調光結構的製作方法、調光結構、背光模組及顯示裝置與流程
2023-11-04 06:55:07 1
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種調光結構的製作方法、調光結構、背光模組及顯示裝置。
背景技術：
隨著三維(3d)顯示產品、全息顯示產品等特種顯示產品的興起，一個關鍵的器件需求——光調製被提了出來。如圖1所示，為現有技術中具有微結構的導光板的光路調整示意圖。光源發出的光經導光板在微結構上反射成準直光；採用該準直光，可以實現3d顯示或全息顯示等器件。
目前，製作微結構的主要工藝為光刻-電鑄-注塑(liga)工藝，具體地，liga工藝包括以下步驟：首先在襯底基板上形成光刻膠母模，並對其進行表面導電化處理；之後採用上述光刻膠母模，經過電鑄工藝和脫模工藝形成模具；之後採用模具壓印形成微結構的圖案；之後在微結構的圖案上進行高反金屬濺射，使其具備反射功能；之後採用磨尖工藝將微結構頂端的金屬去掉，以實現微結構的透光功能，否則光線無法進入微結構中實現反射。
然而，由於微結構一般為幾十微米的結構，因此無法像宏觀結構一樣進行整體磨尖；並且，為保證所有的微結構都和導光板緊密相連，以實現微結構與導光板之間的貼合精度，需要各微結構經磨尖工藝處理後的頂端具有很高的平整度和高度均勻性，這對磨尖工藝要求很高，現有技術中尚未出現合適的磨尖工藝，可以使得微結構與導光板之間具有較高的貼合精度。
因此，如何改善微結構與導光板之間的貼合精度，是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明實施例提供一種調光結構的製作方法、調光結構、背光模組及顯示裝置，用以解決現有技術中存在的如何改善微結構與導光板之間的貼合精度的問題。
因此，本發明實施例提供的一種調光結構的製作方法，包括：
提供一導光板；
製備具有多個微結構的基體；
將各所述微結構倒置於所述導光板的出光面；
對所述導光板進行加熱處理；
將各所述微結構的頂端分別與所述導光板貼合；
對所述導光板進行冷卻處理；
在各所述微結構的側面上形成第一反射層。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述製作方法中，所述製備具有多個微結構的基體，具體包括：
提供一襯底基板；
在所述襯底基板上形成光刻膠母模，並對所述光刻膠母模進行表面導電化處理；
採用表面導電化處理後的所述光刻膠母模製作電鑄模具；
採用所述電鑄模具一體成型製作各所述微結構和承載各所述微結構的基體。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述製作方法中，所述將各所述微結構的頂端分別與所述導光板貼合，具體包括：
按壓所述基體至各所述微結構的頂端分別與所述導光板之間形成面接觸；或者，
按壓所述基體至各所述微結構的頂端分別內嵌入所述導光板。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述製作方法中，在各所述微結構的側面上形成第一反射層的同時，還包括：
在所述導光板出光面上未貼合各所述微結構的區域，和/或，在所述基體面向所述導光板一側表面上未設置各所述微結構的區域形成第二反射層。
本發明實施例還提供了一種調光結構，所述調光結構採用上述製作方法製得。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述調光結構中，各所述微結構的折射率與所述導光板的折射率相同。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述調光結構中，各所述微結構的材料與所述導光板的材料相同。
在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述調光結構中，各所述微結構的側面為弧度在自所述導光板至遠離所述導光板的方向上逐漸減小的曲面。
本發明實施例還提供了一種背光模組，包括：上述調光結構，以及設置於導光板入光面一側的背光源。
本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括：上述背光模組。
本發明有益效果如下：
本發明實施例提供的調光結構的製作方法、調光結構、背光模組及顯示裝置，該製作方法包括：提供一導光板；製作具有多個微結構的基體；將各微結構倒置於導光板的出光面；對導光板進行加熱處理；將各微結構的頂端與導光板貼合；對導光板進行冷卻處理；在各微結構的側面上形成第一反射層。由於相較於現有技術中經磨尖處理後的各微結構，本發明提供的各微結構具有較好的頂端平整度和高度均一性，因此，在將各微結構的頂端與導光板進行貼合時，可有效控制貼合精度；之後在各微結構的側面上形成第一反射層，可實現各微結構對導光板出射光線的調整。因此，不僅改善了各微結構與導光板之間的貼合精度，而且避免了使用磨尖工藝去除各微結構頂端的金屬，簡化了製作工序。
附圖說明
圖1為現有技術中具有微結構的導光板的光路調整示意圖；
圖2為本發明實施例提供的調光結構的製作方法流程圖；
圖3a至圖3g分別為執行本發明實施例提供的製作方法的各步驟後對應的調光結構的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明實施例提供的調光結構的製作方法、調光結構、背光模組及顯示裝置的具體實施方式進行詳細的說明。需要說明的是，本文所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
附圖中各膜層的形狀和大小不反映調光結構的真實比例，目的只是示意說明本發明內容。
本發明實施例提供的一種調光結構的製作方法，如圖2所示，具體可以包括以下步驟：
s201、提供一導光板；
s202、製備具有多個微結構的基體；
s203、將各微結構倒置於導光板的出光面；
s204、對導光板進行加熱處理；
s205、將各微結構的頂端分別與導光板貼合；
s206、對導光板進行冷卻處理；
s207、在各微結構的側面上形成第一反射層。
在本發明實施例提供的上述製作方法中，由於相較於現有技術中經磨尖處理後的各微結構，本發明提供的各微結構具有較好的頂端平整度和高度均一性，因此，在將各微結構的頂端與導光板進行貼合時，可有效控制貼合精度；之後在各微結構的側面上形成第一反射層，可實現各微結構對導光板出射光線的調整。因此，不僅改善了各微結構與導光板之間的貼合精度，而且避免了使用磨尖工藝去除各微結構頂端的金屬，簡化了製作工序。
需要說明的是，在本發明實施例提供的上述製作方法中，步驟s201和s202的執行順序並不限於如圖2所示的先後順序，在具體實施時，還可以先執行步驟s202，再執行步驟s201，在此不做限定。
此外，在本發明實施例提供的上述製作方法中，執行步驟s204對導光板進行加熱處理的目的是使導光板具有一定的可塑性，以利於後續各微結構與導光板緊密貼合在一起。有鑑於此，步驟s201提供的導光板的材料宜為熱塑性的材料，較佳地，導光板的材料可以為聚甲基丙烯酸甲酯(polymericmethylmethacrylate，pmma)，採用pmma材料製作的導光板不僅具有良好的可塑性，而且具有較好的透明性，有利於光線的傳播。
在具體實施時，在本發明實施例提供的上述製作方法中，步驟s202製備具有多個微結構的基體，具體可以通過以下方式實現：
提供一襯底基板；
在襯底基板上形成光刻膠母模，並對光刻膠母模進行表面導電化處理；
採用表面導電化處理後的光刻膠母模製作電鑄模具；
採用電鑄模具一體成型製作各微結構和承載各微結構的基體。
具體地，在本發明實施例提供的上述製作方法中，可以在襯底基板上利用紫外(uv)光刻膠或其他類型的光刻膠材料製作光刻膠母模；並且為了便於後續採用電鑄工藝製作電鑄模具，一般地，可以通過塗敷導電粉、化學鍍膜或真空鍍膜等方法，對光刻膠母模進行表面導電化處理。然後，採用電鑄工藝對光刻膠母模進行處理，並經脫模操作後，即可得電鑄模具。最後，利用電鑄模具壓印形成具有多個微結構的基體，即通過一體成型的方式獲得各微結構與承載各微結構的基體。
值得注意的是，微結構的數量越多，所能調整的導光板出射光線越多，因此，較佳地，各微結構完全覆蓋基體的表面，即基體上承載的任意相鄰的兩個微結構之間沒有間隙。當然，在具體實施時，任意相鄰的兩個微結構之間也可以有一定的間隙，在此不做限定。
在具體實施時，為了保證各微結構與導光板之間的貼合精度，在本發明實施例提供的上述製作方法中，步驟s205將各微結構的頂端分別與導光板貼合，具體可以通過以下方式實現：
按壓基體至各微結構的頂端分別與導光板之間形成面接觸；或者，
按壓基體至各微結構的頂端分別內嵌入導光板。
具體地，在本發明實施例提供的上述製作方法中，由於各微結構位於同一基體上，因此，在實際操作過程中，只需通過對承載各微結構的基體施加一定的力，即可實現各微結構的頂端與導光板之間的緊密接觸，以利於導光板出射的光線進入各微結構，並經各微結構側面覆蓋的第一反射層反射後實現對出光方向的調整，例如經第一反射層反射後變為垂直於導光板出光面的準直光。
在具體實施時，為了減少光損失，使導光板出射的光線儘可能多地照射至各微結構所在區域，在本發明實施例提供的上述製作方法中，在執行步驟s207在各微結構的側面上形成第一反射層的同時，還可以執行以下步驟：
在導光板出光面上未貼合各微結構的區域形成第二反射層；在基體面嚮導光板一側表面上未設置各微結構的區域形成第二反射層；或者，在導光板出光面上未貼合各微結構的區域和基體面嚮導光板一側表面上未設置各微結構的區域形成第二反射層。
具體地，在本發明實施例提供的上述製作方法中，可以採用電鍍工藝同時在各微結構的側面形成第一反射層，以及在導光板出光面上未貼合各微結構的區域和/或在基體面嚮導光板一側表面上未設置各微結構的區域形成第二反射層。當然，在具體實施時，還可以採用本領域技術人員公知的其他工藝，例如磁控濺射工藝製作第一反射層和第二反射層，在此不做限定。
此外，在具體實施時，在本發明實施例提供的上述製作方法中，也可以在各微結構的側面上形成第一反射層之前或之後，在導光板出光面上未貼合各微結構的區域和/或基體面嚮導光板一側表面上未設置各微結構的區域形成第二反射層，在此不做限定。
較佳地，在本發明實施例提供的上述製作方法中，為了取得較好的反射效果，第一反射層和第二反射層的材料可以為高反射率的金屬，例如鋁、銀；當然，也可以為本領域技術人員公知的其他具有反射作用的材料，在此不做限定。
為了更好地理解本發明的技術方案，本發明實施例提供了採用上述製作方法製作調光結構的詳細過程，具體實施步驟如下：
提供一襯底基板301，在襯底基板301上採用uv光刻膠形成光刻膠母模302，並對光刻膠母模302進行表面導電化處理，如圖3a所示；
採用電鑄工藝對光刻膠母模302進行處理，如圖3b所示，並經脫模操作後，獲得電鑄模具303，如圖3c所示；
採用電鑄模具303一體成型製作各微結構304和承載各微結構304的基體305，如圖3d和圖3e所示；
提供一導光板306，並將製作的上述各微結構304倒置於導光板306的出光面，之後對導光板306進行加熱處理，按壓基體305至各微結構304的頂端內嵌入導光板306，對導光板306進行冷卻處理，以實現各微結構304與導光板306的緊密相連，如圖3f所示；
在各微結構304的側面形成第一反射層307，同時在導光板306出光面上未貼合各微結構304的區域和基體305面嚮導光板306一側表面上未設置各微結構304的區域形成第二反射層308，至此得到本發明實施例提供的一種調光結構，如圖3g所示。
基於同一發明構思，本發明實施例提供了一種調光結構，該調光結構採用上述製作方法製得。由於該調光結構解決問題的原理與上述製作方法解決問題的原理相似，因此，本發明實施例提供的該調光結構的實施可以參見本發明實施例提供的上述製作方法的實施，重複之處不再贅述。
一般地，在折射率不同的兩種介質的交界處，既發生反射現象，同時也發生折射現象；並且反射光會返回原介質中，而折射光則進入到另一種介質中。由此可知，若各微結構的折射率與導光板的折射率不同，則從導光板出射至各微結構所在區域的光線僅能部分發生折射進入微結構內，其餘部分則會反射回導光板，從而降低了光的利用率。因此，較佳地，為減小光損失，在本發明實施例提供的上述調光結構中，各微結構的折射率與導光板的折射率相同。並且，優選地，在具體實施時，可以採用同種材料製作各微結構和導光板。
需要說明的是，在採用同種材料製作各微結構和導光板時，本發明實施例提供的調光結構，可以至少包括各微結構和導光板，即可以先通過一體成型工藝製作各微結構和導光板，從而省去了將各微結構與導光板進行貼合的步驟，進一步簡化了製作工序。然後，在各微結構側面形成第一反射層，以實現對導光板出射至各微結構所在區域的光線的反射。
在具體實施時，為了取得會聚光線的效果，在本發明實施例提供的上述調光結構中，各微結構的側面為弧度在自導光板至遠離導光板的方向上逐漸減小的曲面。當然，各微結構的側面也可以為平面，在此不做限定。
基於同一發明構思，本發明實施例提供了一種背光模組，包括：上述調光結構，以及設置於導光板入光面一側的背光源。由於該背光模組解決問題的原理與上述調光結構解決問題的原理相似，因此，本發明實施例提供的該背光模組的實施可以參見本發明實施例提供的上述調光結構的實施，重複之處不再贅述。
基於同一發明構思，本實用發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括本發明實施例提供的上述背光模組，該顯示裝置可以為：手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀、智能手錶、健身腕帶、個人數字助理等任何具有顯示功能的產品或部件。該顯示裝置的實施可以參見上述背光模組的實施例，重複之處不再贅述。
本發明實施例提供的上述調光結構的製作方法、調光結構、背光模組及顯示裝置，該製作方法包括：提供一導光板；製作具有多個微結構的基體；將各微結構倒置於導光板的出光面；對導光板進行加熱處理；將各微結構的頂端與導光板貼合；對導光板進行冷卻處理；在各微結構的側面上形成第一反射層。由於相較於現有技術中經磨尖處理後的各微結構，本發明提供的各微結構具有較好的頂端平整度和高度均一性，因此，在將各微結構的頂端與導光板進行貼合時，可有效控制貼合精度；之後在各微結構的側面上形成第一反射層，可實現各微結構對導光板出射光線的調整。因此，不僅改善了各微結構與導光板之間的貼合精度，而且避免了使用磨尖工藝去除各微結構頂端的金屬，簡化了製作工序。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二之類的關係術語僅僅用來將一個實體或操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。