WO2025139914A1 光学结构、背光模组、显示装置以及光学结构的制备方法 （深圳创维显示科技有限公司）

(19)世界知识产权组织(51)国际专利分类号：G02F1/13357(2006.01)G02B(21)国际申请号：PCT/CN2024/1(22)国际申请日：2024年12月17日(17.12.2024)(25)申请语言：中文(26)公布语言：中文(30)优先权：(71)申请人：深圳创维显示科技有限公司(SHENZHEN[CN/CN];中国广东省深圳市宝安区石岩街道塘头社区创维科技工业园实验厂一层518000(CN)。(72)发明人：李见会(LI,Jianhui);中国广东省深圳市宝安区石岩街道塘头社区创维科技工业园实验厂一层518000(CN)。余思慧(YU,Sihui);中国广东省深圳市宝安区石岩街道塘头社区创维科技工业园实验厂一层518000(CN)。刘欣(LIU,Xin);中国广东省深圳市宝安区石岩街道塘头社区创维科技工业园实验厂一层518000(CN)。张双双(ZHANG,Shuangshuang);中国广东省深圳市宝安区石岩街道塘头社区创维科技工业园实验厂一层518000(CN)。周瑞(ZHOU,Rui);中国广东省深圳市宝安区石岩街道塘头社区创维科技工业园实验厂一层518000(CN)。侯亚荣(HOU,Yarong);中国广东省深圳市宝安区石岩街道塘头社区创维科技工业园实验厂一层518000(CN)。力大厦201518052(CN)。(81)指定国(除另有指明，要求每一种可提供的国家BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CCV,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EGB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,IDIR,IS,IT,JM,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KLA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,MGMU,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SASE,SG,SK,SL,ST,SV,SY,TH,TJUA,UG,US,UZ,VC,VN,WS,ZA,ZM(84)指定国(除另有指明，要求每一种可提供的地区NA,RW,SC,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),欧亚(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),欧洲(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GBHU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,ME,MK,MTPL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OAPI(BFCG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML(54)发明名称：光学结构、背光模组、显示装置以及光学结构的制备方法[图3](57)摘要：本申请公开一种光学结构、背光模组、显示装置以及光学结构的制备方法，其中，光学结构包括基板层、增光层与扩散层，基板层、增光层与扩散层的基础材质相同且为一体注塑成型。1WO2025/139914发明名称：光学结构、背光模组、显示装置以及光学结构的制备方法[0001]本申请要求于2023年12月27号申请的、申请号为202311833701.9的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。技术领域[0002]本申请涉及背光模组技术领域，特别涉及一种光学结构、背光模组、显示装置以及光学结构的制备方法。背景技术[0003]传统的直下式背光模组中，扩散板与增光膜、扩散膜等膜片采用分体叠放的方式叠放在一起。由于扩散板和膜片之间的活动空间较大，分体叠放的扩散板和膜片会将液晶面板下的偏光片擦伤，以致于影响背光模组优良率。[0004]为此，现有的背光模组上光学功能板的膜片和扩散板通过光学胶粘合在一起，以有效改善擦伤问题。但因膜片的基础材质与扩散板的基础材质不同，两者热膨胀系数差异数倍，在高温或极冷的环境中，现有的背光模组极易出现翘曲变形、分层的现象。[0005]本申请的主要目的是提供一种光学结构，旨在解决膜片和扩散板之间通过光学胶进行粘合，因膜片的基础材质与扩散板的基础材质不同、容易出现翘曲变形、分层的现象的问题。[0006]为实现上述目的，本申请提出的光学结构，应用于背光模组，所述光学结构包括基板层、增光层以及扩散层，所述基板层与所述增光层之间、所述增光层与所述扩散层之间具有空气层，所述基板层、所述增光层与所述扩散层的基础材质相同且为一体注塑成型。2WO2025/139914[0007]在一实施例中，所述基础材质为PS材质、PC材质、MS材质或PMMA材质。[0008]在一实施例中，所述基板层的内部具有多层非连续的气泡结构，所述基板层的[0009]在一实施例中，所述增光层为透明层，所述增光层的入光面光滑，所述增光层的出光面设为三棱柱结构。[0010]在一实施例中，所述扩散层为半透明板，所述扩散层的基础材质内掺杂光扩散剂。[0011]在一实施例中，所述基板层和所述增光层均包括固定部和凸起部，所述凸起部相对于所述固定部凸出设置，相邻的两凸起部之间相互黏连。[0012]在一实施例中，所述凸起部设于所述固定部的两侧或四周，所述空气层位于相邻两所述固定层之间。[0013]本申请还提出一种背光模组，所述背光模组包括光学结构。[0014]本申请还提出一种显示装置，所述显示装置包括光学结构。[0015]本申请提出一种光学结构的制备方法，适用于制备光学结构，所述光学结构的制备方法包括以下步骤：[0016]将含有基础材质的原料加热熔融；[0017]将熔融的原料注入模具内，原料从下往上依次从模具的多个注塑口流出，并在模具内的型腔内逐层注塑成型出基板层、增光层以及扩散层，模具内的基板层、增光层以及扩散层在熔融状态下相互黏连并一体成型，以形成一光学功能板[0018]其中，在注塑出基板层的条件下，加入发泡剂进行发泡，对发泡完成后的基板层进行冷却；[0019]在基板层处于熔融状态的条件下，注塑增光层，对注塑出的增光层进行三棱柱结构转印，对三棱柱结构转印后的增光层进行冷却；[0020]在增光层处于熔融状态的条件下，在熔融的原料上掺杂扩散剂，注塑扩散层；[0021]将所述光学功能板裁切和修边形成所述光学结构。有益效果3WO2025/139914[0022]本申请技术方案通过采用基板层、增光层与扩散层的基础材质相同且为一体注塑成型。由于基板层、增光层与扩散层均采用一体注塑成型的方式，且基板层、增光层与扩散层的基础材质相同，进而使得在注塑成型的过程中，基板层、增光层与扩散层各层中的四周边缘区域在熔融状态下因相似相溶而相互黏连，相互黏连的光学结构不容易偏移活动，光学结构在背光模组中活动幅度较小，以减少光学结构中的基板层、增光层以及扩散层活动并擦伤液晶面板下的偏光片的情况发生；又因基础材质相同，基板层、增光层以及扩散层各层的热膨胀系数差异小，在高温或极冷的环境中，光学结构的基板层与增光层之间、增光层与扩散层之间均不易出现翘曲变形、分层的现象。附图说明[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。[0024]图1为传统的直下式背光模组的结构示意图；[0025]图2为现有的背光模组的光学功能板的结构示意图；[0026]图3为本申请光学结构一实施例的结构示意图；[0027]图4为本申请光学结构一实施例的立体结构示意图；[0028]图5为本申请背光模组一实施例的结构示意图；[0029]图6为本申请模具中型腔一实施例的剖视图。[0030]附图标号说明：标号名称标号名称光学结构背板基材层液晶面板增光层模具三棱柱结构型腔4WO2025/139914扩散层注塑口空气层第一注塑口固定部第二注塑口凸起部第三注塑口黏胶体光学胶背光模组背光源完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系变。义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由5WO2025/139914此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或或B为例”,包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无[0037]在本申请实施例中，如图3至图5所示，该光学结构10,应用于背光模组100,光学结构10包括基板层、增光层12以及扩散层13,基板层11与增光层12之间、增光层12与扩散层13之间具有空气层14,基板层11、增光层12与扩散层13的基础材光模组包括背光源20、背板30、液晶面板40和光学结构10,液晶面板40和光学结构10均安装在背板30上，且位于背光源20的上方。扩散膜等膜片采用分体叠放的方式叠放在一起。扩散较大，分体叠放的扩散板和膜片会将液晶面板下的偏构的两层膜片和扩散板通过光学胶粘合在一起,现有的背光模组极易出现翘曲变形、分层的现象。一体注塑成型的方式，且基板层11、增光层12与使得在注塑成型的过程中，基板层11、增光层12与扩散域在熔融状态下因相似相溶而相互黏连，相互黏连的动，光学结构10在背光模组100中活动幅度较小，以减6WO2025/139914材质相同，基板层11、增光层12与扩散层13各层的热膨极冷的环境中，光学结构10的基板层11与增光层12之相溶而相互黏连，可以无需粘合剂进行粘合，进而减料。模组100的背光源发出的光射到膜片上，并在跨层到扩散18,存在光能损失。为了能够避免光能损失，本申请的光学结构10的基板层11、增光层12与扩散层13一体注塑成型，基板层11、增光层无需光学胶18。且基板层11与增光层12之间、增光层1层14,背光模组100上背光源的光射到该光学结构10,入射光从基板层跨层到增光层以及从增光层跨层到扩散层光能损失少，进而能[0044]在一实施例中，基础材质为PS材光层12以及扩散层13采用的基础材质均相同。可以采用PS(聚苯乙烯)材质、PC(聚碳酸酯)材质、MS材质(聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材质中的一种作为基板层11、增光层12以及扩散材质，以保证基板层、增光层以及扩散层的膨胀系数扩散层13之间不易出现翘曲变形、分层的现象。具体地，7WO2025/139914为8×10-6/℃、其他膜片采用的PET材质膨胀系数大概为80×10-6/℃,二者膨胀系数相差10倍，这种机械的粘贴方式遇到高温高湿、层会形成较严重的翘曲鼓包。而本申请的光学结构10散层包括基板层11、增光层12与扩散层13,本申请的基板层11、增光层12与扩散缩系数一致，在高温或极冷的环境中，基板层、增光基板层11、增光层12与扩散层13的基础材意的是，基板层11、增光层12以及扩散层1扩散层13,且基板层11与增光层12之间、增光层12与扩散层13之间具有0.2mm左层11的折射率为1.5至1.6,空气折射率为1,利用折射率的巨额差异性可以使得入射光能在基板层内部充分折射及反射，形成均匀的散层11的厚度H1范围在0.5mm至1.0mm之间。基板层11的厚度H1数值太小，基板层11会因太薄易变形、碎裂；基板层11的厚度H1数值太大，基板层11又会因太厚而使得光学结构10成本提高。因此，基板层11的厚度H1范围设置在0.5mm至8WO2025/139914光层的出光面转印成型的。其中，三棱柱结构120柱体的截面为等腰直角三角形，所述三棱柱体截面的顶角为90°±2°,多个三聚集在70°左右立体角的空间范围，具有聚光效用，增益系数为110%至115%。地，扩散剂多采用SiO2、TiO2等粒子，一般优选TiO2。扩散剂的质量比例为1%至5%;利用基础材质和扩散剂的折射率差异，使得入射到扩散层13的光能充分和增光层12均包括固定部15和凸起部16,凸起部16相对于固定部15凸出设置，相邻的两凸起部16之间相互黏连.强，且因基板层11、增光层12以及扩散层9WO2025/139914[0058]为了避免黏连的凸起部16影响到入射光的跨层，凸起部16设于固定部15的两侧或四周，空气层14位于相邻两固定层之间。[0059]在一实施例中，基板层11、增光层12以及扩散层13均设为层状结构。每层层状结构的凸起部16为非有效显示区域，相邻两层的层状结构通过凸起部16相互黏连，每层层状结构的固定部15为有效显示区域，入射光射到每层层状结构的固定部15,相邻两层层状结构的固定部15之间具有空气层14,以使得入射光跨层光能损失少。[0060]在一实施例中，基板层11处的凸起部16和增光层12处的凸起部16的凸起部16均为非有效显示区域。基板层11处的固定部15和为增光层12处的固定部18均为有效显示区域。[0061]本申请还提出一种背光模组100,如图5所示，背光模组100包括背板30和光学结构10,该光学结构10的具体结构参照上述实施例，由于本背光模组100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，光学结构10的两侧或四周粘黏于背板30,光学结构10与背板30之间设有黏胶体17。[0062]由于传统的直下式背光模组100的扩散板和膜片会在背板30上偏移活动，以致于将液晶面板40下的偏光片擦伤。为此，本申请的光学结构10的两侧或四周通过黏胶体17粘黏于背板30上，以使得光学结构10的基板层、增光层以及扩散层被固定在背板30上、不能偏移活动，进而避免光学结构10擦伤液晶面板40下的偏光片的情况发生。[0063]如图5所示，背光模组100还包括背光源，背光源设于背板30,背板30设有出光口，背光源发出的光从出光口出射，光学结构10位于出光口并与背板30黏连。[0064]在一实施例中，在光学结构10的四周的非有效显示区域贴附双面胶带或喷胶，具体地，在基材层背离凸起部16的一侧贴附双面胶带或喷胶，基板层通过双面胶带或胶体与背板30黏连，以使得光学结构10固定于背板30的出光口处，进而限制光学结构10在背光模组100内部的活动间隙，达到保护液晶面板40的效果。[0065]本申请还提出一种显示装置，其中，包括光学结构10。显示装置可以为显示屏。WO2025/139914[0066]本申请还提出一种光学结构10的制备工艺，适用于制备光学结构10,包括以下步骤：[0067]将含有基础材质的原料加热熔融；[0068]将熔融的原料注入模具500内，原料从下往上依次从模具500的多个注塑口流出，并在模具500内的型腔内逐层注塑成型出基板层11、增光层12以及扩散层13,模具500内的基板层11、增光层12以及扩散层13在熔融状态下相互黏连并一体成型，以形成一光学功能板；[0069]将光学功能板裁切和修边形成光学结构10。[0070]在一实施例中，可以将含有基础材质的原料投放至注塑成型机内，由注塑成型机对所述原料进行加温加压，然后注塑成型机向模具500中浇注融化后的原料。接着，模具500内逐层注塑出基板层11、增光层12和扩散层13。在模具500内，处于熔融状态下的基板层11、增光层12以及扩散层13因相似相溶而相互黏连并一体成型，以形成一光学功能板。其中，注塑温度为2000至250℃。而后，模具500内保压，保压压力为150至250Mpa,保压时间6至8s。之后对模具500内的型腔50中的基板层、增光层以及扩散层进行冷却，最后开模出一光学功能板。可以利用裁切机构对光学功能板进行裁切，再利用修边机构对裁切后的光学功能板进行修边，以制成光学结构10。[0071]在一实施例中，如图6所示，模具500的侧边从下往上排布有三个注塑口51,且三个注塑口51连通型腔50。模具500的型腔50内的两个模仁53将型腔50分隔出三个成型槽，三个注塑口51对应三个成型槽设置。具体地，注塑口51包括第一注塑口511、第二注塑口512和第三注塑口513,成型槽包括第一成型槽521、第二成型槽522和第三成型槽523。原料依次从第一注塑口511、第二注塑口512和第三注塑口513注入，以在型腔50内逐一注塑出基板层11、增光层12和扩散层13。基板层11、增光层12和扩散层13在熔融状态下相互黏连，并经过冷却后成型，以形成一光学功能板。[0072]其中，将熔融的原料注入模具500内，原料从下往上依次从模具500的多个注塑口流出，并在模具500内的型腔内逐层注塑成型出基板层11、增光层12以及扩散层13的步骤，包括：WO2025/139914[0074]在基板层11处于熔融状态的条件下，注塑增光层12,对注塑出的增光层12进行型槽521内注塑成型；而后，原料从第二注塑第二成型槽522内注塑成型；之后，将含有基础材质的[0079]本申请还提出一种光学结构10制备用模具500,用于制备光学结构10,模具500设有型腔50和多个注塑口51,多个注塑口51从下往上依次排布在模具500内，并[0080]如图6所示，模具500的侧边设有至少三个注塑口51,三个注塑口51从下往上排三注塑口513,成型槽包括第一成型槽521、第二成型槽522和第三成型槽523,第一注塑口511连通第一成型槽521,第二注塑口512连通第二成型槽522,第三注塑高。以使得在第一成型槽521和第二成型槽WO2025/139914形。基材层11凸出的结构为凸起部16,基材层11通过凸起部16与增光层12的底部黏连。同样地，增光层12凸出的结构为凸起部16,增光层12通过凸起部16与扩散层13的底部黏连.[0083]在注塑过程中，原料从第一注塑口5[0084]以上所述仅为本申请的一些实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书及附图内WO2025/139914[权利要求1][权利要求2][权利要求3]一种光学结构，其中，所述光学结构应用于背光模组，所述光学结构包括基板层、增光层以及扩散层，所述基板层与所述增光层之间、所述增光层与所述扩散层之间具有空气层，所述基板层、所述增光层与所述扩散层的基础材质相同且为一体注塑成型。如权利要求1所述的光学结构，其中，所述基础材质为PS材质、PC材质、MS材质或PMMA材质。如权利要求1所述的光学结构，其中，所述光学结构从入光面到出光面依次为所述基板层、所述增光层、所述扩散层，且所述基板层与所述增光层之间、所述增光层与所述扩散层之间具有0.2mm的所述空气层。[权利要求4]如权利要求1所述的光学结构，其中，所述基板层的内部具有多层非连续的气泡结构，所述基板层的折射率为1.5至1.6。[权利要求5]如权利要求4所述的光学结构，其中，所述基板层为透明结构，且所述基板层的厚度在0.5mm至1.0mm之[权利要求6]如权利要求1所述的光学结构，其中，所述增光层为透明层，所述[权利要求7][权利要求8][权利要求9]增光层的入光面光滑，所述增光层的出光面设为三棱柱结构。如权利要求6所述的光学结构，其中，所述增光层的厚度在0.2mm如权利要求1所述的光学结构，其中，所述扩散层为半透明板，所述扩散层的基础材质内掺杂光扩散剂。如权利要求8所述的光学结构，其中，所述扩散剂包括[权利要求10][权利要求11]SiO2、TiO2,且所述扩散剂的质量比例为1%至5%。如权利要求8所述的光学结构，其中，所述扩散层的厚度在0.2mm如权利要求1至10任意一项中所述的光学结构，其中，所述基板层和所述增光层均包括固定部和凸起部，所述凸起部相对于所述固定部凸出设置，相邻的两凸起部之间相互黏连。WO2025/139914[权利要求12][权利要求13][权利要求14][权利要求15]如权利要求11所述的光学结构，其中，所述凸起部设于所述固定部的两侧或四周，所述空气层位于相邻两所述固定层之间。一种背光模组，其中，所述背光模组包括权利要求1至12任意一项中所述的光学结构。一种显示装置，其中，所述显示装置包括权利要求1至12任意一项中所述的光学结构。一种光学结构的制备方法，其中，所述制备方法适用于制备如权利要求1至12任意一项中所述的光学结构，包括以下步骤：将含有基础材质的原料加热熔融；将熔融的原料注入模具内，原料从下往上依次从模具的多个注塑口流出，并在模具内的型腔内逐层注塑成型出基板层、增光层以及扩散层，模具内的基板层、增光层以及扩散层在熔融状态下相互黏连并一体成型，以形成一光学功能板；其中，在注塑出基板层的条件下，加入发泡剂进行发泡，对发泡完成后的基板层进行冷却；在基板层处于熔融状态的条件下，注塑增光层，对注塑出的增光层进行三棱柱结构转印，对三棱柱结构转印后的增光层进行冷却；在增光层处于熔融状态的条件下，在熔融的原料上掺杂扩散剂，注塑扩散层；将所述光学功能板裁切和修边形成所述光学结构。[图1][图2][图3][图4][图5][图6]2AccordingtoInternationalPatentClassification(IPC)ortobothnationaMinimumdocumentationsearched(classificationsystemfollowedbyVEN,ENTXTC,CNTXT:光学结构，背光，基板层，增光层，扩散层，空气层，棱镜层，一体，注塑，材质相同，opticalstructure,backlight,DIF,diffuserCitationofdocument,withindication,whereappropriate,oftherAKR20120003277A(LGINNOTEKCO.,LTD.)10JanACN109880506A(NINGBOJIANGBEIEXCITONNEWMATERIALCO.,LTDPXCN117631374A(SHENZHENSKYWORTH-RGBELECTRONICSCO.,LTD.)01ACN113341612A(FUNAIELECTRICCO.,LTD.)03SeptemATW200823548A(HONHAIPRECISIONINtobeofparticularrelevance“D”documentcitedbytheapplicantintheinternationalapplication“X”docu“E”earlierapplicationorpatentbutpub“L”documentwhichmaythrowdoubtsonpriorityclaim(s)orwhichis“Y”documentspecialreason(asspecified)“0”documentreferringtoanoraldisclosure,use,exhibitimeans"P"documentpublisheFormPCT/ISA/210(secondsh..