[发明专利]导光膜片

说明书

技术领域

本发明是涉及一种导光膜片(Lightguidingfilm)，特别是涉及一种可将光 线直接从膜片表面导入膜片内部，使光线沿着内部传递的导光膜片。

背景技术

一般中小尺寸的背光源，包括手机、PDA、数字相机等，均采用侧光导 光式的背光模块为主，由于小尺寸要求轻薄短小甚至是可挠曲化，薄型化是 产品设计的趋势，背光源组也是不断的缩减其厚度，超薄的导光膜为目前各 国技术发展的主要着眼点，市面上充斥许多低效率或无效的导光膜产品，仅 提供光扩散、反射或部分光耦合的效果，无法有效将光源导入膜片中，另外 受限于产品价值，如何以简易的方法，制造出膜片厚度<500um的超薄导光膜 片，首先要解决的是光如何导入到薄的膜片中，传统导光厚板由于有较大面 积截面，可以利用侧光引入的方式，光源与膜片方向平行，光线经过界面自 然会耦合进入膜片，在膜片中传递，另外光源上，CCFL冷阴极管发出光束 的光型较为发散，LED光束光型较为集中，所以LED所使用的导光板可以较 薄，不过当光束大小超过膜片厚度时，就无法直接将LED耦光入膜片，只能 使用强迫耦光与聚焦等较为复杂高成本的手段处理，很难实现物美价廉的超 薄型导光膜片。

一般导光板所见的导光方式如美国专利US6259854所示，由厚导光板 侧边截面方向导入光源，光线引入后在导光板内进行全反射，光线的引出则 是利用楔型板加表面网点印刷等方式或平板搭配表面光学微结构布局等，当 导光板厚度小于光源范围时，光线就很难导入导光板中，需通过其它的设计 来将光导引至膜片当中。公知技术SID‘03DIGEST,2003,p1259-1261公开了 一种利用膜片转折的方式，将光源由膜片背后侧面引入，经过反射后将光组 件间接导入正面的膜片，这样的设计会增加封装的复杂度与光能量的损耗， US2006/0262564则利用皇冠型的LED光学帽子，将LED发出的光折射成进 入膜片的截面，通过底部传导后再反射到正向的光学出光膜片，这样的设计 非但无法降低背光模块厚度，更会增加复杂性与成本。美国专利US5883684 为完全包覆型的侧光式导光膜片，以反射层将光源强迫反射到膜片当中，光 线在这样的反射折射中会大量损耗能量，在散热与效率上会有影响。美国专 利公开案US2005/0259939为将导光膜片弯曲，光线还是由膜片的截面进入， 再曲折到表面的膜片发光层，这样的设计会除了在封装上的问题外，并未解 决光线如何进入较薄膜片的问题。美国专利公开案US2004/061440为薄型导 光膜的专利图形，将LED装置在膜片表面，利用遮光与反射层将光线行进方 向压缩与膜片平行，光线在膜片的上方前进，遇到表面的网点等结构再改变 方向，发散出来，这样的设计可以将膜片薄型化，不过并不是直接将光线耦 合到膜片里面，所以当膜片弯曲时，光线就无法沿着膜片表面前进，表面的 光学设计就会失效，而日本专利公开案JP2000249837利用taper(逐渐变小) 的方式，将侧光渐渐导入较薄的膜片中，这样的技术效率会因为背向反射而 大幅损失光亮度并且需要较长的耦合距离，美国专利公开案US2004/202441 将导光板中间制作出一个缺口与光源结合，基本上还是利用膜片的截面将光 源导入膜片当中，当导光板厚度变薄时，同样会遇到耦光的问题，期刊Applied OpticsApril2006Vol.45No.12与OpticsExpress2008March2007/Vol.15No. 5公开了利用绕射光学的方式，利用细微的光栅，将垂直入射膜片的光线， 经由绕射，光行进方向转换成与膜片平行，将光耦合至膜片当中，这样的光 栅设计需要很复杂的光学设计与高精度的光栅加工技术，耦合效率很容易随 精度的差异而不同，因此很难利用到商业生产中。

发明内容

因此，本发明目的在于提供一种光学微结构，在导光膜片的厚度远小于 光源尺寸的情况下，直接由膜片表面(厚度方向)将光耦合至导光膜片的构 造。

本发明利用微光学结构与光导原理，将LED光源直接由膜片表面耦合 到导光膜片内，导光膜片厚度由100um-500um之间，过程不需要对位 (alignment)或聚光(concentration)，仅需近距离将光源直接照射在光扩散的 微结构，即可以透过微结构折射后角度的控制，将光线引入塑料薄片当中。

本发明的导光膜片的一较佳实施例包括一种导光膜片，包括：

一本体，具有一与空气交界的第一面、一与该第一面相对的第二面、以 及一边缘；