CN1908753A - 偏振光转换器、其制造方法及背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种偏振光转换器、该偏振光转换器的制造方法以及使用该偏振光转换器的背光模组，该背光模组包括导光板、光源、四分之一波片、反射装置及偏振光转换器。该导光板包括一入光面、一与该入光面相连的出光面，一与该出光面相对应的底面。光源位于导光板入光面的一侧，反射装置位于导光板底面的一侧，四分之一波片位于导光板与反射装置之间。该偏振光转换器位于导光板出光面的一侧，其包括具有若干微棱镜的第一棱镜板、具有若干微棱镜的第二棱镜板及偏振分光膜，该第一、第二棱镜板的若干微棱镜相互交错啮合并将偏振分光膜夹在其间形成一体结构。本发明的背光模组具有结构简单、组装方便，选材容易的优点。

Description

偏振光转换器、其制造方法及背光模组

【技术领域】

本发明涉及一种偏振光转换器、该偏振光转换器的制造方法以及使用该偏振光转换器的背光模组。

【背景技术】

由于液晶显示器为非发光性的显示装置，需要利用背光模组才能产生显示功能。背光模组性能的好坏，往往会直接影响液晶显示器的显像品质，所以，背光模组成为液晶显示器中较重要的组件。随着液晶显示器在诸如手机、车载显示器、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)以及电视机等应用领域的拓展，对背光模组提出了更高要求，主要表现在：高亮度、低成本、低能耗、轻薄化等。

请参阅图1，一种现有技术的背光模组10包括一导光板12、一光源14、一四分之一波片13、一向上棱镜板16及一向下棱镜板18。光源14位于导光板12入光面121一侧，向上棱镜板16设置在导光板12出光面122上，向下棱镜板18位于向上棱镜板16背向导光板12一侧，四分之一波片13设置在导光板12的底面123一侧，且其背向导光板12一侧底面132镀有反射膜(图未示)。

该向上棱镜板16背向导光板12一侧表面连续均匀设置有若干个向上微棱镜162，该向下棱镜板18包括若干个向下微棱镜182，且与若干个向上微棱镜162相互啮合，在该若干个向上、向下微棱镜162、182两相对表面163、183之间可预留有一定间隔19或不预留间隔。

该种结构的背光模组10通过若干个向上、向下微棱镜162、182可以实现导光板22出射光的P方向偏振光透过向下微棱镜182，而S方向偏振光被反射，并经由四分之一波片13转换为P方向偏振光后透过向下微棱镜182，从而使背光模组10具有偏振光转换功能。

但是，当若干个向上、向下微棱镜162、182两相对表面163、183之间预留有一定间隔19时，进行组装时需要定位机构将向下棱镜板18定位，用来与向上棱镜板16之间保持一定间隔19，这样存在结构复杂，组装繁琐，花费时间较多，定位精度要求较高等问题；并且若干个向上、向下微棱镜162、182与间隔19的折射率差在0.001至0.2之间，因此存在制造时选材较难的问题。

当若干个向上、向下微棱镜162、182之间不保留间隔19，则要求向上棱镜板16与向下棱镜板18的材质不同，其折射率差要设置在0.001至0.2之间，此种结构存在制造时选材较难的问题。

【发明内容】

下面将以若干个实施例说明一种偏振光转换器、该偏振光转换器的制造方法以及使用该偏振光转换器的背光模组。

为实现上述内容，提供一种偏振光转换器，其包括第一棱镜板、第二棱镜板及偏振分光膜，第一棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，第二棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，该第一棱镜板、第二棱镜板的若干个微棱镜相互交错啮合并将该偏振分光膜夹在其间形成一体结构。

以及，提供一种偏振光转换器的制造方法，该方法包括下列步骤：提供一形成有若干个微棱镜的第一棱镜板；在第一棱镜板的若干个微棱镜表面上形成一偏振分光膜；提供一形成有若干个微棱镜的第二棱镜板，该第二棱镜板的若干个微棱镜与第一棱镜板的若干个微棱镜相互交错啮合；将第二棱镜板的若干个微棱镜压合在偏振分光膜上，并与第一棱镜板组合形成偏振光转换器。

以及，提供一种背光模组，该背光模组包括导光板、光源、偏振光转换器、反射装置及四分之一波片。导光板包括一入光面、一与该入光面相连的出光面，一与该出光面相对应的底面，光源位于导光板入光面的一侧，偏振光转换器位于导光板出光面的一侧，反射装置位于导光板底面的一侧，四分之一波片位于导光板与反射装置之间，其中该偏振光转换器包括第一棱镜板、第二棱镜板及偏振分光膜，第一棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，第二棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，该第一棱镜板、第二棱镜板的若干个微棱镜相互交错啮合并将该偏振分光膜夹在其间形成一体结构。

与现有技术相比，本实施例的偏振光转换器为一体结构，不必使用定位机构将其第一、第二棱镜板之间预留一段间隔，并且该偏振光转换器的第一、第二棱镜板材料相同，可为玻璃或塑胶透光材料，因此本实施例的偏振光转换器具有结构简单、组装方便，选材容易的优点，相应，使用该偏振光转换器的背光模组也具有上述优点，该偏振光转换器制造方法简单。

【附图说明】

图1是现有技术背光模组的示意图。

图2是本发明偏振光转换器的示意图。

图3至图5是本发明偏振光转换器制造方法的示意图。

图6是本发明背光模组的示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图对本发明的偏振光转换器、该偏振光转换器的制造方法以及使用该偏振光转换器的背光模组作进一步的详细说明。

请参阅图2，本发明的偏振光转换器21包括一具有若干个微棱镜215的上棱镜板211、一具有若干个微棱镜213的下棱镜板212及偏振分光膜214。下棱镜板212的若干微棱镜213顶角α为90度，该上、下棱镜板211、212材料相同，可为玻璃或塑胶透光材料，该偏振光分光膜214材料为二氟化镁(MgF₂)、二氧化硅(SiO₂)，五氧化二钽(Ta₂O₅)等。该上、下棱镜板211、212将偏振分光膜214夹在其间并组合形成一体结构，根据偏振分光膜214的不同，该偏振光转换器21可仅透过P方向偏振光(或S方向偏振光)，而S方向偏振光(或P方向偏振光)被反射，不能透过偏振光转换器21。

请参阅图3至图5，是本发明偏振光转换器的制造方法示意图。该方法包括下列步骤：

首先提供两块材料为玻璃或透光塑胶的平板。

使用蚀刻的方法形成一下棱镜板212(如图3所示)，该下棱镜板212上的若干微棱镜213顶角α为90度。

在该若干微棱镜213的表面上镀上一层仅可以穿透P方向偏振光或仅可以穿透S方向偏振光的偏振分光膜214(如图4所示)，该偏振分光膜214材料为二氟化镁、二氧化硅、五氧化二钽等。

使用蚀刻的方法形成一上棱镜板211(如图5所示)，该上棱镜板211的若干微棱镜215的顶角也为90度，其与下棱镜板212的若干微棱镜213可以相互交错啮合。

最后将上棱镜板211的若干微棱镜215压合在偏振分光膜214上，并与下棱镜板212组合形成偏振光转换器21(如图2所示)。

可以理解，上述偏振分光膜214也可镀在上棱镜板211的若干微棱镜215的表面上，再用蚀刻的方法形成一下棱镜板212，该下棱镜板212的若干微棱镜213与上棱镜板211的若干微棱镜215可以相互啮合，最后将下棱镜板212的若干微棱镜213压合在偏振分光膜214上，并与上棱镜板211组合形成偏振光转换器21。

可以理解，上述上棱镜板211与下棱镜板212也可用一具有微棱镜阵列的模具射出成型制成。

请参阅图6，本发明的背光模组20包括导光板22、光源23、四分之一波片24、反射装置25及偏振光转换器21。该导光板22包括一入光面221、一与该入光面221相连的出光面222，一与该出光面222相对应的底面223。光源23位于导光板22入光面221的一侧，四分之一波片24位于导光板22底面下方，反射装置25位于四分之一波片24下方。该偏光转换器21位于导光板22出光面222上方，其包括具有若干微棱镜215的上棱镜板211、具有若干微棱镜213的下棱镜板212及偏振分光膜214，该上、下棱镜板211、212的若干微棱镜215、213相互交错啮合并将偏振分光膜214夹在其间形成一体结构。

自光源23发出的光线经导光板22的入光面221入射至导光板22，通过导光板22耦合，光线由导光板22的出光面222出射，在导光板22的出光面222上分布有微结构224，用于控制出射光的出射方向。当导光板22的出射光入射至偏振光转换器21的偏振分光膜214时，仅P方向偏振光(或仅S方向偏振光)穿透偏振分光膜214，而另一S方向偏振光(或P方向偏振光)被偏振分光膜214反射至微棱镜213另一边，通过微棱镜213的另一边再一次反射后进入导光板22中，再通过导光板22的底面后，进入四分之一波片24，通过四分之一波片24后，再由反射装置25反射回四分之一波片24，S方向(或P方向)偏振光在来回两次通过四分之一波片24之后，其偏振方向被旋转90度而变成P方向(或S方向)偏振光反射回导光板22，经由导光板22再出射至偏振光转换器21，该束反射回的P方向(或S方向)偏振光与前述透射出的P方向(或S方向)偏振光组合形成液晶显示器的明亮面光源。

可以理解，本发明的背光模组20中导光板22出光面222用于控制光出射方向的微结构224，可以包括三角形长条形状，半圆形长条形状及网点结构等。本发明背光模组20的导光板22可采用平板型或楔型，该导光板22可由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等合成树脂材料制成。本发明背光模组20的光源23可采用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)。本发明背光模组20的反射装置25可为反射片或在四分之一波片背向导光板22底面223的表面上形成的反射膜。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (16)

1.一种偏振光转换器，其包括第一棱镜板、第二棱镜板，该第一棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，该第二棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，其特征在于该偏振光转换器近一步包括偏振分光膜，第一棱镜板、第二棱镜板的若干个微棱镜相互交错啮合并将该偏振分光膜夹在其间形成一体结构。

2.如权利要求1所述的偏振光转换器，其特征在于第一棱镜板、第二棱镜板材料相同，为玻璃或塑胶透光材料。

3.如权利要求1所述的偏振光转换器，其特征在于第一棱镜板的微棱镜具有一顶角，该顶角为90度。

4.如权利要求1所述的偏振光转换器，其特征在于第二棱镜板的微棱镜具有一顶角，该顶角为90度。

5.如权利要求1所述的偏振光转换器，其特征在于偏振分光膜材料为二氟化镁、二氧化硅或五氧化二钽。

6.一种偏振光转换器制造方法，其包括以下步骤：

提供一形成有若干个微棱镜的第一棱镜板；

在第一棱镜板的若干个微棱镜表面上形成一偏振分光膜；

提供一形成有若干个微棱镜的第二棱镜板，该第二棱镜板的若干个微棱镜可与第一棱镜板的若干个微棱镜相互交错啮合；

将第二棱镜板的若干个微棱镜压合在偏振分光膜上，并与第一棱镜板组合形成偏振光转换器。

7.如权利要求6所述的偏振光转换器制造方法，其特征在于第一棱镜板、第二棱镜板是通过射出成型方法制成。

8.如权利要求6所述的偏振光转换器制造方法，其特征在于第一棱镜板、第二棱镜板是在玻璃或塑胶透光板上进行蚀刻制成。

9.如权利要求6所述的偏振光转换器制造方法，其特征在于偏振分光膜是镀制在第一棱镜板的微棱镜表面上。

10.一种背光模组，其包括导光板、光源、偏振光转换器、反射装置及四分之一波片，导光板包括一入光面、一与该入光面相连的出光面，一与该出光面相对应的底面，光源位于导光板入光面的一侧，偏振光转换器位于导光板出光面的一侧，反射装置位于导光板底面的一侧，四分之一波片位于导光板与反射装置之间，上述偏振光转换器包括第一棱镜板、第二棱镜板，该第一棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，该第二棱镜板的一个表面具有若干个微棱镜，其特征在于该偏振光转换器近一步包括偏振分光膜，第一棱镜板、第二棱镜板的若干个微棱镜相互交错啮合并将该偏振分光膜夹在其间形成一体结构。

11.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于第一棱镜板、第二棱镜板材料相同，为玻璃或塑胶透光材料。

12.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于第一棱镜板的微棱镜具有一顶角，该顶角为90度。

13.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于第二棱镜板的微棱镜具有一顶角，该顶角为90度。

14.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于偏振分光膜材料为二氟化镁、二氧化硅或五氧化二钽。

15.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于导光板出光面设置有微结构，用于控制光出射方向。

16.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于反射装置为反射片或在四分之一波片背向导光板底面的表面上形成的反射膜。

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