CN117970553A - 导光板、前置光源及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及显示技术领域，具体公开一种导光板、前置光源及显示装置。导光板包括导光基板，包括反射面、出光面以及至少一组相对设置的两个入光面，其中，所述反射面和所述出光面相对设置，所述反射面和所述出光面分别与所述入光面相接；在所述反射面上，多个对称式导光微结构以所述反射面的几何中心对称设置，多个非对称式导光微结构以所述反射面的几何中心为对称中心对称设置；所述多个对称式导光微结构和所述多个非对称式导光微结构的分布密度之和从所述对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。在保证导光板画面对比度和视角均匀性的同时，满足出光均匀性和亮度需求，进而满足大幅面反射式显示设备的照明需求。

Description

导光板、前置光源及显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种导光板、前置光源及显示装置。

背景技术

反射型显示装置是以外在环境光为光源，并利用面板下方的反射板将照射光予以反射，可省去传统液晶显示需要的背光源模组，具有低电力损耗和外在环境光下影像清楚显示的特性，在户外可以获得更好的显示效果，在例如电子阅读器、公共显示等领域受到越来越多的青睐，尤其是其低功耗特性，相比于透射式显示装置，其可节约90％的电能。

目前，户外大型广告牌等大幅面显示设备越来越倾向于采用反射式显示装置。但是，由于大幅面显示设备的幅面较大，在黑暗环境下，无法获得充足的照明，限制了大幅面显示设备的快速推广。

因此，如何满足大幅面显示设备的照明需求是本领域急需解决的问题之一。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种导光板、前置光源及显示装置。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种导光板，所述导光板包括：

导光基板，包括反射面、出光面以及至少一组相对设置的两个入光面，其中，所述反射面和所述出光面相对设置，所述反射面和所述出光面分别与所述入光面相接；

在所述反射面上，多个对称式导光微结构以所述反射面的几何中心对称设置，多个非对称式导光微结构以所述反射面的几何中心为对称中心对称设置；

所述多个对称式导光微结构和所述多个非对称式导光微结构的分布密度之和从所述对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。

在其中一个实施例中，所述多个对称式导光微结构的分布密度从所述对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。

在其中一个实施例中，所述多个非对称式导光微结构的分布密度从所述对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递增。

在其中一个实施例中，所述对称式导光微结构的深宽比位于1:1～1:15之间。

在其中一个实施例中，所述对称式导光微结构的形状包括圆锥状、棱锥状、棱台状、圆台状、球状中的任意一种或多种。

在其中一个实施例中，所述非对称式导光微结构包括一斜面，所述斜面朝向与之距离最小的一个所述入光面，其中，所述斜面与所述入光面之间的距离为：所述斜面与所述反射面的相交线的中点至所述入光面的距离。

在其中一个实施例中，当存在至少两个入光面与所述斜面的距离最小且相等时，所述斜面朝向所述至少两个入光面中权重最大的入光面，其中，所述入光面的权重为预设值。

在其中一个实施例中，所述斜面与所述反射面的夹角位于15°-50°之间。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种前置光源，包括如上所述的导光板和位于所述入光面一侧的光源。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种显示装置，包括如上所述的前置光源和反射式显示屏，所述前置光源位于所述反射式显示屏的出光侧。

上述导光板、前置光源以及显示装置，在导光基板的反射面混合设置有对称式导光微结构和非对称式导光微结构，通过使多个对称式导光微结构和多个非对称式导光微结构分别以反射面的几何中心为对称中心对称设置，且多个对称式导光微结构和多个非对称式导光微结构的分布密度之和从对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减，在保证导光板画面对比度和视角均匀性的同时，满足出光均匀性和亮度需求，进而满足大幅面反射式显示设备的照明需求。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的导光板的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的导光板的导光微结构分布示意图；

图3(a)-图3(e)为本申请提供的五种对称式导光微结构的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的非对称式导光微结构的斜面朝向设置的示意图；

图5为本申请一实施例提供的双侧入光的导光板结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的非对称式导光微结构示意图；

图7(a)和图7(b)为本申请一实施例提供的导光板在水平方向和竖直方向出射的有效出光与无效出光能量分布示意图；

图8为本申请一实施例提供的显示装置的结构示意图。

附图标记说明：

100、导光基板；110、入光面；111、第一入光面；112、第三入光面；113、第二入光面；114、第四入光面；120、反射面；121、对称式导光微结构；122、非对称式导光微结构；130、出光面；200、光源；300、反射式显示屏。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的优选实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本申请的公开内容理解得更加透彻全面。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供了一种导光板、前置光源以及显示装置，用于解决大幅面显示设备无法获得充足照明的问题。

参照图1，在一个实施例中，提供了一种导光板，包括导光基板100，导光基板100具有入光面110、反射面120以及出光面130，入光面110用于接收光束并耦合入导光基板100，反射面120用于反射光束至出光面130和/或反射式显示屏，出光面130用于出射光束。反射面120上设置有对称式导光微结构121和非对称式导光微结构122。

其中，导光基板100为导光板的主体结构，其由导光材料制成，且具有多个表面。具体地，导光基板100具有反射面120、出光面130以及至少一组相对设置的两个入光面110，入光面110一般设置在导光基板100的侧面，入光面110的数量可以为两个或四个等，当入光面110的数量为两个或更多时，能够大幅度提高出光亮度。反射面120与入光面110相接，出光面130与反射面120相对设置，即出光面130与反射面120为导光基板100上两个相对的表面，假设反射面120为导光基板100的上表面，出光面130则为导光基板100的下表面。

导光基板100的侧面设置有光源200，例如LED光源等，入光面110接收光源200发出的光束，光束经入光面110进入导光基板100内部，并在导光基板100内传播，经由反射面120反射后，入射至反射式显示屏，最终经出光面130出射，以对反射式显示屏起到照明作用。

在本实施例中，在反射面120上，多个对称式导光微结构121以反射面120的几何中心为对称中心对称设置，多个非对称式导光微结构122以反射面120的几何中心为对称中心对称设置；并且，多个对称式导光微结构121和多个非对称式导光微结构122的分布密度之和从对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。

在一个具体示例中，如图2所示，导光板的反射面120为长方形，导光板可具有一组相对设置的两个入光面，如第一入光面111和第二入光面113，或，第三入光面112和第四入光面114；也可具有两组相对设置的两个入光面，即，第一入光面111、第二入光面113、第三入光面112和第四入光面114。可以理解地，根据实际应用的需要，导光板还可具有两组以上相对设置的两个入光面。

请继续参考图2，反射面120的几何中心为该长方形的两对角线的交点O。在反射面120上布设导光微结构时，基于交点O，对称地设置多个对称式导光微结构121，以及对称地设置多个非对称式导光微结构122。最终，反射面120上布设的对称式导光微结构121和非对称式导光微结构122的分布密度之和从交点O分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。

具体地，反射面120上布设的对称式导光微结构121和非对称式导光微结构122的分布密度之和从交点O向第一入光面111方向对称地递减，以及从交点O向第二入光面113方向对称地递减；和/或，反射面120上布设的对称式导光微结构121和非对称式导光微结构122的分布密度之和从交点O向第三入光面112方向对称地递减，以及从交点O向第四入光面114方向对称地递减。

这里，对称式导光微结构的分布密度为：在反射面的单位面积内，所有对称式导光微结构的投影面积之和与单位面积的比值；非对称式导光微结构的分布密度为：在反射面的单位面积内，所有非对称式导光微结构的投影面积之和与单位面积的比值。

本实施例通过在导光基板的反射面混合设置有对称式导光微结构和非对称式导光微结构，通过使多个对称式导光微结构和多个非对称式导光微结构分别以反射面的几何中心为对称中心对称设置，且多个对称式导光微结构和多个非对称式导光微结构的分布密度之和从对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减，在保证导光板画面对比度和视角均匀性的同时，满足出光均匀性和亮度需求，进而满足大幅面反射式显示设备的照明需求。

在一个实施例中，多个对称式导光微结构121的分布密度从对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。

在本实施例中，请继续参考图2，反射面120上布设的对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第一入光面111方向对称地递减，以及从交点O向第二入光面113方向对称地递减；和/或，反射面120上布设的对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第三入光面112方向对称地递减，以及从交点O向第四入光面114方向对称地递减。

本实施例通过使对称式导光微结构的分布密度从中心向入光面对称递减，在保证导光板视角均匀性，满足出光均匀性和亮度需求。

在一个实施例中，多个非对称式导光微结构的分布密度从对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递增。

在本实施例中，请继续参考图2，反射面120上布设的非对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第一入光面111方向对称地递增，以及从交点O向第二入光面113方向对称地递增；和/或，反射面120上布设的非对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第三入光面112方向对称地递增，以及从交点O向第四入光面114方向对称地递增。

本实施例通过使非对称式导光微结构的分布密度从中心向入光面对称递增，在保证导光板画面对比度的同时，满足出光均匀性和亮度需求。

在一个实施例中，对称式导光微结构121的形状包括但不限于圆锥状、棱锥状、棱台状、圆台状、球状中的任意一种或多种。参照图3(a)-图3(e)，其依次示出了圆锥状、棱锥状、棱台状、圆台状、球状对称式导光微结构。优选地，对称式导光微结构121具体设置在反射面时，对称式导光微结构121的中心轴均垂直于反射面120。

这里，对称式导光微结构121可以为凹陷的光学微结构，即由反射面120向导光基板100内部凹陷形成；对称式导光微结构121也可以为凸出的光学微结构，即由反射面120向导光基板100外部凸出形成。

在一个实施例中，对称式导光微结构121的深宽比位于1:1～1:15之间。这里，对称式导光微结构121的深宽比为：对称式导光微结构的深度与其在反射面上的投影的宽度的比值。请继续参照图3(a)-图3(e)，对称式导光微结构的深宽比＝H/D。

在本实施例中，对称式导光微结构121的深度范围可以设置在2～25微米之间，宽度或直径范围可以设置在5～50微米之间。优选地，对称式导光微结构121的深宽比可以为1:2、1:5等。通过精确控制对称式导光微结构121的深宽比，能够调控导光板有效出光及无效出光的出光角度以及对比度，降低因双侧入光以及导光微结构拼接导致的视角问题，实现前置光源的高对比度、高效、均匀照明。

在一个实施例中，非对称式导光微结构122包括一斜面，斜面朝向与之距离最小的一个入光面，其中，斜面与入光面之间的距离为：斜面与反射面的相交线的中点至入光面的距离。

具体地，以图4所示一个非对称式导光微结构的斜面朝向设置为例进行说明。线段AB为一非对称式导光微结构122的斜面与反射面的相交线，M为AB的中点，M至第一入光面111、第二入光面113、第三入光面112、第四入光面114的距离依次为d1、d2、d3、d4，假设d2>d3>d1>d4，则该非对称式导光微结构122的斜面朝向第四导光板114。

在一个实施例中，当存在至少两个入光面与斜面的距离最小且相等时，斜面朝向至少两个入光面中权重最大的入光面，其中，入光面的权重为预设值，该权重用于指示非对称式导光微结构的斜面朝向该入光面的概率，权重越大，非对称式导光微结构的斜面可朝向该入光面的概率越大。

继续参考图4，若根据实际应用的需要，预设第一入光面111、第二入光面113、第三入光面112、第四入光面114的权重依次为0.8、0.7、0.6、0.5，假设d2>d3>d1＝d4，则该非对称式导光微结构的斜面朝向第一入光面111。

在一个实施例中，斜面与反射面的夹角位于15°-50°之间，具体地，如斜面与反射面的夹角为30°。

在一个具体示例中，导光基板100的材质为PC(聚碳酸酯)材料，导光基板100的厚度为0.4毫米。请参考图5，导光基板100的第一入光面111和第二入光面113侧均设置有光源200，光源200为LED光源，光源200分别对第一入光面111和第二入光面113发射光束。

请继续参考图5，在该导光基板100的反射面120上的设置有多个对称式导光微结构121和多个非对称式导光微结构122。该多个非对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第一入光面111方向对称地递增，且，该多个非对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第二入光面113方向对称地递增。同时，该多个对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第一入光面111方向对称地递减，且，该多个对称式导光微结构121的分布密度从交点O向第二入光面113方向对称地递减。

进一步的，该多个对称式导光微结构121和该多个非对称式导光微结构122的分布密度之和从交点O向第一入光面111方向对称地递减，以及，该多个对称式导光微结构121和该多个非对称式导光微结构122的分布密度之和从交点O向第二入光面113方向对称地递减。也即，该多个对称式导光微结构121的分布密度从交点O分别向第一入光面111和第二入光面113方向递减的速度大于该多个非对称式导光微结构122的分布密度从交点O分别向第一入光面111和第二入光面113方向递增的速度。

在本示例中，请参考图3(a)，对称式导光微结构121的形状为圆锥状，其深宽比H/D为1:2.2。请参考图6，非对称式导光微结构122的斜面与反射面的夹角α为42°，H1＝8um。

基于本示例的导光板，请参考图7(a)和图7(b)，分别示出了从导光板水平方向和竖直方向出射的有效出光与无效出光能量分布，无论是在水平方向，还是竖直方向，该导光板均具有较高的出光效率，且有效出光远大于无效出光，即具有较高的对比度。

基于同样的发明构思，本申请另一实施例还提供了一种前置光源。本实施例提供的前置光源包括如上所述的导光板和位于所述入光面一侧的光源。

基于同样的发明构思，本申请又一实施例还提供了一种显示装置，请参考图8，本实施例提供的显示装置包括如上所述的前置光源和反射式显示屏300，所述前置光源位于所述反射式显示屏300的出光侧。

本实施例的反射式显示屏可以为反射式电子纸或反射式液晶显示屏。

本实施例提供的显示装置可以包括电脑、手机显示屏、车载显示屏等。

本实施例的反射式显示屏可以为反射式电子纸或反射式液晶显示屏。

本实施例提供的显示装置可以包括电脑、手机显示屏、车载显示屏等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种导光板，其特征在于，所述导光板包括：

导光基板，包括反射面、出光面以及至少一组相对设置的两个入光面，其中，所述反射面和所述出光面相对设置，所述反射面和所述出光面分别与所述入光面相接；

在所述反射面上，多个对称式导光微结构以所述反射面的几何中心对称设置，多个非对称式导光微结构以所述反射面的几何中心为对称中心对称设置；

所述多个对称式导光微结构和所述多个非对称式导光微结构的分布密度之和从所述对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述多个对称式导光微结构的分布密度从所述对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递减。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述多个非对称式导光微结构的分布密度从所述对称中心分别向一组相对设置的两个入光面方向对称地递增。

4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述对称式导光微结构的深宽比位于1:1～1:15之间。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述对称式导光微结构的形状包括圆锥状、棱锥状、棱台状、圆台状、球状中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述非对称式导光微结构包括一斜面，所述斜面朝向与之距离最小的一个所述入光面，其中，所述斜面与所述入光面之间的距离为：所述斜面与所述反射面的相交线的中点至所述入光面的距离。

7.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于，当存在至少两个入光面与所述斜面的距离最小且相等时，所述斜面朝向所述至少两个入光面中权重最大的入光面，其中，所述入光面的权重为预设值。

8.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于，所述斜面与所述反射面的夹角位于15°-50°之间。

9.一种前置光源，其特征在于，包括如上述权利要求1-8任一项所述的导光板和位于所述入光面一侧的光源。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如上述权利要求9所述的前置光源和反射式显示屏，所述前置光源位于所述反射式显示屏的出光侧。