光束整形光学堆叠、光源以及灯具制造技术

提供了一种光束整形光学堆叠(108)、一种光源以及一种灯具。该光束整形光学堆叠(108)将被光学耦合到光发射体的发光表面。该光束整形光学堆叠(108)包括第一透光层(120)和第二透光层(118)。该第二透光层(118)包括：第一侧(110)，其被光学耦合到第一透光层(120)以接收来自该第一透光层(120)的光。该第二透光层(118)进一步包括：第二侧(106)，其大致与该第一侧(110)相对以将所接收的光发射到另一光学介质中。该第二透光层(118)进一步包括在第二侧(106)处的几何结构(116)，该几何结构(116)用以获得随着相对于该第一侧(110)的法线(112)增加的光发射角(9a)而降低的光发射。该第一透光层(120)由具有第一折射率的第一材料制成。该第二透光层(118)由具有第二折射率的第二材料制成。该第一折射率低于该第二折射率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种提供光束整形的光学堆叠。
技术介绍
有机发光装置(OLED)是朗伯光发射体，并且因此，它们以所有角度发出光。当这种朗伯光发射体被用作工作场所(例如，在办公室的天花板处)的照明时，刺眼可能会成为问题。刺眼是由视场内的明亮区域产生的感觉。朗伯光发射体可以在视场内 直接被看到或可以被看作例如在计算机显示器上的反射。各个国家标准和国际标准被定义以减小不利的刺眼效应。例如，典型准则是，必须将光发射体或包括发光发射体的灯具设计成在高于60°的光发射角处具有光发射的强烈减少，使得在大于65°的光发射角处发出不大于1000cd/m2的光。光发射角相对于纵轴被限定。在Hyouk Kwon 等人的 “Microlens Array Film with Full fill factor forenhancing outcoupling efficiency from OLED lighting”(固态传感器、致动器和微系统会议2007换能器2007国际，2007年6月10日至14日，第1091-1094页)中，已经讨论了用于将来自OLED光的更好的出稱合(outcoupling)的解决方案。本文公开了一种具有应被光学耦合到OLED的发光表面的微透镜阵列(MLA)的片材。具有MLA的OLED无法实现典型的刺眼规范。在专利申请W02005/083317AI中，公开了一种半透明的照明面板，该照明面板在发光表面处具有特定形状的突起部，该突起部防止光以相对小的角度发射到该面板的平面从而防止刺眼。该突起部具有角锥形状或圆锥形状。半透明的照明面板的大致与发光表面相对的表面接收来自光发射体的光并且可以是大致平坦的。因此，不用所引用的文章的MLA片材来层压0LED，而是用所引用的专利申请的半透明的照明面板来层压OLED以防止刺眼并获得光的更佳的出耦合似乎是合乎逻辑的。预期的是，如微透镜那样，该突起部辅助光的出耦合，并且该特定形状的突起部防止光以相对小的角度发射到该面板的平面。然而，在评估中，已发现，具有该特定形状的突起部的片材的光束整形效应在该配置中消失，并且用所引用的专利申请的半透明的照明面板所层压的OLED仍存在刺眼问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于与光发射体一起使用的光学结构，使得在相对大的光发射角处比在相对小的光发射角处发出更少的光。光发射角被相对于光发射体的发光表面的法线限定。本专利技术的第一方面提供如权利要求I中所述的光束整形光学堆叠。本专利技术的第二方面提供如权利要求11中所述的光源。本专利技术的第三方面提供如权利要求15中所述的灯具。有利的实施例在从属权利要求中被限定。根据本专利技术的第一方面的光束整形光学堆叠被光学耦合到光发射体的发光表面。该光束整形光学堆叠包括第一透光层和第二透光层。该第二透光层包括第一侧，其被光学率禹合到该第一透光层以接收来自该第一透光层的光。该第二透光层进一步包括第二侧，其大致与该第一侧相对以将所接收的光发射到另一光学介质中。该第二透光层进一步包括在第二侧处的几何结构，以获得随着相对于该第一侧的法线增加的光发射角而降低的光发射；该第一透光层由具有第一折射率的第一材料制成。该第二透光层由具有第二折射率的第二材料制成。该第一折射率低于该第二折射率。本专利技术人的见解是，当来自第一侧的光透过第二透光层透射到相对第一侧的法线具有各种光透射角的第二侧时，使第二透光层的光束整形效应减少。由从第一侧透射到第二侧的光线形成的锥的顶角应受到限制，以便获得更佳的光束整形效应。这意味着第二透光层内的光的最大光透射角被限制。该光透射角被相对于第一侧的法线而限定。进一步注意到，本专利技术涉及起源于光发射体并且经由第一透光层被透射到第二透光层中的光。这不排除来自其它光源的光也透射通过堆叠，例如，经由几何结构进入堆叠的环境光。如果光被从具有第一折射率的第一介质透射到具有不同于第一折射率的第二折射率的第二介质中，则光线被折射。如果第一材料的折射率低于第二材料的折射率，则从 第一透光层被透射到第二透光层的光被折射到垂直于在第一透光层与第二透光层之间的界面的方向中。因此，使在第二透光层中的光的射线角的锥顶角减少。这样，使第二透光层的光束整形效应提高，并且较少的光相对于第一侧的法线以相对大的角度被发射到另一光学介质中。应注意的是，在第一透光层与第二透光层之间的界面是相对平滑的。因此，第二透光层的第一侧是相对平滑的。相对平滑的意味着第一侧没有到致使光散射的程度的突起部和凹部或粗糙度。换言之，界面和该第一侧可以由平滑函数描述，这意味着该函数可以被求导(differentiated)数次。应注意的是,并不意味着界面和第一侧是平坦平面，该界面和该第一侧可以是稍微弯曲的。如果该界面和该第一侧是相对平滑的，则从第一折射层被透射到第二折射层的光被以适当受控制的方式折射而无散射，并且因此，在第二透光层内获得射线角的界限清楚的锥。如果在光源的发光表面上使用了光束整形光学堆叠时，则这在刺眼减少的背景下是有利的。这样的光源的发光表面可以是相对大的。如果第一透光层被光学耦合到光源的发光表面时，则在相对于光源的发光表面形成相对小的角度的光发射角处的光的发射得以避免。因此，区域光源可以以相对高的光强度发光，而同时刺眼保持在典型的规范下。第一透光层和第二透光层可以透射光。光的透射意味着在第一侧处进入该层的光的至少一部分至少在第二侧处离开该层。因此，第一透光层和/或第二透光层可以是完全或部分半透明的和/或完全或部分透明的。第二透光层在第二侧处具有几何结构，这意味着第二侧不是大致平坦的表面并且包括可以由几何形状描述或限定的结构。在第二透光层的第二侧处发射的光被发射到另一光学介质中。另一光学介质是光束整形光学堆叠的周围的光学介质，并且因此，在特定应用中，另一光学介质是光束整形光学堆叠的周围的光学介质。如果光发射体和光束整形光学堆叠的组合被使用，则例如，在办公室环境中，另一光学介质是空气。然而，另一光学介质的实施例并不限于空气。如果光发射体和光束整形光学堆叠的组合在水下应用中被使用，则另一光学介质可以是水。此外，在本专利技术的上下文中，对术语“发出光”的使用并不排外地限于光源。发光以向外发送光的意义被使用。因此，在第二透光层的第二侧处，光被向外发送到另一光学介质中。光束整形光学堆叠可以是光束整形光学箔材、光束整形光学片、或直接在光源的发光表面的顶部上制造的堆叠。光束整形光学箔材可以通过将第一材料制的箔材胶合到第二材料制的箔材而制造，该第二材料包括已经在第二侧处的几何结构。光束整形光学片可以通过将第一材料片光学耦合到第二材料片并且随后将该几何结构冲压到第二透光层中而制成。堆叠可通过例如如下方式而直接制造在光发射体的发光表面的顶部上将一层第一材料旋涂在光发射体的发光表面上，接着使用一层第二材料旋涂该光发射体，最后将几何结构冲压到第二透光层的第二侧中。光束整形光学堆叠是相对薄的，这意味着光束整形光学堆叠的被限定在垂直于第一侧的方向上的厚度小于该堆叠的第一侧的长度和宽度。此外，光束整形光学堆叠可以是大致平坦的，这在本专利技术的上下文中意味着，光束整形光学堆叠可以大致遵循假想平面，但是该光束整形光学堆叠在第二侧处仍具有几何结构。然而，在其它实施例中，光束整形光学堆叠(例如，当被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.28 EP 10164220.51.一种用于被光学耦合到光发射体(222)的发光表面(219)的光束整形光学堆叠(108，124，218)，所述光束整形光学堆叠(108，124，218)包括: -由具有第一折射率的第一材料制成的第一透光层(120)，以及 -由具有第二折射率的第二材料制成的第二透光层(118，216)，所述第二透光层(118，216)包括 i)第一侧(I 10)，其被光学耦合到所述第一透光层(120)，用于接收来自所述第一透光层(120)的光； )第二侧(106)，其大致与所述第一侧(110)相对，用于将所接收的发光到另一光学介质中；以及 iii)几何结构(116，214)，其在第二侧(106)处，用于获得随着相对于所述第一侧(110)的法线(112)增加的光发射角(Θ a，0e)而降低的光发射； 其中所述第一折射率低于所述第二折射率。2.根据权利要求I所述的光束整形光学堆叠(108，124，218)，其中在所述第二折射率和第一折射率之间的比率高于I. 41。3.根据权利要求I所述的光束整形光学堆叠(108，124，218)，其中所述第一折射率低于I. 4。4.根据权利要求I所述的光束整形光学堆叠(108，124，218)，其中所述第一材料包括无定形含氟聚合物。5.根据权利要求I所述的光束整形光学堆叠(108，124，218)，其中所述第二折射率闻于I. 8ο6.根据权利要求I所述的光束整形光学堆叠(108，124，218)，其中所述第二材料包括聚合物，该聚合物包括TiO2纳米颗粒。7.根据权利要求I所述的光束整形光学堆叠(108，124，218)，其中所述几何结构(116,214)包括突起部(204)，该突起部(204)延伸远离所述第二透光层(118，216)并且伸入到另一光学介质中。8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：F齐普，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：