具体实施方式
下文中将参照附图对本发明进行更全面的描述,其中将示出本发明的示例性实施例。然而,本发明可以多种不同方式实施,并不应当被构造为仅限于本文中所阐释的示例性实施例。另外,提供这些实施例是为了使本公开更彻底和更完整,并且更充分地向本领域技术人员传达本发明的范围。在附图中,为清楚起见,可能放大了层和区域的尺寸和相对尺寸。
应当理解,当指出一个元件或层“位于”、“连接至”、或“耦合至”另一元件或另一层上时,其可以直接地位于、连接至、或耦合至另一元件或层上,或者可以存在插入元件或层。相反,当指出一个元件“直接地位于”、“直接地连接至”、或“直接地耦合至”另一元件或另一层上时,则不存在插入元件或层。相同的标号始终表示相同的元件。如这里所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意一个以及所有的组合。
应当理解,尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层、和/或部分,但是这些元件、部件、区域、层、和/或部分不应当受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层、或部分与另一个元件、部件、区域、层、或部分相区分。因此,在不背离本发明的教导的情况下,下面所讨论的第一元件、部件、区域、层、或部分也可以被称作第二元件、部件、区域、层、或部分。
为了便于描述,这里可以使用与空间有关的术语,例如,“在下面”、“下面的”、“下部的”、“上面的”、“上部的”等,来描述如附图中所示的一个元件或特征相对于另外的元件(一个或多个)或特征(一个或多个)的关系。应当理解,与空间有关的术语除了附图中所描绘的方位外,还旨在包括处于使用中或操作中的设备的不同方位。例如,如果将附图中的装置翻转,那么被描述为在其他元件或特征的“下面”或“下方”的元件将被定位在其他元件或特征的“上面”。因此,术语“下面的”既可以包括上面的又可以包括下面的两个方位。该装置也可以以其他方式定位(旋转90度或在其他方位处)并且对这里所使用的与空间有关的描述进行相应地解释。
这里所使用的术语仅为了描述特定的实施例,而并非旨在限制本发明。除非上下文以其他方式清楚地指明,否则如这里所使用的单数形式的“一个”(“a”、“an”)以及该(“the”)也旨在包括复数形式。还应当理解,当术语“包括(comprises和/或comprising)”被用于本说明书中时,表明所说明的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件的存在,但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或其构成的组的存在或附加。
这里,参照本发明的理想示例性实施例(以及中间结构)的示意图的横截面图来描述本发明的示例性实施例。同样地,可以预期由于例如制造技术和/或公差所导致的图的形状的变化。由此,本发明的示例性实施例不应当被构造为仅限于这里所示的区域的特定形状,而应当包括例如由于制造所导致的形状上的偏差。例如,被示为矩形的注入区域典型地在其边缘处具有圆形的或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度,而并非从注入区到非注入区的二元(binary)变化。同样,通过注入所形成的掩埋区可能在介于掩埋区与进行注入所通过的表面之间的区域中产生一些注入。因此,附图中所示的区域本质上是示意性的,并且其形状并非旨在示出装置区域的实际形状,也并非旨在限制本发明的范围。
除非另有限定,否则这里所使用的所有术语(包括技术的和科学的术语)具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同的含义。还应当理解,诸如常用词典中所定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,而不应该解释为理想化的或过于正式的含义,除非这里特别限定。
以下将参照附图详细地说明本发明。
图1是示出根据本发明实施例的显示装置1001的透视图。图2是图1中示出的显示装置1001沿线I-I’剖开的截面视图。
参照图1和图2,根据本实施例的显示装置1001包括导光板(LGP)1130、光源、光学片1000以及显示面板1200。
LGP 1130包括彼此面向的出光面(light-exiting surface)1135和相反面1137。侧面连接发光表面1135和相反面1137。LGP 1130可以包括光学扩散引导(optical diffusion-guiding)结构。LGP 1130可以具有基本为矩形的形状。因此,出光面1135可以包括纵向侧和基本垂直于纵向侧的垂直侧。
垂直侧的延伸方向和纵向侧的延伸方向可以分别定义为垂直方向DI3和纵向方向DI4。平行于垂直方向DI3的侧面定义为垂直侧面,以及平行于纵向方向DI4的侧面定义为纵向侧面1131和1133。因此,LGP 1130包括两个纵向侧面1131和1133。
显示装置1001可以直立,使得出光面的法线垂直于地心引力的方向,这与图1不同。当显示装置1001直立时,接近地面的部分可以定义为下侧,而比下侧离地面相对更远的部分可以定义为上侧。因此,LGP 1130的纵向侧面1131和1133中的一个可以是下侧面1131,而剩余侧可以是上侧面1133。
光源可以发出用于显示图像的光。在LGP 1130的下侧面1131和上侧面1133中的至少一个的邻近处布置光源。在本实施例中,光源包括布置在下侧面1131的邻近处的第一灯1111和布置在上侧面1133的邻近处的第二灯1113。可选地,光源可以包括诸如发光二极管(LED)的点光源。
第一灯1111和第二灯1113中的每个均可以包括灯管、冷电极、和热电极。冷电极布置在灯管的左侧边缘处,热电极布置在灯管的右侧边缘处。此处,右侧代表垂直方向DI3,而左侧代表与垂直方向DI3相反的方向。将高电压的灯驱动电压施加到热电极。冷电极可以接地。因此,当灯管中产生光时,可以从热电极产生大量的热。
由于从第一灯1111和第二灯1113的热电极产生的热,显示装置1001的右侧温度可能高于显示装置1001的左侧温度。另外,当显示装置1001直立使用时,由于在显示装置1001内部中的空气对流,显示装置1001的上侧温度可能高于显示装置1001的下侧温度。
显示装置1001可进一步包括多个灯光反射器(lamp reflector)1115。灯光反射器1115被布置为围绕第一灯1111和第二灯1113,以将光朝下侧面1131和上侧面1133反射。显示装置1001可进一步包括反射片1139,其布置在LGP 1130的相反面1137,以将泄漏的光反射回至相反面1137。
从第一灯1111和第二灯1113发射并入射到LGP 1130的光被LGP 1130改变为表面光类型,以从出光面1135发出。
光学片1000扩散以及聚集从出光面1135发出的光,以增强亮度均匀性和前方亮度(front luminance)。光学片1000布置在LGP1130和显示面板1200之间。
显示面板1200布置在光学片1000上以基于从光学片1000发出的光来显示图像。显示面板1200可以包括下基板1210、上基板1230和液晶层。下基板1210可以包括以矩阵形状安排的多个像素。这些像素可以排列在垂直方向DI3和纵向方向DI4上。上基板1230面向下基板1210。上基板1230可以包括面向像素的共用电极。液晶层插入在下基板1210和上基板1230之间。显示装置1001可以进一步包括:驱动基板1250,提供驱动像素的驱动信号;连接膜1270,连接驱动基板1250和下基板1210;以及驱动芯片1275。
如上所述,在显示装置1001工作时,显示装置1001的上侧和右侧的温度可能高于显示装置1001的下侧和左侧温度。因此,对应于显示面板1200的上侧和右侧的亮度可能大于对应于显示面板1200的下侧和左侧的亮度。另外,在第一灯1111和第二灯1113中,对应于靠近热电极一侧的亮度大于对应于靠近冷电极一侧的亮度,从而使得亮度不均衡性更高。因此,当观看显示面板1200时,显示质量特性,诸如对比度和侧面可见性,可能劣化。
在本实施例中,光学片1000使从LGP 1130中发出的光向显示面板1200的左下侧偏转,以增强显示质量。此处,偏转是指将光路改变到相对于出光面1135的法线方向的左下侧。
图3是示出图1的光学片1000的透视图。图4是示出图3的光学片1000的局部平面图。图5是示出图3的光学片1000的放大透视图。
参照图1、图3、图4、和图5,光学片1000包括基层1010、聚光层1030、以及多个反光部1070。
基层1010包括面向出光面1135的第一表面1011以及与第一表面1011相反的第二表面1013。基层1010可以具有几百微米的厚度。
基层1010可以包括具有优良的透光性、耐热性、防耐化学腐蚀、机械强度等的光学扩散引导结构。基层1010包括例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、co-聚对苯二甲酸乙二酯(co-PET)、co-聚萘二甲酸乙二醇酯(co-PEN)以及玻璃。基层1010可以包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)层、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)层、co-聚对苯二甲酸乙二酯(co-PET)层、co-聚萘二甲酸乙二醇酯(co-PEN)层以及玻璃层。光学扩散引导结构可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯、聚氨酯等。
聚光层1030形成在基层1010的第二表面1013上。聚光层1030包括多个聚光部1031。聚光部1031可以聚集从第一表面1011入射并传过第二表面1013的光。此处,聚光是指将光路改变到接近第二表面1013的法线方向。
聚光部1031可以包括与基层1010的材料相同的材料、或与基层1010的材料不同的材料。为提供光折射的边界面,聚光层1030可以包括与基层1010的材料不同的材料。聚光层1030的折射率大于基层1010的折射率。如图5所示,从第一表面1011入射到第二表面1013的光的折射角基本小于光的入射角。因此,光可以被聚光部1031有效地聚集。
如图3、图4和图6所示,可以在第二表面1013上沿第一方向DI1以第一间距(pitch)P1形成聚光部1031。此处,第一方向DI1定义为与垂直方向DI3和纵向方向DI4相交为锐角的方向。在本实施例中,第一方向DI1平行于第一对角线方向,其与垂直方向DI3和纵向方向DI4相交为锐角。第一对角线方向定义为第二表面1013的一条对角线,其从光学片1000的左下侧到右上侧。第一间距P1可以具有几百微米的尺寸。聚光部1031沿与第一方向DI1相交的第二方向DI2延伸,以形成条纹型的结构。第二方向DI2可以基本平行于第二对角线方向。第二对角线方向定义为第二表面1013的另一条对角线,其从光学片1000的右下侧到左上侧。因此,第二方向DI2与垂直方向DI3和纵向方向DI4相交。聚光部1031彼此相接以形成多个在第二方向DI2上延伸的凹槽。
聚光部1031的表面的外形可以允许聚光部1031扮演聚光透镜的角色。例如,如图5所示,当观看从平行于第一方向DI1的方向切割的聚光部的截面时,聚光部1031可以具有透镜形状(lenticularshape)。
聚光层1030可进一步包括诸如扩散珠的光扩散剂(lightdispersant)。光扩散剂对肉眼是不可见的。光扩散剂可以包括在聚光部1031内。
光学片1000可以进一步包括凹凸图案层1050。
凹凸图案层1050形成在基层1010的第一表面1011上。凹凸图案层1050可以包括与基层1010的材料不同的材料。凹凸图案层1050的折射率可以小于基层1010的折射率。
凹凸图案层1050可以包括多个突部1051。对应于形成聚光部1031的多个凹槽1033来形成突部1051。突部1051可以提供形成反光部1070(后面将描述)的区域。凹凸图案层1050可以进一步包括诸如扩散珠的光扩散剂。
图6是图5的光学片1000沿线II-II’剖开的截面图。在图5中,线II-II’平行于方向DI1。
参照图4、图5、以及图6,反光部1070反射入射光。反光部1070形成在突部1051上。因此,反光部1070在第二方向DI2上对应于凹槽1033延伸。在本实施例中,反光部1070是沿第一方向DI1以第二间距P2形成的。在本实施例中,第二间距P2基本等于布置聚光部1031的第一间距P1。反光部1070之间的区域定义为透射区域LA。
朝第一表面1011入射的光通过对应于透射区域LA的凹凸图案层1050入射到基层1010中。入射到反光部1070中的光被反射不超过90%。
由反光部1070反射的光可以被LGP 1130或反射片1139反射以入射到透射区域LA。因此,由反光部1070反射的光通过多次反射入射到透射区域LA,从而能够有效利用反射光。
如图4和图6所示,反光部1070的中心与凹槽1033不对应。反光部1070的中心与凹槽1033在第一方向DI1上以相同距离相间隔,例如,以在第一表面1011上的大约10μm相间隔。即,无论在第一表面1011上的什么位置,反光部1070的中心都与凹槽1033沿第一方向DI1相交,例如,沿从光学片1000的左下侧到右上侧的方向。凹槽1033和反光部1070中心之间的不对应定义为偏移(misalignment)“d1”。在本实施例中,与位置无关,各个偏移量是相同的。可选地,反光部1070可以形成为使得各偏移量沿第一方向DI1增大。
在本实施例中,反光部1070的线宽度(line width)是相同的。因此,与位置无关,透射区域LA的宽度是相同的。由于反光部1070的中心与凹槽1033相交,所以在整个第一表面1011中,透射区域LA的中心从聚光部1031的中心偏向右上侧。可选地,反光部1070的线宽度可以沿第一方向DI1减小。在这种情况下,透射区域LA的宽度可以沿第一方向DI1增大。
图7A和图7B是截面图,其示出制造图6中的光学片1000的方法。
可以通过印刷方法来制造根据本实施例的光学片1000,在印刷方法中,使用辊ROL 10来印刷树脂层。如图7A所示,辊ROL 10位于基片1005上。在辊ROL 10上形成用于形成凹凸图案层的多个印刷部IP 11。基片1005包括基层1010和在基层1010的第一表面1011上形成的树脂层1052。印刷部IP 11可以精确地安排在聚光部1031将形成的区域中。
然后,如图7B所示,移动辊ROL 10或基片1005,以与通过印刷部IP 11将形成聚光部1031的区域的中心偏移预定距离d1。然后,印刷部IP 11挤压树脂层1052以使印刷部IP 11之间的树脂层1052形成突部1051。因此,树脂层1052可以形成为凹凸图案层1050。
然后,将金属或其它反射材料沉积在突部1051的上表面上以形成反光部1070。然后,在基层1010的第二表面1013上形成聚光层1030以制造光学片1000。当通过该方法制造光学片1000时,通过上述辊ROL 10的印刷部IP 11,能够精确和容易地实现从聚光部1031将形成的区域的中心偏移的过程。因此,光学片1000的光控制功能根据位置是一致的,从而提高了光学片1000的质量。
图8是示出传统光学片的截面图,其中,在聚光部2031和反光部2070之间没有形成偏移。图9是示出图6的光学片1000的放大截面图。
参照图8,在其中聚光部2031和反光部2070之间没有形成偏移的传统光学片中,透射区域LA的中心可以对应于聚光部2031的中心。因此,不论在什么位置,传统光学片2000可以将入射光聚集到第二表面2013的法线方向。因此,当入射到传统光学片2000的第一表面2011的光在右上侧区域被聚集时,从传统光学片2000出来的光的亮度高于对应于右上侧区域的亮度。所以,当入射光的亮度不均衡性较大时,对应于传统光学片2000的亮度均匀性降低。
参照图9,在本实施例的光学片1000中,透射区域LA从聚光部1031的中心向右上侧偏移,这与传统光学片2000不同。因此,如图9所示,大量从聚光部1031发出的光向与第一方向DI1相反的方向偏转,即,左下侧。因此,尽管入射光向右上侧区域偏转,但和传统光学片2000相比,从光学片1000发出的光的亮度均匀性得到了提高。
图10是示出图9的光学片1000的纵向方向DI4的边缘1042和1044的亮度观测方法的示意图。图11是示出图9的光学片1000的垂直方向DI3的边缘1046和1048的亮度观测方法的示意图。
参照图3、图10、和图11,光学片1000应当满足显示装置1001所需的光学特性。在光学特性中,发出光的前方亮度应当大于所需值,并应当满足侧视角的条件。侧视角的条件可以是TCO’03条件。
TCO’03条件可以代表以下所需要的条件:当从预定视角观察显示面板的边缘的亮度时,在显示面板的两个边缘处的亮度比应当不大于1.7。
水平TCO’03值(horizontal TCO’03 value)(TCO L/H)可以定义为纵向方向DI4的两个边缘的亮度比,当检测装置1020以与光学片1000的法线成大约30度角的方向朝向光学片1000的中心时,该值不小于1.7,如图10所示。
垂直TCO’03值(vertical TCO’03 value)(TCO L/V)可以定义为垂直方向DI3的两个边缘的亮度比,当检测装置1020以与光学片1000的法线成大约30度角的方向面朝光学片1000的中心时,该值不小于1.7,如图11所示。
当水平TCO’03值(TCO L/H)和垂直TCO’03值(TCO L/V)超过1.7时,用户从水平方向或垂直方向观看显示面板1200时,就可能产生可见缺陷。
图12是示出根据参照图10所描述的亮度观测方法的图8的传统光学片2000的亮度的图。
在图12中,纵轴代表视角,其中,传统光学片2000的法线方向大约为0度。垂直轴代表检测的相对亮度级。纵轴被划分为两个区域。在左边区域示出的是传统光学片2000的左侧边缘的视角特性曲线,以及右边区域示出的是传统光学片2000的右侧边缘的视角特性曲线。
参照图12,如上所述,在传统光学片2000中,右侧边缘的亮度大于左侧边缘的亮度。
参照图10和图11,在传统光学片2000的情况下,在左视角处检测到的左侧边缘和右侧边缘之间的亮度差L1小于在右视角处检测到的右侧边缘和左侧边缘之间的亮度差R1。在图12中,左视角被示出为负视角,以及右视角被示出为正视角。因此,R1/L1的值较高。即,传统光学片2000的左视角特性和右视角特性的不均衡性较高。所以,水平TCO’03值(TCO L/H)大约为1.75,这高于水平TCO’03条件的大约1.7,因此不满足水平TCO’03条件。
图13是示出根据参照图10所描述的亮度观测方法的图9的光学片1000的亮度的图。
参照图3、图10、图11、和图13,在本实施例的光学片1000中,左侧边缘1042的亮度大于右侧边缘1044的亮度;然而,亮度的顶点移到了左侧,这是因为不论在光学片1000上的什么位置,反光部1070的中心都从凹槽向光学片的右上侧偏移,如参照图9所述的。因此,如图13所示,光学片1000的出光特性可以改善显示装置1001的可见缺陷。
参照图10和图13,在本实施例的光学片1000的情况下,在左视角处检测到的左侧边缘1042和右侧边缘1044之间的亮度差L2小于在右视角处检测到的右侧边缘1044和左侧边缘1042之间的亮度差R2。然而,亮度差R2小于参照图12描述的传统光学片2000的亮度差R1。即,R2/L2的值小于R1/L1的值,所以与传统光学片2000相比,左视角特性和右视角特性之间的不均衡得到了改善。因此,在本实施例的情况下,水平TCO’03值(TCO L/H)可以大约是1.56,以及垂直TCO’03值(TCO L/V)可以大约是1.41。即,本实施例的光学片1000可以满足水平和垂直TCO’03条件。
本实施例的光学片1000将入射光向光学片的左下侧偏转以发出偏转光,从而可以达到改善亮度不均衡性和视角不均衡性的效果。
图14是图13的另一类型的显示亮度观测结果的图。
参照图14,圆形图的中心对应于0度的视角,视角从中心在+90度到-90度之间变化。另外,沿圆形图的圆周表示观测光学片1000的观测方向。0度的方向对应于纵向方向DI4,以及90度的方向对应于垂直方向DI3。因此,左下侧方向对应于225度的方向,以及右上侧方向对应于45度的方向。在图14中,红色越浓,表示发出的光的亮度越高。
在观看图14时,发出的光被偏转到左下侧区域1043,如图3所示。因此,尽管从LGP 1130发出的光的亮度高于光学片1000的右上侧的亮度,但当发出的光通过本实施例的光学片1000时,亮度不均衡和侧面可见性的不均衡得到了改善。所以,图3所示的光学片1000的右上侧区域1045和左下侧区域1043之间的亮度可以均匀,并且可以满足侧面可见条件。
根据本实施例,与使用诸如传统扩散片和传统棱镜片的两块片的情况相比,前方亮度和对比度可能降低。然而,可以满足水平和垂直TCO’03条件。所以,在显示装置1001中,传统的三块光学片可以由一块根据本实施例的光学片1000代替。另外,考虑到显示面板1200的透光性得到了改善,所以亮度和对比度的降低量从而也可以得到补偿。
根据根据本发明实施例的光学片和具有该光学片的显示装置,显示装置包括一块根据本发明的光学片,从而可以省去多块光学片,诸如多块扩散片和多块棱镜片。该光学片可以满足诸如前方亮度特性的视角特性、对比度特性、以及水平和垂直TCO’03条件。所以,不会降低显示质量,但是可以减少用于显示装置的光学片的数量。
前述是对本发明的说明,但不应该被认为是对本发明的限制。尽管已经描述了本发明的一些示例性实施例,但本领域的技术人员应当容易地理解,在本质上不背离本发明的新颖教导和优点的情况下,可以对示例性实施例做出许多修改。因此,所有的这些修改都包括在由权利要求所限定的本发明的范围内。在权利要求中,装置加功能的条款旨在覆盖本文中描述的执行所述功能的结构,并且不仅是结构上的等同物,还是等同的结构。所以,应当理解,前述是对本发明的说明,而本发明并不限于所公开的特定示例性实施例,并且所公开的示例性实施例的修改以及其它示例性实施例都旨在包括在所附权利要求的范围内。本发明由所附权利要求、以及包括在其中的权利要求的等同物限定。