背光模组及双视显示装置的制作方法

专利2022-05-09  50


本发明涉及背光模组技术领域,特别涉及一种背光模组及双视显示装置。



背景技术:

背光模组即是提供显示器产品中的一个背面光源组件,背光质量决定了显示器的亮度、出射光均匀度、色阶等重要参数,很大程度上决定了显示器的发光效果。一般来说,背光模组可分为直下式背光模组与侧边入光式背光模组,由于侧边入光式背光模组能够将产品做得更薄,因此被现有的显示设备越来越多采用。侧边入光式背光模组一般包括导光板、位于导光板之入光面的光源以及位于导光板之出光面的光学膜片,根据全反射原理,光源所发出的光束自入光面进入导光板后会被导引至整个导光板中,通过在导光板的底面及出光面设置多个微结构,以破坏光的全反射,让光束自导光板的出光面出射,自出光面出射的光束再通过位于导光板上方的光学膜片,而形成显示器所需的面光源。

现有技术中背光模组仅能够实现提供所需面光源的功能,组合至显示屏上,即只能够实现单一画面的显示,使得显示屏无论从那个视角观看画面都是统一的。但是用户在实际使用时,根据不同的应用场景会有不同的使用需求,如对于车载中控显示屏而言,对驾驶员显示出导航画面、而对副驾驶乘客显示其他画面的需求等。现有技术的背光模组无法达到使同一显示屏可根据不同视角显示不同画面的功能,不能给用户使用带来便利。因此,有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明提供一种背光模组及双视显示装置,背光模组具有双轴向射出角度,实现显示装置左右双斜视角分别显示不同的画面。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种背光模组及双视显示装置,包括:

第一导光板,具有相对的第一出光面和第一导光面、以及连接在所述第一出光面和所述第一导光面之间的第一入光面,所述第一入光面上配置有第一光源;

棱镜片,配置于所述第一导光板的所述第一出光面上,所述棱镜片具有棱镜出光面和与所述棱镜出光面相对的若干排列的棱镜单元,所述棱镜单元正对于所述第一出光面设置;

第二导光板,具有相对的第二出光面和第二导光面、以及连接在所述第二出光面和所述第二导光面之间的第二入光面,所述第二入光面上配置有第二光源,所述第二出光面正对于所述第一导光面设置。

作为本发明的进一步改进,所述棱镜单元的两侧具有第一表面和第二表面,所述第一表面和所述第二表面之间所形成的夹角为θ1,且50°≤θ1≤60°。

作为本发明的进一步改进,所述第一导光板发生全反射的临界角为θ2,所述第一光源发射的光经所述第一入光面折射进入所述第一导光板内,并在所述第一导光板内发生全反射,直至光在第一出光面上的第一入射角小于或等于θ2后,由所述第一出光面折射射出,再经过所述棱镜片的所述棱镜单元折射并由所述棱镜出光面射出形成第一光线分布,所述第一光线分布朝向所述第一光源方向偏摆,以垂直所述棱镜出光面的垂线为基准,第一光线分布具有分布角度为15°≤θ3≤35°的第一波峰。

作为本发明的进一步改进,所述第二导光板发生全反射的临界角为θ4,所述第二光源发射的光经所述第二入光面折射进入所述第二导光板内,并在所述第二导光板内发生全反射,直至光在第二出光面上的第二入射角小于或等于θ4后,由所述第二出光面折射射出,再依次经过所述第一导光板和所述棱镜片的所述棱镜单元折射后,由所述棱镜出光面射出形成第二光线分布,所述第二光线分布朝向所述第二光源方向偏摆,以垂直所述棱镜出光面的垂线为基准,第二光线分布具有分布角度为-35°≤θ5≤-15°的第二波峰。

作为本发明的进一步改进,所述第一导光面上设置有第一微结构,所述第一微结构具有若干排列的第一斜面,所述第一斜面远离所述第一光源的一端朝向所述第一出光面倾斜。

作为本发明的进一步改进,所述第二导光面上设置有第二微结构,所述第二微结构具有若干排列的第二斜面,所述第二斜面远离所述第二光源的一端朝向所述第二出光面倾斜。

作为本发明的进一步改进,所述第一光源和所述第二光源分别位于所述背光模组相对的两侧端。

作为本发明的进一步改进,所述第一出光面上设置有第一透镜阵列结构,所述第二出光面上设置有第二透镜阵列结构,所述第一透镜阵列结构和所述第二透镜阵列结构均为若干排列的柱形或锥形结构。

作为本发明的进一步改进,还包括反射片,所述反射片配置在所述第二导光面上。

本发明还提供一种双视显示装置,包括上述的背光模组。

本发明的有益效果是:本发明提供一种背光模组及双视显示装置,背光模组设置有双层导光板,即叠加布置的第一导光板和第二导光板,并在第一导光板上设置有棱镜片,位于第一导光板的第一入光面上的第一光源发射的光能够由棱镜片折射出,并使光射出角度集中在一定角度范围内,进而使显示装置能够从垂线右侧此角度范围内的斜视角可以看到画面显示;位于第二导光板的第二入光面上的第二光源发射的光能够由棱镜片折射出,并使光射出角度集中在一角度范围内,进而使显示装置能够从垂线左侧此角度范围内斜视角可以看到另一画面显示;可根据实际所需通过切换电信号,将其中一光源点亮或两个光源都点亮,使显示装置可单一斜视角度观看画面或双斜视角度观看不同画面,实现双视显示装置的开发,为用户使用带来方便,具有非常好的应用前景。

附图说明

图1为本发明背光模组的正视图;

图2为本发明背光模组局部的结构示意图;

图3为本发明图2中a的放大图;

图4为本发明背光模组的左视图;

图5为本发明背光模组第一光源发射光的路径示意图;

图6为本发明背光模组第二光源发射光的路径示意图。

结合附图,作以下说明:

1——第一导光板;101——第一出光面;

102——第一导光面;1021——第一斜面;

103——第一入光面;2——第一光源;

3——棱镜片;301——棱镜出光面;

302——棱镜单元;4——第二导光板;

401——第二出光面;402——第二导光面;

4021——第二斜面;403——第二入光面;

5——第二光源;6——反射片。

具体实施方式

以下结合附图,对本发明的一个较佳实施例作详细说明。

参阅图1至图6,本发明提供一种背光模组及双视显示装置,包括:第一导光板1、第一光源2、棱镜片3、第二导光板4、第二光源5和反射片6,其中棱镜片3、第一导光板1、第二导光板4以及反射片6自上而下依次叠加布置。

第一导光板1具有相对的第一出光面101和第一导光面102、以及连接在第一出光面101和第一导光面102之间的第一入光面103,第一光源2配置在第一入光面103上,第一光源2为led。第一导光板1为镜面反射型导光板,第一导光板1可采用透明树脂材料、pmma(polymethylmethacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)材料、光学材料cop、coc(copolymersofcycloolefin环烯烃共聚物)材料或光学品阶的pc(聚碳酸酯)材料等,本实施例中第一导光板1采用pc材料。第一导光板1发生全反射的临界角为θ2,根据不同材料的特性,其全反射临界角的值不同,临界角表示为:

而pc材料的的折射率为n1=1.58,空气的折射率为n2=1,进而计算得出第一导光板1的临界角θ2为39.2°。第一光源2发射出的光由第一入光面103折射进入第一导光板1后,其入射角超过39.2°的光会在第一导光板1内部发生全反射传播,而当入射角低于临界角39.2°后,光则能够通过第一出光面101折射到外部。

参阅图2和图3,第一导光面102上设置有第一微结构,第一微结构具有若干排列的第一斜面1021,第一斜面1021远离第一光源2的一端朝向第一出光面101倾斜。由第一光源2发射进入到第一导光板1内的光会在第一斜面1021上发生全反射,使光的入射角不断的减少,直至光在第一出光面101上的入射角小于或等于临界角θ2后,由第一出光面101折射出。此外,第一斜面1021与水平面所具有的夹角为θ6,可通过改变θ6的大小,调节光到达临界角θ2的时间,而本实施例中θ6设定为2°。

为了便于理解,参照图1的上、下、左、右分别定义为上侧、下侧、左侧、右侧,正对于图1的一侧为前侧,与前侧相对的一侧为后侧。第一光源2与第一斜面1021具有一定的位置对应关系,本实施例中第一光源2是位于第一导光板1右侧的第一入光面103上,当第一光源2的位置位于第一导光板1不同的第一入光面103处时,应当相对应调整第一斜面1021使其与第一光源2对应,即需要满足第一斜面1021远离第一光源2的一端朝向第一出光面101方向倾斜。

参阅图2,棱镜片3配置于第一导光板1的第一出光面101上,棱镜片3具有棱镜出光面301和与棱镜出光面301相对的若干连续排列的棱镜单元302,棱镜单元302正对于第一出光面101设置。每个棱镜单元302均沿前后方向布置,若干棱镜单元302排列的延伸方向为左右方向,与第一斜面1021排列的延伸方向一致。棱镜单元302呈锥形,其两侧具有第一表面和第二表面,第一表面和第二表面之间所形成的夹角为θ1,且50°≤θ1≤60°,根据本实施例第一导光板1采用pc材料的临界角θ2,优选的将本实施例θ1设定为52°。

当第一光源2点亮时,第一光源2发射的光经第一入光面103折射进入第一导光板1内,并在第一导光板1内发生全反射,不断接近临界角θ2,直至光在第一出光面101上的第一入射角小于或等于θ2后,由第一出光面101折射射出,再经过棱镜片3的棱镜单元302折射并由棱镜出光面301射出形成第一光线分布。根据斯涅尔定律:

sinθ1*n1=sinθ2*n2

其中n2为空气的折射率,n1为媒介的折射率,可以得出,第一光线分布朝向第一光源2方向偏摆,即光在棱镜出光面301上均由其法线右侧折射出,以垂直棱镜出光面301的垂线为基准,第一光线分布具有分布角度为15°≤θ3≤35°的第一波峰,即在15°~35°角度范围内的光强度最大。采用此技术方案,通过电信号的切换点亮第一光源2,光射出角度集中在15°~35°,能够使显示装置能够从垂线右侧斜视角15°~35°内可以看到画面显示。

参阅图5,例如当光由第一入光面103以折射角27°进入第一导光板1后,到达第一导光面102后以58°反射角全反射,直至在第一出光面101上入射角到达38°折射出,折射角度为75°,再经棱镜片3的棱镜单元302折射,最终由棱镜出光面301以折射角31°射出。

再参阅图2和图3,第二导光板4具有相对的第二出光面401和第二导光面402、以及连接在第二出光面401和第二导光面402之间的第二入光面403,第二出光面401正对于第一导光面102设置。第二光源5配置在第二入光面403上,第二光源5为led。第二导光板4为镜面反射型导光板,其材料同样可采用透明树脂材料、pmma材料、光学材料cop、coc材料或光学品阶的pc材料等,本实施例中第二导光板4采用pc材料。第二导光板4发生全反射的临界角为θ4,θ4同为39.2°。第二光源5发射出的光由第二入光面403折射进入第二导光板4后,其入射角超过39.2°的光会在第二导光板4内部发生全反射传播,而当入射角低于临界角39.2°后,光则能够通过第二出光面401折射到外部。

其中,第二导光面402上设置有第二微结构,第二微结构具有若干排列的第二斜面4021,第二斜面4021远离第二光源5的一端朝向第二出光面401倾斜。由第二光源5发射进入到第二导光板4内的光会在第二斜面4021上发生全反射,使光的入射角不断的减少,直至光在第二出光面401上的入射角小于或等于临界角θ4后,由第二出光面401折射出。此外,第二斜面4021与水平面所具有的夹角为θ7,可通过改变θ7的大小,调节光到达临界角θ4的时间,而本实施例中θ7设定为4°。

本实施例中,第二斜面4021排列的延伸方向与棱镜单元302排列的延伸方向一致,并且需要满足第一光源2和第二光源5分别位于背光模组相对的两侧端,本实施例中第二光源5位于第二导光板4左侧的第二入光面403上。

当第二光源5点亮时,第二光源5发射的光经第二入光面403折射进入第二导光板4内,并在第二导光板4内发生全反射,直至光在第二出光面401上的第二入射角小于或等于θ4后,由第二出光面401折射射出,再依次经过第一导光板1和棱镜片3的棱镜单元302折射后,由棱镜出光面301射出形成第二光线分布,根据斯涅尔定律可以得出,第二光线分布朝向第二光源5方向偏摆,即光在棱镜出光面301上均由其法线左侧折射出,以垂直棱镜出光面301的垂线为基准,第二光线分布具有分布角度为-35°≤θ5≤-15°的第二波峰,即在-35°~-15°角度范围内的光强度最大。上述第二光线分布角度的负值是相对于第一光线分布角度来表示。采用此技术方案,通过电信号的切换点亮第二光源5,光射出角度集中在-35°~-15°,能够使显示装置能够从垂线左侧斜视角-35°~-15°内可以看到画面显示。

参阅图6,例如当光由第二入光面403以折射角24°进入第二导光板4后,到达第二导光面402后以61°反射角全反射,直至在第二出光面401上入射角到达34°折射出,进入第一导光板1内,再以折射角为69°从第一导光板1射出,然后经棱镜片3的棱镜单元302折射,最终由棱镜出光面301以折射角-28°射出。

当第一光源2和第二光源5同时点亮时,其光线分布为单独点亮第一光源2与单独点亮第二光源5的叠加,此时可使显示装置能够从垂线右侧斜视角15°~35°内可以看到一个画面显示、从垂线左侧斜视角-35°~-15°内可以看到另一个画面显示。

参阅图1,反射片6配置在第二导光面402上,反射片9采用3mesrseries,当然也不限于此,只要是具有反射特性的所有介质都可以作为反射片9来使用。

参阅图4,第一出光面101上设置有第一透镜阵列结构,第二出光面401上设置有第二透镜阵列结构,第一透镜阵列结构和第二透镜阵列结构均为若干排列的柱形或锥形结构,其排列方式可以是连续的,也可以是间隔的。本实施例中第一透镜阵列结构和第二透镜阵列结构均采用连续排列的柱形结构,独立的柱形结构均沿左右方向布置,且若干柱形结构排列的延伸方向为前后方向,其排列的延伸方向垂直于棱镜单元302排列的延伸方向。第一透镜阵列结构和第二透镜阵列结构均能够将前后侧方向的光聚拢,其主要目的是在使用时让光尽量聚集在中央,如用于车载中控上可有效避免光反射到挡风玻璃上影响视线。

本实施例还提供一种双视显示装置,双视显示装置包括了上述背光模组,该背光模组具体结构参照上述实施例。需要说明的是,本实施例中的双视显示装置可以为:车载中控屏、笔记本、手机、平板等任何具有显示功能的产品或部件。

由此可见,本发明一种背光模组及双视显示装置,背光模组设置有双层导光板,即叠加布置的第一导光板和第二导光板,并在第一导光板上设置有棱镜片,位于第一导光板的第一入光面上的第一光源发射的光能够由棱镜片折射出,并使光射出角度集中在一定角度范围内,进而使显示装置能够从垂线右侧此角度范围内的斜视角可以看到画面显示;位于第二导光板的第二入光面上的第二光源发射的光能够由棱镜片折射出,并使光射出角度集中在一角度范围内,进而使显示装置能够从垂线左侧此角度范围内斜视角可以看到另一画面显示;可根据实际所需通过切换电信号,将其中一光源点亮或两个光源都点亮,使显示装置可单一斜视角度观看画面或双斜视角度观看不同画面,实现双视显示装置的开发,为用户使用带来方便,具有非常好的应用前景。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已,本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。


技术特征:

1.一种背光模组,其特征在于,包括:

第一导光板(1),具有相对的第一出光面(101)和第一导光面(102)、以及连接在所述第一出光面(101)和所述第一导光面(102)之间的第一入光面(103),所述第一入光面(103)上配置有第一光源(2);

棱镜片(3),配置于所述第一导光板(1)的所述第一出光面(101)上,所述棱镜片(3)具有棱镜出光面(301)和与所述棱镜出光面(301)相对的若干排列的棱镜单元(302),所述棱镜单元(302)正对于所述第一出光面(101)设置;

第二导光板(4),具有相对的第二出光面(401)和第二导光面(402)、以及连接在所述第二出光面(401)和所述第二导光面(402)之间的第二入光面(403),所述第二入光面(403)上配置有第二光源(5),所述第二出光面(401)正对于所述第一导光面(102)设置。

2.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:所述棱镜单元(302)的两侧具有第一表面和第二表面,所述第一表面和所述第二表面之间所形成的夹角为θ1,且50°≤θ1≤60°。

3.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:所述第一导光板(1)发生全反射的临界角为θ2,所述第一光源(2)发射的光经所述第一入光面(103)折射进入所述第一导光板(1)内,并在所述第一导光板(1)内发生全反射,直至光在第一出光面(101)上的第一入射角小于或等于θ2后,由所述第一出光面(101)折射射出,再经过所述棱镜片(3)的所述棱镜单元(302)折射并由所述棱镜出光面(301)射出形成第一光线分布,所述第一光线分布朝向所述第一光源(2)方向偏摆,以垂直所述棱镜出光面(301)的垂线为基准,第一光线分布具有分布角度为15°≤θ3≤35°的第一波峰。

4.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:所述第二导光板(4)发生全反射的临界角为θ4,所述第二光源(5)发射的光经所述第二入光面(403)折射进入所述第二导光板(4)内,并在所述第二导光板(4)内发生全反射,直至光在第二出光面(401)上的第二入射角小于或等于θ4后,由所述第二出光面(401)折射射出,再依次经过所述第一导光板(1)和所述棱镜片(3)的所述棱镜单元(302)折射后,由所述棱镜出光面(301)射出形成第二光线分布,所述第二光线分布朝向所述第二光源(5)方向偏摆,以垂直所述棱镜出光面(301)的垂线为基准,第二光线分布具有分布角度为-35°≤θ5≤-15°的第二波峰。

5.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:所述第一导光面(102)上设置有第一微结构,所述第一微结构具有若干排列的第一斜面(1021),所述第一斜面(1021)远离所述第一光源(2)的一端朝向所述第一出光面(101)倾斜。

6.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:所述第二导光面(402)上设置有第二微结构,所述第二微结构具有若干排列的第二斜面(4021),所述第二斜面(4021)远离所述第二光源(5)的一端朝向所述第二出光面(401)倾斜。

7.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:所述第一光源(2)和所述第二光源(5)分别位于所述背光模组相对的两侧端。

8.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:所述第一出光面(101)上设置有第一透镜阵列结构,所述第二出光面(401)上设置有第二透镜阵列结构,所述第一透镜阵列结构和所述第二透镜阵列结构均为若干排列的柱形或锥形结构。

9.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于:还包括反射片(6),所述反射片(6)配置在所述第二导光面(402)上。

10.一种双视显示装置,其特征在于,包括:如权利要求1至9中任一项所述的背光模组。

技术总结
本发明公开了一种背光模组,包括:第一导光板、第一光源、棱镜片、第二导光板和第二光源,所述第一光源配置在所述第一导光板的第一入光面上,棱镜片配置于所述第一导光板的第一出光面上,所述棱镜片的棱镜单元正对于所述第一出光面设置,所述第二光源配置在所述第二导光板的第二入光面上,所述第二导光板的第二出光面正对于所述第一导光面设置。本发明一种背光模组及双视显示装置,可根据实际所需将其中一光源点亮或两个光源都点亮,使显示装置可单一斜视角度观看画面或双斜视角度观看不同画面,实现双视显示装置的开发,为用户使用带来方便,具有非常好的应用前景。

技术研发人员:山口勝;見村知哉
受保护的技术使用者:伟时电子股份有限公司
技术研发日:2021.04.23
技术公布日:2021.08.03

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