專利名稱：一種抬頭顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，尤其涉及一種抬頭顯示器。
背景技術(shù)：
近年來，基于行車安全與駕駛環(huán)境等考量，可提高汽車可靠性與駕駛視認(rèn)性的輔助裝置已經(jīng)逐漸普及。舉例而言，全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)或是抬頭顯示器(HUD，Head-Up Display)均為常見的車用輔助裝置。具體地，抬頭顯示器可將虛擬圖像映射在擋風(fēng)玻璃上，以提供如儀表盤狀態(tài)與導(dǎo)航資訊等行車相關(guān)信息。由于駕駛?cè)藷o需低頭或轉(zhuǎn)頭觀看，因此可將視線集中在前方，較不容易分散駕駛?cè)说淖⒁饬?。在現(xiàn)有技術(shù)中，種類繁多的抬頭顯示器的其中一種為利用非自發(fā)光顯示器，例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display, IXD)來顯示影像,再利用諸如發(fā)光二極管陣列的一背光模組將影像投射并反射至駕駛?cè)说囊暰€范圍。此種習(xí)知的背光模組是將光源發(fā)散性地射出，使得駕駛?cè)艘酝獾某丝驮诟鱾€(gè)角度皆可觀看到影像。然而，由于各光源射出的路徑不集中，使得單一光源照射至駕駛?cè)说膹?qiáng)度減弱。另一方面，當(dāng)光線以非垂直角度穿透光學(xué)元件(如分光鏡)的表面時(shí)，反射和透射特性均依賴于偏振現(xiàn)象。此種情形下，使用的坐標(biāo)系是用含有輸入光束和反射光束的那個(gè)平面定義的，若光線的偏振矢量在這個(gè)平面內(nèi)，則稱為P偏振光；若偏振矢量垂直于該平面，則稱為S偏振光。以抬頭顯示器為例，由于抬頭顯示器將虛擬圖像顯示于擋風(fēng)玻璃時(shí)，P偏振光的反射率與S偏振光的反射率不同，如此一來，P偏振光會(huì)遭遇布魯斯特角(Brewster angle)所引起的反射率低落現(xiàn)象，S偏振光在反射后會(huì)遇到駕駛?cè)藥型偏振式太陽眼鏡而看不到影像的問題，導(dǎo)致抬頭顯示器的視認(rèn)功能降低。有鑒于此，如何設(shè)計(jì)一種新穎的抬頭顯示器，以有效地解決現(xiàn)有方案中的由于P偏振光或S偏振光所引起的上述缺陷，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項(xiàng)課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的抬頭顯示器使用時(shí)所存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新穎的抬頭顯示器。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種抬頭顯示器，包括一背光模組，用于提供所述抬頭顯示器的背光源；一第一偏光片，設(shè)置于所述背光模組的上方，所述第一偏光片的透光軸與水平方向的夾角為45度；一液晶顯示單元，位于所述第一偏光片的上方，所述液晶顯示單元包括多個(gè)像素，每一像素具有多個(gè)子像素，其中，所述子像素為平行四邊形且非矩形的結(jié)構(gòu)，并且每一子像素包括多個(gè)ITO (氧化銦錫)條紋；以及—第二偏光片，設(shè)置于所述液晶顯不單兀的上方，所述第二偏光片與所述第一偏光片相垂直，所述第二偏光片的透光軸與水平方向的夾角為135度，
其中，所述抬頭顯示器從所述第二偏光片出射的偏振光既具有P偏振分量也具有S偏振分量，以便改善布魯斯特角(Brewster angle)造成的反射率低落現(xiàn)象。在其中的一實(shí)施例中，液晶顯示單元設(shè)置為一增強(qiáng)型多區(qū)域垂直排列模式(AMVA，Advanced Mult1-domain Vertical Alignment)。優(yōu)選地，子像素的ITO條紋為輪胎胎紋形狀。在其中的一實(shí)施例中，液晶顯示單元設(shè)置為一超視角高清晰(AHVA，AdvancedHyper Viewing Angle)模式。優(yōu)選地，子像素包括彼此平行的多個(gè)第一條紋以及彼此平行的多個(gè)第二條紋，其中，所述第一條紋與相應(yīng)的第二條紋相交于一點(diǎn)，且所述第一條紋與所述第二條紋相互垂直。在其中的一實(shí)施例中，子像素的摩擦配向(rubbing direction)為豎直方向。例如，第一條紋與水平方向的夾角為45度，所述第二條紋與水平方向的夾角為315度。在其中的一實(shí)施例中，子像素的摩擦配向(rubbing direction)為水平方向。例如，第一條紋與水平方向的夾角為135度，所述第二條紋與水平方向的夾角為225度。采用本發(fā)明的抬頭顯示器，將液晶顯示單元下方的第一偏光片和液晶顯示單元上方的第二偏光片各自的透光軸設(shè)置為相互垂直，并且該液晶顯示單元的每一像素中的子像素具有多個(gè)ITO條紋，從而利用子像素的非矩形結(jié)構(gòu)及軸向旋轉(zhuǎn)使得整個(gè)偏振軸向轉(zhuǎn)成45度傾斜，因此，該抬頭顯示器從第二偏光片出射的偏振光既具有P偏振分量也具有S偏振分量，從而改善布魯斯特角所造成的反射率低落現(xiàn)象。


讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
以后，將會(huì)更清楚地了解本發(fā)明的各個(gè)方面。其中，圖1示出傳統(tǒng)的一抬頭顯示器的光路原理圖；圖2示出傳統(tǒng)抬頭顯示器中的液晶顯示單元為AMVA模式時(shí)的光路原理圖；圖3示出傳統(tǒng)抬頭顯示器中的液晶顯示單元為AHVA模式時(shí)的光路原理圖；圖4示出依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的抬頭顯示器的結(jié)構(gòu)組成及其光路原理示意圖；圖5示出圖4的抬頭顯示器中的子像素結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例；圖6示出圖4的抬頭顯示器中的子像素結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例；以及圖7示出圖4的抬頭顯示器中的子像素結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式為了使本申請(qǐng)所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發(fā)明的下述各種具體實(shí)施例，附圖中相同的標(biāo)記代表相同或相似的組件。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下文中所提供的實(shí)施例并非用來限制本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進(jìn)行繪制。下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明各個(gè)方面的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1示出傳統(tǒng)的一抬頭顯示器的光路原理圖。如前所述，車用抬頭顯示器可將虛擬圖像映射在擋風(fēng)玻璃上，以提供如儀表盤狀態(tài)與導(dǎo)航資訊等行車相關(guān)信息。由于駕駛?cè)藷o需低頭或轉(zhuǎn)頭觀看，因此可將視線集中在前方，較不容易分散駕駛?cè)说淖⒁饬?。參照?qǐng)D1，利用背光模組10將實(shí)景圖像所對(duì)應(yīng)的光線P投射至擋風(fēng)玻璃20。其中，光線P可分為P偏振光Pll和S偏振光P12，并且P偏振光Pll和S偏振光P12相互垂直。在圖1中，光線P于擋風(fēng)玻璃20靠近駕駛?cè)说囊幻姘l(fā)生透射和反射，該光線P與法線之間的夾角為Θ。其中，P偏振光Pll透射至擋風(fēng)玻璃20的反射面的背面。S偏振光P12在擋風(fēng)玻璃20的反射面進(jìn)行反射，反射后的S偏振光P12沿水平方向進(jìn)入駕駛?cè)说囊曇?，此時(shí)，駕駛?cè)似揭暭纯煽吹奖緛砦挥谄湎路降膱D像或資訊信息。但是，在該抬頭顯示器系統(tǒng)中，P偏振光往往會(huì)遭遇布魯斯特角(Brewster angle)所引起的反射率低落現(xiàn)象,另外，S偏振光P12在反射后會(huì)遇到駕駛?cè)藥型偏振式太陽眼鏡而看不到影像的問題，致使視認(rèn)功能降低。圖2示出傳統(tǒng)抬頭顯示器中的液晶顯示單元為AMVA (Advanced Mult1-domainVertical Alignment,增強(qiáng)型多區(qū)域垂直排列模式)模式時(shí)的光路原理圖。 參照?qǐng)D2,該抬頭顯不器系統(tǒng)依次包括一背光模組302、下偏光片304、四分之一波板(QWP,Quarter-Wave Plate)306、液晶顯示單元308、四分之一波板310和上偏光片312。其中，四分之一波板306用于將線偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光，四分之一波板310用于將圓偏振光轉(zhuǎn)化為線偏振光。更具體地，背光模組302出射的光線包括P偏振光束和S偏振光束,經(jīng)過下偏光片304后,原來的P偏振光束中僅有水平方向的光束被允許透過,而原來的S偏振光束中僅有豎直方向的光束被允許透過。然后，四分之一波板306將水平方向的線性P偏振光轉(zhuǎn)化為逆時(shí)針方向的圓形P偏振光，以及將豎直方向的線性S偏振光轉(zhuǎn)化為逆時(shí)針方向的圓形S偏振光。接著，液晶顯示單元308中的液晶分子對(duì)入射的光線進(jìn)行折射、反射和透射，從而將圓形P偏振光逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，以及將圓形S偏振光順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。然后，四分之一波板310將圓形P偏振光轉(zhuǎn)化為線性P偏振光且將圓形S偏振光轉(zhuǎn)化為線性S偏振光。最后，線性P偏振光和線性S偏振光在擋風(fēng)玻璃314的表面上發(fā)生透射和反射。由圖2可知，上偏光片312出射的線性P偏振光和線性S偏振光與擋風(fēng)玻璃314之間具有一夾角，亦即，線性P偏振光和線性S偏振光并不是以垂直于擋風(fēng)玻璃314的方向入射至反射表面。如此一來，P偏振光也會(huì)遭遇布魯斯特角(Brewsterangle)所引起的反射率低落現(xiàn)象。圖3示出傳統(tǒng)抬頭顯示器中的液晶顯示單元為AHVA (Advanced Hyper ViewingAngle，超視角高清晰)模式時(shí)的光路原理圖。參照?qǐng)D3，該抬頭顯示器系統(tǒng)依次包括一背光模組402、下偏光片404、液晶顯示單元408和上偏光片412。具體地，背光模組402出射的光線包括P偏振光束和S偏振光束，經(jīng)過下偏光片404后，原來的P偏振光束中僅有水平方向的光束被允許透過，而原來的S偏振光束中僅有水平方向的光束被允許透過。接著，液晶顯示單元408中的液晶分子對(duì)入射的光線進(jìn)行折射、反射和透射，從而將原來位于水平方向的P偏振光旋轉(zhuǎn)至豎直方向，以及將原來位于豎直方向的S偏振光旋轉(zhuǎn)至水平方向。最后，P偏振光和S偏振光在擋風(fēng)玻璃414上發(fā)生透射和反射。類似于圖2,在圖3的光路不意圖中，上偏光片412出射的P偏振光和S偏振光與擋風(fēng)玻璃414之間具有一夾角,亦即,P偏振光和S偏振光并不是以垂直于擋風(fēng)玻璃414的方向入射至反射表面。如此一來，P偏振光也會(huì)遭遇布魯斯特角(Brewster angle)所引起的反射率低落現(xiàn)象。為解決圖2和圖3所遭遇的缺陷或不足，圖4示出依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的抬頭顯示器的結(jié)構(gòu)組成及其光路原理示意圖。參照?qǐng)D4，該抬頭顯示器系統(tǒng)包括一背光模組502、下偏光片504、液晶顯示單元508和上偏光片512。其中，背光模組502用于提供背光源，從而將實(shí)景圖像轉(zhuǎn)化為出射光束。從圖2和圖3可知，該出射光束也包括線性P偏振光和S偏振光。下偏光片304設(shè)置于背光模組502的上方以及液晶顯不單兀508的下方，由于下偏光片504的透光軸與水平方向的夾角為45度，因此，出射光束中位于傾斜45度方向的光束被允許通過。接著，液晶顯示單元508中的液晶分子對(duì)入射的光線進(jìn)行折射、反射和透射，從而將原來與水平方向夾45度角的光束旋轉(zhuǎn)至于水平方向夾135度角的方向。然后，將上偏光片512的透光軸設(shè)置為與水平方向之間的夾角為135度(亦即，上偏光片512的透光軸與下偏光片504的透光軸相互垂直)，此時(shí)，上偏光片512允許位于傾斜135度方向的光束通過。結(jié)合圖2和圖3，此時(shí)，從上偏光片512出射的光束剛好與擋風(fēng)玻璃相垂直，因此，P偏振光并不會(huì)遭遇布魯斯特角(Brewster angle)所引起的反射率低落現(xiàn)象。在一具體實(shí)施例中，液晶顯示單元設(shè)置為AHVA模式時(shí)，子像素包括彼此平行的多個(gè)第一條紋SI以及彼此平行的多個(gè)第二條紋S2。其中，第一條紋SI與相應(yīng)的第二條紋S2相交于一點(diǎn)，且第一條紋SI與第二條紋S2相互垂直。圖5示出圖4的抬頭顯示器中的子像素結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例。為配合液晶顯示單元508的液晶分子的光學(xué)特性，該液晶顯示單元包括多個(gè)像素，每一像素具有多個(gè)子像素，例如，子像素601、子像素603和子像素605。其中，子像素601、603和605中的每一子像素為平行四邊形且非矩形的結(jié)構(gòu)，并且每一子像素包括多個(gè)ITO (氧化銦錫)條紋。在圖5的該實(shí)施例中，子像素的摩擦配向(rubbing direction)為豎直方向，第一條紋SI與水平方向的夾角為45度，第二條紋S2與水平方向的夾角為315度(以逆時(shí)針定義的正角度值)。圖6示出圖4的抬頭顯示器中的子像素結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例。類似地，每一像素包括多個(gè)子像素，例如，子像素607、子像素609和子像素611。子像素607、609和611中的每一子像素為平行四邊形且非矩形的結(jié)構(gòu)，并且每一子像素包括多個(gè)ITO (氧化銦錫)條紋。在圖6的該實(shí)施例中，子像素的摩擦配向(rubbing direction)為水平方向，第一條紋SI與水平方向的夾角為135度，第二條紋S2與水平方向的夾角為225度。圖7示出圖4的抬頭顯示器中的子像素結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中，液晶顯不單兀設(shè)置為AMVA模式。與圖5、圖6相同的是，圖7的子像素613、615和617中的每一子像素也為平行四邊形且非矩形的結(jié)構(gòu)。不同的時(shí)，這些子像素中的ITO條紋S3為輪胎胎紋形狀。采用本發(fā)明的抬頭顯示器，將液晶顯示單元下方的第一偏光片和液晶顯示單元上方的第二偏光片各自的透光軸設(shè)置為相互垂直，并且該液晶顯示單元的每一像素中的子像素具有多個(gè)ITO條紋，從而利用子像素的非矩形結(jié)構(gòu)及軸向旋轉(zhuǎn)使得整個(gè)偏振軸向轉(zhuǎn)成45度傾斜，因此，該抬頭顯示器從第二偏光片出射的偏振光既具有P偏振分量也具有S偏振分量，從而改善布魯斯特角所造成的反射率低落現(xiàn)象。上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種抬頭顯示器(Head-Up Display),其特征在于,所述抬頭顯示器包括一背光模組，用于提供所述抬頭顯示器的背光源；一第一偏光片，設(shè)置于所述背光模組的上方，所述第一偏光片的透光軸與水平方向的夾角為45度；一液晶顯示單元，位于所述第一偏光片的上方，所述液晶顯示單元包括多個(gè)像素，每一像素具有多個(gè)子像素，其中，所述子像素為平行四邊形且非矩形的結(jié)構(gòu)，并且每一子像素包括多個(gè)ITO (氧化銦錫)條紋；以及一第二偏光片，設(shè)置于所述液晶顯不單兀的上方，所述第二偏光片與所述第一偏光片相垂直，所述第二偏光片的透光軸與水平方向的夾角為135度，其中，所述抬頭顯示器從所述第二偏光片出射的偏振光既具有P偏振分量也具有S偏振分量，以便改善布魯斯特角(Brewster angle)造成的反射率低落現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述液晶顯示單元設(shè)置為一增強(qiáng)型多區(qū)域垂直排列模式(AMVA, Advanced Mult1-domain Vertical Alignment)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述子像素的ITO條紋為輪胎胎紋形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述液晶顯示單元設(shè)置為一超視角高清晰(AHVA, Advanced Hyper Viewing Angle)模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述子像素包括彼此平行的多個(gè)第一條紋以及彼此平行的多個(gè)第二條紋，其中，所述第一條紋與相應(yīng)的第二條紋相交于一點(diǎn)，且所述第一條紋與所述第二條紋相互垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述子像素的摩擦配向(rubbing direction)為豎直方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述第一條紋與水平方向的夾角為45度，所述第二條紋與水平方向的夾角為315度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述子像素的摩擦配向(rubbing direction)為水平方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抬頭顯示器，其特征在于，所述第一條紋與水平方向的夾角為135度，所述第二條紋與水平方向的夾角為225度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種抬頭顯示器，包括背光模組，用于提供背光源；第一偏光片，設(shè)置于背光模組的上方，其透光軸與水平方向的夾角為45度；液晶顯示單元，位于第一偏光片的上方，包括多個(gè)像素，每一像素具有多個(gè)子像素，該子像素為平行四邊形且非矩形的結(jié)構(gòu)并包括多個(gè)氧化銦錫條紋；以及第二偏光片，設(shè)置于液晶顯示單元的上方，其透光軸與水平方向的夾角為135度。采用本發(fā)明，將液晶顯示單元上下方的兩偏光片各自的透光軸設(shè)置為相互垂直，且每一像素中的子像素具有多個(gè)ITO條紋，從而利用子像素的非矩形結(jié)構(gòu)及軸向旋轉(zhuǎn)使得整個(gè)偏振軸向轉(zhuǎn)成45度傾斜，從而改善布魯斯特角所造成的反射率低落現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK102998839SQ20121052802
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者陳彥良, 林欣龍 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司