CN206892510U - 一种显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种显示装置，包括：显示面板，以及设置于显示面板至少一侧的面光源；其中，面光源发出的光线在垂直于显示面板入光面的方向上为准直光。由于面光源发出的光线仅在垂直于显示面板入光面的方向上可有效入射至显示面板，且面光源发出的光线在垂直于显示面板入光面的方向上为光强分布均一的准直光，从而使得入射至显示面板的光束强度分布较均匀，进而使得显示装置具有较高的亮度均一性和对比度。

Description

一种显示装置
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。
背景技术
随着显示技术的不断发展，显示产品逐渐遍布我们生活的每个角落。其中，反射型显示装置可以利用环境光作为光源来实现画面显示，其具有对比度高、功耗低、机身薄以及重量轻等优点，受到了广大用户的青睐。
当反射型显示装置在环境光线充足的条件下，可以完美地实现显示功能；而在环境光线不足或是暗室状态下，则会严重影响画面的显示效果。一般地，当外部环境中的光线不好时，需要增加前置光源进行辅助显示。具体地，如图1a所示，以反射型液晶显示装置为例，主要是利用前置导光板与空气之间的折射率差将前置光源发出的光线导入显示面板并经反射层反射后由不对称散射膜散射而出以实现画面显示。然而，现有技术中，如图1b所示，前置光源发出的部分光线A经前置导光板导入至显示面板，其余部分光线B从前置导光板表面直接出射，导致对比度下降。并且，现有技术中一般通过在前置导光板面向显示面板一侧的表面上设计图案对显示亮度均一性进行调制。然而前置导光板和粘结胶之间的折射率差较小，使得采用前置光源进行辅助显示的技术方案对于小尺寸反射型显示装置的亮度均一性仅具有一定的调制作用，而对于大尺寸反射型显示装置的亮度均一性几乎没有调制效果。
此外，散射型显示装置具有响应速度快、功耗低、光透过率高等优势而受到人们越来越多的关注。其特点是：液晶盒本身既可以做光波导板，同时也可以进行显示。具体地，光源发出的光从液晶盒的侧面入射，在不需要显示画面时，不施加电压即可使液晶盒呈现透明状态，光线直接通过液晶分子；在需要显示画面时，对指定区域施加电压，该区域的液晶分子相应地发生偏转，因受到聚合物的影响，使得液晶分子取向混乱，进而使入射至液晶盒的光发生散射，从而实现显示。但是，由于该种显示技术需要的光源是从显示面板的侧面入射，随着液晶分子与光源距离的增加，显示面板中导入的光的量逐渐减少，使得可以从液晶分子散射出去的光的量也随之减少，导致整个显示面板的亮度均一性和对比度较低，严重影响了显示画面的质量。
由上述描述可知，现有技术中显示装置的亮度均一性和对比度较低，因此，如何提高显示装置的亮度均一性和对比度，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种显示装置，该显示装置具有较高的亮度均一性和对比度。
因此，本实用新型实施例提供的一种显示装置，包括：显示面板，以及设置于所述显示面板至少一侧的面光源；其中，
所述面光源所发出的光线在垂直于所述显示面板入光面的方向上为准直光。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述面光源所发出光线的波面为矩形，且所述波面的短边垂直于所述显示面板的入光面。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述面光源所发出的沿所述波面长边方向的光线为准直光。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板的入光面为矩形，所述面光源设置于所述显示面板的长边所在侧，且所述波面的长边与所述显示面板的长边相互平行。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述波面的法线与所述显示面板的短边之间夹角的正切值为所述波面的短边与所述显示面板的短边的比值。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述面光源，包括：条状光源，以及设置于所述条状光源出光路径上的条状透镜。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述面光源，包括：多个呈阵列排布的点光源，以及与各所述点光源一一对应的透镜。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述面光源为激光光源。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板，包括：相对而置的阵列基板和对向基板，设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的显示介质层，以及设置于所述对向基板背离所述阵列基板一侧的不对称散射膜。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述不对称散射膜的主散射方向与所述面光源的光线入射方向一致。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述显示介质层为电子墨水层。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板，还包括：设置于所述不对称散射膜背离所述阵列基板一侧的圆偏光片。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述显示介质层为液晶层或电致变色层。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板，包括：相对而置的阵列基板和对向基板，设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的混合液晶层；其中，
所述混合液晶层，包括：垂直于所述面光源的光线入射方向配向的液晶分子，以及包围所述液晶分子的聚合物网络。
在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，所述显示面板，还包括：设置于所述阵列基板背离所述对向基板一侧的吸光层。
本实用新型有益效果如下：
本实用新型实施例提供的显示装置，包括：显示面板，以及设置于显示面板至少一侧的面光源；其中，面光源发出的光线在垂直于显示面板入光面的方向上为准直光。由于面光源发出的光线仅在垂直于显示面板入光面的方向上可有效入射至显示面板，且面光源发出的光线在垂直于显示面板入光面的方向上为光强分布均一的准直光，从而使得入射至显示面板的光束强度分布较均匀，进而使得显示装置具有较高的亮度均一性和对比度。
附图说明
图1a为现有技术中反射型液晶显示装置实现显示的原理示意图；
图1b为现有技术中前置导光板的出光原理示意图；
图2a至图2e分别为本实用新型实施例提供的显示装置的结构示意图；
图3a和图3b分别为本实用新型实施例提供的面光源发光原理示意图；
图4a和图4b分别为本实用新型实施例提供的面光源的结构示意图；
图5为不对称散射膜内部结构原理示意图；
图6a和图6b分别为图2e所示的显示装置调制亮度的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型实施例提供的一种显示装置的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是，本文所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
附图中各膜层的形状和大小不反映显示装置的真实比例，目的只是示意说明本实用新型内容。
本实用新型实施例提供的一种显示装置，如图2a至图2e所示，包括：显示面板001，以及设置于显示面板001至少一侧的面光源002；其中，
面光源002所发出的光线在垂直于显示面板001入光面的方向上为准直光。
在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，由于面光源002发出的光线仅在垂直于显示面板001入光面的方向上可有效入射至显示面板001，且面光源002发出的光线在垂直于显示面板001入光面的方向上为光强分布均一的准直光，从而使得入射至显示面板001的光束强度分布较均匀，进而使得显示装置具有较高的亮度均一性和对比度。
需要说明的是，在本实用新型实施例提供的显示装置中，面光源002所发出的光线在垂直于显示面板001入光面的方向上不仅可以为准直光，还可以为发散角度较小的光线。只是相较于准直光，发散角度较小的光线虽然可以改善显示装置的亮度均一性和对比度，但改善的效果有限。
具体地，为便于面光源002发出的在垂直于显示面板001入光面的方向上的准直光有效入射至显示面板001，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，面光源002与显示面板001的具体相对位置可以根据实际情况进行设置，例如，在显示面板001水平放置时，面光源002可以位于显示面板001入光面一侧的左上方，如图2a和图2b所示；和/或，位于显示面板001入光面一侧的右上方；又如，在显示面板001垂直放置时，面光源002可以位于显示面板001入光面一侧的左前方，和/或，位于显示面板001入光面一侧的右前方；从而使得面光源002发出的光可以倾斜入射在显示面板001表面形成光强分布均匀的入射光平面。
在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，面光源002的形状不仅可以设置为如图3a和图3b所示的长条形状，还可以设置为其他形状，在此不做限定。为了便于理解本实用新型提供的上述显示装置，以下均以面光源002为长条形状进行说明。
具体地，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，如图2a所示，面光源002所发出光线的波面为矩形，且波面的短边z(面光源002的厚度)垂直于显示面板001的入光面，即面光源002所发出的沿波面短边z延伸方向的光线为准直光。
由于面光源002发出的光线仅在垂直于显示面板001入光面的方向上可有效入射至显示面板001，因此面光源002所发出的沿波面的长边y1(面光源002的长度)延伸方向的光线是否发散对显示装置的亮度均一性和对比度不会产生影响，从而在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，面光源002所发出的沿波面的长边y1延伸方向的光线可以为准直光，也可以为非准直光，即面光源002所发出的沿波面的长边y1延伸方向的光线可以为平行光或发散角度较小的光，也可以为发散角度较大的光，在此不做限定。
具体地，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，如图2a所示，显示面板001的入光面为矩形，面光源002设置于显示面板001的长边y2所在侧，且波面的长边y1与显示面板001的长边y2相互平行。较佳地，为进一步提高显示装置的亮度均一性和对比度，可以同时在显示面板001的两个长边y2所在侧设置面光源002。
具体地，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，如图2a所示，在面光源002设置在显示面板001入光面的左上方时，面光源002所发出光线的波面的法线即光线的传播方向与显示面板001的短边x之间夹角θ的正切值为波面的短边z与显示面板001的短边x的比值。
在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，面光源002可以通过多种实施方式进行实现：例如如图4a所示，面光源002可以包括：条状光源201，以及设置于条状光源201出光路径上的条状透镜202。又如如图4b所示，面光源002可以为激光光源203。再如，面光源002还可以包括：多个呈阵列排布的点光源，以及与各点光源一一对应的透镜，其中透镜可以为普通透镜，也可以为平面透镜，在此不做限定；并且，较佳地，各点光源分别位于与其对应的透镜的焦点上。
进一步地，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，条状光源201可以为由多个点光源排列构成的灯条，还可以为条状面光源，例如有机发光二极管(OLED)，在此不做限定。
此外，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，光源的类型可以是发光二极管(LED)，也可以是冷阴极管，还可以是本领域技术人员公知的其他光源，在此不做限定。
在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，显示面板001可以具有多种结构，例如，如图2c和图2d所示，显示面板001可以包括：相对而置的阵列基板101和对向基板102，设置于阵列基板101与对向基板102之间的显示介质层103，以及设置于对向基板102背离阵列基板101一侧的不对称散射膜104。
较佳地，为了更有效地提高显示面板001的亮度均一性，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，不对称散射膜104的主散射方向宜与面光源002的光线入射方向一致。
具体地，如图5所示，散射结构1041的倾斜方向为不对称散射膜104的主散射方向，可以看出，散射结构1041向右倾斜，那么面光源002最好设置在显示面板001入光面的右上方，以使不对称散射膜104的主散射方向宜与面光源002的光线入射方向一致。当然，面光源002也可以设置在显示面板001入光面的左上方，或者垂直于纸面方向上，在此不做限定。
在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，显示介质层103可以设置为电子墨水层，如图2c所示；还可以设置为液晶层(如图2d所示)或电致变色层，在此不做限定。
并且，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，在显示介质层103为液晶层或电致变色层时，显示面板001，还需要包括：设置于不对称散射膜104背离阵列基板101一侧的圆偏光片105，如图2d所示。较佳地，面光源002应略高于圆偏光片105所在膜层，以使面光源002照射至显示面板001上的光线可以经圆偏光片105作用后转变为偏光光轴随光的前行而呈螺旋变化的圆偏振光。
再如，在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述显示装置中，如图2e所示，显示面板001还可以设置为包括：相对而置的阵列基板101和对向基板102，设置于阵列基板101与对向基板102之间的混合液晶层113；其中，
混合液晶层113，包括：垂直于面光源002的光线入射方向配向的液晶分子1131，以及包围液晶分子1131的聚合物网络1132。
在具体实施时，在本实用新型实施例提供的如图2e所示的显示装置中，可以利用液晶分子1131在透明状态和散射状态之间的切换进行亮度调制。具体地，如图6a所示，在面光源002发出的光线L1倾斜入射在混合液晶层113时，若需要进行显示，则对指定区域施加电压，该区域的液晶分子1131相应地发生偏转，因受到聚合物的影响，使得液晶分子1131取向混乱处于散射状态，使进入至混合液晶层113的光线发生散射，从而散射光线L2自对向基板102一侧出射，进而实现显示；并且，如图6b所示，当不施加电压时，液晶分子1131处于透明状态时，面光源002发出的光线L1则直接通过液晶分子1131自阵列基板101一侧出射，从而使得在对向基板102背离阵列基板101一侧的表面则无光线出射。
进一步地，在本实用新型实施例提供的如图2e所示的显示装置中，在光线自阵列基板101一侧出射时，显示面板001，还可以包括：设置于阵列基板101背离对向基板102一侧的吸光层(图2e中未示出)，以吸收将自阵列基板101一侧出射的光线。具体地，吸光层可以为黑色吸光结构，当然还可以为其他具有吸光功能的部件，在此不做限定。
需要说明的是，本实用新型实施例提供的上述显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理等任何具有显示功能的产品或部件，在此不做限定。
本实用新型实施例提供的上述显示装置，包括：显示面板，以及设置于显示面板至少一侧的面光源；其中，面光源发出的光线在垂直于显示面板入光面的方向上为准直光。由于面光源发出的光线仅在垂直于显示面板入光面的方向上可有效入射至显示面板，且面光源发出的光线在垂直于显示面板入光面的方向上为光强分布均一的准直光，从而使得入射至显示面板的光束强度分布较均匀，进而使得显示装置具有较高的亮度均一性和对比度。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：显示面板，以及设置于所述显示面板至少一侧的面光源；其中，
所述面光源所发出的光线在垂直于所述显示面板入光面的方向上为准直光。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述面光源所发出光线的波面为矩形，且所述波面的短边垂直于所述显示面板的入光面。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述面光源所发出的沿所述波面长边方向的光线为准直光。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板的入光面为矩形，所述面光源设置于所述显示面板的长边所在侧，且所述波面的长边与所述显示面板的长边相互平行。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述波面的法线与所述显示面板的短边之间夹角的正切值为所述波面的短边与所述显示面板的短边的比值。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述面光源，包括：条状光源，以及设置于所述条状光源出光路径上的条状透镜。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述面光源，包括：多个呈阵列排布的点光源，以及与各所述点光源一一对应的透镜。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述面光源为激光光源。
9.如权利要求1-8任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板，包括：相对而置的阵列基板和对向基板，设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的显示介质层，以及设置于所述对向基板背离所述阵列基板一侧的不对称散射膜。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述不对称散射膜的主散射方向与所述面光源的光线入射方向一致。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示介质层为电子墨水层。
12.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板，还包括：设置于所述不对称散射膜背离所述阵列基板一侧的圆偏光片。
13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述显示介质层为液晶层或电致变色层。
14.如权利要求1-8任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板，包括：相对而置的阵列基板和对向基板，设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的混合液晶层；其中，
所述混合液晶层，包括：垂直于所述面光源的光线入射方向配向的液晶分子，以及包围所述液晶分子的聚合物网络。
15.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板，还包括：设置于所述阵列基板背离所述对向基板一侧的吸光层。
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