CN114488606A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，属于显示技术领域，其可至少部分解决现有的显示装置在不同角度的显示亮度不同的问题。本发明的一种显示装置，包括：至少一个显示结构；背光结构，用于给显示结构提供光源，背光结构包括：光源、第一导光板、至少一个光学结构层，光源通过第一导光板的入光面将光线传播至第一导光板中，光学结构层位于第一导光板和显示结构之间，光学结构层中设置有散射粒子，从第一导光板的出光面射出的光经过光学结构层均匀射向显示结构。

Description

显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，显示装置的类型也不断增多，如透明显示装置、双面显示装置等。
现有技术的一种显示装置至少包括显示面板、导光板、玻璃保护背板、光源，光学膜层等。然而，由于现有技术的显示装置的结构缺陷导致该显示装置存在正对显示面与不正对显示面的显示亮度不同的问题，如正视角亮度不足、侧视角亮度较高的问题。
发明内容
本发明至少部分解决现有的显示装置的在不同角度的显示亮度不同的问题，提供一种在不同角度显示亮度均一的显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，包括：至少一个显示结构；背光结构，用于给所述显示结构提供光源，所述背光结构包括：光源、第一导光板、至少一个光学结构层，所述光源通过所述第一导光板的入光面将光线传播至所述第一导光板中，所述光学结构层位于所述第一导光板和所述显示结构之间，所述光学结构层中设置有散射粒子，从所述第一导光板的出光面射出的光经过所述光学结构层均匀射向所述显示结构。
进一步优选的是，所述散射粒子的折射率与所述光学结构层的折射率不同。
进一步优选的是，所述第一导光板远离所述显示结构的一侧的表面具有网点结构，靠近所述光源的所述网点结构的密度小于远离所述光源的所述网点结构的密度，所述第一导光板中径所述网点结构反射的光能够从所述第一导光板的出光面射出并射向所述显示结构。
进一步优选的是，所述光学结构层为有机玻璃层或者透明胶层。
进一步优选的是，所述光学结构层为有机玻璃层。
进一步优选的是，所述散射粒子的粒径为1-10um；所述散射粒子的掺杂浓度为0.1wt％-1.0wt％。
进一步优选的是，所述光学结构层为有透明胶层，用于将所述第一导光板的出光面与所述显示结构连接。
进一步优选的是，在所述第一导光板指向所述显示结构的方向上，所述透明胶层依次包括：第一子胶层、第二子胶层和第三子胶层，所述第二子胶层的折射率与所述第一子胶层的折射率不同，所述第二子胶层的折射率与所述第三子胶层的折射率不同。
进一步优选的是，所述显示结构为透明显示结构，所述第一导光板由透明材料形成。
进一步优选的是，所述透明胶层的数量为两个；所述第一导光板的出光面为所述第一导光板相对设置的两个表面；所述显示结构的数量为两个，分别与所述第一导光板的两个出光面固定连接。
进一步优选的是，所述散射粒子的粒径为小于100nm；所述散射粒子的掺杂浓度为0.05wt％～0.5wt％。
进一步优选的是，每个所述显示结构包括下偏光片，位于所述显示结构靠近所述第一导光板的一侧，所述下偏光片由具有雾度的材料形成。
进一步优选的是，本实施例的显示装置还包括：反光结构层，位于所述第一导光板除入光面和出光面的表面。
进一步优选的是，所述第一导光板为矩形片状，所述入光面为所述矩形片状至少三个侧表面。
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为本发明的实施例的一种显示装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例的一种显示装置的结构示意图；
图3为图2所示显示装置的光学结构层的光传播的示意图；
图4为本发明的实施例的一种显示装置的结构示意图；
图5为本发明的实施例的一种显示装置的第一导光板的光传播的示意图；
其中，附图标记为：1、显示结构；2、光源；3、第一导光板；31、入光面；32、出光面；33、网点结构；4、光学结构层；41、第一子胶层；42、第二子胶层；43、第三子胶层；44、散射粒子；5、反光结构层；6、透明基板；7、驱动结构。
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。
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
实施例1：
如图1至图5所示，本实施例提供一种显示装置，包括：
至少一个显示结构1；
背光结构，用于给显示结构1提供光源2，背光结构包括：光源2(如LED灯条)、第一导光板3、至少一个光学结构层4，光源2通过第一导光板3的入光面31将光线传播至第一导光板3中，光学结构层4位于第一导光板3和显示结构1之间，光学结构层4中设置有散射粒子44，从第一导光板3的出光面32射出的光经过光学结构层4均匀射向显示结构1。
其中，本实施例的显示装置的结构依次为显示结构1、光学结构层4、第一导光板3，光源2与第一导光板3的入光面31对应，这样从光源2发出的光依次经过第一导光板3、光学结构层4最终进入显示结构1，以使显示结构1显示画面。
当光源2的光进入光学结构层4中时，光学结构层4中的散射粒子44能够对该光线进行散色，以使射向显示结构1的光线更加均匀。
需要说明的是，现有技术的显示装置中由于其结构缺陷，射向显示结构1的光不均匀，从而使得显示装置存在正对显示面与不正对显示面的显示亮度不同的问题，具体为正对显示面(正视角，如图1中的箭头a所示)亮度不足、不正对显示面(侧视角，如图1中的箭头b所示)亮度较高的问题，从而大大降低用户的体验。
本实施例的显示装置中，由于光学结构层4中设置有弥散的散射粒子44，从而使得从光学结构层4射向显示结构1的光线更加均匀，进而可避免显示装置在不同角度的显示亮度不一致，即使正对显示装置和不正对显示装置的显示亮度一致，以提高显示装置的显示性能、提高用户体验。
具体的，散射粒子44的折射率与光学结构层4的折射率不同。
优选的散射粒子44的折射率大于光学结构层4的折射率，即优选折射率大的散射粒子44，相当于散射粒子44的折射率与光学结构层4的折射率的差越大，则光学结构层4的散射粒子44对光的散色性能越好。
优选的，第一导光板3远离显示结构1的一侧的表面具有网点结构33，第一导光板3中径网点结构33反射的光能够从第一导光板3的出光面32射出并射向显示结构1，如图5所示。
其中，具体的，若不设置网点结构33，由光线射向第一导光板3的一部分光只能够在导光板中发生全反射，而当第一导光板3的网点结构33时，原本发生全反射的光可能会通过网点结构33的反射最终由第一导光板3的出光面32射出。
也就是说第一导光板3的网点结构33的设置不仅能够提高光从第一导光板3的出射率，而且能够使得光更加均匀的从第一导光板3射向光学结构层4。
优选的，靠近光源2的网点结构33的密度小于远离光源2的网点结构33的密度。
需要说明的，若网点结构33的密度相同可能使得由第一导光板3的出光面32设置的光线不均匀。尤其是针对侧入式的导光板，即当第一导光板3为侧入式导光板，其入光面31为其侧面，若网点结构33的密度不变，则靠近入光面31的出光面32射出的光多于靠近入光面31的出光面32射出的光，从而使得第一导光板3射出的光线不均匀，进而可能导致显示结构1的显示亮度不均一。
而本实施例的第一导光板3通过网点结构33的密度的不同，使得由第一导光板3的出光面32设置的光线更加均匀，从而进一步提高显示亮度的均一性。
此外，本实施例的光学结构层4中的弥散的散射粒子44能够避免由于第一导光板3的网点结构33导致的显示画面中出现云纹的显示缺陷，或者由其他结构导致的显示画面中出现摩尔纹的显示缺陷等。
优选的，本实施例的显示装置还包括：反光结构层5，位于第一导光板3的除入光面31和出光面32之外的表面。
其中，也就是说第一导光板3除去其入光面31和出光面32之外的表面能够在反光结构层5的作用下对光进行反射，避免光线从非出光面32射出，从而提高光源2利用率。
此外，第一导光板3为矩形片状，入光面31为矩形片状至少三个侧表面。
其中，也就是说第一导光板3为侧入式导光板，其入光面31为其侧面，出光面32为其顶面或者底面。优选的，入光面31为矩形片状的三个侧表面，即这三个侧表面均对应光源2，从而使尽可能多的光射入第一导光板3，从而提升显示亮度。
需要说明的是，第一导光板3的除去作为入光面31的其余一个表面对应的区域用于设置驱动结构4，如集成电路板或者柔性电路板等驱动结构等。
优选的，所述光学结构层4为有机玻璃层(PMMA聚合物)或者透明胶层。
进一步的，如图1所示，本实施例第一种具体方案为：光学结构层4为有机玻璃层。
具体的，也就是说该方案中的显示装置包括第一导光板3和光学结构层4，该光学结构层4相当于第二导光板。
第一导光板3优选为玻璃导光板，玻璃导光板透过率高，根据光学模拟数据进行网点结构33的设计，靠近光源2的网点结构33小而疏，远离光源2的网点结构33大而密，从而可使第一导光板3的出光更加均匀。此外，网点结构33具体的结构可以是第一导光板3上的多个凹槽或者多个凸起，网点结构33可以由激光镭射的方式制备。
第一导光板3与光学结构层4可通过双面胶周边贴合，或者光学胶材面贴合，或者通过机构固定，或者其他适合的固定方式。
优选的，散射粒子44的粒径为1-10um；散射粒子44的掺杂浓度为0.1wt％-1.0wt％。
其中，由于光学结构层4的材料优选为有机玻璃，向光学结构层4中掺杂的散射粒子44的掺杂工艺比较纯熟，且最终形成的光学结构层4的光学性能优良。具体的，由于掺杂浓度过高会导致光学结构层4的透过率下降，且会导致光源2附近输出光过多而光源2远处出现暗区，因此掺杂浓度为0.1wt％～1.0wt％。
此外，散射粒子44可以是氧化钛颗粒TiO2(折射率为2.76)、三氧化二铝颗粒Al2O3(折射率为1.76)、二氧化硫颗粒SiO2(折射率为1.46)，由于相同浓度下相对折射率越高，光散射能力越高，因此优选折射率高的颗粒材料。
优选的，显示结构1为透明显示结构，第一导光板3由透明材料形成。
有上述可知，第一种方案的显示装置中的显示结构1、第一导光板3和光学结构层4均为透明的，即第一种方案的显示装置为透明显示装置。针对该透明显示装置，由于第一导光板3为侧入式导光板，且其入光面31为三个侧表面，另一表面设置有反光结构层5，从而使得该透明显示装置可为无腔体(此处的腔体为现有技术中用于反射光的腔体)显示装置。
同时，该透明显示装置的正视角光利用率大于65％；亮度均一性大于80％。
此外，由于该透明显示装置的透光性较好，当环境光较强时，可以使用环境光作为显示装置的光源2，从而简化该透明显示装置的结构，节约能源。
进一步的，如图2和图3所示，本实施例第二种具体方案为：光学结构层4为透明胶层，用于将第一导光板3的出光面32与显示结构1连接。
具体的，在第一导光板3指向显示结构1的方向上，透明胶层依次包括：第一子胶层41、第二子胶层42和第三子胶层43，第二子胶层42的折射率与第一子胶层41的折射率不同，第二子胶层42的折射率与第三子胶层43的折射率不同。
其中，由于第二子胶层42的折射率与第一子胶层41、第三子胶层43的折射率不同，光在各个子胶层界面传播时传播方向会发生改变，又由于透明胶层中散射粒子44的散射作用，可进一步使得射向显示结构1的光线均匀。
优选的，第一子胶层41和第三子胶层43的折射率相同。第一子胶层41和第三子胶层43的形成材料优选为OCA(Optically Clear Adhesive)胶，也可以由其他适合的光学胶材料形成。
此外，第二子胶层42可具有一定反射率，由第三子胶层43射向第二子胶层42的光会在两者界面发生反射，使得光线反射回第三子胶层43中，并使得该光线反射至显示结构1中，从而进一步提高光线的均一性。同理，由第一子胶层41射向第二子胶层42的光会在两者界面发生反射，使得光线反射回第一子胶层41中或者第一导光板3中，使得该光线可进行二次传播，从而进一步提高光线利用率。第二子胶层42的反射率可为5％-20％。
第二子胶层42也可具有一定雾度，具有雾度的第二子胶层42可以进一步避免第一导光板3的网点结构33形成的显示画面中出现云纹的显示缺陷，或者由其他结构形成的显示画面中出现摩尔纹的显示缺陷等，第二子胶层42的雾度(Haze)可为0-25％，其厚度可为75um-150um。此外，第一子胶层41和第三子胶层43的透过率可为大于90％。
第二子胶层42的形成材料优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯胶(Polyethyleneterephthalate，PET)，也可以由其他适合的光学胶材料形成。
如图3所示，光在本方案的显示装置的传播过程具体如下：从光源2射向第一导光板3的入光面31的光，一部分在第一导光板3中发生权反射而向远离光源2的方向传播，另一部由于网点结构33的作用进入第一子胶层41中。进入第一子胶层41的光在散射粒子44的作用下向各个方向散射，并在第一子胶层41和第二子胶层42的界面发生折射与反射。
在第一子胶层41和第二子胶层42的界面反射后的光再一次经过第一子胶层41的散射粒子44的作用，最终射向第一导光板3，使得这部分光线被重复利用。在第一子胶层41和第二子胶层42的界面折射后的光依次进入第二子胶层42、第三子胶层43中，在第三子胶层43的散射粒子44的作用下一部分射向显示结构，一部分光最终射向第一导光板3，使得这部分光线被重复利用。
优选的，每个显示结构1包括下偏光片(POL)，位于显示结构1靠近第一导光板3的一侧，下偏光片包括具有雾度的膜层。
其中，下偏光片具有一定雾度，具有雾度的下偏光片可以进一步避免第一导光板3的网点结构33形成的显示画面中出现云纹的显示缺陷，或者由其他结构形成的显示画面中出现摩尔纹的显示缺陷等，下偏光片的雾度(Haze)可为15％-55％。
优选的，显示结构1为透明显示结构1，第一导光板3由透明材料形成。
有上述可知，第二种方案的显示装置中的显示结构1、第一导光板3和光学结构层4均为透明的，即第二种方案的显示装置为透明显示装置。
需要说明的是，第一导光板3、第一子胶层41、第二子胶层42、第三子胶层43和显示结构1的中的连接均可为充分面贴，即贴合表面之间无气泡。因此，本方案形成的显示装置为一体式超博透明显示装置。
进一步的，如图4所示，本实施例第三种具体方案为：光学结构层4为透明胶层，用于将第一导光板3的出光面32与显示结构1连接。
优选的，透明胶层的数量为两个；第一导光板3的出光面32为第一导光板3相对的两个表面；显示结构1的数量为两个，分别与第一导光板3的两个出光面32固定连接。
其中，也就是说在第一导光板3的两个出光面32分别对应一个透明胶层和显示结构1，第一导光板3可同时向这两个显示结构1提供光源2，使得两个显示结构1同时显示，以实现显示装置的双面显示。
与现有技术的双面显示的显示装置(具有背板BLU和两个导光板，两个导光板分别给两个显示装置提供光源2)相比，本实施的双面显示的显示装置中，由于第一导光板3可同时向两个显示结构1提供光源2，从而可以省略背板，且可减少一个导光板，进而使得显示装置的结构简化，以形成超薄双面显示装置。
优选的，在该双面显示的显示装置中，透明胶层中的散射粒子44的粒径为小于100nm；散射粒子44的掺杂浓度为0.05wt％～0.5wt％。
其中，散射粒子44可以是氧化钛颗粒(折射率为2.76)，由于相同浓度下相对折射率越高，光散射能力越高，因此优选折射率高的颗粒材料。
由于散射粒子44的粒径越大时，单位体积内散射粒子44的数目越少，使得光线传播路径内散射次数减小、散射率降低，同时散射粒子44的粒径过大容易造成贴合不平，因此，散射粒子44的粒径为小于100nm。
由于散射粒子44的掺杂浓度过高，光线在传输过程中就会衰减明显，光传播效率降低；同时掺杂浓度过低则不能保证对光线的散射能力，因此，散射粒子44的掺杂浓度为0.05wt％～0.5wt％。此外，该透明胶层厚度为0.2～0.5mm。
优选的，每个显示结构1包括下偏光片(POL)，位于显示结构1靠近第一导光板3的一侧，下偏光片包括具有雾度的膜层。
其中，下偏光片具有一定雾度，具有雾度的下偏光片可以进一步避免第一导光板3的网点结构33形成的显示画面中出现云纹的显示缺陷，或者由其他结构形成的显示画面中出现摩尔纹的显示缺陷等，下偏光片的雾度(Haze)可为15％-55％。
优选的，第一导光板3的两个出光面32均具有网点结构33。
其中，第一导光板3的两个具有网点结构33的出光面32能够不仅能够提高光从第一导光板3的出射率，而且能够使得光更加均匀的从第一导光板3射向两个光学结构层4，以使两个显示结构1的显示亮度均能一致。
此外，上述各个显示装置还包括两个透明基板6，显示结构1和背光结构位于两个透明基板6之间。
需要说明的是，本实施例的显示结构1可为液晶显示面板，即本实施例的显示装置为液晶显示装置(LCD)。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (14)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
至少一个显示结构；
背光结构，用于给所述显示结构提供光源，所述背光结构包括：光源、第一导光板、至少一个光学结构层，所述光源通过所述第一导光板的入光面将光线传播至所述第一导光板中，所述光学结构层位于所述第一导光板和所述显示结构之间，所述光学结构层中设置有散射粒子，从所述第一导光板的出光面射出的光经过所述光学结构层均匀射向所述显示结构。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述散射粒子的折射率与所述光学结构层的折射率不同。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一导光板远离所述显示结构的一侧的表面具有网点结构，靠近所述光源的所述网点结构的密度小于远离所述光源的所述网点结构的密度，所述第一导光板中径所述网点结构反射的光能够从所述第一导光板的出光面射出并射向所述显示结构。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光学结构层为有机玻璃层或者透明胶层。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述光学结构层为有机玻璃层。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述散射粒子的粒径为1-10um；所述散射粒子的掺杂浓度为0.1wt％-1.0wt％。
7.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述光学结构层为透明胶层，用于将所述第一导光板的出光面与所述显示结构连接。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，在所述第一导光板指向所述显示结构的方向上，所述透明胶层依次包括：第一子胶层、第二子胶层和第三子胶层，所述第二子胶层的折射率与所述第一子胶层的折射率不同，所述第二子胶层的折射率与所述第三子胶层的折射率不同。
9.根据权利要求6或8所述的显示装置，其特征在于，所述显示结构为透明显示结构，所述第一导光板由透明材料形成。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述透明胶层的数量为两个；所述第一导光板的出光面为所述第一导光板相对设置的两个表面；所述显示结构的数量为两个，分别与所述第一导光板的两个出光面固定连接。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述散射粒子的粒径为小于100nm；所述散射粒子的掺杂浓度为0.05wt％～0.5wt％。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，每个所述显示结构包括下偏光片，位于所述显示结构靠近所述第一导光板的一侧，所述下偏光片包括具有雾度的膜层。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：反光结构层，位于所述第一导光板的除入光面和出光面之外的表面。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一导光板为矩形片状，所述入光面为所述矩形片状的至少三个侧表面。
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