一种色域拓宽装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种色域拓宽装置。该装置的组成为：在光路方向上，依次设置有平行排列的起偏偏光装置和M组第一基本单元；每个第一基本单元包括顺次排列的相位延迟片组和检偏偏光装置，M＝1～5；所述的相位延迟片组由平行排列的N片相同的相位延迟片组成，N＝1～20，每片相位延迟片的光轴方位角度为：±[(2K‑1)*90/(2N)]+m度；或者，当N为4的倍数加1时，相位延迟片组中，从第一片相位延迟片起，每4个相位延迟片的光轴方位角度依次为±45度、90度、±45度、0度，最后一个相位延迟片的光轴角度为±45度。本实用新型专利技术装置的光学结构简单，可以实现超过140％NTSC的色域，可以通过更低的成本来实现更好的宽色域效果。

A color gamut widening device

The utility model is a color gamut widening device. The composition of the device is: in the direction of the optical path, the polarizing device with parallel arrangement and the first basic unit of the M group are set in turn; each first basic unit includes the phase delay piece group and the bias polarization device, M = 1~5, and the same phase delay piece of the N slice arranged by the phase delay piece of the phase delay piece group, the same phase delay piece of the N slice. N = 1~20, the azimuth angle of the optical axis of each phase delay piece is: [2K] *90/ (2N)]+m degree; or, when N is a multiplier of 4 and 1, the azimuth angle of each 4 phase delay piece is + 45, 90, + 45, 0, and the last phase delay piece in the phase delay piece. The angle of the optical axis is + 45 degrees. The optical structure of the utility model is simple, and can achieve gamut beyond 140%NTSC. It can achieve better wide gamut effect by lower cost.

【技术实现步骤摘要】
一种色域拓宽装置
本技术涉及一种由相位延迟片与偏光装置构成的色域拓宽装置，可应用于显示器件和光源光谱调控。
技术介绍
近年来，高色域光源成为了研究的热点，光源的色域取决于光源的发光质量，包括光谱中发光峰的位置以及发光峰的半峰全宽，发光峰的位置决定色彩的颜色，发光峰的位置越接近红绿蓝三原色的波长范围，光源的显色特性越好，发光峰的半峰全宽决定色彩的纯度，发光峰的半峰全宽越窄，色彩越纯，光源的色域越宽。现有宽色域光源技术大体可以分为两种，一种是以使用单色光性能好的电致发光二极管技术为代表的光源技术，其发光效果完全取决于光源，价格昂贵；另一种是以光致量子点发光技术为代表的背光源色域拓宽方法，其发光效果取决于色域拓宽装置对于指定波长光的吸收或反射。在背光源色域拓宽方法中，包括现有的以量子点膜作为色域拓宽装置的光致量子点发光技术(如技术名称为“量子点滤色器和包括该量子点滤色器的显示装置”的中国技术专利No.201610915843.3)，使用蓝光来激发绿色和红色量子点材料，实现红绿蓝三颜色光的发射；或者使用颜色陷波滤波器作为色域拓宽装置的技术(技术名称为“具有宽色域和能量效率的高动态范围显示器”的中国技术专利No.201280041032.5)，使用颜色陷波滤波器对光源的白光进行控制，使部分颜色的光不能通过，来实现色域增宽；或者使用滤波器作为色域拓宽装置的技术(如技术名称为“以滤波器包封的有机发光二极管显示器”的中国技术专利No.200980117147.6)，使用光学滤波器对光源的光进行控制，实现出射光的色域控制；又或者以及使用函数反射偏光片作为色域拓宽装置的技术(发表论文题目“Enlargingthecolorgamutofliquidcrystaldisplayswithafunctionalreflectivepolarizer”,期刊OpticsExpress,Vol.25,102-111,2017)，使用函数反射偏光片来实现偏振光的同时，对部分波长的光进行全反射，从而出射的光中缺少部分波长的光，实现宽色域。这些技术都是将色域拓宽装置与光源组合，产生的宽色域光源，在这些技术中光致量子点发光技术是唯一在实际中得到应用的技术，可以实现最高110％NTSC色域标准的发光效果，但是由于其材料特性使其仍然面临着高昂的制作成本(约为普通显示器的2倍)，其它技术理论上可以进一步提高光源色域至120％NTSC色域标准，但是由于在色域拓宽装置中包括了数量巨大的在纳米尺寸的复杂结构以及与之配套的其它电子器件，使得其生产难度与结构复杂程度达到了相当高的水平，所以至今未得到实际的应用。
技术实现思路
为了解决现有宽色域光源制备难度大，结构复杂，成本高昂的问题，本技术提供了一种色域拓宽装置。通过将起偏偏光装置、相位延迟片组以及检偏偏光片依次按一定角度平行排列，构成了一个光学系统，按照本技术排列的相位延迟片对不同波长的偏振光作用不同，最终的透射光仅在特定波长范围具有高透过率，实现了宽色域光源的效果。与现有的宽色域光源技术相比，本技术对于宽色域的实现不依赖于量子点等特殊的材料；各结构采用普通的偏光片和相位延迟片，制作精度在微米量级即可，同时与现有液晶显示器件所使用的材料具有通用性能，所以结构所需的生产难度低；装置功能的实现仅依赖于光学结构，与光源的组合简单，降低了应用环境的要求。本技术可以通过更容易的制作工艺来实现宽色域的光源效果。本技术的技术方案为：一种色域拓宽装置，该装置的组成包括：在光路方向上，依次设置有平行排列的起偏偏光装置和M个第一基本单元；第一基本单元包括相位延迟片组和检偏偏光装置，M＝1～5；所述的起偏偏光装置为吸收型偏光片、偏振选择器、金属线栅或者反射型偏光片；所述的检偏偏光装置为吸收型偏光片、偏振选择器、金属线栅或者反射型偏光片；所述起偏偏光装置的透光轴方向为0度；在此基准下：所述的检偏偏光装置的透光轴角度为0度或90度，优选为0度。所述的相位延迟片组由平行排列的N片相同的相位延迟片组成，N＝1～20的整数，优选为1～5；所述的相位延迟片组中，每片相位延迟片的光轴方位角度为：±[(2K-1)*90/(2N)]+m度；其中，K为相位延迟片的次序数，m＝-10～10，优选为m＝0；涉及的角度中同时为正或同时为负；或者，当N为4的倍数加1时，相位延迟片组中，从第一片相位延迟片起，每4个相位延迟片的光轴方位角度依次为±45度、90度、±45度、0度；最后一个相位延迟片的光轴角度为±45度；涉及的角度中同时为正或同时为负；所述的相位延迟片对于在可见光范围内波长为500纳米-550纳米的某一单波长光为多级全波片，波片级数在2～9的范围内。所述的相位延迟片组中，其中的相位延迟片排列顺序和光轴角度确定后，相位延迟片组在装置中可以为全部正向或反向顺序排列。本技术的有益效果为：与现有的量子点技术相比，本技术对于高光源色域的实现不依赖于特殊材料和复杂的微结构，降低了工艺生产难度，同时与量子点技术相比，受使用环境的制约小，可以应用于现有的所有类型的显示器件当中，并且本技术中使用的材料可以为普通的补偿膜材料，所以使用寿命是无限制的；将本技术的装置直接贴在光源或显示器外侧，就可以使用，因此工艺生产非常容易。本技术装置的光学结构简单，与光源的组合简单，即可放在显示器的最外侧，也可以放在液晶显示器的背光模组中，也可以直接放在LED背光源的发光部件前端，直接调控发出光的波段。与现有其它光学结构技术相比，本技术可以在现有的工艺条件下实现色域拓宽效果。应用本技术装置，可以实现超过140％NTSC的色域，比量子点膜最高110％NTSC的色域大了很多，并且本技术可以通过更低的成本来实现更好的宽色域效果。附图说明图1为光源或显示屏与色域拓宽装置结构图；图2为起偏偏光装置的四种类型的结构图；其中，图2(a)为普通偏光片的结构图，图2(b)为偏振选择器的结构图，图2(c)为金属线栅的结构图，图2(d)为反射式偏光片的结构图；图3为一种相位延迟片(聚碳酸酯)的双折射率与波长的关系图；图4为实施例1中的装置结构图、透射光谱和色域图；其中，图4(a)为结构中有一个相位延迟片的装置结构图,图4(b)为透射光谱，图4(c)为色域图图5为实施例2中的装置结构图、透射光谱和色域图；其中，，图5(a)为第二种有一个相位延迟片的装置结构图,图5(b)为透射光谱，图5(c)为色域图图6为实施例3中的装置结构图、透射光谱和色域图；其中，，图6(a)为含有两个相位延迟片的装置结构图,图6(b)为透射光谱，图6(c)为色域图图7为实施例4中的装置结构图、透射光谱和色域图；其中，，图7(a)为含有三个相位延迟片的装置结构图,图7(b)为透射光谱，图7(c)为色域图图8为实施例5中的装置结构图、透射光谱和色域图；其中，，图8(a)为含有四个相位延迟片的装置结构图,图8(b)为透射光谱，图8(c)为色域图图9为实施例6中的装置结构图、透射光谱和色域图；其中，，图9(a)为第一种含五个相位延迟片的装置结构图,图9(b)为透射光谱，图9(c)为色域图图10为实施例7中的装置结构图、透射光谱和色域图；其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种色域拓宽装置，其特征为该装置的组成为：在光路方向上，依次设置有平行排列的起偏偏光装置和M个第一基本单元；第一基本单元包括相位延迟片组和检偏偏光装置，M=1~5；所述的起偏偏光装置为吸收型偏光片、偏振选择器、金属线栅或者反射型偏光片；所述的检偏偏光装置为吸收型偏光片、偏振选择器、金属线栅或者反射型偏光片；所述的起偏偏光装置出射的偏振光偏振方向为0度；所述的检偏偏光装置的透光轴角度为0度或90度；所述的相位延迟片组由平行排列的N片相同的相位延迟片组成，N=1~20的整数；所述的相位延迟片组中，每片相位延迟片的光轴方位角度为：±[(2K‑1)*90/(2N)] +m度；其中，K为相位延迟片的次序数，m= ‑10~10；涉及的角度中同时为正或同时为负；或者，当N为4的倍数加1时，相位延迟片组中，从第一片相位延迟片起，每4个相位延迟片的光轴方位角度依次为±45度、90度、±45度、0度；最后一个相位延迟片的光轴角度为±45度；涉及的角度中同时为正或同时为负。

【技术特征摘要】
1.一种色域拓宽装置，其特征为该装置的组成为：在光路方向上，依次设置有平行排列的起偏偏光装置和M个第一基本单元；第一基本单元包括相位延迟片组和检偏偏光装置，M=1~5；所述的起偏偏光装置为吸收型偏光片、偏振选择器、金属线栅或者反射型偏光片；所述的检偏偏光装置为吸收型偏光片、偏振选择器、金属线栅或者反射型偏光片；所述的起偏偏光装置出射的偏振光偏振方向为0度；所述的检偏偏光装置的透光轴角度为0度或90度；所述的相位延迟片组由平行排列的N片相同的相位延迟片组成，N=1~20的整数；所述的相位延迟片组中，每片相位延迟片的光轴方位角度为：±[(2K-1)*90/(2N)]+m度；其中，K为相位延迟片的次序数，m=-10~10；涉及的角度中同时为正或同时为负；或者，当N为4的倍数加1时，相位延迟片组中，从第一片相位延迟片起，每4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉宝，张弛，马红梅，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12