專利名稱：：具有除濕性能的棱鏡片及其lcd背光單元的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及棱鏡片和使用此棱鏡片的液晶顯示器(LCD)背光單元，更具體地，涉及棱鏡片和使用此棱鏡片的LCD背光單元，通過改進常規(guī)LCD背光單元所用棱鏡片中包含的多個單元棱鏡的脊以使其相對平坦底面具有預定傾角，從而能夠很容易地排出導光板中存在的潮氣。
背景技術：
：通常，液晶顯示器(下文筒稱為"LCD，，)裝置是指通過向位于形成有電極的兩塊玻璃基板之間的液晶施加電場而顯示數字或圖像的裝置，其中液晶由具有液體和固體之間的中間相的材料構成。因為LCD裝置不是自發(fā)光裝置，必須裝配有背光單元作為光源以發(fā)光。圖像顯示的方式為，調節(jié)液晶面板中背光單元發(fā)出的光的透過率，其中液晶均勻分布在液晶面板中。圖1是表示常規(guī)LCD裝置的背光單元的分解透視圖。如圖1所示，常規(guī)的LCD背光單元包括光源105、導光板110、反射板115、擴散片120、棱鏡片125和保護片130。例如，上述元件通過外殼以整體形式組裝(未顯示)。光源105用于在LCD裝置中初始發(fā)光。可使用多種光源，但LCD裝置通常將具有低功耗并發(fā)出非常亮的白光的冷陰極熒光燈(CCFL)用作光源105。導光板110提供在LCD面板100下方并鄰近光源105的一側。導光板110起到將光源105產生的點狀光轉變成平面光，然后將平面光^L向LCD面板的作用。反射板115提供在導光板110的后面。反射板115用于將光源105發(fā)出的光反射到位于反射板115前方的LCD面板100上。擴散片120提供在導光板110的前面。擴散片120用于使透過導光板110的光均勻化。在通過擴散片120的同時，光在水平方向和垂直方向擴散，亮度快速降低。在這點上，將棱鏡片125用于折射并聚集光線，從而提高亮度?？梢允褂靡粋€棱鏡片，或以互相垂直的方向排列的兩個棱4t片。保護片130提供在棱鏡片125上方。保護片130用于防止棱鏡片125上的劃傷，并防止在使用按垂直方向和水平方向以兩個層布置的棱鏡片125時出現波紋歲丈應。上述背光單元的元件通過粘附彼此堆疊，且在高真空狀態(tài)下在外殼中(未顯示)密封組裝。然而，當背光單元長時間使用時，或當進行密封工藝時，潮氣可能通過外殼的縫隙滲入與面板組裝的背光單元中。如果潮氣在背光單元的某一部分聚集，在潮氣聚集部分會發(fā)生光的折射或擴散，這引起背光單元的能見度或避光性能(lightconcealingproperty)變差。因為背光單元的元件大多數經配置使其彼此堆疊的兩側形成平面形狀，所以在背光單元的元件中很難形成排出潮氣的結構。在這點上，本發(fā)明涉及通過將其它技術構思應用于一側具有凹/凸形狀棱鏡圖案的棱鏡片125，來促進背光單元中存在的濕氣排出的技術。
發(fā)明內容技術問題因此，鑒于上述問題而進行本發(fā)明，且本發(fā)明的一個目的是提供能夠容易地排出背光單元中存在的潮氣的棱鏡片。本發(fā)明的另一個目的是提供使用上述棱鏡片的LCD背光單元。本發(fā)明要實現的目的不限于上述目的，且本領i或技術人員乂人以下詳細i兌明中能清楚地理解其它目的。技術方案根據本發(fā)明的一個方面，通過提供棱鏡片來實現上述和其它目的，所述棱鏡片包括由透明材料制成的基膜，所述基膜具有平坦的第一表面；和包括在基膜的第二表面上與基膜整體形成的多個單元棱鏡的光折射部分，基膜的第二表面與平坦的第一表面相反，單元棱鏡具有預定的橫截面形狀且定向排列。當將光折射部分的每個單元棱鏡的脊和平坦的第一表面的法線間的夾角定義為0n時，0n和0nw具有彼此不同的值，且n是大于2的整數。根據本發(fā)明的另一個方面，提供了LCD背光單元，包括導光板；置于所述導光板側面或后面的光源；和形成在所述導光板表面上的前述棱鏡片，其中光/人所述表面向前行進。有益效果根據本發(fā)明的實施方式，可以制備具有折射光且排出背光單元中存在的潮氣功能的棱鏡片。因此，棱鏡片可以有效地排出背光單元中存在的潮氣，同時保持亮度、透過率和渾濁度與常規(guī)棱鏡片基本相同。因此，可以制備能夠使因潮氣產生的圖像斑點最小化的用于LCD背光單元的導光板。此外，因為可以在具有此優(yōu)異除濕性能的棱鏡片上形成光散射元件，所以可以省略現有技術所用的擴散片。因此，可以節(jié)省生產成本，且可以降低導光板的厚度。由以下結合附圖的詳細說明更清楚地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特征和其它優(yōu)點，其中圖1是表示常規(guī)LCD裝置的背光單元的分解透視圖2是表示根據本發(fā)明實施方式的棱鏡片的透視圖3至圖6是表示在本發(fā)明實施方式的棱鏡片30上提供的脊的圖案的多種實例的透一見圖；圖7是在本發(fā)明的棱鏡片上提供光散射元件以具有光散射性能和光折射性能的實例的視圖；和圖8是圖7中"A"部分的放大視圖。具體實施例方式現將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。由以下結合附圖的詳細說明更清楚地理解本發(fā)明的優(yōu)點、特征和用于實現實施方式的方法。本發(fā)明不限于以下公開的實施方式，而能以其他多種具體方法實施。以下將估支出詳細描述，以通過優(yōu)選實施方式^吏本領i或4支術人員容易地理解并實現本發(fā)明。本發(fā)明的范圍應由所附權利要求書和其等價形式所限定。整個說明書中將使用相同的附圖標記來指代相同或相似部件。為了清楚描述本發(fā)明，在附圖中對構成本發(fā)明的元件進行放大說明。在以下說明中，如果將一個元件描述為在另一元件的"內部提供"或與另一元件"連接"，其是指該元件與另一個元件接觸安裝，或者以距另一個元件指定距離安裝。如果該元件以距另一個元件指定距離安裝，應注意可省略對用于將該元件固定或連接到另一個元件的第三元件的描述。圖2是表示根據本發(fā)明實施方式的棱鏡片的透視圖。如圖2所示，根據本發(fā)明實施方式的棱鏡片30包括具有平坦的第一表面301和與第一表面301相反的第二表面的基膜300。光折射部件320在基膜300的第二表面上形成，此處多個具有三角形橫截面的單元棱鏡310按一個方向排列?；?00用作棱鏡片的基層?；?00通常由如透明合成樹脂(如聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯)、玻璃、金屬薄膜等透明材料制成?；?00的厚度沒有特別地限制，然而此厚度通常是幾微米(pm)。光折射部件320用于折射透過基膜300的光，以此提供方向均一的光。光折射部件320形成在基膜300的第二表面上。在本發(fā)明中，將光折射部件320設計為具有三角形橫截面的棱鏡。也就是說，基膜300的第二表面與包括多個單元棱鏡310的光折射部件320—起形成，從而以預定方向折射透過基膜300的光。雖然在圖2中顯示出光折射部件320的每個單元棱鏡310都具有三角形的橫截面且在整體上具有三棱柱形狀，但是光折射部件320的單元棱鏡310的橫截面形狀并不限于三角形。具有半圓形(也稱作半圓柱形或雙凸透鏡形)橫截面或能夠折射光的任何其它形狀的橫截面的單元棱鏡可以應用于本發(fā)明。例如，單元棱鏡可以設計為具有至少兩個能折射光的光學平面的透明元件，其中這些光學平面的至少一對表面彼此不平行，如梯形截面。當制備本發(fā)明的棱鏡片30時，單元棱鏡310的橫截面形狀確定取決于實際使用棱鏡片的裝置的特征、所需的視角、屏幕大小等。由多個單元棱鏡310組成的光折射部件320與基膜300形成為一體。更具體地，通過擠壓形成用作基膜300的膜，在基膜300的第二表面上形成光4斤射部件320。光折射部件320的每個單元棱鏡310的脊302與平坦的第一表面301的法線303既不垂直也不平^"，具有傾角。將脊302定義為連接頂點(即每個單元棱鏡310的橫截面的最高點)的線。法線303是指與垂直于基膜300的平坦的第一表面301的線具有相同傾角的線。還是參照圖2，多個單元棱鏡310的各個脊302以預定傾角傾斜。每個脊302的傾角在特定點變化，將此特定點定義為傾角變化點304。更具體地，在附圖中最低位排列的第一單元棱鏡310中，脊傾角變化點304的右側部分與法線形成角en，且脊傾角變化點304的左側部分與法線形成角en+1。即，脊的傾角在傾角變化點304處改變。此處，en和e^具有互不相同的值。例如，如果脊的傾角變化點304左側和右側部分彼此對稱，則6和en+1的總和是180度。如圖2所示，每個單元棱鏡310具有單一的傾角變化點304。在整個單元棱鏡310中傾角變化點304的位置互不重疊，且不規(guī)則地排列。優(yōu)選地，以使連接三個相鄰單元棱鏡的傾角變化點的線不是直線的方式排列單元棱鏡。這是因為如果三個相鄰的傾角變化點位于相同直線上，會產生不可預期的圖形。不規(guī)則地排列傾角變化點304而在單元棱鏡310之間不重疊的原因是為了阻止可能由于棱鏡片30中產生的不可預期的圖形而發(fā)生的不需要的光折射。如上所述，因為將單元棱鏡310的脊302設計為具有預定的傾角，所以在棱鏡片30和保護膜或偏振膜間產生縫隙，該保護膜或偏振膜堆疊在棱鏡片30上以形成LCD裝置的背光單元，且因此背光單元中存在的潮氣可通過縫隙順利排出。雖然在圖2中示出了每個單元棱鏡310的脊僅具有一個傾角變化點304,但是每個單元棱鏡的傾角變化點304的數量不限于一個，且可以是多個。然而，如果傾角變化點304的數量大量增加，則存在如傾角變化點304的位置會在單元棱鏡間彼此重疊，或傾角變化點304會形成規(guī)則圖形等問題。因此，優(yōu)選將傾角變化點304數量的上限設為用單元棱鏡的長度除以比單元棱鏡起點的高度(h)大40倍的值得到的值。例如，假定單元棱鏡310的起點高度(h)是10，且單元棱鏡310的長度是IO,OOO，比高度(h)大40倍的值等于400,則傾角變化點的最大數量等于25(即10,000/400=25)。因此，在以上條件下，傾角變化點數量范圍為2至25個。當傾角變化點304的數量為2個或更多個時，優(yōu)選避免傾角變化點304位置在整個單元棱鏡中重疊。盡管有部分重疊，但優(yōu)選將重疊比保持在5%至10%或更低的范圍。圖3至圖6是表示在本發(fā)明實施方式的棱鏡片30上提供的脊圖案的多種實例的透^L圖。更具體地，圖3顯示了各單元棱鏡310的脊302形成有3個傾角變化點304。圖4顯示了以倒V形形成的每個單元棱鏡的脊302(圖2中顯示的脊302以V形形成)。圖5顯示了各單元棱鏡脊302以倒V形形成且具有三個傾角變化點304。圖6顯示了以具有半圓橫截面的雙凸透鏡形形成各單元棱鏡310，且各單元棱4竟脊具有一個傾角變化點304。參照圖2，光折射部件320的多個單元棱鏡310以一個方向排列，且連續(xù)形成使彼此間無間隙。然而，當更加需要光直射而非光折射時，可以在單元棱鏡310之間形成平坦的平面。換句話說，單元棱鏡310可以規(guī)則間隙排列，并非緊密排列。優(yōu)選將各單元棱鏡310的高度(因為單元棱鏡的高度都不一致，所以將所述高度定義為平均高度)范圍設為跨距(pitch)(p)的50%至150%。例如，當跨距是60iim時，將單元棱鏡的高度范圍設為30至卯pm。當單元棱鏡310具有三角形的^f黃截面時，頂角(e)優(yōu)選在30至120度。圖7是表示在棱鏡片上提供光散射元件以具有光散射性能和光折射性能的實例的視圖，圖8是圖7中"A"部分的放大視圖。參照圖7和圖8，光散射元件520不規(guī)則地分布在光折射部件320的下部，即相鄰單元棱鏡310之間形成的谷的下部。將光散射元件520設計為圓形透鏡、橢圓形透鏡或圓形和橢圓形透鏡。光散射元件520以如下方式覆蓋光折射部件320的表面，即具有圓末端表面的多個透鏡形元件-波此接觸或彼此分離地以凹-凸形式分布在單元棱鏡310的下部。此時，光散射元件520的橢圓形透鏡的大小應小于光折射部分的大小。更具體地，當將光散射元件520設計為圓形透鏡時，透鏡直徑與棱鏡跨距(P)的比值(直徑/跨距比)優(yōu)選范圍為0.01至0.9。當將光散射元件520設計為橢圓形透鏡時，透鏡長徑與棱鏡跨距(P)的比值(長徑/跨距比)優(yōu)選范圍為0.01至0.9。并且，光散射部分的高度與光折射部分的高度的比值優(yōu)選范圍為0.01至0.9。以上數值范圍的確定要考慮光散射部分的光散射效果和光折射特點。形成光散射元件520以極小量散射來自光折射部件320的表面的光，所述光穿過基膜300和光折射部件320(此處，以極小量散射光是指最大程度地將光散射至環(huán)境，同時保持折射光的亮度減少比為約5%至10%)。優(yōu)選至少50%的光散射元件520分布在各單元棱鏡310之間的谷表面，特別是在光折射部件320的單元棱鏡310的一半高度(h)以下的區(qū)域。上述分布密度由以下理由獲得。本發(fā)明的棱鏡片通過用具有與棱鏡片相反形狀(即具有凹陷圖形)的模具來制備。此時，如果用噴砂方法處理具有與光折射部件320相反形狀的模具表面，會嚴重損壞模具的突起部分(mountainportion)。如果用由此處理過的模具來制備棱鏡片，模具的突出部分產生棱鏡片的谷部，這導致光散射元件520集中到棱鏡片的谷部。雖然在圖7和圖8中已經描述了將光散射元件520設計為圓形透鏡，但是也可以將光散射元件520設計為橢圓形透鏡，或圓形和橢圓形透鏡。通常，光折射部件320的制備方式如下，即將具有凹陷圖形的模具壓在具有均勻厚度的透明膜上，以在透明膜的表面上形成對應于凹陷圖形的凸出棱鏡形狀。此時，透明膜的上表面成為具有棱鏡形狀的光折射部件320，且透明膜的下表面成為基膜300。因此，如上所述，為了在棱鏡片的制備過程中同時形成光折射部件320和光散射元件520,在具有凹陷圖形的模具表面形成凹-凸部分，且用此模具進行擠壓工藝。結果，可以制備出設計好的棱鏡片，使得光折射部件320和光散射元件520形成為一體。將上述棱鏡片用于布置在光從中通過的導光板表面。通過使用形成有光散射元件520的棱鏡片，可以省略此前單獨提供的常規(guī)擴散片?？梢詫⒈景l(fā)明的棱鏡片應用于側邊型LCD背光單元(光源置于導光板的側表面)和直下型LCD背光單元(光源置于導光板下表面)。此外，可以將CCFL和LED中的任何一種用作光源。在下文中，將對實驗例進行解釋，其證明通過使用本發(fā)明實施方式的棱鏡片制備的導光板具有良好的混濁度(是指光散射的程度)、透過率和除濕性質。由于未描述的技術內容為本領域技術人員所熟知，將不省略其解釋。1.實-驗例和比4交例實驗例制備棱鏡片，其中在基膜上部形成的多個單元棱鏡中每個的脊都具有一個傾角變化點。對由此制備的棱鏡片進行設計，使得每個單元棱鏡的頂角為90度，跨距為60每個單元棱鏡的起點高度為30^m,傾角變化點的高度平均約為28jim,傾角變化點的深度約為2且相鄰傾角變化點的位置無規(guī)則地排列而不重疊。比壽交例比較例的棱鏡片與以上實驗例的棱鏡片相同，除了連接單元棱鏡起點和終點的脊形成為直線，而不是在單元棱鏡的脊處形成傾角變化點以具有預定傾角。2.性能測定(1)表面亮度的測定用TOPCON公司制備的BM-7將以上實驗例的棱鏡片的中心亮度和以上比較例的棱鏡片的中心亮度進行比較。此時所用背光單元是用于顯示器的背光單元，型號為No.170EU-L31。(2)混濁度和透過率的測定在將棱鏡形狀的表面置于測定裝置的檢測器之下且棱鏡的圖形延伸方向與4企測器一致的條件下，使用NHD5000W測定混濁度和透過率。(3)除濕性能的測定切割實驗例和比較例的棱鏡片使得其棱鏡方向彼此垂直。將由此切得的棱鏡片組裝到型號BLU154X3-L06中以用于采用兩個棱鏡片的筆記本電腦中，使得下層部分的棱鏡方向在背光單元的垂直方向上，且上層部分的棱鏡方向在背光單元的水平方向上。將由此組裝的測試才羊品在恒溫和恒濕室中<諸存96小時。隨后4企查測試樣品以測定其外觀情況是否良好。此時，保持恒溫和恒濕室溫度為60。C且濕度為75%。3.性能測定的結果和分析下表1顯示了如上測定的性能結果表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>參照上表1，當制備棱鏡片使得每個單元棱鏡的脊具有預定傾角且?guī)в袃A角變化點時(等同于本發(fā)明的實驗例)，可以得出其中心亮度、透過率和混濁度與比較例的差別不大。另一方面，從表1中也可以得出即使將本發(fā)明實驗例的棱鏡片在基本上為75%的濕度條件下長時間貯存時，也不會發(fā)生凝露的問題，或出現因凝露造成的背光單元光片上的斑點。這證明根據本發(fā)明的棱鏡片具有極佳的除濕能力。盡管已經參照附圖和表格示出并說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明不限于以上實施方式，且可以各種不同形式實施。本領域技術人員應理解的精神和基本特征。因此，從所有方面而言，以上實施方式都是用于說明而非用于限制。權利要求1、一種棱鏡片，包括由透明材料制成的基膜，所述基膜具有平坦的第一表面；和光折射部件，包括在所述基膜的第二表面上與所述基膜整體形成的多個單元棱鏡，所述基膜的第二表面與所述平坦的第一表面相反，所述單元棱鏡具有預定的橫截面形狀且定向排列，其中當將光折射部件的各單元棱鏡的脊和所述平坦的第一表面的法線間的夾角定義為θn時，θn和θn+1具有互不相同的值，且n是大于2的整數。2、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡的脊和平坦的第一表面的法線間形成的夾角en和en+1的總和是iso度。3、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡的脊具有一個傾角變化點，且其中相鄰單元棱鏡的所述傾角變化點位于各單元棱鏡的縱向上距端點不同距離處。4、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡的脊具有一個傾角變化點，且其中排列三個相鄰單元棱鏡的所述傾角變化點使得連接所述傾角變化點的線不是直線。5、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡的脊具有的傾角變化點多于兩個，且少于用所述各單元棱鏡的長度除以大于所述各單元棱鏡起點的高度40倍的值得到的值，且其中傾角變化點的位置在整個單元棱鏡中無規(guī)則排列且彼此不重疊。6、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡的脊形成為V形或倒V形。7、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述基膜由透明合成樹脂材料制成。8、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡具有能夠折射光的至少兩個光學平面，且其中所述光學平面的至少一對表面互不平行。9、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡具有三角形、半圓形或梯形的一黃截面。10、如權利要求1所述的棱鏡片，其中多個所述單元棱鏡彼此間無縫隙地連續(xù)形成。11、如權利要求1所述的棱鏡片，其中多個所述單元棱鏡以平坦平面隔開并以規(guī)則的跨距排列。12、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡距平坦的第一表面具有預定高度，且其中所述高度為所述單元棱鏡i爭距的50%至150%。13、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述各單元棱鏡具有三角形的橫截面，且其中所述各單元棱鏡的頂角為30至120度。14、如權利要求1所述的棱鏡片，其中所述單元棱鏡在相鄰單元棱鏡間的谷部具有整體形成的光散射元件以散射光，且其中所述光散射元件無規(guī)則地分布在所述單元棱鏡的谷表面。15、如權利要求14所述的棱鏡片，其中至少50%的所述光散射元件分布在所述各單元棱鏡的一半高度以下區(qū)域的谷表面上。16、如權利要求14所述的棱鏡片，其中所述光散射元件形成為圓形透鏡形狀，且其中所述透鏡形狀的直徑為所述單元棱鏡的if夸距的o.Ol至0.9倍。17、如權利要求14所述的棱鏡片，其中所述光散射元件形成為橢圓形透鏡形狀，且其中所述透鏡形狀的長徑為所述單元棱鏡的5夸距的0.01至0.9倍。18、一種LCD背光單元，包括導光板；置于所述導光板側面或后面的光源；和如權利要求1所述的棱鏡片，所述棱鏡片形成在所述導光板的表面上，其中光/人所述表面向前4亍進。19、一種LCD裝置，包括面板部分，包含形成有彩色濾光片的上基板和形成有TFT的下基板；和如權利要求18所述的背光單元，所述背光單元安裝在所述下基板下方。全文摘要本發(fā)明公開了一種棱鏡片，其能夠增強整個背光單元的除濕能力，同時保持良好的中心亮度、透過率和混濁度。所述棱鏡片包括由透明材料制成且具有平坦的第一表面的基膜，和包含在基膜的第二表面上與基膜整體形成的多個單元棱鏡的光折射部件，基膜的第二表面與平坦的第一表面相反。所述單元棱鏡具有預定的橫截面形狀且定向排列。當將光折射部件的單元棱鏡的脊和平坦的第一表面的法線間形成的夾角定義為θ_n時，θ_n和θ_n+1具有互不相同的值，且n是大于2的整數。本發(fā)明還公開了使用上述棱鏡片的LCD背光單元。文檔編號G02F1/1335GK101681041SQ200780053109公開日2010年3月24日申請日期2007年11月26日優(yōu)先權日2007年5月25日發(fā)明者丁奎夏,崔埈赫,張錫勛,金萬碩,韓英洙申請人:第一毛織株式會社