專利名稱：：照明組件和系統的制作方法照明組件和系統相關專利申請本申請要求以下美國臨時專利申請的優(yōu)先權，這些臨時專利申請的全部公開內容以引用的方式全文并入本文60/711,519，提交于2005年8月27日；60/711,551，提交于2005年8月27日；60/714,072，提交于2005年9月2日；60/714，068，提交于2005年9月2日；以及60/729，370，提交于2005年10月21曰。以下共同擁有和共同待決的美國專利申請以引用方式并入本文美國專利申請No.11/212，166，名稱為DIRECT-LITBACKLIGHTHAVINGLIGHTRECYCLINGCAVITYWITHCONCAVETRANSFLECTOR("具有帶凹型半透反射板的光回收腔的直接照明式背光源")；美國專利申請No.11/458,891，名稱為DIRECT-LITBACKLIGHTHAVINGLIGHTSOURCESWITHBIFUNCTIONALDIVERTERS("具有帶雙功能轉向器的光源的直接照明式背光源");美國專利申請No.11/466，628，名稱為EDGE-LITBACKLIGHTHAVINGLIGHTRECYCLINGCAVITYWITHCONCAVETRANSFLECTOR("具有帶凹型半透反射板的光回收腔的邊緣照明式背光源")；以及美國專利申請No.XX/XXX，XXX,名稱為METHODSOFFORMINGDIRECT-LITBACKLIGHTSHAVINGLIGHTRECYCLINGCAVITYWITHCONCAVETRANSFLECTOR("形成具有帶凹型半透反射板的光回收腔的直接照明式背光源的方法")(代理人案巻號No.61199US006)。
背景技術：
：一些顯示系統是采用背后照明，例如液晶顯示屏(LCD)。該類顯示器廣泛地應用于眾多設備中，例如膝上型計算機、手持計算器、數字手表、電視機及類似物。一些背后照明顯示器包括光源，其位于顯示器的一側；以及光導，其設置為將光從光源導向顯示器面板的背部。其它背后照明顯示器，例如一些液晶監(jiān)視器和液晶電視機(LCD-TV)，則是采用布置在顯示器面板后面的多個光源從后面直接照明。較大的顯示器越來越多地采用直接照明式背光源構造，這是因為要達到某個程度的顯示亮度所需要的光功率需求量隨顯示器尺寸的平方增加，而沿著顯示器邊緣放置光源的實際可用區(qū)域僅隨顯示器尺寸線性增加。此外，一些顯示器應用(例如液晶電視機)要求顯示器足夠亮，從而能夠從比其它顯示器應用所要求的距離更遠的距離觀看顯示器。另外，液晶電視機的視角要求通常與液晶監(jiān)視器和手持裝置的視角要求不同。液晶監(jiān)視器和液晶電視機通常由大量冷陰極熒光燈(CCFL)從后面照明。這些光源是線性的并且在顯示器的整個寬度上延伸，其結果是通過由較暗區(qū)域分隔的一系列亮帶照明顯示器的背部。這種照明分布是不可取的；因此，通常會在液晶裝置的背部使用擴散板以使照明分布更平滑。目前，液晶電視機擴散板通常采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物基質，所述聚合物基質具有包括玻璃、聚苯乙烯微珠以及CaC03顆粒在內的多種分散相。在暴露于燈產生的高溫下后，這些板通常會變形或翹曲。此外，這些擴散板還需要定制的擠出共混物以使擴散顆粒在聚合物基質中均勻地分布，這也進一步增加了成本。為試圖使液晶顯示器面板背部的照明分布更為均勻，一些擴散板具有在擴散板寬度上隨空間而變化的擴散特性。這種非均勻的擴散板有時稱作印制圖案擴散板。因為在裝配時必須將擴散圖案對準照明光源，所以這些非均勻擴散板的制造成本很高。最近，市場上出現了一種液晶顯示屏電視機(液晶電視機)，其使用例如紅色/綠色/藍色LED的陣列而非CCFL作為直接照明式背光源的光源。其中一個例子是SonyQualia005LED平板電視機。40英寸型號所采用的直接照明式背光源具有五排水平布置的側發(fā)射式LuxeonLED，每一排均有65個以GRBRG圖案重復布置的這種LED,各排間距為3.25英寸。從背部白光漫反射器的正面到前擴散板(約2mm厚)的背部測量，該背光源深約42mrn，在兩者之間設有一塊透明平板，該透明平板上有由325個白色漫反射點構成的陣列。每個反射點都透射一部分光，并與其中一個LED對準，以防止由LED射出的軸上光的大部分直接照射到前擴散板。所述背反射器為平面結構，并具有傾斜的側壁。7一些背光源的一個重要方面是照明顯示器面板的光應該是亮度均勻的。當所用的光源為點光源時(例如LED)，照明的均勻性尤其是一個問題。在這種情況下，需要背光源將光在顯示器面板上擴展開，從而使所顯示的圖像沒有暗區(qū)。此外，在某些應用中是使用產生不同顏色光的大量不同的LED照明顯示器面板。相對亮度來說，人眼更容易辨別顏色的變化，因此難以有效地混合產生不同顏色光的光源以產生白色照明光。在這些情況下，重要的是混合來自不同LED的光，以使得在所顯示的圖像上顏色及亮度是均勻的。
發(fā)明內容一方面，本發(fā)明提供一種照明組件，該組件包括反射基板、具有方位角光束擴展表面特征的第一光提取表面、以及光源單元。光源單元包括一個或多個能夠產生照明光的光源，所述光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間。所述第一光提取表面面向所述光源單元。另一方面，本發(fā)明提供一種照明組件，該組件包括反射基板和第一光提取表面，該表面包括密集排布的錐形結構的陣列。陣列在錐形結構之間基本上不具有平坦的連接區(qū)域，其中錐形結構的基部位于表面的x-y平面內，而錐形結構的頂端在表面的x-y平面之外。所述組件還包括具有一個或多個能夠發(fā)出照明光的光源的光源單元，其中所述光源單元位于所第一光提取表面和所述反射基板之間。位于第一光提取表面上的陣列中的錐形結構的頂端朝向光源單元。另一個面，本發(fā)明提供一種照明組件，該組件包括反射基板和第一光提取表面，該表面包括至少一個帶小面的表面，該帶小面的表面在x-y平面內具有面內彎曲。所述組件還包括具有一個或多個能夠發(fā)出照明光的光源的光源單元，所述光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間。第一光提取表面面向光源單元。另一方面，本發(fā)明提供一種照明組件，該組件包括反射基板和第一光提取表面，所述表面包括用于使垂直入射到光提取表面上的光束產生至少15。的方位角差值AB的裝置。所述組件還包括具有一個或多個能夠發(fā)出照明光的光源的光源單元，所述光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間。第一光提取表面面向光源單元。另一方面，本發(fā)明提供一種直接照明式顯示系統，該系統包括具有照明側的顯示器面板、以及設置在顯示器面板的照明側的照明組件。所述照明組件包括反射基板和光源單元，所述光源單元具有一個或多個能夠產生照明光的光源。所述組件還包括位于第一光提取表面和所述反射基板之間的第一光提取表面，其中所述第一光提取表面面向光源單元，并且該表面具有方位角光束擴展表面特征。從下面的詳細描述中將可以明白本申請的這些方面及其它方面。然而，在任何情況下以上概述都不應理解為是對所要求保護的主題的限制，該主題僅受所附權利要求書的限定，在審查期間可以對其進行修正。圖1是背后照明液晶顯示系統的一個實施例的示意性剖視圖。圖2是照明組件的一個實施例的示意性剖視圖，該照明組件包括光提取元件。圖3是照明組件的一個實施例的示意性剖視圖，該照明組件包括兩個光提取元件。圖4A-C是光提取表面的多個實施例的示意性剖視圖。圖5A-C是光提取元件的多個實施例的示意性剖視圖。圖6是光源單元的一個實施例的示意性平面圖。圖7a是光提取膜一部分的一個實施例的示意透視圖，該膜具有結構化表面。圖7b是光提取膜一部分的另一個實施例的示意透視圖，該膜具有結構化表面。圖7c是圖7b示出的膜的俯視圖。圖7d和7e是圖7b-c示出的膜的剖視圖，其中圖7d為示意圖。圖7f是一個裝置的示意圖，該裝置能夠制造用于制作提取膜(如圖7b所示的膜)的母模。圖7g是光提取膜一部分的另一個實施例的示意透視圖，該膜具有結構化表面。圖8-11是在已公開的背光源中可用作光源的多種封裝LED的示意性剖視圖。圖12是極坐標系的透視圖。圖13a-c是幾個構造的透視圖，展示了包括圖13c中的產生方位角光束擴展特性的光提取膜在內的不同類型光提取膜的光偏轉特性。圖14是光提取膜一部分的另一個實施例的示意透視圖，該膜具有結構化表面。圖15是實例E和F的光提取膜的強度極坐標圖。在這些圖中，類似的附圖標記表示類似的元件。具體實施例方式本發(fā)明適用于顯示器面板(例如液晶顯示屏)，尤其適用于從背后直接照明的液晶顯示屏，例如液晶監(jiān)視器和液晶電視機(LCD-TV)所使用的顯示屏。更具體地講，本發(fā)明涉及對直接照明式背光源所產生的、用于照明液晶顯示屏的光進行控制。在傳統照明組件中，設計給定亮度值和照明均勻度的組件時，燈與擴散板的間距、燈與燈的間距以及擴散板透射性是重要的考慮因素。一般來講，強效擴散板(即能擴散更多入射光的擴散板)能改善均勻度，但同時會降低亮度，這是因為高擴散程度伴隨著強反向擴散，即反射的緣故。根據本發(fā)明的一些實施例，位置靠近光源的光提取元件在允許使用更高透射性的擴散板的同時，可提供更高的照明均勻度和/或顏色混合度。高透射性擴散板通常比更強效的擴散板更薄，一般來講，這種高透射性擴散板有助于降低背光燈的厚度輪廓。光提取元件具有光提取表面，該表面可提取并偏轉光源發(fā)出的照明光的至少一部分，這些初始沿平行于顯示器軸線的方向傳播的光被偏轉為沿不與顯示器軸線平行的方向傳播。在光源單元包括能夠產生具有不同峰值波長或顏色的光的光源(例如紅色、綠色、藍色LED的陣列)的實施例中，可對光提取元件進行操作以分布光，從而讓光在抵達液晶面板時顏色和強度更加均勻。例如，當需要白色照明光時，光提取元件可混合來自各有色光源的光，使得液晶面板的外觀為更均勻的白光。在比使用標準擴散板的直接照明式液晶背光源所需腔體明顯更薄的腔體中，光提取元件即可實現該目的。本發(fā)明的照明組件可用作直接照明式顯示系統(例如液晶顯示器)的背光源。然而，本文所述的照明組件并不僅限于用來照明液晶顯示器面板。本文公開的照明組件還可用于利用分立光源產生光的任何情況，而且可取的是包括一個或多個分立光源的面板具有均勻照明。因此，所述照明組件可用于空間固態(tài)照明應用、招牌、照明面板及類似物。圖1示出了直接照明式顯示系統ioo的一個實施例的示意性剖視圖。該顯示系統100可用于例如液晶監(jiān)視器或液晶電視機等。顯示系統100包括液晶面板150和照明組件101，照明組件用于為液晶面板150提供照明光。液晶面板150通常包括設置在面板基板154之間的液晶層152。面板基板154通常由玻璃形成，并且可以包括位于其內表面上的用于控制液晶層152中的液晶取向的電極結構和配向層。這些電極結構通常排列成限定液晶面板的像素，即液晶層的可以獨立于相鄰區(qū)域控制液晶取向的區(qū)域。一個或多個面板基板154還可包括濾色器，用于在液晶面板150所顯示的圖像上附加色彩。液晶面板150布置于上吸收偏振片156和下吸收偏振片158之間。在所示的實施例中，上吸收偏振片156、下吸收偏振片158位于液晶面板150之外。吸收偏振片156、158和液晶面板150的組合控制著從背光源108通過顯示系統100到達觀察者的光傳輸。例如，可將吸收偏振片156、158排列為其透射軸相互垂直。在非激活狀態(tài)下，液晶層152的像素可以不改變所經過光的偏振態(tài)。因此，穿過下吸收偏振片158的光由上吸收偏振片156吸收。當像素被激活時，所經過光的偏振態(tài)被旋轉，以使得透射通過下吸收偏振片158的至少一部分光也透射通過上吸收偏振片156。例如，通過控制器104選擇性激活液晶層152的不同像素，從而使光在所需的特定位置從顯示系統100射出，由此形成觀察者看到的圖像?？刂破?04可包括例如計算機或接收并顯示電視圖像的電視控制器等?？稍谏衔掌衿?56的上面設置一個或多個可選層157，例如，為顯示器表面提供機械和/或環(huán)境保護。在一個示例性實施例中，層157可包括位于上吸收偏振片156上面的硬涂層。應當理解，某些類型的液晶顯示屏可能會采用與上述不同的方式操作。例如，吸收偏振片可平行排列，并且液晶顯示器可以在處于未激活狀態(tài)時使光的偏振態(tài)旋轉。但不管怎樣，該類顯示屏的基本結構仍然與上述基本結構類似。照明組件101包括背光源108以及一個或多個光控制膜140，該膜布置在背光源108與液晶面板150之間。顯示系統100的背光源108包括光源單元110，該光源單元具有多個可產生照明液晶面板150的光的光源112。光源單元110被布置在緊靠反射基板102的位置。用于液晶電視機或液晶監(jiān)視器中的光源112通常是沿著顯示系統100的高度延伸的線性冷陰極熒光管。但也可采用其它類型的光源，例如白熾燈或弧光燈、LED、平面熒光板或外部電極熒光燈。所列出的光源不是限制性的或窮舉性的，僅僅是示例性的。光源112是示意性示出的。在大多數情況下，這些光源112是緊湊的發(fā)光二極管(LED)。此時，"LED"是指發(fā)射光(不管是可見光、紫外光或紅外光)的二極管。它包括作為LED(不論是常規(guī)型還是超輻射型)銷售的非相干的包裝或封裝的半導體器件。如果LED發(fā)射不可見光如紫外光，以及在LED發(fā)射可見光的某些情況下，其封裝成包括熒光體(或是照亮設置在遠處的熒光體)，以將短波長光轉化為波長更長的可見光，某些情況下會得到發(fā)射白光的器件。"LED晶粒"是LED的最基本形態(tài)，即經半導體加工過程而制成的單個元件或芯片。該元件或芯片可以包括用于施加能量以驅動器件的電觸點。該元件或芯片的各獨立層和其它功能元件通常以晶片級形成，然后將加工好的晶片切成單個元件，以生產大量的LED晶粒。本文將對封裝LED(包括前發(fā)射和側發(fā)射LED)進行詳細的討論。如果需要，可以使用其它可見光發(fā)光體(如線性冷陰極熒光燈(CCFL)或熱陰極熒光燈(HCFL))來代替或輔助分立的LED光源，以作為本發(fā)明所公開的背光源的照明源。此外還可使用混合系統，例如CCFL/LED，其包括發(fā)出冷白光和暖白光的CCFL/LED;CCFL/HCFL，例如發(fā)出不同光譜的CCFL/HCFL。發(fā)光器的組合可有多種變化，包括LED和CCFL，還包括多個CCFL、多個不同顏色的CCFL以及LED和CCFL混合體等復合體。例如，在某些應用中，較為理想的是用不同的光源(如長圓柱形CCFL)或線性表面發(fā)射光導來代替圖1中所示的一排分立光源112，其中該光導沿長度方向發(fā)光并連接到遠程有源元件，如LED晶?；螓u素燈，同樣，也可采用其它光源排來替代。在美國專利No.5,845,038(Lundin等人)和6，367，941(Lea等人)中公開了這種線性表面發(fā)射光導的例子。已為人們所知的還有纖維耦合激光二極管和其它半導體發(fā)光體，在這些發(fā)光體中，當把它放在本發(fā)明所公開的回收腔中或者以其它方式放在背光源的輸出區(qū)域后面時，光學纖維波導的輸出端可以看作是光源。同樣的情況也適用于發(fā)光區(qū)域較小的其它無源光學元件，如透鏡、偏轉器、狹窄的光導以及發(fā)射從有源元件(如燈泡或LED晶粒)接收到的光的類似元件。這類無源元件的一個實例是側發(fā)射封裝LED的模制封殼或透鏡。在一些實施例中，所述背光源108連續(xù)發(fā)射白光，液晶面板150與濾色器矩陣相組合，構成幾組多彩像素(諸如黃/藍(YB)像素、紅/綠/藍(RGB)像素、紅/綠/藍/白(RGBW)像素、紅/黃/綠/藍(RYGB)像素、紅/黃/綠/青/藍(RYGCB)像素等)，使所顯示的圖像為多色。作為另外一種選擇，也可以使用色序技術來顯示多色圖像，該技術不是用白光從背后連續(xù)照亮液晶面板150，并通過調制液晶面板150中成組的彩色像素來產生色彩，相反，它是對背光源108自身內部的不同顏色(例如，選自諸如上述組合的紅色、橙色、琥珀色、黃色、綠色、青色、藍色(包括品藍)和白色)的獨立光源進行調制，以使背光源以快速重復的方式依次閃現出空間上均勻分布的彩色光輸出(例如，先是紅色，然后是綠色，然后再是藍色)。這種調制過色彩的背光源接著再與只有一個像素陣列(沒有任何濾色器矩陣)的顯示模塊相組合，以便在調制速度足夠快以至于可以在觀察者的視覺系統中產生短暫混色效果的情況下，與背光源同步地調制該像素陣列，從而在整個像素陣列上產生所有能產生的顏色(背光源中所用光源已知)。色序顯示(也稱為場序式顯示)的例子在美國專利No.5，337，068(Stewart等人)和美國專利No.6,762，743(Yoshihara等人)中有所描述。在一些情況下，可能只希望提供單色顯示。在這些情況下，背光源108可以包括濾光器或主要發(fā)射一種可見波長或色彩的特定光源。背光源108還可包括反射基板102，用于反射光源112發(fā)出的沿背離液晶面板150的方向傳播的光。反射基板102也可用于在顯示系統100中循環(huán)光，這一點將在本文中迸一步說明。為了提高面板的效率，反射基板102優(yōu)選具有高反射率。例如，對于光源發(fā)出的可見光，反射基板102可以有至少90%、95%、98%、99%或更高的平均反射率。無論在空間上均勻分布或呈一定的圖案，反射基板102都可以主要是鏡面反射器、漫反射器或鏡面反射器與漫反射器的組合。在一些情況下，反射基板102可以由具有髙反射率涂層的剛性金屬基底制成，或者由層疊到支撐基底上的高反射率薄膜制成。適當的高反射率材料包括可購自3MCompany的VikuitiEnhancedSpecularReflector(增強型鏡面反射器)(ESR)多層聚合物膜；使用0.4密耳厚的丙烯酸異辛酯-丙烯酸壓敏粘合劑將摻有硫酸鋇的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(2密耳厚)層疊到VikuitiESR薄膜上所形成的薄膜，本文將這種層疊薄膜稱為"EDRII"薄膜；購自TorayIndustries,Inc.的E-60系列Lumirror聚酯薄膜；多孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜(例如購自W.L.Gore&Associates,Inc.);貝勾自L油sphere，Inc.白勺SpectralonTM反射材料；購自AlanodAluminum-VeredlungGmbH&Co.的MircT陽極氧化鋁膜(包括Miro2薄膜);購自FurukawaElectricCo.，Ltd.的MCPET高反射率泡沬片材；以及購自MitsuiChemicals,Inc.的WhiteRefsta/M薄膜和MT薄膜。反射基底102可以大體上是平坦而光滑的，或具有與之相關聯的結構化表面，以增強光的散射或混合。這種結構化表面可以(a)施加在反射基底102的反射面上，或(b)涂敷在施加于反射面的透明涂層上。在前一種情況下，可以將高反射率薄膜層疊到預先形成結構化表面的基底上，或者將高反射率薄膜層疊到平坦基底(如金屬薄片，這與購自3MCompany的VikuitiTM耐用增強型鏡面反射片-金屬(DESR-M)反射器類似)上，然后再例如采用壓印操作形成結構化表面。在后一種情況下，可以將具有結構化表面的透明薄膜層疊到平坦反射面上，或將透明薄膜施加到反射器上，然后再在透明薄膜上形成結構化表面。反射基底102可以是上面裝有(一個或多個)光源112的連續(xù)(而完好)的一整層，或者也可不連續(xù)地構造成分開的幾塊，或者不連續(xù)地構造成在連續(xù)的層中包括隔開的小孔(光源112可以從中伸出)。例如，將幾條反射材料施加到上面裝有幾行LED的基底上，每一條的寬度都足以從一行LED延伸到另一行LED,并且其長度應足以橫跨背光源輸出區(qū)域的兩個相對邊界線。背光源108還可以包括沿著背光源108外邊界設置的優(yōu)選帶襯里的側壁和端壁(未示出)，或者以其它方式設置有高反射率的垂直壁面，以減少光損失和改善循環(huán)效率。這些壁面可以采用與反射基板102相同或者不同的反射材料。在示例性實施例中，側壁具有漫反射性。光控制膜結構140(也稱作光控制單元)位于背光源108和液晶面板150之間。光控制膜140將影響從背光源108傳播的照明光，從而改善顯示系統100的操作。例如，光控制膜結構140可包括擴散層120。擴散層120用于擴散從光源112接收的光，從而增強入射在液晶面板150上的照明光的均勻度。從而使得觀察者感察到亮度更為均勻的圖像。擴散層120可以是任何適當的擴散膜或擴散板。例如，擴散層120可包括任何適當的一種或多種擴散材料。在一些實施例中，擴散層120可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物基質，該基質具有包括玻璃、聚苯乙烯小珠以及CaC03顆粒在內的多種分散相。示例性擴散板可包括可購自3MCompany,St.Paul,Minnesota的型號為3635-30及3635-70的3MScotchca廣擴散膜。光控制元件140還可包括反射偏振片142。光源112通常產生非偏振光，但是下吸收偏振片158僅透射單偏振態(tài)的光；因此，由光源112產生的光大約一半不會透射到液晶層152。然而反射偏振片142可用于反射在不設置反射偏振片的情況下會被下吸收偏振片158吸收的光。因此，該光可以通過在反射偏振片142和反射基板102之間的反射而得到回收利用?？蓪⒂煞瓷淦衿?42反射的光的至少一部分去偏振，隨后光以透射通過反射偏振片142以及下吸收偏振片158到達液晶層152的偏振態(tài)返回到反射偏振片142。這樣，反射偏振片142就可用于增加由光源112發(fā)出的到達液晶層152的光，從而提供亮度更高的顯示輸出。對于反射偏振片142，可以使用任何適用類型的反射偏振片，例如多層光學膜(M0F)反射偏振片、漫反射偏振膜(DRPF)(諸如連續(xù)/分散相偏振片、線柵反射偏振片或膽甾型反射偏振片)。M0F以及連續(xù)/分散相反射偏振片均依賴至少兩種材料(通常為聚合物材料)之間的折射率差值來選擇性地反射一種偏振狀態(tài)的光而透射正交偏振態(tài)的光。在共同擁有的美國專利No.5，882，774(Jonza等人)中描述了MOF反射偏振片的一些例子?？缮藤彨@得的MOF反射偏振片的例子包括VikuitiDBEF-D200和DBEF-D440多層反射偏振片，該偏振片具有漫射表面，可貝勾自3MCompany。可用于本發(fā)明的DRPF的例子包括例如在共同擁有的美國專利No.5，825，543(Ouderkirk等人)中所描述的連續(xù)/分散相反射偏振片、以及例如在共同擁有的美國專利No.5，867，316(Carlson等人)中所描述的漫反射多層偏振片。其它適當類型的DRPF在美國專利No.5，751,388(Larson)中有所描述。可用于本發(fā)明的線柵偏振片的一些例子包括美國專利No.6，122，103(Perkins等人)中描述的那些線柵偏振片。線柵偏振片可從Moxteklnc.，Orem，Utah及其它公司商購獲得?？捎糜诒景l(fā)明的膽甾型偏振片的一些例子包括例如在美國專利No.5，793，456(Broer等人)以及美國專利公開No.2002/0159019(Pokorny等人)中所述的那些膽甾型偏振片。膽甾型偏振片通常在輸出側設置有四分之一波延遲層，以使得透過膽甾型偏振片的光被轉換為線性偏振光。在一些實施例中，在擴散層120及反射偏振片142之間可以設置偏振控制層144。偏振控制層144的例子包括四分之一波延遲層以及偏振旋轉層(例如液晶偏振旋轉層)。偏振控制層144可用于改變從反射偏振片142反射的光的偏振態(tài)，以使得更多的循環(huán)光透過反射偏振片142。光控制膜結構140還可包括一個或多個增亮層。增亮層是包括將離軸光轉向更靠近顯示屏軸線的方向的表面結構的層。這樣能增加通過液晶層152在軸上傳播的光量，從而增加觀察者所看到圖像的亮度。增亮層的一個例子為棱柱式增亮層，該增亮層具有通過折射和反射改變照明光方向的多個棱柱隆起。可用于顯示系統100的棱柱式增亮層的例子包括VikuitiBEFII和BEFIII系列的棱柱膜，這些膜可購自3MCo即any，包括BEFII90/24、BEFII90/50、BEFII頂90/50及BEFIIIT。圖1中所示的示例性實施例示出了設置在反射偏振片142及液晶面板150之間的第一增亮層146a。棱柱式增亮層通常在一個維度上提供光學增益。光控制層結構140中還可以包括可選的第二增亮層146b，該增亮層的棱柱結構的方向與第一增亮層146a的棱柱結構相互垂直。該構造能在兩個維度上增加顯示系統100的光學增益。在其它示例性實施例中，增亮層146a、146b可位于背光源108和反射偏振片142之間。光控制單元140中不同的層可以是自立式的。在其它實施例中，可將光控制單元140的兩個或更多個層層壓到一起，例如，如共同擁有的美國專利申請No,10/966,610(Ko等人)中所述的情況。在其它示例性實施例中，光控制單元140可包括由間隙隔開的兩個子組件，例如，如共同擁有的美國專利申請No.10/965,937(Gehlsen等人)中所述的情況。圖1中所示實施例的顯示系統100可包括本文所述的任何適當的照明組件。在一些實施例中，背光源108可包括一個或多個光提取元件，這些元件有助于為液晶面板150提供更均勻的照明光。圖2是照明組件200的一個實施例的示意性剖視圖，該照明組件包括至少一個光提取元件。如圖所示，照明組件200包括反射基板202和緊靠反射基板202放置的光源單元210。照明組件200還可包括可選的擴散層220，該擴散層布置為使得第一光提取元件230位于擴散層220和光源單元210之間。圖1中所示實施例的反射基板102、光源單元110以及擴散層120的設計考慮及可能性同樣地適用于圖2中所示實施例的反射基板202、光源單元210以及可選擴散層220。照明組件200還包括第一光提取元件230，該第一光提取元件定位為使得光源單元210位于第一光提取元件230和反射基板202之間。然而也可能采用其它結構，例如可將反射基板202構造為帶有孔隙或狹槽，將光源單元210安裝在反射基板202之后并對準，使得單個光源發(fā)出的光穿過孔隙或狹槽。此外，在一些情況下也可完全省略反射基板202。光源單元210包括至少第一光源212a和第二光源212b(本文中統稱為光源212)。盡管示出了兩個光源，但光源單元210可具有任何適當數目的光源。在一些實施例中，光源單元210可布置在反射基板202上；作為另外一種選擇，光源單元210可與反射基板202間隔開。在其它實施例中，光源單元210可包括布置在或安裝到反射基板202上的光源，例如，如共同擁有的和共同待決的美國專利申請No.11/018,608(代理人案巻號No.60116US002)、No.11/018，605(代理人案巻號No.60159US002)、No.11/018,961(代理人案巻號No.60390US002)、以及No.10/858，539(代理人案巻號No.59334US002)中所述的情況。圖2所示的實施例可使用任何適用類型的光源212，例如圖1中所示的光源112。在反射基板202上，可采用任何適合的布置方式放置光源212。例如，可采用非線性陣列的方式排布光源212，比如采用六邊形圖案或其它幾何圖案，或者采用不均勻(例如隨機或半隨機)的陣列。圖6是背光源600的一個實施例的示意性平面圖，該背光源包括多個光源單元610。在所示的實施例中，光源單元610構造為條狀，每條包括多個光源612a、612b、612c，這些光源可以交錯排列。光源單元610可具有不同的形狀。此外，光源612a-c可產生不同顏色或波長的光。例如，一些光源612a可產生紅光，其它光源612b可產生綠光，而其它光源612c產生藍光?？蓪Σ煌伾墓庠?12a-c進行排布，從而增強不同顏色光的混合程度，進而產生具有所需顏色均勻性的混合光。在其它實施例中，光源612a-c每個均可產生白光。此外，在一些實施例中，可將光源612a-c電連接到控制器，從而可對光源612a-c進行獨立控制。回到圖2，光源單元210可包括發(fā)出不同波長或不同顏色照明光的光源212。例如，光源單元210可包括發(fā)出第一波長照明光的第一光源212a和發(fā)出第二波長照明光的第二光源212b。第一波長可與第二波長相同，也可不同。光源單元210還可包括發(fā)出第三波長光的第三光源(未示出)。在一些實施例中，光源單元210的各個光源212產生的光在混合時向顯示器面板或其它裝置提供白色照明光。在其它實施例中，每個光源212均可產生白光。第一光提取元件230布置為使得光源單元210位于第一光提取元件230和反射基板202之間。可對第一光提取元件230進行操作以接收來自光源單元210的至少一部分光，并以產生均勻強度和/或色彩的方式使這部分光朝背離反射基板202的方向傳播。功能性間隙使光源210與擴散層220隔開。此處的"功能性間隙"表示的是具有足夠厚度的空間，該空間可讓進入空間(例如從輸入平面進入)的光在射出空間(例如從輸出平面射出)時大致橫向擴展開(輸入和輸出平面限定空間的主要邊界或表面)。因此，一般來講，間隙是否為"功能性間隙"同時取決于其光學厚度和進入該間隙的光的準直程度。光提取元件230將功能性間隙分為光源單元210與光提取元件230之間的第一間隙和光提取元件230與擴散層220之間的第二間隙。在某些情況下，第一和第二間隙也可各自為功能性間隙。例如，在優(yōu)選地發(fā)出高入射角的光的側發(fā)射式光源(例如可購自L咖iledsLighting,SanJose，California的側發(fā)射式LED封裝體，以及安裝為將發(fā)射光以高入射角投射到提取元件的其它光源)作為光源212時，這時就希望使第一和第二間隙都為相等或相似厚度的功能性間隙。在其它情況下，可能期望安裝各元件，使得第一和第二間隙中僅有一個為功能性間隙，另一個間隙則盡可能地薄，諸如極小的空氣間隙，當把一層光學膜鋪于另一層光學膜之上時通常會形成這種空氣間隙。再如，讓光提取元件230極其靠近反射基板202，從而幾乎消除第一間隙。當光源優(yōu)選地正向發(fā)光時，例如以朗伯曲線發(fā)光的LED或其它以更高角度發(fā)射光的正向發(fā)光LED,這種結構較為有利。該結構可讓提取元件和擴散層之間的第二間隙最大化。如果將光源安裝在反射基板202中形成的凹陷部或凹井中，那么也可將光提取元件230直接安裝到反射基板202上。在采用凹陷部的情況下，凹陷部可選地由反射材料制成。另一個極端是將第一間隙最大化，同時幾乎將第二間隙消除，例如通過讓光提取元件230緊靠擴散層220來實現該目的。僅需讓這兩層物理接觸即可，從而使兩層之間有極小的空氣間隙，或者可使用薄的粘合劑層將光提取元件230與擴散層220附連。注意，例如通過在安裝封裝LED時讓其封裝透鏡在反射基板上伸出，可以使光源單元210的光源212在反射基板202上突起?，F在關注光提取元件230，該元件包括第一主表面232和第二主表面234。在所示的實施例中，第一主表面232包括面向光源單元210的光提取表面。作為另外一種選擇，在其它實施例中，光提取元件230的第二主表面234包括光提取表面。此外，在一些實施例中，第一主表面232和第二主表面234均可包括光提取表面。光提取元件230可包括光提取膜或光提取層，在光提取膜或光提取層中形成提供光提取表面的結構，或者光提取元件230可包括連接到基板并具有某種結構的薄膜，這一點將在本文進一步說明。適當的薄膜和結構可包括具有微細結構的膜及類似物，這些微細結構被布置為形成從光源單元210提取光的結構化表面或類似物。該薄膜的一側或兩側上可以有這樣的結構化表面?？捎玫慕Y構包括線性棱柱、棱錐體形棱柱、圓錐體和橢球體，這些結構可以是伸出表面的凸起或凹入表面的凹坑的形式。可以對該結構的尺寸、外形、幾何形狀、方向和間距全部進行選擇，以優(yōu)化光提取元件230的性能，并且各個結構可以是對稱或非對稱的。結構化表面可以是一致的或不一致的，當不一致時，結構的位置和尺寸可以是隨機的或偽隨機的。在一些實施例中，結構化表面可包括重復的結構圖案。通過對尺寸、外形、幾何形狀、方向和/或間距進行周期性或偽隨機性變化來打亂規(guī)則排列的特征，就可以調整背光源的色彩和/或亮度均勻性。在一些情況下，對較小和較大的結構進行分布，并且設置薄膜以便使得較小的結構通常位于光源上方，較大的結構位于其它位置，這樣做可能是有利的。在一些實施例中，可將這些結構密集布置，使結構之間的空間最小(包括結構之間基本上沒有空間的布置方式)。合適的光提取膜的例子包括商用一維(線性)棱柱形聚合物膜，例如，全部購自3MCo即any的VikuitiTM增亮膜(BEF)、VikuitiTM透射直角薄膜(TRAF)、VikuitiTM圖像轉向薄膜(IDF)和Vikuiti，光學照明膜(OLF))，以及常規(guī)的透鏡狀線性透鏡陣列。將這些一維棱柱形薄膜作為本發(fā)明的直接照明式背光源的光提取膜時，通常需要將棱柱形結構化表面面向光源單元210。在結構化表面具有二維特征的光提取膜的其它實例中，包括立體角表面構造，例如美國專利No.4，588，258(Hoopman)、No.4，775，219(A卯eldorn等人)、No.5，138，488(Szczech)、No.5，122，902(Benson)、No.5，450，285(Smith等人)和No.5，840，405(Shusta等人)中公開的構造；倒棱柱表面構造，例如美國專利No.6，287，670(Benson等人)以及No6，280，822(Smith等人)中所描述的構造；美國專利6,752,505(Parker等人)及美國專利公開No.2005/0024754(Epstein等人)中所公開的表面結構化的薄膜；以及例如美國專利No.6，771，335(Kimura等人)中所描述的珠狀片材。在圖7a中示出一個示例性光提取膜。光提取膜700包括棱柱702的陣列。每個棱柱包括四個彎曲的或呈弧狀的面，這些面在x-z和y-z平面中均呈弧狀。例如，棱柱704有相匯于頂端714的四個面706、708、710和712。頂端714不是尖銳的峰。相反，頂端714具有相當圓滑的表面，該表面由同時沿x方向和y方向延伸的圓弧曲線相交而成。盡管圖7a中示出的每個棱柱在x-z和y-z平面中均對稱，但是光提取膜700可包括僅在一個平面(例如x-z平面)中對稱的棱柱。這種不對稱性會導致棱柱偏離z軸傾斜。可使用美國專利公開No.2005/0024754A1(Epstein等人)中所描述的技術來制造膜700。光提取膜700的棱柱702可包括在x-y平面內任何適當的基部形狀，例如正方形、四邊形(如梯形、菱形、平行四邊形、矩形)。對于菱形的基部，菱形可包括兩根對角線，在這兩根對角線可具有任何適當的長度和長度比。本文所用的與菱形有關的術語"對角線"是指將多邊形的沒有通過其任何邊緣連接(也就是說不相鄰)的任兩個頂點連接起來的一條線。在一些實施例中，具有菱形基部的棱柱704的兩根對角線的比率可為2:1。此外，基部的頂點可以是圓狀的，也可是尖銳的?？蓪⒗庵?02密集布置，從而讓棱柱之間的空間最小化；作為另外一種選擇，可將棱柱702在空間上隔開任何適當距離，使膜700的棱柱702之間存在空間。局部透視圖7b示出了另一個示例性光提取膜。其中，膜720具有與光滑表面724相對設置的結構化表面722。結構化表面722包括細長棱柱726的陣列。棱柱726可以是連續(xù)的或不連續(xù)的，尤其優(yōu)選地為大致連續(xù)的棱柱。這里所說的大致連續(xù)是表示每個棱柱726在光提取膜的整個長度上延伸。每個棱柱的高度和寬度可差別很大，在圖7b中所示的實施例中，每個棱柱的高度和寬度沿著棱柱的長度呈波浪狀起伏。這些起伏足以形成沿著每個棱柱726的長度連續(xù)排列的交替的主部727和次部729。這些大量的起伏在結構化表面的平面(x-y平面)中為結構化表面增大彎曲(這一點將在下面進一步討論)，如果薄膜相對于光源正確放置，即其結構化表面722面向光源，則上述結構有助于將由膜傳輸的光以可控的方式在一定范圍的方位角上擴展開。此外，在本實施例中，相鄰的棱柱726相對于彼此是異相的或移位的(盡管這種異相結構不是必須的)，以使得給定棱柱的次部729位于其相鄰棱柱的主部727的側面，同時給定棱柱的主部727位于其相鄰棱柱的次部729的側面。在該實施例中，棱柱形成連續(xù)的互鎖陣列，棱柱之間基本上沒有插入的平坦連接區(qū)域。然而，這種互鎖結構不是必須的-也就是說，盡管優(yōu)選為將連接區(qū)域最小化，但棱柱之間可以存在一些連接區(qū)域。為了形成這種互鎖結構(例如，如圖7b-c中所示)，棱柱基部的形狀或輪廓優(yōu)選為對稱的，以使得形狀基本相同的兩個棱柱726可沿著共用邊界配合，它們之間基本上沒有連接區(qū)域或間隙。每個棱柱726都包括兩個相交的傾斜表面，來形成連續(xù)起伏的隆起728。圖7c示出了膜720及其結構化表面722的局部平面圖，圖7d和7e分別示出了沿著剖切線7d-7d和7e-7e剖切的相應的剖視圖。這些視圖更為清晰地示出，盡管棱柱726具有上述互鎖的對稱結構，但每個棱柱726仍具有結構上的不對稱性，表現為每個棱柱的兩個傾斜表面具有不同尺寸及不同傾斜程度(相對于x-y平面或表面724)，這樣可使得在棱柱間形成的起伏隆起728不位于x-z平面或任何與整個結構化表面722或表面724垂直的平面中。相反，隆起728大致位于相對于x-z平面以e角傾斜的平面中，這可從圖7d中很好地看出，e是棱柱傾斜程度的一個度量。棱柱傾斜的另一個結果是使得給定棱柱的連續(xù)隆起728在平面圖中不是線性的而是波浪形的。從光學性能的角度來看，棱柱傾斜可讓結構化表面具有相對于x-z平面(即相對于與膜720垂直并與棱柱方向平行的平面)不對稱的光提取特性。取決于薄膜的預期應用，這一點可能是期望的，或是不期望的。注意，棱柱也可相對于y-Z平面表現出傾斜，其中，在x-z平面中測量該傾斜。如上所述，棱柱726具有起伏的高度和寬度，這種起伏足以沿著棱柱長度形成可辨識的主部727和次部729。圖7c中分別以Wmax和Wmin標記棱柱726的最大及最小寬度。例如，比率Wmax/Wmin可至少為2、5、10、20等，或更高。沿著垂直于棱柱長度的方向，從一個傾斜棱柱表面的外邊界或邊緣到另一個傾斜棱柱表面的外邊界或邊緣來測量此處所說的寬度。在圖7c中，Wmax/Wmin約為20。棱柱726的高度也會在最大高度Hmax到最小高度Hmin之間波動。沿z軸從結構化表面的最低點或頂點到棱柱的隆起728或另一頂點(沿著棱柱的任意給定位置)測量此處所說的高度。例如，比率Hmax/Hmin可至少為2、5、10、20等，或更高。在圖7d和7e中，Hmax/Hmin約為20。高度優(yōu)選為均勻起伏，從而在隆起728的相鄰最大高度點或最小高度點之間提供特征長度入，這一點在圖7e中最好地示出?？捎杀嚷蔄/Wmax限定面內縱橫比?？蛇x擇的縱橫比范圍較廣，但是在示例性實施例中該范圍大約為1到5。結構化表面722的縱橫比為約2。上述圖7b-7e中描述的表面特征在本文中稱為"方位角光束擴展表面特征"，該表面特征尤其應用于直接照明式背光源系統中，其中將光提取膜置于一組分立光源和擴散板之間的間隙中，使光提取膜的結構化表面面向光源，從而將那些光源發(fā)出的光均勻地擴展到擴散板上。上述的圖7a-7e中描述的表面特征僅為示例性的，并且根據預期應用，還可能采用許多其它光提取表面設計。例如，其它示例性光提取表面設計可參見以下專利公開，這些公開將以引用方式并入本文中W02005/120791、W02006/031483、US2005/0122591、US2005/0280752和US2006/0092490。為了便于參考，圖12中示出了一個疊加到笛卡爾x-y-z坐標系上的a-P-z極坐標系?？煞奖愕匮刂鴝軸選擇一個單位矢量1210來表示入射在光提取膜上的準直輸入光線的方向。如果入射光的方向與提取膜是垂直的，則可用x-y平面來表示膜。在簡單情況下，由提取膜轉向的光的方向可在相同的坐標系上用單位球體1214(圖中僅示出了上半球)上的另一個單位矢量1212表示。因此可用極坐標(a,e)來指定轉向光的方向，其中a是與z軸形成的極角(其值可能為0到90度或0到n/2弧度)，而P是x軸與包括單位矢量1210和1212的平面之間測得的方位角(其值可能為0到360度或0到2?；《?。本文所公開的光提取膜可將準直入射光束(光束的橫截面積足夠大，可照明光提取膜的結構化表面的代表性區(qū)域)轉換為一束或多束轉向光束。例如，圖13a示出了在光提取膜1312上垂直入射的準直入射光束1310，其中膜1312是常規(guī)BEF膜，具有朝向入射光的結構化表面和光滑的相對表面，結構化表面具有平行于x軸延伸的一組簡單線性棱柱。棱柱上(平坦的)傾斜小面將入射光偏轉以產生偏轉光束1314、1316，被偏轉的兩束光與z軸成相同的角度1315、1317。由于結構化表面上的棱柱之間沒有任何基本平坦的連接區(qū)域，因此沿著初始方向(即z軸)只能觀察到很少的輸出光束，或是根本觀察不到輸出光束。角1315、1317是與圖12所示角度a類似的極角。通過定制結構化表面上的棱柱小面之間的夾角可更改角度1315、1317，從而實現或多或少的光束偏轉。但無論棱柱小面之間的角度是多大，一組簡單線性棱柱的表面特征僅產生兩束偏轉方向不同的光束。如果為了在背光源中實現更好的光混合或光模糊效果，需要更多的轉向方向，則可在垂直于棱柱長度的橫截面中將線性棱柱的小面由平坦變?yōu)閺澢?。在圖13b中可看到這種彎曲的效果，其中已采用光提取膜1312a替代了常規(guī)BEF膜1312，除了在y-z平面中棱鏡的平坦面有較大的彎曲外，光提取膜1312a在各方面均與膜1312相似。這種彎曲實現了在y-z平面中在兩個不重疊的范圍內平滑變化的表面法向，繼而產生擴展的偏轉光束1314a、1316a。光束1314a、1316a被稱作"擴展光束"是因為它們都在寬廣的角度范圍內大致連續(xù)地延伸(超出光強或背景水平的給定閾值，例如峰值強度的百分比)。在圖13b所示的情況中，光束1314a的角度范圍為1315a到1315b，光束1316a的角度范圍為1317a到1317b。然而，所有這些角均為與圖12所示角ci類似的極角，從而擴展光束的角寬度將完全處于極方向中。棱柱小面的彎曲不會造成偏轉光束在方位角方向上擴展。從圖13c中我們可看到具有方位角光束擴展表面特征的光提取膜的表現。圖13c的結構類似于圖13a，但光提取膜1312被光提取膜1312b替代，光提取膜1312b與圖7b-e中描述的膜720基本相同。膜1312b的取向使得其結構化表面朝向入射光，同時棱柱平行于x軸延伸。如前所述，結構化表面上棱柱的顯著起伏在結構化表面的平面(x-y平面)而不是在與其垂直的y_z平面中產生顯著彎曲，這可結合圖13b看出。由于平滑變化的表面法向(投影到x-y平面上)，該面內彎曲用于產生擴展的轉向光束1314b、1316b。如圖所示，光束1314b、1316b得到擴展，但擴展方向是與極性偏轉角1315c、1317c垂直的方位角方向。在方位角方向上的擴展量可由結構化表面的面內彎曲控制，而該面內彎曲又可由之前討論的比率Wmax/Wmin、Hmax/Hmin和入/Wmax表示的起伏程度控制。圖14中示出了另一個能展示方位角光束擴展的結構化表面。其中示出的光提取膜1410的一部分具有光滑的主表面1412和相對的結構化表面1414。結構化表面基本上由一組互鎖的蜿蜒棱柱1416組成，每個棱柱均可沿著光提取膜的整個長度延伸。與圖7b-e中結構化表面722的棱柱726類似，每個棱柱1416包括兩個傾斜的棱柱表面，這兩個表面相交形成一個隆起。但與棱柱726不同，每個棱柱1416在y方向上前后起伏的同時還保持著基本一致的寬度和高度。起伏形狀可以是正弦的或任何其它平滑變化的函數(或是非平滑函數，或平滑和非平滑函數的組合)，優(yōu)選的是選擇該函數使棱柱1416呈互鎖對稱性，以使得基本相同的棱柱可以在表面1414上密集排列，棱柱間基本沒有平坦連接區(qū)域。參見圖7f的構造，通過保持一致的切削深度但同時使工具平行于方向742振蕩，可在母模上制作用于制成該棱柱的凹槽。蜿蜒的表面特征在結構化表面的平面(x-y平面)中產生彎曲，可通過起伏的程度來控制彎曲量。定位膜1410以使得結構化表面1414面向背光源的光源單元，這時，面內彎曲量可用于控制光束沿方位角方向的擴展量。除了圖7b-e的結構化表面722以及圖14的結構化表面1414以外，另一個可展示方位角光束擴展的結構化表面是錐形結構陣列?？刹捎萌切?、菱形或六邊形的平面圖布置方式排布錐形結構，優(yōu)選地使錐形結構密集排布并交叉，從而使結構化表面沒有平坦的連接區(qū)域，從而基本上避免垂直入射光直接(未轉向)透過光提取表面?zhèn)鬏?。錐形結構的基部位于光提取表面的x-y平面中，結構的頂端不在x-y平面中?；靠梢允歉鞣N形狀，包括例如圓形、橢圓形和六邊形等。相交而形成頂端的錐形結構的各側面可以是線性的，也可以帶有彎曲，因而在與結構化表面的x-y平面平行的平面中，錐形結構可具有圓形或橢圓形的橫截面。陣列中各個椎體的頂端可以是傾斜或非傾斜的(即頂端可位于垂直于x—y平面的平面內或平面夕卜)。不同于結構化表面722和1414(其產生兩束不同的沿方位角擴展的輸出光束)上兩個不同的(彎曲的)棱柱面，錐形結構化表面在結構化表面的平面中36(T連續(xù)彎曲(即圓形或橢圓形橫截面形狀)，由此產生連續(xù)的環(huán)形輸出光束，其沿方位角以360。覆蓋。包括錐形結構陣列的光提取表面可以以多種形式提供，但背后照明的LED系統(如圖2中所描述的那些)優(yōu)選采用聚合物膜。可以通過使用諸如ELMOF設備形成適合的成型工具，再利用該工具借助澆注、涂覆或擠壓工藝來制作這種聚合物膜。當然，被構造為產生基本上沿方位角擴展的光束的結構化表面也可包括產生沿極角擴展的光束的特征。例如，對于上述的圖7b-e的結構化表面722、圖14的結構化表面1414以及錐形陣列結構化表面，可在垂直于結構化表面平面的平面中(例如圖7b的y-z平面中及圖14的y-z平面)形成小面彎曲。對于圖7b-e和圖14所示情況，可使用具有彎曲切削表面的金剛石切削工具制造母模來實現。這種類型的表面彎曲可產生如圖13b中所示沿極方向擴展的光束。因此，通過將結構化表面構造為同時具有較大的面內彎曲和垂直平面內的彎曲，便可將圖13b的極角光束擴展與圖13c的方位角光束擴展這兩者結合起來。其它能夠實現方位角光束擴展的結構化表面可能采用僅具有一個帶小面的表面的元件，該表面具有面內(x-y平面)彎曲；或采用具有兩個(如圖7b-e及圖14所示)、三個、四個或一般地N個該類不同表面的元件。也可在結構化表面上的多個元件中分布N個不同的表面(例如一組相對彼此隨機傾斜的三面棱柱)。該元件將產生相應數量的N束不同的光，每束光沿方位角方向擴展。此外，還可通過如下方法模擬面內彎曲在結構化表面的平面內以不同角度排列多個(M個)不同的非彎曲(平坦)小面，從而得到數目同樣為M的狹窄、不同的偏轉光束，這些光束在方位角方向上相距緊密，以近似光束沿方位角的擴展。因此，對于沿方位角方向擴展的光束，需要讓所有由垂直入射光束(其橫截面積足夠大，能照明光提取膜的代表性區(qū)域)產生的所有偏轉光束的方位角寬度Afi(其中光束寬度由光強或背景水平的給定閾值限定，例如峰值強度的百分比，測量該寬度作為方位角的差值AB)的總和至少為15°，優(yōu)選地至少為30。、60°、120°、180°或更大。如上所述，通常希望光提取膜使得垂直入射光很少或完全不直接(非轉向)透射，以防止在光源上方顯現被稱作"熱點"的亮區(qū)。相反，要至少沿極角方向偏轉垂直入射光(優(yōu)選還沿方位角方向擴展)。因此，光提取膜優(yōu)選地改變大多數垂直入射光的方向(垂直入射光的橫截面足夠大，能夠照明光提取膜的代表性區(qū)域)，從而將少于9%、少于20%、少于35%或少于50%的透射光分別在極角a(相對于入射光方向測量，參見圖12)為10°、15°、20°或25°的范圍內透射。作為另外一種選擇，至少91%、至少80%、至少65%或至少50%的透射光分別在極角a為10°、15°、20°或25°的范圍之外透射。這些關系符合光提取膜以比理想朗伯擴散板更高的程度(以更大的極角)擴散垂直入射光的要求，并且還優(yōu)選地應用于入射角小于5度、4度、3度、2度或甚至1度的幾乎垂直的入射光。如果希望光提取膜將垂直入射光轉向為傾斜極角的光，那么也希望它們將高度傾斜的入射光轉向為傾斜度較低且角度與膜的表面法向更為靠近的光。圖13a-c中所示的偏轉行為可通過在給定的提取膜上照射準直光源(例如傳統激光筆發(fā)出的光束)并觀察透射光圖案來展示?？赏ㄟ^將透射光引導到諸如白色卡片或白紙等屏幕上來實現一定程度地模擬這種觀察?？墒褂媚軌驕y量光角度分布的設備實現更為準確的測量，例如使用角度輻射計、光度計或錐光偏振儀，例如可購自autronic-MELCHERSGmbH，Karlsruhe,Germany的錐光偏振儀儀器系列?？墒褂镁哂薪Y構化表面的負相幾何形狀的工具方便地制作結構化表面722，即凹坑代替隆起、隆起代替凹坑。圖7f示意性地展示了制作該工具的裝置730。輥732具有至少一層由可加工材料制成的薄外層，例如電鑄硬銅或其它適當的材料。然后將輥置于金剛石車削機器中，使用擁有精細成形切削刃的金剛石切刀把整個圓柱形表面734車削為一個鏡面光滑表面。金剛石切刀理想地施加極小的壓力，從而使可加工材料幾乎不發(fā)生加工硬化。然后，使用精密成形的金剛石工具736在表面734上切削起伏的凹槽，精密控制金剛石工具736相對于表面的運動和方向。圖中的切削深度由繞著圍繞樞軸轉動點740的旋轉運動738控制，此類運動普遍存在于傳統的雕刻機器，但是也可采用純粹的平移運動，例如通過安裝有壓電致動器的線性支架實現的平移運動。雕刻機器可使用位于金剛石切削工具上游的未切削金屬表面上的一個陶瓷底托(未示出)，該底托可用作切削工具的一個基準，從而實現高精度切削。切削工具還具有橫向運動控制機構，從而沿著平行于輥732旋轉軸線的方向742推動工具。將輥732的旋轉速度、金剛石工具的深度控制以及金剛石工具的橫向運動同步化，從而實現所需的工具幾何結構。在一種方法中，橫向運動是緩慢且恒定的，使得金剛石工具切削出以細微漸進的螺旋形狀圍繞圓柱形表面734的單個連續(xù)凹槽。同時，切削深度相對于輥的旋轉速度以一定頻率按正弦曲線變化，使得相鄰的切削都是彼此異相的，如此產生如圖7c所示的互鎖圖案?？刹捎迷撉邢骷夹g的多種變化形式來實現提取膜的結構化表面幾何形狀的多種變化。切削工具的形狀控制著棱柱的橫截面形狀，該工具可具有尖銳的、圓狀的或平坦的頂端，還可具有其它平坦或非平坦的(例如圓狀的)切削小面。切削工具的安裝方向可與局部切削表面正交，以產生對稱形狀的棱柱，也可以傾斜放置，以產生傾斜的棱柱?？刂魄邢魃疃鹊倪\動可以是簡單的正弦曲線形式或更為復雜的起伏形式，例如低頻率和高頻率正弦曲線的組合、以及具有非連續(xù)一階導數的波形(例如三角波)等等。下面討論的工具震顫向通常較低頻率深度的波形添加高頻率的隆起或條紋。切削工具的橫向運動(方向742)可以是恒定的或非恒定的，并且可以設置為保留相鄰切削之間初始的鏡面光滑表面區(qū)域，從而在完成的提取膜上的棱柱之間產生平坦的連接區(qū)域。在切削母模的過程中，可能在母模的可加工材料中形成加工痕跡或震顫。這些痕跡可能以微結構的一個或多個面和/或頂端(隆起)上的一系列高頻率條痕或波紋的形式出現在由母模制成的微結構化薄膜中。這種條痕可能覆蓋整個面，或者可能僅覆蓋其中一部分，其例子在圖7c中以附圖標記777標出。通常而言這些條痕與工具切削方向垂直地延伸。條痕可能出現在每個微結構上，或者僅出現在某些微結構上。大多數微復制薄膜上不希望出現這些條痕，因此需要采取預防措施在母模的制造過程中消除它們。然而在光提取膜中卻可有利地利用條痕來增加透射光折射的角度范圍，從而進一步加強提取膜的受控光偏轉。也可能形成大致沿工具切削方向的條痕，例如因為使用具有帶凹口的、粗糙的或帶鋸齒(圓齒)面的金剛石切削工具而形成這類條痕。無論是否使用金剛石切削來制造母模，均可使用后處理方法來使得微結構的面粗糙化或帶有紋理。該類方法包括在形成名義圖案之后蝕刻或研磨母模，或者在母模上鍍上具有所需粗糙度的涂層。加工好工具之后，就可將其用作制膜工藝中已為人所熟知的制造結構化表面膜的模具。例如，可將可固化組合物涂敷到完成的工具的表面上，將其硬化后再揭掉，便得到完成的膜。也可將基膜與可固化組合物一起使用，從而形成由固化透明材料組成的棱柱726或其它結構，該棱柱連接到由不同透明材料組成的平坦基膜上。圖7g示出了另一個示例性光提取膜750的局部透視圖。膜750在許多方面與膜720相似。例如，膜750具有與光滑表面754相對設置的結構化表面752，結構化表面包括細長連續(xù)棱柱756的陣列，這些棱柱的高度和寬度沿著棱柱的長度較大程度地起伏，從而形成沿每個棱柱756的長度連續(xù)排布的交替的主部757和次部759。棱柱756還可具有連續(xù)起伏的隆起758。相鄰的棱柱756相對于彼此是異相或移位的，從而給定棱柱的次部759位于其相鄰棱柱的主部757的側面，同時給定棱柱的主部757位于其相鄰棱柱的次部759的側面。然而，與膜720不同的是，膜750具有隔開相鄰棱柱的平坦連接區(qū)域755。此外，平坦連接區(qū)域755在寬度上是不均勻的，這意味著棱柱756的棱柱基部的形狀或輪廓不具有精確的互鎖對稱性。29一些光提取膜具有回射特性。該類膜能夠使很大一部分入射光返回光源，在較廣范圍的入射光方向上都能保持該特性。因此回射膜已經被廣泛地應用于路標、路障及安全背心上。例如，具有立方角構造的膜通常采用多個立方角元件來回射入射光。立方角元件從主體層的背表面投射光。在這種構造中，入射光從主體層的前表面進入薄膜，然后在穿過主體層時被立方角元件的表面內反射，隨后再射出前表面返回至光源。具有回射性的示例性光提取膜包括3MScotchliteTM反射材料6260高光澤度膜(ReflectiveMaterial6260HighGlossFilm)。這些膜與大多數回射膜一樣，對于從膜的一個主表面上入射的光具有回射特性，但是對于從膜的其它主表面上入射的光不具有回射特性。例如，當用作圖2結構中的光提取膜時，優(yōu)選地設置回射膜的取向使得從下方抵達膜的光(光源212發(fā)出的從第一主表面232入射的光)不被回射，而從上方抵達膜的光(例如從擴散層220反射過來的從第二主表面234入射的光)被回射。其它光提取膜可以是非回射的，即這些膜無法使很大一部分入射光返回到光源。示例性非回射膜包括美國專利No.5,948,488(Marecki等人)中所描述的膜以及上述圖7a-g中所描述的膜。光提取元件230可單獨使用，或與其它適當的膜或層結合使用。如果與不同類型的膜結合使用，光提取元件230的位置可靠近光源單元210以及其它膜(這些膜可以是半反射膜，例如擴散板、反射偏振片、打孔多層光學反射膜等等，或者是另一個光提取元件)，也可設置為使得光提取元件230位于光源單元210及這類膜之間。例如圖2中所示，所述其它膜為擴散板220，可將反射偏振片置于擴散板220和光提取元件230之間，或者置于光提取元件230和光源單元210之間。如果結合了兩個或更多個線性棱柱光提取元件，則可使它們對準、不對準，或"交叉"，使得一個元件的棱柱方向與另一個元件的棱柱方向垂直。光提取元件和其它膜不必具有相同的尺寸或相同的構造。例如，可以選擇反射偏振片、光提取元件和/或擴散板的尺寸和形狀以匹配光源單元210中光源212的構造。在一些情況下，在LED上方包括漫射點或反射點可進一步改善亮度和色彩均勻度。例如可在提取膜上添加反射條，例如美國專利No.2004/0233665(West等人)所述的反射條，從而更有效地阻擋LED直接發(fā)出的光。照明組件200還可包括一個或多個可選的光控制膜240，該膜用于接收穿過光提取元件230和可選擴散層220的照明光。光控制膜240中還可包括任何適當的一層或多層膜，例如圖1中所描述的光控制元件140的一層或多層膜。如本文前面所述，可對光提取元件230進行操作，使其向背離反射基板202的方向引導光源單元210發(fā)出的照明光的至少一部分，使得所得的背離照明組件200的照明光具有更好的色彩和/或強度均勻性。例如，光源212發(fā)出的以大致平行于軸線250的方向傳播的照明光214將在光提取元件230的光提取表面232處被轉向。光提取元件230相對于入射光的方向改變射出光的方向。因此，穿過光提取元件230后，光214將以不平行于軸線250的方向傳播。換句話講，在照明光214穿過光提取表面232時，光提取表面232確定性地將從光源單元210傳到可選擴散層220的至少一部分照明光214的傳播方向轉向。要改變光的方向，光提取表面232例如可以是折射表面或衍射表面等。在大多數情況下，可使用全息結構來模擬給定物理微結構表面的光學行為。因此，本文所公開的每個微結構表面均具有全息的對應物。通過將沿基本平行于軸線250的方向傳播的光轉向為以非平行于軸線250的方向傳播，光提取元件230將更為均勻地分布來自某些光源212的光，由此使得背光源的輸出在強度和/或色彩上更為均勻。在一些實施例中，光提取元件230還可提取(相對于軸線250)以高傳播角度傳播的照明光并引導該高角度光遠離反射基板202。例如，照明光216由光源212a以相對于軸線250的高角度發(fā)出。光提取元件230的光提取表面232提取光216，并使其以較小的傳播角度射向可選的擴散層220。通過提取高角度光，光提取元件230可通過在照明組件200更大的輸出區(qū)域上更為均勻地分布某些光源發(fā)出的光來進一步提高顏色混合和/或強度的均勻性。此外，在一些實施例中，可對光提取元件230進行操作，以將部分照明光反射回反射基板202。例如，照明光218由光源212b射出并與軸線250成一定角度朝向光提取元件230傳播。光提取表面232又將照明光218反射回反射基板202。光218抵達反射基板202時，將以鏡面反射或漫反射形式被反射回光提取元件230。光提取元件230和反射基板202產生的反射可通過在照明組件200的較大輸出區(qū)域上更有效地分布某些光源發(fā)出的光來進行顏色混合。盡管未在圖上示出，但組件200還可包括與反射基板202大致垂直的反射壁。在一些實施例中，該類反射壁可以是傾斜的。反射壁和反射基板202以及光提取元件230形成反射腔。反射壁可以使用與反射基板202相同的材料。在一些實施例中，照明組件可以包括兩個或更多個光提取元件以形成更為均勻的光。例如，圖3示出了照明組件300的一個實施例，該照明組件包括兩個光提取元件330和360。照明組件300包括反射基板302和靠近反射基板302放置的光源單元310。照明組件300還包括第一光提取元件330，其布置為使得光源單元310位于第一光提取元件330和反射基板302之間；第二光提取元件360，其布置為使得第一光提取元件330位于第二光提取元件360和光源單元310之間。照明組件300還包括可選的擴散層320，該擴散層布置為使得第一光提取元件330和第二光提取元件360位于擴散層320和光源單元310之間。圖2中所示實施例的反射基板202、可選擴散層220以及光源單元210的設計考慮及可能性同樣地適用到圖3中所示實施例的反射基板302、可選擴散層320以及光源單元310。此外，第一光提取元件330及第二光提取元件360可包括本文所述的任何適當的光提取元件，例如圖2中的光提取元件230。第一光提取元件330包括第一主表面332和第二主表面334。第一主表面332和第二主表面334中的任一表面或二者可具有光提取表面。例如，光提取元件330的第一主表面332可包括光提取表面，使得來自光源單元310的照明光入射到光提取表面332上。與之相似，第二光提取元件360包括第一主表面362和第二主表面364。第一主表面362和第二主表面364中的任一表面或二者可具有光提取表面。在一個示例性實施例中，第一光提取元件330可包括第一光提取表面，該表面包括與棱柱光亮膜近似的結構，例如BEF(可購自3M)具有的那些結構。此外，第二光提取元件360可包括光提取表面，該表面具有與第一光提取表面類似的結構。第一和第二光提取表面相互之間可采用任何適當的定位。例如，可設置第二光提取表面的棱柱光亮結構，使其凹槽與第一光提取表面上的棱柱光亮結構的凹槽基本平行。作為另外一種選擇，也可設置第二光提取表面的凹槽，使其與第一光提取表面的凹槽基本垂直。第一光提取元件330可被布置為與第二光提取元件360形成任何適當的關系。例如，第一光提取元件330可被布置為與第二光提取元件360間隔開。作為另外一種選擇，第一光提取元件330可被布置為與第二光提取元件360相接觸。在一些實施例中，第一光提取元件330可與第二光提取元件相連接，例如如美國專利申請No.2004/0228106(Stevenson等人)中所述的情況。如本文所述，本發(fā)明的光提取元件可包括至少一個光提取表面。圖4A中示意性地示出了光提取表面432的一個示例性實施例。在該實施例中，光提取表面432是擴散層420的下表面。在其它實施例中，光提取表面432可以在光源和擴散層420之間的中間層430上，例如，如圖4B和4C所示。如圖4B所示，可使用粘合劑(例如壓敏粘合劑(PSA))將中間層430連接到擴散層420上，或者如圖4C所示，中間層430和擴散層420之間存在間隙480?？稍陂g隙480中填充空氣或其它層。本發(fā)明的光提取元件可采用任何適當的形式或構造。例如，圖5A-C示出了光提取元件的各種構造。圖5A示出了包括光提取表面532的第一光提取元件530。光提取元件530與支承層590相連接。支承層590可以由任何適當的一種或多種材料制成，以使支承層590能為光提取元件530提供附加的強度和/或穩(wěn)定性。作為另外一種選擇，支承層590可包括一層或多層光學膜，例如反射偏振片、增亮膜及類似物。此外，支承層590可包括第二光提取元件，對此本文將進一步說明。圖5B示出了包括光提取表面532的光提取元件530，該光提取元件與光學元件592相連接，而光學元件592又與透明基板或板594相連接。可釆用任何適當的技術將光學元件592連接到光提取元件530和透明基板594上，例如可使用光學粘合劑。透明基板594可由任何適當的一種或多種透明材料制成，以使得基板能為光提取元件530和光學元件592提供支承，例如可采用環(huán)烯烴聚合物以及共聚物、MS(即40w%PS與60w%PMMA的隨機共聚物)、聚碳酸酯、丙烯酸酯、P麗A、硅樹脂、聚氨酯丙烯酸酯以及它們的共聚物和組合物。光學元件592可包括任何適當的光學膜，例如反射偏振片、增亮膜及類似物。在一些實施例中，光學元件592可包括第二光提取元件，本文中將進一步說明。作為另外一種選擇，圖5C示出了具有光提取表面532的光提取元件530，光提取元件530與透明基板594的第一表面相連接，光學元件592與基板594的第二表面連接。圖8-11示出了可用于本發(fā)明所公開的背光源的一些光源的視圖，但這些視圖并非出于限制的目的。所示光源包括封裝LED。圖8、9和圖11所示的光源為側向發(fā)光式LED封裝體，其中LED晶粒發(fā)出的光被一體的封殼或透鏡元件反射和/或折射，以形成大致側向傳播而非沿著光源對稱軸線向前傳播的峰值光。取決于是否包括可選轉向器，圖10所示的光源可以是正向發(fā)光或側向發(fā)光式。圖8中，光源800包括由框架812承載并電連接到引線814的LED晶粒810。引線814用于在電學上和結構上將光源800連接到電路板等。透鏡820安裝在框架812上。透鏡820設計為使射入透鏡上半部的光在上表面822被全內反射，從而使光入射在上半部的下表面824上并被折射出裝置。射入透鏡下半部826的光也被折射出裝置。光源800還可包括可選的轉向器830(如反射材料盤)，該轉向器安裝在透鏡820上方，或安裝在上表面822上。另外參見美國專利申請公開US2004/0233665(West等人)。在圖9中，光源900包括裝在引線架910上的LED晶粒(未示出)。透明的封殼920封裝LED晶粒、引線架910和一部分電線。封殼920相對于包括LED晶粒表面法線的平面具有反射對稱性。封殼具有由曲面922限定的凹陷924。凹陷924基本上是線性的，其中心位于對稱面上，且在表面922的至少一部分上涂有反射涂層926。從LED晶粒發(fā)出的光經反射涂層926反射從而形成反射光線，這些反射光線又被封殼的折射面928折射從而形成折射光線930。另外參見美國專利6，674，096(Sommers)。在圖10中，光源1000包括位于引線架1012的凹陷反射器區(qū)1018內的LED晶粒1010。通過引線架1012和另一個引線架1014與LED晶粒1010之間的引線鍵合，由這兩個引線架向光源供電。LED晶粒表面有一層熒光材料1016，并且整個組件被嵌入到前表面為透鏡的環(huán)氧樹脂透明封殼1020內。通電時，LED晶粒1010的頂面會發(fā)出藍光。其中一些藍光會穿過熒光材料層，并與熒光材料發(fā)出的黃光混在一起，形成白色的輸出光?；蛘?，也可以省去熒光材料層，這樣光源只會發(fā)射LED晶粒1010發(fā)出的藍光(或另一種希望的色彩)。在上述兩種情況下，白光或有色光基本上都會向前發(fā)射，以便在沿光源1000的對稱軸線的方向上產生峰值光。然而，如果需要，光源1000還可以可選地包括偏轉器1030，該偏轉器的反射表面能夠將光的方向通常改變?yōu)閭认蚧驒M向，因而能將光源1000轉變成邊緣式發(fā)光體。偏轉器1030可以相對于與紙面垂直的平面具有鏡像對稱性，或者可以相對于與樹脂封殼1020的對稱軸線重合的垂直軸線具有旋轉對稱性。另外參見美國專利5，959,316(Lowery)。在圖11中，光源1110具有由封裝基部1116支承的LED晶粒1112。透鏡1120連接到基部1116上，封裝體軸線1126穿過基部1116和透鏡1120的中心。透鏡1120的形狀限定了LED晶粒1112和透鏡1120之間的空間1114?？梢杂霉铇渲蚱渌线m的介質(如樹脂、空氣或氣體或者真空)填充和密封空間1114。透鏡1120包括鋸齒折射部分1122和全內反射(TIR)漏斗部分1124。鋸齒部分設計為使其可以折射和彎曲光線，以便使從透鏡1120射出的光與封裝體軸線1126的夾角盡可能接近90度。另外參見美國專利6，598，998(West等人)。除圖8和圖IO所示的轉向器外，光源還可使用其它轉向器，其中包括共同轉讓的美國專利申請No.11/458，891，名稱為"Direct-LitBacklightHavingLightSourcesWithBifunctionalDiverters，，("具有帶雙功能轉向器的光源的直接照明式背光源")中描述的雙功能轉向器。無論是否用于產生白光，多彩光源可以在背光源中具有多種形式，并對背光源輸出區(qū)域的色彩和亮度均勻性產生不同的影響。在一種方法中，多個LED晶粒(例如，紅色、綠色和藍色發(fā)光晶粒)全部裝在引線架或其它基底上，晶粒彼此之間非常接近，然后一起裝入單個封裝材料中形成單個封裝體，該單個封裝體內也可以包括單個透鏡元件。這樣的光源可以在控制下單獨發(fā)射任何一種色彩，或同時發(fā)射所有色彩。在另一個方法中，可以將單獨封裝的LED(每個封裝體只有一個LED晶粒并發(fā)射一種顏色)集成一束，用于某個給定的回收腔，LED束中含有發(fā)射不同色彩(如藍/黃或紅/綠/藍)光的封裝LED的組合。在另一個方法中，這種單獨封裝的多彩LED可以設置成一個或多個線條、陣列或其它圖案。例如，在圖7b-7e所示的結構中，可將單獨封裝的LED按連續(xù)棱錐體結構上的起伏隆起排列。其它適當的LED光源包括封裝為發(fā)出大致為朗伯光圖案的LED,這些LED可購自OSRAM、LumiledsLighting、以及其它LED制造商。該類LED通常包括具有較大的半球形圓頂結構的封殼，LED晶粒位于該圓頂結構的中心；或者具有平坦的封裝體表面，LED晶粒設置于該表面之下。實例以下是在定制的LED背光源測試臺上進行測試的實例。測試臺設計為模擬用于對角線為559mra(22英寸)、縱橫比為16:9的液晶電視機的基于LED的區(qū)域背光源。測試臺有一個開放的矩形框架，它構成了背光源腔體的側壁，其中框架的長軸水平放置。矩形框架的內壁襯有前文所述的EDRII薄膜，這是一種高反射率的白光漫射膜。矩形框架的正面覆蓋著可移除的擴散板，該擴散板由約3mm厚的白光漫射聚甲基丙烯酸甲酯板(可購自CyroCorp.,Rockaway,NJ)制成。該擴散板類似于目前在CCFL和基于LED的電視機背光源中使用的擴散板。擴散板的外表面充當測試臺的輸出表面(即，背光源的輸出區(qū)域)。底板裝在矩形框架背面的四個線性滑塊上，以便調節(jié)底板在背光源腔體內的深度。在底板面對擴散板的一側裝有四個LED條。LED條被布置成橫跨底板寬度的水平兩行。每一條都有5個紅色、5個藍色和10個綠色側發(fā)射LuxeonLED(可購自Lumileds，SanJose，CA)，這些LED按照重復的綠-紅-藍-綠模式在標準印刷電路板上布置成一排。每一條上的LED的中心至中心間距約為12匪。相鄰兩個水平排的中心間距為152rnm。每一條上的綠色、紅色和藍色LED都按照顏色串聯地電連接，以便可以獨立地改變每種顏色的輸出，從而可以調節(jié)測試臺的色彩平衡。每一條上接有兩個雙通道電源。一個電源通道為紅色LED提供驅動電流，一個電源通道為藍色LED提供驅動電流，而兩個電源通道一起為綠色LED提供驅動電流，其中每個通道各驅動5個綠色LED。在一次典型測量中，紅色LED的驅動電流約為150mA，藍色LED的驅動電流約為170mA，而綠色LED的驅動電流則約為130mA。在首次測量前，要將350mA的電流通入所有LED中"預燒"166小時，之后才會觀察到一段時間內相對穩(wěn)定的測試臺輸出。在LED電路板上方的底板上裝有聚碳酸酯反射器支撐板。反射器支撐板為矩形，略小于測試臺框架的內部。反射器支撐板上布置有小洞，以便讓LED透鏡穿過支撐板伸出。安裝以后，反射器支撐板的頂面與LED透鏡的底部對準。反射器支撐板上層疊有高反射率的背反射器薄膜(可購自3M公司的VikuitiTMESR薄膜)。這樣安裝后，薄膜層基本上為平坦的，可以充當背光源光回收腔的反射基板。在反射器支撐板上方，把2mm厚的透光聚甲基丙烯酸甲酯膜支撐板安裝于反射器支撐板和擴散板之間。LED和支撐板之間的間隙由用于安裝支撐板的支腳的高度確定。將支腳設為約6.4mm和約12.7mm。薄膜支撐板上連接有測試膜。測試膜安裝在板的面朝LED的一側上。使用色度照相機(PM1611型，可購自RadiantImaging,Inc.，Duvall，WA)測量測試臺的性能。該照相機配有105mm透鏡和ND2中性密度濾光器。使用RadiantImaging公司提供的軟件對相機進行校準，并記錄測量結果。利用點光源輻射儀(PR650型，可購自PhotoResearch,Inc.，Chatsworth，CA)校準色彩和亮度。測試臺以垂直取向擺放在照相機前方4米處。將測試臺與照相機對準，以使照相機透鏡的軸線基本垂直于擴散板，并大致瞄準測試臺的中心。將合適的薄膜(背反射器與測試光提取膜)裝入測試臺中，并將底板調到適當的位置處，以達到期望的腔體厚度(定義為背反射器板的頂部與擴散板底部之間的空間)，從而對背光源構造進行測量。采用的腔體厚度包括18、28、38和48醒。薄膜支撐板安裝在反射器支撐板上方，二者之間的間隙為6.4mm或12.7mm。如果測量不涉及任何測試膜，則測試臺中不安裝支撐板。在記錄任何測量結果前，將LED開啟并預熱至少90分鐘。將待測光提取元件或薄膜裝入測試臺后，用色度照相機對底板設為不同深度的測試臺進行拍照，通過這種方法即可進行測量。目測和分析測量結果，以獲得整個擴散板表面上的總亮度、亮度均勻性和色彩均勻性等特性。對照物構造了一個可用于比較的背光源腔體，該腔體內LED的上方沒有光提取元件或薄膜。從背反射器(即反射基板)頂部到擴散板底部測量，腔體深度為28mm。輸出區(qū)域(即擴散板的頂部)的外觀非常不均勻。在輸出區(qū)域可以清晰地看到與每個LED及其各自色彩相對應的圖像或模糊塊。實例A背光源腔體包括可購自3MCompany的BEFIII薄膜，該膜用作光提取元件。薄膜被支撐于丙烯酸板上，棱柱面朝LED且水平取向(即平行于LED排的方向)。從反射基板頂部到擴散板底部的腔體深度為28mm，半透反射器放置在反射基板上方大約12.7mm處。反射基板是采用美國專利No.6，096，247(Ulsh等人)中所描述的技術制作的火雕處理的ESR。在外觀上，該實例展示了在亮度和顏色均勻性方面相對于對照物的改進。實例B背光源腔體包括立方角光提取膜，該膜用作光提取元件。該薄膜為單層10密耳厚的聚碳酸酯片材，片材的一個主表面平坦而光滑，該主表面的相對面形成棱柱圖案。棱柱與3MScotchliteTM射材料6260高光澤度膜(ReflectiveMaterial6260HighGlossFilm,可購自3MCompany)中所用的立方角棱錐陣列相同，該棱錐陣列的特點是具有傾斜的立方角棱柱，棱柱高度(從三角形底面到立方角頂點)為約3.5密耳(約87.5um)，底面三角形的夾角分別約為55、55和70度。這種提取膜的取向應使薄膜的結構化側朝向LED。薄膜被支承在丙烯酸板上。從反射基板頂部到擴散板底部的腔體深度為28mrn，光提取膜放置在反射基板上方大約12.7mm處。反射基板為ESR。在外觀上，該實例展示了在亮度和顏色均勻性方面相對于對照物的改進。實例C背光源腔體包括兩張光提取膜，這些膜用作光提取元件。每張光提取膜與實例B中所用的光提取膜相同。第一張膜被支承在丙烯酸板上，其立方角元件面向LED。第二張膜被支承在丙烯酸板的相對面上，其立方角元件面向LED(接觸丙烯酸板)。腔體深大約18mrn，光提取膜放置在反射基板上方大約12.7mm處。反射基底為ESR。在外觀上，該實例展示了在亮度和顏色均勻性方面相對于對照物的改進。實例D背光源腔體包括兩張光提取膜，這些膜用作光提取元件。每張光提取膜與實例B中所用的光提取膜相同。第一張光提取膜被支承在丙烯酸板上，其立方角元件面向LED。丙烯酸板的相對面包括漫射膜。第二張光提取膜被附連到丙烯酸板具有漫射膜的一側上，其立方角元件面向LED(接觸漫射膜)。腔體深大約28mrn，光提取膜構造放置在反射基板上方大約12.7腿處。反射基底為ESR。在外觀上，該實例展示了在亮度和顏色均勻性方面相對于對照物的改進。實例E背光源腔體包括本發(fā)明圖7b-e中所描述的光提取膜(用作光提取元件)，不同的是，該膜由5密爾厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基膜構成，在基膜上形成了硬化樹脂層，該樹脂的折射率約為1.586，并在其中形成棱柱形結構化表面722。光提取膜具有大約為6密爾的名義總厚度。結構化表面上的每個棱柱726具有大約150um的特征長度入(參見圖7e)，以及分別大約68um和4um的最大寬度Wmax及最小寬度Wmin，分別大約25um禾卩1um的最大高度Hmax及最小高度Hmin。每個棱柱的傾斜棱柱面在橫截面上基本是平坦的(參見圖7d的y-z平面)，并且兩個面之間形成大約96度的頂角。棱柱具有如圖7b-e中所示的結構不對稱性，其中傾斜角度8為大約19度。薄膜被支承在丙烯酸板上，棱柱面向LED且水平取向，即每個棱柱沿著平行于LED排的方向延伸。從反射基板頂部到擴散板底部的腔體深度為38mm，光提取元件放置在反射基板上方大約12.7mm處。反射基板為ESR。在外觀上，該實例展示了在亮度和顏色均勻性方面相對于對照物的改進。實例F背光源腔體包括實例E所述的光提取膜，該膜用作光提取元件。薄膜被支承在丙烯酸板上，棱柱面向LED且水平取向，即每個棱柱沿著平行于LED排的方向延伸。從反射基板頂部到擴散板底部的腔體深度為28mm，光提取膜構造放置在反射基板上方大約12.7mm處。反射基板為ESR。在外觀上，該實例展示了在亮度和顏色均勻性方面相對于對照物的改進。結果表1中顯示了實例A-F之間的比較結果。將每個實例的平均亮度除以對照物的平均亮度，可以計算出每種背光源構造的相對效率參數，其中每個平均亮度基本上是對各自背光源的整個輸出區(qū)域來計算的。將亮度的標準差除以在背光源的大致整個輸出區(qū)域上的平均亮度，可以計算出每種背光源構造的亮度不均勻度參數。根據實例的平均顏色計算某種顏色的點偏差的平均值，其中顏色用CIEuV色空間來表示，可以計算出每種背光源構造的顏色不均勻度參數(Auv)。故有，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage41</formula>其中N是測試系統的圖像的像素數目，u'和v'是每個像素的色坐標，uU和v"是平均色坐標。這種顏色不均勻度不是在整個輸出區(qū)域上測量的，而是在輸出區(qū)域的一個矩形部分上測量的，該矩形長475讓，寬75mm，其中心位于背光源模型的上面一條(或一排)LED的上方。表h相對效率、亮度不均勻度和顏色不均勻度<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>我們可以從表中看出，實例E和F利用了關于上面圖7b-e所描述的光提取膜，與其它實例相比，表現出高效率、低亮度不均勻度和低顏色不均勻度三者之間的最佳平衡。進一步研究之后還可發(fā)現，實例E-F中所使用的光提取膜具有與其它眾多光提取膜不同的結構化表面特征。使用可購自autronic-MELCHERSGmbH，Karlsruhe,Germany的錐光偏振儀對每張光提取膜A-F進行觀察。結果顯示于圖15的強度極坐標圖。除了使用錐光偏振儀測量偏轉光之外，所用構造基本上與圖13c的構造相同。圖15將所測量的亮度繪制為極角ct和方位角e的函數?？梢钥闯銎D光束1510、1512以范圍為約20度至約40度的極角偏轉，每個光束具有大于45度但小于90度的方位角寬度Afi。在圖15中，所繪制的最低亮度為250cd/m2，峰值亮度為2078cd/m2(出現在光束1510中)，因此光束1510、1512的形狀限定在峰值亮度的約10%?？蓮膱D15中推斷出，實例E和F的光提取膜表現出約120°或更大角度的方位角光束擴展。此外，如圖15所示，實例E和F的光提取膜可以將少于10%的透射光轉向為沿極角小于20。的方向傳播，同時可以將超過90%的透射光轉向為沿極角大于20°的方向傳播。除非與本發(fā)明完全抵觸，否則本文引用的所有參考文獻及專利公開的全文均明確地以引用方式并入本文。本文討論了本發(fā)明的示例性實施例，并對本發(fā)明范圍內可能的變化提供了參考。在不偏離本發(fā)明范圍的前提下，本發(fā)明的這些和其它變化和修改形式對于本領域的技術人員來說將是顯而易見的，而且應當理解，本發(fā)明不僅限于本文所提供的示例性實施例。因此，本發(fā)明僅受下面提供的權利要求書的限制。權利要求1.一種照明組件，包括反射基板；第一光提取表面，其具有方位角光束擴展表面特征；以及光源單元，其包括一個或多個能夠產生照明光的光源，其中所述光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間，并且所述第一光提取表面面向所述光源單元。2.根據權利要求1所述的組件，其中所述第一光提取表面還具有極角光束擴展表面特征。3.根據權利要求1所述的組件，其中所述第一光提取表面包括占據其x-y平面的連續(xù)細長棱柱的陣列，所述陣列中的每個棱柱都具有兩個相交形成隆起的傾斜面，所述隆起基本上是連續(xù)且非線性的。4.根據權利要求3所述的組件，其中所述隆起在所述x-y平面內起伏。5.根據權利要求3所述的組件，其中所述棱柱的傾斜面在垂直于所述x-y平面的平面內是彎曲的。6.根據權利要求3所述的組件，其中所述棱柱的傾斜面在垂直于所述x-y平面的y-z平面內是彎曲的。7.—種照明組件，包括-反射基板；第一光提取表面，其包括密集排布的錐形結構的陣列，所述陣列在錐形結構之間基本上不包括平坦的連接區(qū)域，所述錐形結構的基部位于表面的X-y平面內，所述錐形結構的頂端位于所述表面的x-y平面之外；以及光源單元，其包括-一個或多個能夠產生照明光的光源，該光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間，其中所述第一光提取表面上的陣列中的錐形結構的頂端朝向所述光源單元。8.根據權利要求7所述的組件，其中所述陣列中的錐形結構的基部是彼此相鄰的。9.根據權利要求8所述的組件，其中所述錐形結構在平行于所述x-y平面的平面內的橫截面形狀為圓形或橢圓形。10.根據權利要求7所述的組件，其中所述錐形結構的基部形狀選自圓形、橢圓形和六邊形。11.根據權利要求7所述的組件，其中所述錐形結構的頂端位于與所述x-y平面垂直的平面之外。12.—種照明組件，包括-反射基板；第一光提取表面，其包括至少一個帶小面的表面，其中所述帶小面的表面在x-y平面內具有面內彎曲；以及光源單元，其包括一個或多個能夠產生照明光的光源，所述光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間，所述第一光提取表面面向所述光源單元。13.根據權利要求12所述的組件，其中所述至少一個帶小面的表面位于所述光提取表面上的各個光轉向元件上。14.根據權利要求12所述的組件，其中所述光提取表面包括多個帶小面的表面，所述帶小面的表面分布于所述光提取表面上的多個光轉向元件。15.根據權利要求12所述的組件，其中所述彎曲足以使垂直入射到所述光提取表面上的光束產生至少為15'的方位角差值AJ3。16.—種照明組件，包括反射基板；第一光提取表面，其包括用于使垂直入射到其上的光束產生至少15。的方位龜差值AB的裝置；以及光源單元，其包括一個或多個能夠產生照明光的光源，其中所述光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間，所述第一光提取表面面向所述光源單元。17.根據權利要求16所述的組件，其中所述用于產生方位角差值的裝置包括多個在所述光提取表面的x-y平面內以不同角度排布的非彎曲小面。18.根據權利要求16所述的組件，其中所述用于產生方位角差值的裝置包括至少一個光轉向元件，該光轉向元件具有至少一個在x-y平面內彎曲的小面。19.根據權利要求18所述的組件，其中所述小面位于多個光轉向元件上。20.—種直接照明式顯示系統，包括具有照明側的顯示器面板；以及照明組件，其設置于所述顯示器面板的照明側，所述照明組件包括反射基板；光源單元，其包括一個或多個能夠產生照明光的光源；以及位于第一光提取表面和所述反射基板之間的第一光提取表面，其中所述第一光提取表面面向所述光源單元，該表面具有方位角光束擴展表面特征。21.根據權利要求20所述的系統，其中所述第一光提取表面包括占據其x-y平面的連續(xù)細長棱柱的陣列，所述陣列中的每個棱柱都具有兩個相交形成隆起的傾斜面，所述隆起在x-y平面內基本上連續(xù)且起伏，并位于垂直于所述x-y平面的x-z平面之外，所述棱柱的寬度沿著y方向起伏，所述棱柱的高度沿著垂直于所述x-y平面的z方向起伏。22.根據權利要求21所述的系統，其中所述光源單元包括LED陣列，該LED陣列包括大致沿著所述第一光提取表面上的棱柱的隆起排列的多排LED。23.根據權利要求22所述的系統，其中所述LED包括側發(fā)射式LED。24.根據權利要求21所述的系統，其中所述棱柱的傾斜面在垂直于所述x-y平面的平面內是彎曲的。25.根據權利要求21所述的系統，其中所述棱柱的傾斜面在垂直于所述x-y平面的y-z平面內是彎曲的。26.根據權利要求20所述的系統，其中所述光源單元包括LED陣列。27.根據權利要求20所述的系統，還包括擴散層，所述擴散層布置為使得所述第一光提取表面位于所述擴散層和光源單元之間。28.根據權利要求27所述的系統，還包括位于所述擴散層和所述第一光提取表面之間的反射偏振片。29.根據權利要求20所述的系統，還包括反射偏振片，其中所述第一光提取表面位于所述反射偏振片和所述光源單元之間。30.根據權利要求20所述的系統，其中所述光源單元包括能夠產生紅光的第一光源、能夠產生綠光的第二光源以及能夠產生藍光的第三光源。全文摘要本文公開了照明組件和使用該照明組件的系統。所述照明組件可包括反射基板和光源單元，該光源單元包括一個或多個能產生照明光的光源。所述組件還包括具有方位角光束擴展表面特征的第一光提取表面，其中所述第一光提取表面布置為使得所述光源單元位于所述第一光提取表面和所述反射基板之間。所述第一光提取表面可面向所述光源單元。文檔編號G02B6/00GK101297234SQ200680040069公開日2008年10月29日申請日期2006年8月25日優(yōu)先權日2005年8月27日發(fā)明者D·斯科特·湯普森,克雷格·R·沙爾特,布萊恩·W·奧斯特雷,肯尼思·A·愛潑斯坦,肯尼思·L·史密斯申請人:3M創(chuàng)新有限公司