本发明专利技术描述了光导、包括光导的装置、用于制备光导的方法、以及用于制备光导的工具。光导包括光提取器，所述光提取器设置在位于所述光导的表面上的多个区域中。每个区域中的光提取器的取向被设置成可提高所述光导的整个表面上的均匀性和亮度，以及提供增强的缺陷隐匿。所述光提取器的效率受制于给定光提取器面相对于照射所述光导的光源的角度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光导、包括光导的装置、用于制备光导和其他结构的工具以及制备光导的工序和光导制备工具。
技术介绍
许多电子设备使用背光源来为显示器和其它部件提供照明。背光源常常使用自光源沿着背光源范围透射的光导。理想的是，背光源在观看区域形成基本上均勻的亮度，几乎没有可见的缺陷，并具有高的光提取率。要削弱或掩饰亮度的不均勻性和其它缺陷，可以使用光散射元件(例如，扩散片)。然而，这样的散射元件通常对光进行导向使光远离优选的视轴，并且需要更高的功率输出来实现同一水平的亮度。用于对键盘和显示器进行照明的光的有效利用在用电池提供动力的便携式设备中尤为重要，这是因为设备的照明消耗较大比率的功率开支。已经使用光提取器从光导提取光，并用来提高光导亮度的均勻性。需要可以提高照明度、减少可见缺陷和/或减小各种设备的功率需求的光导。另外需要用于制造这种光导的有效工具。本专利技术满足这些需求和其它需求，并且提供优于现有技术的其它优点。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及用于制备背光源的工具。该工具包括多个区域。工具的各区域均包括棱镜阵列。每个棱镜具有大致面向工具的前边缘的第一底边。第一区域中的棱镜的第一底边不平行于第二区域中的棱镜的第一底边。本专利技术的另一个实施例涉及光导。光导包括离散区域的阵列。各离散区域包括多个多面体光提取器。各区域中的光提取器均具有最靠近光输入位置的底边。每个底边大致面向光输入位置。本专利技术的另一个实施例涉及包括光源和光导的背光源。光导包括多个区域。光导的多个区域中的每一个均包括多个光提取棱镜。每个棱镜的光提取棱镜均具有一个大致面向光源的边缘。不同区域中的光提取棱镜取向为不同方向。本专利技术的另一个实施例涉及包括LED和对应于移动电话按键的键盘光导的手机背光源。光导被构造为使得每个手机键对应于光导上的光提取元件阵列。第一阵列的光提取元件各自具有矩形底，矩形底具有前边缘，前边缘被取向在第一角度使得底边面向LED 以产生最大光提取。第二阵列的光提取元件各自具有矩形底，矩形底具有前边缘，前边缘被取向在第二角度使得底边面向LED以产生最大光提取。第一和第二角度不相同。本专利技术的另一个实施例涉及用于制造光导工具的方法。该方法涉及将多个锥体结构蚀刻到基片的第一区域中。这些结构被蚀刻成使得第一区域内各结构的底取向为相对光导工具的前边缘成第一角度。该方法还包括将多个锥体结构蚀刻到基片的第二区域中。这些结构被蚀刻成使得第二区域内各结构的底取向为相对光导工具的前边缘成第二角度，第二角度不同于出自第一区域的第一角度。 附图说明图1为光导的俯视图；图Ia为光导上一部分的近视图；图2示出了光提取器；图3为光导的侧视图；图4为一种光导制备工具的俯视图；图5a_5c示出了用于制备光导的工具的各种组件；图6示出了用于蚀刻光导制备工具的区域的掩模；图7示出了蚀刻工序中的光导制备工具；图8为光导制备工具的剖视图；多个图中使用的相同附图标记指代具有相同或相似性能和功能的相同或相似元件。虽然本专利技术顺应各种修改和替代形式，但其具体细节已通过附图以举例方式示出并作了详尽描述。然而，应当理解，其目的不在于将本专利技术局限于所述具体实施例。相反， 其目的在于涵盖由所附权利要求书限定的本专利技术范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。具体实施例方式在下面对图示实施例的说明中，参考了形成其一部分的附图，并且附图中以举例的方式示出可以实施本专利技术的多个实施例。应当理解，在不脱离本专利技术范围的前提下，可以利用其它实施例，并且可以进行结构性和功能性方面的修改。图1为光导组件100的俯视图，该光导组件包括相对光导101设置在相应光输入位置110a、110b、和IlOc的多个光源105a、105b、和105c。侧光式光导可在光导的一个或多个边缘或拐角处设置一个或多个光源。光源105可为发光二极管(LED)、荧光灯、或其他类型的灯。来自光源105的输出光可为朗伯型或其他形状的光输出。当光远离光源向光导的远边缘传播时，来自耦接在光输入位置处的接收侧面内的光源的光通过全内反射(TIR)而被约束在光导中。可使用任何合适数量的光源105和对应的光输入位置110。例如，除了使用三个光源105和光输入位置110，光导可仅耦接一个光源105。在一些情况下，可以有沿光导的一个侧面的一个或多个光源以及沿光导的不同侧面的一个或多个光源。光导在很多情况下被用在对显示器(例如液晶显示器(LCD))进行照明的背光源中。在显示应用中，通常需要在连续的显示表面上方保持光导的均勻的光输出。光导还可用于对键盘(例如移动电话或其它便携式设备的键盘)进行照明。在键盘应用中，理想的是， 输出光主要出现在对应于按键的区域，这是因为其它区域的光输出被浪费或者仅提供不很有效的键盘照明。通常也认为理想的是，键与键之间以及每个键区内的键盘照明是均勻的 (没有任何键看起来比另一个键亮)。光导可由任何合适数量的材料制成。一种此类材料可为共混聚合物。图1所示的实施例中的光导包括离散区域150、151、152、153、和154的阵列。光导区域150-154可以规则或不规则地间隔开。这些区域可以全部为一个尺寸，或者可在整个光导上具有变化的尺寸。尤为有利的是，将光导的区域定位成对应于可使用光导的背光式电子键，其中这些区域可称为键区。离散区域150-154中的每一个分别具有多个光提取器160、161、162、163、和164。 光提取结构从光导提取光，并可被配置成提高光导的整个表面上光输出的均勻性。此实施例中的光提取器160、161、162、163、和164为多面体形状并且被分组为对应于给定区域的阵列。可以按照多种尺寸、几何形状和表面轮廓(包括例如突出结构和凹陷结构两者)形成本文所述的光提取器。每个区域中的光提取器图案在面密度上可不均勻，其中面密度可通过单位面积内提取器的数量或单位面积内提取器的尺寸来确定。用于光提取器的其他合适形状为棱锥。这种提取器示于图2中。棱锥光提取器可具有任意数量的小平面201。本专利技术的某些实施例将具有含四个小平面的棱锥光提取器，例如如图2所示。这些小平面中的两个示为小平面201a和201b。光提取器可形成为使得至少一个形状因素(例如高度和/或倾斜角210)的改变控制光提取器的光提取效率。提取器的高度为沿提取器主轴线203从提取器底204的中心202到提取器顶端或顶点205的中心的高度。倾斜角210为主轴线203与底204之间的角度。应当理解，不同的倾斜角将导致提取器的某些小平面201以不同的角度与底204接合。应当理解，在图1中每个光提取器具有底(在此实施例中为矩形底)，底包括最靠近光输入位置105的底边165、166、167、168、或169。特意取向底边165-169以使其大致面向光输入位置105。通过选择性地倾斜提取器底取向，如154的区域能够具有提取更多光的光提取器164，从而导致更高光输出并因而导致整个光导上更高的光均勻性。应当理解，考虑到光提取器区域151、152、和153相对于光源105a、105b、和105c 的不同位置，一个区域内的提取器大致面向不同的最近光输入位置。例如，第一区域151中的提取器161能够大致面向第一光输入位置110a。第二区域152中的提取器162能够大致面向第二光输入位置110b本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于制备光导的工具，包括：多个区域；和位于每个区域内的棱镜阵列，每个棱镜具有面向所述工具的前边缘的第一底边；第一区域内的棱镜的第一底边不平行于第二区域内的棱镜的第一底边。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李子成，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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