CN104865740A - 视角扩大膜及包括其的广视角薄膜晶体管液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种视角扩大膜及包括其的广视角薄膜晶体管液晶显示装置。所述视角扩大膜包括：棱镜层，包括入光面和出光面；基材层，所述棱镜层固设于所述基材层上，棱镜层的出光面与所述基材层的入光面接触，其中，所述棱镜层以及所述基材层均由透明材料制成，在棱镜层的入光面上形成有彼此分开的多个截面为梯形的条状凸起，相邻的条状凸起之间的入光面为平面。所述广视角薄膜晶体管液晶显示装置包括沿着光的传播方向依次设置的第一偏光片、液晶面板、彩色滤光片、第二偏光片以及如上所述的视角扩大膜，其中，所述棱镜层的入光面面对第二偏光片的出光面。所述视角扩大膜可提升视角和显示效果，并可实现较容易的偏贴。

Description

视角扩大膜及包括其的广视角薄膜晶体管液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示器视角补偿领域，更具体地说，涉及一种视角扩大膜以及包括该视角扩大膜的广视角薄膜晶体管液晶显示装置。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)是液晶显示器中的一种，主要使用薄膜晶体管(TFT)技术来改善影响品质。简单地说，TFT-LCD可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板是彩色滤光片、下层的玻璃基板上设置有薄膜晶体管，当电流通过晶体管产生电场变化，造成液晶分子偏转，从而改变光线的偏极性，同时，还可以设置偏光片来改变像素的明暗状态，从而控制每个像素点偏振光的出射，实现预期的显示目的。

现有技术中所存在的问题是当背光源通过偏光片、TFT等之后，输出的光线便具有了方向性，也就是说，大多数光都是从屏幕中垂直射出来的，所以，方从某一个较大的角度来观看LCD时，便不能看到原本的颜色，甚至只能看到全白或全黑。图1中所示的是一种常见的LCD模组的白画面亮度以及色度视角的示图。从图1的左图中可以看出，在观察方向的亮度下降到LCD的法线方向的亮度的1/3时，视角小于100度，同时，当观察方向的亮度为LCD的法线方向的亮度的1/2时，视角更小。图1中的右边两幅图分别为x方向和y方向上的色坐标，由图中可以看出，在大视角下的色偏也较为严重。

另外，随着人们对于显示器画面的品质追求，使得对LCD的要求也更高。比如LCD变得越来越大，对于同一台电视的观看的受众相应增加，那么有必要时LCD的视角扩大。因此，迫切需要开发一种能够增大LCD的视角的技术。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于扩大LCD视角且易偏贴的膜片以及包括该膜片的广视角薄膜晶体管液晶显示装置，所述膜片可以实现较容易的偏贴，并且所述广视角薄膜晶体管液晶显示装置可以提升视角和显示效果。

根据本发明的示例性实施例，提供一种视角扩大膜，包括：棱镜层，包括入光面和出光面；基材层，所述棱镜层固设于所述基材层上，棱镜层的出光面与所述基材层的入光面接触，其中，所述棱镜层以及所述基材层均由透明材料制成，在棱镜层的入光面上形成有彼此分开的截面为梯形的多个条状凸起，相邻的条状凸起之间的入光面为平面。

根据本发明的示例性实施例，所述多个条状凸起可满足下述条件式：

L₁>L₂；

$0.1\≤\frac{L_1-L_2}{P}\≤0.3;$

40°≤A₁≤50°；以及

40°≤A₂≤50°，

其中，L₁和L₂分别为梯形截面的下底边长度和上底边长度，A₁与A₂分别为梯形截面的两个侧边与下底边之间的夹角。

根据本发明的示例性实施例，所述多个条状凸起中的部分条状凸起的的值可不同于另一部分条状凸起的的值。

根据本发明的示例性实施例，所述棱镜层的折射率可大于1.5。

根据本发明的示例性实施例，条状凸起可沿着与视角扩大的方向垂直的方向延伸。

根据本发明的示例性实施例，所述基材层可为PET层、PC层或PMMA层。

根据本发明的示例性实施例，提供一种广视角薄膜晶体管液晶显示装置，所述广视角薄膜晶体管液晶显示装置包括沿着光的传播方向依次设置的第一偏光片、液晶面板、彩色滤光片、第二偏光片以及如上所述的视角扩大膜，其中，所述棱镜层的入光面面对第二偏光片的出光面。

根据本发明的实施例的视角扩大膜以及包括该视角扩大膜的广视角薄膜晶体管液晶显示装置可以所述广视角薄膜晶体管液晶显示装置可以增大视角、提高光的透射率，并且还可以有效地降低产生摩尔条纹的机率，从而有效地提高显示效果。

附图说明

图1是一种常见的LCD的白画面亮度、色度与视角的关系图。

图2是根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的截面示意图。

图3是根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的立体结构示意图。

图4是根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的工作原理示意图。

图5是根据本发明的另一示例性实施例的视角扩大膜的截面示意图。

图6是包括根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的广视角薄膜晶体管液晶显示装置的示意图。

图7是根据本发明的示例性实施例的广视角薄膜晶体管液晶显示装置与普通LCD的亮度视角的对比表格。

具体实施方式

下面结合附图，对根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜以及包括该视角扩大膜的广视角薄膜晶体管液晶显示装置进行详细的描述。在此需要说明的是，提供附图仅为了帮助本领域技术人员充分地了解根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜以及广视角薄膜晶体管液晶显示装置的结构与工作原理，并非意在限制本发明。

图2是根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的截面图，图3是根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的立体结构示意图。

参照图2和图3，根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜1包括棱镜层10和基材层11。棱镜层10包括相对的入光面和出光面，棱镜层10固设于基材层11上，棱镜层10的出光面与基材层11的入光面接触。在棱镜层10的入光面上形成有彼此分开的截面为梯形的多个条状凸起101。

相邻的条状凸起101之间的入光面为平面102，条状凸起101底面与平面102位于同一平面上，并且条状凸起101的侧面与平面102一起用作视角扩大膜1的入光面。

图3中所示的条状凸起101沿着与视角扩大的方向垂直的方向延伸，即，在棱镜层10的入射面上形成多个长条形的条状凸起101。

优选地，所述棱镜层由折射率大于1.5的材料制成。

在本示例性实施例中，条状凸起101可满足下述条件：

L₁>L₂；

$0.1\≤\frac{L_1-L_2}{P}\≤0.3;$

40°≤A₁≤50°；以及

40°≤A₂≤50°，

其中，L₁和L₂分别为条状凸起101的梯形截面的下底边长度和上底边长度，A₁与A₂分别为条状凸起101的梯形截面的两个侧边与下底边之间的夹角。

在同一片视角扩大膜1中，可将多个条状凸起101的所述夹角设置为彼此相同。这样可以保证条状凸起101对入射光的折射效果相同或相近，即，保证LCD出光面上的每个位置的视角扩大效果基本相同，从而提高液晶显示装置的整体显示效果。

此外，优选地，在同一片视角扩大膜1中，还可将多个条状凸起101中的一部分棱台的的值不同于另一部分棱台的的值，即，棱台的的值可以不是全部相同的(参照图5)。这样，的值的不同可使得条状凸起101的尺寸和周期变化，即，条状凸起101的大小不一并且其排列方式变得不规则。这样设置的目的是：可有效地避免由于条状凸起101的周期性结构与LCD的像素之间发生干涉，从而降低了摩尔条纹产生的可能性，进而提高液晶显示装置的显示效果。

在本发明中，基材层11可由为塑料材料制成。同时，基材层11可以设置为具有一定的韧性。例如，可以将基材层11设置为PET层、PC层或PMMA层，但本发明不限于此，根据实际应用的需要，基材层11也可由诸如玻璃等的其他材料制成。

图4是根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的工作原理示意图。下面结合图4来描述视角扩大膜1对光的作用效果，光束R1和R2入射到条状凸起101的下底面和侧面，光从下底面和侧面进入视角扩大膜1，依次经过棱镜层10和基材层11，然后从基材层11的出射面射到外部。通过折射原理可知，光束R1和R2穿过视角扩大膜1之后，使光束R1和R2与基材层11的出射面的法线之间的夹角变大，使得较大视角下的光的亮度变大。这样就实现了液晶显示装置的视角变大的目的。

图5是根据本发明的另一示例性实施例的视角扩大膜的截面示意图。如图5中所示，在保证条状凸起101的相应的侧面与底面之间的相应的夹角彼此相同的情况下，可以对条状凸起101的的值进行任意变化。

图6是包括根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜的广视角薄膜晶体管液晶显示装置的示意图。

如图6中所示，将根据本发明的示例性实施例的视角扩大膜1设置在广视角薄膜晶体管液晶显示装置2的第二偏光片24上，视角扩大膜1的入光面面对第二偏光片24的出光面。所示的广视角薄膜晶体管液晶显示装置20包括沿着光的传播方向依次设置的第一偏光片21、液晶面板22、彩色滤光片23、第二偏光片24以及视角扩大膜1。在本示例性实施例中，视角扩大膜1的条状凸起101可以通过偏贴方式比较容易地贴附到第二偏光片24的出光面上，同时平面102与第二偏光片24的出光面之间形成空隙，所述空隙可以保证光从空气中入射到条状凸起101的侧面上，从而对光线进行有效地控制。

图7是根据本发明的示例性实施例的广视角薄膜晶体管液晶显示装置与普通LCD的亮度视角的对比表格。

如图7所示的表格的第二列所示，未设置视角扩大膜的普通LCD的亮度视角图作为参考，LCD的出光面的法线方向上的亮度为100％。如图7所示的表格的第三列至第六列所示的四个示例中，条状凸起101的相应侧面与所述一个底面之间的夹角A₁＝A₂＝45°，各示例的具体参数如表格中所示。具体地，示例1-4的的具体数值分别为：(50-0)/200＝0.25，(100-50)/200＝0.25，(125-50)/200＝0.375和(150-50)/200＝0.5。在示例1中，L₂设置为零，在这种情况下，条状凸起101变为四棱锥。通过设置各个参数，示例1-4的各自的LCD的出光面的法线方向的亮度均变为75％。从图7中可以清晰地看出，与未设置视角扩大膜的普通LCD相比，根据本发明的示例性实施例的广视角薄膜晶体管液晶显示装置使得LCD的出光面的法线方向的亮度降低，并且使得视角被明显扩大。当条状凸起的的值设置为0.25左右时，视角扩大效果更好一些。

因此，优选的，可将根据本发明的实施例的视角扩大膜的条状凸起101的的值设置在大约0.1至大约0.3之间，条状凸起101的相应侧面与所述一个底面之间的夹角设置在45°左右(例如，可将所述夹角设置在大约40°至大约50°之间)。当然，根据实际的显示效果的需求以及实际所选取的材料，也可对四棱锥的所述比值和夹角进行改变。

根据本发明的实施例可以通过在棱镜层的入光面上设置不同尺寸和不同间距的棱台，从而可扩大视角、提高光的透射率，并且还可以有效地降低产生摩尔条纹的机率，从而可有效地提高显示效果。

虽然已示出并描述了本发明的示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (7)

1.一种视角扩大膜，包括：

棱镜层，包括入光面和出光面；

基材层，所述棱镜层固设于所述基材层上，棱镜层的出光面与所述基材层的入光面接触，

其中，所述棱镜层以及所述基材层均由透明材料制成，在棱镜层的入光面上形成有彼此分开的截面为梯形的多个条状凸起，相邻的条状凸起之间的入光面为平面。

2.如权利要求1所述的视角扩大膜，其中，所述多个条状凸起满足下述条件式：

L₁>L₂；

$0.1\≤\frac{L_1-L_2}{P}\≤0.3;$

40°≤A₁≤50°；以及

40°≤A₂≤50°，

其中，L₁和L₂分别为梯形截面的下底边长度和上底边长度，A₁与A₂分别为梯形截面的两个侧边与下底边之间的夹角。

3.如权利要求2所述的视角扩大膜，其中，所述多个条状凸起中的部分条状凸起的的值不同于另一部分条状凸起的的值。

4.如权利要求1所述的视角扩大膜，其中，所述棱镜层的折射率大于1.5。

5.如权利要求1所述的视角扩大膜，其中，条状凸起沿着与视角扩大的方向垂直的方向延伸。

6.如权利要求1-5中任一项所述的视角扩大膜，其中，所述基材层为PET层、PC层或PMMA层。

7.一种广视角薄膜晶体管液晶显示装置，包括沿着光的传播方向依次设置的第一偏光片、液晶面板、彩色滤光片、第二偏光片以及如权利要求1至6中任一项所述的视角扩大膜，其中，所述棱镜层的入光面面对第二偏光片的出光面。