CN109976036A - 一种光学膜片、背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光学膜片、背光模组及显示装置，通过第二表面上的凹陷结构对入射光线进行反射和透射，从而降低光源放置区域的亮度；反射至基膜内的光线在基膜内进行传输，通过第一表面上非光源放置区域的网点结构对入射至网点结构上的光线进行散射，并从第二表面上除凹陷结构之外的区域出射，从而提升非光源放置区域的亮度，这样可以形成均匀的面光源，降低直下式光源的混光高度，消除灯影，提升光效，实现直下式背光的超薄化，提高光利用率，降低了直下式光源的功耗。

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，特别是涉及一种光学膜片、背光模组及显示装置。

背景技术

液晶显示的背光源分为侧入式和直下式，侧入式背光中LED侧向出光，通过导光板和反射片结构形成均匀的面光源。直下式背光中LED以阵列的方式直接形成面光源，目前的直下式背光主要采用miniLED，具有可实现高动态范围显示(HDR)的优势，但直下式背光的最主要问题是存在miniLED阵列的灯影。

目前在TV或显示器等大尺寸显示领域，消除灯影的方法为在各个miniLED上增加透镜封装等来增大miniLED的出光发散角，同时增加混光距离并配合扩散膜，效果有限且模组厚度较大。对于手机等小尺寸显示领域，miniLED尺寸在几百微米至几毫米之间，贴装微透镜成本很高，消除灯影的方法主要是增加混光距离以及增加多张扩散膜，同样造成模组厚度增加，无法满足用户对于机身超薄化的需求，且多层扩散膜会造成较大的光损耗。

发明内容

本发明提供一种光学膜片、背光模组及显示装置，以减小混光距离并提升光效。

为了解决上述问题，本发明公开了一种光学膜片，所述光学膜片包括：基膜，所述基膜具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有光源放置区域，所述第一表面上除所述光源放置区域之外的区域设置有多个网点结构，所述网点结构用于将入射至所述网点结构上的光线进行散射；

所述第二表面上设置有与所述光源放置区域对应的凹陷结构，所述凹陷结构用于将入射至所述凹陷结构上的光线进行反射和透射。

可选地，所述网点结构为棱锥网点、凹球网点或凸球网点。

可选地，所述网点结构的直径大于或等于5μm，且小于或等于10μm。

可选地，所述凹陷结构为凹四棱锥结构、凹圆锥结构或凹球面结构。

可选地，所述基膜的厚度大于或等于200μm，且小于或等于300μm。

可选地，所述凹陷结构的表面设有第一反射层，所述第一反射层具有预设透过率。

可选地，所述预设透过率大于或等于30％，且小于或等于60％。

可选地，所述基膜的侧面设有第二反射层。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种背光模组，包括任一实施例所述的光学膜片。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示装置，包括本申请实施例所述的背光模组。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本申请提供的技术方案，通过第二表面上的凹陷结构对入射光线进行反射和透射，从而降低光源放置区域的亮度；反射至基膜内的光线在基膜内进行传输，通过第一表面上非光源放置区域的网点结构对入射至网点结构上的光线进行散射，并从第二表面上除凹陷结构之外的区域出射，从而提升非光源放置区域的亮度，这样可以形成均匀的面光源，降低直下式光源的混光高度，消除灯影，提升光效，实现直下式背光的超薄化，提高光利用率，降低了直下式光源的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种光学膜片的剖面结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的另一种光学膜片的剖面结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种背光模组的剖面结构示意图；

图4示出了lighttools软件中建立的光学膜片模拟模型示意图；

图5示出了搭载本实施例提供的光学膜片的miniLED背光亮度的lighttools模拟结果；

图6示出了未搭载本实施例提供的光学膜片的miniLED背光亮度的lighttools模拟结果。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本申请一实施例提供了一种光学膜片，参照图1和图2，该光学膜片可以包括：基膜10，基膜10具有相对的第一表面和第二表面。

第一表面具有光源放置区域101，第一表面上除光源放置区域101之外的区域设置有多个网点结构102，网点结构102用于将入射至网点结构102上的光线进行散射。

第二表面上设置有与光源放置区域101对应的凹陷结构103，凹陷结构103用于将入射至凹陷结构103上的光线进行反射和透射。

其中，网点结构102可以为凹球网点(如图1所示)、棱锥网点(如图2所示)或凸球网点等可以对入射至其上的光线进行散射的结构。网点结构102的直径可以大于或等于5μm，且小于或等于10μm。

凹陷结构103可以为凹四棱锥结构(如图1所示)、凹圆锥结构或凹球面结构(如图2所示)等可以对光线进行反射和透射(折射)，即改变光线传播方向的结构。

光源放置区域101用于放置光源，其形状可以根据实际的光源形状等进行匹配设计，例如可以是如图1和图2中示出的凹槽结构。

基膜10的厚度可以大于或等于200μm，且小于或等于300μm。基膜10的材料可以为PT、PC或PMMA等可以作为导光板的材质。

下面以如图1示出的网点结构102为凹球网点，凹陷结构103为凹四棱锥结构为例进行说明。

在实际应用中，参照图3，光源11安装在灯板12上，本实施例提供的光学膜片放置在灯板12的上方，光源放置区域101与光源11匹配安装。其中，光源11可以为miniLED，miniLED在灯板12上以一定间距均匀排布，MiniLED为朗伯体发光，即在垂直于出光面的方向上有最高光强。灯板12安装光源11的一侧在无灯的位置均匀涂布白色油墨，白色油墨具有一定的反射率可以作为高反膜。

每个光源11即miniLED上方对应设置一个凹陷结构103如凹四棱锥，凹陷结构103在第一表面的正投影可以覆盖光源放置区域101，这样可以避免光源放置区域101亮度太高。凹陷结构103的横向尺寸、凹陷深度以及表面坡度角等均可以根据实际匀光效果等确定，本申请对此不作限定。

凹陷结构103作用之一是通过全反射原理，将一部分入射光线透射一部分入射光线全反射，从而分散miniLED在垂直于出光面的光强，降低miniLED灯位置处(光源放置区域101)的出光亮度；另一作用是通过全反射原理，改变部分光线的传播角度，使这部分光在基膜10中进行全反射，降低亮度的同时避免了光能量的浪费。

为了进一步增加凹陷结构103对miniLED垂直出射光的反射，可以在凹陷结构103的表面104镀第一反射层，第一反射层具有预设透过率。其中预设透过率可以大于或等于30％，且小于或等于60％。第一反射层的预设透过率可以根据实际匀光效果调整。例如，当匀光效果较差时，可以适当提高该预设透过率。

入射到凹陷结构103上的光线一部分透射(折射)出基膜10，一部分全反射或反射至基膜10内部，在膜层内进行全反射。

基膜10的第一表面具有均匀分布的网点结构102，网点结构102的直径可以与侧入式导光板的网点类似，直径设置为5微米～10微米，以一定的密度排布。网点结构102的作用为：当膜层内的光入射到网点结构102上时发生散射，进而从基膜10的第二表面出射，这样可以充分利用凹四棱锥反射进入膜内的光，使原本没有miniLED灯的暗区(非光源放置区域)产生的出射光强与miniLED区(光源放置区域101)的出射光强接近或相同，人眼视觉下可以得到均匀的面光源光强分布。

基膜10的侧面105可以镀第二反射层，这样可以防止基膜10内全反射的光从侧边出射导致光损失。

本实施例提供的光学膜片，可以有效降低直下式光源的混光距离，只需一层灯板以及本申请提供的光学膜片即可作为直下式背光，同时可以减少扩散膜的使用，使整个***的理论光利用率为100％。

发明人采用lighttools模拟搭载本申请提供的光学膜片的miniLED背光的亮度分布，以5×5个0.5mm×5mm大小的miniLED阵列为例，模拟手机模组miniLED灯间距为1.2mm，将接收器放置于基膜10第二表面，lighttools中建立模型如图4所示，得到的出射亮度分布如图5所示，基本消除了灯影，效果明显，均一性良好，即混光距离等于基膜10的厚度，约为不到300微米。

为了进一步验证本申请提供的光学膜片的效果，在lighttools中去掉基膜10结构，在相同条件，相同混光距离下的lighttools模拟无基膜10的结果对比如图6所示，灯影显著，均一性几乎为0。从而验证了基膜10降低混光距离立竿见影的效果。

本实施例提供的光学膜片，用于直下式背光模组，可以降低直下式背光的混光距离并提升光利用率。通过在基膜的第二表面对应光源位置设置凹四棱锥或其他凹陷结构，使光源如miniLED的部分出射光全反射或反射到膜层内部，降低了miniLED灯正上方出射亮度；通过在基膜的第一表面非光源区域设置网点结构，从而将基膜内部的光进行散射并导出，充分利用基膜内的全反射光，同时提升人眼视觉下无灯区的亮度，最终使直下式miniLED背光有灯区和无灯区亮度相同，得到均匀的面光源。

本实施例提供了一种光学膜片，将miniLED垂直方向的光通过凹陷结构进行全反射或反射至膜层内部，使光在基膜内进行全反射传输，并通过膜层下表面无灯区域的网点结构将在膜层内全反射传播的光均匀散射并出射，提升了无灯区域的亮度，形成均匀的面光源，从而降低直下式miniLED的混光高度，消除灯影，只需一层miniLED灯板和本申请提供的光学膜片即可作为直下式miniLED背光，实现直下背光的超薄化，同时避免使用扩散膜，提高光利用率，降低了现有直下miniLED功耗。

本申请另一实施例提供了一种背光模组，该背光模组包括任一实施例所述的光学膜片。

参照图3，光源11安装在灯板12上，光学膜片放置在灯板12的上方，光源放置区域101与光源11匹配安装。其中，光源11可以为miniLED，miniLED在灯板12上以一定间距均匀排布，MiniLED为朗伯体发光，即在垂直于出光面的方向上有最高光强。灯板12安装光源11的一侧在无灯的位置均匀涂布白色油墨，白色油墨具有一定的反射率可以作为高反膜。

本申请另一实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括任一实施例所述的背光模组。

需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、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。

本申请实施例提供了一种光学膜片、背光模组及显示装置，通过第二表面上的凹陷结构对入射光线进行反射和透射，从而降低光源放置区域的亮度；反射至基膜内的光线在基膜内进行传输，通过第一表面上非光源放置区域的网点结构对入射至网点结构上的光线进行散射，并从第二表面上除凹陷结构之外的区域出射，从而提升非光源放置区域的亮度，这样可以形成均匀的面光源，降低直下式光源的混光高度，消除灯影，提升光效，实现直下式背光的超薄化，提高光利用率，降低了直下式光源的功耗。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种光学膜片、背光模组及显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光学膜片，其特征在于，所述光学膜片包括：基膜，所述基膜具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面具有光源放置区域，所述第一表面上除所述光源放置区域之外的区域设置有多个网点结构，所述网点结构用于将入射至所述网点结构上的光线进行散射；

所述第二表面上设置有与所述光源放置区域对应的凹陷结构，所述凹陷结构用于将入射至所述凹陷结构上的光线进行反射和透射。

2.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，所述网点结构为棱锥网点、凹球网点或凸球网点。

3.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，所述网点结构的直径大于或等于5μm，且小于或等于10μm。

4.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，所述凹陷结构为凹四棱锥结构、凹圆锥结构或凹球面结构。

5.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，所述基膜的厚度大于或等于200μm，且小于或等于300μm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的光学膜片，其特征在于，所述凹陷结构的表面设有第一反射层，所述第一反射层具有预设透过率。

7.根据权利要求6所述的光学膜片，其特征在于，所述预设透过率大于或等于30％，且小于或等于60％。

8.根据权利要求1至5任一项所述的光学膜片，其特征在于，所述基膜的侧面设有第二反射层。

9.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的光学膜片。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的背光模组。