CN107238889A - 调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置 - Google Patents

调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置，该制作方法包括：提供一导光板；制作具有多个微结构的基体；将各微结构倒置于导光板的出光面；加热处理导光板；将各微结构的顶端与导光板贴合；冷却处理导光板；在各微结构的侧面上形成第一反射层。由于相较于现有技术中经磨尖处理后的各微结构，本发明提供的各微结构具有较好的顶端平整度和高度均一性，因此，在将各微结构的顶端与导光板进行贴合时，可有效控制贴合精度；之后在各微结构的侧面上形成第一反射层，可实现各微结构对导光板出射光线的调整。因此，不仅改善了各微结构与导光板之间的贴合精度，而且避免了使用磨尖工艺去除各微结构顶端的金属，简化了制作工序。

Description

调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置。
背景技术
随着三维(3D)显示产品、全息显示产品等特种显示产品的兴起，一个关键的器件需求——光调制被提了出来。如图1所示，为现有技术中具有微结构的导光板的光路调整示意图。光源发出的光经导光板在微结构上反射成准直光；采用该准直光，可以实现3D显示或全息显示等器件。
目前，制作微结构的主要工艺为光刻-电铸-注塑(LIGA)工艺，具体地，LIGA工艺包括以下步骤：首先在衬底基板上形成光刻胶母模，并对其进行表面导电化处理；之后采用上述光刻胶母模，经过电铸工艺和脱模工艺形成模具；之后采用模具压印形成微结构的图案；之后在微结构的图案上进行高反金属溅射，使其具备反射功能；之后采用磨尖工艺将微结构顶端的金属去掉，以实现微结构的透光功能，否则光线无法进入微结构中实现反射。
然而，由于微结构一般为几十微米的结构，因此无法像宏观结构一样进行整体磨尖；并且，为保证所有的微结构都和导光板紧密相连，以实现微结构与导光板之间的贴合精度，需要各微结构经磨尖工艺处理后的顶端具有很高的平整度和高度均匀性，这对磨尖工艺要求很高，现有技术中尚未出现合适的磨尖工艺，可以使得微结构与导光板之间具有较高的贴合精度。
因此，如何改善微结构与导光板之间的贴合精度，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置，用以解决现有技术中存在的如何改善微结构与导光板之间的贴合精度的问题。
因此，本发明实施例提供的一种调光结构的制作方法，包括：
提供一导光板；
制备具有多个微结构的基体；
将各所述微结构倒置于所述导光板的出光面；
对所述导光板进行加热处理；
将各所述微结构的顶端分别与所述导光板贴合；
对所述导光板进行冷却处理；
在各所述微结构的侧面上形成第一反射层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述制备具有多个微结构的基体，具体包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成光刻胶母模，并对所述光刻胶母模进行表面导电化处理；
采用表面导电化处理后的所述光刻胶母模制作电铸模具；
采用所述电铸模具一体成型制作各所述微结构和承载各所述微结构的基体。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述将各所述微结构的顶端分别与所述导光板贴合，具体包括：
按压所述基体至各所述微结构的顶端分别与所述导光板之间形成面接触；或者，
按压所述基体至各所述微结构的顶端分别内嵌入所述导光板。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在各所述微结构的侧面上形成第一反射层的同时，还包括：
在所述导光板出光面上未贴合各所述微结构的区域，和/或，在所述基体面向所述导光板一侧表面上未设置各所述微结构的区域形成第二反射层。
本发明实施例还提供了一种调光结构，所述调光结构采用上述制作方法制得。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述调光结构中，各所述微结构的折射率与所述导光板的折射率相同。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述调光结构中，各所述微结构的材料与所述导光板的材料相同。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述调光结构中，各所述微结构的侧面为弧度在自所述导光板至远离所述导光板的方向上逐渐减小的曲面。
本发明实施例还提供了一种背光模组，包括：上述调光结构，以及设置于导光板入光面一侧的背光源。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：上述背光模组。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置，该制作方法包括：提供一导光板；制作具有多个微结构的基体；将各微结构倒置于导光板的出光面；对导光板进行加热处理；将各微结构的顶端与导光板贴合；对导光板进行冷却处理；在各微结构的侧面上形成第一反射层。由于相较于现有技术中经磨尖处理后的各微结构，本发明提供的各微结构具有较好的顶端平整度和高度均一性，因此，在将各微结构的顶端与导光板进行贴合时，可有效控制贴合精度；之后在各微结构的侧面上形成第一反射层，可实现各微结构对导光板出射光线的调整。因此，不仅改善了各微结构与导光板之间的贴合精度，而且避免了使用磨尖工艺去除各微结构顶端的金属，简化了制作工序。
附图说明
图1为现有技术中具有微结构的导光板的光路调整示意图；
图2为本发明实施例提供的调光结构的制作方法流程图；
图3a至图3g分别为执行本发明实施例提供的制作方法的各步骤后对应的调光结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置的具体实施方式进行详细的说明。需要说明的是，本文所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
附图中各膜层的形状和大小不反映调光结构的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种调光结构的制作方法，如图2所示，具体可以包括以下步骤：
S201、提供一导光板；
S202、制备具有多个微结构的基体；
S203、将各微结构倒置于导光板的出光面；
S204、对导光板进行加热处理；
S205、将各微结构的顶端分别与导光板贴合；
S206、对导光板进行冷却处理；
S207、在各微结构的侧面上形成第一反射层。
在本发明实施例提供的上述制作方法中，由于相较于现有技术中经磨尖处理后的各微结构，本发明提供的各微结构具有较好的顶端平整度和高度均一性，因此，在将各微结构的顶端与导光板进行贴合时，可有效控制贴合精度；之后在各微结构的侧面上形成第一反射层，可实现各微结构对导光板出射光线的调整。因此，不仅改善了各微结构与导光板之间的贴合精度，而且避免了使用磨尖工艺去除各微结构顶端的金属，简化了制作工序。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S201和S202的执行顺序并不限于如图2所示的先后顺序，在具体实施时，还可以先执行步骤S202，再执行步骤S201，在此不做限定。
此外，在本发明实施例提供的上述制作方法中，执行步骤S204对导光板进行加热处理的目的是使导光板具有一定的可塑性，以利于后续各微结构与导光板紧密贴合在一起。有鉴于此，步骤S201提供的导光板的材料宜为热塑性的材料，较佳地，导光板的材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymeric Methyl Methacrylate，PMMA)，采用PMMA材料制作的导光板不仅具有良好的可塑性，而且具有较好的透明性，有利于光线的传播。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S202制备具有多个微结构的基体，具体可以通过以下方式实现：
提供一衬底基板；
在衬底基板上形成光刻胶母模，并对光刻胶母模进行表面导电化处理；
采用表面导电化处理后的光刻胶母模制作电铸模具；
采用电铸模具一体成型制作各微结构和承载各微结构的基体。
具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，可以在衬底基板上利用紫外(UV)光刻胶或其他类型的光刻胶材料制作光刻胶母模；并且为了便于后续采用电铸工艺制作电铸模具，一般地，可以通过涂敷导电粉、化学镀膜或真空镀膜等方法，对光刻胶母模进行表面导电化处理。然后，采用电铸工艺对光刻胶母模进行处理，并经脱模操作后，即可得电铸模具。最后，利用电铸模具压印形成具有多个微结构的基体，即通过一体成型的方式获得各微结构与承载各微结构的基体。
值得注意的是，微结构的数量越多，所能调整的导光板出射光线越多，因此，较佳地，各微结构完全覆盖基体的表面，即基体上承载的任意相邻的两个微结构之间没有间隙。当然，在具体实施时，任意相邻的两个微结构之间也可以有一定的间隙，在此不做限定。
在具体实施时，为了保证各微结构与导光板之间的贴合精度，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S205将各微结构的顶端分别与导光板贴合，具体可以通过以下方式实现：
按压基体至各微结构的顶端分别与导光板之间形成面接触；或者，
按压基体至各微结构的顶端分别内嵌入导光板。
具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，由于各微结构位于同一基体上，因此，在实际操作过程中，只需通过对承载各微结构的基体施加一定的力，即可实现各微结构的顶端与导光板之间的紧密接触，以利于导光板出射的光线进入各微结构，并经各微结构侧面覆盖的第一反射层反射后实现对出光方向的调整，例如经第一反射层反射后变为垂直于导光板出光面的准直光。
在具体实施时，为了减少光损失，使导光板出射的光线尽可能多地照射至各微结构所在区域，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在执行步骤S207在各微结构的侧面上形成第一反射层的同时，还可以执行以下步骤：
在导光板出光面上未贴合各微结构的区域形成第二反射层；在基体面向导光板一侧表面上未设置各微结构的区域形成第二反射层；或者，在导光板出光面上未贴合各微结构的区域和基体面向导光板一侧表面上未设置各微结构的区域形成第二反射层。
具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，可以采用电镀工艺同时在各微结构的侧面形成第一反射层，以及在导光板出光面上未贴合各微结构的区域和/或在基体面向导光板一侧表面上未设置各微结构的区域形成第二反射层。当然，在具体实施时，还可以采用本领域技术人员公知的其他工艺，例如磁控溅射工艺制作第一反射层和第二反射层，在此不做限定。
此外，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，也可以在各微结构的侧面上形成第一反射层之前或之后，在导光板出光面上未贴合各微结构的区域和/或基体面向导光板一侧表面上未设置各微结构的区域形成第二反射层，在此不做限定。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，为了取得较好的反射效果，第一反射层和第二反射层的材料可以为高反射率的金属，例如铝、银；当然，也可以为本领域技术人员公知的其他具有反射作用的材料，在此不做限定。
为了更好地理解本发明的技术方案，本发明实施例提供了采用上述制作方法制作调光结构的详细过程，具体实施步骤如下：
提供一衬底基板301，在衬底基板301上采用UV光刻胶形成光刻胶母模302，并对光刻胶母模302进行表面导电化处理，如图3a所示；
采用电铸工艺对光刻胶母模302进行处理，如图3b所示，并经脱模操作后，获得电铸模具303，如图3c所示；
采用电铸模具303一体成型制作各微结构304和承载各微结构304的基体305，如图3d和图3e所示；
提供一导光板306，并将制作的上述各微结构304倒置于导光板306的出光面，之后对导光板306进行加热处理，按压基体305至各微结构304的顶端内嵌入导光板306，对导光板306进行冷却处理，以实现各微结构304与导光板306的紧密相连，如图3f所示；
在各微结构304的侧面形成第一反射层307，同时在导光板306出光面上未贴合各微结构304的区域和基体305面向导光板306一侧表面上未设置各微结构304的区域形成第二反射层308，至此得到本发明实施例提供的一种调光结构，如图3g所示。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种调光结构，该调光结构采用上述制作方法制得。由于该调光结构解决问题的原理与上述制作方法解决问题的原理相似，因此，本发明实施例提供的该调光结构的实施可以参见本发明实施例提供的上述制作方法的实施，重复之处不再赘述。
一般地，在折射率不同的两种介质的交界处，既发生反射现象，同时也发生折射现象；并且反射光会返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中。由此可知，若各微结构的折射率与导光板的折射率不同，则从导光板出射至各微结构所在区域的光线仅能部分发生折射进入微结构内，其余部分则会反射回导光板，从而降低了光的利用率。因此，较佳地，为减小光损失，在本发明实施例提供的上述调光结构中，各微结构的折射率与导光板的折射率相同。并且，优选地，在具体实施时，可以采用同种材料制作各微结构和导光板。
需要说明的是，在采用同种材料制作各微结构和导光板时，本发明实施例提供的调光结构，可以至少包括各微结构和导光板，即可以先通过一体成型工艺制作各微结构和导光板，从而省去了将各微结构与导光板进行贴合的步骤，进一步简化了制作工序。然后，在各微结构侧面形成第一反射层，以实现对导光板出射至各微结构所在区域的光线的反射。
在具体实施时，为了取得会聚光线的效果，在本发明实施例提供的上述调光结构中，各微结构的侧面为弧度在自导光板至远离导光板的方向上逐渐减小的曲面。当然，各微结构的侧面也可以为平面，在此不做限定。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种背光模组，包括：上述调光结构，以及设置于导光板入光面一侧的背光源。由于该背光模组解决问题的原理与上述调光结构解决问题的原理相似，因此，本发明实施例提供的该背光模组的实施可以参见本发明实施例提供的上述调光结构的实施，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本实用发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述背光模组，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述背光模组的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述调光结构的制作方法、调光结构、背光模组及显示装置，该制作方法包括：提供一导光板；制作具有多个微结构的基体；将各微结构倒置于导光板的出光面；对导光板进行加热处理；将各微结构的顶端与导光板贴合；对导光板进行冷却处理；在各微结构的侧面上形成第一反射层。由于相较于现有技术中经磨尖处理后的各微结构，本发明提供的各微结构具有较好的顶端平整度和高度均一性，因此，在将各微结构的顶端与导光板进行贴合时，可有效控制贴合精度；之后在各微结构的侧面上形成第一反射层，可实现各微结构对导光板出射光线的调整。因此，不仅改善了各微结构与导光板之间的贴合精度，而且避免了使用磨尖工艺去除各微结构顶端的金属，简化了制作工序。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种调光结构的制作方法，其特征在于，包括：
提供一导光板；
制备具有多个微结构的基体；
将各所述微结构倒置于所述导光板的出光面；
对所述导光板进行加热处理；
将各所述微结构的顶端分别与所述导光板贴合；
对所述导光板进行冷却处理；
在各所述微结构的侧面上形成第一反射层。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制备具有多个微结构的基体，具体包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成光刻胶母模，并对所述光刻胶母模进行表面导电化处理；
采用表面导电化处理后的所述光刻胶母模制作电铸模具；
采用所述电铸模具一体成型制作各所述微结构和承载各所述微结构的基体。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述将各所述微结构的顶端分别与所述导光板贴合，具体包括：
按压所述基体至各所述微结构的顶端分别与所述导光板之间形成面接触；或者，
按压所述基体至各所述微结构的顶端分别内嵌入所述导光板。
4.如权利要求1-3任一项所述的制作方法，其特征在于，在各所述微结构的侧面上形成第一反射层的同时，还包括：
在所述导光板出光面上未贴合各所述微结构的区域，和/或，在所述基体面向所述导光板一侧表面上未设置各所述微结构的区域形成第二反射层。
5.一种调光结构，其特征在于，所述调光结构采用如权利要求1-4任一项所述的制作方法制得。
6.如权利要求5所述的调光结构，其特征在于，各所述微结构的折射率与所述导光板的折射率相同。
7.如权利要求6所述的调光结构，其特征在于，各所述微结构的材料与所述导光板的材料相同。
8.如权利要求5-7任一项所述的调光结构，其特征在于，各所述微结构的侧面为弧度在自所述导光板至远离所述导光板的方向上逐渐减小的曲面。
9.一种背光模组，其特征在于，包括：如权利要求5-8任一项所述的调光结构，以及设置于导光板入光面一侧的背光源。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求9所述的背光模组。
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