[发明专利]光取出结构的设计方法

说明书

本发明提供了本发明提供一种光取出结构的设计方法，所述设计方法中包括以下步骤：构建所述光取出结构的模型；根据所述模型的结构拟定所需的数据以及光线的最大入射角θ1；通过建立所述最大入射角θ1与所述数据之间的关系式快速优化所述光取出结构的结构数据，从而节省设计成本。

技术领域

本发明涉及光学膜版设计领域，特别是一种光取出结构的设计方法。

背景技术

亮度是显示器最重要的指标之一。由于材料与工艺的限制，OLED显示器存在单一光色下效率不达标的问题，Micro-LED与Mini-LED则存在侧视角比正视角亮度更大的问题。

为改善出光问题，可以通过改变像素设计(如开口率和排列方式)提升效率或改善出光角度，但像素设计对出光效果改善幅度较小，改善空间也小。因此行业内通常采用增加散射粒子或光学微结构的方案，进一步精细控制光取出。其中，最为常见的就是光取出微结构：通过在显示器上增加具有不同光学微结构的膜片或微结构层，达到提升光取出效率、改善出光角度的目的。

现有的光取出微结构都通过光学仿真的方式进行设计，但是设计时影响最终效果的结构参数与材料参数较多，无法通过穷举的方式尝试所有的设计方案，或者设计时所消耗的时间、成本以及工作量大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种光取出结构的设计方法，以解决现有的光取出结构设计时所消耗的时间、成本以及工作量巨大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种光取出结构的设计方法，所述设计方法中包括以下步骤：构建所述光取出结构的模型；根据所述模型的结构拟定所需的数据；拟定光线的最大入射角θ1；构建所述最大入射角θ1与所述数据之间的方程式；基于所述方程式改变所述数据，从而获取最佳数据；根据所述最佳结构数据构建所述光取出结构。

进一步地，构建所述光取出结构的初始结构步骤中包括：构建所述微结构层，所述微结构层的底面即为所述光取出结构的入光面；在所述微结构层上构建折射层。

进一步地，根据所述模型的结构拟定所需的数据步骤中包括：根据所述微结构层的结构判断出位于所述微结构层上的第一折射面；根据所述折射层的结构判断出位于所述折射层上的第二折射面；根据所述微结构层和所述折射层的结构和材料拟定其结构数据；分析所述光线依次经过所述第一折射面和所述第二折射面时所产生的折射数据。

进一步地，根据所述微结构层和所述折射层的结构和材料拟定其结构数据步骤中包括：根据所述微结构层的材料性质拟定所述微结构层的第一折射率n1；根据所述折射层的材料性质拟定所述折射层的第二折射率n2；根据所述微结构层的结构拟定所述第一折射面与所述底面之间的底角θ2。

进一步地，分析所述光线依次经过所述第一折射面和所述第二折射面时所产生的折射数据步骤中包括：根据折射定律拟定所述光线在所述第一折射面上的第一入射角θ3和第一出射角θ4；根据折射定律拟定所述光线在所述第二折射面上的第二入射角θ5；根据全反射现象拟定所述光线在所述第二折射面上的全反射角θ6。

进一步地，所述第二入射角θ5小于或等于所述全反射角θ6。

进一步地，拟定所述光线的最大入射角θ1步骤中包括：根据所述光线的折射光路拟定出所述光线能够实现光取出的最大入射角θ1。

进一步地，构建所述最大入射角θ1与所述数据之间的方程式步骤中包括：根据几何定理推导出有关所述最大入射角θ1的关系式A；根据几何定理推导出有关所述第一入射角θ3的关系式C；根据折射定律推导出有关所述第一出射角θ4的关系式D；根据全反射现象推导出有关所述第二入射角θ5的关系式E；联立所述关系式A、所述关系式C、所述关系式D以及所述关系式E，得到所述方程式。

进一步地，所述关系式A为：θ1＝θ4+θ5-θ3；

所述关系式C为：θ3＝θ2-θ1；