一種偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法及液晶顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種可以實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法，根據(jù)液晶顯示裝置背光模組的現(xiàn)有視角特性及最大亮度偏轉(zhuǎn)角度要求，設(shè)計一層或多層匹配的偏轉(zhuǎn)膜表面的曲面結(jié)構(gòu)，在液晶顯示裝置的背光模組中使用一層或多層匹配的偏轉(zhuǎn)膜，將液晶顯示裝置的最大亮度偏轉(zhuǎn)到觀看者的視線方向，且視角曲線形狀不會有明顯變化，使光線得到了最大程度的利用，降低能耗，提高光效；同時，在液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)角度為大視角偏轉(zhuǎn)時，使用多層偏轉(zhuǎn)膜組合，解決了現(xiàn)有單層偏轉(zhuǎn)膜在偏轉(zhuǎn)角度較大時存在增益與截止角的問題，進(jìn)一步提高了光效。
【專利說明】
一種偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法及液晶顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可以實現(xiàn)液晶顯示裝置特定視角偏 轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法及液晶顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著平板顯示技術(shù)的快速發(fā)展，液晶顯示在眾多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)的陰極射線管， 成為主流顯示器件。液晶本身不發(fā)光，需要背光源提供光線照亮顯示區(qū)域。因此背光源的亮 度、均勻性、視角對于終端顯示器的光學(xué)性能有著很大影響。
[0003] 現(xiàn)有的液晶顯示產(chǎn)品都是在正視時亮度最高，在飛機(jī)、火車、汽車等環(huán)境中，顯示 器的最大亮度方向與人眼視線方向存在一定夾角，造成光源能量浪費且觀看效果不佳。目 前液晶顯示器在這些場合使用時通常會傾斜安裝，而導(dǎo)致安裝和設(shè)計成本增加。一個有效 的方法即直接對光源進(jìn)行特定視角偏轉(zhuǎn)設(shè)計，根據(jù)顯示器與觀看者視線所成的夾角，讓光 線偏轉(zhuǎn)一定的角度，使得顯示器最大亮度方向與觀看者的視線一致，以此提高光線利用率， 同時解決傾斜安裝帶來的空間和設(shè)計問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和問題，本發(fā)明提供一種可以實現(xiàn)液晶顯示 器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0006] -種可以實現(xiàn)液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜的設(shè)計方法，所述液晶顯示裝置包 括背光模組及液晶屏，所述背光模組包括:光源、導(dǎo)光板、反射膜、下擴(kuò)散膜、上擴(kuò)散膜及偏 轉(zhuǎn)膜，所述導(dǎo)光板具有一入光面、相鄰于所述入光面的一出光面及四個漏光面，所述光源對 應(yīng)設(shè)置于所述導(dǎo)光板的入光面處，所述反射膜設(shè)置于所述漏光面的下方，所述下擴(kuò)散膜、上 擴(kuò)散膜及偏轉(zhuǎn)膜依次設(shè)置于所述出光面的上方，所述液晶屏設(shè)置于所述偏轉(zhuǎn)膜上方，所述 偏轉(zhuǎn)膜表面設(shè)有光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)，所述偏轉(zhuǎn)膜的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)通過下述方法設(shè)計：
[0007] 步驟SOl:根據(jù)所述液晶顯示裝置視角的偏轉(zhuǎn)角度確定α2;
[0008] 步驟S02:定義所述偏轉(zhuǎn)膜和所述上擴(kuò)散膜之間的距離為X10;
[0009] 步驟S03:根據(jù)所述偏轉(zhuǎn)膜表面的光學(xué)膠預(yù)留厚度和表面微結(jié)構(gòu)高度確定X2Q，X20 為光學(xué)膠預(yù)留厚度、表面微結(jié)構(gòu)高度及X1O之和；
[0010] 步驟S04:根據(jù)所述液晶屏與所述偏轉(zhuǎn)膜之間的距離確定?0,所述為所述液晶 屏與所述偏轉(zhuǎn)膜之間的距離與所述X2O之和；
[0011]步驟S05:根據(jù)光線進(jìn)入所述偏轉(zhuǎn)膜前的介質(zhì)確定折射率m，根據(jù)光線進(jìn)入所述偏 轉(zhuǎn)膜后的介質(zhì)確定折射率Π 2 ;
[0012]步驟S06:根據(jù)進(jìn)入所述偏轉(zhuǎn)膜前的入射光線視角曲線半亮度處的視角Θ，確定入 射角Θi的范圍，所述入射角Θ在[-Θlmax，Θlmax]之間，Θ_為90° ;
[0013] 步驟SOTJ1 = Oq時，根據(jù)如下公式確定α1;
[0014]
[0015] 步驟 s〇8:設(shè) x〇 = 0，y〇 = 0，yi〇 = 0，y2〇 = 0，y3〇 = 0;
[0016] 步驟SOg^e1范圍內(nèi)，以〇°為起點，將Q1每隔ΛΘ和-ΛΘ進(jìn)行分割，獲得一系列θη 和-Qli，其中Q1P1 = Qli+/^，i = 〇~0lmax/A0的整數(shù)部分;-Q1P1 = -Qli-AQ，i = 〇~-0lmax/A Θ的整數(shù)部分；
[0017] 步驟S10:將i = l，θη = ΛΘ和1=-1，-011 =-八0帶入下列公式，分別求解得到曲面 上半部分的第一組坐標(biāo)點111、711、121、721、131、731和下半部分的第一組坐標(biāo)點1-11、7-11、1-21、 又-21、1-31、：^-31;將1 = 2,912 = 2\八9和1 = -2，-912 = -2\(-八9)帶入下列公式，分別求解得 到曲面上半部分的第二組坐標(biāo)點112、712、122、722、132、732和下半部分的第二組坐標(biāo)點1-12、 y-12、X-22、y-22、X-32、y-32,如此循環(huán)，直到將 i = Qiimax/A0 的整數(shù)部分，= ΛΘ的整數(shù)部分，-0u = -0lmax帶入下列公式，分別求解得到曲面上半部分的最后一組坐標(biāo)點 Xlmax、y Imax、X2max、y 2max、X3max、y 3max萍口下' 首的!^后1'-' ^3. ^14 豐不點 X-Imax、y-Imax、X-2max、y-2max、 X_3max、y-3max;
[0019] 步驟Sll:采用直角曲面結(jié)構(gòu)，將曲面上半部分得到的一系列坐標(biāo)點（xn，yn)、 (xi2,yi2).......(Xlmax，ylmax)結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度，用直角連接起來，根據(jù)畫圖軟件得到單 個曲面結(jié)構(gòu)的上半部分；
[0020] 步驟S12:采用直角曲面結(jié)構(gòu)，將曲面下半部分的一系列坐標(biāo)點（X-n，y-n)、（X- 12， y-12)........(x-lmax，y-lmax)用直角連接起來，根據(jù)畫圖軟件得到單個曲面結(jié)構(gòu)的下半部 分；
[0021] 步驟S13:將曲線的上半部分和下半部分在(X1Q，yiQ)點處結(jié)合，形成完整的偏轉(zhuǎn)膜 表面的曲面結(jié)構(gòu)；
[0022] 步驟S14:將單個曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成偏轉(zhuǎn)膜表面的100 X 100的矩陣，放置在背光 模組的上方，通過光學(xué)軟件進(jìn)行仿真，得到視角曲線，從而獲取最大亮度的視角。
[0023] 優(yōu)選地，在開始設(shè)計之前，還包括下述步驟：
[0024] 根據(jù)所述液晶顯示裝置視角的偏轉(zhuǎn)角度要求確定偏轉(zhuǎn)膜層數(shù)，當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)角度大 于或等于20°，使用N層所述偏轉(zhuǎn)膜，所述N =偏轉(zhuǎn)角度/20°的整數(shù)部分+1;當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)角度 小于20°，使用一層所述偏轉(zhuǎn)膜。
[0025] 優(yōu)選地，當(dāng)使用N所述偏轉(zhuǎn)膜時，所述偏轉(zhuǎn)膜的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)通過下述方法設(shè)計： [0026]重復(fù)上述步驟SOl至S14,設(shè)計第一層所述偏轉(zhuǎn)膜，該層偏轉(zhuǎn)膜的偏轉(zhuǎn)角度確定為 要求的偏轉(zhuǎn)角度〇 2作；
[0027] 設(shè)計第m層所述偏轉(zhuǎn)膜，包括下述步驟：
[0028] 第m層偏轉(zhuǎn)膜的偏轉(zhuǎn)角度為〇2州。采用銳角曲面結(jié)構(gòu)，將第一層視角偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計得 至Ij的一系列(Xll，yil)、（X12，yi2).......(Xlmax，yimax)結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度用直角連接起來， 根據(jù)畫圖軟件得到單個曲面結(jié)構(gòu)，所述直角變?yōu)殇J角，第m層偏轉(zhuǎn)膜銳角角度為90°-〇2*(!11-1)/^，111 = 2~1'1，1]1為要設(shè)計的第1]1層視角偏轉(zhuǎn)膜；
[0029] 將第m層得到的銳角曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成第m層偏轉(zhuǎn)膜表面的100X 100的矩陣，將N 層偏轉(zhuǎn)膜層疊放置在背光模組的上方，通過光學(xué)軟件進(jìn)行仿真，得到視角曲線，從而獲取最 大亮度的視角。
[0030] 優(yōu)選地，在完成步驟S14后還包括下述步驟：
[0031]步驟S15:根據(jù)步驟S14得到的最大亮度的視角判斷所述的液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn) 是否滿足視角偏轉(zhuǎn)要求及透過率要求，如果滿足則根據(jù)所述偏轉(zhuǎn)膜實際尺寸形成多個曲線 結(jié)構(gòu);若不滿足，縮小所述入射角S1的范圍，重復(fù)步驟S07至S14,直到滿足設(shè)計要求。
[0032]優(yōu)選地，所述偏轉(zhuǎn)膜表面的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)由若干個波浪形微結(jié)構(gòu)組成或者若干個 鋸齒狀微結(jié)構(gòu)組成或者由若干個波浪形微結(jié)構(gòu)和若干個鋸齒狀微結(jié)構(gòu)混合而成。
[0033]另外，本發(fā)明還提供了一種液晶顯示裝置，包括所述的偏轉(zhuǎn)膜。
[0034]本發(fā)明提出了一種可以實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法，根據(jù)液 晶顯示裝置背光模組的現(xiàn)有視角特性及最大亮度偏轉(zhuǎn)角度要求，設(shè)計一層或多層匹配的偏 轉(zhuǎn)膜表面的曲面結(jié)構(gòu)，在液晶顯示裝置的背光模組中使用一層或多層匹配的偏轉(zhuǎn)膜，并可 以根據(jù)液晶顯示裝置的最大亮度偏轉(zhuǎn)角度設(shè)計偏轉(zhuǎn)膜表面的曲面結(jié)構(gòu)，可以將液晶顯示裝 置的最大亮度偏轉(zhuǎn)到觀看者的視線方向，且視角曲線形狀不會有明顯變化，使光線得到了 最大程度的利用，降低能耗，提高光效；同時，在液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)角度為大視角偏轉(zhuǎn) 時，使用多層偏轉(zhuǎn)膜組合，解決了現(xiàn)有單層偏轉(zhuǎn)膜在偏轉(zhuǎn)角度較大時存在增益與截止角的 問題，進(jìn)一步提高了光效。
【附圖說明】
[0035]圖1是視角偏轉(zhuǎn)膜表面微結(jié)構(gòu)設(shè)計原理圖。
[0036]圖2是現(xiàn)有一種液晶顯示器背光模組的視角曲線1。
[0037] 圖3是本發(fā)明實施例1提供的單個曲面結(jié)構(gòu)的上半部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖4是本發(fā)明實施例1提供的單個曲面結(jié)構(gòu)的下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖5是針對視角曲線1經(jīng)具有視角偏轉(zhuǎn)10°功能的單層偏轉(zhuǎn)膜后的視角曲線圖。
[0040] 圖6是現(xiàn)有一種液晶顯示器背光模組的視角曲線2。
[0041]圖7是針對視角曲線2具有視角偏轉(zhuǎn)10°功能的單層偏轉(zhuǎn)膜表面微結(jié)構(gòu)。
[0042]圖8是針對視角曲線2經(jīng)具有視角偏轉(zhuǎn)10°功能的單層偏轉(zhuǎn)膜后的視角曲線圖。
[0043] 圖9是針對視角曲線1具有視角偏轉(zhuǎn)20°功能的雙層偏轉(zhuǎn)膜表面微結(jié)構(gòu)。
[0044] 圖10是針對視角曲線1經(jīng)具有視角偏轉(zhuǎn)20°功能的雙層偏轉(zhuǎn)膜后的視角曲線圖。 [0045]圖11是針對視角曲線1具有視角偏轉(zhuǎn)40°功能的三層偏轉(zhuǎn)膜表面微結(jié)構(gòu)。
[0046]圖12是針對視角曲線1經(jīng)具有視角偏轉(zhuǎn)40°功能的三層偏轉(zhuǎn)膜后的視角曲線圖。
【具體實施方式】
[0047] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專 利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間 接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
[0048] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個或多個 相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0049] 本申請?zhí)峁┑目梢詫崿F(xiàn)液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜的設(shè)計方法，其中：所述 液晶顯示裝置包括背光模組及液晶屏。
[0050] 所述背光模組包括:光源、導(dǎo)光板、反射膜、下擴(kuò)散膜、上擴(kuò)散膜及偏轉(zhuǎn)膜，所述導(dǎo) 光板具有一入光面、相鄰于所述入光面的一出光面及四個漏光面，所述光源對應(yīng)設(shè)置于所 述導(dǎo)光板的入光面處，所述反射膜設(shè)置于所述漏光面的下方，所述下擴(kuò)散膜、上擴(kuò)散膜及偏 轉(zhuǎn)膜依次設(shè)置于所述出光面的上方，所述液晶屏設(shè)置于所述偏轉(zhuǎn)膜上方，所述偏轉(zhuǎn)膜表面 設(shè)有光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)。
[0051 ]可以理解，本申請中上述描述的背光模組為側(cè)入式背光模組，而實際中還可以采 用直下式背光模組，具體地，所述背光模組包括:光源、反射膜、下擴(kuò)散膜、上擴(kuò)散膜及偏轉(zhuǎn) 膜，所述反射膜設(shè)置于所述光源的下方，所述下擴(kuò)散膜、上擴(kuò)散膜及偏轉(zhuǎn)膜依次沿所述光源 的出光方向設(shè)置，所述偏轉(zhuǎn)膜表面設(shè)有光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)。
[0052]根據(jù)上述描述，本申請?zhí)峁┑目梢詫崿F(xiàn)液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜的設(shè)計方 法，不管其中涉及的背光模組是采用直下式背光模組還是側(cè)入式背光模組，通過偏轉(zhuǎn)膜的 設(shè)計均可實現(xiàn)液晶顯示裝置視角的偏轉(zhuǎn)。
[0053]為了更清楚、明白地闡述本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，以下結(jié)合具體實施例進(jìn)行詳細(xì) 說明。
[0054] 實施例一
[0055] 本發(fā)明實施例一提供的一種可以實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方 法。為便于理解，請參閱圖1。在本實施例一中設(shè)計用于視角曲線為圖2所示的背光結(jié)構(gòu)的偏 角角度為10°的視角偏轉(zhuǎn)膜，由于液晶顯示裝置視角的最大亮度的偏轉(zhuǎn)角度為10°，故使用 一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)，具體包括下述步驟：
[0056] 1、根據(jù)設(shè)計要求，最大亮度的偏轉(zhuǎn)角度為10°，故€(2=1〇° ;
[0057] 2、偏轉(zhuǎn)膜直接放在背光模組的上部，故選取視角偏轉(zhuǎn)膜和背光模組之間的距離為 5um，t^；xio = 5;
[0058] 3、光學(xué)膠預(yù)留厚度為10um，表面微結(jié)構(gòu)高度為10um，故X2Q = 25;
[0059] 4、液晶屏直接放在視角偏轉(zhuǎn)膜上部，選取視角偏轉(zhuǎn)膜和液晶屏之間的距離為5um， 故 X3〇 = 30;
[0060] 5、光線由空氣進(jìn)入視角偏轉(zhuǎn)膜，故m為空氣的折射率，m = l，n2s光學(xué)膠的折射 率，n2=l .57;
[0061] 6、入射光線視角曲線如圖2所示，入射光線視角曲線半亮度處的視角Θ為20°，故入 射角θι為[-20°，20°];
[0062] 7、θ1 = 〇°時，根據(jù)如下公式計算得到αι = 17.2° ;
[0063]
[0064] 8、設(shè)幼=〇，丫0 = 〇，丫10 = 〇，丫20 = 〇，丫30 = 〇;
[0065] ^將日:每隔〇. 5°和-0.5°進(jìn)行分割，獲得一系列θη和-ΘΗ，其中θη+1 = θη+〇. 5°，i = 0~20/0 · 5 = 0~40 ,-Q1W = -Qli-O · 5。，i = -20/0 · 5~0 = -40~0;
[0066] 10、將i = -40~40對應(yīng)的Qli和-θη帶入下列公式，計算得到的40個Sl面上上半部 分的坐標(biāo)點和40個Sl面上下半部分的坐標(biāo)點，篇幅有限，給出中間21個點的坐標(biāo)值，如下表 所示：
[


[0071] 11、將40個SI面上上半部分的坐標(biāo)點結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度用直角連接起來帶入畫 圖軟件，得到單個曲面結(jié)構(gòu)的上半部分，請參閱圖3;
[0072] 12、將40個Sl面上下半部分的坐標(biāo)點結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度用直角連接起來帶入畫 圖軟件，得到單個曲面結(jié)構(gòu)的下半部分，請參閱圖4;
[0073] 13、將曲線的上半部分和下半部分在(X1Q，yiQ)點處結(jié)合，形成完整的偏轉(zhuǎn)膜表面 的曲面結(jié)構(gòu)。
[0074] 14、將單個曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成偏轉(zhuǎn)膜表面的100 X 100的矩陣，放置在背光模組的 上方，通過光學(xué)軟件進(jìn)行仿真，得到視角曲線，如圖5所示，可以看出最大亮度的角度為10°， 透過率為97.9%，滿足設(shè)計要求，根據(jù)視角偏轉(zhuǎn)膜實際尺寸形成實際后期加工制備的多個 曲線結(jié)構(gòu)。
[0075] 實施例二
[0076] 本發(fā)明實施例二提供的一種可以實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方 法。為便于理解，請參閱圖1。在本實施例二中設(shè)計用于視角曲線為圖6所示的背光結(jié)構(gòu)的偏 角角度為10°的視角偏轉(zhuǎn)膜，由于液晶顯示裝置視角的最大亮度的偏轉(zhuǎn)角度為10°，故使用 一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)，具體包括下述步驟：
[0077] 1、根據(jù)設(shè)計要求，最大亮度偏轉(zhuǎn)角度為10°，故€(2=1〇° ;
[0078] 2、視角偏轉(zhuǎn)膜直接放在背光模組上部，故選取視角偏轉(zhuǎn)膜和背光模組之間的距離 為5觀，故叉1〇 = 5;
[0079] 3、光學(xué)膠預(yù)留厚度為10um，表面微結(jié)構(gòu)高度為10um，故X2Q = 25;
[0080] 4、液晶屏直接放在視角偏轉(zhuǎn)膜上部，選取視角偏轉(zhuǎn)膜和液晶屏之間的距離為5um， 故 X3〇 = 30;
[0081 ] 5、光線由空氣進(jìn)入視角偏轉(zhuǎn)膜，故m為空氣的折射率，m = 1，112為光學(xué)膠的折射 率，n2=l .57;
[0082] 6、入射光線視角曲線如圖6所示，半亮度視角為30°，故入射角，30°];
[0083] 7、θ1 = 〇°時，根據(jù)如下公式計算得到αι = 17.2° ;
[0084]
[0085]
[0086] 9、將日:每隔〇 · 5°和-0 · 5°進(jìn)行分割，獲得一系列0U和-ΘΗ，其中0li+1 = 0li+〇 · 5，i =0 ~30/0 · 5 = 0~60 ,-Q1W = -Qli-O · 5。，i = -30/0 · 5~0 = -60~0;
[0087] 10、將i = -60~60對應(yīng)的θη和-θη帶入下列公式，計算得到的60個Sl面上上半部 分的坐標(biāo)點和60個Sl面上下半部分的坐標(biāo)點，篇幅有限，給出中間21個點的坐標(biāo)值，如下表 所示：

[0091] 11、將60個SI面上上半部分的坐標(biāo)點結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度用直角連接起來帶入畫 圖軟件，得到單個曲面結(jié)構(gòu)的上半部分；
[0092] 12、將60個Sl面上下半部分的坐標(biāo)點結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度用直角連接起來帶入畫 圖軟件，得到單個曲面結(jié)構(gòu)的下半部分；
[0093] 13、將曲線的上半部分和下半部分在(X1Q，yiQ)點處結(jié)合，形成完整的偏轉(zhuǎn)膜表面 的曲面結(jié)構(gòu)，請參閱圖7;
[0094] 14、將單個曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成偏轉(zhuǎn)膜表面的100X 100的矩陣，放置在背光模組的 上方，通過光學(xué)軟件進(jìn)行仿真，得到視角曲線，如圖8所示，可以看出最大亮度的視角為10°， 透過率99.3%，滿足設(shè)計要求，根據(jù)偏轉(zhuǎn)膜實際尺寸形成實際后期加工制備的多個曲線結(jié) 構(gòu)。
[0095] 實施例三
[0096] 本發(fā)明實施例三提供的一種可以實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方 法。為便于理解，請參閱圖1。在本實施例三中設(shè)計用于視角曲線為圖2所示的背光結(jié)構(gòu)的偏 角角度為20°的視角偏轉(zhuǎn)膜，由于液晶顯示裝置視角的最大亮度的偏轉(zhuǎn)角度為20°，故使用 兩層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)。具體步驟為：
[0097] 1.確定第一層偏轉(zhuǎn)膜偏轉(zhuǎn)角度為20°/2 = 10°，第二層偏轉(zhuǎn)膜偏轉(zhuǎn)角度為20°-10° = 10° ；
[0098] 2.根據(jù)實施例一確定第一層偏轉(zhuǎn)膜的表面結(jié)構(gòu)，步驟及視角偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)同實施實 例1;
[0099] 3.根據(jù)第一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)確定第二層偏轉(zhuǎn)膜曲面結(jié)構(gòu)，第二層偏轉(zhuǎn)膜曲面部分與 第一層偏轉(zhuǎn)膜曲面部分相同，將第一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)中的直角變?yōu)殇J角，銳角角度為90°_ 20°*(2_1)/2 = 80°，確定第二層偏轉(zhuǎn)膜單個曲面結(jié)構(gòu)；
[0100] 4.分別將圖9的兩種單個曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成100X 100的矩陣，帶入光學(xué)軟件進(jìn)行 仿真，得到視角曲線，如圖10所示，可以看出最大亮度的角度為20°，透過率92.1%，滿足設(shè) 計要求，根據(jù)視角偏轉(zhuǎn)膜實際尺寸形成實際后期加工制備的多個曲線結(jié)構(gòu)。
[0101] 實施例四
[0102] 本發(fā)明實施例四提供的一種可以實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方 法。為便于理解，請參閱圖1。在本實施例四中設(shè)計用于視角曲線為圖2所示的背光結(jié)構(gòu)的偏 角角度為40°的視角偏轉(zhuǎn)膜，由于液晶顯示裝置視角的最大亮度的偏轉(zhuǎn)角度為40°，故使用 三層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)。具體步驟為：
[0103] 1.確定第一層偏轉(zhuǎn)膜偏轉(zhuǎn)角度為40°/3 = 13.3°，第二層和第三層偏轉(zhuǎn)膜的偏轉(zhuǎn)角 度均為40°/3 = 13.3° ;
[0104] 2.重復(fù)步驟SOl~S14確定第一層偏轉(zhuǎn)膜的表面結(jié)構(gòu)；
[0105] 3.根據(jù)第一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)確定第二層偏轉(zhuǎn)膜曲面結(jié)構(gòu)，第二層偏轉(zhuǎn)膜曲面部分與 第一層偏轉(zhuǎn)膜曲面部分相同，將第一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)中的直角變?yōu)殇J角，銳角角度為90°_ 40°*(2-1 )/3 = 76.7°，確定第二層偏轉(zhuǎn)膜單個曲面結(jié)構(gòu)；
[0106] 4.根據(jù)第一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)確定第三層偏轉(zhuǎn)膜曲面結(jié)構(gòu)，第三層偏轉(zhuǎn)膜曲面部分與 第一層偏轉(zhuǎn)膜曲面部分相同，將第一層偏轉(zhuǎn)膜結(jié)構(gòu)中的直角變?yōu)殇J角，銳角角度為90°_ 40° *(3-1) /3 = 63.3°，確定第三層偏轉(zhuǎn)膜單個曲面結(jié)構(gòu);如圖11所示；
[0107] 5.將各層得到的銳角曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成各層偏轉(zhuǎn)膜表面的100 X 100的矩陣，將 所有3層偏轉(zhuǎn)膜層疊放置在背光模組的上方，帶入光學(xué)軟件進(jìn)行仿真，得到視角曲線，如圖 12所示，可以看出最大亮度的角度為40°，透過率92.6%，滿足設(shè)計要求，根據(jù)視角偏轉(zhuǎn)膜實 際尺寸形成實際后期加工制備的多個曲線結(jié)構(gòu)。
[0108] 本發(fā)明上述實施例提出的一種可以實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計 方法，根據(jù)液晶顯示裝置背光模組的現(xiàn)有視角特性及最大亮度偏轉(zhuǎn)角度要求，設(shè)計一層或 多層匹配的偏轉(zhuǎn)膜表面的曲面結(jié)構(gòu)，在液晶顯示裝置的背光模組中使用一層或多層匹配的 偏轉(zhuǎn)膜，并可以根據(jù)液晶顯示裝置的最大亮度偏轉(zhuǎn)角度設(shè)計偏轉(zhuǎn)膜表面的曲面結(jié)構(gòu)，可以 將液晶顯示裝置的最大亮度偏轉(zhuǎn)到觀看者的視線方向，且視角曲線形狀不會有明顯變化， 使光線得到了最大程度的利用，降低能耗，提高光效；同時，在液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)角度 為大視角偏轉(zhuǎn)時，使用多層偏轉(zhuǎn)膜組合，解決了現(xiàn)有單層偏轉(zhuǎn)膜在偏轉(zhuǎn)角度較大時存在增 益與截止角的問題，進(jìn)一步提高了光效。
[0109]另外，本申請還提供了一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置包括背光模組及液 晶屏，所述背光模組為直下式結(jié)構(gòu)或側(cè)入式結(jié)構(gòu)，所述背光模組的所述下擴(kuò)散膜、背光模組 及偏轉(zhuǎn)膜依次設(shè)置于所述光源的出光面的上方，所述液晶屏設(shè)置于所述偏轉(zhuǎn)膜上方，所述 偏轉(zhuǎn)膜表面設(shè)有光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)膜的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)通過上述方法設(shè) 計而成。
[0110]本發(fā)明提供的液晶顯示裝置廣泛適用于火車，汽車，飛機(jī)駕駛艙中的顯示器。使顯 示器具備優(yōu)良的大視角偏轉(zhuǎn)功能，可以高效的在特定角度方向偏轉(zhuǎn)光線，尤其適用于在顯 示器位置固定的機(jī)艙，汽車儀表盤等地方。
[0111]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種可W實現(xiàn)液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜的設(shè)計方法，所述液晶顯示裝置包括 背光模組及液晶屏，所述背光模組包括:光源、導(dǎo)光板、反射膜、下擴(kuò)散膜、上擴(kuò)散膜及偏轉(zhuǎn) 膜，所述導(dǎo)光板具有一入光面、相鄰于所述入光面的一出光面及四個漏光面，所述光源對應(yīng) 設(shè)置于所述導(dǎo)光板的入光面處，所述反射膜設(shè)置于所述漏光面的下方，所述下擴(kuò)散膜、上擴(kuò) 散膜及偏轉(zhuǎn)膜依次設(shè)置于所述出光面的上方，所述液晶屏設(shè)置于所述偏轉(zhuǎn)膜上方，所述偏 轉(zhuǎn)膜表面設(shè)有光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)膜的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)通過下述方法設(shè)計： 步驟so 1:根據(jù)所述液晶顯示裝置視角的偏轉(zhuǎn)角度確定曰2; 步驟S02:定義所述偏轉(zhuǎn)膜和所述上擴(kuò)散膜之間的距離為X10; 步驟S03 :根據(jù)所述偏轉(zhuǎn)膜表面的光學(xué)膠預(yù)留厚度和表面微結(jié)構(gòu)高度確定X20，X20為光學(xué) 膠預(yù)留厚度、表面微結(jié)構(gòu)高度及X10之和； 步驟S04 :根據(jù)所述液晶屏與所述偏轉(zhuǎn)膜之間的距離確定X30，所述X30為所述液晶屏與所 述偏轉(zhuǎn)膜之間的距離與所述X20之和； 步驟S05:根據(jù)光線進(jìn)入所述偏轉(zhuǎn)膜前的介質(zhì)確定折射率m，根據(jù)光線進(jìn)入所述偏轉(zhuǎn)膜 后的介質(zhì)確定折射率Π 2 ; 步驟S06:根據(jù)進(jìn)入所述偏轉(zhuǎn)膜前的入射光線視角曲線半亮度處的視角Θ，確定入射角θι 的范圍，所述入射角目1在[-eimax，目Imax]之間，目Imax為90% 步驟S07:目1 = 0°時，根據(jù)如下公式確定αι;步驟 S08:設(shè) x〇 = 0，y〇 = 0，yi〇 = 0，y2〇 = 0，y3〇 = 0; 步驟S09:在θι范圍內(nèi)，W〇°為起點，將θι每隔ΔΘ和-ΔΘ進(jìn)行分割，獲得一系列θιι和- 白li，其中白li+l =白li+Δ目，i = 0~白lmax/Δ目的整數(shù)部分；-白li+l = -白1廣Δ目，i = 0~-白lmax/Δ白的 整數(shù)部分； 步驟S10:將1 = 1，目ιι = ΔΘ和i = -l，-θιι = -ΔΘ帶入下列公式，分別求解得到曲面上半 部分的第一組坐標(biāo)點財1、711、料1、721、義31、731和下半部分的第一組坐標(biāo)點義-11、7-11、義-21、7-21、 x-3i、y-3i;將1 = 2,白12 = 2 X Λ白和i = -2，-白12 = -2 X (-Λ白）帶入下列公式，分另Ij求角軍得SJ曲 面上半部分的第二組坐標(biāo)點郎、712、義22、722、的2、732和下半部分的第二組坐標(biāo)點義-12、7-12、 X-22、y_22、X-32、y_32 ,如此循環(huán)，直到將i二目limax/Δ目的整數(shù)部分，目li二目Imax和i二-目limax/Δ白 的整數(shù)部分，-θ?? = -θ??3Χ帶入下列公式，分別求解得到曲面上半部分的最后一組坐標(biāo)點 Xlmax、y Imax、X2max、y2max、X3max、y3max和下豐部分的巧后 組坐柄點X-lmax、y-lmax、X-2max、y-2max、 X-3max、y-3max;步驟Sll:采用直角曲面結(jié)構(gòu)，將曲面上半部分得到的一系列坐標(biāo)點（xn，yn)、（xi2， yi2).......(Xlmax，yi"ax)結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度，用直角連接起來，根據(jù)畫圖軟件得到單個曲 面結(jié)構(gòu)的上半部分； 步驟S12:采用直角曲面結(jié)構(gòu)，將曲面下半部分的一系列坐標(biāo)點（x-ii，y-n)、（x-i2， y-12).......(X-lmax，y-lmax)用直角連接起來，根據(jù)畫圖軟件得到單個曲面結(jié)構(gòu)的下半部分； 步驟S13:將曲線的上半部分和下半部分在(xio，yio)點處結(jié)合，形成完整的偏轉(zhuǎn)膜表面 的曲面結(jié)構(gòu)； 步驟S14:將單個曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成偏轉(zhuǎn)膜表面的100X 100的矩陣，放置在背光模組 的上方，通過光學(xué)軟件進(jìn)行仿真，得到視角曲線，從而獲取最大亮度的視角。2. 如權(quán)利要求1所述的可W實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法，其特征 在于，在開始設(shè)計之前還包括下述步驟： 根據(jù)所述液晶顯示裝置視角的偏轉(zhuǎn)角度要求確定偏轉(zhuǎn)膜層數(shù)，當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)角度大于或 等于20°，使用N層所述偏轉(zhuǎn)膜，所述N =偏轉(zhuǎn)角度/20°的整數(shù)部分+1;當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)角度小于 20°，使用一層所述偏轉(zhuǎn)膜。3. 如權(quán)利要求2所述的可W實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法，其特征 在于，當(dāng)使用N層所述偏轉(zhuǎn)膜時，所述偏轉(zhuǎn)膜的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)通過下述方法設(shè)計： 重復(fù)上述步驟SOI至S14設(shè)計第一層所述偏轉(zhuǎn)膜，該層偏轉(zhuǎn)膜的偏轉(zhuǎn)角度確定為要求的 偏轉(zhuǎn)角度Q2/N; 設(shè)計第m層所述偏轉(zhuǎn)膜，包括下述步驟： 采用銳角曲面結(jié)構(gòu)，將第一層視角偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計得到的一系列（XII，yii)、（xi2， yi2)........(Xlmax，yimax)結(jié)合光學(xué)膠預(yù)留厚度用直角連接起來，根據(jù)畫圖軟件得到單個曲 面結(jié)構(gòu)，所述直角變?yōu)殇J角，第m層偏轉(zhuǎn)膜銳角角度為90°-α2*(m-l)/N，m = 2~N，m為要設(shè)計 的第m層視角偏轉(zhuǎn)膜； 將第m層得到的銳角曲面結(jié)構(gòu)重復(fù)，形成第m層偏轉(zhuǎn)膜表面的100X100的矩陣，將N層偏 轉(zhuǎn)膜層疊放置在上擴(kuò)散膜的上方，通過光學(xué)軟件進(jìn)行仿真，得到視角曲線，從而獲取最大亮 度的視角。4. 如權(quán)利要求1所述的可W實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法，其特征 在于，在完成步驟S14后還包括下述步驟： 步驟S15:根據(jù)步驟S14得到的最大亮度的視角判斷所述的液晶顯示裝置視角偏轉(zhuǎn)是否 滿足視角偏轉(zhuǎn)要求及透過率要求，如果滿足則根據(jù)所述偏轉(zhuǎn)膜實際尺寸形成多個曲線結(jié) 構(gòu);若不滿足，縮小所述入射角θι的范圍，重復(fù)步驟S07至S14,直到滿足設(shè)計要求。5. 如權(quán)利要求1所述的可W實現(xiàn)液晶顯示器特定視角偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)膜設(shè)計方法，其特征 在于，所述偏轉(zhuǎn)膜表面的光學(xué)曲面結(jié)構(gòu)由若干個波浪形微結(jié)構(gòu)組成或者若干個銀齒狀微結(jié) 構(gòu)組成或者由若干個波浪形微結(jié)構(gòu)和若干個銀齒狀微結(jié)構(gòu)混合而成。6. -種液晶顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一項所述的偏轉(zhuǎn)膜。
【文檔編號】G02F1/13357GK105938274SQ201610418299
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】馮奇斌, 尹慧娟, 程鑫, 呂國強(qiáng)
【申請人】合肥工業(yè)大學(xué)