[实用新型]一种光学器件、背光源及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种光学器件、背光源及显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，用户对显示装置的显示质量要求越来越高。显示装置的显示质量与其亮度密切相关，液晶显示装置的显示亮度是由为其提供透射光的背光源以及透射光的透过率决定。

根据液晶显示装置的显示原理，透射光需转换为线偏振光才能被真正利用。在现有的液晶显示装置中，一般是在液晶面板的入光面和出光面各设置一片偏振片，两片所述偏振片的偏光轴方向互相垂直。背光源发出的透射光进入液晶之前，通过一片偏振片将透射光调整为线偏振光，利用液晶的旋光性，通过驱动电路控制像素单元对应着的液晶发生旋转，进而使得透射光相应发生旋转，然后再通过另一片偏振片使得发生旋转的透射光射出液晶面板。但是，在背光源发出的光为自然光的情况下，由于自然光偏振方向在垂直于传播方向平面上的各方向均匀分布，经过偏振片获得线偏振光，势必会使得背光源发出的光损失一半（因为自然光偏振方向与偏振片的透振方向垂直的光不能透过偏振片，即这部分光被偏振片吸收，只有偏振方向与偏振片的透振方向一致的光能够完全透过偏振片），大大降低了背光源中光源的利用率。

为提高光源的利用，现有技术中，可以在光源的照射前方设置一偏振透射部件，在光源后方设置一旋光反射部件，偏振透射部件只让沿规定透振方向的偏振光透过，但不吸收与该规定透振方向垂直的偏振光；未被吸收的偏振光被反射回光源方向，再经旋光反射部件将这部分偏振光的偏振方向旋转为与偏振透射部件的规定透振方向相同的偏振方向，并反射到照射前方，从而实现将光源发出的自然光转换成沿同一方向振动的线偏振光输出。

然而，该方法中，分光器件由两种适当折射率的材料交替镀制的多层分光膜构成，而这种膜结构的分光器件加工工艺比较复杂，且在光源的光线垂直入射到该分光器件时，不能有效地将自然光分离成两组偏振方向相正交的线偏振光，转换效率会有一定损失，因此上述方法很难实际应用于显示装置中。

现有技术中还可以采用起偏器，起偏器在光路上游放置各向异性材料，使得自然光被分离成偏振方向不同的两束线偏振光而射出，然后在光路下游放置一光调节器，使得从各向异性材料出射的两束偏振光中的一束入射，并使入射的偏振光的偏振方向与另一束偏振光的偏振方向一致而出射。

然而，该方法中，使用各向异性材料将自然光分离成两束线偏振光，分离的程度取决于各向异性材料的厚度，对于厚度较小的各向异性材料，两偏振光的分离程度很小，在有限的空间内两束偏振光会有交叉部分，在使用光调节器时不能完全将两束偏振光转换成偏振方向相同的线偏振光。其中所采用的光调节器是由多个二分之一半波片组成的阵列，制作成本很高，因此上述方法也很难实际应用于显示装置中。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述技术问题，提出了一种光学器件、背光源及显示装置。该光学器件通过将旋光元件与分光元件以及旋光元件与反射元件之间的夹角设置为布儒斯特角，从而能够将入射光转换为偏振方向和传播方向均相同的线偏振光；从而提高了包括该光学器件的背光源中光源的利用率，进而提高了显示装置的显示亮度。

该光学器件包括：分光元件、旋光元件以及反射元件，所述旋光元件与所述分光元件之间的夹角、所述旋光元件与所述反射元件之间的夹角均为布儒斯特角，其中：

所述分光元件用于将入射光分离得到两组线偏振光，所述两组线偏振光的偏振方向相互垂直，所述两组线偏振光的传播方向的夹角为布儒斯特角的余角的两倍；

所述旋光元件用于将所述两组线偏振光中的一组线偏振光的偏振方向旋转，得到偏振方向相同的两组线偏振光；

所述反射元件用于反射所述两组线性偏振光中的一组线偏振光，得到传播方向相同的两组线偏振光；

所述光学器件用于将所述入射光转换为偏振方向、传播方向均相同的光。

优选的，所述入射光到所述分光元件的入射面的入射角为布儒斯特角；

所述旋光元件，设置于所述分光元件的反射出光面侧或折射出光面侧，且与所述分光元件之间的夹角为布儒斯特角；或者，所述反射元件，设置于所述分光元件的反射出光面侧或折射出光面侧，且与所述分光元件平行；

当所述旋光元件设置于所述分光元件的反射出光面侧时，所述反射元件设置于所述分光元件的折射出光面侧或所述旋光元件的出光面侧；

或者，当所述旋光元件设置于所述分光元件的折射出光面侧时，所述反射元件设置于所述分光元件的反射出光面侧或所述旋光元件的出光面侧；