一种光学元件、液晶显示模组及蛾眼微结构的制备方法与流程

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种光学元件、液晶显示模组及蛾眼微结构的制备方法。

背景技术：

液晶显示(liquidcrystaldisplay，lcd)模组由背光模组、tft基板、液晶、彩膜基板、上下偏光片和盖板等组件组成，光从背光光源发出后，经过上述组件后，大部分光被吸收或反射，穿透率只有约为3-6％左右，造成了光的浪费。

本申请的发明人在长期的研发中发现现有的提高穿透率的方法存在较多的问题；如通过采用rgbw显示模式替代rgb显示模式来提高穿透率，但是rgbw显示模式会造成显示画质失真，显示效果下降；或通过将玻璃减薄减少光吸收来提高穿透率，但是玻璃的减薄也有一定的限制，并不能实质性的解决穿透率偏低的问题。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种光学元件、液晶显示模组及蛾眼微结构的制备方法，能够提高lcd模组的光穿透率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种液晶显示模组，该液晶显示模组包括依序设置的背光模组、tft基板、彩膜基板，背光模组包括至少一种光学膜片，其中，光学膜片、tft基板和彩膜基板中的至少一个包括蛾眼抗反射微结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种应用于显示的光学元件，该光学元件至少在入光侧设置蛾眼抗反射微结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种蛾眼抗反射微结构的制备方法，该方法包括：提供基层；在基层上形成压印胶层；在压印胶层上形成蛾眼抗反射微结构。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在液晶显示模组的光学元件上设置蛾眼抗反射微结构，利用蛾眼微结构防反射增透的特点，提高光穿过光学元件的穿透率，进而提高整个显示模组的穿透率，提高光利用率，节能省电，降低能耗。

附图说明

图1是本发明液晶显示模组一实施方式的结构示意图；

图2是本发明液晶显示模组一实施方式的结构示意图；

图3是本发明通过fdtd软件模拟的有无蛾眼抗反射微结构的光学元件的穿透率对比图；

图4是本发明光学元件一实施方式的平面结构示意图；

图5是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图；

图6是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图；

图7是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图；

图8是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图；

图9是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图；

图10是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图；

图11是本发明方法与常规方法制得的蛾眼抗反射微结构脱模后的sem照片的对比图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

请参阅图1和图2，图1和图2是本发明液晶显示模组一实施方式的结构示意图。本发明提供一种液晶显示模组，该液晶显示模组包括依序设置的背光模组101、tft基板102、彩膜基板103，背光模组101包括至少一种光学膜片，其中，光学膜片、tft基板102和彩膜基板103中的至少一个包括蛾眼抗反射微结构104。

其中，背光模组101包括导光板、扩散片、增亮片等光学元件。在其他实施方式中，液晶显示模组还包括下偏光片105、液晶106、上偏光片107、盖板108等；其中，偏光片105和盖板108中的至少一个包括蛾眼抗反射微结构104。其中，蛾眼抗反射微结构104设置在光学元件中接触空气的一面，例如下偏光片105的下表面、或tft基板102的下表面、或彩膜基板103的上表面、或盖板108的上表面。

其中，可以同时在上述所有光学元件上都设置蛾眼抗反射微结构104，也可以只在其中一个或几个光学元件上设置蛾眼抗反射微结构104。在一实施方式中可以利用纳米压印方式制备出蛾眼抗反射微结构104，在其他实施方式中也可以利用其他方式制备出蛾眼抗反射微结构104。通过在液晶显示模组的光学元件中设置蛾眼抗反射微结构104，利用蛾眼微结构抗反射增透的特点，提高光穿过光学元件的穿透率，进而提高整个显示模组的穿透率，提高光利用率，节能省电，降低能耗。当人们在高亮环境或者户外环境中观看显示器或者显示屏时常常会因为强烈的眩光或者反射光而导致阅读困难，利用蛾眼微结构的抗反射特性，通过在盖板上设置蛾眼微结构能够提高在高亮环境中使用时的可读性效果。

请参阅图3，图3是本发明通过fdtd软件模拟的有无蛾眼微结构的光学元件的穿透率。利用时域有限差分法(finite-differencetime-domain，fdtd)模拟测试普通玻璃盖板和设置有蛾眼微结构的玻璃盖板的穿透率；从图3中可以看出，设置有蛾眼微结构的玻璃盖板在380nm-780nm波段平均穿透率约为94.2％，而普通玻璃盖板在此波段平均穿透率约为93.2％；在450nm-780nm波段，设置有蛾眼微结构的玻璃盖板的穿透率明显高于普通玻璃盖板的穿透率，说明蛾眼微结构具有较好的增透效果。

请参阅图4，图4是本发明光学元件一实施方式的平面结构示意图。本发明提供一种应用于显示的光学元件，该光学元件至少在入光侧设置蛾眼抗反射微结构401。其中，光学元件是扩散片、导光板、棱镜片、增亮片、偏光片、显示基板、盖板或光转换膜，还可以是其他光学膜等。通过设置蛾眼抗反射微结构能够很好的提高光学元件的光穿透率和抗反射的效果，该光学元件可用于lcd显示模组中，也可以用于其他组件中。

请参阅图5，图5是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图。本发明提供一种蛾眼抗反射微结构的制备方法，该方法包括：

s501：提供基层。

其中，根据光学元件的材质不同，基层大体可分为塑胶基层、玻璃基层和蓝宝石基层等。

s502：在基层上形成压印胶层。

其中，压印胶的材质成分与基层表面材质成分类似或者相同，以保证压印胶层的折射率与基层相似或相同。在其他实施方式中，也可以选用折射率与基层相似或相同但材质与基层表面材质不同的压印胶。当基层为玻璃基层和蓝宝石基层时，压印胶可以选择含氟类的有机物，例如含氟硅烷类材料等，能够避免在脱模的过程中产生黏胶的现象。

s503：在压印胶层上形成蛾眼抗反射微结构。

其中，根据基层的材质不同选用不同的方法在压印胶层上形成蛾眼抗反射微结构；例如，对于塑胶基层采用纳米压印压辊方式进行制备蛾眼抗反射微结构；而对于玻璃基层或蓝宝石基层则采用纳米压印刻蚀方式进行制备蛾眼抗反射微结构。

请参阅图6，图6是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图。该实施方式中，基层为塑胶基层。在洗净的塑胶基层601上涂布一层压印胶602。

用压辊603在压印胶602表面压印，通过压印得到所需的微结构形貌604。其中，压辊603上具有与所需制备的蛾眼抗反射微结构相反的微结构形貌；压辊603上的图案通过电化学氧化或光刻等方式成型。

对压印胶层602进行固化，用以增强微结构层604的机械强度。可选地，通过紫外光固化或者热固化的方式对压印胶层进行固化，也可以选用其他固化方式对压印胶层进行固化。

请参阅图7，图7是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图。该实施方式中，基层为塑胶基层。

一般工艺下制备的蛾眼微结构机械强度和耐摩擦性能较低，为增强蛾眼结构的机械强度和耐摩擦性能，在该实施方式中，在基层701上涂布一层未交联高分子层702；采用光照对未交联高分子层702进行曝光，控制曝光的时间和曝光量，使未交联高分子层702产生20％-30％的交联度，形成预交联高分子层703；利用压辊的方式在预交联高分子层703上成型蛾眼微结构705，具体方法与上述实施方式中相同，在此不再赘述；通过紫外全曝光的方式将预交联高分子层703完全固化交联，微结构的交联度超过90％，得到蛾眼微结构705。该实施方式中，利用高分子材料可交联的特性，在基层表面制备具有交联高分子材料特性的蛾眼微结构，能够增强蛾眼结构的机械强度和耐摩擦、耐刮伤性能，增强蛾眼微结构的实用性。

其中，高分子涂布材料需要具备一定的韧性和一定数量的交联基团。可选地，高分子涂布材料中含有碳碳双键结构，保证材料具有一定的弹性和韧性，以使制成的蛾眼微结构在使用过程中具备一定的抗刮伤抗耐磨特性；或高分子涂布材料中含有酰胺基(-conh-)、醛基(-cho)、胺基(-nh2)以及环氧基团等，此类基团在紫外光照射或者热条件下发生交联反应，固化分子结构，加强微结构的强度。在其他实施方式中，高分子涂布材料也可以同时具备多种基团。

请参阅图8，图8是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图。该实施方式中，基层为玻璃基层或蓝宝石基层。在洗净的基层801表面旋涂一层压印胶802。可选地，压印胶802为含氟类的有机物，例如含氟硅烷类材料等，能够避免在脱模的过程中产生黏胶的现象。

用压印模803在压印胶802表面压印并脱模得出相应的图案804，得到如图(c)所示结构；以压印图案804为mask，以压印胶802为掩膜进行纳米尺度加工，对基层801表面进行刻蚀，清洗除去压印残胶，得到如图(d)所示蛾眼微结构805。可选地，利用感应耦合等离子刻蚀法(inductivelycoupledplasma，icp)或反应离子刻蚀法(reactiveionetching，rie)对基层801进行刻蚀。

请参阅图9，图9是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图。该实施方式中，基层为玻璃基层或蓝宝石基层。

为增强蛾眼结构的机械强度和耐摩擦性能，在该实施方式中，在基层901上涂布一层未交联高分子层902，采用光照对未交联高分子层902进行曝光，控制曝光的时间和曝光量，使未交联高分子层902产生20％-30％的交联度，形成预交联高分子层903；在预交联高分子层903表面旋涂一层压印胶904，用压印模905在压印胶904表面压印并脱模得出相应的图案906，以压印胶904为掩膜进行纳米尺度加工，对基层901表面进行刻蚀，得到蛾眼微结构907，具体方法与上述实施方式中相同，在此不再赘述；通过紫外全曝光的方式将预交联层完全固化交联，蛾眼微结构的交联度超过90％，清洗除去压印残胶，得到蛾眼微结构907。其中，压印胶层的材质和高分子材料与上述实施方式中相同，在此不再赘述。

请参阅图10，图10是本发明蛾眼抗反射微结构的制备方法一实施方式的流程示意图。该实施方式中，基层为蓝宝石基层。

蓝宝石盖板比玻璃盖板更加坚硬，耐刮伤，耐久性和触控识别率也较高；但蓝宝石盖板的穿透率较普通玻璃盖板低，且反射率较高，蓝宝石盖板手机在高亮环境中使用时可读性较差，可以在蓝宝石盖板表面通制备蛾眼微结构来提高其穿透率和抗反射性能。但由于蓝宝石盖板的材料特性，盖板表面与压印胶的亲和力较差，在纳米压印脱模过程中易导致脱胶问题，限制了蛾眼结构在蓝宝石基板上的加工应用。

为了提高压印胶与基层的结合力，在该实施方式中，在基层1001上涂布一层辅助胶层1002；在辅助胶层1002表面旋涂一层压印胶1003，用压印模1004在压印胶1003表面压印并脱模得出相应的图案1005，以压印胶1003为掩膜进行纳米尺度加工，对基层1001表面进行刻蚀，清洗除去压印残胶，得到蛾眼微结构1006，具体方法与上述实施方式中相同，在此不再赘述。

其中，辅助胶层1002能够分别与基层1001和压印胶层1003形成较强的结合力，以增强基层1001与压印胶层1003之间的结合力；辅助胶层1002具有与蓝宝石基层相近的折射率和较高的光穿透率；辅助胶层1002具有较强的化学惰性，作为保护膜层在rie刻蚀过程中材料特性不发生改变。

例如辅助胶层1002为二氧化硅层，由于二氧化硅分子与蓝宝石基层表面的氧化铝分子结构具有类似性，因此界面之间的结合力较强，易吸附在基层表面；二氧化硅层与压印胶层(多采用含氟的硅烷材料)均含有硅原子，分子间的作用力较强，易产生较强的结合力；即二氧化硅层如同一层胶黏剂，增强了基层和压印胶层之间的结合能力。同时二氧化硅与蓝宝石基层的折射率相差不大，也有助于最终基层上的蛾眼结构实现较好的抗反射作用。在其他实施方式中，辅助胶层还可以是氮化硅和高分子材料等，例如pmma、pc、pet等。

请参阅图11，图11是本发明与常规方法制得的蛾眼抗反射微结构脱模后的sem照片的对比图。图11(a)为没有涂布辅助胶层时脱模后照片，图11(b)为涂布有辅助胶层时脱模后照片；从图11中可以看出，在没有涂布辅助胶层时，脱模后的微结构膜层表面极不均匀，微结构的中心区域均有压印胶脱落的情况；而在涂布辅助胶层后，微结构膜层表面非常均匀，且能够有效改善脱胶问题。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。