CN113156570A - 背光模组及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光模组及显示装置，包括：背光模组A和背光模组B，所述背光模组A与所述背光模组B叠加布置；所述背光模组A包括第一导光板、第一棱镜和第一光源，所述背光模组B包括第二导光板、光学膜片组件和第二光源。本发明一种背光模组及显示装置，通过只点亮背光模组A，使显示装置只能从正面观看到画面，通过只点亮背光模组B，使显示装置只能从左右斜视观看到画面，通过将背光模组A和背光模组B均点亮，从显示装置正面以及左右斜视均能够看到画面，实现同一显示装置可同时显示不同画面，为同一显示装置的多个使用者提供不同的使用需求，给用户的使用带来方便，极大的节约了成本和减少了资源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及背光模组技术领域，特别涉及一种背光模组及显示装置。
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。
目前，现有技术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，即仅能满足用户观看到显示画面。但是根据实际使用，用户会存在不同的使用需求，如对于车载中控显示屏需要对驾驶员显示导航画面、同时对乘客显示其他画面的需求等，而现有技术的背光模组无法达到使同一显示装置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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背光模组及显示装置以解决上述技术问题。
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，包括：背光模组A和背光模组B，所述背光模组A与所述背光模组B叠加布置；
所述背光模组A包括第一导光板、第一棱镜和第一光源，所述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，所述第一光源设置在所述第一入光面一侧，所述第一棱镜配置于所述第一出光面一侧，所述第一棱镜具有第一棱镜面和相对于所述第一棱镜面若干连续排列的第一棱镜单元，所述第一棱镜单元正对于所述第一出光面设置；
所述背光模组B包括第二导光板、光学膜片组件和第二光源，所述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，所述第二光源配置在所述第二入光面一侧，所述光学膜片组件位于所述第二出光面与所述第一导光面之间。
作为本发明的进一步改进，所述第一导光板具有全反射临界角，所述第一光源发射的光经折射后进入所述第一导光板，并在所述第一导光板内发生全反射，直至光在所述第一出光面上的入射角小于或等于临界角后由所述第一出光面折射射出，再经过所述第一棱镜折射并由所述第一棱镜面射出形成第一光线分布，以垂直所述第一棱镜面的垂线为基准，第一光线分布具有分布角度为0°≤θ1≤10°的第一波峰。
作为本发明的进一步改进，所述第一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θ5，且60°≤θ5≤70°。
作为本发明的进一步改进，所述第二光源发射的光经折射后进入所述第二导光板，并在所述第二导光板内发生反射由所述第二导光面折射射出后进入所述光学膜片组件，所述光学膜片组件将光分为两路，一路折射返回所述第二导光板内，另一路按预设角度范围由第一导光面折射后进入所述第一导光板，再经过所述第一棱镜折射并由所述第一棱镜面射出形成第二光线分布，以垂直所述第一棱镜面的垂线为基准，第二光线分布具有分布角度为30°≤θ2≤50°的第二波峰。
作为本发明的进一步改进，所述光学膜片组件包括自所述第二导光板朝向所述第一导光板依次叠加布置的第一光学膜片、第二棱镜以及第二光学膜片，所述第二棱镜具有第二棱镜面和相对于所述第二棱镜面若干连续排列的第二棱镜单元，所述第二棱镜单元正对于所述第二光学膜片设置。
作为本发明的进一步改进，所述第一光学膜片为扩散片，所述第二光学膜片为棱镜片、ALCF或反射偏光片。
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斜面，所述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，所述第一出光面上设置有透镜阵列结构，所述透镜阵列结构为若干排列的柱形或锥形结构。
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凸点。
本发明还提供一种显示装置，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显示装置，背光模组设置有背光模组A和背光模组B，通过只点亮背光模组A，使显示装置能够从正面观看到画面，而从左右斜视则无法观看到画面，通过只点亮背光模组B，使显示装置能够从左右斜视观看到画面，而从正面则无法观看到画面，通过将背光模组A和背光模组B均点亮，从显示装置正面以及左右斜视均能够看到画面，实现同一显示装置可同时显示不同画面，为同一显示装置的多个使用者提供不同的使用需求，给用户的使用带来方便，极大的节约了成本和减少了资源消耗，具有非常好的应用前景。
附图说明
图1为本发明背光模组整体的结构示意图；
图2为本发明背光模组部分的结构示意图；
图3为本发明图2中C的放大示意图；
图4为本发明第一导光板的侧视示意图；
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为本发明图5中D的放大图；
图7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——斜面；
103——第一入光面； 2——第一棱镜；
201——第一棱镜面； 202——第一棱镜单元；
3——第一光源； 4——第二导光板；
401——第二出光面； 402——第二导光面；
4021——凸点； 403——第二入光面；
5——第二光源； 6——第一光学膜片；
7——第二棱镜； 701——第二棱镜面；
702——第二棱镜单元； 8——第二光学膜片；
9——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7，本发明提供一种背光模组及显示装置，包括：背光模组A和背光模组B，背光模组A与背光模组B叠加布置，且背光模组A位于背光模组B的上方。其中背光模组A和背光模组B可通过电信号的切换，可进行背光模组A和背光模组B同时发光或是单一发光的控制。
参阅图2，背光模组A包括第一导光板1、第一棱镜2和第一光源3，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3设置在第一入光面103一侧，第一光源3为LED。其中，第一导光板1可采用透明树脂材料、PMMA(Polymethyl methacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)材料、光学材料COP、COC(Copolymers of cycloolefin环烯烃共聚物)材料或光学品阶的PC(聚碳酸酯)材料等，而本实施例中第一导光板1采用PC材料。第一导光板1具有全反射临界角，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，计算得出第一导光板1的临界角为39.2°。第一光源3发射出的光由第一入光面103进入第一导光板1后，入射角超过临界角39.2°的光在产品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3，在第一导光面102上设置有第一微结构，第一微结构具有若干连续排列的斜面1021，斜面1021远离第一光源3的一端朝向第一出光面101倾斜。由第一光源3发射进入到第一导光板1内的光会在斜面1021上发生全反射，直至光在第一出光面101上的入射角小于或等于临界角后由第一出光面101折射出。需要说明的是，光从最开始入射角大于临界角，通过第一微结构不停的发生全反射直至入射角小于或等于临界角。此外，斜面1021与水平面所具有的夹角为θ4，可通过改变θ4的大小，调节光到达临界角的时间，而本实施例中θ4设定为2°。
其中，第一光源3与斜面1021具有一定的位置对应关系，当第一光源3的位置位于第一导光板1不同的第一入光面103处时，应当相对应调整斜面1021使其与第一光源3对应，即需要满足斜面1021远离第一光源3的一端朝向第一出光面101倾斜。
第一棱镜2配置于第一出光面101的上方，第一棱镜2具有第一棱镜面201和相对于第一棱镜面201若干连续排列的第一棱镜单元202，第一棱镜单元202正对于第一出光面101设置。第一棱镜单元202连续排列的延伸方向与斜面1021连续排列的延伸方向一致。第一棱镜单元202均呈锥形，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形成的夹角为θ5，且60°≤θ5≤70°，根据本实施例第一导光板1的临界角，优选的将本实施例θ5设定为68°。当第一光源3点亮时，第一光源3发射的光经第一入光面103折射后进入第一导光板1，并在第一导光板1内发生全反射，不断接近临界角39.2°，直至小于第一导光板1的临界角39.2°后由第一出光面101折射射出，再经过第一棱镜2折射并由第一棱镜面201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，以垂直第一棱镜面201的垂线为基准，第一光线分布具有分布角度为0°≤θ1≤10°的第一波峰，即在绝对值为0°～10°角度范围内的光强度最大。优选的，由接近于临界角39.2°的光从第一出光面101折射射出的角度在70°～75°之间，再经第一棱镜2均接近于垂直向上射出。采用此技术方案，通过点亮背光模组A使显示装置能够从正面观看到画面，而从左右斜视则无法观看到画面。
参阅图5和图6，例如，当光以折射角为20.5°由第一入光面103进入后，在第一导光板1内不停的发生全反射，直至达到37.5°后由第一出光面101折射出，并以入射角14°折射射入第一棱镜2内，最终由第一棱镜面201以0.3°折射出。
参阅图4，第一出光面101上设置有透镜阵列结构，透镜阵列结构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，本实施例中透镜阵列结构采用的是连续排列的柱形结构，柱形结构排列的延伸方向垂直于第一棱镜单元202排列的延伸方向。透镜阵列结构能够将前后侧方向的光聚拢，需要说明的是前后侧方向是指以正对于图1所示为前侧、背对于图1为后侧，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。
再参阅图2，背光模组B包括第二导光板4、光学膜片组件、第二光源5和反射片9，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。第二入光面403为第二导光板4的前后左右任意侧面，第二光源5配置在第二入光面403处，第二光源5同样为LED，并且在第二导光板4前后左右四个侧面的第二入光面403均可以配置有第二光源5，即第二光源5的数量可配置为1～4个。如本实施例背光模组用于车载中控时，可将第二光源5配置在左右两侧，避免光源在上下侧出光产生影响。反射片9设置在第二导光面402一侧，反射片9采用的材料为聚酯薄膜，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。
其中，第二导光板4为扩散反射型导光板，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的第二导光面402上设置有第二微结构，第二微结构具有若干间隔排列的凸点4021，凸点4021为球弧形状，其外接圆角设置在130°～150°之间，能够更多得反射各种角度的散乱的光，以便更快得收集到所需要的角度光。
光学膜片组件位于第二出光面401与第一导光面102之间，光学膜片组件包括自第二导光板4朝向第一导光板1依次叠加布置的第一光学膜片6、第二棱镜7以及第二光学膜片8，第二棱镜7具有第二棱镜面701和相对于第二棱镜面701若干连续排列的第二棱镜单元702，第二棱镜单元702正对于第二光学膜片8设置。第二棱镜单元702均呈锥形，其两侧具有第三表面和第四表面，第三表面和第四表面之间的夹角为θ6，且本实施例中θ6设定为90°。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折射后进入第二导光板4，并在第二导光板4内经第二微结构发生扩散反射，再由第二导光面402折射射出，此时折射射出的光分为两部分，一部分为由入射角为30°～40°折射射出的光a，另一部分为由入射角为30°～40°以外折射射出的光b，后均依次经过光学膜片组件的第一光学膜片6和第二棱镜7，光学膜片组件的第二棱镜7将光a和光b分为两路，一路光b被折射返回至第二导光板4内，另一路光a按预设角度范围经过第二光学膜片8并由第一导光面102折射后进入第一导光板1，再经过第一棱镜2折射并由第一棱镜面201射出形成第二光线分布。根据斯涅尔定律，以垂直第一棱镜面201的垂线为基准，第二光线分布具有分布角度为30°≤θ2≤50°的第二波峰，即在绝对值为30°～50°角度范围内的光强度最大。优选的，经过第一导光板1的光在第一棱镜2上与垂线角度在0°～10°的位置射入，由第一棱镜面201接近于45°折射射出。采用此技术方案，通过点亮背光模组B使显示装置能够从左右斜视观看到画面，而从正面则无法观看到画面。
参阅图7，例如，当光在第二导光板4内以入射角35°由第二出光面401折射射出，经第一光学膜片6后以折射角55°射出，后经过第二棱镜7折射射入第二光学膜片8内，折射角为20°，再经过第一导光板1以折射角9.4°射出，最后射入第一棱镜2由第一棱镜面201以45.56°折射出。
其中，第一光学膜片6为扩散片，不仅能够使光更柔和，而且能够根据所需来调整光的角度，在本实施例中，通过第一光学膜片6将光的角度调整10°，以达到第二棱镜7所需要的射出光的角度，进而实现最终光由第一棱镜面201在45°附近射出。第二光学膜片8为棱镜片、ALCF(Advance light control film视野屏蔽膜)或反射偏光片，均能够将前后侧方向的光聚拢，主要目的是在使用时让光尽量聚集在中央，优选的采用ALCF。
本实施例还提供一种显示装置，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。当背光模组A点亮、背光模组B关闭时，从显示装置的正面能看到画面而从左右斜视无法看到；当背光模组A关闭、背光模组B点亮时，从显示装置正面无法看到画面而从左右斜视能够看到画面；当背光模组A和背光模组B均点亮时，从显示装置正面以及左右斜视均能够看到画面。
由此可见，本发明一种背光模组及显示装置，背光模组设置有背光模组A和背光模组B，通过只点亮背光模组A，使显示装置能够从正面观看到画面，而从左右斜视则无法观看到画面，通过只点亮背光模组B，使显示装置能够从左右斜视观看到画面，而从正面则无法观看到画面，通过将背光模组A和背光模组B均点亮，从显示装置正面以及左右斜视均能够看到画面，实现同一显示装置可同时显示不同画面，为同一显示装置的多个使用者提供不同的使用需求，给用户的使用带来方便，极大的节约了成本和减少了资源消耗，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。
Claims (10)
1.一种背光模组，其特征在于，包括：背光模组A和背光模组B，所述背光模组A与所述背光模组B叠加布置；
所述背光模组A包括第一导光板(1)、第一棱镜(2)和第一光源(3)，所述第一导光板(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)，所述第一光源(3)设置在所述第一入光面(103)一侧，所述第一棱镜(2)配置于所述第一出光面(101)一侧，所述第一棱镜(2)具有第一棱镜面(201)和相对于所述第一棱镜面(201)若干连续排列的第一棱镜单元(202)，所述第一棱镜单元(202)正对于所述第一出光面(101)设置；
所述背光模组B包括第二导光板(4)、光学膜片组件和第二光源(5)，所述第二导光板(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)，所述第二光源(5)配置在所述第二入光面(403)一侧，所述光学膜片组件位于所述第二出光面(401)与所述第一导光面(102)之间。
2.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)具有全反射临界角，所述第一光源(3)发射的光经折射后进入所述第一导光板(1)，并在所述第一导光板(1)内发生全反射，直至光在所述第一出光面(101)上的入射角小于或等于临界角后由所述第一出光面(101)折射射出，再经过所述第一棱镜(2)折射并由所述第一棱镜面(201)射出形成第一光线分布，以垂直所述第一棱镜面(201)的垂线为基准，第一光线分布具有分布角度为0°≤θ1≤10°的第一波峰。
3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述第一棱镜单元202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θ5，且60°≤θ5≤70°。
4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于：所述第二光源(5)发射的光经折射后进入所述第二导光板(4)，并在所述第二导光板(4)内发生反射由所述第二导光面(402)折射射出后进入所述光学膜片组件，所述光学膜片组件将光分为两路，一路折射返回所述第二导光板(4)内，另一路按预设角度范围由第一导光面(102)折射后进入所述第一导光板(1)，再经过所述第一棱镜(2)折射并由所述第一棱镜面(201)射出形成第二光线分布，以垂直所述第一棱镜面(201)的垂线为基准，第二光线分布具有分布角度为30°≤θ2≤50°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：所述光学膜片组件包括自所述第二导光板(4)朝向所述第一导光板(1)依次叠加布置的第一光学膜片(6)、第二棱镜(7)以及第二光学膜片(8)，所述第二棱镜(7)具有第二棱镜面(701)和相对于所述第二棱镜面(701)若干连续排列的第二棱镜单元(702)，所述第二棱镜单元(702)正对于所述第二光学膜片(8)设置。
6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于：所述第一光学膜片(6)为扩散片，所述第二光学膜片(8)为棱镜片、ALCF或反射偏光片。
7.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斜面(1021)，所述斜面(1021)远离所述第一光源(3)的一端朝向所述第一出光面(101)倾斜。
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)上设置有透镜阵列结构，所述透镜阵列结构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：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凸点(4021)。
10.一种显示装置，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。
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