專利名稱：光學(xué)導(dǎo)引元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)導(dǎo)引元件，尤其是關(guān)于一種出光亮度較高的光學(xué)導(dǎo)引元件。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示裝置具輕、薄、耗電小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于筆記本計算機、移動電話、個人數(shù)字助理等現(xiàn)代化信息設(shè)備。因為液晶本身不具發(fā)光特性，需為其提供光源系統(tǒng)以實現(xiàn)顯示功能。
現(xiàn)有光源系統(tǒng)包括光源和光學(xué)導(dǎo)引元件，光源相對光學(xué)導(dǎo)引元件的入光面設(shè)置，該光學(xué)導(dǎo)引元件引導(dǎo)自光源發(fā)出的光束的傳輸方向，將線光源或點光源轉(zhuǎn)換成面光源出射。該光學(xué)導(dǎo)引元件的底面分布多個網(wǎng)點，用以破壞光束在光學(xué)導(dǎo)引元件內(nèi)部傳輸?shù)娜瓷錀l件，并且使其散射以提高光學(xué)導(dǎo)引元件出射光束的均勻性，進而提升光源系統(tǒng)的整體性能。該網(wǎng)點的疏密、大小均可有不同設(shè)計以適應(yīng)不同的光源系統(tǒng)。
一種現(xiàn)有光源系統(tǒng)可以參閱2002年9月3日公告的美國專利第6,443,583號(圖1參照)，該光源系統(tǒng)100包括一燈管110、一圍繞燈管110的燈罩120和一端部固持在燈罩120中的光學(xué)導(dǎo)引元件200。該光學(xué)導(dǎo)引元件200包括入光面201、底面202和出光面203，其中，該燈管110相對該入光面201設(shè)置。工作時，來自燈管110和燈罩120的光束在該光學(xué)導(dǎo)引元件200內(nèi)部傳輸，并轉(zhuǎn)換為面光源經(jīng)出光面203出射。為增加光束的利用率，該光源系統(tǒng)100進一步包括一設(shè)置于光學(xué)導(dǎo)引元件200的底面202一側(cè)的反射板210，反射板210反射自底面202出射的部分光束。并且該光源系統(tǒng)100在光學(xué)導(dǎo)引元件200出光面203一側(cè)依序排列一擴散板220、第一棱鏡板230和第二棱鏡板240，該擴散板220用以增強光學(xué)導(dǎo)引元件200出射光束的均勻度，兩棱鏡板230和240則起聚光作用，以增強光學(xué)導(dǎo)引元件200的亮度。
但是，采用該現(xiàn)有光學(xué)導(dǎo)引元件200的光源系統(tǒng)100需采用兩棱鏡板230和240以聚集自光學(xué)導(dǎo)引元件200出光面203出射的光束來提高亮度，采用反射板210來提高光束利用率，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料成本高且組裝不便。另外，該光源系統(tǒng)100中存在較多光學(xué)界面，光束于其間需經(jīng)歷多次光學(xué)作用，造成較大的光能量損耗，從而影響光源系統(tǒng)100的亮度。

發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有光學(xué)導(dǎo)引元件出光亮度不高的問題，本發(fā)明提供一種出光亮度較高、光學(xué)性能優(yōu)良的光學(xué)導(dǎo)引元件。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件包括至少一用來接收光束的入射面、一和入射面相交的出射面以及一和出射面相對的底面。該底面分布多個凹坑，并且凹坑的散射面構(gòu)成一用來會聚光束的曲面。
其中，該凹坑的散射面構(gòu)成的曲面可為部分圓柱面或圓弧面。該凹坑可為圓柱狀、球狀、圓臺狀、矩形狀或立方體。該多個凹坑可均勻分布于底面，其大小及密度亦可沿遠(yuǎn)離入射面的方向逐漸增加。
該光學(xué)導(dǎo)引元件可為平板形或楔形光學(xué)導(dǎo)引元件。
相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件的底面分布多個凹坑，并且凹坑的散射面形成一特定形狀的曲面，可會聚經(jīng)凹坑散射后的光束，從而可提高光束利用率，使得光學(xué)導(dǎo)引元件出光亮度較高，具一定的均勻性。采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件的光源系統(tǒng)可不使用棱鏡板或僅使用一棱鏡板，其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、光束的能量損耗較小。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)光源系統(tǒng)的剖視圖。
圖2是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第一實施方式的光源系統(tǒng)的立體圖。
圖3是圖2所示光源系統(tǒng)沿III-III方向的剖視圖。
圖4是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第二實施方式的光源系統(tǒng)的立體圖。
圖5是圖4所示光源系統(tǒng)沿V-V方向的剖視圖。
圖6是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第三實施方式的光源系統(tǒng)的立體圖。
圖7是圖6所示光源系統(tǒng)沿VII-VII方向的剖視圖。
圖8是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第三實施方式的另一光源系統(tǒng)的剖視圖。
圖9是本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第四實施方式的局部剖視圖。
具體實施方式
請參閱圖2，是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第一實施方式的光源系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)10包括一光學(xué)導(dǎo)引元件20和兩光源30。該光學(xué)導(dǎo)引元件20包括兩入射面21、一和入射面21相連的出射面22以及一和出射面22相對的底面24。該光源30包括一燈管31和一部分圍繞燈管31的反射罩32。該兩光源30分別相對該光學(xué)導(dǎo)引元件20的兩入射面21設(shè)置。
請配合參閱圖2和圖3，該光學(xué)導(dǎo)引元件20的底面24分布多個凹坑23。該多個凹坑23用來使光束散射，破壞自入射面21進入的光束于光學(xué)導(dǎo)引元件20內(nèi)部傳輸?shù)娜瓷錀l件，并且提高自出射面22出射的光束的亮度和均勻性。該多個凹坑23均勻分布在該光學(xué)導(dǎo)引元件20的底面24，其為立方體，亦可為圓柱狀、圓臺狀、球狀或矩形狀。該多個凹坑23的散射面25形成一曲面，其為部分圓柱面，用來會聚經(jīng)凹坑23散射的光束，進而增強出射面22出射光束的亮度。該光學(xué)導(dǎo)引元件20的底面24具有反射膜(未標(biāo)示)，該反射膜是由SiO2和TiO2交替形成的多層薄膜，使投射于其上的光束反射，以防止光束自光學(xué)導(dǎo)引元件20的底面24逸出，從而降低光束的能量損耗，提高光學(xué)導(dǎo)引元件20的整體光學(xué)性能。該反射膜可以采用化學(xué)氣相沉積法、電子束蒸鍍法、濺鍍法等方法形成，其在可見光區(qū)的反射率至少為98％。
相較現(xiàn)有技術(shù)，由于本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件20的底面24分布多個凹坑23，并且凹坑23的散射面25形成一特定形狀的曲面，可會聚經(jīng)凹坑23散射的光束，且底面24具有反射膜，可以提高光束利用率，從而使得光學(xué)導(dǎo)引元件20出光亮度較高，具一定的均勻性。采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件20的光源系統(tǒng)10無須額外使用反射板等外部元件，其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，并且光束的能量損耗較小。
請參閱圖4和圖5，是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第二實施方式的光源系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)11包括一光源30和一光學(xué)導(dǎo)引元件40。該光學(xué)導(dǎo)引元件40包括一入射面41和一與入射面41相交的底面44，該光源30可為線光源(如冷陰極熒光燈管)或點光源(如發(fā)光二極管)，其相對入射面41設(shè)置。該底面44分布多個凹坑43，該凹坑43的散射面45形成一曲面，其是部分圓柱面，用來會聚經(jīng)凹坑43散射的光束。該凹坑43的大小和密度沿遠(yuǎn)離入射面41的方向逐漸增加，用來改善光學(xué)導(dǎo)引元件40和光源系統(tǒng)11出射光束的均勻性。該底面44具有反射膜(未標(biāo)示)，該反射膜是由SiO2和TiO2交替形成的多層薄膜。
請參閱圖6和圖7，是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第三實施方式的光源系統(tǒng)。該光源系統(tǒng)12包括一光源30和一光學(xué)導(dǎo)引元件60。該光學(xué)導(dǎo)引元件60是一楔形光學(xué)導(dǎo)引元件，其包括一入射面61和一與入射面61傾斜相連的底面64，該光源30相對該入射面61設(shè)置。該底面64分布多個凹坑63。該多個凹坑63均勻分布于該光學(xué)導(dǎo)引元件60的底面64，其為矩形狀，亦可為圓柱狀、圓臺狀、球狀或立方體。該多個凹坑63的散射面65形成一曲面，其為部分圓柱面，用以會聚經(jīng)凹坑63散射的光束，進而增強光學(xué)導(dǎo)引元件60出射光束的亮度。該光學(xué)導(dǎo)引元件60的底面64具有反射膜(未標(biāo)示)，以防止光束自光學(xué)導(dǎo)引元件60的底面64逸出，從而降低光束的能量損耗，提高光學(xué)導(dǎo)引元件60的整體光學(xué)性能。
請參閱圖8，是采用本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件第三實施方式的另一光源系統(tǒng)。該光源系統(tǒng)13包括一光源30和一光學(xué)導(dǎo)引元件70。該導(dǎo)光板70的結(jié)構(gòu)與圖6所示導(dǎo)光板60的結(jié)構(gòu)大致相同，不同之處在于，其底面74不具反射膜，設(shè)置一反射板78以防止光束自底面74逸出。為進一步增強光源系統(tǒng)13出射光束亮度的均勻性，在光學(xué)導(dǎo)引元件70的出射面72一側(cè)設(shè)置一擴散板80，為進一步會聚經(jīng)擴散板80散射的光束，提高光源系統(tǒng)13的出光亮度，可于擴散板80與出射面72相鄰一側(cè)的另一側(cè)設(shè)置一棱鏡板90。
請參閱圖9，是本發(fā)明光學(xué)導(dǎo)引元件的第四實施方式。該光學(xué)導(dǎo)引元件50和圖2所示光學(xué)導(dǎo)引元件20的結(jié)構(gòu)大致相同，其包括一底面54，該底面54分布多個凹坑53。該多個凹坑53均勻分布于該光學(xué)導(dǎo)引元件50的底面54，其為矩形狀，亦可為圓柱狀、圓臺狀、球狀或立方體。該多個凹坑53的散射面55形成一曲面，其為圓弧面，用來會聚經(jīng)凹坑53散射的光束，進而增強光學(xué)導(dǎo)引元件50出射光束的亮度。該光學(xué)導(dǎo)引元件50的底面54具有反射膜(未標(biāo)示)，以防止光束自光學(xué)導(dǎo)引元件50的底面54逸出，從而降低光束的能量損耗，提高光學(xué)導(dǎo)引元件50的整體光學(xué)性能。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)導(dǎo)引元件，其包括至少一用來接收光束的入射面、一和入射面相交的出射面以及一和出射面相對的底面，其中該底面分布多個凹坑，其特征在于該多個凹坑的散射面構(gòu)成一用以會聚光束的曲面。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)引元件，其特征在于該凹坑的散射面構(gòu)成的曲面為部分圓柱面。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)引元件，其特征在于該凹坑的散射面構(gòu)成的曲面為圓弧面。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)引元件，其特征在于該凹坑為立方體。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)引元件，其特征在于該凹坑可為圓柱狀、球狀、圓臺狀或矩形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)引元件，其特征在于該多個凹坑均勻分布于底面。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)引元件，其特征在于該多個凹坑的大小和密度沿遠(yuǎn)離入射面的方向逐漸增加。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)導(dǎo)引元件，其特征在于該光學(xué)導(dǎo)引元件為平板形或楔形光學(xué)導(dǎo)引元件。
全文摘要
一種光學(xué)導(dǎo)引元件，用以引導(dǎo)來自光源的光線的傳輸方向，提高光線出射的亮度和均勻性。該光學(xué)導(dǎo)引元件包括用以接收光束的入射面、用以引導(dǎo)光束出射的出射面和與出射面相對的底面，該入射面和出射面相交。該底面分布多個凹坑，且凹坑的散射面構(gòu)成一特定形狀的曲面，該曲面可會聚經(jīng)凹坑散射后的光束，從而提高導(dǎo)光板出光亮度。
文檔編號G02F1/13GK1506726SQ02152188
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月5日
發(fā)明者呂昌岳, 陳杰良, 余泰成 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司