CN113934057A - 一种显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种显示装置，在光源和导光构件之间设置单面微结构扩散膜，单面微结构扩散膜用于减小光源的光线进入导光构件的反射率，提升光源的光线进入导光构件的比例，提升光源的利用效率。

Description

一种显示装置
技术领域
本申请涉及显示领域，具体涉及一种显示装置。
背景技术
显示面板已经广泛用于人们生活中，例如手机、电脑等的显示屏幕。随着显示技术的发展以及人们对显示技术的进步要求，人们对显示面板的显示品质要求越来越高，已经开发了在显示面板的背侧设置传感器的显示装置，例如在显示面板的背侧设置指纹识别传感器，设置传感器装置时，可以进行指纹识别等传感器工作的区域非常小，因此正在逐步发展具有全屏的指纹识别等传感器功能的显示装置。在具有全屏的指纹识别等传感器功能的显示装置中，将导光构件设置在显示面板的显示侧，红外光源等光源设置在导光构件的一个边缘，使得光源的光线在导光构件内发生全反射，使得显示面板的显示侧全屏具有用于传感器功能的光线。
然而，光源的光线进入导光构件时是通过空气进入导光构件的，光源的光线进入导光构件时非常容易发生全反射，导致进入导光构件的光源的光线的比例非常小，光源的利用效率非常低。
发明内容
本申请实施例提供了一种显示装置，可以解决光源的光线进入导光构件时非常容易发生全反射，导致进入导光构件的光源的光线的比例非常小，光源的利用效率非常低的技术问题。
本申请实施例提供了一种显示装置，包括：
显示面板；
导光构件，设置于所述显示面板的一侧；
光源，设置于所述导光构件的至少一边缘，且所述光源发出的光线在所述导光构件内发生全反射；
单面微结构扩散膜，设置于所述导光构件和所述光源之间，所述单面微结构扩散膜的一侧表面设置有微结构阵列，所述单面微结构扩散膜具有所述微结构阵列的一侧靠近所述光源设置，所述单面微结构扩散膜用于减小所述光源的光线进入所述导光构件的反射率。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述显示装置还包括全反射层，所述全反射层用于使所述光源发出的光线在所述导光构件内发生全反射，所述全反射层设置于所述导光构件的背侧，所述全反射层的折射率n2满足如下公式：
1≤n2＜n脊
其中，n脊为手指的折射率。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述单面微结构扩散膜包括角度偏折膜、蝙蝠翼扩散膜、椭圆光扩散膜、收束扩散膜中的至少一种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述单面微结构扩散膜为所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜，所述光源的出光中心方向垂直于第一平面设置，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与所述第一平面的夹角为α1，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与所述第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
θ1＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述单面微结构扩散膜为所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜，所述光源的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与所述第一平面的夹角为α1，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与所述第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
θ1+(90°-θ2)＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述单面微结构扩散膜为所述椭圆光扩散膜，所述光源的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
90°-θ2＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述单面微结构扩散膜为所述收束扩散膜，所述光源的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
90°-θ2＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述导光结构为保护盖板。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述显示装置还包括传感器，所述导光构件设置于所述显示面板的显示侧，所述传感器设置于所述显示面板远离所述导光构件的一侧。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述传感器为指纹识别传感器。
本申请实施例中，提供了一种显示装置，在光源和导光构件之间设置单面微结构扩散膜，单面微结构扩散膜用于减小光源的光线进入导光构件的反射率，提升光源的光线进入导光构件的比例，提升光源的利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请一实施例提供的一种显示装置的第一种结构示意图；
图2是本申请一实施例提供的一种显示装置的第二种结构示意图；
图3(a)是本申请一实施例提供的光源的光线通过单面微结构扩散膜之前的角度分布；
图3(b)是本申请一实施例提供的光源的光线透过角度偏折膜后的角度分布；
图4是本申请一实施例提供的光源的光线透过蝙蝠翼扩散膜后的角度分布；
图5是本申请一实施例提供的光源的光线透过椭圆光扩散膜后的角度分布；
图6是本申请一实施例提供的光源的光线透过收束扩散膜后的角度分布；
图7是本申请一实施例提供的一种显示装置的中光源的出射光线通过单面微结构扩散膜后第一种偏转角度的示意图；
图8是本申请一实施例提供的一种显示装置的第三种结构示意图；
图9是本申请一实施例提供的一种显示装置的中光源的出射光线通过单面微结构扩散膜后第二种偏转角度的示意图；
图10是本申请一实施例提供的显示装置的又一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，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申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
本申请实施例提供了一种显示装置，显示装置包括：显示面板；导光构件，设置于显示面板的一侧；光源，设置于导光构件的至少一边缘，且光源发出的光线在导光构件内发生全反射；单面微结构扩散膜，设置于导光构件和光源之间，单面微结构扩散膜的一侧表面设置有微结构阵列，单面微结构扩散膜具有微结构阵列的一侧靠近光源设置，单面微结构扩散膜用于减小光源的光线进入导光构件的反射率。
本申请实施例提供了一种显示装置。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
实施例一、
请参阅图1、图2，图1为本申请实施例提供的一种显示装置的第一种结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种显示装置的第二种结构示意图。
在本申请实施例中，提供了一种显示装置100，显示装置100包括：显示面板105；导光构件103，设置于显示面板105的一侧；光源101，设置于导光构件103的至少一边缘，且光源101发出的光线在导光构件103内发生全反射；单面微结构扩散膜102，设置于导光构件103和光源101之间，单面微结构扩散膜102的一侧表面设置有微结构阵列，单面微结构扩散膜102具有微结构阵列的一侧靠近光源101设置，单面微结构扩散膜102用于减小光源101的光线进入导光构件103的反射率。
具体的，显示面板105可以为液晶显示面板或有机发光显示面板，显示面板105的类型在此不做限定。
具体的，光源101可以为实现传感功能的调制光的光源，例如红外发射光源等，红外发射光源可以为红外发光二极管(红外LED)。
具体的，导光构件103可以将光源101发出的光线进行全反射，使得光源101发出的光线到达导光构件103的各个部位。
具体的，导光构件103可以将光源101发出的光线进行全反射，是指光源101发出的光线在导光构件103内一部分发生全反射，一部分从导光构件103的上表面出射。
具体的，导光构件103的上表面是指导光构件103远离显示面板105的表面，导光构件103的下表面是指导光构件103面向显示面板105的表面。
具体的，导光构件103包括盖板或显示装置100的其他膜层或显示装置100上新增的结构等能够实现导光性能的构件，本实施例以导光构件103以盖板(保护盖板，coverglass，CG)为例说明。
具体的，单面微结构扩散膜102的一侧表面具有多个或密集设置的微小结构，例如凸镜、棱镜等聚光或改变光线传播方向的微小结构。
具体的，单面微结构扩散膜102设置在光源101与导光构件103之间，光源101设置在导光构件103的一个侧端的边缘附近。
具体的，单面微结构扩散膜102具有微结构阵列的一侧靠近光源101设置，单面微结构扩散膜102不具有微结构阵列的一侧表面通过贴附等方式朝向导光构件103设置。
具体的，单面微结构扩散膜102用于减小光源101的光线进入导光构件103的反射率。在现有技术中，光源的101的光线进入导光构件103时是通过空气进入导光构件103的，光源101的光线进入导光构件103时非常容易发生全反射，导致进入导光构件103的光源101的光线的比例非常小，光源101的利用效率非常低。在本申请实施例之中，光源101与导光构件103之间设置有单面微结构扩散膜102，单面微结构扩散膜102可以改变透过其中的光线的入射角度，使得光源101的光线透过单面微结构扩散膜102后的更多光线或大部分光线能够进入导光构件103之中，减小光源101的光线进入导光构件103的反射率，提升光源101的利用效率。
在一些实施例中，如图2所示，显示装置100还包括全反射层104，全反射层104用于使光源101发出的光线在导光构件103内发生全反射，全反射层104设置于导光构件103的背侧，全反射层104的折射率n2满足如下公式：
1≤n2＜n脊
其中，n脊为手指的折射率。
具体的，全反射层104的折射率为n2，手指指纹的折射率为n脊，空气的折射率为1，全反射层104的折射率n2大于或等于空气的折射率，全反射层104的折射率n2小于手指的折射率。
具体的，全反射层104可以为透明的材质，例如为空气、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，Polyethylene terephthalate)等。
具体的，导光构件103的材质一般为玻璃，玻璃的折射率大约为1.52，指纹的折射率n脊大约为1.4-1.43。
具体的，全反射层104通过粘附等方式设置在导光构件103的背侧。
具体的，光源101的光线在导光构件103内传播时，在导光构件103与全反射层104的交界处发生全反射，从而提升光源101的光线在导光构件103的全反射率。
具体的，全反射层104的折射率n2小于手指的折射率，当手指碰触导光构件103表面时，全反射被破坏，光源101的光线被手指的指纹反射。
在一些实施例中，单面微结构扩散膜102包括角度偏折膜、蝙蝠翼扩散膜、椭圆光扩散膜、收束扩散膜中的至少一种。
具体的，角度偏折膜、蝙蝠翼扩散膜、椭圆光扩散膜、收束扩散膜为市面上可以购买到的单面微结构扩散膜102。
请参阅图3(a)、图3(b)、图4、图5、图6，图3(a)为本申请实施例提供的光源的光线通过单面微结构扩散膜之前的角度分布；图3(b)为本申请实施例提供的光源的光线透过角度偏折膜后的角度分布；图4为本申请实施例提供的光源的光线透过蝙蝠翼扩散膜后的角度分布；图5为本申请实施例提供的光源的光线透过椭圆光扩散膜后的角度分布；图6为本申请实施例提供的光源的光线透过收束扩散膜后的角度分布。在3(a)、图3(b)、图4、图5、图6中，数值0°、90°、180°、270°表示光线的分布角度。
具体的，参阅图3(b)、图4、图5、图6时，如图3(a)中虚线框表示的第一角度分布801所示，可以将光源101的光线看作准直光源，或近似的准直光源。
具体的，如图3(b)中虚线框表示的第二角度分布802所示，角度偏折膜的功能：使原光线分布向单一特定角度方向重新分布，如：将主光线为准直方向的高斯分布改变为主光线为单一特定角度方向的类高斯分布。
具体的，如图4中虚线框表示的第三角度分布803所示，蝙蝠翼扩散膜的功能：使原光线分布向相反两个特定角度方向重新分布；如：将主光线为准直方向的高斯分布改变为主光线为两个相反特定角度方向的类高斯分布。
具体的，如图5中虚线框表示的第四角度分布804所示，椭圆光扩散膜的功能：使原光线分布在两个垂直方向(如子午和弧矢)上向不同特定角度方向重新分布，即在两个垂直方向上扩散程度不同，最终分布呈椭圆形；如：将主光线为准直方向的对称高斯分布改变为主光线仍为准直方向的双高斯分布(垂直方向高斯分布类型不同)。
具体的，如图6所示，收束扩散膜1021的功能：将原光线分布向特定小角度方向收缩；如：将主光线为准直方向的高斯分布改变为主光线仍为准直方向的小角度光型的高斯分布。
在本申请实施例中，提供了一种显示装置，在光源和导光构件之间设置单面微结构扩散膜，单面微结构扩散膜用于减小光源的光线进入导光构件的反射率，提升光源的光线进入导光构件的比例，提升光源的利用效率。
实施例二、
本申请实施例与上述实施例相同或相似，基于上述实施例，进一步限定了显示装置的特征。
请参阅图7，图7为本申请实施例提供的一种显示装置的中光源的出射光线通过单面微结构扩散膜后第一种偏转角度的示意图。
在一些实施例中，单面微结构扩散膜102为角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜，光源101的出光中心方向垂直于第一平面设置，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与第一平面的夹角为α1，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，第一平面为平行于导光构件103的背侧的表面，显示装置100满足如下公式：
θ1＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为导光构件103的折射率。
具体的，光源101的出光中心方向垂直于第一平面设置，光源101的出光方向平行或大致平行于光源101的出光中心，或者光源101的主要出光方向为光源101的出光中心方向。
具体的，如图7所示，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与第一平面的夹角为α1，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，即光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后的传播方向偏折了θ1角度。
在本申请实施例中，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后，减小了光源101光线进入导光构件103的反射率，提升了光源101的利用效率。
实施例三、
本申请实施例与上述实施例相同或相似，不同之处单面微结构扩散膜102为角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜，进一步限定了显示装置100的特征。
请参阅图8、图9，图8为本申请实施例提供的一种显示装置的第三种结构示意图；图9为本申请实施例提供的一种显示装置的中光源的出射光线通过单面微结构扩散膜后第二种偏转角度的示意图。
在一些实施例中，单面微结构扩散膜102为角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜，光源101的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与第一平面的夹角为α1，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，第一平面为平行于导光构件103的背侧的表面，显示装置满足如下公式：
θ1+(90°-θ2)＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为导光构件103的折射率。
具体的，如图9所示，光源101的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与第一平面的夹角为α1，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，即光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后的传播方向偏折了θ1角度。
在本申请实施例中，光源101的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，光源101的光线通过角度偏折膜或蝙蝠翼扩散膜后，减小了光源101光线进入导光构件103的反射率，提升了光源101的利用效率。
实施例四、
本申请实施例与上述实施例相同或相似，不同之处单面微结构扩散膜102为椭圆光扩散膜，进一步限定了显示装置100的特征。
在一些实施例中，单面微结构扩散膜102为椭圆光扩散膜，光源101的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，第一平面为平行于导光构件103的背侧的表面，显示装置满足如下公式：
90°-θ2＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为导光构件103的折射率。
在本申请实施例中，光源101的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，光源101的光线通过椭圆光扩散膜后，减小了光源101光线进入导光构件103的反射率，提升了光源101的利用效率。
实施例五、
本申请实施例与上述实施例相同或相似，不同之处单面微结构扩散膜102为收束扩散膜，进一步限定了显示装置100的特征。
在一些实施例中，单面微结构扩散膜102为收束扩散膜，光源101的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，第一平面为平行于导光构件103的背侧的表面，显示装置满足如下公式：
90°-θ2＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为导光构件103的折射率。
在本申请实施例中，光源101的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，光源101的光线通过收束扩散膜后，减小了光源101光线进入导光构件103的反射率，提升了光源101的利用效率。
实施例六、
本申请实施例与上述实施例相同或相似，进一步限定了显示装置100的特征。
请参阅图10，图10为本申请实施例提供的显示装置的又一种结构示意图。
在一些实施例中，导光结构为保护盖板。
在一些实施例中，显示装置100还包括传感器，导光构件103设置于显示面板105的显示侧，传感器106设置于显示面板105远离导光构件103的一侧。
在一些实施例中，传感器为指纹识别传感器。
具体的，显示面板105的显示侧是指显示图像的一侧。
具体的，传感器106包括衬底和多个传感器单元，传感器106可以为指纹识别传感器，传感器106的类型和功能在此不做限定。
具体的，光源101可以为红外光源。
具体的，在此以传感器106为指纹识别传感器进行工作的过程进行说明。光源101发出红外光线，红外光线在导光构件103内发生全反射到达导光构件103的各个部位的表面，手指碰触导光构件103的表面或显示装置100的表面时，红外光被手指反射，手指上指纹的脊和谷的反射信息不同，手指反射的红外光通过显示面板105到传感器106，传感器106识别手指反射的红外光所携带的指纹信息，从而判定是否解锁。
以上对本申请实施例所提供的一种显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示面板；
导光构件，设置于所述显示面板的一侧；
光源，设置于所述导光构件的至少一边缘，且所述光源发出的光线在所述导光构件内发生全反射；
单面微结构扩散膜，设置于所述导光构件和所述光源之间，所述单面微结构扩散膜的一侧表面设置有微结构阵列，所述单面微结构扩散膜具有所述微结构阵列的一侧靠近所述光源设置，所述单面微结构扩散膜用于减小所述光源的光线进入所述导光构件的反射率。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括全反射层，所述全反射层用于使所述光源发出的光线在所述导光构件内发生全反射，所述全反射层设置于所述导光构件的背侧，所述全反射层的折射率n2满足如下公式：
1≤n2＜n脊
其中，n脊为手指的折射率。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，所述单面微结构扩散膜包括角度偏折膜、蝙蝠翼扩散膜、椭圆光扩散膜、收束扩散膜中的至少一种。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述单面微结构扩散膜为所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜，所述光源的出光中心方向垂直于第一平面设置，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与所述第一平面的夹角为α1，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与所述第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
θ1＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述单面微结构扩散膜为所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜，所述光源的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜前的传播方向与所述第一平面的夹角为α1，所述光源的光线通过所述角度偏折膜或所述蝙蝠翼扩散膜后的传播方向与所述第一平面的夹角为α2，θ1＝|α1-α2|，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
θ1+(90°-θ2)＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
6.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述单面微结构扩散膜为所述椭圆光扩散膜，所述光源的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
90°-θ2＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
7.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述单面微结构扩散膜为所述收束扩散膜，所述光源的出光中心方向与第一平面呈θ2夹角设置，所述第一平面为平行于所述导光构件的背侧的表面，所述显示装置满足如下公式：
90°-θ2＝(arcsin(n2/n1)+arcsin(n脊/n1))/2
n1为所述导光构件的折射率。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述导光结构为保护盖板。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括传感器，所述导光构件设置于所述显示面板的显示侧，所述传感器设置于所述显示面板远离所述导光构件的一侧。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述传感器为指纹识别传感器。
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