CN108287388A - 导光板、背光模组、显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导光板、一种背光模组、一种显示装置及其驱动方法。所述导光板具有相对设置的入光面和出光面，所述导光板的入光面用于朝向发光面板，所述导光板被划分为多个子导光板，每个子导光板都具有子入光面和子出光面，所有所述子入光面共同形成所述入光面，所有所述子出光面共同形成所述出光面，所述子导光板的子出光面上形成有用于引导从该子导光板的子入光面入射的光向同一方向偏转的光学微结构，且至少两个所述子导光板中的光学微结构用于引导从各自子入光面入射的光朝不同的方向偏转。基于该导光板可实现双视显示或多视显示，且产品结构简单、工艺简单，并且具有较高的亮度。

Description

导光板、背光模组、显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种导光板、包括该导光板的背光模组、一种显示装置、该显示装置的驱动方法。

背景技术

车载双视显示技术可实现司机和乘客在同一块屏幕上看到不同的画面。参见中国专利文献CN04091523A，使用双栅屏障的方法实现双视。但这种方案工艺难度大，成本高，并且由于双栅屏障的遮挡，降低显示亮度。又例如中国专利文献CN03838034A提出了一种新的背光膜材结构以实现双视。这种方案同样结构复杂，无法避免串扰问题，无法在双视与正常模式之间切换。现有技术中也无有效的多视显示技术。

发明内容

本发明提供一种导光板、包括该导光板的背光模组、一种显示装置、该显示装置的驱动方法，至少解决现有技术中存在的上述问题之一。

作为本发明的第一个方面，提供一种导光板，所述导光板具有相对设置的入光面和出光面，所述导光板的入光面用于朝向发光面板，其中，所述导光板被划分为多个子导光板，每个子导光板都具有子入光面和子出光面，所有所述子入光面共同形成所述入光面，所有所述子出光面共同形成所述出光面，所述子导光板的子出光面上形成有用于引导从该子导光板的子入光面入射的光向同一方向偏转的光学微结构，且至少两个所述子导光板中的光学微结构用于引导从各自子入光面入射的光朝不同的方向偏转。

优选地，每个子导光板的光学微结构都包括多个平行的凸起条，所述凸起条包括与该凸起条所在的子导光板的子出光面垂直相交的垂直面和与该凸起条所在的子导光板的子出光面倾斜相交的倾斜面，同一个子导光板内的凸起条的倾斜面的倾斜方向相同，至少两个子导光板的凸起条的倾斜面的倾斜方向不同。

优选地，在相邻的子导光板之间设置有反射片，所述反射片至少用于将一个子导光板内射向所述反射片的光反射回该子导光板内。

作为本发明的第二个方面，提供一种背光模组，所述背光模组包括发光面板和导光板，其中，所述导光板为本发明所提供的上述导光板，所述导光板的入光面朝向所述发光面板，所述发光面板被划分为多个发光区域，多个所述子导光板与多个所述发光区域一一对应。

优选地，不同发光区域能够独立地打开或关闭。

作为本发明的第三个方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板和设置在所述显示面板入光侧的背光模组，其中，所述背光模组为本发明所提供的上述背光模组。

作为本发明的第四个方面，提供一种显示装置的驱动方法，其中，所述显示装置为本发明所提供的上述显示装置，在每一个显示帧中，所述驱动方法包括：

向所述显示面板提供驱动所述显示面板显示多视画面的显示信号，所述多视画面包括多个子区域，每个子区域对应一个所述子出光面。

优选地，所述驱动方法包括多个显示周期，每个显示周期包括多个显示帧，同一显示周期中的多个显示帧与多个子出光面一一对应，在任意一个显示帧中，所述多视画面中与相应的子出光面对应的子区域之外的子区域显示纯色画面。

优选地，所述纯色画面为黑色画面。

优选地，不同发光区域能够独立地打开或关闭，所述驱动方法还包括：

在任意一个显示帧中，控制与该显示帧对应的发光区域之外的发光区域关闭。

基于本发明所提供的导光板，由于至少两个所述子导光板中的光学微结构用于引导对应的发光区域所发出的光往不同方向偏转，从而从两个对应视角看去，分别只能看到其中一个子导光板对应的发光区域所发出的光。与此相配合，只需要每个所述子导光板对应的显示面板的子显示区域显示对应的图像，便可实现位于所述导光板(或者说所述导光板所构成的背光模组、所述背光模组所构成的显示装置)不同方向的用户看到不同的图像。产品结构简单，工艺难度低，不仅可以实现双视显示，同样能够实现多视显示。并且，由于所述导光板不存在遮挡，因此，可以提高显示亮度降低能耗。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明所提供的背光模组的一种具体实施方式的示意图；

图2是本发明所提供的显示装置的一种具体实施方式的示意图；

图3是本发明所提供的显示装置的一种具体实施方式的立体结构示意图；

图4是本发明所提供的背光模组中的子导光板和反射片结合的示意图；

图5是本发明所提的图像处理单元输出的多视图像的示意图；

图6是本发明所提供的驱动模块的示意图；

图7是本发明所提供的显示系统的工作原理示意图。

附图标记说明

10：背板 20：发光元件

1000：背光模组 30：导光板

31：子导光板 32：子导光板

33：凸起条 40：显示面板

50：反射片 610：面板驱动单元

620：背光控制单元 F1：垂直面

F2：倾斜面

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一方面，提供一种导光板，该导光板具有相对设置的入光面和出光面，所述导光板的入光面用于朝向发光面板，所述导光板被划分为多个子导光板，每个子导光板都具有子入光面和子出光面，所有所述子入光面共同形成所述入光面，所有所述子出光面共同形成所述出光面，所述子导光板的子出光面上形成有用于引导从该子导光板的子入光面入射的光向同一方向偏转的光学微结构，且至少两个所述子导光板中的光学微结构用于引导从各自子入光面入射的光朝不同的方向偏转。

本发明所提供的导光板可以与发光面板配合使用，以应用于图1中所示的背光模组1000中，并且背光模组可以应用于显示装置中，并与显示面板配合，从而实现“多视显示”。此处所述的“多视显示”是指，在不同位置可以看到不同的显示内容。以所述显示装置为能够实现双视显示的车载显示装置为例，在车辆行驶过程中，司机和副驾驶的乘客分别坐在显示装置的两侧，在司机的角度观看显示装置可以看到的内容为导航画面，而在副驾驶乘客的角度可以看到的内容可以为例如电视连续剧的画面。

本发明所提供的导光板适用于直下式背光模组，对于任意一个子导光板而言，该子导光板上的光学微结构能够将该子导光板下方的发光区域中的发光元件发出的光引导至预定方向。不同的子导光板可以将不同发光区域中的发光元件引导至预定方向。

如图2所示，包括所述导光板的背光模组1000与显示面板40配合使用，显示面板的像素单元显示图像信息，不同的子导光板发出的光可以将显示面板的不同区域的像素单元引导至不同的区域。位于相应区域的观看者可以看到相应的图像。为了实现多视显示显示，可以控制显示面板不同的区域显示不同的图像，不同的图像信息经各个子导光板的引导，可以到达不同的观看区域，使得位于不同观看区域的观看者可以看到互不相同的图像。

在包括所述导光板的显示装置中，仅通过设置导光板的结构即可实现对出光方向引导，并没有降低背光模组的出光亮度，从而可以提高相应显示装置的显示亮度，并降低能耗。

在本发明中，对所述导光板所包括的子导光板的数量并不做特殊的限制，在图1中所示的具体实施方式中，导光板包括两个子导光板，即，子导光板31和子导光板32，包括两个子导光板的背光模组可以配合显示面板实现双视显示。当然，本发明并不限于“双视显示”。

以当前读者的视角说明背光模组1000的工作原理。如图1和图2所示，子导光板31出光面上设置的光学微结构33将对应发光区域所发出的光向左偏转射出，子导光板32出光面上设置的光学微结构33将对应发光区域所发出的光向右偏转射出。

这样，位于背光模组1000左侧的第一用户能看到从子导光板31射出的光，看不到从子导光板32射出的光。位于背光模组1000右侧的第二用户能够看到从子导光板32射出的光，看不到从子导光板31射出的光。

如图2所示，将图1所提供的背光模组1000与显示面板40配合使用，子导光板31将显示面板40左侧的部分的像素单元显示的像素信息引导至显示面板40的左侧的区域，子导光板32将显示面板40右侧部分的像素单元显示的像素信息引导至显示面板40右侧的区域。

只需控制显示面板40左侧的子显示区域显示位于显示面板40左侧的第一用户所看的画面，控制显示面板40右侧的子显示区域显示位于显示慢板40右侧的第二用户所看的画面，便可实现第一用户和第二用户同时在显示面板40上看到各自所需的画面，而且不会相互干扰。

如上文中所述，第一用户例如是司机，第一用户所需的画面例如是导航地图。第二用户例如是乘客，第二用户所需的画面例如是电影。

基于相同的发明构思，本领域技术人员同样可以设计出用于多视的背光模组和显示装置。即从多个视角分别只能看到背光模组部分区域射出的光，或从多个视角分别只能看到显示装置中部分子显示区域所显示的图像。

例如，如图3所示，以当前读者的视角说明用于多视的背光模组或显示装置的工作原理。图3所示的背光模组中的导光板30被划分为三个子导光板，每个子导光板分别控制所述发光面板的对应发光区域所发出的光向读者的左侧偏转、向朝向读者的方向偏转、向读者的右侧偏转。其中三个子导光板上标注的箭头标示对应的出光方向在各自的子导光板上的投影。这样在所述背光模组的左侧的用户能够看到从左侧子导光板射出的光线，而看不到或者看到很少的其他子导光板射出的光线。从当前读者的视角看去，能够看到中间的子导光板射出的光线，而看不到或者看到很少的其他子导光板射出的光线。在所述背光模组的右侧的用户能够看到从右侧的子导光板射出的光线，而看不到或者看到很少的其他子导光板射出的光线。基于这样的背光模组即可实现三视显示。

图3中还示出了显示面板40，与图3中的其余部件配合构成显示装置。显示面板40被划分为3个子显示区域，分别对应不同的子导光板。如控制显示面板40的3个子显示区域分别显示不同的图像，则位于3个不同视角的用户能够分别同时看到不同的图像。

需要说明的是多个子导光板可以是一体成型结构，也可以是分体结构。在图1所示的例子中，两个子导光板为分体结构，各自独立制造，然后被组装入背光模组1000。

在本发明中，对所述光学微结构并没有特殊的限制，只要能够将从设置该光学微结构的子导光板的入光面入射的光向同一方向偏转即可。在图1和图2中所示的具体实施方式中，每个子导光板的光学微结构都包括多个平行的凸起条33，如图4所示，凸起条33包括与该凸起条33所在的子导光板的子出光面垂直相交的垂直面F1和与该凸起条33所在的子导光板的子出光面倾斜相交的倾斜面F2，同一个子导光板内的凸起条33的倾斜面F2的倾斜方向相同，至少两个子导光板的凸起条33的倾斜面F2的倾斜方向不同。

如图4，以当前读者的视角说明各子导光板的结构。以子导光板31上的任意一个凸起条33为例，凸起条33的倾斜面F2向左倾斜。从子导光板31的子出光面射出的光，向左发生了偏转。

由于各子导光板的折射率一般大于其周围介质(一般为空气)的折射率，根据光线折射的基本公式，在每个子导光板的子出光面一侧，出射角会大于入射角。这样，如图1所示，子导光板31的子出光面上的凸起条33的倾斜面向左倾斜，进而出光会向左偏转。子导光板32的子出光面上的凸起条33的倾斜面向右倾斜，进而出光会向右偏转。

各凸起条33的垂直面F1与对应的子导光板的子出光面垂直，这些垂直面F1不会改变各子导光板内的光线的出光方向(考虑各子导光板内的光线绝大多数都是垂直于对应子导光板的出光面射向对应的凸起条的)。如此，进一步防止串扰。

优选地，在相邻的子导光板之间设置有反射片50，至少用于将一个子导光板内射向所述反射片的光反射回该子导光板内。

具体地，图4中的反射片50将子导光板31内的光线反射回子导光板31。从而至少在一定程度上减轻不同观看区域之间的串扰，并提高光利用率，进一步降低能耗。

进一步优选地，反射片50的面积可以进一步增大，从而还能将从凸起条33射出的光线反射回去。

可选地，如图1和图2所示，所述发光面板被划分为两个发光区域，所述导光板包括子导光板31和子导光板32，子导光板31的子出光面上的光学微结构和子导光板32的子出光面上形成的光学微结构分别用于引导对应的发光区域所发出的光朝向关于两个发光区域之间的分界面对称的两个方向偏转。

具体地，当光学微结构包括多个凸起条时，子导光板31的倾斜面朝左倾斜，子导光板32的倾斜面朝右倾斜。

按照当前读者的视角，子导光板31将对应的发光区域发出的光朝左偏转，子导光板32将对应的发光区域发出的光朝右偏转。

作为本发明的第二个方面，如图1所示，提供一种背光模组1000，所述背光模组包括发光面板和导光板，其中，所述导光板为本发明所提供的上述导光板，所述发光面板被划分为多个发光区域，多个所述子导光板与多个所述发光区域一一对应。

发光面板的各个发光区域朝向相应的子导光的子入光面提供入射光，上文中已经对所述背光模组的工作原理以及有益效果进行了详细说明，这里不再赘述。

在本发明中，对如何设置发光面板并不做特殊的限制。例如，在图1中所示的实施方式中，所述发光面板可以包括多个发光元件20和背板10，多个发光元件20设置在背板10上，且排列为阵列。

如此，可实现当某个子导光板对应的显示面板的子显示区域不需要显示图像时，关闭对应发光区域内的发光元件。一方面可以降低功耗，另一方面，可以至少在一定程度上减轻串扰。

如上文中所述，所述发光面板可以包括排列为阵列的发光元件，每个发光区域内都包括多个发光元件，优选地，不同发光区域内的发光元件彼此能够独立控制。

作为本发明的第三个方面，提供一种显示装置，如图2和图3所示，所述显示装置包括显示面板40和设置在该显示面板的出光侧的背光模组，其中，所述背光模组为本发明所提供的背光模组。

在本发明中，对显示面板40的具体类型并不做特殊的要求，例如，显示面板40可以是液晶显示面板、电泳显示面板、电致变色显示面板等中的任意一者。

作为本发明的第四方面，提供一种显示装置的驱动方法，其中，所述显示装置为本发明所提供的上述显示显示装置，在每一个显示帧中，所述驱动方法包括：

向所述显示面板提供驱动所述显示面板显示多视画面的显示信号，所述多视画面包括多个子区域，每个子区域对应一个所述子出光面。

如上文中所述，从所述子导光板出射的光可以将该子导光板的出光面对应的子区域内携带的图像信息引导至相应的观看区域，从而可以实现多视显示。

需要指出的还是，本发明所提供的方法还可以用于进行单视显示。即，当所有的子区域拼成连贯画面，观看者在显示装置的中间位置观看时，可以看到所有子区域，从而实现单视显示。

在进行多视显示时，为了防止在不同观看区域发生图像串扰，优选地，所述驱动方法包括多个显示周期，每个显示周期包括多个显示帧，同一显示周期中的多个显示帧与多个子出光面一一对应，在任意一个显示帧中，所述多视画面中与相应的子出光面对应的子区域之外的子区域显示纯色画面。

对于双视显示而言，一个显示周期可以包括两个显示帧，即，奇数帧和偶数帧。奇数帧对应于右侧的子导光板的子出光面，偶数帧对应于左侧的子导光板的出光面。

也就是说，在一个子区域的图像有目标内容(例如，导航信息)时，其他子区域均显示纯色画面，即便发生光线串扰，纯色也不会对目标内容造成太大影响，至少不会导致图像内容失真。

作为一种优选实施方式，所述纯色画面可是黑色画面，也可以是白色画面，或者也可以是灰色画面，从而不会对具有目标内容的子区域的显示效果造成影响。

如图5所示，当所述驱动方法用于实现双视显示时：奇数帧图像的左侧的子图像为黑色图像，奇数帧图像右侧的子图像为目标显示内容(例如，视频画面)；奇数帧图像的左侧的子图像为目标显示内容(例如，导航画面)，奇数帧图像右侧的子图像为黑色图像。

通常，显示装置的刷新频率不小于60Hz，因此，对于任意一个子区域而言，显示纯色的时间不会持续太长，因此，不会对观看画面的观众产生视觉影响，即，观众仍然可以看到连贯的画面。

如上文中所述，不同发光区域内的发光元件彼此能够独立控制，为了进一步防止不同观看区域观看到的图像发生串扰，优选地，所述驱动方法还包括：

在任意一个显示帧中，控制与该显示帧对应的发光区域之外的发光区域关闭。

具体地，发光区域关闭后，显示面板上与该发光区域对应的部分显示的图像信息不回被引导出显示面板，从而可以防止图像串扰。

优选地，所述纯色图像可以为纯黑到纯白的任意灰阶图像。

具体地，例如图5所示，假定该显示面板的分辨率为720×1080(720行像素点、1080列像素点)，该显示面板被划分为两个720×540的子显示区域。需要该显示面板显示的原始图像数据为分辨率为720×540的内容为导航地图的子图像和分辨率为720×540的内容为。偶数帧显示720×540的地图图像和720×540的纯黑图像合成的一副完整的图像。奇数帧显示720×540的纯黑图像和720×540的电影图像合成的一副完整的图像。

需要说明的是，不同子显示区域显示图像的帧频是可以调整的。以一帧时间0.5ms为例说明。

按照第一图像—第二图像—第一图像—第二图像这样的方式交替刷新显示面板40，则司机看到的图像的帧频是60Hz，乘客看到的图像的帧频也是60Hz。

按照第一图像—第二图像—第二图像(下一帧)—第一图像—第二图像—第二图像(下一帧)的方式刷新显示面板40，则司机看到的图像的帧频是40Hz，乘客看到的图像的帧频是80Hz。

基于本发明提供的背光模组以及基于该背光模组所形成的显示系统，可实现多视显示中每个用户看到的画面的帧频的定制。

作为本发明的第五个方面，提供一种驱动模块，所述驱动模块用于驱动本发明所提供的上述显示装置，并且，所述驱动模块用于执行本发明所提供的上述驱动方法。

具体地，如图6所示，所述驱动模块包括面板驱动单元610，该面板驱动单元610用于向所述显示面板提供驱动所述显示面板显示多视画面的显示信号，所述多视画面包括多个子区域，每个子区域对应一个所述子出光面。

本发明所提供的驱动模块用于执行本发明所提供的上述驱动方法，上文中已经对所述驱动方法的工作原理以及有益效果进行了详细的描述，这里不再一一赘述。

优选地，所述面板驱动单元用于周期性地向所述显示面板提供所述显示信号，每个显示周期包括多个显示帧，同一显示周期中的多个显示帧与多个子出光面一一对应，在任意一个显示帧中，所述多视画面中与相应的子出光面对应的子区域之外的子区域显示纯色画面。

优选地，不同发光区域内的发光元件彼此能够独立控制，所述驱动模块还包括背光控制单元620，该背光控制单元620用于在任意一个显示帧中，控制与该显示帧对应的发光区域之外的发光区域中的发光元件熄灭。

作为本发明的第六个方面，提供一种显示系统，所述显示系统包括显示装置和驱动模块，其中，所述显示装置为本发明所提供的上述显示装置，所述驱动模块为本发明所提供的上述驱动模块。

下面结合图7对本发明所提供的显示系统的工作原理进行说明。在图7中，所述显示系统用于实现双视显示。

一个显示周期包含两个显示帧：奇数帧、偶数帧。按照当前读者的视角说明。在奇数帧，图像处理单元61向右侧的子显示区域输出第二图像数据，进而右侧的子显示区域显示第二图像；在偶数帧，图像处理单元61向左侧的子显示区域输出第一图像数据，进而左侧的子显示区域显示第一图像。

第一图像例如是导航图像，供左侧的司机查看；第二图像例如是电影，供右侧的乘客查看。基于前述导光板的特殊结构，司机不会看到第二图像，乘客不会看到第一图像。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种导光板，所述导光板具有相对设置的入光面和出光面，所述导光板的入光面用于朝向发光面板，其特征在于，所述导光板被划分为多个子导光板，每个子导光板都具有子入光面和子出光面，所有所述子入光面共同形成所述入光面，所有所述子出光面共同形成所述出光面，所述子导光板的子出光面上形成有用于引导从该子导光板的子入光面入射的光向同一方向偏转的光学微结构，且至少两个所述子导光板中的光学微结构用于引导从各自子入光面入射的光朝不同的方向偏转。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，每个子导光板的光学微结构都包括多个平行的凸起条，所述凸起条包括与该凸起条所在的子导光板的子出光面垂直相交的垂直面和与该凸起条所在的子导光板的子出光面倾斜相交的倾斜面，同一个子导光板内的凸起条的倾斜面的倾斜方向相同，至少两个子导光板的凸起条的倾斜面的倾斜方向不同。

3.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于，在相邻的子导光板之间设置有反射片，所述反射片至少用于将一个子导光板内射向所述反射片的光反射回该子导光板内。

4.一种背光模组，所述背光模组包括发光面板和导光板，其特征在于，所述导光板为权利要求1至3中任意一项所述的导光板，所述导光板的入光面朝向所述发光面板，所述发光面板被划分为多个发光区域，多个所述子导光板与多个所述发光区域一一对应。

5.根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，不同发光区域能够独立地打开或关闭。

6.一种显示装置，所述显示装置包括显示面板和设置在所述显示面板入光侧的背光模组，其特征在于，所述背光模组为权利要求4或5所述的背光模组。

7.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，所述显示装置为权利要求6所述的显示装置，在每一个显示帧中，所述驱动方法包括：

向所述显示面板提供驱动所述显示面板显示多视画面的显示信号，所述多视画面包括多个子区域，每个子区域对应一个所述子出光面。

8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括多个显示周期，每个显示周期包括多个所述显示帧，同一显示周期中的多个显示帧与多个子出光面一一对应，在任意一个显示帧中，所述多视画面中与相应的子出光面对应的子区域之外的子区域显示纯色画面。

9.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述纯色画面为黑色画面。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的驱动方法，其特征在于，所述显示装置的背光模组为权利要求5所述的背光模组，所述驱动方法还包括：

在任意一个显示帧中，控制与该显示帧对应的发光区域之外的发光区域关闭。