[发明专利]提供均匀光的背光单元以及包括其的显示装置

说明书

提供一种背光单元和包括其的显示装置，其中该背光单元包括：光源，发射相干光；导光板，传播由光源发射的光；输入光栅，将来自光源的光输入到导光板中；输出光栅，设置在导光板的一个表面上，并在朝向导光板外部的方向上衍射从导光板内部入射的光并输出所述光；第一回收元件，设置在导光板的一个表面上并包括第一再循环光栅；以及第二回收元件，与第一回收元件相对地设置，并将在导光板内部传播的入射光引导到第一回收元件。

技术领域

本公开的示例实施方式涉及提供均匀光的背光单元以及包括该背光单元的显示装置。

背景技术

当前，背光单元被设计以最小化其厚度，并且对于其的一种方案是边缘发射的背光单元。

在边缘发射的背光单元的情况下，光源布置在导光板的侧部分上，并且来自光源的光在导光板内部传播并通过光输出表面(其是导光板的上表面)输出。其一些光没有通过光输出表面输出，而是通过导光板的另一侧部分损失。

输出光的亮度、其均匀性以及来自光源的光通过光输出表面输出的效率是使用背光单元的光形成高质量图像的主要因素。然而，使用强大的光源来改善不均匀的亮度或低效率会是耗电的并且在移动设备的环境中会是不期望的。

发明内容

一个或更多个示例实施方式提供了具有改善的均匀性和光效率的背光单元。

一个或更多个示例实施方式还提供了通过使用具有改善的均匀性和光效率的背光单元来形成高质量图像的显示装置。

另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从该描述变得明显或者可以通过示例实施方式的实践而掌握。

根据一示例实施方式的一方面，提供一种背光单元，该背光单元包括：光源，配置为发射光；导光板，包括第一表面、在第一方向上与第一表面相对的第二表面、第三表面以及在第二方向上与第三表面相对的第四表面，第二方向不同于第一方向；输入光栅，与第三表面相邻地设置在导光板上，该输入光栅配置为将由光源发射的光输入到导光板中，使得输入的光在导光板内部被全反射；输出光栅，设置在导光板的第一表面和第二表面中的一个上，该输出光栅配置为衍射从导光板内部入射在输出光栅上的光并朝向导光板外部输出所述光；第一回收元件，设置在导光板的第一表面和第二表面中的所述一个上并与第四表面相邻，该第一回收元件包括第一再循环光栅；以及第二回收元件，在第一方向上与第一回收元件相对地设置在导光板的第一表面和第二表面中的另一个上，该第二回收元件配置为将在导光板内部传播且入射在第二回收元件上的光引导到第一回收元件。

在导光板内部传播的光可以包括不通过第一回收元件和第二回收元件传播的直接传播光以及通过第一回收元件和第二回收元件中的至少一个传播的回收传播光，其中第一回收元件和第二回收元件可以配置为使得回收传播光具有与直接传播光的特定路径差。

第一回收元件可以配置为朝向导光板的内部衍射回收传播光，第一再循环光栅可以配置为最大化朝向导光板内部引导的负二阶衍射光。

输出光栅可以包括衍射图案，该衍射图案配置为彼此平行地输出直接传播光和回收传播光。

衍射图案可以设定为使得通过输出光栅输出的直接传播光的强度分布趋势和通过输出光栅输出的回收传播光的强度分布趋势在从输入光栅到第一回收元件的方向上彼此相反。

第二回收元件可以包括反射镜。

第二回收元件可以包括第二再循环光栅。

输出光栅、第一再循环光栅和第二再循环光栅可以被镜面涂覆。

背光单元还可以包括二向色层，该二向色层设置在导光板的第一表面或第二表面上，该二向色层配置为反射特定波长带的光，该二向色层可以进一步配置为将入射在二向色层上的光朝向输出光栅反射回去。

二向色层可以进一步配置为反射以特定角度入射在二向色层上的光。