一种背光模组和显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种背光模组和显示装置。

背景技术：

目前，不同场合下人们对显示产品视角的要求不同。例如，当多人在不同角度均可见显示画面内容时，需显示产品具有宽视角，即共享态；当对显示画面内容保密，仅使用者自身可见时，要求显示产品具有窄视角功能，即防窥态。

在先技术中，在共享状态下，通常主视角显示的画面亮度较高，副视角显示的画面亮度较低，会影响副视角的观看体验，例如，对于车载产品，在共享状态下，驾驶员(副视角)方向的亮度仅为中心亮度的10％-20％，无法达到良好的观察效果，甚至较难看清现实画面内容，且副驾驶(主视角)远离驾驶员一侧的画面内容投射到同侧的车窗上，对主驾驶观看后视镜产生干扰。

技术实现要素：

本发明提供一种背光模组，以解决上述显示产品在共享模式下在不同视角出现亮度不均的问题。

为了解决上述问题，本发明一方面公开了一种背光模组，包括：

第一导光板；

第一光源，所述第一光源设置在所述第一导光板的入光侧；

第二导光板，所述第二导光板设置在所述第一导光板上；

第二光源，所述第二光源设置在所述第二导光板的入光侧；

棱镜片，所述棱镜片设置在所述第二导光板背离所述第一导光板的一面；

其中，所述第一光源开启时，所述第一导光板射出的光线经所述棱镜片的折转分散，实现所述背光模组的共享模式；所述第一光源关闭且所述第二光源开启时，所述第二导光板射出的光线经所述棱镜片的折转收窄，实现所述背光模组的防窥模式。

可选地，所述棱镜片包括：基材和多个透光结构；多个所述透光结构并列设置在所述基材上；所述透光结构设置在所述基材和所述第二导光板之间；所述透光结构用于在所述第一导光板工作时，将入射至所述透光结构的光线调整为宽光束分布，在所述第二导光板工作时，将入射至所述透光结构的光线收窄。

可选地，所述透光结构沿垂直于所述基材方向的截面形状包括：锐角三角形；所述锐角三角形的底边位于所述基材上，所述锐角三角形的两底角的角度不同。

可选地，所述两底角的角度均为40°-85°。

可选地，所述第二导光板面向所述第一导光板的一面设置第二网点结构；所述第二网点结构被配置为将所述第二导光板射出的光线的出射角度控制在70°-85°。

可选地，所述第二网点结构包括：入光面、第一底面、第二底面、第一侧面、第二侧面和上表面；其中，所述入光面用于接收入射至所述第二网点结构的入射光线；所述第一底面和第二底面用于将垂直的所述入射光线进行汇聚；所述第一侧面和第二侧面用于将水平的所述入射光线进行汇聚，经所述第一底面、第二底面、第一侧面及第二侧面汇聚的光线由所述上表面出射，并入射至所述棱镜片。

可选地，所述第一导光板背向所述第二导光板的一面设置第一网点结构；所述第一网点结构包括圆形网点或异形网点。

可选地，所述异形网点的外表面包括：自由曲面和平面；所述自由曲面包围所述平面的四周；所述自由曲面包括：凸起面。

可选地，所述异形网点包括：多面体结构；所述多面体结构包括：上表面、下表面以及连接所述上表面和所述下表面的多个侧面。

可选地，反射片；所述反射片设置在所述第一导光板背离所述第二导光板的一侧。

可选地，还包括：聚合物分散液晶层；所述聚合物分散液晶层设置在所述棱镜片背离所述第二导光板的一侧。

可选地，还包括：光阻层；所述光阻层设置在所述聚合物分散液晶层和所述棱镜片之间。

可选地，所述第一光源及所述第二光源位于所述背光模组相对的两侧。

本发明第二方面提供一种显示装置，包括：显示面板及如上述任意一项所述的背光模组。

可选地，所述显示面板背离所述背光模组的一侧设置有液晶光栅。

本发明中实施例提供的背光模组，包括：第一导光板；第一光源，所述第一光源设置在所述第一导光板的入光侧；第二导光板，所述第二导光板设置在所述第一导光板上；第二光源，所述第二光源设置在所述第二导光板的入光侧；棱镜片，所述棱镜片设置在所述第二导光板背离所述第一导光板的一面；其中，所述第一光源开启时，所述第一导光板射出的光线经所述棱镜片的折转分散，实现所述背光模组的共享模式；所述第一光源关闭且所述第二光源开启时，所述第二导光板射出的光线经所述棱镜片的折转收窄，实现所述背光模组的防窥模式。本发明实施例中，可以通过控制第一导光板和第二导光板和棱镜对入射光线的折转，实现共享模式和防窥模式的切换，实现方式更加简单。并且，通过棱镜片的折转，能够使背光模组在共享模式下在主视角和副视角的亮度更加均匀。

附图说明

图1示出了本发明实施例一的一种背光模组的示意图；

图2示出了本发明实施例一的一种棱镜片的结构示意图；

图3示出了本发明实施例一的一种光束分布的示意图；

图4示出了本发明实施例一的另一种光束分布的示意图；

图5示出了本发明实施例一的一种光线在第二导光板内的光路图；

图6示出了本发明实施例一的一种第二网点的结构示意图；

图7示出了本发明实施例一的一种汽车内布局的示意图；

图8示出了本发明实施例一的异性网点的结构示意图；

图9示出了本发明实施例一的另一种异性网点的结构示意图；

图10示出了本发明实施例一的再一种光束分布的示意图；

图11示出了本发明实施例一的一种光线在背光模组中传输的示意图；

图12示出了本发明实施例二的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例一的背光模组10的结构示意图；该背光模组，包括：

第一导光板11；

第一光源12，所述第一光源12设置在所述第一导光板11的入光侧；

第二导光板13，所述第二导光板13设置在所述第一导光板11上；

第二光源14，所述第二光源14设置在所述第二导光板13的入光侧；

棱镜片15，所述棱镜片15设置在所述第二导光板13背离所述第一导光板11的一面；

其中，所述第一光源12开启时，所述第一导光板11射出的光线经所述棱镜片15的折转分散，实现所述背光模组的共享模式；所述第一光源12关闭且所述第二光源14开启时，所述第二导光板13射出的光线经所述棱镜片15的折转收窄，实现所述背光模组的防窥模式。

在本发明实施例中，当第一光源12开启且第二光源14关闭，第一光源12开启且第二光源14开启，均可实现背光模组的共享模式。

其中，第一光源12开启且第二光源14关闭时，背光模组出射的中心光线发生偏转，可以使主视角和副视角的亮度均匀，不会影响副视角的观看体验。第一光源12开启和第二光源14开启时，背光模组出射的光线有两个峰值，一个峰值指向主视角，另一个峰值指向副视角，同样可以提高副视角的观看体验。

在本发明实施例中，当第一光源12开启且第二光源14关闭时，光线经过第一导光板11的折射和反射后，穿过第二导光板，然后经棱镜片进行折转分散。

在本发明实施例中，参照图2，所述棱镜片15包括：基材151和多个透光结构152；多个所述透光结构152并列设置在所述基材151上；所述透光结构152设置在所述基材151和所述第二导光板13之间；所述透光结构152用于在所述第一导光板工作时，参照图11，将入射至所述透光结构的光线调整为宽光束分布，参照图5，在所述第二导光板工作时，将入射至所述透光结构的光线收窄。

在本发明实施例中，基材151和透光结构152的材料不相同。

其中，基材151的材料包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，而透光结构152的材料包括：光固化材料，即通过roll-to-roll(卷对卷)的方式将透光结构152做到基材上，再用紫外光(uv)光照射，固化成型。考虑热膨胀的影响，基材151和透光材料152的折射率要接近，但考虑棱镜的抗划伤性能，可以适当的调整棱镜的折射率。本实施例中，基材pet的折射率为1.5，棱镜结构的折射率为1.57。

在本发明实施例中，棱镜片15位于第二导光板11背离第一导光板11的一侧，具有折转光线且分别满足窄视角和宽视角模式的作用。

在本发明实施例中，所述透光结构152沿垂直于所述基材方向的截面形状包括：锐角三角形；所述锐角三角形的底边位于所述基材上，所述锐角三角形的两底角的角度不同。

在本发明实施例中，所述两底角的角度均为40°-85°。

其中，参照图2，两底角中第一底角a小于第二底角b。；透光结构的顶角到底边的垂直距离，即透光结构的高h为20μm-30μm。基材的厚度为70μm-80μm，棱镜片整体的厚度为90μm-110μm。其中，底角a对应的侧边与防窥模式下入射至棱镜片的光线对应，底角b对应的侧边与共享模式下入射至棱镜片的光线对应。即底角a的与第二光源设置在背光模组的同侧，底角b与第一光源设置在背光模组的同侧。

其中，优选的，第一底角a为50°，第二底角b为56°。

在本发明实施例中，参照图3，当第一光源12开启且第二光源14关闭后，第一导光板11开始工作，从第一导光板11出射的光线穿过第二导光板13，经过棱镜片15的光线偏转作用，此时最大亮度所在区域(图3中x区域)位于两个观察者之间，保证两个观察者均具有较高的观察亮度，实现背光模组的共享模式。

在本发明实施例中，参照图4，当第一光源12关闭且第二光源14开启时，第二导光板13开始工作，从第二导光板13射出的光线经过棱镜片的折转作用，将入射至所述透光结构的光束收窄，如图4中y区域，实现背光模组的防窥模式。

在本发明实施例中，参照图1，所述第一导光板11背向所述第二导光板13的一面设置第一网点结构111。

在本发明实施例中，参照图5，所述第二导光板13面向所述第一导光板11的一面设置第二网点结构131；所述第二网点结构131被配置为将所述第二导光板13射出的光线x的出射角度θ2控制在70°-85°。

其中，第二导光板13的材料包括：聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)；折射率为1.49，对应第二导光板13的全反射角为42°，光线x在第二导光板13中以全反射的方式向前传输，当遇到第二网点结构131时，全反射被打破，光线x从第二导光板13面向棱镜片15的一面射出，根据折射定律n1sinθ1＝n2sinθ2；其中，n1为第二导光板13的折射率，为1.49；θ1为全反射角为42°，n2为空气的折射率，为1，则可以计算得出θ2＝85°，则从第二导光板13的光线x的出射角度与法线的夹角为85°。

在本发明实施例中，可以通过改变第二网点结构131底部斜边的倾角，调整全反射的出射光线x的方向，使光线x的出射角度控制在70°-85°。光线x经过透光结构152的两个侧边，可以使光线x在垂直方向上以0°±10°的角度射出棱镜片15，达到背光模组的防窥模式。其中，垂直方向是指垂直第二导光板13所在的平面的方向，水平方向是指平行第二导光板13所在的平面的方向。

在本发明实施例中，参照图6，其中，图6中(b)为(a)的俯视图；(c)为(a)的左视图；(d)为(a)的主视图；所述第二网点结构131包括：入光面1311、第一底面1312、第二底面1313、第一侧面1314、第二侧面1315和上表面1316；其中，所述入光面用于接收入射至所述第二网点结构的入射光线；所述第一底面和第二底面用于将垂直的所述入射光线进行汇聚；所述第一侧面和第二侧面用于将水平的所述入射光线进行汇聚，经所述第一底面、第二底面、第一侧面及第二侧面汇聚的光线由所述上表面出射，并入射至所述棱镜片。

在本发明实施例中，透光结构152和第二网点结构131需要相互配合才能实现对出光方向的调整，透光结构152包括第一底角a和第二底角b，第一底角a小于第二底角b，第二网点结构的横截面具有第三底角和第四底角，其中，第三底角是第一侧面1314和上表面1316的夹角，第四底角是第二侧面1315和上表面1316的夹角；第三底角大于第四底角，第二底角和第四底角位于同一侧。

其中，在图6(a)中，入光面1311、第一底面1312和第二底面1313是指图中较浅线绘制的区域，第一侧面1314、第二侧面1315和上表面1316是图中较黑的线绘制的区域。

在本发明实施例中，第一侧面1314和第二侧面1315将水平方向的光由第二导光板控制光束收缩的基础上，将光束再收缩，收缩范围为10°-20°。

在本发明实施例中，所述第一网点结构包括：圆形网点，入射至所述第一导光板的光束在经所述第一导光板、所述第二导光板及所述棱镜片出射后，光束的中心视角朝指定方向偏转指定角度。

其中，圆形网点用于打破第一导光板内的全反射，光线在圆形网点处发生反射和折射，反射后的光线经过第二导光板和棱镜来实现共享。

在本发明实施例中，举例说明，参照图7，为常规小型汽车车内空间距离，副驾驶与副驾驶显示面板之间的距离l1为0.75米，驾驶员和副驾驶之间的距离为0.7米，夹角c为43°，则当副驾驶显示面板的水平截止角≤43°时，实现防窥模式，即驾驶员看不到副驾驶显示面板的显示内容。如需实现共享模式，则需将中心视角向驾驶员进行偏转，使中心视角位于驾驶员和副驾驶之间，因为驾驶员距离显示面板的距离更远，为了使二者获得的屏幕亮度均满足亮度要求，可以选择中心视角更多的偏向驾驶员，在这里可以选择中心视角向驾驶员偏转32°左右，以此来减轻驾驶员看显示面板时因亮度带来的视觉障碍，降低驾车风险，其中，中心视角的偏转范围为大于或等于32°，且小于或等于43°，在此范围内保证驾驶员和副驾驶均能获得良好的画面效果。

在本发明实施例中，在防窥模式下，参照图4，水平方向的半光强角度为20°-25°，截止角约为40°，此视角下驾驶员无法观看到显示面板的画面，并且显示面板的画面不会投影的车窗上，不会影响驾驶员的驾驶。

在本发明实施例中，所述第一网点结构12包括：异形网点；在所述第一光源和所述第二光源同时开启时，入射至所述第一导光板的光束在经所述第一导光板、所述第二导光板，及所述棱镜片出射后，光束的角度分布中在两个方向上具有亮度峰值。

在本发明实施例中，参照图8为异形网点的三视图，所述异形网点的外表面包括：自由曲面和平面；所述自由曲面包围所述平面的四周；所述自由曲面包括：凸起面。

在本发明实施例中，参照图8，其中，(a)为异性网点的俯视图，(b)为异性网点的主视图，(c)为异性网点的侧视图。图8中的异形网点的长l、宽w、高h分别为：55μm、38μm和19μm。在本发明实施例中，异性网点还可以为其他自由曲面，只要能够实现使棱镜片的出射光线具有两个亮度峰值即可。

在本发明实施例中，参照图9，所述异形网点包括：多面体结构；所述多面体结构包括：上表面、下表面以及连接所述上表面和所述下表面的多个侧面。

在本发明实施例中，参照图10，当第一网点结构111为异形网点，且第一光源和第二光源均开启时，经棱镜片折射后出射的光束的角度分布中，在两个方向上具有亮度峰值。如图10中的z区域和w区域。例如，z区域指向副驾驶，w区域指向驾驶员，则也实现两个观察者均能达到足够高的亮度水平。

在本发明实施例中，当只有第二光源开启，第二导光板13工作时，光线图如图5，为防窥模式。当第一光源开启，第一导光板11工作时，光线图参照图11，为共享模式。

在常规的共享模式下，在副视角位置(驾驶员位置)，亮度非常低，不利于观察显示画面，尤其对于室外的车载显示产品，对亮度要求很高。

在本发明实施例中，从第一导光板出射的光线，通过第二导光板及第二导光网点，将光线偏转至大角度，即提升了副视角位置的亮度，保证驾驶员具有良好的观察条件。

其中，在共享模式下，再经过棱镜片，将导光板出射的光线进行偏折，从而实现大视角亮度提升。

在本发明实施例中，第一网点结构还可以采用和第二网点结构相同的网点结构。其中，参照图11，在第一网点结构和第二网点结构相同时，第一网点结构的底角与第二网点结构的底角相反设置。

例如，副驾驶(主观察者)的视角范围为0°±10°；驾驶员(副观察者)的视角范围50°±10°；位于主副观察者之间的偏折角度范围为25°±10°。其中，±10°是由驾驶员或者副驾驶在左右晃动的空间范围内产生的角度，左右两侧各约10°。

在本发明实施例中，第二网点结构131的形状的设计主要关系到出射光线的范围，使出射光线的范围在70°-85°，第二网点结构对第一导光板11的出射光线的调制作用很小，第一导光板的偏转角度主要是通过棱镜片进行调节。其中，透光结构第一底角a对应的侧边主要是对第一导光板出射的光线进行调节，控制光线向垂直方向射出；第二底角b对应的侧边主要是对第二导光板出射的光线进行调节，将出射光线偏转至25°±10°的范围。

在本发明实施例中，还包括：反射片16；所述反射片16设置在所述第一导光板11背离所述第二导光板13的一侧。

在本发明实施例中，反射片用于将入射至反射片的光线进行反射，避免光线的损失。

在本发明实施例中，还包括：聚合物分散液晶层17；所述聚合物分散液晶层设置在所述棱镜片背离所述第二导光板的一侧。

其中，为防止共享模式下，视角不足，即光束角度过小不能保证两个观察者均能看到清晰的画面效果，设置聚合物分散液晶层17能够增大光束角度。在防窥模式下，聚合物分散液晶层(pdlc：polymerdispersedliquidcrystal)施加12v-36v的交流电驱动电压，其中，具体的电压值根据聚合物分散液晶层的使用面积和光学参数，如透光率、雾度、液晶和聚合物的选型等决定，此时聚合物分散液晶层呈现透明态，不会影响背光模组的视觉。在共享模式下，关闭聚合物分散液晶层，此时聚合物分散液晶层对光束具有扩散作用，增加了背光模组的视角。可切换背光模组增加pdlc的优点在于共享模式下具有扩束作用，保证两个观察者均可见清晰画面内容。

在本发明实施例中，还包括：光阻层18；所述光阻层设置在所述聚合物分散液晶层和所述棱镜片之间。光阻层可以吸收大视角光线，能够使防窥效果更好，并且因和聚合物分散液晶层结合使用，不会影响共享模式下的宽视角状态。

其中，光阻层的材料为一种混有黑色粒子或炭黑粒子的亚克力胶，或者其它黑色光学级塑料或黑色粒子。

在本发明实施例中，所述第一光源及所述第二光源位于所述背光模组相对的两侧。

本发明中实施例提供的背光模组，包括：第一导光板；第一光源，所述第一光源设置在所述第一导光板的入光侧；第二导光板，所述第二导光板设置在所述第一导光板上；第二光源，所述第二光源设置在所述第二导光板的入光侧；棱镜片，所述棱镜片设置在所述第二导光板背离所述第一导光板的一面；其中，所述第一光源开启时，所述第一导光板射出的光线经所述棱镜片的折转分散，实现所述背光模组的共享模式；所述第一光源关闭且所述第二光源开启时，所述第二导光板射出的光线经所述棱镜片的折转收窄，实现所述背光模组的防窥模式。本发明实施例中，可以通过控制第一导光板和第二导光板和棱镜对入射光线的折转，实现共享模式和防窥模式的切换，实现方式更加简单。并且，通过棱镜片的折转，能够使背光模组在共享模式下出射的光线更加均匀。

实施例二

参照图12，示出本发明实施例提供一种显示装置的结构示意图。

其中，显示装置，包括：显示面板20及如上述任意一项所述的背光模组10。

在本发明实施例中，所述显示面板20背离所述背光模组10的一侧设置有液晶光栅30。

其中，在共享模式下，开启液晶光栅，可以使主视角和副视角显示不同的显示内容，即实现共享模式下的双视效果，关闭液晶光栅，主视角和副视角显示的内容相同。

其中，液晶光栅的工作原理为：当液晶光栅开启、第一光源开启、第二光源关闭时，液晶光栅具有光阻作用。光栅的光阻光区约两个像素大小、透光区约一个像素大小，液晶光栅距离显示面板约0.8个像素距离。此时副驾驶和主驾驶可见不同显示画面。

液晶光栅包括第一基板和第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层。在第一基板靠近液晶层的面设置有多个条状电极，第二基板上设置一公共电极。通过控制第一基板上的条状电极的开启和关闭，控制液晶光栅的开启与关闭；液晶光栅位于液晶盒的上方，其第二基板与液晶盒上基板共用，也可单独制作后贴覆到液晶层上。

本发明中实施例提供的显示装置，包括：显示面板，及如实施例一所述的背光模组，在所述显示面板背离所述背光模组的一侧设置有液晶光栅。能够实现在共享模式下的双视效果。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种背光模组和显示装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。