CN108508509B - 一种防窥膜及其制作方法、背光模组、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防窥膜及其制作方法、背光模组、显示装置，涉及显示技术领域，用于实现显示装置的全方位防窥。所述防窥膜包括基板，所述基板的入光面设有反射层，所述反射层上设有至少一个透光孔；所述基板的出光面设有微透镜阵列；每个所述透光孔分别与所述微透镜阵列中的至少一个微透镜对应；所述微透镜用于控制从所述基板出光面出射的光线的出射方向不变；或，所述微透镜用于控制从所述基板出光面出射的光线的出射方向，向所述微透镜的轴线方向偏转。本发明提供的防窥膜及其制作方法、背光模组、显示装置用于液晶显示装置。

Description

一种防窥膜及其制作方法、背光模组、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种防窥膜及其制作方法、背光模组、显示装置。

背景技术

防窥膜的可视区域有限，使得应用其的显示装置在显示时，显示装置中显示屏所显示出的资料能专供用户正面阅读，而无法使位于用户旁侧的其他人看到，即其他人仅能看到漆黑的显示屏，从而有效保护了用户的商业机密和/或个人隐私。

传统的防窥膜采用超微细百叶窗结构，一般是在基板上设置若干并列的第一树脂条，并在每相邻的两个第一树脂条之间设置第二树脂条；其中，第一树脂条作为透射单元，第二树脂条作为吸收单元，第一树脂条的折射率与第二树脂条的折射率不同。

然而，防窥膜中的各第二树脂条作为吸收单元，虽然能够吸收进入其内部的光线，对通过防窥膜的各光线进行部分遮挡，从而有效限制防窥膜的可视区域，实现防窥膜的防窥功能；但是，利用各第二树脂条吸收光线，也容易造成防窥膜的光透过率低，减小防窥膜所在背光模组的出射光强，对防窥膜所在显示装置的显示效果产生不良影响。而且，第二树脂条和第一树脂条交错并排，使得防窥膜也仅能在垂直于各树脂条走向的平面内进行防窥，这也就是说，该防窥膜仅能在一个平面内进行防窥，并无法实现防窥膜的全方位防窥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防窥膜及其制作方法、背光模组、显示装置，用于实现显示装置的全方位防窥。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种防窥膜，所述防窥膜包括基板，基板的入光面设有反射层，反射层上设有至少一个透光孔；基板的出光面设有微透镜阵列；每个透光孔分别与微透镜阵列中的至少一个微透镜对应；微透镜用于控制从基板出光面出射的光线的出射方向不变；或，微透镜用于控制从基板出光面出射的光线的出射方向，向微透镜的轴线方向偏转。

与现有技术相比，本发明提供的防窥膜具有如下有益效果：

在本发明提供的防窥膜中，当背光源的出射光线照射至防窥膜的反射层时，背光源的出射光线通常呈朗伯分布状态，背光源的出射光线通过设在反射层的透光孔进入基板后，在基板的折射作用下，背光源的出射光线将在基板内部的相应区域集中至一个较小的立体锥角，并以此立体锥角作为出射角从基板的出光面射出；然后，对于从基板出光面出射的光线，利用设在基板出光面的微透镜进行光路控制，使得从基板出光面出射的光线的出射方向保持不变，或者使得从基板出光面出射的光线的出射方向向对应微透镜的轴线方向偏转，能够确保背光源的出射光线在穿过防窥膜后以立体锥角的形状出射，并保持较小的出射角度，以便有效限制防窥膜所在显示装置的可视角度，从而实现显示装置的全方位防窥。

而且，本发明提供的防窥膜，利用设在基板入光面的反射层，还可以将背光源未射入透光孔的光线反射回背光源内部，使得该部分光线在通过背光模组内其他光学元件的散射、折射或反射后，能够重新射入透光孔中，这样不能提高了背光源出射光线的利用率，也有助于提高防窥膜所在背光模组的出射光强，进而实现显示装置的高亮度显示。

基于上述防窥膜的技术方案，本发明的第二方面提供一种防窥膜的制作方法，所述制作方法包括：提供一基板；在基板的入光面形成反射层，在反射层上形成至少一个透光孔；在基板的出光面形成微透镜阵列，使得每个透光孔分别与微透镜阵列中的至少一个微透镜对应；微透镜用于控制从基板出光面出射的光线的出射方向不变；或，微透镜用于控制从基板出光面出射的光线的出射方向，向微透镜的轴线方向偏转。

与现有技术相比，本发明提供的防窥膜的制作方法所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的防窥膜所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。

基于上述防窥膜的技术方案，本发明的第三方面提供一种背光模组，所述背光模组包括导光板，以及设置在导光板旁侧的背光源；导光板的出光面设有上述技术方案所提供的防窥膜。与现有技术相比，本发明提供的背光模组所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的防窥膜所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。

基于上述背光模组的技术方案，本发明的第四方面提供一种显示装置，所述显示装置包括上述背光模组。与现有技术相比，本发明显示装置所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的背光模组所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的防窥膜的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的防窥膜的平面结构示意图；

图3(a)和图3(b)为本发明实施例提供的透光孔中出射光线在两种不同出射方向的光信号传播示意图；

图4(a)、图4(b)和图4(c)为本发明实施例提供的防窥膜中反射层的三种不同的结构示意图；

图5(a)为本发明实施例提供的防窥膜在不同A值时的出射光强效果图；

图5(b)为本发明实施例提供的防窥膜在不同k值时的出射光强效果图；

图6为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的显示装置的防窥示意图；

图8为本发明实施例提供的防窥膜的制作方法流程图。

附图标记：

1-基板， 20-微透镜，

3-反射层， 30-透光孔，

4-反射片， 5-背光源，

6-导光板， 7-扩散片，

8-防窥膜， 9-胶框，

11-显示屏， 12-可视角度。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的防窥膜及其制作方法、背光模组、显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1-图3(b)，本发明实施例提供的防窥膜包括基板1，基板1的入光面设有反射层3，反射层3上设有至少一个透光孔30；基板1的出光面设有微透镜阵列；每个透光孔30分别与微透镜阵列中的至少一个微透镜20对应；微透镜20用于控制从基板1出光面出射的光线的出射方向不变；或，微透镜20用于控制从基板1出光面出射的光线的出射方向，向微透镜20的轴线方向偏转。

上述基板1为透明基板，一般采用可透光的树脂材质，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，简称PET)或聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)等制作形成，其厚度t可为10μm～200μm。上述基板1的入光面是指基板1面向背光源的表面，即背光源出射光线进入基板1的表面。上述基板1的出光面是指基板1背离背光源的表面，即背光源出射光线在穿过基板1后从基板1出射的表面。

上述实施例提供的防窥膜与背光源配合使用时，背光源的出射光线照射至防窥膜的反射层3，背光源的出射光线呈朗伯分布状态，背光源的出射光线通过设在反射层3的透光孔30进入基板1后，在基板1的折射作用下，背光源的出射光线将在基板1内部的相应区域集中至一个较小的立体锥角，并以此立体锥角作为出射角从基板1的出光面射出。然后，对于从基板1出光面出射的光线，利用设在基板1出光面的微透镜20进行光路控制，使得从基板1出光面出射的光线的出射方向保持不变，如图3(a)所示，或者使得从基板1出光面出射的光线的出射方向向对应微透镜20的轴线方向偏转，如图3(b)所示，能够确保背光源的出射光线在穿过防窥膜后以立体锥角的形状出射，并保持较小的出射角度，以便有效限制防窥膜所在显示装置的可视角度，从而实现显示装置的全方位防窥，即显示装置的防窥功能并不仅限于一个平面，除了与显示装置正对的用户外，位于用户四周的其他人并无法看到显示装置的显示内容。

此外，本实施例提供的防窥膜，利用设在基板1入光面的反射层3，还可以将背光源未射入透光孔30的光线反射回背光源内部，使得该部分光线在通过背光模组内其他光学元件的散射、折射或反射后，能够重新射入透光孔30中，这样不能提高了背光源出射光线的利用率，也有助于提高防窥膜所在背光模组的出射光强，进而实现显示装置的高亮度显示。

可以理解的是，上述微透镜20的轴线一般是指微透镜20的光轴21轴线。为了确保从基板1出光面出射的光线在通过微透镜20后，能够保持出射方向不变或者使其出射方向向微透镜20的轴线方向偏转，微透镜20的折射率应与基板1的折射率相同或相近，因此，微透镜20的材质可与基板1的材质相同，也可选用紫外固化胶或光刻胶等的近似材质。此外，上述微透镜阵列的阵列形状可以采用六边形、正方形或长方形等，微透镜阵列中微透镜20的透镜形状可以采用球冠形或椭球冠形等曲面形状，但并不仅限于此。

上述透光孔30的数量可以根据实际需要自行确定；透光孔30的形状可以采用圆形或多边形等，优选几何对称图形。本实施例在反射层3设置透光孔阵列，透光孔阵列的阵列形状可与上述微透镜阵列的阵列形状相匹配。

为了更清楚地说明本实施例防窥膜的结构及其防窥效果，示例性的，请参阅图2，当相邻两个透光孔30的中心距p'与相邻两个微透镜20的轴间距p对应相等，也就是说透光孔30与微透镜20一一对应时，微透镜20的轴线垂直于基板1的入光面，且穿过对应透光孔30的中心。透光孔30的孔径为d，防窥膜的可视角度关联因子A满足防窥膜的可视角度与该可视角度关联因子A成正比；即可视角度关联因子A值越小，使得穿过透光孔30从防窥膜出射的光强分布越窄，那么防窥膜的可视角度就越小，防窥膜的防窥效果就越好。防窥膜在不同A值时的出射光强效果图详见图5(a)所示。

上述基板1的折射率为n，基板1的厚度为t，微透镜阵列中相邻两个微透镜20的轴间距p可按照的公式获得。基板1的全反射角与其折射率n有关，基板1的全反射角为θ，微透镜20顶点至反射层3的距离为h。微透镜20的凸度关联因子k可按照：的公式获得，且该凸度关联因子k的取值满足其中，k＝1时，从基板1出光面出射的光线能够在微透镜20的控制下保持其出射方向不变；时，从基板1出光面出射的光线能够在微透镜20的控制下向微透镜20的轴线方向偏转；r＝t/cosθ，r为光线从透光孔30进入基板1后可从基板1出光面出射的临界尺寸。防窥膜的可视角度与微透镜20的凸度关联因子k成反比，也就是说，微透镜20的凸度关联因子k值越大，微透镜20越凸，使得穿过微透镜20出射的光强分布越窄，那么防窥膜的可视角度就越小，防窥膜的防窥效果就越好。防窥膜在不同k值时的出射光强效果图详见图5(b)所示。

需要补充的是，虽然防窥膜的可视角度能够随可视角度关联因子A值的减小而减小，但可视角度关联因子A值的减小也会造成防窥膜出射光强的降低，因此，防窥膜的结构设计需要综合考虑可视角度关联因子A和微透镜20的凸度关联因子k的取值，以便在确保或提高防窥膜所在背光模组出射光强的基础上，获得更为优良的防窥性能。

需要说明的是，上述实施例中，反射层3可采用银涂层、铝涂层或银铝复合层等具有高反射率的膜层结构。反射层3的厚度可以根据实际需要自主设置，比如图4(a)所示的一层薄膜，或者如图4(b)和图4(c)所示的厚度为20μm～200μm的反射膜材。示例性的，反射层3为具有一定厚度的反射膜材，开设在反射层3上的透光孔30相应采用径向尺寸不变的圆柱孔或径向尺寸渐变的圆台孔。

本发明实施例还提供了一种防窥膜的制作方法，用于制作上述实施例所述的防窥膜，请参阅图8，所述制作方法包括：

S10，提供一基板。

示例性的，采用可透光的树脂材质，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate，简称PET)或聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)等制作形成厚度为10μm～200μm的基板。

S20，在基板的入光面形成反射层，在反射层上形成至少一个透光孔。

上述基板的入光面是指基板面向背光源的表面，即背光源出射光线进入基板的表面；在基板的入光面可采用银、铝等高反射率的材质制作形成反射层。在反射层上形成透光孔时，透光孔的数量可以根据实际需要自行确定，透光孔的形状可以采用圆形或多边形等，优选几何对称图形。本实施例在反射层设置透光孔阵列，透光孔阵列的阵列形状可采用六边形、正方形或长方形等。

S30，在基板的出光面形成微透镜阵列，使得每个透光孔分别与微透镜阵列中的至少一个微透镜对应；上述微透镜用于控制从基板出光面出射的光线的出射方向不变；或，上述微透镜用于控制从基板出光面出射的光线的出射方向，向微透镜的轴线方向偏转。

上述基板的出光面是指基板背离背光源的表面，即背光源出射光线在穿过基板后从基板出射的表面。上述微透镜阵列的阵列形状可以采用六边形、正方形或长方形等，微透镜阵列中微透镜的透镜形状可以采用球冠形或椭球冠形等曲面形状，但并不仅限于此。

上述微透镜的轴线一般是指微透镜的光轴轴线。为了确保从基板出光面出射的光线在通过微透镜后，能够保持出射方向不变或者使其出射方向向微透镜的轴线方向偏转，微透镜的折射率应与基板的折射率相同或相近，因此，微透镜可采用与基板材质相同的材质制作形成，也可采用紫外固化胶或光刻胶等与基板材质近似的材质制作形成。

与现有技术相比，本发明实施例提供的防窥膜的制作方法所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的防窥膜所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明实施例还提供了一种背光模组，所述背光模组通常包括背光源、导光板以及包含上述防窥膜在内的各光学膜片，其中背光源、导光板以及各光学膜片的结构位置关系可根据实际需要确定，本实施例对此不做具体限定。示例性的，请参阅图6，上述背光模组包括背光源5、反射片4、导光板6、扩散片7、防窥膜8以及胶框9；其中，背光源5设置在导光板6的旁侧，反射片4设置在导光板6的入光面一侧，扩散片7和防窥膜8依序设置在导光板6的出光面一侧，胶框9围设在反射片4、导光板5、扩散片7及防窥膜8的四周，用于封闭各光学元件之间的间隙。本发明实施例提供的背光模组中的防窥膜与上述实施例中的防窥膜具有的优势相同，在此不做赘述。

本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述实施例提供的背光模组。本发明实施例提供的显示装置中的背光模组与上述实施例中的背光模组具有的优势相同。示例性的，请参阅图7，在本实施例提供的显示装置11中，背光模组的出射光以立体锥角的形状出射，并保持较小的出射角度，使得显示装置11显示内容的可视角度12如图7中所示，这样除了与显示装置11正对的用户B外，位于用户B四周的其他人C并无法看到显示装置11的显示内容，实现了显示装置的全方位防窥。

上述实施例提供的显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种防窥膜，其特征在于，包括基板，所述基板的入光面设有反射层，所述反射层上设有至少一个透光孔；所述基板的出光面设有微透镜阵列；所述微透镜阵列中的每个微透镜内的折射率各处相等；

每个所述透光孔分别与所述微透镜阵列中的至少一个微透镜对应；

所述微透镜用于控制从所述基板出光面出射的光线的出射方向不变；或，所述微透镜用于控制从所述基板出光面出射的光线的出射方向，向所述微透镜的轴线方向偏转；

所述微透镜阵列中，相邻两个所述微透镜的轴间距p满足其中，n为所述基板的折射率，t为所述基板的厚度；

所述微透镜的凸度关联因子k满足且其中，θ为所述基板的全反射角且h为微透镜顶点至所述反射层的距离；

所述防窥膜的可视角度与所述微透镜的凸度关联因子k成反比。

2.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，

所述透光孔包括圆形孔或多边形孔；

相邻两个所述透光孔的中心距p'与相邻两个所述微透镜的轴间距相等；所述微透镜的轴线垂直于所述基板的入光面，且穿过对应所述透光孔的中心。

3.根据权利要求2所述的防窥膜，其特征在于，

所述防窥膜的可视角度关联因子A满足其中，d为所述透光孔的孔径；所述防窥膜的可视角度与所述可视角度关联因子A成正比。

4.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，

所述微透镜阵列的阵列形状为六边形、正方形或长方形；

所述微透镜的透镜形状为球冠形或椭球冠形。

5.根据权利要求1-4任一所述的防窥膜，其特征在于，

所述基板的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯；

所述微透镜的材质与所述基板的材质相同；或，所述微透镜的材质包括紫外固化胶或光刻胶。

6.一种防窥膜的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1-5任一所述的防窥膜，所述制作方法包括：

提供一基板；

在所述基板的入光面形成反射层，在所述反射层上形成至少一个透光孔；

在所述基板的出光面形成微透镜阵列，使得每个所述透光孔分别与所述微透镜阵列中的至少一个微透镜对应；所述微透镜阵列中的每个微透镜内的折射率各处相等；

所述微透镜用于控制从所述基板出光面出射的光线的出射方向不变；或，所述微透镜用于控制从所述基板出光面出射的光线的出射方向，向所述微透镜的轴线方向偏转；

所述微透镜阵列中，相邻两个所述微透镜的轴间距p满足其中，n为所述基板的折射率，t为所述基板的厚度；

所述微透镜的凸度关联因子k满足且其中，θ为所述基板的全反射角且h为微透镜顶点至所述反射层的距离；

所述防窥膜的可视角度与所述微透镜的凸度关联因子k成反比。

7.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的防窥膜。

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的背光模组。