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CN102591067A - 液晶显示装置 - Google Patents

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CN102591067A
CN102591067A CN2012100960967A CN201210096096A CN102591067A CN 102591067 A CN102591067 A CN 102591067A CN 2012100960967 A CN2012100960967 A CN 2012100960967A CN 201210096096 A CN201210096096 A CN 201210096096A CN 102591067 A CN102591067 A CN 102591067A
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CN
China
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polaroid
prismatic lens
prismatic
diaphragm group
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CN2012100960967A
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张光耀
苏赞加
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Priority to PCT/CN2012/073880 priority patent/WO2013149410A1/zh
Priority to US13/515,808 priority patent/US8917366B2/en
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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，包括：背光模组及位于背光模组上的液晶面板，所述背光模组包括一光学膜片组，所述光学膜片组包括第一棱镜片，所述液晶面板包括第一偏光片，所述第一偏光片直接面对该第一棱镜片设置，所述第一棱镜片包括第一基板及设于第一基板上表面的数条平行排列的第一棱柱，该些第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向之间具有一夹角。本发明液晶显示装置，去掉了现有光学膜片组最上层的扩散片，降低生产成本，将处于光学膜片组最上方的第一棱镜片与液晶面板最下方的第一偏光片呈一定角度设置，提高了液晶显示装置的透光率，改善液晶面板显示的亮暗不均，在第一棱镜片远离第一偏光片的一面涂布形成一定的雾度，提高光学品级。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置(LCD，Liquid Crystal Display)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶面板及背光模组(backlight module)。液晶面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。由于液晶面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示装置的关键零组件之一。背光模组依照光源入射位置的不同分成侧入式背光模组与直下式背光模组两种。直下式背光模组是将发光光源例如CCFL(Cold CathodeFluorescent Lamp，阴极萤光灯管)或LED(Light Emitting Diode发光二极管)设置在液晶面板后方，直接形成面光源提供给液晶面板。而侧入式背光模组是将背光源LED灯条(Light bar)设于液晶面板侧后方的背板边缘，LED灯条发出的光线从导光板(LGP，Light Guide Plate)一侧的入光面进入导光板，经反射和扩散后从导光板出光面射出，在经由光学膜片组，以形成面光源提供给液晶面板。
不论是直下式背光模组还是侧入式背光模组，其均设有光学膜片组。而液晶面板直接对着该光学膜片组设置于背光模组上。现有的光学膜片组一般包括：下扩散片、设于下扩散片上的棱镜片及设于棱镜片上的上扩散片，下扩散片主要是将从导光板发出的光集中起来均匀投射到棱镜片上，而上扩散片的主要作用是将棱镜片射出的光雾化，并将光均匀透出，消除侧突出(sidelobe)的光型，进而消除在特定视角观察下有亮暗不均的问题(正视角亮，侧突出亮，两者之间暗)。然而，该上扩散片的使用却在一定程度上降低了辉度增益效果，实验证明，如果将上扩散片去除，则可提升10％的辉度增益，这种去除上扩散片的光学膜片组结构，主要应用在光学品级(Optical grade)要求较低的小尺寸显示器，如笔记本电脑显示器、或桌上型电脑显示器。
对于大尺寸液晶显示器，考虑到多视角观看，为避免亮度不均问题，就必须消除侧突出，这就不得不使用上扩散片，以降低辉度增益为代价来换取亮度的均衡，提升大尺寸液晶显示器的光学品级，这是业界一直以来存在的技术共识。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，其去除现有光学膜片组最上层的扩散片，以光学膜片组的棱镜片直接面对液晶面板，在保证大尺寸液晶显示装置光学品级的情况下提高光利用率，降低生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶显示装置，包括：背光模组及位于背光模组上的液晶面板，所述背光模组包括一光学膜片组，所述光学膜片组包括一第一棱镜片，所述液晶面板包括一第一偏光片，所述第一偏光片直接面对该第一棱镜片设置，所述第一棱镜片包括第一基板及设于第一基板上表面的数条平行排列的第一棱柱，该些第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向之间具有一夹角。
所述第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向的夹角为50°～90°。
所述第一棱镜片第一基板下表面为经过雾化处理的雾化表面。
所述雾化处理方式为蒙砂、喷砂、或丝印。
所述第一基板下表面经过雾化处理后的雾度为10％～40％。
所述光学膜片组还包括一位于第一棱镜片下方的扩散片。
所述光学膜片组还包括一设于第一棱镜片与扩散片之间的第二棱镜片，所述第二棱镜片包括第二基板及设于第二基板上表面的数条平行排列的第二棱柱，该些第二棱柱的轴向方向与第一棱柱的轴向方向垂直。
所述第一棱柱为三棱柱，其由第一基板上表面向上逐渐变窄，进而在该第一棱柱的顶部形成一尖角；所述第二棱柱为三棱柱，其由第二基板上表面向上逐渐变窄，该第二棱柱的顶部为一圆角。
所述液晶面板还包括设于第一偏光片上的第一玻璃基板、设于第一玻璃基板上的第二玻璃基板、设于第一与第二玻璃基板之间的液晶及设于第二玻璃基板上的第二偏光片。
所述背光模组还包括有背板、设于背板内的反射片、设于反射片上的导光板、设于背板内的背光源及设于背板上的胶框，所述光学膜片组位于导光板上，所述液晶面板设于该胶框上。
本发明的有益效果：本发明液晶显示装置，去掉了现有光学膜片组最上层的扩散片，降低生产成本，将处于光学膜片组最上方的第一棱镜片与液晶面板最下方的第一偏光片呈一定角度设置，提高了液晶显示装置的透光率，改善液晶面板显示的亮暗不均，在第一棱镜片远离第一偏光片的一面涂布形成一定的雾度，消除影像的侧突出光型，进而提高大尺寸液晶显示装置的光学品级。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明液晶显示装置的结构示意图；
图2为本发明液晶显示装置中第一棱镜片与第一偏光片的立体分解示意图；
图3为光线穿过第一棱镜片与第一偏光片的光路图；
图4为不同的第一棱镜片第一棱柱的轴向方向与第一偏光片偏振方向之间的夹角对应的视角亮度的波形图；
图5为第一棱镜片第一棱柱的轴向方向与第一偏光片偏振方向夹角为60°时，第一棱镜片背面雾度分别为4％与30％时的视角亮度波形图；
图6为本发明液晶显示装置中光学膜片组的一实施例的立体分解图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1及图2，本发明液晶显示装置包括：背光模组2及位于背光模组2上的液晶面板4，所述背光模组2包括一光学膜片组20，所述光学膜片组20包括一第一棱镜片22，所述液晶面板4包括一第一偏光片42，所述第一偏光片42直接面对该第一棱镜片22设置，所述第一棱镜片22包括第一基板222及设于第一基板222上表面的数条平行排列的第一棱柱224，该些第一棱柱224的轴向方向与第一偏光片42的偏振方向之间具有一夹角θ，该夹角θ为50°～90°，优选为60°。
如图3所示，由于光波为横波，光波的振动方向与传播方向垂直，将光线分为振动方向处于入射光与法线形成的平面内的P分量及垂直于入射光与法线形成的平面的S分量，所述P分量与第一偏光片42的偏振方向一致，能够穿过第一偏光片42，所述S分量与第一偏光片42的偏振方向垂直，被第一偏光片42吸收，不能穿过第一偏光片42，光线从第一棱镜片22的下表面射入第一棱镜片22，在射出第一棱镜片22的上表面时发生折射，由于光线的P分量和S分量在不同的入射角，其反射率及折射率均不同，当第一棱镜片22的第一棱柱224的轴向方向与该第一偏光片42的偏振方向垂直时，光线经过第一棱镜片22的上表面折射，光线P分量比S分量更容易形成折射，因此产生部分光偏振现象，而P分量与第一偏光片42的偏振方向一致，能够透过第一偏光片42，该第一偏光片42的穿透率最高，即液晶面板的辉度最大。
根据上述原理，申请人通过实验验证不同架构的光学膜片组对第一偏光片透光率的影响，得出结论如下表：
Figure BDA0000150156600000041
其中：DF为扩散片，Prism(0)为尖角型棱镜片(棱镜片的棱柱的顶角为尖角)及该尖角型棱镜片的棱柱的轴向方向与偏光片偏振方向的夹角，LTC(0)为圆角型棱镜片(棱镜片的棱柱的顶角为圆角)及该圆角型棱镜的棱柱的轴向方向与偏光片偏振方向的夹角。
对上述表格具体描述如下：
架构1、该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片、设于第一扩散片上的尖角型第一棱镜片及设于该尖角型棱镜片上的第二扩散片，该尖角型第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向垂直于第一偏光片的偏振方向，将该架构下的第一偏光片的透光率设定为100％以作为比较的基准。
架构2：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片及设于第一扩散片上的尖角型第一棱镜片，该第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向平行于第一偏光片的偏振方向，该架构下的第一偏光片的透光率为110.9％。
架构3：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片及设于第一扩散片上的尖角型第一棱镜片，该第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向垂直于第一偏光片的偏振方向，该架构下的第一偏光片的透光率为115.7％，其为架构2的透光率的104.3％。
架构4：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片及设于第一扩散片上的圆角型第一棱镜片，该第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向平行于第一偏光片的偏振方向，该架构下的第一偏光片的透光率为102.1％。
架构5：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片及设于第一扩散片上的圆角型第一棱镜片，该第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向垂直于第一偏光片的偏振方向，该架构下的第一偏光片的透光率为109.5％，其为架构4的透光率的107.3％；
架构6：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片、设于第一扩散片上的尖角型第一棱镜片、及设于该尖角型第一棱镜片上的圆角型第二棱镜片，其中，所述尖角型第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向垂直于第一偏光片的偏振方向，所述圆角型第二棱镜片的第二棱柱的轴向方向平行于第一偏光片的偏振方向，该架构下的第一偏光片的透光率为128.5％；
架构7：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片、设于第一扩散片上的尖角型第一棱镜片、及设于该尖角型第一棱镜片上的圆角型第二棱镜片，其中，所述尖角型第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向平行于第一偏光片的偏振方向，所述圆角型第二棱镜片的第二棱柱的轴向方向垂直于第一偏光片的偏振方向，该结构下的第一偏光片的透光率为136.5％，其为架构6的透光率的106.2％；
架构8：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片、设于第一扩散片上的尖角型第一棱镜片、及设于该尖角型第一棱镜片上的尖角型第二棱镜片，其中，所述尖角型第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向垂直于第一偏光片的偏振方向，所述尖角型第二棱镜片的第二棱柱的轴向方向平行于第一偏光片的偏振方向，该架构下的第一偏光片的透光率为145.5％；
架构9：该光学膜片组由下自上包括：第一扩散片、设于第一扩散片上的尖角型第一棱镜片、及设于该尖角型第一棱镜片上的尖角型第二棱镜片，其中，所述尖角型第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向平行于第一偏光片的偏振方向，所述尖角型第二棱镜片的第二棱柱的轴向方向垂直于第一偏光片的偏振方向，该架构下的第一偏光片的透光率为152.2％，其为架构8的透光率的104.6％。
可见，采用架构6、7、8、9时，第一偏光片的透光率较高，而对比架构6与架构7及架构8与架构9，可知，当第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向与第一偏光片偏振方向垂直时，该第一偏光片的透光率最高。
同时，针对亮度不均问题，申请人做了以下实验。请参阅图4，在第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向垂直的情况下，旋转第一棱镜片的方向，其中，A、B、C、D、E、F、G及H曲线分别表示在第一棱镜片的第一棱柱旋转0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°及35°时的照度波形。
由该曲线图可知，该第一棱镜片旋转角度小于40°的情况下，也就是第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向的夹角在50°～90°时，能同时保证液晶面板的辉度及亮度均匀度，且在第一棱镜片旋转角度为30°时，也就是第一棱镜片的第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向的夹角在60°，达到最好效果。
请参阅图2，所述第一棱镜片22第一基板222下表面为经过雾化处理的雾化表面，所述雾化处理方式为蒙砂、喷砂、或丝印，且，所述第一基板222下表面经过雾化处理后的雾度为10％～40％。
同时请参阅图5，第一棱镜片第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向夹角为60°时，第一棱镜片背面雾度分别为4％与30％时的视角亮度波形图，其中，K、I曲线分别表示雾度为30％与4％时的视角亮度波形。根据实验得知，当该雾化表面的雾度为10％～40％之间时，亮度的均匀度较佳，且以雾度为30％时为最佳。
请参阅图1、图2及图5，为本发明液晶显示装置中光学膜片组的一实施例的立体分解图，在本实施例中，所述光学膜片组20还包括一位于第一棱镜片22下方的扩散片24、及一设于第一棱镜片22与扩散片24之间的第二棱镜片26，所述第二棱镜片26包括第二基板262及设于第二基板262上表面的数条平行排列的第二棱柱264，该些第二棱柱264的轴向方向与第一棱柱224的轴向方向垂直(夹角为90°)，所述第一棱柱224为三棱柱，其由第一基板222上表面向上逐渐变窄，进而在该第一棱柱224的顶部形成一尖角；所述第二棱柱264为三棱柱，其由第二基板262上表面向上逐渐变窄，该第二棱柱264的顶部为一圆角。
上述光学膜片组20的架构仅为一种例子，其还可以为第一、第二棱镜片22、26的第一、第二棱柱224、264均为尖角三棱柱、或均为圆角三棱柱、或第一棱镜片22的第一棱柱224为圆角三棱柱，第二26棱镜片的第二棱柱264为尖角三棱柱等，也可以只设置第一棱镜片22，该第一棱镜片22的第一棱柱224也可为圆角、或尖角三棱柱。
综上所述，本发明液晶显示装置去掉了现有光学膜片组最上层的扩散片，降低生产成本，将处于光学膜片组最上方的第一棱镜片与液晶面板最下方的第一偏光片呈一定角度设置，提高了液晶显示装置的透光率，改善液晶面板显示的亮暗不均，在第一棱镜片远离第一偏光片的一面涂布形成一定的雾度，消除影像的侧突出光型，进而提高大尺寸液晶显示装置的光学品级。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：背光模组及位于背光模组上的液晶面板，所述背光模组包括一光学膜片组，所述光学膜片组包括一第一棱镜片，所述液晶面板包括一第一偏光片，所述第一偏光片直接面对该第一棱镜片设置，所述第一棱镜片包括第一基板及设于第一基板上表面的数条平行排列的第一棱柱，该些第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向之间具有一夹角。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一棱柱的轴向方向与第一偏光片的偏振方向的夹角为50°～90°。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一棱镜片第一基板下表面为经过雾化处理的雾化表面。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述雾化处理方式为蒙砂、喷砂、或丝印。
5.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一基板下表面经过雾化处理后的雾度为10％～40％。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述光学膜片组还包括一位于第一棱镜片下方的扩散片。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述光学膜片组还包括一设于第一棱镜片与扩散片之间的第二棱镜片，所述第二棱镜片包括第二基板及设于第二基板上表面的数条平行排列的第二棱柱，该些第二棱柱的轴向方向与第一棱柱的轴向方向垂直。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一棱柱为三棱柱，其由第一基板上表面向上逐渐变窄，进而在该第一棱柱的顶部形成一尖角；所述第二棱柱为三棱柱，其由第二基板上表面向上逐渐变窄，该第二棱柱的顶部为一圆角。
9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶面板还包括设于第一偏光片上的第一玻璃基板、设于第一玻璃基板上的第二玻璃基板、设于第一与第二玻璃基板之间的液晶及设于第二玻璃基板上的第二偏光片。
10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括背板、设于背板内的反射片、设于反射片上的导光板、设于背板内的背光源及设于背板上的胶框，所述光学膜片组位于导光板上，所述液晶面板设于该胶框上。
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