[发明专利]用于照明设备和其他照明系统中的光管理的布鲁斯特角膜

说明书

技术领域

本发明涉及多层光学膜，该多层光学膜的反射特性很大程度上取决于该膜内微层之间的界面的相长干涉和相消干涉，本发明还涉及可以使用此类膜的照明系统以及相关方法、系统和制品。该照明系统可包括背光源，例如液晶显示器(LCD)装置和类似显示器中使用的背光源，包括但不限于直接照明式或侧光式类型。另外，还特别包括除了显示器中所用背光源之外的照明系统，例如，旨在用于照明而无需任何图形组件的照明系统(包括照明设备、工作灯等)。

背景技术

最近几年，面向公众的显示装置在数量和种类上都取得了巨大的增长。计算机(无论台式机、膝上型计算机或笔记本计算机)、个人数字助理(PDA)、手机和超薄液晶电视机只不过是其中的几个例子。这些器件中的某些可使用平常的环境光来观看显示器，但多数包括使显示器可见的背光源。

许多这种背光源都可归结为“侧光式”或“直接照明式”两种类型。这两类背光源的区别在于光源相对于背光源输出表面的布局，其中输出表面限定显示器件的可视区域。在侧光式背光源中，光源沿着背光源构造的边界被设置，位于与输出表面对应的范围或区域之外。光源通常将光发射到光导装置中，该光导装置具有与输出表面接近的长度和宽度维度，并且光被从其中提取以照亮输出表面。在直接照明式背光源中，光源阵列被设置在输出表面的正后方，并且漫射器被设置在光源的前面，从而得到更加均匀的光输出。某些直接照明式背光源另外整合边缘安装式的光源，因此能够以直接照明式和侧光式两种方式工作。

发明内容

在一个实施例中，光学组件包括具有内布鲁斯特角的反射器以及具有正交的反射轴和透射轴的反射型偏振器。

在另一个实施例中，直接照明式背光源组件包括：一个或多个灯；反射器，其具有内布鲁斯特角，其中反射器的主表面面向一个或多个灯中的至少一个；以及光重定向层。

在本发明的又一个实施例中，光学组件包括：一个或多个灯；显示面板；以及反射器，其具有内布鲁斯特角。反射器为至少三层的多层干涉膜，其中这些层中的至少一层是双折射的，并且x方向上的折射率(n_x)小于z方向上的折射率(n_z)，其中x方向是面内方向。反射器位于灯和显示面板之间。

在另一个实施例中，光学组件包括具有平滑侧的背光源反射器，该背光源反射器具有在空气中小于90度的内布鲁斯特角，其中膜内部对某种偏振态的内部反射率在某一角度下为零。背光源反射器在垂直入射角度处的反射率为50％或更大。

本发明公开了多层光学膜，该多层光学膜对所有偏振态在垂直入射角度均表现出高反射率，但优先透射在一个或两个正交的入射平面内的大角度光线。本发明公开了对称构造和非对称构造。该膜可用于直接照明式背光源和除直接照明式背光源之外的照明系统(例如侧光式背光源)以及非背光源照明系统(例如，旨在用于一般照明而无需任何图形组件的系统，诸如照明设备和工作灯之类)。

本专利申请的这些方面和其他方面通过下文的具体描述将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

在整篇说明书中都参考了附图，其中相同的附图标记表示相同的元件。

图1为结合液晶显示器的直接照明式背光源的分解透视图。

图2为直接照明式背光源组件的第一实施例的示意性剖视图。

图3为直接照明式背光源的一个实施例的平面图。

图4为利用例如LED的紧凑型光源的直接照明式背光源实施例的平面图。

图5为示出在背光源的输出表面的至少一部分上的亮度相对于位置的理想化曲线图。

图6示出了形成单个界面的两层叠堆膜，其中标注有表示如何标示不同折射率的符号。

图7为表示多层构造中各种折射率的情况以及它们如何增大或消除该构造的内布鲁斯特角的示意图。

图8为表示多层构造中各种折射率的情况以及它们如何减小或消除该构造的内布鲁斯特角的另一个示意图。

图9为若干多层双折射反射器的反射率相对于角度的曲线图，这些多层双折射反射器具有从空气入射的光可达到的内布鲁斯特角。

图10和图11分别为在光学组件的一个实施例中使用的具有盘形部分的反射器的顶视图和侧视图。

图12为直接照明式背光源组件的另一个实施例的剖视图。

图13为直接照明式背光源组件的另一个实施例的剖视图。