[发明专利]具有角度变化的漫射膜的基于膜的前光源

说明书

在一个实施方案中，一种显示器包括：反射型空间光调制器；角度变化的漫射膜，该角度变化的漫射膜透射和散射在第一角度范围内入射的光，并且透射在第一角度范围之外的第二角度范围内入射的未偏射光；和前光源，该前光源包括被定位成将光发射到膜中的光源，该前光源具有设置在该反射型空间光调制器和该可变角度的漫射膜之间的发光区域。在一个实施方案中，在该发光区域中被提取的光：入射在空间光调制层上，入射角为与该空间光调制层的表面法线成在第二层中小于30度的峰值发光强度角；从该反射型空间光调制器反射；经过该膜；被该角度变化的漫射膜散射；然后离开该显示器。

技术领域

本文所公开的主题总体涉及光导、膜和发光设备，诸如但不限于灯具、背光源、前光源、无源显示器和有源显示器以及它们的部件和制造方法。

背景技术

需要一类发光设备，它们具有非常薄的形状因数，能够产生具有特定角光输出轮廓的光。常规上，为了减小显示器和背光源的厚度，已经使用了利用刚性光导的侧光式构型来接收来自边缘的光并且将光引导到较大面积的表面之外。这些类型的发光设备通常容纳在相对厚的刚性框架中，这些框架不允许部件或设备自由灵活，而且需要较长的交货时间来进行设计更改。这些设备的体积仍然较大，并且通常在设备周围包括较厚或较大的框架或边框。厚光导(通常为2毫米(mm)或更厚)限制了设计构型、制造方法和照明模式。将足够的光通量耦合到更薄的光导中的能力已经限制了进一步减小这些面发光设备的厚度和总体积的能力。

发明内容

在一个实施方案中，一种显示器包括：反射型空间光调制器；角度变化的漫射膜，该角度变化的漫射膜透射和散射在第一角度范围内入射的光，并且透射在第一角度范围之外的第二角度范围内入射的未偏射光；和前光源，该前光源包括被定位成将光发射到膜中的光源，该前光源具有设置在该反射型空间光调制器和该可变角度的漫射膜之间的发光区域。在一个实施方案中，在该发光区域中被提取的光：入射在空间光调制层上，入射角为与该空间光调制层的表面法线成在第二层中小于30度的峰值发光强度角；从该反射型空间光调制器反射；经过该膜；被该角度变化的漫射膜散射；然后离开该显示器。

附图说明

图1是发光设备的一个实施方案的顶视图，该发光设备包括设置在光导的一侧上的光输入耦合器。

图2是光输入耦合器的一个实施方案的透视图，该输入耦合器具有沿-y方向折叠的耦合光导。

图3是发光设备的一个实施方案的顶视图，该发光设备的两个光输入耦合器设置在光导的同一侧上，其中光源的光轴被取向成基本上彼此相对。

图4是包括三个光输入耦合器的发光设备的一个实施方案的顶视图。

图5是发光设备的一个实施方案的横截面侧视图，该发光设备包括光输入耦合器和光导，该光导在表面附近设置有反射光学元件。

图6是包括耦合光导的发光设备的一个实施方案的顶视图，其中在每个耦合光导内具有多个第一反射表面边缘和多个第二反射表面边缘。

图7是图6的耦合光导的输入端的放大透视图。

图8是基于膜的光导的一个实施方案的顶视图，该基于膜的光导包括锥形耦合光导的阵列。

图9是一个实施方案的发光设备的透视顶视图，该发光设备包括图8的基于膜的光导和光源。

图10是基于膜的光导的一个实施方案的顶视图，该基于膜的光导包括定向耦合光导的阵列，该定向耦合光导具有与入射表面相邻的锥形光准直侧边缘以及在光输入表面与该基于膜的光导的光混合区域之间的光转向边缘。

图11是包括前光源的空间显示器的一个实施方案的横截面侧视图。

图12是包括光导的发光显示器的一个实施方案的横截面侧视图，该光导还用作反射型空间光调制器的顶部基板。