照明组件及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种照明组件，所述照明组件包括光导和多个光源，所述多个光源用以导引光进入所述光导。所述光源的中心至中心间距为至少15mm，并且所述多个光源中的至少一个光源的主要发射表面与所述输入表面之间的距离不大于1mm。所述组件还包括设置在所述多个光源与所述输入表面之间的结构化表面层。所述结构化表面层包括基底和所述基底的第一表面上的面向所述多个光源的多个结构体。所述组件还包括多个提取特征，所述多个提取特征用以导引来自所述光导的光透过所述光导的输出表面。

【技术实现步骤摘要】
照明组件及其形成方法本申请是基于申请日为2011年12月2日、申请号为201180058442.6(国际申请号为PCT/US2011/063047)、专利技术创造名称为“照明组件及其形成方法”的中国专利申请的分案申请。相关专利申请名称为“ILLUMINATIONASSEMBLYANDMETHODOFFORMINGSAME”(照明组件及其形成方法)的共同拥有和同时待决的美国专利申请No.61/419,832以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及适于从背后照明显示器或其他图形的照明组件，它们通常被称为背光源。本专利技术特别适于(但不一定限于)包括实心光导的侧光式照明组件。
技术介绍
从历史上看，诸如背光源装置的简单照明组件仅包括三种主要部件：光源或灯、后反射器和前漫射体。这样的系统在广告招牌以及室内照明应用中仍然通用。近年来，通过加入其他部件来提高亮度或降低功耗、提高均匀度、和/或减小厚度，已对该基本设计作了改进。高速发展的消费电子行业对装有液晶显示器(LCD)产品的需求是促进这些改进的动力，例如对计算机显示器、电视显示器、移动电话、数码相机、袖珍式MP3音乐播放器、个人数字助理(PDA)、以及其他手持装置的需求。本文将进一步结合有关LCD装置的
技术介绍
信息来描述这些改进中的其中一些，例如使用实心光导以允许设计十分薄的背光源，以及使用光控膜(诸如线性棱柱膜和反射偏振膜)来增加轴向亮度。尽管上文列出产品中的一些可以使用平常的环境光来观看显示器，但大部分产品均包括用于使显示器可见的背光源。就LCD装置而言，这是由于LCD面板不是自行照明，因此通常使用照明组件或背光源来观看。从观察者方向看，背光源位于LCD面板的相对侧，使得背光源产生的光穿过LCD到达观察者。背光源包括诸如冷阴极荧光灯(CCFL)或发光二极管(LED)之类的一个或多个光源，将光源发出的光分配到与LCD面板的可视区域相配的整个输出区域或表面上。背光源发出的光在背光源输出区域上有利地具有足够的亮度和足够的空间均匀度，从而让LCD面板产生的图像带给用户满意的视觉体验。一般来讲，LCD装置属于三个类别中的一类，并且这些类别中有两类使用了背光源。第一类别称为“透射型”，仅能借助于发光背光源来观看LCD面板。即，LCD面板被构造为仅通过“透射方式”来观看，来自背光源的光穿过其光路上的LCD透射至观察者。第二类别称为“反射型”，背光源被除去并用反射材料替换，并且LCD面板被构造为仅通过位于LCD观察者一侧的光源来观看。来自外部光源(如环境室内灯)的光从LCD面板的正面到达LCD面板的背面，经反射材料反射，再次穿过其光路上的LCD到达观察者。第三类别称为“透反射型”，背光源和局部反射材料均布置在LCD面板后，该LCD面板被构造为既可以在背光源开启时通过透射方式来观看，也可以在背光源关闭并且存在足够的环境光时通过反射方式来观看。以下具体实施方式中描述的照明组件通常可用于透射型LCD显示器和透反射型LCD显示器。除了上述三类LCD显示器之外，根据内部光源相对于背光源输出区域或表面所处的位置，背光源还可分为两类，其中背光源的“输出区域”对应于显示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。在“侧光式”背光源中，一个或多个光源沿着背光源构造的外部边界或周边设置(见平面透视图)，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。光源通常将光射入称为“光导”的部分中，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。光导为相对薄的透光固态板(plate)，其长度和宽度尺寸接近于背光源输出区域的尺寸。光导使用全内反射(TIR)，以将光从安装在边缘的光源横跨光导的整个长度或宽度传送或引导到背光源的相对边缘，并且光导的表面上可设置具有局部提取特征的非均匀图案，以将出自光导的所导引光中的一些光再导向背光源的输出区域。其他逐步提取的方法包括使用锥形实心光导，其中随着光从光源传播开有更多光线(平均而言)达到TIR角度，因此倾斜的顶部表面导致了光的逐步提取。此类背光源通常也包括光控膜(例如设置于光导后方或下方的反射材料)以增加轴向亮度，以及设置于光导前方或上方的反射偏振膜和棱柱增亮膜(BEF)膜。在“直接照明式”背光源中，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(见平面透视图)，通常以规则排列的阵列或图案设置于该地带内。或者，可以说直下式背光源中的光源是直接设置在背光源的输出区域后方。因为透过输出区域有可能直接观察到光源，所以通常在光源上方安装强效漫射板以在输出区域上散布光，从而遮掩光源使得不能直接观察到光源。另外，光控膜(例如反射偏振膜和棱柱BEF膜)也可以设置在漫射板顶部以用于改善轴向亮度和效率。在一些情况下，直下式背光源也可以包括位于背光源周边的一个或多个光源，或侧光式背光源可以包括直接位于输出区域后方的一个或多个光源。在这种情况下，如果大部分光直接从背光源输出区域的后方发出，则认为背光源为“直接照明式”，并且如果大部分光从背光源输出区域的周边发出，则认为背光源为“侧光式”。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供了包括光导的照明组件，所述光导包括输出表面和沿着光导的至少一个边缘的基本垂直于输出表面的输入表面，其中输入表面沿着y轴线延伸。所述组件还包括沿着基本平行于y轴线的轴线线设置的多个光源，其中光源用以导引光通过输入表面进入光导。光源沿y轴线的中心至中心间距为至少15mm，并且多个光源中的至少一个光源的主要发射表面与输入表面之间的距离不大于1mm。所述组件还包括设置在多个光源和光导的输入表面之间的结构化表面层，其中所述结构化表面层包括基底和基底的第一表面上的面向多个光源的多个结构体。所述组件还包括多个提取特征，用以导引来自光导的光通过输出表面，其中一个或多个提取特征被设置成离多个光源10mm以内。多个光源和结构化表面层用以导引光的至少一部分在光导平面内与输入表面的法线成至少45度地穿过输入表面进入光导。在另一方面，本专利技术提供了包括光导的照明组件，所述光导包括输出表面和沿着光导的至少一个边缘的基本垂直于输出表面的输入表面。所述组件还包括多个光源，所述光源被设置成将光对准而穿过输入表面进入光导；以及设置在多个光源和光导的输入表面之间的结构化表面层。所述结构化表面层包括基底和所述基底的第一表面上的面向多个光源的多个结构体。所述多个结构体中的至少一个结构体包括由三次贝塞尔曲线限定的形状，该三次贝塞尔曲线具有两个端点(x0,y0)和(x3,y3)以及两个控制点(x1,y1)和(x2,y2)，其中所述曲线连接如下曲线的两个端点：x(t)＝axt3+bxt2+cxt+x0，y(t)＝ayt3+byt2+cyt+y0，此处其中：cx＝3(x1-x0)bx＝3(x2-x1)-cxax＝x3-x0-cx-bxcy＝3(y1-y0)by＝3(y2-y1)-cyay＝y3-y0-cy-by。附图说明在整个说明书中参考的附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：图1A是照明组件的一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明组件，包括：光导，所述光导包括输出表面和沿着所述光导的至少一个边缘的垂直于所述输出表面的输入表面；多个光源，其被设置成可将光对准而通过所述输入表面进入所述光导；以及设置在所述多个光源和所述光导的所述输入表面之间的结构化表面层，其中所述结构化表面层包括基底和所述基底的第一表面上的面向所述多个光源的多个结构体；其中所述多个结构体中的至少一个结构体包括由三次贝塞尔曲线限定的形状，所述三次贝塞尔曲线具有两个端点(x0,y0)和(x3,y3)以及两个控制点(x1,y1)和(x2,y2)，其中所述曲线连接以下两个端点：x(t)＝axt3+bxt2+cxt+x0，y(t)＝ayt3+byt2+cyt+y0，此处t∈[01]，其中：cx＝3(x1‑x0)bx＝3(x2‑x1)‑cxax＝x3‑x0‑cx‑bxcy＝3(y1‑y0)by＝3(y2‑y1)‑cyay＝y3‑y0‑cy‑by。

【技术特征摘要】
2010.12.04 US 61/419,8331.一种照明组件，包括：光导，所述光导包括输出表面和沿着所述光导的至少一个边缘的垂直于所述输出表面的输入表面；多个光源，其被设置成可将光对准而通过所述输入表面进入所述光导；以及设置在所述多个光源和所述光导的所述输入表面之间的结构化表面层，其中所述结构化表面层包括基底和所述基底的第一表面上的面向所述多个光源的多个结构体；其中所述多个结构体中的至少一个结构体包括由三次贝塞尔曲线限定的形状，所述三次贝塞尔曲线具有两个端点(x0,y0)和(x3,y3)以及两个控制点(x1,y1)和(x2,y2)，其中将连接两个端点的三次贝赛尔曲线给定为：x(t)＝axt3+bxt2+cxt+x0，y(t)...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·斯科特·汤普森，约翰·A·惠特利，吉勒·J·伯努瓦，
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