背光板、防窥视显示装置和用于实现裸眼三维图像显示的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及显示技术，特别涉及背光板、包含该背光板的防窥视显示装置以及包含该背光板的用于实现裸眼三维图像显示的装置。按照本实用新型专利技术一个方面的背光板包含：导光板，其包含位于导光板上表面、下表面或内部的第一微结构，该第一微结构具有周期性分布的第一单元，所述光源发出的光束经所述第一微结构散射至导光板的外部；以及光学膜，其设置于经第一微结构散射至导光板外部的光束的传播方向上并且包含位于光学膜表面的第二微结构，该第二微结构具有周期性分布的第二单元，经所述第一微结构散射至导光板的外部的光束经第二微结构变换为准直光束或会聚光束。

【技术实现步骤摘要】
背光板、防窥视显示装置和用于实现裸眼三维图像显示的装置
本专利技术涉及显示技术，特别涉及背光板、包含该背光板的防窥视显示装置以及包含该背光板的用于实现裸眼三维图像显示的装置。
技术介绍
背光板是用来照明被动发光显示装置(如液晶显示屏)的光源装置。背光板具有光利用效率高、均匀度高和耗电量小等优点。在一些应用领域，出于隐私防护的目的，希望将显示装置的视角限定在一个狭窄的范围内，指向性背光技术由此应运而生。指向性背光技术能够实现单个或数个特定角度的照明，即亮度随角度明显变化。题为“基于LED的无辅助立体显示器的指向性背光结构和方法”中国专利申请(公开号CN104597608A)公开了一种指向性背光结构，所述指向性光学组件包括柱透镜、导光板包括薄导光板和厚导光板并且是平行导光板、薄导光板端部安装的折光反射棱镜及成像透镜；柱透镜将LED光源单元发出的发散光在一个平面内压缩成平行光并通过导光板传输，而保持传输特性不变；导光板的作用是使光线在其中保持全反射传输并增加光程，用成像透镜成像；而成像透镜则将该只在一个平面内被压缩成平行光的光束在正交方向进行压缩传输，形成第二、第三汇聚观察窗口。通过上述三个部件，形成具有指向特性的汇聚出瞳，并保证人眼在出瞳位置处能看到整个屏幕。在上述指向性背光结构和方法中，为了实现指向性背光照明，需要采用较多数量的模块，这增加了设计的复杂性，也不利于与其它装置的集成。题为“双视膜以及使用双视膜的双视显示设备”的中国专利申请(公开号CN105745925)公开了一种双视膜以及使用双视膜的双视显示技术，所述使用双视膜的双视显示设备包括：导光板，所述导光板被构造成引导输出光的路径；左光源和右光源，所述左光源和所述右光源被构造成与所述光导的两个边缘处的所述光导相邻以引导所述输出光的路径并根据连续的左定时和右定时在左方向或右方向上输出光；反射表面，所述反射表面被构造成位于所述光导的底部上以将来自所述光导的所述光反射回去并且将所述输出光反射回去；双视膜，所述双视膜包括棱镜输入层和透镜输出层，在所述棱镜输入层中，多个棱镜在所述双视膜的整个下表面上是连续的，在所述透镜输出层中，多个透镜在所述双视膜的整个上表面上是连续的，所述双视膜被构造成位于所述光导的顶部以导向来自两个光源的光并反射来自所述导光板的在所述棱镜输入层的左侧面或右侧面中输入的光，并且将所述反射光折射成通过所述透镜输出层朝向偏离所述双视显示器的法向轴线的左方向或右方向上的观察者；和显示面板，所述显示面板被构造成位于所述双视膜的顶部并且利用所述折射光向所述左方向或所述右方向上的所述观察者显示不同图像。在上述双视显示设备中，为了实现单个方向或两个方向的特定角度的照明，需要采用不同角度的棱镜顶角，这导致设计复杂化；此外，双视膜既要实现方向照明，又要保证导光板出光均匀性，因此制造难度较大；再者，多个光学性能受到共同的结构参数制约，进一步增加了设计的复杂性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种背光板，其具有制造成本低、设计简便和结构紧凑等优点。按照本专利技术一个方面的背光板包含：导光板，其包含位于导光板上表面、下表面或内部的第一微结构，该第一微结构具有周期性分布的第一单元，所述光源发出的光束经所述第一微结构散射至导光板的外部；以及光学膜，其设置于经第一微结构散射至导光板外部的光束的传播方向上并且包含位于光学膜表面的第二微结构，该第二微结构具有周期性分布的第二单元，经所述第一微结构散射至导光板的外部的光束经第二微结构变换为准直光束或会聚光束。优选地，在上述背光板中，所述导光板与光学膜堆叠在一起。优选地，在上述背光板中，所述导光板与光学膜以空气间隙相隔。优选地，在上述背光板中，所述导光板与光学膜之间设置低折射率层。优选地，在上述背光板中，所述第一单元为微棱镜、微透镜、自由曲面透镜或凹坑中的一种。优选地，在上述背光板中，所述第二单元为微透镜、菲涅耳透镜或薄膜透镜中的一种。优选地，在上述背光板中，所述背光板进一步包括位于所述导光板与光学膜之间的遮光板，其包含与所述第一微结构和第二微结构匹配对应的遮光结构以滤除从所述第二微结构出射的杂散光。优选地，在上述背光板中，所述背光板进一步包括位于所述导光板内部的遮光板，其包含与所述第一微结构和第二微结构匹配对应的遮光结构以滤除从所述第二微结构出射的杂散光。优选地，在上述背光板中，所述背光板进一步包括位于所述光学膜内部的遮光板，其包含与所述第一微结构和第二微结构匹配对应的遮光结构以滤除从所述第二微结构出射的杂散光。优选地，在上述背光板中，所述背光板进一步包括光源，其设置于所述导光板的侧部。优选地，在上述背光板中，所述光源为LED线阵列光源。本专利技术的还有一个目的是提供一种防窥视显示装置，其具有制造成本低、设计简便和结构紧凑等优点。按照本专利技术一个方面的防窥视显示装置包含：如上所述的背光板；以及位于所述背光板之前的液晶显示面板。本专利技术的还有一个目的是提供一种用于实现裸眼三维图像显示的装置，其具有制造成本低、设计简便和结构紧凑等优点。按照本专利技术一个方面的用于实现裸眼三维图像显示的装置包含：如上所述的背光板；空间光调制器，其位于从所述背光板射出的准直光束的传播方向上并且配置为通过振幅调制方式将多视角混合图像信息加载到所述准直光束上以形成包含多视角混合图像信息的准直光束；以及位于所述包含多视角混合图像信息的准直光束传播方向上的位相板，其配置为将所述包含多视角混合图像信息的准直光束所承载图像中的不同视角的图像投射至各自对应的观察位置。用于实现裸眼三维图像显示的装置包括：附图说明图1为按照本专利技术一个实施例的背光板的示意图。图2a-2k为可用于图1所示背光板的多种导光板的示意图。图3a-3c为可用于图1所示背光板的多种光学膜的示意图。图4为按照本专利技术另一个实施例的背光板的示意图。图5a-5d为按照本专利技术另一个实施例的背光板的示意图。图6a-6c为按照本专利技术另一个实施例的背光板的示意图。图7为按照本专利技术另一个实施例的防窥视显示装置的示意图。图8为按照本专利技术另一个实施例的用于实现裸眼三维图像显示的装置的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的背光板作更为详细的描述。图1为按照本专利技术一个实施例的背光板的示意图。图1所示的背光板10包括导光板110和光学膜120。可选地但是并非必需地，光源130可以作为图1所示背光板的组成单元。优选地，光源130可以为LED线阵列光源。在图1所示的实施例中，导光板110和光学膜120分别具有第一微结构和第二微结构。第一微结构可设置在导光板的上表面、下表面或内部，其具有周期性分布的第一单元，当光源130发出的光束进入导光板后，经第一微结构散射至导光板的外部。第二微结构具有周期性分布的第二单元，经第一微结构散射至导光板的外部的光束经第二微结构变换为准直光束或会聚光束。需要指出的是，在本说明书中，沿一个方向传播的准直光束、平行光、指向性光束和汇聚光束指的是发散角半高宽在20°以内的出射光线。优选地，出射光线的发散角半高宽在1°-10°范围内。图2a-2k为可用于图1所示背光板的多种导光板的示意图。参见图2a-2k，导光板110上的第一微结构111a-111k包含等间距排布的第一单元，其与下面将要描述的光学膜上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背光板，其特征在于，包含：导光板，其包含位于导光板上表面、下表面或内部的第一微结构，该第一微结构具有周期性分布的第一单元，光源发出的光束经所述第一微结构散射至导光板的外部；以及光学膜，其设置于经第一微结构散射至导光板外部的光束的传播方向上并且包含位于光学膜表面的第二微结构，该第二微结构具有周期性分布的第二单元，经所述第一微结构散射至导光板的外部的光束经第二微结构变换为准直光束或会聚光束。

【技术特征摘要】
1.一种背光板，其特征在于，包含：导光板，其包含位于导光板上表面、下表面或内部的第一微结构，该第一微结构具有周期性分布的第一单元，光源发出的光束经所述第一微结构散射至导光板的外部；以及光学膜，其设置于经第一微结构散射至导光板外部的光束的传播方向上并且包含位于光学膜表面的第二微结构，该第二微结构具有周期性分布的第二单元，经所述第一微结构散射至导光板的外部的光束经第二微结构变换为准直光束或会聚光束。2.如权利要求1所述的背光板，其中，所述导光板与光学膜堆叠在一起。3.如权利要求1所述的背光板，其中，所述导光板与光学膜以空气间隙相隔。4.如权利要求1所述的背光板，其中，所述导光板与光学膜之间设置低折射率层。5.如权利要求1所述的背光板，其中，所述第一单元为微棱镜、微透镜、自由曲面透镜或凹坑中的一种。6.如权利要求1所述的背光板，其中，所述第二单元为微透镜、菲涅耳透镜或薄膜透镜中的一种。7.如权利要求1所述的背光板，其中，所述背光板进一步包括位于所述导光板与光学膜之间的遮光板，其包含与所述第一微结构和第二微结构匹配对应的遮光结构以滤除从所述第二微结构出射的杂散光。8.如权利要求1所述的背光板，其中，所述背光...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔文，陈林森，浦东林，刘子衡，李晶煜，
申请(专利权)人：苏州苏大维格光电科技股份有限公司，苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32