一種背光裝置及液晶顯示裝置的製作方法
2023-04-30 06:15:56 1
專利名稱：一種背光裝置及液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種背光裝置及液晶顯示裝置。
背景技術：
在液晶顯示技術中，顯示裝置是通過控制液晶排列方向來控制進入液晶顯示屏的光的強度，從而實現圖像的顯示的。其中，為液晶顯示屏提供入射光的裝置即為背光裝置。背光裝置通常包括白光光源。通過偏振片將該白光過濾成偏振光以後，液晶顯示裝置即可通過控制液晶的排列方向來控制偏振光是否可以通過液晶顯示屏。然而,在偏振片將白光過濾成偏振光的同時，有很大一部分光都被偏振片過濾掉了，從而造成背光裝置的光利用率偏低，影響液晶顯示裝置的顯示效果。
發明內容
本發明實施例提供了一種背光裝置及液晶顯示裝置，涉及顯示領域，能夠提高背光裝置的光利用率，有效提高液晶顯示裝置的顯示效果。為達到上述目的，本發明採用如下技術方案:一方面，本發明的實施例提供一種背光裝置，包括光源，還包括準直光學件、第一導光板和第二導光板，所述第一導光板的一側設置有偏振光分光裝置，所述第二導光板的一側設置有反光裝置；所述光源發出的光通過所述準直光學件成為平行光，所述平行光入射至所述偏振光分光裝置，被所述偏振光分光裝置分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光裝置反射後入射至所述第一導光板，所述第二偏振光從所述偏振光分光裝置透射後，入射至所述反光裝置，被所述反光裝置反射後入射至所述第二導光板，所述第一偏振光的偏振方向與所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。
可選的，所述偏振光分光裝置為至少一個偏振光分光鏡，所述反光裝置為至少一個反光鏡。可選的，所述至少一個偏振光分光鏡與所述第一導光板成35度至55度夾角，所述至少一個反光鏡與所述第二導光板成35度至55度夾角。優選的，所述至少一個偏振光分光鏡與所述第一導光板成45度夾角，所述至少一個反光鏡與所述第二導光板成45度夾角。可選的，所述至少一個偏振光分光鏡為至少3個偏振光分光鏡，所述至少一個反光鏡為至少3個反光鏡。較佳的，所述至少3個偏振光分光鏡等間隔地沿所述第一導光板的一側錯落設置，以使各所述偏振光分光鏡在垂直於所述平行光的平面的投影互不重疊。優選的，其中，相鄰的所述偏振光分光鏡之間設置有第一隔光片，用於分隔從所述偏振光分光鏡中透射的第二偏振光和尚未入射至相鄰的偏振光分光鏡的平行光。較佳的，所述至少3個反光鏡等間隔地沿所述第二導光板的一側錯落設置，所述至少3個反光鏡的位置與所述至少3個偏振光分光鏡的位置相對應，以使從每個所述偏振光分光鏡透射的第二偏振光入射到對應的反光鏡。優選的，其中，相鄰的所述反光鏡之間設置有第二隔光片，用於避免從所述偏振光分光鏡中透射的第二偏振光的洩漏。優選的，所述第一導光板和所述第二導光板平鋪在同一平面，通過第三隔光片相接。另一方面，本發明的實施例還提供一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，還包括上述的背光裝置，其中，所述液晶顯示面板分為第一顯示部和第二顯示部，所述第一顯示部的位置與所述背光裝置的第一導光板的位置相對應，所述第二顯示部的位置與所述背光裝置的第二導光板的位置相對應，所述第一顯示部能夠控制所述第一顯示部中的液晶分子的排列以允許所述第一偏振光通過，所述第二顯示部能夠控制所述第二顯示部中的液晶分子的排列以允許所述第二偏振光通過。採用上述技術方案後，本發 明實施例提供的背光裝置及液晶顯示裝置能夠通過偏振光分光裝置將光源發出的光分為偏振方向相互垂直的第一偏振光和第二偏振光，並進一步將第一偏振光和第二偏振光分別導入第一導光板和第二導光板，這樣，第一導光板和第二導光板可以將光源發出的光的不同偏振態進行分別利用，實現包括第一導光板和第二導光板的導光板整體對光源發出的光利用的最大化，從而大大提高了背光裝置的光利用率。
圖1為本發明實施例提供的一種背光裝置的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的另一種背光裝置的結構示意圖；圖3a為本發明實施例提供的一種背光裝置的偏振光分光鏡的分布示意圖；圖3b為本發明實施例提供的另一種背光裝置的偏振光分光鏡的分布示意圖；圖4為本發明實施例提供的另一種背光裝置的偏振光分光鏡的分布示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。如圖1所示，本發明的實施例提供一種背光裝置1，包括光源2，還包括:準直光學件3,用於將光源2發出的光轉換成平行光射出；第一導光板4和第二導光板5,第一導光板4的一側設置有偏振光分光裝置6，第二導光板5的一側設置有反光裝置7。光源2發出的光通過準直光學件3成為平行光L,平行光L入射至偏振光分光裝置6,被偏振光分光裝置6分成第一偏振光LI和第二偏振光L2,其中，第一偏振光LI被偏振光分光裝置6反射後入射至第一導光板4,第二偏振光L2從偏振光分光裝置6透射後,入射至反光裝置7,被反光裝置7反射後入射至第二導光板5,第一偏振光LI的偏振方向與第二偏振光L2的偏振方向相互垂直。當然，可以理解的是，為了實現上述目的，所述偏振光分光裝置6與反光裝置7是位於由第一導光板和第二導光板構成的導光板整體的同一側，即如果第一導光板和第二導光板為上下設置的平板且平鋪在同一平面，所述偏振光分光裝置6位於第一導光板的左偵U，則反光裝置7也位於第二導光板的左側，其他類似。當然第一導光板和第二導光板的設置位置可以有多種，此處只是為了說明第一導光板4和偏振光分光裝置6以及第二導光板5和反光裝置7的相對位置關係進行舉例說明。採用上述技術方案後，本發明實施例提供的背光裝置I能夠通過偏振光分光裝置6將光源2發出的白光分為偏振方向相互垂直的第一偏振光LI和第二偏振光L2,並進一步將第一偏振光LI和第二偏振光L2分別導入第一導光板4和第二導光板5,這樣,第一導光板4和第二導光板5分別可以利用光源2發出的光的將近50%，也就是說包括第一導光板4和第二導光板5的導光板整體就能夠將將近100%的光都用於為液晶顯示裝置等提供照明，使得光源的光利用最大化，從而大大提高了背光裝置的光利用率。可選的，在背光裝置I中，光源2主要是指液晶顯示領域常用的普通點光源，其發出的光是非偏振光，如白光LED等。由於點光源發出的光為放射狀,為了能將光源2發出的光集中到一起進行充分利用，在光源2與偏振光分光裝置6之間設置的準直光學件3能夠將光源2發出的放射狀的光轉化成平行光L射出，從而保證了光在進入導光板前都具有良好的方向性，減少了光的損耗。當然，在本發明的其他實施例中，如果光源2本身發出的光就是平行光，那麼準直光學件3也可以省去。本發明實施例所述的準直光學件可以為準直透鏡，或者其他任何可以起到將發散的光線轉化為平行光的光學元件，本發明不做限定。具體的，偏振光分光裝置6可以是任何能夠將白光分成偏振方向相互垂直的偏振光的裝置，本發明對此不作限定。例如，如圖2所示，在本發明的一個實施例中，偏光分光裝置6為至少一個偏振光分光鏡61,該偏振光分光鏡61的主要功能部分即為3M公司生產的DBEF (增亮膜，Dual Brightness Enhancement Film)。可以理解的是，由於偏振光分光鏡61設置在第一導光板4的一側，並且需要將入射的平行光L分成偏振方向相互垂直的第一偏振光LI和第二偏振光L2分別射出，且同時保證使第一偏振光LI能夠入射至第一導光板4而使第二偏振光L2不射入第二導光板5,因此，偏振光分光鏡61需要與第一導光板4成一個合適的角度。可選的,偏振光分光鏡61與第一導光板4可以成35度至55度夾角，優選的，該夾角為45度，以保證第一偏振光LI和第二偏振光L2都能夠按照預定方向射出。偏振光分光鏡61的個數可以根據加工工藝水平和背光裝置I的性能參數要求而設計，通常為幾個至幾十個不等。為了使從準直光學件3中射出的平行光L都能被偏振光分光鏡61分解，偏振光分光鏡61需要具有足夠大的尺寸以覆蓋所有從準直光學件3射出的平行光L。當背光裝置I的尺寸較大時，留給偏振光分光鏡61的空間也較大，這樣即使偏振光分光鏡61的尺寸較大，也能夠與第一導光板4成一個比較大的角度，以滿足上述角度要求。相反，當背光裝置I的尺寸較小時，留給偏振光分光鏡61的空間也較小，這樣，當偏振光分光鏡61的尺寸較大時，就只能與第一導光板4成一個較小的角度，進而無法滿足上述角度要求，不利於將全部平行光L分別進行透射和反射。這個問題可以通過增加偏振光分光鏡61的數量同時減小每個偏振光分光鏡61的尺寸來解決。如圖3a和3b所不,在背光裝置I的設計中，為 偏振光分光鏡61預留了一定的空間，例如該空間被限定為由不透光壁圍成的管T,參見圖3a,則當在T內設置一個偏振光分光鏡61a時,偏振光分光鏡61a與第一導光板4的夾角最大為α ;參見圖3b,當在該空間內設置3個偏振光分光鏡61b時，每個偏振光分光鏡61b與第一導光板4的夾角為β，顯然，α小於β，圖3b所示的結構更有利於將全部平行光L分別進行透射和反射。上述實施例中，各偏振光分光鏡61b的尺寸及其與第一導光板4的夾角都相等,但不發明的實施例對此不作限定。在本發明的其他實施例中，各個偏振光分光鏡61的尺寸以及與第一導光板4的夾角也可以各不相等，只要各偏振光分光鏡61能夠相互配合將全部平行光L分為第一偏振光LI和第二偏振光L2即可。為了節省空間，一般的，背光裝置I為偏振光分光鏡61預留的空間都較窄小，因此，在第一導光板4的一側,通常都設置有多個偏振光分光鏡61,例如至少3個偏振光分光鏡61，以使每個偏振光分光鏡61與第一導光板4都具有合適的夾角。可選的，該至少3個偏振光分光鏡61可以等間隔或不等間隔地沿第一導光板4的一側錯落設置，以使各偏振光分光鏡61在垂直於平行光L的平面的投影互不重疊,這樣,各偏振光分光鏡61就一起對透過準直光學件3的平行光L進行了完整的透射和反射。優選的，結合圖1和圖4,相鄰的偏振光分光鏡61之間還可以設置有第一隔光片81,第一隔光片81可以為不透光的材料形成的片狀結構,用於分隔從偏振光分光鏡61中透射的第二偏振光L2和尚未入射至相鄰的偏振光分光鏡61的平行光L,從而使第二偏振光L2的成分更純淨。具體的，當偏振光分光鏡61將平行光L分成第一偏振光LI和第二偏振光L2後，第一偏振光LI被偏振光分光鏡61反射,從而入射至第一導光板4,第二偏振光L2被偏振光分光鏡61透射，從而入射至反光裝置7。
可選的，反光裝置7具體可以為各種能夠將光反射的裝置，如反光鏡、平面鏡等。由於反光裝置7需要將透射過偏振光分光裝置6的第二偏振光L2全部反射至第二導光板5，因此，從第二偏振光L2傳播的延續性上看，反光裝置7和偏振光分光裝置6的位置應該是相對應的。當偏振光分光裝置6為至少I個偏振光分光鏡61時，反光裝置7也可以是至少I個反光鏡71。例如,在本發明的一個實施例中，偏振光分光裝置6為至少3個偏振光分光鏡61,那麼，反光裝置7也是至少3個反光鏡71。這些反光鏡71可以等間隔地沿第二導光板5的一側錯落設置，且各反光鏡71的位置分別與偏振光分光鏡61的位置相對應，以使從每個偏振光分光鏡61透射的第二偏振光L2入射到對應的反光鏡。相應的，反光鏡71與第二導光板5可以成35度至55度夾角，優選的，該夾角為45度，以使第二偏振光L2能以合適的角度入射至第二導光板5。當然，在本發明的其他實施例中，偏振光分光鏡61的個數與反光鏡71的個數也可以不相等，只要保證從偏振光分光鏡61出射的第二偏振光L2能夠完全被反光鏡71反射至第二導光板5即可，本發明實施例對此不作限定。為了避免從偏振光分光鏡61中透射的第二偏振光L2洩漏,優選的,相鄰的反光鏡71之間還可以設置有第二隔光片。這樣，第二偏振光L2可以全部反射入第二導光板5，提高光利用率。第二偏振光L2被反光鏡71反射後即入射至第二導光板5,與入射至第一導光板4的第一偏振光LI 一起作為為液晶顯示裝置等的光源。這樣，背光裝置I發出的光所分成的偏振方向相互垂直的第一偏振光LI和第二偏振光L2就都能夠被有效利用，從而大大提高了背光裝置I的光利用率。可選的,第一導光板4和第二導光板5的相對位置可以為多種,只要在第一導光板4和第二導光板5的光輸出方向上彼此不重疊、第一偏振光LI與第二偏振光L2分別從第一導光板4和第二導光板5射出後不混淆即可，本發明的實施例對此不做限制。但優選的，為了合理利用背光裝置I中的空間，第一導光板4和第二導光板5位於同一平面內且彼此相接。此外，還可以在第一導光板4和第二導光板5之間設置第三隔光片，也就是說第一導光板4和第二導光板5平鋪在同一平面，並通過第三隔光片相接，以進一步保證第一導光板4中的第一偏振光LI和第二導光板5中的第二偏振光L2不會相互幹擾。相應的，本發明實施例所述的背光裝置工作過程和工作原理描述如下:S11，通過準直光學件將光源發出的光轉換為平行光入射至設置於第一導光板一側的偏振光分光裝置；S12,通過偏振光分光裝置將所述平行光分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光裝置反射後入射至第一導光板，所述第二偏振光從所述偏振光分光裝置透射後，入射至設置於第二導光板一側的反光裝置，所述第一偏振光的偏振方向與所述第二偏振光的偏振方向相互垂直；S13，通過所述反光裝置將所述第二偏振光反射後入射至第二導光板。具體的，步驟S12中，偏振光分光裝置可以是任何能夠將白光分成偏振方向相互垂直的偏振光的裝置，本發明對此 不作限定。例如，在本發明的一個實施例中，偏振光分光裝置包括至少一個偏振光分光鏡，該偏振光分光鏡的主要功能部分即為3M公司生產的DBEF0則在步驟S12中，可以通過至少一個偏振光分光鏡將該平行光分成第一偏振光和第二偏振光。偏振光分光鏡的具體個數和設置位置可以根據背光裝置的結構設計而調整，前文已經進行了詳細的說明，此處不再贅述。可選的，在步驟S13中，反光裝置具體可以為各種能夠將光反射的裝置，如反光鏡、平面鏡等。由於反光裝置也是需要將透射過偏振光分光裝置的第二偏振光全部反射至第二導光板，因此，從第二偏振光傳播的延續性上看，反光裝置和偏振光分光裝置的位置應該是相對應的。當偏振光分光裝置為至少I個偏振光分光鏡時，反光裝置也可以是至少I個反光鏡。那麼，步驟S13中，具體可以通過至少一個反光鏡將第二偏振光反射後入射至第二導光板。當然，在本發明的其他實施例中，偏振光分光鏡的個數與反光鏡的個數也可以不相等，只要保證從偏振光分光鏡出射的第二偏振光能夠完全被反光鏡反射至第二導光板即可，本發明實施例對此不作限定。與前述的背光裝置相對應，本發明的實施例還提供一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，以及前述任一實施例提供的背光裝置，其中，所述液晶顯示面板分為第一顯示部和第二顯示部，第一顯示部的位置與背光裝置的第一導光板的位置相對應，第二顯示部的位置與背光裝置I的第二導光板的位置相對應，第一顯示部能夠控制第一顯示部中的液晶分子的排列以允許第一偏振光通過實現顯示，第二顯示部能夠控制第二顯示部中的液晶分子的排列以允許第二偏振光通過實現顯不，第一偏振光與第二偏振光的偏振方向相互垂直。採用上述技術方案後，本發明的實施例提供的液晶顯示裝置中，液晶顯示面板分為第一顯示部和第二顯示部兩部分，所述第一顯示部能夠控制所述第一顯示部中的液晶分子的排列以允許所述第一偏振光通過，所述第二顯示部能夠控制所述第二顯示部中的液晶分子的排列以允許所述第二偏振光通過，這樣，當通過第一導光板和第二導光板為這兩個顯示部分別提供兩種偏振方向相互垂直的偏振光時，本發明實施例提供的液晶顯示裝置即可利用這兩種偏振光進行圖像顯示，從而大大提高了液晶顯示裝置中背光裝置的光利用率，進而使得液晶顯示裝置顯示質量提高，並且能節約能耗。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保 護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種背光裝置，包括光源，其特徵在於，還包括準直光學件、第一導光板和第二導光板， 所述第一導光板的一側設置有偏振光分光裝置，所述第二導光板的一側設置有反光裝置； 所述光源發出的光通過所述準直光學件成為平行光，所述平行光入射至所述偏振光分光裝置，被所述偏振光分光裝置分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光裝置反射後入射至所述第一導光板，所述第二偏振光從所述偏振光分光裝置透射後，入射至所述反光裝置，被所述反光裝置反射後入射至所述第二導光板，所述第一偏振光的偏振方向與所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。
2.根據權利要求1所述的背光裝置，其特徵在於，所述偏振光分光裝置包括至少一個偏振光分光鏡，所述反光裝置包括至少一個反光鏡。
3.根據權利要求2所述的背光裝置，其特徵在於，所述至少一個偏振光分光鏡與所述第一導光板成35度至55度夾角，所述至少一個反光鏡與所述第二導光板成35度至55度夾角。
4.根據權利要求3所述的背光裝置，其特徵在於，所述至少一個偏振光分光鏡與所述第一導光板成45度夾角，所述至少一個反光鏡與所述第二導光板成45度夾角。
5.根據權利要求1所述的背光裝置，其特徵在於，所述偏振光分光裝置包括至少3個偏振光分光鏡，所述反光裝置包括至少3個反光鏡。
6.根據權利要求5所述的背光裝置，其特徵在於，所述至少3個偏振光分光鏡等間隔地沿所述第一導光板的一側錯落設置，以使各所述偏振光分光鏡在垂直於所述平行光的平面的投影互不重疊。
7.根據權利要求6所述的背光裝置，其特徵在於，相鄰的所述偏振光分光鏡之間設置有第一隔光片，用於分隔從所述偏振光分光鏡中透射的第二偏振光和尚未入射至相鄰的偏振光分光鏡的平行光。
8.根據權利要求6所述的背光裝置，其特徵在於，所述至少3個反光鏡等間隔地沿所述第二導光板的一側錯落設置，所述至少3個反光鏡的位置與所述至少3個偏振光分光鏡的位置相對應，以使從每個所述偏振光分光鏡透射的第二偏振光入射到對應的反光鏡。
9.根據權利要求8所述的背光裝置，其特徵在於，其中，相鄰的所述反光鏡之間設置有第二隔光片，用於避免從所述偏振光分光鏡中透射的第二偏振光的洩漏。
10.根據權利要求1所述的背光裝置，其特徵在於，所述第一導光板和所述第二導光板平鋪在同一平面，通過第三隔光片相接。
11.一種液晶顯示裝置，包括液晶顯示面板，其特徵在於，還包括權利要求1-10中任一項所述的背光裝置，其中，所述液晶顯示面板分為第一顯示部和第二顯示部，所述第一顯示部的位置與所述背光裝置的第一導光板的位置相對應，所述第二顯示部的位置與所述背光裝置的第二導光板的位置相對應，所述第一顯示部控制所述第一顯示部中的液晶分子的排列以允許所述第一偏振光通過實現顯示，所述第二顯示部控制所述第二顯示部中的液晶分子的排列以允許所述第二偏振光通過實現顯示。
全文摘要
本發明實施例提供了一種背光裝置及液晶顯示裝置，涉及顯示領域，為提高背光裝置的光利用率而發明。所述背光裝置，包括光源，準直光學件、第一導光板和第二導光板，所述第一導光板的一側設置有偏振光分光裝置，所述第二導光板的一側設置有反光裝置；所述光源發出的光通過所述準直光學件成為平行光，所述平行光入射至所述偏振光分光裝置，被所述偏振光分光裝置分成第一偏振光和第二偏振光，其中，所述第一偏振光被所述偏振光分光裝置反射後入射至所述第一導光板，所述第二偏振光從所述偏振光分光裝置透射後，入射至所述反光裝置，被所述反光裝置反射後入射至所述第二導光板，所述第一偏振光的偏振方向與所述第二偏振光的偏振方向相互垂直。
文檔編號F21V13/12GK103234152SQ20131014372
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者王尚, 杜志宏, 周珊珊 申請人:京東方科技集團股份有限公司