專利名稱：散射棱鏡片、使用其的背光單元、模具及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方案涉及散射棱鏡片、使用其的背光單元、模具W目關(guān) 方法。
背景技術(shù)：
通常，不發(fā)光的顯示裝置例如液晶顯示裝置(以下簡稱為"LCD")包 括背光單元作為光源來發(fā)光。尤其在大型顯示裝置中，可能難以在大面積 上提供均勻的照明。對于低功率光源，這樣的困難可變得更加顯著，這可 使得難以提供具有大顯示區(qū)的節(jié)能器件。因此，在顯示裝置領(lǐng)域中需要提 供均勻照明和能夠使用小功率背光單元的i^艮。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的實施方案涉及散射棱鏡片、使用其的背光單元、模具 和相關(guān)方法，il^本上克服了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點導(dǎo)致的一個或更 多個所述問題。因此本發(fā)明一個實施方案的一個特征是提供在棱鏡的谷中具有不定形 光散射器的散射棱鏡片、使用其的背光單元、模具和相關(guān)方法。通過提供一種^t射棱鏡片可實現(xiàn)本發(fā)明的至少一個上i^其它特征和 優(yōu)點，所述散射棱鏡片包括具有第一表面和第二表面的透明基礎(chǔ)膜、在所 it^礎(chǔ)膜的所述第一表面的光折射器，所述光折射器包括多個單元棱鏡， 該單元棱鏡具有在第一方向延伸的主軸并且具有限定相鄰單元棱鏡之間 的谷的預(yù)定橫截面形狀，并且光散射器包括在相鄰單元棱鏡之間的谷中的 不定形多邊形突起。所述光^L射器和光折射器可以是整體式結(jié)構(gòu).至少50。/。的光^t射器可 以以低于相應(yīng)單元棱鏡高度一半的高度分布在谷中，垂直于第二表面測定 單元棱鏡的高度。透明基礎(chǔ)膜可包括玻璃、合成樹脂、或金屬材料中的一種或更多種。 單元棱鏡可具有三角形、半圓形或梯形的橫截面形狀。單元棱鏡可以彼此緊密相鄰。單元棱鏡可以以恒定間距間隔開，使得與基礎(chǔ)膜的主表面平行 的平面存在于相鄰單元棱鏡之間的谷中。單元棱鏡的高度可以是單元棱鏡的節(jié)距(pitch)的約1/2~約2/3。單 元棱鏡可具有三角形橫截面形狀，并且所述單元棱鏡的頂角可以是約 30。 ~約120。。光散射器的尺寸可以是單元棱鏡的節(jié)距的約0.01 ~約0.9倍。液晶顯示背光單元可包括散射棱鏡片和光導(dǎo)板，所述散射棱鏡片設(shè)置 在光導(dǎo)板的發(fā)光表面。液晶顯示器可包括背光單元。通過提供一種模具也可實現(xiàn)本發(fā)明的上i^其它特征和優(yōu)點中的至少 一個，所^具包括第一表面和第二表面、在所述第一表面中的多個凹雕 單元棱柱，所述凹雕單元棱柱具有在第 一方向延伸的主軸并且具有限定相 鄰凹雕單元棱柱之間的脊的預(yù)定橫截面形狀，并且凹雕光散射器包括在相 鄰凹雕單元棱柱之間的脊中的不定形凹雕多邊形形狀。至少50%的凹雕光散射器可以以相應(yīng)凹雕單元棱柱高度的一半或大 于相應(yīng)凹雕單元棱柱高度的一半的高度分布在模具的脊中，垂直于第二表 面測定單元凹雕棱柱的高度。制造散射棱鏡片的方法可包括提供透明膜， 和在所述透明膜中壓印預(yù)定圖案，所述壓印包括將模具擠壓在透明膜上。


通過參考附圖對示例性實施方案的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上t良其它特 征和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，將變得更加明顯，附圖中圖l說明根據(jù)一個實施方案的散射棱鏡片的示意立體圖；圖2說明圖1的^t射棱鏡片的實際模型的電子顯微照片；圖3說明圖1所示的部分"A，，的放大立體圖以;M目應(yīng)模具的放:^部圖；圖4說明圖2所示的電子顯微照片的放大部分； 圖5說明一個對比例的實驗結(jié)果的圖像；圖6說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案制造的實施例的實驗結(jié)果的圖 像；和圖7說明根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的顯示器的立體示意圖。
具體實施方式
通過引用，將2007年6月19日提交給韓國知識產(chǎn)^的名為"Diffuser Prism Sheet Comprising Amorphous Light Diffuser on Prism Valley and LCD Backlight Unit Using the Same，，的韓國專利申請No.10-2007-0059751的4^p內(nèi)容并入本文。以下將參考附圖將更全面地描述示例性實施方案；然而，它們可以以 不同的形式實施，并且不應(yīng)該解釋為限于本發(fā)明中闡述的實施方案。相反 地，提供這些實施方案是為了使得>^>開是徹底和完整的，并且使得本領(lǐng) 域技術(shù)人員全面地理解本發(fā)明的范圍。在圖中，為了清楚地說明，可能放大了層和區(qū)域的尺度。也應(yīng)理解， 當(dāng)層或元件稱為在其它層或基底"上"時，其可以直接在該其它層或基底上， 或也可存在中間層。此外，應(yīng)理解當(dāng)層稱為在其它層"下"的時候，其可以 直接在該其它層下，但也可存在一個或更多個中間層。另外，也應(yīng)理解當(dāng) 層稱為在兩層"之間，，時，其可以是在該兩層之間僅有的層，或也可存在一 個或更多個中間層。全文中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。如本文所用的，表述"至少一個"、"一個或更多個"和"和/或"是開放式 表述，其在操作中同時是結(jié)合的和可分的。例如，"A、 B和c中的至少一個"、"A、 B或C中的至少一個"、"A、 B和C中的一個或更多個"、"A、 B或C中的一個或更多個，，和"A、 B和/或C"包括下列含義只有A;只有 B;只有C;同時具有A和B;同時具有A和C;同時具有B和C;以及 具有全部的A、 B和C。此外，除非與表述"由……組成"結(jié)合而明確相反 地指明，這些表述是開放式的。例如，表述"A、 B和C中的至少一個"也 可包括第n個要素，其中n大于3，而表述"選自由A、 B和C組成的組的 至少一個"則不包括。如在本發(fā)明中所用的，表述"或"除非用于"或......或......之一"時，否則不是"排他性的或"。例如，表述"A、 B或C"包括只有A;只有B;只有 C;同時具有A和B;同時具有A和C;同時具有B和C;具有全部A、 B和C三者，而表述"或者A、 B或C之一，，表示以下之一只有A、只有 B、和只有C，而不表示以下中的任意一種同時具有A和B;同時具有 A和C;同時具有B和C;具有全部A、 B和C三者。圖1說明根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的散射棱鏡片的示意立體圖，圖3 說明圖1所示的部分"A"的放大立體圖以^U目應(yīng)模具的放;t^部圖；參考圖l和3，根據(jù)一個實施方案的散射棱鏡片20包括基礎(chǔ)膜200、 具有多個棱鏡211的光折射器210、和在所述光折射器210上的光^L射器 220?；A(chǔ)膜200可以是散射棱鏡片20的基底層。該基底層可以是單獨形成 的層，或所述散射棱鏡片可以由單片材料整體式形成?；A(chǔ)膜200可以是 透明材料，諸如透明合成樹脂例如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。在另一 個實施方案中，基礎(chǔ)膜200可以是玻璃。在另一個實施方案中，基礎(chǔ)膜200 可以是金屬薄膜，基礎(chǔ)膜200的厚度沒有特別的P艮制。在一個實施方案中， 所述厚度可以是1微米至很多微米。在一個實施方案中，可以配置散射棱鏡片使得光進入對應(yīng)于基礎(chǔ)膜 200的側(cè)面。光折射器210可折射已經(jīng)穿it^礎(chǔ)膜200的光，并且可提供 具有預(yù)定方向的光。光折射器210可以形成在^ftfe膜200的表面。在一個實施方案中，優(yōu)選光折射器210具有棱柱形狀。具體地，光折 射器210可包括布置在基礎(chǔ)膜200的表面上的多個單元棱鏡211從而以預(yù) 定方向折射來自基礎(chǔ)膜200的光。圖1和3說明其中光折射器210的單元棱鏡211均具有三角形橫截面 形狀并且整體上為三角形棱鏡形式的實施例.然而，構(gòu)成光折射器210的 單元棱鏡2U的橫截面形狀不限于三角形形狀，例如，其它透明的對象適 用于本實施方案，諸如包括至少兩個光學(xué)光折射平面(所述兩個光學(xué)光折 射平面的至少一個成形為折射非平行光)的透明對象。這樣的實施方案可 具有半圓形形狀(也稱為半圓柱形的或透鏡狀的)、或梯形形狀。單元棱鏡 211的橫截面形狀可才艮據(jù)特定器件的特性、期望的視角、屏幕尺寸及其它 因素確定。優(yōu)選地，布置構(gòu)成光折射器210的多個單元棱鏡211，使得單元棱鏡 具有在第一方向延伸的主軸并且在垂直于第一方向的第二方向上彼此緊 密接觸而在相鄰單元棱鏡之間沒有任何分離.在另一個實施方案中，例如 其中期望的是定向光(directional light)來代替折射光或者除折射光之外 還期望定向光，則可在各個相鄰單元棱鏡211之間提供間隔平面。因此， 單元棱鏡211可在垂直于主軸的方向上彼此間隔開預(yù)定距離，而不是彼此接觸的密集布置。單元棱鏡211的高度h優(yōu)選為約5 ~約500nm ，并且優(yōu)選為單元棱鏡 211的節(jié)距p的約1/2 ~約2/3?？勺鳛槠骄叨葴y定單元棱鏡211的高度h, 例如其中難以將單元棱鏡211限定為具有相同的高度。而且，當(dāng)單元棱鏡 211具有三角形橫截面形狀時，頂角T]優(yōu)選為約30。-約120。。參考圖3中的詳細(xì)說明，光散射器220的形狀可以是不規(guī)則的或不定 形的多邊形突起。在一個實施方案中，光"lt射220可分布在光折射器210 的下部末端區(qū)域，即在各個相鄰單元棱鏡211之間限定的谷的下部末端。 優(yōu)選地，50%或以上的光散射器220分布在光折射器210的各個相鄰單元 棱鏡211之間的谷中，并且分布在低于單元棱鏡211的高度h的一半處。光散射器220可包括多個不規(guī)則的突起并且可提供在單元棱鏡211的 下部末端，以如下方式覆蓋光折射器210的表面使得某些突起彼此緊密接 觸并且剩余的突起互相間隔不同的距離，即朝向谷的底部光散射器220的 區(qū)域密度可以提高。優(yōu)選地，所述光散射器220的尺寸(此處，術(shù)語"尺寸"指最長區(qū)域的 長度)小于所述光折射器210的尺寸。更具體地，光擴散器220的半-主半 徑對棱鏡節(jié)距p的比率優(yōu)選為約0.01 ~約0.9，并且所述光擴散器220的 高度對光折射器210的高度h的比率為約0.1 ~約0.9。光散射器220可在光折射器210的表面處輕微散射已經(jīng)穿it^礎(chǔ)膜200 和光折射器210的光。具體地，"輕微散射"表示在維持折射光亮度的降低 在約5~約10%的范圍內(nèi)的同時，最大程度地"lfc射光至周圍環(huán)境.優(yōu)選地，在上述散射棱鏡片2o的制造中，使用凹; 鏡形狀的##,即具有與散射棱鏡片表面20相反的表面的模具。再次參考圖3，根據(jù)一個 實施方案，所i^具可具有凹雕棱柱m220或凹陷的棱柱。模具可在第一 表面具有多個凹雕單元棱柱，凹雕單元棱柱具有在第一方向延伸的主軸并 且具有限定相鄰凹雕單元棱柱之間的脊的預(yù)定橫截面形狀。包括不定形凹 雕多邊形形狀的凹雕光散射器可限定在相鄰凹雕單元棱柱之間的脊中。通過將模具擠壓到具有恒定厚度的透明膜上可制造光折射器210，以 在透明膜的表面處留下對應(yīng)于凹雕棱柱的壓印的棱鏡。透明膜的上表面可 限定包括單元棱鏡211的光折射器210，透明膜的下表面可變成基礎(chǔ)膜200, 即光折射器210和基礎(chǔ)膜200可以是M式的?；谀＞叩墓に嚳赏瑫r形成光折射器210和光^t射器220。在壓制操作中使用上^具可使得其中 光折射器210和光散射器220彼此集成形成的散射棱鏡片20的制造成為可 能。圖2說明圖1的^t射棱鏡片的實際模型的電子顯微照片；并且圖4說 明圖2中所示的電子顯微照片的放大部分。在圖2和4中所示的模型中， 在具有恒定厚度的膜上形成具有連續(xù)單元棱鏡的光折射器.形狀為不定形 多邊形突起的光散射器形成在光折射器的各個相鄰單元棱鏡之間的谷中 的光折射器的下部。散射棱鏡片20可設(shè)置在光導(dǎo)板的發(fā)光表面上。使用散射棱鏡片20作 為散射膜可消除待與光導(dǎo)板一起使用的單獨散射片的需要.根據(jù)一個實施方案的散射棱鏡片20可應(yīng)用于各種用于LCD的光導(dǎo)板， 例如具有設(shè)置在光導(dǎo)板側(cè)面的光源的邊緣型光源，或具有設(shè)置在光導(dǎo)板下 的光源的直接型光源.此夕卜，根據(jù)一個實施方案的散射棱鏡片20可與各種 光源聯(lián)合使用，所述各種光源包括例如冷陰極熒光(CCFL)光源、發(fā)光 二極管(LED)光源等。圖7說明根據(jù)一個實施方案的顯示裝置的立體示意圖。參考圖7，顯示裝置可包括顯示板700 (例如LCD板)、以及散射棱鏡 片20和背光單元710。在一個實施方案中，可定向棱鏡片20使得M膜 200鄰近于背光單元710，并JL^光折射器210和背光單元710之間。提供以下實施例和對比例以闡述一個或更多個實施方案的具體細(xì)節(jié)。 然而，應(yīng)理解所述實施方案不局限于描述的具體細(xì)節(jié)。實施例制造具有三角形橫橫截面光折射器的樣品，該光折射器具有頂角為 90°、高度和節(jié)距為約50jun的棱鏡。在光折射器的下部末端處提供為不規(guī) 則不定形多邊形突起形式的光^t射器。所述突起直徑等于棱鏡節(jié)距的10 ~ 80%,并且光散射器區(qū)域的高JLA棱鏡高度的80ro，如從光折射器的下部 末端測量的。對比例制造僅包括頂角為卯。并且高度和間距為約50/im的折射器的樣品作 為對比例。使用和上述實施例使用的初始基礎(chǔ)膜具有相同的初始物理值諸如透明度、霧度、厚度等的相同種類的初始基礎(chǔ)膜進行所述對比例。 分析使用如上所述在實施例和對比例中制造的樣品，測量其表面亮度、霧度和透光度。圖5說明對比例樣品的實驗結(jié)果的圖像；圖6說明根據(jù)實施 方案制造的實施例樣品的實驗結(jié)果的圖像；另外，表l說明在實施例和對 比例中制造的樣品的亮度、霧度和透光度。實施例對比例亮度63786550霧度(％)89.5187.52透光度(％)25.066.17參考圖5和表1，對比例樣品顯示出高的中央亮度，但是沒有實現(xiàn)有 效的光散射。更具體地，如表1所述，對比例樣品的中夾亮度值為6550 cd/m2、霧度為87.52%、透光度為6.17%.參考圖6和表1，實施例樣品和對比例樣品保持基本上相同水平的中 央亮度，雖然中央亮度9^降低。而且，與對比例樣品相比，實施例樣品 顯示出優(yōu)良的光Jt射。更具體地，如在表l中所述的，實施例樣品的中央 亮度值為6378cd/m2、霧度為89.51%、透光度為25.06%。因此，使用根 據(jù)實施方案的散射棱鏡片20制造的光導(dǎo)板可實現(xiàn)適當(dāng)?shù)撵F度，即適度的光 散射度和極好的透光度而沒有顯著的亮度降低.如上所述，實施方案可提供具有光折射和光^L射功能的^t射棱鏡片。^Jt射片可在折射光以提供具有預(yù)定方向的光的同時有效地^t射光，并且可 限制中心亮度降低至2 ~ 3%或更小。散射棱鏡片可助于能夠使得制造的例 如用于LCD背光單元的光導(dǎo)M示出極好的亮度、光散射和透光度。而且，使用根據(jù)實施方案的散射棱鏡片可使得當(dāng)制造光導(dǎo)板時省略單 獨的散射片，這可降低光導(dǎo)板的生產(chǎn)成本并且使得光導(dǎo)板的厚度降低。此 外，根據(jù)實施方案的散射棱鏡片可在實現(xiàn)均勻光分布的同時，有效地將光 散射至大尺寸面板的整個區(qū)域上。本發(fā)明中已經(jīng)公開了示例性實施方案，雖然使用了具體的術(shù)語，但是 它們僅用于并解釋為一般性的和描述性的意義，而不是為了P艮制。因此， 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可作出形式和細(xì)節(jié)的各種變化，而不脫離如以下權(quán) 利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種散射棱鏡片，包括具有第一表面和第二表面的透明基礎(chǔ)膜；在所述基礎(chǔ)膜的所述第一表面處的光折射器，所述光折射器包括多個單元棱鏡，所述單元棱鏡具有在第一方向延伸的主軸并且具有限定相鄰單元棱鏡之間的谷的預(yù)定橫截面形狀；和在相鄰單元棱鏡之間的所述谷中的包括不定形多邊形突起的光散射器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片，其中所述光散射器和所述光折射 器是整體式結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片，其中至少50%的所述光散射器以 低于所W目應(yīng)單元棱鏡的高度的一半的高度分布在所述谷中，垂直于所述 第二表面測定所述單元棱鏡的高度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片，其中所述透明J^i膜包括玻璃、 合成樹脂、或金屬材料中的一種或更多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片，其中所述單元棱鏡的橫截面形狀 為三角形、半圓形形狀、或梯形.
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片，其中所述單元棱4^&此緊密相鄰。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的散射棱鏡片，其中所述單元棱鏡以恒定間距間 隔開，使得在相鄰單元棱鏡之間的谷中存在與所m^礎(chǔ)膜的主表面平行的 平面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片，其中所述單元棱鏡的高度是所述 單元棱鏡的節(jié)距的約1/2 ~約2/3.
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的散射棱鏡片，其中所述單元棱鏡具有三角形橫 截面形狀，所述單元棱鏡的頂角是約30° ~約120°,
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的散射棱鏡片，其中所述光散射器的尺寸是所述 單元棱鏡的節(jié)距的約0.01 ~約0.9倍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片，其中所迷光散射器的尺寸是所述 單元棱鏡的節(jié)距的約0.01 ~約0.9倍。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的散射棱鏡片，其中朝向所述谷的底部，所述光散射器的區(qū)域密度增加。
13. —種液晶顯示器背光單元，包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射棱鏡片；和 光導(dǎo)板，其中所述散射棱鏡片設(shè)置在所述光導(dǎo)板的發(fā);5t^面處。
14. 一種液晶顯示裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求13所述的背光單元。
15. —種模具，包括 第一表面和第二表面；在所述第一表面中的多個凹雕單元棱柱，所述凹雕單元棱柱具有在第 一方向延伸的主軸并且具有限定相鄰凹雕單元棱柱之間的脊的預(yù)定橫截 面形狀；和在相鄰凹雕單元棱柱之間的所述脊中包括不定形凹雕多邊形形狀的凹 雕光散射器'
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的模具，其中至少50%的所述凹雕光散射器以相 應(yīng)凹雕單元棱柱的高度的一半的高度或者高于所述相應(yīng)凹雕單元棱柱的 高度的一半的高度分布在所述脊中，垂直于所述第二表面測定所述單元凹 雕棱柱的高度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的模具，其中朝向所述脊的頂部，所述凹雕光散 射器的區(qū)域密度增加.
18. —種制造"^射棱鏡片的方法，包括 提供透明膜；和在所述透明膜中壓印預(yù)定的圖案，所述壓印包括將根據(jù)權(quán)利要求15 所述的模具擠壓在所述透明膜上。
全文摘要
一種散射棱鏡片，包括具有第一表面和第二表面的透明基礎(chǔ)膜；在基礎(chǔ)膜的第一表面處的光折射器，所述光折射器包括多個單元棱鏡，單元棱鏡具有在第一方向延伸的主軸并且具有限定相鄰單元棱鏡之間的谷的預(yù)定橫截面形狀；和在相鄰單元棱鏡之間的谷中包括不定形多邊形突起的光散射器。
文檔編號G02F1/1335GK101329418SQ20081012664
公開日2008年12月24日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者崔埈赫, 崔柱烈, 張錫勛, 金萬碩 申請人:第一毛織株式會社