聚光膜、背光模组及显示面板的制作方法

1.本发明涉及显示器件技术领域，特别是涉及一种聚光膜、背光模组及显示面板。


背景技术：

2.聚光膜是背光模组中的核心光学部件之一，主要由pet基膜、三棱柱结构组成，三棱柱结构一般由丙烯酸树脂压印成型。根据光的折射与反射原理，利用聚光膜修正入射光的方向，使光线正面集中，并将视角外未被利用的光线可以回收与利用，同时提升整体辉度与均匀度，达到增亮的效果。
3.现阶段的聚光膜，其入光面(pet基膜)及出光面(三棱柱表面)存在一定比率的反射光能，使得出光效率偏低。其pet基膜的入光面、三棱柱结构的出光面之所以形成反射损耗光能，根本原因是光能在两种介质之间的界面传播时，折射率存在突变，进而导致聚光膜出光效率偏低。以至于为了使得背光模组提升亮度值，只能去优化光源的亮度，对于反射损失的光能只能浪费。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的在于提出一种聚光膜、背光模组及显示面板，通过在三棱柱的出光面以及pet基膜的入光面设置次波长光学微结构，极大的提升了聚光膜的出光效率以及聚光效果。
5.本发明实施例提出的聚光膜，包括pet基膜以及设于所述pet基膜上的三棱柱，所述三棱柱的出光面以及所述pet基膜的入光面均设有阵列分布的次波长光学微结构，所述次波长光学微结构的线性尺寸在380nm内，所述次波长光学微结构垂直于所述出光面或所述入光面设置，其中，出光面以及入光面均为介质界面，介质界面为两个载体的接触面，且所述次波长光学微结构在远离所述pet基膜或所述三棱柱的一端窄于靠近所述pet基膜或所述三棱柱的一端。
6.本发明实施例提出的聚光膜，通过在所述三棱柱的出光面以及所述pet基膜的入光面均设有阵列分布的次波长光学微结构，使得光能由介质向聚光膜传播时，光能沿着次波长光学微结构的纵深方向，其射率是单调、平缓、渐变的，并且由于次波长光学微结构尺寸小于380nm，其线性尺寸在次波长范畴内，其线性尺寸、排列间距均远小于可见光波，使得可见光波无法识别，进而达到了避免反射现象以及反射光能损耗的目的。使得经过聚光膜的反射光能损耗得到极大的提升。从而实现了提升聚光膜出光效率以及聚光效果的技术效果。
7.本发明实施例提出的聚光膜，还具有如下附加技术特征：
8.优选的，所述次波长光学微结构的截面呈圆锥形、高斯曲面形、抛物面形、台阶面形中的任意一种。
9.优选的，相邻的所述次波长光学微结构的间距不大于150nm，且所述次波长光学微结构的高宽比不小于2。
10.优选的，所述次波长光学微结构通过压印一体成型。
11.优选的，所述次波长光学微结构的材质为树脂胶水，所述次波长光学微结构涂覆于所述pet基膜的入光面以及所述三棱镜的出光面，经过模具压印成型。
12.优选的，所述次波长光学微结构在压印成型后通过uv光源照射进行固化。
13.本发明实施例还提出一种背光模组，该背光模组包括光源、导光板、光学用膜片以及背板，所述导光板的表面设有上述聚光膜。
14.本发明实施例还提出一种显示面板，该显示面板包括有上述的背光模组。
15.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
16.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为传统聚光膜的光能损耗示意图；
18.图2为本发明实施例一提出的聚光膜结构示意图；
19.图3为本发明实施例一提出的聚光膜的光学原理图；
20.图4是本发明实施例三提出的聚光膜结构示意图；
21.图5是本发明实施例四提出的聚光膜结构示意图；
22.图6是本发明实施例五提出的聚光膜结构示意图。
23.附图说明：
24.聚光膜-10、pet基膜-11、三棱柱-12、次波长光学微结构-13。
具体实施方式
25.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
27.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
28.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领
域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
29.聚光膜是背光模组中的核心光学部件之一，主要由pet基膜、三棱柱结构组成，三棱柱结构一般由丙烯酸树脂压印成型。根据光的折射与反射原理，利用聚光膜修正入射光的方向，使光线正面集中，并将视角外未被利用的光线可以回收与利用，同时提升整体辉度与均匀度，达到增亮的效果。
30.现阶段的聚光膜，其入光面(pet基膜)及出光面(三棱柱表面)存在一定比率的反射光能，使得出光效率偏低。其pet基膜的入光面、三棱柱结构的出光面之所以形成反射损耗光能，根本原因是光能在两种介质之间的界面传播时，折射率存在突变，进而导致聚光膜出光效率偏低。如图1所示，为传统聚光膜的光能损耗示意图。如图所示，聚光膜接收来自背光模组的光能，设定空气折射率为n1，pet基膜折射率为n2，三棱柱结构层折射率为n3，一般地，n1≈1，n2≈1.3，n3≈1.5。入射光能在pet基膜与空气的介质界面发生反射及折射，设定其反射率为r1，则：即一次反射损失约1.7％的入射光能；光能在三棱柱结构与空气的介质界面发生全反射及折射，设定全反射临界角为c，则即对于一个三棱柱结构的光能出射点，约有的光能因为全反射而无法出射，由此可见，由于反射和全反射的存在，入射光能在聚光膜存在一定比例的光能损耗。
31.为此，本发明提出一种聚光膜，以克服现有技术中存在的问题。
32.实施例1
33.请参阅图2，为本发明第一实施例提出的一种聚光膜10，该聚光膜10包括pet基膜11以及设于所述pet基膜11上的三棱柱1212，所述三棱柱12的出光面以及所述pet基膜11的入光面均设有阵列分布的次波长光学微结构1313，所述次波长光学微结构13的线性尺寸小于380nm，所述次波长光学微结构13垂直于所述出光面或所述入光面设置，其中，出光面以及入光面均为介质界面，介质界面为两个载体的接触面，且所述次波长光学微结构13的截面呈高斯面形状，外表面呈单调渐变形态，其上端窄下端宽，具体的，所述次波长光学微结构13在远离所述pet基膜11或所述三棱柱12的一端窄于靠近所述pet基膜11或所述三棱柱12的一端。
34.需要说明的是：介质，光能的传递的载体。介质界面则是两个载体的接触面，在介
质界面会发生折射率的变化。在本技术中，介质界面包括空气
→
pet基膜以及三棱柱
→
空气。
35.本发明实施例1提出的聚光膜10，通过在所述三棱柱12的出光面以及所述pet基膜11的入光面均设有阵列分布的次波长光学微结构13，使得光能由介质向聚光膜10传播时，光能沿着次波长光学微结构13的纵深方向，其射率是单调、平缓、渐变的，并且由于次波长光学微结构13尺寸小于380nm，其线性尺寸在次波长范畴内，其线性尺寸、排列间距均远小于可见光波，使得可见光波无法识别，进而达到了避免反射现象以及反射光能损耗的目的。使得经过聚光膜10的反射光能损耗得到极大的提升。从而实现了提升聚光膜10出光效率以及聚光效果的技术效果。
36.可以理解的，本发明实施例中次波长光学微结构13垂直于所述出光面或所述入光面设置是为了避免反射现象以及反射光能损耗的目的。在本发明其实施例中，该次波长光学微结构13具体还可以垂直于介质界面以实现避免反射现象以及反射光能损耗的目的，本发明对于次波长光学微结构13的具体应用领域不做具体限制。
37.具体的，该聚光膜10的光学原理如图3所示，光能由介质n1向介质n2传播，介质n2表面具有外凸的次波长光学微结构13，沿着光能传播方向，将次波长光学微结构13分割为s1、s2、s3、s4......sn若干平面，则sx面的综合折射率：n
sub
＝n1*x1+n2*x2，x1、x2分别为介质n1、n2在sx平面所占面积比，由此可见，沿着次波长光学微结构13的纵深方向，其射率是单调、平缓、渐变的，并且由于次波长光学微结构13属于次波长范畴，其线性尺寸、排列间距均远小于可见光波，可见光波无法识别，所以避免反射现象以及反射光能损耗。
38.优选的，本发明实施例1中，为了避免可见光在相邻的次波长光学微结构13之间产生反射现象，相邻的所述次波长光学微结构13的间距不大于150nm。
39.此外，存在反射的最根本原因，就是介质之间的折射率突变。由于折射率的骤变会引起反射率的增加，在本发明实施例1中，所述次波长光学微结构13的高宽比不小于2，通过限定次波长光学微结构13的高宽比以让沿着微结构纵深方向的折射率变化更加平缓。
40.优选的，本发明实施例1中，所述次波长光学微结构13通过采用模具压印一体成型，再通过uv光源照射进行固化，通过上述方式，提升了次波长光学微结构13的成型和定型速率。
41.实施例2
42.本发明实施例2与实施例1所提出的聚光膜10具体结构基本相同，区别之处在于，所述次波长光学微结构13采用树脂胶水作为基材，树脂胶水与所述pet基膜11的折射率相接近。通过将树脂胶水涂覆在所述聚光膜10表面(所述pet基膜11的入光面以及所述三棱镜的出光面)，再经过模具压印使所述次波长光学微结构13成型，该技术方案相比于实施例1的技术方案，聚光膜10表面的次波长光学微结构13成型效率更高。
43.实施例3
44.请参阅图4，为本发明实施例3提出的聚光膜10，本发明实施例3与实施例1所提出的聚光膜10具体结构基本相同，区别之处在于，本发明实施例3中的次波长光学微结构13的截面具体呈圆锥形。
45.实施例4
46.请参阅图5，为本发明实施例4提出的聚光膜10，本发明实施例4与实施例1所提出
的聚光膜10具体结构基本相同，区别之处在于，本发明实施例4中的次波长光学微结构13的截面具体呈抛物面形。
47.实施例5
48.请参阅图6，为本发明实施例5提出的聚光膜10，本发明实施例5与实施例1所提出的聚光膜10具体结构基本相同，区别之处在于，本发明实施例5中的次波长光学微结构13的截面具体呈台阶面形。
49.可以理解的，实施例1与实施例3、实施例4、实施例5中次波长光学微结构13的形状有所不同，但均是制程上比较容易实现的微结构图形，其实现的防折射效果相当。本发明实施例中，针对波长光学微结构的形状还可以是其他的表面单调、渐变的凸型结构，本发明对此不作具体限定。
50.本发明实施例提供的背光模组，该背光模组包括光源、导光板、光学用膜片以及背板，所述导光板的表面设有上述实施例提供的聚光膜10，通过采用上述的聚光膜10使得该背光模组具有良好的聚光效果，以使得对于光源的亮度需求降低，进而使得该背光模组的能耗以及背光亮度得到良好的优化。
51.本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述实施例提供的背光模组，具体的结构在此不再赘述。
52.综上，通过本发明实施例提出的聚光膜、背光模组及显示面板，其聚光膜10通过设置的次波长光学微结构13，使得经过聚光膜10的反射光能损耗得到极大的提升；通过对次波长光学微结构13压印成型的技术手段，有效的提升了该聚光膜10的成型和定型效率；通过采用上述聚光膜10制成的背光模组以及显示面板，其能耗以及背光亮度得到良好的优化。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
54.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。