导光元件及背光源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种导光元件，用于侧光式背光源装置中，所述导光元件包括导光主体、第一粘结层和第一结构层；导光主体由具有光学透明特性的刚性材料制成，其厚度分别大于第一粘结层、第一结构层厚度的两倍。本发明专利技术导光元件采用了全新的结构，具有薄型化背光模组和液晶显示器所要求的刚性，同时克服了直接在刚性光学材料上制作光提取结构的难点，适合规模化生产制作。

【技术实现步骤摘要】
导光元件及背光源装置
本专利技术涉及导光元件，具体而言，涉及一种具有刚性的导光元件，以及包含所述导光元件的背光源装置。
技术介绍
在电视、电脑等领域广泛应用的液晶显示器，正在向薄型化方向发展。液晶显示器薄型化，相应要求其中的背光模组也薄型化。侧光式背光模组中，一般包含光源、导光板，以及反射片、扩散片等器件。其中，导光板是重要的组成部分。传统的导光板材料，如PMMA(亚克力)、PC(聚酞酸酯)等材料，薄型化后容易弯曲变形，需要依靠背板、外框等机械架构加以固定，从而增强其机械性能。但是，机械架构的应用一方面增加了材料成本，另一方面也限制了背光模组的薄型化。若采用具有较好刚性的光学材料(比如玻璃)作为导光板材料，可降低导光板对机械架构的要求，或可以免除背板等机械架。将玻璃等刚性光学材料用作导光板材料，可以达到背光模组薄型化对机械性能的要求。然而，就导光板上光提取结构的制作而言，却面临着很大的困难和挑战。刚性光学材料的材质要比传统导光板材料PMMA、PC刚硬，无法直接在材料上进行加工。实际上，传统的射出、热压、激光等制作方式均不适合在玻璃等刚性材料上制作光提取结构。因此，在液晶显示器薄型化的发展进程中，亟需一种基于刚性光学材料、且适合规模化生产制作的导光元件。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的在于，提供一种基于刚性光学材料、且适合规模化生产制作的导光元件，以及包含所述导光元件的背光源装置。根据本专利技术的第一方面，提供一种导光元件，用于侧光式背光源装置中，光源发出的光经其入光端面入射导光元件，入射光线在导光元件上表面的入射角大于等于临界角；所述导光元件包括导光主体、第一粘结层和第一结构层，其中，导光主体由具有光学透明特性的刚性材料制成，其厚度分别大于所述第一粘结层、第一结构层厚度的两倍；第一粘结层具有光学透明特性和粘性，位于所述导光主体下表面和第一结构层之间，用于粘结导光主体和第一结构层；所述第一粘结层的折射率大于或等于导光主体折射率，或在小于导光主体折射率时，两者的差值不大于0.3；第一结构层包括具有光学透明特性的基材，以及分布于基材下表面的多个光提取结构；所述多个光提取结构在基材表面的占用面积比，从入光端至出光端，从0.05％至10％向5％至60％增加；所述基材的折射率大于或等于第一粘结层折射率，或在小于第一粘结层折射率时，两者的差值不大于0.3。在第一方面中，优选的是，所述导光主体的厚度分别大于第一粘结层、第一结构层厚度的五倍。优选的是，所述第一粘结层的折射率在小于导光主体折射率时，两者的差值不大于0.1。优选的是，所述第一结构层基材的折射率在小于第一粘结层折射率时，两者的差值不大于0.1。优选的是，所述第一粘结层为压敏胶层，所述第一结构层基材为柔性基材。优选的是，所述多个光提取结构为凸起微结构；或者所述多个光提取结构为凹陷微结构。优选的是，所述导光元件还包括第二粘结层和第二结构层，其中，第二粘结层位于所述导光主体上表面和第二结构层之间，用于粘结导光主体和第二结构层；所述第二粘结层的折射率大于或等于导光主体折射率，或在小于导光主体折射率时，两者的差值不大于0.3；第二结构层包括基材和位于基材上表面的功能结构；所述第二结构层基材的折射率大于或等于第二粘结层折射率，或在小于第二粘结层折射率时，两者的差值不大于0.3。优选的是，所述第二粘结层的折射率在小于导光主体折射率时，两者的差值不大于0.1。优选的是，所述第二结构层基材的折射率在小于第二粘结层折射率时，两者的差值不大于0.1。优选的是，所述第二结构层的功能结构为多个柱状棱镜，所述多个柱状棱镜彼此相邻或按设定的间隔布置，并且其中的每一个柱状棱镜从基材上表面的一端贯穿至另一端。优选的是，所述导光主体由透明玻璃制成。根据第二方面，提供一种背光源装置，包括：如上述第一方面中所述的导光元件；在邻近所述导光元件的入光端面配置的光源；以及反射片，位于所述导光元件的下方，使入射到其表面的光向所述背光源装置的出光方向反射。按照本专利技术，导光元件采用了全新的结构，具有薄型化背光模组和液晶显示器所要求的刚性，同时克服了直接在刚性光学材料上制作光提取结构的难点。本专利技术的导光元件适合规模化生产制作。附图说明图1示出本专利技术一示例导光元件；图2为图1所示导光元件在XZ平面的截面图；图3示出进入导光主体的光线A1在导光主体和第一粘结层内的传导；图4示出进入第一粘结层的光线在该层和第一结构层的传导；图5为本专利技术另一示例导光元件在XZ平面的截面图；图6示出本专利技术又一示例导光元件；图7为图6所示导光元件在XZ平面的截面图；图8为图6所示导光元件在YZ平面的截面图；图9示出制作本专利技术导光元件的一种示例方法。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下文以实施例结合附图对本专利技术作进一步说明。附图中，相同的标记表示同一部件或结构。参照图1，图1示出本专利技术一示例导光元件。导光元件包含导光主体101、第一粘结层103和第一结构层102。导光主体101由具有光学透明特性的刚性材料制成。所述刚性，为在外界环境，如外力、温湿度变化作用下不易产生形变的材料性能；或在外界环境的作用下虽然变形，但外界环境恢复以后，可恢复到原有形状的材料性能；或在外界环境的作用下可固定于设定形变的材料性能。优选地，导光主体101可由具有优越光学特性的透明玻璃制成。第一结构层102包含基材104和分布于基材下表面的多个光提取结构105。基材104具有光学透明特性，可采用TAC(醋酸纤维素膜)、PC、PMMA、PET等材料。在本专利技术中，由于光从入光端向出光端的传导路径主要在导光主体内，而在第一结构层内的传导路径较短，因此第一结构层材料的光学性能要求会低一些，该层可选用的材料范围更广些。光提取结构105为，使导光元件中传导的光改变传导方向而被从导光元件中提取出来的结构。如图1所示，多个光提取结构105可为凸起微结构。由邻近导光元件右端面的光源(未示出)，如LED，发出的光从其右端面(即入光端面∑in)进入导光元件，并沿X方向通过全反射从右向左传导。光提取结构105破坏光线在导光元件中全反射的条件，使光线从导光元件的上表面或下表面被提取出来而离开导光元件。光提取结构105的密度沿X方向逐渐增加，具体而言，光提取结构105在基材104表面的占用面积比，从入光端至出光端，从0.05％至10％向5％至60％增加。其目的在于，使从导光元件中被提取出来的光强度在整个表面基本均匀分布。光提取结构105可由透明材料构成，其表面可为光滑表面，被提取而离开导光元件的光线包括从光提取结构透射的光线，透射方向取决于光提取结构105的表面形状、构成材料折射率、及入射至光提取结构表面的光线入射方向等因素。光提取结构105表面或可为粗糙表面，或可包含扩散粒子，被提取而离开导光元件的光线包含被粗糙表面或扩散粒子散射的光线。光提取结构105或可包含波长(颜色)转换材料，吸收部分入射光线，并转换成不同波长(颜色)的光线，例如量子点(QuantumDot)材料，吸收蓝光而转换为绿光和红光。若光提取结构105包含波长(颜色)转换材料，进入导光元件的光可为单色光，如蓝光；部分蓝光被吸收后转换为绿光和红光，从导光元件被提取而离开的光则为白光，它包含了蓝光以及被转换出的绿光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导光元件，用于侧光式背光源装置中，光源发出的光经其入光端面入射导光元件，入射光线在导光元件上表面的入射角大于等于临界角；所述导光元件包括导光主体、第一粘结层和第一结构层，其中，导光主体，由具有光学透明特性的刚性材料制成，其厚度分别大于所述第一粘结层、第一结构层厚度的两倍；第一粘结层，具有光学透明特性和粘性，位于所述导光主体下表面和第一结构层之间，用于粘结导光主体和第一结构层；所述第一粘结层的折射率大于或等于导光主体折射率，或在小于导光主体折射率时，两者的差值不大于0.3；第一结构层，包括具有光学透明特性的基材，以及分布于基材下表面的多个光提取结构；所述多个光提取结构在基材表面的占用面积比，从入光端至出光端，从0.05％至10％向5％至60％增加；所述基材的折射率大于或等于第一粘结层折射率，或在小于第一粘结层折射率时，两者的差值不大于0.3。

【技术特征摘要】
1.一种导光元件，用于侧光式背光源装置中，光源发出的光经其入光端面入射导光元件，入射光线在导光元件上表面的入射角大于等于临界角；所述导光元件包括导光主体、第一粘结层和第一结构层，其中，导光主体，由具有光学透明特性的刚性材料制成，其厚度分别大于所述第一粘结层、第一结构层厚度的两倍；第一粘结层，具有光学透明特性和粘性，位于所述导光主体下表面和第一结构层之间，用于粘结导光主体和第一结构层；所述第一粘结层的折射率大于或等于导光主体折射率，或在小于导光主体折射率时，两者的差值不大于0.3；第一结构层，包括具有光学透明特性的基材，以及分布于基材下表面的多个光提取结构；所述多个光提取结构在基材表面的占用面积比，从入光端至出光端，从0.05％至10％向5％至60％增加；所述基材的折射率大于或等于第一粘结层折射率，或在小于第一粘结层折射率时，两者的差值不大于0.3。2.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述导光主体的厚度分别大于第一粘结层、第一结构层厚度的五倍。3.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一粘结层的折射率在小于导光主体折射率时，两者的差值不大于0.1。4.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一结构层基材的折射率在小于第一粘结层折射率时，两者的差值不大于0.1。5.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一粘结层为压敏胶层，所述第一结构层基材为柔性基材。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：路志坚，
申请(专利权)人：路志坚，
类型：发明
国别省市：美国,US