CN101685213B - 显示装置和用于显示装置的光学片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置和用于该显示装置的光学片的制造方法。该显示装置包括显示面板和背光单元。显示面板包括多个像素，背光单元供应光到显示面板。背光单元包括光学片和产生光的光源。光学片包括多个棱镜图案，该多个棱镜图案形成在光学片面对显示面板的表面上。棱镜图案包括多个峰和多个谷以及布置在峰和谷处的多个漫射图案。

Description

显示装置和用于显示装置的光学片的制造方法

技术领域

本发明大体涉及一种具有提高的显示质量的显示装置，以及用于显示装置的光学片的制造方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)已经得到广泛应用，因为其具有各种性能，诸如，重量轻、薄且低能耗。典型的LCD包括LCD面板、驱动LCD面板的面板驱动器和为LCD面板提供光的背光单元，该LCD面板具有两个透明基板和以矩阵形式布置在两个透明基板之间的液晶单元。

背光单元包括发射光的光源、将光从光源引导到液晶显示面板的导光板和布置在导光板上方的光学片。光学片通常包括漫射片、棱镜片(prism sheet)和防护片。棱镜片包括交替设置峰和谷的棱镜图案(prism pattern)。因此，由于峰的节距(pitch)与LCD面板的像素的节距之间的周期图案的干涉，导致发生莫尔现象(moiréphenomenon)。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种显示装置，其可具有提高的显示质量。本发明的另一实施例提供了用于显示装置的光学片的制造方法。

在本发明一实施例中，显示装置包括显示面板和设置在显示面板的背部以供应光到显示面板的背光单元，该显示面板包括多条栅极线、与栅极线交叉的多条数据线、由栅极线和数据线定义的多个像素。背光单元包括光学片和产生光的光源。光学片包括具有多个峰和多个谷的多个棱镜图案，棱镜图案形成在光学片的面对显示面板的第一表面上，多个漫射图案布置在峰和谷处，该多个漫射图案以预定间距与像素交叠。

每个像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，红色、绿色和蓝色子像素沿第一方向延伸并沿大体垂直于第一方向的第二方向布置。棱镜图案被布置为关于栅极线或数据线倾斜约23度到约30度的预定角。

每个漫射图案与相邻峰或相邻谷间隔开的间距，其中P表示棱镜图案的节距，θ表示倾斜角，其中θ不等于90度且θ不等于270度。沿着峰的同一峰或谷的同一谷布置的每个漫射图案与相邻的漫射图案间隔开的间距，其中X表示沿第一方向延伸以分别平分(bisect)两个相邻子像素的两条线之间的距离，θ表示倾斜角，其不等于90度且不等于270度。红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的每个与布置在谷处的漫射图案的至少一个漫射图案交叠以及与布置在峰处的漫射图案的至少一个漫射图案交叠。

根据上文，光学片的漫射图案与显示面板的像素交叠以改变光的亮度，使得亮度图案的周期性被削弱且莫尔效应被减小。此外，基底片被辊子按压，在该辊子上具有凹陷(recess)以形成漫射图案，使得漫射图案易于形成。

附图说明

通过结合附图来理解后文详细的描述，本发明实施例的上述和其它优点将变得更加清楚，附图中：

图1为示出根据本发明一实施例的显示装置的分解透视图；

图2为示出根据本发明一实施例的图1的显示面板和背光单元的截面图；

图3为示出根据本发明一实施例的带有显示面板的光学片的平面图；

图4A至图4D为示出根据本发明一实施例的图像校验图案的视图，该图像校验图案用于校验图1的显示装置的图像质量；

图5A至图5D为示出根据本发明一实施例的显示面板的视图，该显示面板分别根据图4A至4D的图像校验图案来显示图像；

图6为示出根据本发明另一实施例的图1的光学片的截面图；和

图7A、图7B、图8和图9为说明根据本发明一实施例的图1的光学片的制造方法的视图。

具体实施方式

可以理解当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”或“耦合到”另一元件或层时，它可以直接在其他元件或层上、直接连接或耦合到另一元件或层，或者可以存在中间的元件或层。相反，当元件被称为“直接”在其他元件“上”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一元件或层时，则没有中间元件或层存在。整个说明书中相似的附图标记表示相似的元件。这里所用的术语“和/或”包括相关列举项目的一个或更多的任何和所有组合。

可以理解虽然术语第一、第二等可以用于此来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分应不受这些术语限制。这些术语只用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与其他元件、部件、区域、层或部分。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不背离本发明的教导。

在这里为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，以描述一个元件或特征与其他元件或特征如图中所示的关系。可以理解空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外的装置在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的装置被翻转，被描述为在其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件则应取向在所述其他元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。装置也可以有其它取向(旋转90度或其它取向)且相应地解释这里所使用的空间相对描述语。

这里所使用的术语是只为了描述特别的实施例的目的且不旨在限制本发明。如这里所用，单数形式也旨在包括复数形式，除非内容清楚地指示另外的意思。可以进一步理解当在此说明书中使用时术语“包括”和/或“包含”说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组分的存在，但是不排除存在或添加一个或更多其他特征、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其组。

除非另有界定，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明属于的领域的普通技术人员共同理解的相同的意思。还可以理解诸如那些在共同使用的字典中定义的术语应解释为一种与在相关技术的背景中的它们的涵义一致的涵义，而不应解释为理想化或过度正式的意义，除非在这里明确地如此界定。

此后，将参考附图详细解释本发明的实施例。

图1为示出根据本发明一个或多个实施例的显示装置的分解透视图，图2为示出图1的显示面板和背光单元的截面图。

参考图1和图2，显示装置50包括显示图像的显示面板100、驱动显示面板100的栅驱动器210和数据驱动器220、为显示面板100供应光的背光单元300以及容纳显示面板100和背光单元300在其中的模制框架400。

显示面板100包括薄膜晶体管基板110、滤色器基板120和插置在薄膜晶体管基板110和滤色器基板120之间的液晶130。

薄膜晶体管基板110包括沿一个方向延伸的多条栅极线111、沿大体垂直栅极线111的方向延伸的多条数据线112、多个薄膜晶体管115和分别连接到薄膜晶体管115的多个像素电极117，其中每个薄膜晶体管115连接到相应的栅极线和相应的数据线。

滤色器基板120包括覆盖不显示图像的区域的黑矩阵121，显示红色、绿色和蓝色的滤色器122，以及与像素电极117一起形成电场的公共电极128。

液晶130具有介电各向异性并在薄膜晶体管基板110和滤色器基板120之间排列。液晶130调整由背光单元300供应的光的透射率。

薄膜晶体管基板110和滤色器基板120分别与第一偏振膜131和第二偏振膜133耦合。第一偏振膜131和第二偏振膜133使入射到其上的光偏振。在本实施例中，第一偏振膜131和第二偏振膜133的至少一个可形成有抗眩光(anti-glare)层(未示出)。

栅驱动器210通过玻璃上芯片(chip-on-glass)方案而形成在薄膜晶体管基板110上。栅驱动器210施加栅极开/关信号到栅极线111。

数据驱动器220通过带式载体封装方案而被安装在信号传输膜225。数据驱动器220通过信号传输膜225电连接到薄膜晶体管基板110和驱动电路板240。数据驱动器220施加像素数据到晶体管115，该晶体管115与数据线112相连接。

驱动电路板240包括印刷电路板，多条信号传输线形成在该印刷电路板上。各种电部件和时序控制器230安装在驱动电路板240上。时序控制器230接收外部电源电压和各种信号并施加控制信号到栅驱动器210和数据驱动器220以及施加像素数据到数据驱动器220，从而显示图像。此外，驱动电路板240通过信号传输膜225供应电源电压到栅驱动器210和数据驱动器220。

背光单元300设置在显示面板100下方从而供应光到显示面板100。为此，背光单元300包括光源310、导光板320、反射片330、漫射片335和光学片340。

光源310产生光并将光供应到显示面板100。光源310可包括发光二极管或灯。在本实施例中，为了减小显示装置50的厚度，光源310包括发光二极管。光源310安装在光源基板315上并邻近导光板320的侧部设置，使得光源310可将光供应到导光板320。

光源基板315可以是柔性印刷电路板。光源基板315可电连接到电源器件(未示出)以施加电源电压到光源310。光源基板315可被容放在模制框架400中。

导光板320被设置为使得其侧部邻近光源310，并改变来自光源310且经由导光板320侧部入射的光的路径，从而允许光传送到显示面板100。导光板320可包括丙烯酸材料并可具有点图案或V形图案以反射光。

反射片330设置在导光板320下方并将从导光板320向下泄漏的光反射到显示面板100。

漫射片335设置在导光板320上并漫射从导光板320出射的光，以使得漫射的光均匀地入射到显示面板100。

光学片340设置在漫射片335上。光学片340包括基底片345和布置在基底片345的表面上的多个棱镜图案，该基底片包括透明聚合物材料。棱镜图案347改变入射到其上的光的路径，使得光朝向显示面板100沿关于显示面板100的垂直方向传送。此外，棱镜图案347包括由斜向基底片345的两个相邻表面限定的峰(peak)350和由两个相邻峰350限定的谷(valley)360，峰350和谷360交替设置。光学片340包括布置在棱镜图案347上且彼此间隔开的漫射图案370。如果漫射图案370布置在峰350上，则漫射图案370降低棱镜图案347的收集效率(collecting efficiency)，而如果漫射图案370布置在谷360上，则漫射图案370改善棱镜图案347的收集效率。光学片340的收集效率由漫射图案370而改变，因此减小了莫尔现象(或莫尔效应)。如果漫射图案370没有形成在光学片340上，则光学片340可与显示面板100分隔开，从而减小莫尔现象。另一方面，包括漫射图案370的光学片340可减小莫尔效应而不受光学片340和显示面板100之间的距离的任何影响，使得显示面板100可以变薄(slim)。

为了向显示面板100供应光，背光单元300可以邻近显示面板100的侧面放置(例如，边缘照明型)或放置在显示面板100下方(例如，直接照明型)。此外，背光单元300可还包括设置在光学片340上的防护片(未示出)，从而保护光学片340。

模制框架400包括绝缘材料，例如，塑料。模制框架400容纳显示面板100和背光单元300在其中，以保护显示面板100和背光单元300不受外部撞击。

图3为示出光学片340与显示面板100的实施例的平面图。

参考图3，显示面板100包括多个像素160。每个像素160具有大体矩形形状，像素的一侧具有约250微米至约300微米的长度。更具体地，每个像素160的一侧长度为约283.5微米。每个像素160包括分别对应于红色、绿色和蓝色的三个子像素161、163和165。例如，每个像素160可包括红色子像素161、绿色子像素163和蓝色子像素165。子像素161、163和165沿显示面板100的数据线(未示出)延伸的第一方向延伸并沿着大体垂直于第一方向的第二方向来布置。

参考图2和图3，光学片340包括布置在面对显示面板100的光学片表面上的棱镜图案347。棱镜图案347的节距P为约100微米至约300微米。节距P定义为两个相邻峰350之间的距离。如果节距P为约100微米或以下，则收集效率降低，而如果节距P为约300微米或以上，则由于节距P超过像素160的尺寸所以供应到像素160的光具有不均匀的亮度分布。

光学片340设置在显示面板100下方，并布置为使得棱镜图案347关于子像素161、163和165以预定角度θ(也称为“倾斜角度”)倾斜。如图3所示，由于棱镜图案347布置为关于沿第二方向延伸的参考线A-A’倾斜角度θ，所以可以防止由子像素161、163和165的布置周期与棱镜图案347的节距P之间的干涉(interference)所引起的莫尔效应，其中栅极线沿第二方向延伸。虽然图3未示出，但是参考线A-A’可选择为沿第一方向延伸，其中数据线沿第一方向延伸。因此，棱镜图案347可以布置为以预定角度倾斜于显示面板100的栅极线和数据线。在本实施例中，参考线A-A’沿第二方向延伸且棱镜图案347布置为关于参考线A-A’倾斜角度θ的结构将作为实例来描述。

在穿过棱镜图案347之后，莫尔效应可由入射到子像素161、163和165的光的周期引起。具体地，子像素161、163和165包括由穿过峰350的光产生的线形亮区域和由穿过谷360的光产生的线形暗区域。暗区域的亮度低于亮区域的亮度。当亮区域和暗区域交替布置在规则布置的子像素161、163和165中时，由于周期性可以看到波图案。如果棱镜图案347的节距P与像素160的布置周期精确配合，则不会产生莫尔图案。然而，这是难以实现的。为了避免由周期性导致的该莫尔效应，棱镜图案347被布置为关于子像素161、163和165倾斜。

棱镜图案347关于参考线A-A’倾斜约23度至约30度的角度。更具体地，棱镜图案347关于参考线A-A’倾斜约28度的角度。在棱镜图案347关于参考线A-A’倾斜小于22度或大于31度的角度的实例中，莫尔效应增加。

由于每个峰350和每个谷360与子像素161、163和165的至少一个交叠，所以每个子像素161、163和165包括至少一个亮区域和至少一个暗区域。因此，漫射图案370布置为与子像素161、163和165交叠，从而削弱亮区域和暗区域的亮度改变的周期性。

漫射图案370以预定间距(例如，图3中的I1)布置在与子像素161、163和165交叠的棱镜图案347上。例如，漫射图案370布置在与中心线交叠的峰350和谷360上，该中心线沿每个子像素161、163和165的纵向方向(longitudinal direction)延伸，使得中心线平分每个子像素161、163和165。漫射图案370朝向显示面板100突出以允许每个漫射图案具有一种形状，当以正交于峰350和谷360的延伸方向的方向而获取的截面图观察时，该形状限定了部分球形形状或部分椭圆形形状。每个漫射图案370的直径为约5微米至约50微米。在本实施例中，漫射图案370的位置不限于与中心线交叠的区域，漫射图案370可以布置在与子像素161、163和165交叠的峰350和谷360上。

漫射图案370可根据预定间距(I1)布置在峰350和谷360上。具体地，漫射图案370之间的间距(I1)由以下方程式1确定且沿第一(数据线)方向(或子像素的纵向方向)延伸，其中该漫射图案370布置在峰350的一个峰和邻近该峰的谷360的一个谷上。

$I1=\frac{P}{2\cos \mathrm{\θ}}$ 方程式1

在方程式1中，I1表示漫射图案370之间的间距，该漫射图案370布置在峰350的一个峰与谷360的邻近这个峰的一个谷上，P表示棱镜图案347的节距，θ表示倾斜角度(θ不等于90度或270度)。每个子像素161、163和165与至少两个漫射图案370交叠。

此外，漫射图案370可以预定间距(I2)布置在棱镜图案347的峰350的同一峰上。漫射图案370之间的这个间距(I2)根据两个相邻子像素，例如，红色子像素161和绿色子像素163的中心线之间的间距(X)由以下方程式2确定。

$I2=\frac{X}{\cos \mathrm{\θ}}$ 方程式2

在方程式2中，I2表示布置在同一峰上的漫射图案370之间的间距，X表示两个相邻中心线之间的间距，θ表示倾斜角度(θ不等于90度或270度)。

图4A至图4D为示出用于校验图1的显示装置的图像质量的图像校验图案的视图，图5A至图5D为示出根据一个或多个实施例的分别依照图4A至4D的图像校验图案来显示图像的显示面板的视图。

如图4A至图4D所示，由于在使用光学片的显示装置中莫尔现象整体减小，所以各种图像质量校验图案被用于显示面板。结果，降低了莫尔干涉。

图4A、图4B、图4C和图4D示出白图案、点图案、竖直线图案和水平线(horizontal line)图案。当设置图像质量校验图案时，显示面板利用包括红色、绿色和绿色子像素的像素来显示图像。

在显示面板中，每个像素的一侧的长度为约283.5微米。此外，光学片包括具有约169微米节距的棱镜图案，棱镜图案被布置为关于子像素倾斜约28度。漫射图案布置在棱镜图案上。

图5A示出显示面板，其显示了应用白图案的图像；图5B示出显示面板，其显示了应用点图案的图像。图5C示出显示面板，其显示了应用竖直线图案的图像；图5D示出显示面板，其显示了应用水平线图案的图像。

如图5A至图5D所示，其上布置了漫射图案的光学片削弱了显示面板中周期性变化的亮度的周期性，由此降低莫尔效应。

图6为示出图1的光学片的另一实施例的截面图。图6中，相同的附图标记表示与图2中相同的元件，因此相同元件的详细描述将被省略。

参考图6，光学片340包括：基底片345、形成在基底片345的第一表面上的峰350和谷360、布置在峰350和谷360上的漫射图案370、布置在基底片345的第二表面上的反射图案390，该第二表面与第一面板相反。

反射图案390可通过采用粘合剂或压敏粘合剂(pressure-sensitiveadhesive)而贴附于基底片345上。反射图案390包括反光材料，例如，沉积在丙烯酸树脂上的钛氧化物(TiO_x)。

反射图案390反射经由谷360入射的光，从而引导光再入射到峰350中，由此可以提高从光学片340出射的光的亮度。

图7A、图7B、图8和图9为根据一个或多个实施例说明图1的光学片的制造方法的视图。

参考图7A，首先，透明聚合物材料被压紧以形成薄基底片345。

接着，辊子(roller)550施加到基底片345。辊子550包括金属材料，辊子550包括形成在辊子550外表面上的加压部分560和减压部分570。此外，第一凹陷567形成在加压部分560，第二凹陷565形成在减压部分570。第一凹陷567和第二凹陷565可通过使用激光来处理部分辊子550而形成。此外，对第一凹陷567之间的间距和第二凹陷565之间的间距的描述参考对图3中的漫射图案的描述。

辊子550可被应用，使得基底片345被辊子550挤压，由此形成图8中所示的峰350、谷360、形成在峰350和谷360的漫射图案370。峰350由减压部分570形成，谷360由加压部分560形成。

漫射图案370由第一凹陷567和第二凹陷565形成为从基底片345向外突起。每个漫射图案370可以为一种形状，即当以正交于峰350和谷360延伸方向的方向而获取的截面图观察时，该形状定义了部分球形形状或部分椭圆形形状。

参考图8和图9，基底片345、峰350、谷360和漫射图案370被紫外线辐照并固化，由此形成光学片340。对峰350之间以及相邻的峰与谷之间的间距的描述参考对图3中漫射图案的描述。

包括钛氧化物(TiO_x)和丙烯酸酯的反射图案390采用粘合剂或压敏粘合剂而贴附到基底片345。

根据上文，光学片的漫射图案与显示面板的像素交叠以改变光的亮度，使得亮度图案的周期性被削弱并减小了莫尔图案。

此外，基底片被其上形成有凹陷的辊子挤压以形成漫射图案，使漫射图案可以容易地形成。

虽然已经描述了本发明的示范性实施例，但是可以理解本发明不应限于这些实施例，而是本领域的一般技术人员可以在由权利要求所界定的本发明的精神和范围内进行各种变化和改进。

本申请要求享有2008年9月24日提交的韩国专利申请No.2008-93775的权益和优先权，在此结合其全部内容作为参考。

Claims (8)

1.一种显示装置，包括： 

显示面板，包括多条栅极线、与所述栅极线交叉的多条数据线以及由所述栅极线和所述数据线定义的多个像素；和 

背光单元，设置在所述显示面板的背部以供应光到所述显示面板， 

其中所述背光单元包括： 

产生所述光的光源；和 

光学片，包括： 

具有多个峰和多个谷的多个棱镜图案，所述多个棱镜图案形成在所述光学片的面对所述显示面板的第一表面上并且与所述像素交叠；和 

多个漫射图案，分别以预定间距布置在所述峰和所述谷处，其中所述棱镜图案被布置为关于所述栅极线或所述数据线倾斜预定的倾斜角，每个所述漫射图案在第一方向上与布置在相邻的峰或相邻的谷处的漫射图案间隔开的间距，其中P表示所述棱镜图案的节距，θ表示所述倾斜角，其中θ不等于90度且θ不等于270度，其中所述第一方向是所述栅极线或所述数据线延伸的方向。 

2.如权利要求1所述的显示装置，其中每个所述像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素沿所述第一方向延伸并沿垂直于所述第一方向的第二方向布置。 

3.如权利要求1所述的显示装置，其中所述棱镜图案关于所述栅极线的所述倾斜角为23度到30度。 

4.如权利要求2所述的显示装置，其中沿所述峰的同一峰或者所述谷的同一谷布置的每个所述漫射图案与相邻的漫射图案间隔开的间距，其中X表示沿所述第一方向延伸以分别平分两个相邻子像素的两条线之间的距离，θ表示所述倾斜角，且θ不等于90度及不等于270度。 

5.如权利要求4所述的显示装置，其中每个所述红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素与布置在所述谷处的所述漫射图案的至少一个漫射图案交叠且与布置在所述峰处的所述漫射图案的至少一个漫射图案交叠。 

6.如权利要求2所述的显示装置，其中每个所述漫射图案的直径为5微米到50微米。 

7.如权利要求6所述的显示装置，其中所述棱镜图案的节距为100微米到300微米。 

8.如权利要求2所述的显示装置，其中所述漫射图案朝向所述显示面板突起以允许每个漫射图案具有形状，当观察沿与所述峰和所述谷的延伸方向正交的方向获取的截面图时，所述形状定义了部分球形形状或部分椭圆形形状。