CN110837146A - 光波导结构、其加工方法、环境光传感器及电子产品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光波导结构、其加工方法、环境光传感器及电子产品。该光波导结构包括:光波导基材,具有相对的第一表面与第二表面,第一表面为使光线进入光波导基材的表面;遮光层,覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材的外周。上述遮光层不仅能够防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,还能够防止外界非环境光光线进入光波导基材中,从而在将上述光波导结构应用于环境光传感器后,能够有效防止入射光的损失并避免非环境光光线的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及传感设备领域的技术,具体而言,涉及一种光波导结构、其加工方法、环境光传感器及电子产品。
背景技术
环境光传感器集成电路正越来越多地用于各种显示器和照明设备,以节省电能,改善用户体验。借助环境光传感器解决方案,系统设计师可根据环境光强度,自动调节显示屏的亮度。因为背光照明的耗电量在系统的总耗电量中占据很大的比例,实行动态的背光亮度控制,可节省大量的电能。此外,它还能够改善用户体验,让显示屏亮度根据环境光条件自行调整到最佳状态。基于上述原因,在环境光传感器解决方案中,光信号在光路中必须满足高保真地传输。但是目前很多中低端设备中的环境光传感器存在背光亮度自动调整延迟、亮度调整效果不佳等现象,无法真正的改善用户体验,而在高端设备中为避免存在其他传感器的光线等非环境光的干扰,对于环境光传感器的品质、相关元器件的位置设计排布则存在较高的要求,大大增加了成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光波导结构、其加工方法、环境光传感器及电子产品,以解决现有技术中的环境光传感器存在入射光的损失以及非环境光光线的干扰的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种光波导结构,包括:光波导基材,具有相对的第一表面与第二表面,第一表面为使光线进入光波导基材的表面;遮光层,覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材的外周。
进一步地,形成遮光层的材料为黑胶。
进一步地,遮光层的厚度为0.14~0.24mm。
进一步地,光波导基材选自COP、PC、PMMA、GC和玻璃中的任意一种。
进一步地,光波导基材中与第一表面平行的任意截面选自三角形、长方形、正方形、五边形、圆形和其他不规则结构形状。
进一步地,光波导结构还包括扩散层,扩散层设置于第一表面上。
根据本发明的另一方面,提供了一种光波导结构的加工方法,包括以下步骤:S1,将光波导膜片分割为多个独立的光波导基材,使相邻各光波导基材之间具有缝隙,得到的各光波导基材具有相对的第一表面与第二表面,第一表面用于使光线进入光波导基材中;S2,在缝隙中填充遮光材料,固化后得到遮光填充层;S3,将遮光填充层分割,得到多个遮光层,各遮光层覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材的外周。
进一步地,遮光材料为黑胶。
进一步地,在步骤S1中,将光波导膜片贴合在UV减粘膜上,并对光波导膜片进行裁切,裁切深度等于光波导膜片的厚度;步骤S3包括:切割遮光填充层至UV减粘膜表面为止,以得到遮光层;紫外光照射UV减粘膜,以将UV减粘膜去除后得到光波导结构。
进一步地,分割的方法选自机械切割、激光切割、超声波切割中的任意一种。
进一步地,在步骤S3之后,加工方法还包括以下步骤:在各光波导基材的第一表面上设置扩散层。
根据本发明的另一方面,还提供了一种环境光传感器,包括光波导结构,光波导结构为上述的光波导结构。
根据本发明的另一方面,还提供了一种电子产品,包括环境光传感器,环境光传感器为上述的环境光传感器。
应用本发明的技术方案,提供了一种光波导结构,由于该光波导结构包括光波导基材和遮光层,光波导基材具有相对的第一表面与第二表面,第一表面用于使光线进入所述光波导基材中,遮光层覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材的外周,上述遮光层不仅能够防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,还能够防止外界非环境光光线进入光波导基材中,从而在将上述光波导结构应用于环境光传感器后,能够有效防止入射光的损失并避免非环境光光线的干扰。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明实施方式所提供的一种光波导结构的结构示意图;
图2示出了图1中所示的光波导结构的剖面结构示意图;
图3示出了在本发明实施方式所提供的光波导结构的加工方法中,将光波导膜片贴合在UV减粘膜上后基体的结构示意图;
图4示出了将图3所示的光波导膜片分割为多个独立的光波导基材,使相邻各光波导基材之间具有缝隙后基体的结构示意图;
图5示出了在图4所示的缝隙中填充遮光材料,固化后得到遮光填充层后基体的剖面结构示意图;
图6示出了将图5所示的遮光填充层分割,得到多个遮光层,各遮光层覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材的外周后基体的剖面结构示意图;
图7示出了紫外光照射图6所示的UV减粘膜,以将UV减粘膜去除后得到光波导结构后基体的剖面结构示意图;以及
图8示出了在图6所示的各光波导基材的第一表面上设置扩散层后基体的剖面结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、光波导膜片;2、UV减粘膜;3、光波导基材;4、遮光层;41、遮光填充层;5、缝隙;6、光波导结构;7、扩散层。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中的环境光传感器存在入射光的损失以及非环境光光线的干扰的问题。本申请的发明人针对上述问题进行研究,提出了一种光波导结构,如图1和图2所示,包括光波导基材3与遮光层4,光波导基材3具有相对的第一表面与第二表面,第一表面为使光线进入光波导基材3的表面;遮光层4覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材3的外周。
在本发明的上述光波导结构中由于光波导基材具有相对的第一表面与第二表面,第一表面用于使光线进入光波导基材中,遮光层覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材的外周,上述遮光层不仅能够防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,还能够防止外界非环境光光线进入光波导基材中,从而在将上述光波导结构应用于环境光传感器后,能够有效防止入射光的损失并避免非环境光光线的干扰。
在本发明的上述光波导结构中,优选地,形成上述遮光层4的材料为黑胶。上述黑胶是指由黑色的环氧树脂,外观通常为黑色液体,密度通常为1.45g/cm3。采用黑胶形成遮光层4能够使其具有优异的光线阻挡作用,从而有效地防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,同时还能够有效的防止外界非环境光光线进入光波导基材中。
在本发明的上述光波导结构中,优选地,遮光层4的厚度为0.14~0.24mm。通过将上述遮光层4的厚度限定在上述优选的参数范围内,不仅能够保证遮光层4对光线的阻挡作用,还能够防止光波导结构尺寸过大对器件集成造成的影响。
在本发明的上述光波导结构中,为了保证光线的传导效率,优选地,光波导基材3选自COP(Cyclo-olefin polymer,环烯烃聚合物)、PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)、PMMA(polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、GC(E-玻纤增强材料)和玻璃中的任意一种。但并不局限于上述优选的种类,本领域技术人员可以根据现有技术对上述光波导基材3的种类进行合理选取。
在本发明的上述光波导结构中,本领域技术人员可以根据实际需求对光波导基材3的形状进行合理设定,从而得到形状各异的光波导结构,上述光波导基材3中与第一表面平行的任意截面可以选自三角形、长方形、正方形、五边形、圆形和其他不规则结构形状。
在本发明的上述光波导结构中,优选地,光波导结构6还包括扩散层7,扩散层7设置于第一表面上。上述扩散层7位于光波导结构的入射光侧,用于提供均匀的面光源。
根据本发明的另一发明,还提供了一种光波导结构的加工方法,如图3至8所示,包括以下步骤:S1,将光波导膜片1分割为多个独立的光波导基材3,使相邻各光波导基材3之间具有缝隙5,得到的各光波导基材3具有相对的第一表面与第二表面,第一表面用于使光线进入光波导基材3中;S2,在缝隙5中填充遮光材料,固化后得到遮光填充层41;S3,将遮光填充层41分割,得到多个遮光层4,各遮光层4覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材3的外周。
在本发明的上述光波导结构的加工方法中由于先将光波导膜片分割为多个独立的光波导基材,使相邻各光波导基材之间具有缝隙,然后在缝隙中填充遮光材料,固化并切割后得到覆盖光波导基材的外周的遮光层,上述遮光层不仅能够防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,还能够防止外界非环境光光线进入光波导基材中,从而在将上述光波导结构应用于环境光传感器后,能够有效防止入射光的损失并避免非环境光光线的干扰;并且,与现有技术相比,本发明采用上述加工方法能够实现光波导的批量化生产,工艺条件友好,加工成本低。
下面将更详细地描述根据本发明提供的光波导结构的加工方法的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
首先,执行步骤S1:将光波导膜片1分割为多个独立的光波导基材3,使相邻各光波导基材3之间具有缝隙5,得到的各光波导基材3具有相对的第一表面与第二表面,第一表面用于使光线进入光波导基材3中,如图4所示。上述缝隙5的大小完全由裁切工具的厚度决定。通过选择合适的裁切工具,以使上述缝隙5的宽度能够具有合适的宽度,从而能够使后续得到的遮光层4具有足够的厚度,进而不仅能够保证遮光层4对光线的阻挡作用,还能够防止光波导结构尺寸过大对器件集成造成的影响。
在上述步骤S1中,为了保证光线在光波导结构中的传导效率,优选地,光波导膜片1选自COP(Cyclo-olefin polymer,环烯烃聚合物)、PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)、PMMA(polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、GC(E-玻纤增强材料)和玻璃中的任意一种。但并不局限于上述优选的种类,本领域技术人员可以根据现有技术对上述光波导膜片1的种类进行合理选取。
在上述步骤S1中,为了提高光波导结构的加工效率,优选地,分割上述光波导膜片1的方法选自机械切割、激光切割、超声波切割中的任意一种。但并不局限于上述优选的种类,本领域技术人员可以根据现有技术对上述分割方法进行合理选取。
在一种优选的实施方式中,在上述步骤S1中,将光波导膜片1贴合在UV减粘膜2上,并对光波导膜片1进行裁切,裁切深度等于光波导膜片1的厚度,如图3和图4所示。将光波导膜片1贴合在UV减粘膜2上,一方面可避免裁切时基材飞散,另一方面在UV减粘膜2经紫外光照射剥离后无残胶,能够确保光波导的品质,无需进一步处理。
在上述步骤S1之后,执行步骤S2:在缝隙5中填充遮光材料,固化后得到遮光填充层41,如图5所示。
在上述步骤S2中,优选地,在缝隙5中填充黑胶,将黑胶干燥固化后得到遮光填充层41。采用黑胶能够使形成的遮光填充层41具有优异的光线阻挡作用,从而有效地防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,同时还能够有效的防止外界非环境光光线进入光波导基材中。由于黑胶里有溶剂,高温固化过程中会挥发,使遮光填充层41在缝隙5内呈中部凹陷的下陷式结构,如图5所示。
在上述步骤S2之后,执行步骤S3:将遮光填充层41分割,得到多个遮光层4,各遮光层4覆盖在位于第一表面与第二表面之间的光波导基材3的外周,如图6所示。
当上述步骤S1中将光波导膜片1贴合在UV减粘膜2上时,上述步骤S3可以包括:切割遮光填充层41至UV减粘膜2表面为止,以得到遮光层4,如图6所示;紫外光照射UV减粘膜2,以将UV减粘膜2去除后得到光波导结构6,如图7所示。
在上述步骤S3中,为了提高光波导结构的加工效率,优选地,分割上述遮光填充层41的方法选自机械切割、激光切割、超声波切割中的任意一种。但并不局限于上述优选的种类,本领域技术人员可以根据现有技术对上述分割方法进行合理选取。
在一种优选的实施方式中,在步骤S3之后,加工方法还包括以下步骤:在各光波导基材3的第一表面上设置扩散层7,如图8所示。上述扩散层7位于光波导结构的入射光侧,用于提供均匀的面光源。
根据本发明的另一方面,提供了一种环境光传感器,包括上述的光波导结构。上述光波导结构中的遮光层不仅能够防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,还能够防止外界非环境光光线进入光波导基材中,从而能够有效防止环境光传感器中入射光的损失并避免非环境光光线的干扰。
根据本发明的另一方面,还提供了一种电子产品,包括上述的环境光传感器。
下面结合附图及实施例对上述光波导结构及其加工方法进行详细描述。
实施例1
本实施例涉及一种光波导结构的加工方法,如图3至图7所示,包括以下步骤:
将厚度为1.45mm的长方体形光波导膜片1贴合在UV减粘膜2上,用切割机将光波导膜片1裁切成长7mm、宽1.6mm、厚度1.45mm的若干预设光波导基材3,其中,裁切缝隙5的宽度为0.3mm;
用点胶机在裁切缝隙5内涂布黑胶,黑胶在裁切缝隙内呈中部凹陷的下陷式结构;
黑胶干燥后形成遮光填充层41,沿裁切缝隙5中间处裁切黑胶至UV减粘膜2处,得到覆盖光波导基材3的遮光层4,之后经紫外线照射,剥离UV减粘膜2,制得尺寸一致的若干光波导结构6。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
1、上述光波导结构中的遮光层不仅能够防止进入光波导基材中的光线从出光面以外的表面射出,还能够防止外界非环境光光线进入光波导基材中,从而在将上述光波导结构应用于环境光传感器后,能够有效防止入射光的损失并避免非环境光光线的干扰;
2、与现有技术相比,本发明采用上述加工方法能够实现光波导的批量化生产,工艺条件友好,加工成本低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种光波导结构,其特征在于,包括:
光波导基材(3),具有相对的第一表面与第二表面,所述第一表面为使光线进入所述光波导基材(3)的表面;
遮光层(4),覆盖在位于所述第一表面与所述第二表面之间的所述光波导基材(3)的外周。
2.根据权利要求1所述的光波导结构,其特征在于,形成所述遮光层(4)的材料为黑胶。
3.根据权利要求1或2所述的光波导结构,其特征在于,所述遮光层(4)的厚度为0.14~0.24mm。
4.根据权利要求1所述的光波导结构,其特征在于,所述光波导基材(3)选自COP、PC、PMMA、GC和玻璃中的任意一种。
5.根据权利要求1或4所述的光波导结构,其特征在于,所述光波导基材(3)中与所述第一表面平行的任意截面选自三角形、长方形、正方形、五边形、圆形和其他不规则结构形状。
6.根据权利要求1所述的光波导结构,其特征在于,所述光波导结构(6)还包括扩散层(7),所述扩散层(7)设置于所述第一表面上。
7.一种光波导结构的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将光波导膜片(1)分割为多个独立的光波导基材(3),使相邻各所述光波导基材(3)之间具有缝隙(5),得到的各所述光波导基材(3)具有相对的第一表面与第二表面,所述第一表面用于使光线进入所述光波导基材(3)中;
S2,在所述缝隙(5)中填充遮光材料,固化后得到遮光填充层(41);
S3,将所述遮光填充层(41)分割,得到多个遮光层(4),各所述遮光层(4)覆盖在位于所述第一表面与所述第二表面之间的所述光波导基材(3)的外周。
8.根据权利要求7所述的加工方法,其特征在于,所述遮光材料为黑胶。
9.根据权利要求7所述的加工方法,其特征在于,
在所述步骤S1中,将所述光波导膜片(1)贴合在UV减粘膜(2)上,并对所述光波导膜片(1)进行裁切,裁切深度等于所述光波导膜片(1)的厚度;
所述步骤S3包括:
切割所述遮光填充层(41)至所述UV减粘膜(2)表面为止,以得到所述遮光层(4);
紫外光照射所述UV减粘膜(2),以将所述UV减粘膜(2)去除后得到所述光波导结构(6)。
10.根据权利要求7所述的加工方法,其特征在于,所述分割的方法选自机械切割、激光切割、超声波切割中的任意一种。
11.根据权利要求7所述的加工方法,其特征在于,在所述步骤S3之后,所述加工方法还包括以下步骤:
在各所述光波导基材(3)的所述第一表面上设置扩散层(7)。
12.一种环境光传感器,包括光波导结构(6),其特征在于,所述光波导结构(6)为权利要求1至6中任意一项所述的光波导结构(6)。
13.一种电子产品,包括环境光传感器,其特征在于,所述环境光传感器为权利要求12中所述的环境光传感器。
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