扩散膜、扩散板、背光模组以及电子设备的制作方法

1.本发明涉及显示器技术领域，具体涉及一种扩散膜、扩散板、背光模组以及电子设备。


背景技术：

2.液晶显示模组由液晶面板及背光模组组成，依据光源所在位置，目前液晶模组主要分为直下式及侧入式两种，由于消费者对产品外观的极致需求，液晶电视边框越来越窄，产品厚度越来越薄，为满足产品超薄厚度的需求，背光模组中扩散板与led间距越来越小，模组腔体变小，光线光程变短，混合不均，导致画面亮暗不均，画面均匀度差成为了模组设计的难题。为了解决背光模组高均匀性需求，只能不断缩小led间距，此种方法也就导致模组中led数量指数倍增加，产品功耗也越来越高，急需一种高均匀能力光学元件来满足目前的超薄产品需求。另外，目前miniled与量子点产品由于具有超高对比度、超高亮度、超高色域等特点，很快收到市场追捧，容易理解，当背光均匀性差，画面亮暗不均时，即无法完成量子点光学膜片激发均匀的效果，画面会呈现偏红偏绿片蓝等不良现象。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种扩散膜、扩散板、背光模组以及电子设备，旨在解决当混光距离逐渐缩小后，即背光模组光源表面与扩散板距离变小后，背光视效存在因混光不足局部亮暗不均的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种扩散膜，包括：
5.扩散层，包括相对设置的第一侧和第二侧，所述第一侧用以贴附在扩散板的出光侧，所述扩散层在所述第二侧凸设有多个第一凸部，各所述第一凸部包括一与所述第二侧相对设置的第一面和多个沿远离所述第二侧方向、且逐渐向内倾斜设置的第二面；以及，
6.聚光层，设于所述第二侧、且贴合所述扩散层设置，所述聚光层在靠近所述扩散层的一侧凹设有多个凹槽，各所述凹槽用以供对应的所述第一凸部嵌入，所述聚光层远离所述扩散层的一侧凸设有多个第二凸部，各所述第二凸部沿远离所述扩散层的方向呈渐缩设置；
7.其中，所述扩散层的折射率大于所述聚光层的折射率。
8.可选地，至少两个所述第二凸部沿远离所述扩散层的方向上的高度不等。
9.可选地，在相邻的两个所述第二凸部中，一所述第二凸部在远离所述扩散层的方向上的高度为a，另一所述第二凸部在远离所述扩散层的方向上的高度为b，其中，a＞b。
10.可选地，所述第二凸部包括多个沿远离所述扩散层方向、且逐渐向内倾斜设置的第三面，各所述第三面与所述聚光层之间的夹角角度相同。
11.可选地，各所述第三面与所述聚光层之间的夹角角度为c，所述第二凸部的折射率为n1；
12.其中，c＝arcsin(1/n2)*180/3.1415926。
13.可选地，各所述第二面与所述第二侧之间的夹角角度为d，所述聚光层的折射率为n2，所述第一凸部的折射率为n3；
14.其中，d＝arcsin(n2/n3)*180/3.1415926。
15.本发明还提出一种扩散板，其特征在于，包括：
16.本体部，包括相对设置的入光侧和出光侧，所述本体部的入光侧用以朝向光源；以及，
17.扩散膜，设于所述本体部的出光侧，所述扩散膜为上文所述的扩散膜。
18.可选地，所述本体部包括第一基板、第二基板和色转换层，所述第一基板设于所述扩散膜的第一侧，所述第二基板设于所述第一基板背离所述扩散膜的一侧，所述色转换层设于所述第一基板和所述第二基板之间，所述色转换层内用以封装量子点。
19.本发明还提出一种背光模组，包括：
20.光源；以及，
21.扩散板，设于所述光源的出光侧，所述扩散板包括如上文所述的扩散板。
22.本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上文所述的背光模组。
23.本发明的技术方案中，通过叠合有不同折射率的所述扩散层和所述聚光层，从而使得所述扩散层与所述聚光层之间产生折射率差界面，以发生光的折射现象，又由于所述扩散层的折射率大于所述聚光层的折射率，则自所述扩散层入射至所述聚光层的光线的入射角度小于其折射角度，从而可使得自所述扩散层射出的部分光线可偏向大视角发射，同时在所述第二侧上凸设有多个所述第一凸部，各所述第一凸部所具有的所述第一面可供自所述第一凸部射出的部分光线正常出射，以确保在所述扩散层上设置有所述第一凸部区域的亮度不会降低，而设置的各所述第二面由于与所述第二侧呈角度设置，可使部分穿出所述第二面的光线发生折射从而改变出光角度，亦可以使部分穿出所述第二面的光线发生全反射，从而降低led中心出光的光线能量，以平衡中心与两侧的光线能量比，从而以达到匀光的效果；此外，在所述聚光层上凸设的呈渐缩设置的多个所述第二凸部，相比传统平层结构，缩小了终端入射角度，光学终端出射界面，可以收集角度偏大的杂乱光线，使光线更加聚集，出光效率更高，即改变了原本的入射大于临界角的全反射光线，使此部分光线可正常从所述聚光层3射出，提高了光线的出光效率。即本发明中，在所述扩散层和所述聚光层的共同作用下解决背光模组光源表面与扩散板距离变小后，背光视效存在因混光不足局部亮暗不均的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
25.图1为本发明提供的扩散板的的一实施例的爆炸结构示意图；
26.图2为图1中a处的局部放大图；
27.图3为图1中b处的局部放大图。
28.附图标号说明：
29.标号名称标号名称100扩散板4凹槽10扩散膜5第二凸部1扩散层5a第三面1a第一侧6本体部1b第二侧61第一基板2第一凸部62色转换层2a第一面63第二基板2b第二面7匀光层3聚光层
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30.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
34.液晶显示模组由液晶面板及背光模组组成，依据光源所在位置，目前液晶模组主要分为直下式及侧入式两种，由于消费者对产品外观的极致需求，液晶电视边框越来越窄，产品厚度越来越薄，为满足产品超薄厚度的需求，背光模组中扩散板与led间距越来越小，模组腔体变小，光线光程变短，混合不均，导致画面亮暗不均，画面均匀度差成为了模组设计的难题。为了解决背光模组高均匀性需求，只能不断缩小led间距，此种方法也就导致模组中led数量指数倍增加，产品功耗也越来越高，急需一种高均匀能力光学元件来满足目前的超薄产品需求。另外，目前mini led与量子点产品由于具有超高对比度、超高亮度、超高色域等特点，很快收到市场追捧，容易理解，当背光均匀性差，画面亮暗不均时，即无法完成量子点光学膜片激发均匀的效果，画面会呈现偏红偏绿片蓝等不良现象
35.鉴于此，本发明提出一种扩散膜，图1至图3为本发明的一实施例。
36.请参阅图1至图3，所述扩散膜10包括扩散层1和聚光层3，所述扩散层1包括相对设置的第一侧1a和第二侧1b，所述第一侧1a用以贴附在扩散板的出光侧，所述扩散层1在所述
第二侧1b凸设有多个第一凸部2，各所述第一凸部2包括一与所述第二侧1b相对设置的第一面2a和多个沿远离所述第二侧1b方向、且逐渐向内倾斜设置的第二面2b；所述聚光层3设于所述第二侧1b、且贴合所述扩散层1设置，所述聚光层3在靠近所述扩散层1的一侧凹设有多个凹槽4，各所述凹槽4用以供对应的所述第一凸部2嵌入，所述聚光层3远离所述扩散层1的一侧凸设有多个第二凸部5，各所述第二凸部5沿远离所述扩散层1的方向呈渐缩设置；其中，所述扩散层1的折射率大于所述聚光层3的折射率。
37.本发明的技术方案中，通过叠合有不同折射率的所述扩散层1和所述聚光层3，从而使得所述扩散层1与所述聚光层3之间产生折射率差界面，以发生光的折射现象，又由于所述扩散层1的折射率大于所述聚光层3的折射率，则自所述扩散层1入射至所述聚光层3的光线的入射角度小于其折射角度，从而可使得自所述扩散层1射出的部分光线可偏向大视角发射，同时在所述第二侧1b上凸设有多个所述第一凸部2，各所述第一凸部2所具有的所述第一面2a可供自所述第一凸部2射出的部分光线正常出射，以确保在所述扩散层1上设置有所述第一凸部2区域的亮度不会降低，而设置的各所述第二面2b由于与所述第二侧1b呈角度设置，可使部分穿出所述第二面2b的光线发生折射从而改变出光角度，亦可以使部分穿出所述第二面2b的光线发生全反射，从而降低led中心出光的光线能量，以平衡中心与两侧的光线能量比，从而以达到匀光的效果；此外，在所述聚光层3上凸设的呈渐缩设置的多个所述第二凸部5，相比传统平层结构，缩小了终端入射角度，光学终端出射界面，可以收集角度偏大的杂乱光线，使光线更加聚集，出光效率更高，即改变了原本的入射大于临界角的全反射光线，使此部分光线可正常从所述聚光层3射出，提高了光线的出光效率。即本发明中，在所述扩散层1和所述聚光层3的共同作用下解决背光模组光源表面与扩散板100距离变小后，背光视效存在因混光不足局部亮暗不均的问题。
38.需要说明的是，本实施例所述的第一凸部2与所述扩散层1一体化成型设置，因此所述第一凸部2的折射率与所述扩散层1的折射率相同；所述第二凸部5与所述聚光层3一体化成型设置，因此所述第二凸部5的折射率与所述聚光层3的折射率相同。
39.进一步地，由于规则排列的结构容易与液晶玻璃像素阵列相干涉，引起显示摩尔纹不良，即等高排列设计的多个所述第二凸部5容易引起显示摩尔纹不良；在本实施例中，至少两个所述第二凸部5沿远离所述扩散层1的方向上的高度不等。通过设置有至少两个所述第二凸部5的高度不一，将多个所述第二凸部5由等高图形变为非规则的图形，以改善水波纹和摩尔纹，且在其背面涂布一层保护层，可以防止膜材间黏附在一起，避免牛顿环或彩虹环的出现。
40.再进一步地，在相邻的两个所述第二凸部5中，一所述第二凸部5在远离所述扩散层1的方向上的高度为a，另一所述第二凸部5在远离所述扩散层1的方向上的高度为b，其中，a＞b。通过设置不同高度的所述第二凸部5采用高低相间的排列方式间隔排列，可以较好地解决可能存在的与液晶玻璃像素画面干涉的问题，以进一步提高改善水波纹和摩尔纹的效果。
41.其中，各所述第二凸部5的设置形式不做限制，可以是单棱镜结构或金字塔结构或相关变体，以达到收拢杂光的效果，具体地，在本实施例中，请参阅图3，所述第二凸部5包括多个沿远离所述扩散层1方向、且逐渐向内倾斜设置的第三面5a，各所述第三面5a与所述聚光层3之间的夹角角度相同。通过设置所述第二凸部5包括多个与所述聚光层3之间的夹角
角度相同的第三面5a，则所述第二凸部5为一金字塔结构，其截面为等腰三角形，从而在各个方向都可收集角度偏大的杂乱光线，使光线更加聚集，出光效率更高。
42.此外，由于所述第二凸部5设置为三角体形状，即对所述第二凸部5的顶端处理，以将其顶部变为圆弧形，增强抗划伤能力，且将所述第二凸部5的顶端进行处理，从而可在所述聚光层3上形成高度不一的所述第二凸部5。
43.进一步地，为了达到更好的收集杂乱光线的效果，使光线更加聚集，因此设置各所述第三面5a与所述聚光层3之间的夹角角度为光线自所述聚光层3射入到空气中的临界角值，因此，可根据斯奈尔定律进行计算，如下所述：
44.sinθ1·
n1＝sinθ2·
n245.由于空气的折射率为1，在本实施例中，各所述第三面5a与所述聚光层3之间的夹角角度为c，所述第二凸部5的折射率为n1；
46.其中，c＝arcsin(1/n2)*180/3.1415926。
47.此外，位于所述聚光层3上的多个所述第二凸部5之间呈矩阵排布，且相邻的两个所述第二凸部5之间相互接触，使所述聚光层3安装多个所述第二凸部5的一侧的平面部分不会显露出来，相较于在两个所述第二凸部5之间会间隔显露出所述聚光层3的平面部分，其收集光线的能力更强。
48.需要说明的是，由于在所述扩散层1设置的所述第二侧1b上排布有多个所述第一凸部2，则对应的为了确保所述扩散层1和所述聚光层3的贴附，所述聚光层3在对应所述第一端面的一端面凹设有多个凹槽4，用以供所述第一凸部2嵌入。
49.进一步地，多个所述第一凸部2呈矩阵排布。其中，将各所述第一凸部2呈矩阵排布在所述第二侧1b上，且相邻的两个所述第一凸部2之间是间隔排列设置，从而在所述扩散层1的截面上，形成交替梯形截面，可分解集中在中间范围内小角度光线，增大光线入射至折射率差界面的入射角度，从而增加出射光的角度，使光线可更多的往两侧发生，从而增加出光角度，同时也增加发生全反射的机会，降低了中心出光的能量，也从另一个方面平衡了中心与两侧的光线能量对比，此外，相邻的两个所述第一凸部2之间存在的平面区域以及对应的所述第一凸部2上的所述第一面2a可保证位于中心部分光线的正常出光，在正视角度亮度不降低的情况下，将少量光折射向大视角，从而满足应用需求。
50.进一步地，各所述第一凸部2均设置为锥棱台。通过将各所述第一凸部2设置为棱锥台，棱锥台其具有四个侧面，具有在所述扩散层1横纵方向的两个方向的角度提升，可使对边侧的暗光区域的亮度提升会更加明显。
51.进一步地，由于本实施例所述的扩散膜10贴附在扩散板100上、且选用背光源作为光源，而背光源包括多个led灯珠，当背光源与扩散板100之间的间距变小，光线光程变短，从而无法很好的分散掉接近垂直角度射入所述扩散板100上的强光源，从而是导致画面明暗不均的主要原因，则具体地，在本实施例中，设置各所述第二面2b与所述第二侧1b之间的夹角角度为光线自所述扩散层1射入到所述聚光层3的临界角值。通过抬高所述第二面2b与所述第二侧1b的夹角角度为临界值，对于接近垂直角度射向所述第二面2b的部分光线与法线之间的夹角角度会大于或等于其临界值，从而增加全反射的机会，使光线在所述第一凸部2内部反射，一方面降低了中心出光的能量，另一方面也平衡了中心与两侧的光线，而呈梯形截面设计的所述第一凸部2，其两侧的所述第二面2b与所述第二侧1b的夹角角度相等，
以均衡其两侧的光的出射，从而使混光更为均匀。
52.因此，设置各所述第二面2b与所述第二侧1b之间的夹角为d，所述聚光层3的折射率为n2，所述第一凸部2折射率为n3；
53.其中，d＝arcsin(n2/n3)*180/3.1415926。
54.而在本实施例中，因所述聚光层3的材质和所述第二凸部5的材质相同、且一体设置，因此上文所述的第二凸部5的折射率n1等于所述聚光层3的折射率n2；因所述第一凸部2的材质和所述扩散层1的材质相同、且一体设置，因此所述第一凸部2和所述扩散层1的折射率都为n3，其中，1.3≤n1＝n2≤1.6；1.5≤n3≤1.8。
55.在一实施例中，设置n2＝1.48，n3＝1.62，根据上文所述计算d的计算公式以得到各所述第二面2b与所述第二侧1b之间的夹角角度为66度。
56.本发明还提出一种扩散板100，所述扩散板100包括本体部6和扩散膜10，所述本体部6包括相对设置的入光侧和出光侧，所述本体部6的入光侧用以朝向光源；所述扩散膜10设于所述本体部6的出光侧，所述扩散膜10包括如上文所述的扩散膜10，所述扩散膜10的具体结构参照上述实施例，由于本扩散板100采用了上述所有实施例的全部技术方案，在此不一一赘述。
57.其中，所述本体部6的设置形式不作限制，在一实施例中，所述本体部6包括第一基板61、第二基板63和色转换层62，所述第一基板61设于所述扩散膜10的第一侧1a，所述第二基板63设于所述第一基板61背离所述扩散膜10的一侧，所述色转换层62设于所述第一基板61和所述第二基板63之间，所述色转换层62内用以封装量子点。
58.在另一实施例中，所述本体部6可包括所述第一基板61和色转换层62或包括所述第二基板63和所述色转换层62；在又一实施例中，所述本体部6可只包括所述第一基板61和所述第二基板63。
59.在上文所述的所述本体部6包括所述第一基板61、所述第二基板63和所述色转换层62的基础上，其中，为了延缓光线的出射，利用折射率的差异，在单一折射率材质中增加低折射率的空气，从而满足全反射条件。
60.其中，所述光转换层的材质不做限制，其为包括pet，ps、pc、pmma、无机玻璃等任意一种或两种、多种材料的混合复合材料，所述本体部6为所述第一基板61、所述色转换层62和所述第二基板63三层共挤压合形成、且所述第一基板61和所述第二基板63在挤压成型时内部生成多个气泡，所述第二基板63内的气泡体积比10-20％，气泡呈橄榄球形，界面呈椭圆状，长边尺寸10-12um,短边尺寸5-8um。所述第一基板61内的气泡体积比5-10％，气泡呈橄榄球形，界面呈椭圆状，长边尺寸10-12um，短边尺寸5-8um；通过在所述第一基板61和所述第二基板63内成型生成气泡，可延缓光线出射，利用折射率的差异，在单一折射率材质中增加低折射率空气，满足全反射条件，且位于所述第二基板63内的气泡多于所述第一基板61内的气泡，则在光线没有碰到所述色转换层62的时候，首先与位于所述第二基板63内的气泡接触，其中气泡偏多，则全反射的几率会偏高，以延缓光线出射，而设置的所述第一基板61内的气泡较少，是为了提高光线出光效率，因为此时的光线已经过所述色转换层62进行转换，不易再次被反射至底部位置。
61.进一步地，所述本体部6还包括匀光层7，所述匀光层7贴合所述第二基板63设置，所述匀光层7远离所述第二基板63的侧面上凹设有多个凹部。通过贴合有所述匀光层7，且
在所述匀光层7朝向背光源的一端面上凹设有多个所述凹部，以提高所述匀光层7朝向背光源的一端面的反射能力，从而可获取更大的光程，便于更好的混合光线。具体地，在本实施例中，所述匀光层7的主体为丙烯酸类聚合树脂，其折射率在1.48-1.72之间，体积含量约30-40％，其内部含有高反射材料tio2&sio2，体积含量15-20％，以提高所述匀光层7的反射能力，其中由于所述匀光层7的树脂材质为uv系列，需要经过uv光照射固化，则在所述匀光层7内还含有酮类溶剂10-15％及其助剂1-5％，引发剂20-30％，以满足uv固化的条件；其中，多个所述凹部的深度为随机变化值，其深度范围在5-25um之间，且也可以理解为所述匀光层7朝向所述背光源的一端面粗糙不平，相较于现有平滑表面，其可反射更多的光线，从而增加了光程。
62.本发明还提出一种背光模组，所述背光模组包括光源和扩散板100，所述扩散板100设于所述光源的出光侧，所述扩散板100包括如上文所述的扩散板100，所述扩散板100的具体结构参照上述实施例，由于本背光模组采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有的有益效果，在此不再一一赘述。
63.其中，所述背光模组为光源、反射片、导光板、扩散板100、光学板依次叠合形成，其中，位于所述扩散板100上的所述匀光层7朝向所述光源，所述扩散膜10贴附在所述扩散板100背离所述光源的一侧，即所述扩散层1贴附在所述扩散板100上的所述第一基板61上。
64.可选地，所述光源设置为背光源、且为蓝光光源，则所述扩散板100内封装的所述量子点为红绿量子点。通过设置所述背光源为蓝光光源，是由于在可见光中，波长越端，折射率越大，即蓝光的折射率最大，其临界角最小，采用蓝光miniled光源效果更加明显。蓝色光线经过反射后重复激发量子点，使量子点激发更加充分，提高了出光效率。同时由于光源采用蓝光，即对应的在所述色转换层62内封装的所述量子点为红绿量子点，以满足白光需求。
65.本发明还提出了一种电子设备，其中，所述电子设备不局限于电视、也可以是电脑等显示设备，所述电子设备包括背光模组，所述背光模组的具体结构参考上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有的有益效果，在此不再一一赘述。
66.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。