一种背光源，所述背光源包括形成光循环腔（16）的前反射器和后反射器（12,14）以及被设置成将光射入所述光循环腔内的一个或多个光源构件（24a,24b,24c）。所述前反射器（12）为部分反射的以提供输出照明区域。所述前反射器（12）在垂直入射角度下具有蓝色倾斜透射光谱，其中频格值间的范围为15%至100%。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有倾斜透射光谱前反射器的照明系统
本专利技术涉及通常称为背光源的适用于从后方照明显示器或其他图形的扩展区域照明系统，以及有时称为照明设备的类似扩展区域照明装置等。本专利技术特别适用于包括前反射器和后反射器的照明设备和背光源，在前反射器和后反射器之间形成有中空的光循环腔。
技术介绍
根据内部光源相对于背光源输出区域设置的位置，背光源可归为两类中的一类，其中背光源“输出区域”对应于照明设备或背光型显示器装置的可视区域或可视区。本文中背光源的“输出区域”有时称为“输出区”或“输出表面”，以将输出区或输出表面本身与输出区或输出表面的面积(数量单位为平方米、平方毫米、平方英寸等)区别开来。第一类为“边缘照明式”背光源。在边缘照明式背光源中，从平面透视图来看，一个或多个光源沿着背光源构造的外部边界或周边设置，通常在与输出区域相对应的区域或地带之外。通常，光源因形成背光源输出区域边界的框架或挡板的遮挡而观察不到。光源将光射入称为“光导装置”的元件中，尤其是在需要超薄型背光源的情况下，如在膝上型计算机显示器中。光导装置为相对薄的透光固态板，其长度和宽度尺寸接近于背光源输出区域的尺寸。光导装置利用全内反射(TIR)使从安装在边缘的灯发出的光穿过整个光导装置的长度或宽度传送或引导至背光源的相对边缘，并且在光导装置的表面上设置有不均一的局部提取结构图案，从而将此已引导光的其中一些朝向背光源的输出区域从光导装置中重新导出。此类背光源也可包括光控膜(例如设置在光导装置后方或下方的反射材料、扩散膜、设置在光导装置前方或上方的反射偏振膜和棱柱BEF膜)以增加同轴亮度。第二类为“直接照明式”背光源。在直接照明式背光源中，从平面透视图来看，一个或多个光源大体上设置在与输出区域相对应的区域或地带内，通常以规则排列的阵列或图案设置于该地带内。或者，可以说直接照明式背光源中的光源是直接设置在背光源的输出区域后方。强扩散板安装在光源的上方以将光散布在输出区域上。另外，光控膜(例如扩散膜、反射偏振膜和棱柱BEF膜)也可设置在扩散板顶部以用于改善同轴亮度和效率。一种或另一种背光源常常与液晶(LC)类显示器一起使用。由于液晶显示器(IXD)面板的运行原理仅利用光的一个偏振态，从而针对LCD应用，了解背光源的正确或可用偏振态的光的亮度和均匀度可能十分重要，而不只是可能为非偏振光的亮度和均匀度。就这一点而言，在所有其他因素为相等的情况下，主要地或专门地以可用偏振态发出光的背光源在IXD应用中比发出非偏振光的背光源更有效。然而，发出不全为可用偏振态光(甚至达到发出无规偏振光的程度)的背光源在LCD应用中仍然完全可用，因为不可用的偏振态光可通过在LCD面板背部处提供的吸收型偏振器轻易地消除。对于图形显示器和标牌的背光照明而言，发出随机偏振光的此类背光源常常为优选的，其不具有照明光的优选偏振态。现有的直接照明式和边缘照明式背光源的缺点或限制可包括与输出区域(表面)上的亮度的空间均匀度、光准直以及在某些情况下输出光偏振控制所需的光控膜叠堆相关的低效性。本文所述的背光源系统可提供优于先前背光源系统的一个或多个优点。
技术实现思路
本专利技术描述了具有前表面输出区域的循环背光源，其包括具有一个或多个不同光学封包的变迹宽带反射器，该背光源另外呈现出平滑以及在某些情况下倾斜的透射光谱。本专利申请尤其公开了反射和/或透射膜、表面或具有扩散和镜面透射和反射特性的所定义组合的其他元件。当具有高半球反射率(Rfiw)值的部分反射器(前表面)适当地设置在合适的循环腔背光源内时，其可提高背光源的输出性质并且允许在新设计空间中构造背光源。在多个实施例中，背光源包括形成光循环腔的前后反射器，所述前反射器为部分透射的、具有平滑和倾斜的可见谱带透射光谱，从而提供输出照明区域，以及被设置成将光射入光循环腔内的一个或多个光源。显著地，背光源可具有带有多种“提取”特征的光导板内的边缘照明式构型，或直接照明式构型，或在某些情况下二者的组合。在这种情况下，循环腔的前表面部分反射器具有通常随入射角增加而增加的反射率，以及通常随入射角增加而减小的透射率。此类反射率和透射率可用于任何入射平面中的非偏振可见光，或用于可用偏振态的斜光为P-偏振的平面或可用偏振态的斜光为S-偏振的正交平面中的可用偏振态的入射光。本专利技术公开了具有倾斜的可见透射光谱的前表面部分反射器在循环背光源中的有利使用。例如，代理人案卷号67820US002中所述的变迹宽带部分反射器(ABPR)为带内透射和反射光提供平滑光谱。倾斜的带内透射和反射光谱可由精心定制的层厚度分布生成。在PCT专利公开W02008/144636 (Weber等人)中对层厚度控制进行了讨论，以为光学膜提供平滑光谱反射率和透射率。在多个实施例中，希望提供非常高的循环腔，其中前反射器对于可见非偏振光具有半球反射率(整个可见谱带的适当平均值)Rfiw，后反射器对于可见非偏振光具有半球反射率Rb半球，并且Rf半球XRb半球的乘积为至少65%。例如，如果后反射器的Rb半球为98%，那么前反射器的Rfiw为至少66.3%。如果可任选地将前反射器加工为不同地反射和透射不同的偏振态，那么其对第一偏振态的可见光具有98%的半球反射率,并且对与第一偏振态正交的第二偏振态(例如可用偏振态)的可见光具有33%的半球反射率。在此情况下，尽管与第一偏振态相比，第二或可用偏振态可优先透射，但其主要被前反射器反射。在多个实施例中，希望确保透射通过前反射器的光量显著大于后反射器透射或以其他方式损耗(例如吸收)的光量。在一些实施例中，后反射器对于可见光具有高半球反射率，该反射率可显著高于前反射器的半球反射率。除了前反射器和后反射器外，还可提供高度反射并且低损耗的侧反射器以获得基本上封闭或密封的反射腔，并且通过例如保持非常小的集合光源区域与背光源输出区域的比率，将与光源相关的损耗保持在最低水平。在某些情况下，高度反射并且低损耗的侧反射器可有助于高度循环腔中光的侧向和横向传送以及混合。在其他实施例中，可能需要同时从前表面和后表面发出光的循环背光源。在这种情况下，循环背光源可由两个相对的部分反射器形成，每个部分反射器具有部分透射的性质以及平滑和倾斜的可见谱带透射光谱，并且每个部分反射器具有高半球反射率(Riw)值。在使用实心光导装置或中空腔体进行边缘照明时，此类两侧发射表面背光源可提供侧向和横向光传送以及光混合，并且具有实现两侧图形标志或LC显示器的优点。对于此类实施例，希望提供非常高的循环，其中输出表面部分反射器对于可见非偏振光具有半球反射率R1半球和R2半球，并且R1半球X R2半球的乘积为至少65%。在一些实施例中，具有蓝色倾斜透射光谱的前反射器在用于循环背光源时，可为优选的视角提供增强的准直和增强的亮度。蓝色倾斜前反射器可为反射镜，或其可为相较于另一轴线而言对于在一条轴线上偏振的光具有较高透射率的不对称反射器。蓝色倾斜前反射器透射光谱可用于平行于任一轴线偏振的光，或用于膜的总透射率。对于照明系统，输出可为偏振或非偏振的。对于LCD显示器或需要大体上偏振输出的任何照明系统，当透射穿过蓝色倾斜光谱的光平行于显示器应用的优选轴线偏振时，达到最高效率。阅读本文所展示的公开内容时，本文所述的装置和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种背光源，其包括：形成光循环腔的前反射器和后反射器，所述前反射器为部分反射的以提供输出照明区域；和一个或多个光源，所述一个或多个光源被设置成将光射入所述光循环腔；其中，所述前反射器对于非偏振可见光具有半球反射率Rf半球，并且所述后反射器对于非偏振可见光具有半球反射率Rb半球，并且Rf半球×Rb半球为至少0.65；并且其中所述前反射器在所关注的视角Ω下具有倾斜透射光谱，以及背光源强度光谱：T(Ω,λ)/{1–Rb半球(λ)×Rf半球(λ)}在整个可见波长谱带内为基本中性的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.20 US 61/549,5881.一种背光源，其包括: 形成光循环腔的前反射器和后反射器，所述前反射器为部分反射的以提供输出照明区域；和 一个或多个光源，所述一个或多个光源被设置成将光射入所述光循环腔； 其中，所述前反射器对于非偏振可见光具有半球反射率Rfiw，并且所述后反射器对于非偏振可见光具有半球反射率Rbiw,并且Rf X Rbiw为至少0.65 ； 并且其中所述前反射器在所关注的视角Ω下具有倾斜透射光谱，以及背光源强度光谱: Τ(Ω,入)/{1-炉半球(A)XRf 半球(λ)} 在整个可见波长谱带内为基本中性的。2.根据权利要求1所述的背光源，其中Rf半球XRb半球为至少0.75。3.根据权利要求1所述的背光源，其中Rf半球XRb半球为至少0.85。4.根据权利要求1所述的背光源，其中所述前反射器包括偏振器。5.根据权利要求1所述的背光源，其中所述前反射器包括反射型偏振器。6.根据权利要求1所述的背光源，其中所述背光源照亮液晶显示器面板。7.根据权利要求5所述的背光源，其中所述前反射器包括吸收型偏振器。8.一种背光源，其包括: 形成光循环腔的前反射器和后反射器，所述前反射器为部分反射的以提供输出照明区域； 一个或多个光源，所述一个或多个光源被设置成将光射入所述光循环腔； 其中，所述前反射器对于非偏振可见光具有半球反射率Rfiw，并且所述后反射器对于非偏振可见光具有半球反射率Rbiw，并且Rfiw X Rbiw为至少0.65， 并且其中所述前反射器在所关注的视角Ω下具有倾斜透射光谱，以及背光源强度光谱 Τ(Ω,入)/{1-炉半球(A)XRf 半球(λ)} 在整个可见波长谱带内为蓝色倾斜的。9.根据权利要求9所述的背光源，其中Rf半球XRb半球为至少0.75。10.根据权利要求9所述的背光源，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·J·内维特，迈克尔·F·韦伯，约翰·A·惠特利，马修·E·苏泽，刘涛，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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