[发明专利]一种覆盖有光学膜层的异形导光体

说明书

技术领域

本发明涉及一种导光体，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领域。

背景技术

由中国发明专利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.No.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.No.5461547、U.S.Pat.No.5359691、U.S.Pat.No.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 optical films》，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。

发明内容

本发明针对以上不足，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。

本发明是通过下述技术方案实施的

一种覆盖有光学膜层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>1mm的透明实心几何体1外表面；实心几何体1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1版《立体构成》P10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1内部的外表面。出光面4指的是入射到实心几何体1内部的光线从实心几何体1内部出射的外表面。

所述实心几何体1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：