CN108873126B - 一种光学膜片、背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学膜片，设置于扩散片的上方，包括增光片，还包括：设置于增光片朝向扩散片一侧上的控光膜片，且控光膜片上形成有低折射率部以及折射率高于低折射率部的高折射率部；其中，低折射率部相邻之间均设置有相应的间距；高折射率部设置于低折射率部相邻之间的每一间距内，且每一间距内的高折射率部均能将从扩散片向增光片方向上的角度低于预定角度的入射光反射成角度位于限定范围内的出射光以及维持角度高于该预定角度的入射光直接透射出去。实施本发明，能实现小角度入射光在出射角范围扩散，从而解决现有微结构增光片所带来的小角度入射光难取出和利用的问题，达到改善面光源正面亮度，提高光能利用率的目的。

Description

一种光学膜片、背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光学膜片、背光模组及显示装置。

背景技术

Mini-LED面光源常常会制成柔性显示背光，又因在全屏显示技术中具有窄边框的显示优势，也常会制成异性背光用于异性显示领域中，使得Mini-LED面光源成为目前显示行业研究的重点领域之一。

Mini-LED面光源主要由Mini-LED光源、导光板、光学膜片、塑胶框等组成，因具有亮度高，寿命长、发光均匀等特点，所以常用于为显示面板提供可靠光源。在Mini-LED面光源中，Mini-LED光源发出的光线进入导光板后，通过导光板底部的网点实现光的均匀取出，导光板上表面会放置一定数量的光学膜片，用以增加光亮度且使光分布更加均匀，从而能够遮蔽色斑或者增加亮度。在现有的设计中，导光板上表面所放置的光学膜片一般包括增光片、扩散片等，但在现有采用微结构设计的增光片上，因其顶角通常设置为90°而非常不利于面光源中小角度入射光的取出和利用，大大降低了面光源正面光能利用率。

因此，有必要解决现有微结构增光片所带来的小角度入射光难取出和利用的问题，使得小角度入射光扩散到出射角范围而能从现有微结构增光片中出光，用以改善面光源正面亮度，提高光能利用率。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种光学膜片、背光模组及显示装置，能实现小角度入射光在出射角范围扩散，从而解决现有微结构增光片所带来的小角度入射光难取出和利用的问题，达到改善面光源正面亮度，提高光能利用率的目的。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光学膜片，设置于扩散片的上方，包括增光片，还包括：设置于所述增光片朝向所述扩散片一侧上的控光膜片，且所述控光膜片上形成有低折射率部以及折射率高于所述低折射率部的高折射率部；其中，

所述低折射率部相邻之间均预留有相应的间距；

所述高折射率部设置于所述低折射率部相邻之间的每一间距内，且每一间距内的高折射率部均能将从所述扩散片向所述增光片方向上的角度低于预定角度的入射光反射成角度位于限定范围内的出射光以及维持角度高于所述预定角度的入射光直接透射出去。

其中，所述低折射率部相邻之间预留的间距均应位于由公式

计算所得的距离范围内；其中，d为所述低折射率部相邻之间预留的一间距；θ为位于所述限定范围[20°,40°]内的一角度；λ为白光波长，取值范围为380nm~780nm；n为波长数，n=1或2。

其中，所述计算所得的距离范围为600μm-2300μm。

其中，所述低折射率部相邻之间预留的间距不等，且所述低折射率部相邻之间的结构相异。

其中，所述低折射率部的结构为纺锤形、椭球形、球形、锥形或长方体形；所述低折射率部沿所述控光膜片的厚度方向排列并与所述控光膜片的厚度方向之间形成的夹角位于[5°,10°]，且其两端的端面分别与所述控光膜片朝向所述增光片一侧的侧面及远离所述增光片一侧的侧面相平齐。

其中，所述低折射率部的含量占比为20%-30%，所述高折射率部的含量占比为70%-80%。

其中，所述低折射率部采用的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚乙烯和聚氯乙烯；所述高折射率部采用的材质包括聚碳酸酯PC和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。

其中，所述控光膜片还在朝向所述增光片一侧的侧面上设有上保护膜层，并还在远离所述增光片一侧的侧面上设有下保护膜层。

本发明实施例还提供了一种背光模组，包括前述的光学膜片。

本发明实施例又提供了一种显示装置，包括前述的背光模组。

本发明实施例具有如下有益效果：本发明将控光膜片集成在增光片上，通过设置控光膜片上的低折射率部之间的间距，使得填充在每一间距内的高折射率部均能将从扩散片向增光片方向上的角度低于预定角度的入射光反射成角度位于限定范围内的出射光以及维持角度高于预定角度的入射光直接透射出去，从而实现小角度入射光在出射角范围扩散，解决了现有微结构增光片所带来的小角度入射光难取出和利用的问题，达到改善面光源正面亮度，提高光能利用率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例一中提供的光学膜片的一局部剖面结构示意图；

图2为本发明实施例一中提供的光学膜片中控光膜片实现小角度入射光经反射后扩散成大角度出射光的应用场景图；

图3为本发明实施例一中提供的光学膜片中控光膜片实现大角度入射光直接透射的应用场景图；

图4为本发明实施例一中提供的光学膜片的另一局部剖面结构示意图；

图5为本发明实施例二中提供的背光模组的一局部剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1至图5所示，为本发明实施例一中，发明人提供的一种光学膜片，设置于扩散片（未图示）的上方，包括增光片1，还包括：设置于增光片1朝向扩散片一侧上的控光膜片2，且该控光膜片2上形成有低折射率部21以及折射率高于低折射率部21的高折射率部22；其中，低折射率部21采用的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚乙烯和聚氯乙烯；高折射率部22采用的材质包括聚碳酸酯PC和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET；

低折射率部21相邻之间均预留有相应的间距；

高折射率部22设置于低折射率部21相邻之间的每一间距内，且每一间距内的高折射率部22均能将从扩散片向增光片1方向上的角度低于预定角度的入射光反射成角度位于限定范围内的出射光以及维持角度高于所述预定角度的入射光直接透射出去。

应当说明的是，入射光和出射光的角度是指光线与法线之间的夹角。以增光片1为参考物，入射光和出射光的角度就是指光线与垂直于增光片1方向的法线之间的夹角。

在本发明实施例一中，由于光线在±20°极角范围内的光能利用率较低，该角度范围内光线会出现多次反射，使得能量损失较多，因此对低折射率部21相邻之间的间距进行设置，使得从扩散片向增光片方向上经过每一间距内的高折射率部22的小角度的入射光（如角度<预定角度20°）能够都能反射成角度位于限定范围[20°,40°]内的大角度的出射光，同时还能维持角度高于预定角度（如角度>=预定角度20°）的入射光直接透射出去。

在一个实施例中，如2所示，入射光为垂直于增光片1方向的光线，即入射光的角度为0°，入射光经过中间三个低折射率部21之间间隔设置的两个高折射率部22全反射后，并扩散成角度位于[20°,40°]之间的大角度的出射光，即入射光以小角度入射时，部分入射光在经过高折射率部22时会发生全反射，最终以大角度方向出射，实现小角度光到大角度的扩散。

在另一个实施例中，如3所示，入射光为与垂直于增光片1方向的法线之间具有大角度的光线，即入射光的角度高于20°，直接通过低折射率部21及高折射率部22直接透射出去，即当入射光以大角度方向入射时，入射光在低折射率部21及高折射率部22未达到全反射角，使得出光方向与入射方向基本平行，保证了大角度光扩散程度较小。

在本发明实施例一中，低折射率部21相邻之间预留的间距可以由限定范围[20°,40°]、白光波长及固定的波长数来决定。例如，低折射率部21相邻之间预留的间距可以通过公式

计算得到，使得低折射率部21相邻之间预留的间距d均应位于上述公式计算所得的距离范围600μm-2300μm内，实现出射光的角度位于[20°,40°]之间；其中，d为低折射率部21相邻之间预留的间距；θ为位于限定范围[20°,40°]内的一角度；λ为白光波长，取值范围为380nm~780nm；n为波长数，n=1或2。

在本发明实施例一中，为了防止摩尔纹的出现，可以将低折射率部21相邻之间预留的间距设置为不等，且将低折射率部21相邻之间的结构设置为相异；其中，低折射率部21的结构包括但不限于纺锤形、椭球形、球形、锥形、长方体形等。

在本发明实施例一中，通过制作工艺控制控光膜片2的厚度，低折射率部21的含量比及其取向结构的排列方向，可以较好控制控光膜片2不同角度出光的扩散比，从而得到合适的膜片参数。在一个实施例中，将低折射率部21沿控光膜片2的厚度方向（即光线出入方向）排列并与控光膜片2的厚度方向之间形成的夹角位于[5°,10°]，且将低折射率部21两端的端面分别与控光膜片2朝向增光片1一侧的侧面及远离增光片1一侧的侧面相平齐；设置低折射率部21的含量占比为20%-30%，高折射率部22的含量占比为70%-80%，同时设置控光膜片2的厚度为50μm -100μm。

在本发明实施例一中，为了保护控光膜片，因此还在控光膜片2朝向增光片1一侧的侧面上设有上保护膜层23，并还在远离增光片1一侧的侧面上设有下保护膜层24（如图4所示）。当然，此时控光膜片的总厚度控制在100μm -200μm之间。

相应于本发明实施例一的光学膜片，在本发明实施例二中，发明人还提供了一种背光模组，包括本发明实施例一中的光学膜片。由于本发明实施例二中的光学膜片与本发明实施例一中的光学膜片具有相同的结构及连接关系，具体请参见本发明实施例一中的相关内容，在此不再一一赘述。

在一个实施例中，如图5所示，背光模组包括基板100、LED芯片200、荧光膜300、扩散片400以及集成有控光膜片2和增光片1的光学膜片500；其中，

LED芯片200通过焊盘上锡膏固定在基板100上；

荧光膜300为荧光粉、硅胶和雾度粒子混合而成，并通过压膜固化工艺使其平整粘附在基板100上并覆盖LED芯片200；

扩散片400设置于荧光膜300上方，主要是将面光源表面的光扩散均匀；

光学膜片500设置于扩散片400的上方，其上的控光膜片2与扩散片400贴合在一起，并通过控光膜片2将某一小角度范围内的出光扩散到较大的角度范围内，且进一步配合增光片1的收光角度，提升面光源正面的光取出效率和亮度。

同理，相应于本发明实施例二中的背光模组，在本发明实施例三中，发明人还提供了一种显示装置，包括本发明实施例二中的背光模组。由于本发明实施例三中的背光模组与本发明实施例二中的背光模组具有相同的结构及连接关系，具体请参见本发明实施例二中的相关内容，在此不再一一赘述。

本发明实施例具有如下有益效果：本发明将控光膜片集成在增光片上，通过设置控光膜片上的低折射率部之间的间距，使得填充在每一间距内的高折射率部均能将从扩散片向增光片方向上的角度低于预定角度的入射光反射成角度位于限定范围内的出射光以及维持角度高于预定角度的入射光直接透射出去，从而实现小角度入射光在出射角范围扩散，解决了现有微结构增光片所带来的小角度入射光难取出和利用的问题，达到改善面光源正面亮度，提高光能利用率的目的。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种光学膜片，设置于扩散片的上方，包括增光片，其特征在于，还包括：设置于所述增光片朝向所述扩散片一侧上的控光膜片，且所述控光膜片上形成有低折射率部以及折射率高于所述低折射率部的高折射率部；其中，

所述低折射率部相邻之间均预留有相应的间距；

所述高折射率部设置于所述低折射率部相邻之间的每一间距内，且每一间距内的高折射率部均能将从所述扩散片向所述增光片方向上的角度低于预定角度的入射光反射成角度位于限定范围内的出射光以及维持角度高于所述预定角度的入射光直接透射出去；

其中，所述低折射率部相邻之间预留的间距均应位于由公式

计算所得的距离范围内；其中，d为所述低折射率部相邻之间预留的一间距；θ为位于所述限定范围[20°,40°]内的一角度；λ为白光波长，取值范围为380nm～780nm；n为波长数，n＝1或2。

2.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，所述计算所得的距离范围为600μm-2300μm。

3.如权利要求2所述的光学膜片，其特征在于，所述低折射率部相邻之间预留的间距不等，且所述低折射率部相邻之间的结构相异。

4.如权利要求3所述的光学膜片，其特征在于，所述低折射率部的结构为纺锤形、椭球形、球形、锥形或长方体形；所述低折射率部沿所述控光膜片的厚度方向排列并与所述控光膜片的厚度方向之间形成的夹角位于[5°,10°]，且其两端的端面分别与所述控光膜片朝向所述增光片一侧的侧面及远离所述增光片一侧的侧面相平齐。

5.如权利要求4所述的光学膜片，其特征在于，所述低折射率部的含量占比为20％-30％，所述高折射率部的含量占比为70％-80％。

6.如权利要求5所述的光学膜片，其特征在于，所述低折射率部采用的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚乙烯和聚氯乙烯；所述高折射率部采用的材质包括聚碳酸酯PC和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。

7.如权利要求6所述的光学膜片，其特征在于，所述控光膜片还在朝向所述增光片一侧的侧面上设有上保护膜层，并还在远离所述增光片一侧的侧面上设有下保护膜层。

8.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的光学膜片。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8中所述的背光模组。

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