CN103234152A - 一种背光装置及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种背光装置及液晶显示装置，涉及显示领域，为提高背光装置的光利用率而发明。所述背光装置，包括光源，准直光学件、第一导光板和第二导光板，所述第一导光板的一侧设置有偏振光分光装置，所述第二导光板的一侧设置有反光装置；所述光源发出的光通过所述准直光学件成为平行光，所述平行光入射至所述偏振光分光装置，被所述偏振光分光装置分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光装置反射后入射至所述第一导光板，所述第二偏振光从所述偏振光分光装置透射后，入射至所述反光装置，被所述反光装置反射后入射至所述第二导光板，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。

Description

一种背光装置及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光装置及液晶显示装置。
背景技术
在液晶显示技术中，显示装置是通过控制液晶排列方向来控制进入液晶显示屏的光的强度，从而实现图像的显示的。其中，为液晶显示屏提供入射光的装置即为背光装置。背光装置通常包括白光光源。通过偏振片将该白光过滤成偏振光以后，液晶显示装置即可通过控制液晶的排列方向来控制偏振光是否可以通过液晶显示屏。
然而，在偏振片将白光过滤成偏振光的同时，有很大一部分光都被偏振片过滤掉了，从而造成背光装置的光利用率偏低，影响液晶显示装置的显示效果。
发明内容
本发明实施例提供了一种背光装置及液晶显示装置，涉及显示领域，能够提高背光装置的光利用率，有效提高液晶显示装置的显示效果。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种背光装置，包括光源，还包括准直光学件、第一导光板和第二导光板，所述第一导光板的一侧设置有偏振光分光装置，所述第二导光板的一侧设置有反光装置；所述光源发出的光通过所述准直光学件成为平行光，所述平行光入射至所述偏振光分光装置，被所述偏振光分光装置分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光装置反射后入射至所述第一导光板，所述第二偏振光从所述偏振光分光装置透射后，入射至所述反光装置，被所述反光装置反射后入射至所述第二导光板，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。
可选的，所述偏振光分光装置为至少一个偏振光分光镜，所述反光装置为至少一个反光镜。
可选的，所述至少一个偏振光分光镜与所述第一导光板成35度至55度夹角，所述至少一个反光镜与所述第二导光板成35度至55度夹角。
优选的，所述至少一个偏振光分光镜与所述第一导光板成45度夹角，所述至少一个反光镜与所述第二导光板成45度夹角。
可选的，所述至少一个偏振光分光镜为至少3个偏振光分光镜，所述至少一个反光镜为至少3个反光镜。
较佳的，所述至少3个偏振光分光镜等间隔地沿所述第一导光板的一侧错落设置，以使各所述偏振光分光镜在垂直于所述平行光的平面的投影互不重叠。
优选的，其中，相邻的所述偏振光分光镜之间设置有第一隔光片，用于分隔从所述偏振光分光镜中透射的第二偏振光和尚未入射至相邻的偏振光分光镜的平行光。
较佳的，所述至少3个反光镜等间隔地沿所述第二导光板的一侧错落设置，所述至少3个反光镜的位置与所述至少3个偏振光分光镜的位置相对应，以使从每个所述偏振光分光镜透射的第二偏振光入射到对应的反光镜。
优选的，其中，相邻的所述反光镜之间设置有第二隔光片，用于避免从所述偏振光分光镜中透射的第二偏振光的泄漏。
优选的，所述第一导光板和所述第二导光板平铺在同一平面，通过第三隔光片相接。
另一方面，本发明的实施例还提供一种液晶显示装置，包括液晶显示面板，还包括上述的背光装置，其中，所述液晶显示面板分为第一显示部和第二显示部，所述第一显示部的位置与所述背光装置的第一导光板的位置相对应，所述第二显示部的位置与所述背光装置的第二导光板的位置相对应，所述第一显示部能够控制所述第一显示部中的液晶分子的排列以允许所述第一偏振光通过，所述第二显示部能够控制所述第二显示部中的液晶分子的排列以允许所述第二偏振光通过。
采用上述技术方案后，本发明实施例提供的背光装置及液晶显示装置能够通过偏振光分光装置将光源发出的光分为偏振方向相互垂直的第一偏振光和第二偏振光，并进一步将第一偏振光和第二偏振光分别导入第一导光板和第二导光板，这样，第一导光板和第二导光板可以将光源发出的光的不同偏振态进行分别利用，实现包括第一导光板和第二导光板的导光板整体对光源发出的光利用的最大化，从而大大提高了背光装置的光利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种背光装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种背光装置的结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的一种背光装置的偏振光分光镜的分布示意图；
图3b为本发明实施例提供的另一种背光装置的偏振光分光镜的分布示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种背光装置的偏振光分光镜的分布示意图。
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作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。
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明的实施例提供一种背光装置1，包括光源2，还包括：准直光学件3，用于将光源2发出的光转换成平行光射出；第一导光板4和第二导光板5，第一导光板4的一侧设置有偏振光分光装置6，第二导光板5的一侧设置有反光装置7。
光源2发出的光通过准直光学件3成为平行光L，平行光L入射至偏振光分光装置6，被偏振光分光装置6分成第一偏振光L1和第二偏振光L2，其中，第一偏振光L1被偏振光分光装置6反射后入射至第一导光板4，第二偏振光L2从偏振光分光装置6透射后，入射至反光装置7，被反光装置7反射后入射至第二导光板5，第一偏振光L1的偏振方向与第二偏振光L2的偏振方向相互垂直。
当然，可以理解的是，为了实现上述目的，所述偏振光分光装置6与反光装置7是位于由第一导光板和第二导光板构成的导光板整体的同一侧，即如果第一导光板和第二导光板为上下设置的平板且平铺在同一平面，所述偏振光分光装置6位于第一导光板的左侧，则反光装置7也位于第二导光板的左侧，其他类似。当然第一导光板和第二导光板的设置位置可以有多种，此处只是为了说明第一导光板4和偏振光分光装置6以及第二导光板5和反光装置7的相对位置关系进行举例说明。
采用上述技术方案后，本发明实施例提供的背光装置1能够通过偏振光分光装置6将光源2发出的白光分为偏振方向相互垂直的第一偏振光L1和第二偏振光L2，并进一步将第一偏振光L1和第二偏振光L2分别导入第一导光板4和第二导光板5，这样，第一导光板4和第二导光板5分别可以利用光源2发出的光的将近50％，也就是说包括第一导光板4和第二导光板5的导光板整体就能够将将近100％的光都用于为液晶显示装置等提供照明，使得光源的光利用最大化，从而大大提高了背光装置的光利用率。
可选的，在背光装置1中，光源2主要是指液晶显示领域常用的普通点光源，其发出的光是非偏振光，如白光LED等。由于点光源发出的光为放射状，为了能将光源2发出的光集中到一起进行充分利用，在光源2与偏振光分光装置6之间设置的准直光学件3能够将光源2发出的放射状的光转化成平行光L射出，从而保证了光在进入导光板前都具有良好的方向性，减少了光的损耗。当然，在本发明的其他实施例中，如果光源2本身发出的光就是平行光，那么准直光学件3也可以省去。本发明实施例所述的准直光学件可以为准直透镜，或者其他任何可以起到将发散的光线转化为平行光的光学元件，本发明不做限定。
具体的，偏振光分光装置6可以是任何能够将白光分成偏振方向相互垂直的偏振光的装置，本发明对此不作限定。例如，如图2所示，在本发明的一个实施例中，偏光分光装置6为至少一个偏振光分光镜61，该偏振光分光镜61的主要功能部分即为3M公司生产的DBEF(增亮膜，Dual BrightnessEnhancement Film)。
可以理解的是，由于偏振光分光镜61设置在第一导光板4的一侧，并且需要将入射的平行光L分成偏振方向相互垂直的第一偏振光L1和第二偏振光L2分别射出，且同时保证使第一偏振光L1能够入射至第一导光板4而使第二偏振光L2不射入第二导光板5，因此，偏振光分光镜61需要与第一导光板4成一个合适的角度。可选的，偏振光分光镜61与第一导光板4可以成35度至55度夹角，优选的，该夹角为45度，以保证第一偏振光L1和第二偏振光L2都能够按照预定方向射出。
偏振光分光镜61的个数可以根据加工工艺水平和背光装置1的性能参数要求而设计，通常为几个至几十个不等。为了使从准直光学件3中射出的平行光L都能被偏振光分光镜61分解，偏振光分光镜61需要具有足够大的尺寸以覆盖所有从准直光学件3射出的平行光L。当背光装置1的尺寸较大时，留给偏振光分光镜61的空间也较大，这样即使偏振光分光镜61的尺寸较大，也能够与第一导光板4成一个比较大的角度，以满足上述角度要求。
相反，当背光装置1的尺寸较小时，留给偏振光分光镜61的空间也较小，这样，当偏振光分光镜61的尺寸较大时，就只能与第一导光板4成一个较小的角度，进而无法满足上述角度要求，不利于将全部平行光L分别进行透射和反射。这个问题可以通过增加偏振光分光镜61的数量同时减小每个偏振光分光镜61的尺寸来解决。如图3a和3b所示，在背光装置1的设计中，为偏振光分光镜61预留了一定的空间，例如该空间被限定为由不透光壁围成的管T，参见图3a，则当在T内设置一个偏振光分光镜61a时，偏振光分光镜61a与第一导光板4的夹角最大为α；参见图3b，当在该空间内设置3个偏振光分光镜61b时，每个偏振光分光镜61b与第一导光板4的夹角为β，显然，α小于β，图3b所示的结构更有利于将全部平行光L分别进行透射和反射。
上述实施例中，各偏振光分光镜61b的尺寸及其与第一导光板4的夹角都相等，但不发明的实施例对此不作限定。在本发明的其他实施例中，各个偏振光分光镜61的尺寸以及与第一导光板4的夹角也可以各不相等，只要各偏振光分光镜61能够相互配合将全部平行光L分为第一偏振光L1和第二偏振光L2即可。
为了节省空间，一般的，背光装置1为偏振光分光镜61预留的空间都较窄小，因此，在第一导光板4的一侧，通常都设置有多个偏振光分光镜61，例如至少3个偏振光分光镜61，以使每个偏振光分光镜61与第一导光板4都具有合适的夹角。可选的，该至少3个偏振光分光镜61可以等间隔或不等间隔地沿第一导光板4的一侧错落设置，以使各偏振光分光镜61在垂直于平行光L的平面的投影互不重叠，这样，各偏振光分光镜61就一起对透过准直光学件3的平行光L进行了完整的透射和反射。
优选的，结合图1和图4，相邻的偏振光分光镜61之间还可以设置有第一隔光片81，第一隔光片81可以为不透光的材料形成的片状结构，用于分隔从偏振光分光镜61中透射的第二偏振光L2和尚未入射至相邻的偏振光分光镜61的平行光L，从而使第二偏振光L2的成分更纯净。
具体的，当偏振光分光镜61将平行光L分成第一偏振光L1和第二偏振光L2后，第一偏振光L1被偏振光分光镜61反射，从而入射至第一导光板4，第二偏振光L2被偏振光分光镜61透射，从而入射至反光装置7。
可选的，反光装置7具体可以为各种能够将光反射的装置，如反光镜、平面镜等。由于反光装置7需要将透射过偏振光分光装置6的第二偏振光L2全部反射至第二导光板5，因此，从第二偏振光L2传播的延续性上看，反光装置7和偏振光分光装置6的位置应该是相对应的。当偏振光分光装置6为至少1个偏振光分光镜61时，反光装置7也可以是至少1个反光镜71。
例如，在本发明的一个实施例中，偏振光分光装置6为至少3个偏振光分光镜61，那么，反光装置7也是至少3个反光镜71。这些反光镜71可以等间隔地沿第二导光板5的一侧错落设置，且各反光镜71的位置分别与偏振光分光镜61的位置相对应，以使从每个偏振光分光镜61透射的第二偏振光L2入射到对应的反光镜。相应的，反光镜71与第二导光板5可以成35度至55度夹角，优选的，该夹角为45度，以使第二偏振光L2能以合适的角度入射至第二导光板5。
当然，在本发明的其他实施例中，偏振光分光镜61的个数与反光镜71的个数也可以不相等，只要保证从偏振光分光镜61出射的第二偏振光L2能够完全被反光镜71反射至第二导光板5即可，本发明实施例对此不作限定。
为了避免从偏振光分光镜61中透射的第二偏振光L2泄漏，优选的，相邻的反光镜71之间还可以设置有第二隔光片。这样，第二偏振光L2可以全部反射入第二导光板5，提高光利用率。
第二偏振光L2被反光镜71反射后即入射至第二导光板5，与入射至第一导光板4的第一偏振光L1一起作为为液晶显示装置等的光源。这样，背光装置1发出的光所分成的偏振方向相互垂直的第一偏振光L1和第二偏振光L2就都能够被有效利用，从而大大提高了背光装置1的光利用率。
可选的，第一导光板4和第二导光板5的相对位置可以为多种，只要在第一导光板4和第二导光板5的光输出方向上彼此不重叠、第一偏振光L1与第二偏振光L2分别从第一导光板4和第二导光板5射出后不混淆即可，本发明的实施例对此不做限制。但优选的，为了合理利用背光装置1中的空间，第一导光板4和第二导光板5位于同一平面内且彼此相接。此外，还可以在第一导光板4和第二导光板5之间设置第三隔光片，也就是说第一导光板4和第二导光板5平铺在同一平面，并通过第三隔光片相接，以进一步保证第一导光板4中的第一偏振光L1和第二导光板5中的第二偏振光L2不会相互干扰。
相应的，本发明实施例所述的背光装置工作过程和工作原理描述如下：
S11，通过准直光学件将光源发出的光转换为平行光入射至设置于第一导光板一侧的偏振光分光装置；
S12，通过偏振光分光装置将所述平行光分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光装置反射后入射至第一导光板，所述第二偏振光从所述偏振光分光装置透射后，入射至设置于第二导光板一侧的反光装置，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相互垂直；
S13，通过所述反光装置将所述第二偏振光反射后入射至第二导光板。
具体的，步骤S12中，偏振光分光装置可以是任何能够将白光分成偏振方向相互垂直的偏振光的装置，本发明对此不作限定。例如，在本发明的一个实施例中，偏振光分光装置包括至少一个偏振光分光镜，该偏振光分光镜的主要功能部分即为3M公司生产的DBEF。则在步骤S12中，可以通过至少一个偏振光分光镜将该平行光分成第一偏振光和第二偏振光。偏振光分光镜的具体个数和设置位置可以根据背光装置的结构设计而调整，前文已经进行了详细的说明，此处不再赘述。
可选的，在步骤S13中，反光装置具体可以为各种能够将光反射的装置，如反光镜、平面镜等。由于反光装置也是需要将透射过偏振光分光装置的第二偏振光全部反射至第二导光板，因此，从第二偏振光传播的延续性上看，反光装置和偏振光分光装置的位置应该是相对应的。当偏振光分光装置为至少1个偏振光分光镜时，反光装置也可以是至少1个反光镜。那么，步骤S13中，具体可以通过至少一个反光镜将第二偏振光反射后入射至第二导光板。
当然，在本发明的其他实施例中，偏振光分光镜的个数与反光镜的个数也可以不相等，只要保证从偏振光分光镜出射的第二偏振光能够完全被反光镜反射至第二导光板即可，本发明实施例对此不作限定。
与前述的背光装置相对应，本发明的实施例还提供一种液晶显示装置，包括液晶显示面板，以及前述任一实施例提供的背光装置，其中，所述液晶显示面板分为第一显示部和第二显示部，第一显示部的位置与背光装置的第一导光板的位置相对应，第二显示部的位置与背光装置1的第二导光板的位置相对应，第一显示部能够控制第一显示部中的液晶分子的排列以允许第一偏振光通过实现显示，第二显示部能够控制第二显示部中的液晶分子的排列以允许第二偏振光通过实现显示，第一偏振光与第二偏振光的偏振方向相互垂直。
采用上述技术方案后，本发明的实施例提供的液晶显示装置中，液晶显示面板分为第一显示部和第二显示部两部分，所述第一显示部能够控制所述第一显示部中的液晶分子的排列以允许所述第一偏振光通过，所述第二显示部能够控制所述第二显示部中的液晶分子的排列以允许所述第二偏振光通过，这样，当通过第一导光板和第二导光板为这两个显示部分别提供两种偏振方向相互垂直的偏振光时，本发明实施例提供的液晶显示装置即可利用这两种偏振光进行图像显示，从而大大提高了液晶显示装置中背光装置的光利用率，进而使得液晶显示装置显示质量提高，并且能节约能耗。
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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种背光装置，包括光源，其特征在于，还包括准直光学件、第一导光板和第二导光板，
所述第一导光板的一侧设置有偏振光分光装置，所述第二导光板的一侧设置有反光装置；
所述光源发出的光通过所述准直光学件成为平行光，所述平行光入射至所述偏振光分光装置，被所述偏振光分光装置分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光装置反射后入射至所述第一导光板，所述第二偏振光从所述偏振光分光装置透射后，入射至所述反光装置，被所述反光装置反射后入射至所述第二导光板，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于，所述偏振光分光装置包括至少一个偏振光分光镜，所述反光装置包括至少一个反光镜。
3.根据权利要求2所述的背光装置，其特征在于，所述至少一个偏振光分光镜与所述第一导光板成35度至55度夹角，所述至少一个反光镜与所述第二导光板成35度至55度夹角。
4.根据权利要求3所述的背光装置，其特征在于，所述至少一个偏振光分光镜与所述第一导光板成45度夹角，所述至少一个反光镜与所述第二导光板成45度夹角。
5.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于，所述偏振光分光装置包括至少3个偏振光分光镜，所述反光装置包括至少3个反光镜。
6.根据权利要求5所述的背光装置，其特征在于，所述至少3个偏振光分光镜等间隔地沿所述第一导光板的一侧错落设置，以使各所述偏振光分光镜在垂直于所述平行光的平面的投影互不重叠。
7.根据权利要求6所述的背光装置，其特征在于，相邻的所述偏振光分光镜之间设置有第一隔光片，用于分隔从所述偏振光分光镜中透射的第二偏振光和尚未入射至相邻的偏振光分光镜的平行光。
8.根据权利要求6所述的背光装置，其特征在于，所述至少3个反光镜等间隔地沿所述第二导光板的一侧错落设置，所述至少3个反光镜的位置与所述至少3个偏振光分光镜的位置相对应，以使从每个所述偏振光分光镜透射的第二偏振光入射到对应的反光镜。
9.根据权利要求8所述的背光装置，其特征在于，其中，相邻的所述反光镜之间设置有第二隔光片，用于避免从所述偏振光分光镜中透射的第二偏振光的泄漏。
10.根据权利要求1所述的背光装置，其特征在于，所述第一导光板和所述第二导光板平铺在同一平面，通过第三隔光片相接。
11.一种液晶显示装置，包括液晶显示面板，其特征在于，还包括权利要求1-10中任一项所述的背光装置，其中，所述液晶显示面板分为第一显示部和第二显示部，所述第一显示部的位置与所述背光装置的第一导光板的位置相对应，所述第二显示部的位置与所述背光装置的第二导光板的位置相对应，所述第一显示部控制所述第一显示部中的液晶分子的排列以允许所述第一偏振光通过实现显示，所述第二显示部控制所述第二显示部中的液晶分子的排列以允许所述第二偏振光通过实现显示。
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