專利名稱：具有增強的光提取的光導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光導(dǎo)、包括光導(dǎo)的裝置、用于制備光導(dǎo)和其他結(jié)構(gòu)的工具以及制備光導(dǎo)的工序和光導(dǎo)制備工具。
背景技術(shù)：
許多電子設(shè)備使用背光源來為顯示器和其它部件提供照明。背光源常常使用自光源沿著背光源范圍透射的光導(dǎo)。理想的是，背光源在觀看區(qū)域形成基本上均勻的亮度，幾乎沒有可見的缺陷，并具有高的光提取率。要削弱或掩飾亮度的不均勻性和其它缺陷，可以使用光散射元件(例如，擴散片)。然而，這樣的散射元件通常對光進(jìn)行導(dǎo)向使光遠(yuǎn)離優(yōu)選的視軸，并且需要更高的功率輸出來實現(xiàn)同一水平的亮度。用于對鍵盤和顯示器進(jìn)行照明的光的有效利用在用電池提供動力的便攜式設(shè)備中尤為重要，這是因為設(shè)備的照明消耗較大比率的功率開支。已經(jīng)使用光提取器從光導(dǎo)提取光，并用來提高光導(dǎo)亮度的均勻性。需要可以提高照明度、減少可見缺陷和/或減小各種設(shè)備的功率需求的光導(dǎo)。另外需要用于制造這種光導(dǎo)的有效工具。本發(fā)明滿足這些需求和其它需求，并且提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施例涉及用于制備背光源的工具。該工具包括多個區(qū)域。工具的各區(qū)域均包括棱鏡陣列。每個棱鏡具有大致面向工具的前邊緣的第一底邊。第一區(qū)域中的棱鏡的第一底邊不平行于第二區(qū)域中的棱鏡的第一底邊。本發(fā)明的另一個實施例涉及光導(dǎo)。光導(dǎo)包括離散區(qū)域的陣列。各離散區(qū)域包括多個多面體光提取器。各區(qū)域中的光提取器均具有最靠近光輸入位置的底邊。每個底邊大致面向光輸入位置。本發(fā)明的另一個實施例涉及包括光源和光導(dǎo)的背光源。光導(dǎo)包括多個區(qū)域。光導(dǎo)的多個區(qū)域中的每一個均包括多個光提取棱鏡。每個棱鏡的光提取棱鏡均具有一個大致面向光源的邊緣。不同區(qū)域中的光提取棱鏡取向為不同方向。本發(fā)明的另一個實施例涉及包括LED和對應(yīng)于移動電話按鍵的鍵盤光導(dǎo)的手機背光源。光導(dǎo)被構(gòu)造為使得每個手機鍵對應(yīng)于光導(dǎo)上的光提取元件陣列。第一陣列的光提取元件各自具有矩形底，矩形底具有前邊緣，前邊緣被取向在第一角度使得底邊面向LED 以產(chǎn)生最大光提取。第二陣列的光提取元件各自具有矩形底，矩形底具有前邊緣，前邊緣被取向在第二角度使得底邊面向LED以產(chǎn)生最大光提取。第一和第二角度不相同。本發(fā)明的另一個實施例涉及用于制造光導(dǎo)工具的方法。該方法涉及將多個錐體結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第一區(qū)域中。這些結(jié)構(gòu)被蝕刻成使得第一區(qū)域內(nèi)各結(jié)構(gòu)的底取向為相對光導(dǎo)工具的前邊緣成第一角度。該方法還包括將多個錐體結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第二區(qū)域中。這些結(jié)構(gòu)被蝕刻成使得第二區(qū)域內(nèi)各結(jié)構(gòu)的底取向為相對光導(dǎo)工具的前邊緣成第二角度，第二角度不同于出自第一區(qū)域的第一角度。


圖1為光導(dǎo)的俯視圖；圖Ia為光導(dǎo)上一部分的近視圖；圖2示出了光提取器；圖3為光導(dǎo)的側(cè)視圖；圖4為一種光導(dǎo)制備工具的俯視圖；圖5a_5c示出了用于制備光導(dǎo)的工具的各種組件；圖6示出了用于蝕刻光導(dǎo)制備工具的區(qū)域的掩模；圖7示出了蝕刻工序中的光導(dǎo)制備工具；圖8為光導(dǎo)制備工具的剖視圖；多個圖中使用的相同附圖標(biāo)記指代具有相同或相似性能和功能的相同或相似元件。雖然本發(fā)明順應(yīng)各種修改和替代形式，但其具體細(xì)節(jié)已通過附圖以舉例方式示出并作了詳盡描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，其目的不在于將本發(fā)明局限于所述具體實施例。相反， 其目的在于涵蓋由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改形式、等同形式和替代形式。
具體實施例方式在下面對圖示實施例的說明中，參考了形成其一部分的附圖，并且附圖中以舉例的方式示出可以實施本發(fā)明的多個實施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，可以利用其它實施例，并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性和功能性方面的修改。圖1為光導(dǎo)組件100的俯視圖，該光導(dǎo)組件包括相對光導(dǎo)101設(shè)置在相應(yīng)光輸入位置110a、110b、和IlOc的多個光源105a、105b、和105c。側(cè)光式光導(dǎo)可在光導(dǎo)的一個或多個邊緣或拐角處設(shè)置一個或多個光源。光源105可為發(fā)光二極管(LED)、熒光燈、或其他類型的燈。來自光源105的輸出光可為朗伯型或其他形狀的光輸出。當(dāng)光遠(yuǎn)離光源向光導(dǎo)的遠(yuǎn)邊緣傳播時，來自耦接在光輸入位置處的接收側(cè)面內(nèi)的光源的光通過全內(nèi)反射(TIR)而被約束在光導(dǎo)中?？墒褂萌魏魏线m數(shù)量的光源105和對應(yīng)的光輸入位置110。例如，除了使用三個光源105和光輸入位置110，光導(dǎo)可僅耦接一個光源105。在一些情況下，可以有沿光導(dǎo)的一個側(cè)面的一個或多個光源以及沿光導(dǎo)的不同側(cè)面的一個或多個光源。光導(dǎo)在很多情況下被用在對顯示器(例如液晶顯示器(LCD))進(jìn)行照明的背光源中。在顯示應(yīng)用中，通常需要在連續(xù)的顯示表面上方保持光導(dǎo)的均勻的光輸出。光導(dǎo)還可用于對鍵盤(例如移動電話或其它便攜式設(shè)備的鍵盤)進(jìn)行照明。在鍵盤應(yīng)用中，理想的是， 輸出光主要出現(xiàn)在對應(yīng)于按鍵的區(qū)域，這是因為其它區(qū)域的光輸出被浪費或者僅提供不很有效的鍵盤照明。通常也認(rèn)為理想的是，鍵與鍵之間以及每個鍵區(qū)內(nèi)的鍵盤照明是均勻的 (沒有任何鍵看起來比另一個鍵亮)。光導(dǎo)可由任何合適數(shù)量的材料制成。一種此類材料可為共混聚合物。圖1所示的實施例中的光導(dǎo)包括離散區(qū)域150、151、152、153、和154的陣列。光導(dǎo)區(qū)域150-154可以規(guī)則或不規(guī)則地間隔開。這些區(qū)域可以全部為一個尺寸，或者可在整個光導(dǎo)上具有變化的尺寸。尤為有利的是，將光導(dǎo)的區(qū)域定位成對應(yīng)于可使用光導(dǎo)的背光式電子鍵，其中這些區(qū)域可稱為鍵區(qū)。離散區(qū)域150-154中的每一個分別具有多個光提取器160、161、162、163、和164。 光提取結(jié)構(gòu)從光導(dǎo)提取光，并可被配置成提高光導(dǎo)的整個表面上光輸出的均勻性。此實施例中的光提取器160、161、162、163、和164為多面體形狀并且被分組為對應(yīng)于給定區(qū)域的陣列?？梢园凑斩喾N尺寸、幾何形狀和表面輪廓(包括例如突出結(jié)構(gòu)和凹陷結(jié)構(gòu)兩者)形成本文所述的光提取器。每個區(qū)域中的光提取器圖案在面密度上可不均勻，其中面密度可通過單位面積內(nèi)提取器的數(shù)量或單位面積內(nèi)提取器的尺寸來確定。用于光提取器的其他合適形狀為棱錐。這種提取器示于圖2中。棱錐光提取器可具有任意數(shù)量的小平面201。本發(fā)明的某些實施例將具有含四個小平面的棱錐光提取器，例如如圖2所示。這些小平面中的兩個示為小平面201a和201b。光提取器可形成為使得至少一個形狀因素(例如高度和/或傾斜角210)的改變控制光提取器的光提取效率。提取器的高度為沿提取器主軸線203從提取器底204的中心202到提取器頂端或頂點205的中心的高度。傾斜角210為主軸線203與底204之間的角度。應(yīng)當(dāng)理解，不同的傾斜角將導(dǎo)致提取器的某些小平面201以不同的角度與底204接合。應(yīng)當(dāng)理解，在圖1中每個光提取器具有底(在此實施例中為矩形底)，底包括最靠近光輸入位置105的底邊165、166、167、168、或169。特意取向底邊165-169以使其大致面向光輸入位置105。通過選擇性地傾斜提取器底取向，如154的區(qū)域能夠具有提取更多光的光提取器164，從而導(dǎo)致更高光輸出并因而導(dǎo)致整個光導(dǎo)上更高的光均勻性。應(yīng)當(dāng)理解，考慮到光提取器區(qū)域151、152、和153相對于光源105a、105b、和105c 的不同位置，一個區(qū)域內(nèi)的提取器大致面向不同的最近光輸入位置。例如，第一區(qū)域151中的提取器161能夠大致面向第一光輸入位置110a。第二區(qū)域152中的提取器162能夠大致面向第二光輸入位置110b。類似地，第三區(qū)域153中的提取器163能夠大致面向第三光輸入位置110c。因此應(yīng)當(dāng)理解，第一區(qū)域151的底邊166、第二區(qū)域152的底邊167和第三區(qū)域153的底邊168全都不平行。按區(qū)域布置光提取特征的取向可便于整個光導(dǎo)上的更均勻提取。這可通過示于圖Ia中的近視圖得到更好地理解。通過給定光提取器底邊168 相對從相應(yīng)光輸入位置(如IlOc)到光提取器(如163)延伸的直線180的角度(如170) 來控制光提取器的效率。理想的是，底邊165-169能接近垂直于光輸入位置110和光提取器的連線。底邊相對該直線的理想角度可為90° 士 10°、更優(yōu)選地90° 士5°、更優(yōu)選地 90° 士3°、還更優(yōu)選地90° 士 1°。圖1中的組件100可為背光源提取器，并且更具體地講可為移動電話背光源提取
ο圖3為光導(dǎo)301的側(cè)視圖，說明光導(dǎo)的區(qū)域(如380、384、382)和光的動作。在此模型中光沿穿入紙面的方向進(jìn)入光導(dǎo)301。每個提取器具有面向?qū)?yīng)光源的底邊。此外，提取器設(shè)計成使得提取光傳播至所需位置，例如觀看者393。如果光提取器通過底邊和小平面角度得到恰當(dāng)取向，則其按區(qū)域380、384和382而不同的側(cè)向位置將不會導(dǎo)致提取光的巨大不均勻性。由于提取器的面被最佳地對齊，與提取器381、385、和383相互作用的光應(yīng)作為較高亮度的離開光而被提取(與底邊未進(jìn)行選擇性對齊的情況相比)。每個區(qū)域由于該區(qū)域中的光提取器的最佳定向而變得更亮。因此光390、391、和392可能全部以接近相等亮度到達(dá)觀看者393，從而對觀看者393均勻顯示。圖4為用于制備光導(dǎo)的工具400的示意圖。光導(dǎo)工具可由任何合適數(shù)量的材料 (如硅)構(gòu)成。該工具按照與圖1中的光導(dǎo)相同的方式，由多個區(qū)域430、431、432、433、434 組成。該工具的每個區(qū)域430-434包括棱鏡(如440、441、442、443、444)的陣列。圖4中的工具可用作制造多個光導(dǎo)和/或光導(dǎo)模具的母模。因此，應(yīng)當(dāng)理解，工具400中的棱鏡440 對應(yīng)于光導(dǎo)中的提取器的反向等同物。與光導(dǎo)區(qū)域相同，工具區(qū)域430-434中的多個的取向可對應(yīng)于電子設(shè)備(例如移動電話)上的按鍵。每個棱鏡則按照相同的方式將具有底邊 465-469，底邊最靠近或面向工具的前邊緣409，具體地講面向點412a、412b或412c。因為該工具用于制造光導(dǎo)(類似于實施于圖1中的光導(dǎo))，因此必須對棱鏡進(jìn)行取向以便最終產(chǎn)生正確取向的光提取器。因此，第一區(qū)域431中的棱鏡441的第一底邊466將不平行于第二區(qū)域432內(nèi)的棱鏡442的第一底邊467。此外第三區(qū)域433中的棱鏡443的第一底邊 468將不平行于第一區(qū)域431內(nèi)的棱鏡441的第一底邊466，并且不平行于第二區(qū)域432內(nèi)的棱鏡442的第一底邊467。在此實施例中，底邊465-469均被取向成面向中心點412b。由于工具400的棱鏡被用來形成具有被定向成可增強光輸出的提取器的光導(dǎo)，因此它們也將相對工具的前邊緣409上的點412a-c進(jìn)行取向，其中這些點一般對應(yīng)于光導(dǎo)的光輸入位置。因此，在用于產(chǎn)生具有一個光源的光導(dǎo)的工具中，第一區(qū)域431內(nèi)的棱鏡441 的第一底邊466將大致垂直于從區(qū)域431的中心延伸至工具的前邊緣上的第一點412b的直線。第二區(qū)域432內(nèi)的棱鏡442的第一底邊467則大致垂直于從區(qū)域432的中心延伸至工具的前邊緣上的相同的第一點412b的直線。假設(shè)(盡管未以精確角度示出)對于用于產(chǎn)生具有多個光源的光導(dǎo)，第一區(qū)域431 內(nèi)的棱鏡441的第一底邊466將大致垂直于從區(qū)域431的中心延伸至工具的前邊緣上的第一點412a的直線。然而，第二區(qū)域432內(nèi)的棱鏡442的第一底邊467此刻將大致垂直于從區(qū)域432的中心延伸至工具的前邊緣上的第二點412b (其此刻將對應(yīng)于第二光輸入位置) 的直線，第二點不同于提取器底466大致面向的第一點。類似地，第三區(qū)域433內(nèi)的棱鏡 443的第一底邊468將大致垂直于從區(qū)域433的中心延伸至工具的前邊緣上的第三點412c 的直線。這些底邊應(yīng)最佳地傾斜以形成具有增強的光提取的光導(dǎo)。光導(dǎo)工具400的棱鏡440可具有任何的尺寸、幾何形狀和表面輪廓(包括(例如) 突出結(jié)構(gòu)和凹陷結(jié)構(gòu))。凹陷結(jié)構(gòu)可被優(yōu)選，因為其具有更強的提取較多光的能力、具有穩(wěn)健性并且對于諸如移動電話按鍵盤之類的裝置而言其比突出結(jié)構(gòu)具有更為適應(yīng)的幾何形狀。每個區(qū)域中的棱鏡圖案在面密度上可不均勻，其中面密度可由單位面積內(nèi)的棱鏡數(shù)或單位面積內(nèi)的棱鏡面積來確定?？蛇x擇棱鏡形狀因素(例如高度和/或傾斜角(如此前所述))的其他變化來產(chǎn)生具有最佳光提取的光導(dǎo)。工具棱鏡可具有任何合適數(shù)量的形狀。實際上，該形狀一般與待制造光導(dǎo)中的光提取器的選定形狀反向地對應(yīng)。棱鏡中的至少一個可為斜截棱柱。用于棱鏡提取器的其他合適形狀為棱錐。棱錐棱鏡可具有任意數(shù)量的小平面。本發(fā)明的某些實施例可以有包括四個小平面的工具棱錐。在其中用于制備光導(dǎo)的工具400由某些種類的晶體材料(例如硅) 制成的實施例中，棱錐的小平面可以對應(yīng)于材料晶體結(jié)構(gòu)的角度來形成。例如，再來看圖2， 小平面210和210b可對應(yīng)于給定晶面，而底204可位于不同的晶面內(nèi)。
圖4所示的實施例對應(yīng)于圖5c所示的實施例。該實施例為示出使用多個晶片的實施例?？赏ㄟ^將晶片拼接在一起來將晶片接合到一個通用基片內(nèi)?？墒褂枚喾N方式實現(xiàn)拼接，包括使用粘合劑。例如，在晶片塊438上可找到區(qū)域433。該晶片被取向為使得在假定將產(chǎn)生單光源波導(dǎo)的情況下，區(qū)域433的提取器443面向下述方向該方向接近垂直于將進(jìn)入對應(yīng)區(qū)域433的光導(dǎo)區(qū)域的光。另外也對于傾斜提取器邊緣取向的板塊439示出了比提取器443具有更小角度的提取器444。相同種類的關(guān)系適用于晶片塊436和435以及它們各自的提取器441和440。由于區(qū)域432與對應(yīng)于光主軸的區(qū)域同軸，因此晶片塊437上的提取器不需要選擇角度。因此，可將多個區(qū)域(包括區(qū)域432)設(shè)置在一個晶片塊上而不使性能受損。這可通過參照圖5a-5c而更好地理解。圖5a_5c示出了用于制備光導(dǎo)的工具的各種組件。圖5a為第一實施例的視圖，其中工具500a由一個通用晶片或基片506構(gòu)成。晶片可由多種合適材料構(gòu)成，包括(例如) 硅?？紤]到其對于簡化的蝕刻工藝的適用性，晶體結(jié)構(gòu)可能尤為理想。區(qū)域520a、521a、和 522a為其中將由通用晶片形成光提取器母模的區(qū)域。圖5b示出了其中所述工具由三個在 (例如)通用基片上彼此粘附的晶片塊507、508、和509構(gòu)成的實施例。此實施例中示出， 第一區(qū)域520b形成于晶片塊507上，第二區(qū)域521b形成于晶片塊508上，并且第三區(qū)域 522b形成于晶片塊509上?？紤]到在將提取器模具蝕刻到工具內(nèi)的潛在晶體結(jié)構(gòu)，用于圖 5b的結(jié)構(gòu)可為理想的。如下文所論述，諸如硅之類的晶體結(jié)構(gòu)易于根據(jù)結(jié)構(gòu)的給定“平面區(qū)”進(jìn)行蝕刻。平面區(qū)就是其位置和傾斜角度固有地取決于晶體結(jié)構(gòu)的平面層。該平面區(qū)為在工具內(nèi)形成的提取器的底邊規(guī)定方向。因此，可取的方式是在面向三個不同方向的區(qū)域中形成提取器。這種選擇的傾斜角度將增強整個光導(dǎo)的一致性和提取能力。圖5c提供了另一個由多個晶片塊(如508、510、511、512、和513)構(gòu)成的實例。應(yīng)當(dāng)理解，位于晶片塊508內(nèi)的區(qū)域521c和其他區(qū)域不需要多個晶片塊，因為所有的區(qū)域均落在將成為所產(chǎn)生光導(dǎo)的同軸部分的范圍內(nèi)。然而，區(qū)域520c和522c可設(shè)置在晶片塊510 和511上，這兩個晶片塊顯著地傾斜以增強提取能力和一致性。此外，區(qū)域514和515可分別設(shè)置在晶片塊512和513上，其中這兩個晶片塊需要的傾斜較小，并且這兩個區(qū)域可更佳地調(diào)準(zhǔn)以適于光提取。當(dāng)使用晶體材料時，經(jīng)蝕刻的晶片最可能產(chǎn)生倒置的棱錐結(jié)構(gòu)。這是因為某些蝕刻方法能產(chǎn)生對應(yīng)于晶片的晶體結(jié)構(gòu)的蝕刻。于是，棱錐小平面能對應(yīng)于結(jié)構(gòu)的晶面。例如，當(dāng)使用硅時，倒置的提取器模具將為棱錐形的并且將具有四個小平面?？衫枚喾N方式產(chǎn)生用于制備光導(dǎo)的工具。用于制造光導(dǎo)工具的一種尤其可用的方法涉及將倒置棱錐結(jié)構(gòu)蝕刻到構(gòu)成工具的基片內(nèi)。蝕刻可通過多個步驟進(jìn)行。第一步驟可涉及將棱錐結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第一區(qū)域內(nèi)。第二步驟可涉及將多個棱錐結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第二區(qū)域內(nèi)。第三步驟可涉及將多個棱錐結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第三區(qū)域內(nèi)。在一個步驟中可蝕刻基片的不止一個區(qū)域。結(jié)構(gòu)應(yīng)蝕刻到三個區(qū)域中以使得第一區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)的底被取向為相對于光導(dǎo)工具的前邊緣的第一角度，并且第二區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)的底被取向為相對于光導(dǎo)工具的前邊緣的第二角度，第二角度不同于第一角度。第三區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)的底應(yīng)被取向為相對于光導(dǎo)工具的前邊緣的第三角度，第三角度不同于第一和第二角度。工具基片可由多種合適的材料構(gòu)成。尤其合適的基片可為具有晶體結(jié)構(gòu)的材料。一種此類材料為硅。可通過多種合適的方法在基片中實現(xiàn)圖案化，包括標(biāo)準(zhǔn)光刻術(shù)或其他光刻術(shù)、雙光子加工、金剛石車削、跳躍燃燒EDM(skip burn EDM)、干法蝕刻和濕法蝕刻 (如，各向異性濕法蝕刻)。濕法蝕刻工藝的一個實例可涉及將蝕刻掩模層(如準(zhǔn)金屬氮化物，例如氮化硅(Si3N4))沉積到硅晶片的頂面，隨后沉積聚合物光刻膠。然后可將光掩模涂覆到光刻膠層的頂面。這種光掩模的實例示于圖6中。這里，光掩模600涂覆至不止一個區(qū)域。光掩模選擇性地掩蓋光刻膠上的某些區(qū)域。然后通過商用光刻膠顯影劑使光刻膠顯影，從而產(chǎn)生光刻膠中的圖案。在將反應(yīng)離子束施加到帶掩模的晶片塊時，已被圖案化的晶片塊的無掩模區(qū)域的氮化硅會按光掩模圖案被蝕刻掉。先前加了掩模的區(qū)域仍將在其硅層上具有氮化硅層。一旦硅晶片塊的所需區(qū)域已被暴露，就可將晶片塊暴露于各向異性化學(xué)蝕刻劑。 圖7示出了一例可能的蝕刻結(jié)果。先前加了掩模的區(qū)域770可得到保護(hù)而不被免蝕刻到硅結(jié)構(gòu)內(nèi)，因為氮化硅殘余物仍保護(hù)著硅表面。區(qū)域771會有化學(xué)蝕刻劑進(jìn)入硅，從而按照硅的晶體幾何學(xué)而形成結(jié)構(gòu)。在圖7中，該結(jié)構(gòu)示為倒置的棱錐。參照圖8可更好地理解這些棱錐的產(chǎn)生方式。圖8為用于制備光導(dǎo)的工具(此處由晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成)的一部分的剖視圖。如此前所述，在這種特定的各向異性蝕刻工藝中，結(jié)構(gòu)形成物對應(yīng)于材料晶體結(jié)構(gòu)的幾何形狀。圖 8中，構(gòu)成要素875代表稱為晶體結(jié)構(gòu)的(100)面的平面。構(gòu)成要素876代表稱為晶體結(jié)構(gòu)的(111)面的平面。使用的各向異性化學(xué)蝕刻劑對于(100)面具有比(111)面快的蝕刻速率。因此蝕刻劑將導(dǎo)致具有沿(111)面876的小平面的棱錐。此例中的晶體結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致 70. 52度的(111)面間夾角。因此該面距面875的法線的角度877可等于35. 26度?？赏ㄟ^測量暴露區(qū)域的寬度和被部分蝕刻的棱錐的寬度計算出完整棱錐的蝕刻高度879。這歸因于棱錐的幾何關(guān)系。此處暴露寬度(或棱錐的底)895可稱為W。部分蝕刻點的寬度896可稱為W’。仍有待蝕刻的高度878可稱為H’。由于此結(jié)構(gòu)和已知角度，則下述關(guān)系適用
權(quán)利要求
1.一種用于制備光導(dǎo)的工具，包括 多個區(qū)域；和位于每個區(qū)域內(nèi)的棱鏡陣列，每個棱鏡具有面向所述工具的前邊緣的第一底邊；第一區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊不平行于第二區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述工具由硅構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，還包括第三區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊，所述第三區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊不平行于所述第一區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊和所述第二區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述第一區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊被取向為大致垂直于連接所述第一區(qū)域和所述工具的前邊緣上的第一點的直線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其中所述第二區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊被取向為大致垂直于連接所述第二區(qū)域和所述工具的前邊緣上的第一點的直線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其中所述第二區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊被取向為大致垂直于連接所述第二區(qū)域和所述工具的前邊緣上的第二點的直線，所述工具的前邊緣上的第二點不同于所述工具的前邊緣上的第一點。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工具，其中至少一個棱鏡由四面棱錐構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工具，其中所述棱錐的面以對應(yīng)于所述硅的晶體結(jié)構(gòu)的角度形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述第一區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊和所述第二區(qū)域內(nèi)的棱鏡的第一底邊被最優(yōu)地傾斜以形成具有增強的光提取的光導(dǎo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中所述多個區(qū)域?qū)?yīng)于電子設(shè)備上的按鍵。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工具，其中所述電子設(shè)備包括移動電話。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其中至少一個棱鏡為截頭的。
13.一種光導(dǎo)，包括離散區(qū)域的陣列，每個區(qū)域包括多個多面體光提取器，每個區(qū)域中的每個提取器具有最靠近并且大致面向光輸入位置的底邊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光導(dǎo)，包括僅一個光輸入位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光導(dǎo)，包括多個光輸入位置，其中第一區(qū)域中的提取器能夠大致面向第一光輸入位置，并且第二區(qū)域中的提取器能夠大致面向第二光輸入位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光導(dǎo)，其中所述光導(dǎo)由共混聚合物構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光導(dǎo)，其中所述多面體光提取器為棱錐。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光導(dǎo)，其中所述棱錐為四面棱錐。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光導(dǎo)，其中所述底邊被取向為提供增強的光提取。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光導(dǎo)，其中所述離散區(qū)域的陣列與電子設(shè)備的按鍵大致匹配。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光導(dǎo)，其中所述電子設(shè)備包括移動電話。
22.一種背光源，包括 光源；和光導(dǎo)，包括多個區(qū)域，每個區(qū)域包括多個光提取棱鏡，每個區(qū)域中的所述光提取棱鏡具有一個大致面向光源的邊緣，使得不同區(qū)域中的光提取棱鏡被取向為不同方向。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的背光源，其中至少一個光源包括LED。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的背光源，其中所述光提取棱鏡由棱錐構(gòu)成。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的背光源，其中所述光提取棱錐由四個小平面構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的背光源，其中所述多個區(qū)域?qū)?yīng)于電子設(shè)備的鍵盤。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的背光源，其中所述光導(dǎo)由共混聚合物構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的背光源，其中所述棱錐被傾斜到增強的光提取的取向。
29.—種移動電話背光源，包括 LED ；和對應(yīng)于移動電話按鍵的鍵盤光導(dǎo)，每個移動電話按鍵在所述光導(dǎo)中具有對應(yīng)的光提取元件的陣列，第一陣列中的提取元件具有矩形底，所述矩形底具有前邊緣，所述前邊緣被取向在第一角度并且面向所述LED以產(chǎn)生最大光提取，第二陣列中的提取元件具有矩形底， 所述矩形底具有前邊緣，所述前邊緣被取向在第二角度并且面向所述LED以產(chǎn)生最大光提??；所述第一和第二角度不同。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的移動電話背光源，其中所述光提取元件為棱錐。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的移動電話背光源，其中所述棱錐為四面棱錐。
32.一種用于制造光導(dǎo)工具的方法，包括將多個棱錐結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第一區(qū)域內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)的取向使得所述第一區(qū)域內(nèi)每個結(jié)構(gòu)的底被取向在相對于所述光導(dǎo)工具的前邊緣的第一角度；將多個棱錐結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第二區(qū)域內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)的取向使得所述第二區(qū)域內(nèi)每個結(jié)構(gòu)的底被取向在相對于所述光導(dǎo)工具的前邊緣的第二角度，所述第二角度不同于所述第一角度。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，還包括將多個棱錐結(jié)構(gòu)蝕刻到基片的第三區(qū)域內(nèi)， 所述結(jié)構(gòu)的取向使得所述第三區(qū)域內(nèi)每個結(jié)構(gòu)的底被取向在相對于所述光導(dǎo)工具的前邊緣的第三角度，所述第三角度不同于所述第一角度和第二角度。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述基片由通用晶片構(gòu)成。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述通用晶片由硅構(gòu)成。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述基片由多個晶體晶片構(gòu)成。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中進(jìn)行的所述蝕刻為各向異性濕法蝕刻。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中進(jìn)行的所述蝕刻為干法蝕刻。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中所述多個晶片使用粘合劑拼接在一起。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中所述晶體晶片由硅構(gòu)成。
41.一種用于制造光導(dǎo)模具的方法，包括將金屬籽晶層沉積在光導(dǎo)母模上；將鎳電鑄在所述金屬籽晶層的頂面以產(chǎn)生鎳模具；以及將所述光導(dǎo)母模浸入在電解質(zhì)溶液中，使所述金屬籽晶層剝離，從而分離鎳光導(dǎo)模具。
全文摘要
本發(fā)明描述了光導(dǎo)、包括光導(dǎo)的裝置、用于制備光導(dǎo)的方法、以及用于制備光導(dǎo)的工具。光導(dǎo)包括光提取器，所述光提取器設(shè)置在位于所述光導(dǎo)的表面上的多個區(qū)域中。每個區(qū)域中的光提取器的取向被設(shè)置成可提高所述光導(dǎo)的整個表面上的均勻性和亮度，以及提供增強的缺陷隱匿。所述光提取器的效率受制于給定光提取器面相對于照射所述光導(dǎo)的光源的角度。
文檔編號G02F1/1335GK102301272SQ200980155614
公開日2011年12月28日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者張俊穎, 戴維·A·恩代爾, 李子成, 毛國平, 賈米·B·威洛比 申請人:3M創(chuàng)新有限公司