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CN106950641A - 一种导光板、光学模组及全反显示装置 - Google Patents

一种导光板、光学模组及全反显示装置 Download PDF

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CN106950641A CN201710330500.5A CN201710330500A CN106950641A CN 106950641 A CN106950641 A CN 106950641A CN 201710330500 A CN201710330500 A CN 201710330500A CN 106950641 A CN106950641 A CN 106950641A
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杨泽洲
姚继开
柳在健
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BOE Technology Group Co Ltd
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Abstract

本发明实施例提供一种导光板、光学模组及全反显示装置，涉及显示技术领域，可以增加导光板射到显示面板反射区域的光线，进而实现高对比度显示。该导光板包括光入射面、光出射面、与光出射面相对的第一面，所述导光板还包括设置于所述第一面上的网点，所述网点呈凹槽状，用于至少使平行于所述光出射面入射的光线，与所述光出射面成60°～90°的角度射出。

Description

一种导光板、光学模组及全反显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种导光板、光学模组及全反显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，以及户外穿戴需求量的迅速增加，户外显示技术受到越来越多的关注。
全反射显示装置作为新型显示装置而备受关注，在夜间或较暗亮度下，其可搭配前置导光板及光源来实现显示，而在环境光足够亮的情况下，仅利用环境光即可实现显示，从而在一定程度上降低了显示装置显示时的功耗。
然而，如图1所示，从导光板10出射并进入显示面板30的光线大部分被显示面板30中的黑矩阵(Black Matrix，简称BM)31吸收，到达显示面板30的反射区域的光线很少，无法实现高对比度显示。
发明内容
本发明的实施例提供一种导光板、光学模组及全反显示装置，可以增加导光板射到显示面板反射区域的光线，进而实现高对比度显示。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种导光板，包括光入射面、光出射面、与光出射面相对的第一面，所述导光板还包括设置于所述第一面上的网点，所述网点呈凹槽状，用于至少使平行于所述光出射面入射的光线，与所述光出射面成60°～90°的角度射出。
优选的，所述导光板的形状为楔形；所述网点的大小及形状均相等。
优选的，所述网点的形状为棱台、棱锥、半球形、半椭球形中的至少一种。
优选的，所述导光板还包括与光入射面相对的第二面；所述网点呈阵列排布，且沿所述光入射面与所述第一面的相交线到所述第二面与所述第一面相交线的距离方向，所述网点的密度逐渐增大。
优选的，在所述网点的形状为棱台的情况下，所述网点包括靠近所述光出射面设置的第一底面、与所述第一底面相对的第二底面、以及邻接于所述第一底面与所述第二底面之间、且用于反射平行于所述光出射面入射的光线的反射面；所述网点的厚度大于0小于等于100μm；沿所述光入射面与所述第一面的相交线到所述第二面与所述第一面的相交线的距离方向，所述第二底面的长度大于等于1mm小于等于10mm；所述反射面与所述光出射面之间的夹角度数大于等于30°小于等于60°。
第二方面，提供一种光学模组，包括第一方面所述的导光板；还包括设置于导光板光入射面一侧的光源。
优选的，所述光源发出的光为准直光。
第三方面，包括显示面板、第二方面所述的光学模组、以及设置于所述显示面板与所述光学模组之间的散射膜；其中，导光板的光出射面靠近所述显示面板的显示面设置。
优选的，所述全反显示装置还包括设置于所述显示面板与所述光学模组之间的上偏光片；所述散射膜集成于所述上偏光片中；所述上偏光片与所述光学模组通过粘结层粘结，所述导光板的折射率大于所述粘结层的折射率。
优选的，所述散射膜设置于所述显示面板靠近所述导光板一侧，并通过粘结层与所述导光板粘结；或者，所述散射膜设置于所述导光板靠近所述显示面板一侧，并通过所述粘结层与所述显示面板粘结；其中，所述导光板的折射率大于所述粘结层的折射率。
优选的，所述粘结层的材料为光学透明胶，所述导光板的材料为PMMA、PC中的至少一种。
本发明实施例提供一种导光板、光学膜组及全反显示装置，至少使平行于导光板光出射面入射的光线，经设置于导光板第一面上的网点反射后，与光出射面成60°～90°的角度射出，当所述导光板与设置于所述导光板光入射面一侧的光源组成的光学膜组应用于全反显示装置时，与光出射面成60°～90°夹角的光线从光出射面射出后，进入显示面板的反射区域，经所述反射区域中的金属层(例如像素电极、公共电极)反射后即可用于显示，相对于现有技术，本发明增加了射到所述反射区域的光线，大大提高了光线的利用率，进而实现高对比度显示，并减小功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种光线从导光板射入显示面板的光路图；
图2为本发明实施例提供的一种导光板的结构示意图一；
图3为本发明实施例提供的一种导光板的侧视示意图一；
图4为本发明实施例提供的一种导光板的结构示意图二；
图5为本发明实施例提供的一种导光板的侧视示意图二；
图6为本发明实施例提供的一种导光板的结构示意图三；
图7为本发明实施例提供的一种导光板的侧视示意图三；
图8(a)为本发明实施例提供的一种平行于光出射面的光线经网点反射的光路图一；
图8(b)为本发明实施例提供的一种平行于光出射面的光线经网点反射的光路图二；
图8(c)为本发明实施例提供的一种平行于光出射面的光线经网点反射的光路图三；
图9为本发明实施例提供的一种光线从导光板射入显示面板的光路图；
图10(a)为现有技术提供的一种光线从导光板出射的模拟示意图；
图10(b)为本发明实施例提供的一种光线从导光板出射的模拟示意图；
图11为图2中网点的放大图；
图12为本发明实施例提供的一种光学模组的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种全反显示装置的侧视示意图一；
图14为本发明实施例提供的一种全反显示装置的侧视示意图二；
图15为本发明实施例提供的一种全反显示装置的侧视示意图三。
附图标记：
10-导光板；11-第一面；12-第二面；14-光出射面；15-光入射面；16-网点；161-第一底面；162-第二底面；163-反射面；20-光源；30-显示面板；31-黑矩阵；33-上偏光片；34-下偏光片；40-散射膜；50-粘结层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种导光板10，如图2-7所示，包括光入射面15、光出射面14、与光出射面14相对的第一面11，导光板10还包括设置于第一面11上的网点16，网点16呈凹槽状，用于至少使平行于光出射面14入射的光线，与光出射面14成60°～90°的角度射出。
此处，如图8(a)-8(c)所示，平行于光出射面14入射的光线进入导光板10，射到网点16的反射面163的一点上，与该点的法线之间的夹角为α，再经所述反射面163反射后，与光出射面14成β角度射出。其中，可通过调整所述反射面163相对于平行于光出射面14入射的光线的角度，使得平行于光出射面14入射的光线从光出射面14射出时，β的范围为60°～90°。
在此基础上，如图9所示，当导光板10与设置于导光板10光入射面15一侧的光源组成的光学膜组应用于全反显示装置时，平行于光出射面14入射的光线与光出射面14成60°～90°的角度射出后进入显示面板30，其中，所述显示面板30包括反射区域和被黑矩阵31覆盖的非反射区域，光线进入所述显示面板30的反射区域后，经过所述反射区域中的金属层(例如像素电极、公共电极)反射，再从所述显示面板30、导光板10射出，即可实现显示。
当然，除了平行于光出射面14的光线以外，其他进入导光板10并经网点16反射后，可以与光出射面14成60°～90°的角度射出的光线，也可以进入所述显示面板30的反射区域，并用于显示。
需要说明的是，第一，不对导光板10的形状进行限定，例如可以是楔形(如图2和图6所示)、平板形(如图4所示)等形状中的任意一种。
导光板10还包括与光入射面15相对的第二面12，其中，如图4和图5所示，当导光板10为平板形导光板时，沿光入射面15与第一面11的相交线到第二面12与第一面11的相交线的距离方向，网点16的厚度越来越大，以使光线从导光板10光出射面14的各个位置射出。
第二，不对导光板10的材料进行限定，只要导光板10的材料不影响光线的透过即可，例如可以是材料为聚甲基丙烯酸乙酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、玻璃中的至少一种。
在此基础上，当所述导光板10应用于全反显示装置时，还应考虑导光板10的折射率，避免从显示面板30射出的光线进入导光板10后，发生全反射，进而影响显示。
第三，不对网点16的形状进行限定，只要平行于光出射面14入射的光线经网点16的反射面163反射后，可以与光出射面14成60°～90°的角度射出即可。
本发明实施例提供一种导光板10，至少使平行于导光板10光出射面14入射的光线，经设置于导光板10第一面11上的网点16反射后，与光出射面14成60°～90°的角度射出，当所述导光板10与设置于所述导光板10光入射面15一侧的光源组成的光学膜组应用于全反显示装置时，与光出射面14成60°～90°夹角的光线从光出射面14射出后，进入显示面板30的反射区域，经所述反射区域中的金属层(例如像素电极、公共电极)反射后即可用于显示，相对于现有技术，本发明增加了射到所述反射区域的光线，大大提高了光线的利用率，进而实现高对比度显示，并减小功耗。
如图10(a)所示，现有技术中，平行于光出射面14入射的光线从A位置处进入导光板10，从光出射面14射出时，光强较大的光线与光出射面14的夹角非常小，因此，如图1所示，平行于光出射面14入射的光线进入显示面板30后，大部分光线被黑矩阵31吸收，而无法射到显示面板30的反射区域；如图10(b)所示，本发明中，平行于光出射面14入射的光线从A位置处进入导光板10，光强较大的光线与光出射面14成60°～90°的角度射出，因此，如图9所示，平行于光出射面14入射的光线进入显示面板30后，大部分射到显示面板30的反射区域，进而经过反射区域中的金属层(例如像素电极、公共电极)反射，再从显示面板30、导光板10射出，即可实现显示。
优选的，如图2和图3、以及图6和图7所示，导光板10的形状为楔形；网点16的大小及形状均相等。
此处，由于网点16设置在第一面11上，且呈凹槽状向光出射面14凹陷，因此，考虑到导光板10和网点16的厚度，楔形导光板的第一面11与水平方向之间的夹角度数应在合理范围内。优选的，楔形导光板的第一面11与水平方向之间的夹角大于0°、小于等于10°。
示例的，楔形导光板的第一面11与水平方向之间的夹角度数为2°。
本发明实施例中，网点16的大小及形状均相等，有利于简化导光板10的制作过程。
优选的，网点16的形状为棱台、棱锥、半球形、半椭球形中的至少一种。
本发明实施例中，由于棱台、棱锥、半球形、半椭球形等形状为常见的规则形状，因此在制作网点16的过程中容易形成这些形状。
优选的，如图6和图7所示，网点16呈阵列排布，且沿光入射面15与第一面11的相交线到第二面12与第一面11的相交线的距离方向，网点16的密度逐渐增大。
本发明实施例中，由于阵列式排布方式简单，容易制作，因此使网点16呈阵列排布，在此基础上，由于距离光入射面15越远亮度越暗，因此，沿沿光入射面15与第一面11的相交线到第二面12与第一面11的相交线的距离方向，使网点16的密度逐渐增大，可以起到匀光的作用。
优选的，如图2所示，在网点16的形状为棱台的情况下，网点16包括靠近光出射面14设置的第一底面161、与第一底面161相对的第二底面162、以及邻接于第一底面161与第二底面162之间、且用于反射平行于光出射面14入射的光线的反射面163。
如图2、图8(a)-8(c)、以及图11所示，网点16的厚度a大于0小于等于100μm；沿光入射面15与第一面11的相交线到第二面12与第一面11的相交线的距离方向，第二底面162的长度b大于等于1mm小于等于10mm；反射面163与光出射面14之间的夹角度数γ大于等于30°小于等于60°(图11仅以楔形导光板中网点的结构为例)。
此处，网点16的厚度a由导光板10的厚度、以及平行于光出射面14入射的光线从光出射面14射出时的角度共同决定。
需要说明的是，棱台可以是四棱台、五棱台、六棱台等等，优选的，网点16的形状为四棱台。
示例的，网点16的厚度a为0.01mm；沿光入射面15与第一面11的相交线到第二面12与第一面11的相交线的距离方向，第二底面162的长度b为2.9mm；反射面163与光出射面14之间的夹角度数γ为45°。
第二，当导光板10的形状为平板形时，沿光入射面15与第一面11的相交线到第二面12与第一面11的相交线的距离方向，网点16的厚度逐渐增大的同时，第二底面162的长度b与宽度c、以及反射面163与光出射面14之间的夹角度数γ可以随厚度的增大而改变，也可以不改变，只要长度b在大于等于1mm小于等于10mm范围内、夹角度数γ在大于等于30°小于等于60°范围内，且满足平行于光出射面14入射的光线与光出射面14成60°～90°的角度射出即可。
本发明实施例中，棱台可以作为网点16的形状，使平行于光出射面14入射的光线与光出射面14成60°～90°的角度射出，且棱台的反射面163的面积较大，可以反射的光线较多。使第二底面162的长度b大于等于1mm小于等于10mm，可以保证平行于光出射面14进入导光板10的光线都可以射到网点16的反射面163上，提高光线的利用率；反射面163与光出射面14之间的夹角度数γ大于等于30°小于等于60°，可以保证平行于光出射面14入射的光线与光出射面14成60°～90°的角度射出，提高光线的利用率。
在此基础上，考虑到在实际制作过程中，网点16为微结构，其尺寸非常小，因此，优选的，沿光入射面15与第一面11的相交线的延伸方向，第二底面162的宽度c大于0小于等于500μm。
示例的，沿光入射面15与第一面11的相交线的延伸方向，第二底面162的宽度c为0.01mm。
本发明实施例还提供一种光学模组，如图11所示，包括上述任一实施例所述的导光板10；还包括设置于导光板10光入射面15一侧的光源20(图11仅以楔形导光板为例)。
此处，光源20可以是发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)，或者冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamps，简称CCFL)。
本发明实施例提供一种光学模组，所述光学模组包括导光板10和设置于导光板10光入射面15一侧的光源20，光源20发出的光从导光板10的光入射面15进入导光板10，并经导光板10第一面11上的网点16反射后，至少使平行于导光板10光出射面14入射的光线，与光出射面14成60°～90°的角度射出，当所述光学模组应用于全反显示装置时，与光出射面14成60°～90°夹角的光线从光出射面14射出后，进入显示面板30的反射区域，经所述反射区域中的金属层(例如像素电极、公共电极)反射后即可用于显示，相对于现有技术，本发明增加了射到所述反射区域的光线，大大提高了光线的利用率，进而实现高对比度显示，并减小功耗。
优选的，光源20发出的光为准直光。
本发明实施例中，由于本发明至少可以使平行于光出射面14入射的光线，与光出射面14成60°～90°的角度射出，因此，若光源20发出的光为准直光，可以使与光出射面14成60°～90°的角度射出的光线进一步增加，当所述光学模组应用于全反显示装置时，进入显示面板30反射区域的光线增加，进一步提高全反显示装置显示时的对比度。
本发明实施例还提供一种全反显示装置，如图13-15所示，包括显示面板30、上述任一实施例所述的光学模组、以及设置于显示面板30与光学模组之间的散射膜40；其中，导光板10的光出射面14靠近显示面板30的显示面设置。
此处，显示面板30包括反射区域和被黑矩阵31覆盖的非反射区域。光线进入显示面板30的反射区域后，经过反射区域中的金属层(例如像素电极、公共电极)反射，再从显示面板30、导光板10射出，即可实现显示。
本发明实施例中，由于光线进入显示面板30的反射区域，经反射区域中的金属层(例如像素电极、公共电极)反射，并从显示面板30射出后，还需经过导光板10才能实现显示，为了使光线直接从导光板10射出，而不被导光板10第一面11上的网点16反射，从而影响显示，可以在显示面板30与光学模组之间设置散射膜40，使光线不可逆。
优选的，如图13所示，所述全反显示装置还包括设置于显示面板30与光学模组之间的上偏光片33；散射膜40集成于上偏光片33中；上偏光片33与光学模组通过粘结层50粘结，导光板10的折射率大于粘结层50的折射率。
此处，显示面板30还包括阵列基板、对盒基板、设置在二者之间的液晶层、以及设置于阵列基板远离对盒基板一侧的下偏光片34。其中，阵列基板可以包括薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，简称TFT)，与TFT的漏极电连接的像素电极；进一步的还可以包括公共电极。对盒基板可以包括黑矩阵31和彩膜。此处，彩膜可以设置在对盒基板上，也可设置在阵列基板上；公共电极可以设置在阵列基板上，也可设置在对盒基板上。
需要说明的是，不对粘结层50的材料进行限定，只要粘结层50可以粘结上偏光片33与光学模组，并且不影响光线的透过即可，例如可以是压敏胶(pressure sensitiveadhesive简称PSA)、光学透明胶(Optical Clear Resin，简称OCR)等。
本发明实施例中，通过将散射膜40集成于上偏光片33中，可以减小所述全反显示装置的厚度，有利于所述全反显示装置的薄型化设计；而导光板10的折射率大于粘结层50的折射率，可以避免光线从粘结层50进入导光板10时发生全反射，导致光线不能从导光板10射出，进而无法显示。
优选的，如图14所示，散射膜40设置于显示面板30靠近导光板10一侧，并通过粘结层50与导光板10粘结；或者，如图15所示，散射膜40设置于导光板10靠近显示面板30一侧，并通过粘结层50与显示面板30粘结；其中，导光板10的折射率大于粘结层50的折射率。
本发明实施例中，通过将散射膜40设置于显示面板30靠近导光板10一侧，或者将散射膜40设置于导光板10靠近显示面板30一侧，相较于将散射膜40集成于上偏光片33中，具有工艺简单的优点；而导光板10的折射率大于粘结层50的折射率，可以避免光线从粘结层50进入导光板10时发生全反射，导致光线不能从导光板10射出，进而无法显示。
优选的，粘结层50的材料为OCR，导光板10的材料为PMMA、PC中的至少一种。
本发明实施例中，光学透明胶为常见的粘附性材料，不但具有粘结作用，且不会影响光线的透过；聚甲基丙烯酸乙酯、聚碳酸酯为常见的导光板10材料，且折射率大于光学透明胶的折射率、透过率较高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种导光板，包括光入射面、光出射面、与光出射面相对的第一面，其特征在于，
所述导光板还包括设置于所述第一面上的网点，所述网点呈凹槽状，用于至少使平行于所述光出射面入射的光线，与所述光出射面成60°～90°的角度射出。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的形状为楔形；
所述网点的大小及形状均相等。
3.根据权利要求1或2所述的导光板，其特征在于，所述网点的形状为棱台、棱锥、半球形、半椭球形中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的导光板，其特征在于，所述导光板还包括与光入射面相对的第二面；
所述网点呈阵列排布，且沿所述光入射面与所述第一面的相交线到所述第二面与所述第一面的相交线的距离方向，所述网点的密度逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的导光板，其特征在于，在所述网点的形状为棱台的情况下，所述网点包括靠近所述光出射面设置的第一底面、与所述第一底面相对的第二底面、以及邻接于所述第一底面与所述第二底面之间、且用于反射平行于所述光出射面入射的光线的反射面；
所述网点的厚度大于0小于等于100μm；沿所述光入射面与所述第一面的相交线到所述第二面与所述第一面的相交线的距离方向，所述第二底面的长度大于等于1mm小于等于10mm；所述反射面与所述光出射面之间的夹角度数大于等于30°小于等于60°。
6.一种光学模组，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的导光板；
还包括设置于导光板光入射面一侧的光源。
7.根据权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述光源发出的光为准直光。
8.一种全反显示装置，其特征在于，包括显示面板、权利要求6-7任一项所述的光学模组、以及设置于所述显示面板与所述光学模组之间的散射膜；
其中，导光板的光出射面靠近所述显示面板的显示面设置。
9.根据权利要求8所述的全反显示装置，其特征在于，还包括设置于所述显示面板与所述光学模组之间的上偏光片；
所述散射膜集成于所述上偏光片中；
所述上偏光片与所述光学模组通过粘结层粘结，所述导光板的折射率大于所述粘结层的折射率。
10.根据权利要求8所述的全反显示装置，其特征在于，所述散射膜设置于所述显示面板靠近所述导光板一侧，并通过粘结层与所述导光板粘结；或者，所述散射膜设置于所述导光板靠近所述显示面板一侧，并通过所述粘结层与所述显示面板粘结；
其中，所述导光板的折射率大于所述粘结层的折射率。
11.根据权利要求9或10所述的全反显示装置，其特征在于，所述粘结层的材料为光学透明胶，所述导光板的材料为PMMA、PC中的至少一种。
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