專利名稱：用于lcd顯示器的延長(zhǎng)照明配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示器的背光源設(shè)備以及使用該設(shè)備的液晶顯示器。特別 地，本發(fā)明涉及一種具有固態(tài)光源的液晶顯示器(LCD)背光源。
背景技術(shù)：
當(dāng)相應(yīng)于陰mi寸線管(CRT)顯示器，液晶顯示器(LCD)提供一緊湊、 輕巧的備選方案時(shí)，存在很多應(yīng)用，其用于LCD顯示器的圖像質(zhì)量仍然不令人 滿意，特別當(dāng)那些體的相對(duì)尺寸增加時(shí)。大型LCD面板，諸如那些用于膝上 筆記本電腦或者大型顯示器的面板，，射型的，因此需要背光源。這種位于 LCD面板后面的光劍共表面弓l導(dǎo)光線射出和射入LCDo
背光源的傳統(tǒng)方、 ifOT各種冷陰極熒光燈(CCFL)光源排列，該光源具有 導(dǎo)光板、 一或多種增強(qiáng)薄膜、偏振薄膜、反射表面，以及其他光調(diào)節(jié)元件。使 用側(cè)安裝CCFL的傳統(tǒng)平板背光源解決方案小于并期望小于顯示器尺寸的增長(zhǎng)， 以及特別是顯示面積的變大，容易受到制造中或由于熱而產(chǎn)生的巻曲的影響。 例如，光導(dǎo)背光源技術(shù)，其傳統(tǒng)用于小型裝置，由低亮度或亮度水平以及由于 涉及隨著顯示器尺寸增加而均勻性差的問題而更多地被^ij，而例如數(shù)字TV 需要顯示器尺寸增加。用于LCD顯示器和其他顯示器以及照明應(yīng)用的現(xiàn)有的背 光源設(shè)備，常常使用平行排列的CCFL的堤岸，會(huì)相對(duì)低效。由于需要容納CCFL 和其支撐薄膜和LC面板后的表面，這些顯示器解決方案也相對(duì)較厚。該CCFL 光源本身提出了待處理的放置的環(huán)境問題，因?yàn)檫@些裝置包含有一定數(shù)量的水 銀。為了補(bǔ)償傳統(tǒng)基于CCFL的背光源的均勻和亮度問題，多個(gè)支撐薄膜常規(guī) 地插入背光源和顯示器之間，或緊隨顯示器放置，例如相對(duì)高成本反射偏振薄 膜。^^f周知，與其他類型的光源相比，CCFL的光i辦性相對(duì)差。
面對(duì)用于背光源應(yīng)用的CCFL的固有缺點(diǎn)和限制，已促使研究尋求可替代 的背光源方法。多個(gè)使用發(fā)光二極管(LED)的解決方案被提出。近來在LED
亮度、色彩輸出以及具有在成本上不斷減少的全面性能的優(yōu)點(diǎn)使得LED、激光
燈以及固態(tài)光源通常特別引人注目。然而，因?yàn)長(zhǎng)ED和激光燈作為點(diǎn)光源，需 要適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案來變向和散布光以提供光的均勻平面，該光是背光源需要的 并且提供需要的fe^均勻性。
提供使用LED照明的背光源的一種方法是使用陣列排列，例如如 M.ZeilerJ,Huttner,L.Plotz和H.Ott發(fā)表于SID 2006 Digest第1524—1527頁的名 為"Late-News Paper:Optimization Parameters for LED Backlighting Solutions"的論 文中所描述的。4OT這類解決方案，使用紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B) LED的LED 群排列作為用于LCD顯示器的背光源。描述了兩種群RGGB和RGB。類似 的，美國專利號(hào)為No.6，789,921，名為'Method and Apparatus for Backlighting a Dual Mode Liquid Crystal Display"的Deloy等人的美國專利描述了用于，面板 的陣列排列。然而，除了諸如為了一些類型裝置面板以及非常高端監(jiān)視器和TV 面板的特別用途，由于色彩和亮度均勻性差、高部分?jǐn)?shù)、高熱以及尺寸要求的 問題，陣列排列未顯示出前景。
為了形成線狀光，光波導(dǎo)已經(jīng)用于從點(diǎn)光源散布光線。例如，美國專利號(hào) 為No.5,499,112,名為"Light Guide,Illuminating Device Having the Light Guide, and Image Reading Device and Information Processing Apparatus Having the Illuminating Device"的Kawai等人的美國專利公開了在掃描設(shè)備中來自一個(gè)或多個(gè)LED的 光使用單個(gè)光波導(dǎo)變向，該光波導(dǎo)具有沿著其長(zhǎng)度分布的提取特性。美國專利 號(hào)為No.5，400"4，名為"Lighting Pand"的DuNah等人的美國專利公開了集合具 有多個(gè)光波導(dǎo)的澆鑄面板，該光波導(dǎo)在用于背光源照明的后部表面被處理有隨 機(jī)粗糙度。
提出了多個(gè)解決方案用于沿著導(dǎo)光板在大面積范圍內(nèi)重新分布LED光線。 一個(gè)建i義的解決方案M自Global Lighting Technologies Inc3recksville,0H的 Microlens，澆鑄光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)將來自單個(gè)LED的光線散布到一個(gè)大的光面 fe±。類似的，美國專利公開號(hào)為No.2003/0123246，名為"Light Emitting Panel Assemblies"的Parker等人的美國專利示出了使用了多個(gè)具有光學(xué)'畸形'的點(diǎn)光 源的小尺寸光面板，其使得光變向至面板。
另一種解決方案先沿著一直線引導(dǎo)來自LED、燈或其他點(diǎn)光源的光，然后 在面t肚散布該光線。例如，美國專利號(hào)為No.5835661，名為"LightExpanding
System for Producing a Linear or Planar Light Beam from a Point-Like Light Source"
的Tai等人的美國專利描述了光線束一擴(kuò)散光管，其引導(dǎo)一光的線性方向至光面 板用于在一區(qū)域上分配光線。類似的，美國專利公開號(hào)為No.2005/0231973，名 為"E迅cient Luminaire with Directional Side-Light Extraction, Cassarly等人的美 國專利描述的光源排列使用具有光提取結(jié)構(gòu)的光管，用于沿著后面板使得光線 變向，例如用于展示品或顯示器的情況。作為該方法的另一示例，美國專利號(hào) 為No.5,857，761，名為"IlluminationDevice"的Abe等人的美國專利描述了一光波 導(dǎo)，其散布點(diǎn)光源的光線到一光方婦寸面板中。
而另一背光源解決方案使用柔性光學(xué)纖維用于引導(dǎo)來自單個(gè)光源的光線， 然后處理用于散布從LCD面板后mt的光線。該方法的不同變形被描述，例如， 美國專利號(hào)為No.6，714,185，名為"Back Lighting Apparatus of Liquid Crystal Display Using Optical FibW的Kim等人的美國專利以及美國專利號(hào)為 No.5，542,016，名為"OpticaJ Fiber Light Emitting Apparatus"的Kaschke等人的美國 專利。
如上述弓閱示例表明，還有相當(dāng)大的為達(dá)到提供LED背光源目標(biāo)的工作。 然而，盡管提出了多個(gè)解決方案，每種解決方案存在顯著的內(nèi)在缺點(diǎn)，特別當(dāng) 面對(duì)背光源的問題時(shí)，該背光源用于標(biāo)準(zhǔn)膝上電腦尺寸或更大的顯示面板。在 '921號(hào)的Deloy等人的公開中提出的2維矩陣由于具有相對(duì)高的成本，大體積 的以皿于均勻的問題從而fe^價(jià)地實(shí)現(xiàn)是有困難的，。在'U2號(hào)的Kawai等人 的的公開中描述的光波導(dǎo)抖咧tt用于掃描應(yīng)用，而不是顯示背光源應(yīng)用，該 掃描應(yīng)用要求均勻的線性光線。在'224號(hào)的DuNah等人的公開中描述的澆鑄面 板排列用于一般照明可足夠好地工作，但是用于全色彩顯示應(yīng)用將會(huì)有趨于均 勻的問題。這種類型的解決方案在更大面積上制造會(huì)更加昂貴，并且由于熱和 機(jī)械的壓力將使其巻曲。更重要的，該解決方案不提供很好的色彩混合，以及 不會(huì)很好適合使用固態(tài)光源的應(yīng)用。如'3246號(hào)的Parker的應(yīng)用中描述的點(diǎn)光源 至面板的配置，是不切實(shí)際的，并且示出了應(yīng)用于較大面積顯示時(shí)的色彩和亮 度的均勻問題。如'661號(hào)的Tai等人的公開中描述的光波導(dǎo)至背面板排列，容易 遭受差的均勻度，并且僅僅適于相對(duì)小的顯示器。已處理光學(xué)纖維的使用對(duì)于 小尺寸手持顯示器具有優(yōu)勢(shì)，但^t于桌上型電腦或更大顯示器設(shè)計(jì)是不切實(shí) 際和無效的。
除了這些缺點(diǎn)之外，傳統(tǒng)解決方案一般未能處理高質(zhì)量色彩圖像的重要的 挑戰(zhàn)，其要求廣泛地商業(yè)化以及LC顯示器的肯定。色域是一個(gè)重要的考慮事項(xiàng)， 其對(duì)于顯示器設(shè)計(jì)者有特別的興趣。傳統(tǒng)CCFL $|{共^^質(zhì)量測(cè)量，該fe^質(zhì)
量對(duì)許多應(yīng)用是可接受的，提供了NTSC色域的大約7(m。盡管OT膝上電腦 和電腦監(jiān)視器應(yīng)用是可接受的，其對(duì)于^fe^TV顯示器的需要來說太少了。
與CCFL光源相比，LED和其他固態(tài)光源，因?yàn)槠涔鈱W(xué)純度相對(duì)高度，可 固有地^f共NTSC色域的100%或更多。為了提^T大的色域，需要三個(gè)或更 多不同fef》的LED或其他固態(tài)光源。當(dāng){頓LED和其他固態(tài)光源時(shí)，為了支 持這樣擴(kuò)大的色域，需要來自背光源設(shè)備的高水平的色彩混合。如圖像顯示領(lǐng) 域的技術(shù)人員所知的，當(dāng)使用固態(tài)光源，諸如紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B) LED 時(shí)，達(dá)到高水平色彩均勻度是特別的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)背光源解決方案使用大面積的 光波導(dǎo)，例如如上所述的那些，會(huì)M^目對(duì)差的色彩混合。
涉及大尺寸顯示器背光源的其他挑戰(zhàn)包括低成本組裝、亮度效率、均勻度 以及緊湊尺寸的要求。如早先提及的，傳統(tǒng)LED背光源解決方案缺乏迎合這些 附加需求所要求的。此外，對(duì)于去除X寸反射偏振器的需求是特別有用的，反射 偏振器可在均勻度和亮度之處盡可能地有效改進(jìn)。
因此，可知對(duì)于LED背光源解決方練在需要，該解決方案可^j介地制造， 具有最小的厚度，和提供具有好的均勻度的色彩混合、高亮度、以及高7尺平的 效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明衝共一種固i繊導(dǎo)，包含相對(duì)的ITR表面，其進(jìn)一步包括
a) 至少一個(gè)光輸A^面，用于耦合來自固態(tài)光源的光線；
b) 至少一個(gè)混合部分；
C)至少一個(gè)光，表面；以及
d)預(yù)定圖案的光變向特征，它們位于一個(gè)T!R表面上或者幾個(gè)m表面之間。
發(fā)明也提供了在背光源設(shè)備中的變形以及使用背光源設(shè)備的顯示器。提供 光線的過程也被揭露。本發(fā)明的特征是樹射頓多個(gè)照明路徑的背光源。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使用固體光源以提供顯示器的區(qū)域背光源。本發(fā)明的設(shè)備
是可升級(jí)的，并且特別適于大尺寸LC面板。
本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是去除對(duì)于導(dǎo)光板或其他平面類型面板的需要，其 可幫助減少成本和背光源組件的尺寸外形。
當(dāng)結(jié)合在此所示的附圖時(shí)，該附圖描述了本發(fā)明的說明性實(shí)施方式，通過 閱讀隨后的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，這些以及其他本發(fā)明的目標(biāo)、 特征以及優(yōu)點(diǎn)變得明顯。


圖1是光棒，具有類似棱鏡結(jié)構(gòu)的底部(非觀看側(cè))。
圖2A是光棒，具有觀看側(cè)提取特征以及非觀看表面圖案。
圖2B是光棒，具有在觀看側(cè)可變密度表面提取特征以及可變密度印刷點(diǎn)圖案。
圖3A是整體延長(zhǎng)發(fā)光體，通過移除來自導(dǎo)光板的部分材料形成。
圖3B是光棒，具有連,體固態(tài)路徑。
圖3C是光棒，具有光源和光學(xué)反射器。
圖3D是類^^形延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖3E是延長(zhǎng)發(fā)光體，具有內(nèi)部空氣間隙段。
圖3F是延長(zhǎng)發(fā)光體，具有開口端的空氣間隙。
圖4是光棒，具有錐形空氣間隙。
圖5A是延長(zhǎng)發(fā)光體，從聚合體厚板中形成，并且具有連接與空氣間隙隔開 的開口的^^ 。
圖5B是在底部具有內(nèi)部連接橋并且具有連接到頂部或觀看側(cè)的提取特征 的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖5C是延長(zhǎng)照明設(shè)備，在觀看側(cè)和非觀看側(cè)都具有內(nèi)部橋。
圖6是具有連接橋的光棒的內(nèi)部排列，以及具有錐形通道的固態(tài)延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖7是具有觀看側(cè)厚板的延長(zhǎng)發(fā)光體，該觀看側(cè)j im過粘接光棒到導(dǎo)光 板面豐肚來形成。
圖8錐形光棒，具有來自每個(gè)光輸A^端的錐形。
圖9是錐形延長(zhǎng)發(fā)光體，具有混合部分并且在非觀看側(cè)具有類似棱鏡的結(jié)圖10A是光棒的側(cè)視圖。
圖10B是在光棒的底偵,一系列的反射點(diǎn)看延長(zhǎng)發(fā)光體的頂視圖。 圖11是延長(zhǎng)發(fā)光體，具有彎曲半徑錐形。 圖12A是延長(zhǎng)發(fā)光體排列，具有平面光輸入。
圖12B是延長(zhǎng)發(fā)光Wf列，但是其具有至少一，形光輸入端。 圖12C是延長(zhǎng)發(fā)光體，具有鏡面端MI才表面。 圖12D是延長(zhǎng)發(fā)光體，具有,端^M表面。 圖13A是延長(zhǎng)發(fā)光體，具有凹面光入射表面。 圖13B是光棒，具有彎曲光入射表面。
圖14A是延長(zhǎng)發(fā)光體，具有下降(頂部魏部)錐形光輸A^面。 圖14B是另一延長(zhǎng)發(fā)光體，具有錐形光輸A^面，該光輸A^面具有彎曲 表面光輸入反射器。
圖15具有凹進(jìn)光入射面積，具有光學(xué)消反射光輸A^面。
圖16是具有凹進(jìn)的延長(zhǎng)發(fā)光體，具有在凹進(jìn)光輸入的部分中的棱鏡特征。
圖17A是梯形te長(zhǎng)發(fā)光體。
圖17B是倒置的梯臓延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖18A是圓形延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖18B是具有平坦表面的圓形延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖18C是具有兩個(gè)平坦表面的圓形延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖18D是多面延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖18E是具有Mf特征的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖18F具有排歹贓3肚的翻抖寺征。
圖19A是具有分配帽的圓形延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖19B是在觀看側(cè)具有透鏡微的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖19C是具有凸起表面的光棒。
圖19D是在觀看側(cè)具有分配輪廓的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖20是具有延長(zhǎng)發(fā)光體排列的背光源，以及它們之間散射的表面。
圖21是在延長(zhǎng)發(fā)光體之間具有彎曲部分的背光源。
圖22是在延長(zhǎng)發(fā)光體之間具有變向特征的背光源。 圖23是在延長(zhǎng)發(fā)光體之間具有變向特征的背光源。
圖24是具有梯形延長(zhǎng)發(fā)光體的背光源。
圖25A是具有不同觀看側(cè)薄膜或特征的光棒。
圖25B是具有不同觀 賺膜或特征的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖26是具有光棒瞎況下的背光源。
圖27是具有圓形延長(zhǎng)發(fā)光體和側(cè)面分布方法的背光源。
圖28是具有混合^^的導(dǎo)光板。
圖29A是具有圓形孔的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖29B是具有三角形孔的光棒。
圖29C是具有孔的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖29D是光棒。
圖30A是具有棱鏡皿光輸入的延長(zhǎng)發(fā)光體。 圖30B是具有大棱lt^光輸入的延長(zhǎng)發(fā)光體。 圖30C是具有多，光輸A^面的延長(zhǎng)發(fā)光體。
圖30D是具有多娜光輸A^面的延長(zhǎng)發(fā)光體，繊A^面鶴了延長(zhǎng)發(fā) 光體的針綠
圖31A具有光學(xué)m隹的光棒。
圖31B具有不同長(zhǎng)度光學(xué)纖維的延長(zhǎng)發(fā)光體。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明,非常適合顯示器應(yīng)用的背光源設(shè)備，特別適合于LC顯示面板， 例如那些用于LCDTV、醫(yī)學(xué)診斷顯示器、圖像顯示器以及軍用顯示器的LC面 板。此外，本發(fā)明的背光源設(shè)備可用于其他固態(tài)光源具有優(yōu)勢(shì)的照明應(yīng)用。
在本公開的上下文中，術(shù)語"固態(tài)光源"具有被發(fā)光領(lǐng)域技術(shù)人員所接受的 傳統(tǒng)意義，指代一種由半導(dǎo)體材料形成的皿性光源。固態(tài)光源包括，例如發(fā) 光二極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)以及聚合體發(fā)光二極管(PLED)， 還有半導(dǎo)微光。通常，在此艦固態(tài)光源的術(shù)語意贈(zèng)樹可來自類似小點(diǎn)源 的光源，但是，光源的設(shè)計(jì)可以^樣，就是，的，不是校瓶就是散布， 以致呈現(xiàn)為類似非點(diǎn)狀。數(shù)個(gè)固態(tài)光源的排列可照某個(gè)方、湖咧，或具有透鏡
元件，以便結(jié)合寬闊的類似非點(diǎn)狀光源的光。
在本公開的上下文中，光的方向如上所述。背光源設(shè)備從而從發(fā)光面板向 上鄉(xiāng)光線。術(shù)語"在下方，和"在上方，則月W人方向分配。顯示面板^M"型空間 光調(diào)制裝置，例如LC顯示裝置或其他光電子管排列。關(guān)于發(fā)光體和光通道的在 此使用的術(shù)語線性或延長(zhǎng)意味著長(zhǎng)度比寬度更長(zhǎng)，典型地在一個(gè)方向(長(zhǎng)度) 上接近長(zhǎng)度，而不是在另一方向(寬度)上的靠近長(zhǎng)。這些術(shù)語可以是直的或 者彎曲的，例如蛇形的。示例可包括橫截面的末端形狀的變化，例如正方形的、 直線的、圓的、三角形的或它們可以是兩個(gè)或更多形狀的復(fù)合形狀。發(fā)光體或
光通道的至少一 個(gè)表面可包括提取或不同地分散或變向,;)^道內(nèi)部反射的
方法。這樣的方法可以以Jli共均勻光mm的方式來完成。
在此使用的術(shù)語延長(zhǎng)發(fā)光體和光棒是相同的。術(shù)語Ra是一，面的最高峰
到波谷之間的高度差的量度。表面地形學(xué)對(duì)于詳細(xì)說明表面的功能是很重要的。
表面的粗糙度可以以不同的方法測(cè)量，其分類為三個(gè)基5 別
,統(tǒng)計(jì)學(xué)描述符，其給出表面高度的平均形態(tài)。例如，平均粗糙度Ra;開方 根概驢Rq;偏斜Sk和峰度K。
*極值描述符，其依據(jù)離散事件。示例是最大峰值高度Rp，最大谷值高度 Rv，以及最大峰值到谷值高度Rmax。
*文本描述符，其描述基于多個(gè)事件的表面變化。該描述符的一個(gè)示例是相 關(guān)長(zhǎng)度。
在這些描述符中，Ra量度是一個(gè)最有效的表面粗f，量度，普皿用一般 工程實(shí)踐。它給出了一個(gè)好的在表面上高度變化的常規(guī)描述符。它們都是機(jī)械 或光學(xué)量度。典型地，當(dāng)討論非常光滑的表面磨光時(shí)， 一個(gè)光學(xué)方法用于測(cè)量 粗糙度。當(dāng)緊湊光照亮一個(gè)粗糙表面時(shí)，來自表面每個(gè)點(diǎn)的衍射波相互地干涉 以形成圖案，其顯示為亮和暗區(qū)域的紋理圖案。斑點(diǎn)圖像的空間統(tǒng)計(jì)特性可與 表面特征相關(guān)。兩個(gè)斑點(diǎn)圖案的關(guān)聯(lián)禾號(hào)可用作粗糙參數(shù)，而斑點(diǎn)圖案通過兩 個(gè)不同發(fā)光束從相同表面來產(chǎn)生。
代理人備案第93433號(hào)的美國專利的實(shí)施方式在此被參考結(jié)合。在顯示面 板的方向上，在本發(fā)明中用的具有延長(zhǎng)發(fā)光體的固態(tài)波導(dǎo)沿著發(fā)光平面延伸并 將光線變向?yàn)橄蛏?。顯示面板和發(fā)光面板大致平行。來自光通道排列的光的主 要方向是向上和朝向顯示面板。如圖像領(lǐng)域技術(shù)人員戶萬知，延長(zhǎng)發(fā)光體可直角
放置，以便它們可在X軸的大體方向上延伸，并且髓Y軸分隔某些距離。在 隨后的描述和附圖中，顯示沿Y軸的延伸，而直角排列可選掛也4頓。在本發(fā)
明的一些有用的實(shí)施方式中，延長(zhǎng)發(fā)光體具有一個(gè)中心以集中至少小于25mm 的延長(zhǎng)發(fā)光體之間的間隔。
一種類型的延長(zhǎng)發(fā)光體^ii道具有長(zhǎng)度維度L，其大大超過了它的寬度維 度W或厚度維度T。優(yōu)選的，長(zhǎng)度L大于寬度維度W的5倍。優(yōu)選的，寬度 維度W和厚度維度T通過只是一個(gè)因數(shù)2而相互不同。在一個(gè)實(shí)施方式中，維 度T和W大致相等。由于被引導(dǎo)到延長(zhǎng)^I道18中的光線M內(nèi)全反射(m) 經(jīng)由光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)傳播，維持維度W和T遠(yuǎn)小于長(zhǎng)度L改進(jìn)了色彩混合和均勻度。 因?yàn)槭褂昧?TIR，延長(zhǎng)發(fā)光體，道是高效的，具有低光線損失，除了在光提 取結(jié)構(gòu)提供的預(yù)定方向。在本發(fā)明中另一個(gè)有用的實(shí)施方式中，延長(zhǎng)發(fā)光體到 光輸A^面區(qū)域的長(zhǎng)度具有大于100/1的比率。
由于發(fā)光平面和顯示面板之間的距離最好保持常數(shù)，固體延長(zhǎng)發(fā)光體光通 道的硬度幫助提供更均勻的光輸出。在本公開的上下文中，描述術(shù)語"硬度"適 于由于自身重量存在不可見弓形或彎曲的元件。該排列也易于在光通道排列中 組裝延長(zhǎng)光通道。在橫截面，延長(zhǎng)光通道可以是正方形，矩形，或圓形，或具 有其他形狀。例如，固體延長(zhǎng) 道可具有各種各樣的彎曲側(cè)壁用于改進(jìn)來自 LED光源的光線混合。橫截面的皿或維度可在延長(zhǎng);)t3I道的長(zhǎng)度范圍內(nèi)改變， 以便延長(zhǎng) 道是錐形，如隨后的示例所示，或否則改變其橫截面形狀。有用 的實(shí)施方式可具有多于一個(gè)的斜坡，其與錐形相關(guān)或可以是半徑常數(shù)變化的斜 坡。在這種實(shí)施方式中，具有混合部分是有用的，該混合部分開始于光輸入表 面并且持續(xù)一段短的距離。然而M巨離是有用的，發(fā)現(xiàn)在20到60毫^t間的 光混合部分有效地提供好的色彩混合。在此描述的錐形在沿著本發(fā)明固體波導(dǎo) 的長(zhǎng)度^f共均勻亮度上是有用的。期望，波導(dǎo)，其Jlf共大于2000cd/m2的軸上 亮度。
如前所述，當(dāng)i頓RGB的LED時(shí)，達(dá)到高水平的fe3^均勻度會(huì)是一個(gè)顯 著的挑戰(zhàn)?？蛇x擇^ffl單個(gè)LED，例如白光LED?？蛇x擇地，附加色彩LED 可使用以增加亮度敏曾強(qiáng)色域，例如樹共RGGB排列或者增加能、離或其 他顏色。其他光排列也是可能的，如隨后詳細(xì)描述的。在一些實(shí)施方式中，每 個(gè)光輸入表面具有多于一個(gè)固態(tài)光源是有用的。對(duì)于延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)的長(zhǎng)度，
每個(gè)光輸A^面具有多于一個(gè)固態(tài)光源提供更多光線，而沒有必須運(yùn)行在高水 平功率下以及冒電壓燒毀固體電源的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)維持有效亮度時(shí)，具有多于一個(gè) 光源也幫助確保光到達(dá)固體波導(dǎo)的較遠(yuǎn)區(qū)域的有效性。
存在多種具有不同功能的薄膜，其可與本發(fā)明的固體波導(dǎo)一起使用。這里 包括散射器，但是不限于此，其可以是使用顏料、空氣空間或內(nèi)部玻璃珠的散 裝型翻寸器?？蛇x擇的，itt器可以是表面型翻寸器，例如，具有與透明夾板 一起的單一或多尺寸珠的珠狀表面。菲涅耳透鏡類型的,器可使用。在本發(fā) 明中有用的顯示器中使用的固體波導(dǎo)可進(jìn)一步包括至少一個(gè)從以下組中選擇的 功能，組由光翻t、光校準(zhǔn)、亮度增強(qiáng)、光偏振、光調(diào)制、艦濾、光源組成。 這些功能在提供更高的亮度、軸上與軸外觀看一樣好方面是有用的。光校準(zhǔn)、 翻寸和分散有助于操作光以提供最愉決的觀看給觀眾。
以上討論的光管理薄膜可包括不同類型的光增強(qiáng)薄膜或亮度增強(qiáng)薄膜
(BEF)，例如VikuitiM薄亮度增強(qiáng)薄膜，但不限于此，3M的產(chǎn)品，St.Paul,MN.
偏振器可被提供，例如反射偏振器。該薄膜和它們的功能可結(jié)合到具有多個(gè)功 能的單個(gè)薄膜上。
延長(zhǎng)發(fā)光體可分配在任何多個(gè)配置中。鄰接延長(zhǎng)發(fā)光體之間的分開距離可 根據(jù)例如需要亮度、面積以及均勻度的因素而不同。鄰接的延長(zhǎng)發(fā)光體可鄰接， 但不是光學(xué)耦合。整體橋可在輪廓的一部分上連接一個(gè)或更多延長(zhǎng)發(fā)光體，如 本發(fā)明某些圖所示。這些整體橋用于提供改進(jìn)硬度是有用的，并且也有助于在 延長(zhǎng)發(fā)光體之間提供改進(jìn)的亮度均勻性。
為了達(dá)到需要的亮度7jC平，也為了在使用不同波長(zhǎng)的光源之處混合光譜元 件，填充因數(shù)是重要的考慮因素，。^延長(zhǎng)發(fā)光體的填充因數(shù)可作為一個(gè)或多 個(gè)光源的表面區(qū)域比率計(jì)算，光源引導(dǎo)光線到光通道中至光通道的入射光表面 區(qū)域。背光源設(shè)備的填充因數(shù)可作為延長(zhǎng)發(fā)光體的，面積到設(shè)備發(fā)光平面的 表面積之和的比率計(jì)算。
光源
每個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體具有至少一個(gè)獨(dú)立固態(tài)光源16。固態(tài)光,以是獨(dú)立的， 因?yàn)樗尫殴饩€。
固態(tài)光源16可以是LED，如上所述。LED由于其高亮度和好的光i普特性
而具有優(yōu)勢(shì)。在窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi)提供直接的光對(duì)寸，LED能提供發(fā)光，以致在
傳統(tǒng)光源上提供改進(jìn)色域。例如，當(dāng)與LCD面板一起i頓時(shí)，CCFL光源提供 大約70%的NTSC色域。LED可到達(dá)100%或更大于NTSC范圍。因?yàn)長(zhǎng)ED可 快速脈沖，它也是有優(yōu)勢(shì)的。
延長(zhǎng)發(fā)光體和本發(fā)明的特別的與混合部分一起的固體波導(dǎo)提供高度色彩混 舒合LED。不像導(dǎo)光板和其他傳統(tǒng)解決方案，具有延長(zhǎng)發(fā)光體的固體波導(dǎo)和與 相對(duì)窄寬度維度一起形成光通道的混合部分提供優(yōu)秀的色彩混合。該排列出產(chǎn) 實(shí)質(zhì)地多個(gè)反射，當(dāng)光通過混合部分傳播并且下到通過延長(zhǎng)發(fā)光體光通道TIR 動(dòng)作提供的路徑。在光通道18的一個(gè)或兩個(gè)末端，紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B) LED可放置為RGB三個(gè)一組的LED。 RGGB排列具有一個(gè)或多個(gè)顏色的多于 一個(gè)的LED，其可選擇地用于艦綠光水平?？蛇x擇的，艮G和B的LED可分 布在光il3I的不同彩嵩，例如，以便單個(gè)jtm道具有紅和纟i^LED在一端，并 且綠和藍(lán)色LED在另一端?？蛇x擇的，第4個(gè)LED，例如白色光LED，或其 他顏色LED，可放置在光通道的一端或兩端。在另一個(gè)實(shí)施方式中，針分離 光通道可具有單個(gè)色彩光源，例如，以便三個(gè)鄰接光通道分別具有紅、綠和藍(lán) 色LED。
二色性濾光器可用于弓l導(dǎo)光線到單獨(dú)的延長(zhǎng)光通道。
光源可以連續(xù)打開，以便混合的RGB或白光提供給顯示面板。可選擇的， 色彩連續(xù)背光源排列是可能的。在一個(gè)實(shí)施方式中，R、 G禾n B通jl)頃次激活 相應(yīng)的光源16，從背光源設(shè)備快速地循環(huán)。可選擇的，提供線性掃描，與R、 G和B或其他顏色一起，提供在M背光源設(shè)備表面的巻形序列。然后顯示平 面可響應(yīng)具有相同序列的像素的行或列，提微頃序模制色彩。該排列消除了色
彩濾光器陣列的需要，例如，與LC顯示器一起?；焖?，可使用定詠敫活光 源，擇性地樹共例如青色、品紅色和黃色。
激光光源可選擇地用于本發(fā)明的延長(zhǎng)發(fā)光體。它們相關(guān)的光譜純度和快速 響應(yīng)時(shí)間使得激光對(duì)于某些類型的顯示器應(yīng)用而言是有吸弓l力的選擇。激光的 高亮度和高光學(xué)功率水平可允許單個(gè)光源照亮多個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體光通道。
可與延長(zhǎng)發(fā)光體一起使用的可選擇的的光源包括有機(jī)發(fā)光二極管(OLED) 和聚合體發(fā)光二極管(PLED)。
延長(zhǎng)發(fā)光體光鵬自高透明材料形成，包括各種玻璃，例如層壓安全玻璃。 可使用的塑料包括PMMA、聚碳酸酯、聚酯、聚醐安、聚砜、聚烯烴、環(huán)狀一 石蠟和其共聚物。光通道用于改進(jìn)熱和光穩(wěn)定時(shí)可具有附加劑。材料的光學(xué)傳 播可超過大約90%。除了特意處理之處，光通道的表面可具有光學(xué)磨光。為達(dá)
到良好的光導(dǎo)特性，折射率n最好采用高的指數(shù)。
在制造中，延長(zhǎng)發(fā)光體光M可被澆鑄、擠壓成形或模制。材料的進(jìn)一步
處理，例如通過加熱和拋光，可有益于達(dá)到改進(jìn)光學(xué)性能。提供具有高光滑度
的固體波導(dǎo)和延長(zhǎng)發(fā)光體是有用的。具有在小于50nmRa粗糙度的TIR表面有 助于最小化光泄漏，光泄漏是當(dāng)光達(dá)到粗糙表面，由于散射而導(dǎo)致的。粗糙表 面將打斷光的T1R，并且改變角度，以致在不希望的點(diǎn)存在延長(zhǎng)發(fā)光體。這可 降低延長(zhǎng)發(fā)光體全面效率。
高度的硬度或剛性對(duì)于提供作為大型背板設(shè)備的模制元件的光通道是有優(yōu) 勢(shì)的。高5M允許簡(jiǎn)單的處理并易于光管陣列的組裝。皿10mN的硬度是優(yōu) 選的。夾子、固定器或其他支撐可用于幫助阻止更長(zhǎng)長(zhǎng)度的 道的下陷或彎 曲。光iM可具有寬度W維度，其可有效抑制彎曲。附加支撐結(jié)構(gòu)，如果需要， 可用于阻止旁路彎曲。
在本應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施方式中所示，延長(zhǎng)發(fā)光體光通道可自光源分離一定距 離。然而，在延長(zhǎng)發(fā)光體光通道中^A光源是可能的。
光提取特征
在本公開中，如圖所示，這有多個(gè)光提取元件和或光變向特征的實(shí)施方式。
延長(zhǎng)發(fā)光體光變向特征的基本功能是弓l導(dǎo)通過m弓l導(dǎo)的光，從而導(dǎo)致光翻轉(zhuǎn)， 然后從延長(zhǎng)光通道的觀看側(cè)發(fā)射。多種方式可完成這些，包括以下
(i)處理^i3I以形成對(duì)寸表面。表面處理類型包括^^延長(zhǎng)光Mit的邊緣，
沿著面對(duì)顯示器的表面，形成光變向結(jié)構(gòu)。例如， 一個(gè)方法是沿著長(zhǎng)度方向L
形成棱鏡結(jié)構(gòu)排列。使用的微結(jié)構(gòu)可以是棱鏡、棱錐、半球，或其他好定義的
幾何以阻止TIR。有主要底部或在某些實(shí)施方式中側(cè)結(jié)構(gòu)形成作為單獨(dú)元件， 或排列在列中。微結(jié)構(gòu)可以用模制或其它方式來形成不同形狀和尺寸，作為自 光源的距離功能。附加的光提取特征可用于本發(fā)明的實(shí)施方式。光提取特征典
型地位于延長(zhǎng)發(fā)光體的觀看側(cè)。在之前引用的美國專利號(hào)為No.5,506，929的Tai 等人的美國專利中給出了一個(gè)方法的示例。延長(zhǎng)^it 18的表面也可粗糙或拋 光以提供光提取元件20。壓花或壓力可用以形皿提取特征。
(ii)光提取薄膜元件的應(yīng)用。為了該目的的一個(gè)可行的薄膜在一般指定的 美國專利申請(qǐng)?zhí)枮镹o.20050270798的名為'Brightoess Enhancenment Film Using A Linear Arrangement Of Light Concentrators"的Lee等人的美國專利中描述了 ，其 在此參考結(jié)合。光提取薄膜帶可使用例如粘接的發(fā)那個(gè)發(fā)應(yīng)用于延長(zhǎng) 道18 的表面。使用的粘接可加壓或熱敏，并且可使用紫外線或電子束輻射固化?？?選擇使用例如環(huán)氧樹脂的化學(xué)交叉結(jié)合材料。對(duì)于LCD顯示器應(yīng)用，常常要求 經(jīng)受住一個(gè)寬皿范圍(一40至85C)的粘接力。會(huì)絲圣受高溫范圍(60—85度 C)和高相X^鵬(95%@65°C)的粘接是雌的。高度的光學(xué)邀寸是雌的。 添加齊阿用于修改粘接的指數(shù)。精細(xì)—傾斜分送器或熱融膠分送器可用于粘接 薄膜元件的部分到^I道18的側(cè)壁(引導(dǎo)至顯示面板或觀看的光mt側(cè))。制 造中，^t道18可被并排放置，然后將薄膜粘貼至一個(gè)表面，然后整理和分離， 或者打包并與粘貼薄膜一起使用。任何粘接粘貼材料應(yīng)當(dāng)小心選擇，以便其不 會(huì)在高熱情況下Jlf共彎曲壓力。
可選擇地，延長(zhǎng)發(fā)光體的光mt表面可以以在此形成光提取結(jié)構(gòu)為特征。
光通道的一部分可模制，例如用輥?zhàn)踊蛄硗馓幚硪孕纬晒庾兿蛭⒔Y(jié)構(gòu)。如果延 長(zhǎng)發(fā)光體是被注射模制的，表面光提取結(jié)構(gòu)(它們的負(fù)形狀)可形成作為模具 的一部分。那么，當(dāng)聚合體注射和冷卻，光提取結(jié)構(gòu)變成延長(zhǎng)發(fā)光體的整體部 分。
(ii) 印刷點(diǎn)。反射點(diǎn)的圖案，沿著光通道與光發(fā)射表面的相對(duì)的基礎(chǔ)部分 印刷，可用于從光通道變向光線朝外。印刷點(diǎn)可以是不同密度和尺寸，有助于 提供更均勻的光輸出。使用該方法的光提取技術(shù)的示例包括之前引用的美國專 利號(hào)為No.5,857，761的Abe等人的美國專利中描述的。
(iii) 延長(zhǎng)^1道的皿。 道可形成具有錐形輪廓。在一個(gè)實(shí)施方式中， 光通道，步變細(xì)的，并且延伸在顯示面板的*寬度。
體稱翻寸。作為其{ 擇， 規(guī)格的顆?？煞稚⒌焦? 18中以 造成由于折射率失配的翻寸。
(v)內(nèi)部鏡。如美國專利號(hào)為No.6，104,371的名為'Modular， High—Intensity
Fiber Optic Backlight for Color Display"的Wang等人的美國專利中描述的，HR 可被形]^E光波導(dǎo)內(nèi)的反射結(jié)構(gòu)打斷。
在以上(i)到(v)種列舉的這些種類的處理的結(jié)合都可以使用。光提取結(jié) 構(gòu)可以是單獨(dú)元件。為了沿著，道的長(zhǎng)度提供均勻光^M，耦合區(qū)域的尺寸 和密度作為從固體光源的沿著 道的距離的函數(shù)改變。例如，LED光源在每 個(gè) 端，光提取特征可分配為中心具有高于朝向末端的密度?？蛇x擇的， 光變向元件的分配密度可大致在一個(gè)方向連續(xù)。
光變向可提供在多于一，面上。離LCD和輸出表面最遠(yuǎn)的 道的反向 側(cè)一般提供光滑表面以PM:光泄漏，但是可選擇地組織、處理或粗糙以增強(qiáng)光 提取的量。
光變向元件可模制、浮雕、按壓、粘貼、印刷或?qū)訅貉娱L(zhǎng)發(fā)光體光通道， 延長(zhǎng)發(fā)光體光ilii面對(duì)顯示面板24或其他光輸出側(cè)。
監(jiān)控色彩轉(zhuǎn)換
LED和其他類型的固體光源的一個(gè)^^f周知的問題涉及光譜穩(wěn)定性和精確 性，其可導(dǎo)致一定量的色彩轉(zhuǎn)換。提供可選擇的色彩傳感器作為一個(gè)或多個(gè)延 長(zhǎng)發(fā)光體的元件。色彩傳感器可用于補(bǔ)償色彩轉(zhuǎn)換的控制環(huán)，色彩轉(zhuǎn)換是由于 例如LED或其它類型光源之間的老化、熱或制造i^造成的。此外，最^35特 殊光管的像素的圖像數(shù)據(jù)可調(diào)整以補(bǔ)償檢測(cè)到的色彩轉(zhuǎn)換。
系統(tǒng)因素
使用任何多個(gè)現(xiàn)有可用的裝置，本發(fā)明的延長(zhǎng)發(fā)光體能，供高水平的照 明，在2000-6000尼特之間或更高。在高會(huì)讀水平，熱的形成是在一些具有LED 的應(yīng)用中的問題。在操作中，背光源設(shè)備可提供一個(gè)或多個(gè)熱接收器、冷卻風(fēng) 扇或其他機(jī)械以幫助驅(qū)散過度的熱量。有利地，當(dāng)使用本發(fā)明的設(shè)備和方法時(shí)， 熱驅(qū)散組件可沿著顯碟置的外圍邊緣方爐，遠(yuǎn)離LCD面板。
本發(fā)明的有用實(shí)施方式包括固^微導(dǎo)，其包括反向m表面，進(jìn)一步包括:
至少一個(gè)光入射表賴禹合來自固態(tài)光源的光；
至少一個(gè)混合部分；
至少一個(gè)光發(fā)射表面；以及
位于一個(gè)1TR表面上或TIR表面之間的預(yù)定圖案的光變向特征。 具有混合部分的這樣實(shí)施方式提供很均勻的光混合，有助于最大化耦合波 導(dǎo)的光的數(shù)量，并且特別是那些與延長(zhǎng)發(fā)光體一起的。光變向特征有助于以被 控的方式變向光線，以便沿著延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)度方向提供均勻亮度。另一實(shí)施 方式提供以一種方式排列的延長(zhǎng)發(fā)光體的排列，采用該方式可以在固體波導(dǎo)的
整個(gè)發(fā)光平面上提供均勻亮度。此外，波導(dǎo)具有至少兩個(gè)反向im表面，以及
最有用的實(shí)施方式具有至少兩個(gè)其他TIR表面。典型地，許多延長(zhǎng)發(fā)光體具有
正方形到矩形的輪廓，其允許光在三維平面內(nèi)im。應(yīng)當(dāng)注意其他實(shí)施方式可
具有圓形或有些橢圓代表性輪廓。在這個(gè)實(shí)施方式中，其應(yīng)當(dāng)是連續(xù)1IR輪廓， 但是在此的任何點(diǎn)是有助于^發(fā)光體長(zhǎng)度傳播光線的反向TIR表面。因?yàn)樗?br> 們不具有以非控制方式打破TIR的形狀角落，這樣的輪廓是有用的。
在本發(fā)明的其他有用的實(shí)施方式中，存在光混合部分，該光混合部分是延 長(zhǎng)發(fā)光體的一個(gè)整體部分。典型地，混合部分在光輸入表面開始，并且可延伸 至全部或部分發(fā)光體的長(zhǎng)度。在最優(yōu)選的實(shí)施方式中，光混合部分近延伸至數(shù) 個(gè)毫米，并且延長(zhǎng)發(fā)光體的平衡可在它的輪廓中改變，如本公開內(nèi)的不同圖所 示。在混合部分中，主要功能是混合來自不同色溫的數(shù)個(gè)光源的光，因此，具 有混合部分以充分地釋放光引導(dǎo)特征是值得的。這有助于確保在某種意義上混 合具有所有波長(zhǎng)的真白以提供均勻色溫給固體波導(dǎo)和延長(zhǎng)發(fā)光體。
來自LED的光輸出趨于成為強(qiáng)烈的半球狀，其在角度的寬范圍內(nèi)，光線。 本發(fā)明有用的實(shí)施方式具有不同形狀的光輸出表面。光輸出表面可包括至少一 個(gè)選自以下組的形狀，該組由平面、錐形、凸起、鋸齒形、多面、部分反射、 TTR調(diào)整組成。這些形狀在捕捉盡可能多的光線、以及引導(dǎo)其進(jìn)入波導(dǎo)和發(fā)光 體上以便提供高7k平的亮度是有用的。此外，光輸入表面的設(shè)計(jì)和在某些情況 下的圍繞光源的面積和光輸入表面可具有鋸齒形，進(jìn)一步包括在所屬固體光波 導(dǎo)內(nèi)調(diào)整光至IJ臨界TIR角度的方法。此外，調(diào)整光到臨界 角度的方法進(jìn)一 步包括至少一個(gè)選自以下組中的元件，該組由反射器、分散器、棱鏡組成。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)和延長(zhǎng)發(fā)光體可具有預(yù)定圖案的光變向特征，光變向特 征包括至少一悄自下組中的元件，該組由棱鏡、點(diǎn)、反射器、可*斜坡組成。
本發(fā)明的其他固體波導(dǎo)和延長(zhǎng)發(fā)光體可具有錐形發(fā)光體，其改變來自混合 部分的斜坡至中心或延長(zhǎng)發(fā)光體的反向末端。
可t斜坡可包括至少一個(gè)始于所屬至少一個(gè)混合部分的光波導(dǎo)側(cè)的錐形。
在其他實(shí)施方式中，錐形終于選自以下組的其中之一，該組由中心、所述 至少一個(gè)光發(fā)射部分的反向側(cè)、所述光波導(dǎo)的反向末端、反射器。
在其他有用的實(shí)施方式中，具有錐形的固體波導(dǎo)包括半徑。通過以淺的和 連續(xù)的方式改變斜坡，沿著延長(zhǎng)的長(zhǎng)度提供的光以很均勻的方式變向。這也有 助于確保好的亮度。
在其他有用的實(shí)施方式中，固體波導(dǎo)可具有具有至少兩個(gè)不同斜坡的錐形。 這樣的實(shí)施方式有助于提供均勻的光的光線傳播。錐形進(jìn)一步被設(shè)計(jì)并與光變 向特征的設(shè)計(jì)一起調(diào)整以提供均勻的光照明和顯示器的好的觀看。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)可進(jìn)一步包括連接至少兩個(gè)所述的至少一個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體 的橋。該橋在相互關(guān)聯(lián)的固定位置保持延長(zhǎng)發(fā)光體是有用的，又提供附加的力 以最小化延長(zhǎng)發(fā)光體的下垂。該橋可應(yīng)用于延長(zhǎng)發(fā)光體或者其可形成作為波導(dǎo) 的一整體部分。當(dāng)該橋在顯示器的觀看側(cè)時(shí)，該橋可以是薄的平坦的表面，其 在離發(fā)光體固定距離的位置保持其他薄膜上是有用的。在一些實(shí)施方式中，該 橋可用于結(jié)合其他薄膜。平坦表面也可進(jìn)一步具有增加附加功能給波導(dǎo)和顯示 器的結(jié)構(gòu)或以此為特征。
在本發(fā)明中固體波導(dǎo)有用的其他實(shí)施方式中至少一個(gè)區(qū)域具有空氣。這樣 的波導(dǎo)可形成在模具或機(jī)械中弓l導(dǎo)以得到期望形狀。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)可進(jìn)一步包括至少一個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體，延長(zhǎng)發(fā)光體具有越 過可組合輪廓的末端，可組合輪廓選自由正方形、矩形、三角形、圓形組成的 組。
在其他實(shí)施方式中，本發(fā)明的固體波導(dǎo)可進(jìn)一步包括至少一個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體， 該延長(zhǎng)發(fā)光體進(jìn)一步包括傳播光旁路向至少一個(gè)光，表面的區(qū)域。該實(shí)施方 式在延長(zhǎng)發(fā)光體之間Jli共均勻的光是有用的。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)可具有至少一個(gè)光發(fā)射表面，是觀看側(cè)。具有兩個(gè)或多 個(gè)觀看表面可在一般照明應(yīng)用中有用。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)也可進(jìn)一步包括在延長(zhǎng)發(fā)光體之間的區(qū)域，該延長(zhǎng)發(fā)光 體包括變向光線朝向所述光發(fā)射表面的方法。該實(shí)施方式在本發(fā)明的附圖中所 示。之間的區(qū)域可以是粗糙的、彎曲的或構(gòu)造為有助于在延長(zhǎng)發(fā)光體之間提供 均勻照明。為了更好的達(dá)到這些，提供固體波導(dǎo)，其中延長(zhǎng)發(fā)光體包括光側(cè)發(fā) 射，是值得的。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明的固體波導(dǎo)可具有光纖作為延長(zhǎng)發(fā)光體，其中 所述至少一個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體光纖。這樣的光纖進(jìn)一步包括控制光泄漏的區(qū)域。這 樣的控制泄漏在沿著發(fā)光體的長(zhǎng)度提供高亮度是有用的，并且具有精選期望位 置以幫助提供均勻的發(fā)光的方法。
在其他實(shí)施方式中，期望Jli共進(jìn)一步具有了 TIR覆層的延長(zhǎng)發(fā)光體。該TIR 覆層是具有與核心相比不同折射率的材料。該覆層在與延長(zhǎng)發(fā)光體一起傳播光 到^巨離上是有用的。
在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，固體包括至少一個(gè)光混合部分，大致在光波導(dǎo) 觀看區(qū)域之外。在該實(shí)施方式中，來自固態(tài)光源的光可混合以提供均勻的色溫 白光在固體波導(dǎo)中。通過提供外部光混合部分，傳統(tǒng)導(dǎo)光板可提供好的混合和 均勻的色溫白光。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)也可以是顯示器的一部分。顯示器進(jìn)一步包括至少一個(gè) 選自以下組中的功能，該組由翻才、光校準(zhǔn)、亮度增強(qiáng)、光偏振、光調(diào)制、光 微、光源組成。
本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)一步包括光源，并且特別是固態(tài)光源。本發(fā)明中的有
用波導(dǎo)可由多種材料制成，例如聚碳酸酯、聚砜、和PMMA—樣的UV固化單 體。由于它具有高7K平的透過率，并且可用多種方法處理以形成固體波導(dǎo)和延 長(zhǎng)發(fā)光體，PMMA是優(yōu)選。此外，PMMA具有高水平的硬度，并可光學(xué)拋光或 直接形成以最小化延長(zhǎng)發(fā)光體內(nèi)的娜，因而當(dāng)光弓l導(dǎo)至光鄉(xiāng)側(cè)時(shí)，沿著長(zhǎng) 度最大化光的傳播。本發(fā)明的固i微導(dǎo)可具有一個(gè)粗糙度Ra小于25nm的表面。 在一些實(shí)施方式中，期望在延長(zhǎng)發(fā)光體的預(yù)定點(diǎn)提供可控制的泄漏，該表面可 樹共具有大于25nm的粗糙度。在圖案中提供粗糙以變向光至特別的{體，為了 特別的效果。表面Ra可M3i火焰拋光，所知的作為光學(xué)拋光化合物的液體粗砂 的組合或艦澆鑄或相對(duì)很光滑的表面擠壓得到。(戰(zhàn)的組合也可使用)獲得 期望光滑度的其他方法可以是與允許流動(dòng)的聚合體一起覆滿外殼表面，薄膜和 表面不均勻。該瞎況下，期望匹配聚合體和PMMA的折射率。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)可設(shè)計(jì)為沿著長(zhǎng)度劍共小于10%的亮度均勻度。這些可 通過控制光變向特征的長(zhǎng)度、密度、尺寸、位置、包括角度或粗糙度的項(xiàng)目的 設(shè)計(jì)來部分地達(dá)到。延長(zhǎng)發(fā)光體的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也可改變它們的橫截面輪廓，也在
固體波導(dǎo)和延長(zhǎng)發(fā)光體的光輸A^面內(nèi),優(yōu)秀的光耦合。目標(biāo)是提供盡可能 的高水平的進(jìn)入延長(zhǎng)發(fā)光體的光。 一些有助于該設(shè)計(jì)的在本發(fā)明的圖中所示。 應(yīng)到注意到，表面輸入側(cè)可進(jìn)一步覆蓋有反一反射外殼或表面，以便最小化表 面反射，該礎(chǔ)損失4%的光線。期望捕棘自固態(tài)光源的100%的光輸出。其 他方法可M嵌入光輸出側(cè)在材料中而不是空氣中，來直接光學(xué)耦合光源。這
種材料可包括，高溫硅以粘合劑、UV固化單體和多體，和溶解形式的PMMA 但不限于此，。隨著關(guān)注LED的發(fā)熱，因而本發(fā)明的其他實(shí)施方式可進(jìn)一步包 括與光源一起的熱接收器，例如金屬散熱片、來自風(fēng)扇的直接應(yīng)用到光源的冷 卻空氣或排氣以幫助保持初始時(shí)的溫度。盡管未在圖中所示，LED對(duì)位于固體 波導(dǎo)下，并且被人工底部反射面板隔開。光源對(duì)通過一系列鏡子或其他本領(lǐng)域 公知的波導(dǎo)方式耦合。
延長(zhǎng)發(fā)光體的固體波導(dǎo)的長(zhǎng)度與所述至少一個(gè)輸入表面面積的比率大于 100/1 。這樣的形狀有助于提供好的光的m和最小化光損失。
本發(fā)明的固體波導(dǎo)具有色彩混合部分，其長(zhǎng)度在20到60nm之間并且充分 地插入到光輸入入口或整個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體。期望幫助達(dá)到均勻的光色溫。結(jié)合設(shè) 計(jì)，光變向特征在提供本發(fā)明的固體波導(dǎo)上是很有用的，該本發(fā)明的固體波導(dǎo) 掛共了大于2000cdW的軸上亮度。此外，期望提供來自固態(tài)光源的光，其變向 為充分正交于所述至少一個(gè)光發(fā)射表面。以這樣的方式，其他薄膜可用于引導(dǎo) 光線以提供高水平的軸上亮度，也提供優(yōu)秀的軸外亮度。期望沿著延長(zhǎng)發(fā)光體 和所述小于10%的顯示器皿的長(zhǎng)度亮度均勻。
實(shí)施方式1
圖1是延長(zhǎng)發(fā)光體11的側(cè)視圖，延長(zhǎng)發(fā)光體11在非觀看偵俱有底部對(duì)以 棱鏡結(jié)構(gòu)，觀看側(cè)13禾口非觀看側(cè)14 (與觀看側(cè)相反的一側(cè))。光棒也具有至少 一個(gè)光輸入末端15和至少一個(gè)固態(tài)光源16。類似棱鏡結(jié)構(gòu)12可具有一內(nèi)藏的 可變角度的任一常數(shù)角度的角度特征以控制光的數(shù)量和相對(duì)方向。此外，類似 棱鏡結(jié)構(gòu)在特征密度(形狀、尺寸和角度)上可以作為來自m^側(cè)的距離的 函數(shù)而變化。當(dāng)描述具有兩個(gè)光輸入側(cè)，僅僅一個(gè)具有可選擇的反射器在反向 側(cè)。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的其他實(shí)施方式可進(jìn)一步包括其他光控制元件在任一非 觀看側(cè)14和觀看側(cè)13。功能性的方面可包括但不限于，反射翻寸的和鏡面反射的，包括校準(zhǔn)、散布、方向改變和偏振(吸收、對(duì)才、循環(huán)、省略和其他方法) 來控制光形狀，光提取，光學(xué)耦合，光調(diào)制和光濾波。這些和其他功能可集成 在延長(zhǎng)發(fā)光體，隸屬于或非隸屬于任何順序或結(jié)合。光輸入末端可進(jìn)一步包括 反反射功能。延長(zhǎng)發(fā)光體也可具有其側(cè)壁，并且末端磨光或拋光成一點(diǎn)以最小 化任何不想要的光提取。光棒和類似棱鏡結(jié)構(gòu)也可改變它們的形狀和維度和密 度，以Jli共色彩混合和發(fā)光均勻。
實(shí)施方式2
圖2是先前圖的進(jìn)一步變體。圖2A是具有觀看側(cè)13和非觀看側(cè)14的延長(zhǎng) 發(fā)光體。存^ll看側(cè)表面提取特征22，絲提取特征之間的斜度中連續(xù)，并且 在觀看側(cè)是表面圖案(例如點(diǎn)或其他形狀)，表面圖案改變它們的尺寸和或密度 (相對(duì)點(diǎn)面積對(duì)非點(diǎn)面積)。點(diǎn)圖案可印刷或另外放置或形成在表面上。非觀看 側(cè)可作為來自固態(tài)光源16的函數(shù)改變它的相對(duì)尺寸、密度和反射率。為了樹共 均勻光提取，非觀看側(cè)點(diǎn)的密度沿著朝向延長(zhǎng)發(fā)光體中心的方向增加。當(dāng)描述 這個(gè)和其他實(shí)施方式為具有一個(gè)觀看側(cè)，應(yīng)當(dāng)注意在許多顯示器應(yīng)用中，當(dāng)存 在一個(gè)或多個(gè)不允許直接觀看光棒的中間層、薄膜或物體時(shí)，光棒的側(cè)未能直 接觀看。觀看側(cè)是光主要朝向觀眾或另外為主要照明的側(cè)。圖2B也是延長(zhǎng)發(fā)光 體，其在觀看側(cè)13上具有不同密度表面提取特征21和在觀看側(cè)的反向側(cè)具有 不同密度印刷點(diǎn)圖案23。應(yīng)當(dāng)注意，印刷點(diǎn)圖案可改變密度，尺寸、皿和反 射系數(shù)。典型地，任一提取器或印刷點(diǎn)的,光輸A^端15的密度將較低，而 中心將具有高密度。調(diào)整點(diǎn)的圖案和或提取器以提供均勻光混合和照明。密度 將沿著延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)度增加，遠(yuǎn)于光自光源16的傳播。
實(shí)施方式3A和3B
圖3A是本發(fā)明的另一實(shí)施方式，^j本延長(zhǎng)發(fā)光體圖案通過從導(dǎo)光板移除部 分材料來形成。整體延長(zhǎng)發(fā)光體也可模制。相互連接的圖案提供附加硬度到延 長(zhǎng)發(fā)光體和讓光在延長(zhǎng)發(fā)光體段之間移動(dòng)的附加旁路。實(shí)施方式的頂視圖和透 視圖都在圖3A中示出。存在固態(tài)光源16和空氣間隙32，形成低折射率區(qū)域， 該低折射率有助于來自光源的光在固體延長(zhǎng)發(fā)光體部分34的TIR (完全內(nèi)部反 射)。在這些實(shí)施方式中，延長(zhǎng)發(fā)光〗tt光源的反向末端也具有反射器，從* 末端提供光源。這樣的排列提供在延長(zhǎng)發(fā)光體中用于朝向觀看側(cè)的提取的光的
返回。盡管未描述，這些和其他類似實(shí)施方式可具有觀看側(cè)提取特征和或非觀 看側(cè)反射特征，例如類似棱鏡特征，印刷點(diǎn)，反射表面。圖3B是具有連接整體 固體旁路34的光棒其他變形。
實(shí)施方式3C和3D
圖3C是類似圖3A的光棒的頂視圖，除了光源16和可選擇的鄉(xiāng)器33使 用在連續(xù)光棒38的交錯(cuò)和反向末端。中間空氣間隙段32有助于提供34A光線 的TIR。盡管未顯示，存在觀看和非觀看側(cè)，如其他圖和實(shí)施方式中所描述的， 其可包括光提取和光變向的特征。
圖3D是具有固體連接材料34和開口空氣間隙32的對(duì)鵬形的延長(zhǎng)發(fā)光體 39，開口空氣間隙32有助于來自光源16的光的全內(nèi)部反射。相對(duì)于齡光源 的是反身寸器。
實(shí)施方式3E和3F
圖3E是具有內(nèi)部空氣間隙部分32和光源16在兩端的延長(zhǎng)發(fā)光體。在兩端 具有光源提供具有增加照明的背光源，可在低纟鵬下操作。
圖3F是具有開口末端空氣間隙32和光源16在兩端的另一光排列。
實(shí)施方式4
圖4是具有錐形空氣間隙41的光棒40的端視圖。當(dāng)它向設(shè)備觀看側(cè)移動(dòng)
時(shí)，錐形空氣間隙:^f共用于散布光的方法。
實(shí)施方式5A
圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式，延長(zhǎng)發(fā)光體圖案自諸如PMMA或聚碳酸酯的 聚合體厚板形成。本實(shí)施方式主要的區(qū)別是整體橋53，其連接開口空間空氣間 隙32。該實(shí)施方式提供了連續(xù)的固體表面。當(dāng)描述為在頂部或觀看側(cè)具有固體 表面時(shí)，另一實(shí)施方式可在底部或底部和頂部都有。表面提取特征可位于觀看 偵L和或在反向側(cè)的反射圖案。如圖所示的表面提取特征22是連續(xù)通道提取器， 其粘接在具有粘接層52的延長(zhǎng)發(fā)光體上。應(yīng)當(dāng)注意，表面提取特征是不同于尺 寸、形狀和密度的纟te特征，也可用于改進(jìn)光混合和照明的均勻度。
實(shí)施方式5B
圖5B提供了在底部有連接橋53的延長(zhǎng)發(fā)光體和粘結(jié)到延長(zhǎng)發(fā)光體的頂部 或觀看側(cè)光提取特征51。
實(shí)施方式5C
圖5C是具有婦見看和非觀看側(cè)上的內(nèi)部橋53的延長(zhǎng)發(fā)光體。也示出了對(duì) 于每個(gè)光通道的光源的多排列。當(dāng)空氣間隙在所有側(cè)被材料圍繞時(shí)，期望通過 放置兩個(gè)相互疊加的光棒以形成這樣的設(shè)備。每個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體可通過粘接、聚 合體的融化熔合來光耦合。
實(shí)施方式6
圖6是具有連接橋的光棒的的衝本排列的透視圖，以及固體延長(zhǎng)發(fā)光體通 道或部分34是從旨光輸A^朝向中心逐漸變細(xì)的。這有具有角度(錐形) 非觀看側(cè)61的錐形延長(zhǎng)發(fā)光體一部分的放大側(cè)視圖?？諝忾g隙32^f共在光棒 的整體排列的寬度維度內(nèi)來自光源16的光線的TIR方法。頂部側(cè)或觀看側(cè)掛共 連續(xù)旁路以使光在光棒之間均勻化。相互連接連續(xù)旁路進(jìn)一步提供附加的結(jié)構(gòu) 力給延長(zhǎng)發(fā)光體整##列。
實(shí)施方式7
圖7是具有類似圖6的的觀看側(cè)厚板71的延長(zhǎng)發(fā)光體的透視圖，除了其通 過粘接光棒到導(dǎo)光板平面上來形成之外。如先前所述的光棒的底部部分可具有 反射表面、類似棱鏡結(jié)構(gòu)、粗糙底部表面、反射點(diǎn)或其他形狀。延長(zhǎng)發(fā)光體可 艦例如粘貼層72、融化熔合兩種聚合體的多種方法或其他最小化光翻寸或吸 收的方法光耦合至頂部厚板，。這樣的排列可提供附加硬度以保持光線是平行平 面給觀群。
實(shí)施方式8
圖8是從每個(gè)光輸入末端15逐漸變細(xì)的錐形光棒的側(cè)視圖，光輸入末端15 具有混合部分81，混合部分81 M點(diǎn)線和延長(zhǎng)發(fā)光體的光輸A^端描述。延長(zhǎng) 發(fā)光體從每個(gè)光輸入末端逐漸變細(xì)，并具有自每個(gè)末端的復(fù)合錐形。復(fù)合錐形
有兩個(gè)具有斜坡A的角度端83，和具有斜坡B的角度端85，其從混合部分到
延長(zhǎng)發(fā)光體的中心變化。
實(shí)施方式9
圖9是在非觀看側(cè)具有混合部分和具有類似棱鏡結(jié)構(gòu)的錐形延長(zhǎng)發(fā)光體90 的側(cè)視圖，有助于變向光線至具有任一不變的或作為自從光輸入末端的距離的 函數(shù)變化的密度的觀看側(cè)。應(yīng)當(dāng)注意，觀看側(cè)表面也可具有在表面上或粘接到 表面的提取或其它光變向特征。
實(shí)施方式10
圖10A是光棒的另一實(shí)施方式的側(cè)視圖，以及圖10B是延長(zhǎng)發(fā)光體的頂視 圖，觀看光棒底部側(cè)和一系列反射點(diǎn)。如所見的，發(fā)射點(diǎn)101的密度從光輸入 末端和混合部分81到延長(zhǎng)發(fā)光體中心而改變。應(yīng)當(dāng)注意，反射點(diǎn)可印刷或另外 地形淑放置在非觀看側(cè)表面。反射點(diǎn)可以是任一鏡面的或翻才的，并且它們可 類似金屬或白的。尺寸和形狀也可作為從光輸入末端的距離的函數(shù)改變，混合 部分也是，這是為了從棒的一個(gè)末端到另一個(gè)達(dá)到均勻的光提取和照明。 一類 似的期望的實(shí)施方式將提供僅僅一個(gè)輸入光源、混合部分和一，形和反射器 在末端。
實(shí)施方式ll
圖11是具有彎曲半徑錐形111的延長(zhǎng)發(fā)光體，彎曲半徑錐形111從每個(gè)光 混合部分的末端延伸至中心。具有常數(shù)半徑是期望提供均勻光提取。具有沿著 延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)度的光滑轉(zhuǎn)換是期望得到均勻提取和阻止在非預(yù)定區(qū)域內(nèi)不想 要的光翻寸。
實(shí)施方式12A， B， C和D
圖12A是在至少一個(gè)末端具有平坦光輸A^端15的延長(zhǎng)發(fā)光體排列，至少 光源16、在延長(zhǎng)發(fā)光體22的觀看側(cè)的光提取特征，和光學(xué)耦合具有具有粘接層 52的特征的方法，以及在延長(zhǎng)發(fā)光體的非觀看頂啲可選擇反射手段121。反射
手段121在反l^寺性方面可以皿續(xù)的或可變的以幫助沿著延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)度 均勻光照明。靠近光輸入末端也有小區(qū)域，那里沒有提取或者反射特征(至少
非常小)。這樣的區(qū)i^提供fe^混合上是有用的。
圖12B是類似延長(zhǎng)發(fā)光體排列，但是其具有至少一，形光輸入末端。當(dāng) 錐形在一個(gè)方向上示出時(shí)，其他實(shí)施方式可在另一個(gè)方向上具有錐形角度。此
外，角度可包括多于一個(gè)的方向。圖12C是本發(fā)明有用延長(zhǎng)發(fā)光體的進(jìn)一步延 伸，，鏡面頗表面123劍共在與光源的相反的末端。圖12D Jlf共分散頗器 124在光源的反向末端。
實(shí)施方式13A和B
圖13A是具有凹進(jìn)^4A表面131的延長(zhǎng)發(fā)光體，凹進(jìn)^SA^面131提 供光輸入入口到延長(zhǎng)發(fā)光體內(nèi)以收集和控制角度?？蛇x擇的反射表面132幫助 變向來自光源16的 入延長(zhǎng)發(fā)光體。圖13B是具有凹進(jìn)^A^面133和反 射表面132的光棒，反射表面132在光源16上延伸為了盡可能的捕捉和變向光 到延長(zhǎng)發(fā)光體內(nèi)。
實(shí)施方式14
圖14A是具有下降(頂部到底部)的錐形光輸A^面141的延長(zhǎng)發(fā)光體， 光輸入表面141接受來自光源16的光。由于16可以是LED光源，其輸出是充 分的半球，因此期望衝共有助于變向光線以臨界TIR角度iSA延長(zhǎng)發(fā)光體反射 表面。反射表面可以是鏡面的或散射的。在另一實(shí)施方式中，表面142可包括 幫助光變向的結(jié)構(gòu)。當(dāng)以上圖顯示作為具有兩端相同的設(shè)計(jì)時(shí)，可以期望具有 不同光輸入末端。
圖14B是具有錐形光輸A^面143和光源16的另一延長(zhǎng)發(fā)光體。在某些光 源中，對(duì)寸的光線是半球的，并且不是所有產(chǎn)生的光將在臨界TLR角度駄光 棒，并且因此損失在周圍環(huán)境中。為了改進(jìn)本發(fā)明這個(gè)和其他實(shí)施方式的效率， 期望提供變向不進(jìn)入延長(zhǎng)發(fā)光體的光線的方法，因此它可以允許TIR的角度進(jìn) 入。這樣的方法可包括彎曲表面144，其掛共鏡面光反射，衛(wèi)共翻才鄉(xiāng)或例如 棱鏡的特征表面的表面。
實(shí)施方式15
圖15具有凹進(jìn)光輸入?yún)^(qū)域，其有可選擇反反射光輸入表面151，反反射光
輸入表面151增強(qiáng)iSA光棒的光的數(shù)量。反反射表面可以在凹進(jìn)區(qū)域152的一 個(gè)或所有側(cè)。初始部分153是光混合部分，并且典型地從光輸A^面到錐形起 點(diǎn)延伸。應(yīng)當(dāng)注意， 一些附加混合可遍及光棒長(zhǎng)度而發(fā)生，并且在混合部分中 非專有。此外，反射表面154可Jli共在tt或圍繞延長(zhǎng)發(fā)光體的光輸A^面以 幫助變向光以TIR角度到棒內(nèi)，其掛共好的混合和均勻的照明。錐形部分有助 于朝向觀看側(cè)提供更均勻的光提取。這樣的光棒排列也可具有光變向特征，例 如但不限于類似棱鏡結(jié)構(gòu)、粗糙表面、反射表面。這樣的變向特征可作為自光 輸入末端的它們距離的函數(shù)改變密度。Ife^卜，錐形或錐形們形成復(fù)，形光棒。 應(yīng)當(dāng)注意，在這個(gè)圖中中以及本發(fā)明的其他圖不限于所示的在觀看側(cè)部分的一 般比率或相對(duì)維度。事實(shí)上，長(zhǎng)度維度幾倍長(zhǎng)于寬度維度。為了提供空間用于 看到想要的細(xì)節(jié)，寬度維度是放大的。
實(shí)施方式16
圖16是具有凹進(jìn)光輸入?yún)^(qū)域的延長(zhǎng)發(fā)光體，凹進(jìn)光輸入?yún)^(qū)^其頂和底部 具有錐形光輸入側(cè)。錐形進(jìn)入表面可以是反射表面或類似棱鏡特征以在延長(zhǎng)發(fā) 光體內(nèi)變向光至臨界TIR角度。應(yīng)當(dāng)注意，這樣的光輸入凹進(jìn)區(qū)域也可在一個(gè) 或更多光輸A^面具有反反射表面，以幫助最大ttJJA延長(zhǎng)發(fā)光體的光。
實(shí)施方式17A和B
圖17A是梯形艇長(zhǎng)發(fā)光體配置，其觀看角度側(cè)比非觀看角度側(cè)寬。當(dāng)顯 示角度底部，應(yīng)當(dāng)注意光滑半徑可用于允許側(cè)面展開直到它達(dá)到延長(zhǎng)發(fā)光體出 口側(cè)(觀看側(cè))。因?yàn)樵趯挼牡撞啃l(wèi)共光均勻度，這是有用的。
圖17B是光棒173的另一設(shè)計(jì)，光棒173朝向非觀看側(cè)和向內(nèi)逐漸變細(xì)側(cè) 提供寬的光入口以幫助強(qiáng)化離中光線。這樣的配置提供改進(jìn)光混合。圖17A 和B都具有臨界光輸ASA^面的光混合部分。此外，這些配置可朝向中心逐 漸變細(xì)，可具有印刷點(diǎn)或其他配置以朝向觀看側(cè)變向光線。
實(shí)施方式18A， B， C和D
圖18A是具有初始混合部分182和錐形延長(zhǎng)發(fā)光體183的圓形延長(zhǎng)發(fā)光體 181的透視圖,錐形延長(zhǎng)發(fā)光體183在光輸入末端15的反向末端具有反射器184。
圖18B是具有平面觀看側(cè)表面185的圓形發(fā)光體的透視圖，平面觀看側(cè)表 面可額外地粗糙或包括光提取特征。圓形延長(zhǎng)發(fā)光體提供最小化在角落捕捉的 光的方法。平面觀看部分用于粘接光提取特征和提供寬的交叉部分以引導(dǎo)光朝 向觀看者。如先前討論的，光提取特征可在形狀和或密度上改變。在圓形延長(zhǎng) 發(fā)光體的平坦表面也可逐漸變細(xì)以幫助提供均勻的光提取。
圖18C是延長(zhǎng)發(fā)光體的透視圖，但是具有至少兩個(gè)平坦表面(185慰見看 側(cè)以及186是非觀看側(cè))。在觀看側(cè)的底部可從每個(gè)光輸A^端朝向中心逐漸變 細(xì)，或者如果延長(zhǎng)發(fā)光體僅從一個(gè)末端發(fā)光，其可從光輸入末端朝向反向末端 反射器逐漸變細(xì)。非觀看平坦表面可更加粗糙以幫助混合和分散光或其可印刷 反射點(diǎn)和或其他形狀。
圖18D是本發(fā)明的其他延長(zhǎng)發(fā)光體實(shí)施方式的透視圖，具有多面187。雖 然這個(gè)圖顯示8面，其他具有更多或更少面的配置是有用的。
圖18E和18F是延長(zhǎng)發(fā)光體的其他實(shí)施方式的端視圖，延長(zhǎng)發(fā)光體具有好 的光混合和好的長(zhǎng)光均勻度。在圖18E中，圓形延長(zhǎng)發(fā)光體181具有非觀看側(cè) 平坦表面，其具有一系列凹進(jìn)到延長(zhǎng)發(fā)光體內(nèi)的光散射特征188。顯示的特征是 圓錐形狀的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谘娱L(zhǎng)發(fā)光體表面相對(duì)于延長(zhǎng)發(fā)光體內(nèi)部的部分更寬。 分散特征也可相對(duì)于內(nèi)部的點(diǎn)為具有平坦表面的梯形。分散特征的數(shù)量、密度、 形狀、尺寸、深度可從光輸入末端到自兩個(gè)末端發(fā)光的延長(zhǎng)發(fā)光體的中心變化， 或者從光輸入側(cè)到僅從一個(gè)末端發(fā)光的延長(zhǎng)發(fā)光體的末端變化。在另一實(shí)施方 式中，鋸齒狀可代替反射點(diǎn)或其他圖案或平坦連續(xù)反射器，或者延長(zhǎng)發(fā)光體也 是逐漸變細(xì)的。
在圖18F中延長(zhǎng)發(fā)光體不具有平,部表面，但是光翻寸特征189直接制 造在延長(zhǎng)發(fā)光體的弧中。如上所述，鋸齒狀可作為自光輸入末端的距離的函數(shù) 來改變其尺寸、密度、皿和或深度。
應(yīng)當(dāng)注意，在平面或弧的一部分上的鋸齒結(jié)合也是有用的。
實(shí)施方式19A， B， C和D
圖19A是具有分配蓋的的圓形延長(zhǎng)發(fā)光體的透視圖。分配蓋有助于在寬的
區(qū)域上散布光線。
圖19B是具有有助于集中光線的類j腿鏡表面結(jié)構(gòu)192的延長(zhǎng)發(fā)光體的末 端橫截面圖。
圖19C是在觀看側(cè)具有凸起表面193的延長(zhǎng)發(fā)光體。這類延長(zhǎng)發(fā)光體的優(yōu) 點(diǎn)是幫助變向光線。
圖19D是具有觀看側(cè)閃爍194的延長(zhǎng)發(fā)光體的末端橫截面，觀看側(cè)閃爍194
有助于在寬的橫截面上分配光線。 實(shí)施方式20
圖20是具有延長(zhǎng)發(fā)光體排列的背光源200的糊橫截面圖，延長(zhǎng)發(fā)光條 有在多于一，面201和^j共光變向的延長(zhǎng)發(fā)光體202之間的區(qū)域上提取光的 手段。延長(zhǎng)發(fā)光體之間的區(qū)域可以是鏡面反射、翻寸反射、棱鏡的或另外特征 的。為了提供均勻的色溫和照明，可改變延長(zhǎng)發(fā)光體之間的區(qū)域的變向特性。 在這些實(shí)施方式中，形狀、尺寸和或密度的特征可改變。
實(shí)施方式21
圖21是在背光源排列210中變向和散布光線的其他方法的橫截面圖。延長(zhǎng) 發(fā)光體具有多于光提取側(cè)201，光提取側(cè)201提^W結(jié)合背光源之間的彎曲反射 器區(qū)域211的控制側(cè)泄露。應(yīng)當(dāng)注意，這個(gè)和其他附圖未織喊比例，也不解 釋為接近相對(duì)比例。光棒之間的彎曲區(qū)域是成形為以一種提供均勻光照明的方 式來提供觀看頂啲光變向。在光棒中的光提取手段可沿它們的長(zhǎng)度而改變以提 供均勻的發(fā)光。典型地，提取特征的密度少于,光源的密度，并且高于自光 源距離更遠(yuǎn)的的密度。本實(shí)施方式可進(jìn)一步在每個(gè)末端或一個(gè)具有反射器在延 長(zhǎng)發(fā)光體反向端的末端具有光源。延長(zhǎng)發(fā)光體之間區(qū)域的彎曲表面可以是鏡面 或翻t反射。該區(qū)域也具有粗f，或具有變向特征的圖案。
實(shí)施方式22
圖22是具有延長(zhǎng)發(fā)光體的背光源排列220，延長(zhǎng)發(fā)光體有具有提取手段201 的多側(cè)。在延長(zhǎng)發(fā)光體之間的區(qū)域是成形反射器221和或半徑反射器222，其提 供變向光線朝向觀看側(cè)的手段。雖然在一組延長(zhǎng)發(fā)光體之間僅僅示出一個(gè)反射
器，這里可以有多于一個(gè)，并且它們可改變形狀和尺寸。這些反射器特征相對(duì) 于延長(zhǎng)發(fā)光體放大顯示了，其在尺寸上小得多或微型得多?；?23也可是反 射的。
實(shí)施方式23
圖23是具有延長(zhǎng)發(fā)光體的背光源排列230，延長(zhǎng)發(fā)光體有具有提取手段201 的多側(cè)。在延長(zhǎng)發(fā)光體之間的區(qū)域是成形目器231和或232，其Mf共變向光線 朝向觀看側(cè)的手段。雖然在一組延長(zhǎng)發(fā)光體之間顯示僅僅示出一個(gè)反射器，這 里可以有多于一個(gè)，并且它們可改變形狀和尺寸。這些反射器特征相對(duì)于延長(zhǎng) 發(fā)光體放大顯示了，其在尺寸上小得多或微型得多?；?23也可是反射的。
實(shí)施方式24
圖24是在多于一側(cè)的有具有光提取手段201的梯形光棒241的另一背光源 排列。所示的光提取特征可以在延長(zhǎng)發(fā)光體的全部或部分側(cè)表面上?；?23 可是反射的以劍共光變向和光分配。
實(shí)施方式25A和B
圖25A和25B是具有觀看側(cè)13禾口非觀看側(cè)14，光源16以及用于光提取的 表面提取手段22的延長(zhǎng)發(fā)光體的側(cè)M面圖。此外，這有一些系列其他功能的 薄膜^il (可以是獨(dú)立的^成的)，可用于結(jié)合延長(zhǎng)發(fā)光體和觀看側(cè)提取特征。 應(yīng)當(dāng)注意，盡管未顯示，延長(zhǎng)發(fā)光體可以是如先前附圖所示的其他尺寸、形狀 和設(shè)計(jì)，非觀看側(cè)也可具有附加功能以提供光變向，以幫助提供均勻的光混合 和照明。雖然它們顯示出一個(gè)空間空間和在光提取手段以上，應(yīng)當(dāng)注意，它們 在頂部(接觸)或與光提取手段光線耦合。功能可以是本身或結(jié)合一個(gè)或更多 功能。附加功能可包括，但不限于，偏振光纖251、透鏡薄膜252、圓柱薄膜253、 菲涅耳 薄膜254、大散射器255 (可以是空的和或±真充聚合體薄膜)，珠子 翻寸器256、光增強(qiáng)薄膜257、反射偏振薄膜258。這些和其他功能可作為單個(gè) 薄膜或?qū)?，而一個(gè)或更多功能可結(jié)合在單個(gè)薄膜中。盡管未顯示，背光源也可 包括光調(diào)制、光傳播、光校準(zhǔn)、光吸收。
實(shí)施方式26
圖26是具^光源的延長(zhǎng)發(fā)光體261的背光源排列260的端視圖。光棒通 M明粘接層262粘接在透明板263的底部。此外，這有第1占接層264和光 提取特征22在排列的觀看側(cè)。延長(zhǎng)發(fā)光體也在非觀看側(cè)具有棱鏡特征265以幫 助提取光。也顯示了選擇支架266，其JIJ共支撐給延長(zhǎng)發(fā)光體和透明板。該支架 幫助P且止下垂并且以保持不同部分平坦和從LCD顯示器其他部分的均勻距離， 例如LCD排列、偏振器和觀看側(cè)顯示器(未顯示)。延長(zhǎng)發(fā)光體^i寸M具有 反射表面的容器或盒267中。如先前討論所述，光棒可改變形狀、尺寸和側(cè)輪 廓，包括但不限于錐形，光混合部分。光源也可包括最大化耦合進(jìn)入延長(zhǎng)發(fā)光 體的光的手段，延長(zhǎng)發(fā)光體包括，但不限于，提t(yī)彌捉和變向以適當(dāng)?shù)腡IR角 度進(jìn)入棒的光線的方法。通過粘接延長(zhǎng)發(fā)光體到透明板，改進(jìn)了提供光學(xué)耦合
和幫助分配光線的方法，該光線M:光棒的寬度和延長(zhǎng)發(fā)光體之間的區(qū)域。
實(shí)施方式27
圖27是具有彎曲延長(zhǎng)發(fā)光體271的背光源排列的端部橫截面。延長(zhǎng)發(fā)光體 的頂部部分在圓的大^I^上光學(xué)耦合，以便提供給光一個(gè)光分配旁路191以傳 播到延長(zhǎng)發(fā)光體之間的朝向提取薄膜的區(qū)域。在延長(zhǎng)發(fā)光體的觀看側(cè)上的光分 配旁路或蓋是光學(xué)耦合到一個(gè)透明板263的。因?yàn)閺澢喞床蹲皆陔y于提取 光線的區(qū)域的光，彎曲型的延長(zhǎng)發(fā)光體是有用的。也通過在彎曲延長(zhǎng)發(fā)光體的 觀看側(cè)提供旁路，延長(zhǎng)發(fā)光體通過允許光線在延長(zhǎng)發(fā)光體之間分配的輪廓而光 學(xué)耦合，更均勻的光線可提取和發(fā)邀合觀看者。光源16是耦合到延長(zhǎng)發(fā)光體271 的一個(gè)或兩端。如果僅在一端，這有可選擇的鏡子反射器在相對(duì)于光源的側(cè)。 在延長(zhǎng)發(fā)光體觀看側(cè)的光分配旁路或蓋可模制為透明板263的整體部分，并且 延長(zhǎng)發(fā)光體粘接到蓋。這樣的配置在消除對(duì)線性菲涅耳的需求上是有用的。
實(shí)施方式28
圖28是具有光源16和混合l^ 283和MI寸表面282的導(dǎo)光板281的頂視 圖?；旌蟭礎(chǔ)283劍共混合來自LED光源的對(duì)蟲^^的手段，以在J4A導(dǎo)光板 之前提供均勻的白光?；旌蠘?biāo)簽具有光輸A^面，其被設(shè)計(jì)為從光源捕捉盡可 能多的光線。它們可具有反反射外殼，并且它們的輪廓可為能捕捉更多自LED
的輸出的半球光線的輪廓。這也有可選擇側(cè)反射器，其覆蓋LED的部分以幫助 捕捉和變向光線進(jìn)入導(dǎo)光板?；旌蠘?biāo)簽的反向是反射表面以提供最大化導(dǎo)光板 光輸出的方法。反射器可以是白色Mt材料或它可以是鏡面反射。反射器可具 有光滑的類似鏡子的表面或它可以是粗糙的以增加翻寸。導(dǎo)光板可有多種配置。 光波導(dǎo)可在非觀看側(cè)具有特征以幫助變向光線朝向觀看側(cè)。特征表面可以是粗 糙表面、棱鏡、印刷點(diǎn)或其他這樣的手段。這樣的特征可有不同的尺寸、形狀 和密度，為了在導(dǎo)光板的長(zhǎng)度和寬度上^f共均勻的發(fā)光。光波導(dǎo)的輪廓可以是 均勻的或逐漸變細(xì)的。應(yīng)當(dāng)注意，雖然上述圖顯示光從光波導(dǎo)的兩端輸入，其 他實(shí)施方式也可具有從僅一端或從多于兩端輸入的光線。
實(shí)施方式29
圖29A、 29B、 29C是具有一系列形成在非觀看側(cè)的孔或鋸齒291， 292和 293的延長(zhǎng)發(fā)光體290的側(cè)面橫截面圖。延長(zhǎng)發(fā)光體可從光源16的一端或兩端 發(fā)光。如果僅從一端發(fā)光，在光源的反向頂抹端有反射器。孑L或鋸齒可以是任 一形狀或尺寸，或者可作為自光源的距離的函數(shù)改變形狀和或尺寸。在一些實(shí) 施方式中，？L在寬度和長(zhǎng)度維度上具有相同的相對(duì)尺寸。特征通常在它們的深 度上是在1-300微米尺寸范圍，盡管更大或稍微小是期望的。特征在翻寸光線和 改變其方向?yàn)槌蜓娱L(zhǎng)發(fā)光體的觀看側(cè)是有用的。延長(zhǎng)發(fā)光體可以是平面、錐 形、圓或其他形狀或復(fù)合形狀?？谆蜾忼X可通過鉆形成或在模制或澆鑄中被復(fù) 制在表面。對(duì)于窄的孔，可能使用激光。其他技術(shù)可包括^ffi具有掩膜-抗蝕劑 和化學(xué)蝕刻的掩膜圖案。鋸齒和孔可在熱和或壓力的幫助下機(jī)械地浮雕。當(dāng)孔 制造的比較深，達(dá)到好的超過50-謂f絲的復(fù)制可能有問題。提供具鋪粗糙 表面的側(cè)壁孔或鋸齒可進(jìn)一步增強(qiáng)光變向。這有光混合部分以提供改進(jìn)的光混 合均勻度?？臻g、密度、尺寸和形狀可改變以沿著延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)度提供均勻 的光。當(dāng)在這些圖中僅顯示一側(cè)視圖，側(cè)面維度也可改變多^HT征。延長(zhǎng)發(fā)光 體也可提供方^*更有效耦合光源到延長(zhǎng)發(fā)光體內(nèi)。這可包括，但不限于，鋸 齒狀或凹 ^、蹄器、將光源插入例如黏合齊啲柔性介質(zhì)，、衛(wèi)共棱鏡成形、 光線離開光源時(shí)校準(zhǔn)或另外引導(dǎo)該光線。這樣的方法有助于調(diào)整進(jìn)入延長(zhǎng)發(fā)光 體的TIR角度以優(yōu)化光進(jìn)入的量對(duì)比于從光源出來的光量。此外，孑L和鋸齒和 優(yōu)化光棒的其他方法都可應(yīng)用和使用在導(dǎo)光板和光棒或延長(zhǎng)發(fā)光體。
實(shí)施方式30
圖30A是在至少一個(gè)末端具有至少一個(gè)棱鏡開沐光輸A^ 15的延長(zhǎng)發(fā)光 體排列，延長(zhǎng)發(fā)光體排列還有至少光源16，在延長(zhǎng)發(fā)光體22的觀看側(cè)的光提取 特征和可選擇地耦^4寺征和粘接層52的方法和在延長(zhǎng)發(fā)光##觀看偵啲可選擇 反射手段121。反射手段121在其^M特'fe上可以g續(xù)的或可變的，以幫助沿 著延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)度的均勻光照明。這也有,光輸入末端的小區(qū)域，這里沒 有提取或反射特征(至少非常小)。這樣的區(qū):l^Jii共彩色混合上是有用的。
圖30B是類似延長(zhǎng)發(fā)光排列，但在棱鏡微光輸入末端的棱鏡覆蓋了齡 光輸入彩i。圖1C是本發(fā)明有用延長(zhǎng)發(fā)光體的進(jìn)一步延伸，在光輸入末端有多 棱鏡。圖1D是類似延長(zhǎng)發(fā)光糊咧，但在棱鏡形狀光輸A^端的棱鏡覆蓋了整 個(gè)光輸A^端。
實(shí)施方式31
圖31A是具有一系列光學(xué)光纖32的延長(zhǎng)發(fā)光體31的側(cè)面橫截面圖。針 光學(xué)光纖在自光源不同的距離具有光提取特征33 。
圖31B是具有一系列光學(xué)光纖32的延長(zhǎng)發(fā)光體31的側(cè)面橫截面圖。^ 光學(xué)光纖具有不同的長(zhǎng)度。
示例
一個(gè)實(shí)施方式使用丙烯酸的光管作為延長(zhǎng)發(fā)光體，橫截面名義上是1/4平方 英寸。光管是高透明的并且^^有側(cè)和小于25nm的末端具有光學(xué)磨光。為了形 成延長(zhǎng)發(fā)光體，大的丙烯酸正方條(0.25"乂0.25"乂6英尺)被鋸成14英寸段， 并且該末端在條^J:拋光。 —片光提取薄膜粘貼在具有UV環(huán)氧樹脂的延長(zhǎng)發(fā) 光體的一表面，分配使用注射器以沿著延長(zhǎng)發(fā)光體的長(zhǎng)度形成均勻的窄環(huán)氧樹 脂珠。然后粘合劑在UV燈下彎曲。
使用一 LED陣列作為光源。多沖模RGB的LED安裝在緊密接近光通道內(nèi)。 多沖模LED由1個(gè)紅色、1個(gè)藍(lán)色和2個(gè)纟ffe沖模在單1^寸裝(OSRAM OSTAR 工程裝置，型號(hào)LEATBA2A，來自O(shè)SRAM,inc.)中構(gòu)成。這些裝置可單獨(dú)開 啟，每個(gè)沖模的亮度通過與蟲的電流源控制。延長(zhǎng)發(fā)光體的另一實(shí)施方式顯示在圖10的縱向橫截面，未成比例。 一系列 印刷白點(diǎn)應(yīng)用在錐形延長(zhǎng)發(fā)光體的非觀看側(cè)，延長(zhǎng)發(fā)光體頓微尖端分送器。
與此相關(guān)的另一實(shí)施方式也通過屏幕印刷一系列類似點(diǎn)特征在錐形發(fā)光體 的非觀看側(cè)來制造。
光輸出沿著具有和不具有附加光提取薄膜和棱鏡轉(zhuǎn)向薄膜的棒的長(zhǎng)度計(jì) 算。 一般的，據(jù)發(fā)現(xiàn)印刷類似點(diǎn)特征提供好的光均勻度。當(dāng)和印刷點(diǎn)和轉(zhuǎn)向薄 膜結(jié)合4頓時(shí)幾乎沒有附耐處的光提取薄膜被發(fā)現(xiàn)具有窄的視角。
具有焦點(diǎn)長(zhǎng)度大約2.5英寸的校準(zhǔn)線性菲涅爾薄膜放置在 道的頂部，光 通道具有大約等于薄膜焦點(diǎn)長(zhǎng)度的空氣間隙。 一系列圖片演示了具有好的空間
均勻性的高亮度。LED ^^蟲發(fā)光以產(chǎn)生R、 G、 B的照明，然后一起混合以形 i^子的混合白LED光。
通過參考在此結(jié)合的是美國專利號(hào)No.6,425，675 ;和美國申請(qǐng)?zhí)?No.2004/0223691和US2004/0179776。
示例
根據(jù)本發(fā)明配置為光通道的光管的色彩均勻性與用于類似固態(tài)光源的導(dǎo)光 板(LGP)的色彩均勻性相比較。光管從PMMA中形成，并且具有6平方毫米 的橫截面，和245毫米的長(zhǎng)度。光提取薄膜粘接在光管的頂部側(cè)。光提取薄膜 具有部分駄一個(gè)光學(xué)清楚粘接層的棱鏡特征，光學(xué)清楚粘接層形成空氣區(qū)域 旁的聚合體區(qū)域。該粘接(大約10 厚)涂在聚合體薄膜片上。然后{頓光 學(xué)清楚粘接將聚合術(shù)葛膜粘接到光管的頂側(cè)。
LED的排列位于延長(zhǎng)發(fā)光體的每一端。當(dāng)輸出光線從延長(zhǎng)發(fā)光體出來時(shí)， 測(cè)量它。大約在LED之間的中間的點(diǎn)和,延長(zhǎng)發(fā)光體(從邊緣大約3mm) 的橫向中心的點(diǎn)被領(lǐng)懂?？拷吘壍牡诙c(diǎn)被選擇并且與中心點(diǎn)比較色彩均勻 性。
相比較，相同材料、厚度和長(zhǎng)度的導(dǎo)光板M^擇。LGP的寬度是光管寬度 的幾倍。相同類型的光提取薄鵬對(duì)以于描述的用于光管的方式應(yīng)用到LGP上。 LGP使用相同的LED光源在每一末端。大約在LED之間的中間的點(diǎn)被選擇， 也被測(cè)量。視覺上的延長(zhǎng)發(fā)光體在相當(dāng)?shù)膶?dǎo)光板長(zhǎng)度上具有更好的亮度和更好 的均勻性。 具有延長(zhǎng)發(fā)光體的不同固體波導(dǎo)的附加示例，圖4， 5A和6也M加工
PMMA厚板(1/4"厚)原料形成為期望形狀。這些示例比較一系列延長(zhǎng)發(fā)光體 的相對(duì)硬度。在所有的情況下，發(fā)光體之間的整# 1供波導(dǎo)，其具有小于獨(dú) 立棒的下垂。
通過特別參考某，選實(shí)施方式，詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解在發(fā) 明的精神和范圍內(nèi)的變體和修改可實(shí)現(xiàn)。在說明書參考的專利和其他公開在此 參考它們的全部并結(jié)合之。
部件列表
11是在非觀看側(cè)具有底部類似棱鏡結(jié)構(gòu)的光棒 12是類似棱鏡結(jié)構(gòu) 13魏看側(cè)
14是非觀看側(cè)(相對(duì)于觀看側(cè)的側(cè)) 15是光棒的光輸入末端 16是固態(tài)光源
21是可變密度表面提取特征
22魏看側(cè)連續(xù)表面提取特征
23是^EH看偵啲反向側(cè)的可變密度印刷點(diǎn)圖案
32是空氣間隙
33是在光輸入末端的反向末端的可選擇Mlt器 34是具有連 的固體旁路
38是連續(xù)光棒 39是類似蛇形光棒
40是光棒的觀看輸 41是錐形空氣間隙
51是光提取特征 52是粘合層
53 ^§接開口空間空氣間隙的整{
61是錐形光棒的放大圖(非觀看側(cè)) 71題看側(cè)厚板 72是光學(xué)耦合手段 81是混合部分
83是具有斜坡A的角度段 85是具有斜坡b的角度段
90是在非觀看側(cè)具有混合部分和具有類似棱鏡結(jié)構(gòu)錐形光棒 101是反射點(diǎn)圖案
111是彎曲雜錐形
121是反射手段
123是鏡面反射表面
124是翻f反射器
131是凹進(jìn)^iSA^面
132是在光源上延伸的可選擇反射
133是凹進(jìn)^3tA^面
141是下降(頂部到底部)錐形光輸A^面 142是結(jié)構(gòu)光變向附加裝置
151是可選擇反反射光輸A^面
152是凹進(jìn)區(qū)域
153是光混合部分
154是反射表面
161是錐形凹進(jìn)光輸入部分
171是梯形光棒配置，觀看角度側(cè)寬于非觀看角度側(cè) 173是光棒的其他設(shè)計(jì)
181是圓形光棒 182是混合部分 183是錐形延長(zhǎng)部分 184是反射器
185是具有平坦觀看側(cè)表面圓形光棒 186是具有平坦非觀看表面圓形光棒 187是多面光棒
188是非觀看側(cè)平坦表面，具有一系列光翻寸特征 189是非觀看側(cè)表面，具有一系列光TO特征在光棒的^Lh
191是分配蓋
192是類似棱鏡表面結(jié)構(gòu)
193是在觀看側(cè)具有凹進(jìn)表面的光棒
194是具有觀看閃爍的光棒
200是背光源
201是在光棒的多于一個(gè)表面提取光的手段 202是在Jlf共光變向的光棒之間的區(qū)域
210是在背光源陣列中變向和散布光的其他手段
211是彎曲反射區(qū)域
221是成形反射器
222是^[5反射器
223是反射底座
230是背光源陣列
231是圓形形狀目器
232是半球靴蹄器
241是梯形形狀光棒
251是包括偏振纖維的光學(xué)主體
252皿鏡薄膜
253是菲涅爾透鏡薄膜
254是大娜器
256是珠子翻寸器
257是光增強(qiáng)薄膜
258是反射偏振薄膜
260是背光源陣列
261是光棒
262是透明粘接層
263是透明板
264是第二透明粘接層
265是棱鏡特征
266是支架
267是具有反射表面的容器體
271是在它們末端橫截面具有彎曲光棒的背光源陣列
281是導(dǎo)光板的頂視圖
282是反射表面
283是混合標(biāo)簽
290是光棒
291是一系列圓柱的 L或鋸齒 292是一系列三角的孔或鋸齒 293是其他類型的孔或鋸齒
295是具有光學(xué)薄膜的光棒
301是棱鏡形狀光輸入末端 302是多棱鏡光輸沛瑞 311是光棒 312是光學(xué)纖維 313是光提取特征 314是光棒
315是不同長(zhǎng)度的光學(xué)纖維
權(quán)利要求
1.一種包括相反的TIR表面的固體波導(dǎo)，進(jìn)一步包括a)至少一個(gè)光輸入表面，用于耦合來自固態(tài)光源的光；b)至少一個(gè)混合部分；c)至少一個(gè)光發(fā)射表面；以及d)預(yù)定圖案的光變向特征，這些特征位于一個(gè)TIR表面上或在TIR表面之間。
2. 如權(quán)利要求1戶脫的固{微導(dǎo)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)延長(zhǎng)發(fā)光體。
3. 如權(quán)利要求1所述的固體波導(dǎo)，包括至少2個(gè)相互反向的附加I1R表面。
4. 如權(quán)利要求2所述的固體波導(dǎo)，其特征在于，所述光混合部分是所述延 長(zhǎng)發(fā)光體的整體部分。
5. 如權(quán)利要求2所述的固體波導(dǎo)，其特征在于，所述光混合部分基本上沒 有預(yù)定圖案的光變向特征。
6. 如權(quán)利要求2所述的固體波導(dǎo)，其特征在于，光混合部分為用于固體波 導(dǎo)的光提取區(qū):^供均勻的色溫。
7. 如權(quán)禾腰求2所述的固微導(dǎo)，辦征在于，至少一個(gè)光輸A^面包括 至少一個(gè)選自下組的形狀平面錐形、凸起、凹進(jìn)、鋸齒狀、多表面、部分反射、m調(diào)整。
8. 如權(quán)利要求2所述的固體波導(dǎo)，其特征在于，預(yù)定圖案的光變向特征包 括選自下組的至少一個(gè)棱鏡、點(diǎn)、反射器和可變斜坡。
9. 如權(quán)利要求8所述的固體波導(dǎo)，其特征在于，可變斜坡在戶，至少一個(gè) 光對(duì)才表面的相反一側(cè)上。
10. 如權(quán)利要求8戶脫的固微導(dǎo)，其特征在于，可^l斗坡包括至少一佛形，該錐形始于戶瓶至少一個(gè)混合部分的導(dǎo)光一側(cè)。
全文摘要
一種固體波導(dǎo)包括相反的TIR表面，進(jìn)一步包括a)至少一個(gè)光輸入表面，用于耦合來自固態(tài)光源的光；b)至少一個(gè)混合部分；c)至少一個(gè)光發(fā)射表面；以及d)預(yù)定圖案的光變向特征，這些特征位于TIR表面或在TIR表面之間。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101349400SQ20081013146
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者J·M·帕爾莫里, L·S·蓋茨, P·T·艾勒沃德, R·P·邦德賴斯, 琪 洪 申請(qǐng)人:羅門哈斯丹麥金融有限公司