CN103925523A - 一种背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光模组及显示装置，所述背光模组包括：导光板和光源；背光模组还包括设置于导光板的出光面一侧的偏振光转换器，偏振光转换器包括：偏振分光元件，用于将导光板的出光面出射的光线分为振动方向垂直的第一偏振光和第二偏振光；偏振光转换元件，用于使第二偏振光转换为与第一偏振光振动方向相同的第三偏振光，第一偏振光和第三偏振光形成出射至显示面板的偏振光。本发明所提供的背光模组可充分利用导光板出射的光线，提高液晶屏的透过率，减少光源所发出的自然光损失，显示装置的整机光能量利用率得到很大的提高。

Description

一种背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术

随着显示器技术的迅速发展，作为显示设备的一种的液晶显示器（LCD，Liquid Crystal Display）已经成为平板显示领域的主流。LCD是通过两片导电玻璃形成的电场驱动其间的液晶来实现显示的，由于液晶本身并不发光，因此LCD需要通过外部光源实现透射或反射显示。现有的LCD大多数是透射型的，对于透射型LCD，背光模组是不可或缺的组成部分。

现有技术LCD的背光模组通常提供自然光，自然光没有特定的振动方向，在应用于液晶显示器时，需要在液晶盒的上下两侧分别贴偏振片，以使从背光模组发出入射至偏振片的自然光转换为偏振光，并允许一定振动方向的偏振光通过。因此，现有技术中的背光模组所提供光仅有一部分会被LCD所利用，即背光模组所提供自然光中只有一个方向的线偏振光通过LCD用于图像显示，而另一个方向的线偏振光被屏蔽，因此产生光损失。

发明内容

本发明目的是提供一种背光模组及显示装置，所述背光模组能够产生线偏振光，使得光源所发出自然光中转换为能够透过液晶屏的线偏振光，减少自然光在液晶屏下表面偏光片的光能损失。

本发明所提供的技术方案如下：

一种背光模组，用于为显示面板提供光线，所述背光模组包括：导光板和光源；所述背光模组还包括设置于所述导光板的出光面一侧的偏振光转换器，所述偏振光转换器包括：

偏振分光元件，用于将从所述导光板的出光面出射的光线分为振动方向垂直的第一偏振光和第二偏振光；以及

偏振光转换元件，用于使所述第二偏振光转换为与所述第一偏振光振动方向相同的第三偏振光，所述第一偏振光和所述第三偏振光形成出射至显示面板的偏振光。

进一步的，所述偏振光转化器的与所述导光板的出光面相对的第一表面分为透光区及遮光区；其中，

所述偏振光转化器的与所述导光板的出光面相对的第一表面分为透光区及遮光区；其中，

所述偏振分光元件包括一反射式偏振分光面，所述反射式偏振分光面设置在所述透光区对应位置，能够使所述第一偏振光从所述透光区对应位置出射至所述显示面板，并使所述第二偏振光反射至所述遮光区对应位置；

所述偏振光转换元件包括一反射组件，所述反射组件设置于所述遮光区对应位置，能够使所述第二偏振光至少经过两次反射，形成所述第三偏振光，并使所述第三偏振光从所述遮光区对应位置出射至所述显示面板。

进一步的，所述导光板的底面一侧设置有底面反射片，所述遮光区上形成有反射层，用于使从所述导光板的出光面上与所述遮光区位置对应的部分出射的光线经反射后入射至所述透光区。

进一步的，所述反射组件至少包括：

第一反射面，用于使所述第二偏振光反射，形成出射方向与所述第一偏振光的出射方向不同、振动方向与所述第一偏振光和的振动方向相同的第四偏振光；以及

第二反射面，用于使所述第四偏振光反射，形成出射方向与所述第一偏振光相同、振动方向与所述第一偏振光的振动方向相同的所述第三偏振光。

进一步的，所述反射式偏振分光面与所述导光板的出光面之间呈45度，用于使所述第一偏振光的出射方向垂直于所述导光板的出光面，并使所述第二偏振光的出射方向平行于所述导光板的出光面；

所述第一反射面与第一投影面之间呈45度，所述第一投影面为与所述导光板的出光面垂直、与所述反射式偏振分光面呈45度角的平面，用于使所述第二偏振光反射形成的所述第四偏振光的出射方向垂直于所述第二偏振光及所述第一偏振光的出射方向，且所述第一反射面与所述反射式偏振分光面在所述第一投影面上的投影重合；

所述第二反射面在第二投影面之间呈45度，所述第二投影面为与所述导光板的出光面及所述第一投影面均垂直的平面，用于使所述第三偏振光的出射方向垂直于所述第四偏振光的出射方向，且所述第一反射面和所述第二反射面在所述第二投影面上的投影重合。

进一步的，所述偏振分光元件包括第一棱镜，所述反射式偏振分光面形成于所述第一棱镜上；所述反射组件包括第二棱镜，所述第一反射面和所述第二反射面形成于所述第二棱镜上。

进一步的，所述偏振光转换器中包括多个偏振单元，每一偏振单元包括至少一个偏振分光元件和至少一个偏振光转换元件；

多个偏振单元从靠近所述导光板一侧至远离所述导光板一侧分为至少两层，多个偏振单元中每层偏振单元间隔分布，且在至少两层所述偏振单元中，所述偏振分光元件在所述导光板的出光面上的投影覆盖整个所述透光区，所述偏振光转换元件在所述导光板的出光面上的投影覆盖整个所述遮光区。

进一步的，在所述导光板的出光面一侧还设置有光学膜片组，且所述光学膜片组位于所述导光板与所述偏振转换单元之间。

进一步的，所述光学膜片组包括棱镜膜和设置于所述棱镜膜的远离所述导光板一侧的散射膜。

一种显示装置，包括：显示面板；贴设于所述显示面板的显示面上的上偏光片；贴设于所述显示面板的背面的下偏光片；以及位于所述下偏光片一侧的如上所述的背光模组。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的背光模组，光源所发出自然光经导光板后可以进入到偏振光转换器，使得从导光板出射的光线中与显示面板上偏光片的透过轴不一致的光线转换为与显示面板上的偏光片的透过轴一致的偏振光，因此可充分利用导光板出射的光线，提高液晶屏的透过率，减少光源所发出的自然光损失，显示装置的整机光能量利用率得到很大的提高。

附图说明

图1为本发明所提供的显示装置的结构示意图；

图2为本发明中所提供的背光模组的结构示意图；

图3为本发明所提供的背光模组的局部光路示意图；

图4为一个偏振单元的结构示意图；

图5为本发明优选实施例中的偏振光转换器的局部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

针对现有技术中背光模组的自然光不能被充分利用的问题，本发明提供了一种背光模组，能够充分利用背光模组光源发射的自然光，减少光损失。

如图1至图5所示，本发明所提供的背光模组包括：导光板100；设置于导光板100的入光面101一侧的光源200；以及，设置于所述导光板100的出光面102一侧的偏振光转换器300；其中，所述偏振光转换器300包括：

偏振分光元件301，用于将从所述导光板100的出光面102出射的光线分为振动方向垂直的第一偏振光21和第二偏振光22；以及

偏振光转换元件302，用于使所述第二偏振光22转换为与所述第一偏振光21振动方向相同的第三偏振光23，所述第一偏振光21和所述第三偏振光23形成出射至显示面板10的偏振光。

上述方案中，通过在导光板100的出光面102一侧设置偏振光转换器300，可以使得从导光板100出射的自然光中与显示面板10上的偏光片的透过轴不一致的光线也转换为与显示面板10上的偏光片的透过轴一致的偏振光，从而，可充分利用导光板100出射的自然光，提高液晶屏的透过率，减少光源200所发出的自然光损失，显示装置的整机光能量利用率得到很大的提高。

以下说明本发明所提供的背光模组的优选实施例。

如图1至图5所示，本实施例中，优选的，所述偏振光转化器的与所述导光板100的出光面102相对的第一表面分为透光区303及遮光区304；其中，

所述偏振分光元件301包括一反射式偏振分光面3011，所述反射式偏振分光面3011设置在所述透光区303对应位置，能够使所述第一偏振光21从所述透光区303对应位置出射至显示面板10，并使所述第二偏振光22反射至所述遮光区304对应位置；

所述偏振光转换元件302包括一反射组件，所述反射组件设置于所述遮光区304对应位置，能够使所述第二偏振光22经过至少两次反射，形成所述第三偏振光23，并使所述第三偏振光23从所述遮光区304对应位置出射至所述显示面板10。

上述方案中，所述偏振分光元件301采用一种反射式偏振分光面3011，可以在将导光板100出射的光线分为第一偏振光21和第二偏振光22的同时，还将第一偏振光21和第二偏振光22的出射方向分为不同方向，并在第二偏振光22的出射路径上设置所述偏振光转换元件302，以防止所述第一偏振光21入射至所述偏振光转换元件302；

那么，由于偏振光转换元件302与偏振分光元件301位置不同，导光板100上出射的光线中将会有部分光线不能进入到偏振分光元件301进行分光，因此，为了遮挡这部分光线进入到偏振光转换元件302或者出射至显示面板10，在所述偏振分光元件301的对应位置处设置有遮光区304；

此外，所述偏振光转换元件302采用了一反射组件，其可以使第二偏振光22在被转换为与所述第一偏振光21振动方向相同的第三偏振光23的同时，能够从所述遮光区304出射至显示面板10，可以保证在透光区303和遮光区304对应区域均有偏振光进入显示面板10，有利于光线均匀性。

需要说明的是，在实际应用中，所述偏振分光元件301与所述偏振光转换元件302的结构及位置关系可以并不局限于此，还可以是采用其他方式，例如：所述偏振光转换元件302可以是采用二分之一波片等；在此不再一一列举。

此外，本实施例中，优选的，如图2所示，所述导光板100的底面103一侧设置有底面反射片500，所述遮光区304上形成有反射层，用于使从所述导光板100的出光面102上与所述遮光区304位置对应的部分出射的光线经反射后入射至所述透光区303。采用上述方案，在遮光区304设置反射层，可以使得导光板100上与遮光区304位置对应的部分出射的光线经过反射层与底面103反射层的多次反射后，再进入到透光区303，而形成偏振光，导光板100出射的光线可以被全部利用。

此外，本实施例中，优选的，如图4所示，所述反射组件至少包括：

第一反射面3021，用于使所述第二偏振光22反射，形成出射方向与所述第一偏振光21的出射方向不同、振动方向与所述第一偏振光21和的振动方向相同的第四偏振光24；以及第二反射面3022，用于使所述第四偏振光24反射，形成出射方向与所述第一偏振光21相同、振动方向与所述第一偏振光21的振动方向相同的所述第三偏振光23。

采用上述方案，可以使所述第二偏振光22经过二次反射，形成振动方向及出射方向与第一偏振光21相同的、从所述遮光区304对应位置出射至显示面板10的第三偏振光23。应当理解的是，在实际应用中，所述反射组件的结构可以并非仅局限于此，反射组件中反射面的数量也可以进行调整，只需保证第二偏振光22经反射后能够形成所述第三偏振光23即可。

此外，本实施例中，优选的，所述反射式偏振分光面3011与所述导光板100的出光面102之间呈45度，能够使所述第一偏振光21的出射方向垂直于所述导光板100的出光面102，并使所述第二偏振光22的出射方向平行于所述导光板100的出光面102；

所述第一反射面3021与第一投影面A之间呈45度，所述第一投影面A为与所述导光板100的出光面102垂直、与所述反射式偏振分光面3011呈45度角的平面，能够使所述第二偏振光22反射形成的所述第四偏振光24的出射方向垂直于所述第二偏振光22及所述第一偏振光21的出射方向；

所述第二反射面3022在第二投影面B之间呈45度，所述第二投影面B为与所述导光板100的出光面102及所述第一投影面A均垂直的平面，能够使所述第三偏振光23的出射方向垂直于所述第四偏振光24的出射方向。

上述方案中，如图4所示，所述反射式偏光分光面与第一投影面A之间呈45度，可以使得第一偏振光21和第二偏振光22振动方向垂直，且出射方向亦垂直，其中第一偏振光21直接作为偏振光从透光区303对应位置，而第二偏振光22入射至第一反射面3021；由于第一反射面3021与第一投影面A之间呈45度，则第二偏振光22经所述第一反射面3021反射后，可以形成出射方向与所述第二偏振光22及所述第一偏振光21的出射方向均垂直、振动方向与第一偏振光21振动方向相同的第四偏振光24；由于第二反射面3022在第二投影面B之间呈45度，则所述第四偏振光24经所述第二反射面3022反射后，可以形成出射方向与第一偏振光21的出射方向平行、振动方向与第一偏振光21的振动方向平行的所述第三偏振光23。

应当理解的是，以上仅是提供了一种反射式偏光分光面、第一反射面3021和第二反射面3022的优选的设置方式，在实际应用中，反射式偏光分光面、第一反射面3021和第二反射面3022的设置方式可以并不仅局限于此，还可以是其他方式，例如：

当反射式偏光分光面与导光板100的出光面102呈一其他锐角时，则第二偏振光22的出射方向可以与第一偏振光21的出射方向并非垂直，那么，相应地调整第一反射面3021的第二反射面3022的摆放角度也相应地调整，只要能够使第二偏振光22经反射后转换为第三偏振光23即可，在此不再一一列举。

此外，本实施例中，优选的，所述第一反射面3021与所述反射式偏振分光面3011在所述第一投影面A上的投影重合，可以保证经所述反射式偏振分光面3011反射形成的第二偏振光22全部入射至所述第一反射面3021上；所述第一反射面3021和所述第二反射面3022在所述第二投影面B上的投影重合，可以保证经所述第一反射面3021上反射形成第四偏振光24全部反射至所述第二反射面3022上。

此外，本实施例中，优选的，所述偏振分光元件301包括第一棱镜，所述反射式偏振分光面3011形成于所述第一棱镜上；所述反射组件包括第二棱镜，所述第一反射面3021和所述第二反射面3022形成于所述第二棱镜上。

优选的，如图4所示，所述第一棱镜可以为一正方体棱镜，所述反射式偏振分光面3011可以形成于所述正方体棱镜的对角面所在平面上；所述第二棱镜可以为一多面体棱镜，所述第一反射面3021形成于该多面体棱镜的与所述正方体棱镜邻接的第一侧面上，所述第二反射面3022形成于该多面体棱镜的与第一侧面相对的第二侧面上；此外，在第一棱镜和第二棱镜的面向所述导光板100的一侧还设置有一支撑层，所述支撑层上分别设置透光区303和遮光区304，且透光区303与该正方体棱镜的面向导光板100的第一底面103对应，而遮光区304与该多面体棱镜的面向导光板100的第二底面103对应。

应当理解的是，所述反射式偏振分光面3011、所述第一反射面3021及所述第二反射面3022也可以是通过其他方式设置于导光板100的出光面102一侧，在此不再列举。

此外，基于偏振光转换器300中第一反射面3021、第二反射面3022的设置方式，如图4和图5所示，第一偏振光21的出射区域与反射式偏振分光面3011在导光板100的出光面102上的投影区域对应，而第三偏振光23的出射区域仅与所述第二反射面3022在导光板100的出光面102上的投影区域对应，这样，第一反射面3021在导光板100的出光面102上的投影区域对应位置会没有偏振光出射，因此，为了保证出射至显示面板10的偏振光均匀，在本实施例中，优选的，如图所示，所述偏振光转换器300中包括多个偏振单元，每一偏振单元包括至少一个偏振分光元件301和至少一个偏振光转换元件302；

多个偏振单元从靠近所述导光板100一侧至远离所述导光板100一侧分为至少两层，每层偏振单元中各偏振单元间隔分布，且在至少两层所述偏振单元中，所述偏振分光元件301在所述导光板100的出光面102上的投影覆盖整个所述透光区303，所述偏振光转换元件302在所述导光板100的出光面102上的投影覆盖整个所述遮光区304。

上述方案中，偏振光转换器300中多个偏振单元分为两层，每层中多个偏振单元间隔分布，并且，位于上层的偏振单元的第二反射面3022可以正好位于下层的偏振单元的第一反射面3021的上方，且位于上层的偏振单元的反射式偏振分光面3011可以正好位于下层的相邻两个偏振单元的反射式偏振分光面3011之间，由此，使得所述偏振分光元件301中偏振分光元件301在所述导光板100的出光面102上的投影覆盖整个所述透光区303，所述偏振光转换元件302中偏振光转换元件302在所述导光板100的出光面102上的投影覆盖整个所述遮光区304。当然可以理解的是，在实际应用中，多个偏振单元也可以是分为两层以上。

此外，本实施例中，优选的，如图1和图2所示，在所述导光板100的出光面102一侧还设置有光学膜片组600，且所述光学膜片组600位于所述导光板100与所述偏振转换单元之间。进一步优选的，所述光学膜片组600包括棱镜膜601和设置于所述棱镜膜601的远离所述导光板100一侧的散射膜602。采用上述方案，通过设置光学膜片组600可以对从导光板100出射的光线的发光角度进行调整，以使得光源200所发出的光线，经过导光板100、棱镜膜601、散射膜602以近乎以小角度形式入射偏振光转换器300。

此外，本发明的还一个目的是提供一种显示装置，如图1所示，该显示装置包括：显示面板10；贴设于所述显示面板10的显示面上的上偏光片11；贴设于所述显示面板10的背面的下偏光片12；以及，位于所述下偏光片12一侧的如上所述的背光模组。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种背光模组，用于为显示面板提供光线，所述背光模组包括：导光板和光源；其特征在于，所述背光模组还包括设置于所述导光板的出光面一侧的偏振光转换器，所述偏振光转换器包括：

偏振分光元件，用于将从所述导光板的出光面出射的光线分为振动方向垂直的第一偏振光和第二偏振光；以及

偏振光转换元件，用于使所述第二偏振光转换为与所述第一偏振光振动方向相同的第三偏振光，所述第一偏振光和所述第三偏振光形成出射至显示面板的偏振光。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，

所述偏振光转化器的与所述导光板的出光面相对的第一表面分为透光区及遮光区；其中，

所述偏振分光元件包括一反射式偏振分光面，所述反射式偏振分光面设置在所述透光区对应位置，能够使所述第一偏振光从所述透光区对应位置出射至所述显示面板，并使所述第二偏振光反射至所述遮光区对应位置；

所述偏振光转换元件包括一反射组件，所述反射组件设置于所述遮光区对应位置，能够使所述第二偏振光至少经过两次反射，形成所述第三偏振光，并使所述第三偏振光从所述遮光区对应位置出射至所述显示面板。

3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述导光板的底面一侧设置有底面反射片，所述遮光区上形成有反射层，用于使从所述导光板的出光面上与所述遮光区位置对应的部分出射的光线经反射后入射至所述透光区。

4.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，

所述反射组件至少包括：

第一反射面，用于使所述第二偏振光反射，形成出射方向与所述第一偏振光的出射方向不同、振动方向与所述第一偏振光和的振动方向相同的第四偏振光；以及

第二反射面，用于使所述第四偏振光反射，形成出射方向与所述第一偏振光相同、振动方向与所述第一偏振光的振动方向相同的所述第三偏振光。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，

所述反射式偏振分光面与所述导光板的出光面之间呈45度，用于使所述第一偏振光的出射方向垂直于所述导光板的出光面，并使所述第二偏振光的出射方向平行于所述导光板的出光面；

所述第一反射面与第一投影面之间呈45度，所述第一投影面为与所述导光板的出光面垂直、与所述反射式偏振分光面呈45度角的平面，用于使所述第二偏振光反射形成的所述第四偏振光的出射方向垂直于所述第二偏振光及所述第一偏振光的出射方向；

所述第二反射面在第二投影面之间呈45度，所述第二投影面为与所述导光板的出光面及所述第一投影面均垂直的平面，用于使所述第三偏振光的出射方向垂直于所述第四偏振光的出射方向。

6.根据权利要求5所述的背光模组，且特征在于，

所述第一反射面与所述反射式偏振分光面在所述第一投影面上的投影重合；所述第一反射面和所述第二反射面在所述第二投影面上的投影重合。

7.根据权利要求5所述的背光模组，且特征在于，

所述偏振分光元件包括第一棱镜，所述反射式偏振分光面形成于所述第一棱镜上；所述反射组件包括第二棱镜，所述第一反射面和所述第二反射面形成于所述第二棱镜上。

8.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，

所述偏振光转换器中包括多个偏振单元，每一偏振单元包括至少一个偏振分光元件和至少一个偏振光转换元件；

多个偏振单元从靠近所述导光板一侧至远离所述导光板一侧分为至少两层，每层偏振单元中各偏振单元间隔分布，且在至少两层所述偏振单元中，所述偏振分光元件在所述导光板的出光面上的投影覆盖整个所述透光区，所述偏振光转换元件在所述导光板的出光面上的投影覆盖整个所述遮光区。

9.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，

在所述导光板的出光面一侧还设置有光学膜片组，且所述光学膜片组位于所述导光板与所述偏振转换单元之间。

10.根据权利要求9所述的背光模组，其特征在于，

所述光学膜片组包括棱镜膜和设置于所述棱镜膜的远离所述导光板一侧的散射膜。

11.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板；贴设于所述显示面板的显示面上的上偏光片；贴设于所述显示面板的背面的下偏光片；以及位于所述下偏光片一侧的如权利要求1至10任一项所述的背光模组。