專利名稱：光學(xué)膜片及包括所述光學(xué)膜片的背光模組和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)元件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)膜片及包括所述光學(xué)膜片的背光模組和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,薄膜場效應(yīng)晶體管液晶顯示器)是目前應(yīng)用最廣泛的平板顯示技術(shù)，其顯示原理是TFT驅(qū)動液晶分子旋轉(zhuǎn)，控制通過紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色素的光亮，以達(dá)到彩色顯示的目的。以紅色素為例，背光源的白色平面光通過液晶層后，只會有紅光透過，其他顏色的光如綠光和藍(lán)光會被吸收和反射， 造成背光源的光利用率低，進(jìn)而會造成透過率的下降。為了克服上述問題，現(xiàn)有的提高TFT-IXD透過率的方法主要是提高TFT的像素開口率，以及選取更好的摩擦(Rubbing)角度等。再有就是改進(jìn)背光源，但也只是改變背光源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高背光源的工作效率，等等。這些改進(jìn)方法，都不可避免的會使通過每種色素的其他顏色的光(如通過紅(R)色素的藍(lán)光和綠光)被吸收造成光源浪費(fèi)，進(jìn)而限制了背光源利用率提升的空間，進(jìn)而束縛了 TFT-LCD透過率提高的能力。目前TFT-IXD的光透過率一般在5% 7%左右，大部分耗能用來供給背光源以支持顯示器的亮度水平。如何提高背光源利用率，從而提高TFT-IXD透過率以降低TFT-IXD能耗，是目前需要解決的一個(gè)重要問題。

實(shí)用新型內(nèi)容(一 )要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，針對上述缺陷，如何提供一種光學(xué)膜片及包括所述光學(xué)膜片的背光模組和液晶顯示裝置，其能提高背光源利用率，從而提高光透過率以降低能耗。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種光學(xué)膜片，包括從入光面到出光面依次形成的凸透鏡層、凹透鏡層和棱鏡層，其中所述凸透鏡層包括平行設(shè)置的凸透鏡，每個(gè)凸透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度的三倍;所述凹透鏡層包括平行設(shè)置的凹透鏡，每個(gè)凹透鏡與每個(gè)凸透鏡的焦距相同，每個(gè)凹透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度，所述凹透鏡層與所述凸透鏡層的距離為所述凸透鏡焦距的三分之二；所述棱鏡層包括平行設(shè)置的棱鏡，每個(gè)棱鏡包括光入射面與光出射面，所述光入射面設(shè)置在所述凹透鏡層上，每個(gè)棱鏡的光入射面的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度。其中，所述光學(xué)膜片還包括樹脂保護(hù)層，位于凸透鏡層、凹透鏡層和棱鏡層之間，起支撐和保護(hù)的作用。[0013]其中，所述凸透鏡層、所述凹透鏡層和所述棱鏡層均采用光刻膠的涂布和刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)。其中，所述凸透鏡層、所述凹透鏡層和所述棱鏡層的材料均為高光透過率材料。其中，所述高光透過率材料為丙烯酸樹脂或甲醚醋酸酯。其中，所述樹脂保護(hù)層的材料為折射系數(shù)小的材料。其中，所述折射系數(shù)小的材料為透明樹脂或聚氯乙烯樹脂。本實(shí)用新型還提供了一種背光模組，包括上述任一項(xiàng)所述的光學(xué)膜片。其中，所述背光模組的背光源為平行背光源。本實(shí)用新型還提供了一種液晶顯示裝置，包括上述的背光模組。 (三)有益效果本實(shí)用新型公開了一種光學(xué)膜片及包括所述光學(xué)膜片的背光模組和液晶顯示裝置。利用上述的光學(xué)膜片可以將背光源入射的平面光分束為像素寬度的紅、綠和藍(lán)三色光，分別照射到對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)像素上，提高了背光源的利用率，當(dāng)各層選取高光透過率的材料，通過各層后光透過率可以達(dá)到90%以上，紅綠藍(lán)三色光得到了充分利用，提高了TFT-IXD的光透過率，在保證亮度的前提下降低背光源的能耗。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的光學(xué)膜片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述光學(xué)膜片中凸透鏡層的俯視示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述光學(xué)膜片中凹透鏡層的俯視示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述光學(xué)膜片中棱鏡層的俯視示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種平行背光源的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中主要元件符號說明10 :平行背光源；20 :凸透鏡層；30 :凹透鏡層；40 :棱鏡層；50 :像素層；201 :光源；202 :反射片；203 :耦合器；204 :反射腔；205 :出射小孔；206 :錐形反射器；207 :凸透鏡；208 :平行光。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。如圖I所示，本實(shí)用新型所述的光學(xué)膜片包括從入光面到出光面依次形成的凸透鏡層20、凹透鏡層30和棱鏡層40，如圖I和2所示，所述凸透鏡層20包括平行設(shè)置的凸透鏡，用于將平行背光源10發(fā)出的平行光線會聚成束，每個(gè)凸透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度a的三倍；如圖I和3所示，所述凹透鏡層30包括平行設(shè)置的凹透鏡，用于將所述凸透鏡層會聚的光束轉(zhuǎn)換成平行光光束，每個(gè)凹透鏡與每個(gè)凸透鏡的焦距相同，每個(gè)凹透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度a，所述凹透鏡層30與所述凸透鏡層20的距離為所述凸透鏡焦距的三分之二 ；如圖I和4所示，所述棱鏡層40包括平行設(shè)置的棱鏡，每個(gè)棱鏡包括光入射面與光出射面，所述光入射面設(shè)置在所述凹透鏡層20上，每個(gè)棱鏡的光入射面的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度，用于將接收的平行白光光束分束成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色光，并分別輸出到像素層50的對應(yīng)像素上。利用上述的光學(xué)膜片可以將背光源入射的平面光分束為像素寬度的紅、綠和藍(lán)三色光，分別照射到對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)像素上，提高了背光源的利用率，當(dāng)各層選取高光透過率的材料，通過各層后光透過率可以達(dá)到90%以上，紅綠藍(lán)三色光得到了充分利用，提高了TFT-IXD的光透過率，在保證亮度的前提下降低背光源的能耗。本實(shí)用新型所述的光學(xué)膜片還包括樹脂保護(hù)層，所述樹脂保護(hù)層位于凸透鏡層20、凹透鏡層30和棱鏡層40之間，起支撐和保護(hù)的作用。本實(shí)用新型所述的光學(xué)膜片中的凸透鏡層20、凹透鏡層30和棱鏡層40均可采用光刻膠(photoresist)的涂布和刻蝕工藝實(shí)現(xiàn),工藝簡單,易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。本實(shí)用新型所述的光學(xué)膜片中的凸透鏡層20、凹透鏡層30和棱鏡層40的材料均為高光透過率材料，例如丙烯酸樹脂和甲醚醋酸酯等。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)膜片中的樹脂保護(hù)層的材料為折射系數(shù)小的材料，同時(shí)要有足夠的硬度和粘結(jié)強(qiáng)度，例如非苯乙烯類的透明樹脂和聚氯乙烯樹脂等等。本實(shí)用新型還提供了一種包括上述光學(xué)膜片的背光模組。本實(shí)用新型所述的背光模組的背光源為平行背光源。如圖5所示，本實(shí)用新型中背光模組的背光源為平行背光源，光源201可以是冷陰極熒光燈或者LED等，反射片202將光源201出射的光反射并集中經(jīng)耦合器203入射到反射腔204，所述反射腔204的四周和上下面均為高反射的反射面，反射腔204的一面，例如上面有出射小孔205，經(jīng)過反射腔204反射的光，可經(jīng)由這些出射小孔205出射到一系列錐形反射器206，所述錐形反射器206的錐壁為高反射率層，所述錐形反射器206較小的一端與出射小孔205吻合，可讓由出射小孔205射出的光有效地射入錐形反射器206，所述錐形反射器206的較大的一端設(shè)置有凸透鏡207，出射小孔205位于所述凸透鏡207的焦點(diǎn)上，因此由出射小孔205出射的光經(jīng)透鏡207后都變成平行光208輸出，從而得到一個(gè)平板結(jié)構(gòu)的平行背光源。需要說明的是本實(shí)用新型給出的平行背光源只是一種示例，只要能夠產(chǎn)生平行光源的背光源均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型所述的光學(xué)膜片的工作原理為平行背光源發(fā)出的白色平面光通過凸透鏡層被聚焦在凸透鏡焦距的三分之二處的凹透鏡層的作用下又被匯聚成平面光照射到棱鏡層上，該平面光被棱鏡組分束為紅綠藍(lán)三色光，紅光、綠光和藍(lán)光分別照射并透過紅(R)、綠(G)、藍(lán)⑶像素，達(dá)到最大化利用背光源的技術(shù)目的，從而使現(xiàn)在的背光源利用率達(dá)到現(xiàn)在利用率的2倍以上，最終提高TFT-IXD顯示器的光透過率。另外，本實(shí)用新型還提供了一種包括上述背光模組的液晶顯示裝置。綜上所述，本實(shí)用新型公開了一種光學(xué)膜片及包括所述光學(xué)膜片的背光模組和液晶顯示裝置。利用上述的光學(xué)膜片可以將背光源入射的平面光分束為像素寬度的紅、綠和藍(lán)三色光，分別照射到對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)像素上，提高了背光源的利用率，當(dāng)各層選取高光透過率的材料，通過各層后光透過率可以達(dá)到90%以上，紅綠藍(lán)三色光得到了充分利用，提高了 TFT-IXD的光透過率，在保證亮度的前提下降低背光源的能耗。以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng) 由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)膜片，其特征在于，包括從入光面到出光面依次形成的凸透鏡層、凹透鏡層和棱鏡層，其中 所述凸透鏡層包括平行設(shè)置的凸透鏡，每個(gè)凸透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度的三倍； 所述凹透鏡層包括平行設(shè)置的凹透鏡，每個(gè)凹透鏡與每個(gè)凸透鏡的焦距相同，每個(gè)凹透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度，所述凹透鏡層與所述凸透鏡層的距離為所述凸透鏡焦距的三分之二 ； 所述棱鏡層包括平行設(shè)置的棱鏡，每個(gè)棱鏡包括光入射面與光出射面，所述光入射面設(shè)置在所述凹透鏡層上，每個(gè)棱鏡的光入射面的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)膜片，其特征在于，還包括樹脂保護(hù)層，位于凸透鏡層、凹透鏡層和棱鏡層之間，起支撐和保護(hù)的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光學(xué)膜片，其特征在于，所述凸透鏡層、所述凹透鏡層和所述棱鏡層均采用光刻膠的涂布和刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光學(xué)膜片，其特征在于，所述凸透鏡層、所述凹透鏡層和所述棱鏡層的材料均為高光透過率材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)膜片，其特征在于，所述高光透過率材料為丙烯酸樹脂或甲醚醋酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)膜片，其特征在于，所述樹脂保護(hù)層的材料為折射系數(shù)小的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)膜片，其特征在于，所述折射系數(shù)小的材料為透明樹脂或聚氯乙烯樹脂。
8.一種背光模組，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的光學(xué)膜片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光模組，其特征在于，所述背光模組的背光源為平行背光源。
10.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求8-9中任一所述的背光模組。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種光學(xué)膜片及包括所述光學(xué)膜片的背光模組和液晶顯示裝置，所述光學(xué)膜片包括從入光面到出光面依次形成的凸透鏡層、凹透鏡層和棱鏡層，其中所述凸透鏡層包括平行設(shè)置的凸透鏡，每個(gè)凸透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度的三倍；所述凹透鏡層包括平行設(shè)置的凹透鏡，每個(gè)凹透鏡與每個(gè)凸透鏡的焦距相同，每個(gè)凹透鏡的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度，所述凹透鏡層與所述凸透鏡層的距離為所述凸透鏡焦距的三分之二；所述棱鏡層包括平行設(shè)置的棱鏡，每個(gè)棱鏡包括光入射面與光出射面，所述光入射面設(shè)置在所述凹透鏡層上，每個(gè)棱鏡的光入射面的寬度為預(yù)設(shè)像素寬度。根據(jù)本實(shí)用新型，能提高背光源利用率，從而提高光透過率以降低能耗。
文檔編號G02F1/13357GK202546610SQ20122017329
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者周波, 姜海飛, 宋勇志, 林承武, 馬國靖 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方顯示技術(shù)有限公司