分光膜、背光模组及显示装置的制作方法

1.本技术涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种分光膜、背光模组及显示装置。


背景技术：

2.随着显示技术的发展，发光二极管于液晶显示器的背光模块上的应用也逐渐受到重视。在相关技术中，为了增加显示装置的亮度，通常采用直下式背光模块光源。直下式背光模块是以发光二极管作为光源，并将其均匀地配置在反射板上，使光源可以通过上方分光膜等其他组件均匀地传递到整个显示装置的显示面上。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种分光膜、背光模组及显示装置，能够减少反光问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种分光膜，包括透光基板以及多个光调节部，透光基板具有第一表面，第一表面包括多个阵列分布的调光子区；光调节部突出设置于第一表面且分设于多个调光子区内，光调节部为锥状结构且包括有尖端部。其中，至少部分光调节部中的尖端部在对应调光子区上正投影的相对位置不同。
5.第二方面，本技术实施例提供了一种背光模组，包括如前述任一实施方式中的分光膜、以及发光源，光调节部位于透光基板靠近发光源的一侧。
6.第三方面，本技术实施例提供了一种显示装置，包括前述任一实施方式中的阵列基板。
7.本技术实施例提供一种分光膜、背光模组及显示装置，由于至少部分光调节部中的尖端部在对应调光子区上的正投影的相对位置不同，即不同光调节部的形状并不相同，因此入射至不同光调节部中的同一道光线所受到的折射影响也并不相同，即本技术实施例提供的分光膜可以使光线能够随机折射，从而起到更好的混光效果对光线的扩散效果，提高显示均一性。
附图说明
8.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
9.图1是本技术实施例提供的一种分光膜的结构示意图；
10.图2是图1中a-a的剖面结构示意图；
11.图3是使用图2所示分光膜时的光线传播路径示意图；
12.图4是使用相关技术中分光膜时的光线传播路径示意图；
13.图5是本技术实施例提供的又一种分光膜的结构示意图；
14.图6是本技术实施例提供的又一种分光膜的剖面结构示意图；
15.图7是使用图6所示分光膜时的光线传播路径示意图
16.图8是本技术实施例提供的一种背光模组的结构示意图；
17.图9是本技术实施例提供的还一种背光模组的结构示意图；
18.图10是本技术实施例提供的还一种背光模组的结构示意图；
19.图11是本技术实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
20.标记说明：
21.1、透光基板；11、第一表面；12、调光子区；13、重复分区；
22.2、光调节部；21、尖端部；
23.3、发光源；
24.x、第一方向；y、第二方向。
具体实施方式
25.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本技术，而不是限定本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。
26.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、物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、物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
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
27.背光模组为液晶显示面板的重要组件之一，功能在于供应充足的亮度与分布均匀的光源。在相关技术中，为了降低背光模组的厚度尺寸，通常会在背光模组中增设有分光膜，分光膜是一种光学薄膜，可以更好地实现光的扩散。但是目前分光膜的折光性能还不是很理想，仍存在有灯影和光线均一性差等问题。
28.为了解决上述问题，一方面，请参阅图1和图2，本技术实施例提供了一种分光膜，包括透光基板1以及多个光调节部2，透光基板1具有第一表面11，第一表面11包括多个阵列分布的调光子区12；光调节部2突出设置于第一表面11且分设于多个调光子区12内，光调节部2为锥状结构且包括有尖端部21。其中，至少部分光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12上正投影的相对位置不同。
29.透光基板1为可透光材质且在自身厚度方向上具有相对的入光面和出光面，第一表面11为透光基板1的入光面，即为透明基板朝向发光源3的表面。第一表面11上阵列分布由多个调光子区12，各调光子区12的尺寸大小均一致，对于调光子区12的形状轮廓，本技术实施例不作限制。示例性地，调光子区12可以呈圆形、方形、正六边形中的一者。
30.多个光调节部2均位于透光基板1的第一表面11，光调节部2的数量与调光子区12的数量相同，各光调节部2分设在不同调光子区12内。其中，光调节部2能够对光线起到扩散的作用。具体地说，发光源照射至分光膜上的光线，会通过光调节部2进入至透光基板1并最
终离开分光膜。在这个过程中，光调节部2会对发光源所发出的光线起到折射效果，从而导致光线的传播路径发生改变，使得光线能够在平行于第一表面11的方向上传播更长的距离，以起到对光线的扩散效果。
31.光调节部2为锥状结构，在远离透光基板1的方向上，光调节部2的截面尺寸呈逐渐减少的趋势，尖端部21即为光调节部2远离透光基板1的端部位置。本技术实施例中提到的“至少部分光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12上的正投影的相对位置不同”指的是：至少部分不同光调节部2中尖端部21在其对应的调光子区12内的正投影相对于调光子区12的位置并不相同。示例性地，部分光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12的正投影位于调光子区12的中心位置附近，部分光调节部2中尖端部21在对应调光子区12的正投影位于调光子区12的边缘位置附近，部分光调节部2中尖端部21在对应调光子区12的正投影位于调光子区12的中心位置与边缘位置之间的某个位置。换言之至少部分光调节部2的形状并不相同，即不同光调节部2中尖端部21的位置是随机的。
32.接下来结合图3和图4的分光膜结构对光线的影响进行说明，图3为使用本技术实施例提供分光膜时的光线传播路径示意图，图4为使用相关技术中分光膜时的光线传播路径示意图。其中，相关技术中的分光膜中的光调节部同样为锥状结构，且各光调节部中的尖端部的相对位置保持一致。
33.通过对比图3和图4可以看出，采用本技术实施例提供的分光膜相对于相关技术中的分光膜更容易将光打散。具体地说，在本技术实施例中，由于至少部分光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12上的正投影的相对位置不同，即不同光调节部2的形状并不相同，不同光调节部2背离透光基板1的表面与第一表面11之间的夹角不尽相同，从而导致入射至不同光调节部2的光线与光调节部2背离透光基板1的表面之间的夹角不同。进而在折射因素的影响下，入射至不同光调节部2的光线所对应的偏转角度不同，使得入射至分光膜内的光线无法继续平行传播，光线能够通过分光膜得到随机打散混合。
34.综上，本技术实施例提供的分光膜可以使得光线能够随机折射，从而更容易将光线打散，以使其起到更好的混光效果，增强对光线的扩散效果，提高显示均一性。
35.需要说明的是，光调节部2与透光基板1可以为一体式结构，也可以为分体式结构，并通过粘接等方式连接固定，本技术实施例对此不作限制。此外，呈锥状结构的光调节部2可以是三棱锥、四棱锥、六棱锥甚至圆锥等结构。并且至少部分光调节部2的形状可以是随机设置，以使尖端部21在对应调光子区12正投影的相对位置不同，也可以是通过特定设计，使得光调节部2的形状并不相同，本技术实施例对此不作限制。
36.在一些实施例中，请参阅图5，第一表面11包括多个阵列分布的重复分区13，重复分区13包括多个调光子区12，各重复分区13内的对应光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12上正投影的相对位置相同。在图3中，重复分区13以虚线的形式框选示意出。
37.由前述内容可知，可以通过将不同光调节部2设置为随机结构，从而能够提高分光膜对光线的扩散效果。但是从工艺角度来说，很难实现对整面分光膜中全部光调节部2的随机设计，并且这种设计成本较大。
38.因此本技术实施例将第一表面11划分出多个重复分区13，每个重复分区13内具有相同数量和排布方式的多个调光子区12，并且不同重复分区13中，对应的光调节部2中尖端部21在其调光子区12的正投影位置相同，即在不同重复分区13中，对应位置处光调节部2的
形状保持相同一致。这种设计可以使光调节部2的结构呈周期性随机，在保证分光膜对光线的扩散效果的同时，能够降低分光膜的制造难度以及生产成本。
39.需要说明的是，本技术实施例中提到的不同重复分区13内的对应光调节部2指的是，各重复分区13的轮廓形状均相同，各重复分区13中相同区域位置处的光调节部2即为不同重复分区13内的对应光调节部2。
40.此外，在单个重复分区13内，至少部分光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12上正投影的相对位置不同。因此在照射至单个重复分区13内的光线，能够得到更好地扩散和混光效果，从而能够提高显示均一性。
41.对于重复分区13的具体划分方式以及单个重复分区13内的调光子区12的具体数量，本技术实施例不作限制。示例性地，各重复分区13内包括有3*3个或4*4个阵列排布的调光子区12，并且多个重复分区13呈阵列分布。
42.在一些实施例中，光调节部2为四棱锥结构。
43.对于背光模组而言，位于背光模组内的发光源3通常呈矩阵式排布方式，而四棱锥具有四个表面，四个表面分别朝向不同的方向，这样可以更好地接收来自不同方向的发光源3所发出的光线，并对这些光线起到扩散作用。换言之四棱锥结构能够与发光源3的矩阵式排布方式具有更好地契合性，从而提高分光膜对发光源3所发出光线的扩散效果，提高显示均一性。
44.在一些实施例中，请参阅图6，至少部分光调节部2的高度不同。
45.本技术实施例中提到的“光调节部2的高度”指的是：光调节部2在透明基板厚度方向上的尺寸，与尖端部21相同的是，光调节部2的高度同样会对光线的传播产生影响。
46.接下来结合图3和图7对分光膜结构相对于光线的影响进行说明，图7为使用本技术实施例提供分光膜时的光线传播路径示意图，即在图7中，不同光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12上正投影的相对位置不同且各光调节部2的高度设置不同。而在图3中，不同光调节部2中的尖端部21在对应调光子区12上正投影的相对位置不同且各光调节部2的高度保持一致。
47.通过对比图3和图7可以看出，由于图7中不同光调节部2的高度不同，因此图7中的不同光调节部2之间存在有锥度差，即部分光调节部2的锥度较大，而部分光调节部2的锥度较小。进一步地，相较于图3中分光膜，图7中不同光调节部2背离透光基板1的表面与第一表面11之间夹角的差值更大。从而相较于图3中的分光膜，图7中的分光膜在折射因素的影响下，入射至不同光调节部2的光线所对应的偏转角度存在更大的差异。进而能够使得光线能够更加随机地折射传播，进而更好地实现混光扩散的效果，提高显示均一性。
48.需要说明的是，对于光调节部2的具体高度以及不同光调节部2之间的高度差，本技术实施例对此不作限制。并且不同光调节部2的高度可以呈一定规律递变，也可以无规律性地变化，本技术实施例对此不作限制。示例性地，不同重复分区13中对应位置处光调节部2的高度相同。
49.在一些实施例中，如图6所示，光调节部2的高度为h1，h1满足：30μm≤h1≤60μm。
50.对于光调节部2而言，由于光调节部2为锥状结构，因此光调节部2的高度越高，即意味着光调节部2的锥度越小，从而更容易发生折射现象，提高对于光线的扩散效果。在此基础上，本技术实施例将光调节部2的高度h1设置为不小于30μm，从而确保分光膜对光线的
扩散效果，确保显示均一性。
51.而若光调节部2的高度h1过大，则会导致分光膜的厚度增大，从而导致背光模组以及后续形成的显示装置的厚度变大，不利于使用手感。因此本技术实施例将光调节部2的高度h1设置为不大于60μm，从而降低显示装置厚度过大的风险。示例性地，h1为30μm、40μm、50μm、55μm以及60μm中的一者。
52.在一些实施例中，光调节部2的折射率为n，n满足：1.4≤n≤2。
53.光调节部2折射率n的大小决定了其对光线折射的影响能力，通常情况下折射率n越大，其对光线的折射效果越好，即光线的扩散效果越好，因此本技术实施例将折射率n设置为不小于1.4，光线在分光膜处能够实现更好地扩散。
54.但是折射率n越大同时也意味着入射至光调节部2处的光线越容易出现全反射现象，即越容易发生亮度损失现象，导致光线的出光率降低，影响最终呈现的显示效果。因此本技术实施例将折射率n设置为不大于2，避免出现过多的亮度损失，提高显示亮度。
55.综上，本技术实施例将折射率n设置为1.4≤n≤2，从而在减少亮度损失的同时，尽可能地提高分光膜对光线的扩散能力。示例性地，n为1.4、1.5、1.7、1.8以及2中的一者。
56.在一些实施例中，透光基板1的厚度为h2，h2满足：0.1mm≤h2≤0.2mm。
57.进入至分光膜内的光线首先会在光调节部2处发生折射，然后在透光基板1中继续传播，最后从透光基板1背离光调节部2的一面离开分光膜。在这个过程中，透光基板1可以起到增大光线横向位移的效果，并且透光基板1的厚度越大，则光线在透光基板1中横向位移也就越大，因此本技术实施例将透光基板1的厚度h2设置为不小于0.1mm，从而确保光线在透光基板1中能够具有一定的横向位移，提高分光膜对光线的扩散效果。
58.但是与光调节部2高度相同的是，若透光基板1的厚度过大，同样也会导致分光膜的整体厚度过大，进而使得背光模组以及后续形成的显示装置的厚度过大，不利于使用手感。因此本技术实施例将透光基板1的厚度h2设置为不大于0.2mm，从而避免形成的显示装置的厚度过大。
59.综上，本技术实施例将透光基板1的厚度h2设置为0.1mm≤h2≤0.2mm，在满足分光膜对光线扩散效果的同时，降低显示装置厚度过大的风险。示例性地，透光基板1的厚度h2为0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.17mm以及0.2mm中的一者。
60.在一些实施例中，如图1所示，多个调光子区12分别沿第一方向x和第二方向y阵列排布，第一方向x与第二方向y相交。调光子区12在第一方向x上的尺寸为l1，调光子区12在第二方向y上的尺寸为l2，l1满足，0.05mm≤l1≤0.15mm；l2满足，0.05mm≤l2≤0.15mm。
61.多个调光子区12分别在第一方向x和第二方向y上进行排布，示例性地，第一方向x垂直于第二方向y。各调光子区12的尺寸形状均相同，对于调光子区12的形状，本技术实施例不作限制，示例性地，调光子区12的形状为方形。
62.调光子区12的尺寸能够对光调节部2的锥度产生影响，具体地说，在光调节部2高度一定的前提下，调光子区12的面积越大，光调节部2的锥度越大。因此本技术实施例避免调光子区12的尺寸过大，将调光子区12在第一方向x上的尺寸l1与在第二方向y上的尺寸l2均设置为不大于0.15mm，从而避免光调节部2的锥度过大，确保其对光线的扩散效果。
63.若调光子区12的尺寸过小，则对应的光调节部2的尺寸过小，从而导致光调节部2的加工难度加大，因此本技术实施例还将调光子区12在第一方向x上的尺寸l1与在第二方
向y上的尺寸l2均设置为不小于0.05mm，降低光调节部2的制备难度。
64.综上，本技术实施例将调光子区12在第一方向x上的尺寸l1和在第二方向y上的尺寸l2均设置为0.05mm至0.15mm之间，在满足光调节部2制备条件的同时，确保其对光线的扩散效果，提高显示均一性。示例性地，l1为0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm以及0.15mm中的一者，l2为0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm以及0.15mm中的一者。
65.第二方面，请参阅图8，本技术实施例提供了一种背光模组，包括前述任一实施方式的分光膜和发光源3，光调节部2位于透光基板1靠近发光源3的一侧。
66.发光源3发出的大部分光线会沿透光基板1厚度方向延伸，若透光基板1位于光调节部2靠近发光源3的一侧，则发光源3发出的大部分光线会在透光基板1内沿透光基板1厚度方向延伸，透光基板1的存在无法起到提高光线扩散效果的作用。
67.为了避免上述情况的发生，如图8所示，本技术实施例将光调节部2设置在透光基板1靠近发光源3的一侧，发光源3发出的光线首先到达光调节部2处，由于光调节部2为锥状结构，即光调节部2的外表面与透光基板1的厚度方向存在一定的夹角。因此发光源3发出的大部分光线会在光调节部2处发生折射，从而改变传播光线的传播路径。然后光线会进入至透光基板1中，此时由于光线的延伸方向以及发生改变，因此进入至透光基板1中的光线不会沿透光基板1的厚度方向延伸，而是会继续偏移扩散，从而能够实现更好地混光效果。
68.需要说明的是，背光模组中可以仅存在有一张分光膜，也可以包括有多个层叠设置的分光膜，本技术实施例对此不作限制。本技术实施例提供的背光模组，具有前述任一实施方式中分光膜的有益效果，具体请参照前述对于分光膜有益效果的描述，本技术实施例不再赘述。
69.在一些实施例中，请参阅图9，分光膜的数量为多个，多个分光膜层叠设置于发光源3的发光侧。
70.分光膜能够对发光源3发出的光线起到扩散作用，多个分光膜层叠设置可以提高其对光线的扩散效果，即提高显示均一性。示例性地，分光膜的数量为三个，三个分光膜层叠设置。
71.如下表所示，为了验证本技术实施例中的方案，申请人使用不同数量且特性相同的分光膜进行多次试验测试，从而得出下图表格数据，其中，max照度指通过分光膜的光线的最大亮度，ave照度指通过分光膜的光线的平均亮度，max照度对应的单位为e-004
w/m2，ave照度对应的单位为e-006
w/m2。
[0072][0073]
从表格数据中可以看出，在折射率相同的情况下，增加分光膜的数量，可以同时降低max照度和ave照度的数值，具体地说，多个分光膜可以提高对发光源3发出光线的扩散效果，使得通过分光膜的光线的最大亮度以及平均亮度均有所下降，从而提高显示均一性。
[0074]
在一些实施例中，不同分光膜中的光调节部2的折射率，和/或透光基板1的厚度，
和/或光调节部2的高度不同。
[0075]
由前述内容可知，光调节部2的高度、折射率以及透光基板1的厚度均能影响光线的扩散效果。在此基础上，本技术实施例将不同分光膜的结构设置为不同，使得不同分光膜的光调节部2的高度、折射率以及透光基板1的厚度中至少一者的参数大小不同，从而能够让光线进一步随机折射，提高光线扩散效果，扩大发光源3的发光角度，从而能够进一步减少分光膜与发光源3之间的间距，减少背光模组的厚度尺寸。
[0076]
如下表说是，为了验证本技术实施例中的方案，申请人使用三张分光膜，且对各分光膜中光调节部2的高度h1(单位为μm)、光调节部2的折射率n以及透光基板1的厚度h2(单位为mm)三种参数进行分别调整，并在相同发光源3条件下进行了多次试验测试，从而得到下图表格数据。其中，max照度指通过分光膜的光线的最大亮度，ave照度指通过分光膜的光线的平均亮度，max照度对应的单位为e-004
w/m2，ave照度对应的单位为e-006
w/m2。
[0077]
[0078][0079]
需要说明的是，max照度越大，则说明发光位置相对集中，即分光膜对光线的扩散效果越差。而max照度与ave照度之间的差距越大，则说明分光膜对光线的损耗较大。因此通过对比表格数据可以看出，在方案1-2中，即当三个分光膜的折射率n分别为1.4、1.6、1.8，光调节部2的高度h1均为40μm，透光基板1的厚度h2分别为0.1mm、0.15mm、0.2mm时，光线能够具有较高的平均亮度，且最大亮度较小，因此这种情况下能够具有较强的显示均一性。
[0080]
此外，通过结合表格数据可以看出，相比于各分光膜中光调节部2的高度h1、光调节部2的折射率n以及透光基板1的厚度h2三种参数均相同的情况，三个分光膜的参数不同可以提高其对光线的扩散效果，即能够提高后续形成的显示装置的显示效果。
[0081]
在一些实施例中，在远离发光源3的方向上，不同分光膜上的光调节部2的折射率呈逐渐增大的趋势。
[0082]
由前述内容可知，光调节部2的折射率越大，其对光线的折射效果越好，即光线的扩散效果越好。但是若折射率过大则容易导致光线出现全反射现象，发生亮度损失的问题。在此基础上，本技术实施例将不同分光膜上光调节部2的折射率设置不同，并且在远离发光源3的方向上折射率呈逐渐增大的趋势，从而在减少亮度损失的同时，提高光线的扩散效果。
[0083]
具体地说，如图9所示，其中图9中不同分光膜上的光调节部2的折射率在远离发光源3的方向上呈逐渐增大的趋势。发光源3发出的光线首先进入至距离其最近的分光膜内，由于该分光膜的折射率最低，因此能够满足大部分光线的入射要求，使得亮度损失较少。同时由于通过该分光膜的光线传播路径发生部分偏移，因此使得光线能够更容易进入至折射
率更大的光调节部2中，并降低其发生全反射的风险。而进入至折射率更大的光调节部2中光线的偏移量会增大，从而能够实现更强的光线扩散效果。
[0084]
因此通过将不同分光膜上的光调节部2的折射率设置为在远离发光源3的方向上呈逐渐增大的趋势，能够在减少亮度损失的同时，提高光线的扩散效果。可选地，在远离发光源3的方向上，不同分光膜上的光调节部2的折射率呈梯度递增。
[0085]
在一些实施例中，请参阅图10，在远离发光源3的方向上，不同分光膜上的透光基板1的厚度呈逐渐增大的趋势。
[0086]
透光基板1的厚度小一些，能够实现光线更好地进入至透光基板1内；而透光基板1的厚度大一些，光线的横向位移则会大一些，从而更容易发生光线的扩散。
[0087]
因此本技术实施例将靠近发光源3位置处的透光基板1设置相对较薄，从而使得光线更好地进入；而将远离发光源3位置处的透光基板1设置相对较厚，从而确保光线能够具有一定的横向位移，提高光线的扩散效果。
[0088]
第三方面，请参阅图11，本技术实施例提供了一种显示装置，包括前述任一实施方式中的背光模组。
[0089]
需要说明的是，本技术实施例提供的显示装置，具有前述任一实施方式中显示面板的有益效果，具体内容请参照前述对于显示面板有益效果的描述，本技术实施例不再赘述。
[0090]
虽然本技术所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本技术而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本技术所属技术领域内的技术人员，在不脱离本技术所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本技术的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
[0091]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的其他连接方式的替换等，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。