发光装置

摘要

提供了一种发光装置(100)，包括4个光源(101，102，103，104)以及用于准直和混合来自光源的光的准直元件(105)。该光准直元件包括3个V形廓面(110，120，130)，该V形廓面布置有朝向该光源的棱边(115，125，135)。该V形廓面设置有透射来自特定光源的光和反射来自其余光源的光的二向色滤光片，该V形廓面布置在该特定光源前面。这种装置能够准直和混合来自4个光源的光，使得基本上所有4个光源获得相同程度的准直。

权利要求

1.一种发光装置(100)，该发光装置至少包括与第二光源(102)相邻的第一光源(101)和与第四光源(104)相邻的第三光源(103)以及具有面对所述光源的接收端(106)和相对的输出端(107)的光准直元件(105)的一组设置，其中所述光准直元件(105)包括：第一V形廓面(110)，布置在所述第一和第二光源(101，102)前面，第一V形廓面的棱边(115)朝向所述接收端(106)并且布置在所述第一和第二光源(101，102)之间，使得所述第一V形廓面(110)的第一条腿(111)布置在所述第一光源(101)前面且包括透射来自所述第一光源(101)的光和反射来自所述第二光源(102)的光的二向色滤光片，以及所述第一V形廓面(110)的第二条腿(112)布置在所述第二光源(102)前面且包括透射来自所述第二光源(102)的光和反射来自所述第一光源(101)的光的二向色滤光片；

第二V形廓面(120)，布置在所述第三和第四光源(103，104)前面，第二V形廓面的棱边(125)朝向所述接收端(106)并且布置在所述第三和第四光源(103，104)之间，使得所述第二V形廓面(120)的第一条腿(121)布置在所述第三光源(103)前面且包括透射来自所述第三光源(103)的光和反射来自所述第四光源(104)的光的二向色滤光片，以及所述第二V形廓面(120)的第二条腿(122)布置在所述第四光源(104)前面且包括透射来自所述第四光源(104)的光和反射所述第三光源(103)的光的二向色滤光片；

反射表面(140)，在光的主方向中具有延伸部分，布置在所述第一和第二V形廓面元件(110，120)之间，所述反射表面(140)的延伸部分基本平行于第一和第二V形廓面(110，

120)的所述棱边(115、125)的延伸部分且垂直于由所述第一、第二、第三和第四光源(101、

102、103、104)形成的行的延伸部分；以及

第三V形廓面(130)，布置在所述第一和第二V形廓面(110，120)前面，第三V形廓面的棱边朝向所述接收端(106)，使得所述第三V形廓面(130)的第一条腿(131)布置在所述第一V形廓面(110)前面且包括透射来自所述第一和第二光源(101，102)的光和反射来自所述第三和第四光源(103，

104)的光的二向色滤光片，以及

所述第三V形廓面(130)的第二条腿(132)布置在所述第二V形廓面(120)前面且包括透射来自所述第三和第四光源(103，104)的光和反射来自所述第一和第二光源(101，

102)的光的二向色滤光片。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第三V形廓面(130)的棱边(135)平行于沿着光传播主方向的所述反射表面(140)的延伸部分。

3.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置，其中所述第一V形廓面(110)的棱边(115)和/或所述第二V形廓面(120)的棱边(125)平行于所述第三V形面(130)的棱边(135)。

4.根据权利要求1到2中任一项所述的发光装置，其中所述第一V形廓面(210)的棱边(215)和/或所述第二V形廓面(220)的棱边(225)垂直于所述第三V形面(230)的棱边(235)。

5.根据权利要求1到2中任一项所述的发光装置，其中所述准直元件布置在包括侧壁的外壳(150；250)中。

6.根据权利要求5所述的发光装置，其中面对所述准直结构的所述外壳侧壁的表面是反射型的。

7.根据权利要求1到2中任一项所述的发光装置，其中所述二向色滤光片包括具有不同折射率的材料的交替层的干涉叠层。

8.根据权利要求1到2中任一项所述的发光装置，其中所述V形廓面(110，120，130)由自支撑壁元件构成。

9.一种显示装置，包括至少两个可独立寻址的根据权利要求1所述的发光装置。

说明书

发光装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发光装置，该发光装置至少包括与第二光源相邻的第一光源和与第四光源相邻的第三光源以及具有面对所述光源的接收端和相对输出端的光准直元件。

[0002] 本发明还涉及包括这种发光装置的显示装置。

背景技术

[0003] 平面光源当前被寄希望用于若干不同应用，诸如用于环境照明的灯、液晶显示器中的背光以及投影显示器中的光源。

[0004] 例如，因为LED的寿命大于白炽灯泡、荧光灯泡和放电灯的寿命，发光二极管LED可能是很多应用中光源的理想选择。

[0005] 而且，发光二极管比白炽灯更节省功耗且被期望在不久的未来比荧光管更加节省功耗。

[0006] 在若干这些和其他应用中，通常希望获得高亮度和颜色变化的光。

[0007] 亮度(B)定义为每单位面积(A)和每单位立体角(Ω)发射的流明量(Φ)：

[0008]

[0009] 按照惯例，通过以阵列形式(行、列或二维矩阵)布置很多红色、绿色、蓝色和琥珀色LED形成颜色可变的、可独立寻址的像素阵列，实现颜色变化。

[0010] 一般通过在矩阵中并排地堆叠在光谱的不同部分发射的很多高亮度LED获得高亮度的颜色可变的光。在某一区域中布置的LED越多，比例Φ/A变得越高。

[0011] 然而，完全并排地定位发射不同颜色的LED不是获得尽可能准直的光的有效方法。一般地，LED发射基本为朗伯图形的光，即，该光具有正比于观看角度余弦的强度。并排地定位不同颜色的LED将同样导致朗伯辐射图形。因而，正比于Ω的角扩展不变。

[0012] 按照惯例，通过引导未准直的光进入漏斗形物(funnel)获得有效的准直，该漏斗形物具有反射内壁，并且在接收端具有较小的截面，在输出端具有较大的截面。因而，一般而言准直器具有比光源面积大的面积。因而，通过使用常规准直器，为了装配准直器，光源必须被空间分离地布置，这增加了上述公式中的面积(A)，导致亮度减小。

[0013] 而且，通过以空间分离的结构布置光源，光混合将受到不利的影响。

[0014] Sakata等人的US 2004/0120647A1描述了用于混合来自诸如红色、绿色和蓝色发光二极管的三个相邻光源的光的光学元件。该光学元件包括：第一光学波导，该第一光学波导具有其上入射第一颜色光的第一入射平面以及与该第一入射平面相对的出射平面；第二光学波导，该第二光学波导具有其上入射第二颜色光的第二入射平面；第三光学波导，该第三光学波导具有其上入射第三颜色光的第三入射平面，该第二光学波导和该第三光学波导连接到该第一光学波导；第一二向色滤光片，在该第一光学波导和第二光学波导之间的连接平面上形成，以反射第一颜色光和第三颜色光且透射第二颜色光；以及第二二向色滤光片，在该第一光学波导和第三光学波导之间的连接平面上形成，以反射第一颜色光和第二颜色光且透射第三颜色光，该三种颜色光从第一光学波导的出射平面出射。

[0015] 然而，在这种布置中，不能直接添加具有第四颜色的第四发光二极管。而且，即使没有第四颜色，在不同颜色之间的准直程度中已经存在明显差异。

发明内容

[0016] 本发明的目的是克服与现有技术相关的上述问题，且提供包括4个光源和准直结构的发光装置，该准直结构可以准直来自该4个光源的光且获得好的混色，使得每种颜色的光被准直到基本相同的程度。

[0017] 因而，在第一方面，本发明涉及一种发光装置，该发光装置至少包括与第二光源相邻的第一光源和与第四光源相邻的第三光源以及具有面对所述光源的接收端和相对的输出端的光准直元件的一组设置。

[0018] 在一个这种设置中，该光准直元件包括第一V形廓面，该第一V形廓面布置在所述第一光源和第二光源前面，即被认为处于光传播的主方向中，其棱边朝向所述接收端，使得所述第一V形廓面的第一条腿布置在所述第一光源的前面且包括透射来自所述第一光源的光和反射来自所述第二光源的光的二向色滤光片。所述第一V形廓面的第二条腿被布置在所述第二光源的前面且包括透射来自所述第二光源的光和反射来自所述第一光源的光的二向色滤光片。

[0019] 该光准直元件还包括布置在所述第三和第四光源前面的第二V形廓面，其棱边朝向所述接收端，使得所述第二V形廓面的第一条腿布置在所述第三光源的前面且包括透射来自所述第三光源的光和反射来自所述第四光源的光的二向色滤光片，且所述第二V形廓面的第二条腿被布置在所述第四光源的前面且包括透射来自所述第四光源的光和反射来自所述第三光源的光的二向色滤光片。

[0020] 在光的主方向中具有延伸部分的反射表面被布置在所述第一和第二V形廓面元件之间。

[0021] 该光准直元件还包括布置在所述第一和第二V形廓面前面的第三V形廓面，其棱边朝向所述接收端，使得所述第三V形廓面的第一条腿布置在所述第一V形廓面的前面且包括透射来自所述第一和第二光源的光和反射来自所述第三和第四光源的光的二向色滤光片，且所述第三V形廓面的第二条腿被布置在所述第二V形廓面的前面且包括透射来自所述第三和第四光源的光和反射来自所述第一和第二光源的光的二向色滤光片。

[0022] 典型地，所述第三V型廓面的棱边布置在所述第一和第二V形廓面之间。典型地，所述第一V形廓面的棱边布置在所述第一和第二光源之间，且典型地，所述第二V形廓面的棱边布置在所述第三和第四光源之间。

[0023] 在本发明的实施例中，所述第三V形廓面的棱边平行于所述反射表面的延伸部分，该反射表面的延伸部分与光传播的主方向相交。

[0024] 在本发明的实施例中，所述第一V形廓面和/或所述第二V形廓面的棱边平行于所述第三V形廓面的棱边。

[0025] 当第一和第二V形廓面的棱边均基本平行于所述第三V形廓面的棱边时，这允许长且窄的发光装置，其中4个光源布置在单行上。

[0026] 备选地，所述第一V形廓面的棱边和/或第二V形廓面的棱边垂直于所述第三V形廓面的棱边。

[0027] 当第一和第二V形廓面的棱边均基本垂直于所述第三V形廓面的棱边时，例如，通过在2×2四边形中布置4个光源，这允许更紧凑的发光装置。

[0028] 在本发明的实施例中，该准直结构可以布置在包括侧壁的外壳(jacket)中。通过将每个分离的发光装置包在外壳中，从该装置输出的所有光将从准直元件的输出端输出。因而，相邻发光装置之间的光泄漏被最小化。优选地，面对该准直结构的这种外壳侧壁的表面是反射型的。当外壳的内表面是反射型时，基本上光源发射的所有的光将被利用且将在该准直元件的输出端输出。

[0029] 在本发明的实施例中，二向色滤光片可以包括具有不同折射率的材料的交替层的干涉叠层。干涉叠层用作二向色滤光片是高效率的，这是因为它们对感兴趣的所有波长一般具有几乎为零的吸收系数。而且，它们可以在具有很多自由度(例如，层数、层厚、材料选择)的条件下设计。

[0030] 在本发明的实施例中，V形廓面可以由自支撑壁元件构成。当二向色滤光片布置在自支撑壁元件上或作为自支撑壁元件布置时，传播介质可以是空气，光通过该传播介质从光源传播到准直元件的输出端。

[0031] 来自光源的光通过n～1的介质传播直到它遇到滤光片是有利的，因为这确保当光经过该介质和该滤光片的界面时，由于滤光片一般具有1.4-1.8的折射率(即，比空气高)，光的角度被折射向滤波器层的法线方向。换句话说，这限制了光经过滤光片的有源层时相对于法线的角度。这是重要的，因为二向色滤光片的性能会相当强烈地依赖于光的入射角度。因而，将容易设计具有好的光学质量的空气中的滤光片。

[0032] 在第二方面中，本发明涉及包括至少两个独立可寻址的本发明发光装置的显示装置。

附图说明

[0033] 现在将参考附图更加详细地描述本发明的这些和其他方面，附图示出本发明的当前优选实施例。

[0034] 图1示出包括V形廓面的发光装置的第一实施例。

[0035] 图2示出本发明的发光装置的第二实施例。

[0036] 图3示出备选成型的V形廓面。

[0037] 图4示出本发明的发光装置的附加实施例。

具体实施方式

[0038] 当在此使用时，术语“光源”涉及本领域技术人员已知的任意类型的光源。例如，该术语涉及白炽灯、放电灯和发光二极管。

[0039] 当在此使用时，“发光二极管”涉及所有不同类型的发光二极管(LED)，包括在操作模式中发射从紫外到红外的任意波长或波长间隔的光的无机LED和例如聚合体LED的有机LED。在本申请的情况中，发光二极管还被认为包括激光器，例如，发射激光的发光二极管。适于在本发明中使用的发光二极管包括但不限于顶发射型、边发射型和底发射型发光二极管。

[0040] 当在此使用时，发光二极管，例如“绿色发光二极管”的颜色指的是操作模式中发光二极管发射的光的颜色，即波长范围。

[0041] 当在此使用时，术语“准直器”及诸如“准直元件”之类的相关术语指能够接收电磁(EM)辐射例如从UV到IR间隔中的光且改善接收的EM辐射的准直程度(即，减小角扩展)的元件。

[0042] 当在此使用时，术语“波长范围”指连续和不连续的波长范围。

[0043] 本发明的发光装置100的第一示例性实施例在图1中示出且包括在单行中布置的第一发光二极管101、第二发光二极管102、第三发光二极管103和第四发光二极管104的一组设置。在该示例性实施例中，该4个光源发射不同颜色的光，例如红色、绿色、蓝色和琥珀色。而且，分离的光源可以独立寻址以获得颜色可变的发光装置。

[0044] 第一发光二极管101与第二发光二极管102相邻布置，且第三发光二极管103与第四发光二极管104相邻布置。

[0045] 在发光二极管的前面布置光准直元件105，该光准直元件105具有面对发光二极管的光接收端106和相对的输出端107。光通过该接收端106进入光准直元件105且通过输出端107退出元件105。

[0046] 出于本发明的目的，方向和相对位置表示相对于本发明装置中光传播的主方向，即，从光源朝向光准直元件的输出端的方向。因而，“前面”表示接近光准直元件的输出端，“后面”表示接近光源。而且，“前面”及其相关术语还涉及位于第二对象的至少一部分“前面”的第一对象，例如，该第一对象布置在第二对象区域的至少30％的前面。

[0047] 光准直元件105包括三个V形表面110、120、130，它们在图1中也被分别示出。

[0048] V形廓面110、120、130中每一个V形廓面均包括第一条腿111、121、131和第二条腿112、122、132，以及连接第一条腿111、121、131和第二条腿112、122、132的延伸的棱边115、125、135。

[0049] 当在此使用时，“V形廓面”是由通过棱边相连的两条腿构成的延伸的表面。与所述棱边的延伸部分相交的V形廓面的截面具有V形形状，其中第一条腿与第二条腿形成一角度。

[0050] 而且，在截面中，V形廓面的腿可以弯曲，典型地，使得两条腿形成彼此面对的两个凸面，因而在截面中更像“U”。

[0051] 第一V形廓面元件110布置在第一和第二发光二极管101、102前面，使得其第一条腿111布置在第一发光二极管101前面且其第二条腿112布置在第二发光二极管102前面。该第一V形廓面元件的棱边115布置在该第一和第二发光二极管之间。

[0052] 第一V形廓面110的第一条腿111设置有透射第一发光二极管101发射的光但反射第二发光二极管102发射的光的第一二向色滤光片。第一V形廓面110的第二条腿112设置有透射第二发光二极管102发射的光但反射第一发光二极管101发射的光的第二二向色滤光片。

[0053] 第二V形廓面元件120布置在第三和第四发光二极管103、104前面，使得其第一条腿121布置在第三发光二极管103前面且其第二条腿122布置在第四发光二极管104前面。该第二V形廓面元件120的棱边125布置在该第三和第四发光二极管之间。

[0054] 第二V形廓面120的第一条腿121设置有透射第三发光二极管103发射的光但反射第四发光二极管104发射的光的第三二向色滤光片。第二V形廓面120的第二条腿122设置有透射第四发光二极管104发射的光但反射第三发光二极管103发射的光的第四二向色滤光片。

[0055] 反射表面140布置在第一和第二V形廓面110、120之间，具有沿着光传播的主方向的延伸部分，且具有面对第一V形廓面110的第一表面和面对V形廓面120的第二表面。

[0056] 与光传播的主方向相交的反射表面140的延伸部分基本平行于第一和第二V形廓面的棱边115、125的延伸部分且垂直于由发光二极管101、102、103和104形成的行的延伸部分。因而，第二和第三发光二极管通过该反射表面140彼此分离。

[0057] 布置反射表面140以防止来自第二发光二极管102的光与第二V形廓面的第一条腿121相遇，且防止来自第三发光二极管103的光与第一V形廓面的第二条腿112相遇。

[0058] 第三V形廓面130布置在第一和第二V形廓面110、120前面，使得第三V形廓面130的第一条腿131布置在第一V形廓面110前面，且第三V形廓面130的第二条腿132布置在第二V形廓面120前面。

[0059] 第三V形廓面130的棱边135布置在第一和第二V形廓面之间。第三V形廓面130的棱边135还基本平行于与光传播的主方向相交的反射表面140的延伸部分。第三V形廓面130的棱边135还基本平行于第一和第二V形廓面110、120的棱边115、125。

[0060] 第三V形廓面元件的第一条腿131设置有透射来自第一和第二发光二极管的光且反射来自第三和第四发光二极管的光的第五二向色滤光片。

[0061] 第三V形廓面元件的第二条腿131设置有透射来自第三和第四发光二极管的光且反射来自第一和第二发光二极管的光的第六二向色滤光片。

[0062] 在本实施例中，V形廓面的腿111、112、121、122、131和132由薄的自支撑壁元件构成，且二向色滤光片布置在这些壁元件的表面上。

[0063] 因而，介质一般是空气、真空或任意其他气体氛围，光通过该介质从光源传播到二向色滤光片，在二向色滤光片之间传播且传播离开二向色滤光片和准直元件的输出端。

[0064] 来自于第一发光二极管101的光将经过布置在第一V形廓面110的第一条腿111上的二向色滤光片和布置在第三V形廓面130的第一条腿131上的二向色滤光片，但是将在布置于第一V形廓面110的第二条腿112上的二向色滤光片和布置于第三V形廓面130的第二条腿132上的二向色滤光片上反射。因为第一V形廓面110的第二条腿112和第三V形廓面130的第二条腿132倾斜远离第一发光二极管101，光将反射向准直元件105的输出端107，因此来自于该发光二极管的光将由于在这些表面的反射而被准直。本领域技术人员从上面的描述将意识到，对于来自本发明的发光装置的第二、第三和第四发光二极管的光可以做出类似的推理。

[0065] 因而，来自所有4个发光二极管的光将被准直且将通过其输出端107离开光准直元件105。因而，可以在相同的结构即准直元件105中获得准直和混合。

[0066] 为了减小不通过输出端107从准直元件105离开的光量，在装置的垂直边布置作为外壳150的侧壁。因而，基本上离开该装置的所有的光都将通过输出端107。为了进一步增加该装置的光利用效率，这种外壳150的内表面可以是反射型的，使得与这种侧壁相遇的光将反射回准直元件105且最终通过输出端107离开。为了获得最高的效率，这种反射型内表面优选地是全光谱反射的。

[0067] 外壳可以是圆柱形的，即，具有平行的侧壁，或可以是渐缩的，尤其使得外壳150的横截面积在准直元件105的接收端106较小且在准直元件105的输出端107较大。这将进一步增强光的准直。而且，就其从准直元件105的接收端到输出端的延伸部分方面而言，外壳150的侧壁可以是直的或弯曲的。当侧壁弯曲时，外壳150的内表面一般形成凸表面。

[0068] 本发明的第二实施例在图2中示出，包括4个发光二极管201、202、203、204以及布置在其前面的光准直元件的一组设置，该准直元件具有面对发光二极管的接收端和相对的输出端。该光准直元件包括三个V形廓面210、220、230，它们的棱边215、225、235朝向准直元件的接收端。

[0069] 第一发光二极管201与第二发光二极管202相邻。第三发光二极管203与第四发光二极管204相邻。第一和第二发光二极管一起形成光源的第一行，第三和第四发光二极管203和204形成光源的第二行，该光源的第一行布置成与光源的第二行相邻且平行。

[0070] 第一V形廓面元件210布置在第一和第二发光二极管201、202前面，使得其第一条腿211布置在第一发光二极管201前面且其第二条腿212布置在第二发光二极管202前面。第一V形廓面元件的棱边215布置在第一和第二发光二极管之间。

[0071] 第二V形廓面元件220布置在第三和第四发光二极管203、204前面，使得其第一条腿221布置在第三发光二极管203前面且其第二条腿222布置在第四发光二极管204前面。第二V形廓面元件220的棱边225布置在第三和第四发光二极管之间。

[0072] 第一V形廓面210的第一条腿211设置有透射第一发光二极管201发射的光但反射第二发光二极管202发射的光的第一二向色滤光片。第一V形廓面210的第二条腿212设置有透射第二发光二极管202发射的光但反射第一发光二极管201发射的光的第二二向色滤光片。

[0073] 第二V形廓面元件220布置在第三和第四发光二极管203、204前面，使得其第一条腿221布置在第三发光二极管203前面且其第二条腿222布置在第四发光二极管204前面。该第二V形廓面元件220的棱边225布置在该第三和第四发光二极管之间。

[0074] 第二V形廓面220的第一条腿221设置有透射第三发光二极管203发射的光但反射第四发光二极管204发射的光的第三二向色滤光片。第二V形廓面220的第二条腿222设置有透射第四发光二极管204发射的光但反射第三发光二极管203发射的光的第四二向色滤光片。

[0075] 反射表面240布置在第一和第二V形廓面210、220之间，且具有沿着光传播的主方向的延伸部分，且具有面对第一V形廓面210的第一表面和面对V形廓面220的第二表面。

[0076] 与光传播的主方向相交的反射表面240的延伸部分基本垂直于第一和第二V形廓面的棱边215、225的延伸部分，且平行于第一和第二发光二极管201、202以及第三和第四发光二极管203和204分别形成的行且布置在所述行之间。

[0077] 第三V形廓面230布置在第一和第二V形廓面210、220前面，使得该第三V形廓面230的第一条腿231布置在第一V形廓面210前面，且第三V形廓面230的第二条腿232布置在第二V形廓面220前面。

[0078] 第三V形廓面230的棱边235布置在第一和第二V形廓面之间。第三V形廓面230的棱边235还基本平行于与光传播的主方向相交的反射表面240的延伸部分。因而，第三V形廓面230的棱边235基本垂直于第一和第二V形廓面210、220的棱边215、225。

[0079] 该第三V形廓面元件的第一条腿231设置有透射来自第一和第二发光二极管的光且反射来自第三和第四发光二极管的光的第五二向色滤光片。

[0080] 该第三V形廓面元件的第二条腿232设置有透射来自第三和第四发光二极管的光且反射来自第一和第二发光二极管的光的第六二向色滤光片。

[0081] 在本发明的备选实施例中，包括在本发明的光准直元件中的V形廓面的腿的全部或部分可以具有弯曲的截面，如图3所示，该图3以截面图的形式示出了曲面变型中图2的第一V形廓面。

[0082] 通过使用这种具有弯曲截面的腿的廓面，由于和使用具有平面腿的廓面的准直元件相比，可以使用具有较低廓面的准直元件获得某一程度的准直，准直效率可增加。

[0083] 本发明的发光装置还可包括上述4个光源和三个V形廓面的多组设置。图4中示出了包括4组这种设置的实施例。在该实施例中，结合图2如上所述的第一组设置401、第二组设置402、第三组设置403和第四组设置404共同形成本发明的发光装置，环绕所有4组设置布置有公用外壳450。

[0084] 如图4所示，在这种装置中某些光源可以为多于一组设置公用。例如，光源412公用于第一组设置401和第二组设置402，光源413公用于第一组设置401和第三组设置403，光源414公用于所有4组设置401、402、403和404。

[0085] 在本发明的发光装置的优选实施例中，光源411、411’、411”和411”’是绿色发光二极管，光源412和412’是红色发光二极管，光源413和413’是蓝色发光二极管且光源414是琥珀色发光二极管。为了使用当前可得的常规发光二极管从红色、绿色、蓝色和琥珀色发光二极管产生白光，要求发射绿光的面积比分别发射蓝光和红光的面积大。图4中提议的设计提供了对称结构和高的设计自由度。

[0086] 当在此使用时，术语“二向色滤光片”涉及一种滤光片，该滤光片反射一个或多个波长或波长范围的电磁辐射且透射其他波长或波长范围，同时对感兴趣的所有波长维持低的、一般接近零的吸收系数。

[0087] 二向色滤光片可以是高通、低通、带通或带阻型的。

[0088] 因而，二向色滤光片可以被设计成反射第一颜色或一系列颜色的光，同时透射第二颜色或一系列颜色的光。

[0089] 适于在本发明的亮度增强装置中使用的二向色滤光片包括本领域技术人员已知的二向色滤光片，且包括折射率不同的材料的多层。

[0090] 这种二向色滤光片的示例包括一般已知为“干涉叠层”的滤光片，包括具有不同折射率的两种或更多材料的交替层。例如，每个层的厚度一般近似等于空气中波长的四分之一除以折射率，其中空气中的波长等于适合二向色滤光片的光的主波长。这种干涉叠层的一个示例由Ta2O5和SiO2的交替层制成，但是其他材料组合对于本领域技术人员而言是已知的。

[0091] 本领域技术人员已知且适用于本发明的二向色滤光片的其他示例是基于所谓的光子晶体或全息层的胆甾型液晶这样的滤光片。

[0092] 当在本发明的情况中使用时，如果二向色滤光片反射发光单元发射的波长范围中的波长且透射不同波长范围的光，则该二向色滤光片与该发光单元匹配。

[0093] 例如，适合绿光的二向色滤光片可以反射绿光而透射蓝光和红光。

[0094] 发射的波长范围和反射的波长范围不必相同。反射的波长范围例如可以比发射的波长范围窄，或者可以比发射的波长范围宽。

[0095] 而且，二向色滤光片可以不是理想的，即，并不100％地反射滤光片反射光的波长范围内的光，和/或并不100％地透射滤光片透射光的波长范围内的光。不过，大于约80％，诸如约90％的反射和透射率是可以实现的。

[0096] 本领域技术人员意识到本发明并不限于上述优选实施例。相反，很多修改和变型在所附权利要求的范围内是可行的。例如，本发明并没有限制V形廓面的腿由自支撑壁元件构成。在备选实施例中，其上布置二向色滤光片的这些表面可以是固态波导的表面，形成波导和空气之间的界面或形成与相邻固态波导的界面。

[0097] 而且，为了便于制造，在滤光片中可以存在小孔或者在滤光片之间可以存在小的缝隙。

[0098] 第一V形廓面的棱边可以与第二V形廓面的棱边形成任意角度。在上述实施例中，棱边是平行的，即，形成0°的角度，但是这些棱边可以形成0至180°的任意角度。而且，布置在第一和第二V形廓面之间的反射表面与V形廓面的棱边之间的角度可以是0°(即平行)至90°(即垂直)的任意角度，且可以为第一和第二V形廓面独立地选择该角度，例如使得第一廓面平行于该反射表面而第二廓面垂直于该反射表面。

[0099] 而且，附加的准直器可以布置在准直器元件的输出端以进一步准直来自本发明的发光装置的光。

[0100] 而且，典型地，其形状被调适为准直元件输出端形状的混合棒形式的光混合装置可以布置在准直元件的输出端，以进一步混合来自所述准直结构的光。

[0101] 本发明的发光装置在很多应用中作为光源，这些应用例如但不限于通用发光设备、交通灯、车灯和显示装置。

[0102] 在尤其可以预期的方面，本发明涉及包括两个或更多上述发光装置的显示装置。典型地，在这种显示装置中，发光装置可独立寻址，例如，使得每个发光装置或一组发光装置代表显示装置的单独的像素。本发明的发光装置还可以用作投影显示装置中的光源。

[0103] 总而言之，本发明提供一种发光装置，该发光装置至少包括4个光源和准直元件的一组设置，该准直元件用于准直和混合来自该光源的光。该光准直元件包括三个V形廓面，这些廓面的棱边朝向光源。V形廓面设置有透射来自特定光源的光且反射其余光源的光的二向色滤光片，这些V形廓面布置在该特定光源前面。

[0104] 这种装置能够准直和混合来自4个光源的光，使得基本上所有4个光源获得相同程度的准直。