具有長(zhǎng)波通型反射器的基于熒光物質(zhì)的照明系統(tǒng)及其制造方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種照明系統(tǒng)，包括：光源；光導(dǎo)，其具有輸出表面；發(fā)光材料，其置于所述光源和所述光導(dǎo)的輸出表面之間；以及干涉反射器，其置于所述發(fā)光材料和所述光導(dǎo)的輸出表面之間。所述光源發(fā)射具有第一光學(xué)特征的光。當(dāng)所述發(fā)光材料被具有第一光學(xué)特征的光照射時(shí)，所述發(fā)光材料發(fā)射具有第二光學(xué)特征的光。所述干涉反射器基本上透射具有第二光學(xué)特征的光，而基本上反射具有第一光學(xué)特征的光。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
技術(shù)介紹
在其結(jié)構(gòu)中使用發(fā)光二極管(LED)的白色光源可以有兩種基本構(gòu)造。其中一種，在這里稱為直接發(fā)射LED，通過不同顏色LED的直接發(fā)射產(chǎn)生白光。例子包括紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED的組合，以及藍(lán)光LED和黃光LED的組合。在另一種構(gòu)造中，本文稱為熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)換LED(PCLED)，由單個(gè)LED產(chǎn)生窄波長(zhǎng)范圍的光，所產(chǎn)生的光入射到熒光物質(zhì)或其它類型的發(fā)光材料上，并激發(fā)其產(chǎn)生與所述LED產(chǎn)生的光不同波長(zhǎng)的光。所述熒光物質(zhì)可以包括不同的發(fā)光材料的混合物或組合物，由熒光物質(zhì)發(fā)出的光可以包括在可見波長(zhǎng)范圍上分布的寬或窄發(fā)射譜線，使得對(duì)于肉眼來說發(fā)射光基本上顯現(xiàn)為白色。PCLED的一個(gè)例子是藍(lán)光LED，該藍(lán)光LED照射熒光物質(zhì)，該熒光物質(zhì)將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。一部分藍(lán)色激發(fā)光沒有被熒光物質(zhì)吸收，而剩余的藍(lán)色激發(fā)光與熒光物質(zhì)發(fā)射的更長(zhǎng)波長(zhǎng)光組合。另一個(gè)PCLED的例子是紫外(UV)LED，該紫外LED照射熒光物質(zhì)，所述熒光物質(zhì)吸收UV光并將其轉(zhuǎn)換為紅光、綠光和藍(lán)光，或者轉(zhuǎn)換為藍(lán)光和黃光的組合。PCLED的另一個(gè)應(yīng)用是將UV光或藍(lán)光轉(zhuǎn)換為綠光。通常，綠光LED的效率相對(duì)較低而且在操作期間可能會(huì)改變輸出波長(zhǎng)。與綠光LED相比，綠光PCLED能夠提高波長(zhǎng)穩(wěn)定性。白光PCLED優(yōu)于直接發(fā)射白光LED的優(yōu)點(diǎn)包括隨著器件老化和溫度變化具有較好的色穩(wěn)定性，以及批次至批次和器件至器件之間具有較好的色均勻性/可重復(fù)性。然而，PCLED的效率可能比直接發(fā)射LED的效率低，這部分是由于熒光物質(zhì)吸收光并重新發(fā)射光的過程效率低的緣故。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)利用發(fā)光材料和用于過濾光分量的干涉反射器。在一些實(shí)施例中，本專利技術(shù)的干涉反射器可以包含多層光學(xué)薄膜，所述多層光學(xué)薄膜包含獨(dú)立的光學(xué)層，至少一些所述光學(xué)層是雙折射的，所述光學(xué)層沿該薄膜的厚度方向布置成光學(xué)重復(fù)單元。相鄰的光學(xué)層具有一定的折射率關(guān)系，該折射率關(guān)系保持反射性，并且避免中高入射角的p偏振光泄漏出去。一方面，本專利技術(shù)提供照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括發(fā)射具有第一光學(xué)特征的光的光源，和具有輸出表面的光導(dǎo)。該照明系統(tǒng)還包括置于所述光源和所述光導(dǎo)輸出表面之間的發(fā)光材料，其中當(dāng)所述發(fā)光材料被具有第一光學(xué)特征的光照射時(shí)，所述發(fā)光材料發(fā)射具有第二光學(xué)特征的光。該系統(tǒng)還包括置于所述發(fā)光材料和所述光導(dǎo)的輸出表面之間的干涉反射器，其中所述干涉反射器基本上透射具有第二光學(xué)特征的光，而基本上反射具有第一光學(xué)特征的光。另一方面，本專利技術(shù)提供制造照明系統(tǒng)的方法，該方法包括提供發(fā)射具有第一光學(xué)特征的光的光源；放置發(fā)光材料以接收所述光源發(fā)射的光，其中，當(dāng)該發(fā)光材料被具有第一光學(xué)特征的光照射時(shí)，所述發(fā)光材料發(fā)射具有第二光學(xué)特征的光。該方法還包括放置干涉反射器，使得所述發(fā)光材料位于所述光源和所述干涉反射器之間，其中所述干涉反射器基本上透射具有第二光學(xué)特征的光，而基本上反射具有第一光學(xué)特征的光。該方法還包括放置光導(dǎo)，以接受所述干涉反射器透射的光，其中，所述光導(dǎo)引導(dǎo)所述干涉反射器透射的光的至少一部分通過所述光導(dǎo)的輸出表面。另一方面，本專利技術(shù)提供顯示器，該顯示器包括照明系統(tǒng)和空間光調(diào)制器。所述照明系統(tǒng)包括發(fā)射具有第一光學(xué)特征的光的光源，以及具有輸出表面的光導(dǎo)。所述照明系統(tǒng)還包括干涉反射器，所述干涉反射器置于所述光源和所述光導(dǎo)的輸出表面之間，其中所述干涉反射器基本上透射具有第二光學(xué)特征的光，而基本上反射具有第一光學(xué)特征的光。所述照明系統(tǒng)還包括置于所述光源和所述干涉反射器之間的發(fā)光材料，其中當(dāng)所述發(fā)光材料被具有第一光學(xué)特征的光照射時(shí)，所述發(fā)光材料發(fā)射具有第二光學(xué)特征的光。所述空間光調(diào)制器與所述照明系統(tǒng)光學(xué)耦合，并包括多個(gè)可控元件，所述可控元件可操作以調(diào)制由所述照明系統(tǒng)發(fā)射的光的至少一部分。另一方面，本專利技術(shù)提供為所需位置提供照明的方法，包括使用具有第一光學(xué)特征的光照射發(fā)光材料，其中，當(dāng)所述發(fā)光材料被具有第一光學(xué)特征的光照射時(shí)，所述發(fā)光材料發(fā)射具有第二光學(xué)特征的光。該方法還包括使用發(fā)光材料發(fā)射的光照射干涉反射器，其中所述干涉反射器基本上透射具有第二光學(xué)特征的光，而基本上反射具有第一光學(xué)特征的光；并將所述干涉反射器透射的光的至少一部分引導(dǎo)到所需位置。本專利技術(shù)的上述概述并沒有試圖描述本專利技術(shù)的每一個(gè)公開的實(shí)施例和每一個(gè)實(shí)施方式。下文的附圖和詳細(xì)說明更具體地舉例說明了這些實(shí)施例。附圖說明圖1示意性地示出了具有短波通型干涉反射器的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖2示意性地示出了具有短波通型干涉反射器和長(zhǎng)波通型干涉反射器的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖3示意性地示出了具有短波通型干涉反射器和一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖4示意性地示出了具有長(zhǎng)波通型干涉反射器的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖5示意性地示出了具有短波通型干涉反射器、長(zhǎng)波通型干涉反射器和光腔的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖6A是具有光腔的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性俯視圖，所述光腔包括一個(gè)或多個(gè)小面。圖6B是圖6A中照明系統(tǒng)的光腔的一部分示意性剖視圖。圖6C是圖6A中照明系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖。圖6D是具有光腔的照明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，所述光腔包括一個(gè)或多個(gè)小面。圖6E是具有光腔的照明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，所述光腔包括一個(gè)或多個(gè)小面。圖7是具有四個(gè)光腔的照明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意性俯視圖，每個(gè)所述光腔都包括一個(gè)或多個(gè)小面。圖8A是具有短波通型干涉反射器的照明系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性俯視圖，所述短波通型干涉反射器位于一個(gè)或多個(gè)光腔內(nèi)，所述光腔位于光導(dǎo)內(nèi)。圖8B是圖8A中照明系統(tǒng)沿直線8B-8B的示意性剖視圖。圖9A是具有一個(gè)或多個(gè)光腔的照明系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，所述光腔鄰近光導(dǎo)的輸入表面。圖9B是圖9A中照明系統(tǒng)的示意性俯視圖。圖10A是具有一個(gè)或多個(gè)光腔的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性立體圖，所述光腔鄰近光導(dǎo)的輸入表面。圖10B是圖10A中照明系統(tǒng)沿直線10B-10B的示意性剖視圖。圖11示意性地示出了具有短波通型干涉反射器的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，所述短波通型干涉反射器置于發(fā)光材料和光導(dǎo)輸出表面之間。圖12示意性地示出了具有短波通型干涉反射器和一個(gè)或多個(gè)熒光點(diǎn)的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，所述短波通型干涉反射器鄰近光導(dǎo)輸出表面，所述熒光點(diǎn)置于所述短波通型干涉反射器上。圖13是具有楔形光導(dǎo)的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性立體圖。圖14是具有一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。圖15示意性地示出了具有一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)的照明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。圖16示意性地示出了包括照明系統(tǒng)和顯示設(shè)備的顯示組件。圖17示意性地示出了具有長(zhǎng)波通型干涉反射器的照明系統(tǒng)的實(shí)施例，所述長(zhǎng)波通型干涉反射器定位為使得發(fā)光材料位于光導(dǎo)的輸出表面和所述長(zhǎng)波通型干涉反射器之間。圖18是具有一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)的照明系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)提供照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括光源，一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)，發(fā)光材料和一個(gè)或多個(gè)干涉反射器。在某些實(shí)施例中，照明系統(tǒng)為各種應(yīng)用提供白光。在本文中，術(shù)語“白光”所指的光刺激人眼中的紅、綠、藍(lán)感受器，以獲得普通觀察者認(rèn)為是“白色”的觀感。這種光可以偏紅(通常稱為暖白光)或偏藍(lán)(通常稱為冷白光)。另外，這種光能夠具有高達(dá)100的彩色再本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種照明系統(tǒng)，包括：光源，其發(fā)射具有第一光學(xué)特征的光；光導(dǎo)，其具有輸出表面；發(fā)光材料，其置于所述光源和所述光導(dǎo)的輸出表面之間，其中，當(dāng)所述發(fā)光材料被具有第一光學(xué)特征的光照射時(shí)，所述發(fā)光材料發(fā)射具有第二光學(xué)特征的光；以 及，干涉反射器，其置于所述發(fā)光材料和所述光導(dǎo)的輸出表面之間，其中，所述干涉反射器基本上透射具有第二光學(xué)特征的光，而基本上反射具有第一光學(xué)特征的光。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】US 2004-6-30 10/884,7201.一種照明系統(tǒng)，包括光源，其發(fā)射具有第一光學(xué)特征的光；光導(dǎo)，其具有輸出表面；發(fā)光材料，其置于所述光源和所述光導(dǎo)的輸出表面之間，其中，當(dāng)所述發(fā)光材料被具有第一光學(xué)特征的光照射時(shí)，所述發(fā)光材料發(fā)射具有第二光學(xué)特征的光；以及，干涉反射器，其置于所述發(fā)光材料和所述光導(dǎo)的輸出表面之間，其中，所述干涉反射器基本上透射具有第二光學(xué)特征的光，而基本上反射具有第一光學(xué)特征的光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一光學(xué)特征包括第一波長(zhǎng)區(qū)域，所述第二光學(xué)特征包括與所述第一波長(zhǎng)區(qū)域不同的第二波長(zhǎng)區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一波長(zhǎng)區(qū)域包括UV光。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一波長(zhǎng)區(qū)域包括藍(lán)光。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第二波長(zhǎng)區(qū)域包括可見光。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光源包括至少一個(gè)固態(tài)光源。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)固態(tài)光源包括至少一個(gè)LED。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光導(dǎo)還具有輸入表面，其中，所述干涉反射器與所述光導(dǎo)的輸入表面相鄰地設(shè)置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括與所述光源光學(xué)耦合的光腔，其中，所述光腔構(gòu)造成將具有第一光學(xué)特征和第二光學(xué)特征中的至少一種光學(xué)特征的光導(dǎo)向所述發(fā)光材料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述光源包括多個(gè)LED，其中所述光腔還包括多個(gè)集光器，所述多個(gè)集光器中的每一個(gè)集光器都與所述多個(gè)LED中的一個(gè)LED光學(xué)耦合。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光源、發(fā)光材料和干涉反射器置于所述光導(dǎo)內(nèi)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述干涉反射器包括非平面的干涉反射器。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述干涉反射器是凹面干涉反射器。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括置于所述干涉反射器和所述光導(dǎo)的輸入表面之間的至少一個(gè)光學(xué)元件。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)光學(xué)元件構(gòu)造成控制由發(fā)光材料發(fā)射并引導(dǎo)到光導(dǎo)內(nèi)的光的角度。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括置于所述光源和所述干涉反射器之間的至少一個(gè)光學(xué)元件。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光導(dǎo)具有楔形形狀。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光導(dǎo)包括在光導(dǎo)輸入表面中的多個(gè)凹口，其中所述光源包括多個(gè)LED，每個(gè)所述凹口對(duì)應(yīng)于一個(gè)LED，而且，所述發(fā)光材料置于每個(gè)所述凹口的表面上。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)光材料分散在所述光導(dǎo)中。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)光材料包括粘合劑。21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述干涉反射器包括聚合物材料，當(dāng)暴露在UV下時(shí)，所述聚合物材料抗老化。22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述干涉反射器包括聚合物材料，所述聚合物材料基本上沒有無機(jī)材料。23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)光材料是不連續(xù)的。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述不連續(xù)的發(fā)光材料包括多條發(fā)光材料線。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述不連續(xù)的發(fā)光材料包括發(fā)光材料圖案。26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述不連續(xù)的發(fā)光材料包括多個(gè)發(fā)光材料點(diǎn)。27....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：安德魯J歐德科克，約翰A惠特利，邁克爾F韋伯，肯尼思A愛潑斯坦，詹姆斯E沃森，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三M創(chuàng)新有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：US[美國(guó)]