烯酸树脂制成。当多个棱镜图案123c被布置为在一个方向上具有纵列时，棱镜图案123c的截面可以具有近似三角形的棱镜形状。
三角形棱镜图案123c可以包括具有从顶点的预定夹角(α)的第一倾斜面123c’和第二倾斜面123c”。该夹角(α)可以是86°、88°、89°、90°等。
辅助树脂层123b可以***置在基膜123a与棱镜图案123c之间。在该情况下，辅助树脂层123b的表面可以具有沿着棱镜图案123c的纵列的凸起形状，进而棱镜图案123c的下表面可以具有凹陷形状。
辅助树脂层123b可以采用使用软模具的印刷法很容易地在其表面上被形成为凸起形状，因为相比由PET形成的基膜123a，辅助树脂层123b可以更容易地被处理。
然而，本公开不限于上述棱镜片123的结构。棱镜图案123c可以直接设置在基膜123a上，而在棱镜图案123c与基膜123a之间无需辅助树脂层123b。在该情况下，基膜123a的表面可以具有凸起形状。
辅助树脂层123b可以由具有比棱镜图案123c低的折射率的树脂制成。
从背光入射到棱镜片123上的光(例如，从导光板通过棱镜片123的下表面入射到棱镜片123上的光)可以被出射至三个区域，即，全反射区域、光收集区域(例如，图2中的区域“A”)和旁瓣区域(例如，图2中的区域“B和C”)。
具体地，垂直入射至棱镜片123的全反射区域的光可以被棱镜图案123c的第一倾斜面123c’和第二倾斜面123c”完全反射，并且可以使光再次入射到导光板上。再次入射到导光板上的部分光可以被再利用以被棱镜片123聚集。
另外，以预定角入射到棱镜片123上的光收集区域(区域“A”)的光可以被棱镜图案123c的第一倾斜面123c’或第二倾斜面123c”折射从而被聚集。
然而，以预定角(即，小于最小角或大于最大角的角)入射到棱镜片123上的光可以被折射到无效区域(区域“B和C”)从而被损失。
图5A和图5B是示出以小于最小角的角入射的光的运动的示例的横截面图。
图5A示出了在常规棱镜片中以小于最小角的角入射的光的折射状态。图5B示出了根据本公开的第一实施方式的以小于最小角的角入射的光的折射状态。
参照图5A，光以角θ1从折射率为n1的基膜23a入射至折射率为n2的棱镜图案23c。然后，根据斯涅耳定律以角θ2折射光。
在以小于最小角的角入射的光的情况下，光在第一倾斜面23c’或第二倾斜面23c”处被折射，并且被出射至折射率为n3(＝1.00)的外部。
在该情况下，θ1是指以小于最小角的角入射的光的入射角，θ2是指光的折射角。
这里，该最小角是通过经由第一倾斜面23c’或第二倾斜面23c”的全反射折射至旁瓣区域(区域“B”)的光的最小入射角。该最小角可以利用斯涅耳定律如下计算。
为便于计算，棱镜图案23c的夹角可以被设置为90°。
当光从棱镜图案23c的主线被传播至空气时，全反射的临界角可以通过下式1来计算。
[式1] n2*sin(θ2’)＝n3*sin(θ3)
由此，由于当全反射发生时θ3为90°，所以θ2’为arcsin((n3/n2)*sin90)。
如果折射率n2和n3分别是1.64和1，则θ2’可以是37.57°。也就是说，当光以37.57°或更大的角入射到第一倾斜面23c’或第二倾斜面23c”上时，光通过全反射被折射至旁瓣区域(区域“B”)。
接下来，当光入射以从基膜23a被折射至棱镜图案23c时，要产生前述37.57°的入射角θ2’的光的入射角θ1可以通过下式2来计算。
[式2] n1*sin(θ1)＝n2*sin(θ2)
由于θ2为90°-45°-θ2’，所以其具有7.43°的值。因此，θ1为arcsin((n2/n1)*sin7.43)。当折射率n1为1.49时，θ1可以是8.18°。
考虑光从基膜23a的两侧入射，如果光在基膜23a中以-8.18°～8.18°的角入射，则该光通过全反射被折射至旁瓣区域(区域“B”)。
参照图5B，在本公开的第一实施方式中，辅助树脂层123b或基膜的表面是基于棱镜图案123c被布置的单个纵列的凸面。也就是说，棱镜图案123c的下表面是凹面。
在该情况下，以约8°或更小的最小角入射的入射光的运动不同于常规运动，因为在折射点处的法线比在常规技术中(0°)更加倾斜。也就是说，即使光以与常规角(θ1)相同的角入射，该光也会以比37.57°的角小的角(θ2’)入射到第一倾斜面123c’或第二倾斜面123c”上，并且被折射至空气，导致增强的光收集。因此，可以改进该棱镜片的光学效率。
这些棱镜图案的凹面可以被设置在形成在基膜或辅助树脂层中的槽中。在该情况下，可以使以超过最大角的角入射的入射光的损失最小化，这将参照本公开的第二实施方式详细描述。
图6是示意性示出根据本公开的第二实施方式的棱镜片的立体图，并且图7是示意性示出根据本公开的第二实施方式的另一棱镜片的立体图。
作为示例，图6示出了在基膜的槽中形成第2n棱镜图案(n是自然数)的下表面的情况。作为示例，图7示出了在基膜的槽中形成第2n-1棱镜图案的下表面的情况。
图8是示意性示出根据本公开的第二实施方式的棱镜片的截面图。
参照图6至图8，根据本公开的第二实施方式的棱镜片223可以包括基膜223a以及设置在基膜223a上方的多个棱镜图案223c。棱镜图案223c可以按照条状布置。如上所述，基膜223a可以由诸如PET的聚酯制成。棱镜图案223c可以由具有高折射率的丙烯酸树脂制成。
当多个棱镜图案223c被布置为在一个方向上具有纵列时，棱镜图案223c的截面可以具有三角形棱镜形状或近似五边形形状。也就是说，设置在基膜223a上的多个棱镜图案223c可以交替地具有三角形棱镜形状和近似五边形形状。
该近似五边形形状是指棱镜图案223c的截面具有近似五边形形状，但是棱镜图案223c的下表面具有曲面。棱镜图案223c可以包括具有从顶点的预定夹角(α)的第一倾斜面223c’和第二倾斜面223c”。该夹角(α)可以是86°、88°、89°、90°等。
辅助树脂层223b可以***置在基膜223a与棱镜图案223c之间。在该情况下，辅助树脂层223b中可以具有沿第2n(或第2n-1)棱镜图案223c的长度的预定深度的槽(或沟槽图案)。然后，该槽的表面可以形成凸面。在该情况下，第2n(或第2n-1)棱镜图案223c的下表面可以形成凹面。
辅助树脂层223b可以采用使用软模具的印刷法很容易地被形成为槽和在该槽的表面上的凸面，因为辅助树脂层223b相比由PET形成的基膜223a可以更容易地被处理。例如，可以通过使用软模具在辅助树脂层223b中形成槽，并且然后可以形成棱镜图案223c。
然而，本公开不限于上述棱镜片223的结构。棱镜图案223c可以直接被设置在基膜223a上，而在棱镜图案223c与基膜223a之间无需辅助树脂层223b。在该情况下，该槽可以被形成在基膜223a中，并且该槽的表面可以被形成为凸面。
辅助树脂层223b可以由具有比棱镜图案223c低的折射率的树脂制成。
根据基于本公开的第二实施方式的上述棱镜片223，可以通过在棱镜图案223c的下表面上形成凹面，将以小于最小角的角入射的光的折射角改变为有效角来改进棱镜片223的光学效率。
另外，根据基于本公开的第二实施方式的棱镜片223，还可以通过在辅助树脂层223b(或基膜223a)内部将第2n(或第2n-1)棱镜图案223c的下表面形成为槽，将以大于最大角的角入射的光折射到相邻的棱镜片223中来改进棱镜片223的光学效率。
图9A和9B是示出以大于最大角的角入射的光的运动的示例的截面图。
图9A示出了在常规棱镜片中以大于最大角的角入射的光的折射状态。图9B示出了根据本公开的第二实施方式的以大于最大角的角入射的光的折射状态。
参照图9A，以大于最大角(例如，50°)的角入射到棱镜图案23c上的光在棱镜图案23c的第一倾斜面23c’或第二倾斜面23c”处被折射到有效区域以下的区域(区域“C”)从而被损失。为便于计算，棱镜图案23c的夹角可以被设置为90°。
参照图9B，在本公开的第二实施方式中，第2n棱镜图案223c的辅助树脂层223b或基膜的表面形成凸面。也就是说，第2n棱镜图案223c(2n)的下表面形成凹面。
在该情况下，以大于最大角(例如，50°)的角入射的入射光的运动不同于常规技术，因为在折射点处的法线比在常规技术中(0°)更加倾斜。
也就是说，即使光以与常规角(θ1)相同的角入射并且在第2n棱镜图案223c的第一倾斜面223c’或第二倾斜面223c”处被折射至有效区域以下的区域，所折射的光也会与相邻的第2n-1棱镜图案223c相遇。
在本公开中，可以通过朝向相邻的棱镜图案折射以大于最大角的角入射的光以便再利用来增强该棱镜片的光学效率。
将更详细地描述本公开的一些效果。
首先，在本公开中，背光的发射角被减小达约10°。因此，当与常规技术相比时，光学效率被改进达约22％。
图10A和图10B是示出背光的强度分布曲线的示图，它们示出了在光发射期间光的角。图10A示出了在应用常规棱镜片的情况下的强度分布曲线。图10B示出了在应用本公开的棱镜片的情况下的强度分布曲线。
参照图10A和图10B，在应用本公开的棱镜片的情况下，以90°的角发射的光的强度可以比在常规技术中增大更多。因此，可以看出改进了光收集。
图11A和图11B是示出背光的极坐标曲线的示图，它们示出了来自侧面的强度分布。
图11A示出了在应用常规棱镜片的情况下背光的90°方位角处的极坐标曲线。图11B示出了在应用本公开的棱镜片的情况下背光的90°方位角处的极坐标曲线。
参照图11A和图11B，在常规技术中90°处的光的强度为10度极角下的10680cd，而根据本公开的90°处的光的强度为10度极角下的24630cd。因此，在本公开中，光的强度增加超过2倍。
下文中，将详细说明制造根据本公开的棱镜片的工艺。
图12是顺序示出根据本公开的棱镜片的制造工艺的流程图。
首先，制备由诸如PET的聚酯制成的基膜(S110)。然后，在该基膜上形成辅助树脂层(S120)。该辅助树脂层可以由具有比该基膜高的折射率的树脂制成。由于该辅助树脂层可以通过使用软模具的印刷法来形成，所以该辅助树脂层可以比由PET形成的基膜更容易被处理。
可以在该辅助树脂层中形成具有凸面的槽(或沟槽图案)。例如，该辅助树脂层通过经由喷嘴涂覆树脂而被形成在基膜上。然后，通过使用具有对应于槽的图案的软模具的印刷法来在该辅助树脂层中形成槽。这些槽可以沿着棱镜图案的纵列规则地形成。槽可以被形成为具有稍后要形成的沿着第2n(或第2n-1)棱镜图案的长度的预定深度。具有槽的该辅助树脂层可以通过紫外(UV)线固化。然后，在已形成该辅助树脂层的基膜上形成棱镜图案(S130)。
例如，树脂层被形成在已通过经由喷嘴涂覆树脂而形成该辅助树脂层的基膜上。然后，棱镜图案通过利用印刷法按压具有棱镜图形的软模具而被形成在该树脂层上。这些棱镜图案可以由具有比该辅助树脂层高的折射率的丙烯酸树脂制成。
当多个棱镜图案被布置为在一个方向上具有纵列时，这些棱镜图案的截面可以具有三角形棱镜形状或近似五边形形状。也就是说，设置在基膜上的多个棱镜图案可以交替地具有三角形棱镜形状和近似五边形形状。
这些棱镜图案可以包括具有从顶点的预定夹角的第一倾斜面和第二倾斜面。该夹角可以是86°、88°、89°、90°等。
根据该辅助棱镜树脂的槽的形状，第2n(或第2n-1)棱镜图案的下表面可以是凹面。由软模具形成的这些棱镜图案可以主要通过UV线来固化。在该情况下，该软模具可以由与母棱镜片相同的形状形成。此后，可以执行通过UV线和照射红外(IR)线的辅助固化。随后，针对异物、缺陷等检查所制造的棱镜片，并且将双面胶带附接至该棱镜片(S140)。
由于在不脱离这些特征的特性的情况下，这些特征可以按照多种形式被具体实现，所以还应当理解，除非另外指定，否则上述实施方式并不由以上描述的任何细节限制，而是相反，应当被广泛地解释为在如所附权利要求书中限定的其范围内，并且因此，落入该权利要求书的边界和界限或者这些边界和界限的等同物内的所有改变和修改由此旨在被所附权利要求书涵盖。

Claims (21)

1.一种棱镜片，该棱镜片包括：
基膜；以及
多个棱镜图案，所述多个棱镜图案以条状位于所述基膜上，并且在所述多个棱镜图案的下表面上具有凹面，
其中，所述棱镜图案的所述凹面被配置为将在所述棱镜图案的一个倾斜面处被反射并通过所述棱镜图案的另一倾斜面朝向无效区域被折射的光的路径改变为指向作为有效区域的光收集区域。
2.根据权利要求1所述的棱镜片，该棱镜片还包括在所述基膜与所述棱镜图案之间的辅助树脂层。
3.根据权利要求2所述的棱镜片，其中，所述辅助树脂层的表面具有与所述棱镜图案的所述凹面对应的凸面。
4.根据权利要求2所述的棱镜片，其中，所述辅助树脂层具有比所述基膜高的折射率，并且所述棱镜图案具有比所述辅助树脂层高的折射率。
5.根据权利要求2所述的棱镜片，其中，所述辅助树脂层具有槽或沟槽图案，所述槽或所述沟槽图案具有沿着第2n棱镜图案的长度的特定深度，其中，所述n是自然数。
6.根据权利要求1所述的棱镜片，其中，所述基膜的表面具有与所述棱镜图案的所述凹面对应的凸面。
7.根据权利要求1所述的棱镜片，其中，所述基膜具有槽或沟槽图案，所述槽或所述沟槽图案具有沿着第2n棱镜图案的长度的特定深度，其中，所述n是自然数。
8.根据权利要求5或7所述的棱镜片，其中，所述槽的表面或所述沟槽图案的表面是凸面。
9.根据权利要求8所述的棱镜片，其中，所述第2n棱镜图案的下表面是与所述槽或所述沟槽图案的所述凸面对应的凹面。
10.根据权利要求5或7所述的棱镜片，其中，第2n-1棱镜图案的下表面是平坦的。
11.根据权利要求9所述的棱镜片，其中，所述第2n棱镜图案的凹的下表面被配置为将在所述第2n棱镜图案的倾斜面处朝向无效区域被折射的光的路径改变为向相邻的第2n-1棱镜图案。
12.一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
液晶面板；以及
背光，该背光位于所述液晶面板的后表面上，以向所述液晶面板提供光，
其中，所述背光包括具有彼此相邻排列的多个长棱镜部的棱镜片，并且所述多个长棱镜部中的至少一些具有被形成为凹面的下表面，并且
其中，所述被形成为凹面的下表面被配置为通过将在所述长棱镜部的一个倾斜面处被反射并经由所述长棱镜部的另一倾斜面朝向无效区域被折射的光的路径改变为指向作为有效区域的光收集区域来改进光学效率。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中，所述被形成为凹面的下表面具有足以将在所述长棱镜部的一个倾斜面处被反射并经由所述长棱镜部的另一倾斜面朝向所述无效区域被折射的所述光的路径改变为指向所述光收集区域的特定弯曲程度。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其中，所述棱镜片包括基板和由所述长棱镜部形成的棱镜图案层。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其中，所述基板的表面是与所述长棱镜部的凹的下表面对应的凸面。
16.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其中，所述基板具有槽或沟槽，所述槽或所述沟槽具有沿着第2n棱镜部的长度的特定深度，其中，所述n是自然数。
17.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其中，所述棱镜片还包括位于所述基板与所述棱镜图案层之间的树脂层。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置，其中，所述树脂层的表面是与所述长棱镜部的凹的下表面对应的凸面。
19.根据权利要求17所述的液晶显示装置，其中，所述树脂层具有槽或沟槽，所述槽或所述沟槽具有沿着第2n棱镜部的长度的特定深度，其中，所述n是自然数。
20.根据权利要求16或19所述的液晶显示装置，其中，所述槽的表面或所述沟槽的表面是凸面。
21.根据权利要求20所述的液晶显示装置，其中，所述第2n棱镜部的下表面是与所述槽或所述沟槽的所述凸面对应的凹面。
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