一种前置光源及显示装置的制作方法

1.本发明涉及显示设备技术领域，特别涉及一种前置光源及显示装置。


背景技术：

2.反射式液晶显示器具有低功耗、轻薄化、绿色护眼等众多优点，但其需要反射外界环境光达到亮度水平。在暗态环境下，显示器很难满足使用要求，因此需要设置反射式显示器前置光源。反射式显示器的前置光源需照亮整个液晶屏幕，但一般照明光源仅能照亮近光端屏幕，远光端亮度较低，造成人眼视觉感知较差。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种前置光源及显示装置，上述前置光源利于对反射式显示屏的均匀照明，并且结构简单可靠，成本低廉。
4.为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
5.一种前置光源，包括：
6.外壳，所述外壳沿第一方向延伸，所述外壳的侧壁具有沿第一方向延伸的开口；
7.支撑架，所述支撑架位于所述外壳内部且沿第一方向延伸，所述支撑架包括支撑面；
8.灯条，所述灯条沿第一方向延伸的贴附于所述支撑架的支撑面上，所述灯条远离所述支撑面的一侧具有沿第一方向排列的多个发光单元；
9.偏光透镜，所述偏光透镜位于所述灯条与所述开口之间、且沿第一方向延伸，所述偏光透镜包括沿第一方向延伸的入光端面、出光端面、第一反射曲面以及第二反射曲面，所述入光端面临近所述灯条设置，所述出光端面与所述开口相对、且与所述入光端面相平行，所述第一反射曲面和所述第二反射曲面连接于所述入光端面与出光端面之间，沿所述入光端面指向所述出光端面的方向所述第一反射曲面与所述第二反射曲面之间的距离逐渐增大，所述第一反射曲面和所述第二反射曲面均朝向外壳内壁凸起，所述第一反射曲面的曲率大于所述第二反射曲面的曲率。
10.可选地，所述第一反射曲面的曲率取值位于0至0.21之间，所述第二反射曲面的曲率取值位于0至0.14之间。
11.可选地，所述偏光透镜的入光端面上设置有沿第一方向延伸的容纳槽，多个所述发光单元位于所述容纳槽内。
12.可选地，所述容纳槽的侧壁为平面，所述容纳槽的底面为朝向所述容纳槽的槽口凸起的曲面；
13.所述容纳槽临近所述第一反射曲面一侧的深度小于所述容纳槽临近所述第二反射曲面一侧的深度。
14.可选地，所述容纳槽的底面的曲率取值位于0至0.45之间。
15.可选地，所述出光端面为平面，所述出光端面的表面呈光滑状或者磨砂状。
16.可选地，所述支撑架的支撑面的朝向趋向所述第一反射曲面，所述支撑架的支撑面与所述出光端面之间的角度夹角为15
°
至20
°
。
17.可选地，所述支撑架可绕沿第一方向延伸的轴线旋转。
18.可选地，所述外壳呈沿第一方向延伸的管状结构，所述外壳的两端具有用于封装的侧盖。
19.可选地，所述侧盖具有与所述支撑架的端部对应的通孔，所述支撑架的端部由对应的所述通孔处伸出所述外壳。
20.可选地，沿所述灯条的中间区域指向所述灯条的端部的方向，相邻的两个所述发光单元之间的间距逐渐减小；或者，所述灯条上的多个发光单元沿第一方向等间距排列。
21.可选地，所述出光端面与所述第一反射曲面相交处具有沿第一方向延伸的第一限位部，所述出光端面与所述第二反射曲面相交处具有沿第一方向延伸的第二限位部；
22.所述外壳的内壁具有位于所述第一限位部两侧的第一限位凸起，以及位于所述第二限位部两侧的第二限位凸起。
23.可选地，所述外壳的内壁临近所述入光端面的区域具有位于所述容纳槽两侧的第三限位凸起，所述第三限位凸起与所述偏光透镜相抵，所述第三限位凸起与所述第一限位凸起、第二限位凸起配合用于限制所述偏光透镜的位置。
24.可选地，所述支撑架位于所述容纳槽两侧的第三限位凸起之间，所述支撑架的支撑面与所述容纳槽的槽口相抵；
25.所述外壳的内壁上具有与所述支撑架远离所述偏光透镜的一侧表面相抵的第四限位凸起，所述第四限位凸起、所述第三限位凸起以及偏光透镜配合用于限制所述支撑架的位置。
26.可选地，所述灯条包括具有发光单元的第一区域和未设置发光单元的第二区域，所述灯条的第一区域位于所述容纳槽内，所述灯条的第二区域与所述容纳槽的槽口相抵；
27.所述支撑架远离所述偏光透镜的一侧呈朝向所述第四限位凸起的圆弧状。
28.本发明还提供一种显示装置，其中，包括上述技术方案中提供的任意一种前置光源以及反射式显示屏，所述前置光源位于所述反射式显示屏的出光侧、且不遮挡所述反射式显示屏的出光面，所述前置光源的外壳上的开口朝向所述反射式显示屏。
29.可选地，所述前置光源临近所述反射式显示屏的第一侧边设置，所述前置光源距所述反射式显示屏的出光面所在的第一平面的距离为150mm至170mm，所述前置光源在所述第一平面上的正投影距所述第一侧边的距离为0mm至30mm。
30.可选地，所述前置光源的开口朝向与垂直于所述反射式显示屏的方向之间的夹角可以为45
°
至50
°
。
31.本发明提供了一种前置光源及显示装置，该前置光源在灯条与外壳的开口之间设置偏光透镜，发光单元发出的光线可以从偏光透镜的入光端面侧射入偏光透镜内部，在偏光透镜内光线可以在第一反射曲面和第二反射曲面处形成全反射，偏光透镜能够对多个发光单元发出的光线实现偏光效果，由于第一反射曲面的曲率大于第二反射曲面的曲率，第一反射曲面与第二反射曲面非对称设置，则由偏光透镜出光端面射出的光线的偏光方向不相同，则由前置光源的开口处射出的光线的偏光方向也不相同。将上述前置光源设置于反射式显示屏的一侧，通过第一反射曲面曲率和第二反射曲面的曲率不同的设置，前置光源
的开口处射出的光照射到反射式显示屏时，第一反射曲面可以使光线更多的向远光端照射，能够实现反射式显示屏的近光端和远光端均能被照亮，利于对反射式显示屏的均匀照明，能够提高反射式显示屏的显示效果，并且，前置光源中偏光透镜的结构简单可靠，成本低廉。
附图说明
32.图1为本发明实施例提供的一种前置光源的结构示意图；
33.图2为本发明实施例提供的一种前置光源的立体剖面图；
34.图3为本发明实施例提供的一种支撑架和灯条的结构示意图；
35.图4为本发明实施例提供的一种偏光透镜的结构示意图；
36.图5为本发明实施例提供的一种偏光透镜的截面图；
37.图6、图7和图8为本发明实施例提供的一种前置光源的状态图；
38.图9为本发明实施例提供的一种外壳和侧盖的结构示意图；
39.图10为本发明实施例提供的一种灯条的结构示意图；
40.图11为本发明实施例提供的一种前置光源的截面图；
41.图12为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
42.图标：
43.1-外壳；11-开口；12-第一限位凸起；13-第二限位凸起；14-第三限位凸起；15-第四限位凸起；2-支撑架；3-灯条；31-发光单元；4-偏光透镜；41-入光端面；42-出光端面；43-第一反射曲面；44-第二反射曲面；45-容纳槽；451-侧壁；452-底面；5-侧盖；51-通孔；6-透明保护板；100-前置光源；200-反射式显示屏。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.请参考图1和图2，本发明提供一种前置光源，包括：
46.外壳1，外壳1沿第一方向延伸，外壳1的侧壁451具有沿第一方向延伸的开口11；
47.支撑架2，支撑架2位于外壳1内部且沿第一方向延伸，支撑架2包括支撑面；
48.灯条3，灯条3沿第一方向延伸的贴附于支撑架2的支撑面上，灯条3远离支撑面的一侧具有沿第一方向排列的多个发光单元31，如图3所示；
49.偏光透镜4，偏光透镜4位于灯条3与开口11之间、且沿第一方向延伸，偏光透镜4包括沿第一方向延伸的入光端面41、出光端面42、第一反射曲面43以及第二反射曲面44，入光端面41临近灯条3设置，出光端面42与开口11相对、且与入光端面41相平行，第一反射曲面43和第二反射曲面44连接于入光端面41与出光端面42之间，沿入光端面41指向出光端面42的方向第一反射曲面43与第二反射曲面44之间的距离逐渐增大，第一反射曲面43和第二反射曲面44均朝向外壳1内壁凸起，第一反射曲面43的曲率大于第二反射曲面44的曲率。
50.本发明实施例提供的一种前置光源中，在灯条3与外壳1的开口11之间设置偏光透
镜4，发光单元31发出的光线可以从偏光透镜4的入光端面41侧射入偏光透镜4内部，在偏光透镜4内光线可以在第一反射曲面43和第二反射曲面44处形成全反射，偏光透镜4能够对多个发光单元31发出的光线实现偏光效果，由于第一反射曲面43的曲率大于第二反射曲面44的曲率，第一反射曲面43与第二反射曲面44非对称设置，则由偏光透镜4出光端面42射出的光线的偏光方向不相同，则由前置光源的开口11处射出的光线的偏光方向也不相同。将上述前置光源设置于反射式显示屏的一侧，通过第一反射曲面43曲率和第二反射曲面44的曲率不同的设置，前置光源的开口11处射出的光照射到反射式显示屏时，第一反射曲面43可以使光线更多的向远光端照射，能够实现反射式显示屏的近光端和远光端均能被照亮，利于对反射式显示屏的均匀照明，能够提高反射式显示屏的显示效果，并且，前置光源中偏光透镜4的结构简单可靠，成本低廉。
51.上述前置光源可以应用于反射式显示屏暗态环境照明，与一般光源相比，能够取得更好的照明效果。上述前置光源中开口11、支撑架2以及偏光透镜4的长度均可以根据实际情况选择，在这里不做限制。
52.具体地，上述第一反射曲面43的曲率取值可以位于0至0.21之间，上述第二反射曲面44的曲率取值可以位于0至0.14之间。上述第一反射曲面43与第二反射曲面44的曲率的具体取值，可以根据前置光源的设置位置、放置角度以及反射式显示屏的尺寸等条件进行设置，在这里不做限制。
53.本发明实施例中，如图1、图4和图5所示，上述偏光透镜4的入光端面41上可以设置有沿第一方向延伸的容纳槽45，多个发光单元31位于容纳槽45内。容纳槽45为多个发光单元31提供容纳空间，容纳槽45的侧壁451以及底面452为发光单元31设置的光线的入光面。
54.具体地，上述容纳槽45的侧壁451为平面，容纳槽45的底面452为朝向容纳槽45的槽口凸起的曲面，容纳槽45临近第一反射曲面43一侧的深度小于容纳槽45临近第二反射曲面44一侧的深度。照射到容纳槽45的侧壁451上的光线可以经第一反射曲面43和第二反射曲面44全反射射出出光端面42，照射到容纳槽45的底面452上的光线可以经过底面452的折射后射出出光端面42，第一反射面、第二反射面、容纳槽45的侧壁451和容纳槽45的底面452能够对入射光线的偏光方向进行调节，能够使得更多的光线朝向远光端照射。
55.具体地，上述容纳槽45的底面452的曲率取值可以位于0至0.45之间，具体数值可以根据实际情况设置，在这里不做限制。
56.本发明实施例中，上述出光端面42为平面，出光端面42的表面呈光滑状或者磨砂状，能够实现保证前置光源的出光效果。
57.其中，上述偏光透镜4的材质可以为有机玻璃(pmma)，也可以为其他材质，根据实际情况选择，在这里不做显示。偏光透镜4的具体尺寸可以根据实际情况而定，在这里不做限制，例如，偏光透镜4的可以为540mm，出光端面42的宽度可以为21.5mm，入光端面41与出光端面42之间的距离可以为10mm。
58.本发明实施例中，如图6所示，上述支撑架2的支撑面的朝向趋向第一反射曲面43，支撑面与出光端面42之间的角度可以为15
°
至20
°
，即灯条3设置发光单元31的表面与出光端面42之间的角度可以为15
°
至20
°
，能够使得更多的光线照射到第一反射曲面43上，通过第一反射曲面43使得更多的光线朝向远光端照射，满足远光端的光照需求。例如，支撑面与入射端面之间的角度可以为19.62
°
。
59.具体地，上述支撑架2可绕沿第一方向延伸的轴线旋转。上述前置光源设置于反射式显示屏的一侧时，可以通过旋转支撑架2调整发光单元31与偏光透镜4的相对位置，在前置光源固定在反射式显示屏的一侧时，可以通过旋转支撑架2获得照度最佳的发光单元31与偏光透镜4的装配方式，避免因组装误差导致的前置光源照射区域不能覆盖反射式显示屏的问题，提升前置光源与反射式显示屏组成的光学系统的稳定性。
60.具体地，支撑架2可以绕沿第一方向延伸的轴线顺时针或者逆时针旋转，以调整光线射入偏光透镜4的角度。如图7所示，支撑架2可顺时针旋转，例如支撑架2可在图6初始位置的基础上顺时针旋转0
°‑
20
°
，如图7所示，支撑架2可旋转到支撑面与偏光透镜4的入光端面41平齐；如图8所示，支撑架2可逆时针旋转，例如，支撑架2可在图6初始位置的基础上逆时针旋转0
°‑9°
。
61.其中，上述支撑架2的结构可以为铝挤成型条状结构，或者也可以为其他材料的条形结构，可以根据实际情况选择，在这里不做限制。
62.本发明实施例中，如图9所示，上述外壳1呈沿第一方向延伸的管状结构，外壳1的两端具有用于封装的侧盖5。在对上述前置光源组装时，可以通过管状外壳1两端的管口将粘贴有灯条3的支撑架2以及偏光透镜4装进外壳1的内部，组装后，侧盖5能够对外壳1的两端进行密封，用于保护偏光透镜4和发光单元31等结构。具体的，为了保护外壳1内部的结构，外壳1上开口11处还可以设置有透明保护板6。
63.具体地，上述外壳1的结构可以为铝挤成型结构，侧盖5的结构可以为pc注塑结构。
64.具体地，上述侧盖5上可以具有与支撑架2的端部对应的通孔51，支撑架2的端部可以由对应的通孔51处伸出外壳1，这样能够通过旋转支撑架2伸出外壳1的部分来带动支撑架2位于外壳1内部的部分旋转，实现对光线照射方向的调节。
65.本发明实施例中，支撑架2的支撑面上，多个发光单元31的设置方式可以为：沿灯条3的中间区域指向灯条3的端部的方向，相邻的两个发光单元31之间的间距逐渐减小，如图10所示，即多个发光单元31按中间密、两边疏的疏密相间方式进行排布，能够有利于对反射式显示屏的均匀照明。例如，灯条3中间部分的相邻发光单元31之间的距离可以设置为12mm，而灯条3端部的相邻发光单元31之间的距离可以设置为8mm。可选地，灯条上多个发光单元31还可以沿第一方向等间距排列，在这里不做限制，根据实际情况而定。
66.上述发光单元31可以led光源，灯条3上led光源的个数可以设置60ea或80ea等。例如，灯条3上60ea led光源疏密相间排布，或者80ea led光源等间距排布等。上述发光单元31的具体个数，可以根据实际情况而定，在这里不做限制。
67.本发明实施例中，外壳1内部需要通过限位结构对偏光透镜4和支撑架2的位置进行限位。具体地，如图11所示，上述偏光透镜4的出光端面42与第一反射曲面43相交处可以具有沿第一方向延伸的第一限位部45，出光端面42与第二反射曲面44相交处具有沿第一方向延伸的第二限位部46，则外壳1的内壁可以设置位于第一限位部45两侧的第一限位凸起12以及位于第二限位部46两侧的第二限位凸起13，实现对偏光透镜4出光端面42的一侧进行固定。
68.具体地，如图11所示，上述外壳1的内壁临近入光端面41的区域具有位于容纳槽45两侧的第三限位凸起14，第三限位凸起14与偏光透镜4相抵，第三限位凸起14与第一限位凸起12、第二限位凸起13共同配合可以限制偏光透镜4的位置，避免偏光透镜4移动。
69.具体地，如图11所示，上述支撑架2位于容纳槽45两侧的第三限位凸起14之间，支撑架2的支撑面与容纳槽45的槽口相抵，支撑架2的支撑面通过灯条3与容纳槽45的槽口相抵；外壳1的内壁上具有与支撑架2远离偏光透镜4的一侧表面相抵的第四限位凸起15，第四限位凸起15、第三限位凸起14以及偏光透镜4可以共同配合来限制支撑架2的位置。其中，如图11所示，外壳1的内壁上可以具有两个第四限位凸起15，也可以设置一个第四限位凸起15，第四限位凸起15的个数在这里不做限制，根据实际情况而定。
70.具体地，上述第一限位凸起12、第二限位凸起13、第三限位凸起14和第四限位凸起15均可以为沿第一方向延伸的条状结构，如图9所示，以对偏光透镜4和支撑架2的位置进行限制，或者也可以为沿第一方向排列的多段块状结构等，在这里不做限制。
71.本发明实施例中，如图11所示，上述灯条3可以包括设置发光单元31的第一区域和未设置发光单元31的第二区域，灯条3的第一区域位于容纳槽45内，灯条3的第二区域可以与容纳槽45的槽口相抵，支撑架2远离偏光透镜4的一侧可以呈朝向第四限位凸起15的圆弧状，通过支撑架2的圆弧状的表面与第四限位凸起15相配合，可以实现支撑架2与第四限位凸起15之间的相对旋转，使得支撑架2可绕沿第一方向延伸的轴线旋转。
72.本发明实施例还提供一种显示装置，如图12，包括上述技术方案中提供的任意一种前置光源100以及反射式显示屏200，前置光源100位于反射式显示屏200的出光侧、且不遮挡反射式显示屏200的出光面，前置光源100的外壳上的开口朝向反射式显示屏。
73.具体地，上述前置光源临近反射式显示屏的第一侧边设置，前置光源距反射式显示屏的出光面所在的第一平面的距离a可以为150mm至170mm，前置光源在第一平面上的正投影距第一侧边的距离b可以为0mm至30mm。例如，a可以设置为0mm，b可以设置为150mm。在实际应用中，上述a、b的取值可以根据实际情况而定，在这里不做限制。
74.具体地，上述前置光源的开口朝向与垂直于反射式显示屏的方向之间的夹角θ可以为45
°
至50
°
。例如，开口朝向与垂直于反射式显示屏的方向之间的夹角可以取值45
°
。
75.上述显示装置中，用于暗态环境下为反射式显示屏提供环境照明的前置光源具有偏光透镜，偏光透镜可以改变光线行进方向，实现非对称照明效果，可以使光线更多的朝向反射式显示屏的远端照射，从而提升反射式显示屏的画面均一性，改善普通光源照射下近光端亮、远光端暗的现象，并且还可以降低前置光源在反射式显示屏上方的垂直高度，使得结构更紧凑美观。
76.在实际应用中，以23.8寸反射式显示屏的均一性为优化目标，对前置光源位置a、b、θ、偏光透镜与发光单元相对位置、偏光透镜第一反射曲面和第二反射曲面的面型进行调整，可以实现本实施例中前置光源的远光端与进光端的亮度比为57.08％，而现有的普通光源的远光端与近光端亮度仅0％，这样可以使得反射式显示屏光线照射的均一性可以由现有的10.9％优化至78.5％，能够极大改善了反射式显示屏暗态发暗，光源照射下近端亮、远端暗的问题。
77.显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例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。