專利名稱：：光循環(huán)型薄壁中空腔體背光源的設(shè)計(jì)參數(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及適用于從后面照亮顯示器或其他圖形的擴(kuò)展面積光源，通常稱為背光源。本公開尤其適用于，但不一定局限于，發(fā)射基本上僅具有一種偏振態(tài)的可見光的背光源。
背景技術(shù)：
：以往，簡(jiǎn)單的背光源裝置僅包括三種主要元件光源或燈具、后反射器、和前漫射片。此類系統(tǒng)仍可用于通用廣告牌和室內(nèi)照明應(yīng)用。近年來，已通過加入其他元件以提高亮度或降低功耗、提高均勻度、和/或減小厚度對(duì)該基本背光源設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)?？焖侔l(fā)展的消費(fèi)電子行業(yè)對(duì)裝配有液晶顯示器(LCD)的產(chǎn)品(例如計(jì)算機(jī)顯示器、電視顯示器、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、袖珍型MP3音樂播放器、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和其他手持裝置)的需求促進(jìn)了這樣的改進(jìn)。這些改進(jìn)中的一些，例如使用固體光導(dǎo)裝5置以使得可以設(shè)計(jì)非常薄的背光源、使用光管理膜(例如線性棱柱膜和反射偏振膜)以增加同軸亮度，在本文中連同有關(guān)LCD裝置的其他背景信息進(jìn)行描述。盡管上述產(chǎn)品中的一些可以使用普通環(huán)境光來觀看顯示器，但是大部分都帶有背光源從而使得顯示器可見。就LCD裝置而言，這是由于LCD面板不是自發(fā)光的，因此通常使用照明組件或背光源來觀看。背光源位于LCD面板上與觀察者相對(duì)的一側(cè)，使得由背光源產(chǎn)生的光透過LCD到達(dá)觀察者。背光源結(jié)合了一個(gè)或多個(gè)光源，例如冷陰極熒光燈(CCFL)或發(fā)光二極管(LED)，并將光源發(fā)出的光分配在與LCD面板的可視區(qū)域相匹配的輸出區(qū)域上。由背光源發(fā)出的光在背光源的輸出區(qū)域上有利地具有足以使用戶對(duì)LCD面板所產(chǎn)生圖像具有滿意視覺體驗(yàn)的亮度和空間均勻度。因?yàn)椴僮鞣椒ǖ年P(guān)系，LCD面板僅利用了一種偏振態(tài)的光，從而對(duì)LCD應(yīng)用而言，很重要的一點(diǎn)是要了解背光源發(fā)出具有正確或可用偏振態(tài)的光的亮度和均勻度，而不只是可能非偏振的光的亮度和均勻度?？紤]到這一點(diǎn)，當(dāng)所有其他因素都相同時(shí)，在LCD應(yīng)用中，主要或?qū)ｉT地發(fā)射具有可用偏振態(tài)的光的背光源比發(fā)射非偏振光的背光源更為有效。然而，由于通過LCD面板背面設(shè)置的吸收型偏振器可輕松消除不可用的偏振態(tài)，故可發(fā)射不僅僅具有可用偏振態(tài)的光、甚至可發(fā)射隨機(jī)偏振光的背光源仍完全可用于LCD應(yīng)用中。LCD裝置通常分為三類，背光源可用于這幾類中的兩類。在稱為"透射型"的第一類中，僅可借助照明背光源觀看LCD面板。g卩，LCD面板被構(gòu)造為僅"以透射方式"觀看，即來自背光源的光沿其光路透過LCD到達(dá)觀察者。在稱為"反射型"的第二類中，除去背光源并代以反光材料，LCD面板被構(gòu)造為僅用位于LCD上觀察者側(cè)的光源觀看。來自外部光源(如環(huán)境室內(nèi)燈)的光從LCD面板的前面?zhèn)魉偷胶竺妫?jīng)反光材料反射后再次沿其光路透過LCD到達(dá)觀察者。在稱為"透反型"的第三類中，將背光源和部分反光材料置于LCD面板的后面，LCD面板被構(gòu)造為當(dāng)打開背光源時(shí)以透射方式觀看，或者當(dāng)背光源關(guān)閉并存在有足夠環(huán)境光時(shí)則以反射方式觀看。以下的具體實(shí)施方式中所述的背光源可普遍用于透射型LCD顯示器和透反型LCD顯示器中。除了上述三類LCD顯示器之外，根據(jù)內(nèi)部光源相對(duì)于背光源輸出區(qū)域所處的位置，背光源還可分為兩類，其中背光源的"輸出區(qū)域"對(duì)應(yīng)于顯示裝置的可視區(qū)域或可視區(qū)。背光源的"輸出區(qū)域"在本文中有時(shí)稱為"輸出區(qū)"或"輸出表面"以區(qū)分輸出區(qū)或輸出表面本身和輸出區(qū)或輸出表面的面積(以平方米、平方毫米、平方英寸等為單位的數(shù)量)。在"側(cè)光式"背光源中，從平面透視圖的角度來看，通常在對(duì)應(yīng)于輸出區(qū)域的區(qū)域或區(qū)之外沿背光源構(gòu)造的外部邊界或周邊設(shè)置一個(gè)或多個(gè)光源。通常，通過背光源輸出區(qū)域的邊界的框架或擋板使一個(gè)或多個(gè)光源不會(huì)被看到。一個(gè)或多個(gè)光源通常將光發(fā)射到被稱為"光導(dǎo)裝置"的元件中，特別是在需要非常薄的外形的背光源時(shí)，例如在膝上型計(jì)算機(jī)顯示器中。光導(dǎo)裝置是一種透明的并且相對(duì)較薄的固體板，其長(zhǎng)度和寬度尺寸接近背光源輸出區(qū)域。光導(dǎo)裝置使用全內(nèi)反射(TIR)以傳送或?qū)騺碜园惭b在邊緣的燈具的光，使其穿過光導(dǎo)裝置的整個(gè)長(zhǎng)度或?qū)挾鹊竭_(dá)背光源的相對(duì)邊緣，在光導(dǎo)裝置的表面上形成局部提取結(jié)構(gòu)的不均勻圖案以將離開光導(dǎo)裝置的部分導(dǎo)光重新導(dǎo)向至背光源的輸出區(qū)域。(逐步提取的其他方法包括使用錐形固體導(dǎo)向裝置，其中，一般來講，由于隨著光遠(yuǎn)離光源傳播，平均起來，越來越多的光線達(dá)到TIR角度，從而使得該裝置傾斜的頂面產(chǎn)生光的逐步提取。)此類背光源通常還包括光管理膜，例如設(shè)置在光導(dǎo)裝置后面或下面的反光材料、和設(shè)置在光導(dǎo)裝置前面或上面的反射偏振膜和一個(gè)或多個(gè)棱鏡增亮膜(BEF)，從而增加同軸亮度。按照申請(qǐng)人的觀點(diǎn)，現(xiàn)有側(cè)光式背光源的缺點(diǎn)或局限性包括以下幾點(diǎn)與光導(dǎo)裝置相關(guān)的相對(duì)較大質(zhì)量或重量，特別是對(duì)于較大的背光源尺寸而言；需要使用的元件在背光源之間不可互換，因?yàn)楣鈱?dǎo)裝置必須是注射成型的或者說是根據(jù)特定背光源尺寸和特定光源構(gòu)造加工而成；由于現(xiàn)有的提取結(jié)構(gòu)圖案，故需要使用要求從背光源中一個(gè)位置到另一個(gè)位置具有顯著空間不均勻性的元件；以及，隨著背光源尺寸的增加，因?yàn)榫匦蔚闹荛L(zhǎng)與面積之比隨著特征面內(nèi)尺寸L(例如對(duì)于給定長(zhǎng)寬比的矩形而言，背光源輸出區(qū)的長(zhǎng)度、寬度、或?qū)蔷€尺寸)線性下降(1/U，故提供充分照明的難度也因沿著顯示器邊緣的有限空間或"實(shí)際空間(realestate)"而增加。在"直接照明式"背光源中，從平面透視圖的角度來看，一個(gè)或多個(gè)光源基本上設(shè)置在對(duì)應(yīng)于輸出區(qū)域的區(qū)域或區(qū)內(nèi)，這些光源通常在該區(qū)域形成規(guī)則陣列或圖案?；蛘?，可以說將直接照明式背光源中的一個(gè)或多個(gè)光源設(shè)置在背光源輸出區(qū)域的正后方。由于通過輸出區(qū)域可能直接看見光源，故通常將高效漫射板安裝在光源的上方以將光擴(kuò)散在輸出區(qū)域中從而遮擋光源避免直接看到光源。而且，為了改善同軸亮度和效率，還可將光管理膜(例如反射偏振膜和一個(gè)或多個(gè)棱鏡BEF膜)設(shè)置在漫射板的頂部。大面積LCD應(yīng)用往往會(huì)使用直接照明式背光源，這是因?yàn)檫@種背光源不會(huì)受側(cè)光式背光源的1/L局限性所約束并且固體光導(dǎo)裝置相關(guān)的重量適且。按照申請(qǐng)人的觀點(diǎn)，現(xiàn)有直接照明式背光源的缺點(diǎn)或局限性包括以下幾點(diǎn)與高效漫射板相關(guān)的低效率；就LED光源而言，要實(shí)現(xiàn)足夠的均勻度和亮度，需要大量此類光源，以及與此相關(guān)的高元件成本和高發(fā)熱量；以及，背光源可達(dá)到的厚度的限制，超過該厚度，光源會(huì)產(chǎn)生不均勻和不可取的"穿通"，這時(shí)各個(gè)光源上方的輸出區(qū)域中會(huì)出現(xiàn)亮點(diǎn)。在一些情況下，直接照明式背光源還可包括位于背光源周邊的一個(gè)或一些光源，或者側(cè)光式背光源可包括位于輸出區(qū)域正后方的一個(gè)或一些光源。在此類情況下，如果大部分光是從背光源輸出區(qū)域正后方產(chǎn)生的，那么認(rèn)為該背光源是"直接照明式"，如果大部分光是從背光源輸出區(qū)域周邊產(chǎn)生的，則認(rèn)為該背光源為"側(cè)光式"。
發(fā)明內(nèi)容本專利申請(qǐng)?zhí)貏e公開了包括形成中空光循環(huán)腔的前后反射器的側(cè)光式背光源。該光循環(huán)腔具有輸出面積A輸出和介于腔體輸出區(qū)域和腔體背表面之間的特征腔體深度H。在靠近背光源的周邊處設(shè)置一個(gè)或多個(gè)光源以向光循環(huán)腔中發(fā)射光。可通過它們相對(duì)于彼此的幾何排列方式來描述這些光源，包括它們之間的距離以及它們可以聚集的方式。例如，光源的平面陣列可具有平均平面圖光源集合"SEP"，并且光源總共具有有效發(fā)射面積A發(fā)射。背光源的特征在于0.0001至0.1范圍內(nèi)的第一參數(shù)和3至50范圍內(nèi)的第二參數(shù)，其中第一參數(shù)等于A發(fā)射/A輸出，第二參數(shù)等于SEP/H?？蓪⒐庠粗饕贾迷谳敵鰠^(qū)域周邊以提供側(cè)光式背光源，或者主要布置在輸出區(qū)域范圍內(nèi)以提供直接照明式背光源。在所述第一和第二參數(shù)范圍內(nèi)的背光源可具有任何合適的或大或小的物理尺寸。例如，此類背光源的橫向尺寸(例如矩形輸出區(qū)域的對(duì)角線尺寸)可以為英寸級(jí)，在此情況下此類背光源可以是較大分區(qū)的背光源中許多分割區(qū)之一。本申請(qǐng)還公開了具有形成中空光循環(huán)腔的前后反射器的側(cè)光式背光源，并且無論該背光源的第一和第二參數(shù)值如何，該背光源可以相對(duì)較大。部分透射的前反射器提供形狀大致呈矩形的背光源輸出區(qū)域。矩形的對(duì)角線尺寸可以為任何合適的值。在一些實(shí)施例中，對(duì)角線可以為至少12英寸(300mra)。相對(duì)于使用固體光導(dǎo)裝置的側(cè)光式背光源，中空腔體可有利地減輕背光源的質(zhì)量。本專利申請(qǐng)還公開了一種背光源，其中光在橫向或側(cè)向有效并且高效地傳播從而使得背光源對(duì)光源失效和/或光源到光源顏色變化的可見效果有高度耐抗性。當(dāng)背光源內(nèi)各個(gè)光源劣化、失效、或關(guān)閉時(shí)，此類背光源的輸出區(qū)域上的亮度均勻度僅適度下降。例如，本發(fā)明所公開的背光源中N個(gè)光源向形成于前后反射器之間的光循環(huán)腔中發(fā)射光，同時(shí)發(fā)射的光中的一些穿過前反射器形成背光源輸出區(qū)域。數(shù)字N可以為至少8，N個(gè)光源包括彼此相鄰的M個(gè)光源的子集，其中M為至少N的10。/。，或?yàn)橹辽?，或?yàn)闉镹的至少10%且至少為2。當(dāng)將所有N個(gè)光源通電時(shí)和當(dāng)將所有M個(gè)光源選擇性關(guān)閉時(shí)，背光源都在輸出區(qū)域保持足夠的亮度均勻度。由于光循環(huán)腔中優(yōu)異的側(cè)向或橫向光分布("光混合")，背光源(例如該背光源)通常也對(duì)與標(biāo)稱顏色相同的所有LED光源之間顏色差異相關(guān)的問題不太敏感。該顏色變化通常需要封裝LED。在許多情況下，希望提供非常高的光循環(huán)腔，其中前反射器對(duì)可見非偏振光具有半球反射率Rf，后反射器對(duì)可見非偏振光具有半球反射率Rb半球，R、球XRh半球的乘積值為至少0.70。例如，如果后反射器的R、球?yàn)?8%,那么前反射器的R'半球?yàn)橹辽?1.4%。如果可任選地將前反射器加工為不同地反射和透射不同的偏振態(tài)，那么其對(duì)第一偏振態(tài)的可見光具有98%9的半球反射率，對(duì)與第一偏振態(tài)正交的第二偏振態(tài)(例如可用偏振態(tài))的可見光具有78%的半球反射率。在此情況下，盡管與第一偏振態(tài)相比，第二或可用偏振態(tài)可優(yōu)先透射，但其主要被前反射器反射。通常還希望確保透射通過前反射器的光量顯著大于后反射器透射或損耗(例如吸收)的光量。因此，例如，(1—Rf半球)/(1-R、球)的比率為至少10。除了前后反射器外，還優(yōu)選提供高度反射并且低損耗的側(cè)反射器以獲得基本上封閉或密封的反射腔體，并且通過例如保持非常小的集合光源面積與背光源輸出面積的比率，將與光源相關(guān)的損耗保持在最低水平。在某些情況下，高度反射并且低損耗的側(cè)反射器可有助于高光循環(huán)腔中光的側(cè)向和橫向傳送以及混合。根據(jù)以下的詳細(xì)描述將會(huì)明白本申請(qǐng)的這些方面和其它方面。然而，在任何情況下，以上概述都不應(yīng)理解為是對(duì)權(quán)利要求書中所要求保護(hù)主題的限制，該主題僅受所附權(quán)利要求書的限定，并且在審查期間可以進(jìn)行修改。整個(gè)說明書中都參考了附圖，其中類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件，并且其中圖1為廣義的循環(huán)背光源或類似的擴(kuò)展面積光源的示意性側(cè)視圖；圖2a-c為光循環(huán)腔內(nèi)不同光源排列方式的俯視平面圖3為由兩個(gè)無量綱參數(shù)(參數(shù)A和參數(shù)B)所定義的背光源參數(shù)設(shè)計(jì)空間圖4為具有根據(jù)多種市售LCD顯示裝置繪制的點(diǎn)的背光源參數(shù)設(shè)計(jì)空間圖5為表面透視圖，示出不同入射平面和不同偏振態(tài)；圖6為背光源輸出區(qū)域的前視圖7為包括與LCD面板結(jié)合的背光源的顯示系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖8為L(zhǎng)ED簇排列方式的平面圖；圖9為示出不同反射器的平均亮度和后反射器的不同"有效反射率"的圖；以及圖10和11為在參數(shù)A/參數(shù)B的設(shè)計(jì)空間中繪制各種背光源例子的圖，其中圖IO繪出了側(cè)光式背光源，而圖ll繪出了直接照明式背光源。具體實(shí)施例方式在提供足以實(shí)現(xiàn)預(yù)期應(yīng)用所需的亮度和空間均勻度的同時(shí)，組合以下特性的一些或全部對(duì)下一代背光源將是有利的薄型；設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，例如盡可能少的光學(xué)元件和光源以及方便的光源布局；低重量；不使用或不需要從背光源中一個(gè)位置到另一個(gè)位置具有顯著空間不均勻性(例如沒有顯著梯度)的膜元件；與LED光源以及其他小區(qū)域、高亮度光源(例如固態(tài)激光光源)兼容；對(duì)與標(biāo)稱顏色相同的所有LED光源之間顏色差異相關(guān)的問題不敏感；盡可能地，對(duì)LED光源子集的燒毀或其他失效不敏感；以及，消除或減少在上述
背景技術(shù)：
部分中所提及的局限性和缺點(diǎn)的至少一些。是否能將這些特性成功地引入背光源中部分取決于照亮背光源所用光源的類型。例如，CCFL在其長(zhǎng)窄的有源發(fā)射區(qū)域提供白光發(fā)射，這些發(fā)射區(qū)域還可用于散射照射到CCFL上的一些光，例如可能會(huì)發(fā)生在光循環(huán)腔中。然而，CCFL的典型發(fā)射具有基本上呈朗伯曲線的角分布，這在給定的背光源設(shè)計(jì)中可能會(huì)效率低下或者說是不可取。另外，雖然CCFL的發(fā)射表面具有一定程度的漫反射，但通常還有吸收損耗，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)如果需要高度光循環(huán)腔時(shí)，那么會(huì)有顯著的吸收損耗。LED晶粒以近朗伯方式發(fā)射光，但是由于其尺寸比CCFL小得多，因此LED光分布易于修正，例如可使用整體密封透鏡或反射器或提取器進(jìn)行修正以使得所得的封裝LED為前發(fā)光體、側(cè)發(fā)光體、或其他非朗伯分布。此類非朗伯分布可為本發(fā)明所公開的背光源提供重要的優(yōu)勢(shì)。然而，LED光源與CCFL相比較小的尺寸和較高的強(qiáng)度還可以使得用LED較難產(chǎn)生空間上均勻的背光源輸出區(qū)域。在使用各種彩色LED(例如紅/綠/藍(lán)(RGB)LED構(gòu)造)產(chǎn)生白光的情況下尤其如此，因?yàn)榇祟惞鉄o法提供足夠的側(cè)向傳送或混合，這會(huì)易于導(dǎo)致產(chǎn)生不可取的彩色帶或區(qū)?？墒褂冒坠獍l(fā)射LED降低此類顏色不均勻性，在該白光發(fā)射LED中熒光粉被藍(lán)色或UV發(fā)射LED晶粒激發(fā)以從接近LED晶粒的小區(qū)域或空間產(chǎn)生強(qiáng)烈白光，但是白光LED目前不能提供單個(gè)彩色LED構(gòu)造可達(dá)到的LCD色域?qū)挾?，因此?duì)于所有終端應(yīng)用而言可能并不理想。申請(qǐng)人己發(fā)現(xiàn)與LED光源照明兼容的背光源設(shè)計(jì)特征的組合，并且該組合所形成的背光源設(shè)計(jì)可以在至少某些方面超過存在于最先進(jìn)的市售LCD裝置中的背光源。這些背光源設(shè)計(jì)特征包括以下特征的一些或全部循環(huán)光學(xué)腔體，其中大部分光在從前反射器射出之前會(huì)在基本上共同擴(kuò)展的前反射器和后反射器之間經(jīng)過多次反射，前反射器是部分透射和部分反射的；將光循環(huán)腔中傳播的光的總損耗保持在極低水平，例如通過設(shè)置基本上封閉的低吸收損耗的腔體(該腔體包括低損耗的前反射器和后反射器以及側(cè)反射器)并通過將與光源相關(guān)的損耗保持在非常低的水平(例如通過確保所有光源的累積發(fā)射區(qū)域?yàn)楸彻庠摧敵鰠^(qū)域的一小部分)來實(shí)現(xiàn)；中空的循環(huán)光學(xué)腔體，即腔體內(nèi)光的側(cè)向傳送主要發(fā)生在空氣、真空等中而不是發(fā)生在光密介質(zhì)(例如丙烯酸類樹脂或玻璃)中；就設(shè)計(jì)為僅發(fā)射特定(可用的)偏振態(tài)的光的背光源而言，前反射器具有足夠高的反射率，足以支持此類可用光的側(cè)向傳送或擴(kuò)散、以及對(duì)于光線角度隨機(jī)性來說足以實(shí)現(xiàn)可接受的背光源輸出空間均勻性，但是具有對(duì)于相應(yīng)應(yīng)用來說可用的角度的、足以確保背光源應(yīng)用亮度的高透射率是可接受的；循環(huán)光學(xué)腔體包括為腔體提供鏡面反射和漫射特性平衡的一個(gè)或多個(gè)元件，該元件具有足以支持腔體內(nèi)大量側(cè)向光傳送或混合的鏡面反射，而且甚至當(dāng)僅在窄范圍的角度內(nèi)向腔體內(nèi)注入光時(shí)，具有足以使腔體內(nèi)穩(wěn)態(tài)光的角分布基本上均勻化的漫射(此外，就設(shè)計(jì)為僅發(fā)射特定(可用的)偏振態(tài)的光的背光源而言，腔體內(nèi)的循環(huán)優(yōu)選包括相對(duì)于入射光偏振態(tài)的反射光偏振隨機(jī)程度，這樣能夠使不可用的偏振光轉(zhuǎn)換為可用的偏振光)；光循環(huán)腔的前反射器具有通常隨入射角的增大而增加的反射率和通常隨入射角的增大而下降的透射率，其中反射率和透射率是對(duì)非偏振的可見光和所有入射平面而言，和/或?qū)ζ渲锌捎闷駪B(tài)的傾斜光是P偏振的平面內(nèi)入射的可用偏振態(tài)的光而言(此外，前反射器具有高的半球反射率值，同時(shí)對(duì)在應(yīng)用中可用的光還具有足夠高的透射率)；光注入光學(xué)元件將初始注入光循環(huán)腔中的光部分準(zhǔn)直或限制在接近橫平面(橫平面平行于背光源的輸出區(qū)域)的傳播方向上，例如注入光束在最大功率的一半處的全角寬度(關(guān)于橫平面)(FWHM)在0至90度、或0至60度、或0至30度的范圍內(nèi)。在某些情況下，對(duì)于注入光的最大功率而言，可能理想的是具有在橫平面以下、與橫平面成不大于40度角的向下突出，在其他情況下，可能理想的是使注入光的最大功率具有在橫平面之上朝向前反射器、與橫平面成不大于40度角的向上突出。對(duì)于LCD面板的背光源，其最簡(jiǎn)單的形式是由光產(chǎn)生表面(例如LED晶粒的有源發(fā)射表面或CCFL燈泡中熒光粉的外層)和分散或擴(kuò)散該光的幾何和光學(xué)排列方式構(gòu)成，該排列方式以一定方式分散或擴(kuò)散該光從而產(chǎn)生擴(kuò)展面積或大面積的照明表面或區(qū)域，稱為背光源輸出區(qū)域，該輸出區(qū)域的發(fā)射亮度在空間上是均勻的。一般來講，該方法是將亮度非常高的局部光源轉(zhuǎn)換為大面積均勻輸出表面，由于所有背光源腔體表面的相互作用和光產(chǎn)生表面的相互作用，故會(huì)導(dǎo)致光的損耗。其他方法(例如使用具有特定LED透鏡的直接照明式光源結(jié)構(gòu)平衡前反射器上的入射第一反彈通量)可通過背光源輸出表面產(chǎn)生高效、均勻的亮度，但是這些方法對(duì)所有背光源元件的具體幾何結(jié)構(gòu)非常敏感。大致上，沒有通過該方法傳送經(jīng)過與前反射器相關(guān)的輸出區(qū)域或表面(可任選地進(jìn)入所需的應(yīng)用觀察者視錐(如果有的話)并且具有特定(例如LCD可用的)偏振態(tài)(如果有的話))的任何光為"損耗"光。我們認(rèn)為包含光循環(huán)腔的任何背光源的特征可以僅在于兩個(gè)基本參數(shù)。就這一點(diǎn)而言，參考圖1中所示的普及的背光源10，其中前反射器12和后反射器14形成光循環(huán)腔16。背光源10在擴(kuò)展的輸出區(qū)域或表面18上發(fā)出光，在這種情況下，該擴(kuò)展的輸出區(qū)域或表面對(duì)應(yīng)于前反射器12的外主表面。前反射器12和后反射器14顯示為平面并且彼此平行，并且在橫向尺寸13上共同擴(kuò)展，該尺寸還對(duì)應(yīng)于輸出區(qū)域18的橫向尺寸，例如長(zhǎng)度或?qū)挾?。在其他?shí)施例中，前反射器12和后反射器14可以是不平行的，例如，在名稱為BACKLIGHTSHAVINGSELECTEDOUTPUTLIGHTFLUXDISTRIBUTIONANDDISPLAYSYSTEMSUSINGSAME(具有所選輸出光通量分布的背光源和采用該背光源的顯示系統(tǒng))的共同擁有的美國(guó)專利申請(qǐng)No.61/030,767中進(jìn)一步所述的那樣。這種不平行的關(guān)系可使用任何合適的技術(shù)提供。例如，可將頂部反射器和底部反射器的一個(gè)或兩個(gè)成型為非平面形狀，可將前反射器和后反射器設(shè)置為使得它們不平行，可將一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)體設(shè)置在前反射器和后反射器的一個(gè)或兩個(gè)上，或者可以利用這些技術(shù)的任何組合從而得到非平行關(guān)系。光從腔體內(nèi)射出時(shí)，前反射器會(huì)反射大量入射的光，如圖所示，初始光束20被反射為相對(duì)較強(qiáng)的反射光束20a和相對(duì)較弱的透射光束20b。請(qǐng)注意，表示各種光束的箭頭實(shí)質(zhì)上是示意性的，例如，不同光束的所示傳播方向和角分布并不是完全準(zhǔn)確的。回到附圖，反射光束20a被后反射器14強(qiáng)反射為光束20c。光束20c被前反射器12部分透射從而產(chǎn)生透射光束20d，并且部分反射從而產(chǎn)生另外的光束(未示出)。在前反射器和后反射器之間的多次反射有助于支持腔體內(nèi)光的橫向傳播，如箭頭22所示。所有透射光束20b、20d等的總和無序相加在一起便得到了背光源的輸出。為了進(jìn)行示意性說明，小區(qū)域光源24a、24b、24c示于圖中可供選擇的位置處，其中源24a示于側(cè)光式位置處，其具有可有助于準(zhǔn)直(至少部分地)來自光源24a的光的反射結(jié)構(gòu)體26。光源24b和24c示于直接照明式位置處，光源24c通常會(huì)與后反射器14中所設(shè)置的洞或小孔(未示出)對(duì)齊使得光注入腔體16中。通常還在尺寸13的端點(diǎn)處設(shè)置反射側(cè)表面(未示出，并不是反射結(jié)構(gòu)體26)，優(yōu)選以密封方式連接前反射器12和后反射器14以最小化損耗?？墒褂萌魏魏线m的技術(shù)將前反射器和后反射器密封在一起。例如，在一些實(shí)施例中，可使用反射填縫劑將前反射器12和后反射器14密封在一起。反射填縫劑可形成反射屏蔽從而防止從背光源腔體漏光并提供機(jī)械結(jié)合將前反射器12和后反射器14固定在一起?？衫萌魏魏线m的反射填縫劑。例如，填縫劑可包含填充有反射顆粒的透明基質(zhì)和/或可包含具有不同折射率的區(qū)域。合適的顆粒包括Ti02或反光材料的帶或片，例如金屬片、金屬聚合物膜、珍珠顏料或多層光學(xué)膜。透明基質(zhì)可以為適合封裝和運(yùn)送反射元件同時(shí)向施加表面提供足夠的結(jié)合強(qiáng)度的任何材料。可通過不混溶的共混物化學(xué)組成、玻璃或聚合物珠的填充或向基質(zhì)中注入空氣或其他相異材料來形成具有不同折射率的區(qū)域?？山?jīng)噴嘴分散填縫劑從而形成珠子或其他形狀的輪廓。凸型或凹型橫截面輪廓為管理背光源腔體內(nèi)部的光提供了另外的設(shè)計(jì)選擇。填縫劑可為熱固化或光學(xué)固化的。在一些實(shí)施例中，填縫劑可包含具有可保持分散性和形狀的合適粘度的環(huán)氧型體系。在一些直接照明式實(shí)施例中，一般來講，豎直的反射側(cè)表面實(shí)際上可以為將背光源與類似或相同的相鄰背光源分離的薄分區(qū)，其中各個(gè)此類背光源實(shí)際上為較大的分區(qū)背光源的一部分?？梢匀魏嗡璧慕M合方式將各個(gè)子背光源中的光源打開或關(guān)閉從而為較大背光源提供具有亮區(qū)和暗區(qū)的圖案?？蓜?dòng)態(tài)使用此類分區(qū)背光源，從而在某些LCD應(yīng)用中改善對(duì)比度并節(jié)約能源。各區(qū)間之間的反射分區(qū)可不完全擴(kuò)展到頂部反射器，但可以通過間隙彼此分離，該間隙的大小滿足使區(qū)邊界的可見程度最小(從觀眾來看)，同時(shí)還優(yōu)化了區(qū)與區(qū)之間的通光性?；氐轿覀冇嘘P(guān)兩個(gè)參數(shù)的討論，本文中稱為參數(shù)A的第一參數(shù)建立了整個(gè)發(fā)射源區(qū)域與背光源輸出區(qū)域之間的聯(lián)系。因此，參數(shù)A為所有發(fā)光光源表面的整個(gè)面積(本文中稱為"A發(fā)射")與背光源輸出表面的面積(本文中稱為"A輸出")的比率。就矩形輸出區(qū)域的通常情況而言，面積A輸出即矩形的長(zhǎng)度乘以其寬度。對(duì)于給定的背光源，可通過對(duì)光源的有效面積求和以確定光源表面的總面積。例如，被認(rèn)為是"大晶粒"LED的LumiledsLXHL-PM09綠色LED具有約1,2的晶粒表面積(一個(gè)大的頂部表面和四個(gè)較小的側(cè)表面)。被認(rèn)為是"小晶粒"LED的NichiaRigelNFSG036B綠色LED的晶粒表面積為約0.09mm2。具有由65個(gè)"大晶粒"LED簇(一種為紅色、一種為藍(lán)色并且一種為綠色，當(dāng)將其組合時(shí)，其輸出被平衡從而產(chǎn)生白光)組成的陣列的背光源的光源總表面積為15A發(fā)射=65簇X3個(gè)晶粒/簇X1腿7晶粒=195mm2。對(duì)基于CCFL的背光源而言，光產(chǎn)生總表面積僅為每個(gè)燈泡的發(fā)光熒光粉層的總表面積乘以照亮腔體的燈泡數(shù)目。例如，包含16個(gè)各為820mm長(zhǎng)、直徑為4mm的CCFL燈泡的背光源的光產(chǎn)生總表面積將為A發(fā)射=16個(gè)燈泡X(jiX4mm)X820mm=164871mm2。光源的累積表面積與輸出表面積的比率(即參數(shù)A)是基本背光源測(cè)試的歸一化的無量綱量度表示將高亮度的小表面(通常用朗伯曲線發(fā)射圖案)轉(zhuǎn)換為大表面輸出，優(yōu)選具有相對(duì)均勻的空間亮度，并且優(yōu)選地其中輸出表面的總光通量占光源總光通量的很大比率(對(duì)應(yīng)于理想損耗體系，為l.O或100%的比率)。我們的第二參數(shù)建立了平均平面圖或側(cè)向光源集合("SEP")與腔體深度("H")之間的聯(lián)系。腔體深度H(圖1)為沿著垂直于輸出區(qū)域的軸從后反射器到前反射器(輸出區(qū)域A輸出)的物理距離，即前反射器與后反射器的同軸間距。腔體深度H還可被理解為非平面輸出區(qū)域和非平面后反射器之間的平均間距。平均平面圖光源間距SEP為相對(duì)于輸出表面A輸出的光源特征側(cè)向間距的度量。參數(shù)SEP測(cè)量腔體內(nèi)相對(duì)于輸出表面，光源以均勻的空間分布方式設(shè)置的程度。聚集特征SEP的值較大表明光源在腔體的較小區(qū)域(空間)內(nèi)是"成簇的"或受限的，而SEP的值較小表明光源的間距相對(duì)于輸出表面是均勻排列的。通常，中空腔體內(nèi)的光源被布置用于在輸出表面上提供盡可能空間均勻的光通量分布，從而得到對(duì)于給定的腔體幾何形狀而言最小的SEP值。SEP的計(jì)算可通過實(shí)例來更好地解釋。圖2a示出了具有設(shè)置在后反射器34上或靠近后反射器34的十八個(gè)光源32a的直接照明式背光源30a的光源排列方式示意性平面圖，該后反射器34具有橫向尺寸L(長(zhǎng)度)和W(寬度)，其中相關(guān)的前反射器和輸出區(qū)域(未示出)具有相同的橫向尺寸并且與后反射器34共同擴(kuò)展。光源32a以規(guī)則的重復(fù)圖案排列以形成沿著寬度或y方向間隔的三個(gè)等間距的行和沿著長(zhǎng)度或x方向(垂直于y方向)間隔的六個(gè)等間距的列。因此光源沿著x方向的平均間距為L(zhǎng)/6，光源沿著y方向的平均間距為W/3。然后將SEP計(jì)算為這兩個(gè)正交光源間距的平均值，或SEP=((L/6)+(W/3))/2。對(duì)于6X6英寸的輸出區(qū)域(L=W=6英寸或153mm)，該實(shí)例的SEP為SEP=38mm。請(qǐng)注意，只要光源是以三行和三列的方式排列的，如果各行之間的間距不均勻或如果各列之間的間距不均勻，結(jié)果仍是相同的。可通過假設(shè)行和列是對(duì)齊的，大致地評(píng)估沿著行和列較不規(guī)則間隔的SEP。還應(yīng)注意，各個(gè)光源32a可以為單個(gè)發(fā)射元件，例如單個(gè)白光發(fā)射LED,或者其可以為各個(gè)彩色LED(如紅/綠/藍(lán)或紅/綠/藍(lán)/綠等)的最小單位單元或簇，該最小單位單元或簇產(chǎn)生所需的背光源顏色，通常為白光。就設(shè)計(jì)為僅發(fā)出一種顏色(例如綠色)的光的背光源而言，各個(gè)光源32a為單一綠光發(fā)射LED。圖2b示出了與背光源30a類似的背光源30b的光源排列方式示意性平面圖，但是其中沿著后反射器34的周邊以平行于y方向的單行或單列形式設(shè)置十八個(gè)光源32b。在這種情況下，僅有一列沿著長(zhǎng)度或x方向的光源32b，和18行沿著寬度或y方向設(shè)置的(單個(gè))光源32b。因此該光源沿著x方向的平均間距為L(zhǎng)/1，該光源沿著y方向的平均間距為W/18。同樣將SEP再次計(jì)算為這兩個(gè)正交光源間距的平均值，或SEP=((L/1)+(W/18))/2。對(duì)于6X6英寸的輸出區(qū)域(L=W=6英寸或153ram)，該實(shí)例的SEP為SEP=81mm。請(qǐng)注意，如果沿著y方向的光源間距不均勻，結(jié)果仍是相同的。即使兩個(gè)實(shí)施例使用的是相同數(shù)量的光源，其81mm的SEP值超過圖2a實(shí)施例的SEP值(38mm)的兩倍。就應(yīng)該如此，因?yàn)榕c圖2a相比，圖2b中的光源更集中，因此圖2b實(shí)施例中各個(gè)光源比圖2a中各個(gè)光源需要沿著輸出表面影響或照亮更長(zhǎng)的橫向尺寸?；蛘呖烧J(rèn)為SEP是橫向或側(cè)向的"影響直徑"，要求平均起來各個(gè)光源都對(duì)輸出區(qū)域有所貢獻(xiàn)。17在一種情況下，在圖2a的實(shí)施例中僅有一個(gè)光源32a，或在圖2b的實(shí)施例中僅有一個(gè)光源32b，無論其中涉及輸出區(qū)域的單個(gè)光源是如何設(shè)置的，沿著x方向的平均光源間距為L(zhǎng)/1，沿著y方向的平均光源間距為W/1,就6X6英寸的輸出區(qū)域而言，得到((L+W)/2)或153mm的SEP?；究缭捷敵鰠^(qū)域的整個(gè)橫向尺寸的線形光源(例如CCFL)的處理方式不同于局部或"點(diǎn)"光源，如LED。圖2c示出了與背光源30a類似的直接照明式背光源30c的光源排列方式示意性平面圖，但是如圖所示，其中六個(gè)線光源32c以線性陣列排列在整個(gè)同一后反射器34上。在這種情況下，該光源沿著x方向的平均間距為L(zhǎng)/6，因?yàn)橛辛鶄€(gè)光源沿著尺寸L分布。沿著y方向的平均間距為零，因?yàn)楣庠?2c沿著該方向是連續(xù)的。同樣將SEP計(jì)算為這兩個(gè)正交光源間距的平均值，或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>這對(duì)應(yīng)于燈泡與燈泡之間平均間距的一半。對(duì)于6X6英寸的輸出區(qū)域(L=W=6英寸或153mm)，該實(shí)例的SEP為SEP=13mm。在此背景下，我們可以用兩個(gè)無量綱參數(shù)表征任何光循環(huán)腔背光源，該光循環(huán)腔背光源具有對(duì)于其預(yù)期應(yīng)用而言足夠的亮度和空間均勻度參數(shù)A二A發(fā)射/A輸出，以及參數(shù)B二SEP/H其中A發(fā)射、A輸出、SEP、和H均如上所述。圖3示出了將這兩個(gè)參數(shù)繪制為背光源參數(shù)空間或背光源設(shè)計(jì)空間的圖。該表征對(duì)平面背光源腔體而言特別直觀，其中背光源的后反射器(本文中有時(shí)稱為背板)和背光源的輸出區(qū)域均為彼此平行的平面，并且具有大致相等的面積和近似的同延性。然而，我們的雙參數(shù)表征并非局限于平面平行的背光源幾何體，可以被概括用于具有以下基本元件的任何背光源幾何體與前反射器相關(guān)聯(lián)的輸出表面、與前反射器形成光循環(huán)腔體的后反射器、以及設(shè)置在腔體內(nèi)或與腔體光學(xué)連接的一個(gè)或多個(gè)光源的組合。此外，沿X禾By方向基本規(guī)則地間隔的光源的特征光源間距參數(shù)SEP的確定方法在上文中有所描述。對(duì)于其中光源以不規(guī)則型式設(shè)置的情況，可通過以下公式確定SEP:其中Ai為外切兩個(gè)或更多個(gè)不規(guī)則間距的光源的圓i的面積，外切圓中光源的數(shù)目為tti。N為用于涵蓋所有光源的外切圓總數(shù)，其中選擇所有外切圓的數(shù)目和位置i至N以最小化所有外切圓總面積的總和，例如，參見圖2b，如果將沿著y方向以單列方式設(shè)置的18個(gè)光源限制在y尺寸的下^部分，那么這些光源沿著y軸的間距將不均勻，即在軸的下^部分間隔為W/36，軸的上i/2部分沒有光源。在這種情況下，使用不規(guī)則間距的SEP公式得出SEP=125mm。如果光源在空間上更加集中，則特征聚集參數(shù)SEP增加至125mm。如上所述，對(duì)于存在于6X6英寸腔體內(nèi)的單個(gè)光源的情況，如果18個(gè)光源的封閉或聚集將繼續(xù)占據(jù)沿著y軸的越來越小的區(qū)域，那么不規(guī)則間距的SEP公式將得到接近最大值153mm的更大尺寸。圖3清楚地包括設(shè)計(jì)空間中總體趨勢(shì)的某些說明。還描述了代表假想初始背光源設(shè)計(jì)的點(diǎn)36。如果通過減小腔體深度H而保持所有其他設(shè)計(jì)特征不變來修正設(shè)計(jì)，那么修正的設(shè)計(jì)將對(duì)應(yīng)于上述點(diǎn)36a并且與點(diǎn)36垂直對(duì)齊。相反，如果通過用更小發(fā)射面積光源替換背光源中各個(gè)光源、但是保持所有其他設(shè)計(jì)特征不變(例如用更小的LED晶粒代替各個(gè)LED晶粒，但是保持LED晶粒的總數(shù)不變并且保持其空間分布一致)來修正初始背光源設(shè)計(jì)，那么修正的設(shè)計(jì)將對(duì)應(yīng)于點(diǎn)36左邊并且水平對(duì)齊的點(diǎn)36b。在又一個(gè)替代形式中，可通過在背光源內(nèi)加入更多光源并將這些光源更密集地排列同時(shí)保持其他設(shè)計(jì)特征不變來修正初始設(shè)計(jì)。在這種情況下，修正的設(shè)計(jì)將對(duì)應(yīng)于位于起始點(diǎn)36右下方的點(diǎn)36c。可以預(yù)見在未來幾年里，LED光源會(huì)變得更亮，這樣便可以在保持其他設(shè)計(jì)特征不變的情況下從初始設(shè)計(jì)中移去光源并在背光源內(nèi)更稀疏地排列它們。此類設(shè)計(jì)修正將對(duì)應(yīng)于位于起始點(diǎn)36的左上方的點(diǎn)。得到數(shù)個(gè)市售LCD裝置，參照背光源參數(shù)空間分析其背光源。所得設(shè)計(jì)點(diǎn)示于圖4中所示的背光源設(shè)計(jì)空間圖中，該圖再次繪制了參數(shù)A與參、'點(diǎn)40a-d全部表示利用通過彩色LED陣列照明的直接照明式背光源的商用LCD電視。點(diǎn)40a表示SamsungElectronics46英寸(對(duì)角線尺寸)電視。點(diǎn)40b表示采用高亮度OSRAMGoldenDragonLED的32英寸SonyLED電視。該設(shè)備以四色簇(RGGB)組成了LED。點(diǎn)40c表示另一個(gè)使用OSRAMGoldenDragonLED的Sony32英寸LED電視，但該設(shè)備以三色簇RGB形式組成了LED。點(diǎn)40d表示SonyQualia40英寸電視。點(diǎn)40a-d均具有非常接近2的參數(shù)B值。點(diǎn)40e-f表示商用筆記本電腦的顯示器。這些設(shè)備均使用側(cè)光式背光源配置、CCFL光源和固體(丙烯酸類樹脂)光導(dǎo)裝置。點(diǎn)40e表示用于SamsungLTN140W1-101的HP14.1英寸dv1000。點(diǎn)40f表示型號(hào)為B154-EW-02的AU015.4英寸筆記本電腦。點(diǎn)40g表示許多商用LCD電視，均采用通過CCFL照明的直接照明式背光源?；仡檲D4中繪制的點(diǎn)，可以看出具有最小參數(shù)A值(點(diǎn)40a-d)(即會(huì)聚光源發(fā)射面積與背光源輸出區(qū)域面積的最小比率)的背光源具有相對(duì)較低的參數(shù)B值。具有高參數(shù)B值的光源(點(diǎn)40e-f)(即相對(duì)于平均光源間距的薄腔體深度)利用具有其相應(yīng)缺點(diǎn)的固體光導(dǎo)裝置，并達(dá)到僅適度低的參數(shù)A值(因?yàn)樗鼈兝肅CFL光源)。期望提供一類具有薄腔體(如參數(shù)B=3或更大)的背光源，其具有適度的低的或甚至非常低的相對(duì)光源面積(參數(shù)A=0.1或更小)并且具有中空腔體而不是固體光導(dǎo)裝置。如本文中所述，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)與LED光源照明兼容的背光源設(shè)計(jì)特征的組合，該組合可具有在至少某些方面超過現(xiàn)有背光源的背光源設(shè)計(jì)。我們現(xiàn)在更詳細(xì)地討論這些背光源設(shè)計(jì)特征中的一些，然后參照已經(jīng)構(gòu)成并經(jīng)過測(cè)試的背光源證明此類背光源(利用中空腔體設(shè)計(jì))現(xiàn)在能在圖4的圖中占據(jù)期望的空間。我們從對(duì)示例性前反射器和后反射器的討論開始。就這一點(diǎn)而言，通常參考名稱為BACKLIGHTANDDISPLAYSYSTEMUSINGSAME(背光源和采用該背光源的顯示系統(tǒng))的PCT專利申請(qǐng)No.XXXX/XXXXXX("63274專利申請(qǐng)")。此處我們描述的示例性部分反射器(前反射器)(特別是例如63274專利申請(qǐng)中所述的不對(duì)稱反射膜(ARF))提供低損耗反射，還提供比單獨(dú)用固體光導(dǎo)裝置中的TIR時(shí)可能的對(duì)偏振光的透射和反射更好的控制。因此，除了改善整個(gè)顯示器表面中側(cè)向意義上的光分布之外，中空光導(dǎo)裝置還可為大系統(tǒng)提供改善的偏振控制。也可以用上面提及的優(yōu)選ARF對(duì)入射角透射率進(jìn)行明顯控制。這樣，可以很大程度上將來自混合腔體的光準(zhǔn)直，并且可提供來自單一膜構(gòu)造的偏振光輸出。優(yōu)選的前反射器具有相對(duì)較高的總反射率以支持腔體內(nèi)相對(duì)較高的循環(huán)率。我們以"半球反射率"表征這一點(diǎn)，"半球反射率"是指當(dāng)光從所有可能的方向入射到元件(無論是表面、膜還是膜的集合)上時(shí)元件的總反射率。因此，從大致沿法向保持居中的半球內(nèi)的所有方向(以及所有偏振態(tài)，除非另外指明)入射的光來照亮元件，會(huì)聚反射到此相同半球內(nèi)的所有光。對(duì)于關(guān)注的波長(zhǎng)范圍而言，反射光總通量與入射光總通量的比率為半球反射率R'。對(duì)光循環(huán)腔來說，以其R，表征反射器特別方便，因?yàn)楣馔ǔＲ匀嵌热肷涞角惑w的內(nèi)表面(無論是前反射器、后反射器還是側(cè)反射器)上。此外，與垂直入射角的反射率不同，R已考慮到反射率隨入射角的變化并且對(duì)該變化不敏感，這對(duì)于某些元件(例如棱鏡膜)來說非常重要。事實(shí)上，在示例性實(shí)施例中，至少對(duì)在一個(gè)平面中入射的光而言，優(yōu)選的前反射器具有隨著入射角遠(yuǎn)離法線而增加的(定向)反射率(和通常隨入射角增大而下降的透射率)。此類反射特性使得光在更靠近法線(即更靠近背光源的視軸)的角度下優(yōu)先地透射出前反射器。這有助于增加顯示器在對(duì)于顯示器行業(yè)來說十分重要的視角下的感知亮度(以較高視角下21的較低感知亮度為代價(jià)，這不太常見，但是同樣重要)。我們認(rèn)為反射率隨角度增加的行為是"至少對(duì)于在一個(gè)平面中入射的光而言"，這是因?yàn)橛袝r(shí)候僅一個(gè)視平面需要窄視角，而在正交平面中需要較寬的視角。一個(gè)實(shí)例是在某些LCD電視應(yīng)用中，在水平面觀看時(shí)需要寬視角，但垂直平面則需要較窄的視角。在其他情況下，兩個(gè)正交平面均需要窄視角以最大化同軸亮度。當(dāng)我們討論斜角反射率時(shí)，記住圖5的幾何因素是有幫助的。在這里，我們可以看到位于x-y平面的具有z軸法向的表面50。如果表面為偏振膜或部分偏振的膜(例如63274專利申請(qǐng)中所述的ARF)，根據(jù)該申請(qǐng)，我們指定y軸為"透光軸"，x軸為"阻塞軸"。換句話說，如果膜為偏振膜，與偏振軸平行于x軸的垂直入射光相比，偏振軸平行于y軸的垂直入射光優(yōu)先地透過。當(dāng)然，一般來講，表面50不必為偏振膜。光可從任何方向入射到表面50上，但是我們集中到平行于x-z平面的第一入射平面52和平行于y-z平面的第二入射平面54上。"入射平面"當(dāng)然是指包含曲面法線和光傳播特定方向的平面。我們?cè)趫D中示出入射到平面52中的一束斜光線53和入射到平面54中的另一束斜光線55。假設(shè)光線是非偏振的，它們將各自具有位于其各自入射平面的偏振分量(稱為"P偏振"光并在圖中標(biāo)記為"p")和垂直于各自入射平面取向的正交偏振分量(稱為"s偏振"并在圖中標(biāo)記為"s")。值得注意的是，對(duì)于偏振表面而言，根據(jù)光線的方向，"s"和"p"可與透光軸或阻塞軸對(duì)齊。在圖中，光線53的s偏振分量和光線55的p偏振分量與透光軸(y軸)對(duì)齊，并因此會(huì)優(yōu)先地透射，而相對(duì)的偏振分量(光線53的p偏振和光線55的s偏振)與阻塞軸對(duì)齊。據(jù)此，在其中前反射器為例如63274專利申請(qǐng)中所述的ARF的情況下，讓我們考慮指定前反射器"具有通常隨入射角增加的反射率"的意義(如果我們需要)。ARF包括對(duì)阻塞偏振態(tài)下的垂直入射光具有非常高的反射率和對(duì)透光偏振態(tài)下的垂直入射光具有較低但仍然很大的反射率(例如25至90%)的多層結(jié)構(gòu)(例如已在合適條件下取向從而產(chǎn)生所需折射率關(guān)系和所需反射率特性的共擠出聚合物微層)。阻塞態(tài)光(光線53的p偏振分量和光線55的s偏振分量)的非常高的反射率通常保持對(duì)于所有入射角都非常高。更有意思的是透光態(tài)的光(光線53的S偏振分量和光線55的P偏振分量)，因?yàn)槠湓诖怪比肷鋾r(shí)具有中間反射率。入射平面52中的透光態(tài)斜光將因s偏振光反射率的性質(zhì)具有隨著入射角增大而增加的反射率(然而，反射率的相對(duì)增加量將取決于垂直入射時(shí)透光態(tài)反射率的初始值)。因此，ARF膜在平行于平面52的視平面中發(fā)出的光將部分地準(zhǔn)直或限制在一定角度內(nèi)。然而，如在63274申請(qǐng)中所討論的，其他入射平面54中的透光態(tài)斜光(即光線55的p偏振分量)可根據(jù)微層之間的z軸折射率差值相對(duì)于面內(nèi)折射率差值的大小和偏光性而具有三種行為中任何一種。在一種存在布魯斯特角的情況下，該光的反射率隨著入射角的增加而下降。這樣會(huì)在平行于平面54的視平面中產(chǎn)生明亮的偏軸凸角，該凸角通常是LCD觀看應(yīng)用中不可取的(雖然在其他應(yīng)用中這種現(xiàn)象是可接受的，甚至就LCD觀看應(yīng)用而言，可使用棱鏡膜等將該凸角輸出重新導(dǎo)向至觀察軸)。在另一種不存在布魯斯特角或布魯斯特角非常大的情況下，p偏振光的反射率隨著入射角的增大相對(duì)恒定。這在參考視平面中產(chǎn)生相對(duì)較寬的視角。在第三種不存在布魯斯特角的情況下，p偏振光的反射率隨著入射角的增大而顯著增加。這樣可在參考視平面中產(chǎn)生相對(duì)較窄的視角，其中通過控制ARF中微層之間的z軸折射率差值的大小至少部分地調(diào)整準(zhǔn)直程度。當(dāng)然，反射表面50不必具有ARF那樣的不對(duì)稱同軸偏振特性。例如，可通過適當(dāng)?shù)剡x擇微層數(shù)目、層厚度分布、折射率等將對(duì)稱多層反射器設(shè)計(jì)為具有高反射率但也具有大透射率。在這種情況下，光線53和55兩者的s偏振分量將以彼此相同的方式隨著入射角的增大而增加。同樣，這歸因于s偏振光反射率的性質(zhì)，但是相對(duì)增加量將取決于垂直入射反射率的初始值。光線53和光線55的p偏振分量將具有彼此相同的角行為，但是如63274專利申請(qǐng)中所討論的，可通過控制微層之間的z軸折射率差值相對(duì)于面內(nèi)折射率差值的大小和偏光性來控制該行為使其成為上面提及的三種情況中的任何一種。23因此，我們看到反射率隨前反射器中入射角的增大而增加(如果存在的話)可以涉及入射到其中可用偏振態(tài)的傾斜光是P偏振的平面上的可用偏振態(tài)的光?；蛘?，反射率的這種增加可以是指任何入射平面中非偏振光的平均反射率。除了特定ARF多層反射膜外，還可使用反射(但部分地透射)元件。替代的候選材料包括以下各類<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>可單獨(dú)或組合使用上面提及的反射器從而得到合適的前反射器。優(yōu)選的后反射器對(duì)可見光還具有通常遠(yuǎn)高于前反射器的高半球反射率，因?yàn)榍胺瓷淦鞅挥幸獾卦O(shè)計(jì)為部分透射以提供所需的背光源光輸出。再次參考63274專利申請(qǐng)。后反射器的半球反射率稱為Rhw，而前反射器的半球反射率稱為R、球。優(yōu)選Rf半球XRb辨的乘積值為至少70%(0.70)、或75%、或80%。優(yōu)選前反射器和/或后反射器可具有鏡面反射和漫射特性的平衡，因此如名稱為RECYCLINGBACKLIGHTSWITHSEMI-SPECULARCOMPONENTS(具有半鏡面元件的循環(huán)背光源)的共同轉(zhuǎn)讓的PCT專利申請(qǐng)No.XXXX/XXXXXX(代理人案巻號(hào)No.63032W0003)("63032專利申請(qǐng)")中更完全的描述，其具有半鏡面反射特性。此類反射器具有在15度的入射角下大于15%、在45度的入射角下小于95%的傳送率，其中T=(F-B)Z(F+B)，F(xiàn)和B是指在特定入射角下向前和向后散射的光通量。向光循環(huán)腔中引入此類半鏡面反射器可以提供該光循環(huán)腔體內(nèi)光的側(cè)向傳送和角混合之間的理想平衡，從而在最小腔體厚度下實(shí)現(xiàn)最佳輸出均勻度。半鏡面反射器的實(shí)例為已涂布有一層小珠的VikuitiESR膜。光循環(huán)腔中通常還包括側(cè)反射器以最小化損耗并增強(qiáng)光傳播。如本文中其他地方所述，側(cè)反射器可以為劃分較大分區(qū)背光源相鄰部分的分區(qū)。此外，優(yōu)選的光循環(huán)腔體的中空性質(zhì)使得其在側(cè)反射器的設(shè)計(jì)中易于接受大量設(shè)計(jì)靈活性。在一種情況下，側(cè)反射器可以僅為呈簡(jiǎn)單矩形形狀的煎鍋狀支撐單元的反射壁?；蛘?，側(cè)反射器可以為單獨(dú)使用或施加到用于機(jī)械支撐的有些硬的基板上的薄反射膜帶。在這種情況下，僅通過將一個(gè)或多個(gè)側(cè)反射器帶彎曲成所需的形狀就可以較為容易地制備除矩形之外的腔體區(qū)域。這在圖6中示出，其中附圖標(biāo)號(hào)60標(biāo)識(shí)的是常規(guī)矩形設(shè)計(jì)的背光源輸出區(qū)域。例如通過彎曲反光材料帶并將其置于(矩形或其他形狀的)前反射器和后反射器之間形成的不規(guī)則形狀的側(cè)反射器62可產(chǎn)生具有不規(guī)則右側(cè)邊緣的輸出區(qū)域。類似地，可形成輸出區(qū)域的其他邊緣從而得到各種各樣非矩形輸出區(qū)域形狀，例如橢圓形。為了進(jìn)行示意性說明，為方便起見，進(jìn)一步定義形成光循環(huán)腔的背光源前反射器和后反射器的光學(xué)表面。圖7為包括背光源710和液晶面板730的顯示系統(tǒng)700的示意性剖視圖。背光源710被設(shè)置為向液晶面板730提供光。背光源710包括形成中空光循環(huán)腔716的前反射器712和后反射器714，該光循環(huán)腔具有腔體深度H和面積為A輸出的輸出區(qū)域718。前反射器712包括第一、第二和第三前反射器膜720、722、724，這些膜形成前反射器膜疊堆?？衫帽疚乃龅娜魏魏线m的膜形成前反射器712。液晶面板730通常包括設(shè)置在面板738之間的液晶層736。面板738通常由玻璃形成，并且可包括其內(nèi)表面上電極結(jié)構(gòu)和取向?qū)?，用于控制液晶?36中液晶的取向。將這些電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行常規(guī)排列，從而限定液晶面板的像素，即限定液晶層區(qū)域，使得可在該區(qū)域中獨(dú)立控制液晶的取向，不涉及鄰近區(qū)域。濾色器740也可包括在一個(gè)或多個(gè)面板738上，用于在液晶面板730所顯示的圖像上附加顏色。液晶面板730布置于上吸收型偏振器732和下吸收型偏振器734之間。在圖示實(shí)施例中，上吸收型偏振器732和下吸收型偏振器734都位于液晶面板730之外。吸收型偏振器732、734和液晶面板730聯(lián)合控制來自背光源710的光通過顯示系統(tǒng)700到達(dá)觀察者的透射過程。例如，可將吸收型偏振器732、734排列為其透射軸相互垂直。處于非激活狀態(tài)的液晶層736的像素可能不會(huì)更改所經(jīng)過光的偏振。因此，穿過下吸收型偏振器734的光由上吸收型偏振器732吸收。當(dāng)像素被激活時(shí)，將旋轉(zhuǎn)所經(jīng)過光的偏振，以使得透射穿過下吸收型偏振器734的至少一部分光也透射穿過上吸收型偏振器732。不同像素液晶層736的選擇性激活(例如未示出的通過控制器的活動(dòng))使光在某些所需的位置穿出顯示系統(tǒng)700，從而形成觀察者所見的圖像。該控制器可以包括(例如)計(jì)算機(jī)或接收并顯示電視圖像的電視機(jī)控制器。例如可設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)任選層(未示出)靠近上吸收型偏振器734從而向顯示器表面提供機(jī)械和/或環(huán)境保護(hù)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，任選層可包括上吸收型偏振器734上面的一層硬質(zhì)涂料。應(yīng)當(dāng)理解，一些類型的液晶顯示器可能會(huì)以與上述不同的方式工作。例如可平行排列吸收型偏振器732、734，并且在非激活狀態(tài)下時(shí)，液晶面板可旋轉(zhuǎn)光的偏振。無論如何，此類顯示器的基本結(jié)構(gòu)仍然與上述基本結(jié)構(gòu)類似。為了建模，其中我們認(rèn)為前反射器和后反射器為無限大，我們可以將后反射器對(duì)可見非偏振光的有效反射率"Rb(有效)"定義為包括光循環(huán)腔內(nèi)部除了定義輸出表面的小孔之外的所有反射和損耗元件。就這一點(diǎn)而言，具有環(huán)繞的高反射率材料的損耗元件(例如LED晶粒、透鏡、封裝物、電路和外露的電路板)均包含于面積比率意義中，從而確定Rbw(有效)。此外，反射表面之間的物理間隙也用于定義此有效反射率。然后可方便地拖曳此Rb(有效)表面的物理位置使其與物理腔體內(nèi)部的平均表面一致。此外，為方便起見，使用簡(jiǎn)單構(gòu)造Rf—w和T聊(0度)定義前反射器的光學(xué)特性，其中"可用"(有時(shí)以符號(hào)"II"表示)是指與應(yīng)用液晶顯示面板730(示于圖7中背光源的上方)的底部吸收型偏振器734的透光軸一致的偏振態(tài)。Rf半球?yàn)榭蓽y(cè)量的量，其描述了前反射器的半球反射率。該前反射器可構(gòu)造為由單一反射膜或者反射膜或反射元件的多種組合組成。它們可以是層合的或間隔開的，但是通常它們被定義為與腔體輸出表面共同擴(kuò)展的元件，并且作為一個(gè)系統(tǒng)一起運(yùn)作從而使光源發(fā)出的光循環(huán)以便在腔體內(nèi)充分混合光。前反射器元件可包括漫射元件(例如漫射板和表面結(jié)構(gòu)漫反射器)以及折射元件(例如透鏡膜和/或棱鏡膜)。將T(0度)的值定義為在0度下(垂直于前反射器平面)使用前反射器和覆蓋全角度光源的吸收型偏振器(例如全角度混合的光循環(huán)腔)的透射強(qiáng)度與0度下僅使用覆蓋全角度光源的吸收型偏振器的透射強(qiáng)度的比率。在顯示器應(yīng)用被設(shè)計(jì)為接受除垂直角、0度之外的某些其他設(shè)置角度或某些任意偏振態(tài)的光的情況下，前反射器的特征光學(xué)性能可通過T(Q)更加概括性地指明，其中Q表示來自背光源輸出區(qū)域的光所采用的立體角，"偏振"是指此光的偏振態(tài)，這是實(shí)際應(yīng)用中所需要的。參考圖7，為了更加方便起見，將前反射器712定義為具有性質(zhì)R'半球和T<6S(Q)的表面，該R'輔在前反射器膜的最內(nèi)表面726處或前反射器元件疊堆的最內(nèi)反射元件處測(cè)得，該T皿(Q)在前反射器膜的最外表面728處或前反射器元件疊堆的最外反射元件處測(cè)得。背光源腔體深度H則可通過從R":w(有效)表面到具有性質(zhì)R、球的前反射器最內(nèi)表面726的垂直距離定義。對(duì)于其他任意背光源腔體幾何體而言，其中后反射器Rhw(有效)表面716和前反射器Rf辯表面726不是共平面的，有效腔體深度H有效可使用合適的幾何構(gòu)造來定義。在許多情況下，希望將Rf半球XRb半球(有效)的乘積值為至少0.70、優(yōu)選地至少0.80、并且最優(yōu)選地至少0.90的背光源腔體的高循環(huán)特性與足夠高的Tg(Q)值組合，因?yàn)檫@在腔體內(nèi)提供了角混合和空間上混合的光，整個(gè)輸出區(qū)域上的逸出機(jī)制，用于向應(yīng)用傳送空間均勻的亮度。在應(yīng)用需要某種偏振程度的光的情況下，例如LCD面板，可能需要足夠高的T，(0度)值以在整個(gè)沿法向分布的應(yīng)用觀察者視錐上達(dá)到高的LCD可用亮度。實(shí)際上，隨著新的固態(tài)高亮度LED光源的出現(xiàn)，便面臨了艱巨的雙重挑戰(zhàn)，要將高亮度LED光產(chǎn)生表面轉(zhuǎn)換為具有所需亮度的大面積、空間上均勻的輸出表面，并且同時(shí)LED發(fā)出的光不會(huì)大量損失。因此，我們?cè)诒疚闹忻枋隽司哂歇?dú)特幾何性質(zhì)SEP/H和A發(fā)射/A輸出以提供對(duì)于預(yù)期應(yīng)用足夠的亮度和空間均勻度的中空背光源。這是通過令人驚奇的方法實(shí)現(xiàn)的，該方法采用了具有反射率非常高的前后表面的背光源腔體，該腔體結(jié)合了這些反射表面的鏡面反射和漫射性質(zhì)的平衡，并具有部分準(zhǔn)直或限制初始注入光循環(huán)腔中的光在靠近橫向平面(橫向平面平行于背光源的輸出區(qū)域)方向上傳播的光注入光學(xué)元件。此外，我們已發(fā)現(xiàn)通過利用獨(dú)特的前反射器Tm(Q)特性，可達(dá)到具有應(yīng)用可用偏振的高應(yīng)用亮度。為了更好地近似，光學(xué)腔體經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計(jì)，其中內(nèi)部光源發(fā)出的大部分光在基本上共同擴(kuò)展的前反射器和后反射器之間經(jīng)過多次反射，在該腔體內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生可變得在腔體內(nèi)的方向和空間位置上均大體上隨機(jī)的光線。實(shí)現(xiàn)光線的該空間和角度隨機(jī)化所需的多次反射的次數(shù)將在很大程度上取決于反射元件的鏡面反射和漫射特性(參見例如63032專利申請(qǐng))。對(duì)于在循環(huán)背光源腔體內(nèi)光線具有高度的角度和空間隨機(jī)化的循環(huán)背光源腔體而言，經(jīng)過輸出表面進(jìn)入任何特定輸出角Q的亮度在沿著輸出表面的各點(diǎn)處將大致相同。對(duì)于此類光循環(huán)腔體而言，進(jìn)入任何特定輸出角Q的亮度可通過以下表達(dá)式近似為L(zhǎng)(Q)=((光源流明)/(2tiXA輸出))X(T偏報(bào)(Q)/(1—R'wXRh—w(有效)))。"光源流明"為通過設(shè)置在腔體內(nèi)或光學(xué)耦合到腔體上的光源發(fā)出的光進(jìn)入腔體的部分。表達(dá)式TMS(Q)/(1-R、球XRb半球(有效)表示對(duì)于具有前反射器和后反射器的光循環(huán)腔體而言，與單獨(dú)光源的前半球(相對(duì)于輸出表面)中的角混合通量相比，進(jìn)入立體角Q的偏振"偏振"強(qiáng)度的增大比率。我們已發(fā)現(xiàn)，LED光源特性和光注入幾何體，結(jié)合新型高反射率材料，以及合適的前反射器透射特性，可配置為使得在背光源參數(shù)空間新型區(qū)域中基本上中空的背光源成為可能。元件鑒定我們已測(cè)量了具有可作為后反射器元件的現(xiàn)有和潛在用途的多種材料的Rh。所采用的測(cè)量設(shè)備是申請(qǐng)人定制的，但在設(shè)計(jì)和操作中是簡(jiǎn)單明了的。對(duì)于前反射器和后反射器樣品來說，使用由Labsphere制造并由Spectralon制成的、具有三個(gè)互相正交口的商用六英寸累計(jì)球來照亮樣品并確定半球反射率R半球以及垂直角度透射率T，(0度)。穩(wěn)定的光源通過一個(gè)口照亮球。使用PhotoResearchPR650分光光度計(jì)測(cè)量經(jīng)過第二口的球內(nèi)壁輻射率。將樣品置于第三口上。通過使用置于第三口上的己知反射率標(biāo)準(zhǔn)完成對(duì)累計(jì)球壁輻射率的校正，在有校正標(biāo)準(zhǔn)和沒有校正標(biāo)準(zhǔn)的情況下測(cè)量球壁輻射率。通過將樣品置于第三口上測(cè)量R料；通過得到有樣品和沒有樣品的情況下球壁輻射率的比率并采用簡(jiǎn)單的累計(jì)球亮度增益算法得出樣品半球反射率R。該R，的測(cè)量與循環(huán)背光源腔體性能密切相關(guān)，因?yàn)槠錇槿嵌容斎搿⑷嵌容敵龇瓷?，并以極其類似于實(shí)際光循環(huán)腔中發(fā)生的方式進(jìn)行測(cè)量。此外，使用第三口處的PhotoResearchPR650分光光度計(jì)收集進(jìn)入所選立體角T(Q)的透射率，其中Q是由收集孔徑及其相對(duì)于樣品表面法線的位置所定義的。對(duì)于單獨(dú)的吸收型偏振器，可通過在與樣品垂直的角度下使用分光光度計(jì)、參照樣品并覆蓋吸收型偏振器(得自SanRitz的LCD顯示偏振器SR5518)來獲得在垂直角度下LCD可用的透射率T，(0度)。使用上述技術(shù)確定以下材料的Rbw':<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>表II89%R的不對(duì)稱反射膜(ARF-89)。該不對(duì)稱反射膜包括264個(gè)雙折射90/10coPEN和非雙折射P麗A的交替微層。將264個(gè)交替微層以^波層對(duì)的序列排列，其中層的厚度梯度被設(shè)計(jì)為用于為一個(gè)偏振軸在約400rnn至900nm的波長(zhǎng)帶寬上提供寬泛而均勻的強(qiáng)效反射共振，并為正交軸提供較弱的反射共振。將五微米厚的90/10coPEN表層置于連貫交替的微層疊堆的外表面上。包括交替微層、PBL和表層的膜的總厚度為約40微米。使用本文中所述方法制備該膜。90/10coPEN層的雙折射率值(在633nm下測(cè)定)為nxl=1.785、nyl=1.685、nzl二1.518，PMMA層的折射率為nx2二ny2=nz2=1.494。ARF-89在透光軸中具有89%的平均同軸反射率，在阻塞軸中具有98%的平均同軸反射率，并且具有92.5%的半球反射率。84%R的不對(duì)稱反射膜(ARF-84)。該不對(duì)稱反射膜包括264個(gè)雙折射90/10coPEN材料和非雙折射PMMA材料的交替微層。將264個(gè)交替微層以^波層對(duì)的序列排列，其中層的厚度梯度被設(shè)計(jì)為用于為一個(gè)偏振軸在約400nm至900nm的波長(zhǎng)帶寬上提供寬泛而均勻的強(qiáng)效反射共振，并為正交軸提供較弱的反射共振。將五微米厚的90/10coPEN表層置于連貫交替的微層疊堆的外表面上。包括交替微層、PBL和表層的ARF-84的總厚度為約4(Vm。使用本文中所述方法制備該膜。90/10coPEN交替微層的雙折射率值(在633nm下測(cè)定)為nxl=1.785、nyl=1.685、nzl=1.518，PMMA微層的折射率為nx2=ny2=nz2二1.494。ARF-84在透光軸中具有83.7%的平均同軸反射率，在阻塞軸中具有97.1%的平均同軸反射率，并且具有88.5%的半球反射率。68%R的不對(duì)稱反射膜(ARF-68)。該不對(duì)稱反射膜包括274個(gè)雙折射90/10coPEN材料和非雙折射P麗A材料的交替微層。將274個(gè)交替微層以%波層對(duì)的序列排列，其中層的厚度梯度被設(shè)計(jì)為用于為一個(gè)偏振軸在約400nm至970nm的波長(zhǎng)帶寬上提供寬泛而均勻的強(qiáng)效反射共振，并為正交軸提供較弱的反射共振。將五微米厚的75%SA115和25%DP2554的共混物表層置于連貫交替的微層疊堆的外表面上。包括交替微層、PBL和表層的不對(duì)稱反射膜的總厚度為約50mm。使用本文中所述方法制備該膜。在633nm下測(cè)定90/10coPEN和PMMA材料交替微層的雙折射率值。coPEN微層的折射率為nxl二1.820、nyl=1.615和nzl=1.505。PMMA微層的折射率為nx2=ny2=nz2=1.494。ARF-68在透光軸中具有68.4%的平均同軸反射率，在阻塞軸中具有99.5%的平均同軸反射率，并且具有83.2%的半球反射率。37%R的不對(duì)稱反射膜(ARF-37)。該不對(duì)稱反射膜包括274個(gè)雙折射90/10coPEN材料以及CoPET-F和DP29341的非雙折射共混物的交替微層。將274個(gè)交替微層以％波層對(duì)的序列排列，其中層的厚度梯度被設(shè)計(jì)為用于為一個(gè)偏振軸在約420nm至850nm的波長(zhǎng)帶寬上提供寬泛而均勻的強(qiáng)效反射共振，并為正交軸提供較弱的反射共振。將五微米厚的coPEN55/45/HD表層置于連貫交替的微層疊堆的外表面上。包括交替微層、PBL和表層的ARF-37的總厚度為約50mm。使用本文中所述方法制備該膜。測(cè)得90/10coPEN交替微層的雙折射率值(在633nm下測(cè)定)為nxl二1.820、nyl=1.615和nzl=1.505，coPET-F+DP29341層的折射率為nx2=ny2=nz2=1.542。ARF-37在透光軸中具有38.1%的平均同軸反射率，在阻塞軸中具有99.0%的平均同軸反射率，并且具有67.6%的半球反射率。不對(duì)稱反射膜三層層合物(3xARF)。該不對(duì)稱反射膜包括使用兩個(gè)厚光學(xué)粘合劑層粘結(jié)在一起以形成層合物的三層不對(duì)稱反射膜。各個(gè)膜包括274個(gè)雙折射90/10coPEN和非雙折射PET-G的交替微層。將274個(gè)交替微層以^波層對(duì)的序列排列，其中層的厚度梯度被設(shè)計(jì)為用于為一個(gè)偏振軸在約410nm至940nm的波長(zhǎng)帶寬上提供寬泛而均勻的強(qiáng)效反射共振，并為正交軸提供較弱的反射共振。各個(gè)多層光學(xué)膜上沒有皮層。使用本文中所述方法制備各層膜。包括交替微層、PBL和粘合劑層的2xARF的總厚度為約IOO咖。90/10coPEN交替微層的雙折射率值(在633nm下測(cè)定)為nxl=1.830、nyl=1.620和nzl=1.500，PET-G微層的折射率為nx2=ny2=nz2二1.563。3xARF在透光軸中具有48%的平均同軸反射率，并且具有75.4%的半球反射率。不對(duì)稱反射膜四層層合物(4xARF)。該不對(duì)稱反射膜包括使用三個(gè)厚光學(xué)粘合劑層粘結(jié)在一起以形成層合物的四層不對(duì)稱反射膜。各個(gè)膜包括274個(gè)雙折射90/10coPEN和非雙折射PET-G的交替微層。將274個(gè)交替微層以％波層對(duì)的序列排列，其中層的厚度梯度被設(shè)計(jì)為用于為一個(gè)偏振軸在約410nm至940nm的波長(zhǎng)帶寬上提供寬泛而均勻的強(qiáng)效反射共振，并為正交軸提供較弱的反射共振。各個(gè)多層光學(xué)膜上沒有皮層。使用本文中所述方法制備各層膜。包括交替微層、PBL和粘合劑層的4xARF的總厚度為約200|am。測(cè)得90/10coPEN交替微層的雙折射率值(在633rnn下測(cè)定)為nxl二1.830、nyl=1.620和nzl=1.500，PET-G微層的折射率為nx2=ny2=nz2=1.563。4xARF在透光軸中具有55.6%的平均同軸反射率，并且具有79.2%的半球反射率。不對(duì)稱反射膜五層層合物(5xARF)。該多層光學(xué)膜即在層合物主體中包括用于粘結(jié)五層不對(duì)稱反射膜的四個(gè)厚光學(xué)粘合劑層。各個(gè)膜包括274個(gè)雙折射90/10coPEN和非雙折射PET-G的交替微層。將274個(gè)交替微層以%波層對(duì)的序列排列，其中層的厚度梯度被設(shè)計(jì)為用于為一個(gè)偏振軸在約410nm至940nm的波長(zhǎng)帶寬上提供寬泛而均勻的強(qiáng)效反射共振，并為正交軸提供較弱的反射共振。各個(gè)多層光學(xué)膜上沒有表層。包括交替微層、PBL和粘合劑層的5xARF的總厚度為約260匪。測(cè)得(在633nm下)90/10coPEN材料的交替微層的雙折射率值為nxl=1.830、nyl=1.620和nzl=1.500，PET-G材料的折射率為nx2=ny2=nz2=1.563。在以下實(shí)例中，5xARF與層合到5xARF表面面向后反射器的那一側(cè)的OpalusBS-702帶珠增益漫射片(OpalusBS-702beadedgaindiffuser)(得自KeiwaCorp.)—起使用，使得增益漫射片的珠子(即微球)朝向后反射器。層合到帶珠增益漫射片的5xARF在透光軸中具有61.7%的平均同軸反射率，并且具有81.1%的半球反射率。BGD。除非另外指明，否則以下實(shí)例中的一些包括OpalusBS-702帶珠增益漫射片(得自KeiwaCorp.)。DBEF。得自3M公司的多層反射偏振膜。DBEF具有50.8%的半球反射》《APF。得自3M公司的多層反射偏振膜。APF具有51.0%的半球反射率。最近出現(xiàn)的面積非常小的光源(例如LED)使得顯著提高循環(huán)背光源后發(fā)射器的反射率水平成為可能。實(shí)際上，因?yàn)長(zhǎng)ED發(fā)射表面面積與較常規(guī)的光源(例如CCFL)相比很小，所以絕大多數(shù)光循環(huán)腔后反射器表面可由具有極高R球值的材料(例如上面表I中所述的那些)構(gòu)成。當(dāng)然，光循環(huán)腔的R%，(有效)值將從操作上確定腔體在隨機(jī)化光線角度和產(chǎn)生空間上均勻的輸出表面亮度方面的有效程度。如上所述，RV(有效)值將包括與光源和電子器件相關(guān)的光循環(huán)腔內(nèi)的低反射率元件。我們己經(jīng)鑒定了由小封裝的晶粒RGGBLED、外露電路和外露的局部電路板組成的CreeX燈陣列的有效反射率。鑒定圍繞并包含RGGB小晶粒簇的外露區(qū)域的可見光反射率，在整個(gè)可見光波段上估計(jì)該反射率平均為約50%。因此我們可做出合理假設(shè)，RLED—,W=50%。在63274專利申請(qǐng)中，將66簇RGB小封裝晶粒排列在光循環(huán)腔的矩形后表面上，用3M2xTIPS覆蓋大部分后反射器表面，用鏡面3MESR覆蓋矩形框側(cè)壁。圖8示出了具有以毫米為單位的尺寸的各簇的俯視圖。對(duì)66個(gè)RGB晶粒簇的幾何排列方式和相鄰高反射率2xTIPS材料的仔細(xì)檢測(cè)表明與LED封裝和電路相關(guān)的材料的外露面積為后反射器面積的約11.2%，剩余的88.8%的面積被2xTIPS覆蓋。對(duì)各個(gè)元件的R糊的面積比率簡(jiǎn)單求平均可得到R、球(有效)的值二92.2%?？赏ㄟ^使用表II中所示、63274專利申請(qǐng)中實(shí)例C6、C7、C8、27和28中所述前反射器的測(cè)量值驗(yàn)證循環(huán)背光源的Rb(有效)的值，其中可找到對(duì)這些實(shí)例的完整描述，并將這些(0度)和Rf半球的測(cè)量值代人上述的L(Q)公式中。在這種情況下，假設(shè)LEDRGB簇亮度輸出為3.55流明/簇。引用圖9說明，同其他R、球(有效)值相比，實(shí)例C6、C7、C8、27和28中各個(gè)前反射器類型的測(cè)量平均亮度(0度)與Rb(有效)=92.2%的假設(shè)相比是吻合的，這說明通過后反射器Rbt,元件的面積比率加權(quán)計(jì)算的R、球(有效)是有效的。圖9還顯示了腔體效率(以Rh'(有效)值表示)的小變化可對(duì)背光源亮度產(chǎn)生大而驚人的影響。充分利用后反射器低反射率材料面積比率進(jìn)一步降低這一點(diǎn)的其他循環(huán)背光源設(shè)計(jì)在提供顯著改善的光線角度和空間混合方面非常有利，同時(shí)通過前輸出表面的應(yīng)用光的損耗較低。對(duì)采用其中晶粒尺寸接近lmm-sq的大封裝LED晶粒的循環(huán)背光源結(jié)構(gòu)來說尤其如此。在這種情況下，與在光循環(huán)腔內(nèi)或沿著光循環(huán)腔周邊設(shè)置的LED光源相關(guān)的低反射率材料的面積比率可顯著減少。根據(jù)后反射器元件的選擇，R球(有效)的值可超過96%，優(yōu)選地97%，并且更優(yōu)選地98%。實(shí)例序言-均勻度按照下文所述構(gòu)造并測(cè)試各種各樣的背光源。在大多數(shù)情況下，提供了各個(gè)背光源的平均亮度和均勻度示值。提供這些結(jié)果從而使得可以至少在某種程度上評(píng)估給定的背光源是否適用于任何特定的預(yù)期應(yīng)用，并不一定局限于LCD電視或類似的終端使用裝置的應(yīng)用。因此，如本文所用，術(shù)語"合格的空間均勻度"是指整個(gè)強(qiáng)度和顏色均合格的均勻度。合格的亮度和空間均勻度的界定取決于背光源將涉及的特定應(yīng)用。例如，LCD均勻度的通用參考標(biāo)準(zhǔn)為TC005(TheSwedishConfederationofProfessionalEmployees(瑞典專業(yè)職員聯(lián)盟)，2.0版，2005年9月21日，第9頁)，其規(guī)定合格閾值亮度比率大于66%。在特定技術(shù)的早期商業(yè)化中，均勻度標(biāo)準(zhǔn)較低，例如，當(dāng)首次引入筆記本電腦中時(shí)，合格的均勻度在50-60%的范圍內(nèi)。此外，例如，內(nèi)部照明的立體發(fā)光字為另一種應(yīng)用，其中亮度均勻度是重要的性能指標(biāo)。因此，人為因素研究己顯示如果亮度比率大于50%，那么大部分人判斷立體發(fā)光字為合格的。參見例如Freyssinier等人的Evaluationoflightemittingdiodesforsignageapplications(發(fā)光二極管的+示牌應(yīng)用評(píng)價(jià))，ThirdInternationalConferenceofSolidStateLighting(第三次固態(tài)照明國(guó)際會(huì)議)，SPIE匯刊，5187:309-317(2004)。緊急標(biāo)牌是發(fā)光面板的又一個(gè)無處不在的應(yīng)用。對(duì)于均勻度的一個(gè)實(shí)例說明為出口指示牌的育g源之星計(jì)劃。參見EnergyStarProgramRequirementsforExitSigns(出口指示牌的能源之星計(jì)劃要求)草案1，資格標(biāo)準(zhǔn)3.0版。對(duì)可采用"能源之星"命名的出口指示牌而言，指示牌應(yīng)具有大于20:1(即5%)的亮度均勻度。視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)在其出版物FlatPanelDisplayMeasurementsStandard(平板顯示器測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))，2.0版(2001年6月1曰出版)標(biāo)準(zhǔn)306-1采樣均勻度和白色顏色(本文稱為VESA9pt顏色不均勻性標(biāo)準(zhǔn))中制定了亮度和顏色均勻度準(zhǔn)則。本文中報(bào)道的VESA9pt亮度均勻度是由背光源輸出表面上9個(gè)指定的圓形區(qū)域(稱為"樣品點(diǎn)")確定的，因?yàn)閂ESA9pt亮度均勻度=_^si^其中L^為9個(gè)點(diǎn)的亮度最小值，L,皿為9個(gè)點(diǎn)的亮度最大值。VESA9pt亮度均勻度的值較高表明系統(tǒng)更均勻。將VESA9pt顏色不均勻度確定為9個(gè)樣品點(diǎn)中任意兩對(duì)之間的最大顏色差值。顏色差值A(chǔ)uV為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage38</formula>其中下標(biāo)1和2表示比較的兩個(gè)樣品點(diǎn)。VESA9pt顏色不均勻度的值較低表明系統(tǒng)更均勻。背光源實(shí)例構(gòu)造并測(cè)試各種各樣的背光源。上述63274專利申請(qǐng)中提供了對(duì)構(gòu)造(包括背光源幾何體、反光材料和所用的其他光學(xué)材料、所用的光源及其構(gòu)造、以及其他重要的背光源元件)、測(cè)試方法和結(jié)果的詳細(xì)描述，所有此類信息的全文均以引用方式并入本文。該專利申請(qǐng)對(duì)構(gòu)造的各種實(shí)施例使用以下命名，該命名隨附在本專利申請(qǐng)中Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8;和1、2、3、4、5、6a至6f、7、8、9、10a、10b、lla、llb、12a至12f、以及13至31。如將在下面所示，實(shí)例提供對(duì)上述在所需腔體設(shè)計(jì)空間中的中空光循環(huán)腔的多個(gè)說明，并提供至少足夠的亮度和均勻度特性。此外，實(shí)例表明了前反射器和后反射器的反射膜的不同組合的效果。還包括不同的光源排列方式，其中一些為側(cè)光型，其他為直接照明型。還包括大面積的側(cè)光式背光源(在至少?gòu)?2至40英寸的對(duì)角線尺寸范圍內(nèi))。一些實(shí)例表明了關(guān)閉所選光源的效果，顯示出在某些情況下對(duì)光源失效或燒毀的設(shè)計(jì)穩(wěn)健性。最后，各種組合形式的實(shí)例用以證明以下權(quán)利要求中所提出的性質(zhì)。另外的實(shí)例21a至21h一些另外的實(shí)例如下所述進(jìn)行實(shí)施。這些另外的實(shí)例使用與實(shí)例20和21相同的物理布局，不同的是在某些情況下用3MAPF反射偏振膜替代用作前反射器的ARF-89膜，打開或關(guān)閉光源的各種組合以證明其對(duì)光源燒毀的敏感性。我們將這些另外的實(shí)例稱為實(shí)例21a、b、c、d、e、f。將實(shí)例20和21的背光源系統(tǒng)用于這些實(shí)例中，差別之處僅在于綠色LED中的一個(gè)被關(guān)閉。當(dāng)從具有沿著頂部放置的LED光柱的輸出側(cè)觀察燈箱時(shí)，關(guān)閉的綠色LED位于LED左岸的左側(cè)。實(shí)例21a:側(cè)光式中空背光源的輸出區(qū)被設(shè)置在背光源輸出區(qū)域上方的反射偏振片(安裝在丙烯酸類樹脂板上的APF)覆蓋。將所有LED(紅色、綠色和藍(lán)色，除了上面提及的單個(gè)綠色LED夕卜，總共有4R7G4B)打開以產(chǎn)生白光。背光源在接近LED處是明亮的并且在遠(yuǎn)端處(遠(yuǎn)離LED)明顯較暗。實(shí)例21b:使用與實(shí)例21a相同的模式，但是只打開綠色LED(除了上面提及的單個(gè)綠色LED夕卜，總共有7G)。背光源在接近LED處看起來更亮并且在遠(yuǎn)端處(遠(yuǎn)離LED)較暗。實(shí)例21c:使用與實(shí)例21a相同的模式，但是只打開LED右岸的四個(gè)綠色LED(總共有4G)。背光源在接近LED處的右側(cè)看起來更亮并且在遠(yuǎn)端處(遠(yuǎn)離LED)較暗，在LED未點(diǎn)亮的左側(cè)也較暗。實(shí)例21d:使用與實(shí)例21a相同的模式，但是只打開LED左岸的三個(gè)綠色LED(總共有3G)。背光源在接近LED處的左側(cè)看起來更亮并且在遠(yuǎn)端處(遠(yuǎn)離LED)較暗，在LED未點(diǎn)亮的右側(cè)也較暗。實(shí)例21e:側(cè)光式中空背光源的輸出區(qū)被設(shè)置在背光源輸出區(qū)域上方的部分反射器(安裝在丙烯酸類樹脂板上的ARF-89)覆蓋。該部分反射器對(duì)可見光具有約11%的透光軸透射率。用小珠涂覆的ESR覆蓋背光源的背部。打開所有LED(紅色、綠色和藍(lán)色，除了上面提及的單個(gè)綠色LED外，總共有4R7G4B)以產(chǎn)生白光。背光源看起來是均勻照亮的。實(shí)例21f:使用與實(shí)例21e相同的模式，但是只打開綠色LED(除了上面提及的單個(gè)綠色LED外，總共有7G)。背光源看起來是均勻照亮的。實(shí)例21g:使用與實(shí)例21e相同的模式，不同的是只打開LED右岸的四個(gè)綠色LED(總共有4G)。背光源看起來是均勻照亮的。實(shí)例21h:使用與實(shí)例21e相同的模式，不同的是只打開LED左岸的三個(gè)綠色LED。背光源看起來是均勻照亮的。這些實(shí)例的測(cè)定結(jié)果總結(jié)如下Y—均勻度實(shí)例Y—平均Yj示準(zhǔn)[VESA9]21a320626.8%52.8%21b195326.3%52.8%21c110732.3%39.7%21d85333.5%40.4%21e27887.8%91.0%21f17488.2%86.6%21g9989.1%78.7%21h7689.2%80.6%從上述所有實(shí)例來看，我們具有足以計(jì)算背光源設(shè)計(jì)參數(shù)的信息參數(shù)A,等于A發(fā)射/A輸出；和參數(shù)B，等于SEP/H。圖10中繪出了側(cè)光式實(shí)例，圖11中繪出了直接照明式實(shí)例。在兩種情況下，圖中所用的標(biāo)記對(duì)應(yīng)于上述的實(shí)例編號(hào)慣例。本文所述各種背光源的實(shí)施例可包括光傳感器和反饋系統(tǒng)以檢測(cè)和控制光源發(fā)出的光的亮度和顏色中的一者或兩者。例如，傳感器可位于各個(gè)光源或光源簇附近，從而監(jiān)控輸出并提供反饋，以控制、保持或調(diào)整白點(diǎn)或色溫。將一個(gè)或多個(gè)傳感器沿腔體邊緣設(shè)置或設(shè)置在腔體內(nèi)從而對(duì)混合光進(jìn)行采樣可能是有利的。在某些情況下，設(shè)置傳感器以檢測(cè)視環(huán)境(例如有顯示器的房間)中顯示器之外的環(huán)境光可能是有利的?？墒褂每刂七壿嫽诃h(huán)境視條件適當(dāng)調(diào)整光源的輸出?？墒褂萌魏魏线m的一個(gè)或多個(gè)傳感器，例如光轉(zhuǎn)頻率傳感器或光轉(zhuǎn)電壓傳感器(得自TexasAdvancedOptoelectronicSolutions,Plano，Texas)。此夕卜，可使用熱傳感器監(jiān)測(cè)并控制光源輸出?？墒褂萌魏芜@些技術(shù)調(diào)整基于操作條件和對(duì)隨時(shí)間老化的元件的補(bǔ)償來調(diào)整光輸出。此外，傳感器可用于動(dòng)態(tài)對(duì)比、垂直掃描或水平區(qū)或場(chǎng)序系統(tǒng)以向控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)。除非另外指明，否則引用的"背光源"還旨在應(yīng)用于在其預(yù)期應(yīng)用中提供標(biāo)稱均勻亮度的其他擴(kuò)展面積照明裝置中。此類其他裝置可提供偏振或非偏振的輸出。實(shí)例包括燈箱、發(fā)光面板、指示牌、立體發(fā)光字、能見度燈(例如用于汽車或摩托車)、以及設(shè)計(jì)用于室內(nèi)(例如家或辦公室)或室外應(yīng)用的通用照明裝置，該照明裝置有時(shí)稱為"燈具"。還應(yīng)注意，側(cè)光式裝置可配置為發(fā)出光從兩個(gè)相對(duì)主表面射出(即，從上文提到的"前反射器"和"后反射器"射出)，在這種情況下，前反射器和后反射器均為部分透射型的。此類裝置可照亮置于背光源相對(duì)側(cè)的兩個(gè)獨(dú)立的LCD面板或其他圖形元件。在此情況下，前反射器和后反射器可具有相同或相似的構(gòu)造。術(shù)語"LED"是指發(fā)光的二極管，所述光可以是可見光、紫外光或紅外光。其包括以"LED"銷售的不管是常規(guī)品種還是超輻射品種的不連貫包裝或封裝的半導(dǎo)體裝置。如果LED發(fā)射的是如紫外光等不可見光，以及在LED發(fā)射可見光的某些情況下，則將其封裝為包含熒光粉(或是照亮設(shè)置在遠(yuǎn)處的熒光粉)，以將短波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)化為波長(zhǎng)更長(zhǎng)的可見光，某些情況下會(huì)得到發(fā)射白光的器件。"LED晶粒"是LED最基本的形態(tài)，即經(jīng)半導(dǎo)體加工方法制成的單個(gè)元件或芯片。部件或芯片可以包括適于應(yīng)用電源以驅(qū)動(dòng)器件的電觸點(diǎn)。元件或芯片的各個(gè)層和其他功能元件通常以晶片級(jí)形成，然后將加工好的晶片切成單個(gè)元件，以生產(chǎn)多個(gè)LED晶粒。LED還可包括杯狀反射器或其他反射基板、成型為簡(jiǎn)單圓頂形透鏡或任何其他已知形狀或結(jié)構(gòu)的膠囊包封材料、一個(gè)或多個(gè)提取器、以及其他封裝元件，這些元件可用于產(chǎn)生前發(fā)光、側(cè)發(fā)光或其他所需的光輸出分布。除非另外指明，否則引用的LED還旨在應(yīng)用于能在小發(fā)射區(qū)域中發(fā)出彩色或白色、以及偏振或未偏振的亮光的其他光源中。實(shí)例包括半導(dǎo)體激光器裝置以及利用固態(tài)激光激勵(lì)的光源。在一些實(shí)施例中，可通過對(duì)準(zhǔn)注入光輸出方向、調(diào)整相鄰光源之間或光源組之間的間距、或兩種技術(shù)的組合來提高側(cè)光式背光源的亮度均勻度。例如，可以通過控制光源所發(fā)出的光的方向的方式選擇本文所述的具有窄光分布錐角的前發(fā)光源。通常，對(duì)于側(cè)光式背光源而言，可將光源沿背光源的一個(gè)或多個(gè)邊緣排列使得發(fā)出的光束定向?yàn)榛旧洗怪庇谝粋€(gè)或多個(gè)輸入邊緣并且彼此平行。通過將一個(gè)或多個(gè)光源束對(duì)準(zhǔn)非垂直方向并朝向所選背光源區(qū)域，所選區(qū)域的亮度可隨著其他區(qū)域中亮度的下降而提高。例如，在具有沿著一個(gè)邊緣均勻設(shè)置的光源的背光源中，可將光源對(duì)準(zhǔn)使得所有光束在接近背光源中心處相交，從而產(chǎn)生明亮的中心和較暗的邊緣。如果將少于全部的光束導(dǎo)向使得在中心處相交，那么中心亮度可能下降，從而為將亮度調(diào)整至所需水平提供了機(jī)制?？墒褂妙愃频呐帕蟹绞疆a(chǎn)生例如更亮的邊緣和較暗的中心?？墒褂萌魏魏线m的技術(shù)控制光源的發(fā)射方向，例如光源、透鏡、提取器、準(zhǔn)直反射器等的安裝取向?？裳刂彻庠吹囊粋€(gè)或多個(gè)邊緣排列光源使得它們之間的間距不均勻。在這種情況下，具有間距更近的光源的背光源部分往往將會(huì)更亮。例如，在具有沿著一個(gè)邊緣設(shè)置的40個(gè)LED的背光源中，中心的20個(gè)LED可比旁側(cè)朝向邊緣的IO個(gè)LED的間距更近，從而形成較亮的中心?？墒褂妙愃频恼{(diào)整方式形成較亮的邊緣。光源之間的該不均勻間距還可通過控制各個(gè)光源或光源組的光輸出以模擬不均勻的物理間距來提供。例如，可將一個(gè)或多個(gè)光源斷電或關(guān)閉從而控制注入光的分布。其他合適的技術(shù)可單獨(dú)使用或與光源對(duì)準(zhǔn)和分布結(jié)合使用，從而得到所需的輸出光分布。例如，可在前反射器和后反射器的一者或兩者上形成局部提取結(jié)構(gòu)的均勻或不均勻圖案從而重新導(dǎo)向射出背光源的某些光。除非另外指明，否則說明書和權(quán)利要求中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物理性能的所有數(shù)字應(yīng)當(dāng)被理解為由術(shù)語"約"來修飾。因此，除非有相反的說明，否則上述說明書和所附權(quán)利要求中所提出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，其可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性而變化。對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以在不脫離本公開的范圍和精神的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和更改。應(yīng)當(dāng)理解，本公開不受本文所提出的示例性實(shí)施例所限。本文中所引用的所有美國(guó)專利、專利申請(qǐng)公開、未公開的專利申請(qǐng)、以及其他專利和非專利文件均以引用方式全文并入本文，但其中直接違背上述公開的任何主題則除外。權(quán)利要求1.一種側(cè)光式背光源，包括形成中空光循環(huán)腔的前反射器和后反射器，所述中空光循環(huán)腔具有腔體深度H和輸出區(qū)域面積A輸出；和靠近所述背光源的周邊設(shè)置以向所述光循環(huán)腔發(fā)射光的一個(gè)或多個(gè)光源，所述光源具有平均平面圖光源間距SEP并且總共具有有效發(fā)射面積A發(fā)射；其中第一參數(shù)等于A發(fā)射/A輸出；第二參數(shù)等于SEP/H；和所述背光源的特征在于，所述第一參數(shù)在0.0001至0.1的范圍內(nèi)并且所述第二參數(shù)在3至10的范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光源，其中所述一個(gè)或多個(gè)光源包括一個(gè)或多個(gè)LED。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光源，其中所述前反射器對(duì)非偏振可見光具有半球反射率Rf，，所述后反射器對(duì)非偏振可見光具有半球反射率Rb半球，并且Rf半球XR、球?yàn)橹辽?.70。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的背光源，其中R'半球XR、,為至少0.80。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光源，其中所述背光源在所述輸出區(qū)域上具有至少50%的VESA9均勻度值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背光源，其中所述背光源具有至少60%的VESA9均勻度值。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光源，其中所述背光源具有至少70%的VESA9均勻度值。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光源，其中所述背光源具有至少80%的VESA9均勻度值。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光源，其中所述輸出區(qū)域大致為矩形并具有至少12英寸的對(duì)角線尺寸。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光源，其中所述對(duì)角線尺寸為至少23英寸。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的背光源，其中所述對(duì)角線尺寸為至少40英寸。12.—種側(cè)光式背光源，包括形成中空光循環(huán)腔的前反射器和后反射器，所述中空光循環(huán)腔具有腔體深度H和輸出區(qū)域面積A輸出；和靠近所述光循環(huán)腔的周邊設(shè)置并向所述光循環(huán)腔發(fā)射光的一個(gè)或多個(gè)光源；其中所述輸出區(qū)域大致為矩形的形狀并具有至少30英寸的對(duì)角線尺寸。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的背光源，其中一個(gè)或多個(gè)光源包括一個(gè)或多個(gè)LED。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的背光源，其中所述輸出區(qū)域具有至少50%的VESA9均勻度值。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的背光源，其中所述輸出區(qū)域具有至少70%的VESA9均勻度值。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的背光源，其中所述一個(gè)或多個(gè)光源具有平均平面圖光源間距SEP并且總共具有有效發(fā)射面積A發(fā)射；其中第一參數(shù)等于A發(fā)射/A輸出；第二參數(shù)等于SEP/H;和所述背光源的特征在于，所述第一參數(shù)在0.0001至0.1的范圍內(nèi)并且所述第二參數(shù)在3至10的范圍內(nèi)。17.—種背光源，包括形成中空光循環(huán)腔的前反射器和后反射器，所述中空光循環(huán)腔具有輸出區(qū)域；和被設(shè)置為向所述光循環(huán)腔中發(fā)射光的N個(gè)光源，所述N個(gè)光源包括彼此相鄰的M個(gè)光源的子集，其中M為N的至少10。/。，或?yàn)橹辽?，或?yàn)镹的至少10。/。且至少為2;當(dāng)將所有N個(gè)光源通電時(shí)和當(dāng)將所有M個(gè)光源選擇性關(guān)閉時(shí)，所述背光源均在其輸出區(qū)域上具有至少50%的VESA亮度均勻度值。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光源，其中所述光循環(huán)腔具有深度H;所述輸出區(qū)域具有面積A輸出；所述N個(gè)光源具有平均平面圖光源間距SEP并且總共具有有效發(fā)射面積A發(fā)射；第一參數(shù)等于A發(fā)射/A輸出；第二參數(shù)等于SEP/H;和所述背光源的特征在于，所述第一參數(shù)在0.0001至0.1的范圍內(nèi)并且所述第二參數(shù)在3至10的范圍內(nèi)。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光源，其中所述前反射器和所述后反射器各自基本上是空間上均勻的。20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光源，其中將所述N個(gè)光源主要設(shè)置為靠近所述輸出區(qū)域的周邊從而得到側(cè)光式背光源。21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的背光源，其中所述前反射器對(duì)非偏振可見光具有半球反射率Rfw，所述后反射器對(duì)非偏振可見光具有半球反射率Rb半球，并且R、球XRb半球?yàn)橹辽?.70。全文摘要本發(fā)明公開了一種背光源單元(10)，所述背光源單元(10)具有中空腔體(16)而不是采用光導(dǎo)裝置。將例如LED的一個(gè)或多個(gè)光源(24a-c)排列以向所述腔體中發(fā)射光，所述腔體由前反射器(12)和后反射器(14)形成。所述背光源通常為側(cè)光型。所述背光源可具有大面積，其為薄型并由比常規(guī)裝置更少的元件組成。所述背光源的設(shè)計(jì)允許進(jìn)行光循環(huán)。所述單元發(fā)出預(yù)定偏振的光，并且可被布置以得到所需的水平/垂直視角特性。光在所述腔體內(nèi)均勻分布并且輸出光(20b、20d)是基本上準(zhǔn)直的。此類背光源在由兩個(gè)參數(shù)定義的參數(shù)空間內(nèi)占據(jù)特定區(qū)域，所述兩個(gè)參數(shù)為第一參數(shù)，所述輸出發(fā)射面積與所述光源發(fā)射總面積的比率應(yīng)在0.0001至0.1的范圍內(nèi)；和第二參數(shù)，SEP與所述腔體高度(H)的比率應(yīng)在3至10的范圍內(nèi)，其中所述SEP為平均平面圖光源間距，其為所述單元平面中光源平均間距的特殊量度。本發(fā)明還討論了所需的光源數(shù)目N以及所述輸出發(fā)射區(qū)域的形狀和尺寸，所述光源布置在所述腔體周邊附近。本發(fā)明還公開了當(dāng)將M個(gè)相鄰光源的子集關(guān)閉時(shí)要維持的所需最小亮度均勻度(VESA)值，其中M為至少0.1N或M＞2，或M為至少0.1N且M＞2?？蓪⑺霰彻庠从糜陲@示器或用于普通照明用途。文檔編號(hào)G02F1/13357GK101681057SQ200880016729公開日2010年3月24日申請(qǐng)日期2008年5月19日優(yōu)先權(quán)日2007年5月20日發(fā)明者克里斯托弗·J·德克斯,安德魯·J·歐德科克,戴維·G·弗賴爾,查爾斯·D·霍伊爾,約翰·A·惠特利,羅爾夫·W·比爾納特,蒂莫西·J·內(nèi)維特,蒂莫西·J·埃布林克,邁克爾·F·韋伯申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司