具有基于薄膜的光导和附加反射表面的光发射设备制造技术

光发射设备包括由薄膜形成的光导，该光导具有从薄膜的光导区域延伸的条的形式的耦合光导的阵列，耦合光导被折叠和堆叠，并且光源被定位成将光发射到堆叠的耦合光导的边缘中的以传播到光混合区域中，然后传播到光发射区域中。所述光混合区域包括多个反射表面，所述多个反射表面在将从所述光发射区域射出所述薄膜之前，将来自所述耦合光导的一部分光朝向所述薄膜的一个或多个横向边缘反射。多个反射表面可以是线性的、成阵列的，或者是印刷在薄膜的表面上的光透射材料，并且可以改善从光发射区域发射的光的均匀度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基于薄膜的光导和附加反射表面的光发射设备
本文公开的主题总体上涉及光导，薄膜和光发射设备，诸如但不限于，灯具，背光，前光，发光标志，无源显示器和有源显示器及其部件和制造方法。背景市场需要配有非常薄的、能产生特定角度光输出轮廓的形成因子的光发射设备。传统上，为了减小显示器和背光的厚度，使用硬质光导的侧光照明设计已经被用来接收来自边缘的光并将光从一个更大面积表面导出。这些类型的光发射设备通常容纳在相对较厚的硬质框架中，这些框架不允许部件或设备具有灵活性，并且需要较长的交货时间来进行设计更改。这些设备的体积仍然很大，并且通常包括围绕设备的厚的或大的框架或边框。厚的光导(通常为2毫米(mm)或更厚)限制了设计配置、生产方法和照明模式。进一步降低这些面积光发射设备的厚度和总体体积的能力一直受到将足够的光通量耦合到更薄的光导中的能力的限制。在某些设计中，由于从耦合光导的阵列中引入了伪像以及包括比光混合区域更宽的光发射区域的不同的期望的形成因子，因此在某些配置中实现光发射区域的高度均匀度一直是成问题的。内容在一个实施例中，光发射设备包括光导，该光导由薄膜形成，该薄膜具有延伸自该薄膜的光导区的耦合光导条阵列，耦合光导被折叠和堆叠，并且光源被定位以将光发射进入堆叠的耦合光导的边缘以使光传播到该耦合光导的混合区域，然后进入光发射区域。在一个实施例中，光混合区域包括在薄膜横向边缘之间的多个线性反射表面，其中，从光源发出的光通过全内反射在耦合光导的阵列内传播到光混合区域，在离开耦合光导阵列后在光混合区域内混合，从多个线性反射表面中的一个或多个朝向薄膜的一个或多个横向边缘反射，并在光发射区域中离开该薄膜。在一实施例中，线性反射表面是设置在薄膜表面上的光透射材料的平行条纹。在另一个实施例中，多个线性反射表面的在与耦合光导的阵列的阵列方向垂直的，且与光混合区域的薄膜厚度方向垂直的方向上具有平均长度，多个线性反射表面在与耦合光导的阵列的阵列方向平行的且与光混合区域的薄膜的厚度方向垂直的方向上具有平均宽度，并且平均长度除以平均宽度大于5。在另一个实施例中，在由所述多个线性反射表面定义的所述表面的面积中，由所述多个线性反射表面占据的所述多个相对表面的一个表面的平均面积小于40％。在一个实施例中，所述多个线性反射表面定位于所述薄膜的芯层上，在包括所述薄膜的厚度方向并且平行于所述耦合光导的阵列的阵列方向的平面中，所述多个线性反射表面的总横截面积小于在所述多个线性反射表面正下方的所述薄膜的所述芯层的总连续横截面的40％。在一个实施例中，所述多个线性反射表面沿着垂直于所述耦合光导的阵列的阵列方向的方向上沿长度方向定向。在一个实施例中，所述多个线性反射表面将在所述光导内传播的光的不到20％反射到所述光混合区域中的所述光导之外。在一个实施例中，所述耦合光导的阵列在所述耦合光导的阵列的阵列方向上具有平均节距，并且所述多个线性反射表面在所述耦合光导的阵列的阵列方向上具有平均节距，其中所述耦合光导的阵列的所述平均节距至少比所述多个线性反射表面的所述平均节距的5倍大。在一个实施例中，所述光混合区域包括折叠，使得所述光混合区域的一部分在所述薄膜的厚度方向上定位于所述光发射区域的后方。在一个实施例中，所述多个线性反射表面的至少一部分在所述薄膜的厚度方向上位于所述光发射区域的后方。在一个实施例中，所述光发射设备包括反射型空间光调制器，所述反射型空间光调制器具有在所述薄膜的所述光发射区域中光学耦合至所述薄膜的前视侧，其中，在所述光发射区域中离开所述薄膜的光从所述前视侧照亮所述反射型空间光调制器。在一个实施例中，所述光混合区域包括多个附加在所述薄膜的光透射材料的线性反射表面；所述多个线性反射表面从所述耦合光导的阵列离开朝向所述光发射区域延伸，其中，从所述光源发出的光通过全内反射在所述耦合光导阵列内传播到所述光混合区域，在离开所述耦合光导后在所述光混合区域中混合，从所述多个线性反射表面中的一个或多个反射朝向所述薄膜的所述横向边缘的一个或多个反射，并在所述光发射区域中离开所述薄膜。在一个实施例中，所述多个线性反射表面被定向为所述多个线性反射表面的一部分具有平行于所述薄膜的厚度方向的部件。在一个实施例中，所述耦合光导的阵列在所述耦合光导的阵列的阵列方向上具有平均宽度，并且所述多个线性反射表面在所述阵列方向上具有平均宽度，其中，所述耦合光导的阵列的所述平均宽度除以所述多个线性反射表面的所述平均宽度大于10。在一个实施例中，所述光混合区域包括多个印刷在所述薄膜的所述相对表面的表面上的光透射材料的反射表面；所述多个反射表面从所述耦合光导的阵列离开朝向所述光发射区域延伸，其中，从所述光源发出的光通过全内反射在所述耦合光导的阵列内传播到所述光混合区域，在离开所述耦合光导后在所述光混合区域中混合，从所述多个反射表面中的一个或多个反射朝向所述薄膜的所述横向边缘的一个或多个反射，并在所述光发射区域中离开所述薄膜。在一个实施例中，所述多个反射表面在包括所述薄膜的厚度方向并且平行于所述耦合光导的阵列的阵列方向的平面中具有小于20度的平均润湿接触角。在一个实施方案中，多个反射表面是通过在光混合区域中的薄膜的芯层中切割、切片或划线而形成的薄膜的芯层的表面。在一个实施例中，多个反射表面通过将反射表面在平均厚度小于0.5毫米的注模成型的光导的顶表面上注模成型而成的。在一个实施例中，基于薄膜的光导包括薄膜的光发射区域，该薄膜的光发射区域包括光混合区域，光导区域或在耦合光导的阵列的阵列方向上具有多余宽度区域的光发射区域，例如，光发射区域具有在与耦合光导的阵列的阵列方向平行的方向上延伸超过光混合区域的横向边缘的多余宽度区域。在一个实施例中，光混合区域、光导区域和光发射区域中的至少一个在耦合光导的阵列的阵列方向上延伸超出耦合光导的阵列，并且该装置包括一个或多个光散射或导向特征(例如内部导光边缘)直接向多余宽度区域引导光，或间接引导光使其看起来是从多余宽度区域发出的，从而减少了角阴影区域的可见性。附图简要说明图1是一个光发射设备实施例的俯视图，该光发射设备在光导一侧设置光输入耦合器。图2是光输入耦合器的一个实施例的透视图，其具有沿-y方向折叠的耦合光导。图3是光发射设备的一个实施例的俯视图，其两个光输入耦合器设置在光导的同一侧，其中，光源的光轴被定向为基本朝向彼此。图4是包括三个光输入耦合器的光发射设备的一个实施例的俯视图。图5是光发射设备的一个实施例的横截面侧视图，该光发射设备包括光输入耦合器和在表面附近设置有反射型光学元件的光导。图6是光发射设备的一个实施例的透视图，其具有围绕相对位置保持元件和耦合光导堆叠的光混合区域。图7是处于三个不同位置的耦合光导的一个实施例的俯视图。图8是光输入耦合器的一个实施例的俯视图，该光输入耦合器包括具有交错的耦合光导的基于薄膜的光导。图9是一个光发射设备实施例的俯视图，该光发射设备包括耦合光导，每个耦合光导具有多个第一反射表面边缘和在多个第二反射表面边缘。图10是图9的耦合光导的输入端的放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光发射设备，包括：/na.由薄膜形成的光导，该薄膜具有横向边缘和相对的表面，且其间的厚度不大于约0.5毫米，该光导具有耦合光导的阵列，该耦合光导为从该薄膜的光导区域延伸并与该光导区域连续的该薄膜的条的形式，其中/ni)耦合光导的阵列中的每个耦合光导终止于边缘；并且/nii)每个耦合光导在折叠区域中折叠以使得该耦合光导的阵列及其边缘被堆叠；/nb.定位成将光发射到该耦合光导的阵列的该被堆叠的边缘中的光源；/nc.该薄膜的该光导区域内的光发射区域，该光发射区域包括使在该薄膜内传播的全内反射光受阻从而使得光在光发射区域中离开该薄膜的多个光提取特征；和/nd.在该耦合光导阵列和该薄膜的该光发射区域之间定义的该光导的光混合区域，该光混合区域在薄膜的该横向边缘之间包括多个线性反射表面；/n其中从所述光源发出的光通过全内反射在所述耦合光导的阵列中传播到所述光混合区域，在离开所述耦合光导的阵列后所述该光混合区域中混合，从所述多个线性反射表面的一个或多个朝向所述薄膜的所述横向边缘的一个或多个反射，并在所述光发射区域中离开所述薄膜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171103 US 62/581,1001.一种光发射设备，包括：
a.由薄膜形成的光导，该薄膜具有横向边缘和相对的表面，且其间的厚度不大于约0.5毫米，该光导具有耦合光导的阵列，该耦合光导为从该薄膜的光导区域延伸并与该光导区域连续的该薄膜的条的形式，其中
i)耦合光导的阵列中的每个耦合光导终止于边缘；并且
ii)每个耦合光导在折叠区域中折叠以使得该耦合光导的阵列及其边缘被堆叠；
b.定位成将光发射到该耦合光导的阵列的该被堆叠的边缘中的光源；
c.该薄膜的该光导区域内的光发射区域，该光发射区域包括使在该薄膜内传播的全内反射光受阻从而使得光在光发射区域中离开该薄膜的多个光提取特征；和
d.在该耦合光导阵列和该薄膜的该光发射区域之间定义的该光导的光混合区域，该光混合区域在薄膜的该横向边缘之间包括多个线性反射表面；
其中从所述光源发出的光通过全内反射在所述耦合光导的阵列中传播到所述光混合区域，在离开所述耦合光导的阵列后所述该光混合区域中混合，从所述多个线性反射表面的一个或多个朝向所述薄膜的所述横向边缘的一个或多个反射，并在所述光发射区域中离开所述薄膜。


2.根据权利要求1所述的光发射设备，其中，所述多个线性反射表面是设置在所述光混合区域中的所述膜的表面上的光透射材料的平行条纹。


3.根据权利要求2所述的光发射设备，其中，所述多个线性反射表面在垂直于所述耦合光导阵列的阵列方向并且垂直于所述光混合区域中的所述薄膜的厚度方向的方向上具有平均长度；所述多个线性反射表面在平行于所述耦合光导阵列的阵列方向并且垂直于所述光混合区域中的所述薄膜的厚度方向的方向上具有平均宽度，并且所述平均长度除以所述平均宽度大于5。


4.根据权利要求1所述的光发射设备，其中在由所述多个线性反射表面定义的所述表面的面积中，由所述多个线性反射表面占据的所述相对表面的表面的平均面积小于40％。


5.根据权利要求1所述的光发射设备，其中，所述多个线性反射表面定位于所述薄膜的芯层上，在包括薄膜的厚度方向并且平行于所述耦合光导的阵列的阵列方向的平面中，所述多个线性反射表面的总横截面积小于在所述多个线性反射表面正下方的所述薄膜的所述芯层的总连续横截面的40％。


6.根据权利要求1所述的光发射设备，其中，所述多个线性反射表面沿着垂直于所述耦合光导的阵列的阵列方向的方向上沿长度方向定向。


7.根据权利要求1所述的光发射设备，其中，所述多个线性反射表面将在所述光导内传播的光的不到20％反射到所述光混合区域中的所述光导之外。


8.根据权利要求1所述的光发射设备，其中，所述耦合光导的阵列在所述耦合光导的阵列的阵列方向上具有平均节距，并且所述多个线性反射表面在所述耦合光导的阵列的阵列方向上具有平均节距，其中所述耦合光导的阵列的所述平均节距至少比所述多个线性反射表面的所述平均节距的5倍大。


9.根据权利要求1所述的光发射设备，其中，所述多个线性反射表面在垂直于所述耦合光导阵列的阵列方向并且垂直于所述光混合区域中的所述薄膜的厚度方向的方向上具有平均长度，多个线性反射表面在平行于耦合光导的阵列的阵列方向并且垂直于光混合区域中的所述薄膜的所述厚度方向的方向上具有平均宽度，并且所述平均长度除以所述平均宽度大于5。


10.根据权利要求1所述的光发射设备，其中，所述光混合区域包括折叠，使得所述光混合区域的一部分在所述薄膜的厚度方向上定位于所述光发射区域的后方。


11.根据权利要求10所述的光发射设备，其中，所述多个线性反射表面的至少一部分在所述薄膜的厚度方向上位于所述光发射区域的后方。


12.根据权利要求1所述的光发射设备，还包括反射型空间光调制器，所述反射型空间光调制器具有在所述薄膜的所述光发射区域中光学耦合至所述薄膜的前视侧，其中，在所述光发射区域中离开所述薄膜的光从所述前视侧照亮所述反射型空间光调制器。


13.一种光发射设备，包括：
a.由薄膜制成的光导，该薄膜具有横向边缘和相对的表面，且其间的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·尼科尔，Z·科尔曼，
申请(专利权)人：弗莱克斯照明第二有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US