導(dǎo)光片、背光源裝置及液晶顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導(dǎo)光片，用于側(cè)光式背光源裝置中，光源發(fā)出的光經(jīng)其入光側(cè)面入射導(dǎo)光片，所述導(dǎo)光片包括基片以及在所述基片的表面形成的多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)包括凹陷的中央?yún)^(qū)域，以及凸起的具有傾斜表面的周邊部分；在遠(yuǎn)離中央?yún)^(qū)域的方向上，周邊部分的高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而增加，在達(dá)到一高度最大值后，該高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而減小，在周邊部分的邊緣降低至零，并且，基片表面單位面積內(nèi)所述微結(jié)構(gòu)的底面面積總和所占比例，沿光入射方向，從0.05％至10％向5％至60％增加。本發(fā)明的導(dǎo)光片，在實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光功能的同時(shí)，有效增強(qiáng)了背光源裝置正向光線強(qiáng)度的聚光功能，提高了光源的效率。
【專利說明】
導(dǎo)光片、背光源裝置及液晶顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)光片，具體而言，涉及一種用于側(cè)光式背光源裝置中的導(dǎo)光片，包含所述導(dǎo)光片的背光源裝置，以及包含所述背光源裝置的液晶顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)光片是側(cè)光式液晶顯示器背光源中不可缺少的光學(xué)元件。在該背光源中，通過制作在導(dǎo)光片表面上微結(jié)構(gòu)或散射點(diǎn)的作用，并在鄰近導(dǎo)光片背面反射片的輔助下，導(dǎo)光片使來自其側(cè)面的光，轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛞壕э@示元件的背面照射的面光源。
[0003]目前，廣泛使用的導(dǎo)光片通常是，在透明的基材表面上通過絲網(wǎng)印刷、噴墨打印來制作散射點(diǎn)；或者采用射出成型(inject1n molding)技術(shù)來制作一體成型的導(dǎo)光片。這些導(dǎo)光片中的散射點(diǎn)，能夠使得依全反射原理在導(dǎo)光片內(nèi)傳播的光從導(dǎo)光片中出射，但是，它們無法控制從導(dǎo)光片中出射光線的方向。這樣，在背光源裝置中，通常需要附加一片或兩片具有聚光功能的棱鏡片，以提高從光源正向出射的光線的強(qiáng)度。
[0004]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光片，導(dǎo)光片上設(shè)有多個(gè)導(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)101。如圖1所示，現(xiàn)有導(dǎo)光片中的導(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)通常具有比較簡單的形狀。圖2為采用現(xiàn)有射出成型技術(shù)所制作的導(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)示例。該導(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)具有單向彎曲的形狀，高度從中心點(diǎn)的最高值h。向邊緣方向逐漸減小，在邊緣處減為零?，F(xiàn)有導(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)的簡單形狀限制了將向大角度出射的光聚集至垂直導(dǎo)光片平面方向的作用，而這一聚光功能是背光源裝置中所需要的。
[0005]如圖2所示，導(dǎo)光片中射向?qū)Ч饩W(wǎng)點(diǎn)201的光線A和B，在網(wǎng)點(diǎn)表面由折射率較高的導(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)出射至折射率較低的介質(zhì)(如空氣)中。網(wǎng)點(diǎn)邊緣區(qū)域的表面與導(dǎo)光片平面形成較大的夾角，光線A從該邊緣區(qū)域表面出射，折射后的光線A’改變原來的傳播方向，而偏向?qū)Ч馄矫娴姆ň€方向。網(wǎng)點(diǎn)中間區(qū)域的表面與導(dǎo)光片平面形成較小或0°的夾角，光線B從該中間區(qū)域表面出射，折射后的光線B’改變原來的傳播方向，而遠(yuǎn)離導(dǎo)光片平面的法線方向?？梢钥闯?，導(dǎo)光網(wǎng)點(diǎn)表面與導(dǎo)光片平面形成的較小或0°夾角，導(dǎo)致網(wǎng)點(diǎn)的該部分表面降低或失去了聚光功能。
[0006]為了獲取聚光效果，現(xiàn)有的背光源裝置中，一般來講，不得不在導(dǎo)光片上方額外增設(shè)一張或兩張?jiān)隽聊?，所述增亮膜包含微棱鏡。例如，圖3示出了包含尖狀頂角微棱鏡301的增亮膜；圖4示出了包含弧狀頂角微棱鏡401的增亮膜。如圖3、4中所示，微棱鏡為長線條狀，通常從增亮膜的一端貫穿至另外一端，這種結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光的作用。增亮膜產(chǎn)品的例子包括由美國3M生產(chǎn)的Vikuiti?產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種導(dǎo)光片，在實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光功能的同時(shí)，有效增強(qiáng)背光源裝置正向光線強(qiáng)度的聚光功能，從而提高光源的效率。
[0008]本發(fā)明的上述目的通過提供導(dǎo)光片、背光源裝置及液晶顯示裝置而實(shí)現(xiàn)。
[0009]根據(jù)第一方面，提供一種導(dǎo)光片，用于側(cè)光式背光源裝置中，光源發(fā)出的光經(jīng)其入光側(cè)面入射導(dǎo)光片，所述導(dǎo)光片包括基片以及在所述基片的表面形成的多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)包括凹陷的中央?yún)^(qū)域，以及凸起的具有傾斜表面的周邊部分；在遠(yuǎn)離中央?yún)^(qū)域的方向上，周邊部分的高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而增加，在達(dá)到一高度最大值后，該高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而減小，在周邊部分的邊緣降低至零，并且，基片表面單位面積內(nèi)所述微結(jié)構(gòu)的底面面積總和所占比例，沿光入射方向，從
0.05%至 10% 向 5%M 60%增加。
[0010]在第一方面中，優(yōu)選的是，所述周邊部分的高度最大值為2微米至250微米，所述中央?yún)^(qū)域的高度小于周邊部分高度最大值的四分之三。
[0011]優(yōu)選的是，所述中央?yún)^(qū)域的高度小于周邊部分高度最大值的四分之一。
[0012]優(yōu)選的是，所述周邊部分的高度最大值為5微米至50微米。
[0013]優(yōu)選的是，所述微結(jié)構(gòu)在其中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為圓形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為環(huán)形；所述微結(jié)構(gòu)的底面半徑(R)為5微米至150微米。
[0014]優(yōu)選的是，所述微結(jié)構(gòu)的底面半徑(R)為10微米至50微米。
[0015]優(yōu)選的是，所述微結(jié)構(gòu)在其中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為圓形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為環(huán)形；所述周邊部分高度最大值的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)圓，該圓的半徑(r)為2.5微米至75微米。
[0016]優(yōu)選的是，該圓的半徑(r)為5微米至35微米。
[0017]優(yōu)選的是，所述微結(jié)構(gòu)在其中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為矩形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為矩形環(huán)；周邊部分各傾斜表面與水平截面所成夾角為15度至85度。
[0018]優(yōu)選的是，周邊部分各傾斜表面與水平截面所成夾角為35度至65度。
[0019]優(yōu)選的是，所述矩形為正方形，所述矩形環(huán)為正方形環(huán)。
[0020]根據(jù)第二方面，提供一種背光源裝置，包括:如上述第一方面中所述的導(dǎo)光片；在所述導(dǎo)光片的入光側(cè)面配置的光源；反射片，位于所述導(dǎo)光片的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)上方，使入射到其表面的光向所述背光源裝置的出光方向反射；擴(kuò)散片，位于所述導(dǎo)光片的底面下方，使經(jīng)由導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)而從所述出光方向出射的光均勻化。
[0021]根據(jù)第三方面，提供一種背光源裝置，包括:如上述第一方面中所述的導(dǎo)光片；在所述導(dǎo)光片的入光側(cè)面配置的光源；反射片，位于所述導(dǎo)光片的底面下方，使入射到其表面的光向所述背光源裝置的出光方向反射；擴(kuò)散片，位于所述導(dǎo)光片的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)上方，使經(jīng)由導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)而從所述出光方向出射的光均勻化。
[0022]根據(jù)第四方面，提供一種液晶顯示裝置，包括如上述第二方面或第三方面中所述的背光源裝置，所述背光源裝置配置于液晶顯示元件的背面。
[0023]按照本發(fā)明，由于具有創(chuàng)新構(gòu)造的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)能夠提供較大的聚光表面，相應(yīng)地，就設(shè)置多個(gè)所述導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光片而言，其本身即已具備良好的聚光功能。因而，在背光源裝置中，可省去現(xiàn)有技術(shù)中的附加聚光微棱鏡，簡化了光源模組，降低了成本，并顯著提高光源的效率。
【附圖說明】
[0024]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)光片；
[0025]圖2示出了現(xiàn)有的導(dǎo)光片中射向?qū)Ч饩W(wǎng)點(diǎn)的光線軌跡；
[0026]圖3示出了現(xiàn)有的包含尖狀頂角微棱鏡的增亮膜示例；
[0027]圖4示出了現(xiàn)有的包含弧狀頂角微棱鏡的增亮膜示例；
[0028]圖5a TJK出了本發(fā)明一實(shí)施例的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)501 ；
[0029]圖5b示出了微結(jié)構(gòu)501在XZ平面上的截面；
[0030]圖5c TJK出了導(dǎo)光片中射向微結(jié)構(gòu)501的光線軌跡；
[0031]圖6a TJK出了本發(fā)明另一實(shí)施例的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)601 ；
[0032]圖6b示出了微結(jié)構(gòu)601在XZ平面上的截面；
[0033]圖6c示出了微結(jié)構(gòu)601在YZ平面上的截面；
[0034]圖7 TJK出了本發(fā)明一實(shí)施例的導(dǎo)光片；
[0035]圖8 TJK出了本發(fā)明一實(shí)施例的掩模板圖案；
[0036]圖9 TJK出了本發(fā)明又一實(shí)施例的掩模板圖案；
[0037]圖10示出了本發(fā)明示例微結(jié)構(gòu)的制作過程；
[0038]圖11示出了本發(fā)明一實(shí)施例的背光源裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為更好地理解本發(fā)明，下文以實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。附圖中，相同的標(biāo)記表不同一部件或結(jié)構(gòu)。
[0040]本發(fā)明提供的導(dǎo)光片，包括基片以及在基片表面上形成的多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)的底面附著于基片表面。每一導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)包括凹陷的中央?yún)^(qū)域，以及凸起的具有傾斜表面的周邊部分。在通過微結(jié)構(gòu)中央?yún)^(qū)域并垂直導(dǎo)光片表面的截面上，微結(jié)構(gòu)距導(dǎo)光片表面的高度逐漸變化，中央?yún)^(qū)域的高度小于鄰近的周邊部分。具體而言，在遠(yuǎn)離中央?yún)^(qū)域的方向上，周邊部分的高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而增加，在達(dá)到一高度最大值后，該高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而減小，在周邊部分的邊緣降低至零。
[0041]導(dǎo)光片基片可采用光學(xué)透明材料，合適的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酞酸酯(PC)。構(gòu)成導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)的材料例如包括，聚合后的可光聚合材料。
[0042]參照圖5a，圖5a示出了本發(fā)明一實(shí)施例的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)。微結(jié)構(gòu)501含有凹陷的中央?yún)^(qū)域和凸起的周邊部分，它的底面位于XY平面(導(dǎo)光片基片表面)上，高度沿Z方向。微結(jié)構(gòu)501在中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為圓形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為環(huán)形。這里，中央?yún)^(qū)域平面包含中央?yún)^(qū)域僅為點(diǎn)的情形。
[0043]圖5b示出了微結(jié)構(gòu)501在XZ平面上的截面。其中，微結(jié)構(gòu)501的中心位于圖中X軸的“O”處，該處微結(jié)構(gòu)的高度為Ii1 ;從該處沿X和-X方向向外延伸，微結(jié)構(gòu)的高度逐漸增加，當(dāng)延伸至“r”和“_r”處，高度達(dá)到最大值H1 ;從吖”和“_r”處進(jìn)一步向外延伸，微結(jié)構(gòu)的高度逐漸減小，當(dāng)延伸至“R”和“-R”處，高度降低至零。該示例中，導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)為一種對稱的微結(jié)構(gòu)，即，在離微結(jié)構(gòu)中心“O”處相同距離的位置，微結(jié)構(gòu)具有相同的高度。
[0044]微結(jié)構(gòu)501周邊部分的高度最大值H1可為2-250微米，優(yōu)選地，H1可為5_50微米。
[0045]微結(jié)構(gòu)501的中心高度Ii1與其周邊部分的高度最大值H1之間，存在顯著的差異。優(yōu)選地，中心高度匕小于周邊部分高度最大值H1的四分之三，即Ii1 < 3/4? ;進(jìn)一步優(yōu)選地，hi < 1/4?ο需要指出，微結(jié)構(gòu)的中心高度Ii1可為零。
[0046]優(yōu)選地，微結(jié)構(gòu)501的底面半徑R為5-150微米；更為優(yōu)選地，底面半徑R為10_50微米。具體尺寸需要根據(jù)導(dǎo)光片基片的厚度，以及工藝所能達(dá)到的最小尺寸來決定。
[0047]微結(jié)構(gòu)501中，周邊部分高度最大值的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)圓，優(yōu)選地，該圓的半徑r為2.5-75微米；更為優(yōu)選地，該圓的半徑r為5-35微米。
[0048]參照圖5c,圖5c TJK出了導(dǎo)光片中射向微結(jié)構(gòu)501的光線軌跡。導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)501位于導(dǎo)光片基片502上。導(dǎo)光片中射向微結(jié)構(gòu)501的光線E和F,在微結(jié)構(gòu)的表面，由折射率較高的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)出射至折射率較低的介質(zhì)(如空氣)中。光線E從微結(jié)構(gòu)501的-R至_r表面區(qū)域出射，該區(qū)域微結(jié)構(gòu)的表面與導(dǎo)光片平面形成較大的夾角，折射后的光線E’偏向?qū)Ч馄矫娴姆ň€方向。光線F從微結(jié)構(gòu)501的O至r表面區(qū)域出射，該區(qū)域微結(jié)構(gòu)的表面與導(dǎo)光片平面同樣形成較大的夾角，折射后的光線F’也偏向?qū)Ч馄矫娴姆ň€方向?？梢钥闯?，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，明顯增加了使出射光線偏向?qū)Ч馄ň€方向的表面面積，這意味著，本發(fā)明微結(jié)構(gòu)提供了較大面積的起聚光作用的傾斜表面，從而顯著增強(qiáng)了相應(yīng)導(dǎo)光片的聚光功能。
[0049]圖6aTK出了本發(fā)明另一實(shí)施例的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)。如圖6a所微結(jié)構(gòu)601具有位于XY平面，長度為L、寬度為W的矩形底面。微結(jié)構(gòu)的中央?yún)^(qū)域呈凹陷形狀，周邊部分則為具有聚光功能的楔形。微結(jié)構(gòu)601在其中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為矩形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為矩形環(huán)。這里，中央?yún)^(qū)域平面包含中央?yún)^(qū)域僅為線或點(diǎn)的情形。
[0050]圖6b示出了微結(jié)構(gòu)601在XZ平面上的截面。該示例中，中央?yún)^(qū)域的結(jié)構(gòu)高度為h2。從中心所對應(yīng)的位置“O”，沿X方向至-叱及叱位置的區(qū)間，微結(jié)構(gòu)601具有相同的高度h2。沿X方向從-C^至-?及從4至隊(duì)位置的區(qū)間，微結(jié)構(gòu)601周邊部分的高度逐漸增力口，區(qū)間中微結(jié)構(gòu)表面與水平截面(圖中X方向)所成夾角優(yōu)選為15°至85°，更優(yōu)選為35°至65°。微結(jié)構(gòu)601周邊部分的高度，沿X方向在-?和的位置達(dá)到最大值H2。從-?和隊(duì)的位置繼續(xù)向外延伸，周邊部分的高度逐漸減小；至-172和L/2的位置，周邊部分高度降為零；在該區(qū)間中，微結(jié)構(gòu)表面與水平截面(圖中X方向)所成夾角優(yōu)選為15°至85°，更優(yōu)選為35°至65°。這樣，微結(jié)構(gòu)601在X方向從-dL至_DL、dL至DL、-?至-L/2和隊(duì)至L/2位置區(qū)間，形成四條垂直于X方向、高度上升或下降的傾斜表面。這些傾斜表面起聚光的作用。
[0051]圖6c示出了微結(jié)構(gòu)601在YZ平面上的截面。同樣地，中央?yún)^(qū)域所對應(yīng)的微結(jié)構(gòu)高度為h2。從中心所對應(yīng)的位置“0”，沿Y方向至-dw及dw位置的區(qū)間，微結(jié)構(gòu)601具有相同的高度h2。沿Y方向從-dw至-Dw和從dw至Dw位置的區(qū)間，微結(jié)構(gòu)周邊部分的高度逐漸增加，微結(jié)構(gòu)表面與水平截面(圖中Y方向)所成夾角優(yōu)選為15°至85°，更優(yōu)選為35°至65° ;在-Dw和Dw的位置，周邊部分的高度達(dá)到最大值H2。從-Dw和Dw的位置繼續(xù)向外延伸，周邊部分的高度逐漸減小；至-胃/2和W/2的位置，周邊部分高度降為零；在該區(qū)間中，微結(jié)構(gòu)表面與水平截面(圖中Y方向)所成夾角優(yōu)選為15°至85°，更優(yōu)選為35。至65。。如圖6c所示，微結(jié)構(gòu)601在Y方向從-dw至-Dw、dw至Dw、-Dw至-W/2和Dw至W/2位置區(qū)間，形成四條垂直于Y方向的高度上升或下降的傾斜表面。這些傾斜表面也起聚光的作用。
[0052]需要指出，該示例中，盡管微結(jié)構(gòu)傾斜表面與水平截面的夾角在相對中央?yún)^(qū)域的兩側(cè)具有相同數(shù)值，但本發(fā)明并不限于此，微結(jié)構(gòu)傾斜表面與水平截面的夾角在相對中央?yún)^(qū)域的兩側(cè)也可具有不同的數(shù)值。
[0053]與示例一類似，微結(jié)構(gòu)601周邊部分的高度最大值H2可為2-250微米，優(yōu)選可為5-50微米。
[0054]微結(jié)構(gòu)601的中央?yún)^(qū)域高度h2與其周邊部分最大高度H2之間，存在顯著的差異，以實(shí)現(xiàn)較大的聚光面積。優(yōu)選地，中央?yún)^(qū)域高度匕小于周邊部分高度最大值H2的四分之三，即h2 < 3/4? ;更為優(yōu)選地，h2 < 1/4H2。這里，微結(jié)構(gòu)601的中央?yún)^(qū)域高度h2可為零。
[0055]微結(jié)構(gòu)601的中央?yún)^(qū)域中，沿X方向從-叱至^位置、沿Y方向從_dw至dw位置的距離，可分別為0-100微米；優(yōu)選地，所述距離可分別為0-50微米。
[0056]微結(jié)構(gòu)601沿X方向高度最大值位置-?和^之間、沿Y方向高度最大值位置-Dw和Dw之間的距離，可分別為5-200微米；優(yōu)選地，所述距離可分別為10-100微米。
[0057]微結(jié)構(gòu)601沿X方向的寬度L、沿Y方向的寬度W，可分別為10-300微米；優(yōu)選地，可分別為10-100微米。需要指出，寬度L與寬度W可采用不同的數(shù)值，這種情況下，微結(jié)構(gòu)601在基片上的底面為邊長不等的矩形。當(dāng)然，寬度L與寬度W也可采用相同的數(shù)值，這樣，微結(jié)構(gòu)601在基片上的底面為正方形。相應(yīng)地，微結(jié)構(gòu)601在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面也可為正方形環(huán)。
[0058]正如圖6a、6b、6c所不，導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)601包含四條垂直于X方向和四條垂直于Y方向的斜面，這些斜面又具有適當(dāng)?shù)膬A斜角度，因此，相應(yīng)的導(dǎo)光片能夠提供較高的聚光功倉泛。
[0059]前文中，示例一描述了底面為圓形的微結(jié)構(gòu)；示例二描述了底面為矩形的微結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明并不限于此，微結(jié)構(gòu)的底面可包括其他規(guī)則及非規(guī)則的形狀，如橢圓形、六邊形、八邊形等。示例一、二描述了中央凹陷、周邊凸起傾斜表面相連接的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，本發(fā)明亦并不限于此。例如，導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)或可為中央凹陷、周邊凸起的傾斜表面并不完全相連接的形狀，所述傾斜表面由兩段或多于兩段的凸起傾斜表面部分組成。還有，示例二描述了微結(jié)構(gòu)高度最大值處為尖狀頂角的情形，本發(fā)明亦并不限于此，微結(jié)構(gòu)高度最大值處也可為弧狀或其他形狀的頂角。
[0060]參照圖7,圖7 TK出了本發(fā)明一實(shí)施例的導(dǎo)光片。在導(dǎo)光片基片701的表面上,分布著多個(gè)上述導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)。這里，導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)例如為微結(jié)構(gòu)501。如圖7所示，沿+X方向(光入射方向)，微結(jié)構(gòu)501的密度(單位面積內(nèi)微結(jié)構(gòu)的數(shù)量)逐漸增加。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，微結(jié)構(gòu)的密度可通過它們在導(dǎo)光片基片表面上所占的面積比來描述。具體而言，在導(dǎo)光片的入光端702處，從光源耦合進(jìn)入導(dǎo)光片并到達(dá)該處的光強(qiáng)較大，相應(yīng)地，微結(jié)構(gòu)的密度較低。該處基片表面單位面積內(nèi)微結(jié)構(gòu)的底面面積總和所占比例，優(yōu)選為0.05% -10%；而在導(dǎo)光片的出光端703處，從光源耦合進(jìn)入導(dǎo)光片并到達(dá)該處的光強(qiáng)較小，與此相應(yīng)，微結(jié)構(gòu)的密度較高。該處基片表面單位面積內(nèi)微結(jié)構(gòu)的底面面積總和所占比例，優(yōu)選為5%-60%。入光端和出光端微結(jié)構(gòu)的密度選擇,取決于導(dǎo)光片的尺寸(從入光端702至出光端703的距離)、導(dǎo)光片厚度等產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)。
[0061]本發(fā)明導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)及導(dǎo)光片可采用如下方法制作。
[0062]首先，設(shè)計(jì)和制作掩模板。掩模板含有多個(gè)微結(jié)構(gòu)掩模板圖案，其中，單個(gè)掩模板微結(jié)構(gòu)圖案含有與微結(jié)構(gòu)中央凹陷區(qū)域?qū)?yīng)的阻光區(qū)域，以及與微結(jié)構(gòu)傾斜周邊相對應(yīng)的透光區(qū)域。并且，掩模板中掩模板微結(jié)構(gòu)圖案的密度沿設(shè)定方向逐漸變化。
[0063]接著，在用作導(dǎo)光片基片的透明材料的表面上涂覆含有可光聚合材料的涂層；使用能量輻射，通過具有上述掩模板阻光區(qū)域和透光區(qū)域，且與導(dǎo)光片密度逐漸變化的微結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的掩模板圖案，選擇性地固化涂層中的可光聚合材料，并通過溶劑或其他溶液對固化后的涂層進(jìn)行洗滌，從而獲得具有凹陷中央?yún)^(qū)域和傾斜周邊部分的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，以及含有多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光片。
[0064]圖8 TK出了本發(fā)明一實(shí)施例的掩模板圖案。圖8中，801為微結(jié)構(gòu)掩模板圖案。單個(gè)微結(jié)構(gòu)掩模板圖案包含一位于圖案中央位置的圓形區(qū)域802，該區(qū)域?yàn)樽韫鈪^(qū)域，可阻止大于60%的能量輻射通過該區(qū)域。單個(gè)微結(jié)構(gòu)掩模板圖案中，阻光圓形區(qū)域802的周邊為環(huán)狀透光區(qū)域803。透光區(qū)域可使大于50%的能量輻射通過。微結(jié)構(gòu)掩模板圖案在掩模板圖案區(qū)域內(nèi)隨機(jī)分布，其密度沿X方向逐漸增加。掩模板圖案中，微結(jié)構(gòu)掩模板圖案之間由阻光區(qū)域804所覆蓋。圖8所示的微結(jié)構(gòu)掩模板圖案及導(dǎo)光片掩模板圖案，可用于制作圖5所示的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)及圖7所示的導(dǎo)光片。
[0065]圖9 TK出了本發(fā)明又一實(shí)施例的掩模板圖案。微結(jié)構(gòu)掩模板圖案901包含位于圖案中央位置的矩形阻光區(qū)域902，以及在其周邊的矩形環(huán)狀透光區(qū)域903。類似地，微結(jié)構(gòu)掩模板圖案在掩模板圖案中的位置呈隨機(jī)分布，其密度沿X方向逐漸增加。掩模板圖案中，微結(jié)構(gòu)掩模板圖案之間由阻光區(qū)域904所覆蓋。該圖所示的微結(jié)構(gòu)掩模板圖案及導(dǎo)光片掩模板圖案，可用于制作圖6所示的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的導(dǎo)光片。
[0066]圖10示出了本發(fā)明示例微結(jié)構(gòu)的制作過程。該圖中，1001表示用于制作如圖5所不微結(jié)構(gòu)的掩模板，如前文所述，它包含位于微結(jié)構(gòu)掩模板圖案中央的阻光區(qū)域802、位于阻光區(qū)域周邊的環(huán)形透光區(qū)域803，以及微結(jié)構(gòu)掩模板圖案之間的阻光區(qū)域804。能量輻射通過掩模板1001，輻射涂覆在導(dǎo)光片基片表面的可光聚合材料涂層，使與掩模板透光區(qū)域?qū)?yīng)的涂層中的可光聚合材料完全或部分固化。涂層中可光聚合材料接受大于固化所需要的閾值能量輻射而固化，而小于閾值能量輻射的部分將處于未固化狀態(tài)。對所述可光聚合材料進(jìn)行選擇性地固化和溶劑洗滌后，在導(dǎo)光片基片表面上產(chǎn)生了微結(jié)構(gòu)501，如1002所示。通過控制所述可光聚合材料涂層的高度、照射到掩模板的能量輻射的準(zhǔn)直程度(如平行半角)，以及可光聚合材料的性能，就能夠控制微結(jié)構(gòu)501中央?yún)^(qū)域及周邊凸起部分的高度。
[0067]圖11示出了本發(fā)明一實(shí)施例的背光源裝置。該裝置中，包含有本發(fā)明的導(dǎo)光片1101。鄰近導(dǎo)光片1101的入光側(cè)面(圖中所示的-X側(cè)面)，配置LED光源線性陣列1102。
[0068]在導(dǎo)光片1101基片的上表面(+Z方向的表面)，分布多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu),它們的密度沿光入射方向(+X方向)逐漸增加。反射片1103位于導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)的上方，使入射到其表面的光向背光源裝置的出光方向(-Z方向)反射。
[0069]擴(kuò)散片1104位于導(dǎo)光片1101的底面下方。從LED光源陣列1102發(fā)出的光,經(jīng)導(dǎo)光片入光側(cè)面進(jìn)入導(dǎo)光片，一方面通過導(dǎo)光片基片與空氣的界面的全反射，從靠近光源的入光側(cè)向遠(yuǎn)離光源的方向傳播；另一方面，光線通過導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)的作用而離開導(dǎo)光片，并經(jīng)擴(kuò)散片1104從出光方向出射。本發(fā)明導(dǎo)光片中的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu),可較大程度地將大角度出射的光聚集到與背光源裝置平面垂直的方向(-Z方向)，或者與該方向成較小角度的方向。擴(kuò)散片1104使從與導(dǎo)光片中分立的微結(jié)構(gòu)作用后出射的光均勻化，使背光源裝置的出光面為均勻的面光源，而看不出分立的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)。
[0070]上述背光源裝置中，反射片1103與擴(kuò)散片1104的位置可以互換，這樣的話，光將從相反的方向離開背光源裝置。這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，是易于理解的。
[0071]顯而易見，在此描述的本發(fā)明可以有許多變化，這種變化不能認(rèn)為偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，所有對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的改變，都包括在所附權(quán)利要求書的涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種導(dǎo)光片，用于側(cè)光式背光源裝置中，光源發(fā)出的光經(jīng)其入光側(cè)面入射導(dǎo)光片，所述導(dǎo)光片包括基片以及在所述基片的表面形成的多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述微結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)包括凹陷的中央?yún)^(qū)域，以及凸起的具有傾斜表面的周邊部分；在遠(yuǎn)離中央?yún)^(qū)域的方向上，周邊部分的高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而增加，在達(dá)到一高度最大值后，該高度隨著離中央?yún)^(qū)域距離的增加而減小，在周邊部分的邊緣降低至零，并且， 基片表面單位面積內(nèi)所述微結(jié)構(gòu)的底面面積總和所占比例，沿光入射方向，從0.05%至10%向5%至60%增加。2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述周邊部分的高度最大值為2微米至250微米，所述中央?yún)^(qū)域的高度小于周邊部分高度最大值的四分之三。3.如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述中央?yún)^(qū)域的高度小于周邊部分高度最大值的四分之一。4.如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述周邊部分的高度最大值為5微米至50微米。5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)在其中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為圓形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為環(huán)形；所述微結(jié)構(gòu)的底面半徑(R)為5微米至150微米。6.如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)的底面半徑(R)為10微米至50微米。7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)在其中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為圓形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為環(huán)形；所述周邊部分高度最大值的各個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)圓，該圓的半徑(r)為2.5微米至75微米。8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光片，其特征在于，該圓的半徑(r)為5微米至35微米。9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)在其中央?yún)^(qū)域平面之下的水平截面為矩形，在中央?yún)^(qū)域平面之上的水平截面為矩形環(huán)；周邊部分各傾斜表面與水平截面所成夾角為15度至85度。10.如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光片，其特征在于，周邊部分各傾斜表面與水平截面所成夾角為35度至65度。11.如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光片，其特征在于，所述矩形為正方形，所述矩形環(huán)為正方形環(huán)。12.一種背光源裝置，包括: 如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光片； 在所述導(dǎo)光片的入光側(cè)面配置的光源； 反射片，位于所述導(dǎo)光片的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)上方，使入射到其表面的光向所述背光源裝置的出光方向反射；以及 擴(kuò)散片，位于所述導(dǎo)光片的底面下方，使經(jīng)由導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)而從所述出光方向出射的光均勻化。13.一種背光源裝置，包括: 如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光片； 在所述導(dǎo)光片的入光側(cè)面配置的光源； 反射片，位于所述導(dǎo)光片的底面下方，使入射到其表面的光向所述背光源裝置的出光方向反射；以及 擴(kuò)散片，位于所述導(dǎo)光片的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)上方，使經(jīng)由導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)而從所述出光方向出射的光均勻化。14.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求12或13所述的背光源裝置，所述背光源裝置配置于液晶顯示元件的背面。
【文檔編號(hào)】F21S8/00GK105891934SQ201410465170
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月15日
【發(fā)明人】路志堅(jiān), 覃佐波, 馮鑫耀, 鄭穎博
【申請人】博昱科技（丹陽）有限公司