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一种增强反射的光学膜片及应用其的直下式背光模组

文献发布时间:2023-06-19 12:24:27


一种增强反射的光学膜片及应用其的直下式背光模组

技术领域

本发明属于光学材料和光学系统领域,具体地,涉及一种增强反射的光学膜片及应用其的直下式背光模组。

背景技术

液晶显示装置具有的液晶面板自身不发光。因此,液晶显示装置在液晶面板的背面侧设置有作为面光源装置的背光装置作为对液晶面板进行照明的光源。可用于面光源背光的迷你发光二极管(Mini-LED)由于具有高亮度、高解析度和寿命长等优点而备受关注。Mini-LED芯片尺寸在200微米以下,能够在现实效果上媲美OLED产品,且在材料成本上又能够较OLED更有竞争优势而被提出使用。随着Mini-LED产品应用越来越广泛,基于Mini-LED的产品设计越来越多,比如高亮度背光、区域调光(Local dimming,HDR)型背光等。直下式的Mini-LED背光装置的主要构件有光学膜片组、Mini-LED光源与反射片等,在此组成架构中,如何在不增加成本与出光亮度的条件下,有效地出光均匀度的需求实为一项重要的课题。

同时,为了提高Mini-LED显示的颜色再现性,有效的方案是使背光单元的蓝、绿、红的各发光光谱的半值宽度变窄,并提高蓝、绿、红各颜色的色彩纯度。作为解决该课题的手段,中国专利CN110308587A提出了将由无机半导体微粒形成的量子点用作颜色转换膜的成分的技术。使用量子点的技术确实可使绿色、红色发光光谱的半值宽度变窄,并使得颜色再现性提高,色域提升。通过将具有该颜色转换功能的量子点膜与蓝色光源组合,从而能够从蓝色光源取出蓝色、绿色、红色这三种原色,即能够取出白色光。通过将组合上述蓝色光源和具有颜色转换功能的量子点膜而得到的白色光源作为背光单元、并将该背光单元与液晶驱动部分、滤色器组合,能够制作全彩色显示器。另外,没有液晶驱动部分时,可直接用作白色光源,例如能够用作LED照明等白色光源。但另一方面,量子点的荧光发射是随机的、没有取向性的,因此有一定比例的绿色、红色光发射回LED背光光源,因而造成显示亮度的大幅损失。

如图1所示,中国专利CN110061116A公开一种直下式背光模组,其采用阵列式LED面光源,该直下式背光模组包括LED基板100、Mini-LED光源101、量子点膜303、扩散片304及增亮膜片400,由于Mini-LED光接近朗伯型分布,中心亮度较高,周围亮度较低,在直下式背光模组发光过程中极易产生亮度不均的现象。目前多采用扩散片混光或者在荧光膜中加入散射雾度粒子混光,但膜层的加入会降低整体面光源的穿透率,影响面光源的整体亮度,荧光膜中雾度粒子或者扩散结构也无法达到较好的混光效果。中国专利CN110703497A公开了一种具有反射罩的背光装置。背光装置包括多个LED光源、反射罩包括容置LED光源的反射杯结构以及反射杯结构上方的量子点膜。反射杯结构底部设置有开口,LED光源设置在开口内。反射杯结构的设置,增加光线在背光装置的出光率,提高了光的利用效率。但是,光线在反射杯结构的连接位置难以穿透,从而形成灯斑(mura),影响了显示效果。另外,常规的Mini-LED多数采用封面封装的COB(英文全称:chip on board)方式,Mini-LED芯片在出光过程中由于光程的差异及光在胶膜材料中的波导效应,造成每个区域的光型范围以及边界之间颜色的差异,引起显示亮度有明暗差异和画质的色偏。人们试图通过通道亮度算法调整的方式来克服这一缺陷,然而在技术方案成熟的情况下,此类算法需要根据不同的图片做不同调整,会增加产品的成本和功耗,因此此种方案不具备量产性。

发明内容

本发明的目的在于通过提供一种增强反射的光学膜片及应用其的直下式背光模组,以促进光线沿光学膜片所在平面传播,提高背光模组的出光均匀度。

根据本发明的一个方面,提供一种增强反射的光学膜片,光学膜片包括垂直其厚度方向背对设置的两个侧面,分别标记为出光侧和入光侧;在出光侧设置有多个微透镜结构以形成具有一定厚度的反射层,以微透镜结构的高度为反射层的厚度;以介于入光侧和反射层之间的膜层为透射层;微透镜结构相对于出光侧的表面凹陷以形成用于填充空气介质的空腔,光学膜片的折射率大于空气折射率,以使从入光侧进入光学膜片的部分光线能够被微透镜结构反射。

在本发明的光学膜片中,通过设置带有凹陷的微透镜结构的反射层:一方面,能够使从入光侧入射的部分光线发生全反射,若在光学膜片的入光侧设置反射元件,则可以光线在该反射元件和本发明的光学膜片之间多次反射,大幅增加了光线的光学混光距离(OD,optical distance),另一方面,经由微透镜结构的表面由光学膜片的出光侧射出的光线也能够被微透镜结构充分发散,从而促进光线沿光学膜片所在平面传播;另外,使从微透镜结构的外部入射光学膜片的光在微透镜结构的作用下也会发生反射。

可选地,光学膜片的材质由聚碳酸酯、链状聚烯烃、脂环族聚烯烃、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯、生物可降解型聚合物、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚缩醛、聚乙烯醇、聚乙醇酸、聚酯、聚醚砜、聚醚酮、改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺中的至少一种材料构成。在供选择的用于构成光学膜片的材质中:链状烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚苯乙烯中的至少一种;脂环族聚烯烃包括降冰片烯类经过开环易位聚合、加成聚合、与其它烯烃类的加成得到的聚合物中的至少一种;生物可降解性聚合物包括聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯;聚酰胺包括尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66中的至少一种;聚氯乙烯包括聚偏二氯乙烯、四氟乙烯树脂、三氟乙烯树脂、三氟氯乙烯树脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种。

优选地,光学膜片的材质为聚酯,所述聚酯包括以芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸和二醇为单体进行聚合得到的聚合物。有上述单体聚合而成的聚酯具有较高的折射率。基于斯涅尔定律(Snell’s Law),ni*sinδ=nt*sinθ,(其中,ni的含义为入射光一侧材料的折射率,δ的含义为入射角度,nt的含义为透射光一侧材料的折射率,θ的含义为出射角度),将出射角(折射角)θ设定为90度并且解出入射角来确定临界角δc。由此,若光学膜片的折射率较高,能够降低光线从微透镜结构入射空气介质的临界角δc,促进更多的光线在为微透镜结构的作用下发生全反射,从而增加光线的混光距离。此外,上述聚酯还具有良好的成型性、强度、耐热性、透明性和通用性,利用聚酯制得的光学膜片能够兼具良好的力学性能和光学性能。芳香族二羧酸可以是对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-二苯基二甲酸、4,4’-二苯醚二甲酸、4,4’-二苯砜二甲酸等。脂肪族二羧酸可以是己二酸、辛二酸、癸二酸、二聚酸、十二烷二酸、环己烷二甲酸、萘烷酸及它们的酯衍生物。

优选地,聚酯包括聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。上述聚酯的折射率大于1.6,属于高折射率材质,利用上述聚酯制备的光学膜片能够增加来自光学膜片的入光侧入射的光的反射率,改善光学膜片的出光均匀性。

优选地,透射层的可见光透光率大于90%;并且,透射层和反射层相互匹配,以使入光侧的可见光透光率小于80%,出光侧的可见光透光率小于95%。

优选地,每个微透镜结构邻接至少一个其他的微透镜结构。

可选地,微透镜结构为向光学膜片内部凹入的多棱锥结构、半球结构、四面体结构、多面体结构、圆柱体结构或近圆锥体结构。

优选地,微透镜结构呈平面对称结构。

优选地,透射层和反射层的厚度比例为1:5~5:1。透射层和反射层的厚度比例小于1:5,透射层太薄容易造成局部聚光现象,进一步加重区域调光(Local dimming)导致的灯眼光斑(mura)。然而,透射层和反射层的厚度比例大于5:1,则可能造成背光模组整体厚度过厚。

优选地,透射层和反射层的厚度比例为1:2。

根据本发明的另一个方面,提供一种直下式背光模组,包括Mini-LED灯板和量子点膜;还包括上述光学膜片;Mini-LED灯板、光学膜片和量子点膜沿直下式背光模组的厚度方向依次设置,光学膜片的安装满足,入光侧朝向Mini-LED灯板,出光侧朝向量子点膜。

本发明设置在Mini-LED灯板上方的光学膜片的反射层,通过多个微透镜结构将入射光部分反射回Mini-LED灯板,光线到达Mini-LED灯板的表面被再次反射、经由光学膜片的透射层进入光学膜片的透射层,由此,光线在Mini-LED灯板与光学膜片之间多次反射,大幅增加了光线的传播OD,从而增加了沿光学膜片所在平面的传播。另一方面,当量子点膜的荧光光源从光学膜片的出光侧入射,其入射角度大于临界角时,光学膜片反射部分光,由此,通过光学膜片反射来自量子点膜的光,减少量子点膜的荧光的损失从而增加亮度,同时,避免了由于源自于量子点膜的红绿光RG入射Mini-LED灯板而被Mini-LED灯板部分吸收而导致的面光源的RGB比例失衡、出现偏黄的光。综上,在本发明提供的直下式背光模组中,光学膜片与其它组件协同作用实现了均匀的光分布,从而不产生光斑,而且光测角度的亮度也得到了提高。

Mini-LED间距P与背光光学混光距离(OD,optical distance)值相关联。通常为了保证良好的光学品质效果,当光源间距P设计值固定时,背光光学混光距离OD越大,其沿着出光面的横向传播距离越远,因此出光的扩散范围越大,其物理表现为扩散面积越大,Mini-LED光源的出光范围相互覆盖,从而其辐射强度空间分布均匀以保证Mini-LED光源间亮度过渡均匀。

优选地,以入光侧的表面与Mini-LED灯板之间的距离为H,Mini-LED灯板上设有呈矩阵排列的多个Mini-LE光源,以相邻的Mini-LED光源的最小间距值为P,H/P=1/7-1。当H/P满足上述数值比例,Mini-LED光源的亮度角至少增加到2arctan(P/2H),面光源Mini-LED装置的亮度均匀度至少增加10%。

优选地,H/P=1/5。在这种情况下,Mini-LED光源的亮度角由120°增加到140°,背光光模组的亮度角增加到160°。

优选地,以入光侧的表面与Mini-LED灯板之间的距离为H,Mini-LED灯板上设有呈矩阵排列的多个Mini-LED光源,以相邻的Mini-LED光源的最大间距值为PF,H/PF=1/2。在这种情况下,背光模组的亮度扩散角增加到2arctan(PF/2H)以上。

附图说明

图1为现有技术的背光模组的结构示图;

图2为为九点测试法示意图;

图3为本发明实施例1的光学膜片的立体结构图;

图4为本发明实施例1的光学膜片的俯视图;

图5为本发明实施例1的光学膜片的光学原理图;

图6为本发明实施例1的光学膜片的光学原理图;

图7为基于本发明实施例1的光学膜片之实施例2的背光模组的爆照视图;

图8为朗伯型光源的辐射分布图;

图9为Mini-LED光源的辐射特性曲线;

图10为现有技术的背光模组结构及其光学原理的示意图;

图11为现有技术的Mini-LED光源在量子点膜上形成的光斑的示意图;

图12为具有本发明实施例2的背光模组结构及其光学原理的示意图。

具体实施方式

请参照附图中的图式,其中相同的组件符号代表相同的组件,本发明的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例,其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外,本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”,除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下实施例中所涉及的亮度及亮度均匀性的测试方法参考《中华人民共和国行业标准SJ/T11348-2006:数字电视平板显示器测量方法》,参照图2,采用九点测量法测试参试产品表面不同位置点的亮度,以点P1-P8八个测试点分别与中心测试点P0的亮度值比值的最小值表征参试产品的亮度均匀性。参考《中华人民共和国行业标准SJ/T11343-2006:数字电视液晶显示器通用规范》,一个高性能的背光模组的出光面中心点正面亮度应不小于350nit。

以下实施例中所涉及的亮度角的分布测试方式,参考《中华人民共和国行业标准SJ/T11343-2006:数字电视液晶显示器通用规范》和《中华人民共和国行业标准SJ/T11348-2006:数字电视平板显示器测量方法》:

a)将亮度计置于3倍Mini-LED光源101的位置(点亮Mini-LED背光模组中的单个Mini-LED光源101或芯片,或者切取Mini-LED背光模组的单个Mini-LED光源101区域)或者3倍Mini-LED背光模组的位置;

b)亮度计的位置应能水平和垂直地移动,保持观察距离不变,亮度计与Mini-LED光源101或者Mini-LED背光模组的照明法线的夹角从-90°变化到90°,记录每个测试位置的亮度数据。Mini-LED光源101或者Mini-LED背光模组的亮度角为亮度峰值三分之一之间的夹角。

实施例1

本实施例提供一种光学膜片301,其材质为聚碳酸酯,如图3、图4所示,该光学膜片301包括垂直其厚度方向背对设置的出光侧和入光侧,在出光侧设置有反射层3011,在入光侧设置有透射层3012。反射层3011的表面设置有多个向光学膜片301的内部凹入的微透镜结构,微透镜结构为平面对称结构,呈六棱锥状,而且,所有微透镜结构的尺寸均大于100μm,每个微透镜结构邻接至少一个其他的微透镜结构。在其他的实施方式中,设置在反射层3011的微透镜结构还可以为其他的平面对称结构,如半球结构、圆柱体结构、近圆锥体结构、多面体结构或其他多棱锥结构。

在本实施提供的光学膜片301上,下凹的微透镜结构使出光侧的表面形成若干凹陷空腔,一般情况下,这些凹陷空腔中均填充着空气介质,而本领域技术人员应当可以理解,空气的折射率小于大多数已知材料的折射率。入射光穿过具有不同的折射率的材质时,满足斯涅尔定律(Snell’s Law),即ni*sinδ=nt*sinθ,其中,ni的含义为入射光一侧材料的折射率,δ的含义为入射角度,nt的含义为透射光一侧材料的折射率,θ的含义为出射角度。根据斯涅尔定律(Snell’s Law)的原理,当光线相遇或入射到具有较小折射率的介质时,部分光线被从法线以大于入射角δ的相对于法线的出射角度θ折射。然而,以表面的法线方向射入介质的相遇表面(在本实施例中为材料-空气边界)的入射光(例如图5中的光线1a)不被折射而是继续以其入射方向沿直线传播。图5中的光线以相对于微透镜结构3011表面的法线成2α角度的入射角到达微透镜结构与空气介质的相遇表面,由于光线的入射角2α不等于零(0),根据斯涅尔定律,光线以具有与入射角2α不同角度值的出射角2β被折射进入空气介质,光线发生折射,由于空气介质的折射率小于微透镜结构的折射率,光线的入射角2α小于其出射角2β。再如图5所示,经传播进入微透镜结构的光线以相对于其表面的法线的入射角3a到达微透镜结构和空气介质的相遇表面,光线的入射角3α大于该相遇表面处的临界角δc,在这种情况下,光线不射出微透镜结构,并在微透镜结构的表面发生反射,这被称为“全内反射”。如上所述,当光线从具有较高反射系数的材料传播到具有较低反射系数的材料时,光线将根据上面阐明的斯涅尔定律公式而传播。根据该公式,随着入射角度的增加,出射角θ将会接近90度。然而,以临界角δc,以及对于所有大于临界角δc的角度,将会发生全内反射(即光线不是被折射而是将被反射并且通过表面传播)。正如本领域内技术人员将理解的那样,根据斯涅尔定律通过将出射角(折射角)设定为90度并且解出入射角来确定临界角δc。

如图6所示,光线4a和光线5a分别以小于临界角δc的入射角4α、5α相遇表面,然而,光线相对于表面的法线的入射角4α大于光线相对于表面的法线的入射角5α。因此,根据斯涅尔定律,光线相对于表面的法线的出射角4β与光线相对于表面的法线的出射角5β不同。正如本领域技术人员所理解的那样,光线相对于表面的法线的出射角4β将大于光线相对于表面的法线的出射角5β。

因此,与具有较小角度的微透镜结构3011表面相比,具有较大角度的微透镜结构3011表面通常可将更多的光线“聚焦”到与背光正交的方向上,即增加光线的传播OD(OD,optical distance)。因此,具有如所述微透镜结构3011可允许光线沿着一个方向上有较大的扩散角以及光线沿着另一个方向上有较小的扩散角。在一些示例实施例中,通过本发明的示例光学薄膜传播的光线的扩散角在沿着与微透镜结构3011的较长边共线的方向上较大,在沿着与微透镜结构3011较短的边共线的方向上较小。

本实施例提供的光学膜片301可以与Mini-LED灯板适配使用,适配的光学膜片301和Mini-LED灯板满足光学膜片301上的微透镜结构和Mini-LED灯板表面的Mini-LED光源101对应设置,例如,所采用的Mini-LED灯板为表面呈周期性地安装有多个Mini-LED光源101,此处所述的“周期性排列”为矩阵式排列,每个Mini-LED光源101都对应着光学膜片301上的多个微透镜结构,基于Mini-LED光源101的周期性设置,光学膜片301上的微透镜结构也相适应地呈周期性分布。基于Mini-LED灯板和光学膜片301的组装位置关系,在对应同一Mini-LED光源101的微透镜结构中,以该Mini-LED光源101的光轴为中心,微透镜结构的分布密度呈中心辐射式减小,并且,随着微透镜结构与光轴的间距减小,微透镜结构的凹入倾斜面的斜率增大。由此,将上述光学膜片301与作为面光源的Mini-LED灯板匹配使用时,光学膜片301能够进一步改善面光源的光分布均匀度以减少光斑mura,还能够提升观测角度和亮度。

在本实施例中,光学膜片301的透射层3012和反射层3011的厚度比例1:2,透射层3012的可见光透光率为95%,入光侧的可见光透光率为64%,出光侧的可见光透光率为91%。

对于光学膜片301的透光率测试,参考《中华人民共和国国家标准GB/T2410-2008;透明塑料透光率和雾度的测定》,采用的测量系统为积分球。

实施例2

本实施例提供一种应用实施例1提供的光学膜片301的直下式背光装置,如图7所示,该直下式背光装置还包括PCB基板100、反射罩200和量子点膜303。PCB基板100表面安装有多个Mini-LED光源101,多个Mini-LED光源101呈周期性排列,此处所述的“周期性排列”意为呈矩阵排列,在本实施中,每个Mini-LED光源101包括一个Mini-LED芯片。反射罩200包括有多个呈上下开口的反射杯结构。在直下式背光装置中,PCB基板100、反射罩200、光学膜片301、量子点膜303按照自下而上的顺序依次设置,每个Mini-LED光源101皆与一个反射杯结构对应设置,Mini-LED光源101穿过反射杯结构的下开口设置在反射杯结构中,反射罩200使得Mini-LED光源101的部分配光向直下式背光装置的显示面的一侧反射。

Mini-LED芯片是接近于朗伯型光源(Lambert radiator)的光源,根据朗伯余弦定律(Lambert's cosine law),从理想漫反射面观察,光源的辐射强度或发光强度I正比于发射光的方向和表面法线之间的角度θ的余弦cosθ。如图8所示,圆中的每个楔形物代表一个相等的角度dΩ,对于朗伯表面,每秒发射到每个楔形物中的光子数与楔形物的面积A成比例。如图9所示,PCB基板100上的Mini-LED光源101的辐射特性曲线为M型,一般定义“M”型峰的出光的两峰之间的夹角A说明其扩散程度,夹角A越大其扩散效果越好,一般Mini-LED光源101“M”型峰的夹角A范围在120°以内。但是Mini-LED间距P(Pitch)通常为Mini-LED芯片尺寸的几十倍以上,达到厘米级别。而Mini-LED背光模组的光学膜片301厚度仅为毫米级别,因此在如此短的传播距离下,如图10、11所示,在不设置反射罩200和扩散膜片的背光装置,PCB基板100上的Mini-LED光源101就在量子点膜303上形成光斑001和暗区002。因此为了让多个Mini-LED芯片的出光形成面光源避免暗区,同时减少Mini-LED芯片的使用数量(即增加Mini-LED间距P),需要增加背光光学混光距离(OD,optical distance)是一种优选的方案。

Mini-LED光源101间距P与背光模组纵向混光距离VOD(垂直Mini-LED面光源)值相关联。P/VOD越大,说明背光设计的越好,也就是说背光模组在相同的纵向混光距离VOD下可以减少Mini-LED芯片的使用数量;或者在相同Mini-LED光源101间距P,纵向混光距离VOD可以减小以使得背光模组可以做得更薄。通常为了保证良好的光学品质效果,当光源间距P设计值固定时,背光模组横向混光距离HOD(平行于Mini-LED面光源)越大,其沿着出光面的横向传播距离越远,因此出光的扩散范围越大,其物理表现在测试所得的亮度角越大,其辐射强度空间分布均匀以保证Mini-LED光源101间亮度过渡均匀。如图12所示,本发明在PCB基板100上方的依次设置反射罩200和实施例1的光学膜片301,通过光学膜片301的反射层3011将源自于Mini-LED光源101的入射光部分反射回反射罩200,通过PCB基板100表面的反射罩200再次反射至光学默片的扩散层。光线在反射罩200与光学膜片301之间多次反射,大幅增加了光线的传播OD,从而增加了沿光学膜片301所在平面的传播。Mini-LED光源101的亮度角从L1扩展到L2(虚线)。

另一方面,当量子点膜303的荧光光源从光学膜片301的出光侧入射,其入射角度在大于临界角度时,光学膜片301的微透镜结构反射部分光,由此,可以减少量子点膜303的荧光的损失从而增加直下式背光装置的亮度,同时避免由于Mini-LED灯板部分吸收量子点膜303的红绿光R而造成面光源的RGB比例失衡、出现偏黄的光的情况。

在本发明的实施例中,当光学膜片301的入光侧表面与Mini-LED灯板之间的距离H与相邻Mini-LED光源101的间距的最小值P的比例H/P为1/5时,Mini-LED光源101的亮度角由120°增加到140°,背光光模组的亮度角增加到160°。当光学膜片301的入光侧表面与Mini-LED灯板之间的距离H与相邻Mini-LED光源101的间距的最大值PF的比例H/PF为1/2,背光光模组的亮度扩散角增加到2arctan(PF/2H)以上。

实施例3

以下仅就本实施例与实施例1的相异之处进行说明,关于相似之处在此不再赘述。本实施例基于实施例1所提供的光学膜片结构,以光学膜片中透射层3012和反射层3011的厚度之比作为变量(控制反射层3011的厚度不变,通过改变透射层3012的厚度以调节所述的厚度之比),设计不同的光学膜片,将不同的光学膜片参照实施例2组装直下式背光装置,并进行光学性能测试。

参试的直下式背光装置及其光学膜片中的透射层3012和反射层3011的厚度之比分别为:背光装置1A,透射层:反射层=1:10;背光装置1B,透射层:反射层=1:5;背光装置1C,透射层:反射层=1:2;背光装置1D,透射层:反射层=5:1。

具体结果如表1所示,若,透射层3012和反射层3011的厚度比例小于1:5,透射层3012太薄容易造成局部聚光现象,进一步加重区域调光(Local dimming)导致的灯眼Mura;但是,若微透镜结构3011层所占比例大于5:1,可能造成背光模组整体厚度过厚。

表1参试背光装置的亮度均匀性统计

实施例4

以下仅就本实施例与实施例1的相异之处进行说明,关于相似之处在此不再赘述。本实施例基于实施例1所提供的光学膜片结构,本实施例基于实施例1所提供的光学膜片结构,以光学膜片的材质作为变量,制备不同的光学膜片,并将不同的光学膜片参照实施例2组装直下式背光装置,并进行光学性能测试。

参试的直下式背光装置及其光学膜片的材质如下:背光装置2A,光学膜片材质为聚对苯二甲酸丙二醇酯;背光装置2B,光学膜片材质为聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯;背光装置2C,光学膜片材质为聚碳酸酯;背光装置2D,光学膜片材质为聚甲基丙烯酸甲酯。具体结果如表2所示,随着所采用的光学膜片的折射率提高,直下式Mini-LED背光模组亮度均匀性也得到了明显的提高。

表2参试背光装置的亮度均匀性统计及其使用的光学膜片折射率

虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述,然而在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

相关技术
  • 一种增强反射的光学膜片及应用其的直下式背光模组
  • 背光均匀的光学膜片、直下式背光模组和显示装置
技术分类

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