为了实现液晶显示器的广视角显示, 论文详细阐述了一款54.6 cm(21.5 in)液晶显示器的广对比度视角液晶面板及广亮度视角背光源的设计原理和方法。介绍了边缘场开关模式液晶面板的设计方法及结构, 从原理上阐释了此液晶面板具有广对比度视角的原因; 介绍了背光源亮度视角的设计方法, 通过对背光源中多组光学膜层架构的测试和数据对比, 得到了具有最广亮度视角的膜层架构。根据上述原理进行实际模组样品的制作并进行实测, 数据结果显示此款液晶显示器的对比度视角可达90°/90°/90°/90°, 且在水平方向的1/2亮度视角可达60°, 相应的亮度视角均一性为1.20。通过对比其他同类产品的实测数据, 表明此款液晶显示器无论在对比度视角还是亮度视角方面都远优于同类产品。

为了给液晶显示器亮度视角的设计提供依据，论文针对侧入式背光源的亮度视角进行了详细研究，考虑可能对其影响的3个因素，即灯源入光方式、导光板类型和光学膜层组配。首先，对2种不同入光方式，即短边入光和长边入光进行了研究; 接着，对3种不同类型导光板，即油墨印刷、射出成型和热滚压导光板进行了研究; 最后，对不同组配光学膜层进行了研究。测试数据显示在相同导光板和膜层组配的情况下，2种不同入光方式的二分之一亮度视角都为50°左右，但是短边入光方式在水平方向的亮度分布具有不对称性; 在相同入光方式和膜层组配的情况下，不同类型导光板的二分之一亮度视角都为50°左右，且亮度分布很一致; 在相同入光方式和导光板的情况下，不同膜层组配的二分之一亮度视角最小为27°，最大可达82°，数据变化较大。数据显示对亮度视角影响最大的因素为膜层组配，接着是入光方式，而导光板的类型对其基本没有影响。

为了对沉积在大曲率球面零件表面的光学膜厚分布进行理论分析计算, 首先确定了工艺配置, 然后通过数学建模确定出计算函数式, 最后通过数值积分分别对蒸发源为点源(n=0)和蒸发源为面源(n=1, 2)进行了计算。计算结果与实验结果比较后表明: 在本文确定的工艺条件下, n=2时计算结果与实验结果比较吻合。证明采用本文设计的建模方法结合恰当的蒸发源发射特性, 通过数值计算, 完全可以对大曲率球面零件的膜厚分布进行计算。

激光预处理是使膜层提高损伤阈值的一种有效手段,现在流行的激光预处理机理模型之一是缺陷消除模型.实验从对元件膜层激光预处理前后各项参数的对比出发,分析了激光预处理对膜层的影响,说明了光学元件膜层激光预处理的过程,是对膜层去除缺陷、固化、洁净的过程.

光学膜层在强激光的辐照下,其损伤过程和损伤结果是多种多样的。通过系统研究几类常用膜层在不同条 件下的激光破坏过程,发现通过控制激光辐照条件,可改变光学膜层的破坏方式和破坏程度, 能安全可靠地提髙光 学元件损伤阈值,提升高功率激光系统的能量密度, 达到预处理效果。研究了几种不同膜层光学元件在预处理前 后膜层表面的变化(损伤形貌)、损伤阈值的增幅,发现膜层仍然发生了一定程度的轻微损伤,这种损伤与膜层本身 缺陷、激光参数密切相关,为预处理方法提高膜层损伤阈值提供了依据。

光学元件经过激光预处理后,其抗激光破坏能力最大提高2倍以上 ,系统研究激光预处理机理和工艺,能安全可靠地提高光学元件损伤阈值,提升高功率激光 系统的能量密度.研究了几种sol-gel膜、PVD膜在预处理前后膜层表面的变化(损伤形貌 )以及损伤阈值的增幅,发现预处理过程膜层仍然发生了一定程度的轻微损伤,这种损伤和膜层本身缺陷、激光参数密切相关,预处理过程可逐步消除膜层缺陷.

基于最大剪应力理论,建立了短脉冲激光辐照下光学膜层发生迎光剥落的理论模型,导出了膜层剥落的激光功率密度阈值条件和剥落区半径与激光及膜层参数的关系式.以时空都为Gauss分布的ns级脉冲激光辐照ZrO2膜层为例进行了理论计算.该理论模型及其结果揭示出光学膜层的轴向快速热膨胀、膜层材料的热软化以及由膜层中的径向应力、环向应力和垂直剪应力导致的锥面型剪切滑移是脉冲激光辐照下膜层发生迎光剥落的主要原因.