专利名称：具细微镜面结构的光学组件的制作方法
技术领域：
具细賴:镜面结构的光学组件技术领城本实用新型关于一种具细微镜面结构的光学组件，尤其指 一种使用于光电系统中，用于达成光学效果的具细微镜面结构 的光学组件。
背景技术：
在光电系统之中，经常需要使用其上具有细微镜面结构的光学组 件，以达到光反射、折射、散射或绕射等光学效杲，如LCD显示器背 光模块中所用的导光板、PDA显示面板所用的前光板、投影电视上的 显示屏等，其仍是利用光学组件上的细微镜面结构以达到导光或改变 光线路径的光学效果。而传统具细樹 镜面结构的光学组件中，部分组件的细^:镜面结构 是以呈长条状沟槽或凸起的形式，如图3所示，其为投影电视上的显 示屏幕，该光学组件30的细微结构为两面皆具备有长条状平行分布的 圓弧凸起31，如图4所示，其为LCD显示器背光模块所使用的导光板 40，该导光板40乃在楔形的PMMA板上，有长条平行分布的V形沟 槽41。而该传统具细微镜面结构的光学组件制作形成方式， 一般是以钻 石车刀在铜、铝或塑料等基材上切削刻划。而切削后所得到的截面形 状与车刀的形状一致。如图5A所示，若车刀51为V尖锐状，则所切 削刻划后的沟槽截面形状就为V型；如图5B所示，若车刀53的形状 为弧形结构，则所切削刻划出的沟槽截面形状便为圓弧形。而经切削 完成后的基材50、 52.可以直接作为模仁使用，利用射出成型、热压成 型或浇注成型方式，以得到所要的光举组件，惟此时成型的光举组件 细微结构与模仁刚好相反，即模仁的凹入部分，则成品便为凸起部分， 模仁的凸起部分，品便为凹入部分。亦可将模仁经由电铸等方式翻铸后，再将翻铸件作为模仁使用。由钻石车刀切削刻划后的沟槽，其表 面可以达到很高的镜面性及形状精度，因此成形后的组件亦同样具有 很高的镜面性及形状精度。目前具细微镜面结构的光学组件，大部分其每个细微镜面结构不是只有一个面就是只有由两个面构成。如图6所示，其导光体60上的 圆弧沟槽61便是呈现单一圆弧面的构造，而图7所示的导光体70沟 槽则为V形沟槽71结构，该V形沟槽71则是具有两个平面的结构。 习用传统组件中，就算是有多面构成的细微结构，其每个结构都是一 样，没有改变。如图8A、 B所示，该光学组件的组件的条形细微结构 均具备有相同的形状，而非图8C般呈现不同形状的条形细微结构。一个面或两个面，在引导光线行经的能力较不具自由度而较难依光学 设计的要求来控制光线方向与分布，现请参看图9A、 B所示，图9A 为具两个面的细孩i结构，图9B为具三个面的细^f效结构，图9A中，光 线的方向控制就无法如同图9B所示有较大的弹性以符合光学设计的要 求。如图9C所示，若该细微结构为圓弧性，虽然光线可以引导至不同 的方向，但因为为圆弧形，所以光线的引导方向，仍受到一定关的限 制而无法独立控制；另外，圆弧球面状的细微结构面制作困难，成本 高，且精度不易控制，若球面形状的精度制作不佳，则反而容易使得 光线控制产生误差。再者，若光学组件上各个细微结构形状都一致，使得进入该光学 组件光线的行进及分布无法符合光学设计的要求。如第图IOA所示， 由于光学组件任何地方的细微结构形状均相同，因此光线的控制便不 如图IOB所示，于不同位置有不同细微结构能有更佳的光线控制弹性，可更符合光学设计的需求。以液晶显示器所用的背光模块为例，在LCD背光模块当中，需将 点光源(如LED)或是线光线(如阴极射线管)经由导光板的作用而转化成为面光源，为达此一目的，导光板必须具有能利用反射、折射、散射 等效应进而引导光线达到分散、分配的效果。而目前较普遍的做法便是在透明材质的导光板上安置众多的微小结构，当光线由透明导光板 侧方射入的后，即利用分布在导光板上的微小结构，使得光线经由反 射、折射及散射等效应而使光线能有效均匀的由透明的导光板面透出。 透出板面的光线辉度越大、均匀度越高，即表示此导光板的效能 越好。透出板面的光线辉度越大、均勾度越高，即表示此导光板的效能 越好。如图ll所示，该类的导光板多于成型后的透明压克力板上印刷网点81,该网点81即是前述的微小结构，当光线由导光板80侧边射入 导光板80,经过若干次的全反射后，若投射至导光板80的印刷网点 81上，《更会形成散射效果而改变光线行进方向，并透出板面。运用此 项原理便可以达到导光板80的侧面进光，正面均匀出光的功效。然而， 因印刷的网点81对光线行进方向的控制不佳，使得导光板80的辉度 及均匀度不高。如图12所示，此为于导光板90上具V形沟槽的形式，光线在由 导光板90侧面进入导光板90，经由若干次全反射后射向V形结构91, 经由V形结构91的镜面而将光线改变方向并透出板面，然因该V形 结构91仅具有两个反射镜面，而且导光板上每一个结构91的形状均 相同，使得光线折射、反射的方向性无法达到光学设计的需求。实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具备可达更加优良光 线控制效果，以符合光学设计效果的具细微镜面结构的光学组件。 为了达到上述实用新型目的，本实用新型的技术方案为 一种具细微镜面结构的光学组件，其中的细微镜面结构由三个以上(含三个) 至五个以下(含五个)的镜面平面所构成，且组件上至少具有两种以上不同的4t面结构。本实用新型的有益效果为可以达到更佳控制光线行进能力，符 合光学设计的目的。
图1 A为本实用新型形成三个面细微长条镜面结构的剖面图； 图1B为本实用新型形成五个面细微长条镜面结构的剖面图； 图2为为本实用新型于同 一光学组件上形成具不同形状的细微长 条镜面结构示意图；图3为传统投影电视上显示屏的细微结构；图4为传统LCD显示器背光模块的导光板细微结构；图5A为传统利用V形车刀刻划细微结构的示意图；图5B为传统利用圓弧车刀刻划细微结构的示意图；图6为传统于导光体上形成圓弧面沟槽的示意图；图7为传统于导光体上形成V形沟槽的示意图；图8A为于同 一光学组件面上形成有相同圆弧沟槽结构的示意图；图8B为于同一光学组件面上形成有相同V形沟槽结构的示意图；图8C为于同 一光学组件面上形成有不相同镜面结构的示意图；图9A为光线经由其两镜面的细微镜面结构控制其反射的示意图；图9B为光线经由其三镜面的细微镜面结构控制其反射的示意图；图9C为光线经由其圆弧形的细微镜面结构控制其反射的示意图；图IOA为光线在具相同细微镜面结构的光学组件中行进的示意图；图IOB为光线在其不同细微镜面结构的光学组件中行进的示意图；图11为光线由导光板侧射入导光板并经网点散射的示意图；图12为光线由导光板侧射入导光板并经细微V形沟槽反射的示意图。图号i兌明IO...铜基材 ll...镜面 30...光学組件 31...圆弧凸起40...导光4反41...V形沟槽50...基材51...V形车刀52…基材53...圆弧车刀60...导光体61...圆弧沟槽70,..导光体71...v形沟槽80...导光板81...网点卯…导光板91...v形结构具体实施方式
现请参看图1 A及图1B所示，其乃利用钻石车刀(图中未示)在铜基 材10上刻划出具三个以上，五个以下^l免面ll的4免面结构，图1A所示的 为三个镜面ll的镜面结构，图1B所示的为五个镜面11的镜面结构，其 中若所形成镜面ll数量太多，将会使得加工复杂，附带使得加工时间 及加工成本增加，因此最多以不超过五个镜面ll为佳。而且，现请参看图2所示，在铜基材10上，依光学设计的要求的要 求，加工多个不同形状的细微镜面结构以达到控制光线行径不同的目的，使得光线的控制更加容易，更易达到光学设计的要求。前述的细孩i镜面结构可以为长条形凸起或凹入式的结构，而其排列可以为相互平行分布或者呈现同心圆分布，亦可是为不规则分布的 结构。前述铜基材10完成后，可利用该铜基材10作为模仁直接制作光学 組件，亦可经由翻铸后，再利用翻铸件作为模仁制作光学组件。由于前述4莫仁10的结构，本实用新型即可于光学组件上密布有两 个以上的细微结构，该细微结构不全部相同且其中至少有一道细微结 构具有三个以上，五个以下镜面数量的镜面结构。而这些结构的形状 及分布皆能符合光学设计的需求，达到光学要求的效果。前述的细微镜面结构可形成于光学组件的单或多面的上，而所形 成的光学组件可以作为导光板、背光板或前光^L
权利要求1. 一种具细微镜面结构的光学组件，其特征在于，光学组件面上分布有至少两道以上不同的长条形细微结构，该细微结构其中至少有一道细微结构由三个以上，五个以下镜面组成。
2. 如权利要求1所述的具细微镜面结构的光学组件，其特征在于， 长条形细微结构为凸起式结构或凹入式结构。
3. 如权利要求1所述的具细微镜面结构的光学组件，其特征在于， 长条形细樣史结构为平行分布。
4. 如权利要求1所述的具细微镜面结构的光学组件，其特征在于， 长条形细微结构为同心圓分布。
5. 如权利要求1所述的具细微镜面结构的光学组件，其特征在于， 组件为板状结构。
6. 如权利要求5所述的具细微镜面结构的光学组件，其特征在于, 细4敖结构分布在板上的 一 面。
7. 如权利要求5所述的具细微镜面结构的光学组件，其特征在于， 细孩1结构分布在板上的两面。
专利摘要本实用新型关于一种具细微镜面结构的光学组件，尤其指一种使用于光电系统中，用于达成光学效果的具细微镜面结构的光学组件。其中细微结构由三个以上至五个以下的镜面所构成，且组件上至少具有两种以上不同的细微结构，以达到更佳的控制光线行进方向能力，以达到符合光学设计的目的。
文档编号G02B6/00GK201096907SQ20072014740
公开日2008年8月6日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者王英夫 申请人:台湾奈普光电科技股份有限公司