[发明专利]平坦光导

说明书

背景技术

空间光调制器(特别是包括液晶显示器(LCD))通常使用背光源或前光源来为显示器提供光。这些光的通用光源是发光二极管(LED)，其中LED位于LCD的正下方(所谓的“直下式”)、或者照亮设置在LCD下方的波导管边缘(所谓的“侧光式”)，或这二者的组合。在背光源由照亮波导管的LED阵列组成的组合的一个实例中，波导管被平铺以形成背光源。

光学波导管可以是平坦片材或可以为锥形，并且可以具有涂覆有反射材料诸如金属带的边缘。波导管通常通过将树脂模塑或浇铸为接近最终形状或最终形状来制造，或由较大片材加工而成。

发明内容

本公开描述了一种平坦光导，该平坦光导被构造成由一个或多个小光源诸如发光二极管(LED)光源照明。一个或多个小光源将光注入到阶梯状光导的端部中，所述阶梯状光导包括光重定向元件，所述光重定向元件能够改变所述光的方向，以使所述光垂直于所述阶梯状光导离开并进入平面光导边缘。在一方面，本公开提供了一种光导，所述光导包括：第一光导层，所述第一光导层沿着所述光导的沿着第一方向的第一长度延伸；和第二光导层，所述第二光导层沿着所述光导的沿着不同的第二方向的第二长度延伸。所述第一光导层包括：第一顶部表面，所述第一顶部表面包括第一阶梯，所述第一阶梯沿着所述第一方向延伸并且具有形成交替的第一踢板和第一踏板的多个第一台阶；相背对的第一底部表面；以及第一光输入侧，所述第一光输入侧在所述第一顶部表面与所述第一底部表面之间延伸，所述第一光导层配置成接收来自所述第一光输入侧的光。所述第二光导层沿着所述光导的沿着不同的第二方向的第二长度延伸，并且包括：第二顶部表面；相背对的第二底部表面；以及第二光输入侧，所述第二光输入侧在所述第二顶部表面与所述第二底部表面之间延伸，并且具有沿着所述第二光输入侧设置的一行第一光重定向元件，每个第一光重定向元件设置在不同的相应第一踏板上并且光学耦合到不同的相应第一踢板，所述第一光重定向元件被配置成使离开所述相应第一踢板的光重定向。

另一方面，本公开提供了如上所述的光导，其中每个第一光重定向元件包括：第一光重定向输入侧，所述第一光重定向输入侧邻近并且光学耦合到对应于所述光重定向元件的所述第一踢板；以及第一光重定向侧，所述第一光重定向侧与所述第一光重定向输入侧成倾斜角度并且被构造成使离开所述相应第一踢板并从所述第一光输入侧进入所述第一光重定向元件的光重定向，所述重定向的光在所述第二光导层内沿着所述第二方向传播并从所述第二顶部表面离开所述光导。

另一方面，本公开提供了如上所述光导，其中每个第一光重定向元件包括：底面，所述底面设置在所述相应第一踏板上；输入面，所述输入面从所述底面向上延伸并且光学耦合到所述相应第一踢板；和光重定向面，所述光重定向面与所述输入面相背对并从所述底面向上延伸，所述光重定向面被构造成使离开所述相应第一踢板并通过所述输入面进入所述第一光重定向元件的光重定向。

另一方面，本公开提供了如上所述光导，其中：所述第一光导层的第一顶部表面还包括第二阶梯，所述第二阶梯沿着所述第一方向延伸并且具有形成交替的第二踢板和第二踏板的多个第二台阶；所述第一光导层还包括第二光输入侧，所述第二光输入侧与所述第一光输入侧相背对并且在所述第一顶部表面与所述第一底部表面之间延伸，所述第一光导层被构造成接收来自所述第二光输入侧的光，所接收的光在所述第一光导层内沿着所述第一方向传播并从所述第二踢板离开所述第一光导层；并且所述第二光导层还具有沿着所述第二光输入侧设置的一行第二光重定向元件，每个第二光重定向元件设置在不同的相应第二踏板上并且光学耦合到不同的相应第二踢板，所述第二光重定向元件被构造成使离开所述相应第二踢板的光重定向，所述重定向的光在所述第二光导层内沿着所述第二方向传播并从所述第二顶部表面离开所述光导。

另一方面，本公开提供了如上所述的光导，其中每个第二光重定向元件包括：第二光输入侧，所述第二光输入侧邻近并且光学耦合到对应于所述光重定向元件的所述第二踢板；以及第二光重定向侧，所述第二光重定向侧与所述第二光输入侧成倾斜角度并且被构造成使离开所述相应第二踢板并从所述第二光输入侧进入所述第二光重定向元件的光重定向，所述重定向的光在所述第二光导层内沿着所述第二方向传播并从所述第二顶部表面离开所述光导。