CN105700066B - 导光板、背光源及显示装置 - Google Patents

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    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer

Abstract

本发明涉及一种导光板、背光源及显示装置。所述导光板包括多个分光结构，所述分光结构用于将入射的白色光束分光形成红色、绿色和蓝色光束，且所述红色、绿色和蓝色光束具有指向不同的出射方向。所述背光源包括上述导光板。所述显示装置包括上述背光源。上述导光板可以使显示装置中省去彩色滤光片，从而避免光穿过彩色滤光片而导致的损失，提高光的利用率，减少能耗。

Description

导光板、背光源及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种导光板，一种背光源，以及一种显示装置。
背景技术
现有液晶显示装置包括背光源和显示面板；显示面板一般包括阵列基板、对盒基板，阵列基板与对盒基板对盒，二者之间填充有液晶。其中，对盒基板上一般设置有彩色滤光片，因此，将设置有彩色滤光片的对盒基板也称之为彩膜基板。
上述现有液晶显示装置中，背光源向显示面板方向发射光，所述光依次穿过阵列基板、液晶层和彩膜基板。其中，在穿过彩膜基板时，彩色滤光片将与其不同色的光滤除，只允许与其同色的光透过，这样导致光在穿过彩膜基板时具有较大的损失(具体可以达到70％)，从而使得液晶显示装置中光的利用率较低。在此情况下，为了实现足够的显示亮度，就需要保证背光源所发出的光具有较高的亮度，从而会增加能耗。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种导光板、背光源及显示装置，其能够减少光的损耗，提高光的利用率，从而减少能耗。
为实现本发明的目的而提供一种导光板，其包括多个分光结构，所述分光结构用于将入射的白色光束分光形成红色、绿色和蓝色光束，且所述红色、绿色和蓝色光束具有指向不同的出射方向。
其中，所述白色光束由红色、绿色和蓝色光束混合而成。
其中，每个所述分光结构包括层叠设置的多级微结构，所述多个微结构的折射率沿光束的出射方向依次递增，所述分光结构中折射率最小的所述微结构为三棱镜，其余每个所述微结构与比其折射率小的各所述微结构共同构成三棱镜。
其中，任意两相邻所述微结构的折射率之间的差值小于0.02。
其中，所述白色光束从所述三棱镜的底面垂直入射，从所述三棱镜的侧面射出。
其中，每个微结构的出光面与所述分光结构的出光面平行。
作为另一个技术方案，本发明提供一种背光源，其包括本发明提供的上述导光板。
作为另一个技术方案，本发明提供一种显示装置，其包括本发明提供的上述背光源，其中红色、绿色和蓝色光束的出射方向分别指向显示装置中的红色、绿色和蓝色像素区域。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的导光板，其分光结构将白色光束分光形成红、绿、蓝三色光，且使该红、绿、蓝三色光的出射方向具有不同指向，从而在显示装置采用上述导光板后，可以省去彩色滤光片，避免光穿过彩色滤光片而导致的损失，提高光的利用率，减少能耗。
本发明提供的背光源，其采用本发明上述实施方式中的导光板，从而在包括所述背光源的显示装置中，可以省去彩色滤光片，避免光穿过彩色滤光片而导致的损失，提高光的利用率，减少能耗。
本发明提供的显示装置，其采用本发明上述实施方式中的背光源，可以省去彩色滤光片，避免光穿过彩色滤光片而导致的损失，提高光的利用率，减少能耗。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施方式中导光板的示意图；
图2为分光结构的示意图；
图3为图2所示分光结构将入射的白色光束分光并使分光后的各光束射向指定方向的示意图；
图4为被分光结构分光形成的红色、绿色和蓝色光束所射向的区域的示意图。
其中，附图标记：
1：基底；10：分光层；11：分光结构；110：微结构。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种导光板，并给出其实施方式。图1为本发明实施方式中导光板的示意图，如图1所示，所述导光板包括基底1和形成在基底1上的分光层10，分光层10包括多个分光结构11，所述分光结构11用于将入射的白色光束分光形成红色、绿色和蓝色光束，且所述红色、绿色和蓝色光束具有指向不同的出射方向。具体地，所述红色、绿色和蓝色光束的出射方向分别指向显示面板的红色、绿色和蓝色子像素区域，以使显示面板的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素区域能够相应地显示红色、绿色和蓝色。
每个所述分光结构11具体可以包括层叠设置的多个微结构110，所述多个微结构110的折射率沿光束的出射方向依次递增，所述分光结构11中折射率最小的所述微结构为三棱镜结构，其余每个所述微结构与比其折射率小的各所述微结构共同构成三棱镜结构。且如图1所示，入射的所述白色光束自三棱镜(可以是折射率最小的所述微结构形成的三棱镜结构，和/或，由小于某一折射率的多个微结构共同形成的三棱镜结构)的底面垂直射入，自三棱镜的侧面射出。以及如图2所示，每个微结构110的出光面与所述分光结构11的出光面平行。
根据图2所示的分光结构11，设每个分光结构11具有m+1个微结构110，对应于每个微结构的折射率参数，将其分别称为n0、n1……nm。入射的白色光束垂直地从分光结构11的底面入射，以A点为例，从A点射入的白色光束首先进入到第一级微结构n0中，而该级微结构n0为一个具有固定折射率的小三棱镜，因此所述白色光束在从该级微结构n0射出时，其方向会向右侧(指图3的右侧方向)偏转，并发射色散，可以分出红、绿、蓝三色光。所述分出的红、绿、蓝三色光射入第二级微结构n1内；以红色光为例，在其自微结构n1中射出时，由于第三级微结构n2的折射率大于第二级微结构n1的折射率，其出射方向会继续向右发生偏转；之后，每经过一级微结构，所述红色光的都会向右偏转，最终从最后一级微结构nm中射出时，所述红色光会射向指定方向；在液晶显示装置中，所述指定方向为红色子像素所在区域。而绿光和蓝光与红色光类似，最终也会射向指定方向；在液晶显示装置中，该指定方向为绿色子像素和蓝色子像素所在区域。而在第二级微结构n1至最后一级微结构nm对应的区域，例如B点，射向B点的白色光束从B点所在的第三级微结构n2射出时，虽然第三级微结构n2不是一个完整的三棱镜，但其可以被视为一个具有固定折射率的三棱镜的一部分，且从B点射入的入射光在该三棱镜内只经过第三极微结构n2，因此，从B点入射的入射光在从第三级微结构n2射出，进入折射率更大的第四级微结构n3时，也会发生色散，色散产生的红、绿、蓝三色光依次穿过多级微结构，最终从最后一级微结构nm射出，射向指定方向。
在本发明实施方式中的上述导光板应用于显示装置中时，如图3和图4所示，射出的红、绿、蓝三色光束分别射向红色子像素区域R、绿色子像素区域G、蓝色子像素区域B，因此，显示装置的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素分别向外界射出红色光、绿色光、蓝色光，从而无需设置彩色滤光片通过滤光的方式实现由白色光束至红、绿、蓝三色光的转换，也就可以避免在穿过彩色滤光片时造成的亮度损失，提高光的利用率，减少能耗。
优选地，入射的所述白色光束由红色、绿色和蓝色光束混合而成，这样在三棱镜结构中发生色散时，如图3和图4所示，只会分出红、绿、蓝三色光，而不会分出其他颜色的光，这样在液晶显示装置中，可以避免因为红、绿、蓝三色光之外的其他颜色的光从显示面射出而导致的显示不良。
进一步地，优选所述每个分光结构11中，任意两相邻微结构110之间的折射率之间的差值小于0.02。这样设置可以在光从每级微结构110射出时，减少所发生的反射，并能够避免发生全反射，这样就能够防止出现导光板上的某些区域无法向对应的子像素区域射出相应颜色光的情况，从而避免出现暗区。
综上所述，本发明提供的导光板，其分光结构10将白色光束分光形成红、绿、蓝三色光，且使该红、绿、蓝三色光的出射方向具有不同指向，从而在显示装置采用上述导光板后，可以省去彩色滤光片，避免光穿过彩色滤光片而导致的损失，提高光的利用率，减少能耗。
本发明还提供一种背光源，并给出其实施方式。在本发明的实施方式中，所述背光源包括本发明提供的上述导光板。
本发明提供的背光源，其采用本发明上述实施方式中的导光板，从而在包括所述背光源的显示装置中，可以省去彩色滤光片，避免光穿过彩色滤光片而导致的损失，提高光的利用率，减少能耗。
本发明还提供一种显示装置，并给出其实施方式。在本发明的实施方式中，显示装置包括本发明提供的背光源，其中红色、绿色和蓝色光束的出射方向分别指向显示装置中的红色、绿色和蓝色像素区。
本发明提供的显示装置，其采用本发明上述实施方式中的背光源，可以省去彩色滤光片，避免光穿过彩色滤光片而导致的损失，提高光的利用率，减少能耗。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种导光板，其特征在于，所述导光板包括多个分光结构，所述分光结构用于将入射的白色光束分光形成红色、绿色和蓝色光束，且所述红色、绿色和蓝色光束具有指向不同的出射方向；
每个所述分光结构包括层叠设置的多级微结构，所述多级微结构的折射率沿光束的出射方向依次递增，所述分光结构中折射率最小的所述微结构为三棱镜，其余每个所述微结构与比其折射率小的各所述微结构共同构成三棱镜。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述白色光束由红色、绿色和蓝色光束混合而成。
3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，任意两相邻所述微结构的折射率之间的差值小于0.02。
4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述白色光束从所述三棱镜的底面垂直入射，从所述三棱镜的侧面射出。
5.根据权利要求4所述的导光板，其特征在于，每个微结构的出光面与所述分光结构的出光面平行。
6.一种背光源，其特征在于，包括权利要求1～5中任意一项所述的导光板。
7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求6所述的背光源，所述红色、绿色和蓝色光束的出射方向分别指向显示装置中的红色、绿色和蓝色像素区域。
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