專利名稱：：用于lcd顯示器的小型光棒照明器的制作方法用于LCD顯示器的小型光棒照明器駄鄉(xiāng)本發(fā)明涉及用于顯示器的背光，領(lǐng)域和使用這種裝置的液晶顯示器。特別的，本發(fā)明涉及具有固態(tài)光源的液晶顯示器(LCD)背光。背景駄雖然液晶顯示器(LCD)提供一種可替換陰極射線管(CRT)的緊湊輕便的監(jiān)視器，但還存在很多LCD顯示器的圖像質(zhì)量不令人滿意的應(yīng)用，特別是隨著這些裝置的相對尺寸增加。例如用于便攜式電腦或者大型顯示器的那些大型LCD面板是能邀寸的，因此需要背光。置于LCD面板之后的這種類型的光提供表面將光向外或向LCD引導(dǎo)。傳統(tǒng)的用于背光的方法使用多種布置具有光導(dǎo)板、一種或多種類型的增強(qiáng)型薄膜、偏振薄膜、反射表面和其他光調(diào)節(jié)元件的冷陰極熒光(CCFL)光源。禾傭側(cè)安裝CCFL的傳統(tǒng)平板背光解決方案隨著顯示器尺寸增加，特別是隨著顯示區(qū)域增大越來越不理想，有可能在制作過程期間或由于加熱而易翹曲。通常用于更小裝置的光導(dǎo)背光技術(shù)越來越被低亮度或亮度級以及由顯示器大小增加(例如數(shù)字TV所需要的)導(dǎo)致的低均勻性問題所妨礙。用于LCD顯示器和其他顯示器以及其他照明裝置的現(xiàn)有背光裝置通常使用CCFL層平行排列，可能相對效率低。這些顯示器解決方案由于需要容納CCFL和它的支持薄膜和置于LC面板后的表面可能也相對較厚。CCFL光源本身呈現(xiàn)出要處理的環(huán)境問題，因為這些,包含一定量的水銀。為了補(bǔ)償傳統(tǒng)的基于CCFL的背光的均勻性和亮度問題，許多支持薄膜通常插入在背光和顯示器之間，或者置于顯示器之下，例如相對昂貴的反射偏振薄膜。^^周知，當(dāng)和其他類型的光源比較時CCFL的光激爭賺差。面對用在背光應(yīng)用中的CCFL的固有困難和局限性，研究人員己被促動追尋可替換的背光方法。已經(jīng)提出許多利用發(fā)光二極管(LED)的解決方案。LED亮度、顏色輸出和總性能以及成本的連續(xù)降低的新發(fā)展，使LED、激光器和固態(tài)光源通常特另i照到關(guān)注。可是，因為LED和激光器作為點(diǎn)光源，因此需要適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案來重定向光的方向和傳播光以提供需要用于背光的均勻的光平面和劍共必需的顏色均勻性。{頓LED提供背光照明的一種方法利用一種陣列布置，例如如M.Zeiler，J.Huttner，L.Plotz禾口H.Ott的標(biāo)題為"Late-NewsPaper:OptimizationParametersforLEDBacklightingSolution(最新消息用于LED背光解決方案的最佳參數(shù))"的論文，SID2006Digest第1524-1527頁。使用這類的解決方案，一種使用紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B)LED的LED組合(cluster)陣歹脂己置來作為用于LCD顯示器的背光。描述了兩種類型的組合RGGB和RGB。相^lt也，Deloy等人的標(biāo)題為"MethodandAppratusforBacklightingaDualModeLiquidCrystalDisplay(用于背光雙模液晶顯示器的方法和裝置)"的美國專利No.6789921描述了一種用于器具面板的陣列布置?？墒?，除非用于一些類型的器具面板和用于很高端監(jiān)視器和TV面板的專門用途，因為色彩差和亮度均勻性差、高零件數(shù)目、高熱度和尺寸要求等問題，陣列布置似乎并不是很有前途。已經(jīng)使用光導(dǎo)用于從點(diǎn)光源傳播光以形成一行光。例如，Kawai等人的標(biāo)題為"LighitGuide,IlluminatingDeviceHavingtheLightGuide,andImageReadingDeviceandInformationProcessingApparatusHavingtheIlluminatingDevice(光導(dǎo)、具有光導(dǎo)的照明器件和具有照明器件的圖像讀取裝置和信息處理裝置)"的美國專利No.5499112公開了禾,具有沿著其長度分配的提取特征的單個光導(dǎo)，在掃描裝置中將來自一個或更多LED的光重定向到一條直線。DuNah等人的題為"LightingPanel(光板)"的美國專利No.5400224描述了具有多個光導(dǎo)的鑄模面板組件，其處理成在背面上具有隨機(jī)粗糙性以用于背光照明。已經(jīng)提出許多解決方案用來在更大的區(qū)域上沿著光導(dǎo)板重新分配LED光。一個解決方案^自全球照明技術(shù)有限公司(GlobalLightingTechnologiesInc.)的Brecksville,OH的MicroLens模型光導(dǎo)，其在較大光板上傳ltt自單個LED的光。類似地，Parker的標(biāo)題為"LightEmittingPanelAssemblies(發(fā)光面板組件)"的美國專利申請公開號No.2003/0123246示出一個使用具有光學(xué)'變形"的多點(diǎn)源的小比例的光板，該變形將光重定向到面板中。另一種解決方案首先沿直線弓I導(dǎo)來自LED、燈或者其他點(diǎn)源的光，然后傳播光到齡板。例如，Tai等人的標(biāo)題為"LightExpandingSystemforProducingaLinearorPlanarLightBeamfromaPoint-LikeLightSource(用于由點(diǎn)狀光源產(chǎn)生纟戔性或平面光束的光擴(kuò)展系^)"美國專利No.5835661描述了光束擴(kuò)展光導(dǎo)管，其弓l導(dǎo)一行光到光板，用于在一塊區(qū)域上分配。類似的，在Cassarly等人的標(biāo)題為"EfficientLuminairewithDirectionalSide-LightExtraction(具有定向的側(cè)光提取的有效光源)"美國專利申請?zhí)朜o.2005/0231973中描述的光源布置，i頓了具有光提取結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)管，用來沿著例如陳列或顯示器件的底板重定向光。還有該方法的另一個例子，Abe等人的標(biāo)題為"IlluminationDevice(發(fā)光器件)"的美國專利No.5857761描述了傳播點(diǎn)源光到光輻射板的光導(dǎo)。另一種使用光路變，tt傳播光的方式己經(jīng)被美國專利No.6464588提出。例如，使用棒狀照明器來提供來自具有棱鏡行的透明板偵啲光以重定向光。這禾中傾斜進(jìn)一步示出具有轉(zhuǎn)向薄膜以產(chǎn)生軸上的光。仍是另一種背光的解決方案，使用柔性光纖來引導(dǎo)來自單個光源的光，然后處理用來傳播光從而在LCD面板后劃寸。例如，Kim等人的標(biāo)題為"BacklightingApparatusofLiquidCrystalDisplayUsingOpticalFiber(iJffi光纖的液晶顯示器的背光裝置)"的美國專利No.6714185禾卩Kaschke的標(biāo)題為"OpticalFiberLightEmittingApparatus(光纖發(fā)光裝置)"的美國專利No.5542016描述了這種方法的不同形式。如上所弓閱的例子證明，已經(jīng)有相當(dāng)多的工作以掛共LED背光的目標(biāo)?？墒牵m然已經(jīng)提出了許多解決方案，每種解決方案都存在固有的重大缺陷，特別是當(dāng)面對用于標(biāo)準(zhǔn)便攜式電腦尺寸或更大的顯示器面板的背光問題時。在Deloy等人的'921的公開文本中提出的二維矩陣可能由相對高價、大體積、均勻性問題而難以低價實現(xiàn)。Kawai等人的'112的公開文本中描述的光導(dǎo)布置被最優(yōu)化，以用于需要光的均勻行的掃描應(yīng)用，而不是顯示器背光應(yīng)用。DuNah等人的'224的公開文本中描述的模制面板布置可以很好地工作來產(chǎn)生照明，但是對于全彩色顯示器應(yīng)用可能產(chǎn)生均勻性問題。這種類型的解決方案在大尺寸制造方面越來越貴并且由于熱和機(jī)械應(yīng)力容易翹曲。更重要的，這樣的解決方案不能提供好的色混合以及不能很好適應(yīng)使用固態(tài)光源的應(yīng)用。例如那些在Parker的(3246的申請中描述的點(diǎn)源至面板的構(gòu)造無法實施并皿大尺寸顯示器的顏色和亮度呈現(xiàn)出均勻性問題。如Tai等人的'661的公開文本中描述的光導(dǎo)至底板排列效率低下，容易均勻性低下并且只適合于相對小的顯示器。處理過的光纖對于小比例的手握顯示器有優(yōu)劑旦，于桌上型電腦或者大尺寸顯示器設(shè)計就不實用并且效率低。除了這些缺點(diǎn)外，傳統(tǒng)的解決方案通常不能適于對于高質(zhì)量顏色成像(LC顯示器的普遍商品化和接受所需要的)的重大挑戰(zhàn)。顏色范圍是一個顯示器設(shè)計者特別感興趣的重要考慮方面。傳統(tǒng)的CCFL提供被很多應(yīng)用接受的顏色質(zhì)量的測度，掛共最高達(dá)NTSC顏色范圍的大約70X。雖然這樣可以l鵬上型電腦和電腦監(jiān)視器應(yīng)用所接受，但是不f始全彩色TV顯示器的需要。和CCFL光源相比，LED和其他固態(tài)光源，由于它們的光譜鄉(xiāng)ffi較高，固有地可以^l共100%或更大的NTSC顏色范圍。為了提供這種擴(kuò)大的顏色范風(fēng)需要三個或更多不同顏色的LED或其他固態(tài)源。當(dāng)^ffiLED和其他固態(tài)光源時，為了支持這種擴(kuò)大的顏色范圍，需要來自背光裝置的高能級的色混合。圖像顯示領(lǐng)i或技術(shù)人員都知道，當(dāng)使用固態(tài)光源例如紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)LED時，達(dá)到良好的顏色均勻水平慰寺另俱有挑戰(zhàn)性的。使用較大面積光導(dǎo)的傳統(tǒng)的背光解決方案，例如如上所述，會提供對應(yīng)的較差的色混合。對于涉及大比例顯示器的背光的其他挑戰(zhàn)包括需要低成本組件、光效率、均勻性和緊湊尺寸。如在前所述的，傳統(tǒng)的LED背光解決方案不符合滿足這些額外要求的需要。此外，消除對反射偏振的需要特別有用，這在有效提高均勻度和亮度的情況時是可能的。為照明(lighting)和顯示器應(yīng)用提供背光的均勻性已經(jīng)成為許多研究的起源。固態(tài)光非常理想的因為它提供了高密度光的相對緊湊的源。它還有潛力來提供對于CCFL的更困難的光的大顏色范圍。實際的LED的色點(diǎn)(colorpoint)可以單^1^擇和調(diào)諧因為光是至少兩種或更多顏色的混合。可以容易地調(diào)節(jié)LED的輸出來提供需要的顏色范圍。LED具有決速轉(zhuǎn)換時間，可以3M:背光閃爍M^LCD的運(yùn)動模糊并且可以使顏包l頃序制(colorsequential)LCD的電壓的光輸出增至三倍。LEDM過比CCFL光源更好地匹配LCD濾色器而具有更高的光效。雖然LED和其他固態(tài)光源有許多優(yōu)點(diǎn)，但是為了給顯示器和其他應(yīng)用提《共最好的照明^f牛也有許多問題需要解決。LED具剤艮強(qiáng)烈點(diǎn)光源，在沿著LGP或光管的長度或?qū)挾纫跃鶆虻姆绞桨l(fā)射光到較寬區(qū)域并呈現(xiàn)時產(chǎn)生一些問題。在本領(lǐng)域中己經(jīng)提出了從光提取或光重定向特征的許多方式。其中一些在提f共均勻的亮度方面具有變化的成功度。隨著顯示器越來越大，提供一種提供充分亮度和均勻亮度的方式變得艦越具有挑戰(zhàn)性。即使在最大功率，單個LED裝置在顯示器的大表面區(qū)域以均勻的方式提供所需要的光強(qiáng)方面也具有一些困難。更大功率可以造成LED的升高的^^和初期^故障。另一可能的解決方案可以給每個光棒提供多于一個的LED裝置。這樣可以從光棒的兩個端部或者多于一個LED裝置的每個輸入側(cè)輸送光。LGP輸送單個LEDfe^對于好的色混合和均勻照明都成為問題。已經(jīng)提出很多設(shè)計，從具有M^f需圖案的印刷點(diǎn)的錐形LGP至l底可視側(cè)表面上加入光提取特征或在非可視側(cè)上加入微棱鏡。雖然這些方法已經(jīng)具有有限的成功，但是它們在掛共高亮度能級方面，仍然受到挑戰(zhàn)。已經(jīng)在側(cè)光和背光結(jié)構(gòu)中提供LED。禾,側(cè)光顯示器，LED和它們的散熱戮heatsink)和電m以由J^彖框架隱藏。當(dāng)在背光結(jié)構(gòu)中使用時，掩飾或擴(kuò)散光源的高強(qiáng)度很困難，并且為了提供色混合，提出了特殊的間距構(gòu)造。這些當(dāng)中的一些需要更厚的形式因數(shù)(formfactor),這對于消費(fèi)者不是想要的或是沒有吸引力的。得到基于LED的輸出的光的最大值也是困難的，因為它們需要多次離開翻寸表面的反射。仍然需要更有效的提供用于顯示器或光應(yīng)用的光的裝置，并且仍然需要提供具有更高和更均勻亮度特別是用于大顯示器應(yīng)用的背光。因此，可以看到，需一種能鵬供改良的背光特性的LED背光解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明包括用于顯示器的背光，包括反射體箱(reflectorbox)和小型光棒，所述反射體箱包括反射區(qū)域和開口區(qū)敏aperturearea),所述小型光棒置于位于反射體箱下面的區(qū)域并且被布置成提供穿過戶;M開口的光。該背光可以便宜地制造，并且^f共具有最小的厚度。本發(fā)明的實施例可以提供改良的背光特性。圖1是具有小型光棒的背光。圖2是背光的下半?yún)^(qū)。圖3是具有傾斜的小型光棒的背光。圖4是具剤頃斜的小型光棒和分散光的體的背光。圖5是具有透鏡狀輸出表面的背光。圖6是'L型'小型光棒。圖7是具有垂直小型光棒的背光。圖8是具有光離軸傳播方式的背光。圖9是具有槽形開口的背光。圖IO是由小型光棒照明的伸長的照明器。本發(fā)明掛共一種背光裝置，很適合顯示器應(yīng)用，特別是LC顯示板，例如用于LCDTV、醫(yī)學(xué)診斷顯示器、成像顯示器和軍事顯示器的那些。此外，本發(fā)明的背光裝置可以適用于其中固體照明是有利的其他照明應(yīng)用。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"固態(tài)光源"具有在照明領(lǐng)域接受的傳統(tǒng)含義，表示一種由半導(dǎo)體材料形成的劍t光源類型。固態(tài)光源包括，例如發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和(高分子發(fā)光二極管)PLED，還有半導(dǎo)體激光器。通常本文使用的術(shù)語固體光源指的是來自類似小點(diǎn)的源的倒可光源，但是對寸源的設(shè)計可以是這樣的，以使得發(fā)射的光被準(zhǔn)直或擴(kuò)散以便呈現(xiàn)出非點(diǎn)狀。若干個固態(tài)光源的陣列可以以某種方式布置或者與透鏡元件排列以便在較寬糊一點(diǎn)狀源中組合光。本發(fā)明的一個目標(biāo)是提高背光照明技術(shù)并且提供利用固態(tài)光源所需要的高水平的色混合。本發(fā)明提供一種背光裝置，用于將光引導(dǎo)向具有亮度的光級和改良的均勻性的顯示器面板。本發(fā)明的小型光棒具有以下優(yōu)點(diǎn)1.在小混合區(qū)域中極好的色混合，2.M利用用于空間照明均勻性的光箱的旨厚度而帶來的薄的光箱，3.使用光棒代替使用波導(dǎo)板(waveguideplate)而帶來的輕重量，4.具有足夠數(shù)量的LED組的可縮放設(shè)計而帶來的高亮度，5.光箱中沒有光棒而帶來的高的光再循環(huán)效率，6.利用短的光棒帶來的小損耗，7.使用小的光提取區(qū)域而帶來的高提取均勻性。本發(fā)明還提供了背光裝置和一種使用背光裝置的顯示器的變型。也公開了一種提供光的方法。本發(fā)明的一個特征是它提供了一種利用了多個小型光棒的背光。本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是它可以使用固體光源來為顯示器提供背光區(qū)域。本發(fā)明的裝置是可縮放的(scalable)并且特別適用于大尺寸的LC面板。本發(fā)明還有一個優(yōu)點(diǎn)是它不需要光波導(dǎo)板(lightguideplate)或其他平面型板，可以幫助降低成本和減小背光元件的空間微并且制造簡單。本發(fā)明還有一個優(yōu)點(diǎn)是可以使用許多LED源來照明顯示器平面，不必沿著長距離傳送光并改變光方向，所述沿著M巨離傳送光并改變光方向會導(dǎo)致整體低亮度能級。當(dāng)本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了詳細(xì)的描述并且與示出和描述本發(fā)明的示范性的實施方式的附圖結(jié)合理解，本發(fā)明的這些和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將會更顯而易見。本發(fā)明的上下文中，光方向描述成向上(upward)的。因此背光體或者背光從一照明面板向上激寸光。術(shù)語"在下"和"在上"于魏從該方向分配。顯示面板是育^fl寸的空間光調(diào)節(jié)裝置，例如LC顯^置或其他光閥陣列。本文關(guān)于照明器和光通道使用的術(shù)語線性或小型光棒意思是只是長度比寬度稍長一點(diǎn)。小型光棒可以是直的或者可以具有復(fù)合的形狀(compoundshape)來向顯示器的可視側(cè)引導(dǎo)光。例子可以包括多種剖面端部形狀例如正方形、直線形、圓形、三角形或者它們可以是兩種或多種形狀的組合形狀。小型光棒的至少一個表面可以包括提取或者以其他方式分解或者改變光通道的全內(nèi)反射的裝置。這種裝置可以以一種^i共均勻的光顯示的方式制造。本文使用的術(shù)語小型光棒和截短的光棒、截短的照明器、光通道和截短的光通道都一樣。術(shù)語小型光棒指的是光源和與之相關(guān)的^i^置。術(shù)語可視側(cè)指的是光主要被導(dǎo)向其中并且是在其中觀察者可以觀察到光或圖像的側(cè)。應(yīng)當(dāng)注意到在顯示器中，在背光和觀察者(viewer)之間可以有薄膜、玻璃和^。非可視側(cè)指的是與可視側(cè)相對的側(cè)。本發(fā)明中有用的小型光棒置于照明板下面并且它們在顯示板的方向朝上改變(redirect)光方向。顯示板和照明板基本上平行。來自M道陣歹啲的光的末端主要方向(endprimaiydirection)是朝上的并且朝著顯示板。圖像領(lǐng)域技術(shù)人員可以明顯意識到，小型光棒可以垂直放置這樣它們沿著X軸的大體方向延伸且沿著y軸分隔開一鄉(xiāng)巨離，反之亦然。在一些實施例中，小型光棒可以置于和照明平面呈一角度或者與照明平面垂直。在接下來的描述和圖中將示出一^f列。在本發(fā)明的有用的一些實施方式中，小型光棒與小型光棒之間的中心到中心的間隔為5至lj50mm。一種小型光棒具有5:1:1和1:1:1的長度尺寸L比寬度尺寸W或者厚度尺寸T。更好地，長度L小于寬度尺寸W的5倍。更好地，寬度尺寸W和厚度尺寸T彼此相差不超過因子2(afactorof2)。在一個實施例中，尺寸T和W大致相等。保持尺寸W和Tg小于長度L改善了色混合和均勻性，因為導(dǎo)向伸長的道18的光M全內(nèi)反射(TIR)傳播M31該光導(dǎo)結(jié)構(gòu)。因為它使用了TIR，小型光棒是高效的，除了在如由光提取元f^供的預(yù)期的方向外具有很低的光損失。在本發(fā)明的更好的實施例中，小型光棒包括光源和與之相關(guān)的電源、散熱片、氣隙、至少一個光輸入端、光混合部辨lightmixingsection)、具有從光傳送部件導(dǎo)出或提取光的裝置的光傳送部件。在另一實施例中，所述傳送部件可以以這樣的方式來布置以在它的表面輸出側(cè)區(qū)域之外傳播光。在另一實施例中，背光可以還包括光學(xué)薄膜、焊接部ft(bondingmeans)和或?qū)印庀逗驮陲@示應(yīng)用中使用的本領(lǐng)域熟知的其他部件。光混合部件只需要毫米級的長度。不需要比距離更長使得多種LED的波長混合成均勻的顏色溫度。如果使用白色LED并且白點(diǎn)是所需的顏色，那么混合部件是任選的。光傳送部件可以具有與光混合部件相同或不同的剖面形狀。小型光棒可以以其中光源和混合部件從可視板隱藏的方式放置，這樣不以某種方式吸收或分散光來產(chǎn)生不均勻的光。小型光棒的硬度通常不是問題，因為它們相對短。在本發(fā)明的上下文中，描述的術(shù)語"硬度"應(yīng)用于一種由于自身的重量而沒有呈現(xiàn)出可視的弧度或彎曲的元件。這種布置也簡化了小型光棒的組件。小型光棒的剖面可以是正方形、矩形，或者圓形或者具有一些其他開別犬。例如，小型光棒可以具有曲線邊樹curvedsidewall沐提高來自LED光源的光混合。咅靦糊犬和尺寸可以根據(jù)它們的長度改變。需要提供這樣一種波導(dǎo)，該波導(dǎo)提供大于2000cd/m2的軸上亮度。如前所示，當(dāng)使用RGBLED時達(dá)到高級別的顏色均勻性可以是重大的挑戰(zhàn)性?；蛘呖梢?頓單個LED，例如白光LEDo或者，可以4頓其j臓色LED來提高亮度或增大顏色范圍，例如劍共RGGB排列或增加青色、離或者其他顏色。其他光排列也是可能的，如下文更詳細(xì)所述。本發(fā)明的小型光棒可以使用很多種薄膜、層或具有不同功能的功能部件。這^括但不僅限于TO體，可以尉OT顏料、氣體空間(airvoid)或內(nèi)部玻璃珠的大型翻寸體?；蛘?，翻刊本可以是表面型翻寸體，例如，具有單尺寸或多尺寸珠子的珠狀表面，所述珠子具有透明粘合劑(binder)。也可以使用菲涅耳透鏡型翻才體。用于在本發(fā)明的顯示器中使用的小型光棒還可以包括選自光翻寸、光準(zhǔn)直、亮度增強(qiáng)、光偏振、光調(diào)制、光濾波和光源中的至少一種功能。這種功能用于跑共更高的亮度、好的軸上和離軸(off-axis)可視性。光準(zhǔn)直、擴(kuò)散和散射有助于利用光來給觀察者^f共最好的顯示。如上所述的光處理薄膜可以包括但是不僅限于各種類型的光增強(qiáng)薄膜或亮度增強(qiáng)薄膜(BEF)，例如VikutiW牌亮度增強(qiáng)薄膜，為3M公司(圣保羅，明尼蘇達(dá)州)的產(chǎn)品。也可以提供偏振器，例如反射偏振器。薄膜和或?qū)雍退鼈兊墓δ芸梢越M合成具有多于一個的功能的單個薄膜。小型光棒可以在任何很多構(gòu)造或位置的任何一個上分散以提供均勻的照明。鄰近的伸長照明器之間的間隔距離可以基于例如所需的亮度、區(qū)域和均勻性等因素來變化。鄰近的伸長照明器可以是鄰近的，但是不是光學(xué)耦合的。整橋(integralbridge)可以連接在本發(fā)明中一些圖中示出的框架的部分的一個或多個拉長的照明器。這樣的整橋?qū)τ谔峁└牧嫉挠捕仁怯杏玫牟⑶乙部梢杂兄谡猩觊L的照明器之間提供改善的亮度均勻度。為了達(dá)到需要的亮度7jC平，也為了在使用不同波長的光源時混合光譜元件，填充因數(shù)可能是重要的考慮因素。每個小型光棒的填充因數(shù)可以計算為將光弓I導(dǎo)到光通道的一個或多個光源的表面面積與光通道的入射光表面面積之比。背光裝置的填充因數(shù)可以計算為光棒的發(fā)射面積的總和與裝置的照明平面的表面面積之比。光源每個小型光棒具有至少一個獨(dú)立的固態(tài)光源。固態(tài)光源可以是獨(dú)立的，因為它將光傳送到與之相關(guān)的光棒。本發(fā)明的固態(tài)光源可以是LED，如前戶服。LED由于它們的高亮度和好的光譜特性因此是有利的。提供在窄的波長帶中直接的光激寸，LED因此能夠提供超過傳統(tǒng)光源的改善的顏色范圍的照明。例如，當(dāng)CCFL源與LCD面板一起使用時，CCFL提供NTSC顏色范圍的大約70X。LED源可以達(dá)到NTSC范圍的100。%#大。LED因為它們能M受到脈沖作用也是有利的。本發(fā)明的具有混合部件的小型光棒為LEDJ^共高度色混合。不同于光導(dǎo)板和其他傳統(tǒng)的解決方案，小型光棒和形成具有相對窄寬度尺寸的光通道的小型光棒的混合部件提供極好的色混合。隨著光傳播通過混合部件以及向下傳播到緊跟混合部件的)M道所提供的光路，這種布置產(chǎn)生大量的反射。紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)LED可以定^j^;)W道的一個或兩個端部處LED的RGB三個一組。或者，具有多于一個LED(該LED具有一種或多種顏色)的RGGB排列可用來增加綠光能級?；蛘?，R，G，BLED可分布在^W道的不同端部，這樣，例如，單個的艦道在一端具有紅和綠LED并且在另一端具有綠和藍(lán)LED。可任選地，第四個LED，例如白光LED或者其他顏色LED可以置于;M道的一端或者兩端。在另一實施例中，各個分開的光通道可具有單色光源，這樣，例如，三W隨的M道分別具有紅、綠和藍(lán)LED。光源可以連續(xù)亮著的(becontinuouslyon)，這樣可向顯示板提供混合的RGB或白光?；蛘撸梢允穷伾ㄗ肀彻獠贾?。在一個實施例中，R、G禾PB通過順次激活(activate)對應(yīng)的光源16從背光裝置快速循環(huán)?；蛘撸梢訨if共線性掃描，其中穿過背光驢的表面以滾動lWf供R、G和B或其他fe^。然后顯示板可以以相同的順序激活對應(yīng)的像素行或列，提供順序調(diào)制的顏色。這樣的布置可以避頓于例如LC顯示器中濾色器陣列的需要?；蛘?，可以j頓光源的定日書敫活來^f共例如青色、品紅色和黃色的混合色?；蛘?，激光器光源可與本發(fā)明的伸長照明器一起使用。它們相關(guān)的光譜純度和快速響應(yīng)時間使激光器對于一些類型的顯示器應(yīng)用是有吸弓(力的替換。激光器的高亮度和高光功率能級可以允許單個源照明多個小型光棒。可與伸長照明器一起使用的可替換光源可以包括有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)和(高分子發(fā)光二極管)PLED。光通道小型光棒光通道由高透明材料形成，包括多種類型的玻璃，例如夾層安全玻璃。可以使用的塑料包括PMMA、聚碳酸酯、聚酯、聚駒安、聚砜、聚烯烴、環(huán)烯烴和其共聚物。光通道可以具有用于改良熱和光穩(wěn)定性的添加劑。材料的)Ma率應(yīng)當(dāng)超過大約90X。除非特意處理，光通道的表面應(yīng)當(dāng)具有光學(xué)拋光(opticalfinish)。高折射率n是首選的，因為它的良好的光導(dǎo)特性。在制造中，用于形成混合部件和小型光棒的^I道的基本原f4(basestock)可以澆鑄、形狀壓延(profileextruded)或者模塑。諸如通過加熱和拋，材料的進(jìn)一步調(diào)節(jié)能有利于達(dá)到改良的光學(xué)性能。還可用于為小型光棒提供高的平滑度。具有少于50nmRa粗糙程度的TIR表面有助于最小化當(dāng)^A射到粗糙表面上時因為翻寸而引起的光泄漏。粗糙表面將會損壞光的TIR并且改變它的角度使得它可能在不需要的點(diǎn)射出小型光棒。這樣可以斷氐小型光棒的總有效性。盡管由于伸長照明器光通道的長度長、外形窄，高硬度或者高剛度對于伸長照明器光通道是有利的，但是小型光棒要足夠短以便它們不彎曲?？梢允褂脢A具，支架，或其他支持件將小型光棒連接到反射體箱的基板的底側(cè)或非可視側(cè)或反射體箱的下方區(qū)域的基板。光重定向特征在本發(fā)明的圖中示出很多光提取元件和或光重定向特征的實施方式。光重定向特征的基本功能是引導(dǎo)否則由TIR引導(dǎo)的光，由此使得光改變方向然后從小型光棒的光M的可視側(cè)激寸。這可以以多種方式完成，包括以下方式(i)處理;)W道以形成^I寸表面。表面處理的類型包括沿著面對顯示器的表面沿著道的邊緣形成光重定向結(jié)構(gòu)。例如，一種方法是沿著長度方向L形成棱鏡結(jié)構(gòu)陣列。使用的微結(jié)構(gòu)可以是棱鏡、棱錐、半球或者其他明確的幾何形狀的陣列來破壞TIR。這些主要是底部結(jié)構(gòu)，作為單獨(dú)元件形成，或者排列在列中。微結(jié)構(gòu)可以是模塑的，或以其他方式形成，具有多種形狀和尺寸，所述形狀和尺寸為與光源的距離的函數(shù)。本發(fā)明的實施例中可以使用另外的光提取特征。光提取特征典型的位于伸長的照明器的可視側(cè)。這種方法的一個例子己經(jīng)由在前引用的Tai等人的美國專利No.5506929中給出。道的表面還可以是粗糙的或者磨光的來Mf共光提取元件?？梢允褂媚?emboss)或者壓力來形成光提取特征。(ii)光提取薄膜元件的應(yīng)用。在Lee等人的題為"BrightnessEnhancementFilmUsingALinearArrangementOfLightConcentrators(使用線性排列的集光器的亮度增強(qiáng)薄蹄"的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.20050270798中描述了用于這個目的的一個可能的薄膜，該申請納入本文作為參考。光提取薄膜的條可以應(yīng)用于伸長的光通道18的表面，例如4OT粘合劑。使用的粘合劑可以是壓敏的或者熱敏的，并且可以是使用紫外線或者電子束輻射可固化的?；蛘?，可以使用化學(xué)交聯(lián)材料，例如環(huán)氧物。LCD顯示器鵬通常需要粘性劑會,經(jīng)受寬》鵬范圍(-40至85C)。優(yōu)選可以經(jīng)受較高的溫度范圍(60-80度)和較高的相對濕度(95%@65C)的粘性劑。高度的3tW率是i^的。可以使用添加齊睞改變粘性劑的折射率。細(xì)尖端分配戮fine-tipdispenser)或熱溶膠分配器可以用來將薄膜元件的片旌魅接到側(cè)敷sidewall)(指向顯示板或者光通道18的可視側(cè)的發(fā)光側(cè))。在制作中，道18可以并排放置，然后將薄膜連接到一面，然后加工和分離，或者包裝并與粘貼薄膜一起使用。應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)廣tte擇任何用粘合齊隨接的材料這樣它不會在高溫斜牛下提《，曲力。任選地，小型光棒的發(fā)光表面可以具有特征來在其上形成光提取結(jié)構(gòu)。光通道的一部分可以例如使用輥子或者其他方式的處理以塑造形成光重定向微結(jié)構(gòu)。如果伸長照明器是注入模塑的，那么表面光提取結(jié)構(gòu)(它們的反面形式)可以形成為模型的一部分。然后，因為聚合物被注入和冷卻，光提取結(jié)構(gòu)成為伸長照明器的一個整體部分。(iii)印刷點(diǎn)。反射點(diǎn)的圖案，其沿著與它的光^t表面相反的光通道基部(baseportion)印刷，可以用來改變光的方向，使光向外離開光通道。印刷點(diǎn)可以具有多種密度和尺寸，有助于提供更均勻的光輸出。使用這種類型的方法的光提取技術(shù)的例子包括在前弓間的Abe等人的美國專利No.5857761中所描述的方法。(iv)小型光棒中光通道的成形光通道可以形成具有錐形剖面(taperedprofile)。(v)體積翻寸。作為另一選擇，〗t^:級的粒子可以分散在光通道18中以由于反射率不匹配而產(chǎn)生翻寸。(vi)內(nèi)部鏡。如Wang等人的題為"ModulaOiigh-IntensityFiberOpticBacklightforColorDisplays(用于彩色顯示的模塊式高強(qiáng)度光纖背光)"的美國專利No.6104371所述，TIR可以由形成在光導(dǎo)內(nèi)的反射結(jié)構(gòu)中斷。也可以使用上文列在(i)到(vi)的方法的這些類型的處理的組合。光提取特征可以是單獨(dú)的元件。為了提供沿著光通道長度均勻的光^l寸，耦合的區(qū)域的尺寸和密度可以變化，作為沿著光通道的離開固態(tài)光源的距離的函數(shù)。例如，在光通道的每端有LED光源時，光提取特征可在中心比向兩端以更高的密度分散?；蛘撸庵囟ㄏ蛟姆稚⒚芏瓤梢栽谝粋€方向上基本連續(xù)。可以在多于一個的表面上掛共光重定向。;)Mit的反向側(cè)，離LCD和輸出表面最遠(yuǎn)，通常提供平滑的表面來防止光泄漏但是可以可替換地被構(gòu)造、處理或者粗糙化來增強(qiáng)光提取的量。光重定向特征可以澆鑄、壓印、壓制、粘附、印刷或者碾壓到小型光棒的道部分。不希望在面對顯示面板24gm他光輸出側(cè)的混合部件上具有光重定向或者光提取特征。監(jiān)控色移LED和其他類型的固態(tài)光源的一個公知的問題涉及光譜穩(wěn)定性和精輸性，這可導(dǎo)致一些量的色移?？梢蕴醊^壬選的顏色傳感器作為一個或多個小型光棒的元件。可以在控制回路中應(yīng)用顏色傳麟來補(bǔ)償例如老化、加熱、LED之間或其它類型的光源之間的制作上的差別所產(chǎn)生的色移。任選的，可以調(diào)節(jié)與一W寺定光管最近的像素的圖像數(shù)據(jù)以補(bǔ)償所檢測至啲色移。系統(tǒng)考慮f頓目前可得至啲許多裝置中的任何一啊或一些)，本發(fā)明的小型光棒會,提供一種高水平的照明，在2000-6000尼特之間或者更高。在高能量級，熱量的積累是LED在應(yīng)用中的一個問題。背光體可以樹共一個或者多個散熱器、制冷自或者其它的機(jī)械裝置來幫助通風(fēng)或驅(qū)散運(yùn)行中產(chǎn)生的過度熱量。有利地，散熱部件可以沿著顯示器裝置的外圍邊緣設(shè)置，當(dāng)使用本發(fā)明的裝置和方法時遠(yuǎn)離LCD面板。實施例一個實施例使用丙烯酸光管作為光通道18，截面積標(biāo)稱為1/4平方英寸。該光管具有高透明度，而且在所有的側(cè)，兩端具有光學(xué)拋光(opticalfinish)。為了形成M道18，將較大的丙烯酸正方形棒(0.25x0.25x6英尺)鋸成14英寸的段，端部在車床上拋光。將一片光提取薄膜用UV環(huán)氧樹脂(UVepoxy)連接在光通道18的一，面上，用,器分配UV環(huán)氧樹脂從而沿著jM道18的長度向下形成均勻狹窄環(huán)氧樹脂珠。然后將膠粘劑在UV燈下固化。LED陣列用作光源16。多1i(multi-die)RGBLED被緊密安裝在光通道18附近。這些多模LED分別由在一個^^魅寸翻的一個紅色，一個藍(lán)色和二個綠色模數(shù)組成(OSRAMOSTAR劍寸裝置，型號LEATBA2A，產(chǎn)自O(shè)SRAM公司)。這些裝置可以^H地被開啟，i^蟲的電源(currentsource)控制每一t徵(die)的亮度。伸長照明器14的另一種實施方式的縱向橫截面如附圖20所示，其并未按照比例畫出。對于作為光提取元件20的光提取薄膜76的連接，使用微尖分配器將UV粘合劑(NorlandUV環(huán)氧樹脂)70施加于娜置18的一面。要小心的應(yīng)用足夠多的單體，以致于當(dāng)應(yīng)用光提取薄膜結(jié)構(gòu)時，會,提供統(tǒng)一的表面潤濕來將光提取薄膜組件粘到M道18上。光提取薄膜組件層壓到光31道18上后，暴UV光源下，使粘合劑交聯(lián)。光提取薄膜是由含有單獨(dú)棱鏡元件的微結(jié)構(gòu)反向棱鏡薄膜制成，其中朝向端部的微結(jié)構(gòu)反向棱鏡比在中心的要少。這些反向棱徵invertedprism)被部分地iiA大約8榜妹厚的聚氨酉靜占合劑74中。該粘合劑事先被涂在5密耳厚的聚酯片72上，在230華氏度加熱層壓以將棱鏡片粘合在被粘合劑涂敷的聚酯片72的一面上。棱鏡由于層疊期間熱度的移動(displacementoftheheat)被駄大約10!絲。焦距大約2.5英寸的準(zhǔn)直線性Fresnel薄M^置在jW道18的頂部之上，具有大約等于薄膜焦距的氣隙。一連串的照片表明具有好的空間均勻性的高亮度。LED被與蟲點(diǎn)亮以產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)照明，然后將其混合在一起以形成很好混合的白色LED光。在此結(jié)合作為參考的是美國專利US6，425，675，以及美國專利申請?zhí)?004/0223691和US2004/0179776。本發(fā)明一個有用的實施例提供了用于顯示器的背光源，提供一種顯示器的方法，所述顯示器包括一個反射體箱和小型光棒，所述反射體箱包括反射區(qū)域和開口區(qū)域，所述小型光棒位于反射體箱下面的區(qū)域并且布置來提供穿過開口區(qū)域的光。這樣的背光和顯示器以及提供顯示器的方法用于^f共高水平的照明。在這樣的實施例中，背光及顯示器跨皿示戮acrossthedisplay)具有至少15%的照明均勻度。光的均勻度指的是點(diǎn)與點(diǎn)之間的照明和或亮度差異。觀看者的觀看平面是最關(guān)鍵的但是希望提供進(jìn)入光調(diào)制層的均勻的光。另一個實施例希望在至少一次MM作用后至少提供該光均勻度。這個^l寸作用可能在光進(jìn)入反射體箱時或者離開反射體箱后提供。在另一個實施例中，在JfeffiA偏振作用之前，希望光均勻度小于15%。在本發(fā)明的一種實施方式中，背光和它的開口區(qū)域在反射體箱體的基底，開口與反射區(qū)域相連。開口可以以這樣的一種形式排列，以幫助在開口上以及在連接開口的反射區(qū)域上方的區(qū)i^l供良好的光均勻性。這些開口可以是各種形狀(圓形、正方形、長方形、蜂巢狀、狹縫狀或者其他形狀)或者是各種形狀的的組合。這些實施方式中的反射體箱的表面是可反射的。它們可以是穀才的、蘭伯特面(lambertain)的或鏡面狀的。這些反射表面幫助在反射體箱的基本所有區(qū)il^lf共改善的光均勻性。用于本發(fā)明的顯示器用的背光、顯示器和提供所述顯示器的方法還包括了至少一種選自下組的功能漫射、光準(zhǔn)直、光傳播、光調(diào)制、光過濾。本發(fā)明中所使用的用于背光和顯示器的光控制幫助確保觀看者看到?jīng)]有邊帶或過暗或過亮區(qū)域的條紋的滿意圖像。Ml寸有助于傳播光以及隱藏物體，光準(zhǔn)直和光傳播薄膜用于對軸上和離軸的光分酉斑行照明增強(qiáng)。偏振循環(huán)也被使用在發(fā)明的實施方式中，用來增加為了赦光調(diào)制層的光的量。光過濾指的是應(yīng)用在LCD顯^置中的顏色過濾陣列。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，在反射體箱的下面有一個區(qū)域，幫助隱藏固態(tài)發(fā)光光源和小型光棒的一部分。這個在發(fā)射體箱下面的區(qū)域還包含光源、電源(powersupply)、電線(wiring)、風(fēng)扇、通風(fēng)裝置、反射器、光輸入器件、光混合器件、光通道、光重定向器件、光提取器件中的至少一個。通過提供一種隱藏光源及與之相關(guān)的電源、電線、風(fēng)扇、散熱片及其它處于反射體箱下面的器件及僅允許離開小型光棒的入空的反射體箱的方法，傳向或?qū)蛴^看者的光的均勻性將比本領(lǐng):1#萬用的其它的光箱排列(其中光源的形狀必須被隱蔽以提供可接受的照明)所提供的光更均勻。用于本發(fā)明的小型光棒包括光源，光輸入表面，混合部件，光通道，重定向光的裝置或者提取光的裝置，以致于將光從光通道的光輸出表面對寸出來并進(jìn)入反射體箱的開口中。本文使用的小型光棒還包括一個光源，優(yōu)選固態(tài)光源。小型光棒的光輸入表面可具有一個抗反射涂層，其可具有不同的形狀或設(shè)計，以使得小型光棒可以從與它相關(guān)的光源處接受超過75%的光。盡管也可以使用少于75%的光接受，但是將浪費(fèi)能量，通常是不希望的。在背光、顯示器和提供本發(fā)明所述的實施方式的方法中，小型光棒以這樣的方式放置，其中從反射體箱一側(cè)觀看的時候，光源和光混合部件是基本看不見的。這還包含其它相關(guān)的電源、導(dǎo)線、制冷裝置或其它用在背光和顯示器中的控制裝置。在反射體箱下面的區(qū)域可能包含不止一個的小型光棒和與其相關(guān)的光源。這些小型光棒可以倒可結(jié)構(gòu)放置，如本申請的附圖中所示。小型光棒可連接到反射體箱底執(zhí)floor)的下表面或，接到反射體箱下面的區(qū)域的底部上，也可能懸掛在反射體箱的底部或者反射體箱下面的區(qū)域的底部。小型光棒還可以與反射體箱底部呈一個角度。如此的結(jié)構(gòu)用于最大化小型光棒的間距。在所有給出的使用這些實施方式的背光和顯示器中，一些小型光棒具有角度而其它的沒有角度。在本發(fā)明中的有用的小型光棒是截短的，并且典型地具有小于50/1的長寬比。端部的外幵如rofile:i可以是正方形、圓形、長方形、多面體或者能提高光的混合和TIR作用的其他開刻犬。光混合部件的形狀可以與小型光棒的3W道部位的形狀相同或者不同。本發(fā)明具有小型光棒的背光和顯示器包括固態(tài)光源，光輸入面，至少一個混合部件，光通道，重定向光的裝置，提取光的裝置，轉(zhuǎn)向薄膜和輸出面。光混合部件通過將固態(tài)光源輸出的光混合成白光而提供了具有均勻色溫(colortemperature)的光。光混合部件可以只有幾長。M道可以進(jìn)一步包括重定向特征。該特征可以幫助使光轉(zhuǎn)向或者重定向光，使之從m結(jié)構(gòu)超向小型光棒的光輸出面和反射體箱的開口。小型光棒的光通道部分具有至少一個傾斜的表面，其中所述傾斜將光導(dǎo)向開口和光棒的光輸出面。該傾斜表面也可以是能反射的。反射裝置可以是MI寸的、蘭伯特面的或鏡面狀的。如果傾斜表面^3t光的或者半透光的，反射裝置可以是分開的層，所述層可以用例如粘合劑或粘合裝置的耦合光學(xué)裝置雜接，也可以用氣隙分開。典型地，小型光棒及其光通道具有多于一個的表面。在例如正方形或者長方形的非圓形的結(jié)構(gòu)中具有一個與光輸入端相對的尾端，一i^離并朝向反射體箱底板的頂部，至少兩個側(cè)部。在一個實施例中，小型光棒的光通道在多于一個的表面上具有附加的反射裝置。在本發(fā)明的一個{，實施例中，每一側(cè)部都有一個反射裝置。這些反射裝置可以包括鏡面、？穀t表面或蘭伯特面。目的是使導(dǎo)入反射體箱的開口區(qū)域的光的量最大化。在本發(fā)明的一個實施例中，所述光通道的輸出面輸出量大TS入光混合部件的光的75%。具有高的M過小型光棒的光M效率有助于確保固態(tài)光源以一個能量7K平運(yùn)作，從而不會被燒毀而具有長的光源壽命并且不會產(chǎn)生過多的熱量。在一個較好的實施例中，所述，道的輸出面的輸出量大于進(jìn)入光混合部件的光的90%。通過設(shè)計一個高效率的光棒系統(tǒng)，有助于減小對能量的需要，減少系統(tǒng)中的雜散光及確保背光和顯示器的長使用壽命。在本發(fā)明一個有用的實施例中，為顯示器提供光的方^&括a)提供具有反射區(qū)fe，岍口的反射體箱b)^f共在反射體箱下面的區(qū)域C)提供在反射體箱下面的光源d)允許來自光源的光直接通ji^反射通過開口這樣的方法還包括至少一種選自下組的功能漫射光、準(zhǔn)直光、傳播光、偏振光、調(diào)制光、過濾光。無論是一種具有單功能的單獨(dú)的光學(xué)薄膜，還是不止具有一個功能的復(fù)合薄膜，S3W軸上及離軸的光傳播提供橫向的或垂直的光控制，提供光控制允許背光或顯示器控制觀看角度。薄膜還用于控制亮度均勻度及總的亮度水平。不同的液晶需要不同的偏振光裝置以及不同的進(jìn)入光調(diào)制層的軸上和離軸的光的分配。反射體箱的總反射率在總的照明能級和光分配中起著重要作用。在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法提供了一個具有高于75%反射率的反射體光箱。如前所述，反射體箱的反射可以是^l寸的、鏡面的或者蘭伯特面的。還希望提供這樣一種方法，其中允許從光源發(fā)出的光直接或者經(jīng)反射通過開口使得在開口和反射體箱反射區(qū)域之間的照明均勻度差異小于15%。如前戶皿，背光和顯示器可以有至少一個翻寸體，在一種有用的實施方式中，所述允許從光源發(fā)出的光直接或者經(jīng)反射通過開口，在至少一個翻寸體作用之后提供了小于15。％的照明均勻度差異。在另一種實施方式中，所述方法提供了一種裝置，其中所述允許從光源發(fā)出的光直接或者經(jīng)反射通過開口，在至少一個tm體作用和至少一次偏振作用之后，提供了小于15%的照明均勻度差異。在另一個實施方式中，戶，方法提供了一種裝置，其中允許從光源發(fā)出的光直接或者經(jīng)反射ffl31開口，在至少一個翻寸體作用和至少一次光準(zhǔn)直或光傳播作用之后，提供了小于15%的照明均勻度差異。在所有這些實施方式中，所述方法用于為終端觀看提供者均勻的照明。應(yīng)該注意，在具有背光和顯示器積層之前，由于經(jīng)過薄膜的改正和均勻化或其它的作用，更大的光不均勻性也是可以忍受的。在該方法一個有用的實施方式中提供了一個固態(tài)光源，具體地是一個LED光源。LED對媳的，因為它們可以提供非常強(qiáng)的光，該光可以傳播更廣的區(qū)域，為背光和顯示器提供高水平的照明。本發(fā)明的其中一個優(yōu)點(diǎn)是在反射體箱下面的區(qū)供了隱藏許多背光和顯示元件的裝置。本發(fā)明的方法提供了在所述反射體箱下面的區(qū)域，該區(qū)鄉(xiāng)一步包含小型光棒、光源、散熱器、導(dǎo)線、風(fēng)扇、通風(fēng)裝置、控制裝置和其它電子儀器和反射器和支持部件(meansofholding)。用于本發(fā)明的lc顯示器為顯示器提供了背光的反射體箱，戶;M背光包括反射體箱和小型光棒，反射體箱包括反射區(qū)域和開口區(qū)域，小型光棒設(shè)置于反射體箱下面的區(qū)域，并被排列成提供透過所述開口的光。這樣的顯示器還提供選自以下功能中的至少一種劍寸、光準(zhǔn)直、光傳播、光偏振、光調(diào)制、光過濾。這些功能用于Jtf共在軸照明至少為2000尼特的顯示器。另外，當(dāng)和期望的lc模式配合使用時，可以提供有用的寬的觀看視角。提供了高度的有用性的顯示器的實施例，在觀看平面橫過屏執(zhí)acrossthescreenattheviewingplane)具有少于15%變化的亮度均勻性。本發(fā)明的實施例可以提供便宜的產(chǎn)品，其具有最小的厚度，良好的色彩混合均勻度，高亮度以及高水平的效率。實施方式圖1是用于顯示器或光調(diào)節(jié)(lightcondition)的改進(jìn)的背光10，其中有一系列的位于反射體箱19下面的小型光棒25。反射體箱19是具有反射表面的空箱子。該反射表面可以是具有用來漫反射或類似于反射鏡的鏡面反射的光滑或者粗糙表面的白色。本發(fā)明獨(dú)特的實施例在于光箱中除了光什么都沒有，而位于反射體箱下面的區(qū)i或包含光源。小型光棒25包括固態(tài)光源17，具有混合元件13和包括光的區(qū)域的光棒以及重定向特征15的裝置和反射器16或18。反射器16和18在光棒的^Mit^間具有空氣間隙，或者可以與小型光棒光學(xué)耦合。反射器可以在光通道的至少4個側(cè)面上。戶，側(cè)面包括底部或非觀察側(cè)，兩側(cè)和與光輸入頂湘對的端部。當(dāng)光出射進(jìn)入反射體箱、光混合部件或者光輸入面時，不需要反射器的部分僅是光輸出側(cè)，除非在它進(jìn)入光混合部件時，它有助于將半球狀產(chǎn)生的、來自LED的光重定向到合適的1TR角。本發(fā)明其他實施例即使在附圖中沒有顯示，也可以應(yīng)用反射器。反射器可以是一個連續(xù)的反射器，或者是一系列的小平面(facet)。在本發(fā)明中有用的反射器也可以是位于包含了小型光棒的區(qū)域的底部。反射體箱19的基部或底部11具有一系列的開口21，其允許光被引導(dǎo)入反射體箱?；孔圆刻峁┝擞脕黼[皿源17和小型光棒的混合部件13的裝置。在小型光棒的端部具有將光16或18反射回到光棒的裝置，用于額外的TIR作用和最終的光重定向。另外，背光10具有位于光箱20下面的部分，其包括小型光棒，它們的散熱器，電源，電線(wiring)，帝嶺，14和允許空氣循環(huán)并保持LED冷卻的孔12。位于反射體箱19的底部11的小型光棒25和開口21可以以各種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)置，以便向背光的觀察側(cè)提供均勻的光。小型光棒設(shè)有光混合部件，其可以只有幾毫米長，以提供來自單獨(dú)的光源的光的均勻的色溫。當(dāng)光離開光混合部件時，它具有均勻的色溫。當(dāng)光出射光混合部件，它進(jìn)入小型光棒的一部分，所述小型光棒還可能具有重定向特征。雖然它們示出為均勻的特征，但實際上希望它們在作為離光源的距離的函數(shù)的尺寸、形狀或密度方面具有一些變化。小型光棒比現(xiàn)有技術(shù)中的其他光棒要短的多?，F(xiàn)有技術(shù)中典型的光棒的長寬比大于100:1。本發(fā)明中有用的小型光棒的長寬比的范圍在50:l到5:1之間。它們長度的范圍可以在15厘米到125厘米之間。小型光棒的斷面的橫截面形狀tti^正方形，但是拐角可以是圓的或者磨光面(faceted)以形成其它形狀。光重定向特征可以具有從幾微米到幾百微米的各種尺寸。本發(fā)明中有用的光重定向特征與微棱鏡在形狀、密度和材料上都有所不同。光重定向特征可能缺乏聚合體材料，光重定向特征與小型光棒的聚合體材料的折射率差異^t^大于0.05。光重定向特征可以具有不同的形狀，例如但不限于圓錐形、圓柱形、梯形、棱鏡形、圓形、正方形、三角形、金字塔形或混合形狀。特征的相贈罙度可以在25微米到300檳之間。特征的內(nèi)表面可以有大于25納米的粗糙度。在小型光棒的一端具有反射器16。該反射器可以是鏡面反射性的或者^l寸性的。在光棒的一端還有任選的斜面的反射器，引導(dǎo)光射向顯示器的觀察側(cè)。本發(fā)明中的背光組件還包括支撐或另外將小型光棒連接到反射體箱下部的下表面或者將小型光棒裝配到反射體箱下部區(qū)域的底部的裝置。小型光棒的形狀可以是各種各樣的。光輸入端部可以是能從固態(tài)光源17的半球狀的光輸出端接收更多光的各種形狀或輪廓。光輸入端可具有一^t形，曲線形，棱鏡光面，可以向光源提供凹陷處，反射器的這種特定設(shè)計可以有助于更多的光到達(dá)想要的TIR角度并使其至lj達(dá)光箱的底部的輸出孔。反射器不是直接放置在光源前面的，而是放置在上面，下面或側(cè)面。光輸入側(cè)還可以具有一個抗反射驢。其他的設(shè)計如在共同待批的DOCKET93433中所公開的一樣。小型光棒也可以具有不同的形狀。更好的，光混合部件是正方形，以致于能更好的混合光。也可以采用其他的開沐。光棒的其余部^(balance)可以是正方形，圓形，錐形，多面體的(faceted)或者混合的。圖2是背光的下半?yún)^(qū)的透視圖，顯示了在光箱的假底板(falsebottompan)上交錯布局的開口(？L)21。圖2顯示了應(yīng)用多個LED或者固態(tài)光源從而提供高水平亮度的情況?？椎慕诲e布局的設(shè)計可以是在觀察側(cè)提供均勻化亮度的各種結(jié)構(gòu)、形狀或尺寸。小型光棒可以布置成引導(dǎo)光在光軸上或稍微離軸，以便填滿反射體箱底部11的孔21之間的區(qū)域。光箱的底部可以是反射的。它可能在反射性質(zhì)上對于可見光譜的所有或基本上所有波長具有鏡面反射性或者漫射性。盡管在該附圖中沒有示出，本發(fā)明的其它實施方式還可以在光箱中具有或向光箱中供應(yīng)附加了CCFL或者其他光源的混合光源。這樣潛在地可以作為使得直接進(jìn)入顯示器觀察側(cè)的光均勻化的一種方法。應(yīng)該注意，小型光棒和與其相關(guān)的光源應(yīng)該盡可能的以各種方法(向右、向左或者開口的任何一側(cè))被定向，以致于可以提供給小型光棒最好的嵌套和散熱。附圖3是具有斜面的小型光棒25的背光，該小型光棒在下側(cè)的斜面上具有反射器16。反射器幫助破壞來自光棒里的TIR，并且允許它通過反射體箱19的底部11的孔。反射器僅僅部分覆蓋小型光棒的下側(cè)。反射劉腿地是如鏡面的，具有鏡面反射性質(zhì)。在一些實施例中，一個蘭伯特表面是有用的，而且可以幫助防止高反射表面形成的熱斑點(diǎn)。該表面可以具有光重定向特征或微棱鏡，其引導(dǎo)光到光箱底部的孔中。圖4是對之前具有斜面的小型光棒的附圖的延伸，在小型光棒中的端部進(jìn)行了改進(jìn)，具有發(fā)散區(qū)域使得光可以傳播的更寬。還可以具有用于光重定向的輔助元fKauxiliaiyaid)，包括但不限于光重定向特征31，光重定向特征31包括孔或者凹進(jìn)，反射面60或33表示的光提取特征和空氣分離裝置34。光提取器件可以是與小型光棒的斜面聯(lián)合工作的ftf可部件。其可以包括是光棒的整體部分的特征，或者具有微小的提取特征的光學(xué)薄膜，所述提取特征包括棱鏡、透鏡、復(fù)合形狀，其中光學(xué)薄膜可以粘到小型光棒的光輸出端。這個特征可以形成在光學(xué)薄膜表面，并且相反側(cè)粘到光棒的表面，或者該特征可以光學(xué)地耦合到粘合層。圖5是背光10的橫截面圖，具有斜面的小型光棒，在光棒的輸出端具有凸透鏡51，小型光棒的輸出端具有凹面鏡形狀。圖6是具有三種不同的改進(jìn)的小型光棒61，64，65的背光10，戶誠改進(jìn)的小型光棒61，64，65的類似于"L"微的延長62幫助傲寺和輸送光至lJ上面的反射體光箱。改進(jìn)的小型光棒61在光輸入端有一個混合部件，用來獲得良好的光混合。還有一個光重定向特征15和端部反射器16。"L形'的延伸62可以幫助TIR光通過底部11的開口21向上到達(dá)反射體箱19。光重定向特征可以被以圖案的方式排列以使得朝向小型光棒的輸出端的重定向光的量達(dá)到最大。所述特征的尺寸、形狀、密度可以被改變，作為離開光源的距離的函數(shù)。當(dāng)在一個傾斜的小平面上時，圖案、尺寸、形狀、密度和高度和如果光重定向特征處于平面上時是不同的。小型光棒64是類似的，但是其具有一個傾斜的反射器63代替了光重定向裝置，使得離開混合部件13的光傳向觀察側(cè)。在該附圖中，盡管只顯示了一個傾斜角，期望使用不止一個成角的反射器來優(yōu)化傳向小型光棒光輸出端的光量。小型光棒65除了具有傾斜的光重定向特征之外其余相似。圖7是一個在小型光棒25的光輸出端具有光控制部件71的背光10。光控審陪附可以包括但不局限于用于對軸上的光和離軸光(如光線72所示)的光控制的光成形部^(lightshaping)、？劍賴卩件和光翻寸部件。光控制部件還可以是凸透鏡，凹透鏡，或者是混合透鏡組。光控制部件可以是分層的，包括一個將光學(xué)薄膜或間隔裝置(spacer)粘合到小型光棒輸出端的裝置。在本發(fā)明中有用的光學(xué)薄膜可以包括那些為了偏振的，循環(huán)光的，調(diào)制光的，濾光的，提高光亮度的，劍寸的，在光軸上的或者離軸光控制的部件。背光還包括鋪14，通風(fēng)部件12，在小型光棒內(nèi)的色混合部件13，固態(tài)光源17。小型光樹立于魅寸體箱19底部11以下的區(qū)域中。圖8是具有不同的光分配部件的背光10，有助于以離軸的方式傳播光。與小型光棒的輸出端耦合的光分配葉片81有助于以離軸的方式弓l導(dǎo)光。光分配部件可以是各種形狀及尺寸。該葉片可以進(jìn)一步在外面覆蓋一層材料，使得光可以以ITR的方式出射所述葉片的輸出端。光分配束82是一組光纖，戶皿光鄉(xiāng)ff禺合在小型光棒的輸出端。光纖可以被弓l導(dǎo)填入小型光棒之間的區(qū)域，用來提供均勻的照明。光分配輔助器83是一個發(fā)散錐形,其可以允許光向小型光棒之間的離軸位置傳播。發(fā)散錐形可以是具有與小型光棒基本一樣的折射率的聚合材料帶喊。在本申請另一個實施例中，發(fā)散錐形可以用磷光材料處理或填充。圖9是一個在反射體箱的底部11上具有狹縫21的背光20，從而形成開口，使得允許來自小型光棒的光填充至U位于包含了小型光棒和與之相關(guān)光源的區(qū)域20的正上方的反射體箱(圖中未顯示)。如圖示的風(fēng)扇14和通件12有助于從LED光源散熱。LED可以以ftf可方式排列來J真充狹縫(左邊或者右邊)或者從任一側(cè)水平的穿過狹縫(intheslotrunhorizontallyfromekherside)。狹縫可以是各種尺寸或形狀，可以與gg夾縫狀的孔組合。狹縫可以相互連接，用來最小化不能直接照亮的大的區(qū)域，小型光棒可被放置成能直接或者間接照亮狹縫之間的區(qū)域。不是所有的小型光棒都需要一定的長度或者寬度。它們可以適合設(shè)計的需要照亮的區(qū)域就可以。圖10是使用了LED光源17，光混合部件13，及向照明戮lighter)提供光的開口21的小型光棒IOO。平面圖顯示了一系歹lj引導(dǎo)，入伸長的光通道的小型光棒。小型光棒的光源端和混合部件端被光箱的一部分(例如光箱的底部)所隱亂這對申長的照明器槲立于比小型光棒的抬高的一個平面上。例子根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)造為光通道18的光管的顏色均勻性與用于對以的固態(tài)光源的光導(dǎo)板的顏色均勻性相比。光管是由PMMA制成，具有6平方就的橫截面(6mmsquarecrosssection)禾口245mm的長度。將光提取薄膜粘附在光管的上部。光提取薄膜具有棱鏡特征，該棱鏡特征被部分地埋Ait光粘合劑層，形成靠近空氣區(qū)域的聚合體區(qū)域。粘合齊喔(大約10貨錄厚)涂在聚酯薄膜片上。然后聚酯薄膜用透光粘合劑粘在光管的上部。LED陣列位于光管的每一端。測量從光提取薄JH寸出的輸出光。一個大約在這些LED的中間靠近光管橫向的中心(大約離光棒邊緣3mm)的點(diǎn)測量為樣本l。選擇的IBffii緣的第二個點(diǎn)為樣本2，并與中心點(diǎn)謝亍顏色均勻度的比較。作為比較，選擇具有相同材料、厚度和長度的光導(dǎo)板。LGP的寬度是光管寬度的幾倍。像對光管描述的一樣，將相同類型的光提取薄膜以類似的方式應(yīng)用到LGP中。LGP在每一端都使用相同的LED光源。將LED之間的中間點(diǎn)選擇為樣本ll。測量并比較在樣本ll的幾S3ftt內(nèi)的比較點(diǎn)(樣本12)?！絆T標(biāo)準(zhǔn)C正1931色彩空間評估光管和光導(dǎo)板的色銜colorshift)。根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)，光的三色值由如下的沿著旨可視光譜的積分得到,1002:/")^)A^其中「^和^分別代表了紅、綠、藍(lán)光譜的匹配函數(shù)。K是常數(shù)，X是波長，P(X)是光譜，I(A)是標(biāo)準(zhǔn)光源(standardilluminant)o歸一化的三色值給出了色度坐標(biāo)，如下x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)^Z/(X+Y+Z)x+y+z^l表1列出了相應(yīng)的參數(shù)觀糧和結(jié)果。為了將光道的光管的光均勻性與三色空間的光導(dǎo)板相比，光管的(例1對例2)Ax平方和Ax的總和的平方根與LGP的數(shù)值相同。在表1的A顏色行中，光管的較低的A顏fel頁色值表明的是更均勻化的光。在這里，顯示出光管比LGP的均勻化程度高接近20倍。使用光管可以比使用LGP樹共更力口良好的顏色均勻化。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>表1注釋:△X=X^2一X鵬i<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>本發(fā)明的設(shè)備提供了高度的光提取度，將至少50%的LED光向外導(dǎo)向顯示面板。與之前的背光方法具有優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的設(shè)，供了改進(jìn)的光混合。使用紅、綠、藍(lán)LED，可以在齡可視范圍實現(xiàn)高的空間均勻性。對于專門的應(yīng)用，可以使用比可視范圍更長或更短的波長?？梢蕴峁┏^80%的光均勻性。有利地，本發(fā)明的背光裝置可以提供足夠的光亮度以致于可以不采用光導(dǎo)板并且使得對于用于光增強(qiáng)和偏振的支撐薄膜的需要最小化。由多個伸長的照明器構(gòu)成的背光裝置可以很容易的縮放，使得該解決方案特別適合大尺寸的顯示面板。大尺寸的面板可以用額外的伸長照明器來簡單地支撐。同時，由于其空間輪廓很小，該解決方案可以幫助減小，顯示器件的厚度。己經(jīng)結(jié)合某，選的實施方式詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解本領(lǐng)i或普通技術(shù)人員可以在如上面所述禾的n權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行變化和修改，但不偏離本發(fā)明的范圍。例如，本發(fā)明的方法與許多類型或顏色的光源中的任何一種一起使用?？梢蕴峁┰S多光調(diào)節(jié)元件中的任何一種或多種作為背光裝置10的一部分，例如包括用于光成形、光準(zhǔn)直、光傳播、光偏振、光循環(huán)的元件。已經(jīng)結(jié)合某，選的實施方式詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解可以在本發(fā)明所述的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行變化和修改。本文中所弓l用的專利和其它出版物以其全文納入本文作為參考。元件列表10是背光11是具有開口的光箱的基底12是用于致冷和通風(fēng)的開口13是光棒的光混合部件14是制冷15是光重定向特征16是反射面17是LED18是艦道19是反射體箱20是位于反射體箱下面或光箱的下半部分的一個開口區(qū)域21是開口25是小型光棒和光源27是開口區(qū)域31是光重定向特征(洞/凹痕)32是用來幫助光在較寬距離上傳播的光管的發(fā)散區(qū)域33是光提取薄膜34是在聚合物特征之間的空氣區(qū)域51是凸透鏡開別犬52是凹面形60是反射表面61是改進(jìn)的小型光棒62是小型光棒的"L一形"延伸63是傾斜的反射器64是改進(jìn)的小型光棒65是改進(jìn)的小型光棒71是光控制體72是光線81是光分配葉片82是光纖組成的光分配束83是用于光分配的發(fā)散圓錐權(quán)利要求1、一種用于顯示器的背光，包括反射體箱和小型光棒，該反射體箱包括反射區(qū)域和開口區(qū)域，所述小型光棒位于所述反射體箱下面的區(qū)域，并且該小型光棒被布置成提供通過所述開口的光。2、如權(quán)利要求i戶腿的背光，其特征在于，戶脫開口區(qū)鵬戶湖反射體箱的底部或基部。3、如權(quán)禾腰求l戶腿的背光，其特征在于，戶艦開口區(qū)i繊供橫過反射體箱(包括開口和開口之間的區(qū)域)的照明，并且點(diǎn)與點(diǎn)之間的亮度差異小于15%。4、如權(quán)利要求3所述的背光，其特征在于，戶;M^M體箱還包括有助于光均勻性的MM裝置。5、如權(quán)禾腰求l戶脫的背光，其特征在于，戶脫開口區(qū)域包括L和狹縫。6、如權(quán)利要求i戶;M的背光，其特征在于，位于戶;M反射體箱下面的戶;M區(qū)域包括選自下組中的至少一個光源、電源、電線、風(fēng)扇、通風(fēng)裝置、反射器、光輸入器件、光混合器件、光通道、光重定向器件、光提取器件。7、如權(quán)利要求1戶脫的背光，其特征在于，戶腿的小型光棒還包括光源。8、如權(quán)禾腰求1戶腿的背光，其特征在于，戶腿光源為固態(tài)光源。9、如權(quán)禾腰求1戶腿的背光，其特征在于，戶脫小型光棒以這樣的方式放置，使得從反射體箱一側(cè)觀察時基本上看不到光源和光混合部件。10、如權(quán)利要求1所述的背光，其特征在于，位于戶腿反射體箱下面的所述區(qū)域包括至少一個小型光棒。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于LCD顯示器的小型光棒照明器以及一種用于顯示器的背光，所述背光包括反射體箱和小型光棒，該反射體箱包含反射區(qū)域、和開口區(qū)域，所述小型光棒位于反射體箱下面的區(qū)域，該小型光棒布置成使得光能夠通過所述開口。文檔編號F21V7/00GK101334138SQ20081021032公開日2008年12月31日申請日期2008年5月21日優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日發(fā)明者P·T·阿伊沃德,Q·洪,R·P·布爾德拉斯申請人:羅門哈斯丹麥金融有限公司