专利名称：表面微透镜阵列径向非均匀排列导光板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种导光板，尤其涉及一种光散射材料表面微透镜阵列非均匀排布的导光板，它能够减小光出射的扩散角，提高光能的利用率，同时使光照度在某一区域内不发生大的变化，从而使光照均匀，属于功能性材料技术领域。
背景技术：
随着科学技术的不断发展以及工业水平的日益提高，导光板的应用越来越广泛，它的重要性也愈加受到重视。导光板是利用光学级的亚克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的压克力板材底面用UV网版印刷技术印上导光点。利用光学级亚克力板材吸取从灯发出来的光在光学级亚克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。由于导光板的优越特性，它的应用领域十分广泛，广告业、家具业、建筑业、交通业、医学领域等等，导光板都发挥着重要作用，而且随着各行业的迅猛发展，导光板的需求量也越来越大，会大大拉动导光板的生产。导光板的分类方法繁多，目前尚未有统一的分类方法，单从其制作方法来看，导光板大致可以分为两类:印刷式和非印刷式。印刷式导光板是利用含有高散光物质(如Si02及Ti02)的印刷油墨材料，在压克力板的底面用网版印刷印上圆形或方形的扩散网点制成导光板。当光线射到扩散网点时，反射光会往各个角度扩散，而破坏全反射条件，由导光板的上表面射出，利用各种疏密、大小不一的扩散网点，可使导光板均匀发光；随着导光板技术的不断发展，导光板的制作方法越来越多，相对于早期的印刷式制作方式，我们把不同于制作印刷式导光板的制作方法通称为“非印刷式”。非印刷方式是先制作精密的导光板模板，再以注塑成型的方法在导光板上直接形成网点微结构，并利用该微结构将光导出，均匀地散布在发光区，目前，导光板模板的制作方法主要有=LIGA制程、化学蚀刻、激光雕刻、微切削加工等。传统导光板网点设计种类比较少，我们经常见到的就是网点均匀排布或者网点沿某一方向，逐渐增大或者减小，这样的网点设计虽然也可以达到一定的要求，但存在着出射光发散角较大，导致光能的浪费，以及区域内光的照度变化太大，不均匀等问题，使得导光板不能得到更好的利用。
实用新型内容为了克服传统导光板的光出射角度大导致光能浪费以及光照度变化剧烈导致光线不平和的问题，本实用新型设计一种新型微透镜阵列排布方式，可以有效地减少出射光线的发散角，使能量分布更加集中，而且提高了光照度，增大了光能利用率，同时使照度在区域内分布更加均匀。本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是:传统导光板表面的微透镜阵列大多采用的是均匀排列或者是沿某一方向逐渐增大或减小的，本实用新型利用光学软件设计一种新型圆盘状导光板，表面微结构采用径向排列方式，以圆盘圆点为中心，微透镜阵列以轮廓沿径向依次向外排列，其中，相邻的两个微透镜轮廓之间的间距不变，每轮廓之中相邻的各个微透镜之间的间距相等，但相邻的两个微透镜轮廓之间的间距大于每轮廓之中相邻的各个微透镜之间的间距，这样，微透镜阵列以非均匀的方式来排列。由于每轮廓中各凸起之间的距离固定不变，因此，靠近外层的周长较长的轮廓中包含的的微透镜数量就会比内层多。上述优选:导光板半径为20mm，微透镜结构选择径向排列，轮廓间距设为1mm，每轮廓中微透镜的间距设为0.269mm。通过光的散射理论，外层的微透镜数量较多，散射效果更加明显，可以使光更多地射向导光板的轴向方向，从而减小出射光线的发散角；由于更多的光被散射到导光板轴向，这就使得出射光的照度得到了增强，从而提高了光能的利用率。通过光照度的计算方法以及光散射的相关知识，找到一个各轮廓间距和轮廓中各微透镜间距的合适比例，可以使得出射光线的照度在导光板轴向周围一定区域内保持基本不变，这样出射光线更加的均匀。本实用新型的有益效果是:本实用新型涉及的导光板可以减小出射光线的发散角，是能量分布更加的集中和均勻，提高光能的利用率，节省能源，可以用于车灯配光镜、路灯、台灯等照明工具。
图1是利用软件设计出的微结构径向非均匀排布的导光板；图2是导光板中心的局部放大图；图3是光线追迹后的照度分布图；图4是两块相同导光板并排摆放时的光线追迹效果图。
具体实施方式
以下以具体实施方式
说明本实用新型，但本实用新型并不仅限于以下实施例。实施例1利用光学软件LightTools设计导光板。首先设计光源，光源的设计为长、宽、高分别为0.2mm、1.0mmU.0mm，发光角度为60°，光源的光通量设置为1001m。其次设计导光板。导光板距离光源距离设计为IOmm,半径为20mm,厚度Imm,微透镜结构(凸起)选择径向排列，轮廓间距设为1mm，每轮廓中微透镜结构(凸起)的间距设为0.269mm。然后设置一个虚拟面和接收器，用以接受光线。图1即是所设计导光板视图，图2为其局部的放大图。导光板设计完毕之后，利用LightTools的光线追迹功能，可以看到从光源发出的光经过导光板之后的传播情况，图3为照射到虚拟面上的光的照度分布图，可以看出在中间区域光的分布比较均勻。采用两块以上上述的导光板，并排排布，圆心相距120mm，分别配以上述光源，进行光线追迹，图4是光线追迹效果图。
权利要求1.一种表面微透镜阵列径向非均勻排列导光板，其特征在于，导光板为圆盘状，表面微结构采用径向排列方式，以圆盘圆点为中心，微透镜阵列以轮廓沿径向依次向外排列，其中，相邻的两个微透镜轮廓之间的间距不变，每轮廓之中相邻的各个微透镜之间的间距相等，但相邻的两个微透镜轮廓之间的间距大于每轮廓之中相邻的各个微透镜之间的间距，这样，微透镜阵列以非均匀的方式来排列。
2.按照权利要求1的导光板，其特征在于，导光板半径为20mm，厚度1mm，微透镜结构选择径向排列，轮廓间距设为1mm，每轮廓中微透镜的间距设为0.269mm。
专利摘要表面微透镜阵列径向非均匀排列导光板，属于功能性材料技术领域。表面微结构采用径向排列方式，以圆盘圆点为中心，微透镜阵列依次向外沿径向排列，其中，相邻的两个微透镜轮廓之间的间距不变，每轮廓之中相邻的各个微透镜之间的间距相等，但相邻的两个微透镜轮廓之间的间距大于每轮廓之中相邻的各个微透镜之间的间距，靠近外层的周长较长的轮廓中包含的的微透镜数量就会比内层多，散射效果更加明显，可以使光更多地射向导光板的轴向方向，从而减小出射光线的发散角；由于更多的光被散射到导光板轴向，这就使得出射光的照度得到了增强。可以用于车灯配光镜、路灯、台灯等照明工具，提高光能利用率，节约能源。
文档编号G02B6/00GK203025373SQ20122010408
公开日2013年6月26日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者孟庆云, 于千, 滕翀 申请人:北京化工大学