CN105700065B - 导光板、背光模组和显示装置 - Google Patents

导光板、背光模组和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种导光板，包括：设置在导光板出光面的多个光学结构组，每个光学结构组包括N个光学结构，其中，一个光学结构组中的N个光学结构中，第n个光学结构用于将透过光线调整为第n出射方向，其中，N个出射方向中，包括P个垂直于导光板的出射方向，以及Q对位于导光板出光法线两侧的出射方向，P≥1，Q≥1，P+2Q≤N，n≤N，n、N、P和Q为整数。根据本发明的实施例，在需要防偷窥时，可以控制N个出射方向中与法线夹角较大的出光方向对应的光学结构对应的像素关闭，从而降低显示画面的可视视角，仅正对显示面板的用户能够观看到显示画面，从而达到防偷窥的效果。

Description

导光板、背光模组和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种导光板、一种背光模组和一种显示装置。
背景技术
目前的液晶显示模组的出光角度(或可视角度)已经可以达到±70°或者最大达到接近±90°。但是在某些场合，显示器、笔记本电脑、手机及平板电脑等显示器件需要具有较小的可视角度，以具备一定的私密和防偷窥功能。在这些情况下就需要显示器件的出光角度缩小到一定程度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，如何通过调节可视角度实现防偷窥。
为此目的，本发明提出了一种导光板，包括：
设置在所述导光板出光面的多个光学结构组，每个光学结构组包括N个光学结构，
其中，一个光学结构组中的N个光学结构中，第n个光学结构用于将透过光线调整为第n出射方向，
其中，N个出射方向中，包括P个垂直于所述导光板的出射方向，以及Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向，
P≥1，Q≥1，P+2Q≤N，n≤N，n、N、P和Q为整数。
优选地，所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，每对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向分别与所述法线夹角相同。
优选地，所述P个垂直于所述导光板的出射方向对应的P个光学结构，位于所述N个光学结构中央。
优选地，所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，
位于所述导光板出光法线第一侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第一侧，
位于所述导光板出光法线第二侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第二侧。
优选地，位于所述P个光学结构第一侧的Q个光学结构分别对应Q个出射方向，从所述第一侧向所述第二侧，出射方向与所述法线夹角以此减小，
位于所述P个光学结构第二侧的Q个光学结构分别对应Q个出射方向，从所述第二侧向所述第一侧，出射方向与所述法线夹角以此减小。
优选地，所述光学结构包括光栅和/或棱镜。
优选地，所述光学结构包括闪耀光栅和透射光栅，
其中，所述透射光栅用于将透过光线的出射方向调整为垂直于所述导光板，所述闪耀光栅用于将透过光线的出射方向调整为位于所述导光板出光法线两侧。
优选地，每个光学结构包括多个子光学结构。
本发明还提出了一种背光模组，包括上述任一项所述的导光板。
优选地，背光模组还包括：
侧入式光源，设置在所述导光板的一侧，
其中，每个光学结构包括多个子光学结构，从所述导光板的靠近所述侧入式光源的一侧到远离所述侧入式光源的一侧，光学结构中子光学结构的密度逐渐降低。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述背光模组，还包括显示面板，
其中，所述显示面板包括多组像素，每组像素包括N个像素，一一对应地设置在每个光学结构组中的N个光学结构之上；
所述显示装置还包括：
控制单元，根据接收到的第一指令，关闭所述Q对出射方向中d对出射方向对应的光学结构对应的像素，或根据接收到的第二指令开启所述Q对出射方向中d对出射方向对应的光学结构对应的像素，d≤Q。
优选地，所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，每对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向分别与所述法线夹角相同，
所述P个垂直于所述导光板的出射方向对应的P个光学结构，位于所述N个光学结构中央，
所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，
位于所述导光板出光法线第一侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第一侧，
位于所述导光板出光法线第二侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第二侧，
则所述控制单元根据接收到第一指令的次数，从距离所述N个光学结构两侧向中心逐对关闭Q对光学结构对应的Q对像素，
以及根据接收到的第二指令的次数，从距离所述N个光学结构中心向两侧逐对开启Q对光学结构对应的Q对像素。
优选地，每个光学结构包括b×a个子光学结构，每个像素包括b个子像素，每个子像素对应a个子光学结构，1≤a≤b，a、b为整数。
通过上述实施例的技术方案，在需要防偷窥时，可以控制N个出射方向中与法线夹角较大的出光方向对应的光学结构对应的像素关闭，从而降低显示画面的可视视角，仅正对显示面板的用户能够观看到显示画面，从而达到防偷窥的效果。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的导光板的示意结构图；
图2示出了图1中导光板沿AA’的截面示意图；
图3示出了图1中一个光学结构组的出光方向示意图；
图4示出了根据本发明又一个实施例的光学结构组的出光方向示意图；
图5示出了根据本发明一个实施例的像素与光学结构对应关系示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面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，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，根据本发明一个实施例的导光板1，包括：
设置在导光板1出光面的多个光学结构组10，每个光学结构组10包括N个光学结构11，
其中，一个光学结构组10中的N个光学结构11中，第n个光学结构11用于将透过光线调整为第n出射方向，
其中，N个出射方向中，包括P个垂直于导光板1的出射方向，以及Q对位于导光板1出光法线两侧的出射方向，
P≥1，Q≥1，P+2Q≤N，n≤N，n、N、P和Q为整数。
由于一个光学结构组中的N个光学结构能够分别将透过光线调整为N个出射方向，例如图1和图2所示，在N＝3的情况下，每个光学结构组包括第一光学结构111、第二光学结构112和第三光学结构113，从第一光学结构111射出的光线位于导光板法线的一侧，且与法线成夹角α1，第二光学结构112射出的光线垂直导光板1的出光面，也即平行于法线，第三光学结构113射出的光线位于导光板法线的另一侧，且与法线成夹角α2。当然，也可以设置非中心的光学结构出光方向垂直导光板1的出光面。
进一步可以为每个光学结构组对应地设置一组像素，使得从一组像素的每个像素射出的光也有N个出射方向，在这种情况下，可以在较大的视角观看显示画面。
而在需要防偷窥时，可以控制N个出射方向中与法线夹角较大的出光方向对应的光学结构对应的像素关闭，从而降低显示画面的可视视角，仅正对显示面板的用户能够观看到显示画面，从而达到防偷窥的效果。
需要说明的是，图1中示出的是N＝3的情况，实际上N可以为任意正整数。例如图4所示，在N＝5的情况下，每个光学结构组的五个光学结构中，出射光线的方向依次为：位于导光板法线的一侧且与法线成夹角β1、位于导光板法线的一侧且与法线成夹角β2、垂直导光板的出光面、位于导光板法线的另一侧且与法线成夹角β3、位于导光板法线的另一侧且与法线成夹角β4、。
优选地，Q对位于导光板出光法线两侧的出射方向中，每对位于导光板出光法线两侧的出射方向分别与法线夹角相同。
根据本实施例，可以使得显示面板在法线两侧的可视角度相同。例如图3所示，α1＝α2，例如图5所示，β1＝β4、β2＝β3。
优选地，P个垂直于导光板的出射方向对应的P个光学结构，位于N个光学结构中央。
根据本实施例，可以使得观看者在正对导光板中心(对应显示面板中心)的位置观看到垂直显示面板射出的画面，而不会在偏离导光板中心的位置观看到垂直显示面板射出的画面，以保证观看效果。
优选地，Q对位于导光板出光法线两侧的出射方向中，
位于导光板出光法线第一侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于P个光学结构第一侧，
位于导光板出光法线第二侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于P个光学结构第二侧。
在位于所述导光板出光法线第二侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于P个光学结构第一侧，且位于导光板出光法线第一侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于P个光学结构第二侧的情况下，会导致观看者位于导光板中心的第一侧时，无法观看到在导光板中心第二侧最远端的画面。
根据本实施例，可以使得观看者在导光板中心的第一侧时，能够观看到导光板对应的所有像素朝法线第一侧出射的光线，在导光板中心的第二侧时，能够观看到导光板对应的所有像素朝法线第二侧出射的光线。从而保证观看效果。
优选地，位于P个光学结构第一侧的Q个光学结构分别对应Q个出射方向，从第一侧向第二侧，出射方向与法线夹角以此减小，
位于P个光学结构第二侧的Q个光学结构分别对应Q个出射方向，从第二侧向第一侧，出射方向与法线夹角以此减小。
根据本实施例，导光板一个光学结构组中光学结构的出光角度由光学结构组两侧向中心逐渐减小，可以使得显示面板的可视角度由两侧向中心逐渐减小，进而在调节可视角度时，可以从光学结构组两侧向中心逐渐开启或关闭对应的像素，从而使得可视角度在调节过程中可以单调递增或递减，以保证调节效果。
优选地，光学结构包括光栅和/或棱镜。光栅和棱镜结构简单，易于设置。
优选地，光学结构包括闪耀光栅和透射光栅，
其中，透射光栅用于将透过光线的出射方向调整为垂直于导光板，例如图3所示的第二光学结构112可以为透射光栅，闪耀光栅用于将透过光线的出射方向调整为位于导光板出光法线两侧，例如图3所示第一光学结构111和第三光学结构113可以为闪耀光栅。
本实施例中，透射光栅可以对通过自身的光线进行衍射，使得能量最大的0级光垂直导光板射出。
闪耀光栅可以将单缝衍射中央能量最大值的位置从没有色散的零级光谱转移到其他有色散的光谱级上，也即调整通过自身的光线的出射方向。
其中，可以通过设置每个光学结构组中闪耀光栅槽面与光栅平面的夹角，以及光栅相邻凸起顶点间距来控制每个闪耀光栅调整后的光线的出射方向。本实施例中的光栅结构可以在导光板上表面通过纳米压印形成，也可以采用化学刻蚀的方法形成。
优选地，每个光学结构包括多个子光学结构。根据本实施例，可以使得从光学结构中射出的光线更加均匀，以提高观看效果。
本发明还提出了一种背光模组，包括上述任一项的导光板。
优选地，上述背光模组还包括：
侧入式光源，设置在导光板的一侧，
其中，每个光学结构包括多个子光学结构，从导光板的靠近侧入式光源的一侧到远离侧入式光源的一侧，光学结构中子光学结构的密度逐渐降低。
由于从导光板的靠近侧入式光源的一侧到远离侧入式光源的一侧，导光板中的光强逐渐降低，导致导光板不同位置出光不均匀。根据本实施例，导光板上距离侧入式光源越远的位置，子光学结构的密度越高，而越高密度的子光学结构可以使得出光率越高，从而缓解导光板不同位置出光不均匀的问题。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述背光模组，还包括显示面板，
其中，如图5所示，显示面板包括多组像素20，每组像素包括N个像素21，一一对应地设置在每个光学结构组10中的N个光学结构11之上；
显示装置还包括：
控制单元，根据接收到的第一指令，关闭Q对出射方向中d对出射方向对应的光学结构对应的像素，或根据接收到的第二指令开启Q对出射方向中d对出射方向对应的光学结构对应的像素，d≤Q。
优选地，Q对位于导光板出光法线两侧的出射方向中，每对位于导光板出光法线两侧的出射方向分别与法线夹角相同，
P个垂直于导光板的出射方向对应的P个光学结构，位于N个光学结构中央，
Q对位于导光板出光法线两侧的出射方向中，
位于导光板出光法线第一侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于P个光学结构第一侧，
位于导光板出光法线第二侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于P个光学结构第二侧，
则控制单元根据接收到第一指令的次数，从距离N个光学结构两侧向中心逐对关闭Q对光学结构对应的Q对像素，
以及根据接收到的第二指令的次数，从距离N个光学结构中心向两侧逐对开启Q对光学结构对应的Q对像素。
优选地，每个光学结构包括b×a个子光学结构，每个像素包括b个子像素，每个子像素对应a个子光学结构，1≤a≤b，a、b为整数。
根据本实施例，可以使得每个子像素对应至少一个子光学结构，在每个子像素对应多个光学结构时，可以使得从一个像素中每个子像素出射的光线更加均匀，从而提高观看效果。
优选地，在上述背光模组包括侧入式光源的情况下，从导光板的靠近侧入式光源的一侧到远离侧入式光源的一侧，a逐渐增大，从而缓解导光板不同位置出光不均匀的问题。
需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有技术中，显示器件过大的可视角度可能导致隐私泄露。通过本发明实施例的技术方案，在需要防偷窥时，可以控制N个出射方向中与法线夹角较大的出光方向对应的光学结构对应的像素关闭，从而降低显示画面的可视视角，仅正对显示面板的用户能够观看到显示画面，从而达到防偷窥的效果。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，包括背光模组，还包括显示面板，所述背光模组包括导光板，所述导光板包括：
设置在所述导光板出光面的多个光学结构组，每个光学结构组包括N个光学结构，
其中，一个光学结构组中的N个光学结构中，第n个光学结构用于将透过光线调整为第n出射方向，
其中，N个出射方向中，包括P个垂直于所述导光板的出射方向，以及Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向，
P≥1，Q≥1，P+2Q≤N，n≤N，n、N、P和Q为整数；
所述显示面板包括多组像素，每组像素包括N个像素，一一对应地设置在每个光学结构组中的N个光学结构之上；
所述显示装置还包括：
控制单元，根据接收到的第一指令，关闭所述Q对出射方向中d对出射方向对应的光学结构对应的像素，或根据接收到的第二指令开启所述Q对出射方向中d对出射方向对应的光学结构对应的像素，d≤Q。
2.根据权利要求1所述显示装置，其特征在于，所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，每对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向分别与所述法线夹角相同。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述P个垂直于所述导光板的出射方向对应的P个光学结构，位于所述N个光学结构中央。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，
位于所述导光板出光法线第一侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第一侧，
位于所述导光板出光法线第二侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第二侧。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，位于所述P个光学结构第一侧的Q个光学结构分别对应Q个出射方向，从所述第一侧向所述第二侧，出射方向与所述法线夹角以此减小，
位于所述P个光学结构第二侧的Q个光学结构分别对应Q个出射方向，从所述第二侧向所述第一侧，出射方向与所述法线夹角以此减小。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述光学结构包括光栅和/或棱镜。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述光学结构包括闪耀光栅和透射光栅，
其中，所述透射光栅用于将透过光线的出射方向调整为垂直于所述导光板，所述闪耀光栅用于将透过光线的出射方向调整为位于所述导光板出光法线两侧。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其特征在于，每个光学结构包括多个子光学结构。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：
侧入式光源，设置在所述导光板的一侧，
其中，每个光学结构包括多个子光学结构，从所述导光板的靠近所述侧入式光源的一侧到远离所述侧入式光源的一侧，光学结构中子光学结构的密度逐渐降低。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，每对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向分别与所述法线夹角相同，
所述P个垂直于所述导光板的出射方向对应的P个光学结构，位于所述N个光学结构中央，
所述Q对位于所述导光板出光法线两侧的出射方向中，
位于所述导光板出光法线第一侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第一侧，
位于所述导光板出光法线第二侧的出射方向对应的Q个光学结构，位于所述P个光学结构第二侧，
则所述控制单元根据接收到第一指令的次数，从距离所述N个光学结构两侧向中心逐对关闭Q对光学结构对应的Q对像素，
以及根据接收到的第二指令的次数，从距离所述N个光学结构中心向两侧逐对开启Q对光学结构对应的Q对像素。
11.根据权利要求1或10所述的显示装置，其特征在于，每个光学结构包括b×a个子光学结构，每个像素包括b个子像素，每个子像素对应a个子光学结构，1≤a≤b，a、b为整数。
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