CN111694085B - 导光板组件、前置光源和反射式显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导光板组件，包括导光板，所述导光板包括：相对面的第一表面和第二表面、以及连接在所述第一表面与所述第二表面之间的第一侧面，所述第一表面上设置有多个微结构，所述微结构用于将从所述导光板射入所述微结构的光向远离导光板的方向射出；其中，微结构包括相对的顶面和底面、以及连接在顶面和底面之间的侧面，顶面朝向导光板，顶面在第一表面上的正投影位于底面在第一表面上的正投影范围内；微结构的垂直于第一侧面的纵截面包括：底边、顶边和侧边，顶边位于微结构的顶面上，底边位于底面上，侧边位于侧面上；侧边的至少一部分呈外凸的弧形。本发明还提供一种前置光源和一种反射式显示装置。本发明能够改善显示装置的显示效果。

Description

导光板组件、前置光源和反射式显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种导光板组件、前置光源和反射式显示装置。

背景技术

全反射显示技术对于降低功耗，提升待机时间有明显的效果，但在环境光很弱时会出现显示效果差的问题。为解决这一问题，通常在全反射显示面板的显示面添加前置光源，在环境光线弱的时候，通过启动前置光源来达到提升显示效果的目的。现有的前置光源提供给反射式显示面板的杂散光较多，导致显示效果较差。

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，提出了一种导光板组件、前置光源和反射式显示装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种导光板组件，包括导光板，所述导光板包括：相对面的第一表面和第二表面、以及连接在所述第一表面与所述第二表面之间的第一侧面，所述第一表面上设置有多个微结构，所述微结构用于将从所述导光板射入所述微结构的光向远离所述导光板的方向射出；其中，所述微结构包括相对的顶面和底面、以及连接在所述顶面和所述底面之间的侧面，所述顶面朝向所述导光板，所述顶面在所述第一表面上的正投影位于所述底面在所述第一表面上的正投影范围内；

所述微结构的垂直于所述第一侧面的纵截面包括：底边、顶边和侧边，所述顶边位于所述微结构的顶面上，所述底边位于所述微结构的底面上，所述侧边位于所述微结构的侧面上；所述侧边的至少一部分呈外凸的弧形。

可选地，所述微结构的顶面与所述导光板的第一表面贴合。

可选地，所述微结构的顶面为内凹面，该内凹面通过粘结剂与所述第一表面固定相连，且整个所述内凹面均被所述粘结剂覆盖。

可选地，所述微结构的顶面为弧面型。

可选地，整个所述侧边呈外凸的弧形，且所述侧边上任意一点到所述第一表面的垂直距离均小于所述侧边对应的圆心到所述第一表面的垂直距离。

可选地，所述侧边与所述底边交点处的切线与所述底边之间夹角在83°～84°之间；所述侧边的半径在19μm～20μm之间；所述微结构的高度在11μm～12μm之间。

可选地，所述侧边包括依次连接的多个子侧边，每个子侧边均呈外凸的弧形，不同子侧边对应不同的圆心；所述子侧边上任意一点到所述第一表面的垂直距离均小于所述子侧边对应的圆心到所述第一表面的垂直距离。

可选地，所述微结构为条形，多个所述微结构沿逐渐远离所述第一侧面的方向排列，每个所述微结构的延伸方向与多个所述微结构的排列方向相交叉。

可选地，所述微结构的侧面为：外凸的弧线围绕垂直于所述第一表面的转轴转动得到的曲面，多个所述微结构呈阵列排布。

可选地，沿逐渐远离所述第一侧面的方向，所述微结构的分布密度逐渐增大。

可选地，所述导光板组件还包括基板，所述基板位于所述微结构背离所述导光板的一侧，所述微结构与所述基板固定相连。

相应地，本发明还提供一种前置光源，包括：发光件和上述的导光板组件，所述发光件设置在所述导光板的第一侧面。

相应地，本发明还提供一种反射式显示装置，包括：反射式显示面板和上述前置光源，所述前置光源设置在所述反射式显示面板的显示面外，所述微结构朝向所述反射式显示面板。

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为本发明实施例一提供的导光板组件的剖视图；

图2a和图2b分别为不同形状的微结构对光线调节的示意图；

图3a为基板和基板上设置的微结构的立体示意图之一；

图3b为基板和基板上设置的微结构的立体示意图之二；

图4a为微结构的顶面为内凹面时的粘结效果示意图；

图4b为微结构12的顶面为平面时的粘结效果示意图；

图5a和图5b分别为两种微结构的纵截面示意图；

图6为本发明实施例三提供的反射式显示装置的剖视图；

图7a为微结构采用图2a的结构时，反射式显示装置出射光线的光强与光线角度的关系示意图；

图7b为微结构采用图2b的结构时，反射式显示装置出射光线的光强与光线角度的关系示意图。

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。

图1为本发明实施例一提供的导光板组件的剖视图。如图1所示，导光板组件10包括导光板11和多个微结构12。导光板11包括相对面的第一表面S11和第二表面S12、以及连接在第一表面S11与第二表面S12之间的第一侧面S13。图1为垂直于第一侧面的纵剖图。

微结构12设置在第一表面S11上，用于将从导光板11射入微结构12的光向远离导光板11的方向射出。其中，微结构12包括相对的顶面和底面、以及连接在顶面和底面之间的侧面，微结构12的顶面朝向导光板11。微结构12的顶面在导光板11的第一表面S11上的正投影位于底面在第一表面S11上的正投影范围内，即，微结构12呈上小下大的结构。并且，微结构12的侧面的至少一部分为外凸的曲面，微结构12的垂直于所述第一侧面的纵截面包括：相对的底边和顶边、以及连接在所述底边和所述顶边之间的侧边，所述顶边位于所述微结构的顶面上，所述底边位于所述微结构的底面上，所述侧边位于所述微结构的侧面上。微结构12用于使得光线从导光板11射入微结构12后，从微结构12的底面射出的方向与导光板11厚度方向之间的夹角不超过30°。

需要说明的是，外凸的曲面是指：以微结构12的顶面边界和底面边界确定一自然过渡面，则该外凸曲面的除顶部边界和底部边界之外的其余部分位于自然过渡面外侧。具体地，外凸的曲面可以为：外凸的弧线沿与其所在平面垂直的方向移动得到的曲面，或者，外凸的弧线围绕垂直于第一表面S11的转轴转动得到的曲面。

图2a和图2b分别为不同形状的微结构对光线调节的示意图，其中，图2a中的微结构12的纵剖面的侧边为弧形，而图2b中的微结构12的纵剖面的侧边为直线形。如图2a和图2b所示，当微结构12的剖面如图2b所示时，经微结构12射出的光线较为发散；当微结构12的剖面如图2a所示时，经微结构12射出的光线更加聚拢。

本实施例的导光板组件10可以用于反射式显示装置中，通常，对于入射角在30°以内的光线可以被反射式显示面板的反射层反射至观察者，而大角度的入射光线会在反射式显示面板内发生全反射，无法进入人眼。在本实施例中，微结构12的侧面的至少一部分为外凸的曲面，以使得光线射出微结构12的方向与导光板11厚度方向的夹角不超过30°，因此，有更多的光线可以被反射式显示面板的反射层反射至观察者，从而提高了光线利用率，改善了显示效果。

其中，微结构12的顶面可以为平面或者内凹面，当顶面为平面时，其可以与导光板11的第一表面S11贴合。这里的“贴合”是指：微结构12的顶面与导光板11的第一表面S11平行贴附，具体地，微结构12可以与导光板11一体成型，或者，微结构12的顶面通过粘结剂与第一表面S11贴合。当微结构12的顶面为内凹面时，顶面通过粘结剂与第一表面S11相连。

下面结合附图对本发明的导光板组件10进行具体介绍。

在一些实施例中，如图1所示，导光板组件10还包括基板13，基板13位于微结构12背离导光板11的一侧，微结构12与基板13固定相连。基板13可以作为微结构12的承载体。在实际生产过程中，可以先在基板13上制作微结构12，之后利用粘结剂层14将微结构12与导光板11粘结。

其中，导光板11可以采用聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成；微结构12可以采用UV胶或者其他有粘性的透光材料制成；基板13可以采用PET制成，也可以采用PC或PMMA等材料制成。需要说明的是，导光板11、微结构12、基板13和粘结剂的折射率应尽量接近。

图3a为基板和基板上设置的微结构的立体示意图之一；图3b为基板和基板上设置的微结构的立体示意图之二。如图3a所示，微结构12可以为条形，多个微结构12沿逐渐远离第一侧面的方向排列，每个微结构12的延伸方向与多个微结构12的排列方向相交叉。具体地，每个微结构12的延伸方向可以与第一侧面平行。或者，如图3b所示，微结构12的侧面为：外凸的弧线围绕垂直于第一表面S11的转轴转动得到的曲面，微结构12在导光板11的第一表面上的正投影为圆形，多个微结构12呈阵列排布。

当然，微结构12在导光板11的第一表面上的正投影也可以为椭圆形、矩形等其他形状。

导光板组件10用于显示装置时，第一侧面S13侧设置有发光件，因此，沿远离第一侧面S13的方向，导光板11内的光逐渐减弱，为了保证从微结构12射向反射式显示面板的光线的均一性，沿逐渐远离第一侧面S13的方向，微结构12的分布密度逐渐增大。即，沿逐渐远离第一侧面S13的方向，相邻微结构12之间的间距逐渐缩小。

在一些实施例中，如图1、图3a和图3b所示，微结构12的顶面为内凹面，该内凹面通过粘结剂与导光板11的第一表面S11固定相连，且整个内凹面均被粘结剂覆盖。

图4a为微结构的顶面为内凹面时的粘结效果示意图，图4b为微结构12的顶面为平面时的粘结效果示意图。结合图4a和图4b所示，当微结构12的顶面为平面时，微结构12与导光板11的贴合面的面积较小，容易导致贴合不牢；为了保证贴合效果则需要增大贴合压力，但是这样会导致溢胶，从而导致粘结剂层14不平整，如图4b所示；这样，当导光板11内的光线从溢胶处射向显示面板时，会产生杂散光，进而降低显示效果。当微结构12的顶面为内凹面时，可以增大贴合面积，从而增加贴合的牢固性；且在进行贴合时，如图4a所示，粘结剂会进入凹陷处，降低溢胶风险，从而优化显示效果。

图5a和图5b分别为两种微结构的纵截面示意图，该纵截面为垂直于第一侧面的纵截面。如图5a和图5b所示，微结构12的垂直于第一侧面的纵截面为类梯形，其包括：相对的底边BL和顶边TL、以及连接在底边BL和顶边TL之间的两侧边SL；侧边SL的至少一部分呈外凸的弧形。

在一些实施例中，微结构12的顶面为弧面型。即，微结构12的垂直于第一侧面的纵截面的顶边TL呈弧形(如图5a和图5b所示)，当然，微结构12的顶面也可以为多个平面相连接所形成的表面(此时顶边TL为折线形)，或者其他形状。

在一些实施例中，如图5a所示，整个侧边SL呈外凸的弧形，且侧边SL上任意一点到第一表面S11的垂直距离均小于侧边SL对应的圆心到第一表面S11的垂直距离。也即，侧边SL上任意一点指向相应圆心的方向是倾斜向下的，从而使得光线被侧面反射后，射向底面。

在一些实施例中，如图5b所示，侧边SL包括多个子侧边SSL，每个子侧边SSL均呈外凸的弧形，且不同子侧边SSL对应不同的圆心。其中，子侧边SSL上任意一点到第一表面S11的垂直距离均小于子侧边SSL对应的圆心到第一表面S11的垂直距离，即，子侧边SSL上任意一点指向相应圆心的方向是倾斜向下的，从而使得光线被侧面反射后，射向底面。和图5a的结构相比，当采用图5b的形状时，微结构12能够对光线进一步聚拢，使得各个角度的入射光线经过微结构12后，从微结构12底面射出的方向与导光板11的厚度方向之间的夹角尽量小。

在实际应用中，可以根据具体需要对弧形边的半径、角度进行设置。

在一具体实例中，整个侧边SL呈外凸的弧形，侧边与底边交点处的切线为第一切线，第一切线与底边之间夹角γ在83°～84°之间；弧形的侧边的半径在19μm～20μm之间；微结构12的高度在11μm～12μm之间。更具体地，第一切线与底边BL之间夹角γ为83.72°；侧边SL的半径为19.04μm；微结构12的高度为11.4μm；顶边TL的宽度a＝7μm；底边BL的宽度b＝18μm；微结构12的顶面凹陷的深度为2μm。

本发明实施例二提供一种前置光源，参见图6所示，前置光源包括发光件20和实施例一中的导光板组件10，发光件20设置在导光板11的第一侧面，朝向第一侧面发光。

本发明实施例三提供一种反射式显示装置，如图6所示，包括反射式显示面板30和实施例二的前置光源，前置光源设置在反射式显示面板30的显示面外，导光板11的第一表面朝向反射式显示面板30。

其中，反射式显示装置可以为反射式液晶显示模组、电子纸显示装置、显示器等具有显示功能的产品或部件。

在一具体实例中，微结构12采用图2a所示的结构，其纵截面的整个侧边SL呈外凸的弧形，侧边SL与底边BL交点处的切线与底边之间夹角γ为83.72°，侧边SL的半径为19.04μm，微结构12的高度为11.4μm。此时，反射式显示装置出射光线的光强与光线角度的关系如图7a所示。此处的光线角度为：光线的从微结构的底面出射方向与反射式显示装置的厚度方向之间的角度，发光件的光线向朝图6的左上方出射时，出光角度为负，发光件的光线朝图6的右上方出射时，出光角度为正。以光强在最大光强一半之上的光线的角度范围作为显示装置的光强角范围。在图7a中，反射式显示装置的光强角范围为-9°～11°。

当微结构12采用图2b所示的结构时，将微结构12的纵截面的侧边与底边之间的夹角设置为55°，微结构12的高度设置为11.4μm。此时，反射式显示装置出射光线的光强与光线角度的关系如图7b所示。在图7b中，反射式显示装置的光强角范围为-25°～25°(即，出光方向与反射式显示装置厚度方向之间的夹角不超过25°)。通过图7a和图7b可以看出，当微结构12的纵截面的侧边为弧形时，反射式显示装置的出射光线更加集中，且光强的最大值进一步提升。

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 (8)

1.一种导光板组件，包括导光板，所述导光板包括：相对面的第一表面和第二表面、以及连接在所述第一表面与所述第二表面之间的第一侧面，其特征在于，所述第一表面上设置有多个微结构，所述微结构用于将从所述导光板射入所述微结构的光向远离所述导光板的方向射出；其中，所述微结构包括相对的顶面和底面、以及连接在所述顶面和所述底面之间的侧面，所述顶面朝向所述导光板，所述顶面在所述第一表面上的正投影位于所述底面在所述第一表面上的正投影范围内；

所述微结构的垂直于所述第一侧面的纵截面包括：底边、顶边和侧边，所述顶边位于所述微结构的顶面上，所述底边位于所述微结构的底面上，所述侧边位于所述微结构的侧面上；所述侧边的至少一部分呈外凸的弧形；

所述微结构的顶面为内凹面，该内凹面通过粘结剂与所述第一表面固定相连，且整个所述内凹面均被所述粘结剂覆盖；

所述侧边包括依次连接的多个子侧边，每个子侧边均呈外凸的弧形，不同子侧边对应不同的圆心；所述子侧边上任意一点到所述第一表面的垂直距离均小于所述子侧边对应的圆心到所述第一表面的垂直距离。

2.根据权利要求1所述的导光板组件，其特征在于，所述微结构的顶面为弧面型。

3.根据权利要求1所述的导光板组件，其特征在于，所述微结构为条形，多个所述微结构沿逐渐远离所述第一侧面的方向排列，每个所述微结构的延伸方向与多个所述微结构的排列方向相交叉。

4.根据权利要求1所述的导光板组件，其特征在于，所述微结构的侧面为：外凸的弧线围绕垂直于所述第一表面的转轴转动得到的曲面，多个所述微结构呈阵列排布。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的导光板组件，其特征在于，沿逐渐远离所述第一侧面的方向，所述微结构的分布密度逐渐增大。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的导光板组件，其特征在于，所述导光板组件还包括基板，所述基板位于所述微结构背离所述导光板的一侧，所述微结构与所述基板固定相连。

7.一种前置光源，其特征在于，包括：发光件和权利要求1至6中任意一项所述的导光板组件，所述发光件设置在所述导光板的第一侧面。

8.一种反射式显示装置，其特征在于，包括：反射式显示面板和权利要求7所述的前置光源，所述前置光源设置在所述反射式显示面板的显示面外，所述微结构朝向所述反射式显示面板。

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