CN101487947A - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器，所述液晶显示器能在实现制造成本的降低的同时提高显示质量。所述液晶显示器包括：液晶面板，具有以第一节距排列的多个像素；光源，将光供应到液晶面板；导光板，将光引导到液晶面板，其中，棱镜以第二节距形成在导光板上，其中，第二节距是商与修正值之和，通过第一节距除以自然数m来得到所述商，所述修正值依赖于选择的视距和液晶面板与棱镜之间的间距。

Description

液晶显示器

本申请要求于2008年1月16日提交的第10-2008-0005068号韩国专利申请的优先权和全部利益，该申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本公开涉及一种液晶显示器，更具体地说，一种能够在实现降低制造成本的同时提高显示质量的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器通常包括液晶面板和背光单元。液晶面板可包括具有在其上布置的多个场产生电极(包括像素电极和共电极)的两个基底，以及一层液晶材料，所述液晶材料包括设置在两个基底之间的液晶分子。在液晶显示器中，这样控制入射在液晶面板上的光的透射率，即，通过向场产生电极施加选择的电压以产生电场，电场控制液晶层中的液晶分子的取向，从而控制入射在液晶面板上的偏振光的强度。

液晶显示器的液晶面板自己不发射光，然而液晶显示器可包括背光单元作为光源，以将光供应到液晶面板来显示图像。

通常，背光组件包括：光源，用于照射光；导光板(LGP)，用于将从光源供应的光引导到液晶面板；一个或多个光学片，用于提高从LGP发射到液晶面板的光的亮度和均匀度；反射片，设置在LGP下方。

在背光组件中，为了提高发射到液晶面板的光的亮度和均匀度，光学片可包括棱镜、导光板的底表面和/或顶表面。

然而，棱镜会导致云纹(moiré)干涉，使液晶显示器的显示质量劣化。为了解决云纹干涉的问题，可单独地使用光学片，然而这增加了制造成本。

发明内容

本发明公开了一种能够在实现制造成本的降低的同时提高显示质量的液晶显示器。

将在下面的描述中描述本公开的上述和其它目的，或通过下面的描述使本发明的上述和其它目的是明显的。

通过一种液晶显示器解决了上述和其它缺点，所述液晶显示器包括：液晶面板，具有以第一节距排列的多个像素；光源，用于将光供应到液晶面板；导光板，用于将光引导到液晶面板，其中，导光板包括以第二节距设置的多个棱镜，第二节距是商和修正值的和，通过第一节距除以自然数m来确定所述商，利用包含选择的视距和液晶面板与棱镜之间的间距的公式来确定所述修正值。

本发明还公开了一种液晶显示器，该液晶显示器包括：液晶面板，具有以第一节距设置的多个像素；光源，用于将光供应到液晶面板；导光板，用于将光引导到液晶面板；光学片，设置在导光板和液晶面板之间，其中，导光板和光学片中的至少一个包括具有第二节距的多个棱镜，第二节距是商和修正值的和，通过第一节距除以自然数m来确定所述商，利用选择的视距和液晶面板与棱镜之间的间距来确定所述修正值。

本发明还公开了一种制造液晶显示器的方法，该方法包括以下步骤：设置具有以第一节距排列的多个像素的液晶面板；设置用于向液晶面板供应光的光源；设置用于将光引导到液晶面板的导光板，其中，导光板包括以第二节距设置的多个棱镜，第二节距被确定为商和修正值的和，通过用第一节距除以自然数(m)来确定所述商，利用包含选择的视距和液晶面板与棱镜之间的距离的公式来确定所述修正值。

本发明还公开了一种制造液晶显示器的方法，该方法包括以下步骤：设置具有以第一节距设置的多个像素的液晶面板；设置用于将光提供应到液晶面板的光源；设置用于将光引导到液晶面板的导光板；设置在导光板和液晶面板之间设置的光学片，其中，导光板和光学片中的至少一个包括具有第二节距的多个棱镜，第二节距是商和修正值的和，通过用第一节距除以自然数(m)来确定所述商，利用选择的视距和液晶面板与棱镜之间的距离来确定所述修正值。

附图说明

作为说明书的总结，在权利要求中具体地指出并清楚地要求保护公开的主题。通过下面结合附图进行的详细描述，公开的实施例的上述和其它目的、特征和优点将会是明显的，在附图中：

图1是示意性地示出根据实施例的液晶显示器的分解透视图；

图2是图1所示的液晶面板的俯视图；

图3是示出图1所示的液晶面板和导光板的第一实施例的剖视图；

图4是描述图3所示的设置在底表面上的棱镜的节距的视图；

图5是图3所示的实施例的云纹节距与视距的关系的曲线图；

图6是示出图1所示的液晶面板和导光板的第二实施例的剖视图；

图7是描述图6所示的设置在底表面上的棱镜的节距的视图；

图8是图6所示的实施例的云纹节距与视距的关系的曲线图；

图9是示出根据实施例的用于修正液晶显示器中的设置在底表面上的棱镜的节距的关系的视图；

图10是示出从图9所示的视图推出的关系的曲线图；

图11是云纹节距和视距与设置在液晶面板和底表面棱镜之间的材料的折射率的关系的曲线图。

通过参照附图的示例的方式，详细的描述解释了示例性实施例以及各个方面、优点和特征。

具体实施方式

通过参照下面的对示例性实施例和附图的详细描述，本公开的各方面、优点、特征和方法可被更容易理解。虽然本公开描述了示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行各种变化并且可以对本公开的元件等同替代。所公开的实施例可具有许多不同的形式，并且不应理解为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并将本公开的构思充分地传达给本领域技术人员，本公开将只由权利要求来限定。因此，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改，以使具体情况或材料适应本公开的教导。因此，本公开意图不限于所公开的预期作为实施本公开的最佳方式的具体实施例。

在整个说明书中，相同的标号表示相同的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意和全部组合。

应该理解的是，虽然这里可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于使一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则术语(例如在通用的字典中定义的那些术语)应该被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思，而不将理想地或者过于正式地解释它们的意思。

下面，参照附图更详细地描述实施例。

将参照图1和图2详细地描述根据实施例的液晶显示器。图1是示意性地示出根据实施例的液晶显示器的分解透视图，图2是图1所示的液晶面板的俯视图。

参照图1，液晶显示器600包括显示图像的液晶面板710、驱动液晶面板710的驱动电路716以及将光供应到液晶面板710的背光组件100。

液晶面板710包括第一基底712、与第一基底712面对的第二基底714、设置在第一基底712和第二基底714之间的液晶层(未示出)。

第一基底712可以是具有薄膜晶体管(TFT，未示出)的TFT基底，TFT是以矩阵排列的开关元件。在每个TFT中，数据线(未示出)和栅极线(未示出)连接到源极端和栅极端，像素电极连接到漏极端。

第二基底714可以是具有用于彩色显示的以薄膜形式设置的RGB像素(未示出)的滤色器基底。可在第二基底714上形成由透明导电材料制成的共电极(未示出)。

在具有上述构造的液晶面板710中，当功率被施加到TFT的栅极端从而TFT导通时，在像素电极和共电极之间产生电场。设置在第一基底712和第二基底714之间的液晶层中的液晶分子的取向被像素电极和共电极之间产生的电场改变。液晶分子的取向的变化改变了从背光组件100供应的光的透射，从而显示期望的灰度的图像。

驱动电路716包括栅极驱动器(未示出)和数据驱动器(未示出)，栅极驱动器产生多个栅极信号，并将所述栅极信号供应到各个栅极线，数据驱动器产生图像数据电压，并将所述图像数据电压供应到各个数据线。

栅极驱动器和数据驱动器是可以以载带封装(TCP)型或薄膜覆晶(COF)型附着到液晶面板710的集成电路(IC)。可选地，栅极驱动器和数据驱动器的每个可以以至少一个集成电路(IC)芯片的形式直接地安装在液晶面板710上。

参照图2，液晶面板300可包括在其上显示图像的显示区域(DA)310和在其上不显示图像的非显示区域(即，液晶面板300的周围区域(PA)320)。

在显示区域310中，排列有多个像素(PX)330以显示图像。可以以选择的间距重复设置多个像素330。这里，像素330之间的间距(即像素330之间的节距)可被分为沿x方向的节距(ppx)和沿y方向的节距(ppy)。这里，x方向是与垂直于入射表面210的线平行的方向，y方向是与入射表面210平行的方向，其中，光从光源110入射到入射表面210上。同时，可通过x方向长度(Dx)和y方向长度(Dy)来限定显示区域310的尺寸。

在周围区域320中，不显示图像。如上所述，驱动电路716可以以TCP型集成电路或COF型集成电路连接到PA。可选地，驱动电路716可直接安装在PA上。

再参照图1，背光组件100包括：光源110，产生光；光源盖112，保护光源110；导光板200，引导从光源110产生的光的路径；反射片120，设置在导光板200的下方；光学片130，设置在导光板200上方。背光组件100可包括多个光学片130。

光源110可设置为邻近导光板200。光源110响应外部电源并产生光。示例性光源包括冷阴极荧光灯(CCFL)、具有形成在其相对端的外电极的外电极荧光灯(EEFL)等，或包括上述光源的至少一种的组合。光源的形状不受限制。示例性的形状包括长圆柱形、短圆柱形、球形等，或包含上述形状的至少一种的组合。

光源盖112覆盖光源110的三个表面并保护光源110。光源盖112在覆盖光源110的同时，将从光源110产生的光向导光板200反射，从而提高光的利用效率。

导光板200引导从光源110入射的光。为了防止光的损失，导光板200可包含透明材料。导光板200的示例性材料包括：聚烯烃，例如，聚乙烯、聚丙烯；聚酰胺，例如，尼龙4，6、尼龙6、尼龙6，6、尼龙6，10、尼龙6，12；聚酯，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(1，4-环己烷-二甲醇-1，4-环己烷二羧酸酯)(PCCD)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、环己烷二甲醇与对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(PETG)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)；聚酰亚胺、聚缩醛、聚丙烯酸、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚芳砜、聚醚砜、聚砜、聚醚酰亚胺、聚芳撑醚(polyarylene ether)等，或者包含至少一种上述聚合物的组合，或至少一种上述聚合物的共聚物。在实施例中，聚合物可以具有最大尺寸小于3000埃的畴。在示例性实施例中，用作导光板的材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

导光板200包括：入射表面210，光从光源110入射到入射表面210上；顶表面230，与入射表面210接触；底表面220，与入射表面210接触并与顶表面相对。

如图1所示，导光板200可以是楔形的。即，导光板200的厚度与距入射表面210的距离反相关，其中，所述厚度是从底表面220到顶表面230的距离。因此，虽然光源110被设置为与导光板200相邻，但是，光可以到达在远离光源110的距离处的底表面220的全部或一部分。另一方面，导光板200可被构造为具有恒定的在顶表面和底表面之间的厚度。在这种情况下，光源110可设置在导光板200的相对侧。

可在导光板200的顶表面上设置顶表面棱镜270，可在导光板200的底表面上设置底表面棱镜250和平坦部分260。

顶表面棱镜270可具有凸起部分或凹入部分。可在顶表面230的整个表面上设置多个顶表面棱镜270，所述多个顶表面棱镜270可以是条纹形的，顶表面棱镜270可设置为与入射表面210垂直。

顶表面棱镜270可具有与纵向方向垂直的基本上呈三角形的剖面形状。可选地，顶表面棱镜270的设置在两个倾斜平面相交的点处的边缘可弯曲。顶表面棱镜270也可具有弯曲形状。

底表面棱镜250可具有凹入形状。为了使导光板200内部传播的光沿垂直方向发射，底表面棱镜250可具有凹陷，所述凹陷具有三角形的剖面形状。

多个底表面棱镜250可彼此分开，以形成设置为与入射表面210垂直的条纹形状。

底表面棱镜250可与光源110的纵向方向平行，相反，由于顶表面棱镜270可与入射表面210垂直，所以顶表面棱镜270可与底表面棱镜250垂直。

可在每个底表面棱镜250之间设置平坦部分260。当导光板200具有厚度随距入射表面210的距离逐渐减小的楔形形状时，顶表面230和平坦部分260之间的间距可逐渐减小，或者顶表面230和平坦部分260之间的间距可以以阶梯方式减小。

如图1所示，平坦部分260可被设置为与入射表面210垂直，从而在导光板200内部被引导的光可满足全内反射条件。

另一方面，平坦部分260可被设置为使其相对于顶表面向下以选择的角度倾斜。选择的角度可以是距入射表面210的距离的函数。在一个示例性实施例中，平坦部分260可以以一定角度倾斜，其中，所述角度可以是大约0.01度至大约10度，具体地说，是大约0.1度至大约1度，更具体地说，是大约0.1度至大约0.3度。

如果平坦部分260以这样的方式向下倾斜，则当光从入射表面210入射到平坦部分260上时形成的入射角增加，因此反射角增加，从而增加全内反射的比率。此外，在反射时，从光被反射的点到所述光被再次反射的点的距离被延长，从而光反射的次数减少。因此，可使光强度的损失最小化，因此提高了从导光板200的顶表面发射的光的有效强度，从而提高亮度。

利用上述导光板200的结构，来自光源110的光通过入射表面210入射到导光板200中。因此光能够被平坦部分260全反射，其中，通过底表面棱镜250改变反射角。因此，通过导光板200的顶表面发射光。此外，可通过顶表面棱镜270来实现对水平方向的光的收集。

反射片120可设置在导光板200下方。反射片120反射从导光板200泄漏的光，并使反射的光向导光板200的内部入射。反射片120可由高反射材料制成。反射片120的示例性材料包括白色聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、白色聚碳酸酯(PC)、填充二氧化钛的ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)、涂覆有薄金属层(例如，银、铝或金)的聚合物等，或包含至少一种上述材料的组合。

光学片130可设置在导光板200上方，以提高从导光板200发射的光的亮度，或增强外观质量。

光学片130可包括漫射片(未示出)。具有浑浊度(haze)的漫射片可解决与外观质量有关的问题，例如亮线、暗线、在角落处的暗部等，这些问题会由导光板200的底表面棱镜250和顶表面棱镜270引起。漫射片的浑浊度可以是大约1％至大约99％，具体地说，是大约20％至大约80％，更具体地说，是大约50％至大约70％。

此外，光学片130可包括棱镜片(未示出)。可在棱镜片上设置彼此相连的多个棱镜(未示出)。棱镜片可以是条纹形状的，并且可包括平行于设置在导光板200的顶表面上的顶表面棱镜270的棱镜。

可选地，棱镜片可以是条纹形状的，并且包括与设置在导光板200的顶表面上的顶表面棱镜270垂直的棱镜。可选地，光学片130可包括两个棱镜片，其中的一个棱镜片包括条纹，在该条纹中，棱镜被设置为平行于顶表面棱镜270，其中的另一个棱镜片包括条纹，在该条纹中，棱镜被设置为垂直于顶表面棱镜270。

棱镜可包括与纵向方向垂直的基本上呈三角形的剖面形状。棱镜的顶点可形成一定角度，其中所述角度可以是大约70度至大约179度，具体地说，是大约80度至大约150度。此外，棱镜的设置在两个倾斜平面相交的点处的边缘可弯曲。棱镜片可以是弯曲的，棱镜可以是弯曲的。

光学片130可包括保护片(未示出)。保护片可设置在棱镜片上方，保护片可保护棱镜片，并且保护片可防止棱镜片与设置在棱镜片上方的液晶面板710接触，从而提高外观质量。保护片的浑浊度可以是大约20％至大约99％，具体地说，是大约50％至大约95％，更具体地说，是大约70％至大约90％。

下面，将参照图3至图5描述根据第一实施例的液晶显示器。图3是示出图1所示的液晶面板和导光板的第一实施例的剖视图，图4是描述图3所示的多个底表面上棱镜之间的节距的视图，图5是图3所示的实施例的云纹节距与视距的关系的曲线图。

参照图3，液晶面板710可包括多个面板开口712和黑色矩阵714，并且液晶面板710被多个面板开口712和黑色矩阵714划分。面板开口712与液晶面板710的光通过其传输的区域对应。多个黑色矩阵714设置在像素(见图2的PX 330)之间，以光学地隔离各个像素并限定面板开口712。

由于以恒定的间距设置黑色矩阵714，所以像素之间的节距可被确定为黑色矩阵714之间的间距。此外，黑色矩阵714之间的间距可被确定为与从光源110到入射表面210的线平行。因此，像素之间的节距对应于x方向节距(ppx)。

底表面棱镜250之间的节距(pd)可以与x方向节距(ppx)相同。具体地说，底表面棱镜250之间的节距(pd)可以是x方向节距(ppx)与修正值(t)的和，将在下面描述所述修正值。

可使用图4中的视图来描述在液晶显示器中观察到的云纹现象(moiréphenomenon)。在图4中，将液晶显示器的观看者的眼睛定义为观察点。将从观察点到具有底表面棱镜250的底表面220的距离定义为视距(x)。将从观察点到液晶面板710画的垂直线定义为参照线。

在图4中，(b)表示沿垂直于参照线的方向测量的第i黑色矩阵(BM_i)和第i+1底表面棱镜PP_(i+1)之间的距离。液晶面板710和具有底表面棱镜250的底表面220之间的间距表示为(a)。如果导光板200在顶表面230和底表面220之间具有恒定的间距，则间距(a)具有恒定值。另一方面，如图3所示，如果导光板200具有楔形形状，也就是说，如果顶表面230和底表面220之间的间距在远离入射表面210的距离处更小，则间距(a)对应于液晶面板710和底表面220之间的平均间距。

再参照图4，第i黑色矩阵(BM_i)和第i+1黑色矩阵(BM_(i+1))之间的间距对应于x方向节距(ppx)。此外，第i底表面棱镜PPi和第i+1底表面棱镜PP_(i+1)之间的间距(即，底表面棱镜250之间的节距(pd))是x方向节距(ppx)与修正值的和，将在下面描述所述修正值。

云纹现象是由因为导光板200的多个底表面棱镜250的排列以及像素的排列而导致的光的干涉而产生的。

参照图4，观察点、第i黑色矩阵BM_i(其中，(i)是自然数)和第i+1底表面棱镜PP_(i+1)位于沿观察角(δ)的同一条线上。这里，当观看者从观察点观察第i黑色矩阵BM_i和第i+1底表面棱镜PP_(i+1)时，观察角(δ)是由连接观察点、第i黑色矩阵BM_i和第i+1底表面棱镜PP_(i+1)的直线与参照线限定的内角。

在这些情形下，如果(b)等于x方向节距(ppx)，则观看者在从参照线到第i+1底表面棱镜PP_(i+1)的距离处观察到云纹现象。也就是说，云纹的节距(y)对应于从参照线到第i+1底表面棱镜PP_(i+1)的距离。基于这个结论，可由等式1来表示云纹节距(y)：

y＝ppx×i+b＝(ppx+t)×(i+1)                   (1)

可从等式1导出垂直距离(b)，如等式2所示：

b＝ppx+t×(i+1)                               (2)

同时，如图4所示，可几何地获得等式3：

(x-a):(ppx×i)＝a:b                           (3)

即，ppx×i×a＝(x-a)×b

可通过对等式2和等式3联立求解(i)来获得等式4：

$i=\frac{(\mathrm{ppx}+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×(x-a))}---\left(4\right)$

可通过将等式4代入到等式1来获得等式5：

$y=(\mathrm{ppx}+t)\×[\frac{(\mathrm{ppx}+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×(x-a))}+1]---\left(5\right)$

在等式5中，x方向节距(ppx)以及液晶面板710和具有底表面棱镜250的底表面220之间的间距(a)是选择的值。因此，等式5可以是云纹节距(y)与修正值(t)和视距(x)的关系的表达式。

在表达云纹节距(y)与修正值(t)和视距(x)的关系的情况下，作为示例，考虑观察角(δ)大的情况。在前面的描述中，作了这样的假设，即，观察点、第i黑色矩阵BM_i(其中，(i)是自然数)和第i+1底表面棱镜PP_(i+1)位于沿观察角(δ)的同一条线上。如果观察角(δ)增加，则观察点、第i黑色矩阵BM_i和第i+k底表面棱镜PP_(i+k)(其中，k是等于或大于2的自然数)可位于沿观察角(δ)的同一条线上。

在这些情况下，观看者会在从参照线到第i+k底表面棱镜PP_(i+k)的距离处观察到k个云纹图案。在这种情况下，假设y_(k)是观察到第k云纹图案的距参照线的垂直距离，可在下面的等式6中表示y_(k)：

y_(k)＝ppx×i+b＝(ppx+t)×(i+k)     (6)

可从等式6导出用b表示的垂直距离，如等式7所示：

b＝ppx×k+t×(i+k)                 (7)

可通过对等式7和等式3联立求解(i)来获得等式8：

$i=\frac{k\×(\mathrm{ppx}+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×(x-a))}---\left(8\right)$

可通过将等式8代入到等式6来获得等式9：

$y_{\left(k\right)}=(\mathrm{ppx}+t)\×[\frac{k\×(\mathrm{ppx}+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×(x-a))}+k]---\left(9\right)$

因此，出现第(k-1)云纹图案的离参照线的距离y_(k-1)可在下面的等式10中表示：

$y_{(k-1)}=(\mathrm{ppx}+t)\×[\frac{(k-1)\×(\mathrm{ppx}+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×(x-a))}+(k-1)]---\left(10\right)$

因此，可通过y_(k)和y_(k-1)之间的差来获得云纹节距(y)，如下面的等式11所示：

$y={y_{\left(k\right)}-y}_{(k-1)}=(\mathrm{ppx}+t)\×[\frac{(\mathrm{ppx}+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×(x-a))}+1]---\left(11\right)$

因此，等式11和等式5是等同的，因此即使观察角(δ)增加，也可以从相同的等式中导出云纹节距(y)。

下面，将进一步参照图5描述一种利用等式11来计算独立的底表面棱镜250之间的节距(pd)的方法。具体地说，现在将描述一种确定将被加到x方向节距(ppx)的修正值(t)的方法。

图5是示出对于等式11中将被加到x方向节距(ppx)的各种修正值(t)，云纹节距(y)与视距(x)的关系的曲线图。通过示例的方式，图5中示出的曲线图被应用到个人计算机。在图5中，假设间距(a)是1.35μm，x方向节距(ppx)是237μm。

参照图5，在不进行修正的情况下，底表面棱镜250之间的节距(pd)等于x方向节距(ppx)，观察到云纹节距(y)关于视距(x)线性增加。换言之，距离观看者的视距(x)越大，观看者观察到的云纹节距(y)就越大。

如果将修正值(t)加到x方向节距(ppx)，则云纹节距(y)具有双曲线轨迹。在一个示例性实施例中，当t＝0.0012mm时，观察到双曲线具有大约为x＝400mm的渐近线。

渐近线也可称为云纹去除线。在视距(x)基本与渐近线相同时，云纹节距(y)增加到趋向于无穷大，因此观看者观察不到云纹。

因此，对于选择的修正值(t)，可以示出云纹节距(y)与视距(x)的关系，从而找出云纹节距(y)趋向于无穷大的视距(x)。图5示出了随着修正值(t)增加渐近线的视距x趋近于零的结论。因此，随着修正值(t)增加，对应于云纹去除线的视距(x)减小。

可将云纹节距(y)的修正值(t)选择为使得观看者基本上观察不到云纹。

图2示出了具有尺寸为Dx乘Dy的显示区域(DA)310的液晶面板。可将修正值(t)选择为使得云纹节距(y)大于液晶显示器的其上显示图像的显示区域(DA)的尺寸(Dx或Dy)的一半。因此，如果云纹节距(y)大于Dx或Dy的一半，则观察到的是：观看者基本上不能观察到在液晶显示器上出现云纹现象。

在一个示例性实施例中，如果在个人计算机上显示图像的显示区域DA的尺寸为Dx或Dy是200mm，则可将修正值(t)选择为使得云纹节距(y)不小于200mm的一半，即，不小于100mm。

因此，在一个示例中，例如，如果个人计算机的视距(x)平均为450mm，则可将修正值(t)选择为0.0009mm，使得图5中的云纹节距(y)的渐近线大于或等于100mm。因此，可将修正值(t)选择为大约1μm。

根据第一实施例，可实现液晶显示器的显示质量的提高以及液晶显示器的制造成本的降低。

具体地说，提高液晶面板自身的浑浊度或者使用具有浑浊度值的光学片可减少观看者观察到的云纹。然而，虽然增加浑浊度能补偿云纹可视性，但是会不期望地降低亮度，最终使液晶显示器的显示质量劣化。

然而，在根据第一实施例的具有所述棱镜间距的液晶显示器中，可在不增加浑浊度的情况下降低云纹的可视性。因此，液晶显示器的具有上述棱镜的结构在不牺牲液晶显示器的亮度的情况下提高了显示质量。此外，可去除为了增加液晶面板的浑浊度值而进行的另外的处理或使用单独的具有高浑浊度值的光学片(这两者都是为了降低云纹可视性的目的来执行的)，从而降低液晶显示器的制造成本。

下面，将参照图6至图8来描述根据第二实施例的液晶显示器。图6是示出图1所示的液晶面板和导光板的第二实施例的剖视图，图7是描述图6所示的多个底表面棱镜的节距的视图，图8是图6所示的实施例的云纹节距与视距的关系的曲线图。与根据第一实施例的液晶显示器的组件功能基本相同的组件用与对应的组件的标号相同的标号来表示，因此省略对其的描述。

参照图6，多个底表面棱镜250之间的节距(pd)与x方向节距(ppx)除以(m)得到的商大致相同，其中m是自然数。具体地说，底表面棱镜250之间的节距(pd)是x方向节距(ppx)除以自然数(即m)得到的商与将在后面描述的修正值(t)之和。虽然在下面的描述中，图6示出了m＝2的情况下的示例，但是m不限于2，任何其它自然数都可以应用到m。因此，m可以是大约1至大约100，具体地说，是大约10至大约90，更具体地说，是大约25至大约75。

在图7中，(b)表示沿垂直于参照线的方向测量的第i黑色矩阵(BM_i)和第i×m+1底表面棱镜PP_(i×m+1)之间的垂直距离。此外，第i×m底表面棱镜PP_(i×m)与第i×m+1底表面棱镜PP_(i×m+1)之间的间距(即，底表面棱镜250之间的节距(pd))是x方向节距(ppx)除以m得到的商与将在后面描述的修正值(t)之和。

参照图7，观察点、第i黑色矩阵BM_i(其中，(i)是自然数)和第i×m+1底表面棱镜PP_(i×m+1)位于沿观察角(δ)的同一条线上。这里，当观看者从观察点观察第i黑色矩阵BM_i和第i×m+1底表面棱镜PP_(i×m+1)时，观察角(δ)是由连接观察点、第i黑色矩阵BM_i和第i×m+1底表面棱镜PP_(i×m+1)的直线与参照线形成的内角。

在这些情形下，如果(b)等于x方向节距(ppx)，则观看者在从参照线到第i×m+1底表面棱镜PP_(i×m+1)的距离处观察到云纹图案。因此，观察到的云纹的节距(y)对应于从参照线到第ixm+1底表面棱镜PP_(i×m+1)的距离。基于这个结论，可由等式12来表示云纹节距(y)：

y＝ppx×i+b＝(ppx/m+t)×(i×m+1)            (12)

可从等式12导出垂直距离(b)，如等式13所示：

b＝ppx/m+(i×m+1)×t                        (13)

同时，如图7所示，可几何地得到等式14：

(x-a):(ppx×i)＝a:b                       (14)

即，ppx×i×a＝(x-a)×b

可通过对等式13和等式14联立求解(i)来获得等式15：

$i=\frac{(\mathrm{ppx}/m+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×m\×(x-a))}---\left(15\right)$

可通过将等式15代入到等式12来获得等式16：

$y=(\frac{\mathrm{ppx}}{m}+t)\×[\frac{m\×(\mathrm{ppx}/m+t)\×(x-a)}{(\mathrm{ppx}\×a-t\×m\×(x-a))}+1]---\left(16\right)$

在等式16中，x方向节距(ppx)、液晶面板710与具有底表面棱镜250的底表面220之间的间距(a)以及自然数m是选择的值。因此，等式16可以是云纹节距(y)与修正值(t)和视距(x)的关系的表达式。

通过将云纹节距(y)表达为修正值(t)和视距(x)的函数，即使观察角(δ)增加，也可以通过相同的等式导出云纹节距(y)。推导过程基本上与第一实施例中的推导过程相同，因此将不给出对其的描述。

下面，将进一步参照图8来描述一种利用等式16获得多个底表面棱镜250之间的节距(pd)的方法。即，现在将描述一种确定将被加到x方向节距(ppx)除以(m)获得的商的修正值(t)的方法。

图8是示出对于等式16中将被加到用x方向节距(ppx)除以(m)获得的商的增加的修正值(t)，云纹节距(y)与视距(x)的关系的曲线图。图8中示出的曲线图被通过示例的方式应用到个人计算机。在图8中，假设间距(a)是1.35μm，x方向节距(ppx)是237μm。为了比较，在图8中也示出了一些第一实施例的渐近线。

参照图8，在不进行修正的情况下，即，底表面棱镜250之间的节距(pd)等于x方向节距(ppx)除以(m)获得的商，云纹节距(y)关于视距(x)线性增加。对于相同的视距(x)，观看者观察到的云纹节距(y)比第一实施例中的云纹节距(y)小，这说明观看者观察到的云纹现象比第一实施例中的云纹现象更清楚。

如果将修正值(t)加到x方向节距(ppx)除以(m)获得的商，则观察到云纹节距(y)具有双曲线轨迹。当与第一实施例中的修正值(t)相比时，观察到云纹去除线比视距(x)短。此外，在云纹去除线之前和之后，云纹节距(y)更急剧地变化。

可用与第一实施例中的方法相同的方法来确定修正值(t)。然而，当与第一实施例相比时，由于在云纹去除线之前和之后，云纹节距(y)更急剧地变化，所以视距(x)的范围(其中，节距(y)将使观看者基本上观察不到云纹)更小。因此，期望的是比第一实施例更精确的修正。

根据第二实施例，与第一实施例相似，可提高液晶显示器的显示质量并实现液晶显示器的制造成本的降低。

下面，将参照图9至图11描述根据第三实施例的液晶显示器。图9是描述根据第三实施例的液晶显示器中的多个底表面棱镜的节距的视图，图10是示出从图9推出的关系的曲线图，图11是云纹节距与视距和设置在液晶面板和多个底表面棱镜之间的材料的折射率的关系的曲线图。在图11中，假设间距(a)是2μm，x方向节距(ppx)是237μm，修正值(t)是1μm。

如第三实施例中公开的，对液晶面板710和底表面220(包括底表面棱镜250)之间的间距(a)的值的修正可应用到第一和第二实施例。该修正考虑到液晶面板710和底表面220(包括底表面棱镜250)之间的材料的折射率。关于此，为了简洁起见，将仅对第一实施例的情况进行解释。与根据第一实施例的液晶显示器的组件功能基本相同的组件用与对应的组件的标号相同的标号来表示，并且省略对其的描述。

参照图9，与第一实施例不同，在第三实施例中，在液晶面板710和底表面220(包括底表面棱镜)之间设置具有折射率(n)的材料。虽然在第一实施例中没有考虑折射率，但是在这个示例性实施例中，假设液晶面板710和底表面220(包括底表面棱镜)之间的内部空气空间的折射率为1。

现在将描述获得用于修正在根据第三实施例的液晶显示器中的液晶面板710和底表面220(包括底表面棱镜)之间的间距(a)的值的关系的方法。

参照图9，将观察点、第i黑色矩阵BM_i和虚点PP_(i+1)′选择为位于沿观察角(δ)的同一条线上。

根据斯涅耳定律(Snell′s law)，光在折射率不同的两种不同材料的界面处朝两种材料中的具有更大的折射率的材料弯曲。结果，观看者感觉从第(i+1)底表面棱镜图案PP_(i+1)入射的光像是从虚点PP_(i+1)′入射的。

因此，液晶面板710和底表面220(包括底表面棱镜250)之间的间距(a)的值应该是距离a′，即，从液晶面板710到虚点PP_(i+1)′的距离。将第二实施例的等式16中的间距(a)换为a′的等式可改写为等式17：

$y=(\frac{\mathrm{ppx}}{m}+t)\×[\frac{m\×(\mathrm{ppx}/m+t)\×(x-a\′)}{(\mathrm{ppx}\×a\′-t\×m\×(x-a\′))}+1]---\left(17\right)$

其中，对于第三实施例，m＝1。但是m不限于1，任何其它自然数都可以应用到m。

利用斯涅耳定律导出等式18：

Sin(δ)＝n×Sinθ                  (18)

同时，如图9所示，可以几何地得到等式19：

a:a′＝tan(90-δ):tan(90-θ)     (19)

即，a＝a′×[cosδ/sin(δ)]/[cosθ/sinθ]

可通过联立求解等式18和等式19来获得等式20：

a＝a′×cosδ/(n×cosθ)           (20)

可通过联立求解等式18和等式20来获得等式21：

$a\′=a\×\cos \mathrm{\δ}/[n\×\sqrt{1-{(\sin \mathrm{\δ}/n)}^2}]---\left(21\right)$

图10是当等式21中的折射率n为1.5时，表示a′/a的比率与观察角(δ)的关系的曲线图。

可用与第一实施例相同的方式利用等式17和等式21来获得底表面棱镜250之间的节距(pd)。因此，可确定将要加到x方向节距(ppx)的修正值(t)。

下面，假设底表面棱镜之间的节距(pd)是恒定的，将参照图11进行材料折射率为1的情况下的云纹节距(y)和材料的折射率为1.5的情况下的云纹节距(y)之间的比较。

参照图11，对于相同的视距(x)，折射率越大，观看者观察到的云纹节距(y)越大，这表示当折射率增加时，观看者可观察到的云纹现象更少。此外，折射率越大，云纹去除线出现处的视距(x)越短。

根据第三实施例，与第一实施例相似，可实现液晶显示器的显示质量的提高以及液晶显示器的制造成本的降低。

虽然已经在第一实施例至第三实施例中描述了设置在导光板的底表面上的棱镜的分布，但是棱镜也可设置在导光板的顶表面上或光学片上。因此，公开的方法可用于包括在背光组件中的任何形式的棱镜布置，包括布置在棱镜片上的棱镜以及导光板中的底表面棱镜。

通常，可使用下面的等式来确定棱镜的节距：

$y=(p+t)\×[\frac{(p+t)\×(x-a)}{(p\×a-t\×(x-a))}+1]---\left(22\right)$

$y=(\frac{p}{m}+t)\×[\frac{m\×(p/m+t)\×(x-a)}{(p\×a-t\×m\×(x-a))}+1]---\left(23\right)$

$y=(\frac{p}{m}+t)\×[\frac{m\×(p/m+t)\×(x-a\′)}{(p\×a\′-t\×m\×(x-a\′))}+1]---\left(24\right)$

$a\′=a\×\cos \mathrm{\δ}/[n\×\sqrt{1-{(\sin \mathrm{\δ}/n)}^2}]---\left(25\right)$

在等式22至等式25中，(p)是像素节距。假设棱镜设置为与垂直于(从光源110提供的光的)入射表面210的线平行，则(p)对应于x方向节距(ppx)。如果棱镜设置为与(从光源110提供的光的)入射表面210平行，则(p)变为y方向节距(ppy)。

虽然已经参照示例性实施例具体示出并描述了实施例，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离所公开的实施例的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节上的改变，所公开的实施例的精神和范围在权利要求中限定。因此，期望认为实施例在任何意义上都是说明性的而不是限制性的，将参照权利要求而不是上面的描述来表明本公开的范围。

Claims (19)

1、一种液晶显示器，包括：

液晶面板，具有以第一节距排列的多个像素；

光源，将光供应到液晶面板；

导光板，将光引导到液晶面板，其中，导光板包括以第二节距设置的多个棱镜，第二节距是商与修正值之和，通过第一节距除以自然数m来确定所述商，利用包括选择的视距和液晶面板与棱镜之间的间距的公式来确定所述修正值。

2、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，通过以下公式来确定所述修正值t：

$y=(\frac{p}{m}+t)\×[\frac{m\×(p/m+t)\×(x-a)}{(p\×a-t\×m\×(x-a))}+1],$

其中，p是第一节距，a是液晶面板与棱镜之间的间距，其中，修正值使在预设的视距x下，云纹节距y比选择的值大。

3、如权利要求2所述的液晶显示器，其中，利用云纹节距y与视距x的曲线图来确定修正值，将修正值选择为使云纹间距y趋向于无穷大。

4、如权利要求2所述的液晶显示器，其中，利用云纹节距y与视距x的曲线图来确定修正值，将修正值选择为使云纹节距y比液晶显示器的显示区域的尺寸的一半大。

5、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，n是液晶面板和棱镜之间的材料的平均折射率，用下面的公式来确定修正值：

$y=(\frac{p}{m}+t)\×[\frac{m\×(p/m+t)\×(x-a\′)}{(p\×a\′-t\×m\×(x-a\′))}+1],$

$a\′=a\×\cos \mathrm{\δ}/[n\×\sqrt{1-{(\sin \mathrm{\δ}/n)}^2}],$

将修正值选择为使在预设的视距x下，云纹节距y比选择的值大，其中，p是第一节距，t是修正值，a是液晶面板与棱镜之间的间距。

6、如权利要求5所述的液晶显示器，其中，利用云纹间距y与视距x的曲线图来确定修正值，将修正值选择为使云纹节距y趋向于无穷大。

7、如权利要求5所述的液晶显示器，其中，利用云纹节距y与视距x的曲线图来确定修正值，将修正值选择为使云纹节距y比液晶显示器的显示区域的尺寸的一半大。

8、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，导光板包括：入射表面，来自光源的光入射在入射表面上；顶表面，与入射表面接触；底表面，与入射表面接触并与顶表面相对，其中，底表面包括棱镜。

9、如权利要求8所述的液晶显示器，还包括在多个所述棱镜之间的平坦部分，其中，第一平坦部分和顶表面之间的第一距离比第二平坦部分和顶表面之间的第二距离大，第一平坦部分比第二平坦部分更接近入射表面。

10、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述顶表面和所述底表面之间的距离与离入射表面的距离反相关，液晶面板与棱镜之间的间距与液晶面板和所述顶表面之间的平均间距和液晶面板和所述底表面之间的平均间距中的至少一个相等。

11、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，棱镜设置为与入射表面平行，沿垂直于入射表面的方向来确定第一节距。

12、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，棱镜设置为与垂直于入射表面的线平行，沿平行于入射表面的方向来确定第一节距。

13、一种液晶显示器，包括：

液晶面板，具有以第一节距设置的多个像素；

光源，用于将光供应到液晶面板；

导光板，用于将光引导到液晶面板；

光学片，设置在导光板和液晶面板之间，

其中，导光板和光学片中的至少一个包括具有第二节距的多个棱镜，第二节距是商和修正值之和，通过第一节距除以自然数m来确定所述商，利用选择的视距和液晶面板与棱镜之间的间距来确定所述修正值。

14、如权利要求13所述的液晶显示器，其中，通过下面的公式来确定所述修正值：

$y=(\frac{p}{m}+t)\×[\frac{m\×(p/m+t)\×(x-a)}{(p\×a-t\×m\×(x-a))}+1],$

其中，p是第一节距，t是修正值，a是液晶面板与棱镜之间的间距，其中，修正值使得在选择的视距x下，云纹节距y比选择的值大。

15、如权利要求14所述的液晶显示器，其中，利用云纹节距y与视距x的曲线图来确定修正值，将修正值选择为使云纹节距y比液晶显示器的显示区域的尺寸的一半大。

16、如权利要求13所述的液晶显示器，其中，n是液晶面板和棱镜之间的材料的平均折射率，通过下面的公式来确定修正值：

$y=(\frac{p}{m}+t)\×[\frac{m\×(p/m+t)\×(x-a\′)}{(p\×a\′-t\×m\×(x-a\′))}+1],$

$a\′=a\×\cos \mathrm{\δ}/[n\×\sqrt{1-{(\sin \mathrm{\δ}/n)}^2}]$

将修正值选择为使在选择的视距x下，云纹节距y比选择的值大，其中，p是第一节距，t是修正值，a是液晶面板与棱镜之间的间距。

17、如权利要求16所述的液晶显示器，其中，利用云纹节距y与视距x的曲线图来确定修正值，将修正值选择为使云纹节距y比液晶显示器的显示区域的尺寸的一半大。

18、如权利要求13所述的液晶显示器，其中，棱镜设置为与入射表面平行，沿垂直于入射表面的方向来确定第一节距。

19、如权利要求13所述的液晶显示器，其中，棱镜设置为与垂直于入射表面的线平行，沿平行于入射表面的方向来确定第一节距。

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