一种覆盖有光学膜层的异形导光体制造技术

一种覆盖有光学膜层的异形导光体，它包含透明实心几何体、光学膜层，其特征在于：所述的光学膜层，覆盖在厚度>1mm的透明实心几何体外表面；所述的实心几何体，至少有一个外表面是入射面，至少有一个外表面是出光面，至少含有一层亚微米或纳米颗粒的介质膜材料光学膜层，膜层厚度在91nm-5mm。本发明专利技术的目的是是对不同光学功能的实心几何体外表面，用公知的涂膜方法覆盖相匹配的光学膜层，使实现更高效率、更多功能的导光体成为可能。本发明专利技术的导光体不仅可以配合led光源使用也可以配合其他各种光源使用在照明、显示灯具及背光源，而且还能制成净化灯具、杀菌灯具、光疗灯具、植物光照灯具等。随着电子薄膜技术的发展，将会给导光体应用产品开拓更多的商机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导光体，尤其是一种覆盖有光学膜层的异形导光体与制作方法，可广泛应用于显示、照明、背光源等与面光源相关的各

技术介绍
由中国专利技术专利CN100508222C披露的:现在已经出现的基于发光二极管的面光源器件的能量利用率仍然比较低。一方面是由于发光二极管制造技术本身还在不断发展，其功率效率(Wall-Plug Efficiency)尚有很大的提升空间；另一方面将发光二极管封装成实用的面光源器件的二次封装效率(简称二次效率)还比较低，而导光体中的导光板的导光效率低是一个重要原因。导光板的导光效率定义为从导光板出光主面出射的总有效光通量占耦合进入导光板的总光通量的百分比。根据美国的Lumileds Lighting公司技术发布文档TP29中披露的数据，该公司的一种基于大功率发光二极管的面光源设计的二次效率最好为50%,其中导光板的导光效率约为60%。导光效率主要决定于导光板的总体结构和散射机制层的散射原理和构造，美国专利U.S.Pat.N0.5396350中提到传统的导光板的导光效率只有10%_20%。在这份专利和其他几份专利 U.S.Pat.N0.5461547、U.S.Pat.N0.5359691、U.S.Pat.N0.5854872 中，分别提出了不同的导光板以及其散射机制层结构，并对导光板出射光的方向性和导光效率做出了不同程度上的改进。然而，根据学术期刊APPLIED PHYSICS LETTERS上第83期的文献〈〈Highly-efficient backlight for liquid crystal display having no opticalfilms》，现有的导光板的导光效率的最高水平只能够达到60%，其散射机制层为反射微棱镜阵列。这种导光板的无效出光更少，而且对有效出光的出光角度实现了更好的控制；但是它仍存在导光效率不高且制作困难、成本高等问题。现有的针对一次光源设计的导光板，都是在导光板与出射主面相对的主面上排列某种散射机制层，利用光线入射到散射单元改变原有的反射路径而从出射主面出射。尽管通过优化设计散射机制层和散射单元可以最大化导光效率，但由于光线不可避免的会从与出射主面相对的主面透射出射而成为无效出射光，因此其导光效率存在一个原理性的上限而不能达到更高。目前的导光体仅局限于板状体的导光板，导光技术都是用机械雕刻、印刷网点、激光雕刻、特殊导光板结构等制作的，仍存在制作工艺复杂、成本高、性价比低，难以突破上述的原理性导光效率上限，同时板状的导光体即导光板应用面也受到一定的限制。
技术实现思路
本专利技术针对以上不足，根据几何光学、物理光学的透射、折射、反射原理及新电子薄膜材料及薄膜制备工艺技术的迅速发展，提出了一种实施方便、能较大幅度的提高照度及显色性能，制作工艺简单、成本低、性价比高，且还具有环保、杀菌、医疗保健、抗静电、多功能的覆盖有光学膜层的导光体与制作方法。本专利技术是通过下述技术方案实施的—种覆盖有光学膜层2的导光体，它包含透明实心几何体1、光学膜层2，其特征在于:所述的光学膜层2覆盖在厚度>lmm的透明实心几何体I外表面；实心几何体I指的是由实体所填充的空间是实的空间的立体物(许超、黄丹编著2002年08月第I版《立体构成》PlO页)。所述实心几何体1:至少有一个外表面是入射面3，至少有一个外表面是出光面4 ；入射面3指的是光源6的光线入射到实心几何体I内部的外表面。出光面4指的是入射到实心几何体I内部的光线从实心几何体I内部出射的外表面。所述实心几何体I的外表面上，至少含有一层亚微米或纳米颗粒的介质膜材料光学膜层2，膜层厚度在91nm-5mm。由于任何光学膜层对光都会产生损失，从而降低了出光面4的发光效率及显示性能。为了减小光学膜层光的损失，特别是对光的吸收损失，按现有的公知技术已可制作吸收率很小数值的光学膜层2，应用在光学器件上，如浙江大学学报(自然科学版)P536页(第23卷第4期1989年7月，《光热偏转光谱技术检测光学膜层的吸收率及其定标》陈文斌、施柏煊、黄学波)披露的光学薄膜吸收率的测试结果:权利要求1.一种覆盖有光学膜层的异形导光体，它包含透明实心几何体(I)和光学膜层，其特征在于:所述光学膜层为高折射率膜层(8)，扩散膜层(9);所述透明实心几何体(I)为PMMA材料制成的厚度>lmm的多面体、旋转体或多面体、旋转体相互结合成的异型几何体，其中光源6配置在侧入式结构异型几何体的入射面(3)，侧入式结构异型几何体的出光面(4)覆盖高折射率膜层(8)，其余侧入式结构异型几何体的外表面为反射面(5)、其中光源6配置在直下式结构异型几何体的入射面(3)，直下式结构异型几何体的出光面，覆盖的是扩散膜层(9)，其余直下式结构异型几何体的外表面为反射面(5)，导光体导光效率为70%以上；其中，选择平均粒径5nm，比外表面积50-250m2/g的纳米二氧化钛粉体，将其按0.4%的重量比均匀分散于光学透明的环氧树脂或光学透明的硅树脂母体的聚合物中，用溶胶-凝胶法覆盖在出光面(4)上，在低于60° C的温度下经过固化，形成厚度大于0.05_的固态光学介质厚膜层作为所述高折射率膜层(8)。2.根据权利要求1所述的一种覆盖有光学膜层的异形导光体，其特征在于:所述入射面(3)覆盖低折射率膜层(7)，所述低折射率膜层(7)是折射率小于透明实心几何体材料折射率的入射膜，其膜层光学厚度是126nm的奇数倍到139nm的奇数倍；或是MgF2、ZrO2XeF3,膜的光学厚度分别为126nm到139nm、253nm到277nm、126nm到139nm的三层宽带增透膜。3.根据权利要求1所述的一种覆盖有光学膜层的异形导光体，其特征在于:所述反射面(5)覆盖反射膜层(11)，所述 反射膜层(11)是每层光学厚度均为126nm 139nm的高、低折射率交替的介质材料多层反射膜；或是棱镜反射膜；或是嵌入在反射面(5)内的反射率大于90%的反射膜片；或是粘贴在反射面(5)上的反射率大于90%的反射膜片。4.根据权利要求1所述的一种覆盖有光学膜层的异形导光体，其特征在于:所述的扩散膜层(9)是将光扩散剂按0.1% 5%的重量比分散于透明的环氧树脂或透明的硅树脂母体中形成聚合物的固态光学介质厚膜层，其膜层厚度在Imm 5mm、雾度>80%、扩散率>0.6、透光率>80% ;或是将荧光粉按重量比5% 30%分散于光学透明环氧树脂或光学透明硅树脂母体中形成聚合物的固态光学介质厚膜层，其膜层厚度在0.1mm 3mm、荧光粉的中心粒径D50是8 ii m到20 ii m ;或是将粒径大于0.78 y m的二氧化硅或轻质硫酸钡，按1% 5%重量比分散于光学透明的环氧树脂或光学透明的硅树脂母体形成聚合物的固态光学介质厚膜层，其膜层厚度在Imm 3mm。5.，它是由导光体材料的选择、透明实心几何体(I)形状的加工、光学膜层(2)材料的配置、光学膜层(2)生成四道工艺组成，其特征在于具体操作工艺按下述步骤进行； 第一步:选用符合透光率，雾度，光吸收率要求的导光体材料，测出导光体材料的拆射率； 第二步:再将导光体材料制成需要的各种几何形状的透明实心几何体(1)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种覆盖有光学膜层的异形导光体，它包含透明实心几何体(1)和光学膜层，其特征在于：所述光学膜层为高折射率膜层(8)，扩散膜层（9）；所述透明实心几何体(1)为PMMA材料制成的厚度>1mm的多面体、旋转体或多面体、旋转体相互结合成的异型几何体，其中光源6配置在侧入式结构异型几何体的入射面（3），侧入式结构异型几何体的出光面（4）覆盖高折射率膜层(8)，其余侧入式结构异型几何体的外表面为反射面（5）、其中光源6配置在直下式结构异型几何体的入射面（3），直下式结构异型几何体的出光面，覆盖的是扩散膜层（9），其余直下式结构异型几何体的外表面为反射面（5），导光体导光效率为70%以上；其中，选择平均粒径5nm，比外表面积50?250m2/g的纳米二氧化钛粉体，将其按0.4%的重量比均匀分散于光学透明的环氧树脂或光学透明的硅树脂母体的聚合物中，用溶胶?凝胶法覆盖在出光面(4)上，在低于60°C的温度下经过固化，形成厚度大于0.05mm的固态光学介质厚膜层作为所述高折射率膜层(8)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明番，
申请(专利权)人：吴明番，
类型：发明
国别省市：