一种单向透光膜、光收集器和背光源模组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示屏技术领域，尤其涉及的是一种单向透光膜、利用所述单向 透光膜的光收集器和背光源模组。
【背景技术】
[0002] 随着移动终端的快速发展，彩色液晶显示屏被大量使用。常用的彩色液晶显示屏 是透射式的，屏幕自身不主动发光，需要一个背光源才能使用。但该背光源消耗的能量一般 占屏幕耗电的一半以上，尤其在户外，为了避免环境光在屏幕上的反射降低显示效果，必须 将屏幕亮度调节到很高才能提供合适的可视度，增加了背光源的设计难度，也增加了背光 的功耗，导致产品的续航时间急剧降低。
[0003] 曾有公司尝试过反射式以及半透射半反射式的液晶显示屏（IXD,LiquidCrystal Display)以降低背光功耗，但此类背光技术会导致屏幕的色彩饱和度低，对比度差等显示 效果不佳的问题，仅适用于特别强调低功耗而不在意视觉效果的一些场合，如电子手表等。 在对视觉效果要求较高的场合，如手机、平板电脑等领域，此类背光技术因为先天缺陷，并 未得到推广使用。
[0004] 因此，如何在不增加背光功耗的前提下，提高透射式液晶屏的背光亮度，提升在户 外强光下的屏幕可视度，是个很有意义的课题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种单向透光膜、光收集器和背光源模组，能 够在不增加背光功耗的前提下，提高透射式液晶屏的背光亮度，提升在户外强光下的屏幕 可视度。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单向透光膜，其特征在于，包括：一透 明基板，包括上表面和下表面；
[0007] 所述透明基板的上表面覆盖有微透镜阵列，所述微透镜阵列中的微透镜是凸透 镜；
[0008] 所述透明基板的下表面覆盖有反光材料层，所述反光材料层用于反射从所述单向 透光膜下方入射的光，所述反光材料层与每一微透镜的中心相对应的位置开有透明窗，从 所述单向透光膜上方入射的光汇聚于所述透明窗内并穿过所述反光材料层。
[0009] 进一步地，该单向透光膜还包括下述特点：
[0010] 每一个透明窗位于对应微透镜的焦平面上。
[0011] 进一步地，该单向透光膜还包括下述特点：
[0012] 所述微透镜的形状为圆形、正方形或正六边形。
[0013] 进一步地，该单向透光膜还包括下述特点：
[0014] 所述微透镜阵列密集排列，相邻的微透镜之间相接。
[0015] 进一步地，该单向透光膜还包括下述特点：
[0016] 所述透明窗的面积小于对应微透镜通光面积的1/3。
[0017] 进一步地，该单向透光膜还包括下述特点：
[0018] 所述单向透光膜为软膜或硬膜。
[0019] 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种光收集器，其特征在于，包括透明 体，
[0020] 所述透明体的顶面覆盖上述单向透光膜，所述透明体除一个侧面外，其他表面均 覆盖有反光面向内的反光材料层。
[0021] 进一步地，该光收集器还包括下述特点：
[0022] 所述透明体是长方体。
[0023] 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种光收集器，其特征在于，包括一盒 体，
[0024] 所述盒体的顶面为上述单向透光膜，或者所述盒体的顶面覆盖有上述单向透光 膜；
[0025] 所述盒体一侧为透明的照射窗，所述盒体的其他侧面和底面的内壁覆盖有反光面 向内的反光材料层。
[0026] 进一步地，该光收集器还包括下述特点：
[0027] 所述盒体内部是空气或其他透明介质。
[0028] 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种背光源模组，包括背光源，所述背光 源包括一背光扩散板，所述背光扩散板用于对侧向来光进行散射以均匀照亮液晶显示屏， 其特征在于，还包括：光收集器，所述光收集器的未覆盖反光材料层的侧面与所述背光扩散 板的侧面相接；
[0029] 所述光收集器，用于收集环境光，将收集到的环境光导入所述背光扩散板的侧向。
[0030] 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种背光源模组，包括背光源，所述背光 源包括一背光扩散板，所述背光扩散板用于对侧向来光进行散射以均匀照亮液晶显示屏， 其特征在于，还包括：光收集器，所述光收集器的照射窗所在的侧面与所述背光扩散板的侧 面相接；
[0031 ] 所述光收集器，用于收集环境光，将收集到的环境光导入所述背光扩散板的侧向。
[0032] 与现有技术相比，本发明提供的一种单向透光膜、光收集器和背光源模组，利用微 透镜技术制作的单向透光膜（单向透射-单向反射膜），能够让来自于单向透光膜上方（透 射侧）的光线的大部分穿透自身，而将来自于单向透光膜下方（反射侧）的光线的大部分 反射回去，利用该单向透光膜制作的光收集器能够收集环境光并从光收集器侧面的透明照 射窗射出，集成了该光收集器的背光源模组，能够利用光收集器收集环境光并导入背光扩 散板，照亮液晶显示屏，因此所述背光源模组能够在不增加背光功耗的前提下，提高透射式 液晶屏的背光亮度，提升在户外强光下的屏幕可视度。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明实施例的单向透光膜的纵向剖面图；
[0034] 图2为本发明实施例的单向透光膜的俯视透视图；
[0035] 图3为本发明实施例的单向透光膜的光路原理图；
[0036] 图4为本发明实施例的光收集器的立体图示意；
[0037] 图5为本发明实施例的背光源模组的纵向剖面示意图；
[0038] 图6为本发明实施例的带环境光收集功能的液晶显示屏的终端示意图。
【具体实施方式】
[0039] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明 的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中 的特征可以相互任意组合。
[0040] 透镜是一种常见的光学元件。近年，人们已经能够制作出直径非常小的透镜与透 镜阵列，这种透镜与透镜阵列通常是不能被人眼识别的，只有用显微镜、扫描电镜、原子力 显微镜等设备才能观察到，这就是微透镜和微透镜阵列。这些微透镜阵列被广泛地应用在 激光、光电子、图像传感器等各个技术领域。
[0041] 本发明公开了一种利用微透镜技术制作的单向透射-单向反射膜，能够让来自于 一侧（透射侧）的光线的大部分穿透自身，而将来自于另一侧（反射侧）的光线大部分反 射回去。
[0042] 如图1所示，本发明实施例提供了一种单向透光膜，包括：一透明基板10,包括上 表面和下表面；
[0043] 所述透明基板10的上表面覆盖有微透镜阵列，所述微透镜阵列中的微透镜20是 凸透镜；
[0044] 所述透明基板的下表面覆盖有反光材料层30,所述反光材料层30用于反射从所 述单向透光膜下方入射的光，所述反光材料层30与每一微透镜20的中心相对应的位置开 有透明窗40,从所述单向透光膜上方入射的光汇聚于所述透明窗40内并穿过所述反光材 料层30 ;
[0045] 其中，所述透明基板的上表面是指覆盖有微透镜阵列的一个表面，所述透明基板 的下表面是指覆盖有反光材料层的一个表面。区分上、下表面是为了方便描述，不应该被认 为是对单向透光膜使用时的方向进行限制。
[0046] 优选地，每一个透明窗位于对应微透镜的焦平面上。
[0047] 其中，所述微透镜的形状不限，一般为圆形、正方形或正六边形。
[0048] 优选地，所述微透镜阵列密集排列，相邻的微透镜之间相接。如所述微透镜的形状 为圆形，则相邻的微透镜之间相切，如所述微透镜的形状为正方形或正六边形，则相邻的微 透镜之间共用一侧边。
[0049] 优选地，所述透明窗的面积小于对应微透镜通光面积的1/3。比如，微透镜和透明 窗的形状均为圆形，微透镜直径是200um，透明窗直径是40um，则所述透明窗的面积是所述 微透镜通光面积的1/25。
[0050] 其中，所述单向透光膜为软膜或硬膜。
[0051] 图1和图2是该单向透光膜（单向透射-单向反射膜）的原理示意图，其中图1 是纵向的剖面图，图2是俯视的透视图。从结构上看，本单向透射-单向反射膜包括一透明 基板10,在所述透明基板10的上表面是密集排列的微透镜阵列，这些微透镜20是凸透镜。 这些凸透镜的形状不限，但一般是圆形、正方形或者正六边形。在所述透明基板10的下表 面覆盖一层高反光材料层30,高反光材料的反光率很高。在高反光材料层30上对应于微透 镜中心的位置上开有透明的小窗40。这些小窗40位于微透镜的焦平面上，能够让垂直方向 入射的光线汇聚于小窗40内并穿过反光材料层30。
[0052] 图3是该单向透射-单向反射膜的光路原理图，以单个微透镜和透明小窗为例，当 光线从单向透射-单向反射膜的上方（透射侧）入射时，大部分光线被凸透镜汇聚，并穿过 透明基板10,从反光材料层30的透明小窗40射出。当光线从单向透射-单向反射膜的下 方（反射侧）入射时，由于透明基板10的下表面绝大多数面积上都覆盖有高反光材料，所 以大多数光线会被反射回去。
[0053] 如图4所示，本发明实施例提供了一种光收集器，包括透明体，
[0054] 所述透明体的顶面覆盖单向透光膜，所述透明体除一个侧面外，其他表面均覆盖 有反光面向内的反光材料层。
[0055] 其中，所述透明体的形状不限，一般为长方体。
[0056] 其中，所述透明体的未覆盖反光材料层的侧面作为透明的照射窗。
[0057] 本发明实施例还提供了一种光收集器，包括一盒体，
[0058] 所述盒体的顶面为单向透光膜，或者所述盒体的顶面覆盖有单向透光膜；
[0059] 所述盒体一侧为透明的照射窗，所述盒体的其他侧面和底面的内壁覆盖有反光面 向内的反光材料层。
[0060] 其中，所述盒体内部是空气或其他透明介质。
[0061] 所述光收集器的工作原理是：来自于光收集器上方的环境光，穿过单向透光膜进 入光收集器内部后，由于单向透光膜的单向透光特性，光线无法再射出到光收集器外部，只 能在光收集器内部反复反射，并最终从一侧的透明照射窗射出。
[0062] 如图5所示，本发明实施例提供了一种背光源模组，包括背光源，所述背光源包括 一背光扩散板，所述背光扩散板用于对侧向来光进行散射以均匀照亮液晶显示屏，还包括： 一光收集器，所述光收集器的未覆盖反光材料层的侧面与所述背光扩散板的侧面相接； [0063]所述光收集器，用于收集环境光，将收集到的环境光导入所述背光扩散板的侧向。 [0064]其中，所述光收集器包括透明体，所述透明体的顶面覆盖上述单向透光膜，所述透 明体除一个侧面外，其他表面均覆盖有反光面向内的反光材料层。
[0065]其中，所述背光源模组可以包括一个或多个光收集器，每一个光收集器的透明照 射窗所在的侧面与所述背光源的一个侧面相接。
[0066] 如图5所示，本发明实施例还提供了一种背光源模组，包括