磁致折射率調節材料、膜、導光板、背光模組及顯示設備的製作方法
2023-06-19 09:15:11
本發明涉及液晶顯示技術領域，特別涉及一種磁致折射率調節材料、膜、導光板、背光模組及顯示設備。
背景技術：
隨著液晶顯示技術的不斷發展，人們對於液晶顯示設備的顯示效果的要求越來越高，對於提高液晶顯示設備的顯示效果的方法的研發成為液晶顯示設備開發的重點。在各類提高液晶顯示設備顯示效果的方法中，Local Dimming(局部背光調節)技術由於容易實現、效果明顯受到了廣泛關注。
現有的液晶顯示設備的背光模組根據光源的位置分為直下式背光模組和側光式背光模組。對於直下式背光模組來說，現有的Local Dimming技術的實現方式為：利用大量LED(Light Emitting Diode，發光二極體)LED形成光源，根據所要顯示的圖像的明暗，對背光進行分區。利用晶片分別控制每個分區的LED的開關，來控制每個分區背光的強度，從而實現局部背光調節，進而提高顯示畫面的對比值、灰階數，並減少殘影，使液晶顯示設備具有良好的顯示效果。
在實現本發明的過程中，本發明人發現現有技術中至少存在以下問題：對於側光式背光模組來說，由於光源位於背光模組的側邊，採用上述的通過控制LED開關的方法只能成行或者成列對背光進行分區(如圖1所示)，不能進行精確的局部背光調節。
技術實現要素：
為了解決上述的技術問題，本發明實施例提供一種磁致折射率調節材料，以及基於該磁致折射率調節材料的導光板、背光模組及顯示設備。利用磁致折射率調節材料的折射率隨磁場強度的變化而變化這一特點，控制側光式背光模組中從導光板射出的光的強度，從而控制背光的強度，來實現精確的局部背光調節。
具體而言，包括以下的技術方案：
第一方面，本發明實施例提供一種磁致折射率調節材料，該磁致折射率調節材料包括：透明彈性載體以及分布在所述透明彈性載體中的透明磁性材料和介孔二氧化矽；所述透明磁性材料在所述透明彈性載體內的分布可在外加磁場的控制下改變，改變所述磁致折射率調節材料的密度。
可選地，所述介孔二氧化矽佔所述透明彈性載體的質量百分比為20％～80％。
可選地，透明磁性材料佔所述透明彈性載體的質量百分比為0.5％～5％。
可選地，所述透明磁性材料為FeBO3、FeF3、K2CrCl4、EuSe、稀土玻璃以及納米Fe3O4中的至少一種。
可選地，所述透明彈性載體的材料為聚二甲基矽氧烷、環氧樹脂、聚氨酯或者矽橡膠。
可選地，所述磁致折射率調節材料的製備方法包括：將所述介孔二氧化矽、所述透明磁性材料與用於製備所述透明彈性載體的原料混合，按照製備所述透明彈性載體的條件進行反應，得到所述磁致折射率調節材料。
第二方面，本發明實施例提供一種磁致折射率調節膜，該磁致折射率調節膜包括由上述的磁致折射率調節材料形成的折射率調節層，以及設置在折射率調節層上的多個通過微電路控制的電磁單元；每個所述通過微電路控制的電磁單元分別用於通過電磁力的改變控制所述折射率調節層的預設區域內的所述透明磁性材料在所述透明彈性載體內的分布，從而改變所述介孔二氧化矽在所述透明彈性載體中的密度。
第三方面，本發明實施例提供一種導光板，該導光板包括導光板本體，以及設置於所述導光板本體的底面的上述的磁致折射率調節膜；所述磁致折射率調節膜中的磁致折射調節層與所述導光板本體接觸。
第四方面，本發明實施例提供一種背光模組，該背光模組包括：反射片，位於所述反射片上方的導光板，位於所述導光板至少一個側邊的光源，以及，位於所述導光板上方的光學膜片；其中，所述導光板為上述的導光板，所述光源位於所述導光板本體的至少一個側邊。
第五方面，本發明實施例提供一種液晶顯示設備，該液晶顯示設備包括上述的背光模組。
本發明實施例提供的技術方案的有益效果：
本發明實施例提供了一種可在外加磁場作用下改變自身對光線的折射率的磁致折射率調節材料，該磁致折射率調節材料中，透明磁性材料和介孔二氧化矽分布在透明彈性載體中，在外加磁場的作用下，透明磁性材料在透明彈性載體中發生聚集或者分散，從而使透明彈性載體發生收縮或者伸展，進而改變磁致折射率調節材料整體的密度。隨著磁致折射率調節材料整體的密度的改變，磁致折射率調節材料整體的折射率發生變化。由上述磁致折射率材料形成折射率調節層，並在折射率調節層上設置多個通過微電路控制的電磁單元，從而得到磁致折射率調節膜，通過控制電磁單元的電流的大小，控制電磁力的大小，從而控制折射率調節層的折射率的大小。每個電磁單元獨立地控制與其對應的折射率調節層的預設區域的折射率的大小，實現對摺射率調節層不同區域的折射率的控制。將上述磁致折射率調節膜設置在側光式背光模組的導光板與反射片之間，基於全反射的原理，當磁致折射率調節膜某個區域的折射率遠低於導光板對應區域的折射率時，光線在該區域內發生全反射，不會出射，背光模組對應區域的背光不顯示亮度；當磁致折射率調節膜某個區域的折射率大於導光板對應區域的折射率時，光線在該區域內出射，再經反射片反射後由導光板的出光面出射，背光模組對應區域的背光顯示亮度，並且隨著磁致折射率調節層折射率的變化，產生全反射的入射光角度逐漸變化，使得出射光的強度逐漸變化，實現局部背光調節。由於通過微電路控制的電磁單元尺寸可以非常小，因此可以使背光分區更加精細，在保留側光式背光模組厚度小的優勢的前提下，克服了現有側光式背光模組僅能成行或者成列調節背光的問題，實現側光式背光模組的精確的局部背光調節，有效提高側光式背光模組的顯示效果，有利於側光式背光模組的發展。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有的側光式背光模組的局部背光調節的效果示意圖；
圖2為本發明實施例提供的磁致折射率調節材料的結構示意圖；
圖3為本發明實施例提供的磁致折射率調節材料的工作原理示意圖；
圖4為本發明實施例提供的磁致折射率調節膜的結構示意圖；
圖5為本發明實施例提供的導光板的結構示意圖；
圖6為本發明實施例提供的側光式背光模組的結構示意圖。
附圖標記分別表示：
100-導光板
101-磁致折射率調節膜；
1-折射率調節層
11-透明彈性載體；
12-透明磁性材料；
13-介孔二氧化矽；
2-通過微電路控制的電磁單元；
102-導光板本體；
200-反射片；
300-光源；
400-光學膜片；
X-現有的側光式背光模組的背光分區；
A-現有的側光式背光模組的LED光源。
具體實施方式
為使本發明的技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。除非另有定義，本發明實施例所用的所有技術術語均具有與本領域技術人員通常理解的相同的含義。
第一方面，本發明實施例提供一種磁致折射率調節材料，參見圖2，該磁致折射率調節材料包括：透明彈性載體11以及分布在透明彈性載體11中的透明磁性材料12和介孔二氧化矽13。其中，透明磁性材料12在透明彈性載體11內的分布可在外加磁場的控制下改變，從而改變所述磁致折射率調節材料的密度。
本發明實施例提供了一種可在外加磁場作用下改變自身對光線的折射率的磁致折射率調節材料。參見圖3，該磁致折射率調節材料的工作原理為：透明磁性材料12和介孔二氧化矽13分布在透明彈性載體11中。在外加磁場的作用下，透明磁性材料在透明彈性載體中發生聚集或者分散，從而使透明彈性載體發生收縮或者伸展，隨著透明彈性載體的收縮或者伸展，磁致折射率調節材料整體的密度發生改變，隨著磁致折射率調節材料整體的密度的改變，磁致折射率調節材料整體的折射率發生變化。具體來說，當外加磁場對透明磁性材料產生吸附作用時，透明磁性材料將在透明彈性載體11中聚集，從而增加磁致折射率調節材料整體的密度，進而增加磁致折射率調節材料整體的折射率；當撤銷外加磁場的作用或者外加磁場對透明磁性材料產生排斥作用時，透明磁性材料將在透明彈性載體11中分散，從而使透明彈性載體伸展，進而減小磁致折射率調節材料整體的密度，減小磁致折射率調節材料整體的折射率。
介孔二氧化矽主要起到降低磁致折射率調節材料在伸展狀態下的折射率的作用。
利用上述磁致折射率調節材料可實現側光式背光模組精確的局部背光調節。由上述磁致折射率材料形成折射率調節層，並在折射率調節層上設置多個通過微電路控制的電磁單元，從而得到磁致折射率調節膜，通過控制電磁單元的電流的大小，控制電磁力的大小，從而控制折射率調節層的折射率的大小。每個電磁單元獨立地控制與其對應的折射率調節層的預設區域的折射率的大小，實現對摺射率調節層不同區域的折射率的控制。將上述磁致折射率調節膜設置在側光式背光模組的導光板與反射片之間，基於全反射的原理，當磁致折射率調節膜某個區域的折射率遠低於導光板對應區域的折射率時，光線在該區域內發生全反射，不會出射，背光模組對應區域的背光不顯示亮度；當磁致折射率調節膜某個區域的折射率大於導光板對應區域的折射率時，光線在該區域內出射，再經反射片反射後由導光板的出光面出射，背光模組對應區域的背光顯示亮度，實現局部背光調節。
由於通過微電路控制的電磁單元尺寸可以非常小，因此可以使背光分區更加精細，在保留側光式背光模組厚度小的優勢的前提下，克服了現有側光式背光模組僅能成行或者成列調節背光的問題，實現側光式背光模組的精確的局部背光調節，有效提高側光式背光模組的顯示效果，有利於側光式背光模組的發展。
進一步地，本發明實施例提供的磁致折射率調節材料中，介孔二氧化矽13佔透明彈性載體11的質量百分比可以為20％～80％，例如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％等。通過控制磁致折射率調節材料中介孔二氧化矽13的含量來控制磁致折射率調節材料整體折射率變化的範圍。例如，當介孔二氧化矽13的透明彈性載體的質量百分比為在60％～20％的範圍內變化時時，磁致折射率調節材料的折射率可以在1.19～1.993的範圍內變化。
本發明實施例中，介孔二氧化矽的孔徑可以為1nm～100nm，例如可以為2nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm等。可以通過改變介孔二氧化矽的孔徑，來改變磁致折射率調節材料的折射率的變化範圍。可以採用由以下方法製備得到的介孔二氧化矽。
配製濃度為0.08～0.12mol/L的磷酸鹽水溶液得到中性緩衝溶液。然後向上述中性緩衝溶液中加入表面活性劑十二烷基三甲基溴化銨、聚氧乙烯醚(例如Brij-56，即聚乙二醇十六烷基醚)，超聲攪拌混合均勻後得到均一透明的混合溶液。將上述混合溶液加熱至90℃～100℃，向其中緩慢加入正矽酸乙酯，當反應體系的顏色逐漸變為白色，再由白色穩定在淡藍色後，保持溫度繼續反應6小時～10小時後，將反應體系冷卻，再經離心、洗滌、乾燥後得到介孔二氧化矽粉末。其中，中性緩衝溶液、十二烷基三甲基溴化銨和聚氧乙烯醚的比例可以為(90～95):(2～5)：(2～5)，例如90:5:5、95:2:3、92:3:5、94:4:2等；正矽酸乙酯和混合溶液的比例為：(1～5):(5～9)，1:9、2:8、3；7、4:6、5:5等；所得介孔二氧化矽的孔徑為1～100nm。
聚氧乙烯醚的聚合度可以在10以內。
本領域技術人員可以通過其他途徑獲得介孔二氧化矽，只要介孔二氧化矽的孔徑符合本發明實施例限定的範圍即可。
同時，本發明實施例提供的磁致折射率調節材料中，通過控制透明磁性材料12的添加量，可以控制磁致折射率調節材料的折射率隨外加磁場變化的響應時間，當透明磁性材料12佔透明彈性載體11的質量百分比為0.5％～5％時，例如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％等，磁致折射率調節材料的的折射率隨外加磁場變化的響應時間能夠達到毫秒級，滿足液晶顯示設備顯示畫面的要求。
本發明實施例中，透明磁性材料12可以為FeBO3、FeF3、K2CrCl4、EuSe、稀土玻璃以及納米Fe3O4中的至少一種。其中，稀土玻璃的主要成分為二氧化矽，其中含有一定量的稀土元素，例如釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃(Y/Dy/Ho/Tm)。稀土玻璃具有較高的折射率，與折射率較低的介孔二氧化矽相配合，對磁致折射率調節材料整體的折射率進行調節。
進一步地，本發明實施例中，透明彈性載體11的材料可以為聚二甲基矽氧烷、環氧樹脂、聚氨酯或者矽橡膠。其中，環氧樹脂可以由E51、E44、E55或者E42等牌號的環氧樹脂與胺類固化劑固化得到，矽橡膠可以採用道康寧公司的SYLGARD184型雙組份矽橡膠。由於本發明實施例提供的磁致折射率調節材料在實際工作過程中，要頻繁的伸縮，因此，透明彈性載體11的材料優選耐疲勞性能優良的聚二甲基矽氧烷，以延長本發明實施例提供的磁致折射率調節材料的使用壽命，同時保證應用該磁致折射率調節材料的背光模組、液晶顯示設備能夠長期正常工作。
進一步地，本發明實施例中，磁致折射率調節材料的可以採用以下方法製備得到：將介孔二氧化矽13、透明磁性材料12與用於製備透明彈性載體11的原料混合，按照製備透明彈性載體11的條件進行反應，得到磁致折射率調節材料。舉例來說，當以聚二甲基矽氧烷為透明彈性載體11時，可以將介孔二氧化矽13、透明磁性材料12與二氯二甲基矽烷(Si(CH3)Cl2)混合，向混合體系中滴加去離子水進行水解反應，得到混合有介孔二氧化矽13和透明磁性材料12的聚二甲基矽氧烷彈性體，即本發明實施例提供的磁致折射率調節材料。當以環氧樹脂作為透明彈性載體11時，可以將介孔二氧化矽12、透明磁性材料與環氧樹脂、固化劑混合，在一定溫度下(例如60℃～70℃)固化後得到混合有介孔二氧化矽13和透明磁性材料12的環氧樹脂彈性體，即本發明實施例提供的磁致折射率調節材料。
第二方面，本發明實施例提供一種磁致折射率調節膜，參見圖4，該磁致折射率調節膜101包括由上述的磁致折射率調節材料形成的折射率調節層1，以及設置在折射率調節層1上的多個通過微電路控制的電磁單元2。每個通過微電路控制的電磁單元2分別用於通過電磁力的改變控制折射率調節層的預設區域內的透明磁性材料12在透明彈性載體11內的分布，從而改變介孔二氧化矽13在透明彈性載體11中的密度。
根據上述對磁致折射率調節材料的解釋說明可知，本發明實施例提供的磁致折射率調節膜101的工作原理為：每個通過微電路控制的電磁單元2對應一個背光分區，也就是本發明實施例提供的磁致折射率調節膜101的折射率調節層1的預設區域是指與背光分區相對應的區域。即電磁單元2在折射率調節層1上的分布情況與背光分區相對應。背光分區與電磁單元2呈現一一對應的關係。通過信號控制晶片控制微電路電流的大小，來控制電磁單元2產生的電磁力的大小，從而控制透明磁性材料12在透明彈性基體11中的聚集或者分散，進而分別控制與每個背光分區相對應的折射率調節層1的區域的折射率。
需要說明的是，本發明實施例提供的磁致折射率調節膜101中，當折射率調節層1的透明磁性材料在電磁單元2產生的電磁力的作用下聚集或者分散時，透明彈性載體11將主要沿著折射率調節層1的厚度方向伸縮，基本不會影響折射率調節層1的長度和寬度方向的尺寸。
本發明實施例提供的磁致折射率調節膜101中，通過微電路控制的電磁單元2的具體形式沒有嚴格的限定，只要能夠實現通過控制電流大小來控制電磁力的大小即可。一種可選的實現方式為：微電路控制的電磁單元2包括：覆蓋在折射率調節層1上的微電磁電路板以及覆蓋在微電磁電路板(由微型電晶體製備得到)上的氧化銦錫(ITO)薄膜。需要說明的是，對於同一張磁致折射率調節膜101來說，可以在一張氧化銦錫薄膜上設置多個微電磁電路板，每個微電磁電路板對應折射率調節層1的一個背光分區，以便於微電路控制的電磁單元2與折射率調節層1的結合。
第三方面，本發明實施例提供一種導光板，參見圖5，該導光板100包括導光板本體102，以及設置於導光板本體102的底面的上述的磁致折射率調節膜101。磁致折射率調節膜101中的磁致折射調節層1與導光板本體102接觸。
本發明實施例提供的導光板中，導光板本體102是指本領域常規的導光板，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)導光板，矽烷改性聚醚(MS)導光板、聚碳酸酯(PC)導光板等。本領域技術人員可以理解的是，對於側光式背光模組來說，導光板本體102的入光面為其側面，出光面為其正面，與正面相對的表面即為背面(即導光板網點面)，也就是說，本發明實施例提供的導光板中，磁致折射率調節膜101設置在導光板本體102的與出光面相對的表面上，並且磁致折射率調節膜101的折射率調節層1貼覆在導光板本體102的底面上，與導光板本體102直接接觸。
根據上文所述可知，在側光式背光模組中應用本發明實施例提供的導光板後，能夠實現側光式背光模組的精確的局部背光調節。
需要說明的是，利用本發明實施例提供的導光板100進行局部背光調節，對於以LED作為光源的背光模組，可以不再對LED進行分區，或者減少LED的數量。並且，對於採用冷陰極燈管等傳統光源的背光模組來說，同樣可以利用本發明實施例提供的導光板100來實現精確的局部背光調節。
第四方面，本發明實施例提供一種背光模組，參見圖6，該背光模組包括：
反射片200，
位於反射片200上方的導光板100，
位於導光板100至少一個側邊的光源300，
以及，
位於導光板100上方的光學膜片400；
其中，導光板100為上述的導光板，光源300位於導光板本體102的至少一個側邊。
本發明實施例提供了一種能夠進行精確局部背光調節的側光式背光模組，該側光式背光模組中，利用上述具有局部背光調節功能的導光板100替代傳統的導光板。本領域技術人員能夠理解的是，本發明實施例提供的導光板100的導光板本體102朝向光學膜片400，反射片200則貼覆在磁致折射率調節膜101的電磁單元2上。
該側光式背光模組的工作原理為：當顯示畫面中某個區域亮度較低時，控制折射率調節層1對應區域的折射率遠低於導光板本體102的折射率(透明磁性材料12和介孔二氧化矽13均處於分散狀態)，由光源300發出的光線由導光板本體102側邊射入導光板本體102，由於位於導光板本體102底面的磁致折射率調節膜101的折射率調節層1的折射率遠低於導光板本體102的折射率，光線在導管板本體102內發生全反射，不會照射到反射片200上，也就不會由導光板本體102的正面出射，背光不顯示亮度。當顯示畫面中某個區域亮度較高時，控制折射率調節層1對應區域的折射率大於導光板本體102的折射率(電磁單元2產生的電磁力對透明磁性材料12產生吸附作用，透明磁性材料12和介孔二氧化矽13均處於聚集狀態)，由光源300發出的光線由導光板本體102側邊射入導光板本體102，由於位於導光板本體102底面的磁致折射率調節膜101的折射率調節層1的折射率大於導光板本體102的折射率，光線由導光板本體102的底面射出，再經反射片200反射，由導光板本體102的正面出射，在進入後續的光學膜片400中，使背光顯示亮度。
進一步地，本發明實施例提供的側光式背光模組中，光學膜片400包括擴散片、稜鏡片、DBEF增亮膜片、螢光粉膜、量子點膜等中的一種或者幾種的組合，光學膜片400具體的組成以及設置方式根據實際情況按照本領域常規技術手段設置即可，在此不作贅述。同時，本發明實施例提供的側光式背光模組中還包括必要的框架、背板等部件，採用本領域常規技術手段即可，在此同樣不作贅述。
進一步地，本發明實施例提供的側光式背光模組中，光源300可以為LED光源，也可以為冷陰極燈管等傳統光源，光源300的布置方式採用本領域的常規技術手段即可，本發明實施例不作特殊限定。
第五方面，本發明實施例提供一種液晶顯示設備，該液晶顯示包括上述的側光式背光模組。
由於上述的側光式背光模組可以進行精確的局部背光調節，因此，應用上述的側光式背光模組的液晶顯示設備的顯示畫面具有較高的對比度以及灰階數，同時殘影較少，顯示效果良好，並且該液晶顯示設備還具有較薄的厚度。
本發明實施例中所述的液晶顯示設備具體可以為液晶電視、筆記本電腦屏幕、平板電腦、手機等任何具有顯示功能的產品或者部件。
特別是對於ULED(Ultra Light Emitting Diode)電視來說，應用本發明實施例提供的側光式背光模組後，一方面具有良好的顯示效果，另一方面具有較薄的厚度，提高ULED產品競爭力。
下面通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
在以下實施例中，所用原料未註明生產廠商及規格者均為可以通過市購獲得的常規產品。
實施例1
本實施例提供一種介孔二氧化矽的製備方法，該製備方法具體包括以下步驟：
首先，將0.025mol磷酸鈉加入到250ml去離子水中，並超聲15分鐘使磷酸鈉充分溶解，得到pH值為6.86的中性緩衝溶液。然後向上述250ml中性緩衝溶液中加入2g十二烷基三甲基溴化銨(CTAB，購自Aladdin，純度99％)以及2g聚乙二醇十六烷基醚(Brij-56，購自Aladdin，10聚體，純度99％)，超聲攪拌30分鐘後得到均一透明的混合溶液。將上述得到的混合溶液在油浴中攪拌加熱到95℃，在95℃下向混合溶液中緩慢滴加50g正矽酸乙酯(TEOS)。正矽酸乙酯滴加完畢後，觀察反應體系顏色變化，當反應體系顏色逐漸變白色，再由白色穩定在淡藍色後，在95℃下繼續攪拌加熱回流8小時。然後將反應體系冷卻、離心，得到的固體分別用水和乙醇超聲洗滌兩次，再離心並在室溫下抽乾後得到孔徑為25nm介孔二氧化矽粉末。
實施例2
本實施例提供一種以聚二甲基矽氧烷作為透明彈性載體的磁致折射率調節材料以及基於該磁致折射率調節材料的導光板。
本實施例中，透明磁性材料為釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃(購自杭州吉康新材料有限公司，型號為SS-Y430)，介孔二氧化矽採用實施例1製備得到的介孔二氧化矽。
本實施例的磁致折射率調節材料製備方法具體如下：
將二氯二甲基矽烷(Si(CH3)2Cl2)、實施例1得到的介孔二氧化矽粉末以及釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃混合，然後向所得體系中滴加適量去離子水進行二氯二甲基矽烷的水解反應，水解反應結束後得到混合有介孔二氧化矽和釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃的聚二甲基矽氧烷彈性體，即本實施例的磁致折射率調節材料。其中二氯二甲基矽烷和介孔二氧化矽粉末的質量比例為2:8，二氯二甲基矽烷和釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃的質量比例為95:5。
對上述製備得到的磁致折射率調節材料的折射率隨電磁力的變化情況進行測試。結果顯示，當電流強度在50～500mA範圍內變化時，磁致折射率調節材料的折射率在1.19～1.9範圍內變化，變化的響應時間為45毫秒。
將上述製備得到的磁致折射率調節材料貼覆在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)導光板(折射率1.4935)的底面形成折射率調節層，並在折射率調節層上貼覆通過微電路控制的電磁單元(也就是PMMA導光板和電磁單元分別位於折射率調節層相對的表面)得到具有局部背光調節功能的導光板。其中，通過微電路控制的電磁單元包括氧化銦錫薄膜和設置在氧化銦錫薄膜上的按照背光分區需要排列的多個微電磁電路板，並且微電磁電路板與折射率調節層直接接觸。通過信號控制晶片，每個微電磁電路板獨立控制折射率調節層相應區域的電磁力的變化，從而控制折射率調節層相應區域的折射率。
在通過微電路控制的電磁單元上貼覆反射片，並控制某一個區域內磁致折射率調節材料的折射率變化，來對本實施例的導光板的局部背光調節性能進行測試。結果顯示，當磁致折射率調節材料的折射率在1.19～1.285範圍內變化時，由PMMA導光板側邊入射的光線在PMMA導光板內發生全反射，PMMA導光板正面沒有光射出；當磁致折射率調節材料的折射率在1.285～1.9範圍內變化時，由PMMA導光板側邊入射的光線在經反射片反射後由PMMA導光板正面出射。
實施例3
本實施例提供一種以聚二甲基矽氧烷作為透明彈性載體的磁致折射率調節材料以及基於該磁致折射率調節材料的導光板。
本實施例中，透明磁性材料為釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃(購自杭州吉康新材料有限公司，型號為SS-Y430)，介孔二氧化矽採用實施例1製備得到的介孔二氧化矽。
本實施例的磁致折射率調節材料製備方法具體如下：
將二氯二甲基矽烷(Si(CH3)2Cl2)、實施例1得到的介孔二氧化矽粉末以及釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃混合，然後向所得體系中滴加適量去離子水進行二氯二甲基矽烷的水解反應，水解反應結束後得到混合有介孔二氧化矽和釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃的聚二甲基矽氧烷彈性體，即本實施例的磁致折射率調節材料。其中二氯二甲基矽烷和介孔二氧化矽粉末的質量比例為7:3，二氯二甲基矽烷和釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃的質量比例為99:1。
對上述製備得到的磁致折射率調節材料的折射率隨電磁力的變化情況進行測試。實驗結果與實施例2相同。
將上述製備得到的磁致折射率調節材料貼覆在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)導光板(折射率1.4935)的底面形成折射率調節層，並在折射率調節層上貼覆通過微電路控制的電磁單元(也就是PMMA導光板和電磁單元分別位於折射率調節層相對的表面)得到具有局部背光調節功能的導光板。其中，通過微電路控制的電磁單元包括氧化銦錫薄膜和設置在氧化銦錫薄膜上的按照背光分區需要排列的多個微電磁電路板，並且微電磁電路板與折射率調節層直接接觸。通過信號控制晶片，每個微電磁電路板獨立控制折射率調節層相應區域的電磁力的變化，從而控制折射率調節層相應區域的折射率。
在通過微電路控制的電磁單元上貼覆反射片，並控制某一個區域內磁致折射率調節材料的折射率變化，來對本實施例的導光板的局部背光調節性能進行測試。結果顯示，當磁致折射率調節材料的折射率在1.19～1.285範圍內變化時，由PMMA導光板側邊入射的光線在PMMA導光板內發生全反射，PMMA導光板正面沒有光射出；當磁致折射率調節材料的折射率在1.285～1.9範圍內變化時，由PMMA導光板側邊入射的光線在經反射片反射後由PMMA導光板正面出射。
實施例4
本實施例提供一種以聚二甲基矽氧烷作為透明彈性載體的磁致折射率調節材料以及基於該磁致折射率調節材料的導光板。
本實施例中，透明磁性材料為釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃(購自杭州吉康新材料有限公司，型號為SS-Y430)，介孔二氧化矽採用實施例1製備得到的介孔二氧化矽。
本實施例的磁致折射率調節材料製備方法具體如下：
將二氯二甲基矽烷(Si(CH3)2Cl2)、實施例1得到的介孔二氧化矽粉末以及釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃混合，然後向所得體系中滴加適量去離子水進行二氯二甲基矽烷的水解反應，水解反應結束後得到混合有介孔二氧化矽和釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃的聚二甲基矽氧烷彈性體，即本實施例的磁致折射率調節材料。其中二氯二甲基矽烷和介孔二氧化矽粉末的質量比例為5:5，二氯二甲基矽烷和釔/鏑/鈥/銩稀土玻璃的質量比例為96:4。
對上述製備得到的磁致折射率調節材料的折射率隨電磁力的變化情況進行測試。測試結果與實施例2相同。
將上述製備得到的磁致折射率調節材料貼覆在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)導光板(折射率1.4935)的底面形成折射率調節層，並在折射率調節層上貼覆通過微電路控制的電磁單元(也就是PMMA導光板和電磁單元分別位於折射率調節層相對的表面)得到具有局部背光調節功能的導光板。其中，通過微電路控制的電磁單元包括氧化銦錫薄膜和設置在氧化銦錫薄膜上的按照背光分區需要排列的多個微電磁電路板，並且微電磁電路板與折射率調節層直接接觸。通過信號控制晶片，每個微電磁電路板獨立控制折射率調節層相應區域的電磁力的變化，從而控制折射率調節層相應區域的折射率。
在通過微電路控制的電磁單元上貼覆反射片，並控制某一個區域內磁致折射率調節材料的折射率變化，來對本實施例的導光板的局部背光調節性能進行測試。結果顯示，當磁致折射率調節材料的折射率在1.19～1.285範圍內變化時，由PMMA導光板側邊入射的光線在PMMA導光板內發生全反射，PMMA導光板正面沒有光射出；當磁致折射率調節材料的折射率在1.285～1.9範圍內變化時，由PMMA導光板側邊入射的光線在經反射片反射後由PMMA導光板正面出射。
實施例5
本實施例提供一種以聚二甲基矽氧烷作為透明彈性載體的磁致折射率調節材料以及基於該磁致折射率調節材料的導光板。
本實施例中，透明磁性材料為納米Fe3O4，介孔二氧化矽採用實施例1製備得到的介孔二氧化矽。
本實施例的磁致折射率調節材料製備方法具體如下：
將二氯二甲基矽烷(Si(CH3)2Cl2)、實施例1得到的介孔二氧化矽粉末以及粒徑50nm的納米Fe3O4混合，然後向所得體系中滴加適量去離子水進行二氯二甲基矽烷的水解反應，水解反應結束後得到混合有介孔二氧化矽和納米Fe3O4的聚二甲基矽氧烷彈性體，即本實施例的磁致折射率調節材料。其中二氯二甲基矽烷和介孔二氧化矽粉末的質量比例為3:7，二氯二甲基矽烷和納米Fe3O4的質量比例為95:5。
對上述製備得到的磁致折射率調節材料的折射率隨電磁力的變化情況進行測試。測試結果與實施例2相同。
將上述製備得到的磁致折射率調節材料貼覆在聚醚改性矽氧烷(MS)導光板(折射率1.574)的底面形成折射率調節層，並在折射率調節層上貼覆通過微電路控制的電磁單元(也就是MS導光板和電磁單元分別位於折射率調節層相對的表面)得到具有局部背光調節功能的導光板。其中，通過微電路控制的電磁單元包括氧化銦錫薄膜和設置在氧化銦錫薄膜上的按照背光分區需要排列的多個微電磁電路板，並且微電磁電路板與折射率調節層直接接觸。通過信號控制晶片，每個微電磁電路板獨立控制折射率調節層相應區域的電磁力的變化，從而控制折射率調節層相應區域的折射率。
在通過微電路控制的電磁單元上貼覆反射片，並控制某一個區域內磁致折射率調節材料的折射率變化，來對本實施例的導光板的局部背光調節性能進行測試。結果顯示，當磁致折射率調節材料的折射率在1.19～1.285範圍內變化時，由MS導光板側邊入射的光線在MS導光板內發生全反射，MS導光板正面沒有光射出；當磁致折射率調節材料的折射率在1.285～1.9範圍內變化時，由MS導光板側邊入射的光線在經反射片反射後由MS導光板正面出射。
實施例6
本實施例提供一種以環氧樹脂作為透明彈性載體的磁致折射率調節材料以及基於該磁致折射率調節材料的導光板。
本實施例中，透明磁性材料為納米Fe3O4，介孔二氧化矽採用實施例1製備得到的介孔二氧化矽。
本實施例的磁致折射率調節材料製備方法具體如下：
將E51型環氧樹脂、三乙烯四胺固化劑、納米Fe3O4、介孔二氧化矽混合，然後向所得體系中在65℃下進行環氧樹脂的固化反應。固化反應結束後得到混合有介孔二氧化矽和納米Fe3O4的環氧樹脂彈性體，即本實施例的磁致折射率調節材料。其中，E51型環氧樹脂和三乙烯四胺固化劑的質量比例為95:5，E51型環氧樹脂和三乙烯四胺固化劑總的質量與介孔二氧化矽的質量比例為3:7，E51型環氧樹脂和三乙烯四胺固化劑總的質量與納米Fe3O4的質量比例為95:5。
對上述製備得到的磁致折射率調節材料的折射率隨電磁力的變化情況進行測試。測試結果與實施例相同。
將上述製備得到的磁致折射率調節材料貼覆在聚醚改性矽氧烷(MS)導光板(折射率1.574)的底面形成折射率調節層，並在折射率調節層上貼覆通過微電路控制的電磁單元(也就是MS導光板和電磁單元分別位於折射率調節層相對的表面)得到具有局部背光調節功能的導光板。其中，通過微電路控制的電磁單元包括氧化銦錫薄膜和設置在氧化銦錫薄膜上的按照背光分區需要排列的多個微電磁電路板，並且微電磁電路板與折射率調節層直接接觸。通過信號控制晶片，每個微電磁電路板獨立控制折射率調節層相應區域的電磁力的變化，從而控制折射率調節層相應區域的折射率。
在通過微電路控制的電磁單元上貼覆反射片，並控制某一個區域內磁致折射率調節材料的折射率變化，來對本實施例的導光板的局部背光調節性能進行測試。結果顯示，當磁致折射率調節材料的折射率在1.19～1.285範圍內變化時，由MS導光板側邊入射的光線在MS導光板內發生全反射，MS導光板正面沒有光射出；當磁致折射率調節材料的折射率在1.285～1.9範圍內變化時，由MS導光板側邊入射的光線在經反射片反射後由MS導光板正面出射。
綜上，本發明實施例提供了一種可在外加磁場作用下改變自身對光線的折射率的磁致折射率調節材料，並提供了基於該磁致折射率調節材料的具有局部背光調節功能的導光板。利用該導光板替代側光式背光模組中原有的導光板，可以克服現有側光式背光模組僅能成行或者成列調節背光的問題，實現了側光式背光模組的精確局部背光調節，從而提高液晶顯示設備顯示畫面的對比度以及灰階數，同時減少殘影，提高液晶顯示設備的顯示效果。同時充分發揮側光式背光模組厚度小的優勢，有利於液晶顯示設備的超薄超窄化設計。
以上所述僅是為了便於本領域的技術人員理解本發明的技術方案，並不用以限制本發明。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。