CN106405880A - 磁致折射率调节材料、膜、导光板、背光模组及显示设备 - Google Patents
磁致折射率调节材料、膜、导光板、背光模组及显示设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种磁致折射率调节材料、膜、导光板、背光模组及显示设备，属于液晶显示技术领域。其中磁致折射率调节材料包括：透明弹性载体以及分布在所述透明弹性载体中的透明磁性材料和介孔二氧化硅；所述透明磁性材料在所述透明弹性载体内的分布可在外加磁场的控制下改变，从而改变所述磁致折射率调节材料的密度。由上述磁致折射率调节材料形成折射率调节层，并在折射率调节层上设置多个通过微电路控制的电磁单元得到磁致折射率调节膜，将磁致折射率调节膜设置在导光板的底面，通过控制折射率调节层不同区域的折射率，控制光线在导光板内全反射或者由导光板正面出射来控制背光亮度，实现侧光式背光模组精确的局部背光调节。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种磁致折射率调节材料、膜、导光板、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，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值、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：对于侧光式背光模组来说，由于光源位于背光模组的侧边，采用上述的通过控制LED开关的方法只能成行或者成列对背光进行分区(如图1所示)，不能进行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磁致折射率调节材料，以及基于该磁致折射率调节材料的导光板、背光模组及显示设备。利用磁致折射率调节材料的折射率随磁场强度的变化而变化这一特点，控制侧光式背光模组中从导光板射出的光的强度，从而控制背光的强度，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折射率调节材料，该磁致折射率调节材料包括：透明弹性载体以及分布在所述透明弹性载体中的透明磁性材料和介孔二氧化硅；所述透明磁性材料在所述透明弹性载体内的分布可在外加磁场的控制下改变，改变所述磁致折射率调节材料的密度。
可选地，所述介孔二氧化硅占所述透明弹性载体的质量百分比为20％～80％。
可选地，透明磁性材料占所述透明弹性载体的质量百分比为0.5％～5％。
可选地，所述透明磁性材料为FeBO3、FeF3、K2CrCl4、EuSe、稀土玻璃以及纳米Fe3O4中的至少一种。
可选地，所述透明弹性载体的材料为聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚氨酯或者硅橡胶。
可选地，所述磁致折射率调节材料的制备方法包括：将所述介孔二氧化硅、所述透明磁性材料与用于制备所述透明弹性载体的原料混合，按照制备所述透明弹性载体的条件进行反应，得到所述磁致折射率调节材料。
第二方面，本发明实施例提供一种磁致折射率调节膜，该磁致折射率调节膜包括由上述的磁致折射率调节材料形成的折射率调节层，以及设置在折射率调节层上的多个通过微电路控制的电磁单元；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折射率调节层的预设区域内的所述透明磁性材料在所述透明弹性载体内的分布，从而改变所述介孔二氧化硅在所述透明弹性载体中的密度。
第三方面，本发明实施例提供一种导光板，该导光板包括导光板本体，以及设置于所述导光板本体的底面的上述的磁致折射率调节膜；所述磁致折射率调节膜中的磁致折射调节层与所述导光板本体接触。
第四方面，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，所述导光板为上述的导光板，所述光源位于所述导光板本体的至少一个侧边。
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光线的折射率的磁致折射率调节材料，该磁致折射率调节材料中，透明磁性材料和介孔二氧化硅分布在透明弹性载体中，在外加磁场的作用下，透明磁性材料在透明弹性载体中发生聚集或者分散，从而使透明弹性载体发生收缩或者伸展，进而改变磁致折射率调节材料整体的密度。随着磁致折射率调节材料整体的密度的改变，磁致折射率调节材料整体的折射率发生变化。由上述磁致折射率材料形成折射率调节层，并在折射率调节层上设置多个通过微电路控制的电磁单元，从而得到磁致折射率调节膜，通过控制电磁单元的电流的大小，控制电磁力的大小，从而控制折射率调节层的折射率的大小。每个电磁单元独立地控制与其对应的折射率调节层的预设区域的折射率的大小，实现对折射率调节层不同区域的折射率的控制。将上述磁致折射率调节膜设置在侧光式背光模组的导光板与反射片之间，基于全反射的原理，当磁致折射率调节膜某个区域的折射率远低于导光板对应区域的折射率时，光线在该区域内发生全反射，不会出射，背光模组对应区域的背光不显示亮度；当磁致折射率调节膜某个区域的折射率大于导光板对应区域的折射率时，光线在该区域内出射，再经反射片反射后由导光板的出光面出射，背光模组对应区域的背光显示亮度，并且随着磁致折射率调节层折射率的变化，产生全反射的入射光角度逐渐变化，使得出射光的强度逐渐变化，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，在保留侧光式背光模组厚度小的优势的前提下，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，实现侧光式背光模组的精确的局部背光调节，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折射率调节材料的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的磁致折射率调节材料的工作原理示意图；
图4为本发明实施例提供的磁致折射率调节膜的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的导光板的结构示意图；
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。
附图标记分别表示：
100-导光板
101-磁致折射率调节膜；
1-折射率调节层
11-透明弹性载体；
12-透明磁性材料；
13-介孔二氧化硅；
2-通过微电路控制的电磁单元；
102-导光板本体；
200-反射片；
300-光源；
400-光学膜片；
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折射率调节材料，参见图2，该磁致折射率调节材料包括：透明弹性载体11以及分布在透明弹性载体11中的透明磁性材料12和介孔二氧化硅13。其中，透明磁性材料12在透明弹性载体11内的分布可在外加磁场的控制下改变，从而改变所述磁致折射率调节材料的密度。
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光线的折射率的磁致折射率调节材料。参见图3，该磁致折射率调节材料的工作原理为：透明磁性材料12和介孔二氧化硅13分布在透明弹性载体11中。在外加磁场的作用下，透明磁性材料在透明弹性载体中发生聚集或者分散，从而使透明弹性载体发生收缩或者伸展，随着透明弹性载体的收缩或者伸展，磁致折射率调节材料整体的密度发生改变，随着磁致折射率调节材料整体的密度的改变，磁致折射率调节材料整体的折射率发生变化。具体来说，当外加磁场对透明磁性材料产生吸附作用时，透明磁性材料将在透明弹性载体11中聚集，从而增加磁致折射率调节材料整体的密度，进而增加磁致折射率调节材料整体的折射率；当撤销外加磁场的作用或者外加磁场对透明磁性材料产生排斥作用时，透明磁性材料将在透明弹性载体11中分散，从而使透明弹性载体伸展，进而减小磁致折射率调节材料整体的密度，减小磁致折射率调节材料整体的折射率。
介孔二氧化硅主要起到降低磁致折射率调节材料在伸展状态下的折射率的作用。
利用上述磁致折射率调节材料可实现侧光式背光模组精确的局部背光调节。由上述磁致折射率材料形成折射率调节层，并在折射率调节层上设置多个通过微电路控制的电磁单元，从而得到磁致折射率调节膜，通过控制电磁单元的电流的大小，控制电磁力的大小，从而控制折射率调节层的折射率的大小。每个电磁单元独立地控制与其对应的折射率调节层的预设区域的折射率的大小，实现对折射率调节层不同区域的折射率的控制。将上述磁致折射率调节膜设置在侧光式背光模组的导光板与反射片之间，基于全反射的原理，当磁致折射率调节膜某个区域的折射率远低于导光板对应区域的折射率时，光线在该区域内发生全反射，不会出射，背光模组对应区域的背光不显示亮度；当磁致折射率调节膜某个区域的折射率大于导光板对应区域的折射率时，光线在该区域内出射，再经反射片反射后由导光板的出光面出射，背光模组对应区域的背光显示亮度，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，在保留侧光式背光模组厚度小的优势的前提下，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，实现侧光式背光模组的精确的局部背光调节，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。
进一步地，本发明实施例提供的磁致折射率调节材料中，介孔二氧化硅13占透明弹性载体11的质量百分比可以为20％～80％，例如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％等。通过控制磁致折射率调节材料中介孔二氧化硅13的含量来控制磁致折射率调节材料整体折射率变化的范围。例如，当介孔二氧化硅13的透明弹性载体的质量百分比为在60％～20％的范围内变化时时，磁致折射率调节材料的折射率可以在1.19～1.993的范围内变化。
本发明实施例中，介孔二氧化硅的孔径可以为1nm～100nm，例如可以为2nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm等。可以通过改变介孔二氧化硅的孔径，来改变磁致折射率调节材料的折射率的变化范围。可以采用由以下方法制备得到的介孔二氧化硅。
配制浓度为0.08～0.12mol/L的磷酸盐水溶液得到中性缓冲溶液。然后向上述中性缓冲溶液中加入表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯醚(例如Brij-56，即聚乙二醇十六烷基醚)，超声搅拌混合均匀后得到均一透明的混合溶液。将上述混合溶液加热至90℃～100℃，向其中缓慢加入正硅酸乙酯，当反应体系的颜色逐渐变为白色，再由白色稳定在淡蓝色后，保持温度继续反应6小时～10小时后，将反应体系冷却，再经离心、洗涤、干燥后得到介孔二氧化硅粉末。其中，中性缓冲溶液、十二烷基三甲基溴化铵和聚氧乙烯醚的比例可以为(90～95):(2～5)：(2～5)，例如90:5:5、95:2:3、92:3:5、94:4:2等；正硅酸乙酯和混合溶液的比例为：(1～5):(5～9)，1:9、2:8、3；7、4:6、5:5等；所得介孔二氧化硅的孔径为1～100nm。
聚氧乙烯醚的聚合度可以在10以内。
本领域技术人员可以通过其他途径获得介孔二氧化硅，只要介孔二氧化硅的孔径符合本发明实施例限定的范围即可。
同时，本发明实施例提供的磁致折射率调节材料中，通过控制透明磁性材料12的添加量，可以控制磁致折射率调节材料的折射率随外加磁场变化的响应时间，当透明磁性材料12占透明弹性载体11的质量百分比为0.5％～5％时，例如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％等，磁致折射率调节材料的的折射率随外加磁场变化的响应时间能够达到毫秒级，满足液晶显示设备显示画面的要求。
本发明实施例中，透明磁性材料12可以为FeBO3、FeF3、K2CrCl4、EuSe、稀土玻璃以及纳米Fe3O4中的至少一种。其中，稀土玻璃的主要成分为二氧化硅，其中含有一定量的稀土元素，例如钇/镝/钬/铥稀土玻璃(Y/Dy/Ho/Tm)。稀土玻璃具有较高的折射率，与折射率较低的介孔二氧化硅相配合，对磁致折射率调节材料整体的折射率进行调节。
进一步地，本发明实施例中，透明弹性载体11的材料可以为聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚氨酯或者硅橡胶。其中，环氧树脂可以由E51、E44、E55或者E42等牌号的环氧树脂与胺类固化剂固化得到，硅橡胶可以采用道康宁公司的SYLGARD184型双组份硅橡胶。由于本发明实施例提供的磁致折射率调节材料在实际工作过程中，要频繁的伸缩，因此，透明弹性载体11的材料优选耐疲劳性能优良的聚二甲基硅氧烷，以延长本发明实施例提供的磁致折射率调节材料的使用寿命，同时保证应用该磁致折射率调节材料的背光模组、液晶显示设备能够长期正常工作。
进一步地，本发明实施例中，磁致折射率调节材料的可以采用以下方法制备得到：将介孔二氧化硅13、透明磁性材料12与用于制备透明弹性载体11的原料混合，按照制备透明弹性载体11的条件进行反应，得到磁致折射率调节材料。举例来说，当以聚二甲基硅氧烷为透明弹性载体11时，可以将介孔二氧化硅13、透明磁性材料12与二氯二甲基硅烷(Si(CH3)Cl2)混合，向混合体系中滴加去离子水进行水解反应，得到混合有介孔二氧化硅13和透明磁性材料12的聚二甲基硅氧烷弹性体，即本发明实施例提供的磁致折射率调节材料。当以环氧树脂作为透明弹性载体11时，可以将介孔二氧化硅12、透明磁性材料与环氧树脂、固化剂混合，在一定温度下(例如60℃～70℃)固化后得到混合有介孔二氧化硅13和透明磁性材料12的环氧树脂弹性体，即本发明实施例提供的磁致折射率调节材料。
第二方面，本发明实施例提供一种磁致折射率调节膜，参见图4，该磁致折射率调节膜101包括由上述的磁致折射率调节材料形成的折射率调节层1，以及设置在折射率调节层1上的多个通过微电路控制的电磁单元2。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折射率调节层的预设区域内的透明磁性材料12在透明弹性载体11内的分布，从而改变介孔二氧化硅13在透明弹性载体11中的密度。
根据上述对磁致折射率调节材料的解释说明可知，本发明实施例提供的磁致折射率调节膜101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磁致折射率调节膜101的折射率调节层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在折射率调节层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，来控制电磁单元2产生的电磁力的大小，从而控制透明磁性材料12在透明弹性基体11中的聚集或者分散，进而分别控制与每个背光分区相对应的折射率调节层1的区域的折射率。
需要说明的是，本发明实施例提供的磁致折射率调节膜101中，当折射率调节层1的透明磁性材料在电磁单元2产生的电磁力的作用下聚集或者分散时，透明弹性载体11将主要沿着折射率调节层1的厚度方向伸缩，基本不会影响折射率调节层1的长度和宽度方向的尺寸。
本发明实施例提供的磁致折射率调节膜101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来控制电磁力的大小即可。一种可选的实现方式为：微电路控制的电磁单元2包括：覆盖在折射率调节层1上的微电磁电路板以及覆盖在微电磁电路板(由微型晶体管制备得到)上的氧化铟锡(ITO)薄膜。需要说明的是，对于同一张磁致折射率调节膜101来说，可以在一张氧化铟锡薄膜上设置多个微电磁电路板，每个微电磁电路板对应折射率调节层1的一个背光分区，以便于微电路控制的电磁单元2与折射率调节层1的结合。
第三方面，本发明实施例提供一种导光板，参见图5，该导光板100包括导光板本体102，以及设置于导光板本体102的底面的上述的磁致折射率调节膜101。磁致折射率调节膜101中的磁致折射调节层1与导光板本体102接触。
本发明实施例提供的导光板中，导光板本体102是指本领域常规的导光板，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)导光板，硅烷改性聚醚(MS)导光板、聚碳酸酯(PC)导光板等。本领域技术人员可以理解的是，对于侧光式背光模组来说，导光板本体102的入光面为其侧面，出光面为其正面，与正面相对的表面即为背面(即导光板网点面)，也就是说，本发明实施例提供的导光板中，磁致折射率调节膜101设置在导光板本体102的与出光面相对的表面上，并且磁致折射率调节膜101的折射率调节层1贴覆在导光板本体102的底面上，与导光板本体102直接接触。
根据上文所述可知，在侧光式背光模组中应用本发明实施例提供的导光板后，能够实现侧光式背光模组的精确的局部背光调节。
需要说明的是，利用本发明实施例提供的导光板100进行局部背光调节，对于以LED作为光源的背光模组，可以不再对LED进行分区，或者减少LED的数量。并且，对于采用冷阴极灯管等传统光源的背光模组来说，同样可以利用本发明实施例提供的导光板100来实现精确的局部背光调节。
第四方面，本发明实施例提供一种背光模组，参见图6，该背光模组包括：
反射片200，
位于反射片200上方的导光板100，
位于导光板100至少一个侧边的光源300，
以及，
位于导光板100上方的光学膜片400；
其中，导光板100为上述的导光板，光源300位于导光板本体102的至少一个侧边。
本发明实施例提供了一种能够进行精确局部背光调节的侧光式背光模组，该侧光式背光模组中，利用上述具有局部背光调节功能的导光板100替代传统的导光板。本领域技术人员能够理解的是，本发明实施例提供的导光板100的导光板本体102朝向光学膜片400，反射片200则贴覆在磁致折射率调节膜101的电磁单元2上。
该侧光式背光模组的工作原理为：当显示画面中某个区域亮度较低时，控制折射率调节层1对应区域的折射率远低于导光板本体102的折射率(透明磁性材料12和介孔二氧化硅13均处于分散状态)，由光源300发出的光线由导光板本体102侧边射入导光板本体102，由于位于导光板本体102底面的磁致折射率调节膜101的折射率调节层1的折射率远低于导光板本体102的折射率，光线在导管板本体102内发生全反射，不会照射到反射片200上，也就不会由导光板本体102的正面出射，背光不显示亮度。当显示画面中某个区域亮度较高时，控制折射率调节层1对应区域的折射率大于导光板本体102的折射率(电磁单元2产生的电磁力对透明磁性材料12产生吸附作用，透明磁性材料12和介孔二氧化硅13均处于聚集状态)，由光源300发出的光线由导光板本体102侧边射入导光板本体102，由于位于导光板本体102底面的磁致折射率调节膜101的折射率调节层1的折射率大于导光板本体102的折射率，光线由导光板本体102的底面射出，再经反射片200反射，由导光板本体102的正面出射，在进入后续的光学膜片400中，使背光显示亮度。
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400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400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300可以为LED光源，也可以为冷阴极灯管等传统光源，光源300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。
第五方面，本发明实施例提供一种液晶显示设备，该液晶显示包括上述的侧光式背光模组。
由于上述的侧光式背光模组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，并且该液晶显示设备还具有较薄的厚度。
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
本实施例提供一种介孔二氧化硅的制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：
首先，将0.025mol磷酸钠加入到250ml去离子水中，并超声15分钟使磷酸钠充分溶解，得到pH值为6.86的中性缓冲溶液。然后向上述250ml中性缓冲溶液中加入2g十二烷基三甲基溴化铵(CTAB，购自Aladdin，纯度99％)以及2g聚乙二醇十六烷基醚(Brij-56，购自Aladdin，10聚体，纯度99％)，超声搅拌30分钟后得到均一透明的混合溶液。将上述得到的混合溶液在油浴中搅拌加热到95℃，在95℃下向混合溶液中缓慢滴加50g正硅酸乙酯(TEOS)。正硅酸乙酯滴加完毕后，观察反应体系颜色变化，当反应体系颜色逐渐变白色，再由白色稳定在淡蓝色后，在95℃下继续搅拌加热回流8小时。然后将反应体系冷却、离心，得到的固体分别用水和乙醇超声洗涤两次，再离心并在室温下抽干后得到孔径为25nm介孔二氧化硅粉末。
实施例2
本实施例提供一种以聚二甲基硅氧烷作为透明弹性载体的磁致折射率调节材料以及基于该磁致折射率调节材料的导光板。
本实施例中，透明磁性材料为钇/镝/钬/铥稀土玻璃(购自杭州吉康新材料有限公司，型号为SS-Y430)，介孔二氧化硅采用实施例1制备得到的介孔二氧化硅。
本实施例的磁致折射率调节材料制备方法具体如下：
将二氯二甲基硅烷(Si(CH3)2Cl2)、实施例1得到的介孔二氧化硅粉末以及钇/镝/钬/铥稀土玻璃混合，然后向所得体系中滴加适量去离子水进行二氯二甲基硅烷的水解反应，水解反应结束后得到混合有介孔二氧化硅和钇/镝/钬/铥稀土玻璃的聚二甲基硅氧烷弹性体，即本实施例的磁致折射率调节材料。其中二氯二甲基硅烷和介孔二氧化硅粉末的质量比例为2:8，二氯二甲基硅烷和钇/镝/钬/铥稀土玻璃的质量比例为95:5。
对上述制备得到的磁致折射率调节材料的折射率随电磁力的变化情况进行测试。结果显示，当电流强度在50～500mA范围内变化时，磁致折射率调节材料的折射率在1.19～1.9范围内变化，变化的响应时间为45毫秒。
将上述制备得到的磁致折射率调节材料贴覆在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)导光板(折射率1.4935)的底面形成折射率调节层，并在折射率调节层上贴覆通过微电路控制的电磁单元(也就是PMMA导光板和电磁单元分别位于折射率调节层相对的表面)得到具有局部背光调节功能的导光板。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折射率调节层直接接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制折射率调节层相应区域的电磁力的变化，从而控制折射率调节层相应区域的折射率。
在通过微电路控制的电磁单元上贴覆反射片，并控制某一个区域内磁致折射率调节材料的折射率变化，来对本实施例的导光板的局部背光调节性能进行测试。结果显示，当磁致折射率调节材料的折射率在1.19～1.285范围内变化时，由PMMA导光板侧边入射的光线在PMMA导光板内发生全反射，PMMA导光板正面没有光射出；当磁致折射率调节材料的折射率在1.285～1.9范围内变化时，由PMMA导光板侧边入射的光线在经反射片反射后由PMMA导光板正面出射。
实施例3
本实施例提供一种以聚二甲基硅氧烷作为透明弹性载体的磁致折射率调节材料以及基于该磁致折射率调节材料的导光板。
本实施例中，透明磁性材料为钇/镝/钬/铥稀土玻璃(购自杭州吉康新材料有限公司，型号为SS-Y430)，介孔二氧化硅采用实施例1制备得到的介孔二氧化硅。
本实施例的磁致折射率调节材料制备方法具体如下：
将二氯二甲基硅烷(Si(CH3)2Cl2)、实施例1得到的介孔二氧化硅粉末以及钇/镝/钬/铥稀土玻璃混合，然后向所得体系中滴加适量去离子水进行二氯二甲基硅烷的水解反应，水解反应结束后得到混合有介孔二氧化硅和钇/镝/钬/铥稀土玻璃的聚二甲基硅氧烷弹性体，即本实施例的磁致折射率调节材料。其中二氯二甲基硅烷和介孔二氧化硅粉末的质量比例为7:3，二氯二甲基硅烷和钇/镝/钬/铥稀土玻璃的质量比例为99:1。
对上述制备得到的磁致折射率调节材料的折射率随电磁力的变化情况进行测试。实验结果与实施例2相同。
将上述制备得到的磁致折射率调节材料贴覆在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)导光板(折射率1.4935)的底面形成折射率调节层，并在折射率调节层上贴覆通过微电路控制的电磁单元(也就是PMMA导光板和电磁单元分别位于折射率调节层相对的表面)得到具有局部背光调节功能的导光板。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折射率调节层直接接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制折射率调节层相应区域的电磁力的变化，从而控制折射率调节层相应区域的折射率。
在通过微电路控制的电磁单元上贴覆反射片，并控制某一个区域内磁致折射率调节材料的折射率变化，来对本实施例的导光板的局部背光调节性能进行测试。结果显示，当磁致折射率调节材料的折射率在1.19～1.285范围内变化时，由PMMA导光板侧边入射的光线在PMMA导光板内发生全反射，PMMA导光板正面没有光射出；当磁致折射率调节材料的折射率在1.285～1.9范围内变化时，由PMMA导光板侧边入射的光线在经反射片反射后由PMMA导光板正面出射。
实施例4
本实施例提供一种以聚二甲基硅氧烷作为透明弹性载体的磁致折射率调节材料以及基于该磁致折射率调节材料的导光板。
本实施例中，透明磁性材料为钇/镝/钬/铥稀土玻璃(购自杭州吉康新材料有限公司，型号为SS-Y430)，介孔二氧化硅采用实施例1制备得到的介孔二氧化硅。
本实施例的磁致折射率调节材料制备方法具体如下：
将二氯二甲基硅烷(Si(CH3)2Cl2)、实施例1得到的介孔二氧化硅粉末以及钇/镝/钬/铥稀土玻璃混合，然后向所得体系中滴加适量去离子水进行二氯二甲基硅烷的水解反应，水解反应结束后得到混合有介孔二氧化硅和钇/镝/钬/铥稀土玻璃的聚二甲基硅氧烷弹性体，即本实施例的磁致折射率调节材料。其中二氯二甲基硅烷和介孔二氧化硅粉末的质量比例为5:5，二氯二甲基硅烷和钇/镝/钬/铥稀土玻璃的质量比例为96:4。
对上述制备得到的磁致折射率调节材料的折射率随电磁力的变化情况进行测试。测试结果与实施例2相同。
将上述制备得到的磁致折射率调节材料贴覆在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)导光板(折射率1.4935)的底面形成折射率调节层，并在折射率调节层上贴覆通过微电路控制的电磁单元(也就是PMMA导光板和电磁单元分别位于折射率调节层相对的表面)得到具有局部背光调节功能的导光板。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折射率调节层直接接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制折射率调节层相应区域的电磁力的变化，从而控制折射率调节层相应区域的折射率。
在通过微电路控制的电磁单元上贴覆反射片，并控制某一个区域内磁致折射率调节材料的折射率变化，来对本实施例的导光板的局部背光调节性能进行测试。结果显示，当磁致折射率调节材料的折射率在1.19～1.285范围内变化时，由PMMA导光板侧边入射的光线在PMMA导光板内发生全反射，PMMA导光板正面没有光射出；当磁致折射率调节材料的折射率在1.285～1.9范围内变化时，由PMMA导光板侧边入射的光线在经反射片反射后由PMMA导光板正面出射。
实施例5
本实施例提供一种以聚二甲基硅氧烷作为透明弹性载体的磁致折射率调节材料以及基于该磁致折射率调节材料的导光板。
本实施例中，透明磁性材料为纳米Fe3O4，介孔二氧化硅采用实施例1制备得到的介孔二氧化硅。
本实施例的磁致折射率调节材料制备方法具体如下：
将二氯二甲基硅烷(Si(CH3)2Cl2)、实施例1得到的介孔二氧化硅粉末以及粒径50nm的纳米Fe3O4混合，然后向所得体系中滴加适量去离子水进行二氯二甲基硅烷的水解反应，水解反应结束后得到混合有介孔二氧化硅和纳米Fe3O4的聚二甲基硅氧烷弹性体，即本实施例的磁致折射率调节材料。其中二氯二甲基硅烷和介孔二氧化硅粉末的质量比例为3:7，二氯二甲基硅烷和纳米Fe3O4的质量比例为95:5。
对上述制备得到的磁致折射率调节材料的折射率随电磁力的变化情况进行测试。测试结果与实施例2相同。
将上述制备得到的磁致折射率调节材料贴覆在聚醚改性硅氧烷(MS)导光板(折射率1.574)的底面形成折射率调节层，并在折射率调节层上贴覆通过微电路控制的电磁单元(也就是MS导光板和电磁单元分别位于折射率调节层相对的表面)得到具有局部背光调节功能的导光板。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折射率调节层直接接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制折射率调节层相应区域的电磁力的变化，从而控制折射率调节层相应区域的折射率。
在通过微电路控制的电磁单元上贴覆反射片，并控制某一个区域内磁致折射率调节材料的折射率变化，来对本实施例的导光板的局部背光调节性能进行测试。结果显示，当磁致折射率调节材料的折射率在1.19～1.285范围内变化时，由MS导光板侧边入射的光线在MS导光板内发生全反射，MS导光板正面没有光射出；当磁致折射率调节材料的折射率在1.285～1.9范围内变化时，由MS导光板侧边入射的光线在经反射片反射后由MS导光板正面出射。
实施例6
本实施例提供一种以环氧树脂作为透明弹性载体的磁致折射率调节材料以及基于该磁致折射率调节材料的导光板。
本实施例中，透明磁性材料为纳米Fe3O4，介孔二氧化硅采用实施例1制备得到的介孔二氧化硅。
本实施例的磁致折射率调节材料制备方法具体如下：
将E51型环氧树脂、三乙烯四胺固化剂、纳米Fe3O4、介孔二氧化硅混合，然后向所得体系中在65℃下进行环氧树脂的固化反应。固化反应结束后得到混合有介孔二氧化硅和纳米Fe3O4的环氧树脂弹性体，即本实施例的磁致折射率调节材料。其中，E51型环氧树脂和三乙烯四胺固化剂的质量比例为95:5，E51型环氧树脂和三乙烯四胺固化剂总的质量与介孔二氧化硅的质量比例为3:7，E51型环氧树脂和三乙烯四胺固化剂总的质量与纳米Fe3O4的质量比例为95:5。
对上述制备得到的磁致折射率调节材料的折射率随电磁力的变化情况进行测试。测试结果与实施例相同。
将上述制备得到的磁致折射率调节材料贴覆在聚醚改性硅氧烷(MS)导光板(折射率1.574)的底面形成折射率调节层，并在折射率调节层上贴覆通过微电路控制的电磁单元(也就是MS导光板和电磁单元分别位于折射率调节层相对的表面)得到具有局部背光调节功能的导光板。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折射率调节层直接接触。通过信号控制芯片，每个微电磁电路板独立控制折射率调节层相应区域的电磁力的变化，从而控制折射率调节层相应区域的折射率。
在通过微电路控制的电磁单元上贴覆反射片，并控制某一个区域内磁致折射率调节材料的折射率变化，来对本实施例的导光板的局部背光调节性能进行测试。结果显示，当磁致折射率调节材料的折射率在1.19～1.285范围内变化时，由MS导光板侧边入射的光线在MS导光板内发生全反射，MS导光板正面没有光射出；当磁致折射率调节材料的折射率在1.285～1.9范围内变化时，由MS导光板侧边入射的光线在经反射片反射后由MS导光板正面出射。
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光线的折射率的磁致折射率调节材料，并提供了基于该磁致折射率调节材料的具有局部背光调节功能的导光板。利用该导光板替代侧光式背光模组中原有的导光板，可以克服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，从而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。同时充分发挥侧光式背光模组厚度小的优势，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 (10)
1.一种磁致折射率调节材料，其特征在于，包括：透明弹性载体(11)以及分布在所述透明弹性载体(11)中的透明磁性材料(12)和介孔二氧化硅(13)；
所述透明磁性材料(12)在所述透明弹性载体(11)内的分布可在外加磁场的控制下改变，从而改变所述磁致折射率调节材料的密度。
2.根据权利要求1所述的磁致折射率调节材料，其特征在于，所述介孔二氧化硅(13)占所述透明弹性载体(11)的质量百分比为20％～80％。
3.根据权利要求1所述的磁致折射率调节材料，其特征在于，透明磁性材料(12)占所述透明弹性载体(11)的质量百分比为0.5％～5％。
4.根据权利要求1所述的磁致折射率调节材料，其特征在于，所述透明磁性材料(12)为FeBO3、FeF3、K2CrCl4、EuSe、稀土玻璃以及纳米Fe3O4中的至少一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的磁致折射率调节材料，其特征在于，所述透明弹性载体(11)的材料为聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚氨酯或者硅橡胶。
6.根据权利要求5所述的磁致折射率调节材料，其特征在于，所述磁致折射率调节材料的制备方法包括：
将所述介孔二氧化硅(13)、所述透明磁性材料(12)与用于制备所述透明弹性载体(11)的原料混合，按照制备所述透明弹性载体(11)的条件进行反应，得到所述磁致折射率调节材料。
7.一种磁致折射率调节膜，其特征在于，包括由权利要求1～6任一项所述的磁致折射率调节材料形成的折射率调节层(1)，以及设置在折射率调节层(1)上的多个通过微电路控制的电磁单元(2)；
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折射率调节层的预设区域内的所述透明磁性材料(12)在所述透明弹性载体(11)内的分布，从而改变所述介孔二氧化硅(13)在所述透明弹性载体(11)中的密度。
8.一种导光板，其特征在于，包括导光板本体(102)，以及设置于所述导光板本体(102)的底面的权利要求7所述的磁致折射率调节膜(101)；所述磁致折射率调节膜(101)中的磁致折射调节层(1)与所述导光板本体(102)接触。
9.一种背光模组，其特征在于，包括：
反射片(200)，
位于所述反射片(200)上方的导光板(100)，
位于所述导光板(100)至少一个侧边的光源(300)，
以及，
位于所述导光板(100)上方的光学膜片(400)；
其特征在于，所述导光板(100)为权利要求8所述的导光板，所述光源(300)位于所述导光板本体(102)的至少一个侧边。
10.一种液晶显示设备，其特征在于，包括权利要求9所述的背光模组。
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