CN1667472A - 光学部件、具有该光学部件的背光源组合体及具有该背光源组合体的显示装置 - Google Patents

光学部件、具有该光学部件的背光源组合体及具有该背光源组合体的显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光学部件、具有该光学部件的背光源组合体及具有该背光源组合体的显示装置。将光学部件置于产生第一偏振光和第二偏振光混合光的第一区域以及为了利用第一偏振光显示图像与第一区域面对的第二区域之间。为了提高图像灰度，将第二偏振光变换为第一偏振光的偏振光部以及与偏振光部形成一体并提高第一偏振光的灰度均匀性的扩散部。由此，不仅大幅度地提高了光学部件显示图像所需的光灰度及灰度均匀性，还大幅度地降低了光学部件的重量及体积。

Description

光学部件、具有该光学部件的背光源组合体 及具有该背光源组合体的显示装置
技术领域
本发明涉及一种光学部件、具有该光学部件的背光源组合体及具有该背光源组合体的显示装置。更详细地，涉及一种可减小厚度及体积的光学部件、具有该光学部件的背光源组合体及具有该背光源组合体的显示装置。
背景技术
通常，显示装置将信息处理装置处理的具有电信号格式的数据转换成图像。显示装置之一的液晶显示器利用液晶的电特性及光学特性显示图像。
为了显示图像，液晶显示器需要液晶显示面板及光提供装置。光提供装置产生的光通过液晶显示面板的液晶，从而液晶显示面板显示图像。
这时，液晶显示器所显示的图像质量很大程度上受光提供装置的光灰度及灰度均匀性的影响。
为了更加提高图像的灰度及灰度均匀性，最近在光提供装置及液晶显示面板之间布置光学部件。光学部件提高光提供装置产生的光的灰度及灰度均匀性，更加提高液晶显示面板产生的图像质量。
然而，通过光学部件增加液晶显示器产生的图像的灰度及灰度均匀性，同时大大增加其重量及体积，并增加过多的生产成本，液晶显示器质量下降。
发明内容
因此，本发明旨在解决上述弊端。本发明第一目的在于提供了一种不仅减小重量、体积及生产成本，还提高了显示装置产生的图像显示质量的光学部件。
本发明第二目的在于提供了一种具有上述光学部件的背光源组合体。
本发明第三目的在于提供了一种具有上述背光源组合体的显示装置。
根据本发明的光学部件置于由第一偏振光和第二偏振光组成的产生光的第一区域及利用第一偏振光显示图像并与第一区域面对的第二区域之间。置于第一及第二区域之间的光学部件包括偏振光部及扩散部。偏振光部为了提高图像的灰度将第二偏振光变换为第一偏振光。扩散部与偏振光部一体形成，提高第一偏振光的灰度均匀性。
而且，根据本发明的背光源组合体包括灯及光学部件。为了产生混合第一偏振光与第二偏振光的光，在第一区域并列布置多个灯。光学部件为了利用第一偏振光显示图像置于第一区域及与第一区域面对的第二区域之间。光学部件包括偏振光部及扩散部。偏振光部为了提高图像的灰度将第二偏振光变换为第一偏振光。扩散部与偏振光部一体形成，提高第一偏振光的灰度均匀性。
而且，根据本发明的显示装置包括灯、显示面板、及光学部件。为了产生第一偏振光和第二偏振光的混合光，在第一区域并列布置多个灯。利用第一偏振光显示图像的显示面板置于面对第一区域的第二区域。光学部件置于多个灯及显示面板之间并包括偏振光部及扩散部。偏振光部为了提高图像的灰度将第二偏振光变换为第一偏振光，扩散部与偏振光部一体形成，提高第一偏振光的灰度均匀性。
本发明可以提高图像的显示质量，大大减小了光学部件的重量及体积，降低生产成本。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的光学部件的示意性截面图；
图2是根据本发明第二实施例的光学部件的示意性截面图；
图3是根据本发明第三实施例的光学部件的示意性截面图；
图4是根据本发明的另一实施例的光学部件的示意性截面图；
图5是根据本发明第四实施例的光学部件的示意性截面图；
图6是根据本发明第五实施例的光学部件的示意性截面图；
图7是根据本发明第六实施例的光学部件的示意性截面图；
图8是根据本发明第七实施例的背光源组合体分解立体图；
图9是组装图8示出的背光源组合体之后的截面图；以及
图10是根据本发明第八实施例的显示装置的分解立体图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明根据本发明的优选实施例。
光学部件
实施例1
图1是根据本发明第一实施例的光学部件示意性截面图。
参照图1，附图标号100为发光区域，而附图标号200为显示区域。
发光区域100产生由第一偏振光及第二偏振光组成的光。这时，发光区域100产生的光灰度分布类似于面光源装置(surface lightsource)产生的光灰度分布。
将显示区域200置于与发光区域100面对处，发光区域100产生的第一偏振光在显示区域200变换成包含信息的图像。
将光学部件300置于发光区域100及显示区域200之间。在本实施例中，光学部件300包括偏振光部310及扩散部320。
偏振光部310将在发光区域100产生的第二偏振光偏振成第一偏振光。通过偏振光部310大幅度地提高显示区域200中产生的图像灰度，更加提高图像的质量。这种偏振光部310特别适合于在第一及第二偏振光中利用第一偏振光的液晶显示器等。
优选地，偏振光部310为薄膜状，优选使用双重亮度增强膜(Dual Brightness Enhance Film，DBEF，产品名称3M)等。
经过偏振光部310的第一偏振光具有良好的灰度特性，同时具有灰度均匀性低的弊端。灰度均匀性低的第一偏振光降低显示区域200中产生的图像显示质量。
扩散部320与偏振光部310形成一体。扩散部320提高经过偏振光部310的第一偏振光灰度均匀性。
提高了第一偏振光灰度均匀性时，显示区域200中显示的图像灰度均匀性也被大幅度地提高，更加提高显示装置的质量。
在本实施例中，扩散部320为了扩散第一偏振光包含具有扩散功能的聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。优选地，本实施例中的扩散部320包含聚碳酸酯。
优选地，扩散部为了防止扩散部320及偏振光部的弯曲及下坠优选具有0.8-1.0mm左右的厚度。
另外，扩散部320为了更加提高扩散功能进一步包括球状的微细珠粒(bead)322。珠粒322可以被置于扩散部320内部或扩散部320表面。这时，优选地，为了提高扩散功能调整的珠粒322光折射率及组成扩散部320的聚碳酸酯的折射率彼此不同。
与此不同，扩散部320为了提高扩散功能进一步包括小气泡。经过偏振光部310入射到扩散部320的第一偏振光由形成在扩散部320的气泡扩散，可以更加提高第一偏振光的灰度均匀性。
与此不同，扩散部320也可以同时包括气泡及珠粒。
在本实施例中，扩散部320及偏振光部310形成为一体，扩散部320及偏振光部310通过粘合剂、熔解涂布等方法形成一体。
如上详细说明，在发光区域100及显示区域200之间布置扩散部320及偏振光部310形成为一体的光学部件，从而根据光学部件300提高图像显示质量、大幅度地减小光学部件300的体积及重量、减小生产成本。
实施例2
图2是根据本发明第二实施例的光学部件的示意性截面图。根据本发明第二实施例的光学部件除了第一实施例中说明的扩散部之外与第一实施例的光学部件相同。因此，对于本实施例与第一实施例相同的部件使用与第一实施例相同的附图标号，并且省略其重复说明。
参照图2，扩散部320包括第一扩散层324及第二扩散层326。
第一扩散层324及第二扩散层326之间布置偏振光部310。
优选地，第一扩散层324与面对发光区域100的偏振光部310第一面311形成一体，第二扩散层326与面对显示区域200的偏振光部310的第二面312形成一体。
发光区域100产生的第一偏振光在第一扩散层324扩散，并经过偏振光部310后在第二扩散层326重新扩散，以更加提高第一偏振光的灰度均匀性。
像这样，更加提高第一偏振光的灰度均匀性时，也提高显示区域200的图像灰度均匀性，更加提高显示装置的质量。
在本实施例中，第一及第二扩散层324、326为了扩散第一偏振光包括具有扩散功能的聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在本实施例中，第一及第二扩散层324、326优选包含聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯。
这时，为了防止第一扩散层324、第二扩散层326及偏振光部310的弯曲或下坠，第一及第二扩散层324、326优选具有0.8-1.0mm左右的厚度。
另外，为了更加提高扩散功能，第一及第二扩散层324、326中的至少一个进一步包括球状珠粒(beads)322。将珠粒322置于第一及第二扩散层324、326的内部或第一及第二扩散层324、326的表面。这时，为了提高扩散功能，对珠粒322的光折射率及第一及第二扩散层324、326的光折射率进行互相不同的调整。
与此不同，为了提高扩散功能，第一及第二扩散层324、326中的至少一个可以进一步包括小气泡。通过偏振光部入射到第一及第二扩散层324、326的第一偏振光，由形成在第一及第二扩散层324、326中一个的气泡扩散，以更加提高第一偏振光的灰度均匀性。
与此不同，第一及第二扩散层324、326分别进一步包括气泡及珠粒。
如上所述，在偏振光部310的两侧布置扩散部，两次扩散第一偏振光，提高第一偏振光的灰度均匀性，可更加提高显示区域的图像质量。
实施例3
图3是根据本发明第三实施例的光学部件的示意性截面图，图4是根据本发明的另一实施例的光学部件的示意性截面图。根据本发明第三实施例的光学部件除了第二实施例中所述的扩散部之外与第二实施例的光学部件相同。因此，本实施例中对于与第二实施例相同的部件使用与第二实施例相同的附图标号，并省略其说明。
参照图3，扩散部320的第一扩散层324具有第一厚度T1、第二扩散层326具有第二厚度T2。这时，第一扩散层324的第一厚度T1大于第二扩散层326的第二厚度T2。这时，第一扩散层324的第一厚度T1及第二扩散层326的第二厚度T2在0.8-1mm之间。
因此，第一扩散层324具有第一浊度值(haze value)、第二扩散层326具有第二浊度值。这时，第一扩散层324的第一浊度值大于第二扩散层326的第二浊度值。
这时，浊度值显示入射光的扩散透射程度，如下定义浊度值。
数学式1
Figure A20051005158100131
在数学式1中，扩散透射量表示入射到第一扩散层324或第二扩散层326后被透射的光量，总透射量表示入射到第一扩散层324或第二扩散层326后被透射的总光量。因此，浊度值越大，其扩散功能越高。相反，浊度值越低，其扩散功能越低。
在本实施例中，第一扩散层324的第一浊度值大于第二扩散层326的第二浊度值。这时，第二扩散层326的第二浊度值小于第一扩散层324的第一浊度值的原因在于，当第二扩散层326的第二浊度值大时，其光损失也变大。
在本实施例中，优选地，互相不同地调整第一扩散层324的第一浊度值及第二扩散层326的第二浊度值，以减小光损失、提高扩散功能。
与此不同，如图4所示，第一扩散层324具有第一厚度T1，第二扩散层326具有第二厚度T2。这时，第一扩散层324的第一厚度T1小于第二扩散层326的第二厚度T2。这时，第一扩散层324的第一厚度T1及第二扩散层326的第二厚度T2在0.8-1mm范围内。如此形成扩散部320也可以得到与图3所示的相同扩散效果。
在本实施例中，优选地，根据第一扩散层324以及第二扩散层326厚度调整了第一浊度值及第二浊度值，但与此不同，优选地，也可以根据组成第一扩散层324及第二扩散层326的物质及添加物调整。
实施例4
图5是根据本发明第四实施例的光学部件的示意性截面图。根据本发明第四实施例的光学部件除了聚光部之外与第二实施例的光学部件相同。因此，对于与第二实施例相同的部件使用与第二实施例相同的附图标号，并且省略其重复说明。
参照图5，经过第一扩散层324、偏振光部310及第二扩散层326的光包括对垂直于偏振光部上面的法线N倾斜规定角度的扩散光328。
对于法线N倾斜规定角度的扩散光328不能通过置于显示区域200的显示装置，例如，不能通过液晶显示装置的液晶。
面对显示区域200的第二扩散层326的上面包括聚光部327，使扩散部328能够通过液晶显示装置的液晶。
聚光部327调整扩散光328的角度，使通过第一扩散层324、偏振光部310及第二扩散层326的扩散光328实际与法线N平行。从而，通过聚光部327的光可以更多地入射到置于显示区域200的液晶显示装置，由此可以大幅度提高显示区域图像的灰度。
这种聚光部327具有截面呈棱镜的三角柱体形状，聚光部327以与偏振光部310平行的方向，多个并排布置在第二扩散层326。
优选地，与偏振光部310面对的聚光部327之间形成大于90度、小于120的角度，使聚光部327发射的光实际与法线N相同。当聚光部327之间形成90度时，从第二扩散层326射出的光，从聚光部327向偏振光部310反射，所以显示区域200中其灰度可能大幅下降。
实施例5
图6是根据本发明第五实施例的光学部件的示意性截面图。根据本发明第五实施例的光学部件除了聚光部之外与第四实施例的光学部件相同。因此，本实施例中对于与第四实施例相同的部件使用了相同的附图标号，并且省略其重复说明。
参照图6，聚光部324a、326a包括第一聚光部324a及第二聚光部326a。第一聚光部324a形成在第一扩散部324，第二聚光部326a形成在第二扩散部326。
第一聚光部324a置于与第一方向平行的方向，第二聚光部326a置于实际与第一方向垂直的第二方向。
第一聚光部324a对与第二方向平行的光进行聚光，在第一聚光部324a聚光的光通过第一扩散部324时扩散。
而且，第二聚光部326a对通过第二扩散部326的光中与第一方向平行的光进行聚光，调整显示区域显示的图像视角及灰度。
实施例6
图7是根据本发明第六实施例的光学部件的示意性截面图。根据本发明第六实施例的光学部件除了聚光部之外与第四实施例的光学部件相同。因此，本实施例中对于与第四实施例相同的部件使用了相同的附图标号，并省略其重复说明。
参照图7，在第二扩散层326的上面布置聚光部件329。聚光部件329具有棱镜柱体形状，棱镜柱体的一侧面置于第二扩散层326的上面。聚光部件329利用粘合剂等置于第二扩散层326的上面，多个聚光部329连续并排布置在第二扩散层326的上面。
优选地，与偏振光部310面对的聚光部件329之间形成了大于90°、小于120°的角，使聚光部件329射出的光实际与法线N相同，当聚光部件329之间形成90°时，第二扩散层326射出的光，从聚光部件329向偏振光部310反射，因此，可能大幅度地降低显示区域200中的灰度。
背光源组合体
实施例7
图8是根据本发明第七实施例的背光源组合体分解立体图。图9是组装图8示出的背光源组合体之后的截面图。
参照图8及图9，背光源组合体400包括产生光的灯组合体410、提高光特性的光学部件300、用于收纳灯组合体410和光学部件300的收纳容器430及介入于灯组合体410和收纳容器430之间的反射板440。
具体而言，灯组合体410包括产生光的多个灯412和置于灯412两个端部以固定灯412的灯固定部件414。
在这里，灯固定部件414收纳向灯传输来自外部的驱动电压的电源施加部(未示出)，以固定多个并排的灯412及驱动灯412。
收纳容器430包括底面431和从底面431延伸的四个侧壁432、433、434、435。收纳容器430收纳灯组合体410及光学部件300。灯组合体410置于收纳容器430的底面431，光学部件300以收纳容器430为媒介布置在灯组合体410的上部。
光学部件300偏振光、扩散及聚光灯组合体410的灯412产生的光。为此，光学部件包括偏振光部310、扩散部320及聚光部327。
偏振光部310将灯412发射的不同种类的偏振光变为同一种偏振光。例如，灯412产生第一偏振光及第二偏振光的混合光时，偏振光部310将第二偏振光变更为第一偏振光。从而，通过偏振光部310的光都由第一偏振光组成，大幅度地提高了通过光学部件300的光的灰度。这种偏振光部310特别适合于第一及第二偏振光中利用第一偏振光的液晶显示装置中。
优选地，偏振光部310具有薄膜状。优选地，使用双重亮度增强薄膜(Dual Brightness Enhance Film，DBEF，商品名称为3M)等。
通过偏振光部310的光包括置于偏振光部310中面对收纳容器430底面431的面的第一扩散层324、置于偏振光部310与第一扩散层324面对的第二扩散层326。
第一及第二扩散层324、326为了扩散光包括具有扩散功能的聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
本实施例中，优选地，第一及第二扩散层324、326包含聚碳酸酯及/或聚甲基丙烯酸甲酯。
这时，优选地，第一及第二扩散层324、326为了防止第一扩散层324、第二扩散层326及偏振光部310的弯曲或下坠具有0.8-1.0mm左右的厚度。
另外，第一及第二扩散层324、326中的至少一个为了提高扩散功能进一步包括球形的珠粒(beads)。将珠粒置于第一及第二扩散层324、326的内部或第一及第二扩散层324、326的表面。这时，优选地，为了提高扩散功能调整的珠粒光折射率及第一及第二扩散层324、326的光折射率彼此不同。
与此不同，第一及第二扩散层324、326中的至少一个为了提高扩散功能进一步包括小气泡。通过偏振光部310入射到第一及第二扩散层324、326的光，由形成在第一及第二扩散层324、326中至少一个的气泡被扩散，可以更加提高光的灰度均匀性。
与此不同，第一及第二扩散层324、326也可以同时包括气泡及珠粒。
聚光部327具有截面为棱镜形状的三角柱体形状，聚光部327以与偏振光部310平行的方向，多个并排布置在第二扩散层326。聚光部327使射向第二扩散层326的光的方向实际与垂直于偏振光部310上面的方向平行。
反射板440介入于收纳容器430的底面431和灯组合体410之间，使灯412产生的光向光学部件300反射，增加入射到光学部件300的光量，使光学部件300射出的光量增加。
在本实施例中，虽然优选说明在第二扩散层326上面形成聚光部327的情况，但可供选择地，如第五实施例说明及图6示出及说明，布置形成于偏振光部310两侧的第一及第二聚光部，该第一及第二聚光部分别彼此垂直于第一扩散层324及第二扩散层326。
显示装置
实施例8
图10是根据本发明第八实施例的显示装置的分解立体图。
参照图10，显示装置700包括背光源组合体400、显示面板500及顶盘600。
背光源组合体400包括多个灯412并排的灯组合体410、提高灯组合体410产生的光特性的光学部件300、收纳灯组合体410和光学部件300的收纳容器430、安装在收纳容器430内部的反射板440。附图标号450是连接收纳容器430与显示面板500的中盘。
显示面板500包括TFT基片521、滤色器522、数据印刷电路板523及栅极印刷电路板524。
数据印刷电路板523和栅极印刷电路板524分别利用数据侧TCP 525和栅极侧TCP 526与显示面板500连接。
TFT基片512置于彩色滤色器522的对面，TFT基片512与滤色器基片522之间填充液晶。液晶对应于在TFT基片512和滤色器基片522之间形成的电场变更其排列，由此，变更通过液晶的光的透射率，从而显示图像。
顶盘600防止不稳固且脆性弱的显示面板因外部冲击而被破损，以防止固定在中盘450的显示面板500从收纳容器430中脱离。
另外，本实施例中优选说明了在第二扩散层326的上面形成聚光部327的情况，但可供选择地，如第五实施例说明及图6示出及说明，布置形成于偏振光部310两侧的第一及第二聚光部，该第一及第二聚光部分别彼此垂直于第一扩散层324及第二扩散层326。
如上所述，通过光学部件不仅大幅度提高显示图像所需的光灰度及灰度均匀性，还大大减小了光学部件的重量及体积。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种光学部件，被置于产生光的发光部和利用所述发光部产生的光显示图像的显示部之间，所述光学部件包括：
偏振光部，偏振所述发光部产生的所述光；以及
扩散部，与所述偏振光部形成一体，扩散所述发光部产生的光，以提高光灰度均匀性。
2.根据权利要求1所述的光学部件，其特征在于，所述扩散部包含聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
3.根据权利要求1所述的光学部件，其特征在于，所述扩散部包含扩散所述光的珠粒。
4.根据权利要求1所述的光学部件，其特征在于，所述扩散部具有0.8mm至1.0mm的厚度。
5.根据权利要求1所述的光学部件，其特征在于，所述扩散部为了对所述光进行聚光，具有形成于所述发光部表面的图案。
6.根据权利要求5所述的光学部件，其特征在于，所述图案的截面呈垂直角度为90°～120°的锯齿状。
7.根据权利要求1所述的光学部件，其特征在于，所述扩散部具有置于所述偏振光部底面与所述发光部面对的第一扩散层及置于所述偏振光部上面的第二扩散层，所述第一及第二扩散层分别具有截面为锯齿状的第一及第二图案。
8.根据权利要求7所述的光学部件，其特征在于，所述第一图案的横向基本与所述第二图案垂直。
9.根据权利要求1所述的光学部件，其特征在于，所述扩散部上布置相互平行布置多个棱镜的图案层。
10.一种光学部件，被置于产生光的发光部和利用所述发光部产生的光显示图像的显示部之间，所述光学部件包括：
偏振光部，偏振所述发光部产生的所述光；
第一扩散层，置于所述偏振光部底面，面对所述发光部；以及
第二扩散层，面对所述显示部，被置于所述偏振光部底面上。
11.根据权利要求10所述的光学部件，其特征在于，所述第一光扩散层具有第一浊度值，所述第二光扩散层具有小于所述第一浊度值的第二浊度值。
12.根据权利要求10所述的光学部件，其特征在于，所述第一扩散层具有第一厚度，所述第二扩散层具有小于所述第一厚度的第二厚度，所述第一及第二厚度为0.8mm至1.0mm。
13.根据权利要求10所述的光学部件，其特征在于，所述第一光扩散层包括第一量珠粒，所述第二扩散层包括小于所述第一量的第二量珠粒。
14.一种背光源组合体，包括：
多个灯，用于产生光；
偏振光部，置于所述灯上部，偏振所述灯产生的光；以及
光学部件，与所述偏振光部形成一体，为了提高所述光灰度均匀性，具有扩散所述光的扩散部。
15.根据权利要求14所述的背光源组合体，其特征在于，所述扩散部包括置于面对所述灯的所述偏振光部底面上的第一扩散层及置于面对所述显示部的所述偏振光部上面的第二扩散层。
16.根据权利要求14所述的背光源组合体，其特征在于，所述扩散部为了对所述光进行聚光，具有形成于所述扩散部表面的图案。
17.根据权利要求14所述的背光源组合体，其特征在于，所述扩散部具有置于所述偏振光部底面上的第一扩散层，布置在所述偏振光部的上面的第二扩散层，且所述第一及第二扩散层截面分别为锯齿状的第一及第二图案。
18.根据权利要求17所述的背光源组合体，其特征在于，所述第一图案的横向与所述第二图案的横向垂直。
19.根据权利要求14所述的背光源组合体，其特征在于，所述扩散部包含聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
20.根据权利要求14所述的背光源组合体，其特征在于，所述扩散部包含扩散所述光的珠粒。
21.一种显示装置，包括：
多个灯，用于产生光；
显示面板，利用所述灯产生的光显示图像；以及
光学部件，置于所述显示面板及所述灯之间，包含偏振所述灯产生的光的偏振光部、一体形成在所述偏振光部上，而且为了提高所述光的灰度均匀性扩散所述光的扩散部。
22.根据权利要求21所述的显示装置，其特征在于，所述扩散部包括：置于面对所述灯的所述偏振光部底面上的第一扩散层、置于所述偏振光部的上面的第二扩散层，且所述第一及第二扩散层的截面分别为锯齿状的第一及第二图案。
23.根据权利要求21所述的显示装置，其特征在于，所述第一图案的横向基本与所述第二图案垂直。
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