[发明专利]照明装置有效

专利信息
申请号: 201980016364.X 申请日: 2019-01-11
公开(公告)号: CN111989606B 公开(公告)日: 2023-06-16
发明(设计)人: G·伍德盖特;J·哈罗德 申请(专利权)人: 瑞尔D斯帕克有限责任公司
主分类号: G02B19/00 分类号: G02B19/00
代理公司: 北京嘉和天工知识产权代理事务所(普通合伙) 11269 代理人: 王维;严慎
地址: 美国加利*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 照明 装置
【说明书】:

定向照明装置包括可以是有机LED(OLED)或无机LED的微型LED阵列,以及排列的固态折反射微型光学器件阵列,其布置成为微型LED提供水蒸气和氧气的阻挡并降低对热和压力变化的敏感度。固体折反射微型光学器件阵列的界面的形状被布置为使用已知的透明材料为来自对准的微型LED的光提供全内反射。薄而有效的照明装置可以用于环境照明、显示器背光或直接显示中的准直照明。

技术领域

本公开涉及一种装置,该装置包括与布置为固体层的多个光学元件对准的多个可寻址发光元件。这样的装置可用于可切换的环境照明、可切换的室内或室外电子显示屏或可切换至LCD显示器的背光。

背景技术

具有宽定向光输出分布的显示器通常用于从许多不同的视角获得舒适的显示器观看效果。对于多个用户共享图像内容,以及对于观看位置相对于显示中心线基本上不固定的显示器而言,这类显示器是期望的。

通过比较,具有窄定向光输出分布的显示器通常用于以减小的视角为用户的眼睛提供图像数据。这种显示器通常用于实现私密性显示(其中抑制窥探者可看到的图像)、夜间显示(其中抑制环境照明,例如,减少挡风玻璃的反射或减少杂散的杂散光)、低功率观看(其中不向远离用户眼睛的区域提供照明)和户外观看(其中在不增加或少增加背光功率的情况下,在狭窄的观看位置范围内提供高亮度)。

在已知的方法中,可以通过添加微百叶窗膜来实现窄定向光输出分布。这样的膜可以永久性地固定在显示器上,例如用于ATM自动取款机以进行私密性观看或用于夜间操作的汽车显示器。可替代地,这些膜可以由用户手动地放置在常规的宽定向光输出分布显示器的表面上以供私密性显示使用,并且可以被移除和存储以恢复正常的广角观看。微型百叶窗膜效率低下,因为它们通过在不需要的显示角度方向吸收来自背光的光来工作。作为构造的副作用,它们还显著衰减了所需方向的光。

诸如LCD(液晶显示器)的透射型空间光调制器的视角由背光的输出光分布和所使用的LCD面板的角透射特性来控制。通常,背光包括导光板(LGP),该导光板从布置在LGP的输入边缘处的诸如LED(发光二极管)之类的光源接收光。当光通过LGP传播时,LGP输出面上的结构化图案会在其面上提供限定的光泄漏。

其他已知的背光在LCD后面以矩阵结合了发光二极管(LED)阵列。来自LED的光被强烈散射,以产生大致均匀的背光照明。来自背光的光的定向光输出分布或定向光输出分布可通过在背光组件中添加固定层(例如棱镜膜和漫射器)来更改。在制造时,通过设计来固定背光以及因此显示器角度光定向光输出分布。

用于环境照明的照明系统,例如汽车前灯,建筑、商业或家用照明,可以提供窄定向光输出分布,例如通过聚焦光学器件以提供聚光效果,或者可以通过例如扩散光学器件以实现广域照明效果来实现宽定向光输出分布。

使用半导体生长到单片晶圆上而形成的无机LED表现出高水平的发光效率(lm/W)和高发光率(lm/mm2)。与光转换层配合,LED可以提供可接受的CIE显色指数(CRI)或颜色空间覆盖率。

可以在任意大的基板上形成有机发光二极管(OLED),但是发光度可能比无机LED所实现的发光度低1000倍以上。

在本说明书中,LED是指(i)直接从单片晶圆(即半导体元件)中提取的未封装的无机LED裸片芯片,这与已附接到引线框架以提供电极并且可以组装入塑料包装以方便后续组装的封装LED不同;或(ii)通过包括喷墨印刷、接触印刷、通过精细金属掩模或垂直平面源的蒸发的图案化沉积方法形成并且可以包括量子点材料的OLED元件。

封装的LED通常具有大于1mm的尺寸,并且更典型地具有大于3mm的尺寸,并且可以通过包括拾取和放置方法的常规印刷电路板组装技术来组装。由这种组装机放置的部件的精度通常可以为约正负30微米。这样的尺寸和公差防止了其应用于非常高分辨率的显示器。

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