CN115508945A - 导光构件、显示装置和用于制造显示装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的至少一个实施例提供一种导光构件、一种包括该导光构件的显示装置和一种该显示装置的制造方法。该导光构件包括：上导光部，其包括出光面和折射面；以及下导光部，其包括入光面及反射面。出光面和入光面呈大致平行设置，折射面和反射面设置在导光构件的边缘处。导光构件配置为使得：进入入光面的第一偏折光线投射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的该一个折射后导出导光构件；进入入光面的第二偏折光线投射至反射面，经反射面反射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的该一个折射后导出导光构件。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及导光构件、包括该导光构件的显示装置和用于制造该显示装置的方法。
背景技术
随着平面显示技术的快速发展，其尺寸和应用场景在不断拓展，大尺寸应用场景应运而生。单个显示面板的制造尺寸受限，且其尺寸越大，生产和运输成本越高。需要将多个显示面板拼接以形成具有较大尺寸的拼接的显示面板。但是，在拼接的显示面板中，相邻的显示面板之间具有拼缝，这些拼缝将影响用户的观看体验。
发明内容
本公开的至少一个实施例提供一种导光构件，该导光构件包括：上导光部，其包括出光面和折射面；以及下导光部，其与上导光部呈相对设置，并且包括入光面及反射面。出光面和入光面呈大致平行设置，折射面和反射面设置在导光构件的边缘处。导光构件配置为使得：进入入光面的第一偏折光线投射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的该一个折射后导出导光构件；进入入光面的第二偏折光线投射至反射面，经反射面反射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的该一个折射后导出导光构件。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，导光构件配置为使得：当在小于第一阈值角度的视角下从上导光部所在的一侧观察出光面和折射面上的每个点时，所述观察能够接收到第一偏折光线或第二偏折光线中的至少一者。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，导光构件呈一体平板状。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，导光构件在延伸方向上以恒定的导光构件横截面延伸，在导光构件横截面中，折射面是凸形的曲线段。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，折射面从出光面连续地延伸，折射面是连续的曲线段，并且折射面上的从所述出光面到所述入光面的每个点处的切线相对于出光面的延长线的角度逐渐增大。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，折射面是单个圆弧段。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，单个圆弧段的半径在2-10mm的范围内。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，折射面包括多个圆弧段，远离出光面的圆弧段的直径比靠近出光面的圆弧段的半径大。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，该多个圆弧包括依次远离出光面的第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段。第一圆弧段的半径小于第二圆弧段的半径，第二圆弧段的半径小于第三圆弧段的半径。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，多个圆弧段的半径在2-20mm的范围内。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，反射面是单个直线段、凸形的圆弧段或凹形的圆弧段。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，反射面包括全反射表面。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，导光构件的整体厚度在5-20mm的范围内，该整体厚度为出光面和入光面之间的距离。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，折射面的第一宽度在2-10mm的范围内，折射面的第一厚度在2-8mm的范围内，该第二宽度是反射面在平行于入光面的方向上延伸的距离，第二厚度是反射面在垂直于入光面的方向上的延伸的距离。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，反射面的第二宽度在0.64-2.15mm的范围内，反射面的第二厚度在2-16mm的范围内，该第二宽度是反射面在平行于入光面的方向上延伸的距离，该第二厚度是反射面在垂直于入光面的方向上的延伸的距离。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，该导光构件还包括：抵接面，该抵接面连接在折射面和反射面之间并且垂直于出光面和入光面，使得该导光构件与相邻的导光构件通过抵接面彼此抵靠。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，抵接面的长度在0.3-1mm的范围内。
本公开的至少一个实施例提供一种显示装置，包括：多个显示面板；以及根据如上所述的导光构件。相邻的两个显示面板之间形成不发射光线的拼缝。该导光构件设置在每个显示面板的显示侧，使得入光面附接到显示面板，折射面和反射面临近拼缝，相邻的两个导光构件相对于拼缝对称地布置，并且反射面在显示面板所在的显示平面上的投影完全覆盖拼缝。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，拼缝包括多个边框，每个边框围绕每个显示面板，并且边框具有围绕显示面板并且垂直于显示面板所在的显示平面延伸的第一边框段、从第一边框段朝向显示面板的内部延伸的第二边框段和从第二边框段朝向显示面板的内部延伸的第三边框段，第二边框段和第三边框段在显示面板的显示侧，第三边框段与所述显示平面之间的边框弯折角度等于入光面与反射面之间的导光构件角度。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，导光构件还包括抵接面，该抵接面连接在折射面和反射面之间并且垂直于出光面和入光面，相邻的两个导光构件通过抵接面彼此抵靠。拼缝包括多个边框，每个边框围绕每个显示面板，并且边框具有围绕显示面板并且垂直于显示面板所在的显示平面延伸的第一边框段。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，在导光构件横截面中，反射面的第二宽度在L0/2至L0/2+0.2mm的范围内，L0是拼缝的宽度。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，单个圆弧段的半径在L0/2+0.5mm至L0/2+9mm的范围内，L0是拼缝的宽度。
例如，根据本公开的一个或多个实施例，显示面板是液晶显示面板。
本公开的至少一个实施例提供一种制造方法，用于制造如上所述的显示装置，该方法包括：提供显示面板，其中，相邻的两个所述显示面板之间形成不发射光线的拼缝；提供导光构件；以及将导光构件附接在显示面板的显示侧，使得反射面抵靠第三边框段以相对于显示面板定位导光构件。
本公开的至少一个实施例提供一种制造方法，用于制造如上所述的显示装置，该方法包括：提供显示面板，其中，相邻的两个所述显示面板之间形成不发射光线的拼缝；提供导光构件；以及将导光构件附接在显示面板的显示侧，使得抵接面与第一边框段对齐以相对于显示面板定位导光构件。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了一种显示面板的平面示意图；
图2示出了一种通过至少两个显示面板拼接组成的显示装置在拼缝处的剖视图；
图3示出了根据本公开的实施例的相邻设置的并拼接的两个导光构件的一部分的剖视图；
图4和图5分别示出了包括图3所示的两个导光构件的显示装置的一部分的剖视图，其中图4示出了多个第一偏折光线，图5示出了多个第二偏折光线；
图6示出了图3中的两个导光构件的一部分的另一剖视图，其示出了分别入射到折射面上的两个入射光线；
图7示出了图3中的两个导光构件的一部分的另一剖视图，其示出了入射到折射面与出光面的连接点处的一个入射光线；
图8示出了图3中的两个导光构件的一部分的另一剖视图，其示出了入射到折射面与出光面的连接点处的另一个入射光线；
图9示出了在反射面为非全反射表面的情况下，表示折射率、视角、导光构件角度之间的关系的表格；
图10示出了在反射面为全反射表面的情况下，表示折射率、视角、导光构件角度之间的关系的表格；
图11A-11C分别示出了在反射面为非全反射表面的情况下，不同拼缝宽度、不同视角、不同第二厚度和不同第二宽度下导光构件的光路模拟图；
图12A-12F分别示出了在反射面为全反射表面的情况下，不同拼缝宽度、不同视角、不同第二厚度和不同第二宽度下导光构件的光路模拟图；
图13示出了根据本公开的另一实施例的导光构件的一部分的剖视图；
图14示出了根据本公开的又一实施例的导光构件的一部分的剖视图；
图15示出了根据本公开的再一实施例的导光构件的一部分的剖视图；
图16示出了根据本公开的另一实施例的显示装置的一部分的剖视图；
图17示出了图16中的边框和间隔件的剖视图；
图18示出了用于制造图16所示的显示装置的流程图；
图19示出了图16所示的显示装置的另一剖视图，其示出了安装导光构件的过程；
图20示出了根据本公开的又一实施例的显示装置的一部分的剖视图；
图21示出了用于制造图20所示的显示装置的流程图；并且
图22示出了图20所示的显示装置的另一剖视图，其示出了安装导光构件的过程。
具体实施方式
下面，参照附图详细描述根据本公开的实施例的成像装置和包括其的电子设备。为使本实用公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对结合附图提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通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，都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有定义，否则单数形式包括复数形式。在整个说明书中，术语“包括”、“具有”、等在本文中用于指定所述特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合。
另外，即使使用诸如“第一”、“第二”等序数的术语用于描述各种部件，但这些部件并不受这些术语的限制，并且这些术语仅用于区分一个元件与其他元件。
图1示出了一种显示面板200的平面示意图。如图1所示，显示面板200包括发光部分210和至少部分围绕发光部分210的非发光部分220，发光部分210可以发出显示光用于显示，而非发光部分220不能发射显示光，例如是围绕显示区域的边框部分。这里，将显示面板200的“显示侧”限定为显示面板200发出显示光的一侧。显示面板200例如可以是液晶(LCD)显示面板，示例性的液晶显示面板包括液晶层、在液晶层的一侧依次布置的彩色滤光片(例如滤光片基板)、第一偏光片、在液晶层的另一侧依次布置的阵列基板、第二偏光片，如果需要还可以为该液晶显示面板提供背光单元等。此外，液晶显示面板还包括电路板、用于保护显示面板的边框等，其通常设置在液晶显示面板的边缘以形成非发光部分220等。此外，显示面板200还可以是等离子(PDP)显示面板、发光二极管(LED)显示面板、有机发光二极管(OLED)显示面板、量子点发光二极管(QLED)显示面板等。
图2示出了一种通过至少两个显示面板200、200’拼接组成的显示装置在拼缝(拼接位置)处的剖视图。如图2所示，该显示装置包括第一显示面板200和第二显示面板200’以及在第一显示面板200和第二显示面板200’之间的拼缝300；例如，第一显示面板200和第二显示面板200’具有相同的规格，例如相同的尺寸和构造，但是本公开的实施例不限于此。需要说明的是，应当理解，拼缝300可以包括显示面板200的非发光部分220以及显示面板200’的非发光部分。这里，仅示出了两个显示面板200，200’进行拼接。
应当理解，在本公开的实施例中，进行拼接的显示面板200，200’的数量可以大于2个，该多个显示面板200可以布置在一直线上、以阵列布置或者布置成其他图案。由于在相邻的显示面板200、200’之间存在拼缝300，显示装置所显示的图像中将存在这些拼缝300导致的暗区，影响了观看体验。因此，需要消除这些拼缝300。
在本文中，“消除”拼缝是指使观看者在显示装置的显示侧观看显示图像时在主观上无法观察到拼缝或者由拼缝导致的暗区。
本公开的一些实施例提供了一种导光构件，该导光构件包括上导光部和与上导光部呈相对设置的下导光部。该上导光部包括出光面和折射面。该下导光部包括入光面及反射面。出光面和入光面呈大致平行设置。折射面和反射面设置在导光构件的边缘处。导光构件配置为使得：进入入光面的第一偏折光线投射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的一个折射后导出导光构件；进入入光面的第二偏折光线投射至反射面，经反射面反射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的一个折射后导出导光构件。
这里，“视角”是指视线与显示方向之间的角度，显示方向是垂直于导光构件或显示面板所在的显示平面的方向。由于导光构件配置为使得进入入光面的第一偏折光线投射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的一个折射后导出导光构件，所以在较小视角上，导光构件将显示面板的发光部分在邻近拼缝处发射的光线折射至拼缝的上方。由于导光构件配置为使得进入入光面的第二偏折光线投射至反射面，经反射面反射至折射面和出光面中的一个，并经折射面和出光面中的一个折射后导出导光构件，所以在较大视角上，导光构件将显示面板的发光部分在邻近拼缝处发射的光线反射并且折射然后以大角度射出。因此，就主观观察而言，在一定视角内，甚至是全视角内，增大了拼缝处的发光强度，从而消除了拼缝。
下面更详细地介绍根据本公开的多个实施例的导光构件的配置。
图3示出了根据本公开的实施例的相邻设置并拼接的两个导光构件100的一部分的剖视图。该两个导光构件100以恒定的如图3所示的导光构件横截面在垂直于纸面的延伸方向延伸。如图3所示，导光构件100包括上导光部和与上导光部呈相对设置的下导光部以及在导光构件的边缘连接上导光部和下导光部的抵接面150。上导光部具有出光面110和折射面120；下导光部具有与出光面110平行的入光面130和反射面140；抵接面150连接折射面120和反射面140，并且垂直于出光面110和入光面130，使得导光构件与相邻的导光构件通过该抵接面150彼此抵靠。
在本文中，为了方便描述，限定彼此垂直的三个方向：“延伸方向”、“水平方向”和“竖直方向”。“延伸方向”是指导光构件100以恒定的导光构件横截面延伸的方向(图中垂直于纸面的方向)，“水平方向”是指在该导光构件横截面中平行于出光面110和入光面130的方向(图中的左右方向)，“竖直方向”是指在该导光构件横截面中垂直于出光面110和入光面130的方向(图中的上下方向)。
例如，导光构件100是平板状的，其延伸方向和水平方向上延展。
导光构件100的整体厚度D0被限定为导光构件100在竖直方向上延伸的距离，即出光面110和入光面130之间的距离。例如，该整体厚度D0例如在5至20mm的范围内。
在本实施例中，折射面120是单个的圆弧段。折射面120的圆弧段的半径R0例如在2至10mm的范围内。例如，该单个圆弧段的半径在L0/2+0.5mm至L0/2+9mm的范围内，L0是拼缝300的宽度。折射面120的第一厚度D1被限定为折射面120在水平方向延伸的距离，其例如在2至8mm的范围内。该折射面120的第一宽度L1被限定为折射面120在竖直方向上延伸的距离，其例如在2至10mm的范围内。
在本实施例中，反射面140是直线段。反射面140的第二厚度D2被限定为反射面140在水平方向延伸的距离，其例如在2至16mm的范围内。该反射面140的第二宽度L2被限定为折射面120在竖直方向上延伸的距离。例如，该第二宽度L2在0.64至2.15mm的范围内。例如，该第二宽度L2在L0/2至L0/2+0.2mm的范围内，L0是拼缝300的宽度。
在本实施例中，抵接面150的长度在0.3-1.0mm的范围内。如图3所示，导光构件100彼此对称的布置，使得其各自的抵接面150彼此面对并且彼此抵靠。该抵接面150有助于消除在折射面120和入光面130直接彼此连接时产生的尖角，并且有助于两个导光构件100的准确的彼此定位和可靠的组装。此外，抵接面150还可以用于相对于其他部件定位导光构件100。例如，可以将抵接面150与拼缝300中的边框对齐以相对于显示面板200定位导光构件100。在一些其他实施例中，可以省略抵接面150。在省略抵接面150的情况下，折射面120例如可以直接连接到反射面140。
图4和图5示出了包括图3所示的两个导光构件100的显示装置的一部分的剖视图。图4示出了导光构件100的第一偏折光线，图5示出了导光构件100的第二偏折光线。如图4和图5所示，显示装置包括多个显示面板200(图4和图5中示出了2个)以及设置在显示面板200的显示侧的导光构件100，该相邻的两个显示面板200之间形成不发射光线的拼缝300。导光构件100可以放置成相对于拼缝300对称地布置，使得入光面130附接到显示面板200并且折射面120和反射面140邻近拼缝300。反射面140在所述显示面板200所在显示平面上的投影完全覆盖拼缝300。
需要说明的是，导光构件100也可以放置在包括发光部分和非发光部分的其他发光构件上，使得导光构件100的入光面130放置在发光构件的发光部分上方并且导光构件100的反射面140放置在发光构件的非发光部分上方。在发光构件包括显示面板200的情况下，发光部分是显示面板200的发光部分210，非发光部分是由显示面板200的非发光部分220和边框等组成的拼缝300。
每个导光构件100配置为使得：进入入光面130的第一偏折光线投射至折射面120和出光面110中的一个，并经折射面120和出光面110中的一个折射后导出导光构件；进入入光面130的第二偏折光线投射至反射面140，经反射面140反射至折射面120和出光面110中的一个，并经折射面120和出光面110中的一个折射后导出导光构件。
就主观观察而言，导光构件100在一定视角内消除了拼缝300。具体地，如图4所示，由于导光构件配置为使得进入入光面130的第一偏折光线投射至折射面120和出光面110中的一个，并经折射面120和出光面110中的一个折射后导出导光构件，所以在较小视角上，导光构件100的折射面120将显示面板200的发光部分在邻近拼缝300处发射的光线折射至拼缝300的上方。具体地，如图5所示，由于导光构件配置为使得进入入光面130的第二偏折光线投射至反射面140，经反射面140反射至折射面120和出光面110中的一个，并经折射面120和出光面110中的一个折射后导出导光构件，所以在较大视角上，导光构件100的反射面140将显示面板200的发光部分在邻近拼缝300处发射的光线反射至入光面130，然后该光线被入光面130折射而以大角度射出。因此，就主观观察而言，在一定视角内，增大了拼缝300处的发光强度，从而消除了拼缝300。因此，当观察者的眼睛(或者其他光接收器)在显示侧经由导光构件100观看显示面板200所显示的图像时，其不会看到显示面板200之间的拼缝300，从而提升了用户体验。
通过合理地设置导光构件100的各部分的轮廓以及尺寸，导光构件100可以配置为使得当在小于第一阈值角度的视角下从上导光部所在的显示侧观察折射面120和出光面110上的每个点时，该观察能够接收到所述第一偏折光线或所述第二偏折光线中的至少一者。因此，导光构件100可以在小于第一阈值角度的视角下消除拼缝300。例如，第一阈值角度可以为90°、80°、70°、60°、50°或40°等。在第一阈值角度为90°的情况下，导光构件100允许在全视角下消除拼缝300，从而达到视觉上无拼缝300的主观感受并且实现全视角下拼接图像的完整显示。
在本实施例中，导光构件100是一体成型的。例如，导光构件100的材料可以为玻璃、聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等透明材料。相较于导光构件有多个分开的子光学构件组成的情况，本公开的实施例中，由于导光构件100是一个整体，导光构件100的导光效果不受多个分离的子光学构件之间的组装和定位的影响，且成本制造较低。例如，导光构件100可以通过模制成型而形成。
在一些实施例中，可以采用诸如三棱镜等导光构件将显示面板所发射的显示光整体地朝向拼缝的方向平移，从而实现消除拼缝的目的。但是，这种消除拼缝的解决方案不适用于多个显示面板拼接的情况，例如多个显示面板以阵列的方式拼接的情况，因为这种解决方案不能消除显示面板周边的所有拼缝。在本公开的实施例中，由于导光构件100的折射面120采用诸如单个圆弧段的凸形的曲线段，所以可以对显示面板200的所发射的显示图像进行放大，以消除拼缝300。由于导光构件100不是仅仅对显示光整体平移，而且还对显示图像进行放大，所以导光构件100能够提升显示效果，尤其适用于消除拼接的多个显示面板200中的拼缝300。
在导光构件横截面中，折射面120从出光面110连续地延伸，折射面120是连续的曲线段，并且折射面120上的从出光面110到入光面130的每个点处的切线相对于出光面110的延长线的角度逐渐增大。这有助于更好地消除拼缝300和提升显示效果。
在本实施例中，折射面120是单个圆弧段。单个圆弧段有助于减小在折射面120处发射的光线的角度的突变。在其他实施例中，折射面120也可以为其他轮廓，例如折射面120可以包括多个圆弧段。
图13示出了根据本公开的另一实施例的导光构件100的一部分的剖视图。如图13所示，导光构件100包括第三圆弧段123、第二圆弧段122和第一圆弧段121，其依次远离出光面110。第一圆弧段121的第一半径R1小于第二圆弧段122的第二半径R2，并且第二圆弧段122的第二半径R2小于第三圆弧段123的第三半径R3。圆弧段的半径越小，折射效果越好。第一圆弧段121用于改善在较小视角下对拼缝300的消除效果，第二圆弧段122用于改善较大视角下对拼缝300的消除效果，多个圆弧段使得折射面120兼顾在较大视角和较小视角下对拼缝300的消除效果。例如，第一圆弧段121、第二圆弧段122和第三圆弧段123的半径可以在2至20mm的范围内。
在本实施例中，反射面140是单个直线段。将反射面140设计为单个直线段可以避免诸如画面失真的图像突变问题，保证了画面的连续性。在其他实施例中，反射面140还可以具有其他的轮廓，例如反射面140还可以为凸形曲线或凹形曲线。
图14示出了根据本公开的又一实施例的导光构件100的一部分的剖视图。如图14所示，反射面140可以为凸形的圆弧段。图15示出了根据本公开的再一实施例的导光构件100的一部分的剖视图。如图15所示，反射面140可以为凹形的圆弧段。
反射面140配置为非全反射面或全反射面。配置为全反射表面的反射面140有助于在更大的视角下实现对拼缝300的消除。例如，可以在反射面140的表面上设置诸如银反射层的全反射层，以实现反射面140的全反射。
在反射面140配置为全反射面的情况下，可以通过如下的步骤加工反射面140：
制作丝网印版，例如将丝织物、合成纤维织物或金属丝以网状绷在框架上，采用手工刻漆膜或光化学制版的方法制作丝网印版；
调色配制反射材料，得到具有合适的反射率以及颜色的反射材料；
提供导光构件100，并对反射面140进行剖光处理；
利用丝网印版在反射面140上印刷反射材料，具体地，可以将导光构件100放置在支撑件上，以便导光构件100在印刷时移动；以及
烘干和检查。
此外，反射面140还可以通过光学透明胶而附接有反射材料，由此具有全反射特性。光学透明胶例如为OCA胶(optical clear adhesive)或OCR胶(optical clear resin)。OCA胶例如可以是光学丙烯酸压敏胶做成基材，然后在上下底层各贴一层光学离型的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜做成双面贴合胶带。OCR胶例如可以是丙烯酸树脂类胶水或有机硅类胶水，其固化方式可以为热固化、紫外光固定等。光学透明胶避免或减少在反射面140处发生散射。
此外，还可以通过化学气相沉积工艺在反射面140上沉积反射层而使得反射面140具有全反射特性。反射层例如为诸如铝或镓的金属层或者诸如三甲基铝或三甲基稼的金属化合物层。
抵接面150的长度在0.3-1mm的范围内。
如上所述，通过合理地设置导光构件100的各部分的轮廓以及尺寸，导光构件100可以在小于第一阈值角度的视角内消除拼缝300。上述内容以及将在下面讨论内容，描述了导光构件100的轮廓和尺寸对其消除拼缝300的影响。
图6示出了图3中的两个导光构件100的一部分的剖视图，其示出了入射到折射面120上的两个入射光线。如图6所示，第一入射光线和第二入射光线彼此平行。第一入射光线在折射面120与出光面110的连接点处以第一入射角α入射到导光构件100中，并在折射面120处折射以具有第一出射角β，然后第一入射光线入射到反射面140上并以第一反射角γ反射成与入光面130(即，水平方向)平行。第二入射光线从折射面120处以第二入射角α’入射到导光构件100中，并在折射面120处折射以具有第二出射角β’，然后第二入射光线入射到反射面140上并以第二反射角γ’反射到入光面130上。可以看出，随着入射点远离出光面110，射入折射面120上的入射光线的入射角增大(α＜α’)，其在折射面120处的折射角(β<β’)和在反射面140处的反射角(γ＜γ’)也增大，从而更容易射入到入光面130上。由于光路是可逆的，对于遵从接收到第二偏折光线的观察而言，当观察折射面120上的点时，越远离出光面110，能够消除拼缝300的视角越大。因此，下面仅对入射到折射面120与出光面110的连接点处的入射光线进行分析。
图7示出了图3中的两个导光构件100的一部分的另一剖视图，其示出了入射到折射面120与出光面110的连接点处的一个入射光线。如图7所示，该入射光线在出光面110处以入射角α入射到导光构件100中，并在折射面120处折射以具有出射角β，然后入射光线入射到反射面140上并以反射角γ反射成与入光面130平行。此外，图7还示出了入光面130与反射面140之间的导光构件角度θ。
根据折射定律可得：
n＝sinα/sinβ，即β＝arcsin(sinα/n) (1.1)，其中，n为光学构件的材料的折射率；
根据反射定律可得：
θ+γ＝90°，即γ＝90°-θ (1.2)；
由于光线在经过反射面140反射后与入光面130平行，可得：
γ+γ+β＝90° (1.3)；
由公式(1.1)、(1.2)和(1.3)可得：
(90°-θ)+(90°-θ)+arcsin(sinα/n)＝90°，即
θ＝45°+arcsin(sinα/n)/2 (1.4)。
由公式(1.4)可知，导光构件角度θ越大并且光学构件的材料的折射率n越大，入射角α越大。由于光路是可逆的，因此为了达到更大的视角，需增大导光构件角度θ或者选择高折射率的透明材料，诸如PC等。
例如，当导光构件100的材料为PC时，该材料的折射率n＝1.6，如果视角需达到全视角90度，则导光构件角度θ最小为45°+arcsin(sin90°/1.6)/2＝64.3°。例如，当导光构件100的材料为PMMA时，该材料的折射率n＝1.5，如果视角需达到全视角90度，则导光构件角度θ最小为θ＝45°+arcsin(sin90°/1.5)/2＝65.9°。
图8示出了图3中的两个导光构件100的一部分的又一剖视图，其示出了入射到折射面120与出光面110的连接点处的另一个入射光线。如图8所示，该入射光线在出光面110处以入射角α入射到导光构件100中，并在折射面120处折射以具有出射角β，然后入射光线入射到反射面140上并以反射角γ反射成与入光面130(水平方向)呈出射角度Ω。此外，图8还示出了入射光线在反射面140处被反射后与反射面140的夹角ε以及入光面130与反射面140之间的导光构件角度θ。
当反射面140为非全反射表面时，假设该入射光线在反射面140处以反射临界角入射，则分析如下：
根据折射定律可得：
n＝sinα/sinβ，即β＝arcsin(sinα/n) (2.1)，其中，n为光学构件的材料的折射率；
根据全反射定律可得：
sinγ/sin90°＝n，即γ＝arc sin(1/n) (2.2)；
绘制平行于入光面130的辅助线，可得：
β+γ+δ＝90°，即δ＝90°-β-γ (2.3)；
和
θ+δ＝90°，即θ＝90°-δ (2.4)；
把公式(2.1)、(2.2)和(2.3)带入公式(2.4)，得到
θ＝arc sin(sinα/n)+arc sin(1/n) (2.5)。
由公式(1.4)可知，导光构件角度θ越大，入射角α越大；光学构件的材料的折射率n越大，入射角α越大。
当反射面140为全反射表面时，对该入射光线的分析如下：
根据折射定律可得：
n＝sinα/sinβ，即β＝arcsin(sinα/n) (3.1)，其中n为光学构件的材料的折射率；
由反射定律可得：
ε+γ＝90°，即ε＝90°-γ (3.2)；
绘制平行于入光面130的辅助线，可得：
θ＝Ω+ε，即ε＝θ-Ω (3.3)；
和
β+γ+(γ-Ω)＝90°，即γ＝(90°-β+Ω)/2 (3.4)；
由公式(3.2)和(3.3)可得，
90°-γ＝θ-Ω，即θ＝90°+Ω-γ (3.5)；
将公式(3.1)和(3.4)带入公式(3.5)可得，
θ＝90°+Ω-{90°-arcsin(sinα/n)+Ω}/2，
即θ＝45°+Ω/2+arcsin(sinα/n)/2 (3.6)。
由公式(3.6)可知，在相同视角(入射角α)下，导光构件角度θ与出射角度Ω呈正相关。出射角度Ω越大，光强越强，对斜视角补强效果越好。导光构件角度θ越大，角度Ω越大，斜视角效果越好。
图9示出了在反射面140为非全反射表面的情况下，表示折射率n、视角(入射角α)、导光构件角度θ之间的关系的表格。这里，将拼缝300宽度分别设置为0.9mm和1.3mm。根据公式公式(2.5)得到导光构件角度θ。根据拼缝300宽度设置反射面140的第二宽度L2，进而根据导光构件角度θ得到反射面140的第二厚度D2。
图10示出了在反射面140为全反射表面的情况下，表示折射率n、视角(入射角α)、导光构件角度θ之间的关系的表格。这里，将出射角度Ω设置为10°，将拼缝300宽度分别设置为0.9mm和1.3mm。根据公式公式(3.6)得到导光构件角度θ。根据拼缝300宽度设置反射面140的第二宽度L2，进而根据导光构件角度θ得到反射面140的第二厚度D2(D2＝tanθ*L2)。
由图9和图10可知，
·在相同折射率n下，导光构件角度θ越大，视角越大；
·相同视角下，折射率n与导光构件角度θ反向相关；
·相比于将反射面140为非全反射表面，将反射面140设置为全反射表面有助于降低导光构件角度θ和第二厚度D2，有利于降低导光构件100的厚度和材料成本。
图11A-11C分别示出了在反射面140为非全反射表面的情况下不同拼缝宽度L0、不同视角、不同第二厚度D2和不同第二宽度L2下导光构件100的光路模拟图。
图12A-12F分别示出了在反射面140为全反射表面的情况下不同拼缝宽度L0、不同视角、不同第二厚度D2和不同第二宽度L2下导光构件100的光路模拟图。
图11A示出了反射面140为非全反射表面、视角为45°、拼缝宽度L0为0.9mm、第二宽度L2为1mm并且第二厚度D2为4mm情况下导光构件100的光路模拟图。如图11A所示，有一部分光线会在反射面140处(虚线圈中)发生折射并且从导光构件100离开。由于光路是可逆的，该部分光线所入射到的拼缝300的区域没有得到光线补偿，故在该区域处可见拼缝。
图12A-12D分别示出了反射面140为全反射表面、拼缝宽度L0为0.9mm、第二宽度L2为1mm并且第二厚度D2为4mm、视角为50°、60°、70°和80°的情况下导光构件100的光路模拟图。由图12A-12D可以看出，在将反射面140设置为全反射表面之后，可以在全视角下实现对拼缝300的消除。
图11B示出了反射面140为非全反射表面、拼缝宽度L0为1.3mm、第二宽度L2为1.4mm并且第二厚度D2为6mm、视角为60°的情况下导光构件100的光路模拟图。图11C示出了反射面140为非全反射表面、拼缝宽度L0为1.3mm、第二宽度L2为1.4mm并且第二厚度D2为8mm、视角为70°的情况下导光构件100的光路模拟图。图12E和图12F分别示出了反射面140为全反射表面、拼缝宽度L0为1.3mm、第二宽度L2为1.4mm并且第二厚度D2为4mm、视角为60°和70°的情况下导光构件100的光路模拟图。
由图11A-11C、图12A-12F可以看出，同样的拼缝长度和视角下，相比于反射面140为非全反射表面，将反射面140设置为全反射表面有助于减小第二厚度D2，从而减小导光构件100的整体厚度D0。
有上述公式推导和光路模拟仿真，导光构件100的轮廓和尺寸的设计可以这样进行：
根据拼缝宽度L0设定第二宽度L2，
若优先考虑减少导光构件100的厚度，则选择折射率大的材料(诸如PC)，将反射面140设置为全反射表面，并且根据需求适当缩小最大视角(诸如按照70°或80°设计)；
若优先考虑最大视角，则折射率大的材料(诸如PC)，将反射面140设置为全反射表面，并且根据需求适当增大第二厚度D2(即导光构件角度θ)。
本公开的一些实施例还提供一种显示装置，其包括多个显示面板200和如上所述的导光构件100，相邻的两个显示面板200之间形成有不发射光线的拼缝300。由于导光构件100对显示面板200所发射的显示光包括第一偏折光线和第二偏折光线，消除了由于拼缝300导致的显示装置的暗区，提高了显示装置的显示效果。
例如，导光构件100设置在每个显示面板200的显示侧，使得导光构件100的入光面130附接到显示面板200，折射面120和反射面140临近拼缝300，相邻的两个导光构件100相对于拼缝300对称地布置，并且反射面140在显示面板200的显示平面上的投影完全覆盖该拼缝300。
本公开的一些实施例还提供一种制造方法，用于制造如上所述的显示装置，其包括如下步骤：
提供多个显示面板200，其中，相邻两个显示面板200进行拼接以形成二者之间的拼缝300；
提供导光构件100；以及
将导光构件100附接在显示面板200的显示侧。
图16示出了根据本公开的实施例的显示装置的一部分的剖视图。图17示出了图16中的边框400和间隔件500的剖视图。
如图16-18所示，该显示装置包括显示面板200、设置在显示面板200的显示侧的导光构件100和围绕显示面板200的边框400(BezeL)。该边框400包括第一边框段410、第二边框段420和第三边框段430。第一边框段410围绕显示面板200并且在垂直于显示面板200所在的显示平面在竖直方向上延伸；第二边框段420从第一边框段410朝向显示面板200的内部在水平方向上延伸；第三边框段430从第二边框段420朝向显示面板200的内部延伸。第二边框段420和第三边框段430在显示面板200的显示侧。该边框400的第二边框段420朝向显示面板200的一侧附接有间隔件500，以对边框400与显示面板200的非发光部分之间的作用力进行缓冲。该导光构件100的反射面140抵靠第三边框段430，以相对于显示面板200定位导光构件100。第三边框段430与显示面板200所在的显示平面之间的边框弯折角度ζ等于入光面130与反射面140之间的导光构件角度θ。该边框400所围绕的空间中可以用于容纳例如背光单元600、电路板等结构。
图18示出了用于制造图16所示的显示装置的流程图，图19示出了图16所示的显示装置的另一剖视图，其示出了安装导光构件100的过程。
图19所示，制造显示装置的包括如下步骤：
·步骤S11提供显示面板200，其中相邻的两个显示面板200之间形成不发射光线的拼缝300；
·步骤S13提供导光构件100；以及
·步骤S15将导光构件100附接在显示面板200的显示侧，使得反射面140抵靠第三边框段430以相对于显示面板200定位导光构件100。
由于边框弯折角度ζ等于导光构件角度θ，所以可以方便地相对于显示面板200定位导光构件100，对设备精度的要求低。
将导光构件100附接在显示面板200的显示侧包括：
·将OCA胶带在靠近导光构件100的入光面130与反射面140的连接点的位置附接到导光构件100，OCA胶带的边缘距该连接点的距离约为2mm，OCA胶带的宽度约为5mm；
·在导光构件100的反射面140与边框400的第三边框段430抵靠的情况下，使导光构件100从显示面板200的显示侧(上方)朝向显示面板200移动(例如，沿箭头F1所示的方向，使得反射面140在第三边框段430上滑动)，直到OCA胶带将导光构件100粘结到显示装置(如图19所示)；以及
·在导光构件100上施加朝向显示面板200的压力持续一段时间，使得导光构件100与显示面板200牢固地粘结。
图20示出了根据本公开的又一实施例的显示装置的一部分的剖视图。
如图20所示，该显示装置包括显示面板200、设置在显示面板200的显示侧的导光构件100和围绕显示面板200的边框400。该边框400具有围绕显示面板200并且在垂直于显示面板200所在的显示平面在竖直方向上延伸的第一边框段410和从第一边框段410朝向显示面板200的内部在水平方向上延伸的第二边框段420。该第一边框段410与该导光构件100的抵接面150齐平。该边框400所围绕的空间中可以用于容纳例如背光单元600、电路板等结构。
图21示出了用于制造图20所示的显示装置的流程图，图22示出了图20所示的显示装置的另一剖视图，其示出了安装导光构件100的过程。
图21所示，制造显示装置的包括如下步骤：
·步骤S21提供显示面板200，其中相邻的两个显示面板200之间形成不发射光线的拼缝300；
·步骤S23提供导光构件100；以及
·步骤S25将导光构件100附接在显示面板200的显示侧，使得导光构件100的抵接面150与第一边框段410对齐以相对于显示面板200定位导光构件100。
由于抵接面150用于第一边框段410对齐以相对于显示面板200定位导光构件100，可以方便地相对于显示面板200定位导光构件100。例如，可以使用机械手在图像引导下进行附接，组装精度高。在该方法中，边框400无需特殊弯折处理。在本实施例中，该折射面120具有自由端，该自由端与导光构件100之间具有间隙。但本公开不限于此，在其他实施例中，也可以使用具有第三边框段430的边框400以对导光固件100进行引导。
将导光构件100附接在显示面板200的显示侧包括：
·使用机械手抓取导光构件100，将OCR胶涂覆在靠近导光构件100的入光面130与反射面140的连接点的位置处，胶水涂覆区域的边缘距该连接点的距离约为2mm(距离边框400的外缘约4.6mm)，OCR胶区域的宽度约为5mm；
·在诸如光电耦合器件(CCD)的图像传感器的引导下，使导光构件100从显示面板200的显示侧(上方)朝向显示面板200移动(例如，沿箭头F2所示的方向，即竖直方向)，并且使得抵接面150与第一边框段410(其外缘)对齐，直到OCR胶带将导光构件100粘结到显示装置(如图22所示)；以及
·在导光构件100上施加朝向显示面板200的压力持续一段时间，使得导光构件100与显示面板200牢固地粘结。
本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。
Claims (24)
1.一种导光构件，包括：
上导光部，其包括出光面和折射面；以及
下导光部，其与所述上导光部呈相对设置，所述下导光部包括入光面及反射面；其中，
所述出光面和所述入光面呈大致平行设置，所述折射面和所述反射面设置在所述导光构件的边缘处，
所述导光构件配置为使得：进入所述入光面的第一偏折光线投射至所述折射面和出光面中的一个，并经所述折射面和所述出光面中的所述一个折射后导出所述导光构件；进入所述入光面的第二偏折光线投射至所述反射面，经所述反射面反射至所述折射面和所述出光面中的一个，并经所述折射面和所述出光面中的所述一个折射后导出所述导光构件。
2.根据权利要求1所述的导光构件，其中，
导光构件配置为使得：
当在小于第一阈值角度的视角下从所述上导光部所在的一侧观察所述出光面和所述折射面上的每个点时，所述观察能够接收到所述第一偏折光线或所述第二偏折光线中的至少一者。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的导光构件，其中，
所述导光构件呈一体平板状。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的导光构件，其中，
所述导光构件在延伸方向上以恒定的导光构件横截面延伸，在所述导光构件横截面中，所述折射面是凸形的曲线段。
5.根据权利要求4所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述折射面从所述出光面连续地延伸，所述折射面是连续的曲线段，并且所述折射面上的从所述出光面到所述入光面的每个点处的切线相对于出光面的延长线的角度逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述折射面是单个圆弧段。
7.根据权利要求6所述的导光构件，其中，
所述单个圆弧段的半径在2-10mm的范围内。
8.根据权利要求5所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述折射面包括多个圆弧段，远离出光面的圆弧段的直径比靠近所述出光面的圆弧段的半径大。
9.根据权利要求8所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述多个圆弧段包括依次远离出光面的第三圆弧段、第二圆弧段和第一圆弧段，所述第一圆弧段的半径小于所述第二圆弧段的半径，所述第二圆弧段的半径小于所述第三圆弧段的半径。
10.根据权利要8或9所述的导光构件，其中，
所述多个圆弧段的半径在2-20mm的范围内。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述反射面是单个直线段、凸形的圆弧段或凹形的圆弧段。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的导光构件，其中，
所述反射面包括全反射表面。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述导光构件的整体厚度在5-20mm的范围内，所述整体厚度为所述出光面和所述入光面之间的距离。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述折射面的第一宽度在2-10mm的范围内，所述折射面的第一厚度在2-8mm的范围内，所述第二宽度是所述反射面在平行于所述入光面的方向上延伸的距离，所述第二厚度是所述反射面在垂直于所述入光面的方向上的延伸的距离。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的导光构件，其中，
在所述导光构件横截面中，所述反射面的第二宽度在0.64-2.15mm的范围内，所述反射面的第二厚度在2-16mm的范围内，所述第二宽度是所述反射面在平行于所述入光面的方向上延伸的距离，所述第二厚度是所述反射面在垂直于所述入光面的方向上的延伸的距离。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的导光构件，还包括：
抵接面，其中，所述抵接面连接在所述折射面和反射面之间并且垂直于所述出光面和所述入光面，使得所述导光构件与相邻的导光构件通过所述抵接面彼此抵靠。
17.根据权利要求16所述的导光构件，其中，
所述抵接面的长度在0.3-1mm的范围内。
18.一种显示装置，包括：
多个显示面板，相邻的两个所述显示面板之间形成不发射光线的拼缝；以及
根据权利要求1-17中任一项所述的导光构件，所述导光构件设置在每个所述显示面板的显示侧，使得所述入光面附接到所述显示面板，所述折射面和所述反射面临近所述拼缝，相邻的两个所述导光构件相对于所述拼缝对称地布置，并且所述反射面在所述显示面板所在的显示平面上的投影完全覆盖所述拼缝。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，
所述拼缝包括多个边框，每个所述边框围绕每个所述显示面板，并且所述边框具有围绕所述显示面板并且垂直于所述显示面板所在的显示平面延伸的第一边框段、从所述第一边框段朝向所述显示面板的内部延伸的第二边框段和从所述第二边框段朝向所述显示面板的内部延伸的第三边框段，所述第二边框段和所述第三边框段在所述显示面板的所述显示侧，所述反射面抵靠所述第三边框段，所述第三边框段与所述显示平面之间的边框弯折角度等于所述入光面与所述反射面之间的导光构件角度。
20.根据权利要求18所述的显示装置，其中，
所述导光构件还包括抵接面，所述抵接面连接在所述折射面和反射面之间并且垂直于所述出光面和所述入光面，相邻的两个所述导光构件通过所述抵接面彼此抵靠，
所述拼缝包括多个边框，每个所述边框围绕每个所述显示面板，并且所述边框具有围绕所述显示面板并且在所述显示面板所在的显示平面延伸的第一边框段。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的显示装置，其中，
在所述导光构件横截面中，所述反射面的第二宽度在L0/2至L0/2+0.2mm的范围内，L0是所述拼缝的宽度。
22.根据权利要求18-21中任一项所述的显示装置，其中，
所述单个圆弧段的半径在L0/2+0.5mm至L0/2+9mm的范围内，L0是所述拼缝的宽度。
23.一种制造方法，用于制造根据权利要求19所述的显示装置，包括：
提供多个显示面板，其中，相邻的两个所述显示面板之间形成不发射光线的拼缝；
提供导光构件；以及
将所述导光构件附接在所述显示面板的显示侧，使得所述反射面抵靠所述第三边框段以相对于所述显示面板定位所述导光构件。
24.一种制造方法，用于制造根据权利要求20所述的显示装置，包括：
提供多个显示面板，其中，相邻的两个所述显示面板之间形成不发射光线的拼缝；
提供导光构件；以及
将所述导光构件附接在所述显示面板的显示侧，使得所述抵接面与所述第一边框段对齐以相对于所述显示面板定位所述导光构件。
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