结合多层光学膜的光源制造技术

本发明专利技术提供了一种包括光导的光源，该光导包括顶侧、底侧以及在该顶侧和该底侧之间延伸的输入侧，该顶侧包含光学膜，该底侧包含漫反射器。照明源邻近光导的输入侧被设置。该光学膜具有相邻的第一区域和第二区域，每个区域基本上延伸光学叠堆的整个厚度或光学膜的至少一个光学分组的整个厚度。从光源进入光导的光在该光导内传播并由光学膜主要通过光学干涉被反射或透射。对于至少一个第一入射角和至少一个波长，该光学膜的第一区域和第二区域具有基本上相等的光学透射率。对于至少一个第二入射角和至少一个波长，该第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及结合光学膜的照明装置，该光学膜的透射和反射特性很大程度上取决于从被设置在该光学膜内(即，该光学膜内部)的层与层之间的界面反射的光的相长干涉和相消干涉。本专利技术还涉及相关联的系统和方法。
技术介绍
光导有利于使用发光二极管和/或其他固态照明装置以用于包括机动车辆照明装置的许多应用中。提取特征允许所引导的光从光导中逃逸。然而，由于提取特征散射光，因此需要在提取效率和光源的透明程度之间进行权衡。
技术实现思路
一些实施方案涉及光源，该光源包括以第一波长发射光的基本上单色的照明装置。该光源具有邻近照明装置以用于接收来自照明装置的第一波长的光的输入侧、包含漫反射器的底侧、以及顶侧。该顶侧包括具有多个层的光学膜。每个层邻近光学膜的第一区域和第二区域延伸并且在至少第一区域中主要通过光学干涉来透射和反射光。该多个层中的至少一个层在第一区域和第二区域中具有不同的双折射率，使得对于以第一入射角入射的第一波长的光，光学膜的第一区域和第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率。对于以较大的第二入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域具有的光学透射率显著小于反射率，并且该光学膜的第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。一些实施方案涉及包括光学膜的光源，该光学膜包括形成图案的多个第一区域和第二区域。每个区域主要通过光学干涉来透射和反射光，使得当光源发射光时，图案的可见度随视角增大而增大。在一些实施方案中，光源包括光导，该光导包括顶侧、底侧、以及在顶侧和底侧之间延伸的输入侧，该顶侧包含光学膜，该底侧包含漫反射器。照明源邻近光导的输入侧被设置。光学膜具有相邻的第一区域和第二区域，每个区域基本上延伸光学叠堆或光学膜的至少一个光学分组的整个厚度。从光源进入光导的光在光导内传播并由光学膜主要通过光学干涉来反射或透射。对于至少一个第一入射角和至少一个波长，光学膜的第一区域和第二区域具有基本上相等的光学透射率。对于至少一个第二入射角和至少一个波长，第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。一些实施方案涉及包括回射层的光学系统。光学膜被设置在回射层上并且包括主要通过光学干涉来透射和反射光的多个交替的第一层和第二层。一些实施方案涉及光源。该光源包括被构造成发射第一波长的光的基本上单色的第一照明装置、以及被构造成发射第一波长或不同第二波长的光的基本上单色的第二照明装置。该光源具有邻近照明装置以用于接收来自照明装置的第一波长的光的输入侧、包含漫反射器的底侧、以及包含具有多个层的光学膜的顶侧。该光学膜主要通过光学干涉来透射和反射光，其中第一照明装置被构造成被激发并发射光以实现第一功能，并且第二照明装置被构造成被激发并发射光以实现不同的第二功能。本文还讨论了相关的方法、系统和制品。根据下面的详细描述，本申请的这些和其他方面将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述
技术实现思路
理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由如在审查期间可以进行修改的所附权利要求书限定。附图说明图1A为根据一些实施方案的结合图案化多层光学膜的光源的横截面视图；图1B为在一些方面类似于图1A的光源并且包括具有滤光器的顶侧的光源的横截面视图；图1C为包括邻近光学膜的第二区域被布置的透镜的光源的横截面视图；图1D和图1E为图1A的光源的透视图；图1F示出主要通过光学干涉来透射和反射光的被设置在回射器上的光学膜；图1G为具有包含非图案化多层光学膜的顶侧和包含回射器的底侧的光源；图1H为具有包含图案化多层光学膜的顶侧和包含回射器的底侧的光源；图2A为具有形成图案的第二区域的多层光学膜的顶视图；图2B示出通过多层光学膜发射的光的角度选择性；图2C示出通过多层光学膜透射的光锥；图2D示出通过多层光学膜发射的光；图3示出在多个入射角下相对于波长的MOF的透光率图；图4为多层光学膜的一部分的示意性侧视图；图5为多层光学膜的一部分的示意性剖面图；图6A至图6C为示出根据一些实施方案的光源的角度选择性的照片；图7A为包括二维图案的漫反射器的顶视图；图7B为包括具有三维形状的底侧的光源的侧横截面视图，其中反射器适形于三维形状；图7C为包括被设置在反射器上的图案化层的光源的侧横截面视图；图8A至图8C为示出具有图案化多层光学膜和三维图案化漫反射器的光源的照片；图9A至图9E示出具有多个照明装置的光源；图10A至图10C示出包括三维成形非图案化多层光学膜的光源；图10D至图10F示出包括三维成形图案化多层光学膜的光源；图11示出具有本文所公开的多层光学膜实施方案中的至少一个的车辆；图12为示出在光源中整合反射器和回射器功能的照片；图13A示出本文所述的用于投影系统的光源；并且图13B示出本文所述的用于投影系统的包括两个照明装置的光源。附图未必按比例绘制。在附图中使用的类似标号是指类似的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用标号指示部件并非旨在限制另一附图中利用相同标号标记的部件。具体实施方式图1A为示出根据一些实施方案的结合多层光学膜的光源的侧横截面视图。该光源100包括被构造成发射第一波长的光的基本上单色的照明装置110。该照明装置110邻近输入侧120被设置以用于接收来自照明装置110的第一波长的光。该光源包括包含漫反射器135的底侧130和包含多层光学膜(MOF)145的顶侧140。MOF 145包括具有不同折射率的各个层的光学叠堆，使得一些光在相邻层之间的界面处被反射。这些层(有时被称为“微层”)很薄，使得在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉，以赋予多层光学膜所需的反射或透射特性。针对被设计成反射紫外线波长、可见波长或近红外波长的光的多层光学膜，每个微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)通常小于约1μm。然而，也可包括更厚的层，诸如在多层光学膜外表面处的表层，或被设置在多层光学膜内以分离光学叠堆内的微层的连贯分组(已知为“叠堆”或“分组”)的保护性边界层(PLB)。在一些设计中，光学分组在一个重复单元中可包括多于两个层。MOF 145包括光学叠堆中的多个层，该光学叠堆可包括一个或多个光学分组，其中光学叠堆中的每个层邻近光学膜145的第一区域141和第二区域142延伸。MOF的层在至少第一区域141中主要通过光学干涉来透射和反射光。在一些实施方案中，MOF 145在第一区域141和第二区域142两者中主要通过光学干涉来透射和反射光。MOF 145多个层中的至少一个层在第一区域141和第二区域142中具有不同的双折射率。对于以第一入射角入射的第一波长的光，MOF 145的第一区域141和第二区域142中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率。对于以较大的第二入射角入射的第一波长的光，MOF 145的每个第一区域141具有的光学透射率显著小于反射率，并且MOF 145的每个第二区域142具有的光学透射率显著大于第一区域141。图1A的光源示出被设置在MOF 145和漫反射器135之间的楔形实心导光区域150。在光导150和MOF 145和/或光导150和反射器135之间可存在气隙198，199。光197沿导光区域150传播，并且以高角度从导光区域150提取，例如几乎平行于光导150的表面。提取的光的角分布取决于光导150的形状。几乎一半的光从光导15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源，包括：基本上单色的照明装置，所述基本上单色的照明装置发射第一波长的光；邻近所述照明装置的用于接收来自所述照明装置的所述第一波长的光的输入侧；包含漫反射器的底侧；和包含光学膜的顶侧，所述光学膜具有多个层，每个层邻近所述光学膜的第一区域和第二区域延伸并且在至少所述第一区域中主要通过光学干涉来透射和反射光，所述多个层中的至少一个层在所述第一区域和所述第二区域中具有不同的双折射率，使得对于以第一入射角入射的所述第一波长的光，所述光学膜的所述第一区域和所述第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率，并且对于以较大的第二入射角入射的所述第一波长的光，所述光学膜的所述第一区域具有的光学透射率显著小于反射率，并且所述光学膜的所述第二区域具有的光学透射率显著大于所述光学膜的所述第一区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.07 US 61/949,4961.一种光源，包括：基本上单色的照明装置，所述基本上单色的照明装置发射第一波长的光；邻近所述照明装置的用于接收来自所述照明装置的所述第一波长的光的输入侧；包含漫反射器的底侧；和包含光学膜的顶侧，所述光学膜具有多个层，每个层邻近所述光学膜的第一区域和第二区域延伸并且在至少所述第一区域中主要通过光学干涉来透射和反射光，所述多个层中的至少一个层在所述第一区域和所述第二区域中具有不同的双折射率，使得对于以第一入射角入射的所述第一波长的光，所述光学膜的所述第一区域和所述第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率，并且对于以较大的第二入射角入射的所述第一波长的光，所述光学膜的所述第一区域具有的光学透射率显著小于反射率，并且所述光学膜的所述第二区域具有的光学透射率显著大于所述光学膜的所述第一区域。2.根据权利要求1所述的光源，其中所述光学膜在所述第一区域和所述第二区域中主要通过光学干涉来透射和反射光。3.根据权利要求1所述的光源，包括基本上单色的第二照明装置，所述基本上单色的第二照明装置发射不同第二波长的光，使得对于以所述第一入射角入射的所述第一波长的光，所述光学膜的所述第一区域和所述第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率，并且对于以所述第一入射角入射的所述第二波长的光，所述光学膜的所述第二区域具有的光学透射率显著大于所述光学膜的所述第一区域。4.根据权利要求1所述的光源，其中所述底侧包含被构造成通过所述光学膜可见的图案。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，威廉·W·玛瑞尔，马克·E·纳皮尔拉瓦，大卫·T·亚斯特，
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