CN106353883A - 磁致调光材料、局部背光调节膜、背光模组及显示设备 - Google Patents

磁致调光材料、局部背光调节膜、背光模组及显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁致调光材料、局部背光调节膜、背光模组及显示设备，属于液晶显示技术领域。其中，磁致调光材料包括透明基底，以及分布在所述透明基底表面、由不透明的且具有磁性的弹性刚毛形成的刚毛阵列；所述弹性刚毛相对于所述透明基底的形态可在外加磁场的控制下在直立状态和贴附于所述透明基底表面的状态之间变化。由上述磁致调光材料形成磁致调光层，并在磁致调光层上设置多个通过微电路控制的电磁单元得到局部背光调节膜，每个电磁单元独立地控制与其对应的磁致调光层的预设区域的弹性刚毛的形态，实现对磁致调光层不同区域的透光率的控制，进而实现局部背光调节。利用该磁致调光材料能够实现精确的局部背光调节。

Description

磁致调光材料、局部背光调节膜、背光模组及显示设备
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种磁致调光材料、局部背光调节膜、背光模组及显示设备。
背景技术
随着液晶显示技术的不断发展，人们对于液晶显示设备的显示效果的要求越来越高，对于提高液晶显示设备的显示效果的方法的研发成为液晶显示设备开发的重点。在各类提高液晶显示设备显示效果的方法中，Local Dimming(局部背光调节)技术由于容易实现、效果明显受到了广泛关注。
现有的Local Dimming技术的实现方式为：利用大量LED(Light Emitting Diode，发光二极管)LED形成光源，根据所要显示的图像的明暗，对背光进行分区。利用芯片分别控制每个分区的LED的开关，来控制每个分区背光的强度，从而实现局部背光调节，进而提高显示画面的对比度、灰阶数，并减少残影，使液晶显示设备具有良好的显示效果。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的液晶显示设备的背光模组根据光源的位置分为直下式背光模组和侧光式背光模组。对于直下式背光模组来说，由于LED尺寸以及对LED开关的控制的限制，使得背光分区不够精细，不能实现精确的局部背光调节；对于侧光式背光模组来说，由于光源位于背光模组的侧边，因此只能成行或者成列对背光进行分区(如图1所示)同样不能进行精确的局部背光调节。综合而言，通过控制LED的开关不能实现精确的局部背光调节。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种可在外加磁场作用下改变自身对入射光线的透过性能的磁致调光材料，以及基于该磁致调光材料的局部背光调节膜、背光模组及显示设备。利用磁致调光材料的透光性能随着磁场的变化而变化这一特点，通过控制磁致调光材料对光线的透过率来控制背光的强度来实现精确的局部背光调节。
具体而言，包括以下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种磁致调光材料，该磁致调光材料包括：透明基底，以及分布在所述透明基底表面、由不透明的且具有磁性的弹性刚毛形成的刚毛阵列；所述弹性刚毛相对于所述透明基底的形态可在外加磁场的控制下在直立状态和贴附于所述透明基底表面的状态之间变化。
可选地，所述刚毛阵列中，所述弹性刚毛之间的距离为10μm～10mm。
可选地，所述弹性刚毛呈圆柱形，所述弹性刚毛的长度为40μm～10mm，直径为0.5μm～1mm。
可选地，所述刚毛阵列包括至少两种不同直径的所述弹性刚毛。
可选地，所述弹性刚毛包括弹性基体以及分布在所述弹性基体中的不透明磁性材料。
可选地，所述不透明磁性材料为镍和/或四氧化三铁。
可选地，所述弹性基体的材料为硅橡胶、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷或者聚氨酯。
第二方面，本发明实施例提供一种局部背光调节膜，该局部背光调节膜包括：由上述的磁致调光材料形成的磁致调光层，以及设置在所述磁致调光层上的多个通过微电路控制的电磁单元；所述磁致调光材料的刚毛阵列与所述通过微电路控制的电磁单元分别位于所述磁致调光材料的透明基体的相对的两个表面；每个所述通过微电路控制的电磁单元分别用于通过电磁力的改变控制所述磁致调光层的预设区域内的所述弹性刚毛相对于所述透明基体的形态。
第三方面，本发明实施例提供一种背光模组，该背光模组包括：反射片，位于所述反射片上方的导光板，位于所述导光板至少一个侧边的光源，以及，位于所述导光板上方的光学膜片；其中，所述背光模组还包括：位于所述导光板和所述光学膜片之间的上述的局部背光调节膜。
第四方面，本发明实施例提供另一种背光模组，该背光模组包括：反射片，位于所述反射片上方的光源，位于所述光源上方的扩散板，以及，位于所述扩散板上方的光学膜片；其中，所述背光模组还包括：位于所述扩散板和所述光学膜片之间的上述的局部背光调节膜。
第五方面，本发明实施例提供一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括上述的背光模组。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
本发明实施例提供了一种可在外加磁场作用下改变自身对入射光线的透过性能的磁致调光材料，该磁致调光材料中，在透明基底上分布有由不透明的且具有磁性的弹性刚毛形成的刚毛阵列，当外加磁场对上述的弹性刚毛产生吸附作用时，弹性刚毛贴附在透明基底表面上，使光线不能透过该磁致调光材料；当外加磁场对上述的弹性刚毛产生排斥作用或者撤销外加磁场作用时，上述的弹性刚毛恢复直立状态，光线能够透过该磁致调光材料。将上述磁致调光材料应用于局部背光调节中，由上述磁致调光材料形成磁致调光层，并在磁致调光层上设置多个通过微电路控制的电磁单元得到局部背光调节膜，通过控制电磁单元的电流的大小和方向，控制电磁力的大小和方向，从而控制磁致调光层中弹性刚毛相对于透明基底的形态，进而控制光线的透过率。每个电磁单元独立地控制与其对应的磁致调光层的预设区域的弹性刚毛的形态，实现对磁致调光层不同区域的透光率的控制。将上述局部背光调节膜设置在导光板与光学膜片之间(侧光式背光模组)或者扩散板与光学膜片之间(直下式背光模组)后，能够控制磁致调光层不同区域对由导光板或扩散板射出的光线的透过率，进而改变背光模组不同区域的背光强度，实现局部背光调节。由于通过微电路控制的电磁单元尺寸可以非常小，因此可以使背光分区更加精细，并且磁致调光层的透光率可以随着电磁力的变化进行连续变化，与现有的控制LED开光相比，背光强度的变化更加丰富，从而实现精确的局部背光调节，提高液晶显示设备的显示效果。
特别是将该磁致调光材料应用于侧光式背光模组中后，既保留了侧光式背光模组厚度小的优势，又克服了现有侧光式背光模组仅能成行或者成列调节背光的问题，有效提高侧光式背光模组的显示效果，有利于侧光式背光模组的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1为现有的侧光式背光模组的局部背光调节的效果示意图；
图2为本发明实施例提供的磁致调光材料中弹性刚毛处于直立状态时的示意图；
图3为本发明实施例提供的磁致调光材料中弹性刚毛处于贴附在透明基底表面状态时的示意图；
图4为本发明实施例提供的磁致调光材料的工作原理；
图5为本发明实施例提供的局部背光调节膜的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的侧光式背光模组的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的直下式背光模组的结构示意图；
图8为实施例1提供的磁致调光材料的透光率随电流的变化曲线。
附图标记分别表示：
100-局部背光调节膜；
1-磁致调光层；
11-透明基底；
12-刚毛阵列；
2-通过微电路控制的电磁单元；
200-导光板；
300-反射片；
400-光源；
500-光学膜片；
600-扩散板；
X-现有的侧光式背光模组的背光分区；
A-现有的侧光式背光模组的LED光源。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
第一方面，本发明实施例提供一种磁致调光材料，参见图2，并结合图3，该磁致调光材料包括：透明基底11，以及分布在透明基底11表面、由不透明的且具有磁性的弹性刚毛形成的刚毛阵列12；弹性刚毛相对于透明基底11的形态可在外加磁场的控制下在直立状态和贴附于透明基底11表面的状态之间变化。
本发明实施例提供的磁致调光材料是一种可在外加磁场作用下改变其自身对入射光线的透过性能的材料。该磁致调光材料中，在透明基底11表面分布有由不透明的且具有磁性的弹性刚毛形成的刚毛阵列12。参见图4，该磁致调光材料的工作原理为，当外加磁场对上述的弹性刚毛产生吸附作用时，弹性刚毛贴附在透明基底11表面上，由于弹性刚毛是不透明的，因此光线不能透过该磁致调光材料；当外加磁场对上述的弹性刚毛产生排斥作用或者撤销外加磁场作用时，上述的弹性刚毛恢复直立状态，光线从弹性刚毛之间的空隙透过该磁致调光材料。同时该磁致调光材料对光线的透过率随外加磁场的变化是可逆的。
基于上述磁致调光材料的特点，由上述磁致调光材料形成磁致调光层，并在磁致调光层上设置多个通过微电路控制的电磁单元即得到一种具有局部背光调节的局部背光调节膜，通过信号控制芯片控制电磁单元的电流的大小和方向，控制电磁力的大小和方向，从而控制磁致调光层中弹性刚毛相对于透明基底的形态，进而控制光线的透过率。每个电磁单元独立地控制与其对应的磁致调光层的预设区域的弹性刚毛的形态，实现对磁致调光层不同区域的透光率的控制。将上述局部背光调节膜设置在导光板与光学膜片之间(侧光式背光模组)或者扩散板与光学膜片之间(直下式背光模组)后，能够控制磁致调光层不同区域对由导光板或扩散板射出的光线的透过率，进而改变背光模组不同区域的背光强度，实现局部背光调节。由于通过微电路控制的电磁单元尺寸可以非常小，因此可以使背光分区更加精细，并且磁致调光层的透光率可以随着电磁力的变化进行连续变化，与现有的控制LED开光相比，背光强度的变化更加丰富，从而实现精确的局部背光调节，提高液晶显示设备的显示效果。
特别是将该磁致调光材料应用于侧光式背光模组中后，既保留了侧光式背光模组厚度小的优势，又克服了现有侧光式背光模组仅能成行或者成列调节背光的问题，有效提高侧光式背光模组的显示效果，有利于侧光式背光模组的发展。
本发明实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列12中的弹性刚毛之间应当具有合适的距离。由于弹性刚毛是不透明的，如果弹性刚毛之间的距离过小，则会使弹性刚毛处于直立状态时的磁致调光材料的透光率减小；如果弹性刚毛之间的距离过大，则当弹性刚毛贴附在透明基底表面时，不能完全阻挡光线透过。综合以上两方面的因素，本发明实施例中，弹性刚毛之间的距离可以为：10μm～10mm，例如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等。
本发明实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列12中的弹性刚毛的形状可以为圆柱形；弹性刚毛的长度可以为40μm～10mm，例如40μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等；弹性刚毛的直径可以为0.5μm～1mm，例如0.5μm、0.8μm、1μm、5μm、10μm、50μm、100μm、200μm、400μm、500μm、600μm、800μm、900μm、1mm等。同时，刚毛阵列12中可以包括两种或者两种以上，例如三种、四种不同直径的弹性刚毛，并且多种不同直径的弹性刚毛交错排列。例如，可以由直径0.5μm和直径0.8μm的弹性刚毛形成刚毛阵列12，或者由直径100μm和直径300μm的弹性刚毛形成刚毛阵列12，或者由直径400μm和直径500μm的弹性刚毛形成刚毛阵列12，或者由400μm、直径500μm、直径600μm的弹性刚毛形成刚毛阵列12等。
刚毛阵列12中的弹性刚毛也可以为沿与透明基底11表面平行的方向的截面形状为长方形或者正方形的薄片形，在该情况下，弹性刚毛的尺寸可以参照圆柱形的弹性刚毛的尺寸设计。
进一步地，本发明实施例提供的磁致调光材料中，使弹性刚毛不透明且具有磁性的一种具体的实现方式可以为：弹性刚毛包括弹性基体以及分布在弹性基体中的不透明磁性材料。不透明磁性材料使弹性刚毛整体呈不透明状态，外加磁场通过对不透明磁性材料的吸引使弹性刚毛贴附在透明基底11表面，当外加磁场撤销或者对不透明磁性材料排斥时时弹性刚毛处于直立状态。
不透明磁性材料占弹性基体的质量比例没有严格的限定，可以为：(0.01～0.1):(0.9～0.99)，例如0.01:0.99、0.02:0.98、0.04:0.96、0.05:0.95、0.06:0.94、0.08:0.92、0.1:0.9等。
上述不透明磁性材料可以为镍或者四氧化三铁或者它们的组合。需要说明的是，本发明实施例中的四氧化三铁的粒径应该在微米级以上，例如在1μm以上，因为当四氧化三铁的粒径达到纳米级时，四氧化三铁呈透明状态。上述弹性基体的材料可以为硅橡胶、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷或者聚氨酯等透明弹性材料，也可以采用不透明的弹性材料。
本发明实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列12和透明基底11可以一体化成型；也可以分别制作弹性刚毛和透明基底11，再将弹性刚毛布置在透明基底11上形成刚毛阵列12。需要说明的是，当刚毛阵列12和透明基底11一体化成型时，弹性刚毛的弹性基体和透明基底11应当采用相同的透明弹性材料。
作为本发明实施例的一种具体的实现方式，可以采用真空注模浇筑法来一体化成型制备上述磁致调光材料。首先通过机械加工制作聚四氟乙烯阴极模板，刚毛阵列12中弹性刚毛的直径、长度以及排列方式均由上述聚四氟乙烯阴极模板确定，然后将混合有上述不透明磁性材料的透明弹性材料的原料注入模板中，固化脱模后得到本发明实施例的磁致调光材料。本领域技术人员可以理解的是，在将混合有不透明磁性材料的透明弹性材料的原料注入模板时，要控制不透明磁性材料的分布，以保证固化脱模后不透明磁性材料分布在弹性刚毛的部分，而不会影响透明基底11的透明度。可以进行分阶段注入，先注入含有不透明磁性的原料，再注入不含有不透明磁性材料的原料，最后一起进行固化。
举例来说，以双组份硅橡胶(例如道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶，双组份包括基本组分和固化剂)作为透明基底11和弹性刚毛的弹性基体材料、采用真空注模浇筑法一体化成型制备上述磁致调光材料的过程为：
首先确定刚毛阵列12中弹性刚毛的直径、长度以及排列方式等参数，并按照上述参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将双组份硅橡胶的基本组分和固化剂按照预设的比例混合(例如质量比例(15～25)：1)，并向其中加入不透明磁性材料，将所得混合有不透明磁性材料的双组份硅橡胶注入聚四氟乙烯阴极模具中，除去气泡后在预设条件下固化、脱模即得到本发明实施例提供的磁致调光材料。
以环氧树脂作为透明基底11和弹性刚毛的弹性基体材料、采用真空注模浇筑法一体化成型制备上述磁致调光材料的过程为：
首先确定刚毛阵列12中弹性刚毛的直径、长度以及排列方式等参数，并按照上述参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将环氧树脂(例如E51、E44、E55、E42等中的至少一种)与胺类固化剂(例如三乙烯四胺)、长链单胺(例如十二胺、十八胺等中的至少一种)混合，并向其中加入不透明磁性材料，将所得混合体系注入聚四氟乙烯阴极模具中，除去气泡后在预设条件下固化、脱模即得到本发明实施例提供的磁致调光材料。其中的长链单胺能够使环氧树脂具有良好的韧性和恢复性能。环氧树脂、胺类固化剂和长链单胺的质量比例可以为95:(3～4.5):(0.05～2)，例如95:3:2、95:4.5:0.5、95:4:1、95:3.5:1.5等。
上述以双组份硅橡胶和环氧树脂作为透明基底11和弹性刚毛的弹性基体材料的磁致调光材料的透光率的变化范围在85％～0.5％，变化的响应时间在10～50毫秒，能够满足液晶显示设备画面显示的要求。
本发明实施例中，透明基底11的厚度没有特殊的限定，只要能够承载刚毛阵列12即可。本领域技术人员能够理解的是，透明基底11的厚度过厚，会影响磁致调光材料的透光率随外加磁致变化的响应时间。
第二方面，本发明实施例提供一种局部背光调节膜，参见图5，局部背光调节膜100包括：由上述的磁致调光材料形成的磁致调光层1，以及设置在磁致调光层1上的多个通过微电路控制的电磁单元2；磁致调光材料的刚毛阵列12与通过微电路控制的电磁单元2分别位于磁致调光材料的透明基体11的相对的两个表面。
每个通过微电路控制的电磁单元2分别用于通过电磁力的改变控制磁致调光层1的预设区域内的弹性刚毛相对于透明基体11的形态。
根据上述对磁致调光材料的解释说明可知，本发明实施例提供的局部背光调节膜100的工作原理为：每个通过微电路控制的电磁单元2对应一个背光分区，也就是本发明实施例提供的局部背光调节膜100的磁致调光层1的预设区域是指与背光分区相对应的区域。即电磁单元2在磁致调光层1上的分布情况与背光分区相对应。背光分区与电磁单元2呈现一一对应的关系。通过信号控制芯片控制微电路电流的大小和方向，来控制电磁单元2产生的电磁力的大小和方向，从而控制弹性刚毛的吸附或者排斥(或者撤销电磁力的作用)，进而分别控制与每个背光分区相对应的磁致调光层1的区域内的弹性刚毛的形态，以此来控制磁致调光层1不同区域的透光率。
将本发明实施例提供的局部背光调节膜100设置在导光板与光学膜片之间(侧光式背光模组)或者扩散板与光学膜片之间(直下式背光模组)后，当背光模组中光源发出的光由导光板(或者扩散板)射出进入本发明实施例提供的局部背光调节膜100中时，磁致调光层1不同区域对由导光板或扩散板射出的光线的透过率随着电磁单元2提供的电磁力的变化而改变，以控制由局部背光调节膜100射出进入后续光学膜片的光的强度，最终实现局部背光调节。
由于背光分区更加精细、理论上可以无限分区，背光强度变化更加丰富，因此采用本发明实施例提供的局部背光调节膜100可以实现精确的背光调节。
进一步地，本发明实施例提供的局部背光调节膜100中，通过微电路控制的电磁单元2的具体形式没有严格的限定，只要能够实现通过控制电流大小和方向来控制电磁力的大小和方向即可。一种可选的实现方式为：微电路控制的电磁单元2包括：覆盖在磁致调光层1上的微电磁电路板以及覆盖在微电磁电路板上的氧化铟锡(ITO)薄膜。需要说明的是，对于同一张局部背光调节膜100来说，可以在一张氧化铟锡薄膜上设置多个微电磁电路板(由微型晶体管制备得到)，每个微电磁电路板对应磁致调光层1的一个背光分区，以便于微电路控制的电磁单元2与磁致调光层1的结合。
第三方面，本发明实施例提供一种利用上述的局部背光调节膜的侧光式背光模组。参见图6，该侧光式背光模组包括：
反射片300，
位于反射片300上方的导光板200，
位于导光板200至少一个侧边的光源400，
以及，
位于导光板200上方的光学膜片500；
其中，该侧光式背光模组还包括：位于导光板200和光学膜片500之间的上述的局部背光调节膜100。
该侧光式背光模组中，局部背光调节膜100设置于导光板200和光学膜片500之间，当位于导光板200侧边的光源400发出的光线进入导光板200，再经反射片300反射，再从导光板200射出后进入局部背光调节膜100后，根据显示画面的需要，通过信号控制芯片分别控制每个电磁单元2中微电路电流的大小和方向，来控制每个电磁单元2产生的电磁力的大小和方向，从而控制磁致调光层1中相应区域对光线的透过率，进而控制进入后续光学膜片500的光线的强度，最终实现局部背光调节。举例来说，如果显示画面中某个区域亮度较低，则控制磁致调光层1对应的区域具有较低的光线透过率(弹性刚毛贴附在透明基底表面)；如果显示画面中某个区域亮度较高，则控制磁致调光层1对应的区域具有较高的光线透过率(弹性刚毛保持直立或者接近直立)。
由于局部背光调节膜100可以进行精细的背光分区，并且对光线的透过率可以连续变化，因此，应用上述局部背光调节膜100的侧光式背光模组在保留了厚度小的优势的同时，实现了精确的背光调节，克服了现有侧光式背光模组仅能成行或者成列调节背光的问题。
需要说明的是，在本发明实施例提供的侧光式背光模组中，局部背光调节调节膜100中的磁致调光层1可以朝向导光板200一侧，也可以朝向光学膜片500一侧。
进一步地，本发明实施例提供的侧光式背光模组中，光学膜片500包括扩散片、棱镜片、DBEF增亮膜片、荧光粉膜、量子点膜等中的一种或者几种的组合，光学膜片500具体的组成以及设置方式根据实际情况按照本领域常规技术手段设置即可，在此不作赘述。同时，本发明实施例提供的侧光式背光模组中还包括必要的框架、背板等部件，采用本领域常规技术手段即可，在此同样不作赘述。
进一步地，本发明实施例提供的侧光式背光模组中，光源400可以为LED光源，也可以为冷阴极灯管等传统光源，光源400的布置方式采用本领域的常规技术手段即可，本发明实施例不作特殊限定。
第四方面，本发明实施例提供一种利用上述的局部背光调节膜的直下式背光模组。参见图7，该直下式背光模组包括：
反射片300，
位于反射片300上方的光源400，
位于光源400上方的扩散板600，
以及，
位于扩散板600上方的光学膜片500；
其中，该直下式背光模组还包括：位于扩散板600和光学膜片500之间的上述的局部背光调节膜100。
该直下式背光模组中，局部背光调节膜100设置于扩散板600和光学膜片500之间，当位于反射片300上方的光源400发出的光线经反射片300反射进入扩散板600进行扩散，再由扩散板600射出进入局部背光调节膜100后，根据显示画面的需要，通过信号控制芯片分别控制每个电磁单元2中微电路电流的大小和方向，来控制每个电磁单元2产生的电磁力的大小和方向，从而控制磁致调光层1中相应区域对光线的透过率，进而控制进入后续光学膜片500的光线的强度，最终实现局部背光调节。举例来说，如果显示画面中某个区域亮度较低，则控制磁致调光层1对应的区域具有较低的光线透过率(弹性刚毛贴附在透明基底表面)；如果显示画面中某个区域亮度较高，则控制磁致调光层1对应的区域具有较高的光线透过率(弹性刚毛保持直立或者接近直立)。
由于局部背光调节膜100可以进行精细的背光分区，并且对光线的透过率可以连续变化，因此，应用上述局部背光调节膜100的直下式背光模组能够实现精确的局部背光调节。
需要说明的是，在本发明实施例提供的直下式背光模组中，局部背光调节调节膜100中的磁致调光层1可以朝向扩散板600一侧，也可以朝向光学膜片500一侧。
进一步地，本发明实施例提供的直下式背光模组中，光学膜片500包括扩散片、棱镜片、DBEF增亮膜片、荧光粉膜、量子点膜等中的一种或者几种的组合，光学膜片500具体的组成以及设置方式根据实际情况按照本领域常规技术手段设置即可，在此不作赘述。同时，本发明实施例提供的直下式背光模组中还包括必要的框架、背板等部件，采用本领域常规技术手段即可，在此同样不作赘述。
进一步地，本发明实施例提供的直下式背光模组中，光源400可以为LED光源，也可以为冷阴极灯管等传统光源，光源400的布置方式采用本领域的常规技术手段即可，本发明实施例不作特殊限定。
第四方面，本发明实施例一种液晶显示设备，该液晶显示设备中的背光模组采用上述的侧光式背光模组或者直下式背光模组。
由于上述的侧光式背光模组以及直下式背光模组均可以进行精确的局部背光调节，因此，应用上述的侧光式背光模组或者直下式背光模组的液晶显示设备的显示画面具有较高的对比度以及灰阶数，同时残影较少，显示效果良好。
本发明实施例中所述的液晶显示设备具体可以为液晶电视、笔记本电脑屏幕、平板电脑、手机等任何具有显示功能的产品或者部件。
特别是对于ULED(Ultra Light Emitting Diode)电视来说，应用本发明实施例提供的侧光式背光模组后，一方面具有良好的显示效果，另一方面具有较薄的厚度，提高ULED产品竞争力。
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
在以下实施例中，所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种以道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶作为透明基底和弹性刚毛的弹性基体的材料的磁致调光材料，以及基于该磁致调光材料的局部背光调节膜。
本实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列中弹性刚毛呈直径为400μm、长度为1mm的圆柱体，弹性刚毛之间的距离为200μm，不透明磁性材料为镍。
本实施例中采用真空注模浇筑一体化成型制备上述磁致调光材料，具体步骤包括：
首先确定按照上述弹性刚毛的尺寸、间距等参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶的基本组分和固化剂按照质量比例20:1混合，并向其中加入镍粉末，镍粉末和上述双组份硅橡胶的质量比例为0.05:0.95。分阶段向聚四氟乙烯阴极模具注入双组份硅橡胶，先注入用于形成刚毛阵列结构的混合有镍粉末的双组份硅橡胶，再注入用于形成透明基底结构的没有混合镍粉末的双组份硅橡胶，之后将模具放在40℃的真空干燥箱中以除去气泡，除去气泡后在65℃下固化，固化后脱模即得到本实施例的磁致调光材料。
对本实施例得到的磁致调光材料的透光率随电流的变化情况进行测试，结果如图8所示。从图8可以看出，随着电流的增大，磁致调光材料的透光率逐渐减小，当电流从2mA左右增大至20mA左右时，磁致调光材料的透光率由85％减小至0.5％，响应时间为10～50毫秒。同时本实施例的磁致调光材料的透光率的变化可逆，且重复性能良好。
以上述磁致调光材料膜作为局部背光调节膜的磁致调光层，在其上覆盖通过微电路控制的电磁单元，得到局部背光调节膜。其中，通过微电路控制的电磁单元包括氧化铟锡薄膜和设置在氧化铟锡薄膜上的按照背光分区需要排列的多个微电磁电路板，并且微电磁电路板与磁致调光材料的透明基底的与弹性刚毛相对的表面接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制磁致调光层相应区域的电磁力的变化，从而控制磁致调光层相应区域的弹性刚毛的形态。基于上述磁致调光材料的性质，该局部背光调节膜的每个背光分区的透光率均可在0.5％～85％之间变化，响应时间为10～50毫秒，满足液晶显示设备画面显示的要求。
实施例2
本实施例提供一种以道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶作为透明基底和弹性刚毛的弹性基体的材料的磁致调光材料，以及基于该磁致调光材料的局部背光调节膜。
本实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列中弹性刚毛呈直径为0.5μm、长度为40μm的圆柱体，弹性刚毛之间的距离为10μm，不透明磁性材料为镍。
本实施例中采用真空注模浇筑一体化成型制备上述磁致调光材料，具体步骤包括：
首先确定按照上述弹性刚毛的尺寸、间距等参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶的基本组分和固化剂按照质量比例15:1混合，并向其中加入镍粉末，镍粉末和上述双组份硅橡胶的质量比例为0.01:0.99。分阶段向聚四氟乙烯阴极模具注入双组份硅橡胶，先注入用于形成刚毛阵列结构的混合有镍粉末的双组份硅橡胶，再注入用于形成透明基底结构的没有混合镍粉末的双组份硅橡胶，之后将模具放在40℃的真空干燥箱中以除去气泡，除去气泡后在60℃下固化，固化后脱模即得到本实施例的磁致调光材料。
对本实施例得到的磁致调光材料的透光率随电流的变化情况进行测试，结果与实施例1相同。
以上述磁致调光材料膜作为局部背光调节膜的磁致调光层，在其上覆盖通过微电路控制的电磁单元，得到局部背光调节膜。其中，通过微电路控制的电磁单元包括氧化铟锡薄膜和设置在氧化铟锡薄膜上的按照背光分区需要排列的多个微电磁电路板，并且微电磁电路板与磁致调光材料的透明基底的与弹性刚毛相对的表面接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制磁致调光层相应区域的电磁力的变化，从而控制磁致调光层相应区域的弹性刚毛的形态。基于上述磁致调光材料的性质，该局部背光调节膜的每个背光分区的透光率均可在0.5％～85％之间变化，响应时间为10～50毫秒，满足液晶显示设备画面显示的要求。
实施例3
本实施例提供一种以道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶作为透明基底和弹性刚毛的弹性基体的材料的磁致调光材料，以及基于该磁致调光材料的局部背光调节膜。
本实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列中弹性刚毛呈直径为1mm、长度为10mm的圆柱体，弹性刚毛之间的距离为500μm，不透明磁性材料为粒径为10μm的四氧化三铁(Fe3O4)。
本实施例中采用真空注模浇筑一体化成型制备上述磁致调光材料，具体步骤包括：
首先确定按照上述弹性刚毛的尺寸、间距等参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶的基本组分和固化剂按照质量比例25:1混合，并向其中加入四氧化三铁粉末，四氧化三铁粉末和上述双组份硅橡胶的质量比例为0.1:0.9。分阶段向聚四氟乙烯阴极模具注入双组份硅橡胶，先注入用于形成刚毛阵列结构的混合有四氧化三铁粉末的双组份硅橡胶，再注入用于形成透明基底结构的没有混合四氧化三铁粉末的双组份硅橡胶，之后将模具放在40℃的真空干燥箱中以除去气泡，除去气泡后在70℃下固化，固化后脱模即得到本实施例的磁致调光材料。
对本实施例得到的磁致调光材料的透光率随电流的变化情况进行测试，结果与实施例1相同。
以上述磁致调光材料膜作为局部背光调节膜的磁致调光层，在其上覆盖通过微电路控制的电磁单元，得到局部背光调节膜。其中，通过微电路控制的电磁单元包括氧化铟锡薄膜和设置在氧化铟锡薄膜上的按照背光分区需要排列的多个微电磁电路板，并且微电磁电路板与磁致调光材料的透明基底的与弹性刚毛相对的表面接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制磁致调光层相应区域的电磁力的变化，从而控制磁致调光层相应区域的弹性刚毛的形态。基于上述磁致调光材料的性质，该局部背光调节膜的每个背光分区的透光率均可在0.5％～85％之间变化，响应时间为10～50毫秒，满足液晶显示设备画面显示的要求。
实施例4
本实施例提供一种以环氧树脂作为透明基底和弹性刚毛的弹性基体的材料的磁致调光材料，以及基于该磁致调光材料的局部背光调节膜。
本实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列中弹性刚毛呈直径为500μm、长度为5mm的圆柱体，弹性刚毛之间的距离为300μm，不透明磁性材料为镍。
本实施例中采用真空注模浇筑一体化成型制备上述磁致调光材料，具体步骤包括：
首先确定按照上述弹性刚毛的尺寸、间距等参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将E51型环氧树脂、三乙烯四胺和十二胺混合得到环氧树脂固化体系，并向其中加入镍粉末，分阶段向聚四氟乙烯阴极模具注入环氧树脂固化体系，先注入用于形成刚毛阵列结构的混合有镍粉末的环氧树脂固化体系，再注入用于形成透明基底结构的没有混合镍粉末的环氧树脂固化体系，之后将模具放在40℃的真空干燥箱中以除去气泡，除去气泡后在65℃下固化，固化后脱模即得到本实施例的磁致调光材料。
其中，E51型环氧树脂、三乙烯四胺和十二胺的质量比例为95:4:1，镍粉末和环氧树脂固化体系总的质量比例为0.02:0.98。
对本实施例得到的磁致调光材料的透光率随电流的变化情况进行测试，结果与实施例1相同。
以上述磁致调光材料膜作为局部背光调节膜的磁致调光层，在其上覆盖通过微电路控制的电磁单元，得到局部背光调节膜。其中，通过微电路控制的电磁单元包括氧化铟锡薄膜和设置在氧化铟锡薄膜上的按照背光分区需要排列的多个微电磁电路板，并且微电磁电路板与磁致调光材料的透明基底的与弹性刚毛相对的表面接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制磁致调光层相应区域的电磁力的变化，从而控制磁致调光层相应区域的弹性刚毛的形态。基于上述磁致调光材料的性质，该局部背光调节膜的每个背光分区的透光率均可在0.5％～85％之间变化，响应时间为10～50毫秒，满足液晶显示设备画面显示的要求。
实施例5
本实施例提供一种以环氧树脂作为透明基底和弹性刚毛的弹性基体的材料的磁致调光材料，以及基于该磁致调光材料的局部背光调节膜。
本实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列中弹性刚毛呈直径为10μm、长度为200μm的圆柱体，弹性刚毛之间的距离为20μm，不透明磁性材料为镍。
本实施例中采用真空注模浇筑一体化成型制备上述磁致调光材料，具体步骤包括：
首先确定按照上述弹性刚毛的尺寸、间距等参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将E55型环氧树脂、三乙烯四胺和十八胺混合得到环氧树脂固化体系，并向其中加入镍粉末，分阶段向聚四氟乙烯阴极模具注入环氧树脂固化体系，先注入用于形成刚毛阵列结构的混合有镍粉末的环氧树脂固化体系，再注入用于形成透明基底结构的没有混合镍粉末的环氧树脂固化体系，之后将模具放在40℃的真空干燥箱中以除去气泡，除去气泡后在65℃下固化，固化后脱模即得到本实施例的磁致调光材料。
其中，E55型环氧树脂、三乙烯四胺和十八胺的质量比例为95:4.5:0.5，镍粉末和环氧树脂固化体系总的质量比例为0.6:0.94。
对本实施例得到的磁致调光材料的透光率随电流的变化情况进行测试，结果与实施例1相同。
以上述磁致调光材料膜作为局部背光调节膜的磁致调光层，在其上覆盖通过微电路控制的电磁单元，得到局部背光调节膜。其中，通过微电路控制的电磁单元包括氧化铟锡薄膜和设置在氧化铟锡薄膜上的按照背光分区需要排列的多个微电磁电路板，并且微电磁电路板与磁致调光材料的透明基底的与弹性刚毛相对的表面接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制磁致调光层相应区域的电磁力的变化，从而控制磁致调光层相应区域的弹性刚毛的形态。基于上述磁致调光材料的性质，该局部背光调节膜的每个背光分区的透光率均可在0.5％～85％之间变化，响应时间为10～50毫秒，满足液晶显示设备画面显示的要求。
实施例6
本实施例提供一种以环氧树脂作为透明基底和弹性刚毛的弹性基体的材料的磁致调光材料，以及基于该磁致调光材料的局部背光调节膜。
本实施例提供的磁致调光材料中，刚毛阵列中弹性刚毛呈直径为900μm、长度为8mm的圆柱体，弹性刚毛之间的距离为500μm，不透明磁性材料为粒径为10μm的四氧化三铁(Fe3O4)。
本实施例中采用真空注模浇筑一体化成型制备上述磁致调光材料，具体步骤包括：
首先确定按照上述弹性刚毛的尺寸、间距等参数加工聚四氟乙烯阴极模具，并在模具表面涂覆脱模剂；然后将E44型环氧树脂、三乙烯四胺和十二胺混合得到环氧树脂固化体系，并向其中加入四氧化三铁粉末，分阶段向聚四氟乙烯阴极模具注入环氧树脂固化体系，先注入用于形成刚毛阵列结构的混合有四氧化三铁粉末的环氧树脂固化体系，再注入用于形成透明基底结构的没有混合四氧化三铁粉末的环氧树脂固化体系，之后将模具放在40℃的真空干燥箱中以除去气泡，除去气泡后在65℃下固化，固化后脱模即得到本实施例的磁致调光材料。其中，E44型环氧树脂、三乙烯四胺和十二胺的质量比例为：95:3:2，四氧化三铁粉末和环氧树脂固化体系总的质量比例为0.1:0.9。
对本实施例得到的磁致调光材料的透光率随电流的变化情况进行测试，结果与实施例1相同。
以上述磁致调光材料膜作为局部背光调节膜的磁致调光层，在其上覆盖通过微电路控制的电磁单元，得到局部背光调节膜。其中，通过微电路控制的电磁单元包括氧化铟锡薄膜和设置在氧化铟锡薄膜上的按照背光分区需要排列的多个微电磁电路板，并且微电磁电路板与磁致调光材料的透明基底的与弹性刚毛相对的表面接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制磁致调光层相应区域的电磁力的变化，从而控制磁致调光层相应区域的弹性刚毛的形态。基于上述磁致调光材料的性质，该局部背光调节膜的每个背光分区的透光率均可在0.5％～85％之间变化，响应时间为10～50毫秒，满足液晶显示设备画面显示的要求。
综上，本发明实施例提供了一种可在外加磁场作用下改变自身对入射光线的透过性能的磁致调光材料，并提供了基于该磁致调光材料的局部背光调节膜。将该局部背光调节膜设置在背光模组中，可以实现精确的局部背光调节，提高液晶显示设备显示画面的对比度以及灰阶数，同时减少残影，提高液晶显示设备的显示效果。特别是对于侧光式背光模组，在侧光式背光模组中应用本发明实施例提供的局部背光调节膜后，既保留了侧光式背光模组厚度小的优势，又克服了现有侧光式背光模组仅能成行或者成列调节背光的问题，实现了侧光式背光模组的精确局部背光调节，有利于液晶显示设备的超薄超窄化设计。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种磁致调光材料，其特征在于，包括：透明基底(11)，以及分布在所述透明基底(11)表面、由不透明的且具有磁性的弹性刚毛形成的刚毛阵列(12)；
所述弹性刚毛相对于所述透明基底(11)的形态可在外加磁场的控制下在直立状态和贴附于所述透明基底(11)表面的状态之间变化。
2.根据权利要求1所述的磁致调光材料，其特征在于，所述刚毛阵列(12)中，所述弹性刚毛之间的距离为10μm～10mm。
3.根据权利要求1所述的磁致调光材料，其特征在于，所述弹性刚毛呈圆柱形，所述弹性刚毛的长度为40μm～10mm，直径为0.5μm～1mm。
4.根据权利要求3所述的磁致调光材料，其特征在于，所述刚毛阵列(12)包括至少两种不同直径的所述弹性刚毛。
5.根据权利要求1～4任一项所述的磁致调光材料，其特征在于，所述弹性刚毛包括弹性基体以及分布在所述弹性基体中的不透明磁性材料。
6.根据权利要求5所述的磁致调光材料，其特征在于，所述不透明磁性材料为镍和/或四氧化三铁。
7.根据权利要求5所述的磁致调光材料，其特征在于，所述弹性基体的材料为硅橡胶、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷或者聚氨酯。
8.一种局部背光调节膜，其特征在于，包括：由权利要求1～7任一项所述的磁致调光材料形成的磁致调光层(1)，以及设置在所述磁致调光层(1)上的多个通过微电路控制的电磁单元(2)；所述磁致调光材料的刚毛阵列(12)与所述通过微电路控制的电磁单元(2)分别位于所述磁致调光材料的透明基体(11)的相对的两个表面；
每个所述通过微电路控制的电磁单元(2)分别用于通过电磁力的改变控制所述磁致调光层(1)的预设区域内的所述弹性刚毛相对于所述透明基体(11)的形态。
9.一种背光模组，包括：
反射片(300)，
位于所述反射片(300)上方的导光板(200)，
位于所述导光板(200)至少一个侧边的光源(400)，
以及，
位于所述导光板(200)上方的光学膜片(500)；
其特征在于，所述背光模组还包括：位于所述导光板(200)和所述光学膜片(500)之间的权利要求8所述的局部背光调节膜(100)。
10.一种背光模组，包括：
反射片(300)，
位于所述反射片(300)上方的光源(400)，
位于所述光源(400)上方的扩散板(600)，
以及，
位于所述扩散板(600)上方的光学膜片(500)；
其特征在于，所述背光模组还包括：位于所述扩散板(600)和所述光学膜片(500)之间的权利要求8所述的局部背光调节膜(100)。
11.一种液晶显示设备，其特征在于，包括权利要求9或权利要求10所述的背光模组。
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