CN105739101A - 匀光结构及匀光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种匀光结构及匀光系统，包括：匀光基板，匀光基板包括基板本体，和位于基板本体任意一表面的第一图案结构，第一图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；以及，位于匀光基板任意一表面一侧的反射层，且反射层的反射面朝向匀光基板。在匀光基板的任意一表面设置一反射层，当入射光束照射到匀光基板未设置反射层一侧表面时，部分光线被该表面反射；而后部分光线入射至反射层的表面后，被反射出匀光基板，因此被匀光结构匀光后的光束为二次反射后的光束。即本发明提供的匀光结构将高斯分布的入射光束，整形为平顶分布的光束，该光束扩散角度小，有利于光束的收集，满足了显示系统体积小、质量轻等要求。

Description

匀光结构及匀光系统

技术领域

本发明涉及匀光技术领域，更为具体的说，涉及一种匀光结构及匀光系统。

背景技术

现有技术中主要通过复眼实现光线的匀光。如图1所示，为现有的一种复眼匀光的示意图，其中，当入射光线经过第一组复眼透镜100和第二组复眼透镜200两组复眼透镜时，第一组复眼透镜100将入射光束分割成多束子光束，第二组透镜200将多束子光束进行重组叠加，从而达到匀光的效果。当复眼透镜的微透镜曲率较低时，匀光后的光束扩散角度大，需要采用大面积的收集透镜或将收集透镜放置远离复眼透镜的位置来收集匀光后的光束，这种结构难以满足显示系统体积小、质量轻的要求。为了解决该问题需要将复眼曲率加工的比较大，但大曲率的复眼透镜难以制作。因此开发一种曲率小又便于收光的匀光结构是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种匀光结构及匀光系统，技术方案如下：

一种匀光结构，包括：

匀光基板，所述匀光基板包括基板本体，和位于所述基板本体任意一表面的第一图案结构，所述第一图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；

以及，位于所述匀光基板任意一表面一侧的反射层，且所述反射层的反射面朝向所述匀光基板。

优选的，所述反射层位于所述基板本体背离所述第一图案结构一侧，将该一侧出光部分全部覆盖。

优选的，所述匀光基板还包括：第二图案结构；

其中，所述第二图案结构位于所述基板本体背离所述第一图案结构的表面。

优选的，所述反射层位于所述匀光基板具有所述第一图案结构的表面一侧，其中，所述匀光结构还包括：

透明介质层，所述透明介质层位于所述第一图案结构与所述反射层之间，且所述透明介质层朝向所述反射层一侧表面为平面。

优选的，所述透明介质层为透明胶水层。

优选的，所述匀光结构还包括：透明基板，且所述透明基板位于所述透明胶水层与所述反射层之间。

优选的，所述第一图案结构为多个微透镜组成的微透镜阵列结构；

和/或，所述第二图案结构为多个微透镜组成的微透镜阵列结构。

优选的，所述第一图案结构为多个锯齿组成的锯齿阵列结构；

和/或，所述第二图案结构为多个锯齿组成的锯齿阵列结构。

优选的，所述第一图案结构为多个台阶组成的阶梯结构；

和/或，所述第二图案结构为多个台阶组成的阶梯结构。

一种匀光系统，包括：

光源，用于发出入射光束；

以及，如上述的匀光结构，所述匀光结构用于对所述入射光束进行匀光。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具体以下优点：

本发明提供的一种匀光结构及匀光系统，包括：匀光基板，所述匀光基板包括基板本体，和位于所述基板本体任意一表面的第一图案结构，所述第一图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；以及，位于所述匀光基板任意一表面一侧的反射层，且所述反射层的反射面朝向所述匀光基板。

由上述内容可知，本发明提供的技术方案，即在匀光基板的任意一表面设置一反射层。当入射光束照射到匀光基板未设置反射层一侧表面时，部分光线被该表面反射；而后部分光线入射至反射层的表面后，被反射出匀光基板，因此被匀光结构匀光后的光束为二次反射后的光束。即本发明提供的匀光结构将高斯分布的入射光束，整形为平顶分布的光束，该光束扩散角度小，有利于光束的收集，满足了显示系统体积小、质量轻等要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种复眼匀光的示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种匀光结构的结构示意图；

图2b为本申请实施例提供的另一种匀光结构的结构示意图；

图2c为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术所述，当复眼透镜的微透镜曲率较低时，匀光后的光束扩散角度大，需要采用大面积的收集透镜或将收集透镜放置远离复眼透镜的位置，以收集匀光后的光束，难以满足显示系统体积小、质量轻等要求。

基于此，本申请实施例提供了一种匀光结构，结合图2a至图6所示，对本申请实施例提供的匀光结构进行详细的说明。

结合图2a至图2c所示，图2a至图2c均为本申请实施例提供的匀光结构的结构示意图，其中，匀光结构包括：

匀光基板1，匀光基板1包括基板本体11，和位于基板本体11任意一表面的第一图案结构12，第一图案结构12包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光，其中，基板本体与第一图案结构优选为一体结构；

以及，位于匀光基板1任意一表面一侧的反射层2，且反射层2的反射面朝向匀光基板1。本方案中反射层2将基板的该一侧出光面全部覆盖，使透过基板的绝大部分光线都能经反射层2的反射回去进行二次处理。

结合图2a和上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，即在匀光基板的任意一表面设置一反射层。当入射光束照射到匀光基板未设置反射层一侧表面时，部分光线被该表面反射为第一反射光束；而后部分光线入射至反射层的表面后，被反射出匀光基板为第二反射光束，因此被匀光结构匀光后的光束为二次反射后的光束。其中，本申请实施例提供的反射型匀光结构，由于其匀光后的光束是不同界面两次反射后的光束，而第一反射光束和第二反射光束存在时间和路径的差异，属于非朗伯型平顶光束。即本发明提供的匀光结构将高斯分布的入射光束，整形为平顶分布的光束，该光束扩散角度小，有利于光束的收集，满足了显示系统体积小、质量轻等要求。并且，当图案结构为微透镜阵列(复眼透镜)时，可以将微透镜的曲率减小，不仅能够保证匀光后光束扩散角度小，而且还降低了制作难度，易于加工。

其中，为了降低制作工艺难度，反射层位于基板本体背离第一图案结构一侧，将该一侧出光部分全部覆盖。由于图案结构的表面不平整，在形成反射层时较困难，尤其是反射层为镀膜时，曲面镀膜难度大，因此，本申请实施例优选的反射层位于基板本体背离第一图案结构一侧。

另外，本申请实施例对于第一图案结构不作具体限制，参考图2a所示，第一图案结构12为多个微透镜组成的微透镜阵列结构，参考图2b所示，第一图案结构12为多个锯齿组成的锯齿阵列结构，以及，参考图2c所示，第一图案结构12为多个台阶组成的阶梯结构。

进一步的，基于图2提供的匀光结构，为了提高匀光结构的匀光效果，本申请实施例还提供了一种匀光结构，具体参考图3所示，为本申请实施例提供的另一种匀光结构的结构示意图，其中，匀光结构包括：

匀光基板1，匀光基板1包括基板本体11，和位于基板本体11任意一表面的第一图案结构12，第一图案结构12包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；

以及，位于匀光基板1任意一表面一侧的反射层2，且反射层2的反射面朝向匀光基板1。

另外，本申请实施例提供的匀光基板还包括：第二图案结构13；

其中，第二图案结构13位于基板本体11背离第一图案结构12的表面。

具体的，匀光基板的两表面分别形成有一图案结构，其中，第一图案结构和第二图案结构可以相同，也可以不同，本申请实施例对此不作具体限制，需要根据实际应用具体设计。另外，与图2提供的匀光结构相比，本申请图3提供的余光结构，进一步提高了匀光效果。并且，当图案结构为微透镜阵列结构时，可以进一步的降低微透镜的曲率，易于加工和镀反射膜。其次，本申请实施例提供的反射膜还可以采用喷涂工艺形成。

进一步的，为了反射层的制作方便和进一步提高匀光效果，基于图2或图3提供的匀光结构，本申请实施例还提供了一种匀光结构，具体参考图4所示，为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图，其中，图4提供的匀光结构以图3提供的具有双面图案结构的匀光结构为基础进行说明。匀光结构包括：

匀光基板1，匀光基板1包括基板本体11，和位于基板本体11任意一表面的第一图案结构12，第一图案结构12包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；

位于匀光基板1具有第一图案结构12的表面一侧的反射层2；

以及，匀光基板还包括：第二图案结构13，第二图案结构13位于基板本体11背离第一图案结构12的表面；

另外，匀光结构还包括：

透明介质层3，透明介质层3位于第一图案结构12与反射层2之间，且透明介质层3朝向反射层2一侧表面为平面。通过设置该透明介质层，便于反射层的设置。

具体的，为了便于制作反射层，可以在第一图案结构表面形成一层透明介质层，可以采用涂覆工艺形成介质层，将第一图案结构覆盖以形成一平面，而后在该透明介质层上形成反射层。其中，透明介质层的材料选取，需要选取折射率与匀光基板相近的材料，以减少反射光线的损失；进一步的，透明介质层的材料还可以具备能够进行表面镀膜的性质，以扩大制备反射层的方法。另外，通过设置透明介质层，可以将入射光线经过该匀光结构四次反射后出射，进一步提高匀光效果。

基于图4所示的匀光结构，其透明介质层的材料可以为胶水，即当透明介质层为透明胶水层时，本申请实施例还提供了一种匀光结构。参考图5所示，为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图，匀光结构包括：

匀光基板1，匀光基板1包括基板本体11，和位于基板本体11任意一表面的第一图案结构12，第一图案结构12包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；

位于匀光基板1具有第一图案结构12的表面一侧的反射层2；

第二图案结构13，第二图案结构13位于基板本体11背离第一图案结构12的表面；

透明介质层3，透明介质层3位于第一图案结构12与反射层2之间，且透明介质层3朝向反射层2一侧表面为平面，其中，透明介质层3为透明胶水层；

以及，匀光结构还包括：透明基板4，且透明基板4位于透明胶水层3与反射层2之间。

具体的，当透明介质层为透明胶水层时，由于胶水属于有机物，在采用镀膜工艺形成反射层时，胶水的热膨胀系数与反射层不匹配，在镀膜时容易造成热应力而使得镀膜困难。因此，本申请实施例提供的匀光结构还包括一透明基板，通过透明胶水层将透明基板粘接，而后再该透明基板上进行镀膜。其中，透明胶水层优选为折射率低，透过率高的胶水，且透明胶水层的厚度尽可能达到满足工艺要求的最小厚度。

对于本申请上述所有实施例提供的匀光结构，参考图4所示，其第一图案结构12为多个微透镜组成的微透镜阵列结构；

和/或，第二图案结构13为多个微透镜组成的微透镜阵列结构。

或者，参考图6所示，为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图，其中，第一图案结构12为多个锯齿组成的锯齿阵列结构；

和/或，第二图案结构13为多个锯齿组成的锯齿阵列结构。

或者，参考图7所示，为本申请实施例提供的又一种匀光结构的结构示意图，其中，第一图案结构12为多个台阶组成的阶梯结构；

和/或，第二图案结构13为多个台阶组成的阶梯结构。

需要说明的是，本申请实施例提供的图案结构包括但不限于上述图案结构，其中，图案结构可以通过光刻、刻蚀等传统工艺制作而成，也可以通过转印工艺制作而成；另外，图案结构还可以通过涂覆散射粉和胶水制得。

相应的，本申请实施例还提供了一种匀光系统，匀光系统包括：

光源，用于发出入射光束；

以及，如上述任意一实施例提供的匀光结构，匀光结构用于对入射光束进行匀光。

本申请实施例提供的一种匀光结构及匀光系统，包括：匀光基板，所述匀光基板包括基板本体，和位于所述基板本体任意一表面的第一图案结构，所述第一图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；以及，位于所述匀光基板任意一表面一侧的反射层，且所述反射层的反射面朝向所述匀光基板。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，即在匀光基板的任意一表面设置一反射层。当入射光束照射到匀光基板未设置反射层一侧表面时，部分光线被该表面反射；而后部分光线入射至反射层的表面后，被反射出匀光基板，因此被匀光结构匀光后的光束为二次反射后的光束。即本申请实施例提供的匀光结构将高斯分布的入射光束，整形为平顶分布的光束，该光束扩散角度小，有利于光束的收集，满足了显示系统体积小、质量轻等要求。

Claims (10)

1.一种匀光结构，其特征在于，包括：

匀光基板，所述匀光基板包括基板本体，和位于所述基板本体任意一表面的第一图案结构，所述第一图案结构包括多个微结构，用于对照射到其表面的入射光束进行匀光；

以及，位于所述匀光基板任意一表面一侧的反射层，且所述反射层的反射面朝向所述匀光基板。

2.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述反射层位于所述基板本体背离所述第一图案结构一侧，将该一侧出光部分全部覆盖。

3.根据权利要求1所述的匀光结构，其特征在于，所述匀光基板还包括：第二图案结构；

其中，所述第二图案结构位于所述基板本体背离所述第一图案结构的表面。

4.根据权利要求1或3所述的匀光结构，其特征在于，所述反射层位于所述匀光基板具有所述第一图案结构的表面一侧，其中，所述匀光结构还包括：

透明介质层，所述透明介质层位于所述第一图案结构与所述反射层之间，且所述透明介质层朝向所述反射层一侧表面为平面。

5.根据权利要求4所述的匀光结构，其特征在于，所述透明介质层为透明胶水层。

6.根据权利要求5所述的匀光结构，其特征在于，所述匀光结构还包括：透明基板，且所述透明基板位于所述透明胶水层与所述反射层之间。

7.根据权利要求3所述的匀光结构，其特征在于，所述第一图案结构为多个微透镜组成的微透镜阵列结构；

和/或，所述第二图案结构为多个微透镜组成的微透镜阵列结构。

8.根据权利要求3所述的匀光结构，其特征在于，所述第一图案结构为多个锯齿组成的锯齿阵列结构；

和/或，所述第二图案结构为多个锯齿组成的锯齿阵列结构。

9.根据权利要求3所述的匀光结构，其特征在于，所述第一图案结构为多个台阶组成的阶梯结构；

和/或，所述第二图案结构为多个台阶组成的阶梯结构。

10.一种匀光系统，其特征在于，包括：

光源，用于发出入射光束；

以及，如权利要求1～9任意一项所述的匀光结构，所述匀光结构用于对所述入射光束进行匀光。