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CN113050328A - 前置模组和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种前置模组，位于反射式显示屏的一侧，包括光源、导光板和功能结构层；所述光源位于所述导光板的入光侧；所述导光板包括与所述光源相对的入光面和与所述入光面相邻的底面；所述功能结构层与所述导光板的底面连接，且所述功能结构层包括多个微结构，从所述入光面入射的光线经所述微结构调制后以预设角度入射至所述反射式显示屏；所述预设角度小于30度。本发明还涉及一种显示装置。

Description

前置模组和显示装置
技术领域
本发明涉及显示产品制作技术领域，尤其涉及一种前置模组和显示装置。
背景技术
RLCD(反射式显示器)不能主动发光，主要利用反射环境光来显示画面，所以在环境光照度低情况下，不能正常显示，需要在RLCD前面增加一个前置光源解决这一问题。RLCD主要是通过在array基板(阵列基板)上镀一层金属反射层，镜面反射特性很明显，普通前置光源照射到RLCD表面导致光源利用效率低，大视角炫光等问题，无法正常显示。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种前置模组和显示装置，解决由于镜面反射产生的光利用效率低等问题。
为了达到上述目的，本发明实施例中采用的技术方案为：一种前置模组，位于反射式显示屏的入光侧，包括光源、导光板和功能结构层；
所述光源位于所述导光板的入光侧；
所述导光板包括与所述光源相对的入光面和与所述入光面相邻的底面；
所述功能结构层与所述导光板的底面连接，且所述功能结构层包括多个微结构，从所述入光面入射的光线经所述微结构调制后以预设角度入射至所述反射式显示屏；
所述预设角度小于30度。
可选的，所述光源包括沿第一方向分布的多个LED灯，所述微结构为沿所述第一方向延伸设置的条形结构。
可选的，所述功能结构层包括与所述底面连接的第一面和与所述第一面相对设置的第二面，所述微结构为从所述第二面向靠近所述第一面的方向凹陷形成的凹槽。
可选的，所述微结构在第二方向上的截面为梯形，所述梯形包括靠近所述导光板的第一边和与所述第一边相对设置的第二边，所述第一边的长度大于所述第二边的长度，所述第二方向垂直于所述导光板的底面，且所述第二方向垂直于所述第一方向。
可选的，所述微结构包括面向所述光源的第一侧面，所述第一侧面与所述第一面之间的夹角为47-67度。
可选的，所述第一侧面与所述第一面之间的夹角为57度。
可选的，所述功能结构层的折射率大于所述反射式显示屏的折射率。
可选的，所述功能结构层与所述反射式显示屏之间设置有第一光学胶层，所述第一光学胶层包括填充于所述凹槽内的凸出部，所述第一光学胶层的折射率与所述反射式显示屏的折射率的差值小于第一预设值，且所述第一光学胶层的折射率小于所述功能结构层的折射率，所述第一预设值为0.05。
可选的，还包括触控屏或盖板，所述触控屏或盖板与所述导光板之间通过第二光学胶层连接，所述第二光学胶层为平面结构，所述第二光学胶层与所述导光板之间采用面贴的方式连接，所述第二光学胶层与所述触控屏或盖板之间采用面贴的方式连接。
可选的，所述第二光学胶层的折射率小于所述功能结构层的折射率，所述触控屏或所述盖板的折射率小于所述功能结构层的折射率，且所述第二光学胶层的折射率与所述触控屏或所述盖板的折射率的差值小于第二预设值，所述导光板的折射率与所述第二光学胶层之间的折射率的差值小于第三预设值，所述第二预设值为0.05，所述第三预设值为0.05。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述的前置模组。
本发明的有益效果是：微结构的设置，使得光源发出的光线以小于30度的角度入射至反射式显示屏，提高光效。
附图说明
图1表示本发明实施例中前置模组结构示意图；
图2表示微结构调制角度与前光源利用系数关系示意图；
图3表示光源的出光角度与入射至反射式显示屏的入射角度的关系示意图；
图4表示LED出光分布特性示意图；
图5表示微结构形成状态示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本实施例提供一种前置模组，位于反射式显示屏8的一侧，包括光源1、导光板2和功能结构层3；
所述光源1位于所述导光板2的入光侧；
所述导光板2包括与所述光源1相对的入光面和与所述入光面相邻的底面；
所述功能结构层3与所述导光板2的底面连接，且所述功能结构层3包括多个微结构4，从所述入光面入射的光线经所述微结构4调制后以预设角度入射至所述反射式显示屏8；
所述预设角度小于30度。
所述功能结构层3上的微结构4的设置使得入射至反射式显示屏8的光线的入射角度小于30度，从而使得反射式显示屏8的出光角度小于30度，提高了前光源1的光效，解决了大角度眩光的问题。
本实施例中示例性的，所述光源1包括沿第一方向分布的多个LED灯，所述微结构4为沿所述第一方向延伸设置的条形结构。
所述微结构4为沿所述第一方向延伸设置的条形结构，可以使得所有所述LED等发出的光线均会入射至所述微结构4，并经所述微结构4调制后以小于30度的入射角入射至反射式显示屏8，提高光效。
需要说明的是，在所述LED灯的出光方向上，靠近所述LED灯的所述微结构4与所述LED之间是具有一定的距离的，这样所述LED灯发出的光线中，有一部分光线经所述导光板2导出后，会绕过所述微结构4直接入射反射式显示屏8，但是经反射式显示屏8的反射层反射后，仍会进入所述微结构4经过所述微结构4的调制，即使直接出射，由于大部分光线会经过所述导光板2后直接入射至所述微结构4，经过所述微结构4的调制后以所述预设角度入射至反射式显示屏8例如出光角度小于100度的光线，还是达到了增强光效的作用，保证了正视角的显示效果，避免大角度眩光的问题。
多个所述微结构4可以沿着远离所述光源1的方向间隔分布。
本实施例中，所述微结构4在所述第一方向上可以是完整的条形结构，也可以由沿第一方向间隔设置的多个短的条形结构组成，只要可以接收所述光源1发出的光线即可。
本实施例中示例性的，所述功能结构层3包括与所述底面连接的第一面和与所述第一面相对设置的第二面，所述微结构4为从所述第二面向靠近所述第一面的方向凹陷形成的凹槽。
所述微结构4也可以是设置于所述第二面的凸起结构。
本实施例中示例性的，所述微结构4在第二方向上的截面为梯形，所述梯形包括靠近所述导光板2的第一边和与所述第一边相对设置的第二边，所述第一边的长度大于所述第二边的长度，所述第二方向垂直于所述导光板2的底面，且所述第二方向垂直于所述第一方向。
本实施例中，所述梯形为等腰梯形，但并不以此为限。
所述微结构4对光线的调制，主要是通过所述微结构4靠近所述光源1的第一侧面41，光线入射到微结构4的所述第一侧面41，经过所述第一侧面41的反射后进入反射式显示屏8，选择合适的倾斜角度可有效将入射至反射式显示屏8的光线的入射角约束在小角度范围内，考虑到RLCD的反射率特性，这极大的提高了前光源1的利用效率。
为了提高光线利用率，本实施例中示例性的，光线在所述第一侧面41发生全反射后入射至反射式显示屏8。为了实现这一目的，所述功能结构层3的折射率大于反射式显示屏8的折射率。
本实施例中示例性的，所述功能结构层3与所述反射式显示屏8之间设置有第一光学胶层5，所述第一光学胶层5包括填充于所述凹槽内的凸出部，所述第一光学胶层5的折射率与所述反射式显示屏8的折射率的差值小于第一预设值，且所述第一光学胶层5的折射率小于所述功能结构层3的折射率，所述第一预设值为0.05。
所述第一光学胶层5的折射率与所述反射式显示屏8的折射率相同或相近，避免全反射的发生，且可以使得光线的出光角度的改变尽可能的小，甚至不改变，利于光线的出光角度的控制，优选的，所述第一光学胶层5的折射率与反射式显示屏8的折射率相同，例如1.49。
本实施例中示例性的，所述微结构4包括面向所述光源1的第一侧面41，所述第一侧面41与所述第一面之间的夹角为47-67度。
本实施例中示例性的，所述第一侧面41与所述第一面之间的夹角为57度。
图2表示所述第一侧面41与所述第一面之间的角度和前光源1利用系数之间的关系示意图，图3表示LED灯的出光角度和入射至反射式显示屏8的光线的入射角度之间的关系示意图，图4表示LED的出光特性示意图。
参考图4，LED灯的出光角度为0，对应的能量为1，LED灯的出光角度为50度，对应的能量为0.61，即出光角度越大则能量越小。结合LED出光分布特性以及RLCD反射率特性，可以计算出前光利用系数，参考图2，通过模拟法线获得所述第一侧面41与所述第一面之间的夹角为57度，即Θ5＝57°时，前光源1利用系数最大。此时入射到所述第一侧面41的光线均会反射全反射，且LED灯出射的光线被约束在30°以内入射到RLCD反射层，参考图3，LED灯出射的光线中，出光角度小于100度的光线被所述微结构4调制后，入射至反射式显示屏8的入射角均小于30度。
本实施例中示例性的，前置模组还包括触控屏或盖板7，所述触控屏或盖板7与所述导光板2之间通过第二光学胶层6连接，所述第二光学胶层6为平面结构，所述第二光学胶层6与所述导光板2之间采用面贴的方式连接，所述第二光学胶层6与所述触控屏或盖板7之间采用面贴的方式连接。
所述触控屏或盖板7与所述第二光学胶层6之间采用全贴合的方式贴合，相对于框贴的贴合方式，提高了产品的机械性能。
本实施例中示例性的，所述第二光学胶层6的折射率小于所述功能结构层3的折射率，所述触控屏或所述盖板7的折射率小于所述功能结构层3的折射率，且所述第二光学胶层6的折射率与所述触控屏或所述盖板7的折射率的差值小于第二预设值，所述导光板2的折射率与所述第二光学胶层6之间的折射率的差值小于第三预设值，所述第二预设值为0.05，所述第三预设值为0.05。
本实施例中，所述第二光学胶层6的折射率与所述导光板2的折射率相同或相近，避免了全反射的发生，提高光效，且相对于框贴的贴合方式，本实施例中所述触控屏或盖板7与所述导光板2之间没有空气层，有效的避免全反射的发生。
本实施例中示例性的，所述第二光学胶层6的折射率与所述导光板2的折射率相同，例如1.49。
如图1所示，所述光源1发出的光进入所述导光层，进入所述导光层的光线主要有3种情况，第一种是向上(远离所述导光板2的方向)传输的b光线，第二种是向下传输(靠近所述功能结构层3的方向)到所述功能结构层3，未接触到所述微结构4直接进入反射式显示屏8的c光线，第三种情况是向下传播至所述功能结构层3，并经所述微结构4调制后传输至反射式显示屏8的光线a。
光线a入射到所述微结构4，在所述第一侧面41发生全反射(光线从折射率高的所述功能结构层3进入折射率低的第一光学胶层5)，所述第一侧面41和所述第一面之间的角度为预设角度(例如47-67度)时，可有效将出射光约束在小角度范围内，考虑到RLCD的反射率特性(将从所述第一侧面41出射的光线的角度约束在小角度范围内，则从反射式显示屏8出射的光的角度被控制在小角度范围内)，这极大的提高了前光源1的利用效率。
光线b经过所述导光板2、所述第二光学胶层6进入所述触控屏或盖板7，并在所述触控屏或盖板7远离所述导光板2的一面发生全反射，重新进入前置模组被循环利用。光线c进入所述功能结构层3，但绕过所述微结构4后进入所述反射式显示屏8，经过所述反射式显示屏8反射后被循环利用。
本实施例中，所述导光板2可以采用PC，PMMA，Glass等光学材料，本实施例的一实施范式中，所述导光板2采用Glass制成，折射率为1.49。
本实施例中，为了节省成本及降低所述微结构4的所述第一侧面41的反射对能量的损耗，所述第一光学胶层5、所述第二光学胶层6选择折射率为1.49的常规材料。
本实施例中，所述功能结构层3的折射率为1.7，但并不以此为限。
本实施例中，所述触控屏或盖板7的折射率为1.52，但并不以此为限，所述触控屏或盖板7的折射率还可以与所述第二光学胶层6的折射率相同，例如为1.49。
本实施例中所述微结构4是倒梯形结构，结构成型脱膜比较难，本实施例中采用软膜滚压的方式形成所述微结构4，参考图5，然后将形成有所述微结构4的所述功能结构层3和所述导光板2用第三光学胶层贴合在一起，所述第三光学胶层的折射率与所述导光板2的折射率或者所述功能结构层3的折射率相同。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述的前置模组。
以上所述为本发明较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。

Claims (11)

1.一种前置模组，位于反射式显示屏的入光侧，其特征在于，包括光源、导光板和功能结构层；
所述光源位于所述导光板的入光侧；
所述导光板包括与所述光源相对的入光面和与所述入光面相邻的底面；
所述功能结构层与所述导光板的底面连接，且所述功能结构层包括多个微结构，从所述入光面入射的光线经所述微结构调制后以预设角度入射至所述反射式显示屏；
所述预设角度小于30度。
2.根据权利要求1所述的前置模组，其特征在于，所述光源包括沿第一方向分布的多个LED灯，所述微结构为沿所述第一方向延伸设置的条形结构。
3.根据权利要求2所述的前置模组，其特征在于，所述功能结构层包括与所述底面连接的第一面和与所述第一面相对设置的第二面，所述微结构为从所述第二面向靠近所述第一面的方向凹陷形成的凹槽。
4.根据权利要求3所述的前置模组，其特征在于，所述微结构在第二方向上的截面为梯形，所述梯形包括靠近所述导光板的第一边和与所述第一边相对设置的第二边，所述第一边的长度大于所述第二边的长度，所述第二方向垂直于所述导光板的底面，且所述第二方向垂直于所述第一方向。
5.根据权利要求4所述的前置模组，其特征在于，所述微结构包括面向所述光源的第一侧面，所述第一侧面与所述第一面之间的夹角为47-67度。
6.根据权利要求5所述的前置模组，其特征在于，所述第一侧面与所述第一面之间的夹角为57度。
7.根据权利要求1所述的前置模组，其特征在于，所述功能结构层的折射率大于所述反射式显示屏的折射率。
8.根据权利要求3所述的前置模组，其特征在于，所述功能结构层与所述反射式显示屏之间设置有第一光学胶层，所述第一光学胶层包括填充于所述凹槽内的凸出部，所述第一光学胶层的折射率与所述反射式显示屏的折射率的差值小于第一预设值，且所述第一光学胶层的折射率小于所述功能结构层的折射率，所述第一预设值为0.05。
9.根据权利要求1所述的前置模组，其特征在于，还包括触控屏或盖板，所述触控屏或盖板与所述导光板之间通过第二光学胶层连接，所述第二光学胶层为平面结构，所述第二光学胶层与所述导光板之间采用面贴的方式连接，所述第二光学胶层与所述触控屏或盖板之间采用面贴的方式连接。
10.根据权利要求9所述的前置模组，其特征在于，所述第二光学胶层的折射率小于所述功能结构层的折射率，所述触控屏或所述盖板的折射率小于所述功能结构层的折射率，且所述第二光学胶层的折射率与所述触控屏或所述盖板的折射率的差值小于第二预设值，所述导光板的折射率与所述第二光学胶层之间的折射率的差值小于第三预设值，所述第二预设值为0.05，所述第三预设值为0.05。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的前置模组。
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