CN1406325A - 照明系统和显示装置 - Google Patents

照明系统和显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1406325A
CN1406325A CN01805630A CN01805630A CN1406325A CN 1406325 A CN1406325 A CN 1406325A CN 01805630 A CN01805630 A CN 01805630A CN 01805630 A CN01805630 A CN 01805630A CN 1406325 A CN1406325 A CN 1406325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
output element
light source
illuminator
coupling output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN01805630A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1222710C (zh
Inventor
L·拉默斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lumileds Netherlands BV
Original Assignee
Lumileds Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lumileds Netherlands BV filed Critical Lumileds Netherlands BV
Publication of CN1406325A publication Critical patent/CN1406325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1222710C publication Critical patent/CN1222710C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Abstract

背后照明装置包括光发射板(1)，该发射板具有前壁(2)、与该前壁(2)相对的后壁(3)、以及相面对的第一和第二透光边缘表面(4；5)，该边缘表面与许多第一和第二光源(6；7)相结合。从光源(6；7)发射的光在发射板(1)中漫射。后壁(3)的一部分表面区域(8；9)具有用于将光引出发射板(1)的引出装置(18、18’…；19、19’…)。第一引出装置(18、18’…)最好引出自第一光源(6)发出的光，反之亦然。在操作中，表面区域(8；9)的上述部分将光投射在具有相关颜色过滤器(35)的(LCD)显示装置板(34)上。在第二边缘区域(5)的附近，该第一引出装置(18、18’…)的密集度大于第二引出装置(19、19’…)的密集度，反之亦然。该引出装置(18、18’…；19、19’…)最好形成为楔形，对着第二光源(7)的第一引出装置(18、18’…)的侧表面平行于第二透光表面(5)延伸，反之亦然。光源(6；7)最好包括许多蓝色、绿色、(琥珀色)以及红色LED，每个LED的光通量最好至少为5流明。

Description

照明系统和显示装置
本发明涉及一种向提供显示装置照明的照明系统，该照明系统设置有光发射板，该发射板包括：
前壁、对着该前壁的后壁、以及位于前壁和后壁之间的第一和第二透光边缘表面；
至少一个第一光源与第一边缘表面相结合，而至少一个第二光源与第二边缘表面相结合；以及
在操作中，从第一光源发射的光入射在第一透光边缘表面上，而从第二光源发射的光入射在第二透光边缘表面上，上述入射光在光发射板内传播。
本发明还涉及具有上述照明系统的显示装置。
上述照明系统本身是已知的，也称作边缘照明系统。它们被特别地用作(图像)显示装置的背后照明，例如用作电视接受机和监视器的背后照明。这种照明系统特别适合于用作非发射式显示装置的背后照明系统，例如用作液晶显示装置(也称作LCD板)的背后照明系统。这种显示装置通常用在(便携式的)计算机或(无线)电话中。
这种显示装置一般包括设置有图像元件(像素)的规则图案的底衬，该像素分别由至少一个电极控制。为了在(图像)显示装置的(显示)屏的相关区域上形成图像或数据图形的图像，该显示装置应用了控制线路。在液晶显示装置中，可利用开关或调制器调制背后照明系统发射的光，由此可以运用各种类型的液晶效应。另外，显示原理可以根据电泳或电机械效应。
在开头一段提到到照明系统中，一般采用管形低压汞蒸汽放电灯，例如一个或多个小型荧光灯作光源。在操作中，由该光源发射的光被耦合入到起光波导装置作用的光发射板中。这种光波导装置一般形成为相当薄的平板，采用例如合成树脂或玻璃制作，在(全)内反射作用下，光可以透过该光波导装置。
这种照明系统还可以采用其它的光源，形式为光电元件(还称作电光元件)，例如场致发光元件，特别是LED(发光二极管)。这些光源一般配置成靠近或抵靠着光发射板的透光边缘表面，使得在操作时，由光源发射的光可以入射在透光边缘表面上，并传播进入该光发射板。
在US-A5664862中，说明一种用于照明LCD板(液晶显示板)的照明系统。对于这种光源可以应用白炽灯。其中还提到其它光源例如荧光灯和发光二极管。在操作中，光源使光经第一透光边缘表面耦合入光发射板，该光发射板还称为光导装置。该光发射板的后壁具有又称作小槽面的耦合输出元件，这些小槽面最好成形为使得可以反射经第一透光边缘表面进入光发射板的光，主要反射到发射板纵方向，即反射到相对的第二透光边缘表面的方向。在第二透光边缘表面反射的光入射在小槽面上，由此部分地反射入射光，结果，一部分光受到反射，从而耦合出光发射板，而另一部分光继续沿其路径穿过该光发射板。该小槽面这样配置在后壁上，使得可以在LCD板上得到光均匀分布的照明。
上述照明系统的缺点是，在光发射板上的光的分布，特别是靠近光源的地方，是非常不均匀的。其结果为显示装置不能获得充分均匀的照明。
本发明的目的是完全或部分的克服上述缺点。本发明的具体目的是提供一种在开头一段中所述的那种照明系统，其中可以提高了照明系统光分布的均匀性，因而使得显示装置受到均匀的照明。
按照本发明可以达到此目的，其中：
光发射板的前壁或后壁的第一亚表面设置有用于使主要由第一光源发出的光耦合出该发射板的第一耦合输出元件；和
该光发射板的前壁或后壁的第二亚表面设置有用于使主要由第二光源发出的光耦合出该发射板的第二耦合输出元件；
第一耦合输出元件的密集度在第二边缘表面附近高于第二耦合输出元件的密集度；和
第二耦合输出元件的密集度在第一边缘表面附近高于第一耦合输出元件的密集度。
将耦合输出元件划分成主要使第一光源发出的光耦合出的第一耦合输出元件和主要使第二光源发射的光耦合出的第二耦合输出元件，然后将这些耦合输出元件分别群集成第一亚表面和第二亚表面，该亚表面与边缘表面分开一定距离，在边缘表面中与第一或第二光源相关的光耦合入光发射板，在相应光源的光接触将该光耦合出光发射板的耦合输出元件之前，可以应用一部分光发射板来混合从这些光源发出的光。由于使靠近上述第二边缘表面的、优先使第一光源直接发射光耦合出的第一耦合输出元件的密集度增加，因此，从第一光源发射的光可首先穿过光发射板一段距离，其结果为，光照射(strike)在耦合出该光的耦合输出元件上的危险相当小。换言之，如果靠近第一边缘表面的第二耦合输出元件的密集度被选择为大于第一耦合输出元件的密集度，则(直接)从第一光源发出的光的主要部分将在离第一边缘表面较大距离的位置处耦合出光发射板。这对于从第二光源发出的光也是成立的。由于增加了靠近第一边缘表面的、可以优先耦合出由第二光源(直接)发出的光的第二耦合输出元件的密集度，可获得：第二光源发出的光首先通过光发射板一段距离，其结果为，显著减少了光照射在耦合出上述光的耦合输出元件上的危险。
采用一部分光发射板来增强光的混合，其附加的优点是，不再需要分开的光混合室，在该混合室中混合光源发出的光，然后再将其耦合入到光发射板中，这样便相当节省了照明系统内的空间。作为本发明措施的结果，采用了一部分光发射板作为一种“内部”光混合室。
如果光源包括不同颜色光源例如兰色、绿色、(琥珀色)和红色光源的集合，例如不同颜色发光二极管的集合，则在光发射板中形成的混合光是很有利的。这种集合可以形成为各种排列形式，使其靠着光发射板的透光边缘表面，可以选择各种不同颜色的光源的颜色、波长和相对强度，使得在充分混合之后，可以形成具有某种(可调)色温的白光。但不希望因光混合不充分而在光发射板的边缘出现彩色图案和在显示装置看到这种彩色结果。
利用本发明的措施，可以在耦合出第一光源发射光的耦合输出元件和耦合出第二光源发射光的耦合输出元件之间形成一种(光学)划分。
一般地将，在本发明的照明系统中，使相应亚表面配合使用便可以均匀地照明该显示装置。选择亚表面和在该亚表面上耦合输出元件的分布，使得在操作中由各个亚表面发出的光可以均匀照明该显示装置。
利用本发明的措施，可以提高由照明系统发射光的分布均匀性。结果，可以更均匀地照明(图像)显示装置。
在已知的照明系统中，耦合输出元件形成为使得经透光边缘表面进入光发射板的而后入射在耦合输出元件上的光大致沿光发射板的纵方向发射，即，沿面对边缘表面的方向上。由透光边缘表面发出的光在从该相对的边缘表面反射后照射在耦合输出元件上，该光然后被耦合出光发射板，因为耦合输出元件的形状在此传播方向是不同的。如果光在与该透光边缘表面相对的边缘表面上反射之后还不能被耦合出，则光发射板的效率变坏。
耦合输出元件的形状影响光从光发射板耦合出的路径。本发明照明系统的有利的实施例在于：第一和第二耦合输出元件是楔形的；
面向第二光源的第一耦合输出元件的侧面至少基本上平行于第二边缘表面延伸；和
面向第一光源的第二耦合输出元件的侧面至少基本上平行于第一边缘表面延伸。
因为面向第二光源的第一耦合输出元件的侧面横截于第二光源发射光的(主)方向，所以在第二光源(直接)发出的光照射在第一耦合输出元件时，光不能耦合出光发射板。因为面向第一光源的第二耦合输出元件的侧面横截于第一光源发射光的(主)方向，所以在第一光源(直接)发出的光照射在第二耦合输出元件上时，该光不能耦合出光发射板。以这种方式反射的光基本上平行于光发射板的纵方向传播。只有在光照射到沿不横截于光传播(主)方向延伸的耦合输出元件的侧面上时，光才能够耦合出光发射板。由于减小了一个光源直接发出的光在靠近与该光源相结合的边缘表面处耦合出的可能性，所以改进了靠近该光源处的光的混合。
亚表面的形状、它们彼此的相对位置以及光透射部件分配在亚表面上的方式影响光发射板发射光的路径。
本发明照明系统的有利实施例的特征在于：各个亚表面包括近似覆盖光发射板的一半前壁或后壁的单一表面；
耦合输出元件配置成使得由亚表面耦合出的光的程度至少是基本上恒定的。
在照明系统的此种优选实施例中，第一耦合输出元件主要负责照明显示装置的一半，而第二耦合输出元件主要负责照明显示装置的另一半。两个亚表面最好有某种程度的重叠，以便提高显示装置的照明均匀性。耦合输出元件在上述亚表面上的分布是如此均匀的，使得由亚表面发出的光可以很均匀地照明显示装置的相应部分。使亚表面最好形成在前壁或后壁的与光源透光边缘表面隔开一定(最大)位置那部分上，这样便可以获得均匀照明的显示装置。
特别有利的是使得光发射板的第一亚表面均匀照明显示装置的一半例如下半部分，而使光发射板的第二亚表面主要照明显示装置的另一半例如上半部分。这样做的优点是，显示装置的两半的照明程度可以是不同的。这样做的另一个优点是，显示装置的显示屏可在空间上顺序操作。在另一个实施例中，可以在一个亚表面上或在两个亚表面上形成脊部，由于这种脊部，可以有效防止显示装置的两半之间的光的混合。
除上述在亚表面上均匀分布耦合输出元件外，按照本发明另一实施例，最好使耦合输出元件在亚表面上进行不均匀分布。为此目的，这种照明系统的实用实施例的特征在于，亚表面彼此部分重叠。适当选择地耦合输出元件的不均匀分布使得由不同亚表面发出的光可以很均匀地照明显示装置。为此目地，照明系统使用实施例的特征在于，这些亚表面彼此部分重叠。
再一种选出的耦合输出元件的分布可使各个亚表面发出的光很均匀照明显示装置。为此目的，本发明的照明系统另一优选实施例的特征在于，亚表面在光发射板的前壁或后壁的主要部分上延伸，并且耦合输出元件配置成使得耦合出的光量随离开透光边缘表面的距离而变化。
耦合输出元件最好配置在光发射板的整个前壁或后壁上，在接近透光边缘表面的地方耦合出光量相当少，而靠近相面对的边缘表面处却相当大。
按照特别有利的分布，耦合输出元件被配置成使得耦合出的光量可以随离开透光边缘表面的距离而变化。在另一个优选实施例中，耦合输出元件被配置成使得耦合出的光量随正弦或余弦的平方变化。
耦合输出元件最好配置在光发射板的后壁上。
光源最好包括至少一个其光通量至少为5lm的LED(发光二极管)。具有这种高输出的LED也称为强光LED组件。应用这些高效高输出的LED其特别的优点是，对于要求的相当高光输出所需的LED的数目相当小，这对于制作小型、高效的照明系统是很有利的。应用LED的另一个优点是，其寿命相当长，能源成本相当低，LED的照明系统的维护成本低。
应用LED的再一个优点是，可以得到动态的照明。为此目的，照明系统一个实施例的特征在于，光发射板具有用于检测操作中光源发射光的光学特性的传感器。如果不同种类的LED被组合和/或不同颜色的LED被使用，则可以例如适当混合各种颜色，以获得具有要求色温的白光。另外，可以不依赖于显示装置的状态获得颜色的变化。该传感器可以装在例如光发射板的边缘表面上。
在另一个优选实施例中，照明系统包括用于改变光源光通量的电子控制装置。适当的电子控制装置使得可达到要求的照明效果和改进耦合出光的均匀性。另外，适当地组合LED可以得到白光，利用该电子控制器可以调节要求的该白光色温。
在照明系统的优选实施例中，光源包括至少两个发射不同光波长的发光二极管。这种二极管发射预定波长范围内的光。LED最好还包括已知的兰色、绿色和红色LED的组合，或红色、绿色、兰色和琥珀色LED的组合。
参照下面说明的实施例，可以更清楚地看出和解释本发明的这些和其它方面。
这些附图是：
图1A是包含本发明照明系统实施例的显示装置的横截面图；
图1B示出图1A照明系统的细节；
图2A是本发明照明系统另一实施例细节的横截面图；和
图2B是本发明照明系统再一实施例细节的横截面图。
这些图纯粹是示意性的，没有按比例画出。特别是为了清楚起见，有些尺寸被特别放大。在这些图中，尽可能用相同的附图标记表示相同的部件。
图1A是本发明照明系统实施例的横截面图。该照明系统包括用透光材料制成的光发射板1，该光发射板采用例如人造树脂、丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯例如有机玻璃制作，或用玻璃制作。在全内反射作用下，在操作时，光可以透过该发射板1。该发射板1包括前壁2和与其相对的后壁3。在前壁2和后壁3之间的是边缘表面4和5，该边缘表面均是透光的。在图1A所示的实施例中，至少一个光源6与标记为4的边缘表面相结合，而至少一个光源7与标记为5的边缘表面相结合。在操作时，由光源6和7发射的光入射在透光的边缘表面4和5上，并传播进入发射板1。
按照本发明，光发射板的前壁或后壁包括至少两种耦合输出元件，这些部件非对称地分布在前壁或后壁上。在图1A所示的例子中，光发射板1的后壁3的第一亚表面8具有第一耦合输出元件18、18’...，这些耦合输出元件用于使光耦合出发射板1，由第一耦合输出元件18、18’...耦合出的光主要是第一光源6发出的光。图1A还示出光发射板1后壁3的第二亚表面9，该亚表面9具有用于使光耦合出发射板1的第二耦合输出元件19、19’...。由第二耦合输出元件19、19’...耦合输出的光主要是第二光源7发射的光。在图1A中，亚表面8和9显示出很小的重叠。
耦合输出元件18、18’...、19、19’...包括又称作小槽面的形变的(图案)以及例如漏模印刷斑点、楔部和/或脊部。该耦合输出元件在光发射板1的后壁3上形成，形成方法可以采用例如腐蚀法、刻画法或喷砂法。在另一实施例中，该耦合输出元件设置在光发射板1的前壁2上。在又一实施例中，该耦合输出元件被实施成为可以通过衍射方式耦合输出光的微结构。一般地将，该耦合输出元件可以采用反射、散射、衍射和/或折射方法使光耦合出发射板1。
在图1A所示的实施例中，各个亚表面8和9覆盖光发射板1的大约半个后壁，耦合输出元件18、18’...、19、19’...设置成，使得由亚表面8和9耦合出的光量至少基本上为常数。在此实施例中，可以在耦合出第一光源发射的光的耦合输出元件和耦合出第二光源的发射的光的耦合输出元件之间形成某种(光学)划分。这样，光源6和7中一个光源发出的光可在光发射板1中传播一定距离，然后再被耦合出。如果第一光源6发射的光直接入射在第二亚表面9上的第二耦合输出元件19、19’...上，则光不能耦合出。仅在第一光源6发射的光入射在第一亚表面8上的耦合输出元件18、18’...上时，该光才能够耦合出光发射板1。对于第二光源发射的光也存在类似状况。在第二光源7发射的光直接入射在第一亚表面8上的第二耦合输出元件18、18’...时，则光不能耦合出。仅在第二光源7发射的光入射在第二亚表面9上的第二耦合输出元件19、19’...上时，该光才能耦合出光发射板1。因此，相应的光源6和7发射的光首先在发射板1中传播约一半的距离，然后该光再耦合出发射板1，光发射板1的这些第一部分用于增强光源6和7发射光的混合。
图1A也是示意图，示出可选择的(偏振)漫射体28和反射漫射体29，这些板使光发射板1发射的光进一步混合，可以向(液晶)(图像)显示装置提供要求的光偏振方向。另外，在图1A中，标记34表示具有颜色滤光器35的液晶显示板，这些部件在图中很示意地示出。在图1A中，液晶元件34A、34A’相互连接，使得可以透过光。然而用叉子表示的液晶元件34B、34B’不透光(见图1A的水平箭头)。在此例子中，颜色过滤器35包括用R(红色)、G(绿色)和B(兰色)表示的三基色。在过滤器35中的R、G、B过滤元件对应于液晶显示板34的液晶元件，该R、G、B过滤元件仅仅透射对应于该过滤元件颜色的光。
将光发射板1和耦合输出元件18、18’...、19、19’...、光源6和7、漫射体28和29、液晶显示板34和外壳20组装在一起便形成显示图像例如显示(视频)图像的显示装置。
光发射板1最好设置有用于测量光的光学特性的传感器(在图1A中未示出)，该光在操作时是由光源6和7发射的。该传感器连接于电子控制装置(图1 A中未示出)，以便适当调节光源6和7的光通量。利用该传感器和电子控制装置可以形成反馈机构，以便调节从发射板1耦合出的光的质量和光量。
图1B是很示意的，没有按比例画出，该图示出图1A所示的照明系统细节，即，设置有光源6和7以及耦合输出元件18、18’...、19、19’...的光发射板被划分成相应的亚表面8和9。此图很示意地示出从第一光源6(虚线)和从第二光源7(实线)发出的少许光束，以及由箭头表示的光束的方向。
设置在光发射板1的后壁3上的耦合输出元件18、18’...、19、19’...起二次光源的作用。特别的光学系统与这些二次光源结合，这些光学系统可以配置在例如前壁2上(在图1A和1B中未示出)。这些光学系统用于形成例如宽的光束。
在图1A和1B中，第一和第二耦合输出元件18、18’...、19、19’...成形为楔形，面向第二光源7的第一耦合输出元件18、18’...的侧表面至少大体平行于第二边缘表面5，而面向第一光源的第二耦合输出元件19、19’...的侧面至少大体平行于第一边缘表面4。因此，耦合输出元件18、18’...、19、19’...的该侧面大体横截于后壁3延伸。这样设置耦合输出元件18、18’...、19、19’...，使得在后壁3和耦合输出元件18、18’...、19、19’...之间的角度稍微偏离90度。这种偏离最好可以防止在该侧面上反射的光束不会入射在相邻的耦合输出元件上。
在此例子中，光源6和7包括许多LED(发光二极管)，但也可以采用其它的光源，例如放电灯，或采用许多光电元件，这种光电元件也称作电光元件，例如场致发光元件。LED光源亮度比荧光管的亮度高很多倍。另外，与荧光管相比，LED能使光以更高的效率耦合入光发射板。应用LED做光源的优点是，LED可以与合成树脂做的光发射板接触。LED沿光发射板的透光边缘表面的方向基本上不产生热量，而且也不发射有害的紫外光(UV)。应用LED的另一优点是，可以省去将LED发射的光耦合入光发射板的装置。另外，采用LED可以使照明系统作得更紧凑。
最好应用三种不同颜色的LED，即蓝色、绿色和红色LED。在另一实施例中，还可应用琥珀色的LED，这种LED具有相当高的光输出。所用的LED最好分别具有至少5lm的光通量。具有这种高输出的LED还称作强光LED组件，该强光LED的例子是“Barracuda”式LED(Hewlett-Packard)，对于红色LED，每个LED的光通量为15lm，对于绿色LED为13lm，对于兰色LED为5lm，而对于琥珀色的LED为20lm。在另一实施例中，可以应用“Prometheus”式强光LED(Hewlet t-Packard)，对于这种强光LED，每个红色LED的光通量为35lm，对于绿色LED的光通量为20lm，对于兰色LED的光通量为8lm，而对于琥珀色LED的光通量为40lm。
LED最好装在(金属芯的)印刷电路板上，可利用例如导热粘接剂将强光LED装在这种(金属芯的)印刷电路板上，这样，利用印刷电路板的传热可以很容易耗散由LED产生的热量。在另一个有意思的的照明系统实施例中，该(金属芯的)印刷电路板可通过适当的导热连接件例如导热的金属(如铝)与显示装置的外壳接触。一般地，按照本发明的措施，靠近第二边缘表面的第一耦合输出元件的密集度高于第二耦合输出元件的密集度，而靠近第一边缘表面的第二耦合输出元件的密集度高于第一耦合输出元件的密集度。
在本发明的另一照明系统实施例中，该亚表面局部地彼此重叠。该亚表面最好在光发射板的前壁或后壁的主要部分延伸，耦合输出元件这样设置，即，使得耦合出的光量逐渐随离开透光边缘表面的距离而变化。
图2A是示意图，示出本发明照明系统另一实施例细节的横截面图。与图1A和1B相比，图2A中的对应部件用增加了100的标记来表示。该照明系统包括该光发射板101，该板具有前壁102和后壁103。边缘表面104、105是透光的，并至少与一个光源106、107相结合。
在图2A所示的本发明照明系统的实施例中，亚表面108、109包括光发射板101的整个后壁103。亚表面108、109表示为三角形，该三角形表示耦合输出元件(在图2A中未示出)这样配置，即，使得耦合出的光量与离开透光边缘表面104、105的距离线性变化。在靠近第一光源106的地方，耦合出的光量比较小，这是因为第一耦合输出元件形成亚表面108的一部分，而在对着透光边缘表面104的边缘表面105的附近耦合出的光量达到最大，因为第一耦合输出元件形成亚表面108的一部分。同样，在第二光源107的附近，耦合出的光量比较小，因为第二耦合输出元件形成亚表面109的一部分，而在对着透光边缘表面105的边缘表面104的附近，耦合出光量达到最大，因为第二耦合输出元件形成亚表面109的一部分。这样，在靠近第一光源的地方直接从第一光源106发射的光量相当小，在相反方向，在靠近第二光源107的地方直接从第二光源107耦合出的光量也相当小。
图2B是示意图，示出本发明另一实施例照明系统的细节横截面图。与图2A相比，图2B中的对应部件用增加了100的标记表示。该照明系统包括具有前壁202和后壁203的光发射板201。边缘表面204、205是透光的，并与至少一个光源206、207相结合。
在图2B所示的本发明照明系统的实施例中，亚表面208、209包括光发射板201的整个后壁203。该亚表面208、209表示为弯曲的三面体，该三面体表示出耦合输出元件(在图2B中未示出)这样设置，即，使得在第一亚表面208耦合出的光量随正弦的平方变化，而在第二亚表面209上耦合出的光量随余弦的平方变化。因为，正弦和余弦平方之和为常数，所以利用该照明系统可以获得均匀分布的光来用于显示装置(在图2B中未示出)照明。按照对应于图2A示出的方式，在第一光源206的附近耦合出的光量比较少，这是由于因为第一耦合输出元件形成亚表面208的一部分，而在对着透光边缘表面204的边缘表面205的附近，耦合出的光量达到最大，这是因为第一耦合输出元件形成亚表面208的一部分。因此，在第二光源207的附近，耦合出的光量比较小，这是因为第二耦合输出元件形成亚表面209的一部分，而在对着透光边缘表面205的边缘表面204的附近，耦合出的光量达到最大，因为第二耦合输出元件形成亚表面209的一部分。这样，在第一光源206的附近直接从第一光源206发出而被耦合出的光量比较小，而在相反方向，在靠近第二光源207的地方直接从第二光源207发出而被耦合出的光量也比较小。
可以清楚看出，在本发明的范围内，本领域的普通技术人员可以进行各种各样的改变。
本发明的保护范围不限于上述的举例。本发明可以按照各个新颖的特征进行实施，或按照这些特征的各种组合进行实施。在权利要求书中的附图标记不限制本发明的保护范围。动词“组成”和其变化形式不排除除权利要求书中说明的部件外存在其它部件。在一个部件前面采用冠词“一”或“一个”不排除存在许多这种部件。

Claims (10)

1.一种用于向显示装置提供照明的照明系统，该照明系统设置有光发射板(1)，该光发射板包括：
前壁(2)、与所述前壁相对的后壁(3)、以及第一透光边缘表面和第二透光边缘表面(4、5)，所述边缘表面位于前壁(2)和后壁(3)之间；
至少一个与第一边缘表面(4)相关的第一光源(6)，并且至少一个与第二边缘表面(5)相关的第二光源(7)；以及
在操作中，从第一光源(6)发出的光入射在第一透光边缘表面(4)上，而从第二光源(7)发出的光入射在第二透光边缘表面(5)上，所述光传播进入所述光发射板(1)中；
其特征在于：
光发射板(1)的前壁(2)或后壁(3)的第一亚表面(8)设置有用于将光耦合出所述发射板(1)的第一耦合输出元件(18、18’、...)，该耦合出的光主要发自第一光源(6)，并且
其中光发射板(1)的前壁(2)或后壁(3)的第二亚表面(9)设置有用于将光耦合出所述发射板(1)的第二耦合输出元件(19、19’、...)，该耦合出的光主要发自第二光源(7)；
第一耦合输出元件(18、18’、...)的密集度在第二边缘表面(5)附近高于第二耦合输出元件(19、19’、...)的密集度，并且
第二耦合输出元件(19、19’、...)的密集度在第一边缘表面(4)附近高于第一耦合输出元件(18、18’、...)的密集度。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一和第二耦合输出元件(18、18’、...；19、19’、...)为楔形，
面向第二光源(7)的第一耦合输出元件(18、18’、...)的侧表面至少大体平行于第二边缘表面(5)延伸；
面向第一光源(6)的第二耦合输出元件(19、19’、...)的侧表面至少大体平行于第一边缘表面(4)延伸。
3.如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于，每个所述亚表面(8、9)包括一单一的表面，该表面覆盖所述光发射板(1)前壁(2)或后壁(3)的大约一半；
耦合输出元件(18、18’、...；19、19’、...)设置成，使得由亚表面(8、9)耦合出的光的程度至少基本上恒定。
4.如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于，所述亚表面(108、109；208、209)彼此部分重叠。
5.如权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述亚表面(108、109；208、209)在所述光发射板(101；201)的前壁(102；202)或后壁(103；203)的主要部分上延伸；
所述耦合输出元件(118、119；218、219)设置成，使得耦合出的光量随离开透光边缘表面(104、105；204、205)的距离而变化。
6.如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于，第一和第二光源(6、6’、6”、...；7、7’、7”、...)包括至少一个光通量至少为5lm的发光二极管。
7.如权利要求6所述的照明系统，其特征在于，该发光二极管装在印刷电路板上。
8.如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于，所述光源包括至少两个具有不同光发射波长的发光二极管。
9.如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于，该照明系统包括用于控制光源(6、6’、6”、...；7、7’、7”、...)的光通量的电子控制装置。
10.一种包括如权利要求1或2所述照明系统的显示装置。
CNB01805630XA 2000-10-25 2001-10-10 照明系统和显示装置 Expired - Fee Related CN1222710C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00203718 2000-10-25
EP00203718.2 2000-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1406325A true CN1406325A (zh) 2003-03-26
CN1222710C CN1222710C (zh) 2005-10-12

Family

ID=8172180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB01805630XA Expired - Fee Related CN1222710C (zh) 2000-10-25 2001-10-10 照明系统和显示装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6672734B2 (zh)
EP (1) EP1247044A1 (zh)
JP (1) JP2004512643A (zh)
KR (1) KR20020064361A (zh)
CN (1) CN1222710C (zh)
MX (1) MXPA02006204A (zh)
TW (1) TW557373B (zh)
WO (1) WO2002035145A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105794002A (zh) * 2013-07-29 2016-07-20 太阳伙伴科技公司 带有集成光伏元件的背后照明显示装置

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5910854A (en) 1993-02-26 1999-06-08 Donnelly Corporation Electrochromic polymeric solid films, manufacturing electrochromic devices using such solid films, and processes for making such solid films and devices
US5668663A (en) 1994-05-05 1997-09-16 Donnelly Corporation Electrochromic mirrors and devices
US6891563B2 (en) 1996-05-22 2005-05-10 Donnelly Corporation Vehicular vision system
US8294975B2 (en) 1997-08-25 2012-10-23 Donnelly Corporation Automotive rearview mirror assembly
US6326613B1 (en) 1998-01-07 2001-12-04 Donnelly Corporation Vehicle interior mirror assembly adapted for containing a rain sensor
US6124886A (en) 1997-08-25 2000-09-26 Donnelly Corporation Modular rearview mirror assembly
US6172613B1 (en) * 1998-02-18 2001-01-09 Donnelly Corporation Rearview mirror assembly incorporating vehicle information display
US8288711B2 (en) 1998-01-07 2012-10-16 Donnelly Corporation Interior rearview mirror system with forwardly-viewing camera and a control
US6445287B1 (en) 2000-02-28 2002-09-03 Donnelly Corporation Tire inflation assistance monitoring system
US6477464B2 (en) 2000-03-09 2002-11-05 Donnelly Corporation Complete mirror-based global-positioning system (GPS) navigation solution
US6329925B1 (en) * 1999-11-24 2001-12-11 Donnelly Corporation Rearview mirror assembly with added feature modular display
US6693517B2 (en) 2000-04-21 2004-02-17 Donnelly Corporation Vehicle mirror assembly communicating wirelessly with vehicle accessories and occupants
US7370983B2 (en) 2000-03-02 2008-05-13 Donnelly Corporation Interior mirror assembly with display
WO2007053710A2 (en) 2005-11-01 2007-05-10 Donnelly Corporation Interior rearview mirror with display
US7167796B2 (en) 2000-03-09 2007-01-23 Donnelly Corporation Vehicle navigation system for use with a telematics system
EP1263626A2 (en) 2000-03-02 2002-12-11 Donnelly Corporation Video mirror systems incorporating an accessory module
US7255451B2 (en) 2002-09-20 2007-08-14 Donnelly Corporation Electro-optic mirror cell
US7581859B2 (en) 2005-09-14 2009-09-01 Donnelly Corp. Display device for exterior rearview mirror
ATE363413T1 (de) 2001-01-23 2007-06-15 Donnelly Corp Verbessertes fahrzeugbeleuchtungssystem
JP4263611B2 (ja) * 2001-12-07 2009-05-13 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 小型の照明システム及びディスプレイ装置
US7572045B2 (en) * 2002-03-28 2009-08-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Compact lighting system and display device
US6918674B2 (en) 2002-05-03 2005-07-19 Donnelly Corporation Vehicle rearview mirror system
JP2003344850A (ja) * 2002-05-17 2003-12-03 Koninkl Philips Electronics Nv 液晶表示装置及びそれに用いる面照明装置
WO2003105099A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-18 Donnelly Corporation Interior rearview mirror system with compass
US7329013B2 (en) * 2002-06-06 2008-02-12 Donnelly Corporation Interior rearview mirror system with compass
JP4185721B2 (ja) * 2002-07-17 2008-11-26 アルプス電気株式会社 照明装置及び液晶表示装置
JP3923867B2 (ja) * 2002-07-26 2007-06-06 株式会社アドバンスト・ディスプレイ 面状光源装置及びそれを用いた液晶表示装置
JP4141766B2 (ja) * 2002-08-23 2008-08-27 富士通株式会社 照明装置及び液晶表示装置
US7244965B2 (en) * 2002-09-04 2007-07-17 Cree Inc, Power surface mount light emitting die package
US7775685B2 (en) * 2003-05-27 2010-08-17 Cree, Inc. Power surface mount light emitting die package
WO2004103772A2 (en) 2003-05-19 2004-12-02 Donnelly Corporation Mirror assembly for vehicle
AU2003278863A1 (en) 2002-09-20 2004-04-08 Donnelly Corporation Mirror reflective element assembly
US7310177B2 (en) 2002-09-20 2007-12-18 Donnelly Corporation Electro-optic reflective element assembly
JP4317354B2 (ja) * 2002-10-25 2009-08-19 シャープ株式会社 光源装置及びそれを備えた表示装置
ATE372895T1 (de) * 2002-12-20 2007-09-15 Donnelly Corp Hilfseinrichtungssystem für fahrzeuge
JP4161713B2 (ja) * 2002-12-27 2008-10-08 カシオ計算機株式会社 面状照明装置
US7004602B2 (en) * 2003-02-25 2006-02-28 Ryan Waters LED light apparatus and methodology
US6969180B2 (en) * 2003-02-25 2005-11-29 Ryan Waters LED light apparatus and methodology
US7278766B2 (en) * 2003-04-04 2007-10-09 Honeywell International Inc. LED based light guide for dual mode aircraft formation lighting
US6964507B2 (en) * 2003-04-25 2005-11-15 Everbrite, Llc Sign illumination system
US7520635B2 (en) * 2003-07-02 2009-04-21 S.C. Johnson & Son, Inc. Structures for color changing light devices
US7484860B2 (en) * 2003-07-02 2009-02-03 S.C. Johnson & Son, Inc. Combination white light and colored LED light device with active ingredient emission
US7446924B2 (en) 2003-10-02 2008-11-04 Donnelly Corporation Mirror reflective element assembly including electronic component
US7308341B2 (en) 2003-10-14 2007-12-11 Donnelly Corporation Vehicle communication system
US7066623B2 (en) * 2003-12-19 2006-06-27 Soo Ghee Lee Method and apparatus for producing untainted white light using off-white light emitting diodes
US20050285145A1 (en) * 2004-06-23 2005-12-29 Nadarajah Narendran Web image transfer system using LED based lighting systems
US8324640B2 (en) * 2004-07-02 2012-12-04 GE Lighting Solutions, LLC LED-based edge lit illumination system
US7813026B2 (en) 2004-09-27 2010-10-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method of reducing color shift in a display
KR101157233B1 (ko) * 2004-10-30 2012-06-15 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 백라이트 장치 및 이를 채용한 액정표시장치
TWI263098B (en) * 2005-02-16 2006-10-01 Au Optronics Corp Backlight module
ATE517368T1 (de) 2005-05-16 2011-08-15 Donnelly Corp Fahrzeugspiegelanordnung mit zeichen am reflektierenden teil
US7980743B2 (en) 2005-06-14 2011-07-19 Cree, Inc. LED backlighting for displays
US20070081321A1 (en) * 2005-10-10 2007-04-12 Seung-Ho Ahn Backlight unit and display apparatus having the same
JP4725792B2 (ja) * 2006-04-11 2011-07-13 ソニー株式会社 電子機器
US7488087B2 (en) * 2006-05-19 2009-02-10 Honeywell International Inc. Light guide and display including a light guide
TWI324278B (en) * 2006-12-06 2010-05-01 Au Optronics Corp Backlight module
WO2008152563A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Accurate light source - optics positioning system and method
US7841759B2 (en) 2007-10-10 2010-11-30 Apple Inc. LED backlight for display systems
US7949213B2 (en) * 2007-12-07 2011-05-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light illumination of displays with front light guide and coupling elements
US8654061B2 (en) 2008-02-12 2014-02-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Integrated front light solution
US8154418B2 (en) * 2008-03-31 2012-04-10 Magna Mirrors Of America, Inc. Interior rearview mirror system
US9487144B2 (en) 2008-10-16 2016-11-08 Magna Mirrors Of America, Inc. Interior mirror assembly with display
EP2374171A1 (en) 2008-12-05 2011-10-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light guide, patterned light emitting diode device, illumination system and method of generating the light guide or patterned light emitting diode device
US8172417B2 (en) 2009-03-06 2012-05-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Shaped frontlight reflector for use with display
RU2011153690A (ru) * 2009-05-28 2013-07-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Прозрачное светящееся оконное приспособление
KR20120030460A (ko) 2009-05-29 2012-03-28 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크. 조명장치 및 그의 제조방법
CN102472860B (zh) * 2009-07-09 2016-02-03 皇家飞利浦电子股份有限公司 自由形式照明模块
US20110169428A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Edge bar designs to mitigate edge shadow artifact
US8902484B2 (en) 2010-12-15 2014-12-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Holographic brightness enhancement film
DE102011104214A1 (de) * 2011-06-15 2012-12-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Flächenleuchte mit veränderbarer Lichtfarbe
EP2554897A1 (de) * 2011-08-04 2013-02-06 Odelo GmbH Lichtleiter, Leuchtmittel und Kraftfahrzeugleuchte

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5079675A (en) * 1990-11-08 1992-01-07 Deilaito Co., Ltd. Surface illuminating apparatus
EP0544332B1 (en) * 1991-11-28 1997-01-29 Enplas Corporation Surface light source device
US5575549A (en) * 1994-08-12 1996-11-19 Enplas Corporation Surface light source device
WO1996017207A1 (en) * 1994-11-29 1996-06-06 Precision Lamp, Inc. Edge light for panel display
JP3379043B2 (ja) * 1998-06-29 2003-02-17 ミネベア株式会社 面状照明装置
JP3421603B2 (ja) * 1999-01-21 2003-06-30 三洋電機株式会社 導光板、その導光板を用いた面光源装置及び表示装置
JP2000251514A (ja) * 1999-03-03 2000-09-14 Nec Corp 被照明体の反射形照明装置
JP2000267093A (ja) * 1999-03-19 2000-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置およびこれを備えた携帯情報機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105794002A (zh) * 2013-07-29 2016-07-20 太阳伙伴科技公司 带有集成光伏元件的背后照明显示装置
CN105794002B (zh) * 2013-07-29 2018-12-18 太阳伙伴科技公司 带有集成光伏元件的背后照明显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
MXPA02006204A (es) 2002-12-05
WO2002035145A1 (en) 2002-05-02
KR20020064361A (ko) 2002-08-07
JP2004512643A (ja) 2004-04-22
EP1247044A1 (en) 2002-10-09
CN1222710C (zh) 2005-10-12
US20020135997A1 (en) 2002-09-26
TW557373B (en) 2003-10-11
US6672734B2 (en) 2004-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1222710C (zh) 照明系统和显示装置
CN1306295C (zh) 紧凑型照明系统及显示器件
CN1302325C (zh) 紧凑型照明系统及显示装置
CN1268972C (zh) 照明装置和显示设备
CN1213335C (zh) 照明系统和显示装置
CN1383480A (zh) 照明系统和显示器
CN100529520C (zh) 具有导光缓冲板的背光单元
US7364343B2 (en) Compact lighting system and display device
US6566689B2 (en) Illumination system and display device
CN1276298C (zh) 小型照明系统及显示装置
US6536914B2 (en) Illumination system, light mixing chamber and display device
US8246235B2 (en) Illumination system for luminaires and display device
CN1934477A (zh) 具有非相干固态光源的高亮度照明器件
CN1713051A (zh) 背光组件和具有该背光组件的显示装置
CN1896839A (zh) 发光单元和使用这种发光单元的液晶显示设备
CN1908767A (zh) 适于lcd背光照明显示器的激光光源
US7267469B2 (en) Compact lighting system and display device
CN2668997Y (zh) 照明装置及其混光组件
CN1920639A (zh) 光源系统及其光源模块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee