光轉向膜及光源裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種光轉向膜，用于使來自面光源向所述光轉向膜入射的光，通過所述光轉向膜出射時其最大強度方向發生偏轉，所述光轉向膜包括透明基片，以及在所述基片的上表面由可光聚合材料聚合形成的多個光轉向結構；其中，每個光轉向結構為具有兩個側面的條狀凸起，其特征在于，通過光轉向結構第一側面半高度位置并與第一側面相切的平面，與所述基片的上表面形成5度至75度的第一夾角，通過光轉向結構第二側面半高度位置并與第二側面相切的平面，與所述基片的上表面形成30度至135度的第二夾角，并且所述第一夾角不等于第二夾角。本發明專利技術能夠有效利用光源所發出的光，達到最佳的顯示和節能效果。

Light steering film and light source device

The invention discloses a light redirecting film, used to make from the surface light source to the light to the film light incident through the light to the film exit the maximum intensity and direction deflection, the optical turning film includes a transparent substrate, and on the surface of the substrate by photopolymerization polymeric material and form a plurality of light steering structure; the structure of each light steering bar bulges with two sides, characterized by light steering structure of the first side of the half height position and tangent plane and the first side, the first angle and formed on the surface of the substrate 5 degrees to 75 degrees. Through the light steering structure of the second side of the half height position and tangent plane and the second side, and the substrate is formed on the upper surface of the second angle 30 degrees to 135 degrees, and the first angle angle is not equal to second. The invention can effectively utilize the light emitted by the light source to achieve the best display and energy saving effect.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種光轉向膜，具體而言，涉及使面光源的最大強度出光方向發生偏轉的光轉向膜，以及包含所述光轉向膜的光源裝置。
技術介紹
液晶顯示和LED照明正獲得越來越廣泛的應用。通常情況下，液晶顯示器的背光源所發出的光，在垂直光源平面的方向具有最大的強度，偏離光源平面垂直方向的光強則隨著偏離角度的增加而逐漸減小。LED平面照明光源也是如此。圖1為現有技術面光源的一種示例。如圖1所示，發光體101a(如LED)安裝在一導光片102a的側邊。發光體101a發出的光直接耦合進入導光片，或通過發光體周圍的反射面103a反射后再耦合進入導光片。進入導光片的光通過導光片中密度漸變的網點或微結構的作用，從導光片+Z方向離開導光片；或經反射面104a反射后，再次進入導光片而后從導光片+Z方向的表面離開。離開導光片的光經下置擴散膜105a、方向垂直的棱鏡膜106a和107a及上置擴散膜108a，從光源出射。光源的發光面位于XY平面上。從光源發出的光具有與光源相應的角度分布，其光強最大的方向(Z方向)垂直于光源平面，即，光線傳播方向與Z方向所成角度τ為0°的方向，如圖1中109a所示。110a示出從光源發出的不同方向(不同τ值)光線強度與角度之間的關系，對應τ＝0°的角度，光線強度為最大值；偏離τ＝0°的方向，光線強度逐漸降低。圖2為現有技術面光源的另一種示例。參照圖2，發光體101b(如LED)安裝在光源腔體102b上，發光體發出的光直接或經由光源腔體102b的反射后，通過擴散片103b從光源出射。光源的發光面位于XY平面上。類似地，如圖2中104b所示，光源所發出強度最大的光線方向(Z方向)與光源平面垂直，位于光線傳播方向與Z方向所成角度τ為0°的方向。105b描述從光源發出的不同方向(不同τ值)光線強度
與角度的關系，對應τ＝0°的角度，光線強度最大；偏離τ＝0°的方向，光線強度逐漸降低。本申請中，將此類所發出強度最大的光線方向垂直于光源平面的光源，稱為垂直光源。目前，上述垂直光源滿足了部分顯示和照明應用的需求。但是，很多應用因受空間或設計效果的限制，需要面光源所發出光的最大強度方向偏離垂直光源平面的方向。例如，在飛機、汽車等交通工具中，顯示器通常安裝在偏離駕駛員正視方向的位置。若將顯示器的光源強度最大方向設定在偏離光源平面垂直方向的駕駛員視角方向上，則可獲得最佳的顯示和節能效果。又如，在LED照明中，為達到特定的照明效果，如特定的產品展示效果，也需要光從特定方向照射。可以看出，在顯示和照明領域，亟需一種出光方向偏離光源平面垂直方向的面光源。
技術實現思路
針對現有技術的上述缺陷，本專利技術的目的在于，提供一種使面光源的最大強度出光方向發生偏轉的光轉向膜及轉向光源。根據本專利技術的第一方面，提供一種光轉向膜，用于使來自面光源向所述光轉向膜入射的光，通過所述光轉向膜出射時其最大強度方向發生偏轉，所述光轉向膜包括透明基片，以及在所述基片的上表面由可光聚合材料聚合形成的多個光轉向結構；其中，每個光轉向結構為具有兩個側面的條狀凸起，其特征在于，通過光轉向結構第一側面半高度位置并與第一側面相切的平面，與所述基片的上表面形成5度至75度的第一夾角，通過光轉向結構第二側面半高度位置并與第二側面相切的平面，與所述基片的上表面形成30度至135度的第二夾角，并且所述第一夾角不等于第二夾角。在第一方面中，優選的是，所述第一夾角為10度至60度，所述第二夾角為60度至120度。優選的是，所述多個光轉向結構彼此相鄰布置，并且其中的每一個光轉向結構從所述基片上表面的一端貫穿至另一端。優選的是，所述多個光轉向結構為單一周期的結構。優選的是，所述多個光轉向結構為兩個或兩個以上周期的結構。優選的是，所述多個光轉向結構為非周期性的結構。優選的是，所述每個光轉向結構的底面的長度至少大于其寬度的兩倍，所述多個光轉向結構在所述基片的上表面隨機布置。優選的是，所述光轉向結構由平行半角為0度至10度的能量輻射，以與所述基片的垂直方向呈10度至85度夾角的方向，照射涂覆于基片上表面的可光聚合材料而形成。根據第二方面，提供一種光源裝置，包括一面光源，以及如上述第一方面所述的光轉向膜；所述光轉向膜的基片下表面位于面光源的出光面上。在第二方面中，優選的是，所述面光源發出的強度最大的光線方向垂直于其出光面。優選的是，所述光源裝置還包括介質層，所述介質層位于所述面光源與光轉向膜之間。根據第三方面，提供一種光源裝置，包括：面光源，所述面光源發出的強度最大的光線方向垂直于其出光面；如上述第一方面所述的光轉向膜，所述光轉向膜的多個光轉向結構鄰近所述面光源的出光面，其基片背向面光源放置；以及硬化層，位于所述光轉向膜的基片下表面上。本專利技術的光轉向膜，能夠使面光源的最大強度出光方向發生偏轉。相應地，在光源裝置中增設所述光轉向膜，使得液晶顯示和LED照明領域中的大量應用，不再受空間或設計效果的種種限制，從而有效地利用了光源(尤其是垂直光源)所發出的光，達到最佳的顯示和節能效果。附圖說明圖1為現有技術面光源的一種示例；圖2為現有技術面光源的另一種示例；圖3示出了本專利技術一實施例的光轉向膜；圖4為圖3所示光轉向膜在YZ平面的截面圖；圖5示出了本專利技術另一實施例的光轉向膜；圖6示出了本專利技術又一實施例的光轉向膜；圖7為用于制作圖3所示光轉向膜的掩膜板圖案；圖8為用于制作圖6所示光轉向膜的掩膜板圖案；圖9為光轉向膜示例制作方法的示意圖；圖10示出了示例光轉向膜的制作過程；圖11示出了本專利技術一實施例的光源裝置；圖12示出了本專利技術另一實施例的光源裝置。具體實施方式為更好地理解本專利技術，下文以實施例結合附圖對本專利技術作進一步說明。參照圖3，圖3示出了本專利技術一實施例的光轉向膜。該光轉向膜位于XY平面上，它包括透明基片301，以及位于基片301上表面的多個光轉向結構302。多個光轉向結構302彼此相鄰布置，其中的每一個光轉向結構從基片上表面的一端貫穿至另一端。并且，每個光轉向結構302為具有兩個側面的條狀凸起，由可光聚合材料接受傾斜能量輻射后形成。圖4為圖3所示光轉向膜在YZ平面的截面圖。如圖4所示，光轉向結構302為周期為p的周期性傾斜結構。401為光轉向結構302的放大局部。光轉向結構302凸起于基片上表面，包含兩個不同傾斜角度的側面。結構最高處P與結構最低處V之間的高度為H，H優選為5-200微米，進一步優選為10-100微米。結構最低處V與基片上表面之間的距離為D，可為大于或等于0的數值。距離D等于0的情況下，結構最低處V的表面為未聚合的可光聚合材料被除去后暴露出的基片表面。距離D大于0的情況下，結構最低處V的表面為未聚合的可光聚合材料被除去后而留下的已固化可光聚合材料。距離D可通過光轉向膜的制作工藝參數，如能量輻射的照度、時間、可光聚合材料涂層厚度等實現調整和優化。距離D優選為0-100微米，進一步優選為0-20微米。圖4中，示例光轉向結構302的兩個側面，可通過側面半高度位置的切面來精確描述。第一側面半高度位置0和第二側面半高度位置0’，分別為光轉向結構302在相應側面上H/2的位置。AB表示通過第一側面半高度位置0并與第一側面在此處相切的平面。AB與基片上表面所成角度為α。A’B’表示通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光轉向膜，用于使來自面光源向所述光轉向膜入射的光，通過所述光轉向膜出射時其最大強度方向發生偏轉，所述光轉向膜包括透明基片，以及在所述基片的上表面由可光聚合材料聚合形成的多個光轉向結構；其中，每個光轉向結構為具有兩個側面的條狀凸起，其特征在于，通過光轉向結構第一側面半高度位置并與第一側面相切的平面，與所述基片的上表面形成5度至75度的第一夾角，通過光轉向結構第二側面半高度位置并與第二側面相切的平面，與所述基片的上表面形成30度至135度的第二夾角，并且所述第一夾角不等于第二夾角。

【技術特征摘要】
1.一種光轉向膜，用于使來自面光源向所述光轉向膜入射的光，通過所述光轉向膜出射時其最大強度方向發生偏轉，所述光轉向膜包括透明基片，以及在所述基片的上表面由可光聚合材料聚合形成的多個光轉向結構；其中，每個光轉向結構為具有兩個側面的條狀凸起，其特征在于，通過光轉向結構第一側面半高度位置并與第一側面相切的平面，與所述基片的上表面形成5度至75度的第一夾角，通過光轉向結構第二側面半高度位置并與第二側面相切的平面，與所述基片的上表面形成30度至135度的第二夾角，并且所述第一夾角不等于第二夾角。2.如權利要求1所述的光轉向膜，其特征在于，所述第一夾角為10度至60度，所述第二夾角為60度至120度。3.如權利要求1所述的光轉向膜，其特征在于，所述多個光轉向結構彼此相鄰布置，并且其中的每一個光轉向結構從所述基片上表面的一端貫穿至另一端。4.如權利要求3所述的光轉向膜，其特征在于，所述多個光轉向結構為單一周期的結構。5.如權利要求3所述的光轉向膜，其特征在于，所述多個光轉向結構為兩個或兩個以上周期的結構。6.如權利要求3所述的光轉向膜，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：路志堅，巫一平，
申請(專利權)人：博昱科技丹陽有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32