CN104061533A - 光传导装置、背光模组及显示装置 - Google Patents

光传导装置、背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于显示领域，公开了一种光传导装置、背光模组及显示装置，所述光传导装置在与面板的配合下形成显示装置，包括：第一棱镜层，所述第一棱镜层在背离面板的面上设有多个第一棱镜条，所述第一棱镜层在朝向面板的面上设有多个反射槽；所述反射槽上形成有与所述第一棱镜条的棱镜面相匹配的多个反射面，所述反射面将接收的光线反射到对应的棱镜面上，所述第一棱镜条的棱镜面用于将接收的由对应反射面反射的光线以第一方向向面板进行出射。本发明的光传导装置利用棱镜条和反射槽的配合，实现将光源的光线以单一方向向面板进行出射，形成窄视角的背光源。即使在光源的入射角度较大时，也能够形成正常的均匀背光。

Description

光传导装置、背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，特别是涉及一种光传导装置、背光模组及显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶面板及背光模块(Backlight module)。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光(Side-light type)背光模块与直下式入光(Direct-light type)背光模块两种。
为了尽量提高背光模块的亮度，目前出现了棱镜型导光板，由于棱镜导光板存在散射的情况，使得进行面板的光线的视角较大，影响到显示效果。如果光源的入射角度偏大，出射角度无法完全扭转光线的传播方向。因此在面板的正前方将无法形成正常的背光。而且，现有的透明显示装置由于光线存在偏折，透过此种棱镜结构无法看到正后方的物体。同时棱镜结构会导致后方的景物模糊。
发明内容
为了解决现有显示装置的面板的光线的视角较大，影响到显示效果，本发明提供了一种光传导装置、背光模组及显示装置。
本发明采用的技术方案是：一种光传导装置，在与面板的配合下形成显示装置，包括：
第一棱镜层，所述第一棱镜层在背离面板的面上设有多个第一棱镜条，所述第一棱镜层在朝向面板的面上设有多个反射槽；
所述反射槽上形成有与所述第一棱镜条的棱镜面相匹配的多个反射面，所述反射面将接收的光线反射到对应的棱镜面上，所述第一棱镜条的棱镜面用于将接收的由对应反射面反射的光线以第一方向向面板进行出射。
优选地，所述反射槽上的反射面与垂直于第一方向的第二方向之间的夹角为α，进入该反射面的光线的入射角与第二方向的夹角为β，该反射面对应的第一棱镜层的棱镜面与第一方向之间的夹角为45°+α+β/2。
优选地，所述反射槽上的反射面与垂直于第一方向的第二方向之间的夹角为α，进入该反射面的光线的入射角与第二方向相同，该反射面对应的第一棱镜层的棱镜面与第一方向之间的夹角为45°+α。
优选地，所述反射槽上的反射面与第二方向之间的夹角在沿近光源到远光源方向递增或者递减。
优选地，还包括：
第二棱镜层，在与所述第一棱镜层相对的面上设有与第一棱镜条相匹配的多个第二棱镜条；
隔垫物层，设置在所述第一棱镜层和第二棱镜层之间，具有低于第一棱镜层和第二棱镜层的折射率；
所述第一棱镜层和隔垫物层用于调整环境光在进入第二棱镜层的光路偏折方向，以抵消环境光的部分偏折。
优选地，所述隔垫物层为胶合层。
优选地，还包括一准直光源，用于向反射槽提供准直光源。
优选地，所述准直光源包括依次设置的光源、双胶合透镜、凸透镜、复眼透镜组和曲面透镜。
本发明还提供了一种背光模组，包括所述的光传导装置。
本发明还提供了一种显示装置，包括所述的背光模组。
本发明的有益效果是：本发明的光传导装置利用棱镜条和反射槽的配合，实现将光源的光线以单一方向向面板进行出射，形成窄视角的背光源。即使在光源的入射角度较大时，也能够形成正常的均匀背光。
附图说明
图1为本发明第一种实施例的光传导装置的结构示意图；
图2为图1的光路原理图；
图3为本发明一种实施例的反射槽的结构示意图；
图4为本发明一种实施例的光源的结构示意图；
图5为本发明一种实施例的光传导装置的局部放大图；
图6为图5的光路示意图；
图7为本发明另一种实施例的光路示意图；
图8为本发明一种实施例的透明显示装置的光路图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1和2所示，为本发明一种实施例的光传导装置的结构示意图，该光传导装置在与面板5的配合下形成显示装置，所述光传导装置包括：
第一棱镜层1，所述第一棱镜层在背向面板的面上设有多个第一棱镜条，所述第一棱镜层在朝向面板的面上设有多个反射槽4；
所述反射槽4上形成有与所述第一棱镜条的棱镜面相匹配的多个反射面，所述反射面将接收的准直光源6发出的光线反射到对应的第一棱镜条的棱镜面上，所述第一棱镜条的棱镜面用于将接收的由对应反射面反射的光线以第一方向向面板进行出射。本实施例根据面板的放置位置，示意第一方向为竖直向下，即第一方向为垂直于面板的方向，如果面板以其他的方向放置，对应的第一方向为垂直于面板的方向。以下都以第一方向为竖直方向为例进行说明。
本发明的光传导装置利用棱镜条和反射槽的配合，实现将光源的光线以单一方向向面板进行出射，形成窄视角的背光源。即使在光源的入射角度较大时，也能够形成正常的均匀背光。
本发明的第一棱镜层1具有朝向面板的第一面和背向面板的第二面，所述第二面上设有多个第一棱镜条，所述第一面上形成多个反射槽4，反射槽4上形成有与所述第一棱镜条的棱镜面相匹配的多个反射面，反射槽4上的反射面与第一棱镜条的棱镜面相对应，从而将接收的光线反射到对应的第一棱镜条的棱镜面上。第一棱镜条上的棱镜面将从对应反射面出射的光线以单一方向向面板进行反射。
本实施例的第一棱镜条的棱镜面对接收的光线进行全反射，从而减少了光线的损耗。根据光线全反射的要求，光由光密(即光在此介质中的折射率大的)媒质射到光疏(即光在此介质中折射率小的)媒质的界面时，当光的入射角大于临界角时，光线全部被反射回原媒质内的现象。本实施例的光线从第一棱镜层射向外界时，由于第一棱镜层的折射率较大，只要调整入射光线的角度，使得入射光的入射角度大于临界角，就可以实现全反射。优选地，在第一棱镜条的外表面上还形成有折射率低于第一棱镜层的隔垫物层2，隔垫物可以是橡胶、塑料等折射率低于棱镜的物质。
如图3所示，为本发明一种实施例的反射槽的结构示意图，本实施例的反射槽的表面为渐变的多边形结构，此种结构当遇到均匀照射过来的平行光时，会将光线均匀的反射到指定的方向。该表面反射采用的也是全反射原理，多面体为空槽结构，导光全反射棱镜层中所发出的光线可以在其表面发生全反射。多面体反射槽的反射面在沿近光源到远光源方向递增或者递减。
如图4所示，为本发明一种实施例的准直光源的结构示意图，本实施例的准直光源包括光源61、双胶合透镜62、凸透镜63、复眼透镜组64和曲面透镜65，光源61采用出光角度较小的光源(例如激光光源、LED等)。双胶合透镜62采用一个高色散材料制作的双凹透镜和一个低色散材料制作的单凸透镜相胶合制作而成，此种透镜可以起到扩束的同时不会产生不同波长光波产生的色差现象。凸透镜63起到汇聚光线的效果，复眼透镜组64使初步汇聚光束的透镜生成一束一束的平行光，曲面透镜65利用折射原理来确定最终光束出射的方向。本实施例采用上述依次设置的双胶合透镜62、凸透镜63、复眼透镜组64和曲面透镜65，可以形成准直光线。图中所示当灯条点亮时，准直光源将会发射出指定方向的光束，由于准直光源与反射槽的距离较大，使得形成的进入反射槽的入射光近似水平，本实施胶层的介质折射率低于棱镜层，光线在第一棱镜层上进行全反射，光束将直接照射在多面体反射槽表面，多面体反射槽将会将光线反射到导光全反射棱镜层的上表面棱镜面上。
如图5所示，为本实施例的一种实施例的光传导装置的局部放大图，本实施例的反射槽4上的一个反射面与水平面(与第一方向垂直的方向)的夹角为α，该反射面对应的第一棱镜层的棱镜面与竖直方向之间的夹角Ф1为45°+α。如图6所示，为图5的光路示意图，Ф1的计算过程是，根据光线的入射角为水平方向，该光线对应的反射面与水平方向的角度为α，最终形成竖直反射到面板的光线，Ф1＝45°+α。本实施例的反射槽的表面为渐变的多边形结构，此种结构当遇到均匀照射过来的平行光时，会将光线均匀的反射到指定的方向。假设反射槽的迎光面的第一个倾斜角和水平方向的夹角为3×α，第二个角度就为2×α，第三个角度就为α。对应的第一棱镜层的全反射层的角度就为45°+3×α、45°+2×α、45°+α。对应关系为反射槽多面体迎光面为n×α时，第一棱镜条对应的硅胶倾斜面为45°+n×α。
如图7所示，为本发明另一种实施例的光路图，本实施例的入射光线与水平方向成的角度为β，该光线对应的反射槽的反射面与水平方向的角度为α，最终形成竖直反射到面板的光线，该反射槽对应的第一棱镜层的棱镜面与竖直方向的夹角Ф2＝45°+α+β/2。
再次参阅图1，本实施例的光传导装置还包括第二棱镜层3，所述第二棱镜层3包括多个第二棱镜条，所述第二棱镜条与第一棱镜条相匹配。本实施例还在第一棱镜条和第二棱镜条之间还设有隔垫物层，设置在所述第一棱镜层和第二棱镜层之间，具有低于第一棱镜层和第二棱镜层的折射率；所述第一棱镜层和隔垫物层用于调整环境光在进入第二棱镜层的光路偏折方向，以抵消环境光的部分偏折。
如图8所示，为本发明一种实施例的透明显示的示意图，本实施例的环境光7经过第二棱镜层3、隔垫物层2后抵消环境光的部分偏折。环境光7从后方射入时，首先经过第二棱镜层，此层可以有效的抵消下层经过导光全反射棱镜层时所发生的光路偏折，光线通过胶层时，由于胶层的折射率为低于棱镜层的材料，因此会使得胶层的光线出现偏折。当光线传播到导光全反射棱镜层的上表面时，光线会纠正回原来传播的光路，而竖直向下通过面板而被人样看到。此过程就是消光程差棱镜层所起到的作用。
本发明还提供了一种背光模组，包括所述的光传导装置。
本发明还公开了一种显示装置，该显示装置使用了如上述实施例所述的任意一种背光模组。所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
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 (10)

1.一种光传导装置，在与面板的配合下形成显示装置，其特征在于，包括：
第一棱镜层，所述第一棱镜层在背离面板的面上设有多个第一棱镜条，所述第一棱镜层在朝向面板的面上设有多个反射槽；
所述反射槽上形成有与所述第一棱镜条的棱镜面相匹配的多个反射面，所述反射面将接收的光线反射到对应的棱镜面上，所述第一棱镜条的棱镜面用于将接收的由对应反射面反射的光线以第一方向向面板进行出射。
2.根据权利要求1所述的光传导装置，其特征在于，所述反射槽上的反射面与垂直于第一方向的第二方向之间的夹角为α，进入该反射面的光线的入射角与第二方向的夹角为β，该反射面对应的第一棱镜层的棱镜面与第一方向之间的夹角为45°+α+β/2。
3.根据权利要求1所述的光传导装置，其特征在于，所述反射槽上的反射面与垂直于第一方向的第二方向之间的夹角为α，进入该反射面的光线的入射角与第二方向相同，该反射面对应的第一棱镜层的棱镜面与第一方向之间的夹角为45°+α。
4.根据权利要求1-3任何一项所述的光传导装置，其特征在于，所述反射槽上的反射面与第二方向之间的夹角在沿近光源到远光源方向递增或者递减。
5.根据权利要求1-3任何一项所述的光传导装置，其特征在于，还包括：
第二棱镜层，在与所述第一棱镜层相对的面上设有与第一棱镜条相匹配的多个第二棱镜条；
隔垫物层，设置在所述第一棱镜层和第二棱镜层之间，具有低于第一棱镜层和第二棱镜层的折射率；
所述第一棱镜层和隔垫物层用于调整环境光在进入第二棱镜层的光路偏折方向，以抵消环境光的部分偏折。
6.根据权利要求5所述的光传导装置，其特征在于，所述隔垫物层为胶合层。
7.根据权利要求6所述的光传导装置，其特征在于，还包括一准直光源，用于向反射槽提供准直光源。
8.根据权利要求7所述的光传导装置，其特征在于，所述准直光源包括依次设置的光源、双胶合透镜、凸透镜、复眼透镜组和曲面透镜。
9.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任何所述的光传导装置。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的背光模组。
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