[發明專利]背光源系統

有效

• 申請號: 201380009884.0
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN104412151B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 安德魯·J·歐德科克;凱利·里德·英厄姆
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 陳源,崔利梅

技術領域

本發明整體涉及為顯示器提供有效照明的照明系統。

背景技術

光導與光源(諸如，發光二極管(LED))一起使用以用于多種照明應用。在一個具體應用中，光導通常用于為LCD顯示器提供照明。光源通常將光發射到光導內，特別是在需要很薄型背光源內的情況下，如在膝上型計算機顯示器中。光導為相對薄的透光固態板，其長度和寬度尺寸接近于背光源輸出區域的尺寸。光導裝置利用全內反射(TIR)使從安裝在邊緣的燈發出的光穿過整個光導裝置的長度或寬度傳送或引導至背光源的相對邊緣，并且在光導裝置的表面上設置有不均一的局部提取結構圖案，從而將此已引導光的其中一些朝向背光源的輸出區域從光導裝置中重新導出。此類背光源通常還包括光管理膜，諸如設置在光導后面和下面的反射材料以及設置在光導前面或上面的反射偏振膜和棱柱增亮膜(BEF)，以增加同軸亮度。

由于最常用的光源(諸如LED)具有相對較大的高度和發射角范圍，因此光導的厚度通常為相應厚的以有效地耦合光。用于液晶顯示器的常規照明裝置在美國專利公開2009/0316431中有所描述。常規照明裝置將來自光源的光耦合到平面光導。光導通常與光源具有大致相同的高度，因為降低光導的高度將降低從光源到光導的耦合效率。

然而，普通的膜式光導或板式光導的顯著缺點為LED的小縱橫比與光導的極大縱橫比之間的失配。LED具有約1:1至約4:1的典型縱橫比，而邊緣光導可具有約20:1至多達約100:1或更大的縱橫比。這種失配通常導致光導中的光與從LED發射的光相比具有較高的展度(也稱為通過量)。這種高展度繼而導致光導需要增加厚度，并且導致光導在一個或多個面上需要空氣界面。因此，光導可厚于液晶顯示器模塊，并且空氣界面可限制某些應用，諸如觸摸和觸覺應用。

發明內容

在本發明的一個方面，光學系統包括發射光的光源、用以基本上準直光的準直結構、用以接收基本上準直的光并且輸出光的轉換器單元、和用以從轉換器單元接收光的背光源光導，所述基本上準直的光具有照亮第一縱橫比的區域，所述輸出的光具有照亮第二縱橫比的區域，并且所述第二縱橫比是所述第一縱橫比的至少四倍。

在一個方面，光展度基本上得到保持。

本發明的上述發明內容并非意圖描述本發明的每個例示的實施例或每種實施方式。附圖以及隨后的具體實施方式更具體地舉例說明了這些實施例。

附圖說明

結合以下附圖可更好地理解本發明的實施例。附圖中的元件未必相對于彼此按比例繪制。

圖1為根據本發明的一個方面的示例性背光源系統的等軸視圖。

圖2A為根據本發明的另一個方面的背光源系統的轉換器單元的等軸局部視圖。

圖2B為根據本發明的另一個方面的背光源系統的轉換器單元的轉向部分的等軸局部視圖。

圖2C為根據本發明的另一個方面的背光源系統的轉換器單元的轉向部分的另一個等軸視圖。

圖2D為根據本發明的另一個方面的背光源系統的轉換器單元的變形光導部分的等軸視圖。

圖2E為根據本發明的另一個方面的背光源系統的轉換器單元的變形光導部分的另一個等軸(底側)視圖。

圖2F為根據本發明的另一個方面的背光源系統的轉換器單元的變形光導部分的側視圖。

圖2G為根據本發明的另一個方面的背光源系統的耦合元件部分的等軸視圖。

圖2H為根據本發明的另一個方面的背光源系統的耦合元件部分的另一個等軸視圖。

圖2I為根據本發明的另一個方面的背光源系統的轉換器單元的另一個等軸視圖。

圖2J為根據本發明的另一個方面的背光源系統的可供選擇的轉換器單元的等軸視圖。

圖2K為根據本發明的另一個方面的背光源系統的另一個可供選擇的轉換器單元的輸入面的前視圖。

圖2L為圖2K的可供選擇的轉換器單元的輸出面的前視圖。

圖3A為根據本發明的一個方面的進入轉換器單元的、具有約1:1至約2:1的縱橫比(X:Y)的示例性光束的橫截面圖示。

圖3B為根據本發明的一個方面的離開轉換器單元的、具有約50:1的縱橫比(X:Y)的示例性光束的橫截面圖示。

圖4為根據本發明的另一個方面的示例性光源單元的等軸視圖。

圖5A為根據本發明的另一個方面的示例性背光源光導的等軸局部視圖。

圖5B為根據本發明的另一個方面的示例性背光源光導單元的示意圖。