CN102576099A - 规则图案光学片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种规则图案光学片，包括：透明平板形状的主体；以及规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状的图案，每个透镜形状的图案具有直径大于0.1μm但小于25μm的相同尺寸，其中，由直接连接所述多个透镜形状图案的各个中心的线中至少一条线与形成在所述主体上表面的LCD像素的水平轴所形成的角度大于5.5°但小于9.5°，并且所述多个透镜形状的图案之间的间隔距离大于所述透镜形状图案的直径的5％但小于所述透镜形状图案直径的15％，由此可以实现比常规不规则透镜图案排列更高的亮度特性，从而得到更好的功耗和环保特性。此外，通过能光学控制的规则图案应用，能够进行特性调节，从而满足使用者的不同需求，而不会产生莫尔图案跳动。

Description

规则图案光学片
技术领域
本发明涉及一种与传统不规则透镜图案不同的能够实现高亮度特性的规则图案光学片，通过能光学控制的规则图案应用，因而能进行特性调节，从而实现低功耗和环保，并且能够应用于不同图案，以满足使用者需要的特性。
背景技术
随着信息时代的进步，基于电子信号直观地显示大量数据的显示装置得到快速发展。因此，具有诸如重量轻、薄且耗电低等优异特性的平板显示器已被广泛使用。平板显示器包括液晶显示器(Liquid Crystal Device，LCD)、等离子显示器(Plasma Display Panel，PDP)、场发射显示器(Field EmissionDisplay，FED)、以及有机电致发光(OELD)显示器等。现有技术的阴极射线管已经迅速被平板显示器替代。大量研究正在进行以提高平板显示器的显示质量。具体地，LCD已经从功耗高的缺点和已被提出作为LCD的缺陷的视角区方面逐步改进。
与阴极射线管(CRT)和等离子显示器(PDP)之类的其它显示器不同，在LCD中使用的液晶显示面板本身无法发光。因此，LCD需要能够给液晶显示面板提供光的单独的光源和包括该光源的背光单元。就是说，由于液晶层不是自发光的，LCD模块也具有位于TFT面板后面的背光组件，以便向液晶层提供光。
背光组件包括：模具架，形成有容纳空间；反射片，布置在容纳空间的基面以向液晶显示板反射光；光导板，形成在反射片的上表面以引导光；发光单元，形成在光导板与容纳空间的侧面之间用于发光；光学片，层叠在光导板上表面上用于扩散和聚集光；以及顶架，形成在模具架的上表面处用于覆盖从液晶面板的预定拐角到模具架的侧面的区域。
所述光学片包括：扩散片，用于扩散光；棱镜片，层叠在该扩散片上表面，用于使被扩散的光聚集并将被聚集的光发射到液晶面板；以及保护片，被配置为保护所述扩散片和所述棱镜片。
具体地，光学片的配置最重要的是用于实现提高亮度、低功耗和薄，这些是当前LCD电视的趋势。为此，已经提出减少灯泡的数量和LED的背光单元，并且非常需要背光单元的光学片的扩散功能和亮度提高的效果。
当前，同时满足亮度和扩散功能改善的技术是将透镜形状的图案不规则地分布在光学片上，图1是示出根据现有技术的形成有不规则图案的光学片的平面图。
参照图1，可以看到不规则地形成在紫外光树脂上的透镜形状的图案。虽然有LCD的改进的亮度和扩散功能的近期发展，但该不规则的图案排列仍然会受到由于LCD的诸如功耗低、亮度低和扩散差的特性造成的不良结果的影响。这个原因在于由于基于图案尺寸，排列是不规则的，因而难以控制光学特性。更具体地，难以控制透镜的填料因子和下陷(透镜高度/透镜直径)，而透镜的填料因子和下陷是决定亮度和扩散率的最重要因素。
因此，需要规则图案排列以提高亮度和扩散特性。然而，采用规则图案会导致由于LCD面板重复的周期性而出现莫尔(Moire)图案跳动。另外，莫尔图案跳动会导致亮度降低和屏幕画面不平衡，这将限制规则图案的应用。
因此，迫切需要具有规则图案的光学片以便控制透镜的填料因子和下陷，以及防止莫尔图案跳动。
而且，诸如荧光灯、白炽灯的灯泡用作室内的光源。因而由于灯泡由常用的交流频率驱动，光的质量不佳并且会产生眩光，这样会造成使用者的眼睛疲劳。为了减少上述缺点，需要通过被放置在光的出路上而能够提高灯泡亮度并减轻眼睛疲劳和防止弱视的光学片。
发明内容
技术问题
本发明的公开是为了解决上述缺点，并且本发明的一个目的是提供一种规则图案光学片，该规则图案光学片被配置为通过应用规则图案能够进行光学控制并且在没有莫尔图案跳动的情况下改善功耗、环保和薄的功能。
本发明要解决的技术问题不限于以上所述，本领域技术人员通过以下描述应当清楚地理解迄今为止未提及的其它任意技术问题。
技术方案
本发明的目的是整体或部分地解决上述问题和/或缺点中的至少一个或多个，并且至少提供下文中所描述的优点。为了整体或部分地至少实现上述目的，如在此举例和概括描述的，根据本发明的目标，在本发明的一个总的方面，提供一种规则图案光学片，包括：透明平板形状的主体；以及规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状的图案，每个透镜形状的图案具有直径大于0.1μm但小于25μm的相同尺寸，由此通过调节透镜大小可以提高亮度而不会产生莫尔图案跳动。
在本发明的另一总的方面，提供一种规则图案光学片，包括：透明平板形状的主体；以及规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状的图案，每个透镜形状的图案具有相同尺寸，其中，由直接连接所述多个透镜形状图案的各个中心的线中至少一条线与形成在所述主体上表面的LCD像素的水平轴所形成的角度大于5.5°但小于9.5°，由此通过调节透镜图案的排列可以提高亮度而不会产生莫尔图案跳动。
在本发明的又一总的方面，提供一种规则图案光学片，包括：透明平板形状的主体；以及规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状的图案，每个透镜形状的图案具有相同尺寸，其中，所述多个透镜形状的图案之间的间隔距离大于所述透镜形状图案的直径的5％但小于所述透镜形状图案直径的15％，由此通过调节透镜形状图案之间的间隔距离可以提高亮度而不会产生莫尔图案跳动。
在本发明的一些示例性实施例中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6，或者由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％，由此，可以调节透镜的填料因子(packing factor)和下陷，从而控制亮度和扩散率。
在本发明的再一总的方面，提供一种规则图案光学片，包括：透明平板形状的主体；以及规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状的图案，每个透镜形状的图案具有直径大于0.1μm但小于25μm的相同尺寸，其中，由直接连接所述多个透镜形状图案的各个中心的线中至少一条线与形成在所述主体上表面的LCD像素的水平轴所形成的角度大于5.5°但小于9.5°，并且所述多个透镜形状的图案之间的间隔距离大于所述透镜形状图案的直径的5％但小于所述透镜形状图案直径的15％，由此，可以调节透镜尺寸、透镜图案排列和透镜图案之间的间隔距离，从而提高亮度而不会产生莫尔图案跳动。
在本发明的一些示例性实施例中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6，并且由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％，由此，可以调节透镜填料因子和下陷，从而控制亮度和扩散率。
有益效果
根据本发明的规则图案光学片的有益效果在于，可以实现比常规不规则透镜图案排列更高的亮度特性，从而得到更好的功耗和环保特性。此外，通过能光学控制的规则图案应用，能够进行特性调节，从而满足使用者的不同需求，而不会产生莫尔图案跳动。
附图说明
图1是示出根据现有技术的形成有不规则图案的光学片的平面图；
图2是示出根据本发明示例性实施例的规则图案光学片的外观的透视图；
图3是曲线图，示出根据本发明示例性实施例的相对于规则透镜形状图案(其中每个图案的直径小于25μm)基于各种不同系列的LCD像素的莫尔图案跳动；
图4是曲线图，示出根据本发明示例性实施例的直径小于25μm的规则透镜形状图案相对于现有技术不规则透镜形状图案的提高的亮度；
图5是示出根据本发明示例性实施例的相对于LCD像素倾斜的透镜形状图案周期的平面图；以及
图6是示出根据本发明示例性实施例的保持透镜形状图案之间的间隔距离恒定的光学片的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细描述根据本发明的规则图案光学片。参照图1至图6更好地理解所公开的实施例及其优点。
在描述本发明时，本领域公知的构造、配置或过程的详细描述可以省略，以便不会用关于这种公知构造和功能的不必要的细节模糊了本领域技术人员对本发明的理解。在附图中，各个元件的尺寸和相对尺寸可以被夸大以便清楚并且不被用于实际应用中。在各个附图中相同的附图标记指示相同的元件。应该理解，当诸如层、膜、区域、或衬底的元件被表述为在其它元件“上”或“下”时，它可以直接在所述其他元件上或直接与所述其它元件连接，或者可以存在中间元件。基于附图确定每个元件的“上”或“下”。另外，“示例性”仅仅表示举例，而不是最佳。
图2是示出根据本发明一个示例性实施例的规则图案光学片的外观的透视图。
规则图案光学片200可以包括透明平板形主体210和规则地形成在主体210的一个表面上的尺寸相同的多个透镜形状的图案220。常规地，在将透镜形状的图案规则地排列时，会由于形成在该光学片上的LCD像素和规则图案形状的周期性而产生莫尔图案，莫尔图案是由重叠相似但略有偏移的模板而出现的干扰图案。然而，根据本发明的规则图案光学片可以利用下述三种方法消除莫尔图案。
本发明的模式
第一种方法是调节图2中所示的透镜形状的图案220的尺寸。更具体地，将每个透镜形状的图案220的直径减小到小于25μm。更优选地，将每个透镜形状的图案220的直径设置为大于0.1μm且小于25μm。在图3中可以看出通过调节多个透镜形状的图案220的大小而改善的莫尔图案跳动。
图3是曲线图，示出根据本发明示例性实施例的相对于直径小于25μm的规则透镜形状图案基于不同系列的LCD像素的莫尔图案跳动，其中竖直轴表示光强度而水平轴定义了透镜形状图案的直径，随着向右延伸各个透镜形状图案的直径增大。
参照图3，在将透镜形状图案的直径设置为小于25μm时，可以看出，光强度的波动范围最大小于1500.0，这表示相对于其它尺寸来说，莫尔图案跳动已经显著改善。
图4是曲线图，示出根据本发明示例性实施例的直径小于25μm的规则透镜形状图案相对于现有技术不规则透镜形状图案的提高的亮度，其中线20定义直径小于25μm的规则透镜形状图案的亮度，水平轴表示视角。
参照图4，在视角为0度时，就是说，在从正上方观看LCD的平面时，可以看出，亮度比具有传统规则图案的光学片的亮度提高大约5％。
消除莫尔图案跳动的第二种方法是布置透镜形状的图案，使得透镜周期偏离LCD像素。
图5是示出根据本发明示例性实施例的相对于LCD像素倾斜的透镜形状图案周期的平面图。
应当理解，尽管本发明已经示出IPS型LCD像素510作为LCD像素，但本发明不限于此。此时，IPS型LCD像素510的内角θ优选为149°。在这种情况下，通过使直接连接透镜形状图案530的各个中心的线中至少一条线40(在下文中被称为“参照线”)相对于LCD像素510的水平轴30倾斜7.5°±2°，即，使所述至少一条线倾斜大于5.5°但小于9.5°，可以消除莫尔图案。
此时，如图6所示，如果规则排列的透镜形状的图案未倾斜，则参照线40是水平连接透镜形状的图案的各个中心的线，该线与光学片的主体的水平轴平行。该主体的水平轴通常与形成在光学片上表面上的LCD像素的水平轴平行。因此，在透镜形状的图案的水平线相对于主体的水平轴倾斜时，平行于主体的水平轴的LCD像素的水平轴形成倾斜角。
此外，如图5所示，为了增大透镜形状图案530的填料因子，优选的是使连接围绕每个透镜的周围透镜的中心的线形成正六边形。在六面体结构中规则排列的透镜形状图案相对于透镜形状图案的参照线40的周期角度为0°、30°、60°和90°。
消除莫尔图案跳动的第三种方法是恒定地保持透镜形状图案的各个间隔距离。
图6是示出根据本发明示例性实施例的保持透镜形状图案之间的间隔距离恒定的光学片的平面图。
参照图6，透镜形状图案之间的间隔距离优选为大于透镜形状图案的直径的5％但小于15％。在此情形中，可以改变透镜形状图案的周期性，透镜形状图案的周期性是产生莫尔图案跳动的最重要的因素。
再者，在消除莫尔图案跳动的上述三种方法中，调节透镜形状图案的填料因子和下陷可以控制在常规不规则图案光学片中无法控制的亮度和扩散率。
例如，在消除莫尔图案跳动的上述三种方法中，通过将填料因子设置为大于90％但小于95％，就是说，通过设置由多个透镜形状图案形成的面积大于主体的面积的70％但小于95％，可以提高亮度。或者，通过使透镜的下陷保持大于0.3但小于0.6，可以提高亮度。此外，同时调节填料因子和下陷也可以提高亮度。
工业应用性
根据本发明的规则图案光学片的工业应用性在于，可以实现比常规不规则透镜图案排列更高的亮度特性，从而得到更好的功耗和环保特性。此外，通过能光学控制的规则图案应用，能够进行特性调节，从而满足使用者的不同需求，而不会产生莫尔图案跳动。
尽管已经参照本发明的若干示例性实施描述了本发明，但应当理解，本领域的技术人员可以推导出的许多其它改进和实施例落入在本公开原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，可以对所讨论结合排列的组成部分和/或排列进行各种变型和改进。除了对组成部分和/或排列的变型和改进之外，替换使用对于本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (14)

1.一种规则图案光学片，包括：
透明平板形状的主体；以及
规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状图案，每个透镜形状图案具有直径大于0.1μm但小于25μm的相同尺寸。
2.一种规则图案光学片，包括：
透明平板形状的主体；以及
规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状图案，每个透镜形状图案具有相同尺寸，
其中，由直接连接所述多个透镜形状图案的各个中心的线中至少一条线与形成在所述主体上表面的LCD像素的水平轴所形成的角度大于5.5°但小于9.5°。
3.一种规则图案光学片，包括：
透明平板形状的主体；以及
规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状图案，每个透镜形状图案具有相同尺寸，
其中，所述多个透镜形状图案之间的间隔距离大于所述透镜形状图案的直径的5％但小于所述透镜形状图案直径的15％。
4.根据权利要求1所述的规则图案光学片，其中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6。
5.根据权利要求2所述的规则图案光学片，其中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6。
6.根据权利要求3所述的规则图案光学片，其中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6。
7.根据权利要求1所述的规则图案光学片，其中，由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％。
8.根据权利要求2所述的规则图案光学片，其中，由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％。
9.根据权利要求3所述的规则图案光学片，其中，由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％。
10.根据权利要求1所述的规则图案光学片，其中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6，并且由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％。
11.根据权利要求2所述的规则图案光学片，其中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6，并且由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％。
12.根据权利要求3所述的规则图案光学片，其中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6，并且由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％。
13.一种规则图案光学片，包括：
透明平板形状的主体；以及
规则地形成在所述主体的一个表面上的多个透镜形状图案，每个透镜形状图案具有直径大于0.1μm但小于25μm的相同尺寸，
其中，由直接连接所述多个透镜形状图案的各个中心的线中至少一条线与形成在所述主体上表面的LCD像素的水平轴所形成的角度大于5.5°但小于9.5°，并且所述多个透镜形状图案之间的间隔距离大于所述透镜形状图案的直径的5％但小于所述透镜形状图案直径的15％。
14.根据权利要求13所述的规则图案光学片，其中，所述透镜形状图案的高度与直径之比(透镜高度/透镜直径)为大于0.3但小于0.6，或者由所述多个透镜形状图案形成的面积大于所述主体面积的70％但小于所述主体面积的95％。
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