一种背光模组及显示装置的制作方法

【技术领域】

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组及显示装置。

背景技术：

液晶显示在日常生活中的应用越来越普遍，但常规液晶显示装置的主视角都是平行于显示装置的法线方向，但是在一些应用场景中，用户的视角方向会偏离显示装置的法线方向。例如，将液晶显示装置作为车载显示时，受限于车的内部空间及对驾驶员正视角需无遮挡的限制，显示装置通常设置在驾驶位的侧边，这使得驾驶员观看车载显示时的亮度降低，影响驾驶员的判断及行车安全。

【申请内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种背光模组及显示装置，以解决以上问题。

第一方面，本申请实施例提供一种背光模组，包括发光源、光学模组及角度偏折扩散膜。其中，光学膜组包括沿第一方向层叠设置的反射片、导光板、扩散片和第一棱镜增亮膜，第一方向由背光模组的背光面指向出光面；角度偏折扩散膜设置在光学膜组靠近背光模组出光面的一侧；经过角度偏折扩散膜的背光的光线与第一方向之间呈第一夹角α，α＞0°。

在第一方面的一种实现方式中，30°≥α≥60°

在第一方面的一种实现方式中，α＝32°。

在第一方面的一种实现方式中，背光模组还包括反射式偏光增亮膜，反射式偏光增亮膜设置在角度偏折扩散膜靠近背光模组出光面的一侧。

在第一方面的一种实现方式中，光学膜组还包括第二棱镜增亮膜，第二棱镜增亮膜位于第一棱镜增亮膜与角度偏折扩散膜之间。

在第一方面的一种实现方式中，角度偏折扩散膜覆盖第二棱镜增亮膜的部分区域。

在第一方面的一种实现方式中，角度偏折扩散膜覆盖第一棱镜增亮膜。

在第一方面的一种实现方式中，角度偏折扩散膜包括多个棱镜，棱镜包括第一表面和第二表面，第一表面与第一方向之间的夹角大于第二表面与第一方向之间的夹角，且多个棱镜的第一表面均平行。

在第一方面的一种实现方式中，第二表面与第一方向平行。

第二方面，本申请实施例还提供一种显示装置，包括显示屏和如第一方面提供的背光模组；其中，显示屏设置在背光模组出光面的一侧。

在第二方面的一种实现方式中，显示装置用于车载显示，背光模组向显示屏发射的背光的光线在显示屏所在平面的投影与第二方向之间的夹角为第二夹角ε，45°≤ε≤180°，第二方向为显示装置正常显示画面时由下到上的方向。

在第二方面的一种实现方式中，根显示装置为车载后视镜，ε＝141°。

在第二方面的一种实现方式中，显示装置为车载中控，ε＝90°。

本申请实施例中，通过在背光模组中设置角度偏折扩散膜，将背光模组射出的背光做了指向性改变，从而实现与显示装置的垂直视角有偏移的特定视角具备较高的发光亮度。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种背光模组的示意图；

图3为使用常规背光模组的显示面板的亮度效果图；

图4为应用图2所示实施例中的背光模组的显示面板亮度效果图；

图5为本申请实施例提供的角度偏折扩散膜的局部放大图；

图6为本申请实施例提供的另一种背光模组的示意图；

图7为应用图6所示实施例中的背光模组的显示面板亮度效果图；

图8为本申请实施例提供的另一种背光模组的示意图；

图9为第一棱镜增亮膜与第二棱镜增亮膜的关系示意图；

图10为将第二棱镜增亮膜设置在角度偏折扩散膜上方的背光模组对应的显示面板亮度效果图；

图11为本申请实施例提供的再一种显示装置的示意图；

图12为图11所示显示装置对应的一种背光模组的示意图；

图13为本申请提供的又一种显示装置的示意图；

图14为图13所示显示装置的平面示意图；

图15为图13所示显示装置的剖面图；

图16为本申请实施例提供的再一种显示装置的示意图；

图17为图16所示显示装置的平面示意图；

图18为图16所示显示装置的剖面图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请权利要求及实施例所描述的“基本上”、“近似”、“大约”、“约”、“大致”“大体上”等词语，是指在合理的工艺操作范围内或者公差范围内，可以大体上认同的，而不是一个精确值。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二等来描述方向，但这些方向不应限于这些术语。这些术语仅用来将方向彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一方向也可以被称为第二方向，类似地，第二方向也可以被称为第一方向。

本案申请人通过细致深入研究，对于现有技术中所存在的问题，而提供了一种解决方案。

图1为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图，图2为本申请实施例提供的一种背光模组的示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的背光模组01可以用于图2所示的显示装置。此外，如图2所示，显示装置还包括设置在背光模组01出光面一侧的显示屏02，背光模组01为显示屏02提供显示所需的光。其中，显示屏02可以为液晶显示屏，则显示屏02包括液晶盒02a以及分别位于液晶盒02a上下两侧的上偏光片02b和下偏光片02c。由于液晶显示屏为非主动发光技术，因此背光模组01为液晶显示屏提供背光。

本申请实施例提供的显示装置可以为应用于汽车、飞机等车载显示装置，如具体可以为车载后视镜显示、车载中控显示等。由于驾驶员的视角与车载显示装置的厚度方向(即常规出光方向)存在一定且相对固定的夹角，因此，为了保证驾驶员的观测亮度，可以制备出光角度向驾驶员倾斜的显示装置。如图1所示，为了保证本申请实施例中显示装置具备向驾驶员视角倾斜的出光，可以通过对背光模组01进行改进设计，当背光模组01出射倾斜角度为α的背光时，由显示装置出射的光基本也具备倾斜角度α。

如图2所示，本申请实施例的背光模组，包括发光源10、光学模组20及角度偏折扩散膜30。

其中，发光源10可以设置在光学模组20的一侧、两侧或者多侧，也可以设置在光学模组20的下方。发光源10可以为发光二极管、冷阴极荧光管、荧光灯或其他形式的光源。

光学模组20可以将发光源10发出的光转换为整面均匀的小角度光。具体地，光学模组20可以包括沿第一方向x层叠设置的反射片21、导光板22、扩散片23和第一棱镜增亮膜24。第一方向x由背光模组01的背光面指向出光面，并且第一方向x平行于背光模组01的厚度方向，背光模组01的背光面及出光面与显示装置的背光面及出光面分别对应，其中，背光模组01的背光面为靠近反射片21的一侧，背光模组01的出光面为反射片21朝向光学模组20中其他膜层的一侧。需要说明的是，第一方向x与背光模组01的厚度方向平行，也就与背光模组01适用的显示装置的厚度方向平行。

如图2所示，发光源10设置在导光板22的一侧，反射片21可以反射发光源10发出射向背光模组20背光面一侧的光，导光板22可以将发光源20发出的点光源或者面光源转换为面光源，扩散片23可以将不均匀的光扩散为均匀的光，第一棱镜增亮膜24可以将大角度的光转换为小角度的光提升背光模组的出光亮度。需要说明的是，经由光学模组20出射的光为小角度光，可以将小角度光近似看做与第一方向x平行的光。

角度偏折扩散膜30设置在光学膜组20靠近背光模组01的出光面的一侧，也就是，光学模组20与角度偏折扩散膜30沿第一方向x排布。由光学模组20出射的小角度光再经过角度偏折扩散膜30的作用后出射的背光的光线与第一方向x之间呈第一夹角α，α＞0°。角度偏折扩散膜30将光学模组20出射的基本与第一方向x平行的基本所有光的角度做了指向性改变，此处所指指向性改变是指背光模组射出的背光指向特定的视角，例如驾驶员的视角。需要说明是，可以认为背光中的所有光线基本平行。

需要说明的是，在实际的应用中，光学模组20并不能将所有经过其的所有光线均变为准直光，那么经过角度偏折扩散膜30的所有光线也并不能严格地与第一方向x呈固定的第一夹角α，也就是，本申请实施例中背光模组01出射的背光不完全严格与第一方向x呈固定的第一夹角α。因此，本申请中背光模组01对背光的指向性改变应该依据光斑的变化，即光斑的中心相对于背光模组01的中心向特定方向偏移。而本申请实施例中为了对背光模组01的功能进行说明示意性的画出了光线并以光线进行说明，但是实际的产品可以从光斑的偏移角度界定背光模组01对光的指向性改变。

图3为使用常规背光模组的显示面板的亮度效果图，图4为应用图2所示实施例中的背光模组的显示面板亮度效果图。以α＝32°，圆周视角为231°进行亮度比较，图3所示该视角的亮度为255，而图4所示该视角的亮度为463，可以看出本申请实施例对特定视角的亮度改善明显。

本申请实施例中，通过在背光模组01中设置角度偏折扩散膜30，将背光模组01射出的背光做了指向性改变，从而实现与显示装置的垂直视角有偏移的特定视角具备较高的发光亮度。此外，将角度偏折扩散膜30设置背光模组01中，而未设置在显示屏02的上下表面，一方面避免角度偏折扩散膜30与显示屏02结合使用光学胶，光学胶对光线的偏转；另一方面避免角度偏折扩散膜30设置在显示屏02的上表面而裸露在外，容易被刮伤。

考虑到常用的车载显示装置，诸如车载后视镜显示及车载中控显示等与驾驶位的位置关系，第一夹角α可以满足45°≥α≥0°，并且优先地，经过角度偏折扩散膜30的基本所有光线均平行且光线的由车载显示装置向驾驶位所在方向倾斜。

以现有的常规设计的汽车为例，驾驶位在车载显示装置的左前方，并且可选地，第一夹角α＝32°。

图5为本申请实施例提供的角度偏折扩散膜的局部放大图。

在本申请的一个实施例中，如图5所示，角度偏折扩散膜30包括多个楔形凸起300，其中，楔形凸起300包括第一表面301和第二表面302，第一表面301与第一方向x之间的夹角大于第二表面302与第一方向x之间的夹角，且多个楔形凸起300的第一表面301均平行。如图5所示，楔形凸起300位于角度偏折扩散膜30靠近背光模组01背光面的一侧。

由图5可以看出，角度偏折扩散膜30中楔形凸起300的第一表面301的倾斜角度决定了角度偏折扩散膜30对光线的指向性改变的角度，即楔形凸起300的第一表面301的倾斜角度决定了第一夹角α的大小。具体地，假设楔形凸起300的折射率为n1，角度偏折扩散膜30的楔形凸起300所在一侧所接触的结构的折射率为n2，且楔形凸起300与第一方向x之间的角度为θ。则基本与第一方向x平行的入射光线与第一表面301的法线方向之间的夹角β＝(90°-θ)，出射光线与第一表面301的法线方向之间的夹角γ＝(β-α)＝(90°-θ-α)。根据折射定律，n2*sinβ＝n1sinγ，即n2*sin(90°-θ)＝n1*sin(90°-θ-α)，则根据实际对第一夹角α的需求，可合理设计楔形凸起300的第一表面301的倾斜角度。

此外，如图5所示，为了避免第二表面302对出射光的影响，可以将第二表面302设计为与第一方向x平行。以小角度入射到角度偏折扩散膜30的光线与第二表面302的法线方向之间为大角度，因此会发生全反射进而重新到达光学模组20，经过光学模组20的反射和/或折射作用后会被重新利用。

图6为本申请实施例提供的另一种背光模组的示意图。

当背光模组01的上方所设置的显示屏02上设置上偏光片02b和下偏光片02c时，由于偏光片仅允许一个偏振方向的光通过而吸收另一个偏振方向的光，因此，常规设计中，背光模组01射入显示屏02的的圆偏振光或者椭圆偏振光等全偏振光的能量会损失一半。

在本申请的一个实施例中，如图6所示，背光模组01还包括反射式偏光增亮膜40，并且反射式偏光增亮膜40设置在角度偏折扩散膜30靠近背光模组01出光面的一侧。反射式偏光增亮膜40不改变光的角度，如图6所示，由角度偏折扩散膜30射出的光线与第一方向x之间的角度为第一夹角α，而由角度偏折扩散膜30射出并通过反射式偏光增亮膜40的光线与第一方向x之间的角度仍为第一夹角α。

反射式偏光增亮膜40可以将圆偏振光或者椭圆偏振光基本全部转换为线偏振光，其原理为，如图6所示，反射式偏光增亮膜40允许p光l1通过，并将s光l2漫反射回去，s光反射回光学模组20后会被消偏振重新生成全偏振光，重新生成的p光l1可以通过反射式偏光增亮膜40，而新生成的s光l2光会重新被漫反射回去，反复多次后，圆偏振光或者椭圆偏振光基本全部变为了p光l1。

需要说明的是，以上仅以反射式偏光增亮膜40允许p光l1通过并漫反射s光l2为例进行说明，实际反射式偏光增亮膜40也可以漫反射p光l1并允许s光l2通过。

需要进一步说明的是，反射式偏光增亮膜40允许通过的光的偏振方向应该与显示屏02靠近背光模组01的偏振片所允许通过的光的偏振方向相同。那么通过设置反射式偏光增亮膜40可以将背光基本全部转换为可以通过显示屏02的下偏光片02c的线偏振光，可以使背光模组01发射的背光经过显示屏02时，可以基本完全被下偏光片02c允许通过，进而可以提高显示装置的亮度。

图7为应用图6所示实施例中的背光模组的显示面板亮度效果图。同样以α＝32°，圆周视角为231°进行亮度比较，图7所示该视角的亮度为563，可以看出本实施例可以进一步提高特定视角的亮度。并且图7所示的整体亮度优于图4所示的亮度，如图7与图4中亮度最高的区域分别位于a区域和b区域，图4的a区域为亮度范围为370～457的区域，图7的b区域为亮度高于480～592的区域，图7中的b区域的最低亮度及最高亮度分别高于图4的a区域的最低亮度和最高亮度，且b区域的面积明显大于a区域的面积。

优选地，反射式偏光增亮膜40设置在背光模组01的其他所有光学膜层结构靠近出光面的一侧，避免由反射式偏光增亮膜40射出的光被其他光学膜层消偏振。

图8为本申请实施例提供的另一种背光模组的示意图，图9为第一棱镜增亮膜与第二棱镜增亮膜的关系示意图。

如图8所示，本申请实施例提供的背光模组01中的光学膜组20还包括第二棱镜增亮膜25，第二棱镜增亮膜25位于第一棱镜增亮膜24与角度偏折扩散膜30之间。如图9所示，第二棱镜增亮膜25可以与第一棱镜增亮膜24的结构相同，不同之处在于两者之间的设置方向不同，第二棱镜增亮膜25中的第二棱镜250与第一棱镜增亮膜24中的第一棱镜240的延伸方向垂直。第二棱镜增亮膜25的设置可以进一步缩小由光学模组20射出的光的分散性，其中，分散性代表的是不同方向的光线与第一方向x的夹角的范围，分散性越小，夹角范围窄。通过设置第二棱镜增亮膜23可以确保光学模组20射出的光线尽量为与第一方向x平行的平行光，则由背光模组01射出的背光为朝向特定方向倾斜的且平行的指向性背光，进一步增加特定方向所在视角的亮度。

将第二棱镜增亮膜25设置在角度偏折扩散膜30靠近背光模组01背光面的一侧，可以避免第二棱镜增亮膜25对角度偏折扩散膜30生成的指向性光的角度的影响。图10为将第二棱镜增亮膜设置在角度偏折扩散膜上方的背光模组对应的显示面板亮度效果图。如图10所示，当第二棱镜增亮膜25设置在角度偏折扩散膜30靠近背光模组01出光面的一侧时，由于第二棱镜增亮膜25对指向性光的角度影响使得较高亮度的光基本在整个圆周视角均有分布，这就导致特定视角的光亮度降低。

需要说明的是，在本申请的实施例提供的背光模组01中，角度偏折扩散膜30靠近背光模组01的出光面一侧不设置任何改变光线角度的膜层，如具备反射光效果的膜层、具备折射光效果的膜层等。

在本申请的一个实施例中，如图2、图6及图8所示，沿与第一方向x平行的方向，角度偏折扩散膜30可以完全覆盖第一棱镜增亮膜24，则由背光模组01射出的背光均为指向性的光线，对应的，包括该实施例中的背光模组01的显示装置也为整面出射指向性光线的显示装置。

图11为本申请实施例提供的再一种显示装置的示意图，图12为图11所示显示装置对应的一种背光模组的示意图。

如图11所示，在本申请的一个实施例中，显示装置包括第一区域a1和第二区域a2，第一区域a1与第二区域a2的出射光的角度不同。如图11所示的，第一区域a1的出射光角度与第一方向x之间的角度为第一夹角α，第二区域a2的出射光角度与第一方向x平行。此外，第一区域a2的出射光角度也可以与第一方向x呈一定的夹角，例如，第一区域a2的出射光与第一方向x之间的角度与第一夹角相同，但是第一区域a2的出射光指向副驾驶位。当显示装置具备出射光角度不同的第一区域a1和第二区域a1时，显示装置可以同时为不同视角提供高亮度的显示，例如为驾驶位和副驾驶位同时提供高亮度的显示。

对应地，角度偏折扩散膜30可以沿平行于第一方向x的方向覆盖部分第一棱镜增亮膜24，也就是，角度偏折扩散膜30沿平行于第一方向x的方向覆盖第一区域a1对应区域的第一棱镜增亮膜24。

在本申请的一个实施例中，如图12所示，当显示装置的第二区域a2的出射光角度与第一方向x平行，则背光模组01中对应第二区域a2的区域不设置角度偏折扩散膜30。在该实施例的一种实现方式中，如图12所示，背光模组01还包括第二棱镜增亮膜25，并且第二棱镜增亮膜25可以整面设置完全覆盖第一棱镜增亮膜24，则角度偏折扩散膜30仅覆盖第二棱镜增亮膜25的部分区域，而不被角度偏折扩散膜30覆盖的第二棱镜增亮膜25的部分区域仍具备较高的亮度。

为了实现角度偏折扩散膜30仅覆盖第二棱镜增亮膜25的部分区域，可以使用oc胶将角度偏折扩散膜30粘贴在第二棱镜增亮膜25的部分区域，然后将粘贴后的组合结构由于其他光学膜层进行组装。

此外，当角度偏折扩散膜30完全覆盖第一棱镜增亮膜24或第二棱镜增亮膜25且两者之间无其他光学功能膜层时，在制备背光模组01的过程中，可以使用oc胶粘贴角度偏折扩散膜30与第一棱镜增亮膜24或第二棱镜增亮膜25，然后将粘贴后的组合结构与其他光学膜层进行组装；也可以将角度偏折扩散膜30与其他光学膜层层叠设置，不需任何固定膜层进行组装。

在本申请的一个实施例中，当显示装置的第二区域a1的出射光角度与第一方向x呈一定角度时，则背光模组01中对应第二区域a2对应的区域与第一区域a1对应的区域可以设置对光线的指向性改变不同的角度偏折扩散膜30。

本申请实施例还提供一种显示装置，包括如上述任意一个实施例提供的背光模组01，此外，显示装置还包括显示屏02，显示屏02设置在背光模组01的出光面一侧，背光模组01为显示屏02提供背光。

本申请实施例提供的背光模组01可以射出与显示装置厚度方向之间呈一定夹角的指向性背光，则可以实现与显示装置的垂直视角有偏移的特定视角具备较高的发光亮度。

图13为本申请提供的又一种显示装置的示意图，图14为图13所示显示装置的平面示意图，图15为图13所示显示装置的剖面图；图16为本申请实施例提供的再一种显示装置的示意图，图17为图16所示显示装置的平面示意图，图18为图16所示显示装置的剖面图。

如图13及图16所示，本申请实施例还提供一种显示装置，包括如上述任意一个实施例提供的背光模组01，此外，显示装置还包括显示屏02，显示屏02设置在背光模组01的出光面一侧，背光模组01为显示屏02提供背光。

如图13-18所示，本申请实施例提供的显示装置可以用于车载显示，并且该显示装置位于驾驶位的一侧，以显示装置正常显示画面时由下到上的方向为第二方向y，则背光模组01向显示屏02发射的背光在显示屏02所在平面的投影与第二方向y之间的夹角为第二夹角ε，第二夹角ε满足45°≤ε≤180°。当显示装置位于驾驶位的上方时，第二夹角ε＝180°；ε位于驾驶员的右下方或者右上方时，第二夹角ε可以满足ε＝45°。

在本申请的一个实施例中，如图13-15所示，显示装置可以为车载中控，驾驶员视角基本位于显示装置的左侧。则如图14所示，第二夹角ε＝90°；如图15所示，由显示装置射出的光线与第一方向x之间的夹角与第一夹角α相同。

在本申请的一个实施例中，如图16-18所示，显示装置为车载后视镜，驾驶员视角位于显示装置的左下方。则如图17所示，第二夹角ε＝141°；如图18所示，由显示装置射出的光线与第一方向x之间的夹角与第一夹角α相同。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。