專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)元件、其制造方法及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于顯示裝置中的光學(xué)元件，尤其是一種與常規(guī)光學(xué)元件相比具有更高的成本效率的光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
一般，用于顯示圖像的顯示裝置用于例如筆記本計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等信息處理設(shè)備中。顯示裝置的例子包括陰極射線(xiàn)管(CRT)、等離子體顯示面板(PDP)、液晶顯示器(LCD)等。在不同類(lèi)型的顯示裝置中，采用液晶(LC)分子顯示圖像的LCD裝置得到了日益廣泛的應(yīng)用。
LCD裝置采用具有特定光學(xué)和電學(xué)性能的液晶分子顯示圖像，例如各向異性折射率、各向異性介電常數(shù)以及其他特性等。因此，LCD相對(duì)于其他顯示裝置具有例如薄、輕、驅(qū)動(dòng)電壓低和能耗低的優(yōu)點(diǎn)。
常規(guī)的LCD裝置包括下基板、上基板、設(shè)置在下和上基板之間的液晶層，和利用光的透射率顯示圖像的LCD面板。光透射率根據(jù)在液晶層中的液晶分子排列的改變發(fā)生變化。
進(jìn)而，由于LCD裝置的LCD面板為不能自發(fā)光的非發(fā)光裝置，在LCD裝置中需要配備向LCD面板提供光的背光組件。
一般地，背光組件分為邊緣照射型背光組件和直下照射型背光組件。邊緣照射型背光組件包括設(shè)置在透明導(dǎo)光板側(cè)面的燈。邊緣照射型背光組件利用導(dǎo)光板的反射光的一面照射LCD面板。相對(duì)地，直下照射型背光組件包括設(shè)置在LCD面板下的燈，設(shè)置在燈下的反射板，和設(shè)置在燈上的漫射板。直下照射型背光組件利用反射板和漫射板反射并漫射來(lái)自燈的光。因此，邊緣照射型背光組件主要用于小尺寸LCD裝置，其優(yōu)先考慮裝置厚度。相對(duì)地，直下照射型背光組件主要用于的大尺寸LCD裝置，其優(yōu)先考慮高亮度。
為了提高發(fā)光均勻性和普通發(fā)光水平，可在邊緣照射型和直下照射型背光組件中采用附加的漫射片，棱鏡片，和/或反射偏振片等。然而，附加的光學(xué)薄片導(dǎo)致了在背光組件制造中的成本增加。理想的是在不增加額外片的附加成本情況下提高發(fā)光性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種光學(xué)元件，其制造通過(guò)消除光學(xué)薄片而降低成本。本發(fā)明還提供了一種制造上述光學(xué)元件的方法。本發(fā)明還提供了一種具有上述光學(xué)元件的顯示裝置。
一方面，本發(fā)明提供了一種光學(xué)元件，包括接收來(lái)自設(shè)置在光學(xué)元件的側(cè)面的燈發(fā)射的光的光入射面，在垂直于光入射面的平面上延伸的光出射面，和與光出射面相對(duì)的光反射面。在光出射面上形成具有多個(gè)同心圓的聚光圖案。
另一方面，本發(fā)明提供了一種光學(xué)元件，包括漫射板和貼附在漫射板上的透鏡片。漫射板具有接收來(lái)自燈的光的光入射面和與光入射面相對(duì)的光出射面。透鏡片具有包括與漫射板相接觸的多個(gè)凸透鏡的透鏡陣列。
又一方面，本發(fā)明提供了一種制造光學(xué)元件的方法。該方法具體為在透明樹(shù)脂板的光出射面上形成涂層膜。采用具有與聚光圖案相反的圖案的凹槽的模具將該涂層膜圖案化，以在涂層膜上形成具有多個(gè)同心圓的聚光圖案。同心圓的功能同于棱鏡。硬化聚光圖案。
又一方面，本發(fā)明提供了一種制造光學(xué)元件的方法。該方法具體為在漫射板的光出射面上形成具有凸透鏡陣列的透鏡片，以允許凸透鏡與光出射面接觸。具有多個(gè)同心圓的聚光圖案形成在漫射板的相對(duì)光出射面的光入射面上。
又一方面，本發(fā)明提供了一種包括燈，光學(xué)元件和顯示面板的顯示裝置。光學(xué)元件包括彼此相對(duì)的光入射面和光反射面和在垂直于光入射面和光反射面的平面內(nèi)的光出射面，光入射面接收來(lái)自燈的光并具有包括多個(gè)同心圓的聚光圖案。用于顯示圖像的顯示面板設(shè)置在光學(xué)元件的光出射面上。
又一方面，本發(fā)明提供了一種顯示裝置，具有彼此平行排列的燈、設(shè)置以接收來(lái)自燈的光的光學(xué)元件和用于顯示圖像并設(shè)置在光學(xué)元件上的顯示面板。光學(xué)元件包括彼此相對(duì)的光入射面和光出射面和貼附在漫射板上的透鏡片。透鏡片具有包括與漫射板相接觸的多個(gè)凸透鏡的透鏡陣列。
本發(fā)明允許額外構(gòu)件，例如棱鏡片，反射偏振片，漫射片等從光學(xué)元件和顯示裝置中消除而不影響顯示質(zhì)量。因此，可降低制造光學(xué)元件和顯示裝置的成本。


本發(fā)明的上述和其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)參考附圖在具體實(shí)施例中的描述更加清晰。在附圖中圖1所示為展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)元件的透視圖；圖2所示為圖1中所示的聚光圖案的放大的透視圖；圖3所示為圖2中沿線(xiàn)I-I’的剖視圖；圖4所示為展示圖1中所示的光學(xué)元件的光反射面的平面圖；圖5所示為展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)元件的透視圖；圖6所示為展示圖5中的凸起薄片的透視圖；圖7所示為展示圖5中的光入射面的透視圖；圖8-11所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的光學(xué)元件的制造方法的剖視圖；圖12-18所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的光學(xué)元件的制造方法的剖視圖；圖19所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的顯示裝置的分解透視圖；圖20所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的顯示裝置的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖更全面地描述本發(fā)明，實(shí)施例在附圖中示出。然而，本發(fā)明可以不同的形式實(shí)施而并非局限于下列實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以使得公開(kāi)充分和全面，且對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)全面表達(dá)了本發(fā)明的范圍，在圖中，層和區(qū)域的尺寸以及相關(guān)尺寸為清晰起見(jiàn)可被夸大。
可以理解，當(dāng)某一元件或?qū)颖恢笧槲挥诹硪辉驅(qū)由?，與之連接，與之耦接時(shí)，其可直接位于另一元件或?qū)由?，與之直接連接，與之直接耦接，也可在其間存在中間元件或?qū)?。相?duì)的，當(dāng)某一元件被指為直接位于另一元件或?qū)由?，直接與之連接或直接與之耦接，則在其間不存在中間元件或?qū)?。全文中相同的附圖標(biāo)記表達(dá)相同的元件。如這里采用的，詞語(yǔ)“和/或”包括一種或多種相關(guān)聯(lián)的列舉的術(shù)語(yǔ)之間的任一和全部的組合關(guān)系。
可以理解，盡管詞語(yǔ)第一，第二，等，可在這里表示不同的元件、構(gòu)件、區(qū)域、層和/或部分，這些元件、構(gòu)件、區(qū)域、層和/或部分并非局限于這些詞語(yǔ)。這些詞語(yǔ)僅用于將一種元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)別開(kāi)。因此，以下討論的第一元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或部分可命名為第二元件、構(gòu)件、區(qū)域、層或部分而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。
空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)，例如“之下”、“下面”、“低于”、“之上”、“上面”和類(lèi)似術(shù)語(yǔ)，為了簡(jiǎn)易描述在這里使用，以表達(dá)在圖中所示的一種元件或特征與另一元件或特征之間的關(guān)系?？衫斫獾模臻g關(guān)系術(shù)語(yǔ)包括了除了圖中描述的方向之外的使用或操作的裝置的不同方向。例如，如果翻轉(zhuǎn)圖中的裝置，描述為在另一元件或特征的“之下”或“下面”的元件將為在另一元件和特征“之上”。因此，詞語(yǔ)例子“之下”可包括上面和下面兩個(gè)方向。裝置可以另外的方向(旋轉(zhuǎn)90度或另外的方向)設(shè)置，則相應(yīng)解釋文中的空間關(guān)系描述符。
這里采用的術(shù)語(yǔ)僅僅用于描述特定實(shí)施例并不限制本發(fā)明。如這里所采用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”或“該”也用于包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中另外作出了清楚說(shuō)明?？蛇M(jìn)一步理解的，文中使用的術(shù)語(yǔ)“包括......”指的是所述的特征、數(shù)目、步驟、操作、元件和/或構(gòu)件的存在，但并非排除另外的一個(gè)或多個(gè)其他特征、數(shù)目、步驟、操作、元件和/或組件的存在。
除非另外定義，文中使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的意義?？蛇M(jìn)一步理解的，在通用字典中所定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被認(rèn)為具有與相關(guān)領(lǐng)域上下文中的意義一致的含義，而不應(yīng)該被認(rèn)定為理想化的或過(guò)度正式的意義，除非這里如此表達(dá)。
圖1所示為展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)元件的透視圖。
參考圖1，這一實(shí)施例的光學(xué)元件100包括緊鄰燈200設(shè)置的光入射面110，在垂直于光入射面110的平面內(nèi)的光出射面120，和在與光出射面120平行的平面內(nèi)的光反射面130。
燈200設(shè)置在光學(xué)元件100的兩個(gè)相互平行的表面附近，在另一可選擇的實(shí)施例中，可能在光學(xué)元件100的一個(gè)表面附近只存在一個(gè)燈200。在所示的實(shí)施例中，每一個(gè)燈200設(shè)置為緊鄰光入射面110之一。然而，這并非是本發(fā)明的一個(gè)限制，而在鄰接光入射面110之一可設(shè)置多個(gè)燈200。
光學(xué)元件100引導(dǎo)從燈200入射的光使之在希望的途徑中傳輸。光學(xué)元件100包括透明材料以引導(dǎo)光。合適的光學(xué)元件100的材料的例子包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和相對(duì)于PMMA具有更好的耐熱性的聚碳酸酯(PC)。
聚光圖案140形成在光學(xué)元件100的光出射面120上以聚集光。在這一實(shí)施例中，聚光圖案140規(guī)則地排列在光出射面120上。然而，在其他實(shí)施例中，聚光圖案140可根據(jù)燈200的位置在光出射面120上不規(guī)則排列。
圖2所示為圖1中所示的聚光圖案的放大的透視圖，而圖3所示為圖2中沿線(xiàn)I-I’的剖視圖。
參考圖2和3，聚光圖案140包括多個(gè)同心圓142。特別的，聚光圖案140具有菲涅耳透鏡圖案。即，同心圓作為棱鏡以向聚光圖案140提供象差和小于凸透鏡厚度的厚度。
從各個(gè)方向入射到光學(xué)元件100的光，從光出射面120出射。這里，光根據(jù)下述公式1所示的斯涅耳定律折射并從光出射面120出射。
公式1n1(sinθ1)＝n2(sinθ2)在公式1中，n1表示導(dǎo)光板的折射率，而n2表示空氣的折射率，由于導(dǎo)光板的折射率n1大于空氣的折射率n2，所以sinθ2大于sinθ1。角度θ1和θ2可根據(jù)垂直于導(dǎo)光板表面的假想線(xiàn)測(cè)量。因此，從光學(xué)元件100內(nèi)的聚光圖案140出射的光相對(duì)于法線(xiàn)矢量具有比穿過(guò)導(dǎo)光板的光大的角度。
作為折射的結(jié)果，從燈200非定向地發(fā)射的光在光學(xué)元件100中由聚光圖案140聚集，并通過(guò)光出射面120出射。
圖4所示為展示圖1中所示的光學(xué)元件的光反射面的平面圖。
參考圖1和4，用于漫射光的漫射圖案150形成在光學(xué)元件100的光反射面130上。漫射圖案150漫射并反射來(lái)自燈200并入射到光學(xué)元件100的內(nèi)表面上的光。漫射光被漫射并在各種方向被導(dǎo)向光出射面120。
為了提高從光出射面120出射的光的發(fā)光均勻性，漫射圖案150根據(jù)燈200的位置不規(guī)則排列。特別地，漫射圖案150密集排列在燈200附近的區(qū)域，而疏散排列在遠(yuǎn)離燈200的區(qū)域內(nèi)。
在這一實(shí)施例中，漫射圖案150包括通過(guò)在光反射面130上打印白色墨水而形成的圓形打印圖案?？蛇x擇的，漫射圖案150可包括由精密工藝形成的凹凸圖案。
根據(jù)這一實(shí)施例，聚光圖案140形成在光學(xué)元件100的光出射面120上。因此，額外的光學(xué)薄膜，例如棱鏡片，反射偏振片等，可在光學(xué)元件100中省略。
圖5所示為展示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)元件的透視圖。
參考圖5，光學(xué)元件300包括漫射板330和設(shè)置在漫射板330上的透鏡片340。
漫射板330包括接收來(lái)自在漫射板330下排列的燈的光的光入射面310。光出射面320位于平行于光入射面310的平面內(nèi)。
漫射板330漫射發(fā)射自燈200的光，以提高發(fā)光均勻性。漫射板330為具有預(yù)定厚度的矩形板。此外，漫射板330與燈200隔開(kāi)。漫射板330可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。另外，可在漫射板330中提供用于漫射光的漫射劑。
燈200在光學(xué)元件300下排列。燈200排列在基本平行于光學(xué)元件300的平面內(nèi)，且燈彼此平行設(shè)置。
用于聚集光的透鏡片340形成在漫射板330的光出射面320上。透鏡片340包括基膜344和形成在基膜344上的透鏡陣列。透鏡陣列包括多個(gè)凸透鏡342。凸透鏡342在基膜344上規(guī)則排列?？蛇x擇地，凸透鏡342可根據(jù)燈200的位置在基膜344上不規(guī)則排列。這里使用的“凸透鏡陣列”指的是包括一些或全部透鏡為凸透鏡的透鏡陣列。
透鏡片340貼附在漫射板330上，使得凸透鏡342與漫射板330的光出射面320接觸。
圖6所示為展示圖5中的凸透鏡薄片的透視圖。
參考圖6，凸透鏡342形成在基膜344上，并具有半橢圓形。在該特定實(shí)施例中，每個(gè)凸透鏡342具有大約50微米的直徑和大約20微米的高度。
具有凸透鏡342的透鏡陣列形成在基片344上的第一面上。與第一面平行的基片344的第二面貼附在漫射板330上，以完成具有透鏡片340的光學(xué)元件300。
圖7所示為展示圖5中的光入射面的透視圖。
參考圖7，用于聚光的聚光圖案350形成在光學(xué)元件300的光入射面310上。聚光圖案350在光入射面310上規(guī)則排列。然而，這并非本發(fā)明的限制，而聚光圖案350可根據(jù)燈200的位置在光入射面310上不規(guī)則排列。
類(lèi)似于圖1中的聚光圖案140，聚光圖案350包括多個(gè)同心圓。特別地，聚光圖案350具有菲涅耳透鏡圖案。即，同心圓作為棱鏡以向聚光圖案140提供象差和小于凸透鏡厚度的厚度。
在這一示例實(shí)施例中，聚光圖案350直接形成在光學(xué)元件300的光入射面310上。可選擇地，具有聚光圖案350的聚光片可貼附在光學(xué)元件300的光入射面310上。
發(fā)射自燈200的光在從基膜344(沿圖5中的向上方向)出射前由在光入射面310上的聚光圖案350和在光出射面320上的透鏡片340聚集。
根據(jù)這一實(shí)施例，透鏡片340和聚光圖案350分別形成在光學(xué)元件100的光出射面320和光入射面310上。因此，可在光學(xué)元件300中取消各種額外光學(xué)薄膜，例如棱鏡片，反射偏振膜等。
圖8-11所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的光學(xué)元件的制造方法的剖視圖。
參考圖8，涂層膜170形成在透明樹(shù)脂板160的光出射面120上。涂層膜170可具有均勻的厚度。透明樹(shù)脂板160的例子包括PMMA。此外，涂層膜170包括紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂?？蛇x擇的，涂層膜170可包括熱固化樹(shù)脂。
參考圖9，具有對(duì)應(yīng)于聚光圖案的凹槽的模具180設(shè)置在其上形成有涂層膜170的透明樹(shù)脂板160上。
參考圖10，模板180壓入涂層膜170，以形成具有多個(gè)同心圓的聚光圖案140。之后，紫外線(xiàn)或熱量被提供給聚光圖案140以硬化聚光圖案140。
參考圖11，硬化聚光圖案140后，移除模板180以在透明樹(shù)脂板160上完成聚光圖案140的形成。這里，聚光圖案140形成菲涅耳透鏡。
另外，在形成聚光圖案140之前或之后，用來(lái)漫射光的漫射圖案形成在位于光出射面120對(duì)面的透明樹(shù)脂板160的光反射面130上。如上所述，漫射圖案包括由打印白色墨水形成的點(diǎn)狀的打印圖案。可選擇的，聚光圖案可包括由精密工藝形成的凹凸圖案。
圖12-18所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的光學(xué)元件的制造方法的透視圖。制造光學(xué)元件的方法分為形成透鏡片的工藝和形成聚光圖案的工藝。透鏡片具有在漫射板的光出射面上的凸透鏡陣列，以允許凸透鏡與光出射面接觸。聚光圖案具有在漫射板的光入射面上的多個(gè)同心圓。
圖12-14所示為展示形成具有透鏡陣列的透鏡片的剖視圖。
參考圖12，具有均勻厚度的涂層膜362形成在基膜360上?；?60的一個(gè)例子包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)。涂層膜362包括紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂或熱固化樹(shù)脂。
之后，具有對(duì)應(yīng)于透鏡圖案的凹槽366的第一主模(master mold)364，被設(shè)置在涂層膜362上。
參考圖13，第一主模364壓入到涂層膜362中，以形成凸透鏡陣列。之后，紫外線(xiàn)或熱量被提供給透鏡陣列以硬化(或固化)透鏡陣列。
參考圖14，硬化透鏡陣列后，移除第一主模364，在基膜360上留下具有凸透鏡342的透鏡陣列，從而，完成透鏡片370。這里，每一個(gè)凸透鏡具有半橢圓形。
圖15-17所示為展示形成具有聚光圖案的聚光片的制造工藝的透視圖。
參考圖15，具有均勻厚度的涂層膜382形成在基膜380上?；?80的一個(gè)例子包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)。涂層膜382包括紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂或熱固化樹(shù)脂。
之后，具有對(duì)應(yīng)于聚光圖案350的凹槽386的第二主模384，被設(shè)置在涂層膜382上。
參考圖16，第二主模384壓入涂層膜382中，以形成具有多個(gè)同心圓的聚光圖案350。之后，紫外線(xiàn)或熱量被施加給聚光圖案350以硬化聚光圖案350。
參考圖17，硬化聚光圖案350后，移除第二主模384，在基膜360上留下同心圓352。這樣，制備了聚光片390。在特定實(shí)施例中，聚光圖案具有菲涅耳透鏡圖案。
參考圖18，透鏡片370貼附在漫射板330的光出射面320上。這里，透鏡片370的凸透鏡342與光出射面320相接觸。另外，透鏡片370可采用紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂貼附在漫射板330上。
聚光片390貼附在漫射板330的光入射面310上。這里，聚光片390的聚光圖案350位于暴露的表面上。此外，聚光片390可采用紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂貼附在漫射板330上。
如上所述，光學(xué)元件300由將聚光片390和透鏡片370分別貼附在漫射板330的光入射面310和光出射面320上而制造。
圖19所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的顯示裝置的分解透視圖。
參考圖19，這一實(shí)施例的顯示裝置500包括燈200，光學(xué)元件100和顯示單元600。
燈200設(shè)置在沿光學(xué)元件100的相平行的兩側(cè)。如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，可以只有一個(gè)燈200設(shè)置在光學(xué)元件100的一側(cè)。有時(shí)，可以將多個(gè)燈200安裝在光學(xué)元件100一側(cè)的附近。
當(dāng)逆變器(未示出)向燈200施加能量時(shí)，燈200發(fā)光。在這一實(shí)施例中，燈200包括具有細(xì)長(zhǎng)圓柱形的冷陰極熒光燈(CCFL)?？蛇x擇地，燈200可包括具有外部電極的外部電極熒光燈(EEFL)。
顯示裝置500可進(jìn)一步包括覆蓋每個(gè)燈200的三面的用于保護(hù)的燈罩。燈罩可由具有高反射率的材料制成?？蛇x擇地，燈罩可采用具有高反射率材料涂布的非反射性或低反射性結(jié)構(gòu)。燈罩反射來(lái)自燈200的以提高光效率。
光學(xué)元件100聚集接收自燈200的光，并在向上的方向傳輸該聚集的光。光學(xué)元件100具有如圖1-4中所示的結(jié)構(gòu)。因此，為了簡(jiǎn)潔在此省略關(guān)于光學(xué)元件100的任何詳細(xì)描述。
反射片510設(shè)置在光學(xué)元件100之下。反射片510反射從光學(xué)元件100的底面泄漏的光，并使之返回到光學(xué)元件100。反射片510包括例如白色聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)，白色聚碳酸酯(PC)等高反射率材料。
漫射片520設(shè)置在光學(xué)元件100之上。漫射片520漫射傳輸自光學(xué)元件100的被聚集光，以提高整體發(fā)光均勻性。
如上所述，在顯示裝置500中采用具有菲涅耳透鏡聚光圖案的光學(xué)元件100。光學(xué)元件100允許省略額外聚集光的棱鏡片。
顯示單元600包括利用通過(guò)光學(xué)元件100的聚集光顯示圖像的顯示面板610。并具有驅(qū)動(dòng)顯示面板610的驅(qū)動(dòng)電路620。顯示面板610包括第一基板612，平行于第一基板612的平面的平面內(nèi)設(shè)置的第二基板614，和夾置在第一和第二基板612和614之間的液晶(LC)層(未示出)。
第一基板612對(duì)應(yīng)于其上以矩陣配置排列有TFT的透明玻璃基板。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，第一基板612包括透明玻璃以允許光從第一基板612中透過(guò)。TFT包括電連接于數(shù)據(jù)線(xiàn)的源極端子，電連接于柵極線(xiàn)的柵極端子和電連接于像素電極的漏極端子。像素電極包括透明導(dǎo)電材料。
第二基板614對(duì)應(yīng)其上通過(guò)薄膜形成工藝而形成的用于形成顏色的RGB像素的濾色器基板。共同電極形成在第二基板614上。
當(dāng)電源施加到TFT的柵極端子時(shí)，TFT開(kāi)啟從而使得在像素電極和共同電極之間產(chǎn)生電場(chǎng)。電場(chǎng)改變夾置在第一和第二基板612和614之間的LC層中LC分子的排列。通過(guò)LC層的透射光根據(jù)LC分子的排列變化而變化。因此，具有理想色調(diào)的圖像可通過(guò)控制在LC層中的電場(chǎng)被顯示。
驅(qū)動(dòng)電路620包括向顯示面板610提供數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)印刷電路板(PCB)621，向顯示面板610提供柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的柵極PCB 622，連接在數(shù)據(jù)PCB 621和顯示面板610之間的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路薄膜623，和連接在柵極PCB623和顯示面板610之間的柵極驅(qū)動(dòng)電路薄膜624。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路薄膜623和柵極驅(qū)動(dòng)電路薄膜624分別包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片625和柵極驅(qū)動(dòng)芯片626。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片625和柵極驅(qū)動(dòng)芯片626可包括帶載封裝(TCP)，膜上芯片(COF)等。
可選擇地，當(dāng)在顯示面板610和柵極驅(qū)動(dòng)電路薄膜624上形成額外的信號(hào)線(xiàn)時(shí)，可省略柵極PCB 622。
圖20所示為展示根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的顯示裝置的分解透視圖。
參考圖20，這一實(shí)施例的顯示裝置700包括燈200，光學(xué)元件300和顯示單元600。
燈200設(shè)置在光學(xué)元件300之下。此外，燈200被排列為基本平行于光學(xué)元件300并彼此平行。用于反射來(lái)自燈200的光的反射板710設(shè)置在燈200之下。
光學(xué)元件300設(shè)置在燈200之上。光學(xué)元件300漫射并聚集來(lái)自燈200的光并將聚集光向上傳輸。光學(xué)元件300包括基本相同于圖5-7中的元件。因此，為了簡(jiǎn)潔在此省略關(guān)于光學(xué)元件300的進(jìn)一步描述。
此外，顯示單元600基本與圖19中所示的相同。因此，在此省略關(guān)于顯示面板600的多余描述。
根據(jù)這一實(shí)施例，透鏡圖案和聚光圖案分別形成在光學(xué)元件的上表面和下表面上。當(dāng)透鏡圖案和聚光圖案與光學(xué)元件整體形成時(shí)，不再需要例如棱鏡片、反射偏振膜等額外光學(xué)片。
根據(jù)本發(fā)明，菲涅耳透鏡的聚光圖案形成在導(dǎo)光板的光出射面上。因此，例如用于聚光的棱鏡片的額外光學(xué)片可省略，降低了制造光學(xué)元件和顯示裝置的成本。此外，由于該集成可降低光學(xué)元件和顯示裝置的厚度。
進(jìn)一步地，透鏡陣列和聚光圖案形成在漫射板的光出射面和光入射面上。因此，例如棱鏡片、漫射片等額外光學(xué)薄膜將不再必須，而降低了制造光學(xué)元件和顯示裝置的成本。在漫射板上形成透鏡陣列和聚光圖案同樣有助于降低光學(xué)元件和顯示裝置的厚度。
上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)已作描述，要注意的是在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明做出各種改進(jìn)替代和變型。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件，包括接收來(lái)自設(shè)置在光學(xué)元件的側(cè)面的燈發(fā)射的光的光入射面；在垂直于所述光入射面的平面中延伸的光出射面，所述光出射面具有包括多個(gè)同心圓的聚光圖案；和與所述光出射面相對(duì)的光反射面。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中所述聚光圖案為菲涅耳透鏡圖案。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中所述光反射面具有用于漫射和反射光的漫射圖案。
4.一種光學(xué)元件，包括具有接收來(lái)自燈的光的光入射面和與所述光入射面相對(duì)的光出射面的漫射板；和貼附在所述漫射板上的透鏡片，所述透鏡片具有包括與所述漫射板相接觸的多個(gè)凸透鏡的透鏡陣列。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件，其中每個(gè)所述凸透鏡具有半橢圓狀。
6.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件，其中所述光入射面具有包括作為棱鏡的多個(gè)同心圓的聚光圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件，其中所述聚光圖案具有菲涅耳透鏡圖案。
8.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件，還包括貼附在光入射面上的聚光片，所述聚光片具有包括多個(gè)同心圓的聚光圖案。
9.一種制造光學(xué)元件的方法，包括在透明樹(shù)脂板的光出射面上形成涂層膜；采用具有與聚光圖案相反的圖案的凹槽的模板構(gòu)圖所述涂層膜，以在所述涂層膜上形成具有作為棱鏡的多個(gè)同心圓的聚光圖案；以及硬化所述聚光圖案。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述涂層膜包括紫外光固化樹(shù)脂。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述聚光圖案具有菲涅耳透鏡圖案。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述透明樹(shù)脂板的相對(duì)于所述光出射面的光反射面上形成漫射圖案。
13.一種制造光學(xué)元件的方法，包括在漫射板的光出射面上形成透鏡片，所述透鏡片具有與所述光出射面接觸的凸透鏡陣列；以及在相對(duì)所述光出射面的所述漫射板的光入射面上形成聚光圖案，所述聚光圖案具有多個(gè)同心圓。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中形成所述透鏡片包括在基膜上形成所述涂層膜；采用具有與所述凸透鏡陣列相反的圖案的凹槽的第一主模將所述涂層膜圖案化；硬化所述凸透鏡陣列；以及將所述凸透鏡陣列貼附在所述光出射面上以允許所述凸透鏡與所述光出射面接觸。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述涂層膜包括紫外光固化樹(shù)脂。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述陣列中的每個(gè)凸透鏡具有半橢圓狀。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中形成所述聚光圖案包括在基膜上形成涂層膜；采用具有與所述聚光圖案相反的圖案的凹槽的第二主模將所述涂層膜圖案化，以形成具有所述聚光圖案的聚光片；硬化所述聚光片；以及將所述聚光片貼附在所述光入射面上。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述涂層膜包括紫外光固化樹(shù)脂。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述聚光圖案具有菲涅耳透鏡圖案。
20.一種顯示裝置，包括用于發(fā)光的燈；光學(xué)元件，包括彼此相對(duì)的光入射面和光反射面和在垂直于所述光入射面和所述光反射面的平面內(nèi)的光出射面，所述光入射面接收來(lái)自燈的光并具有包括多個(gè)同心圓的聚光圖案；以及設(shè)置在所述光學(xué)元件的所述光出射面上用于顯示圖像的顯示面板。
21.如權(quán)利要求20所述的顯示裝置，其中所述聚光圖案具有菲涅耳透鏡圖案。
22.如權(quán)利要求20所述的顯示裝置，還包括位于所述光學(xué)元件之下的反射板；和設(shè)置在所述光學(xué)元件上的漫射片。
23.一種顯示裝置，包括彼此平行設(shè)置并發(fā)光的燈；設(shè)置以接收來(lái)自所述燈的光的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括漫射板，所述漫射板包括彼此相對(duì)的光入射面和光出射面，和貼附在所述漫射板上的透鏡片，其中所述透鏡片具有包括與所述漫射板相接觸的多個(gè)凸透鏡的透鏡陣列；和設(shè)置在所述光學(xué)元件上用于顯示圖像的顯示面板。
24.如權(quán)利要求23所述的顯示裝置，其中每個(gè)所述凸透鏡具有半橢圓狀。
25.如權(quán)利要求23所述的顯示裝置，其中所述光入射面具有包括多個(gè)同心圓的聚光圖案。
26.如權(quán)利要求25所述的顯示裝置，其中所述聚光圖案具有菲涅耳透鏡圖案。
27.如權(quán)利要求23所述的顯示裝置，還包括設(shè)置在所述燈下的漫射板。
全文摘要
一種與常規(guī)光學(xué)元件相比具有更高的制造成本效率的光學(xué)元件。采用該光學(xué)元件制造的顯示裝置可比常規(guī)的顯示裝置薄。光學(xué)元件包括接收來(lái)自設(shè)置在光學(xué)元件的側(cè)面的燈發(fā)射的光的光入射面，在垂直于光入射面的平面上延伸的光出射面，和與光出射面相對(duì)的光反射面。在光出射面上形成具有多個(gè)同心圓的聚光圖案。聚光圖案可為菲涅耳透鏡圖案。用于漫射光的漫射圖案形成在光反射面上。由于圖案形成在光學(xué)元件上，例如棱鏡片、反射偏振片、漫射片等額外光學(xué)片不再是必須的。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1940603SQ200610146368
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月21日
發(fā)明者崔震成, 白晶旭, 樸辰赫, 朱炳潤(rùn), 河周和 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社