CN109445173A - 一种防窥膜及其制作方法、显示模组 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种防窥膜及其制作方法、显示模组，用以增加膜材对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的问题。防窥膜包括若干透射区和若干防窥区，透射区和防窥区交替设置；防窥区被构造成使得：从防窥膜的厚度方向的第一侧入射到防窥区的光线能够经防窥区反射回厚度方向的第一侧。由于从防窥膜的厚度方向的第一侧入射到防窥区的光线能够经防窥区反射回厚度方向的第一侧，因此，本申请实施例提供的防窥膜能够增加膜材对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种防窥膜及其制作方法、显示模组。
背景技术
随着手机、笔记本等显示产品的普及，对多种应用场合显示内容的保护也成为至关重要的问题，如在公共交通车及飞机里查收邮件、翻阅资料等商业操作，需要对显示内容进行有效保护，防止周围人群对显示信息的窥视。因此，开发带有防窥功能的显示产品显得尤为重要。
本申请的发明人发现，目前具有防窥功能的显示产品，多采用防窥膜进行内容保护，但常规防窥膜具有厚度大、亮度低的缺点，虽然达到了保护显示内容的安全性，但降低了产品的性能，提升了功耗。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的旨在提供一种防窥膜及其制作方法、显示模组，用以增加膜材对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的问题。
为了实现上述目的，本申请提供以下技术方案：
第一方面，提供一种防窥膜，包括若干透射区和若干防窥区，透射区和防窥区交替设置；
防窥区被构造成使得：从防窥膜的厚度方向的第一侧入射到防窥区的光线能够经防窥区反射回厚度方向的第一侧。
可选地，防窥区包括若干棱柱，棱柱沿厚度方向排布。
可选地，防窥区还包括防窥层，防窥层设置在棱柱的周边，防窥层的折射率小于棱柱的折射率。
可选地，防窥层的折射率等于透射区的折射率。
可选地，棱柱为四棱柱和/或五棱柱。
可选地，沿四棱柱的排列方向，四棱柱的截面包括入射面、第一全反射面、第二全反射面和出射面；
第一全反射面和第二全反射面呈镜像设置；
入射面和出射面呈镜像设置。
可选地，沿五棱柱的排列方向，五棱柱的截面包括入射面、第一全反射面、第二全反射面、出射面和底面；
第一全反射面和第二全反射面呈镜像设置；
入射面和出射面呈镜像设置。
可选地，沿防窥膜的厚度方向远离第一侧，第一全反射面和第二全反射面之间的夹角以减小的方式设置，入射面和出射面之间的夹角以增加的方式设置。
可选地，防窥膜还包括上基材和下基材，透射区和防窥区交替设置在上基材和下基材之间。
第二方面，提供一种显示模组，包括显示面板、背光模组和第一方面的防窥膜；
防窥膜设置在背光模组和显示面板之间。
可选地，防窥膜设置在显示面板的出光侧；和/或，设置在显示面板靠近背光模组的一侧。
第三方面，提供一种第一方面的防窥膜的制作方法，包括：
形成间隔开的多个棱柱组，每个棱柱组包括沿防窥膜的厚度方向排列的若干棱柱；
在相邻的棱柱组之间滴注光学胶，并将光学胶进行固化。
可选地，形成间隔开的多个棱柱组，包括：
制作设定厚度的光学层；
对光学层进行激光雕刻，形成四棱柱和/或五棱柱。
可选地，形成间隔开的多个棱柱组，包括：
采用3D打印方式，将四棱柱和/或五棱柱逐层打印。
可选地，在相邻的棱柱组之间滴注光学胶，并将光学胶进行固化，包括：
将光固化胶注入棱柱组之间，并进行紫外光固化处理；光固化胶的折射率小于棱柱组的折射率。
相比于现有技术，本申请的方案具有以下有益效果：
本申请实施例提供的防窥膜包括若干透射区和若干防窥区，透射区和防窥区交替设置；由于防窥区被构造成使得：从防窥膜的厚度方向的第一侧入射到防窥区的光线能够经防窥区反射回厚度方向的第一侧；因此，本申请实施例提供的防窥膜能够增加膜材对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术的防窥膜的一种结构示意图；
图2是现有技术的防窥膜的另一结构示意图；
图3是现有技术防窥膜光线出射范围示意图；
图4是本申请提供的一种防窥膜的结构示意图；
图5是本申请提供的防窥膜包括的防窥区中四棱柱的截面图；
图6是本申请提供的防窥膜包括的防窥区中五棱柱的截面图；
图7是本申请提供的防窥膜包括的透射区的结构示意图；
图8是本申请提供的光线在透射区中的传播路径示意图；
图9是本申请提供的四棱柱工作原理图；
图10是本申请提供的一种防窥膜的制作方法流程图；
图11a-图11c是本申请提供的一种采用雕刻的方式制作防窥膜的不同过程结构示意图。
附图标记说明：
11-第一基材；12-第二基材；13-吸光光栅；14-透光区；
1-上基材；10-下基材；15-透射区；20-防窥层；30-四棱柱；40-入射面；80-出射面；60-第一全反射面；65-第二全反射面；61-底面；85-透射区下基材层上表面；100-透射区上基材层下表面；105-防窥区左侧入射面；110-防窥区右侧入射面；111-被雕刻区域。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请的发明人发现，目前防窥膜一般由第一基材11、第二基材12和中间功能区构成，如图1和图2所示，功能区中有若干个吸光光栅13，吸光光栅13把功能区分成多个透光区14，由第二基材12表面透光区任一点入射的光线，经过吸光光栅13的遮挡，光线被吸收，未经过吸光光栅13的光线正常透过，如图1和图3所示。
目前防窥膜通过窄视角(光强衰减到中心光强5％时的视角)光线透射、大视角光线截止(被吸收)的方式实现防窥功能，一般为正负30°左右，但光能损失较大，亮度约降低至原来的50％甚至更低，对于亮度要求较高的液晶显示器件，使用此种防窥膜后，为保证亮度不变，电流通常提升至原来的2倍以上来增加背光增加亮度。
本申请的发明人发现，目前采用吸光光栅的方式进行防窥，防窥视角与防窥膜的厚度相关，厚度越大，防窥效果越好，目前防窥膜常规厚度为320微米(μm)。因此，采用防窥膜大大增加了背光源的厚度，提升功率，不利于节能环保。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种新的防窥膜。
下面结合附图介绍本申请实施例的具体技术方案。
如图4所示，图4是本申请实施例提供的一种防窥膜的结构示意图，该防窥膜包括若干透射区15和若干防窥区(如图中附图标记20和30所示的区域)，透射区15和防窥区交替设置；防窥区被构造成使得：从防窥膜的厚度方向的第一侧入射到防窥区的光线能够经防窥区反射回厚度方向的第一侧。
由于本申请实施例提供的防窥膜包括若干透射区和若干防窥区，透射区和防窥区交替设置；由于防窥区被构造成使得：从防窥膜的厚度方向的第一侧入射到防窥区的光线能够经防窥区反射回厚度方向的第一侧；因此，本申请实施例提供的防窥膜能够增加膜材对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的问题。
具体地，如图4所示，防窥膜包括上基材1和下基材10，透射区15和防窥区交替设置在上基材1和下基材10之间。上基材1和下基材10在材料选择上要求能够抗落球和抗划伤性能，材料具体可以为聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate)，PMMA)，又称亚克力或有机玻璃，也可以为聚对苯二甲酸类塑料(polyethylene terephthalate，PET)，当然还可以为其它光学塑料；上基材1和下基材10的厚度与透射区15对应的功能层的厚度相当，根据应用场所，厚度有所差异。如应用在MNT(Monitor显示器)上的防窥膜，为保障膜材的信赖性及抗褶皱性能，其总体厚度在550μm以上，透射区15对应的功能层的厚度约200μm；若应用于手机(mobile)中，总厚度在200μm到300μm即可满足信赖性要求。
本申请实施例中的防窥区内的结构需要满足两方面的要求：第一、防窥区内的结构对称设置，保证左右两侧入射的光线均可以被重新利用；第二、保证大角度光线在该结构内不射出防窥膜或者射出防窥膜的角度满足防窥角。
具体地，如图4所示，防窥区包括若干棱柱，棱柱沿厚度方向排布，即棱柱沿下基材10指向上基材1的方向排布。在一种可选的实施方式中，棱柱为四棱柱和/或五棱柱，当然，在实际设计时，防窥区中还可以设置为其它满足将大角度光线折转方向并重新利用的结构。
当本申请实施例中的防窥膜应用在背光模组时，如图4所示，被四棱柱30反射后的光线，没有从透射区射出的部分，可以重新进入背光模组，经过背光模组各层膜材微结构和底部反射片的重新调制，改变了原有的传播方向，当光线再次射出时，光线仍被分成两部分，一部分从透射区射出，另一部分又重新返回背光模组，传播方向进行了重新调制，增加了膜材对光能的利用率。
具体地，如图4所示，防窥区还包括防窥层20，防窥层20设置在棱柱的周边，防窥层20的折射率小于棱柱的折射率，防窥层20的设置使得四棱柱30内、外形成高、低折射率差，从而可以满足全反射条件，让进入四棱柱30区域的光线可以经过两次全反射后被重新利用。在一种可选的实施方式中，防窥层20的折射率等于透射区15的折射率，当然，防窥层20的折射率也可以与透射区15的折射率不相等。
在一种可选的实施例中，如图5所示，沿四棱柱30的排列方向，即沿下基材10指向上基材1的方向，四棱柱30的截面包括入射面40、第一全反射面60、第二全反射面65和出射面80；第一全反射面60和第二全反射面65呈镜像设置；入射面40和出射面80呈镜像设置；本申请实施例中第一全反射面60和第二全反射面65呈镜像设置，入射面40和出射面80呈镜像设置，能够满足防窥区两侧的入射光线均可有效的被调制。
具体地，如图4和图5所示，沿防窥膜的厚度方向远离第一侧，第一全反射面60和第二全反射面65之间的夹角以减小的方式设置，入射面40和出射面80之间的夹角以增加的方式设置，即沿上基材1指向下基材10的方向，第一全反射面60和第二全反射面65之间的夹角以增加的方式设置，入射面40和出射面80之间的夹角以减小的方式设置。
在另一种可选的实施例中，如图6所示，沿五棱柱的排列方向，即沿下基材10指向上基材1的方向，五棱柱的截面包括入射面40、第一全反射面60、第二全反射面65、出射面80和底面61；第一全反射面60和第二全反射面65呈镜像设置；入射面40和出射面80呈镜像设置；本申请实施例中呈镜像设置的方式，能够满足防窥区两侧的入射光线均可有效的被调制，且防窥区采用五棱柱结构，此种结构用利于调整棱柱的入射面与入射光线的角度，便于满足全反射条件。
具体地，通过调整五棱柱底面61的长度，调整入射面和出射面的方向，从而可以使入射光线满足全反射条件，对于厚度要求较高的或者防窥角度更小的需求，需使用五棱柱结构。
具体地，如图6所示，沿防窥膜的厚度方向远离第一侧，第一全反射面60和第二全反射面65之间的夹角以减小的方式设置，入射面40和出射面80之间的夹角以增加的方式设置；即沿上基材1指向下基材10的方向，第一全反射面60和第二全反射面65之间的夹角以增加的方式设置，入射面40和出射面80之间的夹角以减小的方式设置。
以下通过具体尺寸及光线走向，阐述本申请实施例防窥膜的工作原理。
如图4所示，第一四棱柱的入射面和出射面之间的夹角为第二四棱柱的入射面和出射面之间的夹角为以此类推，第n个四棱柱的入射面和出射面之间的夹角为第一四棱柱至第n四棱柱中，两个全反射面的夹角逐渐增加，入射面和出射面的夹角逐渐减小。
具体地，本申请实施例中防窥区的高度范围为80μm至250μm，透射区的宽度范围为30μm至50μm，防窥区的宽度范围为15μm至30μm，具体根据应用产品不同而调制各个尺寸。
如图7所示，图7为透射区结构示意图，其中，85为透射区下基材层上表面，100为透射区上基材层下表面，105为防窥区左侧入射面，110为防窥区右侧入射面。
如图8所示，图8为光线在透射区中的传播路径，例如透射区宽度为44μm，防窥区高度为88μm，透射区的折射率为1.4936，四棱柱折射率为1.5896，从透射区出射光线的角度范围为±26.6°，从透射区入射至防窥区边缘光线与水平线的夹角为63.4°，即当四棱柱的全反射角为 四棱柱第一全反射面与水平面的夹角≥63.4°-(90°-70°)＝43.4°，即第一全反射面与水平面的夹角≥43.4°时满足全反射条件。
如图9所示，图9为本申请实施例中四棱柱工作原理图，当入射光线与水平线夹角大于63.4°时，如增加2°，保证第一全反射面的角度依然满足全反射条件；随着入射光线的角度逐渐增加，当超出第一个四棱柱的第一全反射的全反射条件时，则光线入射至第二个四棱柱结构，根据全反射条件，透射区下基材层上表面的最远点发出的光线，到达第一与第二四棱柱之间的光线的夹角为2.5°。
通过采用本申请实施例提供的防窥膜，膜层亮度是常规防窥膜材亮度的1.5倍以上。具体地，假设背光有200条光线，常规防窥膜的透光率为50％，则有100根光线通过。本申请实施例提供的防窥膜，透过去的100根光线正常通过，另外100根光线全反射回背光模组被重新利用，再次利用时，仍有50％的光线从透光区透过，即50根正常透过，另外50根被重新调制，经过若干次调制，则出射的总光线数为：100+50+25+12.5+……，通过计算，本申请实施例中膜层亮度是常规防窥膜材亮度的1.5倍以上。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种显示模组，包括显示面板、背光模组和本申请实施例提供的上述防窥膜；防窥膜设置在背光模组和显示面板之间。
本申请实施例提供的防窥膜通过防窥区设置的四棱柱或五棱柱，将入射至防窥区的光线，经过四棱柱或五棱柱的两次全反射后，再次进入背光模组被重新利用，增加了膜层对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的技术问题，可以保证背光模组在不损失亮度的前提下，满足其在公共场所使用时对显示信息的私密性。
具体地，本申请实施例中的防窥膜设置在显示面板的出光侧；和/或，设置在显示面板靠近背光模组的一侧。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种上述防窥膜的制作方法，如图10所示，该方法包括：
S101、形成间隔开的多个棱柱组，每个棱柱组包括沿防窥膜的厚度方向排列的若干棱柱；
S102、在相邻的棱柱组之间滴注光学胶，并将光学胶进行固化。
具体地，本申请实施例在相邻的棱柱组之间滴注光学胶，并将光学胶进行固化，包括：将光固化胶注入棱柱组之间，并进行紫外光固化处理；光固化胶的折射率小于棱柱组的折射率。
在一种可选的实施方式中，本申请实施例形成间隔开的多个棱柱组，包括：制作设定厚度的光学层；对光学层进行激光雕刻，形成四棱柱和/或五棱柱。
具体地，如图11a所示，将第一种折射率的光学级可光固化材料n3固化在下基材10的上表面，下基材10的厚度为50μm至125μm，光学级可光固化材料n3的厚度为88μm，光学级可光固化材料n3和下基材10固化成型后的长宽为350mm乘以600mm。图11a中，区域111表示被雕刻区域，该区域中的光学级可光固化材料n3被雕刻去除掉。
接着，将光学级可光固化材料n3和下基材10成型材料放置于升降台上，在宽度方向(350mm)上进行四棱柱激光雕刻，采用长焦激光器，每雕刻5mm至10mm，升降台上升相应的距离，直至350mm厚度雕刻完成，形成的结构如图11b所示。
接着，将第二种折射率的光学级可光固化材料n1注入雕刻完成的四棱柱间隔区，如图11c所示，光学级可光固化材料n3和光学级可光固化材料n1需要满足高透光率、紫外光可固化的亚克力胶水等材料，光学级可光固化材料n1的折射率小于光学级可光固化材料n3的折射率，并进行紫外光固化处理。
最后，压合上基材，压合后进行紫外光固化处理，如图11c所示，图中水平向右的箭头表示下基材的移动方向，图中弯曲的箭头表示压合上基材时，上基材的压合方向。
采用这种方式制作的防窥膜，可适用于手机等小显示屏产品。
在另一种可选的实施方式中，本申请实施例形成间隔开的多个棱柱组，包括：采用3D打印方式，将四棱柱和/或五棱柱逐层打印。
具体地，采用3D打印方式，使用光学级可光固化材料n3，将四棱柱结构逐层打印在下基材10上；接着，将光学级可光固化材料n1注入打印完成的四棱柱间隔区，并进行紫外光固化处理；最后，压合上基材，压合后进行紫外光固化处理。
采用这种方式制作的防窥膜，可适用于手机、MNT等全尺寸产品。
综上所述，本申请提供的一种防窥膜和显示模组，具有如下有益效果：
第一、本申请实施例提供的防窥膜包括若干透射区和若干防窥区，透射区和防窥区交替设置；由于防窥区被构造成使得：从防窥膜的厚度方向的第一侧入射到防窥区的光线能够经防窥区反射回厚度方向的第一侧；因此，本申请实施例提供的防窥膜能够增加膜材对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的问题。
第二、本申请实施例提供的防窥膜通过防窥区设置的四棱柱或五棱柱，将入射至防窥区的光线，经过四棱柱或五棱柱的两次全反射后，再次进入背光模组被重新利用，增加了膜层对光能的利用率，解决了防窥膜透光率低的技术问题，可以保证背光模组在不损失亮度的前提下，满足其在公共场所使用时对显示信息的私密性。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (15)
1.一种防窥膜，其特征在于，包括若干透射区和若干防窥区，所述透射区和所述防窥区交替设置；
所述防窥区被构造成使得：从所述防窥膜的厚度方向的第一侧入射到所述防窥区的光线能够经所述防窥区反射回所述厚度方向的第一侧。
2.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，所述防窥区包括若干棱柱，所述棱柱沿所述厚度方向排布。
3.根据权利要求2所述的防窥膜，其特征在于，所述防窥区还包括防窥层，所述防窥层设置在所述棱柱的周边，所述防窥层的折射率小于所述棱柱的折射率。
4.根据权利要求3所述的防窥膜，其特征在于，所述防窥层的折射率等于所述透射区的折射率。
5.根据权利要求3或4所述的防窥膜，其特征在于，所述棱柱为四棱柱和/或五棱柱。
6.根据权利要求5所述的防窥膜，其特征在于，沿所述四棱柱的排列方向，所述四棱柱的截面包括入射面、第一全反射面、第二全反射面和出射面；
所述第一全反射面和所述第二全反射面呈镜像设置；
所述入射面和所述出射面呈镜像设置。
7.根据权利要求5所述的防窥膜，其特征在于，沿所述五棱柱的排列方向，所述五棱柱的截面包括入射面、第一全反射面、第二全反射面、出射面和底面；
所述第一全反射面和所述第二全反射面呈镜像设置；
所述入射面和所述出射面呈镜像设置。
8.根据权利要求6或7所述的防窥膜，其特征在于，沿所述防窥膜的厚度方向远离所述第一侧，所述第一全反射面和所述第二全反射面之间的夹角以减小的方式设置，所述入射面和所述出射面之间的夹角以增加的方式设置。
9.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，还包括上基材和下基材，所述透射区和所述防窥区交替设置在所述上基材和所述下基材之间。
10.一种显示模组，其特征在于，包括显示面板、背光模组和权利要求1-9任一项所述的防窥膜；
所述防窥膜设置在所述背光模组和所述显示面板之间。
11.根据权利要求10所述的显示模组，其特征在于，所述防窥膜设置在所述显示面板的出光侧；和/或，设置在所述显示面板靠近所述背光模组的一侧。
12.一种根据权利要求1-9任一项所述的防窥膜的制作方法，其特征在于，该方法包括：
形成间隔开的多个棱柱组，每个所述棱柱组包括沿所述防窥膜的厚度方向排列的若干棱柱；
在相邻的所述棱柱组之间滴注光学胶，并将所述光学胶进行固化。
13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述形成间隔开的多个棱柱组，包括：
制作设定厚度的光学层；
对所述光学层进行激光雕刻，形成四棱柱和/或五棱柱。
14.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述形成间隔开的多个棱柱组，包括：
采用3D打印方式，将四棱柱和/或五棱柱逐层打印。
15.根据权利要求12或13或14所述的制作方法，其特征在于，所述在相邻的所述棱柱组之间滴注光学胶，并将所述光学胶进行固化，包括：
将光固化胶注入所述棱柱组之间，并进行紫外光固化处理；所述光固化胶的折射率小于所述棱柱组的折射率。
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Granted publication date: 20210122 |
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