具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开提供的一种导光结构及其制备方法、光源和显示装置进行详细描述。

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

将理解的是，虽然本文可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应当受限于这些术语，这些术语仅用于区分一个对象和另一对象。

除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。

图1为本公开实施例提供的一种导光结构的结构示意图，如图1所示，该导光结构包括：导光膜1(Light Guide Film，亦称为导光片或导光板)，导光膜1包括：主体部2，主体部2具有入光侧3、相对设置的第一表面4和第二表面5，主体部2配置为从入光侧3射入至主体部2内部的部分光能够在第一表面4和第二表面5发生全反射而在主体部2内传播；第一表面4上设置有至少一个凹槽6，凹槽6具有侧壁7，侧壁7配置为将由主体部2内部射向侧壁7的光线进行反射，且反射光的传播方向向垂直于第二表面5的方向集中。

需要说明的是，本公开中的凹槽6是指通过注塑工艺、压印工艺或刻蚀工艺所形成的具有一定尺寸(根据实际需要进行设定)的结构，其与粗糙表面上的凹凸不平形貌有着本质区别。凹槽6的侧壁是指，主体部上位于第一表面4所处平面和第二表面5所处平面之间且用于围成凹槽6的表面。

图2为图1所示导光结构置于反射式液晶显示面板前面时的示意图，图3为图2中导光膜内的光线在侧壁发生反射时的光路示意图，如图2和图3所示，作为一种具体应用中，该导光结构用作反射式液晶显示面板8的前置导光结构；具体地，反射式液晶显示面板8设置于导光结构的第二表面5的一侧。

参见图3所示，在导光膜1内，当有光线传播至凹槽6的侧壁7时，该部分光线会在侧壁7处发生反射，且反射光线的传播方向向垂直于第二表面5的方向集中；此时，反射光线相对于第二平面的入射角较小，绝大部分反射光线会透射(发生折射)过第二平面(少部分反射光线会在第二平面发生反射)，透射过第二平面的光线会以较小的入射角照射至反射式液晶显示面板8中的反射膜801。

其中，由于照射至反射膜801的光线具有较小的入射角，因此反射膜801会以较大的反射率来对该部分光线进行反射，经由反射膜801反射所形成的光线依次透过反射式液晶显示面板8和导光结构，以实现画面显示。在上述过程中，由于反射膜801会以较大的反射率来对入射光线进行反射，因此反射式液晶显示装置的显示亮度和对比度均能得到有效提升。

需要说明的是，当反射膜801为具有散射功能的反射膜801时，经由反射膜801反射所形成的反射光为散射光，从而能有效改善镜面反射现象，避免大视角炫光。

另外，为保证经由反射膜801所反射出的大部分光线在经过导光膜1的主体部2时能够从第一表面4透射，保证第一表面4的通透性，第一表面4上设置凹槽6的区域的总面积不宜过大。在一些实施例中，第一表面4上设置有凹槽6的区域的总面积为S1，第一表面4上未设置有凹槽6的区域的总面积为S2，其中S1和S2满足：

图4为图1所示导光结构的一种俯视示意图，如图4所示，在一些实施例中，第一表面4上的凹槽6的形状为条状，条状凹槽6的延伸方向与入光侧3平行。

进一步地，条状凹槽6的数量为多个，在垂直于入光侧3且远离入光侧3的方向(即图4中的方向X)上，相邻凹槽6之间的间距减小，即d1＞d2＞d3＞d4＞d5。

考虑到在主体部2内，靠近入光侧3区域的光强较强，而远离入光侧3区域的光强较弱，在本公开中通过增大靠近入光侧3区域内的相邻条状凹槽6之间间距，减小远离入光侧3区域内的相邻条状凹槽6之间间距，可使得在靠近入光侧3区域内通过侧壁7反射的出光量减小，而在远离入光侧3区域内通过侧壁7反射的出光量增多，从而能提升第二表面5的出光均匀性。

需要说明的是，在实际应用中可通过对凹槽6的宽度w、间隔d、深度h中至少一个参量进行调整，以达到调整第二表面5的出光均匀性的目的。

图5为本公开中凹槽6在预定义截面上的一种截面示意图，图6为本公开中凹槽6在预定义截面上的又一种截面示意图，图5和图6所示，上述预定义截面与入光侧3和第一表面4均垂直，图5示意图出了凹槽6的截面形成为三角形的情况，图6示意图出了凹槽6的截面形状为倒梯形的情况。

需要说明的是，图5和图6所示凹槽6的截面形状为三角形或倒梯形的情况，仅起到示例性作用，其不会对本公开的技术方案产生限制。在本公开中，凹槽6还可以设计为其他适合的形状，仅需保证凹槽6的侧壁7具有对入射光进行反射，并限制反射光的传播方向向垂直于第二表面5的方向集中的特性即可(侧壁7的形状限定了反射光的传播方向)。

图7为外部发光器件所产生的光线射入至导光膜1的光路示意图，如图7所示，外部发光器件13产生入射光，假定入射光的入射角为θ，射入导光膜1后的折射角为θ₁，导光膜1的折射率为n，则入射角θ、折射角θ₁以及导光膜1的折射率n满足：

其中，入射角θ的范围为：[0°，90°]，此时折射角θ₁的范围为：作为一个具体示例，假定导光膜1的折射率为n＝1.58，则θ₁的范围为：[0°，39.3°]。由此可见，发光器件13所产生的光线进入至导光膜1后，折射光线的传播方向会压缩到一个较小的角度范围，具体地折射光线的传播方向会往0°角(与入光侧3垂直)进行压缩。

图8为从导光膜的主体部的入光侧射入的光线的光路示意图，如图8所示，从入光侧3射入的光线可以分为如下5种情况：

光线a：照射至第一表面4且发生折射。

光线b：照射至第一表面4且发生全反射(后续可能会传播至凹槽6的侧壁7而发生全反射)。

光线c：照射至第二表面5且发生折射。

光线d：照射至第二表面5且发生全反射(后续可能会传播至凹槽6的侧壁7而发生全反射)。

光线e：照射至凹槽6的侧壁7。

在实际应用中，假定与第一表面4接触的介质的折射率为n₁，与第二表面5接触的介质的折射率为n₂，n₁和n₂均小于n，光线在第一表面4发生全反射的临界角为光线在第二表面5发生全反射的临界角为

上述光线a具体是指相对于第一表面4的入射角处于[90°-θ₁，θ₃]的光线；上述光线b具体是指相对第一表面4的入射角处于[θ₃，90°]且未照射至凹槽6的侧壁7的光线；上述光线c具体是指相对于第二表面5的入射角处于[90°-θ₁，θ₄]的光线，上述光线d具体是指相对于第二表面5的入射角处于[θ₄，90°]且未照射至凹槽6的侧壁7的光线。

作为一个具体示例，假设n＝1.58，n₁＝1.49，n₂＝1.4，则可以计算出θ₃＝70.6°，θ₄＝62.4°。

参见图3所示，一般而言，为保证反射膜801能够以较大的反射率来对入射光线进行反射，需要使得入射光的入射角处于[0°，30°]，即经过侧壁7反射后所形成的反射光线经过第二表面5时，折射光线的折射角处于[0°，30°]。

在设计凹槽6时，以入射至凹槽6的侧壁7的光线与第一表面4平行为例(光线e中大部分光线与第一表面4平行或近似平行)，假定侧壁7与第一表面4的夹角为α，则可计算出光线经过侧壁7反射后入射至第二表面5时的入射角β：

β＝90°-2α…(1)

且因为，光线折射过第二表面5时折射角γ：

且γ满足：

γ∈[0°,30°]…(3)

基于上述式(1)～(3)可计算出侧壁7与第一表面4的夹角α的取值范围。以n＝1.58，n₂＝1.4为例，可以计算出α∈[34.8°,45°]。

基于上述内容可见，在本公开中通过调整侧壁7与第一表面4之间的夹角，可对通过第二表面5射向至反射膜801的光线的角度进行限定。

需要说明的是，本公开中导光膜1可以为单层结构也可以为双层结构。

图9为本公开中导光膜的主体部的一种具体结构示意图，如图9所示，作为导光膜1为双层结构的一种示例，主体部2包括：叠层设置的导光基材层201和紫外固化结构层202；其中，叠层设置的导光基材层201背向紫外固化结构层202的一侧表面为第二表面5；紫外固化结构层202背向导光基材层201的一侧表面为第一表面4。在本公开中，将主体部2设计为双层结构，可便于通过压印、固化工艺以在第一表面4形成凹槽6。

进一步地，为减少导光基材层201与紫外固化结构层202之间的光学损失，优选地，导光基材层201的折射率与紫外固化结构层202的折射率相等。

图10为本公开实施例提供的另一种导光结构的结构示意图，如图10所示，与前述实施例所提供的导光结构不同的是，图10所示导光结构不但包括导光膜1，还包括：保护结构9，该保护结构用于对第一表面4的凹槽6进行保护，以防止其他结构侵入凹槽6内而导致侧壁7的反射功能失效。

具体地，保护结构9包括：叠层设置的保护层902和第一胶层901，保护层902通过第一胶层901与第一表面4固定。

在将保护结构与导光膜1进行结合时，需先将保护层902与第一胶层901进行复合，以得到带胶的保护层902，然后再将带胶的保护层902与导光膜1进行复合，可有效避免第一胶层对凹槽6的填充。需要说明的是，当用于制备第一胶层的胶体为流体时，在将胶体涂至保护层902上后，需先将胶体进行固化或半固化处理以避免胶体流动，然后再将带胶的保护层902与导光膜1进行复合。

另外，考虑到第一胶层901的厚度越大，第一胶层901填充凹槽6的风险越大，为此本公开中第一胶层901的厚度不能设置过大。优选地，第一胶层901的厚度小于或等于50μm。

为保证在第一胶层901与导光膜1复合后，位于主体部2内部的光线仍能在第一表面4进行全反射以实现导光，在一些实施例中，第一胶层901的折射率小于主体部2的折射率。

在一些实施例中，主体部2的第二表面5背向第一表面4的一侧设置有第二胶层10，第二胶层10用于将导光结构与反射式显示面板8进行贴合。为保证在第二胶层10与导光膜1复合后，位于主体部2内部的光线仍能在第一表面5进行全反射以实现导光，在一些实施例中，第二胶层10的折射率小于主体部2的折射率。

图11a为本公开实施例提供的又一种导光结构的结构示意图，图11b为图11a中导光膜的俯视图，图12为图11a所示导光结构中可弯折部弯折至反射式液晶显示面板的背面的结构示意图，如图11a至12所示，与前述实施例中不同的是，本公开中导光膜1不但包括主体部2，还包括：可弯折部11，可弯折部11由柔性材料制成，可弯折部11的一端连接主体部2的入光侧3，另一端作为导光膜1的入光面，可弯折部11同样具备光波导功能。

在一些实施例中，可弯折部11的厚度小于100μm。

由于条状结构11a由柔性材料构成，因此在将导光结构与反射式液晶显示面板8进行固定时，该条状结构11a可弯折至反射式液晶显示面板8的背面，相应地，发光器件13也可置于反射式液晶显示面的背面，从而能有效减小边框宽度。

图13a为本公开实施例提供的再一种导光结构的结构示意图，图13b为图13a中导光膜的俯视图，图14为图13a所示导光结构中各条状结构弯折至使第二端相互叠置时的结构示意图，如图13a至图14所示，与图11b所示导光膜不同的是，本实施例中可弯折部11包括：至少两个条状结构11a，条状结构11a的第一端连接主体部2的入光侧3，条状结构11a的第二端具有端面。各条状结构11a能够弯折至使多个条状结构11a的第二端相互叠置，并使各条状结构11a的第二端的端面处于同一平面内。

在实际应用中，通过调整条状结构11a的长度，使得条状结构11a能够弯折且至使多个条状结构11a的第二端相互叠置，但是此处的“弯折”是不影响条状结构11a的导光性能的弯折，例如“弯折”为将条状结构11a在形变处形成弧状，而不是像折纸一样沿一条线“压紧对折”。

在实施例中，与主体部2连接的条状结构11a可以弯折而使其第二端相互叠置，从而形成由多个条状结构11a的第二端的端面组成的入光面。该入光面的高度比单层条状结构11a的厚度大，条状结构11a叠置形成的入光面可以更好的与发光器件13的发光面相匹配，从而可以增强射入导光膜1中的光，大大减少光损耗，保证导光膜1的出光率。

需要说明的是，本公开考虑到光是从多个并排设置的条状结构11a处射入的，不同条状结构11a所提供的光线强度可能不同，即主体部2的入光侧3各区域的光线强度不一致。为解决该问题，本公开中，可将各条状结构11a靠近入光侧3的部分合并在一起以形成混光区12，通过条状结构11a射入混光区12的光可以在混光区12的调整下使得光线均匀，从而能提升入光侧3处光线强度的均匀性。

此外，在实际应用中，在将多个条状结构11a弯折至各条状结构11a的第二端的端面处于同一平面以构成入光面后，还可以进一步同时对多个条状结构11a向反射式液晶显示面板的背部弯折，以使得入光面位于反射式液晶显示面板的背部(即图12中所示)

在一些实施例中，前述的主体部2与可弯折部11一体成型。

图15为本公开实施例提供的一种导光结构的制备方法的流程图，如图15所示，该导光结构的制备方法包括：

步骤S1、形成导光膜。

其中，导光膜包括：主体部，主体部具有入光侧、相对设置的第一表面和第二表面，主体部配置为从入光侧射入至主体部内部的光能够在第一表面和第二表面发生全反射而在主体部内传播。

需要说明的是，当导光膜还包括条状结构时，主体部和条状结构可以一体成型。

步骤S2、在第一表面形成至少一个凹槽，凹槽具有侧壁，侧壁配置为将由主体部内部射向侧壁的光线进行反射，且反射光的传播方向向垂直于第二表面的方向集中。

在步骤S2中，可通过导光膜的主体部进行注塑或者在线热辊压以形成凹槽，凹槽的具体形状和排布可预先进行设计。

在一些实施例中，当导光膜的主体部采用图9中所示由导光基材层与紫外固化结构层构成的双层结构时，形成导光膜的步骤包括：依次形成导光基材层和紫外固化材料层；形成凹槽的步骤具体包括：对紫外固化材料层进行压印、紫外固化，以形成带有凹槽的紫外固化结构层。

图16为本公开实施例提供的另一种导光结构的制备方法的流程图，如图16所示，导光结构为图10所示结构时，该制备方法不但包括上述步骤S1和步骤S2，还包括：步骤S3～步骤S5，下面仅对步骤S3～步骤S5进行详细描述。

步骤S3、形成保护结构。

具体地，在保护层上涂布第一胶层，以得到带胶的保护层。其中保护层的包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，简称PET)。

步骤S4、将第一胶层背向保护层的一侧表面与第一表面固定。

步骤S5、在第二表面形成第二胶层。

其中，第一胶层和第二胶层的材料可以相同，也可以不同；第一胶层和第二胶层的折射率均小于主体部的折射率。

需要说明的是，本公开的技术方案对步骤S3与步骤S1和步骤S2的执行顺序不作限定，即步骤S3可以位于步骤S1和步骤S2之前执行，或者位于步骤S2之后执行，或者与步骤S1和步骤S2同步执行，附图仅示例性给出了步骤S3位于步骤S2之后执行的情况。此外，本公开中的步骤S4和步骤S5位于步骤S2之后执行即可。

本公开实施例还提供了一种光源，该光源包括：发光器件和导光结构，其中导光结构采用前述实施例所提供的导光结构，发光器件位于导光结构的入光面的一侧。

发光器件具有发光面，发光器件的发光面与导光结构的入光面相对设置。其中，发光器件可以为发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)等具有发光功能的结构，并可通过柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)为其供电。

本公开实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括：上述光源和显示面板，该光源设置在显示面板的前部，以作为显示面板的前置光源；其中显示面板可以为反射式液晶显示面板、半透半反式液晶显示面板、透明液晶显示面板、电子纸等。导光膜的主体部覆盖显示面板的至少部分区域。

需要说明的是，本公开中的显示装置可为电子书、电子标签、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。