CN105974514B - 导光板、背光模组及显示装置 - Google Patents

导光板、背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种导光板、背光模组及显示装置，属于显示技术领域。本发明的导光板，包括：导光板主体，具有偏振光生成区和偏振光导出区；导光板主体用于将光源所发出的光导入其内；偏振光分离单元，贴附在导光板主体的偏振光生成区；偏振光分离单元用于将照射至导光板主体内的光，分离出反射光和透射光；反射光为线偏振光；反射片，贴附在偏振光分离单元远离导光板主体的侧面，以及导光板主体的偏振光导出区；反射片用于将偏振光分离单元所分离出的反射光反射至导光板主体的线偏振光导出区内；光导出单元，设置在反射片与导光板主体的偏振光导出区之间；光导出单元用于将偏振光导出区中的线偏振光，按照预设角度导出导光板主体。

Description

导光板、背光模组及显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种导光板、背光模组及显示装置。
背景技术
液晶显示器因具有体积小、功耗低、辐射低等特点，已在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。在液晶显示器中，由于液晶本身并不发光，其只对光线进行调控，为了使液晶显示器的屏幕上显示图像，需要为显示面板(Panel)配置背光模组(BLU，Back LightUnit)。
一般来说，根据背光模组中光源分布位置的不同可将背光模组分为侧入式背光模组和直下式背光模组，其中，侧入式背光模组中的光源位于显示面板的侧面，直下式背光模组中的光源位于显示面板的底部。由于侧入式背光模组具有成本低、尺寸薄等优势而在业内被广泛地应用。
现有的侧入式背光模组一般包括导光板(LGP，Light Guide Plate)、光源以及光学膜组，所述光源包括多个呈直线排列的子光源。其中，所述子光源采用LED(LightEmitting Diode，发光二极管)时，由于LED所发出的光为自然光，通过导光板之后仍然为自然光，因此需要在显示面板的入光面侧设置下偏光片，以使自然光转换为偏振光，以供显示面板进行显示用。但是由于下偏光片存在一定的厚度，因此不利于显示装置的轻薄化。同时，LED所发出的光经过导光板导入显示面板时，并不能沿某个特定的入射方向射入显示面板，因此，提供一种光的入射方向可调的光源也是亟需要解决的技术问题。
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，提供一种可以分离出线偏振光同时光的出光方向固定的导光板、背光模组及显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种导光板，包括：
导光板主体，具有偏振光生成区和偏振光导出区；所述导光板主体用于将光源所发出的光导入其内；
偏振光分离单元，贴附在所述导光板主体的偏振光生成区；所述偏振光分离单元用于将照射至所述导光板主体内的光，分离出反射光和透射光；所述反射光为线偏振光；
反射片，贴附在所述偏振光分离单元远离所述导光板主体的侧面，以及所述导光板主体的偏振光导出区；所述反射片用于将所述偏振光分离单元所分离出的反射光反射至所述导光板主体的线偏振光导出区内；
光导出单元，设置在所述反射片与所述导光板主体的偏振光导出区之间；所述光导出单元用于将所述偏振光导出区中的线偏振光，按照预设角度导出导光板主体。
优选的是，所述偏振光分离单元包括：贴附在所述导光板主体的偏振光生成区的一层透明介质层；
当光照射至所述透明介质层与所述导光板主体接触的界面时，能够分离出反射光和透射光；所述反射光为线偏振光。
优选的是，所述偏振光分离单元包括贴附在所述导光板主体的偏振光生成区的、叠置的多层透明介质层，且各层的透明介质的折射率不同；
当光照射至所述透明介质层与所述导光板主体接触的界面和两相邻的所述透明介质层的接触界面时，均能够分离出反射光和透射光；所述反射光为线偏振光。
优选的是，所述导光板还包括吸光单元，所述吸光单元设置在所述偏振光分离单元靠近所述偏振光导出区的一侧，用于吸收所述偏振光分离单元分离出的透射光。
进一步优选的是，所述吸光单元包括黑矩阵。
优选的是，所述光导出单元包括楔形体，所述楔形体的底面与所述反射片接触。
进一步优选的是，所述楔形体的反射面与底面的夹角等于光线照射至所述偏振光分离单元与导光板主体的接触界面时的入射角的2倍。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种背光模组，其包括上述的导光板。
优选的是，所述背光模组还包括光源，所述光源用于为所述导光板提供平行光。
进一步优选的是，所述光源包括LED灯条，以及设置在LED灯条与导光板之间的平行光产生单元；所述平行光产生单元用于LED灯条所发出的光生成平行光。
进一步优选的是，所述平行光产生单元为透镜或者凹面镜。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述的背光模组。
本发明具有如下有益效果：
本发明中的导光板可以分离出线偏振光，因此将本实施例的导光板应用至显示面板中，此时无需设置下偏振片，简化显示面板的结构。同时，通过光导出单元以使线偏振光的出射角度固定，从而可以实现防窥显示。
附图说明
图1为本发明的实施例1的导光板的第一种优选实现方式的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的导光板的光导出单元的示意图；
图3为本发明的实施例1的导光板的第二种优选实现方式的结构示意图。
其中附图标记为：1、导光板主体；2、透明介质层；3、反射片；4、光导出单元；5、光吸收单元；Q1、偏振光生成区；Q2、偏振光导出区。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
结合图1至3所示，本实施例提供一种导光板，包括导光板主体1、偏振光分离单元、反射片3、光导出单元4。其中，导光板主体1具有偏振光生成区Q1(对应显示面板的非显示区)和偏振光导出区Q2(对应显示面板的显示区)；该导光板主体1用于将光源所发出的光导入其内；偏振光分离单元贴附在导光板主体1的偏振光生成区Q1；该偏振光分离单元用于将照射至所述导光板主体1内的光，分离出反射光和透射光，所述反射光为线偏振光；反射片3贴附在偏振光分离单元远离导光板主体1的侧面，以及导光板主体1的偏振光导出区Q2；该反射片3用于将偏振光分离单元所分离出的反射光反射至导光板主体1的线偏振光导出区Q2内；光导出单元4，设置在反射片3与导光板主体1的偏振光导出区Q2之间；所述光导出单元4用于将偏振光导出区Q2中的线偏振光，按照预设角度导出导光板主体1。
具体的，如图1或2所示，当背光源所发出的光以一定角度从导光板的侧边进入导光板主体1，此时光会发生折射，之后继续传播至导光板主体1的偏振光生成区Q1，并在照射至该区域中的导光板主体1的出光面时，发生全反射，且发生全反射的光的反射角大于等于布儒斯特角，即入射角跟折射角的和等于900
，因此照射至偏振光分离单元与导光板主体1的界面时，光被分离出反射光和透射光，该反射光为线偏振光。分离出的线偏振光在导光板主体1的偏振光生成区Q1继续传播，之后还会在照射至导光板主体1的出光面时，发生全反射，直至传播至偏振光导出区Q2被反射片3发射至光导出单元4，被光导出单元4将所述偏振光导出区Q2中的线偏振光，按照预设角度导出导光板主体1。而可以理解的是，光以布儒斯特角照射至偏振光分离单元与导光板主体1的界面时，光被分离出透射光为部分线偏振光，此时这部分光继续传播，照射至偏振光生成区Q1的反射片3时，被反射至导光板主体1内，在导光板主体1内发生全发射，之后在照射至偏振光分离单元与导光板主体1的界面时，再被分离出反射光和透射光，反射光同样为线偏振光，依次重复，直至将线偏振光传播至偏振光导出区Q2被按照预设角度导出。
在此需要说明的是，线偏振光的产生与光线的入射角(布儒斯特角)和传播介质相关，而出射光的角度则与光导出单元4相关。
综上，本实施例中的导光板可以分离出线偏振光(线偏振光的电矢量方向垂直于入射面)，因此将本实施例的导光板应用至显示面板中，此时无需设置下偏振片，简化显示面板的结构。同时，通过光导出单元4以使线偏振光的出射角度固定，从而可以实现防窥显示。
作为本实施例中的一种优选实现方式，偏振光分离单元仅包括贴附在所述导光板主体1的偏振光生成区Q1的一层透明介质层2，如图1所示。其中，当光经过导光板主体1照射至导光板主体1与透明介质层2的接触界面能够反射出线偏振光的条件为：1、光线照射至导光板主体1与透明介质层2的接触界面时的入射角应满足布儒斯特角；2、导光板主体1为光疏介质，透明介质层2为光密介质，即导光板主体1的折射率小于透明介质层2的折射率。
具体的，当背光源所发出的光以一定角度从导光板的侧边进入导光板主体1，此时光会发生折射，之后继续传播至导光板主体1的偏振光生成区Q1，并在照射至该区域中的导光板主体1的出光面时，发生全反射，且发生全反射的光的反射角恰好满足布儒斯特角，因此照射至透明介质层2与导光板主体1的接触界面时，光被分离出反射光∠A和透射光∠B。其中，反射光∠A为线偏振光，分离出的线偏振光在导光板主体1的偏振光生成区Q1继续传播，之后还会在照射至导光板主体1的出光面时，发生全反射，直至传播至偏振光导出区Q2被反射片3发射至光导出单元4，被光导出单元4将所述偏振光导出区Q2中的线偏振光，按照预设角度导出导光板主体1。
也就是说，导光板主体1偏振光生成区Q1内发生全反射的光，作为照射至导光板主体1和透明介质层2的接触界面的入射光，且该入射光以布儒斯特角照射至透明介质层2与导光板主体1的接触界面时，光被分离出透射光为部分线偏振光，此时这部分光继续传播，照射至偏振光生成区Q1的反射片3时，被反射至导光板主体1内，在导光板主体1内发生全发射，之后在照射至透明介质层2与导光板主体1的界面时，再被分离出反射光和透射光，反射光同样为线偏振光，以此重复，直至将线偏振光传播至偏振光导出区Q2被按照预设角度导出。
其中，在光导光板主体1与透明介质层2的接触界面被分离出的透射光实际上为部分线偏振光，而透射光继续传播，当照射至反射片3时，再被反射回导光板主体1内，之后在照射至导光板主体1的出光面时发生全反射，再传播至光导光板主体1与透明介质层2的接触界面被分离出再被分离出反射光和透射光，这时分离出的反射光同样为线偏振光，以此重复，直至将线偏振光传播至偏振光导出区Q2被按照预设角度导出。
优选的，本实施例的导光板还包括吸光单元5，所述吸光单元5设置在所述偏振光分离单元靠近所述偏振光导出区Q2的一侧，用于吸收所述偏振光分离单元分离出的透射光。也就是说在导光板主体1的偏振光生成区Q1所分离出的反射光和透射光在到达导光板主体1的偏振光导出区Q2之前，透射光将会被吸光单元5吸收，以使进入至偏振光导出区Q2的光为纯净的线偏振光。
其中，吸光单元5为黑矩阵，此时透射光不会再被反射至导光板主体1内。当然，吸光单元5也可以为一个孔或洞，此位置不设置反射片3，以使透射光被吸收，无法再反射至导光板主体1内。
优选的，如图2所示，光导出单元4为楔形体，楔形体的底面与反射片3接触，此时若希望得到从导光板中导出的光为准直平行光楔形体的反射面与底面的夹角等于偏振光分离单元(透明介质层2)与导光板主体1的接触界面时的入射角的2倍，∠C＝2∠A。
如图3所示，作为本实施例中的第二种优选实现方式，该种导光板实现分离出线偏振光的原理与上述的实现方式相同，只不过为了得到更为纯净的线偏振光，该种实现方式中偏振光分离单元包括附在所述导光板主体1的偏振光生成区Q1的、叠置的多层透明介质层2，且各层的透明介质的折射率不同，且沿背离导光板主体1方向上的折射率依次增大；当光照射至所述透明介质层2与所述导光板主体1接触的界面和两相邻的所述透明介质层2的接触界面时，均能够分离出反射光和透射光；所述反射光为线偏振光。
其中，在两层透明介质层2的接触界面分离出反射光(线偏振光)和透射光(部分线偏振光)的原理与在导光板主体1与透明介质层2的接触界面分离出反射光(线偏振光)和透射光(部分线偏振光)的原理完全相同，在此不详细描述。可以理解的是，其中任意两层介质层的接触界面所分离出的透射光则作为下(背离导光板主体1方向的)一个两层介质层接触界面的入射光，也就说此时的入射光为部分线偏振光，这样部分线偏振光再被分离出线偏振光，以使得所得到的线偏振光更为纯净。
该种实现方式中的导光板的其他结构与第一种实现方式中的导光板的结构相同，在此不再详细描述。
实施例2：
本实施例提供一种背光模组，其包括实施例1中的任意一种导光板。当然，背光模组还包括光源，该光源用于为导光板提供平行光。具体的，该光源包括LED灯条，以及设置在LED灯条与导光板之间的平行光产生单元；所述平行光产生单元用于LED灯条所发出的光生成平行光。其中，平行光产生单元为透镜或者凹面镜等。
实施例3：
本实施例提供了一种显示装置，其包括实施例中的背光模组。
该显示装置可以为：电子纸、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。
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 (11)

1.一种导光板，其特征在于，包括：
导光板主体，具有偏振光生成区和偏振光导出区；所述导光板主体用于将光源所发出的光导入其内；
偏振光分离单元，贴附在所述导光板主体的偏振光生成区；所述偏振光分离单元用于将照射至所述导光板主体内的光，分离出反射光和透射光；所述反射光为线偏振光；
反射片，贴附在所述偏振光分离单元远离所述导光板主体的侧面，以及所述导光板主体的偏振光导出区；所述反射片用于将所述偏振光分离单元所分离出的反射光反射至所述导光板主体的线偏振光导出区内；
光导出单元，设置在所述反射片与所述导光板主体的偏振光导出区之间；所述光导出单元用于将所述偏振光导出区中的线偏振光，按照预设角度导出导光板主体；
吸光单元，设置在所述偏振光分离单元靠近所述偏振光导出区的一侧，用于吸收所述偏振光分离单元分离出的透射光。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述偏振光分离单元包括：贴附在所述导光板主体的偏振光生成区的一层透明介质层；
当光照射至所述透明介质层与所述导光板主体接触的界面时，能够分离出反射光和透射光；所述反射光为线偏振光。
3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述偏振光分离单元包括贴附在所述导光板主体的偏振光生成区的、叠置的多层透明介质层，且各层的透明介质的折射率不同；
当光照射至所述透明介质层与所述导光板主体接触的界面和两相邻的所述透明介质层的接触界面时，均能够分离出反射光和透射光；所述反射光为线偏振光。
4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述吸光单元包括黑矩阵。
5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述光导出单元包括楔形体，所述楔形体的底面与所述反射片接触。
6.根据权利要求5所述的导光板，其特征在于，所述楔形体的反射面与底面的夹角等于光线照射至所述偏振光分离单元与导光板主体的接触界面时的入射角的2倍。
7.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的导光板。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于，还包括光源，所述光源用于为所述导光板提供平行光。
9.根据权利要求8所述的背光模组，其特征在于，所述光源包括LED灯条，以及设置在LED灯条与导光板之间的平行光产生单元；所述平行光产生单元用于LED灯条所发出的光生成平行光。
10.根据权利要求9所述的背光模组，其特征在于，所述平行光产生单元为透镜或者凹面镜。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求7-10中任一项所述的背光模组。
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