CN104965345A - 背光组件及显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光组件及显示屏,属于显示屏技术领域。所述背光组件包括:光源、反射层、位于所述反射层之上的导光层、位于所述导光层之上的四分之一波片、位于所述四分之一波片之上的下偏光层;所述导光层和所述四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,且所述四分之一波片的慢轴和所述下偏光层的透过轴之间的夹角为45°。本发明解决了现有的背光组件的光程差较大,偏光转化效率低,光在传播过程中的损失较大,影响显示屏的亮度的问题,达到了提高显示屏的亮度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示屏技术领域,特别涉及一种背光组件及显示屏。
背景技术
随着显示技术的发展,人们对显示屏的亮度的要求越来越高,而显示屏的亮度与显示屏中的背光组件有关,因此,背光组件的实现成为了人们关注的热点。
现有的显示屏中的背光组件通常包括光源、反射层、位于反射层之上的导光层,导光层的材料为光学压克力材料、位于导光层之上的下偏光层,光源发出的部分光线直接经导光层折射到下偏光层,下偏光层将射入的光线转化为偏振光后射出;光源发出的部分光线经导光层折射后射入到反射层,反射层将光线反射到导光层,反射的光线从导光层射出到下偏光层,下偏光层将射入的光线转化为偏振光后射出。
现有的背光组件的光程差异较大,偏光转化效率低,光在传播过程中的损失较大,导致射出的光线较少,影响显示屏的亮度。
发明内容
为了解决现有的背光组件的光程差较大,偏光转化效率低,光在传播过程中的损失较大,影响显示屏的亮度的问题,本发明实施例提供了一种背光组件及显示屏。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种背光组件,所述背光组件包括:
光源、反射层、位于所述反射层之上的导光层、位于所述导光层之上的四分之一波片、位于所述四分之一波片之上的下偏光层;
所述导光层和所述四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,且所述四分之一波片的慢轴和所述下偏光层的透过轴之间的夹角为45°。
可选的,所述导光层的材料为零零双折射率材料,且所述零零双折射率材料的光学参数中的相位延迟为四分之一波长,所述四分之一波片的材料的光学参数中的相位延迟为零。
可选的,所述透过轴逆时针旋转45°后所在的方向与所述慢轴的方向相同;或,
所述透过轴顺时针旋转45°后所在的方向与所述慢轴的方向相同。
可选的,所述导光层包括导光板和位于所述导光板之上的逆棱镜,
所述导光板和所述逆棱镜的材料均为零零双折射率材料。
可选的,所述下偏光层包括下偏光片和位于所述下偏光片和四分之一波片之间的增亮膜。
可选的,所述光源为侧入式光源,所述侧入式光源位于所述导光层的侧面,且与所述导光层平行;
所述光源为直下式光源,所述直下式光源位于所述反射层和所述导光层之间。
可选的,所述反射层为银反射ESR(Enhanced Specular Reflector)膜,或,所述反射层为镜面反射膜。
第二方面,提供了一种显示屏,所述显示屏包括:如第一方面所述的背光组件。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是:
通过在导光层和下偏光层之间设置四分之一波片,且导光层和四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,可以将与下偏光层的透过轴方向垂直的偏振光调整为与该透过轴方向平行的偏振光,只需要一次调整即可将光线全部射出下偏光层,降低光线在传播过程中的损失,解决了现有的背光组件的光程差较大,偏光转化效率低,光在传播过程中的损失较大,影响显示屏的亮度的问题,达到了提高显示屏的亮度的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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是本发明一个实施例提供的第一种背光组件的示意图;
图2是本发明一个实施例提供的第二种背光组件的示意图;
图3是本发明一个实施例提供的光线经过下偏光层的示意图;
图4是本发明一个实施例提供的左旋圆偏振光的示意图;
图5是本发明一个实施例提供的邦加球的示意图;
图6是本发明一个实施例提供的透过轴与慢轴的方向的示意图;
图7是本发明一个实施例提供的第三种背光组件的示意图;
图8是本发明一个实施例提供的第四种背光组件的示意图;
图9是本发明一个实施例提供的第五种背光组件的示意图;
图10是本发明一个实施例提供的第六种背光组件的示意图;
图11是本发明一个实施例提供的显示屏的框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1,其示出了本发明一个实施例提供的第一种背光组件的示意图,该背光组件可以应用于显示屏中。该背光组件,包括:
光源110、反射层120、位于反射层120之上的导光层130、位于导光层130之上的四分之一波片140、位于四分之一波片140之上的下偏光层150;
导光层130和四分之一波片140对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,且四分之一波片140的慢轴和下偏光层150的透过轴之间的夹角为45°。
综上所述,本发明实施例提供的背光组件,通过在导光层和下偏光层之间设置四分之一波片,且导光层和四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,可以将与下偏光层的透过轴方向垂直的偏振光调整为与该透过轴方向平行的偏振光,只需要一次调整即可将光线全部射出下偏光层,降低光线在传播过程中的损失,解决了现有的背光组件的光程差较大,偏光转化效率低,光在传播过程中的损失较大,影响显示屏的亮度的问题,达到了提高显示屏的亮度的效果。
请参考图1,其示出了本发明一个实施例提供的第一种背光组件。该背光组件,包括:
光源110、反射层120、位于反射层120之上的导光层130、位于导光层130之上的四分之一波片140、位于四分之一波片140之上的下偏光层150;
导光层130和四分之一波片140对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,且四分之一波片140的慢轴和下偏光层150的透过轴之间的夹角为45°。
本实施例中,光源110发出的光线是自然光。其中,光源110可以是侧入式光源,也可以是直下式光源。当光源110为侧入式光源时,该侧入式光源位于导光层130的侧面,且与导光层130平行,请参考图1;当光源110为直下式光源时,该直下式光源位于反射层120和导光层130之间,请参考图2所示的第二种背光组件的示意图。
无论光源110是侧入式光源还是直下式光源,光源110发出的光线都可以通过导光层130射出,且从导光层130射出的光线为自然光。具体地,光源110发出的光线可以分为两部分从导光层130射出,第一部分的光线直接经导光层130折射后射出;第二部分的光线经导光层130折射后入射到反射层120上,反射层120再将这部分光线反射到导光层130上,反射后的光线经导光层130折射后射出。
四分之一波片140是具有一定厚度的双折射单晶薄片。四分之一波片140具有慢轴141和快轴142,慢轴141所在的方向与光轴所在的方向垂直,快轴142所在的方向与光轴所在的方向平行,光轴所在的方向是光线不会产生双折射的传播方向。
经导光层130射出的光线入射到四分之一波片140上,再从四分之一波片140入射到下偏光层150上,此时入射到下偏光层150上的光线仍然是自然光。下偏光层150具有透过轴151,光线的方向与透过轴151所在方向一致的X偏振光从下偏光层150中射出,光线的方向与透过轴151所在的方向垂直的Y偏振光被下偏光层150反射到四分之一波片140上。请参考图3所示的光线经过下偏光层的示意图,图中的光线包括竖直方向的X偏振光和水平方向的Y偏振光,由于透过轴151是竖直方向,因此,光线中的X偏振光可以从下偏光层150射出,光线中的Y偏振光被下偏光层150反射到四分之一波片140上。
由于导光层130和四分之一波片140对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,且四分之一波片140的慢轴141和下偏光层150的透过轴151之间的夹角为45°,因此,Y偏振光经过四分之一波片140后变成圆偏振光入射到导光层130上,该圆偏振光为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光。其中,左旋圆偏振光是指迎着光线的传播方向看,旋转方向为逆时针的出射光;右旋圆偏振光是指迎着光线的传播方向看,旋转方向为顺时针的出射光。
请参考图4所示的左旋圆偏振光的示意图,光线的传播方向是从左往右,且从右向左看时,出射光的旋转方向是逆时针方向,此时该出射光是左旋圆偏振光。
下面分别对左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的转换过程进行说明:
1)当入射到导光层130上的是左旋圆偏振光时,射出导光层130的光线仍然是左旋圆偏振光,该左旋圆偏振光经过反射层120的反射后变成右旋圆偏振光入射到导光层130上,射出导光层130的光线仍然是右旋圆偏振光,该右旋圆偏振光经过四分之一波片140后变成X偏振光,该X偏振光经过从下偏光层150中射出。
左旋圆偏振光的转换过程可以通过邦加球来说明,请参考图5所示的邦加球的示意图中的左图,Y偏振光先按照箭头所指方向转换为左旋圆偏振光,左旋圆偏振光再按照箭头所指方向转换为右旋圆偏振光,右旋圆偏振光再按照箭头所指方向转换为X偏振光。
2)当入射到导光层130上的是右旋圆偏振光时,射出导光层130的光线仍然是右旋圆偏振光,该右旋圆偏振光经过反射层120的反射后变成左旋圆偏振光入射到导光层130上,射出导光层130的光线仍然是左旋圆偏振光,该左旋圆偏振光经过四分之一波片140后变成X偏振光,该X偏振光经过从下偏光层150中射出。
右旋圆偏振光的转换过程可以通过邦加球来说明,请参考图5中的右图,Y偏振光先按照箭头所指方向转换为右旋圆偏振光,右旋圆偏振光再按照箭头所指方向转换为左旋圆偏振光,左旋圆偏振光再按照箭头所指方向转换为X偏振光。
本实施例中,在实现导光层130和四分之一波片140对光线的总相位延迟之和为四分之一波长时,一种可能的实现方式是导光层130的材料的光学参数中的相位延迟和四分之一波片140的材料的光学参数中的相位延迟的总和为四分之一波长,该导光层130的材料可以是零零双折射率材料,使得零零双折射率材料的光学参数中的相位延迟可以在一定范围内波动,降低了零零双折射率材料的合成难度。另一种可能的实现方式是导光层130的材料为零零双折射率材料,且零零双折射率材料的光学参数中的相位延迟为四分之一波长,四分之一波片140的材料的光学参数中的相位延迟为零。
其中,慢轴141所在的方向可以根据透过轴151确定,具体地,透过轴151逆时针旋转45°后所在的方向与慢轴141的方向相同;或,透过轴151顺时针旋转45°后所在的方向与慢轴141的方向相同。
请参考图6所示的透过轴与慢轴的方向的示意图,图6中的左图中的慢轴141所在方向由透过轴151逆时针旋转45°得到,此时Y偏振光入射到该四分之一波片140后得到左旋圆偏振光;图6中的右图中的慢轴141所在方向由透过轴151顺时针旋转45°得到,此时Y偏振光入射到该四分之一波片140后得到右旋圆偏振光。
本实施例中,导光层130包括导光板131和位于导光板131之上的逆棱镜132,导光板131和逆棱镜132的材料均为零零双折射率材料。
由于光线从导光板131射出时,射出的光线在一个很小的角度范围内,比如在0°-20°的角度范围内,如果直接将射出的光线入射到四分之一波片140,那么最终显示屏上亮度较高的区域在0°-20°所对应的区域,导致显示屏的正面亮度较低,因此,需要使用逆棱镜132对从导光板131射出的光线进行角度校正,经逆棱镜132校正后射出的光线满足高斯分布,从而提高显示屏的正面亮度。请参考图7所示的第三种背光组件的示意图,逆棱镜132位于导光板131之上。
当导光层130包括导光板131和逆棱镜132时,导光层130和四分之一波片140对光线的总相位延迟之和为四分之一波长可以具体为:导光板131、逆棱镜132和四分之一波片140对光线的总相位延迟之和为四分之一波长;或者,导光板131和逆棱镜132对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,且四分之一波片140对光线的相位延迟为零。
本实施例中,下偏光层150包括下偏光片152和位于下偏光片152和四分之一波片140之间的增亮膜153。请参考图8所示的第四种背光组件的示意图,下偏光片152位于增亮膜153之上。
其中,下偏光片152和增亮膜153可以实现成反射型偏光片,本实施例不作限定。
本实施例中,反射层120为银反射ESR膜,或,反射层120为镜面反射膜。其中,镜面反射膜可以是镀铝膜、镀银膜等等,本实施例不作限定。
请参考图9所示的第五种背光组件的示意图,其示出了导光板131和逆棱镜132的一种可能的实现结构,且电源110为侧入式光源;请参考图10所示的第六种背光组件的示意图,其示出了导光板131和逆棱镜132的一种可能的实现结构,且电源110为直下式光源,各个LED电源位于反射层120和导光板131之间。当然,导光板131和逆棱镜132还可以实现为其它结构,本实施例不作限定。
综上所述,本发明实施例提供的背光组件,通过在导光层和下偏光层之间设置四分之一波片,且导光层和四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,可以将与下偏光层的透过轴方向垂直的偏振光调整为与该透过轴方向平行的偏振光,只需要一次调整即可将光线全部射出下偏光层,降低光线在传播过程中的损失,解决了现有的背光组件的光程差较大,偏光转化效率低,光在传播过程中的损失较大,影响显示屏的亮度的问题,达到了提高显示屏的亮度的效果。
另外,由于导光层和四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,因此,可以适当放宽对导光层的零零双折射率材料的光学参数的限制,从而降低零零双折射率材料的合成难度。
请参考图11,其示出了本发明一个实施例提供的显示屏的框图,该显示屏包括如图1至图10所示的背光组件。
综上所述,本发明实施例提供的显示屏,通过在导光层和下偏光层之间设置四分之一波片,且导光层和四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,可以将与下偏光层的透过轴方向垂直的偏振光调整为与该透过轴方向平行的偏振光,只需要一次调整即可将光线全部射出下偏光层,降低光线在传播过程中的损失,解决了现有的背光组件的光程差较大,偏光转化效率低,光在传播过程中的损失较大,影响显示屏的亮度的问题,达到了提高显示屏的亮度的效果。
另外,由于导光层和四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,因此,可以适当放宽对导光层的零零双折射率材料的光学参数的限制,从而降低零零双折射率材料的合成难度。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种背光组件,其特征在于,所述背光组件包括:
光源、反射层、位于所述反射层之上的导光层、位于所述导光层之上的四分之一波片、位于所述四分之一波片之上的下偏光层;
所述导光层和所述四分之一波片对光线的总相位延迟之和为四分之一波长,且所述四分之一波片的慢轴和所述下偏光层的透过轴之间的夹角为45°。
2.根据权利要求1所述的背光组件,其特征在于,所述导光层的材料为零零双折射率材料,且所述零零双折射率材料的光学参数中的相位延迟为四分之一波长,所述四分之一波片的材料的光学参数中的相位延迟为零。
3.根据权利要求2所述的背光组件,其特征在于,
所述透过轴逆时针旋转45°后所在的方向与所述慢轴的方向相同;或,
所述透过轴顺时针旋转45°后所在的方向与所述慢轴的方向相同。
4.根据权利要求2所述的背光组件,其特征在于,所述导光层包括导光板和位于所述导光板之上的逆棱镜,
所述导光板和所述逆棱镜的材料均为零零双折射率材料。
5.根据权利要求1至4任一所述的背光组件,其特征在于,所述下偏光层包括下偏光片和位于所述下偏光片和四分之一波片之间的增亮膜。
6.根据权利要求1至4任一所述的背光组件,其特征在于,
所述光源为侧入式光源,所述侧入式光源位于所述导光层的侧面,且与所述导光层平行;
所述光源为直下式光源,所述直下式光源位于所述反射层和所述导光层之间。
7.根据权利要求1至4任一所述的背光组件,其特征在于,所述反射层为银反射ESR膜,或,所述反射层为镜面反射膜。
8.一种显示屏,其特征在于,所述显示屏包括如权利要求1至7任一所述的背光组件。
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