导光片及背光源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导光片，具体而言，涉及一种用于侧光式背光源装置中的导光片，以及包含该导光片的背光源装置。
【背景技术】
[0002]在液晶显示器中，导光片是侧光式背光源装置中所不可缺少的光学元件。在这样的背光源装置中，通过制作在导光片表面上的微结构或散射点、在邻近导光片背面反射片的辅助下(此外，还可借助放置于导光片出光面上方的扩散膜和聚光膜)，导光片使来自其侧面的光，转变为向液晶显示器面板的背面照射的面光源，该面光源相对均匀并具有一定的角度分布。
[0003]目前，广泛使用的导光片通常是，在透明的基材表面上以丝网印刷、喷墨打印方式来制作散射点；或者采用本申请人在专利文献CN102621624A(2012年8月I日公开)、CN102681083A(2012 年 9 月 19 日公开)、CN102692673A (2012 年 9 月 26 日公开)中所披露方法来制作微结构导光片。随着液晶显示器日趋向薄型化方向发展，导光片上散射点或微结构的尺寸也随之要求减小。然而，由于小尺寸的散射点或微结构与透明基材的接触面积较小，在光源产品的信赖性试验或使用过程中，它们就容易从基材表面上脱落。
[0004]可以预见的是，在液晶显示器进一步向薄型化发展的过程中，亟需一种能克服上述缺陷的导光片。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种使小尺寸微结构不易从导光片上分离、脱落的导光片结构，以适应液晶显示器日趋薄型化发展的需求。
[0006]本发明的上述目的通过提供导光片以及背光源装置而实现。
[0007]根据第一方面，提供一种导光片，用于侧光式背光源装置中，光源发出的光经其入光侧面入射导光片，所述导光片包括:具有光学透明特性的基材；位于所述基材表面的结构层，由聚合物材料构成，其厚度在I微米至100微米的范围内；以及分布于所述结构层之上的多个微结构，其中，单位面积内所述微结构的底面面积总和所占比例，沿光入射方向在0.05%至80%的范围内变化。
[0008]在第一方面中，优选的是，所述结构层的厚度在2微米至30微米的范围内。
[0009]优选的是，所述结构层上微结构之间的表面为凹凸表面，其中凸起的高度小于所述微结构高度的二分之一。进一步优选的是，所述凸起的高度小于所述微结构高度的四分之一O
[0010]优选的是，所述结构层上微结构之间的表面为光滑表面。
[0011]优选的是，所述导光片，通过采用由结构层掩模板图案和微结构掩模板图案叠加形成的掩模板图案而制作。
[0012]优选的是，所述结构层和微结构，通过由可光聚合材料接受能量辐射聚合而同时形成。
[0013]根据第二方面，提供一种背光源装置，包括上述第一方面中的导光片；在所述导光片的入光侧面配置的光源；以及反射片，位于所述导光片的微结构上方，或者位于所述导光片的底面下方。
[0014]根据第三方面，提供一种背光源装置，包括上述第一方面中的导光片；在所述导光片的一个角落配置的光源；以及反射片，位于所述导光片的微结构上方，或者位于所述导光片的底面下方。
[0015]按照本发明，导光片提供了结构层与基材的面接触，使得结构层与基材、微结构与结构层之间均具有较好的附着特性。在通常的产品使用条件下或信赖性试验中，结构层不与基材分离、脱落，并且微结构不与结构层分离、脱落。
【附图说明】
[0016]图1为本发明一实施例的背光源装置的结构示意图；
[0017]图2为本发明另一实施例的背光源装置的结构示意图；
[0018]图3为图1示例中导光片在XZ平面的截面图；
[0019]图4为本发明又一实施例的背光源装置在XZ平面的截面图；
[0020]图5a为示例结构层掩模板图案；
[0021]图5b为不例微结构掩模板图案；
[0022]图5c为不例导光片掩模板图案；
[0023]图6示出了基材上涂层接受能量辐射而聚合的材料混合物。
【具体实施方式】
[0024]为更好地理解本发明，下文以实施例结合附图对本发明作进一步说明。附图中，相同的标记表不同一部件或结构。
[0025]参照图1，图1示出了本发明一实施例的背光源装置。该装置中，LED光源108在YZ平面上呈直线排布，邻近导光片的入光侧面104配置；反射片107设置于导光片底面106的下方。
[0026]导光片包括基材101、位于基材表面的结构层102，以及分布于结构层102之上的多个微结构103。其中，导光片基材101为具有光学透明特性的材料，例如，采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸脂(PC)、透明玻璃等材料。基材材料并不受特别限制，任何具有光学透明特性的材料均适用。这里，基材101的厚度由光源模组的厚度决定，并受光源的尺寸，如LED出光侧尺寸的限制。例如，基材101的厚度可在0.1毫米?3毫米的范围内选择，优选的范围是0.2毫米?2毫米。随着LED光源的尺寸进一步向小型化方向发展，基材也可选择上述范围下限之外的厚度。
[0027]结构层102也具有光学透明特性，其厚度通常远小于基材101的厚度。可在I微米?100微米的范围内选择合适的结构层厚度，优选地，可在2微米?30微米的范围内选择。结构层102可采用与基材101不同的材料。例如，构成结构层的材料包括接受能量辐射后固化的可光聚合材料。可以看出，导光片提供了结构层102与基材101的面接触，结构层102与基材101具有较好的附着特性。
[0028]微结构103的底部与结构层102相连接。微结构103可采用与结构层102相同的材料。如下文所描述，两者可通过相同的制作步骤同时制作。例如，基材101采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，结构层102和微结构103由可光聚合材料同时接受能量辐射聚合而形成。因此，微结构103与结构层102具有较好的附着特性，不易从结构层上分离、脱落。
[0029]在图1的示例中，微结构103为具有圆形或椭圆形底面和非平面状弯曲侧面的结构体。然而，微结构也可包括截面为三角形的微棱镜，或者具有其他合适的形状。微结构103的表面可为光滑表面，或为含有表面细微结构的粗糙表面。适用于本发明导光片的微结构并不局限于上述特定的形状、大小及表面特征，任何对光具有折射或散射作用的微结构都可用于本发明的实施，这对于本领域技术人员而言是易于理解的。
[0030]如图1所示，从LED光源108发出的光经其入光侧面104进入导光片，随即经由微结构103或者结构层表面105的折射、散射或全反射作用，入射光从微结构103、结构层表面105、或者导光片底面106离开导光片；从底面106离开导光片的光经反射片107反射后再次进入导光片，部分光线将从结构层表面105或微结构103离开导光片。在入射光的传播过程中，部分光线由于微结构的作用而离开导光片，因而在导光片内沿+X方向传播的光能量逐渐减小。为此，结构层102上多个微结构103的密度需沿光入射方向逐渐增加，即，微结构103的密度沿+X方向逐渐增加。具体而言，单位面积内微结构底面面积的总和所占比例，沿光入射方向(X方向)可在0.05%至80%的范围内变化。优选地，上述比例可在1%至50%的范围内变化。所述变化范围与光在X方向需要传播的距离等参数相关。在X方向需要传播的距离越长，上述比例的变化范围越大。这样设置微结构的目的在于，使得从不同位置离开导光片的光能量大体一致，达到整个面光源亮度基本均匀。
[0031]参照图2，图2示出了本发明另一实施例的背光源装置。其中，与图1示例中相同的部分不再赘述。不同的是，在这一侧光式背光源装置中，LED光源108配置于导光片的一个角落，从光源108发出的光经弯曲的入光侧面104进入导光片。该示例中，分布于结构层102之上的微结构103采用截面为三角形的微棱镜结构体，其密度仍需沿光入射方向逐渐增加，即，随离光源距离的增加而逐渐增加。如将光源处设为坐标系的原点，微结构103的密度则随(x2+y2)1/2的增加逐渐增加。例如，单位面积内微结构底面面积的总和所占比例可在0.05%至80%的范围内变化。进一步，优选的变化范围为1%至50%。这样，入射光传播过程中逐渐减小的光能量就得以弥补。
[0032]需要指出，导光片结构层102的表面，一部分与微结构103相连，或为微结构103的底面；此外，所述表面尚包含较大面积的导光微结构103之间的区域，如图1中105的位置所示。优选地，该区域含有细微的凹凸表面。参照图3，图3示出了图1示例中的导光片在XZ平面的截面。101所示为所述导光片的基材，102表示结构层，103表示微结构，其密度沿+X方向逐渐增大。104表不邻近光源(未不出)的导光片入光侧面。105为包含细微凹凸表面的导光微结构之间的区域，其中，凸起的分布可设计成均匀的，或者非均匀的，二者皆能达到本发明的实际效果。
[0033]图3中，301为放大的上述细微凹凸表面的局部。d表示结构层102的厚度，H表示微结构103的高度，h表示微结构之间细微凹凸表面凸起的高度。其中，细微凹凸表面凸起的高度h显著小于微结构的高度H。例如，优选地，h/H小于1/2。进一步优选地，h/H小于1/4。本发明导光片中，虽然上述细微凹凸表面将引起部分光线离开导光片，但是，离开导光片的光能量分布主要由微结构103控制。由于细微凹凸表面而引起的导光片内传播光能量的变化，可在设定微结构的密度分布时加以修正。比如，若某一区域内细微凹凸表面引起的离开导光片的光能量较大，则可降低该区域内微结构的密度。
[0034]可替代地，上述结构层上微结构之间的区域，也可为光滑表面。光滑