光学板及含其的显示装置的制作方法

1.本公开涉及背光显示领域，具体而言，涉及一种光学板及含其的显示装置。


背景技术：

2.液晶显示受限于像素漏光现象，和新型显示技术对比，对比度已成短板，为此液晶显示技术逐渐发展出分区背光方法，将背光源led分区调控，对高灰度区域和低灰度区域分别调控不同亮度的背光，可一定程度上改善上述像素漏光现象，提高显示对比度。但背光源分区调控技术的显示效果随分区数量呈正相关变化，分区越多，实现技术越难，成本越高，受限于此，需要一种更有效的解决方案。


技术实现要素：

3.本公开的目的在于提供一种光学板及含其的显示装置，高效地减轻显示装置由于背光调控不足导致的像素漏光现象，提高对比度。
4.为实现上述目的采用如下技术方案，根据本公开的第一个方面，提供了一种光学板，光学板的内部设置有多个垂直于光学板底面的反射件，各个反射件为规则地阵列排布，各个反射件分隔光学板形成多个光学区域，光学板用于光学连接多个分区控制的背光光源。
5.进一步地，各反射件的厚度小于等于0.5mm，优选小于等于0.25mm。
6.进一步地，各反射件的反射率不小于50％，优选不小于80％。
7.进一步地，各个光学区域的正投影呈矩形，各个光学区域的横向长度有一种或多种；当各个光学区域的横向长度有多种时，同种横向长度的光学区域互不相邻。
8.进一步地，各个光学区域的正投影的形状相同，优选正投影的面积相同。
9.进一步地，光学板的主体为树脂材料，光学板还包括量子点材料，量子点材料分散在树脂材料中。
10.进一步地，反射件的反射率沿着远离背光光源的方向逐渐减小。
11.进一步地，光学板包括树脂材料的基质，基质的折射率沿着远离背光光源的方向逐渐减小。
12.进一步地，光学板包括树脂材料的基质和分散在基质中的扩散粒子，扩散粒子的浓度沿着远离背光光源的方向逐渐减小。
13.进一步地，光学板包括多层叠置的扩散层，各层的扩散层的基质的折射率沿着远离背光光源的方向逐渐减小。
14.进一步地，光学板包括两层扩散层，设背光光源的分区的横向长度均为l，光学板的厚度为d；最靠近背光光源的扩散层的基质的折射率为n1，最远离背光光源的扩散层的基质的折射率为n2，且n1>n2，1＜n1/n2＜2，l≥d。
15.进一步地，
16.根据本公开的第二个方面，提供了一种显示装置，显示装置包括多个分区控制的背光光源及含多个像素点的显示层，还包括上述任一种光学板，背光光源的一个分区的正投影面积大于任一个光学区域的正投影面积；当显示装置工作时，背光光源的光经过光学板到达显示层，并通过显示层显示图案。
17.进一步地，各反射件的厚度小于等于1个像素点，优选小于等于0.5个像素点，更优选小于等于0.1个像素点。
18.进一步地，各个光学区域的正投影呈矩形，各个背光光源的分区的横向长度大于各个光学区域的横向长度。
19.进一步地，各个反射件的正投影不覆盖各个背光光源的分区的分割线。
20.进一步地，显示装置为直下式显示装置，光学板为扩散板；或者显示装置为侧入式显示装置，光学板为导光板。
21.应用本公开的技术方案，由于该光学板的反射件的光线阻挡作用，形成多个光学区域，实现对背光光源的二次分区，减少了漏光，从而提高了图像边缘的对比度。采用上述光学板的显示设备具有更高的显示对比度。
附图说明
22.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
23.图1示出了一种现有技术的直下式显示装置的横截面结构及显示效果示意图。
24.图2示出了另一种现有技术的直下式显示装置的横截面结构及显示效果示意图。
25.图3示出了一种实施例的直下式显示装置的横截面结构及显示效果示意图。
26.图4示出了一种实施例的直下式显示装置的分区光学板和分区背光光源的结构示意图。
27.图5示出了一种实施例的侧入式显示装置的分区光学板俯视结构示意图。
28.图6a示出了一种实施例的分区光学板俯视结构示意图，图6b示出了一种实施例的分区光学板侧视三维结构示意图。
29.图7示出了一种实施例的分区光学板俯视结构示意图。
30.图8示出了一种实施例的分区光学板俯视结构示意图。
31.图9示出了一种实施例的显示装置的横截面结构示意图，其中光学板的折射率递减。
32.图10示出了一种实施例的显示装置的横截面结构示意图，其中光学板的折射率递减。
33.图11示出了实施例1的显示装置的待显示的图像。
34.图12示出了实施例1的显示装置的背光分区尺寸图。
35.图13示出了实施例1的光学模拟显示效果图。
36.图14示出了对比例1的光学模拟显示效果图。
37.图15示出了对比例2的光学模拟显示效果图。
38.附图标记：1、显示层；2a、传统光学板；2b、分区光学板；3a、未分区背光光源；3b、分区背光光源；z1、漏光区域；z2、设定的图像显示区域。
39.缩写说明：bl为背光光源。
具体实施方式
40.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
41.需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
42.下面将更详细地描述根据本公开提供的技术方案的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本公开的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
43.现有技术的液晶显示装置中，常规光学板为一整块亚克力或其他光学塑料材质。如图1，如不使用背光光源分区控制，则漏光情况较严重，造成不需要显示的像素也有出光，进而图像边缘模糊。如图2，如使用背光光源分区控制背光光源的开关和亮度，因光学板内部可以进行光路传输，除了设定的图像显示区域，在bl1和bl4背光光源正上方的显示层，还接受了bl2和bl3背光光源的光(参见箭头方向，指代光线方向)，图2的设计虽比图1的显示效果有提升，但仍会出现部分像素漏光现象，造成待显示的图像边缘模糊，降低了对比度。
44.根据本公开的第一方面，提供了一种光学板，光学板的内部设置有多个垂直于所述光学板底面的反射件，各个反射件为规则地阵列排布，各个反射件分隔光学板形成多个光学区域，光学板用于光学连接多个分区控制的背光光源。利用反射件的光线阻挡作用，形成多个光学区域，实现对背光光源的二次分区，减少了漏光，从而提高了图像边缘的对比度。
45.光学区域的正投影的形状不限，和反射件的阵列排布有关。在一些实施例中，光学区域的正投影形状为三角形、矩形、五边形、六边形、八边形、圆形等。在一些优选的实施例中，光学区域的正投影形状和背光光源分区的正投影形状相同。在一些优选的实施例中，光学区域的正投影形状和包含光学板的显示装置的像素形状相同。在一些实施例中，反射件为横向排列、纵向排列中的一种或两种。在一些实施例中，反射件的规则阵列排布可参考像素阵列排列。在一些实施例中，各个光学区域的正投影面积不完全相同。
46.在一些实施例中，光学板的分区情形参见图6至图8。如果分区分布较粗(面积大)，其减缓漏光的效果小于分区分布较细(面积小)的效果。
47.在一些实施例中，反射件在光学板内的制备可以采用但不限于下述方法：(1)将初始光学板分割成若干小板，并与反射件拼接制成，拼接可以为粘贴；(2)光学板采用挤出工艺制备时，在挤出光学板基质熔融过程中，将反射件嵌入光学板基质中同步固化；(3)将初始光学板根据反射分布位置切割，并将反射件胶体注入其中，固化实现。
48.在一些实施例中，各反射件的厚度小于等于0.5mm，优选小于等于0.25mm。反射件的厚度的存在会减少光的出射，会阻碍像素的出光，因此优选薄的反射件。此处的“厚度”指
的是反射件横截面的宽度。
49.在一些实施例中，各反射件的材料为金属、金属化合物、玻璃、高反射无机物镀层或含高浓度的散射粒子胶体，散射粒子如二氧化钛、二氧化硅等，本领域技术人员可以根据反射效果进行选择。
50.在一些实施例中，各反射件的反射率不小于50％，优选不小于80％。反射率越高越好，有效实现光的阻隔作用。
51.在一些实施例中，各个所述光学区域的正投影呈矩形，各个光学区域的横向长度有一种或多种；当各个光学区域的横向长度有多种时，同种横向长度的光学区域互不相邻。本公开描述的“横向长度”是指横截面时的横向长度，例如图10的“l”。
52.在一些实施例中，各个光学区域的正投影的形状相同，优选正投影的面积相同。
53.在一些实施例中，各个光学区域在光学板的分布呈对称分布。从而当用于显示装置时，可显示一个对称显示的画面，即可以得到漏光程度一致的画面，从而更美观。
54.在一些实施例中，光学板的主体为树脂材料，光学板还包括量子点材料，量子点材料分散在树脂材料中。量子点材料可以起到光转换的作用。该光学板不是本领域技术人员理解的量子点彩膜。在一些实施例中，光学板包括混合的红色量子点材料和绿色量子点材料。
55.在一些实施例中，反射件的反射率沿着远离背光光源的方向逐渐减小。从而反射件可将图像边缘漏光的明暗过渡得更均匀。该类反射件可通过胶体中纵向上的反射材料的浓度控制逐渐减小来实现。本技术所述“逐渐”包括等差递减及非等差递减。
56.在一些实施例中，光学板包括树脂材料的基质，基质的折射率沿着远离背光光源的方向逐渐减小。例如图9，光线向中间聚集，实现了缩小原始背光光源分区尺寸的效果，即实现了增加分区的效果。为了实现此设计，需要用到多种不同折射率的树脂材料。
57.在一些实施例中，光学板包括树脂材料的基质和分散在基质中的扩散粒子，扩散粒子的浓度沿着远离背光光源的方向逐渐减小。本领域技术人员可以光学板需要实现的光学特性选择合适粒径及种类的扩散粒子。扩散粒子将光打散，打散后再将背光光源的光二次分区，使光学板各个分区的背光能量更均匀。
58.在一些实施例中，光学板包括多层叠置的扩散层，各层的扩散层的基质的折射率沿着远离背光光源的方向逐渐减小。扩散层是指包含扩散粒子的树脂层。
59.在一些实施例中，如图10所示，光学板包括两层扩散层，设背光光源的分区的横向长度均为l，光学板的厚度为d；最靠近背光光源的扩散层的基质的折射率为n1，最远离背光光源的扩散层的基质的折射率为n2，且n1>n2，，1＜n1/n2＜2，l≥d。从而保证光通过光学板后被有效地限制在一个小的分区范围内，而可以满足一个背光光源分区一侧边缘入射的光刚刚可以在光学板另一侧边缘出射。即实现整体出光均匀，局部光线聚集的效果。
60.在一些实施例中，1＜n1/n2＜1.5。从而保证光学板的透过率和扩散效果在优选范围内。
61.在一些实施例中，
62.为了实现光学板的上述效果，本领域技术人员可以结合光学模拟软件进行设计。
63.根据本公开的第二方面，提供了一种显示装置，包括多个分区控制的背光光源及含多个像素点的显示层，还包括上述任一种的光学板，背光光源的一个分区的面积大于任一个光学区域的面积；当显示装置工作时，背光光源的光经过光学板到达显示层，并通过显示层显示图案。图3是显示装置的一种结构示意图，对比图3和图2的显示效果可以看出，z2设定的图像显示区域为白色区域，除了z2的区域以外的区域为非显示区域，z1如果不是纯黑，则代表有漏光，图3中的z1漏光区域的黑色比图2中z1漏光区域的黑色加深了，意味着光线减少了漏出，即减少了显示的图像边缘区域的模糊程度，提高了对比度。
64.在一些实施例中，各反射件的厚度小于等于1个像素点，优选小于等于0.5个像素点，更优选小于等于0.1个像素点。像素点的点距可以根据显示装置的整体显示尺寸及分辨率计算得到。反射件的存在会减少光的出射，会阻碍一个个像素的出光，因此优选其厚度不影响肉眼感受到像素光线的厚度。
65.在一些实施例中，各个所述光学区域的正投影呈矩形，各个背光光源的分区的横向长度大于各个光学区域的横向长度。
66.在一些实施例中，各个反射件的正投影不覆盖各个背光光源的分区的分割线。从而光学板的反射件更多地分隔来自背光光源的光形成更多二次背光分区。
67.在一些实施例中，显示装置为直下式显示装置，光学板为扩散板；或者显示装置为侧入式显示装置，光学板为导光板。
68.在一些实施例中，各个背光光源的分区的正投影面积不完全相同。
69.下文中，参照具体实施例更详细地说明实施方式。然而，它们是本公开内容的示例性实例，并且本公开内容不限于此。
70.实施例1
71.直下式显示装置
72.经过光学软件模拟：选取显示区域为100mm
×
160mm。设定的显示图像为如图11的镂空图形，设定显示层可见光透过率(或称漏光率)设为10％。
73.如图12所示，将100mm
×
160mm的背光光源分为9个24.9mm
×
39.9mm矩形的背光分区和16个其余尺寸的矩形背光分区。为方便仿真，设置分区间隔为0.2mm(软件上即为分割线的线条宽度)。
74.将100mm
×
160mm的扩散板分为多个8.3mm
×
13.3mm大小的矩形，反射件厚为0.2mm(软件上即为线条宽度)，扩散板的可见光透过率为50％，雾度为98％。
75.模拟结果如图13。横纵坐标为尺寸(毫米)，下同。
76.对比例1
77.直下式显示装置
78.除了扩散板和背光光源无分区，扩散板的其他性能与实施例1相同。模拟结果如图14。
79.对比例2
80.直下式显示装置
81.背光分区情况同实施例1。
82.除了扩散板无分区，扩散板的其他性能与实施例1相同。模拟结果如图15。
83.需要说明的是，由于软件及显示器分辨率受限，申请人将模拟结果的图片亮度同
时提亮10％得到图13～图15，方便查看模拟结果的差异。从上述模拟显示结果看，实施例1模拟结果边缘无明显灰度，对比例2模拟结果边缘具有一定灰度，对比例1其边缘具有明显的灰度。以上结果证实实施例1具有提高对比度的效果。
84.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。