CN103870058B - 设计随机图案的方法和装置及包括该随机图案的光学基板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设计随机图案的方法、用于设计随机图案的装置以及包括根据所述设计随机图案的方法设计的随机图案的光学基板。所述方法包括：在图案设计区中设置多个单元有效图案区；在所述单元有效图案区中形成随机点坐标；并且将所述单元有效图案区中的随机点坐标连接到在第一或第二方向上与所述随机点坐标相邻的其他随机点坐标。

Description

设计随机图案的方法和装置及包括该随机图案的光学基板

技术领域

本发明涉及一种设计图案的方法，所述方法能避免各种显示设施采用的光学基板之间的叠纹(moiré)现象。

背景技术

通常，叠纹图案是在两个独立的周期性图案以预定的角度互相叠加时发生的自然干涉现象。

由于屏幕上显示的图像上叠加的波纹、条纹或亮度变化，例如，小雪花点(smallwisps)，不可避免地在所有的彩色阴极射线管电视机上出现叠纹图案。

当电子束入射到掺有磷光体的荫罩(shadow mask)上时，就在阴极射线管上产生磷光。如果荫罩中的磷光区域等于电子束的入射区域，那么电子束产生的磷光图案就叠加在荫罩的规则图案上。由于存在两个规则的图案，所以就在阴极射线管上形成了叠纹图案。因此，如果阴极射线管上没有形成叠纹图案，这意味着阴极射线管的电子枪发射的电子束没有精确地入射到磷光体的中心。在这种情况下，阴极射线管上的图像就很模糊。

这是因为虽然视频板所产生的像素的大小等于电子束的入射区，然而像素的大小小于磷光体材料的大小。因此，通过允许磷光体材料的大小等于视频板所产生的像素的大小，可以解决上述问题。

同时，在LCD(液晶显示器)中，各液晶盒自身以单个像素运作。因此，LCD中不会出现叠纹图案。

然而，就使用两个柱面光槽板来实现全视差的3D图像显示器而言，平板显示器(也就是说，LCD)用作图像显示板，并且在上面叠加微透镜阵列板或两个柱面光槽板。因此，当微透镜之间的间距(pitch)或者构成各柱面光槽板的透镜互相接触的区域之间的间距并不精确地对准LCD的像素间距时，就产生了叠纹图案。

特别地，微透镜阵列板或柱面光槽板具有厚度。因此，视距或视角会由于厚度而发生变化。在这种情况下，即使微透镜之间的间距或者构成各柱面光槽板的透镜互相接触的区域之间的间距精确地对准LCD的像素间距，也会产生叠纹图案。

图1是示意图，示出了避免由于装置(触控面板或采用了光学片的显示器)中使用的具有特定图案的两个光学基板的叠加和重叠而引起的叠纹现象的原理。

也就是说，具有普通网格图案(lattice pattern)的下光学基板B和具有另一种网格图案的上光学基板A不可避免地在设施中以重叠结构堆放，使得产生叠纹现象。根据现有技术，为了避免叠纹现象，基板分别以特定的倾转角θ1和θ2旋转并且在设施中布置在叠纹现象最小的位置处。

如图2所示，由于在具有网格图案且布置在显示器D上的光学基板C的堆叠结构中发生叠纹现象，所以在制造设施时，光学基板C也以特定的避免角θ3旋转来避免叠纹现象。

然而，由于这种方案需要寻找在网格图案之间成特定角度的叠纹避免截面并且该截面非常狭窄，所以在实践中很难应用上述方案。就例如LED的显示器而言，由于上网格图案是根据单元类型(像素间距)单独设计的，所以无法普遍采用这种方案，此外，这样很难完全去除叠纹图案。

现有技术包括韩国未经审查的专利公开No.10-2005-0013020。

发明内容

为了解决上述问题，实施例提供了一种设计图案的方法，所述方法能通过使用随机图案设计方法所建立的图案设计来绝对去除由于规则图案重叠引起的叠纹现象，并且不管避免角和间距为何，均能避免叠纹现象。

根据实施例，提供了一种设计随机图案的方法，所述方法包括：在图案设计区中设置多个单元有效图案区；在单元有效图案区中形成随机点坐标；并且将单元有效图案区中的随机点坐标连接到在第一或第二方向上与所述随机点坐标相邻的其他随机点坐标。

根据实施例，可以实施设计随机图案的方法来去除由于规则图案重叠引起的叠纹现象，使得不管任何避免角和间距，均可以实现避免叠纹。

此外，由于不管特定的倾转角为何，图案设计都能避免叠纹，所以例如网格图案、圆形图案或多边形图案的多种图案都是可应用的，而不管下部以及下部的间距为何，并且完全可以去除任何叠纹的产生，使得可以实施多种光学设施采用的片材和基板。

附图说明

图1是示意图，示出了避免由于装置(触控面板或采用了光学片的显示器)中使用的具有特定图案的两片光学基板的叠加和重叠而引起的叠纹现象的原理。

图2是示意图，示出了甚至在显示器D上具有网格图案的光学基板C的堆叠结构中避免产生叠纹现象的方法。

图3和图4是流程图和框图，示出了根据实施例的设计随机图案的方法。

图5至图11是示意图，示出了根据以上参照图2和图3所述的实施例的设计随机图案的方法。

图12是视图，示出了根据图1中描述的现有技术的叠纹水平以及具有网格图案的光学基板#1至#3之间的避免角与根据实施例的叠纹水平以及具有随机图案的光学基板之间的避免角的比较。

图13和图14是视图，示出了具有用于TFT-LCD的图案的光学基板的图案叠纹验证测试。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述根据实施例的结构和操作。在基于附图的以下描述中，不论附图编号，相同的元件以相同的附图标记表示，并且为了避免冗余，将省略具有相同的附图标记的相同元件的重复描述。虽然在描述多个元件时可以使用术语“第一”和“第二”，但是实施例不限于此。术语“第一”和“第二”用于将一个元件区分于另一个元件。

图3和图4是流程图和框图，示出了根据实施例的设计随机图案的方法。

参照附图，根据实施例设计随机图案的方法包括以下过程：在图案设计区中设置多个单元有效图案区；在单元有效图案区中形成随机点坐标；并且将单元有效图案区中的随机点坐标连接到在第一或第二方向上相邻的随机点坐标。

如图3所示，可以使用包括软件的程序来实施根据实施例的设计随机图案的方法。为此，如图4所示，所述程序可以包括：单元区设置单元110，来在图案所形成的图案设计区中形成多个单元有效图案区；随机坐标形成单元120，来在单元有效图案区中形成至少一个随机点坐标；以及随机坐标连接单元130，来形成将相邻的随机点坐标在特定的方向上连接的连接线。由于根据实施例以不同的配置使用，术语“～单元”指的是软件或例如FPGA或ASIC的硬件结构元件，并且“～单元”完成一些任务。然而，“～单元”不限于软件或硬件。“～单元”可以被配置成存储在可寻址的存储介质中并且执行至少一个处理器。因此，例如，“～单元”包括软件结构元件、面向对象软件结构元件、类结构元件、任务结构元件、过程、函数、属性、程序、子程序、程序代码段、驱动器、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、矩阵和变量。结构元件和“～单元”中提供的函数可以由数量更少的结构元件和“～单元”组成，或者可以由额外的结构元件和“～单元”来划分。此外，可以实施结构元件和“～单元”来复制装置或安全多媒体卡中的至少一个CPU。

图5至图7是示意图，示出了根据以上参照图2和图3所述的实施例的设计随机图案的方法。

以下将参照图1和图5至图7相继描述设计随机图案的方法。

根据本实施例的设计随机图案的方法，如图5所示，在图案设计区1中可以设置多个单元有效图案区a和b。图案设计区1指的是需要图案设计的例如基板或片的产品所需的标准。图案设计区1可以根据与输入到程序的标准有关的信息来确定，或者可以指的是基于根据外部传感器输入的信息值而实际产生的产品的标准。

例如，在设置图案设计区1之后，单元有效图案区a和b被设置在图案设计区1中。如图5所示，单元有效图案区a和b可以被分成具有相同标准大小的虚拟空间，并且根据本实施例，可以在单元有效图案区中形成随机点坐标10和20。在如图5所示的实施例中，作为一个实例，在一个单元有效图案区中形成了一个随机点坐标10或20。

例如，通过使用以下方程可以建立构成一个随机点坐标的水平坐标x和垂直坐标y：

x＝(随机数1*随机率+a)*间距1

y＝(随机数2*随机率+b)*间距2

在上述函数中，随机数是1和2是在0与1之间的互不相同的小数。例如，当随机数1是0.001时，随机数2可以是0.9976。可以多种多样地改变小数点后的值。

随机率可以控制在0％至100％的范围内。

“a”和“b”表示单元有效图案区的位置。例如，当存在如图5所示的单元有效图案区时，各单元有效图案区(a，b)的位置可以表示为以下表格：

(1,3)	(2,3)	(3,3)
			(1,2)	(2,2)	(3,2)
(1,1)	(2,1)	(3,1)

间距1和2表示单元有效图案区之间的距离。也就是说，间距1是一个单元有效图案区的宽度，并且间距2是一个单元有效图案区的高度。

此后，每个单元有效图案区a和b中形成的每个随机点坐标连接到在第一或第二方向上与其相邻的其他随机点坐标，使得可以设计具有多边形形状的线性图案。也就是说，就如图5所示的一个随机点坐标20而言，随机点坐标20在第一方向上通过连接线x1并且在第二方向上通过连接线y1和y2与其他随机点坐标10和30连接上，使得随机点坐标20可以分别与相邻的随机点坐标10和30连接上。

在这种情况下，如果在第一和第二方向上彼此相邻的随机点坐标彼此连接上并且与单元有效图案区相邻的单元有效图案区的数量是“n”，那么在单元有效图案区中连接到随机点坐标的连接线的数量是“n”，其中“n”是自然数。也就是说，由于存在与包括随机点坐标20的单元有效图案区相邻的三个单元有效图案，如图5中的(a)所示，所以三条连接线连接到随机点坐标20上。当然，这局限于在单元有效图案区中形成一个随机点坐标的情况下。图5(b)示出了根据上述方案获得的最终设计的图像。

同时，参照图5，一个随机点坐标和与该随机点坐标相邻的另一个随机点坐标之间的距离D，也就是说，一个交叉点与另一个交叉点之间的距离D可以在20μm至1mm的范围内。当距离D比20μm短时，观察显示器的用户无法将一个交叉点与另一个交叉点区分开，使得这些交叉点可能看起来像单个交叉点，使得连接线可能看起来像重叠线。因此，可以使可见性和大量生产变差。此外，当距离D比1mm长时，电阻值增大，使得可以使敏感性变差。另外，当距离D比1mm长时，该区域可以比普通人的手指触摸的尖端大，使得无法在电容式触控面板中无法感测到手触摸。优选地，距离D可以在50μm至600μm的范围内。

图6是示意图，示出了与图5的实施例不同的另一个实例。

图5与图6之间的差别在于：两个随机点坐标形成在单个单元有效图案区中，并且在同一个单元有效图案区a和b中存在的随机点坐标10和11到与它们相邻的随机点坐标的连接方向互不相同。也就是说，单元有效图案区的随机点坐标之中的第一坐标10连接到在第一方向(Y轴方向)上与第一坐标10相邻的随机点坐标，并且单元有效图案区的随机点坐标之中的第二坐标11连接到在第二方向(X轴方向)上与第二坐标11相邻的随机点坐标。当然，在这种情况下，各随机点坐标可以连接到各相邻的单元有效图案区中存在的两个随机点坐标的唯一一个。图6(b)示出了根据上述方案获得的最终设计的图像。

在图5和图6的实施例中，相邻的单元有效图案区中的随机点坐标以最短的距离互相连接，也就是说，以直线连接，使得最终设计的图案可以具有多边形形状。

图7是示意图，示出了根据实施例设计随机图案的方法的另一个实例。

将图案设计区分成单元有效图案区然后在各单元有效图案区中设置一个随机点坐标的方案与图5的方案相同。

然而，各单元有效图案区中的随机点坐标可以通过使用样条函数互相连接。在这种情况下，形成了具有四条边的简单封闭曲线。可以采用所有样条函数(例如，B样条函数、二次样条函数和三次样条函数)，而不管任何类型的样条函数。

虽然参照图5至图7作为实例来描述了设计随机图案的方法，该方法通过在使用随机函数而在单元有效图案区中形成一个或两个随机点之后将坐标互相连接的方案来实施，坐标和连接的数量不限于此。当根据上述方案在各单元有效图案区中形成多个坐标并且将这些坐标互相连接时，就可以实施根据本实施例的具有直线型连接结构或曲线型连接结构的随机图案设计。

同时，参照图8和图9，根据另一个实施例，单元有效图案区可以具有三角形形状。单元有效图案区可以布置成这样一种方式：三角形形状用倒三角形形状来划分网孔(meshed)。在这种情况下，如图8所示，坐标可以使用直线来互相连接。与此相反，如图9所示，坐标可以使用曲线来互相连接。

然后，如图10所示，单元有效图案区可以具有六边形形状。在这种情况下，坐标互相连接，使得可以形成包括多个三角形的方形形状。

接着，如图11所示，单元有效图案区可以具有多种图形的混合形状。也就是说，单元有效图案区可以具有三角形和六边形的混合形状。虽然，附图描绘了三角形和六边形形状的混合，但是本实施例不限于此，并且例如，可以多种多样地混合至少两种图形。

图12是视图，示出了根据图1中描述的现有技术的叠纹水平以及具有网格图案的光学基板#1至#3之间的避免角与根据实施例的叠纹水平以及具有随机图案的光学基板之间的避免角的比较。这些图案具有相同的线宽，3μm。叠纹水平用“1>2>3>4>5”来表示，其为表示叠纹强度的数值，其中“1”表示普通用户可以直接看到叠纹的水平，“2”表示普通用户依稀地看见叠纹的水平，“3”表示普通用户感觉不到但专家可以辨别叠纹的水平，“5”表示专家无法辨别出叠纹的水平。虽然在本实施例中线宽限于3μm，但是在实施例中可以采用多种线宽。

如同本实施例已经提出的，在平板电脑、笔记本电脑和显示器的三种产品中，当现有的网格图案分别形成为具有200μm、250μm和300μm的网孔间距时，会出现在3.2～4.2范围内的多种叠纹水平。通过反射40°、45°和25°的避免角来获得这些叠纹水平。例如，就显示器而言，当反射40°、45°和25°的避免角时，可以分别获得2.8、4.6和4.7的叠纹水平。

与此相反，在同一条件下，当根据实施例将采用了具有不规则的多边形、矩形和样条曲线形状的随机图案的光学基板#4、#5和#6应用于平板电脑、笔记本电脑和显示器的三种产品时，在专家可能不能辨别叠纹的所有截面测量到5.0的叠纹水平，从而可以确认避免了叠纹。具体地讲，根据本实施例，不需要在具有随机图案的光学基板上反射任何避免角。此外，不论任何避免角，都可以确认在所有截面上能够以同一水平来实施避免叠纹。

图13和图14是视图，示出了具有用于TFT-LCD的图案的光学基板的图案叠纹验证测试。当各测试项应用于具有如图7和图8所示线宽相同的线宽的网格图案和随机图案时，测试项如下：

1)以全白像素图案开启所有像素作为全白条件。这样做的目的是通过RGB像素之间的线宽来验证叠纹。

2)当在对角线方向上的像素以超像素图案开启之后进行测试。这样做的目的是随着在对角线方向上的线宽增加来验证叠纹。

3)当在纵向上的两行像素以及在对角线方向上的像素以两像素图案开启之后进行测试。这样做的目的是随着在纵向上的线宽增加来验证叠纹。

4)这些像素被布置成以下状态：这些像素在水平线方向上顺序地开启/关闭。这样做的目的是随着在横向上的线宽增加来验证叠纹变化。

5)这些像素被布置成以下状态：这些像素在垂直线方向上顺序地开启/关闭。这样做的目的是随着在垂直方向上的线宽增加来验证叠纹变化。

6)开启/关闭梯度水平面的R/G/B像素。这样做的目的是随着各颜色间距发生变化来验证叠纹。

上述测试项的结果如图14所示。

当在200μm、250μm或300μm的网孔图案中而不是在如图7所示的间距网格图案中形成被应用于平板电脑、笔记本电脑和显示器的三种产品中的CGF图案时，示出了在3.2～4.7范围内的各种叠纹水平。可以验证，当在显示器的情况下应用40°、45°和25°的避免角，在平板电脑的情况下应用20°、20°和20°的避免角并且在笔记本电脑的情况下应用40°、45°和25°的避免角时，就获得了叠纹水平。

与此相反，在根据本实施例的#4、#5和#6的随机图案的情况下，不管任何避免角，可以辨别出都出现了一致的叠纹水平“5”。

因此，根据本实施例的设计随机图案的方法，由于不管特定的倾转角为何，图案设计都能避免叠纹，所以例如网格图案、圆形图案或多边形图案的多种图案都是可应用的，而不管下部以及下部的间距为何，并且绝对可以去除任何叠纹的产生，使得可以实施多种光学设施采用的片材和基板。

如上所述，根据设计图案之后的图案线条在光学基板的表面上形成导电材料，使得根据本实施例的设计随机图案的方法可以实施为具有导电材料图案的光学基板(例如，通过使用导电材料或通过溅镀导电材料来实施多种图案(例如在透明片材表面上形成的导电图案，或者通过填充根据随机图案设计形成在透明基板的表面上的凹槽所形成的凸起的图案)的过程)。这种光学基板可以普遍应用于需要触控面板上应用的电极传感器图案或多种光学片或显示器所应用的图案的光学基板。

本说明书中任何提及“一个实施例”、“实施例”、“例示实施例”等的意思是在本发明的至少一个实施例中包括结合实施例描述的特定特征、结构或特性。在本说明书中多处出现的这些短语并不必然全部指代同一个实施例。另外，当结合任何实施例来描述特定特征、结构或特性时，都假定它们在本领域的技术人员的范围内，以结合实施例的其他特征、结构或特性来实现这些特征、结构或特性。

虽然参照本发明的多个说明性实施例描述了实施例，但是应当理解，本领域的技术人员可以在本发明的精神和原理的范围内设计多种其他修改和实施例。更具体地讲，在本发明、附图和所附权利要求书的范围内可以对主题组合布置的组成部件和/或布置进行多种变化和修改。除了对组成部件和/或布置的变化和修改之外，替代使用对本领域的技术人员也是显而易见的。

Claims (2)

1.一种光学基板的设计方法，其特征在于，包括：

将光学基板区分成多个单位有效图案区的步骤；

在所述各个单位有效图案中设置两个以上随机点的步骤；

用连接线连接相邻的单位有效图案区中的随机点的步骤，

任意的所述单位有效图案区中的一随机点与相邻的单位有效图案区中的随机点之间的距离为20μm至1mm。

2.如权利要求1所述的光学基板的设计方法，其特征在于，

所述随机点坐标是根据

x＝(随机数1*随机率+a)*间距1，以及

y＝(随机数2*随机率+b)*间距2，来设定

其中，所述随机数1和所述随机数2是0与1之间的互不相同的小数，

所述随机率是在0％至100％范围内的任意数，

所述间距1是所述单位有效图案区的宽度，

所述间距2是所述单位有效图案区的高度，

所述a和所述b是在所述光学基板中表示所述单位有效图案区的位置顺序的整数。