一种背光模组及防窥显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及显示技术领域，尤其设及一种背光模组及防窥显示装置。
【背景技术】
[0002] 目前，用户在公共场合通过电子显示产品进行商务活动或查阅保密信息时，都需 要保证信息的安全，为了防止其他人员偷窥电子显示产品上显示的内容，现有技术中通常 在显示装置上安装防窥膜，防窥膜通过其上的遮光条，减小了显示装置的视角，可W使用户 只能在视角允许范围内看到显示的内容。但是，防窥膜上的遮光条会影响液晶面板的亮度， 影响防窥显示装置的视觉效果。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种背光模组及防窥显示装置，用于在不影响防窥显示装 置的防窥效果条件下，提高防窥显示装置的视觉效果。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供的背光模组及防窥显示装置，采用如下技术方 案：
[0005] 第一方面，本发明提供了一种背光模组，包括导光板、透镜和光源；所述透镜位于 所述光源与所述导光板之间，所述光源发出的光通过所述透镜W相同的入射角射入所述导 光板；所述导光板的出光面设有多个凸起，除各所述凸起所在的区域外、所述导光板的出光 面为全反射面，所述凸起的出光面与所述导光板的出光面平行，对射入所述凸起内的光线 进行第一次反射的面为全反射面，射入所述凸起的光线经过一次全反射后垂直所述凸起的 出光面射出。
[0006] 第二方面，本发明还提供了一种防窥显示装置，所述防窥显示装置包括第一方面 所述的背光模组。
[0007] 在本发明提供的背光模组及防窥显示装置中，背光模组中光源发出的光可W通过 透镜W相同的入射角射入导光板，使光线在导光板中传输路径一致；由于导光板的出光面 设有多个凸起，且除各凸起所在的区域外、导光板的出光面为全反射面，W及对射入凸起内 的光线进行第一次反射的面为全反射面，使得射入导光板内的光只能从凸起的出光面射 出；射入凸起的光线经过一次全反射后垂直凸起的出光面射出，使射入导光板的光线经过 导光板的反射后均从凸起中垂直射出，即从凸起中射出光线垂直射入液晶面板，进而从液 晶面板的正面方向垂直射出，降低液晶面板的视角，从而达到防窥的效果。因此，与现有技 术相比，由于本发明提供的背光模组及防窥显示装置不需要安装防窥膜即可具有防窥的效 果，也就不会出现防窥膜影响液晶面板的亮度问题，从而能够在不影响防窥显示装置的防 窥效果条件下，提高防窥显示装置的视觉效果。
【附图说明】
[000引此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0009] 图1为本发明实施例中背光模组的截面示意图一；
[0010] 图2为本发明实施例中背光模组的截面示意图二；
[0011] 图3为本发明实施例中背光模组的截面示意图S;
[0012] 图4为本发明实施例中背光模组的截面示意图四；
[0013]图5为本发明实施例中背光模组的截面示意图五；
[0014] 图6为本发明实施例中背光模组的截面示意图六；
[0015]图7为本发明实施例中背光模组的截面示意图走。
[0016]附图标记：
[0017] 1-导光板， 2-透镜，
[00化]3-光源， 4-凸起，
[0019] 5-液晶面板， 6-入光结构，
[0020] 7-反射涂层。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 本发明实施例提供了一种背光模组，如图1所示，背光模组包括导光板1、透镜2和 光源3 ;透镜2位于光源3与导光板1之间，光源3发出的光通过透镜2W相同的入射角射 入导光板1 ;导光板1的出光面设有多个凸起4,除各凸起4所在的区域外、导光板1的出光 面为全反射面，凸起4的出光面与导光板1的出光面平行，对射入凸起4内的光线进行第一 次反射的面为全反射面，射入凸起4的光线经过一次全反射后垂直凸起4的出光面射出。
[0023] 示例性地，如图1所示，在导光板1的左上方设有光源3,光源3发出的光经过透 镜2折射后平行射入导光板1，透镜2可W为使光源3发出的光转变为平行光的任何透镜， 例如，准直透镜。如图1所示导光板1的入光面为导光板1的左侧端面，导光板1的出光面 为导光板1的上表面。凸起4设在导光板1的上表面，凸起4的形状可W为梯形或近似梯 形，例如，图1中凸起4为倒梯形结构，倒梯形结构中对光线进行反射的腰所在平面为全反 射面，不对光线进行反射的腰所在平面垂直于导光板1的出光面；再例如，图2中凸起4为 近似倒梯形结构，近似倒梯形结构中对光线进行反射的腰所在平面为全反射面，类似倒梯 形中不对光线进行反射的腰所在面为曲面。凸起4可W呈条状，凸起4呈条状时，凸起在导 光板1的上表面间隔排布，当然凸起4也可W呈块状，其排布方式与凸起4呈条状时的排布 方式类似。
[0024]在本发明实施例中，光源3发出的光通过透镜2形成平行光线射入导光板1，经导 光板1反射后射入凸起4,在凸起4中经过一次全反射后垂直凸起4的出光面射出，使射入 导光板1的光线经过导光板1的反射后均从凸起4的出光面垂直射出，即从凸起4中射出 光线垂直射入液晶面板5,进而从液晶面板5的正面方向垂直射出，降低液晶面板5的视角， 从而达到防窥的效果。由于本发明实施例提供的背光模组不需要安装防窥膜即可具有防窥 的效果，也就不会出现防窥膜影响液晶面板5的亮度问题，从而能够在不影响防窥显示装 置的防窥效果条件下，提高防窥显示装置的视觉效果。
[0025] 需要说明的是，W图1所示为例，光线在导光板1的出光面和凸起4中对光线进行 反射的腰上进行全反射后，垂直射向液晶面板5,为了保证凸起4射出的光的出射方向垂直 于液晶面板5,液晶面板5与导光板1之间不需设置散射板、棱镜膜，在不影响显示效果的前 提下，可W简化制作工艺W及降低成本。
[0026] 为了使射入凸起4内的光线经过一次全反射后全部从凸起4的出光面垂直射出， 需要使射入凸起4内的光线首先全部射到凸起4中对光线进行全反射的面上，然后经全反 射后从凸起4的出光面射出。W图1中背光模组的截面示意图为例，凸起4的出光面的宽 度为X，凸起4的出光面与凸起4的入光面之间的距离为y，凸起4的入光面与导光板1的 出光面连接部分的宽度为Z，X、y、Z需满足如下关系式：
[0027]
[002引 X、y、Z满足上述关系式时，射入凸起4内的光线全部射到凸起4中对光线进行全 反射的面上，避免出现射入凸起4内的光线直接射到凸起4的出光面上，导致光线不能从凸 起4的出光面垂直射出的情况发生。
[0029] 为了使除各凸起4所在的区域外、导光板1的出光面为全反射面，光线射到导光板 1出光面中除各凸起4所在区域外的区域时，需要满足全反射的条件。在导光板1的入光面 发生折射的入射光线与导光板1的出光面的夹角为a，则光线射到导光板1出光面中除各 凸起4所在区域外的区域时入射角为90-a，默认空气的折射率为1，根据斯涅耳定律，光线 在导光板1的出光面除各凸起4所在区域外的区域发生全发射的条件为sin(90-?) > ，即 sma<l，其中，n为导光板1的折射率。夹角a满足上述条件时，光线在导光板1的出光n 面除各凸起4所在区域外的区域发生全发射，避免光线从导光板1的出光面除各凸起4所 在区域外的区域折射出导光板1，使除各凸起4所在的区域外、导光板1的出光面为全反射 面。
[0030] 如图1所示，为了使射入凸起4的光线经过一次全反射后垂直凸起4的出光面射 出，对射入凸起4的光线进行第一次反射的面与凸起4的出光面之间的夹角为0，夹角a 和夹角0满足2 0-a=90°。如此，由于在导光板1的入光面发生折射的入射光线与导 光板1的出光面的夹角为a，则光线射入凸起4内时与凸起4的入光面夹角也为a，光线 射入凸起4内进行第一次反射的面时入射角为90-0 +a，全反射后光线与对其进行全反射 的面之间夹角为0-a,由于2 0-a=90。，所W光线可W实现垂直凸起4的出光面射出。
[0031] 为了使光线射入凸起4内进行第一次反射的面为全反射面，此时光线射入凸起4 内进行第一次反射的面时入射角为90-e+a，则默认空气的折射率为1，根据斯涅耳定律，
其中，n为导光板1的折射率。夹角a和夹角P满 足上述条件时，光线在凸起4内进行第一次反射的面进行全反射，避免光线从凸起4内进行 第一次反射的面折射出凸起4。
[0032] 综上所述，在夹角a和夹角P满足如下关系式；20-a=90。、sin(>-a)<丄 n 和sina<-时，导光板1的出光面中除各凸起4所在的区域外为全反射面，射入凸起4内的 打 光线进行第一次反射的面为全反射面，且射入凸起4的光线经过一次全反射后垂直凸起4 的出光面射出。
[0033] 为了便于光进入导光板1，优选地，在导光板1靠近光源3的一端设置有入光结构 6,入光结构6的出光面与导光板1的入光面贴合；入光结构6的截面为直角=角形，入光结 构6的出光面为直角S角形的一条直角边所在
的面。导光板1结构可W如图3、图4或图5 所示。
[0034] 图3的结构中，入光结构6的截面为直角S角开多，入光结构6的出光面与入光结构 6的入光面垂直，光源3发出的光通过透镜2垂直射入入光结构6的入光面，然后经过入光 结构6的反射面反射后射入导光板1。为了使光线从入光结构6射入导光板1时，夹角a 满足sina<-，则入光结构6的底角为丫需要满足如下关系式；a= |90-2丫I。底脚丫n 满足上述关系式时，光线从入光结构6射入导光板1后，可W在导光板1的出光面进行全反 射，避免光线从导光板1的出光面除各凸起4所在区域外的区域折射出导光板1。
[0035] 图4的结构中，背光模组有两个光源3,位于导光板1的两端，此时在导光板1两端 的两个入光面发生折射的入射光线与导光板1的出光面的夹角分别为a1和a2,入光结构 6位于导光板1的两端，截面为直角S角形，入光结构6的出光面与入光结构6的入光面垂 直，光源3发出的光通过对应的透镜2垂直射入对应的入光结构6的入光面，然后经过入光 结构6的反射面反射后射入导光板1。为了使光线从入光结构6射入导光板1时，夹角a1 满足sin?| <^，则入光结构6的底角丫 1需要满足如下关系式；a1=I90-2 丫J;为了使光 线从入光结构6射入导光板1时，夹角a2满足sin?2<l，则入光结构6的底角丫 2需要满 n 足如下关系式：a2=I90-2 丫 21。底角丫 1和丫 2满足上述关系式时，光线从入光结构6射 入导光板1后，可W在导光板1的出光面进行全反射，避免光线从导光板1的出光面除各凸 起4所在区域外的区域折射出导光板1。
[0036] 具体的，在图3所示的结构中，导光板的折射率为1. 5,为了实现射入导光板1的 光线在导光板1的出光面进行全反射，角a的范围为〇<a<48. 2°，则角丫的范围 为20.9° < 丫 <69.r。为了增加凸起4出光面出光的亮度，光线在入光结构6的反光 面只进行反射而不进行折射，使光线全部反射进入导光板1，从而保证凸起4出光面出光的 亮度，即当20.9。< 丫 <45。时，在入光结构6的反光面设置反射涂层6;当45。《丫 < 69.r时，光线会在入光结构6的反光面进行全发射，如此，光线射入在入光结构6的反 光面的后，可W全部反射进入导光板1，没有折射的损耗，保证了凸起4出光面出光的亮度。 同理，图4所示的结构中，丫 1和丫 2分别满足上述条件时，同样达到保证了凸起4出光面出 光的亮度的效果。
[0037] 图5结构中，光源3发出的光通过透镜2、W平行于导光板1出光面的方向射入入 光结构6的入光面，入光结构6的入光面与导光板1的出光面之间的夹角为0，且夹角0 满足如下关系式：
，其中，默认空气的折射率为l，n为导光板 1的折射率，如此实现光线从入光结构6射入导光板1时sina< 1。 n
[003引为了使凸起4出光面亮度均匀，凸起4的密度从靠近光源3 -侧向远离光源3的 方向逐渐增大。由于远离光源3处光线的强度会比靠靠近光源3处光线的强度小，则在远 离光源3处凸起4的密度大于靠近光源3处的密度，使远离光源3处出射的光线增多，如此 使导光板1出光面亮度均匀。
[0039] 为了增加凸起4出光面出光的亮度，如图6所示，与导光板1的出光面相对的面上 设有向导光板1的出光面方向凹陷的凹坑，凹坑至少与液晶面板5的显示区域对应。如此， 减少光线在导光板1中传输的距离，进而减少光线强度的损耗，增加凸起4出光面出光的亮 度。
[0040] 需要说明的是，在W上任一项所述的背光模组中，为了避免光线在导光板1出光 面中除各凸起4所在区域外的区域发生折射，W及为了避免光线在凸起4中对光线进行第 一次反射的面发生折射，导致从背光模组射出的光线不能垂直射入液晶面板5,所W要求光 线在导光板1出光面中除各凸起4所在区域外的区域只进行反射，W及光线在凸起4中对 光线进行第一次反射的面只进行反射，即要求上述两部分均为全发射面。但是，实现光线只 在平面进行反射而不进行折射的方法有多种，例如，在导光板1出光面中除各凸起4所在区 域外的区域，W及凸起4中对光线进行第一次反射的面设置发射涂层，如图7所示，也可W 实现光线只进行反射而不进行折射的效果，所W本发明实施例对实现光线只进行反射而不 进行折射的方法不做限定。
[0041] 本发明实施例还提供了一种防窥显示装置，该防窥显示装置包括W上任一项所述 的背光模组。由于该防窥显示装置包括W上任一项所述的背光模组，W上任一项所述的背 光模组射出光线垂直射入液晶面板，进而从液晶面板的正面方向垂直射出，降低液晶面板 的视角，从而有利于实现防窥显示装置的防窥设计，不需要安装防窥膜即可具有防窥的效 果，也就不会出现防窥膜影响液晶面板的亮度问题，从而能够在不影响防窥显示装置的防 窥效果条件下，提高防窥显示装置的视觉效果。
[0042] 该防窥显示装置可W为；液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、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。
[0043] 在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可W在任何的一个或多 个实施例或示例中W合适的方式结合。
[0044] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应W所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种背光模组，其特征在于，包括导光板、透镜和光源；所述透镜位于所述光源与所 述导光板之间，所述光源发出的光通过所述透镜以相同的入射角射入所述导光板；所述导 光板的出光面设有多个凸起，除各所述凸起所在的区域外、所述导光板的出光面为全反射 面，所述凸起的出光面与所述导光板的出光面平行，对射入所述凸起内的光线进行第一次 反射的面为全反射面，射入所述凸起的光线经过一次全反射后垂直所述凸起的出光面射 出。2. 根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于， 除各所述凸起所在的区域外、所述导光板的出光面为全反射面的条件为： . 1 sina < -； η 对射入所述凸起内的光线进行第一次反射的面为全反射面的条件为： sin(/? -α)<丄； η 射入所述凸起的光线经过一次全反射后垂直所述凸起的出光面射出的条件为：2 β - α =90。； 其中，η为所述导光板的折射率，α为所述导光板的入光面发生折射的入射光线与所 述导光板的出光面的夹角，β为对射入所述凸起的光线进行第一次反射的面与所述凸起的 出光面之间的夹角。3. 根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述导光板靠近所述光源的一端设 置有入光结构，所述入光结构的出光面与所述导光板的入光面贴合；所述入光结构的截面 为直角三角形，所述入光结构的出光面为直角三角形的一条直角边所在的面。4. 根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述入光结构的出光面与所述入光 结构的入光面垂直；所述光源发出的光通过所述透镜垂直射入所述入光结构的入光面； Sino^l的条件为：α = |90-2γ I，其中，γ为所述入光结构的底角。 η5. 根据权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述导光板的折射率为1. 5,0 < α < 48. 2。，20· 9。< γ < 69. 1。。6. 根据权利要求5所述的，其特征在于，20.9° < γ <45°，所述入光结构的反光面 设置反射涂层。7. 根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述光源发出的光通过所述透镜以 平行于所述导光板出光面的方向射入所述入光结构的入光面； 8(纽<丄的条件为：奸a+ai_Csinsm (9〇-奶=90〇，其中，θ为所述入光结构的入光 η η 面与所述导光板的出光面之间的夹角。8. 根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述凸起为倒梯形凸起。9. 根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述凸起的密度从靠近所述光源 一侧向远离所述光源的方向逐渐增大。10. 根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，与所述导光板的出光面相对的面上 设有向所述导光板的出光面方向凹陷的凹坑，所述凹坑与液晶面板的显示区域对应。11. 一种防窥显示装置，其特征在于，所述防窥显示装置包括如权利要求1-10任一项 所述的背光模组。
【专利摘要】本发明公开一种背光模组和防窥显示装置，涉及显示技术领域，能够在不影响防窥显示装置的防窥效果条件下，提高防窥显示装置的视觉效果。所述背光模组包括导光板、透镜和光源；所述透镜位于所述光源与所述导光板之间，所述光源发出的光通过所述透镜以相同的入射角射入所述导光板；所述导光板的出光面设有多个凸起，除各所述凸起所在的区域外、所述导光板的出光面为全反射面，所述凸起的出光面与所述导光板的出光面平行，对射入所述凸起内的光线进行第一次反射的面为全反射面，射入所述凸起的光线经过一次全反射后垂直所述凸起的出光面射出。本发明提供的背光模组适用于需要背光的电子显示设备。
【IPC分类】G02B6/00, G02F1/13357
【公开号】CN104880760
【申请号】CN201510294030
【发明人】马新利, 金起满
【申请人】京东方科技集团股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月1日
