CN216956603U - 一种显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种显示装置，包括：显示面板以及位于显示面板入光侧的背光模组。背光模组包括：光源、反射式偏光片、棱镜组件，反射式偏光片位于光源的出光侧，棱镜组件位于反射式偏光片背离光源的一侧。其中，反射式偏光片可以提高光线的利用率，反射式偏光片透射的光线经过棱镜片产生收敛，提高背光模组出射光线的准直度，将反射式偏光片设置在棱镜组件背离光源的一侧，也可以防止反射式偏光片反射的光线破坏棱镜组件的准直效果，从而提高了正视角的光线亮度，增大了显示装置的可视角度范围，优化了观看显示装置时的显示效果。

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

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，简称LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，在显示领域得到了广泛的应用。

液晶显示面板本身并不发光，需要配合背光模组进行使用。目前比较常用的直下式背光模组配合区域调光(Local Dimming，简称LD)技术，可以显著地提升液晶显示装置的动态对比度，以获得高动态范围(High Dynamic Range，简称HDR)的成像效果。但该方案在大视角画质方面的表现仍然存在缺陷。影响大视角画质的主要因素有：亮度衰减、黑场泛白和色彩衰减等，其中亮度衰减和黑场泛白由液晶显示面板的自身特性和背光模组的背光效果共同决定，如何从背光模组出发改善大视角画质，是目前研究的热点问题。

实用新型内容

本实用新型一些实施例中，显示装置包括：

显示面板，用于图像显示；

背光模组，位于显示面板的入光侧；背光模组包括：

光源；

反射式偏光片，位于光源的出光侧；

棱镜组件，位于反射式偏光片背离光源的一侧，棱镜组件用于对光线的出射角度进行收敛。

通过反射式偏光片提高光线的利用率，通过棱镜组件对光线的收敛作用提高背光模组出射光线的准直性，同时将棱镜组件设置于反射式偏光片背离光源的一侧，防止破坏棱镜组件的准直效果，从而提高了正视角的光线亮度，增大了显示装置的可视角度范围，优化了观看显示装置时的显示效果。

本实用新型一些实施例中，棱镜组件包括至少一个棱镜片；棱镜片包括：基材和位于基材表面的多个平行排列的条形棱镜。条形棱镜用于将光线向正视角收敛，提高出射光线的准直度。

本实用新型一些实施例中，棱镜组件包括第一棱镜片，第一棱镜片中的条形棱镜的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为120°～130°，从而将光线收敛到±30°～±40°的视角范围内。

本实用新型一些实施例中，棱镜组件还包括第二棱镜片，第二棱镜片位于反射式偏光片与第一棱镜片之间，第二棱镜片中的条形棱镜的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为30°～40°，有利于提高正视角下的亮度。

本实用新型一些实施例中，第二棱镜片中的条形棱镜的延伸方向与第一棱镜片中的条形棱镜的延伸方向相互垂直，在相互垂直的方向对光线起到收敛的效果，进一步提高正视角下的亮度。

本实用新型一些实施例中，棱镜片中的条形棱镜的顶角均为圆角，圆角可以提高正视角亮度均匀性，优化显示效果。

本实用新型一些实施例中，棱镜片的基材采用聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚碳酸酯；棱镜片的条形棱镜采用聚丙烯。

本实用新型一些实施例中，显示面板包括：

液晶盒；

上偏光片，位于液晶盒背离背光模组的一侧；

下偏光片，位于液晶盒面向背光模组的一侧；

下偏光片的偏振化方向与反射式偏光片的偏振化方向相同。

本实用新型一些实施例中，背光模组包括多个光源；

背光模组还包括：

电路板，光源与电路板电连接，电路板用于提供驱动信号；

多个光源在电路板上呈阵列排布构成灯板；

或者，背光模组包括多个电路板，多个光源分别在各电路板上排列成一行构成多个灯条。

本实用新型一些实施例中，背光模组还包括：

背板，电路板位于背板之上；

反射片，位于电路板靠近光源的一侧，反射片包括多个用于暴露出光源的开口；

扩散板，位于光源的出光侧；反射式偏光片位于扩散板背离光源的一侧。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为相关技术中的显示装置的截面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之一；

图3为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之二；

图4为本实用新型提供的棱镜片俯视示意图之一；

图5为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之三；

图6为本实用新型提供的棱镜片俯视图示意之二；

图7a为本实用新型实施例提供的对照实验的视角-亮度分布图；

图7b为本实用新型实施例提供的对照实验的视角-亮度(归一化数据)分布图；

图8a为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之四；

图8b为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之五。

其中，100-显示面板，200-背光模组，21-光源，22-反射式偏光片，23-棱镜组件，231-第一棱镜片，232-第二棱镜片，24-电路板，25-背板，26-反射片，27-扩散板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本实用新型中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本实用新型保护范围内。本实用新型的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，简称LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，在显示领域得到了广泛的应用。

液晶显示面板本身并不发光，需要配合背光模组进行使用。目前比较常用的直下式背光模组配合区域调光(Local Dimming，简称LD)技术，可以显著地提升液晶显示装置的动态对比度，以获得高动态范围(High Dynamic Range，简称HDR)的成像效果。但该方案在大视角画质方面的表现仍然存在缺陷。

图1为相关技术中的显示装置的截面结构示意图。

如图1所示，显示装置包括：显示面板100、背光模组200。

显示面板100用于图像显示，其形状和尺寸与显示装置的形状和尺寸相适应。当应用于电视或移动终端等领域时，显示面板100通常采用矩形或者方形；当应用于异形显示装置时，显示面板100也可以采用圆形等形状，在此不做限定。

显示面板100为透射型显示面板，能够对光的透射率进行调制，但本身并不发光。显示面板100具有多个呈阵列排布的像素单元，每个像素单元都可以独立的控制背光模组200入射到该像素单元的光线透过率和色彩，以使全部像素单元透过的光线构成显示的图像。

背光模组200位于显示面板100的入光侧，用于向显示面板100提供背光源。背光模组200的形状和尺寸与显示面板100的形状和尺寸相适应。目前比较常用的直下式背光模组配合区域调光技术(Local Dimming，简称LD)，可以显著地提升液晶显示装置的动态对比度，以获得高动态范围(High Dynamic Range，简称HDR)的成像效果。

如图1所示，其中区域S1为显示暗场画面的区域，区域S2为显示亮场画面的区域。在采用区域调光技术进行背光亮度调节的过程中，对于显示暗场画面的区域S1，可以将该区域的背光亮度降至最低，同时将该区域的像素透过率降至最低，此时观看位置A1时，显示装置在区域S1处于全黑的状态，可以显著的提高暗场画面和亮场画面的对比度。

但是由于背光模组结构的限制，即使配合区域调光技术也无法进一步将显示装置在正视角下的亮度增高，另外显示装置的可视范围较小。

本实用新型提供一种显示装置，采用了新型的背光模组结构，可以提高显示装置在正视角下的亮度，扩大显示装置的可视范围。

图2为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之一。

如图2所示，本实用新型实施例提供的显示装置包括：显示面板100、背光模组200。

其中，背光模组200包括：光源21、反射式偏光片22、棱镜组件23。

反射式偏光片22位于光源21的出光侧，反射式偏光片22的形状和尺寸与背光模组200的形状和尺寸相适应。反射式偏光片22用于提高光线的利用率。如图2所示，自然光(P+S)可以分解为偏振方向相互垂直的P光和S光，反射式偏光片22只允许通过P光，而反射S光，被反射的S光经过背光模组200中的其他结构的折射和反射后解除偏振状态，再次入射至反射式偏光片22，反射式偏光片22进一步通过该部分入射光线的P光，而反射该部分入射光线的S光，经过反复的循环，从而提高光线的利用率，提高背光亮度。在具体实施时，反射式偏光片22可以选用DBEF(Dual Brightness Enhancement Film，简称DBEF)，或者选用IMOF等具有相同功能的膜片。

棱镜组件23位于反射式偏光片22背离光源21的一侧，棱镜组件23的形状和尺寸与反射式偏光片22的形状和尺寸相适应。棱镜组件23对入射光线向正视角收敛，使更多的光线集中到正视角度，从而起到提高正视角度的亮度的作用。

如果将棱镜组件23设置在反射式偏光片22和光源21之间，光线先经过棱镜组件23的准直之后再经过反射式偏光片22，此时被反射式偏光片22反射的光线会较过多次循环的反射作用，从而破坏棱镜组件23的准直效果。因此，本实用新型实施例将棱镜组件23设置在反射式偏光片22背离光源21的一侧，光线先经过反射式偏光片22，再经过棱镜组件23进行收敛，光线出射时可以保持较高的准直度。

在本实用新型的实施例中，棱镜组件23包括至少一个棱镜片，棱镜片包括基材和位于基材表面的多个平行排列的条形棱镜。其中条形棱镜主要起到收敛光线的作用，可以提高出射光线的准直性。其中棱镜片的基材主要用于承载条形棱镜。制作时可以将基材和条形棱镜分别制作，然后通过黏着胶等方式按照预设的排列方向进行贴合。

在具体实施时，棱镜片的基材的材料可以采用聚对苯二甲酯(Polyethyleneterephthalate，简称PET)或者聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)等。采用拉伸工艺制作的PET基材会破坏经反射式偏光片22出射的偏振光的偏振状态，因此基材可以采用非拉伸工艺，如流延法等工艺进行制作。棱镜片的条形棱镜的材料可以采用聚丙烯等材料，在此不做限定。

在本实用新型的实施例中，棱镜片中的条形棱镜的顶角可以设置为圆角，圆角对光线具有一定的发散作用，由此增加光线的出射范围，增大可视角度。

在本实用新型的实施例中，可以设置棱镜片中的相邻的两个条形棱镜的高度不同。棱镜片中规则排列的条形棱镜与显示面板100中规则排列的像素结构，会造成光线干涉而产生干涉条纹，将棱镜片中的相邻的两个条形棱镜设置为不同的高度，可以在一定程度上改变规则排列的结构，从而减轻干涉条纹的产生。

图3为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之二；图4为本实用新型提供的棱镜片俯视图示意之一。

在本实用新型的实施例中，如图3所示，棱镜组件包括第一棱镜片231，第一棱镜片231位于反射式偏光片22背离光源21的一侧。如图4所示，第一棱镜片231中的条形棱镜在基材上排列时的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为β，其中β可以设置为120°～130°，从而可以实现将光线主要收敛在水平方向±30°～±40°的视角范围内，从该视角范围内观察显示装置均可以获得明亮的图像。

图5为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之三；图6为本实用新型提供的棱镜片俯视图示意之二。

进一步地，在本实用新型的实施例中，如图5所示，棱镜组件23还包括第二棱镜片232，第二棱镜片232位于反射式偏光片22与第一棱镜片231之间。如图6所示，第二棱镜片232中的条形棱镜在基材上排列时的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为γ，其中γ可以设置为30°～40°，有利于提高正视角下的亮度。

具体实施时，可以设置第二棱镜片232中的条形棱镜的延伸方向与第一棱镜片231中的条形棱镜的延伸方向相互垂直，在相互垂直的方向对光线起到收敛的效果，可以进一步提高正视角度下的亮度。

本实用新型实施例对不同的棱镜组件和反射式偏光片结构的背光模组的视角-亮度分布进行了对照试验。

实施例1将棱镜组件设置在反射式偏光片背离光源的一侧，沿着光线的出射方向，采用反射式偏光片/第二棱镜片/第一棱镜片依次叠层设置的结构(PPC结构)，其中，第一棱镜片的条形棱镜在基材上排列时的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为125°，第二棱镜片的条形棱镜在基材上排列时的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为35°。

对照例1将棱镜组件设置在反射式偏光片与光源之间，沿着光线的出射方向，采用第二棱镜片/第一棱镜片/反射式偏光片依次叠层设置的结构(CPP结构)，其中，第一棱镜片的条形棱镜在基材上排列时的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为125°，第二棱镜片的条形棱镜在基材上排列时的延伸方向与观看显示装置时的水平方向的夹角为35°。

图7a为本实用新型实施例提供的对照实验的视角-亮度分布图；图7b为本实用新型实施例提供的对照实验的视角-亮度(归一化数据)分布图。

如图7a所示，采用PPC结构的背光模组在正视角下(例如，-30°～30°)的亮度大于采用CPP结构的背光模组在正视角下(例如，-30°～30°)的亮度。由此可见，采用本实用新型实施例的背光模组结构，可以提高正视角下的亮度。

如图7b所示，采用PPC结构的背光模组在-35°～35°范围内均具有较高的亮度，而采用CPP结构的背光模组亮度主要集中在-30°～30°范围内。也就是说采用本实用新型实施例的背光模组结构，还可以增大显示装置的可视角度。

在本实用新型的实施例中，显示面板100可以为液晶显示面板。此时显示面板包括：液晶盒、上偏光片、下偏光片。其中，上偏光片位于液晶盒背离背光模组200的一侧，下偏光片位于液晶盒面向背光模组200的一侧。下偏光片的偏振化方向与反射式偏光片22的偏振化方向相同，上偏光片的偏振化方向与下偏光片的偏振化方向垂直。在进行图像显示时，由反射式偏光片22出射的光线的偏振方向与下偏光片的偏正化方向相同，出射光线可以完全穿过下偏光片进入液晶盒，提高光线的利用率。

图8a为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之四；图8b为本实用新型实施例提供的显示装置的截面结构示意图之五。

一些实施例中，如图8a所示，背光模组200包括多个光源21。

背光模组200还包括：电路板24。光源21与电路板24电连接，电路板24用于给光源21提供驱动信号，光源21在电路板24上呈阵列排布构成灯板。在具体实施时，电路板24可以采用印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)。

在应用区域调光技术的背光模组中，光源21可以采用Mini LED(Mini-LightEmittingDiode，简称Mini LED)，Mini LED具有尺寸小，亮度高等优点，相同面积的电路板上可以设置更多的光源，提供更高的背光亮度，同时提供更细腻的分区控制效果。应用于不同的显示装置和使用需求时，光源21也可以采用其他类型的发光器件，在此不做限定。

一些实施例中，如图8b所示，背光模组200包括多个光源21。

背光模组200还包括：多个电路板24。光源21与电路板24电连接，电路板24用于给光源21提供驱动信号，多个光源21分别在各电路板24上排列成一行构成多个灯条。多个灯条相互平行且等间距的排列，提供均匀的照射光线。

在本实用新型的实施例中，如图8a和图8b所示，背光模组200还包括：背板25、反射片26、扩散板27。

背板25，位于背光模组200的底部，具有支撑和承载的作用。背板25的形状适应于背光模组200的形状。背板25的材质可以采用铝、铁、铝合金或铁合金等。电路板24设置于背板25之上，背板25用于支撑电路板24，以及支撑固定扩散板27等部件的边缘位置，背板25还对电路板24起到散热的作用。

扩散板27，位于光源21的出光侧，反射式偏光片22位于扩散板27背离光源21的一侧。扩散板27用于改变光源21的出射光线的行进方向，使出射光线更加均匀，其形状和尺寸通常设计为与显示面板100的形状和尺寸相同或相近。扩散板27通常在扩散板基材(如PMMA、PC、PS、PP等)中添加无机或有机光扩散粒子，或者通过基材表面的微特征结构的阵列排列调整光线，使光线发生不同方向的折射、反射和散射等现象，从而改变光的行进路线，可以实现光源21发射出的光线通过扩散板发射均匀的面光源。

反射片26，位于电路板24靠近光源21的一侧，反射片26设置有多个用于暴露光源21的开口。光源21出射的光线到达扩散板27所在的位置后，部分光线经过扩散板27折射后往出射光的方向继续前进，另一部分光线在扩散板27处经过扩散板27反射后入射到反射片26的表面，反射片26将该部分光线反射后重新向扩散板27的方向出射，经过反复的反射和折射，可以提高光线的利用率，且可以使光线混合更加均匀。

本实用新型提供了一种显示装置，包括：显示面板以及位于显示面板入光侧的背光模组。背光模组包括：光源、反射式偏光片、棱镜组件，反射式偏光片位于光源的出光侧，棱镜组件位于反射式偏光片背离光源的一侧。其中，入射至反射式偏光片的P光发生透射，S光发生反射，被反射的S光解除偏振状态后被再次利用，提高了光线的利用率。反射式偏光片透射的光线经过棱镜组件产生收敛，提高了背光模组出射光线的准直度，将反射式偏光片设置在棱镜组件背离光源的一侧，也可以防止反射式偏光片反射的光线破坏棱镜组件的准直效果，从而提高了正视角的光线亮度，增大了显示装置的可视角度范围，优化了观看显示装置时的显示效果。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

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 (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，用于图像显示；

背光模组，位于所述显示面板的入光侧；所述背光模组包括：

光源；

反射式偏光片，位于所述光源的出光侧；

棱镜组件，位于所述反射式偏光片背离所述光源的一侧；所述棱镜组件用于对光线的出射角度进行收敛。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述棱镜组件包括至少一个棱镜片；所述棱镜片包括：基材和位于所述基材表面的多个平行排列的条形棱镜。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述棱镜组件包括第一棱镜片；

所述第一棱镜片中的条形棱镜的延伸方向与水平方向的夹角为120°～130°。

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述棱镜组件还包括第二棱镜片；所述第二棱镜片位于所述反射式偏光片与所述第一棱镜片之间；

所述第二棱镜片中的条形棱镜的延伸方向与水平方向的夹角为30°～40°。

5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述第二棱镜片中的条形棱镜的延伸方向与所述第一棱镜片中的条形棱镜的延伸方向相互垂直。

6.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述棱镜片中的条形棱镜的顶角均为圆角。

7.如权利要求2～6任一项所述的显示装置，其特征在于，所述棱镜片的基材采用聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚碳酸酯；

所述棱镜片的条形棱镜采用聚丙烯。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括：

液晶盒；

上偏光片，位于所述液晶盒背离所述背光模组的一侧；

下偏光片，位于所述液晶盒面向所述背光模组的一侧；

所述下偏光片的偏振化方向与所述反射式偏光片的偏振化方向相同。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述背光模组包括多个所述光源；

所述背光模组还包括：

电路板，所述光源与所述电路板电连接；所述电路板用于提供驱动信号；

多个所述光源在所述电路板上呈阵列排布构成灯板；

或者，所述背光模组包括多个所述电路板，多个所述光源分别在各所述电路板上排列成一行构成多个灯条。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述背光模组还包括：

背板，所述电路板位于所述背板之上；

反射片，位于所述电路板靠近所述光源的一侧，所述反射片包括多个用于暴露出所述光源的开口；

扩散板，位于所述光源的出光侧；所述反射式偏光片位于所述扩散板背离所述光源的一侧。

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