CN214954193U - 双轴射出角背光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双轴射出角背光模组，包括：第一导光板、第一光源和逆棱镜，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，所述第一光源配置在所述第一入光面上；所述逆棱镜位于所述第一导光板顶部，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。本实用新型一种双轴射出角背光模组，使光能够按照特定所需角度发出，实现双轴射出角，通过切换电信号，将其中一光源点亮或两个光源都点亮，进而实现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的开发，为用户使用带来方便。

Description

双轴射出角背光模组

技术领域

本实用新型涉及背光模组技术领域，特别涉及一种双轴射出角背光模组。

背景技术

背光模组为显示装置的关键零组件之一，功能在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示图像。现有的背光模组包括侧入式背光模组和直下式背光模组，侧入式背光模组由于结构较轻薄因此应用更为广泛。

目前，侧入式背光模组的光源发出的光进入导光板后，并被引导至整个导光板中，再由导光板的出光面折射，然后通过导光板上方的光学膜片射出。现有的背光模组虽然能够形成显示装置所需的面光源，但是存在着一定的弊端：光源发射的光最终是往各个角度扩散的，光是由射出表面朝向各个方向均存在的，再组合至显示装置上，能够从各个角度均可以看到统一的画面，而无法满足让光从特定所需角度发出，即无法实现显示装置仅可在此特定所需角度看到画面、且其他角度不能看到画面的需求，进而也无法实现使同一显示装置根据视角角度不同显示不同画面的功能。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种双轴射出角背光模组，以克服现有技术背光模组无法实现让光从特定所需角度发出的目的。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双轴射出角背光模组，包括：第一导光板、第一光源和逆棱镜，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，所述第一光源配置在所述第一入光面上；所述逆棱镜位于所述第一导光板顶部，所述逆棱镜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；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°。

作为本实用新型的进一步改进，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，所述第一斜面排列的延伸方向与所述棱镜单元排列的延伸方向相同。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一出光面上设置有第一透镜阵列结构，所述第一透镜阵列结构为若干排列的柱形或锥形结构。

作为本实用新型的进一步改进，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，再经过所述逆棱镜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。

作为本实用新型的进一步改进，还包括位于所述第一导光板底部的第二导光板和第二光源，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，所述第二出光面正对于所述第一导光面设置，所述第二光源配置在所述第二入光面上，并且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。

作为本实用新型的进一步改进，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逆棱镜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。

作为本实用新型的进一步改进，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。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二斜面排列的延伸方向与所述棱镜单元排列的延伸方向相同。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二出光面上设置有第二透镜阵列结构，所述第二透镜阵列结构为若干排列的柱形或锥形结构。

作为本实用新型的进一步改进，还包括反射片，所述反射片配置在所述第二导光面上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种双轴射出角背光模组，通过在第一导光板顶部设置有逆棱镜，第一光源发射的光依次经第一导光板和逆棱镜折射射出后，能够按照特定所需角度发出，使光射出角度集中在此角度范围内；同时，通过在第一导光板底部设置有第二导光板，第二光源发射的光依次经过第二导光板、第一导光板和逆棱镜折射射出后，能够按照另一特定所需角度发出，使光射出角度集中在此角度范围内，实现双轴射出角，并且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，进而实现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为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型局部的结构示意图；

图3为本实用新型图2中A的放大图；

图4为本实用新型的左视图；

图5为本实用新型第一光源发射光的路径示意图；

图6为本实用新型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——逆棱镜； 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，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

参阅图1至图6，本实用新型提供一种双轴射出角背光模组，包括：第一导光板1、第一光源2和逆棱镜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2配置在第一入光面103上；逆棱镜3位于第一导光板1顶部，具有棱镜出光面301和与棱镜出光面301相对的若干排列的棱镜单元302，棱镜单元302正对于第一出光面101设置；棱镜单元302的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°。

其中，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(Polymethyl methacrylate聚甲基丙烯酸甲酯)材料、光学材料COP、COC(Copolymers ofcycloolefin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，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，第一斜面1021排列的延伸方向与棱镜单元302排列的延伸方向相同。根据本实施例第一导光板1采用PC材料的临界角θ2为39.2°，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，再经过逆棱镜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，通过点亮第一光源2，使光从特定所需角度发出，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，满足用户所需。

参阅图4，第一出光面101上设置有第一透镜阵列结构，第一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。本实施例中第一透镜阵列结构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。

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°，再经逆棱镜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。

参阅图1和图2，双轴射出角背光模组还包括位于第一导光板1底部的第二导光板4、第二光源5和位于第二导光板底部的反射片6，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，并且第一光源2和第二光源5分别位于背光模组相对的两侧端，即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。

其中，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。

参阅图2和图3，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，且第二斜面4021排列的延伸方向与棱镜单元302排列的延伸方向相同。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°。

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和逆棱镜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，通过点亮第二光源5，使光从特定所需角度发出，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。

其中，第二出光面401上设置有第二透镜阵列结构，第二透镜阵列结构为若干排列的柱形或锥形结构，本实施例中第二透镜阵列结构与第一透镜阵列结构相同，此处不再重复赘述。

反射片6配置在第二导光面402上，反射片9采用3M ESRSeries，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，然后经逆棱镜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。

本实施例中，通过控制电信号切换，还能够使第一光源2和第二光源5同时点亮，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，使第一光源2和第二光源5各自发出的光分别从两个特定所需角度发出，光射出角度集中在15°～35°和-35°～-15°内，实现双轴射出角，进而可实现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。

由此可见，本实用新型一种双轴射出角背光模组，通过在第一导光板顶部设置有逆棱镜，第一光源发射的光依次经第一导光板和逆棱镜折射射出后，能够按照特定所需角度发出，使光射出角度集中在此角度范围内；同时，通过在第一导光板底部设置有第二导光板，第二光源发射的光依次经过第二导光板、第一导光板和逆棱镜折射射出后，能够按照另一特定所需角度发出，使光射出角度集中在此角度范围内，实现双轴射出角，并且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，进而实现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实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型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实用新型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实用新型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。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种双轴射出角背光模组，其特征在于，包括：第一导光板(1)、第一光源(2)和逆棱镜(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(2)配置在所述第一入光面(103)上；所述逆棱镜(3)位于所述第一导光板(1)顶部，所述逆棱镜(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；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°。

2.根据权利要求1所述的双轴射出角背光模组，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，所述第一斜面(1021)排列的延伸方向与所述棱镜单元(302)排列的延伸方向相同。

3.根据权利要求1所述的双轴射出角背光模组，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，所述第一透镜阵列结构为若干排列的柱形或锥形结构。

4.根据权利要求1所述的双轴射出角背光模组，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，再经过所述逆棱镜(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。

5.根据权利要求1所述的双轴射出角背光模组，其特征在于：还包括位于所述第一导光板(1)底部的第二导光板(4)和第二光源(5)，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)，所述第二出光面(401)正对于所述第一导光面(102)设置，所述第二光源(5)配置在所述第二入光面(403)上，并且所述第一光源(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。

6.根据权利要求5所述的双轴射出角背光模组，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)和所述逆棱镜(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。

7.根据权利要求5所述的双轴射出角背光模组，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。

8.根据权利要求7所述的双轴射出角背光模组，其特征在于：所述第二斜面(4021)排列的延伸方向与所述棱镜单元(302)排列的延伸方向相同。

9.根据权利要求5所述的双轴射出角背光模组，其特征在于：所述第二出光面(401)上设置有第二透镜阵列结构，所述第二透镜阵列结构为若干排列的柱形或锥形结构。

10.根据权利要求5所述的双轴射出角背光模组，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。

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