[发明专利]一种具有调光、准直和保偏的复合光学薄膜及其背光模组

摘要

本发明涉及一种具有调光、准直和保偏的复合光学薄膜及其背光模组，包括从下至上依次设置的用于破坏光线在导光板内全反射的底部微结构、中间载体和与所述底部微结构相配合且用于准直光线的上部微结构，所述中间载体连接所述底部微结构和上部微结构；所述底部微结构由若干个均匀布设于中间载体底面且呈倒圆台状的凸块构成，所述凸块包括与中间载体相连的顶面、位于底部的底面和周侧的斜面；所述上部微结构由若干个与所述凸块对应设置的凸部构成，所述凸部分别由一自由曲面围合而成。本发明的有益效果在于：用于实现背光源模组薄型化设计，能够实现对自然光或偏振光的输出亮度进行调整，并能对输出光起到一定的准直效果，结构紧凑，集成度更高。

主权项

1.一种具有调光、准直和保偏的复合光学薄膜，其特征在于：包括从下至上依次设置的用于破坏光线在导光板内全反射的底部微结构、中间载体和与所述底部微结构相配合且用于准直光线的上部微结构，所述中间载体连接所述底部微结构和上部微结构；所述底部微结构由布设于中间载体底面且呈倒圆台状的凸块构成，所述凸块包括与中间载体相连的顶面、位于底部的底面和周侧的斜面；所述上部微结构由若干个与所述凸块上下一一对应设置的凸部构成，所述凸部分是由一自由曲面围合而成；所述底部微结构的凸块形状结构的确定包括以下步骤：步骤S11：设定所述底部微结构的斜面与准直方向N的夹角为α，所述准直方向N即背光模组输出光的法向，使得入射光经底部微结构的斜面反射后经法向传播，α与岀射光θ₂和入射光θ₁之间的关系如下式：其中，α是底部微结构的斜面与准直方向N的夹角，θ₁是入射光与准直方向N的夹角，θ₂是岀射光与准直方向N的夹角；步骤S12：确定α的值，保证出射光与准直方向N的夹角θ₂在沿准直方向N两侧对称分布；步骤S13：设定底面微结构的底面半径r；步骤S14：沿光轴旋转360°，得到凸块的形状结构；所述上部微结构的凸部形状结构的确定包括以下步骤：步骤S21：将与所述底部微结构对应的底面作为二次光源获取上部微结构的自由曲面，使得沿准直方向N对称分布的入射光的得到准直；步骤S22：建立x‑y平面，根据以下公式，得出自由曲面在x‑y平面上的曲线；其中，点P_i和点P_i+1是该自由曲面在x‑y平面截线上相邻的两个点，点P_i+1的坐标用(x，y)表示，是P_i处的法向，n₁和n₂分别是入射光在空气和光学介质中的折射率；和分别是在点P_i处的出射光和入射光的单位向量，θ_i+1是OP_i+1与光轴的夹角；O为x‑y平面的原点；步骤S23：将该曲线沿着光轴旋转360°得到上部微结构4 3中的单个微结构的自由曲面，进而得到凸部的形状结构；所述上部微结构的自由曲面在x‑y平面上的曲线的光轴按照底部微结构的底面的半径调整，所述底部微结构的底面半径为r，则上部微结构自由曲面在x‑y平面上曲线的光轴向外平移r～1.3r。