CN114911094A - 显示装置、抬头显示器以及交通设备 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。显示装置包括显示面板以及背光源。背光源位于显示面板的背侧，背光源包括光源部和光波导元件，光波导元件包括出光面和透反元件阵列，透反元件阵列包括多个透反元件。光源部被配置为使其发出的光线在进入光波导元件之后至少在光波导元件的出光面处发生多次全反射且依次传播至透反元件阵列的多个透反元件，传播至透反元件阵列的各透反元件的光线的一部分被透反元件反射出光波导元件的出光面后透过显示面板，传播至透反元件阵列的各透反元件的光线的另一部分透过透反元件后继续在光波导元件中传播。通过在背光源中设置光波导元件，可以提高显示装置的显示效果以及轻便性。

Description

显示装置、抬头显示器以及交通设备

技术领域

本公开至少一个实施例涉及一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。

背景技术

目前，用户对例如包括背光源的显示装置的使用需求越来越高，对其显示效果以及轻便性等性能也提出了更多的要求，而该显示装置中的背光源对显示装置的显示效果以及轻便性等性能具有一定程度的影响。

发明内容

本公开的至少一实施例提供一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。

本公开的至少一实施例提供一种显示装置，包括：显示面板，包括显示面和与所述显示面相对的背侧；以及背光源，位于所述显示面板的背侧。所述背光源包括光波导元件，所述光波导元件包括出光面和透反元件阵列，所述透反元件阵列包括多个透反元件，所述背光源还包括光源部，所述光源部被配置为使其发出的光线在进入所述光波导元件之后至少在所述光波导元件的所述出光面处发生多次全反射且依次传播至所述透反元件阵列的所述多个透反元件，传播至所述透反元件阵列的各透反元件的光线的一部分被所述透反元件反射出所述光波导元件的所述出光面后透过所述显示面板，传播至所述透反元件阵列的各透反元件的所述光线的另一部分透过所述透反元件后继续在所述光波导元件中传播。

本公开的至少一实施例提供一种抬头显示器，包括：本公开的任一显示装置；以及反射成像部，位于所述显示装置的出光侧，且被配置为将所述显示装置出射的光线反射至所述抬头显示器的观察区。

本公开的至少一实施例提供一种交通设备，包括本公开的任一抬头显示器。

例如，在本公开实施例中，所述光波导元件还包括波导介质，所述光源部发出的光线进入所述波导介质且在所述波导介质中全反射传播。

例如，在本公开实施例中，各所述透反元件与所述出光面之间的夹角为第一夹角，所述第一夹角和所述光线在所述出光面发生全反射的全反射临界角之和在60°～120°范围内。

例如，在本公开实施例中，所述光波导元件包括多个子光波导元件，所述透反元件阵列包括分别位于所述多个子光波导元件中的多个子透反元件阵列；所述背光源还包括分光元件，所述分光元件被配置为将所述光源部发出的射向所述光波导元件的光线分为多个子光束且使所述多个子光束分别进入所述多个子光波导元件中，且进入各子光波导元件中的各子光束被位于各子光波导元件中的子透反元件阵列反射出所述光波导元件的所述出光面。

例如，在本公开实施例中，所述多个子光波导元件在垂直于所述显示面板的所述显示面的方向交叠设置，或者，所述多个子光波导元件沿平行于所述显示面的方向排列；所述多个子光波导元件包括第一子光波导元件和第二子光波导元件。

例如，在本公开实施例中，所述光源部发出的射向所述光波导元件的光线包括特性不同的第一特性光和第二特性光，所述分光元件被配置为对所述光源部发出的射向所述光波导元件的所述光线进行分光处理，使通过所述分光处理得到的所述第一特性光入射至所述第一子光波导元件，且使通过所述分光处理得到的所述第二特性光入射至所述第二子光波导元件。

例如，在本公开实施例中，所述第一特性光和所述第二特性光分别为偏振态不同的第一偏振光和第二偏振光；或者，所述第一特性光和所述第二特性光分别为颜色不同的第一颜色光和第二颜色光。

例如，在本公开实施例中，通过对所述光线进行所述分光处理得到的多个子光束包括所述第一颜色光、所述第二颜色光以及第三颜色光，所述第三颜色光被配置为进入所述第一子光波导元件和所述第二子光波导元件之一中；或者，所述多个子光束包括所述第一颜色光、所述第二颜色光以及第三颜色光，所述多个子光波导元件还包括第三子光波导元件，所述第三颜色光被配置为进入所述第三子光波导元件中，且被位于所述第三子光波导元件中的所述透反元件阵列反射出所述第三子光波导元件。

例如，在本公开实施例中，所述第一子光波导元件中的透反元件为对所述第一特性光的反射率大于对所述第二特性光的反射率的透反元件，所述第二子光波导元件中的所述透反元件为对所述第二特性光的反射率大于对所述第一特性光的反射率的透反元件。

例如，在本公开实施例中，所述分光元件包括偏振分光元件，所述偏振分光元件被配置为反射所述第一偏振光和所述第二偏振光中的一者，且透射所述第一偏振光和所述第二偏振光中的另一者；所述分光元件还包括反射元件，所述反射元件被配置为反射所述第一偏振光和所述第二偏振光之一。

例如，在本公开实施例中，所述透反元件阵列中沿所述出光面的延伸方向依次排列的透反元件的反射率在所述光线的传播方向上逐渐增大或呈区域性地逐渐增大；和/或所述透反元件阵列中沿所述出光面的延伸方向依次排列的透反元件的排列密度逐渐增大或呈区域性地逐渐增大。

例如，在本公开实施例中，所述透反元件阵列中的至少一个透反元件包括选透膜，进入所述光波导元件中的光线包括特性不同的第一光线和第二光线，所述选透膜被配置为对所述第一光线的反射率大于对所述第二光线的反射率，对所述第二光线的透射率大于对所述第一光线的透射率。

例如，在本公开实施例中，所述透反元件阵列包括沿所述出光面的延伸方向排列的第一透反元件组和第二透反元件组，各透反元件组包括沿所述出光面的延伸方向排列的透反元件，所述第一透反元件组的透反元件相对于所述出光面的倾斜方向与所述第二透反元件组的透反元件相对于所述出光面的倾斜方向不平行；所述光源部包括第一光源部和第二光源部，所述第一光源部和所述第二光源部分别位于所述透反元件阵列沿所述出光面的所述延伸方向的两侧，所述第一透反元件组被配置为将所述第一光源部发出的进入所述光波导元件的光线反射出所述光波导元件，且所述第二透反元件组被配置为将所述第二光源部发出的进入所述光波导元件的光线反射出所述光波导元件；或者所述光源部在所述出光面的所述延伸方向上位于所述第一透反元件组和所述第二透反元件组之间。

例如，在本公开实施例中，所述透反元件阵列包括的所述多个透反元件中的至少部分透反元件沿第一方向依次排列且沿与所述第一方向相交的第二方向延伸，所述光源部包括沿所述第二方向排列的多个子光源，所述多个子光源被配置为发出进入所述至少部分透反元件的光线。

例如，在本公开实施例中，所述透反元件阵列包括的所述多个透反元件中的至少部分透反元件沿第一方向依次排列且沿与所述第一方向相交的第二方向延伸，所述光源部包括子光源和沿所述第二方向排列的多个扩束部，所述多个扩束部被配置为将所述子光源发出的光线沿所述第二方向扩束，且扩束后的光线被配置为传输至所述透反元件阵列。

例如，在本公开实施例中，所述光源部发出的光线包括偏振态不同的第一偏振光和第二偏振光，所述显示面板被配置为利用所述第一偏振光或所述第二偏振光生成图像光线。所述显示装置还包括光转化装置，所述光转化装置包括分束元件、方向改变元件以及偏振转换元件，所述分束元件位于所述显示面板面向所述光波导元件的一侧，且被配置为将入射到所述分束元件的光线分束为偏振态不同的第一偏振光束和第二偏振光束，所述第一偏振光束射向所述显示面板，所述第二偏振光束射向所述方向改变元件；所述方向改变元件被配置为改变入射至所述方向改变元件的光束的传播方向以使其射向所述显示面板；所述偏振转换元件被配置为将所述第一偏振光束和所述第二偏振光束中不能被所述显示面板利用的偏振光束在到达所述显示面板之前转换为能够被所述显示面板利用的偏振光束。

例如，在本公开实施例中，所述光转化装置被配置为回收所述光源部发出的光并将所述回收的光送入所述光波导元件，和/或回收所述光波导元件出射的光并将所述回收的光送入所述显示面板。

例如，在本公开实施例中，显示装置还包括：至少一个光扩散元件，位于所述显示面板的所述显示面所在侧和所述背侧的至少之一，且被配置为将所述显示面板和所述光波导元件至少之一出射的光线进行扩散。

例如，在本公开实施例中，显示装置还包括：光会聚元件，位于所述光波导元件与所述显示面板之间，且被配置为对从所述光波导元件出射的光线进行会聚后使经会聚的光线射向所述至少一个光扩散元件。

例如，在本公开实施例中，所述光会聚元件包括至少一个透镜。

例如，在本公开实施例中，所述光会聚元件与所述光波导元件为一体式结构，且所述光会聚元件与所述光波导元件之间设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率小于所述光波导元件的折射率。

例如，在本公开实施例中，所述光波导元件的所述出光面与所述显示面板的显示面在垂直于所述显示面的方向上层叠设置，且所述光源部位于所述光波导元件的侧方。

例如，在本公开实施例中，所述背光源包括光波导板，所述光波导板包括匀光部和所述光波导元件，所述光源部发出的光线在所述匀光部内发生多次全反射之后进入所述光波导元件，所述光波导板为一体化结构。

例如，在本公开实施例中，所述反射成像部包括所述交通设备的挡风窗。

例如，在本公开实施例中，所述背光源包括光波导板，所述光波导板包括匀光部和光波导元件，所述光波导元件包括出光面，所述匀光部与所述光波导元件在与所述出光面垂直的方向上依次排列；所述背光源还包括光源部，所述光源部被配置为使其发出的光线在所述匀光部内发生多次全反射之后进入所述光波导元件，之后从所述光波导元件的所述出光面出射。

例如，在本公开实施例中，所述光源部发出的光线包括偏振态不同的第一偏振光和第二偏振光；光波导元件包括光耦出部。所述光源部被配置为使其发出的光线在进入所述光波导元件后在所述光波导元件中反射式传播，所述光耦出部被配置为将在所述光波导元件中反射式传播的光线耦出；所述光耦出部包括第一光耦出部和第二光耦出部，所述第一光耦出部被配置为将进入所述光波导元件的所述第一偏振光耦出；所述背光源还包括偏振转换结构，所述偏振转换结构被配置为将进入所述光波导元件后的所述第二偏振光转换为第一偏振光，所述第二光耦出部被配置为：在所述偏振转换结构将进入所述光波导元件的所述第二偏振光转换为第一偏振光后，将转换后的所述第一偏振光耦出；或者所述第二光耦出部被配置为：将进入所述光波导元件的所述第二偏振光耦出至所述偏振转换结构，以使被耦出的所述第二偏振光被所述偏振转换结构转换为所述第一偏振光。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1A为根据本公开实施例的一示例提供的显示装置的局部截面结构示意图；

图1B为根据本公开实施例的一示例提供的显示装置的局部截面结构示意图；

图2为根据图1A所示示例中的一种背光源的平面结构示意图；

图3为根据图1A所示示例中的另一种背光源的平面结构示意图；

图4A为根据图1A所示示例中的另一种背光源的平面结构示意图；

图4B为根据图1A所示示例中的另一种背光源的平面结构示意图；

图5为根据图1A所示示例中的另一种背光源的平面结构示意图；

图6为从透反元件阵列出射的光线与波导介质的主表面不垂直的示例；

图7为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图；

图8为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图；

图9为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图；

图10为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图；

图11为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图；

图12为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图；

图13为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图；

图14为根据本公开另一实施例的一示例提供的背光源的局部结构示意图；

图15为根据本公开另一实施例的一示例提供的背光源的局部结构示意图；

图16为图15所示的背光源的是一个示例图；

图17为根据本公开另一实施例的另一示例提供的背光源的局部结构示意图；

图18为根据本公开另一实施例的另一示例提供的背光源的局部结构示意图；

图19为图18所示的背光源的是一个示例图；

图20为根据本公开另一实施例的再一示例提供的背光源的局部结构示意图；

图21为图20所示的背光源的是一个示例图；

图22为根据本公开再一实施例的一示例提供的背光源的局部结构示意图；

图23为图22所示背光源的截面结构示意图；

图24为根据本公开再一实施例的另一示例提供的背光源的局部结构示意图；

图25为根据本公开又一实施例的一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图26为根据本公开又一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图27为根据本公开又一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图28为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置的局部结构示意图；

图29为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置中的光转化装置示意图；

图30为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置中的光转化装置示意图；

图31为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置中的光转化装置示意图；

图32为根据本公开另一实施例提供的抬头显示器的局部结构示意图；以及

图33为根据本公开另一实施例提供的交通设备的示例性框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

在研究中，本申请的发明人发现：一般的显示装置中的背光源需要设置较长的混光距离以保证出光的均匀性，而将背光源的混光距离设置的较长则会导致显示装置的厚度较大，影响显示装置的轻便性。

本公开的实施例提供一种显示装置、抬头显示器以及交通设备。显示装置包括显示面板以及背光源。显示面板包括显示面和与显示面相对的背侧；背光源位于显示面板的背侧。背光源包括光波导元件，光波导元件包括出光面和透反元件阵列，透反元件阵列包括多个透反元件，背光源还包括光源部，光源部被配置为使其发出的光线在进入光波导元件之后至少在光波导元件的出光面处发生多次全反射且依次传播至透反元件阵列的多个透反元件，传播至透反元件阵列的各透反元件的光线的一部分被透反元件反射出光波导元件的出光面后透过显示面板，传播至透反元件阵列的各透反元件的光线的另一部分透过透反元件后继续在光波导元件中传播。本公开提供的显示装置中，通过在背光源中设置光波导元件，可以在使得出光亮度均匀的同时减小背光源的厚度以及占用显示装置中的空间，以提高显示装置的显示效果以及轻便性。

下面结合附图对本公开实施例提供的显示装置、抬头显示器以及交通设备进行描述。

图1A为根据本公开实施例的一示例提供的显示装置的局部截面结构示意图。如图1A所示，显示装置包括显示面板10和背光源20。显示面板10包括显示面10-01和与显示面10-01相对的背侧10-02，背光源20位于显示面板10的背侧10-02。例如，背光源20出射的光透过显示面板10后射向观察区30。例如，显示面板10面向背光源20的一侧为非显示侧，显示面板10远离背光源20的一侧为显示侧，观察区30位于显示面板10的显示侧，该显示侧是用户可以观看到显示图像的一侧。例如，观察区30和背光源20位于显示面板10的两侧。

如图1A所示，背光源20包括光源部100和光波导元件200，光波导元件200包括出光面211和透反元件阵列220，透反元件阵列220包括多个透反元件221。光源部100被配置为使其发出的光线在进入光波导元件200之后至少在光波导元件200的出光面211处发生多次全反射且依次传播至透反元件阵列220的多个透反元件221，传播至透反元件阵列220的各透反元件221的光线的一部分被透反元件221反射出光波导元件200的出光面211后透过显示面板10，传播至透反元件阵列220的各透反元件221的光线的另一部分透过透反元件221后继续在光波导元件200中传播。

本公开实施例中，通过在背光源中设置光波导元件，可以在出光亮度均匀的同时减小背光源的厚度以及占用显示装置中的空间，以提高显示装置的显示效果以及轻便性。

例如，如图1A所示，光波导元件200还包括波导介质210，光源部100发出的光线进入波导介质210且在波导介质210中全反射传播，传播至透反元件阵列220的各透反元件221的光线的一部分被透反元件221反射出光波导元件200，另一部分经透反元件221的透射后继续全反射传播。

例如，透反元件阵列220包括多个透反元件221，传播至各透反元件221的光线在透反元件221上发生透射和反射。例如，入射到透反元件221表面的光线的一部分被透反元件221反射出光波导元件200，而该光线的另一部分经过透反元件221的透射后继续全反射传播至下一个透反元件221，且在下一个透反元件221上发生透射和反射，透射的光线会继续全反射传播至最远离光源部100的一个透反元件221(例如光线依次经过多个透反元件的透射直至最远离光源部的一个透反元件)。例如，传播至最远离光源部的一个透反元件的光线的全部或者部分可以被该透反元件反射，本公开实施例在此不作限制。

例如，如图1A所示，光波导元件200的出光面211与显示面板10的显示面10-01在垂直于显示面10-01的方向上层叠设置，且光源部100位于光波导元件200的侧方。本公开实施例中以光波导元件位于显示面板的下方，光源部位于光波导元件的侧方为例，但不限于此。例如，显示面板10包括用于显示图像的显示面，光波导元件200的出光面位于显示面板10的远离其显示面的一侧，例如显示面板10的下方，而不是显示面板10的侧方；光源部100位于光波导元件200的侧方，即背光源20为侧入式背光源。

例如，光源部100被配置为输出准直光线。例如，光源部100包括光源和准直元件，准直元件被配置为将光源发出的具有一定发散角度的光线转化为准直光线。这里的“准直光线”指平行或近乎平行的光线，光源部100输出准直光线可以使得尽可能多的光线都能满足全反射条件进而被利用。

例如，光源可为单色光源或混色光源，例如红色单色光源、绿色单色光源、蓝色单色光源或白色混色光源，上述单色光源最终可形成单色图像，上述混色光源则可形成彩色图像。例如，光源可以是激光光源或发光二极管(LED)光源。例如，光源部可以包括一个光源或多个光源。

例如，上述准直元件可以包括凸透镜、凹透镜或菲涅尔透镜，或上述透镜的任意组合。

例如，上述准直元件可以包括凸透镜，光源可设置在凸透镜的焦点附近，由此，光源出射的发散光在经过透镜后可以转化为平行或近乎平行的准直光线。

例如，图2为根据图1A所示示例中的一种背光源的平面结构示意图。如图2所示，光源部100包括的光源发出的光线可以为一维光束，即主要在一维方向上延伸的光束。例如，光源部100可以包括条状灯带光源，该光源发出光束的截面近似为一维线状，或者可以是窄带状。

例如，图3为根据图1A所示示例中的另一种背光源的平面结构示意图。如图3所示，透反元件阵列220包括的多个多个透反元件阵列220中的至少部分透反元件221沿第一方向依次排列且沿与第一方向相交的第二方向延伸。例如，透反元件221的数量可以为2个或者更多个。第一方向可以是X方向，第二方向可以是Z方向，但不限于此，第一方向和第二方向可以互换。

例如，如图3所示，光源部100的光源可以包括沿第二方向排列的多个子光源101，多个子光源101被配置为发出进入至少部分透反元件221的光线。例如，子光源101可以为点光源，光源部100可以为多个点光源的组合，多个子光源101沿第二方向排列为线状，由此，光源发出的光束也可以认为是一维光束。本公开实施例中，将多个单独的子光源排列，可以方便各个子光源的更换和拆装，例如任一个子光源损坏时，可以通过单独拆装更换进行修复，无需像条装灯带一样整个替换，从而节省成本。

例如，图4A为根据图1A所示示例中的另一种背光源的平面结构示意图。如图4A所示，透反元件阵列200包括的多个透反元件220沿第二方向延伸，光源部100包括沿第二方向排列的多个扩束部102以及位于多个扩束部102在第二方向上的一侧的子光源101，多个扩束部102被配置为将子光源101发出的光线沿第二方向扩束，且扩束后的光线被配置为传输至透反元件阵列220。

例如，光源部100包括的光源可以为单个点光源101，该点光源发出单点光束。例如点光源可以为激光光源，该光源的光束截面很小，光能高度集中，由此，可以将点光源发出的光束在一维方向上进行扩束，扩束后的光线再经过波导介质和透反元件阵列，转变为面光源。

例如，如图4A所示，点光源101发出的光线首先经过多个扩束部102以在第二方向上进行延伸扩束，然后沿第一方向传输至透反元件阵列220。例如，点光源101发出的光线延伸扩束传播时，可以沿反射路径、全反射路径和直线路径中的任意一种或多种传播方式传播。

例如，扩束部102可为光栅，或者也可为另一列透反元件阵列，本公开实施例对此不作限制。

例如，光源可采用侧入式的方式将光线导入光波导元件，可以避免进一步增加背光源的厚度。

例如，在本公开实施例提供的背光源应用于需要具有较高亮度的显示设备，例如抬头显示器时，采用发出一维光束的光源(例如，灯带或者多个线状排列的点光源)可以为背光源提供较高的亮度，并且方案简单易行。

例如，如图4B为另一种背光源的结构示意图。图4B所示背光源与图4A所示背光源的区别在于扩束部位于光波导元件中。

例如，如图1A所示，光波导元件200还包括位于透反元件阵列220面向光源部100一侧的光耦入部230，被配置为使得进入光波导元件200的光线满足全反射条件，以在波导介质210中全反射传播。本公开实施例不限于光波导元件包括光耦入部，例如，光波导元件还可以不包括光耦入部，在入射到波导介质的光线的角度满足全反射条件时，该光线可以实现在波导介质中的全反射传播。

例如，波导介质的折射率为n1，波导介质以外的光疏介质(例如空气)的折射率为n2，光线进入波导介质时的入射角或者经过光耦入部后的入射角不小于全反射临界角arcsin(n2/n1)，则该光线满足全反射条件。

例如，本公开实施例中的光耦入部230可以包括表面光栅、体光栅、闪耀光栅、棱镜和反射结构的至少一种，通过反射、折射和衍射效应中的至少一种将光源发出的光线进入波导介质，使其满足全内反射条件进而传导。

例如，如图1A所示，光波导元件200包括两个彼此相对的第一主表面211和第二主表面212，光耦入部230可设置在第一主表面211和第二主表面212上，也可以设置在连接两个主表面的侧面上。例如，光波导元件的两个主表面也可以为称为波导介质的两个主表面。例如，透反元件阵列位于第一主表面和第二主表面之间。例如，光线在上述第一主表面和/或第二主表面上至少发生全反射传播，也可能会存在部分非全反射，如镜面反射。

例如，在光波导元件包括多个子光波导元件时，例如多个子光波导元件沿垂直于第一主表面交叠设置，最上侧的子光波导元件的上表面为第一主表面，最下侧的子光波导元件的下表面为第二主表面。

例如，第一主表面211和第二主表面212包括靠近显示面板10的上表面211以及远离显示面板10的下表面212，光耦入部230可以设置在上表面211或下表面212上，且位于透反元件阵列220面向光源部100的一侧。例如，第一方向(X方向)和第二方向(Z方向)平行于上述主表面。

例如，波导介质210由可实现波导功能的材料制成，一般为折射率大于1的透明材料。例如，波导介质210的材料可以包括二氧化硅、铌酸锂、绝缘体上硅(SOI,Silicon-on-insulator)、高分子聚合物、Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物和玻璃等中的一种或多种。

例如，波导介质210可为平面基板、条形基板和脊型基板等。例如，本公开实施例的至少一示例中，波导介质采用平面基板以形成均匀的面光源。

例如，如图1A至图3所示，透反元件阵列220包括沿光线全反射传播方向排列的多个透反元件221，上述“光线全反射传播方向”可以指光线传播的整体(宏观)的方向，例如这里指图1A所示的第一方向(即X方向)，进入光波导元件200的光线在波导介质210的两个主表面发生全内反射，使得该光线整体沿X方向传播至透反元件阵列220。

例如，如图1A至图3所示，透反元件221被配置为透射光线的同时反射光线。例如，在波导介质210内发生全反射传导的光线传输至透反元件221时，光线在透反元件221处发生反射，反射后的光线角度不再满足全反射条件，进而出射；透射的光线则继续沿全反射路径传播，继续传输至下一个透反元件221，继续发生反射和透射，被该下一个透反元件221反射的光线从光波导元件200中出射，经该下一个透反元件221透射的光线继续沿全反射路径传播；依次类推，直至传输至最后一个透反元件221。

例如，如图1A所示，透反元件221可采用镀设或贴覆的方式设置在波导介质210中。例如，波导介质210可被划分为多个截面为平行四边形的柱体，在拼接的柱体之间设置透反元件221，即，相邻透反元件221之间的介质可以为波导介质210。例如，波导介质210包括沿第一方向排列且彼此贴合的多个波导子介质，相邻波导子介质之间夹设透反元件221，各波导子介质被配置为使得光线发生全内反射，透反元件被配置为通过反射破坏部分光线的全反射条件而将该部分光线耦出光波导元件。

例如，本公开实施例以透反元件阵列220中的多个透反元件221均彼此平行为例进行描述，此时从透反元件阵列出射的光线为平行光。但本公开实施例不限于此，透反元件阵列中的多个透反元件还可以不平行，通过调整多个透反元件之间的夹角，可以将从透反元件阵列出射的光线调整为会聚光或者发散光。

例如，如图1A所示，各透反元件221与出光面211之间的夹角为第一夹角，第一夹角和光线在出光面211发生全反射的全反射临界角之和在60°～120°范围内。例如，第一夹角和全反射临界角之和在70°～120°范围内。例如，第一夹角和全反射临界角之和在80°～100°范围内。例如，第一夹角和全反射临界角之和在85°～95°范围内。本公开实施例通过对透反元件与出光面之间的第一夹角和光线在出光面发生全反射时的全反射临界角之和的设置，对于同一路光线而言，可以使得光线仅在各透反元件中发生一次反射，如避免与透反元件平行或接近平行的光线在其上发生透射和反射，可以提高光线的均匀性，减少或避免杂散光的产生。

例如，各透反元件221与第一主表面211的夹角为第一夹角，在波导介质210中全反射传播的光线与第一主表面211和第二主表面212的夹角为第二夹角，第一夹角和第二夹角之差不大于10度。例如，第一夹角和第二夹角之差不大于5度。例如，第一夹角和第二夹角相等，即在波导介质210中全反射传播的光线与透反元件221平行，对于同一路光线而言，可以使得光线仅在各透反元件中发生一次反射，如避免与透反元件平行的光线在其上发生透射和反射，可以提高光线的均匀性，减少或避免杂散光的产生。

例如，上述第一夹角和第二夹角可以均为锐角。

例如，图1B为另一种显示装置的局部结构示意图。图1B与图1A所示示例不同之处在于，光波导元件200远离显示面板10的一侧设置有反射装置600，此时透反元件221与全反射传播的光线之间的角度可以不作限制，例如可以不平行，例如大于10度，此时通过在光波导元件远离显示面板的一侧设置反射装置可以将漏出的杂散光反射回去以提高光波导元件出射光的均匀性。例如，上述反射装置可以为一反射层或者其他能起到反射作用的结构。

例如，如图1A至图3所示，本公开实施例示意性的示出相邻透反元件221在主表面的正投影彼此相接，可以避免两个透反元件之间出现不出光的黑暗区域。但不限于此，相邻透反元件在主表面的正投影可以部分交叠，可以避免光线在透反元件边缘的弱化，通过透反元件的交叠可以使得出光更加均匀。

例如，如图1A至图3所示，沿光线在波导介质210中全反射传播的方向，多个透反元件221均匀排列且反射率逐渐增大。例如，距光源部100越近的透反元件221的反射率越小。例如，透反元件阵列中沿出光面的延伸方向依次排列的透反元件反射率在光线的传播方向上逐渐增大或呈区域性地逐渐增大。例如，透反元件阵列中沿出光面的延伸方向依次排列的透反元件的排列密度逐渐增大或呈区域性地逐渐增大。例如，区域性增大可以是两个或两个以上的区域，上述不同区域中透反元件的反射率不同且逐渐增大。

上述均匀排列既可以指相邻透反元件设置为正投影彼此相接的排列，也可以指相邻透反元件设置为正投影部分交叠的排列。由于光线在传播过程中会逐步反射出波导介质，光强会逐步衰减，因此，通过将各透反元件的透反性质设置的不同，例如沿着光线全反射传播的路径，透反元件的反射率逐渐增加，可以使得各个透反元件反射出的光线强度比较均匀，波导介质210各部分的出光较均匀。

例如，沿光线在波导介质中全反射传播的方向，多个透反元件的排列密度逐渐增大。例如，距光源部越近的部分透反元件的排列密度越小。例如，上述排列密度小的位置可以为将相邻透反元件设置为正投影彼此相接，上述排列密度大的位置可以为将相邻透反元件设置为正投影部分交叠。例如，上述排列密度小的位置可以为将相邻透反元件设置为正投影彼此交叠，且交叠的部分较小，上述排列密度大的位置可以为将相邻透反元件设置为正投影彼此交叠，且交叠的部分较大。本公开实施例也可以通过将各透反元件的透反性质设置为相同或几乎相同，通过调节透反元件的排列密度来使得各透反元件反射出的光线的强度均匀。

例如，图5为根据图1A所示示例中的另一种背光源的平面结构示意图。图5所示背光源与图3所示背光源的不同之处在于透反元件阵列中透反元件的反射率的变化不同。例如，如图5所示示例中，透反元件阵列220包括至少两个区域，例如区域01和区域02，至少两个区域中的一个区域01内的透反元件221的平均反射率大于其他区域(如区域02)内的透反元件221的平均反射率。上述区域01的透反元件的平均反射率大于其他区域的透反元件的平均反射率可以使得区域01内的光强大于其他区域的光强，当然本公开实施例不限于通过调节区域内透反元件的平均反射率来调节区域出射光的光强，还可以通过其他方式调节区域内出射光的强度。

例如，区域01中可以包括至少一个透反元件221，其他区域02中包括多个透反元件221，其他区域中的多个透反元件221的平均反射率较小以使该光波导元件出射的光线亮度不均匀，该光波导元件适用于不均匀显示的应用场景，例如广告牌、在特定区域集中显示内容的显示器。例如，区域01可以位于中间区域，其他区域02可以围绕区域01。本公开实施例不限于此，例如，区域01中包括的多个透反元件221的反射率逐渐增大，而其他区域中的多个透反元件221的反射率均相同以使该光波导元件出射的光线亮度不均匀。

例如，透反元件221对光线的透射反射，可以无波长选择性及偏振选择性，例如采用无机电介质膜层，例如，由一层或多层金属氧化物/金属氮化物等膜层堆叠而成的薄膜，每层膜层的厚度约在10nm-1000nm，通过改变膜层材质和/或膜层堆叠方式就可以调控无机电介质膜层整体的透射和反射性能。由此，入射到透反元件221的光线在经过透反元件221的透射和反射后的波长性质和偏振性质几乎不变。

例如，透反元件阵列220中的至少一个透反元件221包括选透膜，进入光波导元件200中的光线包括第一偏振光和第二偏振光，选透膜被配置为对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，对第二偏振光的透射率大于对第一偏振光的透射率，由此，透反元件可以逐步将第一偏振光反射出光波导元件。

上述进入光波导元件的光线可以为非偏振光，也可以直接为两种偏振态的偏振光。这里的“非偏振光”指光源部发出的光线可以同时具有多个偏振特性但不表现出唯一的偏振特性，例如光源部发出的光线可以认为是由两种互相垂直的偏振态的光线合成，也即光源部发出的非偏振光可以分解为两个互相垂直的偏振态的光线。

例如，选透膜可以为增亮膜(BEF，brightness enhancement film)，其对一种偏振光的反射率较高且对另一种偏振光的透射率较高(例如，选透膜对S偏振光反射率较高，且对P偏振光透射率较高)，透反元件可以利用偏振透反的选择性，使得光线逐步被透反元件反射出光波导元件。

例如，如图1A所示，从透反元件阵列220出射的光线在不满足全反射条件出射时，出射的方向可为垂直于波导介质210的主表面的方向。

图6为从透反元件阵列出射的光线与波导介质的主表面不垂直的示例。如图6所示，在入射至透反元件的光线的角度改变时，和/或改变透反元件与主表面之间的夹角，从透反元件阵列出射的光线还可以与波导介质的主表面不垂直。

本公开实施例中，从透反元件阵列出射的光线与波导介质的主表面可以垂直或不垂直，从不同透反元件出射的光线的出射方向平行或近乎平行，可以形成准直光束。本公开实施例中，采用厚度较小的光波导元件将光源输出的光线转化为准直的面光源光线，可以节约显示装置的厚度。

图7为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图。图7所示示例与图1A所示示例不同之处在于光源部的数量以及透反元件的排列方式不同，而相邻透反元件的位置关系可与图1A所示示例相同。如图7所示，透反元件阵列220包括沿第一方向排列的第一透反元件组2201和第二透反元件组2202，各透反元件组包括沿第一方向排列的多个透反元件221，不同透反元件组的透反元件221不平行。例如，图7示意性的示出各透反元件组包括的多个透反元件彼此平行，且不同透反元件组中的透反元件不平行。

例如，如图7所示，光源部100包括第一光源部110和第二光源部120，第一光源部110和第二光源部120分别位于透反元件阵列220在第一方向的两侧，第一透反元件组2201被配置为反射从第一光源部110进入光波导元件200的光线，且第二透反元件组2202被配置为反射从第二光源部120进入光波导元件200的光线。例如，第一透反元件组2201被配置为仅反射从第一光源部110进入的光线，且第二透反元件组2202被配置为仅反射从第二光源部2202进入的光线。本公开实施例通过设置两个光源部以及两组透反元件组，可以提高光波导元件出射光线的强度。

例如，如图7所示，第一透反元件组2201中的透反元件221和第二透反元件组2202中的透反元件221之一与第一方向(X的箭头所指的方向)之间的夹角为锐角，另一个与第一方向之间的夹角为钝角，第一透反元件组可以仅反射从第一光源部进入的光线，第二透反元件组可以仅反射从第二光源部进入的光线。例如，第一透反元件组2201中的透反元件221和第二透反元件组2202中的透反元件221的倾斜方向不同。

例如，光源部在出光面的延伸方向上还可以位于第一透反元件组和第二透反元件组之间。

例如，背光源中还可以设置反射装置，反射装置设置在背离光波导元件出光面侧的另一侧，用于将从光波导元件中漏出的光线反射回光波导元件，使得尽可能多的光线转化为准直光线并输出，提高光线利用率。

例如，图8为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图。图8所示示例与图1A所示示例不同之处在于光源部的数量以及透反元件对光源部反射光线的出射方向。如图8所示，光源部100包括第一光源部110和第二光源部120，第一光源部110和第二光源部120分别位于透反元件阵列220在第一方向的两侧。各透反元件221的两侧表面均可以反射第一光源部110或第二光源部120进入的光线，以使光波导元件的两侧主表面均为出光面。

例如，位于中间位置和/或靠近中间位置的透反元件的反射率大于位于两侧位置的透反元件的反射率，以使从光波导元件出射的光线具有较好的均匀性。本示例中的背光源可以应用于需要两面出射光的场景，例如广告牌等。

例如，图9为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图。如图9所示，背光源还包括位于光源部100和光波导元件200之间的分光元件300，分光元件300被配置为将光源部100射向光波导元件200的光线分为多个子光束。例如，分光元件300可以将光源部100射向光波导元件200的光线分为两束子光线或三束子光线，本公开实施例不限于此，还可以分为更多个子光束。例如，分光元件300可以为棱镜。

例如，如图9所示，光波导元件200包括多个子光波导元件201，多个子光束被配置为进入多个子光波导元件201中，且被位于各子光波导元件201中的透反元件阵列221反射出光波导元件200。例如，透反元件阵列包括分别位于多个子光波导元件中的多个子透反元件阵列。例如，多个子透反元件阵列与多个子光波导元件一一对应。

例如，多个子光波导元件201的数量可与多个子光束的数量相同，此时，多个子光束被配置为一一进入相应的子光波导元件中。本公开实施例不限于此，多个子光波导元件的数量也可以小于多个子光束的数量，此时，至少两束子光线进入同一子光波导元件中。

例如，多个子光波导元件201的厚度，小于如图1A所示的实施例中光波导元件的厚度；将原本在一个光波导元件中传输的光线，对光线分束后，分别耦入多个更薄的波导元件，光线在厚度较小的波导元件中传输，全反射次数会增加，可以使得出光分布更加均匀。例如，本实施例中的均匀可以是光线明暗均匀，一般光源(如点光源)发出的光线，中间光线较强而边缘部分较暗，光源发出的光线经过光波导元件输出后，耦出的准直光线也是中间偏亮而两边偏暗的状态，而要调节准直光线的明暗程度是比较困难的；因此，在光源发出的光线进入光波导元件之前，或者从光波导元件耦出之前，就改善光线的均匀度，可以获得明暗均匀的面光源光线；例如，增加光线的全反射次数可以改善明暗均匀度，因此可以设置更薄的光波导元件，用于增加光线的全反射次数。

本公开实施例中，通过将光源部的光线分为多个子光束，且设置多个子光波导元件以将进入其中的多个子光束耦出，可以进一步提高背光源出光的均匀性。

例如，多个子光波导元件可以为独立的结构，也可以集成在同一基板上。

例如，各子光波导元件均包括波导介质，且不同子光波导元件中的波导介质的折射率可以相同，也可以不同，本公开实施例对此不作限制。

例如，各子光波导元件中透反元件阵列包括的透反元件的数量以及排列方式可以相同，也可以不同，本公开实施例对此不作限制。

例如，各子光波导元件可以包括光耦入部，也可以不包括光耦入部。例如，各子光波导元件均包括光耦入部时，不同子光波导元件的光耦入部可以相同，例如均采用几何方式(例如，棱镜耦入或反射结构耦入等非光栅耦入方式)进入，也可以不同，本公开实施例对此不作限制。

例如，如图9所示，光波导元件200包括多个子光波导元件201，透反元件阵列210包括分别位于多个子光波导元件201中的多个子透反元件阵列；背光源还包括分光元件300，分光元件300被配置为将光源部100发出的射向光波导元件200的光线分为多个子光束且使多个子光束分别进入多个子光波导元件201中，且进入各子光波导元件201中的各子光束被位于各子光波导元件201中的子透反元件阵列反射出光波导元件200的出光面。

例如，光源部100发出的射向光波导元件200的光线包括特性不同的第一特性光和第二特性光，分光元件300被配置为对光源部100发出的射向光波导元件200的光线进行分光处理，使通过分光处理得到的第一特性光入射至第一子光波导元件2011，且使通过分光处理得到的第二特性光入射至第二子光波导元件2012。

例如，第一特性光和第二特性光分别为偏振态不同的第一偏振光和第二偏振光；或者，第一特性光和第二特性光分别为颜色不同的第一颜色光和第二颜色光。

例如，分光元件包括偏振分光元件，偏振分光元件被配置为反射第一偏振光和第二偏振光中的一者，且透射第一偏振光和第二偏振光中的另一者。分光元件还包括反射元件，反射元件被配置为反射第一偏振光和第二偏振光之一。

例如，如图9所示，多个子光束包括偏振方向不同的第一偏振光束1001和第二偏振光束1002，分光元件300包括偏振分光元件310，偏振分光元件300被配置为对光源部100发出的射向光波导元件200的光线进行偏振分光处理，以使多个子光束包括偏振态不同的第一偏振光束1001和第二偏振光束1002，使第二偏振光束1002入射至第二子光波导元件2012，且使第一偏振光束1001入射至第一子光波导元件2011。上述偏振分光元件透射第二偏振光束且反射第一偏振光束，不限定为只反射第二偏振光束且至透射第一偏振光束，例如，偏振分光元件对第二偏振光束的透射率高，对第一偏振光束的反射率高。本公开实施例中的第一偏振光束和第二偏振光束可以互换。

例如，如图9所示，第一子光波导元件2011的透反元件被配置为对第一偏振光的反射率大于对第二偏振光的反射率，第二子光波导元件2012的透反元件被配置为对第二偏振光的反射率大于对第一偏振光的反射率，可以提高背光源出射光的强度，提高光线的利用率。

当然，本公开实施例不限于此，各子光波导元件中的透反元件也可以无偏振选择特性。

例如，如图9所示，分光元件300还包括反射元件320，反射元件320被配置为将第一偏振光束1001反射至第一子光波导元件2011中。本公开实施例不限于此，反射元件也可以被配置为将第二偏振光束反射至第二子光波导元件中。例如，反射元件的作用是将分束后的第一偏振光束传输至第一子光波导元件，反射元件可以用其他具有类似功能的元件替代。

例如，光源部100发出的非偏振光线经过具有偏振分光功能的偏振分光元件310后，透射光线包括P偏振光(例如，第二偏振光)，反射光线包括S偏振光(例如，第一偏振光)；或者透射光线包括S偏振光(例如，第二偏振光)，反射光线包括P偏振光(例如，第一偏振光)，本公开实施例对此不做限制。

例如，偏振分光元件310可以具有透射一种特性的光线和反射另一种特性的光线的作用，例如偏振分光元件310可以具有透射一种偏振态的光线和反射另一种偏振态的光线的特性，该偏振分光元件310可以利用上述透反特性实现分束。

例如，偏振分光元件310可以为透反膜，通过透射部分光线和反射另一部分光线实现分束作用。例如，透反膜可以透射光源部100发出的光线中的第二偏振光，且反射光源部100发出的光线中的第一偏振光。

例如，该透反膜可以是具有偏振透反功能的光学膜，具体是可以将非偏振光线，通过透射和反射，分束为两个互相垂直偏振光的光学膜；上述光学膜可以由多层具有不同折射率的膜层按照一定的堆叠顺序组合而成，每个膜层的厚度约在10～1000nm之间；膜层的材料可以选用无机电介质材料，例如，金属氧化物和金属氮化物；也可以选用高分子材料，例如聚丙烯、聚氯乙烯或聚乙烯。

例如，透射的P偏振光经过第二子光波导元件2012中的第二光耦入部232进入第二子光波导元件2012，反射的S偏振光经过反射元件320的反射后入射到第一子光波导元件2011中的第一光耦入部231以进入第一子光波导元件2011。S偏振光和P偏振光经过各自波导元件中的透反元件阵列，以准直光线的状态输出，可以实现将普通光源转化为均匀的面光源的效果。

例如，如图9所示，多个子光波导元件在垂直于显示面板的显示面的方向交叠设置，由此可以提高背光源的亮度，提升光线的均匀性。上述交叠设置包括完全交叠设置和部分交叠设置，即多个子光波导元件在平行于光波导元件的出光面的平面上的正投影可以完全交叠，也可以部分交叠，本公开实施例对此不作限制。图9示意性的示出第一子光波导元件与第二子光波导元件完全交叠设置。

例如，如图9所示，第一子光波导元件2011和第二子光波导元件2012在垂直于显示面板的显示面的方向交叠，即第一子光波导元件2011和第二子光波导元件2012在Y方向交叠，且从第二子光波导元件2012出射的光线经过第一子光波导元件2011后射向显示面板。例如，如图9所示，从第二子光波导元件2012出射的光线可以经过第一子光波导元件2011中的透反元件阵列，也可以不经过第一子光波导元件2011中的透反元件阵列，本公开实施例对此不作限制。

例如，当从第二子光波导元件出射的光线经过第一子光波导元件中的透反元件阵列时，第一子光波导元件中的透反元件阵列对透射的光线具有较高的透射率。

例如，如图9所示，传输至第一子光波导元件2011的透反元件的第一偏振光束1001与该透反元件的夹角为第三夹角，传输至第二子光波导元件2012的透反元件的第二偏振光束1002与该透反元件的夹角为第四夹角，第三夹角和第四夹角之差不大于5度。上述第三夹角和第四夹角均可以指入射到透反元件表面且透射的光线与该透反元件的夹角。

例如，第三夹角和第四夹角相等，则可以根据各子光波导元件中透反元件的倾斜角度来调节进入子光波导元件中的偏振光的角度。例如，将不同子光波导元件与相应偏振光之间的夹角设置为相同还可以方便子光波导元件的制作，以及入射光角度的调整。

例如，如图9所示，进入第一子光波导元件2011中的第一偏振光束1001的全反射传播方向与进入第二子光波导元件2012中的第二偏振光束1002的全反射传播方向相同时，第一子光波导元件2011中的透反元件可以与第二子光波导元件2012中的透反元件之间的夹角不大于5度，例如，两个子光波导元件中的透反元件平行，以方便光波导元件的制作。

例如，如图9所示，第一子光波导元件2011中的透反元件和第二子光波导元件2012中的透反元件与第一方向之间的夹角均为锐角，或者均为钝角。例如，第一子光波导元件2011中的透反元件和第二子光波导元件2012中的透反元件的倾斜方向相同。这里的倾斜方向可以指透反元件相对于出光面的倾斜方向。但不限于此，这里的倾斜方向还可以指相对于Y方向，向左侧或者右侧的倾斜。

在图9所示的X方向的箭头所指的方向为第一方向(例如涉及上述与方向的夹角时，可以将第一方向视为矢量)且进入第一子光波导元件2011中的第一偏振光束1001的全反射传播方向与进入第二子光波导元件2012中的第二偏振光束1002的全反射传播方向相同，则各偏振光的全反射传播方向与第一方向相同时，各透反元件与第一方向的夹角均为锐角；各偏振光的全反射传播方向与第一方向相反时，各透反元件与第一方向的夹角均为钝角。

例如，图10为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图。图10所示示例与图9所示示例不同之处在于多个子光波导元件的位置关系不同。如图10所示，多个子光波导元件沿第一方向排列。例如，多个子光波导元件在垂直于显示面板的显示面的方向没有交叠，既可以减少背光源的厚度，还可以通过将各子光波导元件的长度设置的较小以减小光波导元件边缘光强弱化的程度。例如，多个子光波导元件在垂直于显示面板的显示面的方向没有交叠，可以是恰好相接，也可以存在一定距离，如图10所示。

例如，多个子光波导元件可以包括沿第一方向排列的第一子光波导元件2011和第二子光波导元件2012，偏振分光元件310透射的第二偏振光束1002经过第二子光波导元件2012中的第二光耦入部232进入第二子光波导元件2012，反射的第一偏振光束1001没有经过反射元件就经过第一子光波导元件2011中的第一光耦入部231进入第一子光波导元件2011。第一偏振光束1001和第二偏振光束1002经过各自子波导元件中的透反元件阵列，以准直光线的状态输出，可以实现将普通光源转化为均匀的面光源的效果。

例如，第一子光波导元件2011中光线的全反射传播方向与第二子光波导元件2012中光线的全反射传播方向相反，则第一子光波导元件2011中的透反元件与第二子光波导元件2012中的透反元件不平行，例如，两者之一与第一方向的夹角为锐角，另一个与第一方向的夹角为钝角，以实现透反元件对光线的耦出。例如，第一子光波导元件2011中的透反元件与第二子光波导元件2012中的透反元件的倾斜方向不同。

例如，图11为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图。如图11所示，分光元件300被配置为将光源部100射向光波导元件的光线分为多束波长不同的光线。例如，分光元件300可以包括分光棱镜、分光光栅等可以起到将不同波长光线分离的元件。

例如，如图11所示，多个子光束包括波长不同的第一颜色光1003和第二颜色光1004，多个子光波导元件201包括第一子光波导元件2011和第二子光波导元件2012，第一颜色光1003被配置为进入第一子光波导元件2011中，且被位于第一子光波导元件2011中的透反元件阵列反射出第一子光波导元件2011，第二颜色光1004被配置为进入第二子光波导元件2012中，且被位于第二子光波导元件2012中的透反元件阵列反射出第二子光波导元件2012。

本公开实施例通过将不同颜色光线进入不同子光波导元件中，有利于不同颜色光线的全反射传播调控，以提高光线的利用率。

例如，第一子光波导元件2011的透反元件被配置为对第一颜色光1003的反射率大于对第二颜色光1004的反射率，第二子光波导元件2012的透反元件被配置为对第二颜色光1004的反射率大于对第一颜色光1003的反射率。本公开实施例通过对不同子光波导元件中透反元件的反射率和透射率的调控，可以提高入射到相应子光波导元件中的光线的利用率。

例如，第一颜色光1003可以为红光或者绿光，第二颜色光1004可以为蓝光。本公开实施例不限于此，第一颜色光和第二颜色光可以互换。

例如，图12为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图。如图12所示，多个子光束还包括第三颜色光1005，第三颜色光1005被配置为进入第一子光波导元件2011和第二子光波导元件2012之一中。例如，如图12所示，第一颜色光1003和第三颜色光1005进入第一子光波导元件2011中，第二颜色光1004进入第二子光波导元件2012中。本公开实施例不限于此，第三颜色光也可以与第二颜色光进入同一子光波导元件中。

本公开实施例中，通过将两种不同颜色的光线进入同一子光波导元件中，既可以降低光波导元件制作成本，还可以减薄背光源的厚度。

例如，第一颜色光1003和第三颜色光1005可以分别为红光和绿光，第二颜色光1004可以为蓝光。本公开实施例不限于此，第一颜色光和第三颜色光还可以分别为绿光和蓝光，第二颜色光为红光。

本公开实施例中将波长相近的两种颜色光线进入同一子光波导元件中，可以方便子光波导元件中的透反元件阵列的调节，还可以降低成本。

例如，图13为根据本公开实施例的另一示例中的背光源的局部结构示意图。图13所示示例与图12所示示例不同之处在于，多束不同颜色光线被被配置为一一进入多个子光波导元件中。如图13所示，多个子光束还包括第三颜色光1005，多个子光波导元件201还包括第三子光波导元件2013，第三颜色光1005被配置为进入第三子光波导元件2013中，且被位于第三子光波导元件2013中的透反元件阵列反射出第三子光波导元件2013。本公开实施例通过将不同颜色光线一一进入不同子光波导元件中，可以进一步提高光线的利用率。

例如，如图13所示，第一子光波导元件2011的透反元件被配置为对第一颜色光1003的反射率大于对第二颜色光1004和第三颜色光1005的反射率，第二子光波导元件2012的透反元件被配置为对第二颜色光1004的反射率大于对第一颜色光1003和第三颜色光1005的反射率，且第三子光波导元件2013的透反元件被配置为对第三颜色光1005的反射率大于对第一颜色光1003和第二颜色光1004的反射率。本公开实施例通过对不同子光波导元件中透反元件的反射率和透射率的调控，可以提高入射到相应子光波导元件中的光线的利用率。

例如，如图13所示，第一子光波导元件2011的波导介质的折射率、第二子光波导元件2012的波导介质的折射率以及第三子光波导元件2013的波导介质的折射率可以不同，且各自被设置为适应进入相应子光波导元件的光线的折射率。例如，第一颜色光1003、第二颜色光1004及第三颜色光1005分别为蓝光、红光和绿光，若三种光线耦入同一光波导元件，不同波长的光线在同一介质中传播，介质对各种光线的折射率不同，因此三种波长光线的全反射角度不同(例如红光的全反射临界角大于蓝光的全反射临界角)，透反元件设置的角度也要考虑三种角度传播的光线，因此效率较低；如果要使得三种光线的全反射角度接近，又需要调控介质具有不同的折射率。因此，将各种光线分开，每个子光波导元件可以选择能将对应光线尽可能满足全反射条件传播的介质和对应的透反元件，就可以提高光线利用率。

例如，本公开实施例不限于多个子光束为偏振方向或者波长不同的子光线，该多个子光束中的各束子光线也可以为具有相同性质的子光线，即分光元件仅被配置为将光源部射出的一束光线分为具有相同性质的多个子光束，且该多个子光束被配置为一一进入多个子光波导元件中。相对于将光源部射出的一束光线进入一个光波导元件中，本公开实施例通过将光源部射出的一束光线分为多束光线，且分别进入不同的子光波导元件中，可以提高光线的利用率，也可以提升耦出光线的均匀性。在多个子光束中的各束子光线具有相同性质时，多个子光波导元件可以在垂直于显示面板的显示面的方向交叠，也可以不交叠。

例如，光波导元件包括多个子光波导元件，多个子光波导元件无论在平行于显示面板的显示面的方向上排列，还是在垂直于显示面板的显示面的方向上排列，上述多个子光波导元件中的至少一个子光波导元件中，沿光线在波导介质中全反射传播的方向，多个透反元件均匀排列且反射率逐渐增大。

例如，光波导元件包括多个子光波导元件，多个子光波导元件无论在平行于显示面板的显示面的方向上排列，还是在垂直于显示面板的显示面的方向上排列，上述多个子光波导元件中的至少一个子光波导元件中，沿光线在波导介质中全反射传播的方向，多个透反元件的排列密度逐渐增大。

在研究中，本申请的发明人还发现：液晶显示装置的液晶层两侧设置有两个透光方向不同的偏振片，其中一个偏振片设置在液晶层与背光源之间，只有特定偏振态的光线可经过液晶层与背光源之间的偏振片而入射到液晶显示面板内部，并被利用成像。例如，在背光源发出的光线为非偏振光时，背光源发出的光线中最多只有50％可被液晶层利用，其余的光线会被浪费或被液晶层吸收发热，造成光线利用率较低的问题。

图14为根据本公开另一实施例的一示例提供的背光源的局部结构示意图。也可以将本实施例中的背光源称为光源装置，既可以与显示面板一起应用到显示装置，也可以单独使用，本公开实施例对此不作限制。例如，本实施例中的光源装置可以设置在透射式显示面板的背侧，也可以设置在反射式显示面板的显示侧，为显示面板提供光线，本实施例中的光源装置(例如，背光源)，可以应用于任意需要光源的显示装置。

如图14所示，光源装置包括：光源部100，光源部100发出的光线包括偏振态不同的第一偏振光100-1和第二偏振光100-2；光波导元件200，包括光耦出部240。光源部100被配置为使其发出的光线在进入光波导元件200后在光波导元件200中反射式传播，光耦出部240被配置为将在光波导元件200中反射式传播的光线耦出。光耦出部240包括第一光耦出部241和第二光耦出部242，第一光耦出部241被配置为将进入光波导元件200的第一偏振光100-1耦出；光源装置还包括偏振转换结构400，偏振转换结构400被配置为将进入光波导元件200后的第二偏振光100-2转换为第一偏振光100-1。第二光耦出部242被配置为：在偏振转换结构400将进入光波导元件200的第二偏振光100-2转换为第一偏振光100-1后，将转换后的第一偏振光100-1耦出；或者第二光耦出部242被配置为：将进入光波导元件200的第二偏振光100-2耦出至偏振转换结构400，以使被耦出的第二偏振光100-2被偏振转换结构转400换为第一偏振光100-1。

如图14所示，背光源包括光源部100和光波导元件200。光源部100发出的光线包括偏振态不同的第一偏振光100-1和第二偏振光100-2。光波导元件200包括波导介质210和光耦出部240，光源部100发出的光线被配置为进入波导介质210并在波导介质210中全反射传播，光耦出部240被配置为将在波导介质210中全反射传播的光线耦出至预定区域40。

例如，如图14所示，在光源部100发出的不同偏振态的偏振光经过分光结构后可以分别得到第一偏振光束1001和第二偏振光束1002，第一偏振光束1001和第二偏振光束1002的偏振态不同。

例如，第一光耦出部241被配置为将进入光波导元件200的第一偏振光束1001耦出至预定区域40。如图14所示，背光源还包括偏振转换结构400，偏振转换结构400被配置为将进入光波导元件200后的第二偏振光束1002转换为第一偏振光束1001’。第二光耦出部242被配置为将转换后的第一偏振光束1001’耦出至预定区域40，或者将第二偏振光束1002耦出至偏振转换结构400以将第二偏振光束1002转换为第一偏振光束1001’后射向预定区域40。

在背光源中设置的偏振转换结构可以将从光源部出射的非偏振光转换为具有特定偏振态的偏振光，该偏振光可以经过液晶层与背光源之间的偏振片被液晶层利用以提高光线的利用率。

例如，图14所示示例中，从第二光耦出部242耦出的第二偏振光束1002经过偏振转换结构400后转换为第一偏振光束1001’，该转换后的第一偏振光束1001’与从第一光耦出部241耦出的第一偏振光束1001一起射向预定区域40。

例如，上述预定区域40可以指背光源与显示面板之间的某一区域，但不限于此，该预定区域可以为位于背光源出光侧的任意区域。

例如，本实施例中的光源部100可以与图1A至图13所示实施例中的光源部100具有相同的特征，在此不再赘述。本实施例中的波导介质210可以与图1A至图13所示实施例中的波导介质210具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，本实施例中可以设置光耦入部，也可以不设置光耦入部。例如，本实施例设置的光耦入部可以与图1A至图13所示实施例中设置的光耦入部具有相同或类似的特征，在此不再赘述。

例如，光源部100出射的光线可以为非偏振光，该非偏振光中包括偏振方向不同的第一偏振光束1001和第二偏振光束1002。例如，第一偏振光束1001和第二偏振光束1002可以为偏振方向垂直的两种线偏振光，例如S偏振光和P偏振光。本公开实施例不限于此，第一偏振光和第二偏振光也可以为旋向相反的两种圆偏振光或者椭圆偏振光。例如，本公开实施例不限于光源部出射的光线仅包括两种偏振态，还可以包括三种或者更多种偏振态。

例如，从第一光耦出部241出射的第一偏振光束1001在入射到预定区域40的过程中不改变其特性。例如，转换后的第一偏振光束1001’与光源部100出射的光中的第一偏振光束1001具有相同的特性，即为具有相同偏振态的偏振光。例如，从第二光耦出部242出射的第二偏振光束1002在入射到预定区域40的过程中被偏振转换结构400改变偏振方向。

例如，本公开实施例不限于光源部进入光波导元件中的光线在光波导元件中进行全反射传播，例如，光源部发出的光线也可以以非全反射方式在透反元件中传输，例如可以是沿直线传播。

图15为根据本公开另一实施例的一示例提供的背光源的局部结构示意图。如图15所示，背光源还包括分光元件300，被配置为对光源部100发出的射向光波导元件200的光线进行分光处理。例如，分光元件300可以位于光源部100和光波导元件200之间，且被配置为将光源部100射向光波导元件200的光线分为第一偏振光束1001和第二偏振光束1002。

例如，光源部100出射非偏振光，分光元件300包括偏振分光元件310，偏振分光元件310被配置为反射第一偏振光和第二偏振光中的一者，且透射第一偏振光和所述第二偏振光中的另一者；分光元件300还包括反射元件320，反射元件320被配置为反射第一偏振光和所述第二偏振光之一。

例如，偏振分光元件310被配置为将光源部100射向光波导元件200的非偏振光在入射到光波导元件200之前分为第一偏振光束1001和第二偏振光束1002。

例如，如图15所示，光波导元件200包括第一子元件2001和第二子元件2002，第一子元件2001中设置有第一光耦出部241。上述第一偏振光束1001被配置为进入第一子元件2001中，且被第一光耦出部241耦出至预定区域40，即第一光耦出部241输出的第一偏振光束1001为直接输出，例如准直输出的光线。例如，上述第二偏振光束1002被配置为进入第二子元件2002中。

例如，如图15所示，第二子元件2002包括第二光耦出部242，偏振转换结构400被配置为使从第二光耦出部242耦出的第二偏振光转换成第一偏振光。第一子元件2001包括出光面，第一子元件2001和第二子元件2002在垂直于出光面的方向交叠，且偏振转换结构400位于第一子元件2001和第二子元件2002之间；或者所第一子元件2001和第二子元件2002在垂直于出光面的方向没有交叠。

例如，如图15所示，第二子元件2002中设置有第二光耦出部242，偏振转换结构400设置在第二光耦出部242的出光侧以使从第二光耦出部242耦出的第二偏振光束1002转换成第一偏振光束1001’。例如，图15所示的第一子元件和第二子元件均设置有光耦出部，则可以与图9所述的子光波导元件为相同的结构，也可以为不同结构。

例如，图15示意性的示出第一子元件和第二子元件为分离的结构，但不限于此，第一子元件和第二子元件还可以为一体化的结构。例如，第一子元件和第二子元件可以在远离光源部的一侧通过连接部连接起来，本公开实施例对此不作限制，可以根据实际需要进行设置。上述“第一子元件和第二子元件还可以为一体化的结构”可以指第一子元件和第二子元件为由同一材料经过一步工艺制作形成的同一结构，也可以指第一子元件和第二子元件通过粘结等固定方式连接在一起。

例如，如图15所示，第一子元件2001包括出光面001，第一子元件2001和第二子元件2002在垂直于出光面001的方向(即图中所示的Y方向)交叠，且偏振转换结构400位于第一子元件2001和第二子元件2002之间。上述交叠可以包括完全交叠和部分交叠，例如第一子元件和第二子元件在平行于出光面的平面上的正投影完全交叠或者部分交叠。图15示意性的示出第一子元件和第二子元件在Y方向完全交叠。

例如，如图15所示，在第一子元件2001和第二子元件2002在Y方向上交叠时，转换后的第一偏振光束1001’会经过第一子元件2001后射向预定区域40。例如，转换后的第一偏振光束1001’可以经过第一光耦出部241，也可以不经过第一光耦出部241，本公开实施例对此不作限制。

本公开一些实施例将第一子元件和第二子元件交叠设置，可以提高背光源的亮度，提升光线的均匀性。

例如，如图15所示，偏振分光元件310被配置为透射光源部100发出的光线中的第二偏振光束1002至第二子元件2002，且反射光线中的第一偏振光束1001至第一子元件2001。本实施例中的偏振分光元件可以与图9所示的偏振分光元件具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，如图15所示，分光元件300还包括反射元件320，反射元件320位于偏振分光元件310远离光波导元件200的一侧，且被配置为将第一偏振光束1001反射至第一子元件2001中。本实施例中的反射元件可以与图9所示的反射元件具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，如图15所示，以第二偏振光为P偏振态、第一偏振光为S偏振态为例进行说明，如图15所示，光源部100发出的非偏振光线经过具有偏振分光功能的偏振分光元件310后，透射光线包括P偏振光，反射光线包括S偏振光(反之亦然)。透射的P偏振光进入第二子元件2002，反射的S偏振光再经过反射元件320反射至第一子元件2001。S偏振光和P偏振光经过各自子光波导元件中的光耦出部输出，例如，S偏振光直接经第一光耦出部241输出，P偏振光经第二光耦出部242输出后，再经偏振转换元件400后转化为S偏振光，再经第一子元件2001后输出，实现了将光源部发出的非偏振光线转化为相同偏振光。

例如，偏振转换元件可以为1/2波片。本公开实施例不限于此，其将可以把第二偏振光转换为第一偏振光即可。

例如，如图15所示，第一子元件2001可以位于第二子元件2002远离光源部100的一侧，以使透射的第二偏振光进入第二子元件，反射的第一偏振光进入第一子元件，但不限于此。光源部也可以位于第一子元件与第二子元件之间，或者位于第一子元件远离第二子元件的一侧，可以根据实际需求进行设置。

图16为图15所示的背光源的一个示例图。如图16所示，光耦出部240包括透反元件阵列220，透反元件阵列220的各透反元件被配置为将传播至透反元件的光线的一部分反射至预定区域，另一部分透射至波导介质210以使其继续全反射传播。波导介质210包括主表面，透反元件阵列220包括沿第一方向排列的多个透反元件221，第一方向平行于主表面，各透反元件221与主表面的夹角为第一夹角，在波导介质210中全反射传播的光线与主表面的夹角为第二夹角，第一夹角和第二夹角之差不大于10度。例如，第一夹角和第二夹角之差不大于5度。例如，第一夹角和第二夹角相等，即在波导介质210中全反射传播的光线与透反元件221平行，以使得光线仅在各透反元件中发生一次反射，如避免与透反元件平行的光线在其上发生透射和反射，以提高光线的均匀性，避免杂散光。当然，本公开实施例不限于此，透反元件与全反射传播的光线之间的角度也可以大于5度，此时通过在光波导元件远离显示面板的一侧设置反射结构可以将漏出的杂散光反射回去以提高光波导元件出射光的均匀性。

例如，如图16所示，第一光耦出部241中的透反元件阵列220包括沿第一方向排列的多个第一透反元件2211，第二光耦出部242中的透反元件阵列220包括沿第一方向排列的多个第二透反元件2212。

例如，如图16所示，传输至第一透反元件2211的第一偏振光束1001全反射传播时与第一透反元件2211的夹角为第三夹角，传输至第二透反元件2212的第二偏振光束1002与第二透反元件2212的夹角为第四夹角，第三夹角和第四夹角之差不大于5度。例如，第三夹角和第四夹角相等，则可以根据各子元件中透反元件的倾斜角度来调节进入子元件中的偏振光的角度。例如，将不同子元件与相应偏振光之间的夹角设置的相同还可以方便子元件的制作，以及入射光角度的调整。

例如，如图16所示，进入第一子元件2001中的第一偏振光束1001的全反射传播方向与进入第二子元件2002中的第二偏振光束1002的全反射传播方向相同时，第一透反元件2211可以与第二透反元件2212之间的夹角不大于5度，例如，第一透反元件2211可以与第二透反元件2212平行，以方便光波导元件的制作。

例如，如图16所示，第一透反元件2211和/或第二透反元件2212与第一方向之间的夹角均为锐角，或者均为钝角。在图16所示的X方向的箭头所指的方向为第一方向且进入第一子元件2001中的第一偏振光束1001的全反射传播方向与进入第二子元件2002中的第二偏振光束1002的全反射传播方向相同，则各偏振光的全反射传播方向与第一方向相同时，各透反元件与第一方向的夹角均为锐角；各偏振光的全反射传播方向与第一方向相反时，各透反元件与第一方向的夹角均为钝角。透反元件与第一方向的夹角与偏振光的全反射传播方向相关。

例如，如图16所示，第一透反元件2211被配置为对第一偏振光束1001的反射率大于对第二偏振光束1002的反射率，且对第二偏振光束1002的透射率大于对第一偏振光束1001的透射率。

本公开实施例中的透反元件的排列方式可以与图9所示的示例中的透反元件的排列方式具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，如图16所示，从第二子元件2002出射的光线可以经过第一子元件2001中的透反元件阵列220，也可以不经过第一子元件2001中的透反元件阵列220，本公开实施例对此不作限制。例如，当从第二子元件出射的偏振光经过第一子光波导元件中的透反元件阵列时，第一子元件中的透反元件阵列对上述第二子元件出射的偏振光具有较高的透射率。

例如，本公开实施例不限于光耦出部为透反元件阵列，例如，光耦出部还可为表面光栅、体光栅、闪耀光栅、棱镜、反射结构和出光网点中的至少一种，通过反射、折射和衍射效应中的至少一种将破坏光线的全反射条件，使光线从光波导元件中出射。

例如，图17为根据本公开另一实施例的另一示例提供的背光源的局部结构示意图。图17所示示例与图15所示示例的不同之处在于图17所示第一子元件和第二子元件的位置关系不同。如图17所示，第一子元件2001包括出光面，第一子元件2001和第二子元件2002在垂直于出光面的方向(即Y方向)没有交叠(例如，可以是恰好相接，或者存在一定距离)，既可以减少背光源的厚度，还可以通过将各子元件的长度设置的较小以减小光波导元件边缘光强弱化的程度。

例如，如图17所示，第一子元件2001和第二子元件2002沿第一方向排列，光源部100可以位于第一子元件2001和第二子元件2002之间，但不限于此。例如，在光源部100位于第一子元件2001和第二子元件2002之间时，第一偏振光束1001和第二偏振光束1002的全反射传播方向相反，此时，第一子元件2001中的透反元件与第二子元件2002中的透反元件不平行，例如，两者之一与第一方向的夹角为锐角，另一个与第一方向的夹角为钝角，以实现透反元件对光线的耦出。

例如，图18为根据本公开另一实施例的另一示例提供的背光源的局部结构示意图。图18所示示例与图15所示示例的不同之处在于第二光耦出部的位置不同。如图18所示，第一光耦出部241和第二光耦出部242均位于第一子元件2001中。本示例中以入射到光波导元件的光线均为偏振光为例进行说明。

例如，如图18所示，第一子元件2001包括第二光耦出部242，第一子元件2001包括出光面，第一子元件2001和第二子元件2002在垂直于出光面的方向交叠，偏振转换结构400位于第二光耦出部242的入光侧，进入第二子元件2002的第二偏振光在第二子元件中全反射传播且被偏振转换结构400转换成第一偏振光后，经转换得到的第一偏转光被第二光耦出部242耦出。

例如，如图18所示，第二子元件2002设置有反射结构500，在第二子元件2002中全反射传播的第二偏振光在被偏振转换结构400转换以及被反射结构500反射后进入第一子元件2001，偏振转换结构可以设置在光波导元件200中，也可以设置在光波导元件200以外。

例如，本示例中的第一光耦出部241对第一偏振光束1001的耦出方式，以及第二光耦出部242对第二偏振光束1002的耦出方式可以与图15-图17所示示例相同，也可以不同。例如，本示例中的分光元件300可以与图15所示示例中的分光元件的特征相同，在此不作赘述。例如，本示例的光波导元件中的波导介质可与图15所示示例中的波导介质具有相同的特征，在此不再赘述。例如，本示例中的第一偏振光和第二偏振光可以与图15所示示例中的第一偏振光和第二偏振光具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，如图18所示，第一子元件2001包括出光面，第一子元件2001和第二子元件2002在垂直于出光面的方向(即Y方向)部分交叠或者完全交叠。偏振转换结构400位于第二光耦出部242的入光侧，进入第二子元件2002的第二偏振光束1002被配置为在第二子元件2002中全反射传播，且经过偏振转换结构400后被第二光耦出部242耦出。

本公开实施例中，通过将第二偏振光设置为在第二子元件中全反射传播，可以使得第二偏振光更均匀，例如，第二偏振光的明暗分布更加均匀。本公开实施例中将第一光耦出部和第二光耦出部设置在同一个子元件中，可以降低制作成本，易于实施。

例如，如图18所示，第一光耦出部241的入光侧位于第一光耦出部241远离第二光耦出部242的一侧，第二光耦出部242的入光侧位于第二光耦出部242远离第一光耦出部241的一侧。

例如，图18示意性的示出第一光耦出部241与第二光耦出部242之间设置有间隔，但不限于此，第一光耦出部与第二光耦出部之间还可以没有间隔以防止出射两个光耦出部之间出现不出光的黑暗区域。例如，第一光耦出部和第二光耦出部还可以交叠设置，以提高出光的均匀性。

例如，图18示意性的示出第一子元件2001和第二子元件2002为分离的结构，且偏振转换结构400位于第二子元件2002中，但不限于此，偏振转换结构还可以位于第一子元件中，或者位于第一子元件与第二子元件之间，或者第一子元件和第二子元件为一体化结构时，偏振转换结构可以位于第一子元件和第二子元件内，或者位于第一子元件和第二子元件以外，偏振转换结构位于第二光耦出部的入光侧即可，即在第二子元件中传播的第二偏振光经过偏振转换结构转换为第一偏振光，该第一偏振光被第二光耦出部耦出即可。

例如，第二子元件2002可以包括其他光耦出部(例如第二子元件与第一子元件为分离的结构)，也可以不包括光耦出部(例如第一子元件与第二子元件为一体化结构)，第二子元件主要被配置为使得第二偏振光在其中进行全反射传播。

例如，图18示意性的示出第一子元件2001中的第二光耦出部242的入光侧设置有第三光耦入部233，该第三光耦入部233可以与上述实施例中的第一光耦入部和第二光耦入部具有相同的特征，但不限于此，第一子元件2001中的第二光耦出部242的入光侧也可以不设置光耦入部。

例如，在第二偏振光可以仅经过一次偏振转换结构就转换为第一偏振光，例如，该偏振转换结构可以为1/2波片。当然，本公开实施例不限于此，第二偏振光也可以经过两次偏振转换结构后转换为第一偏振光，例如，该偏振转换结构可以为1/4波片。

例如，如图18所示，偏振转换结构400设置在第二子元件2002中，且第二子元件2002中还设置有反射结构500，位于偏振转换结构400远离光源部100的一侧，在第二子元件2002中全反射传播的第二偏振光束1002被配置为两次经过偏振转换结构400，且被反射结构500反射一次后进入第一子元件2001。

图19为图18所示的背光源的一个示例图。如图19所示，以第二偏振光束1002为P偏振光且第一偏振光为S偏振光为例进行说明，光源部100发出的非偏振光线经过具有偏振分光功能的偏振分光元件310后，透射P偏振光，反射S偏振光(反之亦然)。透射的P偏振光经过第二光耦入部232进入第二子元件2002，在第二子元件2002的波导介质中全反射传播，传播至端面处的反射结构500，反射光线不再满足全反射条件，反射光线会离开第二子元件2002。这里的反射结构500可以视为第二子元件2002的光耦出部。与此同时，反射结构500的入光侧还设置有偏振转换结构400，P偏振光在反射时，首先经过偏振转换结构400，反射后的光线也会再次经过偏振转换结构400，再离开第二子元件2002，也即P偏振光两次经过偏振转换结构400后，就会转换为S偏振光，转换后的S偏振光经第三进入部233进入第一子元件2001的波导介质，发生全反射，传输至第二光耦出部242并从第一子元件2001耦出。

例如，如图19所示，第一光耦出部241和第二光耦出部242均包括透反元件阵列220，透反元件阵列220包括的各透反元件221与入射至其表面的光线的夹角大致相等。例如，第一光耦出部241中的透反元件阵列220包括沿第一方向排列的多个第一透反元件2211，第二光耦出部242中的透反元件阵列220包括沿第一方向排列的多个第二透反元件2212。由于入射至第一光耦出部241的第一偏振光束1001的全反射传播方向与入射至第二光耦出部242的转换后的第一偏振光束1001’的全反射传播方向相反，则第一透反元件2211与第二透反元件2212不平行，即两者的倾斜方向不同，例如，第一透反元件2211和第二透反元件2212之一与第一方向之间的夹角为锐角，另一个与第一方向的夹角为钝角。

例如，图19示意性的示出第一子元件和第二子元件在Y方向上至少部分交叠设置，但不限于此，第一子元件和第二子元件还可以在Y方向上没有交叠。

例如，图20为根据本公开另一实施例的再一示例提供的背光源的局部结构示意图。图20所示示例与图14所示示例不同之处在于光源部出射的光在进入光波导元件时为非偏振光。

如图20所示，所述光波导元件200包括第一子元件2001和第二子元件2002，所述第一子元件2001包括所述第一光耦出部241，所述第二子元件2002包括所述第二光耦出部242。例如，图20所示的第一子元件和第二子元件均设置有光耦出部，则可以与图9所述的子光波导元件为相同的结构，也可以为不同结构。

如图20所示，所述光源部100被配置为使其发出的光线进入所述第一子元件2001，且所述光线中的所述第一偏振光被所述第一光耦出部241耦出，所述光线中的所述第二偏振光在所述第一子元件2001中传播至所述偏振转换结构400以转换为第一偏振光；经所述偏振转换结构400转换后得到的所述第一偏振光在所述第二子元件2002中传播至所述第二光耦出部242以被所述第二光耦出部242耦出。

例如，所述偏振转换结构设置在所述第一子元件与所述第二子元件之间；或者所述第一子元件设置有所述偏振转换结构，且所述偏振转换结构位于所述第一光耦出部远离所述第一子元件的入光侧的一侧；或者，所述第二子元件设置有所述偏振转换结构，且所述偏振转换结构位于所述第二光耦出部的入光侧。

如图20所示，光波导元件200包括第一子元件2001和第二子元件2002，第一子元件2001设置有第一光耦出部241，第二子元件2002设置有第二光耦出部242。光源部100发出的非偏振光被配置为进入第一子元件2001，且光线中的第一偏振光束1001被第一光耦出部241耦出，光线中的第二偏振光束1002被配置为在第一子元件2001中传播至偏振转换结构400以转换为第一偏振光束1001’；经偏振转换结构400转换后的第一偏振光束1001’被配置为在第二子元件2002中传播至第二光耦出部242以被第二光耦出部242耦出。第一光耦出部不仅可以起到耦出光的效果，还可以对光源部进入的非偏振光进行分光，由此，本公开实施例通过位于光波导元件中的光耦出部对光源部进入的非偏振光进行偏振分光，可以省略分光装置的设置以节省背光源的体积。

例如，本示例中的第一光耦出部241对第一偏振光束1001的耦出方式，以及第二光耦出部242对第二偏振光束1002的耦出方式可以与图15-图17所示示例相同，也可以不同。例如，本示例的光波导元件中的波导介质可与图15所示示例中的波导介质具有相同的特征，在此不再赘述。例如，本示例中的第一偏振光和第二偏振光可以与图15所示示例中的第一偏振光和第二偏振光具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，如图20所示，第一光耦出部241可以为对第一偏振光束1001具有较高的反射率，对第二偏振光束1002具有较高透射率的结构。例如，以第一偏振光为S偏振光、第二偏振光为P偏振光为例进行说明，如图20所示，光源部100发出的非偏振光在入射到光波导元件200之前不再分光，而是直接进入第一子元件2001，此时第一光耦出部240为对S偏振光有较高反射率、对P偏振光有较高透射率的元件，随着光线的传播，S偏振光逐渐离开第一子元件2001；P偏振光继续传输，在其经过偏振转换元件400后，转化为S偏振光，再进入第二子元件2002中传输，经第二光耦出部242耦出第二子元件2002。

例如，如图20所示，第一子元件2001包括出光面，第一子元件2001和第二子元件2002在垂直于出光面的方向至少部分交叠。但不限于此，第一子元件和第二子元件也可以沿光线的全反射传播方向排列，例如沿X方向排列。例如，第一子元件和第二子元件也可以在垂直于出光面的方向上没有交叠，位于第一子元件中的第一光耦出部可以耦出第一偏振光且传输第二偏振光，位于第二子元件中的第二光耦出部可以耦出转换后的第一偏振光即可。

图21为图20所示的背光源的一个示例图。如图21所示，第一光耦出部241和第二光耦出部242均包括透反元件阵列220，透反元件阵列220包括的各透反元件221与入射至其表面的光线的夹角大致相等。例如，第一光耦出部241中的透反元件阵列220包括沿第一方向排列的多个第一透反元件2211，第二光耦出部242中的透反元件阵列220包括沿第一方向排列的多个第二透反元件2212。由于入射至第一光耦出部241的第一偏振光束1001的全反射传播方向与入射至第二光耦出部242的转换后的第一偏振光束1001’的全反射传播方向相反，则第一透反元件2211与第二透反元件2212不平行，即两者的倾斜方向不同，例如，第一透反元件2211和第二透反元件2212之一与第一方向之间的夹角为锐角，另一个与第一方向的夹角为钝角。

本公开实施例不限于此，在第一子元件和第二子元件沿X方向排列时，入射至第一光耦出部的第一偏振光的全反射传播方向与入射至第二光耦出部的转换后的第一偏振光的全反射传播方向相同，则第一透反元件与第二透反元件可以大致平行，即两者的倾斜方向相同，例如，第一透反元件和第二透反元件与第一方向之间的夹角均为锐角或钝角。

例如，第一透反元件2211可以为对第一偏振光束1001具有较高反射率，对第二偏振光束1002具有较高透射率的元件以实现对非偏振光的分光。例如，第二透反元件2212既可以为无偏振选择特性的透反元件，也可以为对第一偏振光具有较高反射率的元件，本公开实施例对此不作限制。

例如，如图21所示，光源部100发出的光线被配置为在第一子元件2001和第二子元件2002的至少之一中全反射传播。例如，图21示意性的示出光线在第一子元件2001和第二子元件2002中均全反射传播，但不限于此，光源部进入第一子元件中的光线也可以在第一子元件中以非全内反射的方式传输，如直接沿直线传播，且依次经过透反元件的透反作用输出。

例如，偏振转换结构400可以设置在第一子元件2001与第二子元件2002之间。例如，偏振转换结构400也可以设置在第一子元件2001中，且位于第一光耦出部241远离光源部100的一侧。例如，偏振转换结构400还可以设置在第二子元件2002中，且位于第二光耦出部242的入光侧。

例如，图21示意性的示出第一子元件和第二子元件为一体化结构，偏振转换结构位于该一体化结构中，且位于第一光耦出部的出光侧和第二光耦出部的入光侧。本公开实施例不限于此，偏振转换结构也可以位于第一子元件和第二子元件以外的位置，其位于第一光耦出部的出光侧和第二光耦出部的入光侧即可。

例如，如图21所示，光波导元件200还包括位于偏振转换结构400的入光侧的反射结构500，该反射结构500被配置为改变第二偏振光束1002的传播方向以使其入射到偏振转换结构400上。

例如，偏振转换结构400可以为1/2波片。本示例中的偏振转换结构可以与图18至图19所示示例中的偏振转换结构相同，在此不再赘述。

相较于光源部发出的所有光线经过同一波导介质传输并输出的方案，本公开实施例采用将光源部出射的光线分为不同的偏振态后再分别波导传输并输出的方案可以使输出光线的明暗均匀度进一步提升。

例如，图22为根据本公开再一实施例的一示例提供的背光源的局部结构示意图。如图22所示，背光源包括光源部100和光波导板2000，光波导板2000包括匀光部250和光波导元件200，光波导元件200包括出光面，匀光部250与光波导元件200在与出光面垂直的方向上依次排列，例如层叠设置。光源部100被配置为使其发出的光线在匀光部250内发生多次全反射之后进入光波导元件200，之后从光波导元件200的出光面出射。

例如，多次全反射的次数不少于5次。例如，多次全反射的次数可以为5～20次。例如，多次全反射的次数可以为6～12次。例如，多次全反射的次数可以为6～8次。

例如，匀光部250包括入光端和出光端，入光端和出光端沿出光面的延伸方向排列；匀光部250在垂直于出光面的方向上的厚度不大于光波导元件200在排列方向上的厚度。由此，匀光部可以通过设置较小的厚度而增加其中全反射光线的全反射次数。

例如，光波导元件200包括波导介质210和光耦出部240。光波导元件200还包括匀光部250，光源部100的光线经过匀光部250之后到达光耦出部240，进入光波导元件200的光线被配置为在匀光部250中发生8～11次全反射传播。

例如，匀光部250的折射率大于光波导元件200中的波导介质210的折射率。通过调整匀光部的折射率，可以调整在其中发生全反射传播的光线的全反射临界角，当全反射临界角较小时，可以增加全反射次数。

例如，光波导板2000为一体化结构。例如，匀光部250与波导介质210为一体化结构。例如，匀光部250可以位于光耦出部240与光源部100之间。本公开实施例通过在波导介质的光耦出部的入光侧设置匀光部，可以提高传输至光耦出部之前的光线的均匀性，即先将光线匀化后再输出，以获得明暗均匀的面光源光线。

上述“匀光部与波导介质为一体化结构”可以指匀光部和波导介质为由同一材料经过一步工艺制作形成的同一结构，也可以指匀光部和波导介质通过粘结等固定方式连接在一起。例如，匀光部和波导介质可以选用相同折射率的材质，也可以选用不同折射率的材质，本公开实施例对此不作限制。

例如，图22所示的匀光部还可以设置在图1A至图21所示的任一示例中以进一步提高背光源输出光线的均匀性。例如，本实施例中的光耦出部可以与图1A至图21所示任一示例中的光耦出部具有相同的特征，在此不再赘述。例如，本实施例中的波导介质可以与图1A至图21所示任一示例中的波导介质具有相同的特征，在此不再赘述。例如，本实施例中的光源部可以与图1A至图21所示任一示例中的光源部具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，如图22所示，匀光部250沿X方向的长度可以不小于作为光耦出部240的透反元件阵列沿X方向的长度。本公开实施例不限于此，匀光部250沿X方向的长度可以为作为光耦出部240的透反元件阵列沿X方向的长度的1/3～2/3。

例如，图23为图22所示背光源的截面结构示意图。如图23所示，本实施例中可以设置光耦入部230，也可以不设置光耦入部。例如，如图23所示，本实施例设置的光耦入部230可以与图1A至图21所示任一示例中设置的光耦入部具有相同的特征，在此不再赘述。

例如，如图23所示，匀光部250可以设置在光波导元件200的光耦入部230与光耦出部240之间，也可以设置在光耦入部与光源部之间，本公开实施例对此不作限制。

例如，如图23所示，光源部100发出的光线首先经光耦入部230进入匀光部250，在匀光部250中传输并逐渐匀化；匀化后的光束再经过光耦出部(例如透反元件阵列)240耦出，例如转化为准直平行的光束出射。

例如，如图23所示，匀光部250可将进入其中的光线进行多次全反射，例如8～11次，使光束分布均匀，进而实现匀光的效果。经过匀光后的光线继续沿全反射路径传输至光耦出部240，经光耦出部240的透射反射作用，转化为准直光线出射，可形成明暗均匀的准直平行光线。因此，匀光部需要设置在光耦出部之前。

例如，如图22和图23所示，光耦出部240包括沿第一方向(即X方向)排列的多个光耦出子部2401，匀光部250与光耦出部240沿第一方向排列。例如，匀光部250和光耦出部240在平行于XZ面的平面上排列。

例如，图24为根据本公开再一实施例的另一示例提供的背光源的局部结构示意图。如图24所示，光波导元件200包括出光面001，光耦出部240和波导介质210均与匀光部250在垂直于出光面001的方向交叠，且波导介质210与匀光部250之间设置有间隙介质260，波导介质240的折射率和匀光部250的折射率均大于间隙介质260的折射率。本公开实施例通过将光耦出部和波导介质均与匀光部交叠设置，可以节约匀光部所占的面积，进而提高背光源的出光面的面积以获得均匀的面光源光线。

例如，如图24所示，匀光部250可以位于光耦出部240远离出光面001的一侧。

例如，间隙介质260可以是空气或者其他折射率小于匀光部250和波导介质210的固体介质(例如，光学胶)以使得在匀光部和波导介质中传输的光线满足全反射条件。

例如，间隙介质260可以为透明介质，也可以为非透明介质，本公开实施例对此不作限制。

例如，如图24所示，匀光部250沿X方向的长度可以不小于作为光耦出部240的透反元件阵列沿X方向的长度以实现更好的匀光效果，本公开实施例不限于此，匀光部250沿X方向的长度可以为作为光耦出部240的透反元件阵列沿X方向的长度的1/3～2/3。

例如，如图24所示，光波导元件200与匀光部250之间还设置有连接部270，连接部270将光波导元件200的入光端和匀光部250的出光端连接，以使匀光部250的光线经连接部270进入光波导元件200。

例如，如图24所示，连接部270包括调光部271，调光部271被配置为破坏匀光部250中全反射传播光线的全反射条件，以使在匀光部250中传输的光线可以进入光波导元件200。

例如，如图24所示，连接部270还包括反射面272，反射面272被配置为将匀光部250中的光线反射进光波导元件200。本公开实施例中，连接部可以包括调光部和反射面的至少之一，图24示意性的示出连接部包括调光部和反射面，但不限于此，还可以连接部仅包括调光部，或者连接部仅包括反射面。

例如，波导介质210与匀光部250之间还设置有上述连接部270，连接部270将波导介质240和匀光部250远离匀光部250的入光侧的一端连接，以使匀光部250的光线从连接部270进入波导介质210。例如，连接部270位于间隙介质260远离光源部100的一侧。例如，光源部100和连接部270位于间隙介质260在X方向上的两侧。

例如，如图24所示，连接部270位于远离匀光部250的入光侧的一侧。例如，连接部270和光源部100分别位于匀光部250的两侧。例如，连接部270和光源部100分别位于波导介质210的两侧。例如，连接部270位于匀光部250的出光侧，且位于波导介质210的入光侧。

例如，如图24所示，连接部270包括调光部271，调光部271被配置为破坏匀光部250中全反射传播光线的全反射条件，以使在匀光部250中传输的光线可以进入波导介质210。

例如，调光部271可以为与波导介质210具有不同折射率的光学元件，如光学胶，破坏全反射条件并使得光线进入位于匀光部250面向显示面板一侧的光耦出部(例如透反元件阵列)。

例如，调光部271可以同时作为匀光部250的光耦出部和波导介质的光耦入部，也可以仅作为匀光部250的光耦出部，或仅作为波导介质的光耦入部，本公开实施例对此不作限制。

例如，如图24所示，连接部270还包括反射面272，反射面272被配置为将从匀光部250出射的光线反射向波导介质210。

例如，如图24所示，进入匀光部250的光线在匀光部250中沿全反射路径传输，传输至调光部271，调光部271会破坏光线的全反射条件，因此光线会继续传输至反射面272并反射，反射后的光线传输至光耦出部340(例如透反元件阵列)，再经光耦出部340耦出，例如转化为准直平行的光线出射。

例如，如图22-24所示，本公开实施例还提供一种光源装置，该光源装置包括光波导板2000和光源部100，光波导板2000包括匀光部250和光波导元件200，光波导元件250包括出光面，匀光部250与光波导元件200在与出光面垂直的方向上依次排列；光源部100被配置为使其发出的光线在匀光部250内发生多次全反射之后进入光波导元件200，之后从光波导元件200的出光面出射。该光源装置可以为上述实施例中的背光源，与显示面板一起应用到显示装置，但不限于此，还可以与其他结构结合而应用到其他装置中。

例如，本公开实施例提供的显示面板可以为液晶显示面板，例如透射式液晶显示面板或反射式液晶显示面板，与背光源提供的光线共同作用可形成图像。例如，背光源提供的光线经过液晶显示面板(例如液晶屏)后，会转化为图像光线。本公开实施例不限于此，显示面板还可以为电润湿屏或硅基液晶显示元件等，无论哪种显示面板均可与本公开实施例提供的背光源配合以形成出光均匀、轻薄的显示装置。

例如，图25为根据本公开又一实施例的一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图25所示，显示装置还包括位于光波导元件200与显示面板10之间的光扩散元件30，光扩散元件30被配置为将光波导元件200的出射的光线进行扩散，即光扩散元件30被配置为将经过光扩散元件20的光束进行扩散。本公开实施例中的背光源可以为图1A至图24的任一示例所示的背光源。

例如，光扩散元件30还可以设置在显示面板10的出光侧，配置为将显示面板10出射的图像光线进行扩散，光扩散元件30例如紧贴显示面板10设置，以提升成像效果。

例如，图25示意性的示出光扩散元件的数量为1个，但是不限于此，还可以为多个，且彼此间隔设置，以进一步提高光束的分散效果。本公开实施例示意性的示出光扩散元件位于显示面板的背侧，但不限于此，还可以位于显示面板的显示面一侧。例如，光扩散元件可以贴合在显示面板的显示面的表面。

例如，光扩散元件30被配置为扩散经过光扩散元件30的光束但不改变该光束的光轴。上述“光轴”指光束的中心线。

例如，入射光束经过光扩散元件30后，会扩散为沿传播方向具有特定大小和形状，且能量分布均匀化的光斑，光斑的大小和形状可以由光束扩散结构30的表面设计的特定的微结构精确控制。上述特定形状可以包括但不限于线形、圆形、椭圆形、正方形、和长方形。

例如，光扩散元件30可以不区分正反面。例如，光束扩散后的传播角度和光斑尺寸决定了最终成像的亮度及可视区域，扩散角度越小，成像亮度越高，可视区域也越小；反之亦然。

例如，光扩散元件30包括衍射光学元件和散射光学元件中的至少之一。

例如，光扩散元件30可以为成本较低的散射光学元件，如匀光片、扩散片等，光束透过匀光片等散射光学元件时会发生散射，还会发生少量的衍射，但散射起主要作用，光束透过散射光学元件后会形成较大的光斑。

例如，光扩散元件30也可以为对扩散效果控制更加精确的衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)，例如光束整形片(Beam Shaper)等。例如，衍射光学元件通过在表面设计特定的微结构，通过衍射起到光扩束作用，光斑较小，且光斑的大小和形状可控。

例如，图26为根据本公开又一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图。如图26所示，显示装置还包括：光会聚元件40，位于光波导元件200与光扩散元件30之间，且被配置为对从光波导元件200射向显示面板10的光线进行会聚。本公开实施例中的背光源可以为图1A至图24任一示例所示的背光源。

例如，如图26所示，光会聚元件40被配置为对光波导元件200出射的准直光线进行方向控制，将光线聚集至预定范围，可进一步聚拢光线，提高光线利用率。上述预定范围可以是一个点，比如凸透镜的焦点，也可以是一个较小的区域，设置光会聚元件的目的在于将光波导元件输出的准直光线统一调整方向至预定范围，提高光线的利用率。

例如，光会聚元件40可为透镜或透镜组合，例如至少一个透镜，如凸透镜、菲涅尔透镜或透镜组合等，图26中以凸透镜为例进行示意说明。

例如，如图26所示，光会聚元件40可将光波导元件200输出的准直光线聚集至一定的范围，光扩散元件30可将聚集的光线扩散。本公开实施例通过光会聚元件和光扩散元件的配合，在提供高光效的同时也扩大了可视范围。

例如，如图26所示，本公开实施例中，光会聚元件40可以对几乎所有光线进行聚集定向，使得光线可到达用户的眼盒区域003，因此光波导元件200输出的准直光束便于控制以实现方便的调整光线的方向。例如，可以根据实际需求预设观察者需要观看成像的区域，即眼盒区域(eyebox)003，该眼盒区域003是指观察者双眼所在的、可以看到显示装置显示的图像的区域，例如可以是平面区域或者立体区域。

例如，如图26所示，光源部100发出的光线经过光波导元件200转化为均匀出射的准直光线，准直光线通过光会聚元件40后，会聚集并落入眼盒区域003的中心，进一步通过光扩散元件30将光线扩散，扩散后的光束可覆盖眼盒区域003，例如恰好覆盖眼盒区域003，实现高光效的同时也不会影响正常的观察。本公开实施例不限于此，扩散的光束也可大于眼盒区域，至少完全覆盖眼盒即可；例如，本公开实施例可以通过设置光扩散元件以使扩散的光束恰好覆盖眼盒区域，此时显示装置的光效最高。

例如，图27为根据本公开又一实施例的另一示例提供的显示装置的局部结构示意图。图27所示示例与图26所示示例的不同之处在于光会聚元件与光波导元件的位置关系。如图27所示，光会聚元件40与光波导元件200为一体式结构。本公开实施例通过将光会聚元件和光波导元件设置为一体式结构，不仅可以减小显示装置的厚度，便于实施安装，还可以防止光线在空气与光波导元件和/或光会聚元件之间的界面上产生的不必要的反射，可以减少或避免光效浪费。

例如，如图27所示，光会聚元件40与光波导元件200之间设置有透明介质层50，透明介质层50的折射率小于光波导元件200的折射率以使得满足在波导介质中传输的光线的全反射条件。例如，透明介质层的厚度可以足够小以使得光线在波导介质中传播时满足全反射传播条件即可。

例如，透明介质层50可以为透明光学胶等具有较高透射率的介质，既可以实现对光会聚元件和光波导元件的粘结，还可以提高光线的透过率。

例如，光会聚元件40与光波导元件200可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料，本公开实施例对此不作限制。

例如，图28为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置的局部结构示意图。该光转化装置可以应用于一种显示装置，该显示装置中，背光源出射的光为非偏振光，或者光源部射向光波导元件的光为非偏振光，且显示面板被配置为利用第一偏振光或第二偏振光生成图像光线。这里的背光源可以为上述实施例中满足此条件的背光源。这里的“非偏振光”指光源部发出的光线可以同时具有多个偏振特性但不表现出唯一的偏振特性，例如光源部发出的光线可以认为是由两种互相垂直的偏振态的光线合成，也即光源部发出的非偏振光可以分解为两个互相垂直的偏振态的光线。这里的可以被显示面板利用的偏振光可以指能够入射到显示面板内部的偏振光，也可以指显示面板形成特定偏振态图像光时所需要的偏振光等。

例如，光转化装置可以设置在多个位置子，例如被配置为回收光源部发出的光并将回收的光送入光波导元件，和/或回收光波导元件出射的光并将回收的光送入显示面板。

例如，如图28所示，液晶显示面板10可以包括阵列基板(未示出)、对置基板(未示出)以及位于阵列基板和对置基板之间的液晶层(未示出)。例如，液晶显示面板还包括设置在阵列基板远离对置基板的一侧的第一偏振层10-1和设置在对置基板远离阵列基板的一侧的第二偏振层10-2。例如，背光源20被配置为向液晶显示面板10提供背光，背光通过液晶显示面板10后转变为图像光。

例如，第一偏振层10-1的偏光轴方向和第二偏振层10-2的偏光轴方向互相垂直，但不限于此。例如，第一偏振层10-1可通过第一线偏振光，第二偏振层10-2可通过第二线偏振光，但不限于此。例如，第一线偏振光的偏振方向垂直于第二线偏振光的偏振方向。

例如，只有特定偏振态的光线可经过液晶层与背光源20之间的第一偏振层10-1而入射到液晶显示面板内部，并被利用成像。例如，在背光源20发出的光线为非偏振光时，背光源20发出的光线中最多只有50％可被图像生成部利用，其余的光线会被浪费或被液晶层吸收发热。而本公开实施例中，通过在显示面板的入光侧设置光转化装置，可以将背光源发出的非偏振光几乎全部转换为能够被显示面板利用的特定偏振态的光线，有效提高背光源发出的光线的利用率。

例如，如图28所示，光转化装置50位于显示面板10面向光波导元件200的一侧。图28示意性的示出光转化装置50位于光会聚元件40与光波导元件200之间，但不限于此，光转化装置还可以位于光波导元件与光源部之间，光会聚元件与光扩散元件之间，或者光扩散元件与显示面板之间，光转化装置位于显示面板的入光侧以使入射到显示面板为特定偏振态的光线即可。

例如，光转化装置包括分束元件51、方向改变元件52以及偏振转换元件53。例如，分束元件51被配置为将入射到分束元件51的光线分束为偏振态不同的第一偏振光束101和第二偏振光束102，第一偏振光束101被配置为射向显示面板10，第二偏振光束102射向方向改变元件52。方向改变元件52被配置为改变入射至方向改变元件52的光线的传播方向以使其射向显示面板10。偏振转换元件53被配置为将第一偏振光束101和第二偏振光束102中不能被显示面板10利用的偏振光在到达显示面板10之前转换为能够被显示面板10利用的偏振光。

例如，如图28所示，第一偏振光束101和第二偏振光束102均为线偏振光。例如，显示面板10包括的第一偏振层10-1位于显示面板10靠近光源部100的一侧，且第一偏振层10-1的偏光轴平行于第一偏振光束101或第二偏振光束102的偏振方向，偏振转换元件53被配置为将第一偏振光束101和第二偏振光束102中偏振方向不平行于偏光轴的偏振光在到达显示面板10之前转换为偏振方向平行于偏光轴的偏振光。图28示意性的示出第二偏振光束102的偏振方向平行于第一偏振层10-1的偏光轴，但不限于此，还可以为第一偏振光的偏振方向平行于第一偏振层的偏光轴。

例如，如图28所示，背光源20出射非偏振光，显示面板10可利用S偏振光(第二偏振光束102)，分束元件51反射S偏振光、透射P偏振光(第一偏振光束101)，方向改变元件52可反射S偏振光。背光源20发出光线中的S偏振光经分束元件51反射，反射后的S偏振光再经方向改变元件52反射后出射至显示面板10，背光源20发出光线中的P偏振光则经分束元件51透射，透射后经过偏振转换元件53后转化为S偏振光，就实现了将背光源发出的非偏振光均转化为显示面板可利用的S偏振光。

例如，分束元件51可以具有透射一种特性的光线和反射另一种特性的光线的作用，例如分束元件51可以具有透射一种偏振态的光线和反射另一种偏振态的光线的特性，该分束元件可以利用上述透反特性实现分束。

例如，分束元件51可以为透反膜，通过透射部分光线和反射另一部分光线实现分束作用。例如，透反膜可以透射背光源20发出的光线中的第一偏振光束101，且反射背光源20发出的光线中的第二偏振光束102。

例如，该透反膜可以是具有偏振透反功能的光学膜，具体是可以将非偏振光线，通过透射和反射，分束为两个互相垂直偏振光的光学膜；上述光学膜可以由多层具有不同折射率的膜层按照一定的堆叠顺序组合而成，每个膜层的厚度约在10～1000nm之间；膜层的材料可以选用无机电介质材料，例如，金属氧化物和金属氮化物；也可以选用高分子材料，例如聚丙烯、聚氯乙烯或聚乙烯。

例如，分束元件51可以是透明基板镀膜或贴膜形成的元件。例如，分束元件51可以是基板上镀设或贴覆具有反射S偏振光、透射P偏振光特性的透反膜，例如反射式偏光增亮膜(Dual Brightness Enhance Film,DBEF)或棱镜膜(Brightness Enhancement Film,BEF)等。本公开实施例不限于此，例如，分束元件还可以是一体化元件。

例如，方向改变元件52被配置为将入射至方向改变元件52的第二偏振光束102反射至显示面板10。

例如，方向改变元件52可以为反射元件，用于将从分束元件51出射的第二偏振光束102反射至显示面板10。由于显示面板10的偏振层210的偏光轴平行于第二偏振光束102的偏振方向，则从方向改变元件52射向显示面板10的第二偏振光束102可以直接被显示面板10利用。

例如，方向改变元件52可以是普通的反射板，如金属或玻璃的反射板；也可以是基板上镀设或贴覆具有反射S偏振光特性的反射膜。例如，方向改变元件52也可以具备透反特性，与分束元件51包括的透反膜具有相同的透反特性，即反射S偏振光且透射P偏振光的特性。本公开实施例对此不作限制，使得方向改变元件52可反射S偏振光即可。

例如，偏振转换元件53可以为相位延迟膜，通过将入射至其上的第一偏振光束101的偏振方向旋转90度以使从相位延迟膜射向显示面板10的光线为能够被显示面板10利用的第二偏振光束102。例如，偏振转换元件53可以为1/2波片。

例如，偏振转换元件可以与分束元件贴合设置。例如，分束元件与偏振转换元件之间可以设置透明基板，分束元件和偏振转换元件分别贴合在透明基板的彼此相对的两个表面以方便设置。本公开实施例不限于此，例如，分束元件也可以直接贴合在偏振转换元件的表面以实现图像源的轻薄。

例如，如图28所示，偏振转换元件53位于分束元件51远离方向改变元件50的一侧。

例如，图28示意性的示出分束元件和方向改变元件近乎平行，最终出射和回收的光线为近乎平行的准直光线。但不限于此，分束元件和方向改变元件不平行，则出射的光线可以是扩散或者聚集状态，适用于某些特殊的应用场景。

例如，图29为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置中的光转化装置示意图。图29所示光转化装置与图28所示光转化装置的不同之处在于偏振转换元件的位置以及显示面板能够利用的偏振态的光线不同，该光转化装置中的分束元件51、方向改变元件52以及偏振转换元件53的特征可以与图28所示的各元件的特征相同，在此不再赘述。

例如，图30为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置中的光转化装置示意图。图30所示光转化装置与图28所示光转化装置的不同之处在于偏振转换元件的位置以及显示面板能够利用的偏振态的光线不同，且方向改变元件52反射的偏振光不同，该光转化装置中的分束元件51以及偏振转换元件53的特征可以与图28所示的各元件的特征相同，在此不再赘述。

例如，图31为根据本公开又一实施例的又一示例提供的显示装置中的光转化装置示意图。图31所示光转化装置与图29所示光转化装置的不同之处在于本示例中的光线经过偏振转换元件53两次，而图29所示的示例中的光线仅经过偏振转换元件53一次，且方向改变元件52反射的偏振光不同。

例如，如图31所示，偏振转换元件53位于方向改变元件52与分束元件51之间，且被配置为将从分束元件51反射向方向改变元件52的第二偏振光束102转换为第三偏振光103，第三偏振光103被方向改变元件52反射且经过偏振转换元件53后转换为第一偏振光束101，转换后的第一偏振光束101射向显示面板10。

例如，偏振转换元件53可以为相位延迟膜，例如四分之一波片，可以通过将入射至其上的第二偏振光束102，例如线偏振光转换为第三偏振光103，例如圆偏振光或椭圆偏振光，以使经相位延迟膜后入射到方向改变元件52的偏振光不再为线偏振光。入射到方向改变元件52的第三偏振光103被方向改变元件52改变传播方向，以向显示面板10传播，而在到达显示面板10前的第三偏振光103再次经过偏振转换元件53以转换成能够被显示面板10利用的第一偏振光束101。

例如，本示例中光转化装置中的分束元件51和方向改变元件52的特征可以与图28所示的相应元件的特征相同，在此不再赘述。

图32为根据本公开另一实施例提供的抬头显示器的局部结构示意图。图32示意性的示出抬头显示器包括图26所示的显示装置，但不限于此，还可以包括图25，或者图27至图31任一示例所示的显示装置，本公开实施例对此不作限制。

如图32所示，抬头显示器还包括位于显示面板10出光侧的反射成像部60，反射成像部60被配置为将显示面板10出射的光线反射至眼盒区域003，且透射环境光。位于眼盒区域003的用户可以观看到反射成像部60反射的显示面板10所成像004以及位于反射成像部60远离眼盒区域003一侧的环境景象。例如，显示面板10发出的图像光线入射至反射成像部60，被反射成像部60反射的光线入射至用户，例如驾驶员双眼所在的眼盒区域003，用户就可观察到形成于例如反射成像部外侧的虚像，同时不影响用户对外界环境的观察。

例如，上述眼盒区域003是指用户双眼所在的、可以看到抬头显示器显示的图像的平面区域。例如，用户的双眼相对于眼盒区域的中心偏离一定距离，如上下、左右移动一定距离时，用户双眼仍处于眼盒区域内，用户仍然可以看到抬头显示器显示的图像。

例如，如图32所示，反射成像部60可为机动车的挡风窗(例如挡风玻璃)或成像窗，分别对应风挡式抬头显示器(W-HUD)和组合式抬头显示器(C-HUD)。

例如，如图32所示，反射成像部60可以为平面板材，通过镜面反射形成虚像；也可以为曲面面形，如挡风玻璃或者带有曲率的透明成像板等，会提供较远的成像距离。

图33为根据本公开另一实施例提供的交通设备的示例性框图。如图33所示，该交通设备包括本公开的至少一个实施例提供的抬头显示器。交通设备的前窗(例如，前挡风玻璃)被复用为抬头显示器的反射成像部60。

例如，该交通设备可以是各种适当的交通工具，例如可以包括各种类型的汽车等陆上交通设备，或可以是船等水上交通设备，或可以是飞机等空中交通设备，其驾驶位置设置前窗且通过车载显示系统将图像透射到前窗上。

需要说的是，为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。

虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方式，对本公开作了详尽的描述，但在本公开实施例基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本公开精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本公开要求保护的范围。

有以下几点需要说明：

(1)本公开的实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (26)

1.一种显示装置，包括：

显示面板，包括显示面和与所述显示面相对的背侧；以及

背光源，位于所述显示面板的背侧，

其中，所述背光源包括光波导元件，所述光波导元件包括出光面和透反元件阵列，所述透反元件阵列包括多个透反元件，

所述背光源还包括光源部，所述光源部被配置为使其发出的光线在进入所述光波导元件之后至少在所述光波导元件的所述出光面处发生多次全反射且依次传播至所述透反元件阵列的所述多个透反元件，传播至所述透反元件阵列的各透反元件的光线的一部分被所述透反元件反射出所述光波导元件的所述出光面后透过所述显示面板，传播至所述透反元件阵列的各透反元件的所述光线的另一部分透过所述透反元件后继续在所述光波导元件中传播。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光波导元件还包括波导介质，所述光源部发出的光线进入所述波导介质且在所述波导介质中全反射传播。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，各所述透反元件与所述出光面之间的夹角为第一夹角，所述第一夹角和所述光线在所述出光面发生全反射的全反射临界角之和在60°～120°范围内。

4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述光波导元件包括多个子光波导元件，所述透反元件阵列包括分别位于所述多个子光波导元件中的多个子透反元件阵列；

所述背光源还包括分光元件，所述分光元件被配置为将所述光源部发出的射向所述光波导元件的光线分为多个子光束且使所述多个子光束分别进入所述多个子光波导元件中，且进入各子光波导元件中的各子光束被位于各子光波导元件中的子透反元件阵列反射出所述光波导元件的所述出光面。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述多个子光波导元件在垂直于所述显示面板的所述显示面的方向交叠设置，或者，所述多个子光波导元件沿平行于所述显示面的方向排列；

所述多个子光波导元件包括第一子光波导元件和第二子光波导元件。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述光源部发出的射向所述光波导元件的光线包括特性不同的第一特性光和第二特性光，所述分光元件被配置为对所述光源部发出的射向所述光波导元件的所述光线进行分光处理，使通过所述分光处理得到的所述第一特性光入射至所述第一子光波导元件，且使通过所述分光处理得到的所述第二特性光入射至所述第二子光波导元件。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述第一特性光和所述第二特性光分别为偏振态不同的第一偏振光和第二偏振光；或者，所述第一特性光和所述第二特性光分别为颜色不同的第一颜色光和第二颜色光。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，通过对所述光线进行所述分光处理得到的多个子光束包括所述第一颜色光、所述第二颜色光以及第三颜色光，所述第三颜色光被配置为进入所述第一子光波导元件和所述第二子光波导元件之一中；或者，

所述多个子光束包括所述第一颜色光、所述第二颜色光以及第三颜色光，所述多个子光波导元件还包括第三子光波导元件，所述第三颜色光被配置为进入所述第三子光波导元件中，且被位于所述第三子光波导元件中的所述透反元件阵列反射出所述第三子光波导元件。

9.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述第一子光波导元件中的透反元件为对所述第一特性光的反射率大于对所述第二特性光的反射率的透反元件，所述第二子光波导元件中的所述透反元件为对所述第二特性光的反射率大于对所述第一特性光的反射率的透反元件。

10.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述分光元件包括偏振分光元件，所述偏振分光元件被配置为反射所述第一偏振光和所述第二偏振光中的一者，且透射所述第一偏振光和所述第二偏振光中的另一者；

所述分光元件还包括反射元件，所述反射元件被配置为反射所述第一偏振光和所述第二偏振光之一。

11.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述透反元件阵列中沿所述出光面的延伸方向依次排列的透反元件的反射率在所述光线的传播方向上逐渐增大或呈区域性地逐渐增大；和/或

所述透反元件阵列中沿所述出光面的延伸方向依次排列的透反元件的排列密度逐渐增大或呈区域性地逐渐增大。

12.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述透反元件阵列中的至少一个透反元件包括选透膜，进入所述光波导元件中的光线包括特性不同的第一光线和第二光线，所述选透膜被配置为对所述第一光线的反射率大于对所述第二光线的反射率，对所述第二光线的透射率大于对所述第一光线的透射率。

13.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述透反元件阵列包括沿所述出光面的延伸方向排列的第一透反元件组和第二透反元件组，各透反元件组包括沿所述出光面的延伸方向排列的透反元件，所述第一透反元件组的透反元件相对于所述出光面的倾斜方向与所述第二透反元件组的透反元件相对于所述出光面的倾斜方向不平行；

其中，所述光源部包括第一光源部和第二光源部，所述第一光源部和所述第二光源部分别位于所述透反元件阵列沿所述出光面的所述延伸方向的两侧，所述第一透反元件组被配置为将所述第一光源部发出的进入所述光波导元件的光线反射出所述光波导元件，且所述第二透反元件组被配置为将所述第二光源部发出的进入所述光波导元件的光线反射出所述光波导元件；或者

其中，所述光源部在所述出光面的所述延伸方向上位于所述第一透反元件组和所述第二透反元件组之间。

14.根据权利要求2-13任一项所述的显示装置，其中，所述透反元件阵列包括的所述多个透反元件中的至少部分透反元件沿第一方向依次排列且沿与所述第一方向相交的第二方向延伸，

所述光源部包括沿所述第二方向排列的多个子光源，所述多个子光源被配置为发出进入所述至少部分透反元件的光线。

15.根据权利要求2-13任一项所述的显示装置，其中，所述透反元件阵列包括的所述多个透反元件中的至少部分透反元件沿第一方向依次排列且沿与所述第一方向相交的第二方向延伸，

所述光源部包括子光源和沿所述第二方向排列的多个扩束部，所述多个扩束部被配置为将所述子光源发出的光线沿所述第二方向扩束，且扩束后的光线被配置为传输至所述透反元件阵列。

16.根据权利要求2-6任一项所述的显示装置，其中，所述光源部发出的光线包括偏振态不同的第一偏振光和第二偏振光，所述显示面板被配置为利用所述第一偏振光或所述第二偏振光生成图像光线，

其中，所述显示装置还包括光转化装置，所述光转化装置包括分束元件、方向改变元件以及偏振转换元件，

所述分束元件位于所述显示面板面向所述光波导元件的一侧，且被配置为将入射到所述分束元件的光线分束为偏振态不同的第一偏振光束和第二偏振光束，所述第一偏振光束射向所述显示面板，所述第二偏振光束射向所述方向改变元件；

所述方向改变元件被配置为改变入射至所述方向改变元件的光束的传播方向以使其射向所述显示面板；

所述偏振转换元件被配置为将所述第一偏振光束和所述第二偏振光束中不能被所述显示面板利用的偏振光束在到达所述显示面板之前转换为能够被所述显示面板利用的偏振光束。

17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，所述光转化装置被配置为回收所述光源部发出的光并将所述回收的光送入所述光波导元件，和/或回收所述光波导元件出射的光并将所述回收的光送入所述显示面板。

18.根据权利要求16所述的显示装置，还包括：

至少一个光扩散元件，位于所述显示面板的所述显示面所在侧和所述背侧的至少之一，且被配置为将所述显示面板和所述光波导元件至少之一出射的光线进行扩散。

19.根据权利要求18所述的显示装置，还包括：

光会聚元件，位于所述光波导元件与所述显示面板之间，且被配置为对从所述光波导元件出射的光线进行会聚后使经会聚的光线射向所述至少一个光扩散元件。

20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，所述光会聚元件包括至少一个透镜。

21.根据权利要求20所述的显示装置，其中，所述光会聚元件与所述光波导元件为一体式结构，且所述光会聚元件与所述光波导元件之间设置有透明介质层，所述透明介质层的折射率小于所述光波导元件的折射率。

22.根据权利要求2-13任一项所述的显示装置，其中，所述光波导元件的所述出光面与所述显示面板的显示面在垂直于所述显示面的方向上层叠设置，且所述光源部位于所述光波导元件的侧方。

23.根据权利要求2-13任一项所述的显示装置，其中，所述背光源包括光波导板，所述光波导板包括匀光部和所述光波导元件，所述光源部发出的光线在所述匀光部内发生多次全反射之后进入所述光波导元件，所述光波导板为一体化结构。

24.一种抬头显示器，包括：

权利要求1-23任一项所述的显示装置；以及

反射成像部，位于所述显示装置的出光侧，且被配置为将所述显示装置出射的光线反射至所述抬头显示器的观察区。

25.一种交通设备，包括权利要求24所述的抬头显示器。

26.根据权利要求25所述的交通设备，其中，所述反射成像部包括所述交通设备的挡风窗。

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