CN103995311B - 一种导光板、背光模组及显示装置 - Google Patents

一种导光板、背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种导光板、背光模组及显示装置，所述导光板内设置有多个三棱锥网点；每一个三棱锥网点的四个表面中有两个表面为面向背光源的迎光表面，所述两个表面为反射镜面，使得来自所述背光源的入射至所述两个表面的入射光转换为沿两个不同方向的出射光并从所述导光板的上表面射出。在本方案中，由于可在导光板内设置有多个能够将来自背光源的入射光转换为两个特定方向的出射光的三棱锥网点，因而可在提供一种结构较为简单且成本较低的导光板或双视背光模组的基础上、达到实现双视背光的效果。

Description

一种导光板、背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种导光板、背光模组及显示装置。
背景技术
目前，随着显示技术的不断发展，已开发出一种能够利用同一显示屏幕同时为不同的用户提供不同显示图像的双视显示器。所述双视显示器主要可应用于车载显示装置等场景中，由于其具备利用单一显示屏幕实现不同视角不同图像的功能，即其可通过一块显示器实现两块显示器的显示功能，因而可极大地降低显示装置的成本和占用空间。
具体地，如图1所示，目前，双视显示器对显示角度的基本要求为：可视角度范围为22.5～45度，并且，为了达到较好的双视显示效果，视场中心在30度左右为佳，具体情况可根据显示装置的实际情况而定。进一步地，在此基础上，现有技术提出了一种通过在导光板之上设置多层棱镜膜来实现相应的双视背光的方案(具体可参见申请号为200810170130.4，公开号为CN101398569A的中国专利申请文件)，其中，所述多层棱镜膜可包括一组对应的棱镜轴(棱镜的棱线)相对液晶画面以上下方向平行配置的棱镜膜、以及一组对应的棱镜轴相对液晶画面以左右方向一致配置的棱镜膜。在上述专利申请文件中，可通过具备上述多层棱镜膜的背光模块，在左右方向中获得聚光特性以及较高的亮度，因此可适用于装载于汽车导航装置等的双视显示器中。
但是，由于在上述专利申请文件所涉及到的背光模块或具备所述背光模块的双视显示器中，是采用结构相对较为复杂的多层棱镜膜来实现相应的双视背光的，从而导致双视背光模组的结构较为复杂；并且，由于所述多层棱镜膜的存在，还会在一定程度上增大双视背光模组和/或双视显示器的厚度，使得并不利用显示装置的轻薄化，因此，亟需提供一种新的双视背光方案以解决上述问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种导光板、背光模组及显示装置，以解决目前存在的双视背光模组的结构较为复杂以及不够轻薄的问题。
本发明实施例提供了一种导光板，所述导光板内设置有多个三棱锥网点；每一个三棱锥网点的四个表面中有两个表面为面向背光源的迎光表面，所述两个表面为反射镜面，使得来自所述背光源的入射至所述两个表面的入射光转换为沿两个不同方向的出射光并从所述导光板的上表面射出。
在本发明实施例所述技术方案中，由于可在导光板内设置有多个能够将来自背光源的入射光转换为两个特定方向的出射光的三棱锥网点，因而可在提供一种结构较为简单且成本较低的双视背光结构的基础上、达到实现双视背光的效果。
进一步地，所述两个表面涂覆有高反射性材料，以达到较大程度地将接收到的来自背光源的入射光反射至导光板的上表面的效果。
进一步地，所述高反射性材料为银、铝或铜。
进一步地，每一个三棱锥网点的底面均平行于所述导光板的下表面，以达到同等效果地反射相应的入射光的目的。
进一步地，每一个三棱锥网点的底面为等腰三角形。
进一步地，每一个三棱锥网点的两个迎光表面之间的棱线在所述导光板的下表面的投影平行于所述背光源的入射光方向，从而可通过将各三棱锥网点设置为面对背光源的网点的方式，达到较好地接收来自背光源的入射光以及较大程度地将背光源所入射的入射光反射至导光板的上表面的目的。
进一步地，每一个三棱锥网点的除底面和两个迎光表面之外的表面为吸光面。也就是说，可通过设置相应的基本不再反射光线的吸光表面，以达到有效地减少导光板中杂光的出射、进而提高背光模组出光的方向性和整个显示装置的保密性的目的。
进一步地，迎光表面与吸光面之间的棱线的长度不大于迎光表面的其他两条棱线的长度。也就是说，可通过将两个迎光表面设置为面积相对吸光背面来说较大的表面、来达到较大程度地将背光源所入射的入射光反射至导光板的上表面的目的。
进一步地，每一个三棱锥网点均为大小相同的正三棱锥。
进一步地，所述多个三棱锥网点在所述导光板内的密度呈梯度分布，距离所述背光源越远，三棱锥网点的密度越高。也就是说，可通过疏密变化的三棱锥网点结构来实现将来自背光源的入射光变为均匀出射的出射光，以均匀照亮液晶显示屏的相应区域、从而形成背光的目的。
进一步地，所述导光板的上表面还设置有视角控制棱镜层，所述视角控制棱镜层用于控制从所述导光板的上表面出射的出射光的视角和方向。具体地，由于导光板的上表面所出射的光线经过视角控制棱镜层时，会由于棱镜层的折射作用而发生光线的汇聚以及光线角度的偏移等效果，因此，可达到减小导光板的视角或者实现对出射光线的角度偏移的目的。
进一步地，所述视角控制棱镜层设置有多个三棱柱棱镜，所述多个三棱柱棱镜的中心轴线平行设置，并且所述多个三棱柱棱镜的两个折射面之间的棱线设置在同一平面内。
进一步地，本发明实施例还提供了一种背光模组，包括背光源以及位于所述背光源一侧的导光板，其中，所述导光板为本发明实施例中所述的上述任一导光板。
进一步地，本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括本发明实施例中所述的上述任一背光模组。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供了一种导光板、背光模组及显示装置，所述导光板内设置有多个三棱锥网点；每一个三棱锥网点的四个表面中有两个表面为面向背光源的迎光表面，所述两个表面为反射镜面，使得来自所述背光源的入射至所述两个表面的入射光转换为沿两个不同方向的出射光并从所述导光板的上表面射出。在本发明实施例所述技术方案中，由于可在导光板内设置有多个能够将来自背光源的入射光转换为两个特定方向的出射光的三棱锥网点，因而可在提供一种结构较为简单且成本较低的双视背光结构的基础上、达到实现双视背光的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为双视显示器的显示角度示意图；
图2所示为本发明实施例中所述导光板的结构示意图；
图3所示为本发明实施例中所述三棱锥网点的光线分束示意图；
图4所示为本发明实施例中所述导光板内的三棱锥网点疏密变化分布示意图；
图5所示为本发明实施例中所述视角控制棱镜层的结构示意图；
图6所示为本发明实施例中所述视角控制棱镜层对光线的汇聚作用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种导光板，如图2所示，其为本发明实施例中所述导光板10的结构示意图。所述导光板10内可设置有多个三棱锥网点11；每一个三棱锥网点11的四个表面中有两个表面为面向背光源的迎光表面21，所述两个表面为反射镜面，使得来自所述背光源的入射至所述两个表面的入射光转换为沿两个不同方向的出射光并从所述导光板10的上表面射出。具体地，以任一三棱锥网点11为例，其在利用相应的两个迎光表面21将入射至自身的、来自背光源的入射光转换为两个特定方向的出射光时，所对应的光线分束示意图可如图3所示(在图3中，假设背光源所发出的入射光为平行光)，本发明实施例对此不作赘述。
也就是说，在本发明所述实施例中，由于可在导光板10内设置有多个能够将来自背光源的入射光转换为两个特定方向的出射光的三棱锥网点11，因而可在提供一种结构较为简单且成本较低的双视背光结构的基础上、达到实现双视背光的效果。
需要说明的是，在本发明所述实施例中，当确定某一表面为反射镜面时，指的是该表面为光滑反射面，即当该表面所接收到的入射光为平行光时，其能够以平行光的形式反射相应的出射光，本发明实施例对此也不作赘述。
进一步地，在本发明所述实施例中，针对任一三棱锥网点11，所述任一三棱锥网点11的两个迎光表面21可分别涂覆有高反射性材料，以达到较大程度地将接收到的来自背光源的入射光反射至导光板10的上表面的效果。其中，所述高反射性材料可以为银、铝或铜等，本发明实施例对此不作任何限定。并且，在本发明所述实施例中，各三棱锥网点11的两个迎光表面21所采用的高反射性材料通常可为同一种材料，以达到同等效果地反射相应的入射光的目的，本发明实施例对此不作赘述。
进一步地，在本发明所述实施例中，针对所述多个三棱锥网点11中的任意两个三棱锥网点11，所述任意两个三棱锥网点11的大小以及形状通常可均相同，以在提高工艺制备简便性的基础上，进一步达到同等效果地反射相应的入射光、以得到较为均匀的出射光的目的。具体地，在本发明所述实施例中，每一个三棱锥网点11可均为大小相同的正三棱锥，本发明实施例对此不作任何限定。
进一步地，在本发明所述实施例中，每一个三棱锥网点11的底面可均平行于所述导光板10的下表面，以达到同等效果地反射相应的入射光的目的。
进一步地，在本发明所述实施例中，每一个三棱锥网点11的底面可均位于同一平面内，所述同一平面可为与所述导光板10的下表面(或上表面)所在的平面相平行的平面或可为与所述导光板10的下表面所在的平面相重合的平面(即可为所述导光板10的下表面)，本发明实施例对此不作任何限定。另外需要说明的是，在本发明所述实施例中，由于各三棱锥网点11均为大小、形状均相同的网点，因此，相应地，各三棱锥网点11的顶点所形成的平面也可位于另一同一平面内，且该另一同一平面可为与所述导光板10的上表面(或下表面)所在的平面相平行的平面或可为与所述导光板10的上表面所在的平面相重合的平面(即可为所述导光板的上表面)，本发明实施例对此也不作任何限定。
进一步地，由于对于导光板10来说，距离背光源越远的区域所接收到的入射光的强度越小，导致导光板10上表面所出射的出射光并不均匀，因此，为了解决上述问题，在本发明所述实施例中，所述多个三棱锥网点11在所述导光板10内的密度呈梯度分布，距离所述背光源越远，三棱锥网点11的密度越高(具体可如图4所示，在图4中，以各三棱锥网点11的底面在同一平面为例进行示意说明)。也就是说，可通过疏密变化的三棱锥网点11结构来实现将来自背光源的入射光变为均匀出射的出射光，以均匀照亮液晶显示屏的相应区域、从而形成相对较为均匀的背光的目的。
进一步地，在本发明所述实施例中，每一个三棱锥网点11的两个迎光表面21之间的棱线在所述导光板10的下表面的投影可平行于所述背光源的入射光方向。也就是说，针对任一三棱锥网点11，所述任一三棱锥网点11的两个迎光表面21之间的棱线以及所述任一三棱锥网点11的两个迎光表面21之间的棱线在所述导光板10的下表面所在的平面上的投影所形成的投影面通常可与所述导光板10面向背光源的一侧的侧面相垂直，从而可通过将各三棱锥网点11设置为面对背光源的网点的方式，达到较好地接收来自背光源的入射光以及较大程度地将背光源所入射的入射光反射至导光板10的上表面的目的。
进一步地，在本发明所述实施例中，每一个三棱锥网点11的底面可为等腰三角形；其中，任一三棱锥网点11的底面与所述任一三棱锥网点11的两个迎光表面21之间的棱线可为所述等腰三角形的腰。结合本发明实施例提及的上述各特征(如每一个三棱锥网点11的两个迎光表面21之间的棱线在所述导光板的下表面的投影可平行于所述背光源的入射光方向，以及，各三棱锥网点11的底面所在的同一平面为与所述导光板10的下表面所在的平面相平行的平面或为与所述导光板10的下表面所在的平面相重合的平面等)可知，此时，各三棱锥网点11可正对背光源设置，从而可达到较大程度地将背光源所入射的入射光反射至导光板10的上表面的目的；并且，此时，所述两个迎光表面21还可为大小、形状均相同的三角形，从而还可达到提高不同视角的背光相互之间的均匀性的效果。
进一步地，在本发明所述实施例中，每一个三棱锥网点11的除底面和两个迎光表面21之外的表面可为吸光面22；其中，所述吸光面22通常可涂覆有黑色吸光材料。也就是说，可通过设置相应的基本不再反射光线的吸光背面，以达到有效地减少导光板10中杂光的出射、进而提高背光模组出光的方向性和整个显示装置的保密性的目的。
另外需要说明的是，在本发明所述实施例中，每一个三棱锥网点11的除底面和两个迎光表面21之外的表面也可设置为可透光背面。此时，若在各三棱锥网点11的可透光背面所面向的导光板10的侧面设置相应的背光源，则所述相应的背光源所发出的光线将入射至各三棱锥网点11的可透光背面，并经由各三棱锥网点11的内部入射至各三棱锥网点11的两个反射镜面，最后，可通过各三棱锥网点11的两个反射镜面的反射作用转换为两个特定方向的出射光、并从所述导光板10的的下表面射出。也就是说，此时，若在所述导光板10的下表面设置相应的显示面板，则仍可实现相应的分视背光的效果。或者，可以说，此时，若将所述导光板10的下表面作为相应的上表面，并在其上设置相应的显示面板，则仍可实现分视背光的效果，本发明实施例对此不再赘述。
进一步地，在本发明所述实施例中，针对任一三棱锥网点11，所述任一三棱锥网点11的任一迎光表面21与所述任一三棱锥网点11的吸光面22之间的棱线的长度通常不大于所述任一迎光表面21所包含的三条棱线中的其他两条棱线的长度。也就是说，可通过将两个迎光表面21设置为面积相对吸光面22来说较大的表面，来达到较好地接收来自背光源的入射光以及较大程度地将背光源所入射的入射光反射至导光板10的上表面的目的。
进一步地，如图5所示，在本发明所述实施例中，所述导光板10的上表面还可设置有视角控制棱镜层12；所述视角控制棱镜层12可用于控制从所述导光板10的上表面出射的出射光的视角和方向。
具体地，所述视角控制棱镜层12中可设置有多个三棱柱棱镜，所述多个三棱柱棱镜的中心轴线通常可平行设置，并且所述多个三棱柱棱镜的两个折射面之间的棱线通常可设置在同一平面内。其中，折射面是指光线入射、出射的平面，也可称为侧面。
具体地，由于导光板10的上表面所出射的光线31经过视角控制棱镜层12时，会由于棱镜层的折射作用而发生光线的汇聚(具体可如图6所示)以及光线角度的偏移等效果，因此，可达到减小导光板10的视角或者实现对出射光线的角度偏移的目的。
具体地，由于所述视角控制棱镜层12对出射光的汇聚情况可受各棱镜的棱镜顶角41(可简称顶角)的角度的影响，且所述视角控制棱镜层12对出射光角度的偏移可受各棱镜的棱镜偏角42(可简称偏角)的角度的影响，因此，可根据实际情况，对各棱镜的棱镜顶角41以及棱镜偏角42的角度大小进行相应的调整控制，以达到通过改变棱镜顶角41的角度和棱镜偏角42的角度来实现对出射光可视范围和双视区域的控制，本发明实施例对此不作赘述。
具体地，如图5所示，针对任一棱镜，所述棱镜的棱镜顶角41指的是所述棱镜的两个折射面之间的夹角；所述棱镜的棱镜偏角42指的是，所述棱镜的主截面的顶点与该顶点在所述导光板10的上表面(或所述棱镜的底面)上的投影点之间的直线与所述棱镜的棱镜顶角41的平分线之间的夹角；其中，所述棱镜的主截面是指与所述棱镜的底面相垂直的平面，所述棱镜的底面是指所述棱镜的顶角所对应的一面，本发明实施例对此不作赘述。
进一步地，在本发明所述实施例中，针对所述多个棱镜中的任意两个棱镜，所述任意两个棱镜的大小以及形状通常均相同，以达到对出射光线的均一控制的效果。
进一步地，在本发明所述实施例中，针对所述多个棱镜中的任一棱镜，所述任一棱镜的两个折射面之间的棱线通常可与所述导光板10面向背光源的一侧的侧面相垂直或相平行。也就是说，在假设所述导光板10的上表面或下表面所在的平面为水平面时，所述多个棱镜在所述导光板10的上表面可沿水平横轴依次平行排列或沿竖直纵轴依次平行排列，本发明实施例对此不作任何限定(具体地，在图5中，所述多个棱镜沿水平横轴依次平行排列在所述导光板10的上表面)。
进一步地，在本发明所述实施例中，针对所述多个棱镜中的任一棱镜，所述任一棱镜的顶角通常可沿背离所述导光板10的上表面的方向而设置。并且，针对任一棱镜，所述任一棱镜的两个折射面的面积可设置为相同或不同，本发明实施例对此也不作任何限定。
进一步地，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种背光模组，所述背光模组可包括背光源以及位于所述背光源一侧的导光板，其中，所述导光板为本发明实施例中所述的上述任一导光板10。
进一步地，所述背光源具体可为发光二极管(Light-Emitting diode，LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)或冷光显示器(ELD)等，本发明实施例对此不作任何限定。并且，所述背光源的数量可以为一个或多个，本发明实施例对此也不作任何限定。
进一步地，为了达到缩小光源的发光角度，进而达到提升光源利用效率的效果，在本发明所述实施例中，所述背光源通常可为准直光源，即通过为普通光源增设相应的准直器后所得到的、能够发出准直平行光的光源，本发明实施例对此不作赘述。
进一步地，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置可包括本发明实施例中所述的上述任一背光模组。具体地，所述显示装置可以为手机、平板电脑、车载显示装置等任何具有显示功能的产品或部件，本发明实施例对此不作任何限定。另外，该显示装置的实施可以参见上述具备相应导光板的背光模组的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供了一种导光板、背光模组及显示装置，所述导光板内设置有多个三棱锥网点；所述导光板内设置有多个三棱锥网点；每一个三棱锥网点的四个表面中有两个表面为面向背光源的迎光表面，所述两个表面为反射镜面，使得来自所述背光源的入射至所述两个表面的入射光转换为沿两个不同方向的出射光并从所述导光板的上表面射出。在本发明实施例所述技术方案中，由于可在导光板内设置有多个能够将来自背光源的入射光转换为两个特定方向的出射光的三棱锥网点，因而可在提供一种结构较为简单且成本较低的双视背光结构的基础上、达到实现双视背光的效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种导光板，其特征在于，所述导光板内设置有多个三棱锥网点；每一个三棱锥网点的四个表面中有两个表面为面向背光源的迎光表面，所述两个表面为反射镜面，且，所述两个表面能够将来自所述背光源的入射至所述两个表面的入射光转换为沿两个不同方向的出射光并从所述导光板的上表面射出，以使得所述导光板能够用于双视显示。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述两个表面涂覆有高反射性材料。
3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述高反射性材料为银、铝或铜。
4.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一个三棱锥网点的底面均平行于所述导光板的下表面。
5.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一个三棱锥网点的底面为等腰三角形。
6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一个三棱锥网点的两个迎光表面之间的棱线在所述导光板的下表面的投影平行于所述背光源的入射光方向。
7.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一个三棱锥网点的除底面和两个迎光表面之外的表面为吸光面。
8.如权利要求7所述的导光板，其特征在于，迎光表面与吸光面之间的棱线的长度不大于迎光表面的其他两条棱线的长度。
9.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，每一个三棱锥网点均为大小相同的正三棱锥。
10.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述多个三棱锥网点在所述导光板内的密度呈梯度分布，距离所述背光源越远，三棱锥网点的密度越高。
11.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的上表面还设置有视角控制棱镜层，所述视角控制棱镜层用于控制从所述导光板的上表面出射的出射光的视角和方向。
12.如权利要求11所述的导光板，其特征在于，所述视角控制棱镜层设置有多个三棱柱棱镜，所述多个三棱柱棱镜的中心轴线平行设置，并且所述多个三棱柱棱镜的两个折射面之间的棱线设置在同一平面内。
13.一种背光模组，包括背光源以及位于所述背光源一侧的导光板，其特征在于，所述导光板为权利要求1至12中任一项所述的导光板。
14.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求13所述的背光模组。
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