照明系统和包括照明系统的显示器技术方案

公开了一种照明系统，包括至少一个光源（２）和光引导件（１）。该光引导件（１）的第一部分由光发射面（１２）和背面（１３）限定，并且该光引导件的第二部分由光接收面（１４）和光反射面（１５）限定。该光源（２）设置为邻近或大致邻近该光接收面（１４），并且来自该光源的光线通过该光接收面（１４）进入光引导件，并由该光反射面（１５）反射进入该光引导件的第一部分。光线通过光发射面（１２）从波导发射，并可以用来照亮例如放置在光发射面（１２）之上的显示设备。该光源和该光接收面位于波导的与该光发射面相同的一侧上。

【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照明系统，例如可用作显示设备的背光的照明系统， 该显示设备整个或部分地为如液晶显示设备之类的透射空间光调制器。还 涉及结合这样的照明系统的显示器。所公知的是，显示设备整个或部分地为将由设置在显示设备后面的照 明系统照亮的透射空间光调制器("在显示设备后面"意思是照明系统设置 在显示设备朝向观众的相反侧)。这样的照明系统通常公知为背光。
技术介绍
在美国专利No.4612295中描述了一种公知类型的背光，并在图l(a) 中的侧视图和图l(b)中的从上部观察的平面图中示出，该背光包括透明的 光引导件l。光引导件1可为平板状光引导件，或它可为锥形的，其厚度 随着跨光引导件的距离而降低。例如荧光管之类的一个或多个光源2沿着 光引导件的一个或多个边缘定位(为了解释的简化，在图l(a)和l(b)中仅示 出一个荧光管)，且来自每个光源2的光线进入光引导件1，并根据"全内 反射"现象在光引导件内传播。光引导件的较大的平面中的一个平面设置 有散射结构(未示出)，使得在光引导件内传播的光线较佳地以在光引导件 的区域范围内大致均匀的强度散射出光引导件。光引导件1设置在通常由 图1(a)中的3表示的透射类型的显示设备的后面，使得散射出光引导件的 光通过显示设备3。图1示出的一般类型的背光可选择地采用发光二极管(LED)代替荧光 管作为光源。美国专利No. 6904225描述了一种用于从光引导件引出光线 的特殊类型的散射结构，其包括设置在光引导件表面上的多个散射点。通 过改变设置在光引导件上的散射点的数量密度，以补偿整个光引导件区域 在波导内传播的光线的密度方面的变化，而由所述的点的特殊放置限定的型地具有lmm量级的 尺寸，而用于显示器的背光的光引导件典型地可具有10cm或更大量级的 尺寸。因此，如从美国专利No. 6904225中获取的并表示从光引导件之上 看的平面图的图2所示，当采用LED作为光源时，光引导件的一些区域4 接收来自光源2的相对低强度的光线。接收来自光源2的相对低强度的光 线的光引导件的这些区域4设置有较高数量密度的散射点5，使得从光引 导件的发射的光的强度在整个光引导件的区域保持为近似均匀。图1中示出的一般类型的背光在后部照明的显示器中广泛采用，特别 是用于用在移动设备和小型监视器中的小型LCD显示器。它们应用至大 型监视器也是可能的。通常，图l(a)和l(b)中示出的这种类型的采用LED作为光源的背光采 用白光LED。如在下文将更详细描述的，白光LED包括磷，磷吸收由LED 的发光元件发射的部分光线，并以不同于发光元件的原始发射波长的波长 重新发射光线，使得来自LED的输出除包含来自发光元件的输出的未吸 收部分外，还包含由磷重新发射的成分。可选择地，图l(a)和l(b)中示出 的这种类型的背光可采用单彩色LED(例如，红、绿和蓝LED)-然而，由 于需要提供使来自红、绿和蓝LED的光线能够在其中混合以给出白光的 光转换部，因此这并不是普遍采用的类型。图3为穿过由透射类型的显示设备3和图1中示出的一般类型的背光 组成的典型的显示器装置的示意剖面图，其中LED用作光源2。(图3'中 仅示出一个光源)。较佳地，反射镜11设置在光引导件1后面，使得从远 离显示设备3的光引导件1的后表面发射的任何光线由反射镜反射回显示 设备3。这改善了显示器装置的输出效率。例如，透射类型的显示设备3可以为液晶显示设备。需要确保从LED进入光引导件1的光线的良好的耦合意味着光引导 件1的厚度t不能明显小于LED的直径d。具有0.88mm直径或甚至0.6mm 直径的LED在商业上已经可用了，且如果釆用这样的LED，需要光引导 件l具有至少0.8mm或0.6mm的厚度t。(在锥形波导的情况下，波导的 厚度t在至少一点处至少必须为0.8mm或尤其在移动设备市场，存在向更薄显示器装置发展的趋势。这主要允 许更方便的处理，以降低费用，并允许更多功能装配到盒体中；而且，更薄的设备对消费者更具有吸引力。对于LCD模块(例如)，背光单元的厚度是整个厚度的重要部分。因此，希望降低背光单元的厚度，以使显示器装 置的厚度能够降低。LED典型地制造成LED封装的形式，其由典型地具有300pm量级尺 寸的发光元件组成，该发光元件由反射镜包围，以校准由发光元件输出的 光线。在白光LED封装的情况中，发光元件通常发射蓝光或紫光区域光 谱的光线，且发光元件还由黄磷包围，其中黄磷吸收来自发光元件的一部 分蓝/紫光，并以黄光区域的光谱重新发射，由磷重新发射的黄光和来自发 光元件的蓝/紫光中的未被吸收的部分混合，以产生白光输出。反射镜典型 地由树脂制成，具有60pm的典型厚度。在这种结构的LED封装中，来自 发光元件的蓝/紫光入射到树脂反射镜上，且由此导致树脂反射镜退化。因 此，不希望降低LED封装的厚度，因为这会缩短LED封装的寿命。原则上，树脂反射镜可由金属反射镜代替。然而，为了通过用金属反 射镜代替树脂反射镜而降低LED封装的厚度，需要金属反射镜比目前的 树脂反射镜薄，如具有小于60pm的厚度。具有小于60pm的厚度的金属 反射镜在结构上很脆弱并容易损坏，使得LED封装的寿命将会再次被縮 短；这样的薄金属反射镜也难以制造。类似地，如果背光设置有一个或多个荧光管作为光源，在实践中荧光 管具有0.6-0.8mm左右的直径。与很小的LED-—样，具有0.3mm以下直 径的荧光管是已知的，如此薄的荧光管具有较短的寿命和较低的光输出。如上述参照图2所解释的，LED在一定角度范围内发光，且典型地具 有比背光的光引导件的尺寸小很多的尺寸。因此，设置具有光转换部或光 混合部的光引导件是己知的，在光引导件中，来自LED的光线能够发散， 以覆盖光引导件的整个宽度，如果设置多个LED，其中来自LED的光线 能够发散，以与从相邻LED发射的光线会合。美国专利No. 6951401公开 了一种背光，其中这样的光转换部平行设置，并与光引导件的主体隔离， 通过将光转换部放置在光引导件的主体的后面，可使背光更加紧凑。这在 图4中示出，图4为穿过美国专利No. 6951401的背光的剖面图。在图4中示出的美国专利No. 6951401的背光中，来自光源2(在这个 例子中为LED)的光线耦合进入光转换面板7。光转换面板7与光引导件的 主体平行设置。选择光转换面板7的长度，使得当光线沿着光转换面板7 通过时，来自LED的光能够产生所需要的发散性。而且，美国专利No. 6951401采用单彩色LED,并且来自不同LED的光线在光转换面板7中 混合，以产生白光。离开光转换面板7的光线通过限定弯曲波导的弯曲反 射镜8耦合进入光引导件l的主体。为了将光线散射出光引导件前表面lb， 散射结构9设置在光引导件的背面la。在美国专利No. 6951401的背光中，每个光转换部7和光引导件1的 厚度需要至少与LED的直径一样大，以确保进入光转换部的光线和从光 转换部7进入光引导件1的光线的良好的耦合。美国专利No. 6371623也提出需要使来自LED的光线能够在其中发散 以覆盖光引导件的整个宽度的光转换部。如图5(a)所示，美国专利No. 6371623教导了在来自LED的光线的路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统，包括光源和光引导件；　其中所述光引导件的第一部分由光发射面和与所述光发射面大致相对的背面限定，并且所述光引导件的第二部分由光接收面和光反射面限定，所述光反射面用于将通过所述光接收面进入所述光引导件的第二部分的光线反射进入 所述光引导件的第一部分；　其中所述光引导件的第一部分和所述光引导件的第二部分限定光学上连续的折射媒介；　其中所述光发射面、光接收面、光反射面和背面是相互不重合的；　其中所述光源设置为邻近或大致邻近所述光引导件的光接收面；以 及　其中所述光源和所述光接收面位于波导的与所述光发射面相同的一侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬詹姆斯法沙姆，大卫詹姆斯蒙哥马利，艾玛杰妮沃尔顿，张彤，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]