專利名稱：光學裝置及其控制方法、顯示裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領域，尤其涉及一種光學裝置其及控制方法、顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示器分為透射式顯示器、反射式顯示器和半透半反式顯示器。透射式顯示器屏幕背面沒有反光鏡，靠背光提供光源，在弱光或無光下表現(xiàn)優(yōu)秀。但是在戶外陽光下或強光環(huán)境下背光亮度嚴重不足，且單純依靠提高背光亮度，會急速損失電量，而且效果也非常不理想。反射式顯示器屏幕背面有反光鏡，依賴外部光源達到顯示效果，因此在戶外及強光下反而會呈現(xiàn)更佳的效果及對比，但是反射式顯示器較難在高分辨率下達到高對比及高彩色品質(zhì)的影像，尤其是全彩化的要求。而且當環(huán)境光源不足時，反射式顯示器的對比與亮度會大受折扣。目前傳統(tǒng)的半透半反式的顯示屏同時采用了透射式和反射式的設計，同時具備背光源和反射層，因此在使用時既可以使用自身的背光源也可以利用外在的光源，從而無論在強光下或是昏暗處都能向使用者提供良好的觀看品質(zhì)。但是由于傳統(tǒng)的半透半反式的顯示屏在顯示區(qū)域利用一半的面積鍍上一層反光材料，這樣一半像素用于透射，一半用于反射，因此只能像素中有一半的利用率，光能利用率低。而且由于需要對像素鍍反光材料，改變了像素的結(jié)構(gòu)，制作過程比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光學裝置及控制方法、液晶面板和顯示裝置，以解決現(xiàn)有半透半反顯示器對光能利用率低、需要改變像素結(jié)構(gòu)的制作過程復雜的問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明實施例提供一種光學裝置，包括光學結(jié)構(gòu)和控制部件；所述光學結(jié)構(gòu)包括第一三棱鏡組和第二三棱鏡組，兩個三棱鏡組的折射率相等；所述控制部件連接所述第二三棱鏡組，或者，所述控制部件連接所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組；所述控制部件用于通過機械運動使所述第二三棱鏡組和所述第一三棱鏡組分離或咬合。優(yōu)選的，所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組所包含的三棱鏡大小相同，且所述三棱鏡的截面為直角等腰三角形。優(yōu)選的，所述第一三棱鏡組中全部所述三棱鏡的斜面位于同一平面，所述第二三棱鏡組中全部所述三棱鏡的斜面位于同一平面。優(yōu)選的，所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組呈鋸齒狀，鋸齒的齒頂角為直角。優(yōu)選的，所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組的折射率大于1. 414。優(yōu)選的，所述控制部件為與所述第二三棱鏡組連接的高精度的螺絲、彈簧或卡口中的任意一種。
優(yōu)選的，所述控制部件為與所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組連接的高精度的螺絲。優(yōu)選的，還包括微馬達，與所述控制部件連接，用于控制所述控制部件機械運動。本發(fā)明實施例有益效果如下光學裝置具有兩個三棱鏡組，通過使兩個三棱鏡組咬合或分離，使得光學裝置可以在透射和全反射之間進行切換，提高了光能的利用率。本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置，包括如上所述的光學裝置。本發(fā)明實施例提供的顯示裝置包括液晶面板，所述液晶面板至少包括上基板、下基板和下偏光片，所述光學結(jié)構(gòu)設置于所述下基板和下偏光片之間。本發(fā)明實施例提供一種光學裝置的控制方法，包括如下步驟使入射光的入射方向為所述第二三棱鏡組至所述第一三棱鏡組方向，通過所述控制部件使所述第二三棱鏡組和所述第一三棱鏡組咬合，使入射光透過從而實現(xiàn)透射的步驟；使入射光的入射方向為所述第一三棱鏡組至所述第二三棱鏡組方向，通過所述控制部件使所述第二三棱鏡組和所述第一三棱鏡組分離，使入射光在第一三棱鏡組中全反射，出射方向與入射方向相反，從而實現(xiàn)全反射的步驟。本發(fā)明實施例有益效果如下在下基板與下偏光片之間設置光學裝置，光學裝置具有兩個三棱鏡組，通過使兩個三棱鏡組咬合或分離，使得光學裝置可以在透射和全反射之間進行切換；進而使顯示器可以在透射和全反射之間進行切換，并且單位像素的整個區(qū)域都得到了利用，實現(xiàn)顯示器的透射顯示和反射顯示的切換功能，提高了光能的利用率；同時不需要改變像素的結(jié)構(gòu)，不需要復雜的制作過程。


圖1和圖2為本發(fā)明實施例一所述光學裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一所述光學裝置中第一三棱鏡組的立體結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實施例一所述光學裝置中第二三棱鏡組的立體結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明實施例一另一所述光學裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例二所述液晶面板結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實施例四所述透射模式的示意圖；圖8和圖9為本發(fā)明實施例四所述全反射模式的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實施例的實現(xiàn)過程進行詳細說明。本發(fā)明實施例一種光學裝置，如圖1和圖2所示，包括光學結(jié)構(gòu)I和控制部件2 ；光學結(jié)構(gòu)包括第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12，兩個三棱鏡組的折射率相等；控制部件2連接第二三棱鏡組12，或者，控制部件2連接第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12 ;控制部件2用于通過機械運動使第二三棱鏡組12和第一三棱鏡組11分離或咬合。其中，圖1為第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12咬合時的不意圖，圖2為第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12分離時的示意圖。
優(yōu)選的，第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12所包含的三棱鏡13大小相同，三棱鏡13的截面為直角等腰三角形。如圖3所示第一三棱鏡組11的立體結(jié)構(gòu)圖，第一三棱鏡組11由多個三棱鏡13組成，三棱鏡13平行排列，呈鋸齒狀，齒頂角131為直角。如圖4所示第二三棱鏡組12的立體結(jié)構(gòu)圖，第二三棱鏡組12由多個三棱鏡13組成，三棱鏡13平行排列，呈鋸齒狀，齒頂角131為直角。優(yōu)選的，第一三棱鏡組11中全部三棱鏡13的斜面位于同一平面，第二三棱鏡組12中全部三棱鏡13的斜面位于同一平面。優(yōu)選的，第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12的折射率大于1. 414。優(yōu)選的，控制部件2為與第二三棱鏡組12連接的高精度的螺絲、彈簧或卡口中的任意一種；此時，控制部件2只與第二三棱鏡組12連接，控制部件2通過機械運動，使得第二三棱鏡組12運動并實現(xiàn)與第一三棱鏡組11的咬合或分離。優(yōu)選的，控制部件2為與第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12連接的高精度的螺絲；此時，控制部件2通過機械運動，使得第二三棱鏡組12相對第一三棱鏡組I運動并實現(xiàn)與第一三棱鏡組11的咬合或分離。優(yōu)選的，如圖5所示，包括如圖1或圖2所示的光學結(jié)構(gòu)I和控制部件2 ;光學結(jié)構(gòu)包括第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12，還包括微馬達3，與控制部件2連接，用于控制各控制部件2進行機械運動，當然控制部件可以與第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12，或只與第二三棱鏡組12連接。在此需要說明的是，控制部件2的選材并不限于本發(fā)明實施例所舉示例；控制部件2的安裝位置，應當依據(jù)實際設計要求而定，在此不再進行詳細描述。本發(fā)明實施例有益效果如下光學裝置具有兩個三棱鏡組，通過使兩個三棱鏡組咬合或分離，使得光學裝置可以在透射和全反射之間進行切換，提高了光能的利用率。本發(fā)明的實施例提供的顯示裝置可以為包括本發(fā)明實施例所述的光學裝置的液晶面板、電子紙、OLED面板、液晶電視、數(shù)碼相框、液晶顯示器、手機、平板電腦等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。本發(fā)明實施例二提供一種顯示裝置，所述顯示裝置包括液晶面板，如圖6所示，所述液晶面板至少包括上基板5、下基板6和下偏光片7，還包括如上所述的光學裝置，所述光學裝置包括光學結(jié)構(gòu)I和控制部件2 ;所述光學結(jié)構(gòu)I包括第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12，兩個三棱鏡組的折射率相等；所述控制部件2連接所述第二三棱鏡組12，或者，所述控制部件2連接所述第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12 ;所述控制部件2用于通過機械運動使所述第二三棱鏡組12與所述第一三棱鏡組11分離或咬合。優(yōu)選的，所述光學結(jié)構(gòu)I設置于所述下基板6和下偏光片7之間。優(yōu)選的，第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12所包含的三棱鏡13大小相同，三棱鏡13的截面為直角等腰三角形。需要說明的是，本發(fā)明的實施例中所述光學結(jié)構(gòu)的設置方式只是其中一種，其可以設置在其他位置，比如下偏光片的遠離下基板的一側(cè)，其設置方式在此不作限定，只要可以實現(xiàn)本發(fā)明光學裝置所述的功能即可，具體可以為貼附、與下偏光片或下基板一體成型或粘貼等。
本發(fā)明實施例三提供一種液晶顯示器，包括如上所述的光學裝置，其具體的結(jié)構(gòu)與實施例二相同，在此不作贅述。本發(fā)明實施例有益效果如下在下基板與下偏光片之間設置光學裝置，光學裝置具有兩個三棱鏡組，通過使兩個三棱鏡組咬合或分離，使得光學裝置可以在透射和全反射之間進行切換；進而使顯示器可以在透射和全反射之間進行切換，并且單位像素的整個區(qū)域都得到了利用，實現(xiàn)顯示器的透射顯示和反射顯示的切換功能，提高了光能的利用率；同時不需要改變像素的結(jié)構(gòu)，不需要復雜的制作過程。本發(fā)明實施例四提供一種 光學裝置的控制方法，包括如下步驟使入射光的入射方向為第二三棱鏡組至第一三棱鏡組方向，通過控制部件使第二三棱鏡組和第一三棱鏡組咬合，使入射光透過從而實現(xiàn)透射的步驟；使入射光的入射方向為第一三棱鏡組至第二三棱鏡組方向，通過控制部件使第二三棱鏡組和第一三棱鏡組分離，使入射光在第一三棱鏡組中全反射，出射方向與入射方向相反，從而實現(xiàn)全反射的步驟。結(jié)合圖7和圖8對透射和全反射模式進行說明。如圖7所示透射模式示意圖，光源為背光源8，第一三棱鏡組11與第二三棱鏡組12相互咬合，且兩個三棱鏡組的折射率相等，背光源8直接透過第二三棱鏡組12和第一三棱鏡組11出射。如圖8所示，當入射光9入射時(背光源為關(guān)閉狀態(tài))，第一三棱鏡組11與第二三棱鏡組12分離，兩個三棱鏡組之間具有一距離并有空氣進入，使得入射光9入射時，由于第一三棱鏡組11與空氣的折射率不相等，因此，入射光9在第一三棱鏡組11內(nèi)部發(fā)生兩次反射，如圖8所示，出射光10的方向與入射光9方向相反。為了完成上述全反射，需要具備以下條件三棱柱13的截面為直角等腰三角形；第一三棱鏡組11和第二三棱鏡組12的折射率滿足如公式(I):n>1414(I)以上討論的是入射光9垂直入射第一三棱鏡組11中的每個第一三棱鏡斜面所在的平面，即入射角為0°的情況，但是實際上，入射光9垂直入射只是應用情形之一，因此有必要對入射光9在非垂直入射的情形進行討論。如圖9所不,為了方便說明，以一個三棱鏡的截面表不第一三棱鏡組11。入射光9入射第一三棱鏡組11的平面時，入射角A，其中反射后的出射光10，出射角F。各角度有如公式(2)至公式(5)B=arcsin(sinA/n) (2)其中，η為第一三棱鏡組11的折射率；C=45° — B (3)D=45° + B (4)E=D-45° =B (5)當?shù)谝蝗忡R組11的折射率η足夠大的情況下，圖9中折射角B非常小，因此C與D基本相等，此時可以在保證臨界角小于40°時，使具有規(guī)定入射角范圍內(nèi)的入射光9實現(xiàn)全反射，如下表一所示，是計算得到第一三棱鏡組11的折射率η和最大入射角K之間的關(guān)系
表一
權(quán)利要求
1.一種光學裝置，其特征在于，包括光學結(jié)構(gòu)和控制部件；所述光學結(jié)構(gòu)包括第一三棱鏡組和第二三棱鏡組，兩個三棱鏡組的折射率相等；所述控制部件連接所述第二三棱鏡組，或者，所述控制部件連接所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組；所述控制部件用于通過機械運動使所述第二三棱鏡組和所述第一三棱鏡組分離或咬合。
2.如權(quán)利要求1所述的光學裝置，其特征在于，所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組所包含的三棱鏡大小相同，且所述三棱鏡的截面為直角等腰三角形。
3.如權(quán)利要求2所述的光學裝置，其特征在于，所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組呈鋸齒狀，鋸齒的齒頂角為直角。
4.如權(quán)利要求3所述的光學裝置，其特征在于，所述第一三棱鏡組中全部所述三棱鏡的斜面位于同一平面，所述第二三棱鏡組中全部所述三棱鏡的斜面位于同一平面。
5.如權(quán)利要求1所述的光學裝置，其特征在于，所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組的折射率大于1. 414。
6.如權(quán)利要求1所述的光學裝置，其特征在于，所述控制部件為與所述第二三棱鏡組連接的高精度的螺絲、彈簧或卡口中的任意一種。
7.如權(quán)利要求1所述的光學裝置，其特征在于，所述控制部件為與所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組連接的高精度的螺絲。
8.如權(quán)利要求6或7所述的光學裝置，其特征在于，還包括微馬達，與所述控制部件連接，用于控制所述控制部件運動。
9.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一所述的光學裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括液晶面板，所述液晶面板至少包括上基板、下基板和下偏光片，所述光學結(jié)構(gòu)設置于所述下基板和下偏光片之間。
11.如權(quán)利要求1所述光學裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟使入射光的入射方向為所述第二三棱鏡組至所述第一三棱鏡組方向，通過所述控制部件使所述第二三棱鏡組和所述第一三棱鏡組咬合，使入射光透過從而實現(xiàn)透射的步驟；使入射光的入射方向為所述第一三棱鏡組至所述第二三棱鏡組方向，通過所述控制部件使所述第二三棱鏡組和所述第一三棱鏡組分離，使入射光在第一三棱鏡組中全反射，出射方向與入射方向相反，從而實現(xiàn)全反射的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了光學裝置及控制方法、顯示裝置，光學裝置包括光學結(jié)構(gòu)和控制部件；光學結(jié)構(gòu)包括第一三棱鏡組和第二三棱鏡組，兩個三棱鏡組的折射率相等；所述控制部件連接所述第二三棱鏡組，或者，所述控制部件連接所述第一三棱鏡組和第二三棱鏡組；所述控制部件用于通過機械運動所述第二三棱鏡組和所述第一三棱鏡組分離或咬合。光學裝置具有兩個三棱鏡組，通過使兩個三棱鏡組咬合或分離，使得光學裝置可以在透射和全反射之間進行切換，提高了光能的利用率；將光學裝置設置于液晶面板的下基板與下偏光片之間，在不改變像素結(jié)構(gòu)的情況下，實現(xiàn)透反模式的切換，提高像素利用率，降低制作復雜度。
文檔編號G02F1/1335GK103018894SQ20121054135
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者李凡, 馮遠明, 黃小妹 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司