本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種背光模組和顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著顯示裝置的屏幕尺寸逐漸變大，給消費者帶來了極致的視覺和觸覺體驗。但是，大尺寸的顯示屏幕，往往無法保證使用者的個人隱私。

為此，目前的顯示裝置通常設(shè)置有防窺保護膜等的部件來保護使用者的個人隱私。但是，這種顯示裝置的防窺模式是固定的，即，該顯示裝置只能具有一種可視范圍，而無法在各種不同的可視范圍之間進行切換。例如，不能在防窺模式與可供多人分享的分享模式之間進行切換，從而導(dǎo)致可視范圍單一、視覺效果不靈活。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種背光模組和顯示裝置，其可以增加不同的可視范圍，且可以在不同的可視范圍之間進行切換，從而可以增加視覺效果的靈活性。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種背光模組，包括背光源，還包括液晶透鏡，所述液晶透鏡在不工作時，使由所述背光源發(fā)出的光線透過；在工作時，等效形成凹透鏡，用以增大由所述背光源發(fā)出的光線的發(fā)散角；所述背光源位于所述凹透鏡的物距所在位置處。

優(yōu)選的，通過調(diào)節(jié)加載至所述液晶透鏡的驅(qū)動電壓，使所述液晶透鏡等效形成不同曲率半徑的凹透鏡。

優(yōu)選的，根據(jù)人眼相對于顯示區(qū)域的不同位置，調(diào)節(jié)所述凹透鏡的曲率半徑。

優(yōu)選的，所述顯示區(qū)域包括中心位置和邊緣位置，人眼靠近所述中心位置時的所述凹透鏡的曲率半徑大于人眼靠近所述邊緣位置時的所述凹透鏡的曲率半徑。

優(yōu)選的，所述液晶透鏡中的液晶盒的延遲量采用以下公式計算獲得：

$\mathrm{\Δ}nd=\frac{1.5\×P\×sin\mathrm{\θ}}{8}$

其中，Δnd為所述液晶盒的延遲量，d為所述液晶盒的盒厚；Δn為雙折射率，等于n_e-n₀，n_e為所述液晶盒的正常折射率，n₀為所述液晶盒的反常折射率；P為所述液晶盒的寬度；所述凹透鏡為圓透鏡的一部分，且建立一個直角三角形棱鏡，所述直角三角形棱鏡的斜邊為所述凹透鏡的切線；θ為與所述切線相垂直的法線與所述圓透鏡在豎直方向上的中心線之間的夾角；所述直角三角形棱鏡的兩個直角邊分別是水平的和垂直的，且水平的所述直角邊與所述斜邊之間的夾角等于θ。

優(yōu)選的，計算所述液晶透鏡中的液晶盒的延遲量的所述公式采用以下公式推導(dǎo)獲得：

sinθ＝P/2÷r

f＝1.5×P²/(8Δnd)

r＝f(n₂-n₁)/n₁

P為已知的所述凹透鏡的寬度；

r為所述圓透鏡的半徑；

n₁為介質(zhì)折射率，n₁等于1；

n₂為所述直角三角形棱鏡的折射率，n₂等于1.5；

f為已知的所述凹透鏡的焦距。

優(yōu)選的，所述凹透鏡的焦距f采用以下公式獲得：

L＝P/2÷tanθ

L'＝P/2÷tanα

1/L'-1/L＝1/f

其中，L為所述凹透鏡的物距；L’為所述凹透鏡的像距；P為所述已知的所述凹透鏡的寬度；θ為所述背光源發(fā)出的光線的發(fā)散角；α為經(jīng)所述凹透鏡增大后，所述背光源發(fā)出的光線的發(fā)散角。

優(yōu)選的，所述凹透鏡的曲率半徑包括49μm、25μm、17μm、13μm、11μm或者9.8μm。

作為另一個技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種顯示裝置，包括背光模組，所述背光模組采用本發(fā)明提供的上述背光模組。

優(yōu)選的，還包括顯示模組，所述液晶透鏡設(shè)置在所述背光源與所述顯示模組之間。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的背光模組，其通過設(shè)置液晶透鏡，該液晶透鏡在不工作時，使由背光源發(fā)出的光線透過；在工作時，等效形成凹透鏡，用以增大由位于該凹透鏡的物距所在位置處的背光源發(fā)出的光線的發(fā)散角，可以增加不同的可視范圍，即，背光源在液晶透鏡工作時發(fā)出的光線的發(fā)散角大于在液晶透鏡不工作時發(fā)出的光線的發(fā)散角，從而可以在不同的可視范圍(例如防窺模式和分享模式)之間進行切換，從而可以增加視覺效果的靈活性。

本發(fā)明提供的顯示裝置，其通過采用本發(fā)明提供的上述背光模組，可以在不同的可視范圍之間進行切換，從而可以增加視覺效果的靈活性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的背光模組在液晶透鏡工作時的光路示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的背光模組在液晶透鏡工作時的參數(shù)計算說明圖；

圖4為不同曲率半徑的凹透鏡對背光源發(fā)出的光線的發(fā)散作用的具體數(shù)據(jù)圖。

具體實施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的背光模組和顯示裝置進行詳細描述。

圖1為本發(fā)明實施例提供的背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1，背光模組包括背光源1和液晶透鏡2。其中，背光源1透過液晶透鏡2朝向顯示模組3的方向發(fā)出光線。該背光源1發(fā)出的光線具有固定的發(fā)散角，該發(fā)散角可以根據(jù)具體情況自由設(shè)定。液晶透鏡2在不工作(即不通電)時，僅使由背光源1發(fā)出的光線透過，而不改變該光線的發(fā)散角。液晶透鏡2在工作(即通電)時，等效形成凹透鏡，用以增大由位于該凹透鏡的物距所在位置處的背光源1發(fā)出的光線的發(fā)散角。

由于背光源1發(fā)出的光線的發(fā)散角大小決定了顯示模組3的可視范圍，即，發(fā)散角越大，則可視范圍越大；反之，發(fā)散角越小，則可視范圍越小，因此，通過使液晶透鏡2在工作與不工作兩個狀態(tài)之間進行切換，可以實現(xiàn)在兩個不同的可視范圍之間進行切換，從而可以增加視覺效果的靈活性。例如，若采用較小的發(fā)散角，則在液晶透鏡2不工作時，顯示模組3的可視范圍較小，從而可以實現(xiàn)防窺的視覺效果。而在液晶透鏡2工作時，在液晶透鏡2的發(fā)散作用下，顯示模組3自原來的可視范圍被切換至較大的可視范圍，從而可以實現(xiàn)共享的視覺效果。

通過向液晶透鏡2加載驅(qū)動電壓即實現(xiàn)液晶透鏡2進入工作狀態(tài)，優(yōu)選的，通過調(diào)節(jié)該驅(qū)動電壓，可以使液晶透鏡2等效形成不同曲率半徑的凹透鏡，從而可以形成更多種可視范圍，進一步提高視覺效果的靈活性。例如，凹透鏡的曲率半徑可以為49μm、25μm、17μm、13μm、11μm或者9.8μm等等。如圖4所示，為不同曲率半徑的凹透鏡對背光源發(fā)出的光線的發(fā)散作用的具體數(shù)據(jù)圖。由圖可知，當液晶透鏡2不工作時，凹透鏡的曲率半徑為無窮大，此時由背光源1發(fā)出的光線的發(fā)散角(即，原角度)為+/-30°(以背光源的原始亮度的5％作為視角基準)。當液晶透鏡2工作時，由其等效形成的凹透鏡的曲率半徑分別為49μm、25μm、17μm、13μm、11μm或者9.8μm。在液晶透鏡2的作用下，由背光源1發(fā)出的光線的新發(fā)散角、新亮度以及最終獲得的新可視范圍(Range)的具體數(shù)據(jù)如圖4所示，從而實現(xiàn)了多種不同的可視范圍。

進一步優(yōu)選的，根據(jù)人眼相對于顯示區(qū)域的不同位置，調(diào)節(jié)凹透鏡的曲率半徑，從而可以更精確地選擇合適的可視范圍。該顯示區(qū)域即為顯示模組3的顯示區(qū)域。例如，顯示區(qū)域包括中心位置和邊緣位置，其中，當人眼靠近中心位置時，所需的可視范圍較小，而當人眼靠近邊緣位置時，所需的可視范圍較大，基于此，當人眼靠近中心位置時，可以采用較大的凹透鏡的曲率半徑；當人眼靠近邊緣位置時，可以采用較小的凹透鏡的曲率半徑，即，使人眼靠近中心位置時的凹透鏡的曲率半徑大于人眼靠近邊緣位置時的凹透鏡的曲率半徑，從而可以更精確地滿足使用者的需求。需要說明的是，在實際應(yīng)用中，可以采用現(xiàn)有的人眼追蹤技術(shù)來確定人眼相對于顯示區(qū)域的位置。

在設(shè)定液晶透鏡2的相關(guān)參數(shù)時，例如液晶盒的延遲量Δnd，其中，d為液晶盒的盒厚；Δn為雙折射率，等于n_e-n₀，n_e為液晶盒的正常折射率，n₀為液晶盒的反常折射率，可以基于最終所需的目標散射角來獲得液晶透鏡2的相關(guān)參數(shù)。該目標散射角即為期望達到的可視范圍所對應(yīng)的、背光源1發(fā)出的光線在經(jīng)液晶透鏡2散射作用之后的散射角。

下面對液晶透鏡2的參數(shù)設(shè)定的具體方式進行詳細描述。具體地，圖2為本發(fā)明實施例提供的背光模組在液晶透鏡工作時的光路示意圖。請參閱圖2，當液晶透鏡2工作時，其等效形成如圖2中示出的凹透鏡，該凹透鏡的物距L2和像距L1分別在位置O1和位置O2，凹透鏡的寬度的二分之一為P/2；背光源1自該位置O1處朝向凹透鏡發(fā)出光線，且光線的發(fā)散角為A°。在該凹透鏡的散射作用下，經(jīng)過凹透鏡的光線的發(fā)散角被增大至B°。

假設(shè)發(fā)散角B°為最終所需的目標散射角，則液晶透鏡2的相關(guān)參數(shù)只要能夠在工作時等效形成上述凹透鏡即可獲得期望達到的可視范圍。由此，上述凹透鏡的焦距f可以采用以下公式獲得：

L2＝P/2÷A；

L1＝P/2÷B；

1/L1-1/L2＝1/f

在此基礎(chǔ)上，可以采用以下方式獲得液晶透鏡中的液晶盒的延遲量，由該延遲量即可制作可等效形成上述凹透鏡的液晶透鏡。具體地，圖3本發(fā)明實施例提供的背光模組在液晶透鏡工作時的參數(shù)計算說明圖。請參閱圖3，假設(shè)上述凹透鏡為圓透鏡5的一部分，且建立一個直角三角形棱鏡4。該直角三角形棱鏡4滿足以下條件：

1、直角三角形棱鏡4的斜邊為圓透鏡5的切線；

2、直角三角形棱鏡4的兩個直角邊分別是水平的和垂直的，且水平的直角邊與斜邊之間的夾角等于與該切線相垂直的法線與圓透鏡5在豎直方向上的中心線之間的夾角A。

由上可以獲得以下公式：

sinA＝P/2÷r；

f＝1.5×P²/(8Δnd)；

r＝f(n₂-n₁)/n₁

其中，P為上述凹透鏡的寬度；

r為圓透鏡的半徑；

n₁為介質(zhì)折射率，n₁等于1；

n₂為直角三角形棱鏡4的折射率，n₂等于1.5；

f為上述凹透鏡的焦距；

Δnd為液晶透鏡中的液晶盒的延遲量。

由上述三個公式進行推導(dǎo)可以獲得液晶透鏡中的液晶盒的延遲量Δnd的計算公式：

$\mathrm{\Δ}nd=\frac{1.5\×P\×\sin A}{8}$

其中，液晶盒的寬度等于上述凹透鏡的寬度P。

通過計算液晶盒的延遲量Δnd，即可制作可等效形成上述凹透鏡的液晶透鏡。

當然，在實際應(yīng)用中，還可以采用其他任意方式設(shè)定液晶透鏡2的相關(guān)參數(shù)，只要能夠獲得期望達到的可視范圍即可。

作為另一個技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種顯示裝置，其包括背光模組，該背光模組采用本發(fā)明提供的上述背光模組。

可選的，顯示裝置還包括顯示模組，液晶透鏡設(shè)置在背光源與所述顯示模組之間。

本發(fā)明提供的顯示裝置，其通過采用本發(fā)明提供的上述背光模組，可以在不同的可視范圍之間進行切換，從而可以增加視覺效果的靈活性。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。