[发明专利]一种增强反射的光学膜片及应用其的直下式背光模组

说明书

本发明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。通过设置带有凹陷的微透镜结构的反射层，能够使从光学膜片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。

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