CN109765725B - 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置 - Google Patents

一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109765725B
CN109765725B CN201910233494.0A CN201910233494A CN109765725B CN 109765725 B CN109765725 B CN 109765725B CN 201910233494 A CN201910233494 A CN 201910233494A CN 109765725 B CN109765725 B CN 109765725B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
prism
transmitting
guide plate
collimating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910233494.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109765725A (zh
Inventor
汤海
高亮
胡勇
秦建伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd, Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN201910233494.0A priority Critical patent/CN109765725B/zh
Publication of CN109765725A publication Critical patent/CN109765725A/zh
Priority to US16/966,798 priority patent/US11307342B2/en
Priority to PCT/CN2020/075459 priority patent/WO2020192300A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109765725B publication Critical patent/CN109765725B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0056Means for improving the coupling-out of light from the light guide for producing polarisation effects, e.g. by a surface with polarizing properties or by an additional polarizing elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30Collimators
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0231Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms
    • G02B5/045Prism arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055Reflecting element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity

Abstract

本发明公开了一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置,涉及准直膜技术领域,为解决现有技术中的准直膜会造成光亮度损失的问题而发明。该准直膜,包括准直膜本体和多个透光网点,多个透光网点分散设置于准直膜本体的一侧表面上,透光网点具有第一表面,在透光网点的第一截面内,第一表面上每个点的切线与透光网点的底面之间的夹角均为锐角,第一截面为平行于透光网点的高度方向且与第一表面相交的截面。本发明可用于背光的准直。

Description

一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置
技术领域
本发明涉及准直膜技术领域,尤其涉及一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置。
背景技术
随着显示技术的快速发展,其显示范围和应用场景在不断拓展,防窥显示的应用场景应运而生,在这种场景下,防窥显示只能够让正对着显示屏幕的使用者能够看清楚显示屏幕上的内容,显示屏幕两者的人看不到显示屏幕上的内容,从而给观察者提供足够私密的观看体验。
防窥显示技术的核心是光线的准直,也就是显示面板的背光源提供的背光能够按照特定的方向出射,从而能够射入到正对着显示屏幕的使用者的眼睛中,而准直膜就是能够使背光源发出的光按照特定的方向出射的膜片。
现有的一种准直膜,如图1所示,该准直膜具有百叶窗光栅结构01,在工作时,百叶窗光栅结构01能够吸收大角度(大角度是指偏离Z向30°以上的角度)的散杂光,只有平行于Z向或者接近平行于Z向的光能够通过百叶窗光栅结构01,从而实现了背光源发出光的准直。该准直膜的百叶窗光栅结构01由于吸收了背光源发出的大角度光,这样会造成通过准直膜后的光亮度大幅度降低,从而影响显示装置的显示效果。
发明内容
本发明实施例提供一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置,用于解决现有技术中的准直膜会造成光亮度损失的问题。
为达到上述目的,第一方面,本发明实施例提供了一种准直膜,包括准直膜本体和多个透光网点,多个所述透光网点分散设置于所述准直膜本体的一侧表面上,所述透光网点具有第一表面,在所述透光网点的第一截面内,所述第一表面上每个点的切线与所述透光网点的底面之间的夹角均为锐角,所述第一截面为平行于所述透光网点的高度方向且与所述第一表面相交的截面。
进一步地,所述透光网点为回转体结构,所述第一表面为所述透光网点的回转曲面。
更进一步地,所述第一表面的母线为直线。
更进一步地,沿所述第一表面的回转方向,所述第一表面所对应的圆心角为180°。
更进一步地,所述透光网点呈半个圆台形。
更进一步地,每个所述透光网点的所述第一表面均位于对应的第一平面的同一侧,所述第一平面为所述第一表面的回转轴线、边沿线所在的平面。
更进一步地,多个所述透光网点均匀分布于所述准直膜本体的所述一侧表面上。
第二方面,本发明实施例提供了一种准直背光模组,包括导光板和第一方面中所述的准直膜,所述准直膜与所述导光板层叠设置,且位于所述导光板的出光侧,多个所述透光网点位于所述准直膜本体靠近所述导光板的一侧表面上。
进一步地,还包括光学胶层,所述导光板通过所述光学胶层与所述准直膜相粘接,并且所述导光板的折射率、所述透光网点的折射率均大于所述光学胶的折射率。
进一步地,所述第一表面为回转曲面,并且沿所述第一表面的回转方向,所述第一表面所对应的圆心角为180°;每个所述透光网点的所述第一表面均位于对应的第一平面的同一侧,所述第一平面为所述第一表面的回转轴线、边沿线所限定的平面;所述准直背光模组还包括光源,所述光源设置于所述导光板的侧向;所述第一平面与所述光源的朝向相垂直,并且每个所述透光网点的所述第一表面均位于对应的所述第一平面背离所述光源的一侧。
更进一步地,所述准直背光模组还包括光源和多个棱镜网点,所述光源设置于所述导光板的侧向;所述棱镜网点包括第一棱镜面、第二棱镜面以及两个第三棱镜面,所述第一棱镜面、所述第二棱镜面沿第一方向设置,两个所述第三棱镜面沿第二方向相隔设置,且均与所述第一棱镜面、所述第二棱镜面相接,所述第一棱镜面与所述棱镜网点的底面之间的夹角为锐角;其中,所述第一方向为所述光源所朝向的方向;所述第二方向为垂直于所述导光板的厚度方向,且与所述第一方向相垂直的方向。
更进一步地,所述第一棱镜面与所述棱镜网点的底面之间的夹角为α,α满足:1°<α<10°。
更进一步地,两个所述第三棱镜面与所述棱镜网点的底面之间的夹角相等且为γ,γ满足:25°<γ<90°。
第三方面,本发明实施例提供了一种显示模组,包括第二方面中所述的准直背光模组。
第四方面,本发明实施例提供了一种显示装置,包括第三方面中所述的显示模组。
本发明实施例提供的准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置,是通过透光网点上第一表面对导光板射出的光线的反射来达到使光线按照特定的方向射出,从而达到防偷窥的效果。由于该准直膜没有对大角度的光线进行吸收,这样不会对背光源发出光的亮度造成损失,从而避免了对显示装置的显示效果造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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为现有的一种准直膜的结构示意图;
图2为本发明实施例中的显示模组的结构示意图;
图3为本发明实施例中的准直背光模组的工作原理示意图(X方向);
图4为本发明实施例中的准直背光模组的工作原理示意图(Y方向);
图5为图3的局部放大图;
图6为本发明实施例中的准直膜的透视图;
图7为本发明实施例中的准直膜的侧视图;
图8为本发明实施例中的准直背光模组的俯视图;
图9为本发明实施例中棱镜网点的结构示意图;
图10为本发明实施例中准直背光模组的角亮度线表图;
图11为本发明实施例中准直背光模组的照度均一性光栅图表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一方面,本发明实施例提供了一种准直膜,如图6所示,包括准直膜本体1,准直膜本体1的一侧表面上分散设有多个透光网点2,透光网点2具有第一表面21,如图7所示,在透光网点2的第一截面4内,第一表面21上每个点的切线与透光网点2的底面22之间的夹角均为锐角,例如图7中所示的角β为锐角,第一截面4为平行于透光网点2的高度方向(如图7中所示的Z方向)且与第一表面21相交的截面。
其中,透光网点2和准直膜本体1可以一体成型,也可以分体制作,在此不做具体限定。当透光网点2和准直膜本体1分体制作时,透光网点2的折射率和准直膜本体1的折射率应相等或者相近,这样是为了避免两者折射率不同时对光线的路径造成影响,进而影响准直效果。准直膜本体1的材料可以为以下中的一种:玻璃、PC(聚碳酸酯,是一种高分子聚合物,主要用于工程塑料)、PMMA(poly methyl methacrylate;聚甲基丙烯酸甲酯,又称亚克力)、PET(Polyethylene terephthalate;聚对苯二甲酸乙二醇酯),当透光网点2和准直膜本体1分体设计时,透光网点2的材料可以为UV胶或其它可固化的光学胶;在多个透光网点2中,可以是一部分数目的透光网点2的第一表面21上每个点的切线与透光网点2的底面22之间的夹角为锐角,也可以是全部透光网点2的第一表面21上每个点的切线与透光网点2的底面22之间的夹角为锐角,在此不做具体限定。
在显示装置中,如图2和图3所示,准直膜100是设置在导光板200的出光侧,并且多个透光网点2位于准直膜本体1靠近导光板200的一侧表面上。在工作时,如图3所示,光源400(比如LED)发出的光线进入到导光板200中并在导光板200中发生全反射,当光线射到导光板200上的棱镜网点300上,经导光板200上的棱镜网点300反射,光线从导光板200的出光面射出。从导光板200的出光面射出的光进入到准直膜100的透光网点2中,由于透光网点2的第一表面21上每个点的切线与透光网点2的底面22之间的夹角均为锐角,这样进入到透光网点2中的光照射到第一表面21上并发生反射后的光线会向Z方向收敛(也就是将光线与Z向的夹角约束到一定范围内),从而实现了背光源发出的光按照特定的方向射出。
本发明实施例提供的准直膜,是通过透光网点2上第一表面21对导光板200射出的光线的反射来达到使光线按照特定的方向射出,从而达到防偷窥的效果。由于该准直膜100没有对大角度的光线进行吸收,这样不会对背光源发出光的亮度造成损失,从而避免了对显示装置的显示效果造成影响。
在上述实施例中,透光网点2的形状并不唯一,比如,如图3和图6所示,透光网点2可以为回转体结构,第一表面21为透光网点2的回转曲面。另外,透光网点2也可以为棱台结构,比如四棱台,第一表面21为透光网点2的侧面。相比棱台结构,回转体结构的回转曲面是连续的,中间没有棱角(棱角会对光线的反射造成一定不好的影响,照射到棱角处的光不能够很好地向Z方向收敛),这样回转曲面能够对其周围各个方向的光进行反射,以使反射的光线向Z方向收敛。
在透光网点2为回转体结构的实施例中,如图7所示,第一表面21的母线可以为直线;另外,第一表面21的母线也可以为曲线。相比曲线,当第一表面21的母线为直线时,降低了第一表面21的复杂度,从而使透光网点2更容易制作,进而有利于降低透光网点2的制作成本。
在透光网点2为回转体结构的实施例中,如图6和图7所示,透光网点2可以是半个回转体结构,也就是:沿第一表面21的回转方向,第一表面21所对应的圆心角为180°;另外,透光网点2也可以是完整的回转体结构,也就是:沿第一表面21的回转方向,第一表面21所对应的圆心角为360°。相比透光网点2是完整的回转体结构,透光网点2是半个回转体结构时,占用空间更小,在准直膜本体1的一侧表面的面积相同的情况下,可以在准直膜本体1的一侧表面上设置更多的透光网点2,如图3所示,从导光板200射出的光线可以从更多的透光网点2处反射出,从而保证了背光源的光线的亮度;另外,如图3所示,由于光源400是位于导光板200的一侧,透光网点2在对导光板200的射出的光线的反射时,只有一侧的表面起到反射作用,也就是只有透光网点2背离光源400的一侧表面能够对导光板200的射出的光线进行反射,如果透光网点2为完整的回转体结构,那么会使透光网点2一半的部分发挥不到反射的作用,因此,透光网点2是半个回转体结构能够避免对透光网点2材料的浪费。
在透光网点2是半个回转体结构的实施例中,多个透光网点2的第一表面21的位置设置方式也不唯一,比如可以采用以下设置方式,如图7所示,每个透光网点2的第一表面21均位于对应的第一平面3的同一侧,也就是:例如图7所示,每个透光网点2的第一表面21均位于对应的第一平面3的左侧;第一平面3为第一表面21的回转轴线、边沿线所在的平面。另外,也可以采用以下设置方式:一部分数目的透光网点2中的每一个透光网点2的第一表面21均位于对应的第一平面3的第一侧,另一部分数目的透光网点2中的每一个透光网点2的第一表面21均位于对应的第一平面3的第二侧。相比后者实施例,前者实施例中的每个透光网点2的第一表面21均位于对应的第一平面3的同一侧,在装配时可以调整准直膜100的安装方式,以使每个透光网点2的第一表面21背对光源400,如图3所示,这样每个透光网点2的第一表面21均能够对导光板200射出的光进行反射,使其向Z向收敛,从而可以使准直膜100具有较好的准直效果。
在透光网点2是半个回转体结构的实施例中,透光网点2的形状也不唯一,比如,如图6和图7所示,透光网点2可以呈半个圆台形;另外,透光网点2也可以呈半个圆锥形。相比半个圆锥形,透光网点2呈半个圆台形时,半个圆台的顶部具有平面,可以更好地和其它部件贴合,比如图3所示,半个圆台的顶面可以与光学胶成接触,从而增大了准直膜100与光学胶层的接触面积,有利于提高准直膜100与导光板200之间的粘接效果。
本发明实施例提供的准直膜中,为了保证准直膜100的出光均匀,如图6所示,多个透光网点2均匀分布于准直膜本体1的一侧表面上。这样可以避免准直膜100的出光不均匀,从而可以保证显示装置的显示效果。
其中,多个透光网点2均匀分布于准直膜本体1的一侧表面上中的“均匀分布”具体是指相邻两个透光网点2之间的间隔相等。
第二方面,本发明实施例提供了一种准直背光模组,如图3所示,包括导光板200和第一方面中所述的准直膜100,准直膜100与导光板200层叠设置,且位于导光板200的出光侧,多个透光网点2位于准直膜本体1靠近导光板200的一侧。
在工作时,如图3所示,光源400发出的光线进入到导光板200中并在导光板200中发生全反射,当光线射到导光板200上的棱镜网点300上,经导光板200上的棱镜网点300反射,光线从导光板200的出光面射出。从导光板200的出光面射出的光进入到准直膜100的透光网点2中,照射到第一表面21上并发生反射后的光线会向Z方向收敛,从而实现了背光源发出的光按照特定的方向射出。
本发明实施例提供的准直背光模组所解决的技术问题以及取得的技术效果,与第一方面中所述的准直膜100所解决的技术问题以及取得的技术效果相同,在此不再赘述。
如图3和图8所示,本发明实施例提供的准直背光模组还包括多个棱镜网点300,多个棱镜网点300分散设置于导光板200背离准直膜100的一侧表面上,如图9中所示,棱镜网点300包括第一棱镜面310、第二棱镜面320和第三棱镜面330,第一棱镜面310、第二棱镜面320沿第一方向(图9所示的X+方向)设置,两个第三棱镜面330沿第二方向Y相隔设置,且均与第一棱镜面310、第二棱镜面320相接,第一棱镜面310与棱镜网点300的底面之间的夹角为锐角;其中,第一方向为光源400所朝向的方向;第二方向Y为垂直于导光板200的厚度方向,且与第一方向相垂直的方向。
棱镜网点300的第一棱镜面310能够破坏光线在导光板200内的全反射,使得光线相对导光板200出光面的入射角减小,例如图3所示,光线的相对导光板200出光面的入射角由θ1减小至θ3,θ3=θ1-2α,使光线经第一棱镜面310的反射后射出导光板200进入到准直膜100中。相较于普通的网点(也就是球面网点),棱镜网点300中的第一棱镜面310与棱镜网点300的底面之间的夹角为锐角,这样能够将光线反射至导光板200的出光面,光线从导光板200设置棱镜网点300的一侧表面漏出的比例很小,这样就无需在导光板200的背向出光面的一侧设置反射片(普通的网点的球面反射的光线比较杂散,相当一部分比例的光从导光板200的背侧漏出,因此需要在导光板200的背侧设置反射片),不但减少了零部件的数量,还减小了该准直背光模组厚度。此外,由于该准直背光模组无需设置反射片,这样能够很好地适用于前置背光源结构的显示模组中。
其中,棱镜网点300与导光板200可以一体成型,也可以分体制作,在此不做具体限定。当棱镜网点300与导光板200分体制作时,棱镜网点300的折射率与导光板200的折射率应相等或者相近,这样是为了避免两者折射率不同时对光线的路径造成影响;在垂直于第二方向Y的截面内,棱镜网点300的形状可以为三角形,三角形的底边为棱镜网点300的底面(如图3所示),也可以为梯形,梯形的下底为棱镜网点300的底面。
为了使导光板200射出的光线更加均匀,如图8所示,沿第一方向(图8中所示的X+方向),多个棱镜网点300在导光板200的表面上的排布密度逐渐增大。在靠近光源400处,光照强度较大,多个棱镜网点300的排布密度较小,这样是为了避免该处反射的光线的出光量不至于过大;在远离光源400处,光照强度较小,多个棱镜网点300的排布密度较大,这样是为了避免该处反射的光线的出光量不至于过小。通过上述排布可以使导光板200射出的光线分布均匀,从而保证导光板200射出光的亮度均一。
经过模拟仿真可得,如图11所示,多个棱镜网点300通过上述方式排布,该准直光学系统的照度均一性可达88%,从而可以满足常规显示产品的画面均一性要求,具备产品化的基础。
其中,如图3所示,第一棱镜面310与棱镜网点300的底面(如图9中所示,棱镜网点300的底面就是棱镜网点300与导光板200相接处表面)的倾角α是一个重要的参数,α不宜过大,也不宜过小,如果α过大,那么光线经过第一棱镜面310的反射后,其相对导光板200出光面的入射角的减小幅度过大,这样降低了棱镜网点300对光线偏转的精准度;如果α过小,那么光线经过第一棱镜面310的反射后,其相对导光板200出光面的入射角的减小幅度过小,光线需要在导光板200内发生多次全反射,经过第一棱镜面310的多次反射才能够射出导光板200,这样不利于棱镜网点300调光效率的提高。经研究发现,当1°<α<10°时,能够同时保证棱镜网点300对光线偏转的精准度和调光效率。
如图9所示,棱镜网点300的第二棱镜面320与棱镜网点300的底面之间的夹角δ也是一个重要的参数,δ不宜过大,也不宜过小,如果δ过大(比如为90°),增加了棱镜网点300的加工难度;如果δ过小,那么在棱镜网点300的高度一定时,增加了棱镜网点300在X方向的尺寸,这样容易在显示画面中看到棱镜网点300的影子。经研究发现,当30°<δ<90°时,这样既便于棱镜网点300的加工,也不容易在显示画面中看到棱镜网点300的影子,有利于提高显示效果。
如图9所示,棱镜网点300的第三棱镜面330与棱镜网点300的底面之间的夹角γ也是一个重要的参数,γ不宜过大,也不宜过小,如果γ过大(比如为90°),同样增加了棱镜网点300的加工难度;如果γ过小,那么在棱镜网点300的高度一定时,增加了棱镜网点300在Y方向的尺寸,这样容易在显示画面中看到棱镜网点300的影子。经研究发现,当25°<γ<90°时,这样既便于棱镜网点300的加工,也不容易在显示画面中看到棱镜网点300的影子,有利于提高显示效果。
为了使用户更不容易在显示画面中看到棱镜网点300的影子,如图9所示,L1、L2均小于100μm。其中,L1为棱镜网点300在X方向的尺寸,L2为棱镜网点300在Y方向的尺寸。这样,可以使得棱镜网点300在X、Y方向的尺寸不至于过大,使用户更不容易在显示画面中看到棱镜网点300的影子,从而有利于提高显示效果。
为了使准直膜100和导光板200牢固地连接,如图3所示,该准直背光模组还包括光学胶层500,导光板200通过光学胶层500与准直膜100相粘接,这样可以保证准直膜100和导光板200牢固地连接,防止导光板200和准直膜100之间发生错位。
上述光学胶层500为一种低折射率胶材,比如低折射率UV胶(光敏胶),折射率n2<1.45,光学胶层500跟导光板200紧密贴合,且贴合平整。
其中,导光板200的折射率n1、透光网点2的折射率n3应均大于光学胶的折射率n2。导光板200的折射率n1大于光学胶的折射率n2,这样是为了保证光源400射出的光在导光板200上棱镜网点300反射的作用下进入到光学胶层500中,从而保证光线能够在导光板200中发生全反射,以便于光线在导光板200中的扩散(光由高折射率的物体射向低折射率的物体时,入射角需要小于全反射角才能进入到低折射率的物体,否者会发生全反射),防止光源400射出的光不在导光板200中发生全反射直接经进入到光学胶层500中;透光网点2的折射率n3应均大于光学胶的折射率n2,这是为了保证经过光学胶层500的光能够直接进入到透光网点2中(光能够由低折射率的物体直接进入到高折射率的物体),避免光线在透光网点2上发生全反射影响光向Z方向收敛。
如图3所示,准直背光模组还包括光源400,光源400设置于导光板200的侧向;第一平面3与光源400的朝向相垂直,并且每个透光网点2的第一表面21均位于对应的第一平面3背离光源400的一侧。这样每个透光网点2的第一表面21均能够对导光板200射出的光进行反射,使其向Z向收敛,从而可以使准直膜100具有较好的准直效果。
下面具体描述一下本发明实施例提供的准直背光模组的工作原理:
如图3所示,光源400发出的光线进入导光板200中,进入到导光板200之后,光线会在导光板200内发生全反射,当光线照射到棱镜网点300上并经过第一棱镜面310的反射之后,光线与Z方向的夹角会由θ1减小至θ3,θ3满足θ3=θ1-2α;
如果光线与Z方向夹角θ3<θ0(导光板200的全反射角)时,光线会进入光学胶层500,然后进入到透光网点2中,经过透光网点2的第一表面21的反射后,从而使光线向Z方收敛,以实现准直的效果;如果θ3>θ0,光线会继续在导光板200内发生全反射,通过棱镜网点300继续缩减光效的入射角度,每次缩减2α,最终θ3会小于θ0,光线由导光板200进入光学胶层500,然后由光学胶层500进入到透光网点2中,以使光线向Z方收敛。
如图3所示,在准直膜100中,相邻的两个透光网点2之间的空隙处为空气层,当从光学胶层500中的射出的光线打相邻的两个透光网点2之间的空气层之上时,光线会发生全反射而返回至导光板200中,再次经过导光板200反射至光学胶层500,直到光线能够进入到透光网点2中。
本发明实施例提供的准直膜100中,透光网点2的第一表面21与其底面之间的倾角β是一个重要的参数直接关系着光线准直的效果,下面具体描述一下倾角β的具体计算过程:
如图3和图5所示,由几何关系得:β=(π-θ4)/2; (1)
根据光线由导光板200进入到光学胶层500,再由光学胶层500进入到透光网点2过程中,光线与Z向之间的夹角关系得:
θ4=arcsin[(n1/n3)sinθ3]; (2)
在X方向上,能够投射射出导光板200的光线的入射角θ3具有一个角度波动区间:arcsin(n2/n1)-2α≤θ3≤arcsin(n2/n1); (3)
现取θ3的波动区间的某个值进行后续计算,即:
θ3=arcsin(n2/n1)-α; (4)
根据公式(1)、(2)和(4)得出:
β=90°-(1/2)arcsin{(n1/n3)sin[arcsin(n2/n1)-α]}; (5)
将n1、n2、n3和α的值带入公式(5)就可以得出β的值。
本发明实施例提供的准直膜100中,透光网点2在X向的尺寸d1以及透光网点2的高度h也是透光网点2的中重要的参数,d1跟h的比值,决定了准直膜100和光学胶层500的接触面积,d1跟h的比值越大,说明透光网点2上端面积就越大,那么和光学胶层500的接触面积就越大,这样导光板200射出光大部分不经空气层的反射就可以进入到准直膜100中,这样准直膜100的光效就越高;反之,d1跟h的比值越小,则准直膜100的光效就越低;
如图5所示,由几何关系可得:
d1/h≤(tanθ4)min; (6)
将θ4min=arcsin[(n1/n3)sinθ3]
=arcsin{(n1/n3)sin[arcsin(n2/n1)-2α]};带入公式(6)中得:
d1/h≤tan{arcsin{(n1/n3)sin[arcsin(n2/n1)-2α]}}; (7)
将n1、n2、n3和α的值带入公式(7)就可以得出d1/h的最大值,根据d1/h,以及d1大小取值(尽量小于50μm),就可以得出h值大小。
对本发明实施例提供的准直背光模组搭建仿真模型,经过仿真分析后,模拟结果如下:如图10所示,在X方向上光线射出该准直背光模组的半亮度角为±5°,截止角为±10°;在Y方向上光线射出该准直背光模组的半亮度角为±18°,截止角为±45°。由图10所示的结果可以看出,光线的X方向上的准直效果要好于在Y方向上的准直效果,如图4和图8所示,这是由于光源400沿Y方向排列,Y方向上的散杂光较多。不过从总体上来看,本发明实施例提供的准直背光模组依然具有较好的准直效果。
需要说明的是:半亮度角为光线的亮度衰减为中心亮度一半(50%)时所对应的角度(光线与Z向的夹角);截止角为光线的亮度衰减为中心亮度0.5%所对应的角度。
第三方面,本发明实施例提供了一种显示模组,如图2所示,包括第二方面中所述的准直背光模组600。
其中,该显示模组既可以是前置背光源结构(如图2所示),也可以是后置背光源结构,在此不做具体限定。在前置背光源结构的显示模组中,导光板200的背光侧不设置反射片,准直背光模组600是设置在显示面板700的前侧,如图2所示,准直膜100通过光学胶跟显示面板700粘接,准直背光模组600的光线会由上而下进入显示面板700,最终经由显示面板700底部的反射层反射射出导光板200,从而实现前置背光功能,其中,显示面板700可以为反射式液晶显示面板(R-LCD)。
本发明实施例提供的显示模组所解决的技术问题以及取得的技术效果,与第一方面中所述的准直膜100所解决的技术问题以及取得的技术效果相同,在此不再赘述。
第四方面,本发明实施例提供了一种显示装置,包括第三方面中所述的显示模组。
其中,该显示装置可以为手机、笔记本电脑、平板电脑等显示装置。
本发明实施例提供的显示装置所解决的技术问题以及取得的技术效果,与第一方面中所述的准直膜100所解决的技术问题以及取得的技术效果相同,在此不再赘述。
至于显示装置的其它装置已为本领域技术人员所公知,在此不再赘述。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种准直膜,用于后置准直背光模组中,其特征在于,包括准直膜本体和多个透光网点,多个所述透光网点分散设置于所述准直膜本体的一侧表面上,所述透光网点具有第一表面,在所述透光网点的第一截面内,所述第一表面上每个点的切线与所述透光网点的底面之间的夹角均为锐角,所述第一截面为平行于所述透光网点的高度方向且与所述第一表面相交的截面;
所述透光网点为半个回转体结构;
每个所述透光网点的所述第一表面均位于对应的第一平面的同一侧,所述第一平面为所述第一表面的回转轴线、边沿线所在的平面;
所述多个透光网点均匀分布于所述准直膜本体的一侧表面上,所述均匀分布是指相邻两个透光网点之间的间隔相等。
2.根据权利要求1所述的准直膜,其特征在于,所述第一表面的母线为直线。
3.根据权利要求1所述的准直膜,其特征在于,沿所述第一表面的回转方向,所述第一表面所对应的圆心角为180°。
4.根据权利要求3所述的准直膜,其特征在于,所述透光网点呈半个圆台形。
5.一种后置准直背光模组,其特征在于,包括导光板和权利要求1~4中任一项所述的准直膜,所述准直膜与所述导光板层叠设置,且位于所述导光板的出光侧,多个所述透光网点位于所述准直膜本体靠近所述导光板的一侧表面上。
6.根据权利要求5所述的准直背光模组,其特征在于,还包括光学胶层,所述导光板通过所述光学胶层与所述准直膜相粘接,并且所述导光板的折射率、所述透光网点的折射率均大于所述光学胶的折射率。
7.根据权利要求5所述的准直背光模组,其特征在于,所述第一表面为回转曲面,并且沿所述第一表面的回转方向,所述第一表面所对应的圆心角为180°;每个所述透光网点的所述第一表面均位于对应的第一平面的同一侧,所述第一平面为所述第一表面的回转轴线、边沿线所限定的平面;
所述准直背光模组还包括光源,所述光源设置于所述导光板的侧向;所述第一平面与所述光源的朝向相垂直,并且每个所述透光网点的所述第一表面均位于对应的所述第一平面背离所述光源的一侧。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的准直背光模组,其特征在于,所述准直背光模组还包括光源和多个棱镜网点,所述光源设置于所述导光板的侧向;
所述棱镜网点包括第一棱镜面、第二棱镜面以及两个第三棱镜面,所述第一棱镜面、所述第二棱镜面沿第一方向设置,两个所述第三棱镜面沿第二方向相隔设置,且均与所述第一棱镜面、所述第二棱镜面相接,所述第一棱镜面与所述棱镜网点的底面之间的夹角为锐角;
其中,所述第一方向为所述光源所朝向的方向;所述第二方向为垂直于所述导光板的厚度方向,且与所述第一方向相垂直的方向。
9.根据权利要求8所述的准直背光模组,其特征在于,所述第一棱镜面与所述棱镜网点的底面之间的夹角为α,α满足:1°<α<10°。
10.根据权利要求8所述的准直背光模组,其特征在于,两个所述第三棱镜面与所述棱镜网点的底面之间的夹角相等且为γ,γ满足:25°<γ<90°。
11.一种显示模组,其特征在于,包括权利要求5~10中任一项所述的后置准直背光模组。
12.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求11所述的显示模组。
CN201910233494.0A 2019-03-26 2019-03-26 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置 Active CN109765725B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910233494.0A CN109765725B (zh) 2019-03-26 2019-03-26 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置
US16/966,798 US11307342B2 (en) 2019-03-26 2020-02-17 Optical collimation assembly, backlight module and display device
PCT/CN2020/075459 WO2020192300A1 (zh) 2019-03-26 2020-02-17 光学准直组件、背光模组及显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910233494.0A CN109765725B (zh) 2019-03-26 2019-03-26 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109765725A CN109765725A (zh) 2019-05-17
CN109765725B true CN109765725B (zh) 2021-04-06

Family

ID=66459999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910233494.0A Active CN109765725B (zh) 2019-03-26 2019-03-26 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11307342B2 (zh)
CN (1) CN109765725B (zh)
WO (1) WO2020192300A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109765725B (zh) * 2019-03-26 2021-04-06 合肥京东方光电科技有限公司 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置
EP4027190A4 (en) * 2019-09-04 2022-08-10 BOE Technology Group Co., Ltd. LINE RECOGNITION DEVICE AND DISPLAY DEVICE
CN113805267A (zh) * 2020-06-15 2021-12-17 江苏集萃智能液晶科技有限公司 一种导光板及背光源结构
CN111929762B (zh) * 2020-08-26 2022-09-13 合肥泰沃达智能装备有限公司 一种高出光角度的导光板及制作方法
CN111929937B (zh) * 2020-08-26 2023-04-18 合肥泰沃达智能装备有限公司 一种超薄显示装置以及制作方法
US20220346904A1 (en) * 2021-05-03 2022-11-03 The Cleveland Clinic Foundation Machine vision needle counting imaging tray

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011146255A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Yuichi Suzuki 照明装置および表示装置
CN108519637A (zh) * 2018-04-13 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 导光板及其制作方法、前置光源、显示装置
CN108594354A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 京东方科技集团股份有限公司 光学模组及显示装置
CN109212660A (zh) * 2018-10-26 2019-01-15 合肥京东方光电科技有限公司 导光组件、光准直组件、背光模组及显示装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6752505B2 (en) * 1999-02-23 2004-06-22 Solid State Opto Limited Light redirecting films and film systems
US6838142B2 (en) * 2001-05-18 2005-01-04 3M Innovative Properties Company Specular laminates
CN1756978A (zh) * 2003-01-10 2006-04-05 霍尼韦尔国际公司 渐缩光学元件与光纤的联结
US7093968B2 (en) * 2004-08-19 2006-08-22 Radiant Opto-Electronics Corporation Light guide plate and LGP-based FFP
US7220026B2 (en) * 2004-12-30 2007-05-22 3M Innovative Properties Company Optical film having a structured surface with offset prismatic structures
US7940462B2 (en) * 2007-08-28 2011-05-10 Nissan Motor Co., Ltd. Antireflective structure and antireflective molded body
TWI352222B (en) * 2008-01-16 2011-11-11 Coretronic Corp Light-collimating film
US20140104871A1 (en) * 2011-05-20 2014-04-17 3M Innovative Properties Company Light management film
WO2013081125A1 (ja) * 2011-12-01 2013-06-06 凸版印刷株式会社 照明装置および照明装置を有する表示装置
WO2013101553A2 (en) * 2011-12-27 2013-07-04 3M Innovative Properties Company Light management film
TWI487983B (zh) 2012-05-03 2015-06-11 Univ Nat Chiao Tung 光學膜及使用光學膜之背光模組
DE102014200369A1 (de) 2014-01-10 2015-07-16 Osram Gmbh Flächenleuchtvorrichtung mit flächigem Lichtleiter
CN105842774B (zh) 2016-04-22 2019-05-17 福建船政交通职业学院 一种具有调光、准直和保偏的复合光学薄膜及其背光模组
CN106597599A (zh) * 2017-01-17 2017-04-26 京东方科技集团股份有限公司 背光模组、显示面板及显示装置
WO2019049505A1 (ja) * 2017-09-05 2019-03-14 ソニー株式会社 発光装置および表示装置
TWI665479B (zh) * 2018-01-26 2019-07-11 光耀科技股份有限公司 導光膜及具有該導光膜的背光模組
KR20200024982A (ko) * 2018-08-28 2020-03-10 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치
DE102018122918B4 (de) * 2018-09-19 2020-11-05 JENETRIC GmbH Vorrichtung zur optischen Direktaufnahme von Hautabdrücken für mobile Anwendung
CN109765725B (zh) 2019-03-26 2021-04-06 合肥京东方光电科技有限公司 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011146255A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Yuichi Suzuki 照明装置および表示装置
CN108519637A (zh) * 2018-04-13 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 导光板及其制作方法、前置光源、显示装置
CN108594354A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 京东方科技集团股份有限公司 光学模组及显示装置
CN109212660A (zh) * 2018-10-26 2019-01-15 合肥京东方光电科技有限公司 导光组件、光准直组件、背光模组及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210231856A1 (en) 2021-07-29
WO2020192300A1 (zh) 2020-10-01
CN109765725A (zh) 2019-05-17
US11307342B2 (en) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109765725B (zh) 一种准直膜、准直背光模组、显示模组及显示装置
JP4461197B1 (ja) 面状照明装置およびこれを備えた液晶表示装置
JP3632208B2 (ja) 照明装置並びにそれらを用いた液晶表示装置及び電子機器
JP3530631B2 (ja) 輝度強調フィルムを備え前方から照明される液晶ディスプレイ
US11906892B2 (en) Total internal reflection screen and projection system
KR101096901B1 (ko) 광학 시트, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치
CN110609417B (zh) 灯板及其制造方法、背光源及显示装置
JPWO2003040784A1 (ja) プリズムシート、該プリズムシートを使用したバックライト・ユニットおよび透過型液晶表示装置
JP2009164101A (ja) バックライト
US11194243B2 (en) Projection screen and projection system
WO2012042938A1 (ja) 導光パネル
US11320696B2 (en) Backlight module, display, and mobile terminal
JPWO2004049059A1 (ja) 透過型スクリーンおよび投写型表示装置
JPH06222207A (ja) 光学用シート、面光源及び表示装置
WO2018214611A1 (zh) 背光模组及液晶显示装置
CN210072309U (zh) 反射型投影屏幕
WO2020063155A1 (zh) 一种led显示屏
JP2009164100A (ja) バックライト
JP5896265B2 (ja) 光学モジュールおよび表示装置
JP2009163925A (ja) 光学シートおよび面光源装置
JP2013120266A (ja) 光学モジュールおよび表示装置
JP5282500B2 (ja) 光学素子及びそれを用いたバックライトユニットとディスプレイ装置
JP2004272055A (ja) サイドライト型面光源装置
TW201812413A (zh) 前光板及其半穿反顯示裝置
CN115826293A (zh) 背光模组及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant