一体式光导制造技术

本发明专利技术描述了一种一体式光导，该一体式光导包括沿第一方向延伸的第一光导区段和沿第二方向延伸的第二光导区段。第二光导区段包括多个光提取器，该多个光提取器用于提取本来在第二光导区段内并沿着第二光导区段传播的光。一体式光导包括边界区域，该边界区域设置在第一光导区段和第二光导区段之间并结合第一光导区段和第二光导区段，该边界区域包括多个间隔开的光重定向特征部。每个光重定向特征部包括：第一部分，该第一部分基本上平行于第一方向延伸；第二部分，该第二部分从第一部分的第一端部近侧朝向第二光导区段延伸，并且与第一部分成约10度至约70度的角度。

Integrated photoconductor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一体式光导
技术介绍
光导可以用于为各种应用提供照明。例如，光导已被用于显示器背光、一般照明和汽车尾灯。多个光源可沿光导的边缘分布以将光提供到光导中，并且光导可包括用于从光导提取光的光提取特征部。
技术实现思路
在本说明书的一些方面，提供了沿相互正交的第一方向和第二方向延伸的一体式光导。该光导包括第一光导区段，该第一导光导区段在第一光导区段的相对的第一端部和第二端部之间沿第一方向延伸，并且具有沿着第一方向的最小长度L1和沿着第二方向的最大宽度W1，其中L1/W1≥10；第二光导区段，该第二光导区段沿着第二方向延伸；以及边界区域，该边界区域设置在第一光导区段和第二光导区段之间并结合第一光导区段和第二光导区段。第二光导区段具有沿着第二方向的最小长度L2和沿着第一方向的最大宽度W2。第二光导区段包括多个光提取器，该多个光提取器用于提取本来在第二光导区段内并沿着第二光导区段传播的光。边界区域在长度上基本上与第一光导区段的长度和第二光导区段的宽度共延。边界区域包括多个间隔开的光重定向特征部。每个光重定向特征部包括第一部分，该第一部分在第一部分的第一端部和第二端部之间基本上平行于第一方向延伸；以及第二部分，该第二部分从第一部分的第一端部近侧朝向第二部分的第一端部和第二端部之间的第二光导区段延伸，并且与第一部分成约10度至约70度的角度。光导具有一体式构造。在本说明书的一些方面，提供了一种一体式光导。一体式光导包括第一光导区段，该第一光导区段具有面积为A1的主表面；第二光导区段，该第二光导区段具有面积为A2的主表面，A2≥A1；以及一排间隔开的光重定向特征部，其形成在一体式光导中，并将第一光导区段和第二光导区段彼此分离。每个光重定向特征部具有具有多个侧面的多边形棱镜形状。多边形棱镜的每个侧面基本上是平面的，并且与一体式光导的法线成小于约20度的角度。在本说明书的一些方面，提供了一种一体式光导。一体式光导包括一排间隔开的第一光重定向凹部，该第一光重定向凹部在一体式光导中形成、与一体式光导的第一边缘间隔开并大致沿着该第一边缘。第一光重定向凹部将光导分为具有面积为A1的主表面的第一光导区段和具有面积为A2的主表面的第二光导区段，A2≥A1。每个第一光重定向凹部包括相邻的第一侧面和第二侧面。每个侧面基本上垂直于一体式光导，并且延伸进入一体式光导中到达一定深度，该深度至少为一体式光导的局部厚度的0.5倍。第一侧面而不是第二侧面基本上平行于第一边缘。附图说明图1A为光导的示意性俯视图；图1B是图1A的光导的示意性侧视图；图1C是光导的示意性侧视图；图2A至图2B是光重定向特征部的俯视图；图2C是图2A至图2B的光重定向特征部的透视图；图3是光导的示意性俯视图；图4A至图4B是光重定向特征部的俯视图；图4C是图4A至图4B的光重定向特征部的透视图；图5为光导的示意性俯视平面图；图6A至图6B是一体式光导的示意性剖视图；并且图7至图8是与光导的法线成角度的表面的示意图。具体实施方式在以下说明中参考附图，该附图形成本专利技术的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。二维(2D)区域光导已被用于应用诸如例如显示器背光、一般照明和汽车尾灯中的表面照明。多个发光二极管(LED)通常沿着区域光导的一个端部或两个端部布置以用于光注入。LED的数量及其间距通常由给定应用所需的光的总量和空间均匀度来确定。在该方法中，LED通常直接安装在光导附近，并且光经由对接耦合输入到光导中。此类系统的组装可能是复杂的，尤其是在使用柔性光导时，并且由于所需LED的数量，成本可能较高。根据本说明书的一些实施方案，本文所述的光导可用于使用例如仅一个或两个光源在二维区域上提供空间上均匀的照明。可以将光源安装在远离光导的地方，以便可以将相关联的电子器件与光导分离。光导可包括第一区段和第二区段以及将第一区段和第二区段分离的一排光重定向特征部。光重定向特征部可以包括第一部分或第一侧面，该第一部分或第一侧面将输入到第一区段的第一端部中的光的一部分大致引向第一区段的相对的第二端部和/或大致在光导的边缘和一排光重定向特征部之间引导。光重定向特征部还可包括第二部分或第二侧面，该第二部分或第二侧面将光的一部分引向光导的第二区段并进入第二区段。光重定向特征部还可包括第三部分或第三侧面，该第三部分或第三侧面将从第一区段的第二端部接收的光的一部分引向光导的第二区段并进入第二区段。光导的第二区段可包括光提取器，该光提取器用于提取本来经由全内反射(TIR)在光导内传播的光。光导可为一体式构造，并且可通过在光导中切入凹部以形成光重定向特征部和光提取器而由膜制成。图1A至图1B分别是沿着相互正交的第一方向和第二方向(分别为y方向和x方向)延伸的光导100的示意性俯视图和侧视图。光导100具有一体式构造，并且包括第一光导区段10，该第一光导区段10在第一光导区段10的相对的第一端部11和第二端部12之间沿第一方向延伸，并且具有沿第一方向的最小长度L1和沿第二方向的最大宽度W1。在一些实施方案中，第一光导区段10是锥形的，使得最大宽度W1出现在第一光导区段的端部11处。在一些实施方案中，L1/W1大于或等于10。光导100还包括第二光导区段20，其沿着第二方向(x方向)延伸并且具有沿着第二方向的最小长度L2和沿着第一方向(y方向)的最大宽度W2。第二光导区段20包括多个光提取器30，该多个光提取器用于提取本来在第二光导区段20内并沿着第二光导区段20传播的光。例如，图1B中描绘的光64被提取为光65。光导100还包括设置在第一光导区段10和第二光导区段20之间并结合第一光导区段10和第二光导区段20的边界区域40。边界区域40在长度上基本上与第一光导区段10的长度L1和第二光导区段20的宽度W2共延。边界区域40包括多个间隔开的光重定向特征部50。在所示的实施方案中，第一光导区段10被设置为在光导100的第一边缘19近侧。在图1C中示出了另选实施方案，其在本文其他地方进一步描述。如果区域分别与长度或宽度共延超过长度或宽度的50％，则该区域可被描述为基本上与长度或宽度共延。被描述为基本上与长度或宽度共延的区域可分别与长度或宽度共延超过长度或宽度的大于60％、或大于70％、或大于90％、或大于95％。被描述为基本上与长度或宽度共延的区域可与整个长度或宽度共延。在图2A至图2C中示出了光重定向特征部50。图2A至图2B是光重定向特征部50的示意性俯视图，并且图2C是光重定向特征部50的示意性透视图。光重定向特征部50包括在第一部分51的第一端部52和第二端部53之间基本上平行于第一方向(y方向)延伸的第一部分51，并且包括在第二部分54的第一端部55和第二端部56之间从第一部分51的第一端部52近侧朝向第二光导区段(例如，第二光导区段20)延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式光导，所述一体式光导沿着相互正交的第一方向和第二方向延伸，并且包括：/n第一光导区段，所述第一导光导区段在所述第一光导区段的相对的第一端部和第二端部之间沿所述第一方向延伸，并且具有沿着所述第一方向的最小长度L1和沿着所述第二方向的最大宽度W1，L1/W1≥10；/n第二光导区段，所述第二光导区段沿着所述第二方向延伸并且包括：/n沿所述第二方向的最小长度L2和沿所述第一方向的最大宽度W2；和/n多个光提取器，所述多个光提取器用于提取本来在所述第二光导区段内并沿着所述第二光导区段传播的光；和/n边界区域，所述边界区域设置在所述第一光导区段和所述第二光导区段之间并结合所述第一光导区段和所述第二光导区段，所述边界区域在长度上与所述第一光导区段的长度和所述第二光导区段的宽度基本共延，所述边界区域包括多个间隔开的光重定向特征部，每个光重定向特征部包括：/n第一部分，所述第一部分在所述第一部分的第一端部和第二端部之间基本上平行于所述第一方向延伸；和/n第二部分，所述第二部分从所述第一部分的所述第一端部近侧朝向所述第二部分的第一端部和第二端部之间的所述第二光导区段延伸，并且与所述第一部分成在约10度至约70度范围的角度，其中所述光导具有一体式体构造。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170627 US 62/525,2921.一种一体式光导，所述一体式光导沿着相互正交的第一方向和第二方向延伸，并且包括：
第一光导区段，所述第一导光导区段在所述第一光导区段的相对的第一端部和第二端部之间沿所述第一方向延伸，并且具有沿着所述第一方向的最小长度L1和沿着所述第二方向的最大宽度W1，L1/W1≥10；
第二光导区段，所述第二光导区段沿着所述第二方向延伸并且包括：
沿所述第二方向的最小长度L2和沿所述第一方向的最大宽度W2；和
多个光提取器，所述多个光提取器用于提取本来在所述第二光导区段内并沿着所述第二光导区段传播的光；和
边界区域，所述边界区域设置在所述第一光导区段和所述第二光导区段之间并结合所述第一光导区段和所述第二光导区段，所述边界区域在长度上与所述第一光导区段的长度和所述第二光导区段的宽度基本共延，所述边界区域包括多个间隔开的光重定向特征部，每个光重定向特征部包括：
第一部分，所述第一部分在所述第一部分的第一端部和第二端部之间基本上平行于所述第一方向延伸；和
第二部分，所述第二部分从所述第一部分的所述第一端部近侧朝向所述第二部分的第一端部和第二端部之间的所述第二光导区段延伸，并且与所述第一部分成在约10度至约70度范围的角度，其中所述光导具有一体式体构造。


2.根据权利要求1所述的一体式光导，其中当光源设置在所述第一光导区段的所述第一端部处时，由所述光源发射的光从所述第一光导区段的所述第一端部进入所述一体式光导，所述光重定向特征部的所述第一部分将所述进入的光引向所述第一光导区段的所述第二端部，所述光重定向特征部的所述第二部分将所述进入的光引向所述第二光导区段并进入所述第二光导区段，所述光提取器提取在所述第二光导区段内传播的光，所述提取的光从所述第二光导区段的发射表面离开所述一体式光导。


3.根据权利要求1所述的一体式光导，其中每个光重定向特征部的所述第一部分是在所述一体式光导的所述边界区域中的凹部，所述凹部在所述第一部分的所述第一端部和所述第二端部之间具有最小长度L3、最大宽度W3、以及沿所述一体式光导的厚度方向的最小深度D3，L3/W3≥1，D3/W3≥1。


4.根据权利要求1所述的一体式光导，其中至少一个光重定向特征部至少部分地嵌入在所述边界区域中。


5.根据权利要求1所述的一体式光导，其中每个光重定向特征部的所述第二部分是在所述一体式光导的所述边界区域中的凹部，所述凹部在所述第二部分的所述第一端部和所述第二端部之间具有最小长度L4、最大宽度W4、以及沿所述一体式光导的厚度方向的最小深度D4，L4/W4≥1，D4/W4≥1。


6.根据权利要求1所述的一体式光导，其中每个光重定向特征部的所述第一部分包括与所述一体式光导的法线成小于约20度的角度的、基本上竖直取向的第一平坦表面。


7.根据权利要求1所述的一体式光导，其中每个光重定向特征部还包括第三部分，所述第三部分从所述第一部分的所述第二端部近侧朝向所述第三部分的第一端部和第二端部之间的所述第二光导区段延伸，并且与所述第一部分成在约10度至约70度范围的角度。


8.根据权利要求7所述的一体式光导，其中每个光重定向特征部的所述第三部分是在所述一体式光导的所述边界区域的凹部，所述凹部在所述第三部分的所述第一端部和所述第二端部之间具有最小长度L5、最大宽度W5、以及沿所述一体式光导的厚度方向的最小深度D5，L5/W5≥1，D5/W5≥1。


9.根据权利要求7所述的一体式光导，其中当第一光源设置在所述第一光导区段的所述第一端部处并且第二光源设置在所述第一光导区段的第二端部处时，由所述第一光源发射的光从所述第一光导区段的所述第一端部进入所述一体式光导，所述光重定向特征部的所述第一部分将所述进入的光从所述第一光源引向所述第一光导区段的所述第二端部，所述光重定向特征部...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，卢永上，大卫·C·默科德，布莱恩·W·欧斯特利，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US