一種導光膜及具有該導光膜的發(fā)光組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新的導光膜和發(fā)光組件。本發(fā)明的導光膜，包括導光膜片，所述導光膜片的兩個表面上分別設有第一微透鏡陣列和第二微透鏡陣列，所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上，所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜片內部重疊。利用本發(fā)明的導光膜，當光源照射到第一微透鏡陣列上時，光在第二微透鏡陣列的表面平行出射，發(fā)光均勻，使人眼感覺不到亮點的存在。
【專利說明】一種導光膜及具有該導光膜的發(fā)光組件
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導光膜，尤其涉及一種用于頂發(fā)光LED的導光膜及具有該導光膜的發(fā)光組件。
【背景技術】
[0002]由于LED具有功耗低、亮度高、壽命長等優(yōu)點，目前手機等便攜式產(chǎn)品的按鍵背光及按鈕發(fā)光多采用側發(fā)光LED和導光膜結合的導光方案，雖然這種方案采用較少的光源數(shù)量就能達到良好的導光效果，但是側發(fā)光LED的成本目前仍然高于頂發(fā)光LED，在大規(guī)模應用上存在不足。
[0003]專利申請CN101526194公開了一種用于按鍵背光的導光膜，通過在導光膜上開設導光孔，使得該導光膜可以與頂發(fā)光LED配合構成發(fā)光組件，實現(xiàn)了低成本、低耗電量的需要。
[0004]此方案雖然較好的實現(xiàn)了導光均勻且成本低，但是對光源的擺放位置及結構設計具有一定的限制，如將頂發(fā)光LED放置在導光膜發(fā)光區(qū)域下方時，則會出現(xiàn)明顯的亮點，依靠導光膜很難調試均勻，所以通常需要在結構設計中進行避讓。對于結構空間有限，需要按鈕或鍵盤整面發(fā)光的情形，頂發(fā)光LED和導光膜結合的方式會形成明顯的亮點，達不到均勻發(fā)光的理想效果，此問題已成為亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現(xiàn)有頂發(fā)光LED與導光膜配合的發(fā)光組件由于頂發(fā)光LED的直接照射使導光膜上形成明顯的亮點，造成發(fā)光不均勻的問題，本發(fā)明提供了一種新的導光膜。
[0006]本發(fā)明的導光膜，包括導光膜片，所述導光膜片的兩個表面上分別設有第一微透鏡陣列和第二微透鏡陣列，所述第一和第二微透鏡陣列分別包括多個微透鏡，第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上，第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜片內部重疊。
[0007]本發(fā)明還提供了一種發(fā)光組件，包括光源和導光膜，所述導光膜包括導光膜片，所述導光膜片的兩個表面上分別設有第一微透鏡陣列和第二微透鏡陣列，所述第一和第二微透鏡陣列分別包括多個微透鏡；第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上，第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜片內部重疊；所述光源發(fā)出的光照射導光膜的第一微透鏡陣列，且光源與第一微透鏡陣列的距離為第一微透鏡陣列中單個微透鏡大小的5-250倍。
[0008]本發(fā)明中，當光源與導光膜第一微透鏡陣列的距離遠遠大于單個微透鏡大小的情況下，光源發(fā)出的光近似平行地照射到第一微透鏡陣列的單個微透鏡上，根據(jù)凸透鏡成像原理，平行光經(jīng)過微透鏡后會匯聚到微透鏡的焦平面上或焦深范圍內，形成縮小的實像即微小亮斑。根據(jù)這一原理，當光源發(fā)出的光照射到第一微透鏡陣列上時會在其焦平面上或者焦深范圍內形成多個微小亮斑。本發(fā)明的導光膜第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜內部重疊，即這些在第一微透鏡陣列的焦平面上或者焦深范圍內形成的微小亮斑又會在第二微透鏡陣列的焦平面上或者景深范圍內，根據(jù)凸透鏡成像原理，光源如果位于微透鏡的焦平面或者景深范圍內，經(jīng)過微透鏡后光源發(fā)出的光會以平行光的形式出射，這樣多個微小亮斑發(fā)出的光經(jīng)過第二微透鏡陣列后平行照射人眼，使人不會感覺到亮點的存在。本發(fā)明的發(fā)明人通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，如果第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心在一條直線上，即主光軸重合，則人眼會感覺到亮斑，無法實現(xiàn)發(fā)光均勻的效果。
[0009]本發(fā)明的導光膜構成的發(fā)光組件利用第一微透鏡陣列可以將單個或數(shù)個光源發(fā)出的光轉變?yōu)槎鄠€微小亮斑，且由于第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上，第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜片內部重疊，因此這些微小亮斑作為單個發(fā)光體發(fā)出的光再經(jīng)過第二微透鏡陣列又會轉變?yōu)槠叫泄獬錾?，使整個導光膜發(fā)光均勻且亮度很大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實施例1中發(fā)光組件的立體圖；
圖2為本發(fā)明實施例1中導光膜的剖視圖；
圖3為本發(fā)明實施例1中導光膜的局部放大圖；
圖4為本發(fā)明實施例1中發(fā)光組件的原理圖；
圖5為本發(fā)明實施例2中的導光膜的剖視圖；
圖6為本發(fā)明實施例3中導光膜的立體圖；
圖7為本發(fā)明實施例3中導光膜的剖視圖。
[0011]圖中標記I為第一微透鏡陣列，11為第一微透鏡陣列中的單個微透鏡，2為第二微透鏡陣列，21為第二微透鏡陣列中的單個微透鏡，3為導光膜片，4為光源，5為填充層，O ’為第一微透鏡陣列中單個微透鏡的光心，F(xiàn) ;為第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦點，A ;
B’為第一微透鏡陣列的焦深，O為第二微透鏡陣列的光心，F(xiàn)為第二微透鏡陣列中單個微透鏡的焦點，AB為第二微透鏡陣列的景深，rl為第一微透鏡陣列中單個微透鏡的底面半徑，r2為第二微透鏡陣列中單個微透鏡的底面半徑，hi為第一微透鏡陣列的球冠高度，h2為第二微透鏡陣列的球冠高度，d為導光膜片的厚度。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發(fā)明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明的導光膜包括導光膜片，所述導光膜片的兩個表面上分別設有第一微透鏡陣列和第二微透鏡陣列，所述第一和第二微透鏡陣列分別包括多個微透鏡，第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上，第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜片內部重疊。
[0014]本發(fā)明的導光膜片可以為現(xiàn)有技術中公知的導光材料制成，如PC或PET聚酯薄膜等透明光學材料。所述導光膜片的兩個表面為光源直接照射的表面和發(fā)光表面。所述第一和第二微透鏡陣列由一定數(shù)量的微透鏡排列而成，所述微透鏡為凸透鏡，本發(fā)明對這些微透鏡的數(shù)量和排列形式不做具體限定，只要滿足第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上即可。發(fā)明人通過大量實驗發(fā)現(xiàn)若光心在一條直線上即主光軸重合，則人眼會看到多個亮斑形成，導致發(fā)光不均勻。所述第一和第二微透鏡陣列可以采用與導光膜片相同的導光材料制成，也可采用不同的材料，本發(fā)明不做具體限定，優(yōu)選情況下為與導光膜片相同的材料制成。所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深重疊是指不在一條直線上的重疊，即光源發(fā)出的光經(jīng)第一微透鏡陣列后形成的微小亮斑在第一微透鏡陣列焦深范圍內的平面上同時也在第二微透鏡陣列的景深范圍內的平面上，這樣這些微小亮斑作為單個光源發(fā)出的光經(jīng)過第二微透鏡陣列才會變?yōu)槠叫泄狻?br> [0015]當平行光或者近似平行的光照射到單個微透鏡表面上時在微透鏡的焦平面上可以形成清晰的像點，而且在以焦點為中心沿著主光軸上下移動一段距離的平面上也可形成較清晰的像點，這一距離即為第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深。
[0016]反之，當光源位于微透鏡焦平面上的焦點附近時，經(jīng)過微透鏡后光源發(fā)出的光會以平行光或近似平行的光出射，而且當光源位于以焦點為中心沿著主光軸上下移動一段距離的平面上時其發(fā)射的光經(jīng)過微透鏡后也能以平行光或近似平行的光出射，這一距離即為第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深。
[0017]優(yōu)選情況下，所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同，所述第二微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同。第一微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同，則其中所有單個微透鏡的焦點均位于同一平面上，形成第一微透鏡陣列的焦平面。同理，第二微透鏡陣列中所有單個微透鏡的焦點也均位于同一平面上，形成第二微透鏡陣列的焦平面。
[0018]優(yōu)選情況下，所述第一和第二微透鏡陣列的焦平面在導光膜片內部重合。此處所說的重合是指第一和第二微透鏡陣列的焦平面位于同一平面上，即第一和第二微透鏡陣列的焦距之和恰好等于導光膜片的厚度。這樣光源發(fā)出的光經(jīng)過第一微透鏡陣列后成像在第一微透鏡陣列的焦平面上，形成無數(shù)個微小亮斑；而第一微透鏡陣列的焦平面同樣也是第二微透鏡陣列的焦平面，這些微小亮斑經(jīng)過第二微透鏡陣列后可以平行出射，發(fā)光亮度大且整個表面發(fā)光均勻，不會出現(xiàn)明顯的亮點。
[0019]優(yōu)選情況下，所述第一和第二微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同且焦平面在導光膜片內部重合。此處所說的重合是指第一和第二微透鏡陣列的焦平面位于同一平面上，即第一和第二微透鏡陣列的焦距之和恰好等于導光膜片的厚度。此時，第一微透鏡陣列的焦深恰好等于第二微透鏡陣列的景深，第一和第二微透鏡陣列的焦平面恰好將導光膜片平均分成兩份。當光源發(fā)出的光經(jīng)過第一微透鏡陣列后在其焦平面上形成多個微小亮斑，第一微透鏡陣列的焦平面同樣也是第二微透鏡陣列的焦平面，這些微小亮斑經(jīng)過第二微透鏡陣列以更接近平行光的形式出射，使得整個導光膜發(fā)光更均勻。
[0020]優(yōu)選情況下，所述第一和第二微透鏡陣列中的單個微透鏡為球冠狀，包括頂面和底面，所述頂面為球面，底面為圓形平面；底面半徑在0.05-0.3mm之間，相鄰兩微透鏡的間距在0.1-0.65mm之間。所述單個微透鏡的底面為與導光膜片連接的平面，頂面為接受光源照射的一面或者發(fā)光面。由于光源與第一微透鏡陣列的距離要遠大于單個微透鏡的大小才能使光源發(fā)出的光近似平行地照射到第一微透鏡陣列中的單個微透鏡上，考慮到空間結構的限制，光源與導光膜的距離不能太遠，因此單個微透鏡需要做的很小。所述相鄰的單個微透鏡之間的距離不能太大，否則同樣會形成明顯亮點，造成發(fā)光不均勻。同時由于光經(jīng)過單個微透鏡后所形成的微小亮斑不一定在微透鏡的焦點或主光軸上的焦深范圍內，還有可能在焦平面或焦深范圍內的平面上稍微偏離主光軸的其他位置，又由于第一和第二微透鏡陣列中的單個微透鏡的光心均不在一條直線上，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在單個微透鏡的底面半徑在
0.05-0.3mm之間時若單個微透鏡之間的間距設置成在0.1-0.65mm之間，則光經(jīng)過第一微透鏡陣列后形成的微小亮斑剛好在第二微透鏡陣列中單個微透鏡焦點上的概率更大即更接近焦點的位置，從而使經(jīng)過第二微透鏡陣列后出射的光更接近于平行光，使發(fā)光更均勻。
[0021]假設所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的球冠高度為hl，底面半徑為rl，第二微透鏡陣列中單個微透鏡的球冠高度為h2，底面半徑為r2，所述整個導光膜的折射率為n，導光膜片的厚度為d，優(yōu)選情況下滿足關系式
【權利要求】
1.一種導光膜，包括導光膜片，其特征在于，所述導光膜片的兩個表面上分別設有第一微透鏡陣列和第二微透鏡陣列，所述第一和第二微透鏡陣列分別包括多個微透鏡，第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上，第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜片內部重疊。
2.根據(jù)權利要求1所述的導光膜，其特征在于，所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同，所述第二微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同。
3.根據(jù)權利要求2所述的導光膜，其特征在于，所述第一和第二微透鏡陣列的焦平面在導光膜片內部重合。
4.根據(jù)權利要求1所述的導光膜，其特征在于，所述第一和第二微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同且焦平面在導光膜片內部重合。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的導光膜，其特征在于，所述第一和第二微透鏡陣列中的單個微透鏡為球冠狀，包括頂面和底面，所述頂面為球面，底面為圓形平面；底面半徑在0.05-0.3mm之間,相鄰兩微透鏡的間距在0.1-0.65mm之間。
6.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的導光膜，其特征在于，所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的球冠高度為hi，底面半徑為rl，第二微透鏡陣列中單個微透鏡的球冠高度為h2，底面半徑為r2，所述整個導光膜的折射率為n，導光膜片的厚度為d，則滿足關系式
7.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的導光膜，其特征在于，所述導光膜片的兩個表面上還設有填充層，所述第一和第二微透鏡陣列位于填充層內，所述填充層的折射率小于導光膜的折射率。
8.一種發(fā)光組件，包括光源和導光膜，所述導光膜包括導光膜片，其特征在于，所述導光膜片的兩個表面上分別設有第一微透鏡陣列和第二微透鏡陣列，所述第一和第二微透鏡陣列分別包括多個微透鏡；第一微透鏡陣列中單個微透鏡與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的光心均不在一條直線上，第一微透鏡陣列中單個微透鏡的焦深與第二微透鏡陣列中單個微透鏡的景深在所述導光膜片內部重疊；所述光源發(fā)出的光照射導光膜的第一微透鏡陣列，且光源與第一微透鏡陣列的距離為第一微透鏡陣列中單個微透鏡大小的5-250倍。
9.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的大小相同，所述第二微透鏡陣列中單個微透鏡的大小相同。
10.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述第一和第二微透鏡陣列的焦平面在導光膜內部重合。
11.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述第一和第二微透鏡陣列中單個微透鏡的形狀大小相同且焦平面在導光膜片內部重合。
12.根據(jù)權利要求8至11中任意一項所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述第一和第二微透鏡陣列中的單個微透鏡為球冠狀，包括頂面和底面，所述頂面為球面，底面為圓形平面；所述單個微透鏡的底面半徑在0.05-0.3mm之間,相鄰兩微透鏡的間距在0.1-0.65mm之間。
13.根據(jù)權利要求8至11中任意一項所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述第一微透鏡陣列中單個微透鏡的球冠高度為hi，底面半徑為rl，第二微透鏡陣列中單個微透鏡的球冠高度為h2，底面半徑為r2，所述整個導光膜的折射率為n，導光膜片的厚度為d，則滿足關系式.
14.根據(jù)權利要求8至11中任意一項所述的發(fā)光組件，其特征在于，所述導光膜片的兩個表面上還設有填充層，所述第一和第二微透鏡陣列位于填充層內，所述填充層的折射率小于導光膜的折射率。
【文檔編號】G02B6/00GK103513320SQ201210217146
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月28日 優(yōu)先權日:2012年6月28日
【發(fā)明者】宋新新 申請人:比亞迪股份有限公司