CN104316990A - 导光板及其制作方法、背光模组和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导光板及其制作方法、背光模组和液晶显示装置，该背导光板包括：导光板主体和设置在所述导光板主体侧面的光源，所述导光板主体上形成有散射结构，所述散射结构对寻常光具有第一折射率、对非寻常光的具有第二折射率，第一折射率和第二折射率中的一个与导光板主体的折射率相同；并且，所述导光板主体由退偏材料制作；和/或，所述导光板主体与所述光源之间设置有退偏膜片或者相位延迟膜片。采用本发明提供的背光模组的液晶显示装置，同样能够在提供偏振光的同时提高光线的利用率。

Description

导光板及其制作方法、背光模组和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种导光板及其制作方法、背光模组和液晶显示装置。

背景技术

为了提高光线的利用率，现有技术中的液晶显示装置中一般在下偏光板的底部再添加一层反射型偏光片或者直接用偏光光源。如图1所示，为在下偏光板的底部添加一层反射型偏光片时的液晶显示装置的示意图，包括背光模组、反射性偏光片、液晶面板(LCDPanel)，反射性偏光片能够允许其中一个方向的偏振光透过，并将其他方向上的偏振光反射进行重新利用。

上述的两种方式虽然能够提高光线的利用率，但是成本都较高。因此，需要一种不同于现有技术的、在提高光线的利用率的前提下提供偏振光的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的偏光结构，以在提高光线的利用率的前提下提供偏振光。

为了达到上述目的，本发明提供了一种导光板，包括导光板主体，所述散射结构对寻常光具有第一折射率、对非寻常光的具有第二折射率，第一折射率和第二折射率中的一个与导光板主体的折射率相同；并且，

所述导光板主体由退偏材料制作；和/或，所述导光板还包括设置在所述导光板主体与所述光源之间设置的退偏膜片或者相位延迟膜片。

进一步的，所述散射结构为形成在所述导光板主体上的多个槽状结构，且所述多个槽状结构中填充有取向一致的液晶分子，所述液晶分子对寻常光的第一折射率与对非寻常光的第二折射率中的一个与所述导光板主体的折射率相同。

进一步的，所述多个槽状结构为V形槽结构。

进一步的，所述多个槽状结构在所述导光板主体中呈网点状分布。

进一步的，所述槽状结构中还填充有用于对所述液晶分子进行取向的取向材料，且所述取向材料的折射率与所述导光板主体的折射率相同。

进一步的，所述退偏材料为无定形材料。

进一步的，当所述导光板主体由退偏材料制作时，所述散射结构形成在所述导光板主体的出光侧。

进一步的，当所述导光板还包括贴附在所述导光板主体入光面的退偏膜片且所述导光板主体不是由退偏材料制作时，所述相位延迟膜片的相位延迟量为K*137.5nm±30nm，其中K为奇数。。

本发明还提供了一种制作上述任一项所述的背光模组的方法，其特征在于，制作导光板主体的步骤包括：

在基板上形成图案结构；

在形成的图案结构上涂覆取向材料；

对取向材料进行取向处理；

灌注液晶；

固化封装。

本发明还提供了一种液晶显示装置，包括如上述任一项所述的背光模组。

本发明提供的导光板中，在导光板主体中设置的散射结构对不同偏振方向的光具有不同的折射率，且对其中一种偏振光的折射率与导光板主体的折射率相同。这样，对于在散射结构的折射率与在导光板主体的折射率不同的偏振光，散射结构能够对其进行散射，使其最终能够透过导光板主体。而在散射结构的折射率与在导光板主体的折射率不同的偏振光，在经过由退偏材料组成的导光板主体或者在所述导光板主体与所述光源之间设置的退偏膜片或者相位延迟膜片后偏振态发生变化，最终可转化为在散射结构的折射率与在导光板主体的折射率不同的偏振光透过导光板主体。可见，采用本发明包含提供的导光板的背光模组，同样能够在提供偏振光的同时提高光线的利用率。并且采用本发明提供的背光模组的液晶显示装置的制作成本较低。

附图说明

图1为现有技术中的液晶显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的导光板的结构示意图；

图3a和图3b为本发明实施例一提供的导光板的原理示意图；

图4为本发明实施例一提供的导光板的结构示意图；

图5a和图5b为本发明提供的导光板在导光板主体形成有散射结构时的示意图；

图6为本发明实施例二提供的导光板的结构示意图；

图7为本发明提供的导光板中的导光板主体的制作方法的流程示意图；

图8为本发明提供的背光模组的结构示意图；

图9为本发明提供的液晶显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

本发明实施例一提供了一种背光模组，如图2所示，包括导光板主体10，导光板主体10上形成有散射结构20，散射结构20对寻常光o光的折射率no与对非寻常光e光的折射率ne不同，且no和ne中的一个与导光板主体10的折射率相同；并且，导光板主体10由退偏材料制作。

不难理解的是，这里的退偏材料是指能够将一种偏振光转换为非偏振光的材料，比如石英、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。

一束入射光在各向异性介质的界面折射时，产生两束折射光，其中一束折射光始终在入射面内，且遵守折射定律，称为寻常光，简称o光。另一束折射光一般不在入射面内，也不遵守折射定律，沿不同方向有不同的折射率，称为非寻常光，简称e光。

当然实际应用中，除了上述导光板主体和光源之外，背光模组还应包含设置在导光板主体下面(出光面的对面一侧)的反射镜、用于对光源进行封闭并将光线反射到导光板主体中的反射镜等，这些不是本发明的重点，在此也不再进行详细阐述。

下面结合图3a和图3b对本发明提供的背光模组中的散射结构进行详细说明，假设本发明实施例中散射结构20对o光的折射率no与导光板主体10的折射率相同，对e光的折射率ne与导光板主体10的折射率不同；则如图3a所示，对于e光来说，由于在导光板主体10和在散射结构20的折射率不同，e光经导光板主体10与散射结构20的界面时角度发生偏折，最终使e光以小于反射临界角的入射角入射到导光板主体10的主平面上并最终透过导光板主体10；而对于o光来说，如图3b所示，导光板主体10和散射结构20没有区别，o光由导光板主体10进入散射结构20中时，由于折射率没有发生变化，散射结构20也不会改变o光的传播方向，因此o光也不会以小于反射临界角的入射角入射到导光板主体10的主平面上，而在导光板主体10中继续全反射(实际应用中，一部分光会从导光板主体的侧面出射，并被安装在侧面的反射镜反射重新进入导光板主体10)。由于导光板主体10由退偏材料制作，o光在导光板主体中传播时将分化为o光和e光，分化出的e光出射，o光继续在导光板主体10中反射，这样e光持续出射，o光的能量不断变小，最终完全转换为e光，透过导光板主体10。

不难理解，这里虽然是以散射结构20对o光的折射率no与导光板主体10的折射率相同，对e光的折射率ne与导光板主体10的折射率不同进行的说明，实际应用中，使散射结构20对e光的折射率ne与导光板主体10的折射率相同，对o光的折射率no与导光板主体10的折射率不同也能取得相同的效果。

需要指出的是，本发明实施例中，导光板主体10可以整体上都是由退偏材料制作，也可以是部分区域由退偏材料制作。因为对于o光来说，只要其没有经过退偏材料并转化为e光，都会在导光板主体10中一直传播，直到其经过形成有退偏材料的区域并转化为e光。

优选的，这里的退偏材料可以为无定形材料。

进一步的，如图3a和图3b所示，散射结构20设置在导光板主体10的出光侧。这样做的好处是，能够使经散射结构20散射的e光直接出射，避免e光在导光板主体10中再次转换为o光。

优选的，图4所示，散射结构20为形成在导光板主体10上的多个槽状结构，且多个槽状结构中填充有取向一致的液晶分子，液晶分子对o光的折射率no与对e光的折射率ne中的一个与导光板主体10的折射率相同。

当然实际应用中，本领域技术人员也可以采用其他具有各向异性的材料作为填充材料，从而形成上述的散射结构。本发明优选的实施方式不应该理解对本发明保护范围的限定。

优选的，多个槽状结构为V形槽结构。

选用V形槽的结构的好处是，能够使得在水平方向或者接近水平方向上入射的光线向垂直于导光板主体的方向偏折。这里的V形槽可以如图2、3、4、6所示，在导光板所在的平面方向上贯穿整个基板。另外一种优选的方式是，多个槽状结构可以在导光板主体10中呈网点状分布，这样的设计好处是，能够允许设计人员通过控制槽状结构的密度控制背光模组的亮度。同时为了使得在水平方向或者接近水平方向上入射的光线向垂直于导光板主体的方向偏折，网点状分布的槽状结构可以为锥形或近似锥形。图5a和图5b分别为形成有呈网点状分布的近似锥形的槽状结构的导光板主体的截面示意图和俯视图。

优选的，多个槽状结构中还填充有用于对液晶分子进行取向的取向材料，且取向材料的折射率与导光板主体10的折射率相同。

实施例二

本发明的实施例二提供了另外一种导光板，如图6所示，与图2所示的导光板的结构不同的是，在导光板主体10的入光面(即导光板主体10与光源之间)贴附有光学膜片30，该光学膜片30为退偏膜片或者相位延迟膜片，导光板主体10为普通导光板主体，即不具有退偏特性的导光板主体。这里的退偏膜片和相位延迟膜片的作用一致，都是对光线的偏振状态进行转换或者逐渐转换，使一种偏振状态的光转换为另一种偏振状态的光。

本领域技术人员所公知的是，在导光板的侧面一般会设置反射镜，使经导光板侧面出射的光重新进入导光板。则本发明实施例中，对于进入导光板主体的o光，由于不能经导光板主体的主平面出射，会最终经过导光板主体的侧面出射之后又被反射回导光板主体，在这个过程中，会经过贴附在导光板主体侧面的退偏膜片或者相位延迟膜片，被退偏膜片或者相位延迟膜片转换或部分转换为e光。

本发明实施例二提供的导光板的实现原理与实施例一的导光板的实现原理不同之处在于，实施例一中，是通过由退偏材料制作的导光板主体10将不能出射的偏振光逐渐转换为能够出射的偏振光，实施例二中是通过退偏膜片或者相位延迟膜片实现。

优选的，当所述导光板还包括贴附在所述导光板主体入光面的退偏膜片且所述导光板主体不是由退偏材料制作时，所述相位延迟膜片的相位延迟量为K*137.5nm±30nm，其中K为奇数。

使相位延迟膜片的相位延迟量在上述范围之内的好处是可以提高偏振态转换的效率，即可以使一种偏振光转换为另一种偏振光需要穿过相位延迟膜片的次数减少。当然在实际应用中，相位延迟膜片的相位延迟量并不必然的落在上述的范围之内，将相位延迟量设置为其他参数也能够取得相位延迟的效果，只是其对应的转换效率较低。本发明优选的实施方式并不能理解为对本发明保护范围的限定。

另外，本发明实施例二中，槽状结构20可以设置在导光板主体10的出光侧，也可以设置在出光侧相对的一侧。其他方面，实施例二提供的背光模组中的导光板与实施例一中提供的导光板的结构可以一致。

实施例三

本发明实施例三提供的导光板中，可以使用退偏材料制作导光板主体10，并在导光板主体10的入光面(即导光板主体10与光源之间)贴附有光学膜片30(退偏膜片或者相位延迟膜片)，通过这种方式，同样能够将不能出射的偏振光专转换为能够出射的偏振光出射。当然，实际应用中，导光板主体10的退偏特性要与光学膜片30的退偏特性相适应。

本发明还提供了一种制作上述任一项所述的背光模组的方法，其中制作导光板主体的步骤包括如图7所示的：

步骤S1，在基板上形成图案结构；

步骤S2，在形成的图案结构上涂覆取向材料；

步骤S3，对取向材料进行取向处理；

步骤S4，灌注液晶；

步骤S5，固化封装。

当然在实际应用中，在制作实施例一或三中的导光板主体时，这里的基板应由退偏材料制作。在制作实施例二和三中的导光板时，在按照上述方法制作导光板主体之后，还应该在导光板主体的侧面贴附对应的相位延迟膜片或退偏膜片。

这里的结构图案是指用于形成上述实施例中的槽状结构的图案。

本发明还提供了一种背光模组，包括上述任一实施例所述的导光板。

如图8所示，为包含本发明实施例二提供导光板的背光模组的示意图，包括图中所示的导光板。当然实际应用中，还应包含设置在所述导光板侧面的光源、设置在导光板下面(出光面的对面一侧)的反射镜、用于对光源进行封闭并将光线反射到导光板中的反射镜等，这些不是本发明的重点，在此也不再进行详细阐述。

本发明还提供了一种液晶显示装置，包括上述任一项所述的新型的背光模组。如图9所示，与现有的液晶显示装置不同的是，本发明提供的液晶显示装置在背光模组的出光方向上，不设置反射型偏光片。这样可以降低整体的制作成本。

这里的液晶显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种导光板，应用于侧光式背光模组，所述导光板包括导光板主体，所述导光板主体上形成有散射结构，其特征在于，所述散射结构对寻常光具有第一折射率、对非寻常光具有第二折射率，所述第一折射率和所述第二折射率中的一个与导光板主体的折射率相同；并且，

所述导光板主体由退偏材料制作；和/或，所述导光板还包括贴附在所述导光板主体入光面的退偏膜片或者相位延迟膜片。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述散射结构为形成在所述导光板主体上的多个槽状结构，且所述多个槽状结构中填充有取向一致的液晶分子，所述液晶分子对寻常光的第一折射率与对非寻常光的第二折射率中的一个与所述导光板主体的折射率相同。

3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述多个槽状结构为V形槽结构。

4.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述多个槽状结构在所述导光板主体中呈网点状分布。

5.如权利要求2-4任一项所述的背光模组，其特征在于，所述槽状结构中还填充有用于对所述液晶分子进行取向的取向材料，且所述取向材料的折射率与所述导光板主体的折射率相同。

6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述退偏材料为无定形材料。

7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，当所述导光板主体由退偏材料制作时，所述散射结构形成在所述导光板主体的出光侧。

8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，当所述导光板还包括贴附在所述导光板主体入光面的退偏膜片且所述导光板主体不是由退偏材料制作时，所述相位延迟膜片的相位延迟量为K*137.5nm±30nm，其中K为奇数。

9.一种制作如权利要求1-8中任一项所述的导光板的方法，其特征在于，制作所述导光板主体的步骤包括：

在基板上形成图案结构；

在形成的图案结构上涂覆取向材料；

对取向材料进行取向处理；

灌注液晶；

固化封装。

10.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的导光板。

11.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求10所述的背光模组。