CN105068177A - 一种光学组件、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学组件、显示装置。所述光学组件，包括衬底，还包括位于所述衬底至少一侧的光波导结构，所述光波导结构能够将入射光线折射，使得所述光线沿着预定方向出射；所述光波导结构包括多个层叠设置的用于折射光线的透光层。本发明提供的显示装置，包括本发明任意一项实施例所提供的光学组件。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种光学组件、显示装置。
背景技术
现有的常规液晶显示器件中，导光板上方需设置光学增益膜材，以最大程度达到所需亮度。目前模组中使用的光学增益膜材，即棱镜片，其上表面是由间距为几到几十微米的微棱镜排列组成的，这种高度聚光的结构可使垂直出射的光线达到最大化，但同时其三棱镜结构也会将某一方向的强光集中的射入人眼，产生眩光。
眩光是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件；视野内产生人眼无法适应之光亮感觉，可能引起厌恶、不舒服甚或丧失明视度，在视野中某—局部地方出现过高的亮度或前后发生过大的亮度变化。眩光是引起视觉疲劳的重要原因之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光学组件、显示装置，能够减少或消除因光学增益膜材而产生的眩光。
基于上述目的本发明提供的光学组件，包括衬底，其特征在于，还包括位于所述衬底至少一侧的光波导结构，所述光波导结构能够将入射光线折射，使得所述光线沿着预定方向出射；所述光波导结构包括多个层叠设置的用于折射光线的透光层。
可选的，所述衬底为导光板；所述光波导结构包括：
位于与所述导光板出光侧相对一侧的第一光波导层，能够将与所述导光板出光侧相对一侧出射的第一光线反射，使得第一光线沿着第一预定方向入射导光板。
可选的，所述第一光波导层包括多个交替设置的第一透光层和第二透光层；所述第一透光层和第二透光层的折射率不同。
可选的，所述第一透光层和第二透光层的总层数不少于500。
可选的，所述第一透光层和第二透光层的折射率之差不超过0.3。
可选的，所述衬底为导光板；所述光波导结构包括：
位于导光板出光侧的第二光波导层，能够将从导光板出光侧出射的第二光线折射，使得第二光线沿着第二预定方向出射。
可选的，所述衬底为液晶显示面板的下基板；所述光波导结构包括：
位于所述下基板远离液晶层的一侧的第二光波导层，能够将从入射所述下基板的第二光线折射，使得第二光线沿着第二预定方向出射。
可选的，所述第二光波导层包括多个折射率不同的第三透光层，在光线传播方向上，所述第三透光层的折射率逐渐减小。
可选的，所述第三透光层的总层数不少于10层。
可选的，相邻所述第三透光层之间的折射率之差不超过0.3。
进一步，本发明提供一种显示装置，包括本发明任意一项实施例所提供的光学组件。
从上面所述可以看出，本发明所提供的光学组件及显示装置，设置有光波导结构，能够将出射到导光板外的光线折射或反射，使得光线沿着预定方向出射或入射到导光板中，提高预定方向出射的光线量；光波导结构发挥了现有技术中的光学增益膜层的作用，从而使得本发明所提供的背光模组中无需再设置光学增益膜材，消除了因光学增益膜材的棱镜结构而产生的眩光现象，提高了显示效果；用户在使用显示装置时，不会因眩光而产生视觉疲劳等，增强了用户使用的舒适度。
附图说明
图1为本发明一种实施例的光学组件结构示意图；
图2为本发明实施例的第一光波导层结构示意图；
图3为本发明实施例的第二光波导层结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明首先提供一种光学组件，包括衬底，还包括位于所述衬底至少一侧的光波导结构，所述光波导结构能够将入射光线折射，使得所述光线沿着预定方向出射；所述光波导结构包括多个层叠设置的用于折射光线的透光层。
光波导(OpticalWaveguide)为由光透明介质构成的传输光频电磁波的导行结构。光波导的传输原理是在不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播。光波导可使光线按照设计路线传播，减少不必要的光损耗，提高光效。本发明提供的光学组件，设置有光波导结构，能够使导光板两侧出射的光线沿着预定方向出射，从而允许液晶显示器中省去光学增益膜材这一结构，进一步也消除了因光学增益膜材而产生的眩光，提升用户使用体验以及使用舒适度。
在本发明一些实施例中，所述光学组件结构如图1所示，所述衬底为导光板101，所述光学组件还包括位于所述导光板101的出光侧和/或与所述出光侧相对一侧的光波导结构，所述光波导结构能够将所述导光板出射的光线折射，使得所述光线沿着预定方向出射；所述光波导结构包括多层用于折射光线的透光层。在本发明较佳实施例中，当所述衬底为导光板时，所述光波导结构包括上述第一光波导层。
在本发明具体实施例中，所述预定方向指垂直于导光板的方向，或基本垂直于导光板的方向。
导光板出射的光线中，有一部分不沿垂直于导光板的方向传播，光线传播到其它方向，会导致垂直于导光板的视角方向上亮度降低；采用光波导结构将这部分光线折射到接近垂直或垂直于导光板的方向上，能够增加垂直导光板的视角方向上的亮度，起到提高视觉效果的作用；同时由于光波导结构已经能够起到现有技术中的光学增益膜材所能够达到的光学增益效果，从而光学增益膜材能够省略，因光学增益膜材而产生的眩光现象也因此消除；另外，光波导结构采用多层基本与导光板平行的透光层，每个透光层对光线产生两次折射，不会向棱镜一样产生眩光的现象。
目前我们使用的导光板多使用PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)、PMMA(PolymethylMethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)等树脂材料，但由于空气和树脂材料的折射率差异，使得大部分入射光在没有进入导光板前即发生了全反射，最后损耗。针对这一问题，本发明在光波导结构中设置多个透光层，减少入射光的损耗，提高光效。
在本发明一些实施例中，仍然参照图1，所述光波导结构包括：
位于与所述导光板出光侧相对一侧的第一光波导层102，能够将与所述导光板101出光侧相对一侧出射的第一光线反射，使得第一光线沿着第一预定方向入射导光板101。
灯条侧入射到导光板中的光线，有一部分可能从导光板出光侧相对的一侧出射，这部分光线无法起到显示作用。本发明实施例在出光侧相对一侧设置第一光波导层，能够将现有技术中出射到导光板外、被浪费的光线重新收集利用，提高光线的利用率，同时使得导光板出光侧出射的光线增多，亮度得到提高。
在本发明一些实施例中，参照图2，所述第一光波导层102包括多层交替设置的第一透光层1021和第二透光层1022；所述第一透光层1021和第二透光层1022的折射率不同。多层第一透光层1021和第二透光层1022间隔叠加，使得光线传播方向逐层渐变，最终沿第一预定的方向入射到导光板中。其中，虚线箭头表示光路和光线传播方向。
在本发明一些实施例中，所述第一透光层和第二透光层的总层数不少于500。第一透光层的总层数和第二透光层的总层数大致上相等，大约各至少250层。
在本发明一些实施例中，所述第一透光层和第二透光层的折射率之差不超过0.3。所述第一透光层和第二透光层由折射率不同的两种材料制作，第一透光层的折射率大于第二透光层的折射率，两种材料折射率差不可超过0.3，两种材料逐层累加，每层从几十nm到几百nm不等。
相邻透光层之间的折射率差若过大，容易造成透光层之间连接的脱落，且透光层之间的结合界面不稳定，光路无法按照预定趋势改变；因此，第一透光层和第二透光层之间的折射率差不宜过大。
在本发明一些实施例中，仍然参照图1，所述衬底为导光,101；所述光波导结构包括：
位于导光板出光侧的第二光波导层103，能够将从导光板101出光侧出射的第二光线折射，使得第二光线沿着第二预定方向出射。经过第二光波导层103后，大部分光线可近似垂直出射。
在本发明另一些实施例中，所述衬底为液晶显示面板的下基板；所述光波导结构包括：
位于所述下基板远离液晶层的一侧的第二光波导层，能够将从入射所述下基板的第二光线折射，使得第二光线沿着第二预定方向出射。
当所述衬底为液晶显示面板的下基板时，第二光波导层集成设置在下基板上，有助于薄化背光模组。
在本发明一些实施例中，参照图3，所述第二光波导层103包括多层折射率不同的第三透光层1031，在光线传播方向上，所述第三透光层1031的折射率从远离导光板的一侧到靠近导光板的一侧依次增加。其中，虚线箭头表示光路和光线传播方向。
通过上述实施例，能够使得光线传播方向在经过每一层透光层时逐渐改变，最终折射到第二预定方向。第三透光层的制作材料可以相同，也可以不同。
在本发明一些实施例中，所述第三透光层的总层数不少于10层。为了保证光线入射到第二预定方向，第二光波导层应当包括足够多的透光层。
在本发明一些实施例中，相邻所述第三透光层之间的折射率之差不超过0.3。
在本发明一些实施例中，所述透光层采用相同的材料制作，各透光层中设置有比例不同的掺杂物；或，所述透光层采用不同的材料制作。
具体的，所述光波导结构为聚碳酸酯PC或半导体制作。
在本发明一些实施例中，所述预定方向为垂直于导光板的方向。
本发明提供的光学组件，适用于现有TFT-LCD(ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示屏)液晶面板。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述的光学组件。该显示装置可以为：电子纸、电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。
从上面所述可以看出，本发明所提供的光学组件及显示装置，设置有光波导结构，能够将出射到导光板外的光线折射或反射，使得光线沿着预定方向出射或入射到导光板中，提高预定方向出射的光线量；光波导结构发挥了现有技术中的光学增益膜层的作用，从而使得本发明所提供的背光模组中无需再设置光学增益膜材，消除了因光学增益膜材的棱镜结构而产生的眩光现象，提高了显示效果；用户在使用显示装置时，不会因眩光而产生视觉疲劳等，增强了用户使用的舒适度。
在本发明一些实施例中，所述光学组件同时包括第一光波导层和第二光波导层，第一光波导层设置于导光板远离出光侧的一侧；第二光波导层设置于导光板的出光侧或设置于液晶显示面板下基板上远离液晶层的一侧。通过多层透光层组成的光波导结构，不仅不会产生眩光，而且能够增加灯条入射到导光板中的光线量；同时，第一光波导层有利于对导光板中的光线进行完全的利用，提高光线利用率；第二光波导层有将导光板出射的光线折射到预定方向，使得光线能够集中定向出射，提高光效。
应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种光学组件，包括衬底，其特征在于，还包括位于所述衬底至少一侧的光波导结构，所述光波导结构能够将入射光线折射，使得所述光线沿着预定方向出射；所述光波导结构包括多个层叠设置的用于折射光线的透光层。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述衬底为导光板；所述光波导结构包括：
位于与所述导光板出光侧相对一侧的第一光波导层，能够将与所述导光板出光侧相对一侧出射的第一光线反射，使得第一光线沿着第一预定方向入射导光板。
3.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述第一光波导层包括多个交替设置的第一透光层和第二透光层；所述第一透光层和第二透光层的折射率不同。
4.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述第一透光层和第二透光层的总层数不少于500。
5.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述第一透光层和第二透光层的折射率之差不超过0.3。
6.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述衬底为导光板；所述光波导结构包括：
位于导光板出光侧的第二光波导层，能够将从导光板出光侧出射的第二光线折射，使得第二光线沿着第二预定方向出射。
7.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述衬底为液晶显示面板的下基板；所述光波导结构包括：
位于所述下基板远离液晶层的一侧的第二光波导层，能够将从入射所述下基板的第二光线折射，使得第二光线沿着第二预定方向出射。
8.根据权利要求6或7所述的光学组件，其特征在于，所述第二光波导层包括多个折射率不同的第三透光层，在光线传播方向上，所述第三透光层的折射率逐渐减小。
9.根据权利要求8所述的光学组件，其特征在于，所述第三透光层的总层数不少于10层。
10.根据权利要求8所述的光学组件，其特征在于，相邻所述第三透光层之间的折射率之差不超过0.3。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的光学组件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151118 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |