直下式背光通常使用双层扩散膜来形成均匀的面光源,为了提高主视角亮度,需要采用两层增亮膜,提高了成本,降低了光效。使用特殊设计的透镜阵列能有效提高主视角亮度,但同时会增加背光模块的体积。本文提出了一种高亮光学膜的设计方法,使用这种方法设计的高亮光学膜可以有效地提升直下式背光模块亮度并不增加直下式背光模块的体积。首先,基于Snell定律和能量守恒定律设计了二维微结构曲线。该微结构曲线是针对理想点光源设计的,但是实际的直下式背光的光源分别是LED和MiniLED,具有一定的发光面积,因此根据光源的实际尺寸对微结构曲线进行了面型优化,提升了其对实际面光源的匀光效果。接着,根据两款直下式背光光源的排布规律分别提出了相应的拼接排布方案,并进行了仿真分析。仿真结果表明:LED直下式背光在使用LED背光高亮光学膜后中心亮度提升了172.76%;Mini-LED直下式背光在使用Mini-LED背光高亮光学膜后中心亮度提升了102.87%。采用无掩膜光刻技术制作了实际样品并进行了效果测试,测试结果表明:使用高亮光学膜的LED直下式背光中心亮度提升了120.44%,使用高亮光学膜的Mini-LED直下式背光中心亮度提升了71.29%。采用本文设计的高亮光学膜可以在不增加背光体积的情况下有效地提高主视角亮度。