具有角度变化的漫射膜的基于膜的前光源制造技术

在一个实施方案中，一种显示器包括：反射型空间光调制器；角度变化的漫射膜，该角度变化的漫射膜透射和散射在第一角度范围内入射的光，并且透射在第一角度范围之外的第二角度范围内入射的未偏射光；和前光源，该前光源包括被定位成将光发射到膜中的光源，该前光源具有设置在该反射型空间光调制器和该可变角度的漫射膜之间的发光区域。在一个实施方案中，在该发光区域中被提取的光：入射在空间光调制层上，入射角为与该空间光调制层的表面法线成在第二层中小于30度的峰值发光强度角；从该反射型空间光调制器反射；经过该膜；被该角度变化的漫射膜散射；然后离开该显示器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有角度变化的漫射膜的基于膜的前光源
本文所公开的主题总体涉及光导、膜和发光设备，诸如但不限于灯具、背光源、前光源、无源显示器和有源显示器以及它们的部件和制造方法。
技术介绍
需要一类发光设备，它们具有非常薄的形状因数，能够产生具有特定角光输出轮廓的光。常规上，为了减小显示器和背光源的厚度，已经使用了利用刚性光导的侧光式构型来接收来自边缘的光并且将光引导到较大面积的表面之外。这些类型的发光设备通常容纳在相对厚的刚性框架中，这些框架不允许部件或设备自由灵活，而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较大，并且通常在设备周围包括较厚或较大的框架或边框。厚光导(通常为2毫米(mm)或更厚)限制了设计构型、制造方法和照明模式。将足够的光通量耦合到更薄的光导中的能力已经限制了进一步减小这些面发光设备的厚度和总体积的能力。
技术实现思路
在一个实施方案中，一种显示器包括：反射型空间光调制器；角度变化的漫射膜，该角度变化的漫射膜透射和散射在第一角度范围内入射的光，并且透射在第一角度范围之外的第二角度范围内入射的未偏射光；和前光源，该前光源包括被定位成将光发射到膜中的光源，该前光源具有设置在该反射型空间光调制器和该可变角度的漫射膜之间的发光区域。在一个实施方案中，在该发光区域中被提取的光：入射在空间光调制层上，入射角为与该空间光调制层的表面法线成在第二层中小于30度的峰值发光强度角；从该反射型空间光调制器反射；经过该膜；被该角度变化的漫射膜散射；然后离开该显示器。附图说明图1是发光设备的一个实施方案的顶视图，该发光设备包括设置在光导的一侧上的光输入耦合器。图2是光输入耦合器的一个实施方案的透视图，该输入耦合器具有沿-y方向折叠的耦合光导。图3是发光设备的一个实施方案的顶视图，该发光设备的两个光输入耦合器设置在光导的同一侧上，其中光源的光轴被取向成基本上彼此相对。图4是包括三个光输入耦合器的发光设备的一个实施方案的顶视图。图5是发光设备的一个实施方案的横截面侧视图，该发光设备包括光输入耦合器和光导，该光导在表面附近设置有反射光学元件。图6是包括耦合光导的发光设备的一个实施方案的顶视图，其中在每个耦合光导内具有多个第一反射表面边缘和多个第二反射表面边缘。图7是图6的耦合光导的输入端的放大透视图。图8是基于膜的光导的一个实施方案的顶视图，该基于膜的光导包括锥形耦合光导的阵列。图9是一个实施方案的发光设备的透视顶视图，该发光设备包括图8的基于膜的光导和光源。图10是基于膜的光导的一个实施方案的顶视图，该基于膜的光导包括定向耦合光导的阵列，该定向耦合光导具有与入射表面相邻的锥形光准直侧边缘以及在光输入表面与该基于膜的光导的光混合区域之间的光转向边缘。图11是包括前光源的空间显示器的一个实施方案的横截面侧视图。图12是包括光导的发光显示器的一个实施方案的横截面侧视图，该光导还用作反射型空间光调制器的顶部基板。图13是发光设备的一个实施方案的透视图，该发光设备包括基于膜的光导，该基于膜的光导还用作反射型空间光调制器的顶部基板，其中光源设置在物理地耦接到柔性连接器的电路板上。图14是由前光源照明的空间显示器的一个实施方案的一部分的横截面侧视图，该前光源包括光学地耦接到反射型空间光调制器的基于膜的光导以及光学地耦接到该基于膜的光导的硬涂层基板上的耐刮擦硬涂层。图15是由前光源照明的空间显示器的一个实施方案的一部分的横截面侧视图，该前光源包括粘附并且光学地耦接到彩色反射型显示器的基于膜的光导，使得来自该前光源的光被引向该彩色反射型显示器的彩色滤光片。图16是包括低角度光定向特征的发光设备的一个实施方案的横截面侧视图。图17是包括光转向特征的发光设备的一个实施方案的横截面侧视图。图18是包括相位补偿元件的发光设备的一个实施方案的透视图。图19是包括光转向特征和低角度定向特征的发光设备的一个实施方案的横截面侧视图。图20是发光设备的一个实施方案的横截面侧视图，该发光设备包括印刷的光散射区域以减小角阴影区域的可见性。图21是发光设备的一个实施方案的横截面侧视图，该发光设备包括深度变化的光定向特征以减小角阴影区域的可见性。图22是包括角旋转光学元件的发光设备的一个实施方案的透视图。图23是图22的角旋转光学元件的透视图。图24是图22的角旋转光学元件的顶视图。图25是图22的角旋转光学元件的侧视图。图26是包括单个旋转元件的角旋转光学元件的透视图。图27是图26的角旋转光学元件的顶视图。图28是图26的角旋转光学元件的侧视图。图29是侧光学角旋转光学元件的第一透视图。图30是图29的侧光学角旋转光学元件的第二透视图。图31是图29的侧光学角旋转光学元件的顶视图。图32是图29的侧光学角旋转光学元件的侧视图。图33是反射型显示器的一部分的侧视图，该反射型显示器包括基于膜的光导和角度变化的漫射膜。图34是反射型显示器的侧视图，该反射型显示器包括基于膜的光导和角度变化的漫射膜，其中从该光导发射的光在第一方向的与环境光相同的一侧上。具体实施方式现在将更具体地描述多个实施方案的特征和其他细节。应当理解，本文描述的特定实施方案是通过举例说明而不是限制的方式示出的。在不脱离任何特定实施方案的范围的情况下，可以在各种实施方案中采用主要特征。除非另外指明，否则所有份数和百分数均以重量计。定义“电致发光显示器”在本文中被定义为用于显示信息的装置，其中该装置上的图例、消息、图像或标记由电可激发的照明源形成或变得更明显。这包括照明卡、透明胶片、图片、印刷图形、荧光标牌、霓虹灯标牌、槽型发光字标牌、灯箱标牌、公交车站标牌、照明广告标牌、EL(电致发光)标牌、LED标牌、侧光式标牌、广告显示器、液晶显示器、电泳显示器、购买点显示器、方向标牌、照明图片和其他信息显示标牌。电致发光显示器可以是自发光的(发光式)、背部照明的(背光式)、前部照明的(前光式)、边缘照明的(侧光式)、波导照明的或其他构型，其中来自光源的光被引导经过用于形成图像或标记的静态或动态装置。如本文所定义的“光学地耦接”是指两个或更多个区域或层的耦接，使得由于这些区域之间折射率的差异，从一个区域传递到另一区域的光的亮度不会因菲涅耳界面反射损耗而明显减小。“光学地耦接”方法包括耦接方法，其中耦接在一起的两个区域具有相似的折射率，或者使用折射率基本上接近或介于要耦接区域或层的折射率之间的光学粘合剂。“光学地耦接”的示例包括但不限于使用折射率匹配的光学粘合剂进行层压，将一个区域或层涂覆到另一个区域或层上，或者使用施加的压力进行热层压以将两个或更多个具有基本上接近的折射率的层或区域接合在一起。热传递是可用于光学地耦接材料的两个区域的另一种方法。将一种材料在另一种材料的表面上形成、更改、印刷或施加是光学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示器，包括：/n反射型空间光调制器；/n角度变化的漫射膜，所述角度变化的漫射膜透射和散射在第一角度范围内入射的光，并且透射在所述第一角度范围之外的第二角度范围内入射的未偏射光；和/n前光源，所述前光源包括：/n膜，所述膜包括光导区域并且具有相对的面，所述相对的面之间的厚度小于0.5毫米；/n被定位成将光发射到所述膜中的光源，所述光在所述光导区域内传播并且全内反射；和/n限定在所述光导区域内的发光区域，所述发光区域包括多个光提取特征，所述光提取特征将在波导条件下在所述膜内传播的所述光的一部分在所述发光区域中从所述膜中提取出来，/n其中所述膜的所述发光区域定位在所述角度变化的漫射膜和所述反射型空间光调制器之间，并且在所述发光区域中被提取的所述光的所述部分被所述反射型空间光调制器调制并且反射，经过所述膜，被所述角度变化的漫射膜散射，然后离开所述显示器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180830 US 62/725,1801.一种显示器，包括：
反射型空间光调制器；
角度变化的漫射膜，所述角度变化的漫射膜透射和散射在第一角度范围内入射的光，并且透射在所述第一角度范围之外的第二角度范围内入射的未偏射光；和
前光源，所述前光源包括：
膜，所述膜包括光导区域并且具有相对的面，所述相对的面之间的厚度小于0.5毫米；
被定位成将光发射到所述膜中的光源，所述光在所述光导区域内传播并且全内反射；和
限定在所述光导区域内的发光区域，所述发光区域包括多个光提取特征，所述光提取特征将在波导条件下在所述膜内传播的所述光的一部分在所述发光区域中从所述膜中提取出来，
其中所述膜的所述发光区域定位在所述角度变化的漫射膜和所述反射型空间光调制器之间，并且在所述发光区域中被提取的所述光的所述部分被所述反射型空间光调制器调制并且反射，经过所述膜，被所述角度变化的漫射膜散射，然后离开所述显示器。


2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述反射型空间光调制器包括空间光调制层和在所述空间光调制层的观察侧上与所述空间光调制层相邻的第二层，并且在所述发光区域中被提取的所述光的部分以与所述空间光调制层的表面法线成在所述第二层中的峰值发光强度角入射在所述空间光调制层上，并且在所述角度变化的漫射膜上反射成所述第一角度范围内的角度。


3.根据权利要求2所述的显示器，其中所述第二层中的所述光的部分的所述峰值发光强度角小于40度。


4.根据权利要求1所述的显示器，其中在空气中测得的来自所述光源的离开所述发光区域朝向所述反射型空间光调制器的光的半最大值强度全角宽度小于50度。


5.根据权利要求1所述的显示器，还包括外表面，透过所述外表面观察所述显示器，所述反射型空间光调制器包括空间光调制层，并且在空气中测得的在所述发光区域中被提取的所述光的部分的峰值发光强度角与垂直于所述显示器的所述外表面的第一方向成5度和20度之间的角。


6.根据权利要求1所述的显示器，还包括外表面，透过所述外表面观察所述显示器，所述角度变化的漫射膜包括在垂直于所述显示器的所述外表面的第一方向的第一侧上的峰值漫射轴，并且在所述发光区域中被提取的所述光的部分在所述第一方向的所述第一侧上以一定角度离开所述发光区域。


7.根据权利要求1所述的显示器，还包括外表面，透过所述外表面观察所述显示器，所述角度变化的漫射膜包括在垂直于所述显示器的所述外表面的第一方向的第一侧上的峰值漫射轴，并且在所述发光区域中被提取的所述光的部分在所述第一方向的与所述第一侧相对的第二侧上以一定角度离开所述发光区域。


8.根据权利要求1所述的显示器，其中所述膜包括与所述膜的所述光导区域连续的耦合光导阵列，所述耦合光导阵列中的每个耦合光导终止于边界边缘，每个耦合光导折叠以使得所述耦合光导阵列的所述边界边缘堆叠，所述光源被定位成将光发射到所堆叠的边界边缘中，来自所述光源的光在所述耦合光导阵列内传播到所述膜的所述光导区域，并且来自所述耦合光导阵列中的每个耦合光导的光在所述光导区域内组合并且全内反射。


9.根据权利要求1所述的显示器，其中所述光导区域的所述厚度小于0.1毫米。


10.根据权利要求1所述的显示器，其中所述反射型空间光调制器是反射型液晶显示器，所述反射型液晶显示器包括第一线性偏振片，所述第一线性偏振片具有第一偏振轴，并且所述显示器还包括定位在所述角度变化的漫射膜上方的第二线性偏振片，所述第二线性偏振片具有与所述第一线性偏振片的所述第一偏振轴对准的第二偏振轴。


11.根据权利要求1所述的显示器，其中所述膜的所述发光区域选择性地将具有第一偏振的光比具有不同于所述第一偏振的第二偏振的光更多地输出。


12.一种显示器，包括：
反射型空间光调制器，所述反射型空间光调制器包括空间光...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·科尔曼，A·尼科尔，何塞·罗梅罗，埃里克·布莱尔，
申请(专利权)人：阿祖莫公司，
类型：发明
国别省市：美国;US