一种限制液晶屏视角的背光模块制造技术

本发明专利技术属于液晶显示技术领域，公开了一种限制液晶屏视角的背光模块，使用角度控制导光板模块和LED光源模块，两块导光板分别贴有周期性排列的三棱柱阵列以及椭圆透镜阵列，椭圆的长轴相互平行，三棱柱的底角不对称；本发明专利技术的有益效果是能够精确的限制液晶屏的出光角度，适用于对液晶屏的观察视角有特殊要求的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种限制液晶屏视角的背光模块
本专利技术涉及液晶显示
，尤其是一种能限制液晶屏视角的背光模块。
技术介绍
目前国内外已经对液晶显示技术研究有一定进展，二十世纪九十年代，随着笔记本电脑的普及，液晶显示技术开始飞速发展。但是现在的液晶显示
仍做不到控制液晶屏的出光角度，现有的液晶显示器的出光角度都非常大。在一些特殊的应用场合中，如在飞机的驾驶舱中，液晶屏将置于狭窄的驾驶舱中，液晶屏的出光角度不能太大，如果出光角度太大，则不仅耗能，并且照到附近仪表上的反射光会干扰到飞行员的视线，特别是夜间驾驶时，会带来一定操作难度和潜在危险，因此控制液晶屏的发光角度十分必要。液晶屏的出光角度主要是由背光模块的出光角度决定的，因此限制背光模块的出光角度是非常重要的。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术公开了一种限制液晶屏视角的背光模块，本专利技术解决上述问题采用的技术方案是：使用角度控制导光板模块和LED光源模块，设定导光板靠近液晶层的一侧为外表面，与之相对的一侧为内表面，角度控制导光板模块包括导光板一和导光板二；所述的导光板一的外表面贴有三棱柱阵列；所述的导光板二的内表面贴有增光片，外表面嵌有透镜阵列；所述的三棱柱阵列采用的是周期性排列的三棱柱的微小单元，三棱柱长棱相互平行且平行于导光板边界，三棱柱的主截面三角形的底角是不对称的；所述的增光片采用BEF系列的增光片；所述的透镜阵列采用的是周期性排列的微小椭圆透镜单元，椭圆的长轴为0.2mm，短轴为0.1mm，长轴相互平行且间距为0.2mm，短轴相互平行且间距为0.2mm，长轴与短轴分别平行于导光板边界；所述的LED光源模块包括：铝基电路板、扩散板、下扩散片，所述的铝基电路板的表面均匀铺设LED。本专利技术的有益效果是：不仅能够精确地限制背光模块的出光角度，还能节省能源，能减少照射到周围仪表上的反射光，防止光线对飞行员视线的干扰，提高安全性，并且价格低廉。附图说明图1是实施例中背光源亮度测试示意图。图2是传统棱镜片模型图。图3是实施例中三棱柱阵列的微结构示意图。图4是利用tracepro软件对液晶屏建模。图5是传统棱镜片与三棱柱阵列组合的出光效果。图6是实施例中椭圆透镜阵列的示意图。图7是一个实施例的结构示意图。图8是实施例的出光效果图。图中：1.背光源，2.亮度计，3.光学塑料制成的三棱柱，4.PET基层，5.铝基电路板，6.LED，7.扩散板，8.下扩散片，9.导光板一，10.导光板二，11.液晶屏，12.导光板一和导光板二的局部放大图，13.椭圆透镜单元。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的实施例做进一步的详细说明。一种限制液晶屏视角的背光模块，使用角度控制导光板模块和LED光源模块，规定导光板靠近液晶层的一侧为外表面，与之相对应的一侧为内表面，角度控制导光板模块包括导光板一和导光板二，导光板一的外表面贴有三棱柱阵列，导光板二的内表面贴有增光片，外表面嵌有透镜阵列；三棱柱阵列采用的是周期性排列的三棱柱的微小单元，长棱相互平行且平行于导光板边界，三棱柱的主截面三角形的角度与传统增光片不同，其底角是不对称的，增光片采用BEF系列的增光片，透镜阵列采用的是周期性排列的微小椭圆透镜单元，椭圆的长轴为0.2mm，短轴为0.1mm，长轴相互平行且间距为0.2mm，短轴相互平行且间距为0.2mm，长轴与短轴分别平行于导光板边界；LED光源模块包括：铝基电路板、扩散板、下扩散片，铝基电路板的表面均匀铺设LED。图1是实施例中背光源亮度测试示意图，（a）为直观图，（b）为亮度测试俯视图，（c）为亮度测试侧视图。规定背光源的正中心为O点，正前方S0为额定测试位置，S1、S0、S2在同一水平面上，S3、S0、S4在同一铅垂面上。S0与O点的连线为S0O，S1与O点的连线为S1O，S2与O点的连线为S2O，S3与O点的连线为S3O，S4与O点的连线为S4O。S1O与S0O夹角为45度，S0O与S2O夹角为45度，S3O与S0O夹角为30度，S0O与S4O夹角为45度。本实施例最终目的是将直下式液晶显示屏的背光角度限制为：在S0点测试O点的亮度L达到680cd/m2，从S1、S2、S3及S4点测试到的O点亮度下降到三分之一L以下，并且当观测角度更大的时候，亮度进一步下降，光线主要集中在S1、S2、S3、S4和O点围成的锥形中，而锥形以外的光线要很弱。采用三棱柱阵列与增光片组合，传统的增光片是利用3M微复制技术，如图2，将丙烯酸树脂制成的棱镜结构制作在PET基材上制造而成的光学薄膜，其表面是高度为20～50微米左右的微棱镜结构。按照几何光学原理，背光源出射的光线经过增光片及背光源系统的循环作用，最终汇聚在正视方向出射，从而达到增亮效果。由于目前国内市场上的增光片的出光角度是70°对称的，并不能满足要求。本实施例的三棱柱阵列结构如图3，图中，（d）（e）（f）为一个三棱柱微结构单元的三视图，（g）为三棱柱阵列的示意图，是由一系列三棱柱密集排列而成，其微三棱柱单元的主截面三角形两个底角为y0和y1，y0和y1分别为100°和45°分别起着控制该侧出光角度的作用，x0和x1定为80°，棱柱高度为0.05mm。采用tracepro光学设计软件对目标对象进行建模，如图4。本实施例使用的是7寸（83mm×47mm）的直下式液晶屏，其LED光源模块包括以下几个结构：铝基电路板，299颗LED，采用的是cree公司的型号为cree®Xlamp®XQ-B的LED，以及扩散板，下扩散片。角度控制导光板模块包括：导光板一的外表面贴有三棱柱阵列，导光板二的内表面贴有增光片，外表面嵌有透镜阵列。对使用传统棱镜片与三棱柱阵列组合的模型进行光路追迹，得到的结果如图5，两条曲线分别表示从竖直平面和水平面内观测O点得到的亮度分布，液晶屏前方的光线出现不对称现象，在水平面内光线主要集中在±45度以内，在竖直平面内主要集中在+30到-60度以内。但是图5中亮度曲线波动很大，在指定的范围内出光不均匀，而且在指定的角度以外仍有很多光线，为解决该问题，再增加透镜阵列可以改善出光的均匀性。采用椭圆的正透镜阵列对凌乱的出射光线进行准直，在导光板的外表面添加椭圆透镜，椭圆的长轴为0.2mm，短轴为0.1mm，长轴相互平行且间距为0.2mm，短轴相互平行且间距为0.2mm，长轴与短轴分别平行于导光板边界，微观结构如图6所示，其嵌入导光板的深度为0.05mm，此深度出光均匀性最好。此时的光强分布如图8，不仅指定角度以外的光线明显减少，而且在指定角度以内亮度的均匀性得到明显的改善。在S1、S2、S3、S4各点都达到了预期的效果，因此最终确定的液晶屏的结构如图7。本专利技术由于导光板横向和纵向的对称性，因此也可适用于其他尺寸的液晶屏，对于其他出光角度的要求，只需修三棱柱阵列的微三棱柱单元的主截面三角形的y1和y0的大小，以及通过修改椭圆透镜的嵌入深度来准直光线来达到目的，因此，本方案具有很好的移植性和实用性。上述实例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术的创新构思的前提下，还可以作出的若干的变形和改进，这些都属于本申请的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种限制液晶屏视角的背光模块，使用角度控制导光板模块和LED光源模块，设定导光板靠近液晶层的一侧为外表面，与之相对的一侧为内表面，其特征是：角度控制导光板模块包括导光板一和导光板二；所述的导光板一的外表面贴有三棱柱阵列；所述的导光板二的内表面贴有增光片，外表面嵌有透镜阵列；所述的三棱柱阵列采用的是周期性排列的三棱柱的微小单元，三棱柱长棱相互平行且平行于导光板边界，三棱柱的主截面三角形的底角是不对称的；所述的增光片采用BEF系列的增光片；所述的透镜阵列采用的是周期性排列的微小椭圆透镜单元，椭圆的长轴为0.2mm，短轴为0.1mm，长轴相互平行且间距为0.2mm，短轴相互平行且间距为0.2mm，长轴与短轴分别平行于导光板边界；所述的LED光源模块包括：铝基电路板、扩散板、下扩散片，所述的铝基电路板的表面均匀铺设LED。

【技术特征摘要】
1.一种限制液晶屏视角的背光模块，使用角度控制导光板模块和LED光源模块，所述的LED光源模块包括：铝基电路板、扩散板、下扩散片，所述的铝基电路板的表面均匀铺设LED；设定导光板靠近液晶层的一侧为外表面，与之相对的一侧为内表面，其特征是：角度控制导光板模块包括导光板一和导光板二；所述的导光板一的外表面贴有三棱柱阵列；所述的导光板二的内表面贴有增光片，外表面嵌有透...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢晓雨，杨宏运，朱向冰，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34