具有基底和光 提取部件的提取膜设置在波导主体的表面上。提取膜可以由光学透射材料构成，使得光提 取部件促使形成照明图案以用于一般照明。
[0038] 全内反射（TIR)被示出为一种用于从波导中提取光的有效方法，并且提供比直接 折射更宽的提取的光束分布。对于具有高向上/向下比率和宽的提取的光束分布的照明应 用，由于几何约束，所以使用典型的波导主体可能难以实现TIR提取。例如，波导主体可能 需要一种底切特征，该特征与波导制造工序（诸如模制或压花（emboss，修饰））不兼容。在 本文中可以看出，具有底切光提取部件的提取膜设置在波导主体的表面上。在一个实例实 施方式中，包括基底和底切光提取部件的压花丙烯酸膜层压到波导主体的表面中。底切光 提取部件设置在基底与波导的提取表面之间，以提供波导几何形状，使得实现具有高向上/ 向下比率和光束扩散的TIR提取。
[0039] 根据一个方面，本公开针对来自光波导的具有高度控制的光的分布和提取。在一 个特定的实施方式中，具有波导主体的光波导实现高度光学控制和光学效率，且提取膜设 置在波导主体的表面上。该膜包括基底和多个底切光提取部件，例如，诸如设置在基底与波 导主体的提取表面之间的截断的半球形光提取部件。提取膜的截断的半球形光提取部件可 层压或者固定至波导主体表面，以便促使形成照明图案以用于一般照明。而且，光提取部件 可具有截断的棱形或曲线形状。
[0040] 提取膜的基底和光提取部件可由光学透射材料构成。在一个实例实施方式中，光 提取部件可形成一系列伸长的平行突出部分，每个突出部分具有弯曲的横截面形状，诸如 半球形。可替代地，截断的底切光提取部件可以六角形阵列设置在基底上。固定至波导主 体的表面的光提取部件的形状提供为一种底切波导几何图形，该几何图形允许实现TIR提 取。在本文中可以看出，每个截断的光提取部件具有与基底邻近的第一横截面尺寸以及远 离基底的比第一横截面尺寸更小的第二横截面尺寸。在提取膜的不同实施方式中，底切光 提取特征的高度可选择性地变化，以在基底与波导主体的提取表面之间提供不同尺寸的间 隙。通过改变在提取膜的基底与波导主体的表面之间的间隙，在光提取部件的不同实施方 式中，截断的弯曲形状提供宽范围的照明分布。改变光提取部件的横截面形状将会造成不 同的光提取和/或光分布。
[0041] 在一个实例实施方式中，膜可以由透镜膜构成，该透镜膜具有位于基底的表面上 的光提取部件。例如，该膜可包括压花丙烯酸透镜膜，该透镜膜被配置为层压或连接至波导 主体的表面。可替代地，可使用通常用于形成显微光学膜的各种技术中的一种（包括灰阶 光刻、显微复制、注射/压缩成型、反应离子蚀刻、化学压花）来制造该膜。而且，可通过牺 牲中间层，直接在波导表面上制造该膜，类似于在Tarsa等的美国专利第8, 564, 004号中描 述的那样。更进一步地，在连接至波导之后，在提取特征之间的区域可部分或完全地包括除 了空气以外的材料，例如，折射率与波导和膜的折射率明显不同的材料。
[0042] 在膜层压到波导主体时，膜的光提取部件可设置成规则图案并且位于膜的基底与 波导主体的表面之间。可替代地，提取部件的形状、尺寸或密度在膜的表面之上可变化，以 便产生期望的亮度分布，例如，以便在发光体的发光区域之上提供均匀的亮度外观。
[0043] 本公开的提取膜控制杂散光，并且提供高效率提取、高定向光分布（即，从波导的 一侧中发射的高比例光）以及宽范围的照度分布。使用光波导以及在其内提供的提取，可 实现各种灯具或发光体，包括需要分散的或朗伯照度分布（例如，用于一般照明的典型暗 灯槽）、准直分布（例如，筒灯或聚光灯）的那些灯具以及需要特定的照度图案的光源（例 如，街灯、建筑照明）。更进一步地，提取部件和/或光波导可以为丙烯酸、硅树脂、聚碳酸 酯、玻璃或其他合适的材料，以用于实现期望的效应。
[0044] 参照图1，提取膜20的一个实例实施方式包括基底32和设置在基底32上的底切 光提取部件24。在该实施方式中，光提取部件24形成从基底32中延伸的一系列伸长的平 行突出部分38。在图1的实施方式中所示的光提取部件24的伸长的平行突出部分38可具 有半球形横截面形状。光提取部件24的顶部部分40可具有大致平整的表面42,以提供从 基底32中延伸的光提取部件24的截断的半球形。
[0045] 提取膜20可以为光学透射膜。膜20可以为压花膜，该膜由表现出TIR特征的光 学透射材料（诸如丙烯酸材料）构成。可替代地，光学透射膜20可由聚碳酸酯材料、硅树 月旨、玻璃或其他合适的光学透射材料制成。此外，膜20可通过层压固定至光波导主体52的 表面，其中，光提取部件24的平面42层压到波导主体52的提取表面54,参照图8和图9进 一步详细示出。在波导和提取膜由相同的材料制成的情况下，提取膜20层压到波导主体52 提供了连续材料的连续性。提取膜20可直接粘合至波导表面（例如，通过化学或热粘合或 者这两者的组合）。可替代地，波导主体52和提取膜20可通过一个或多个中间层（诸如粘 合层或压敏粘合膜）粘合。
[0046] 图2-4示出了提取膜30的一个实例实施方式，其中，光提取部件34以规则图案设 置在基底32的表面44的顶部。在该所示的实例中，虽然应注意的是，光提取部件可不规则 地隔开，或者一些光提取部件可规则地隔开且其他的光提取部件可不规则地隔开等，但是 提取膜30包括规则隔开的光提取部件34的阵列46。而且，光提取部件的几何图形和尺寸 可通过规则或不规则的方式在膜30之上变化。在该实例中，光学透射膜30可由以六角形 阵列46设置在基底32的顶部表面44上的光提取部件34构成。在该实施方式中，在相同 的提取膜部件30内，底切光提取部件34具有大致相同的尺寸，并且具有大致相同的形状。 在该实例中，以六角形阵列46设置的底切光提取部件34具有截断的半球形。光提取部件 34可具有产生期望的光分布所需的其他形状。在光学透射膜30的制造期间，使用通常用于 形成微光学膜的各种技术中的一种（包括灰阶光刻、显微复制、注射/压缩成型、反应离子 蚀刻、化学压花），可形成光提取部件34。
[0047] 在图2和图3的实例实施方式中可以看出，基底32具有恒定高度（Hl)或厚度。然 而，在替换实施方式中，基底32的厚度（Hl)可在沿着基底的不同点处变化。而且，期望在膜 30的背面70上制造不同粗糙度或特定光学特征，诸如第二组或阵列的几何光提取部件（图 3)，以便进一步对亮度和照度分布提供控制。更进一步地，厚度（Hl)可基本上为0(例如， 在波导表面上直接制造光提取部件34的情况）。根据一个实施方式，基底32的厚度（Hl) 约为1微米到约5000微米或者更大，并且更优选地，在250微米与约3000微米之间，并且 最优选地，等于约500微米。而且，在图2-4所示的实施方式中可以看出，提取膜30的每个 截断的光提取部件34可具有从基底32中延伸的高度（H2)(图3)，对于每个光提取部件，该 高度大致相同。在替换的设置中，在相同的提取膜30内，单独的光提取部件的高度（H2)可 选择性地变化。更进一步地，如在后文中参照图9-13更详细地所示，提取膜30可层压或粘 附至光波导主体的表面，使得底切光提取部件34的高度（H2)(图3)可选择性地变化，从而 根据用户偏好，产生宽范围的照度分布。根据一个实例实施方式，提取部件的每个光提取部 件的高度（H2)的范围可从约100微米到约590微米，且半径（R)为约600微米。
[0048] 光提取部件34从基底32的顶部表面44中延伸到大致平坦的表面42,使得光提取 部件34的弯曲形状由该平面截断。在该实例中，截断的半球形光提取部件34具有均匀的 圆形侧面48 (图3)，该侧面从基底32的顶部表面44延伸到光提取部件34的大致平坦的 表面42。如此，由于光提取部件34具有均匀的圆形侧面48,所以每个光提取部件34具有 邻近基底32的最大横截面尺寸，并且随着圆形侧面48从基底朝着平坦部分42延伸，该横 截面尺寸远离基底时变得更小。半球形光提取部件34可具有由平面42截断为预先选择的 高度（H2)的预先选择的长度的半径（R)。在一个实例中，半球形光提取部件34可具有600 微米的半径，该半径截断为某个高度，例如，该高度的范围可在100-590微米之间。当然，可 选择性地使用其他半径长度和截断高度。更进一步地，在相邻的光提取部件34之间的最小 距离可选择性地取决于光提取部件的半径（R)以及所使用的膜制造方法的限制，且实例性 最小距离是半径的两倍（2X (R))(为了紧密包装，提取部件接触基底）或更大。在其他实 例中，可使用小于半径的两倍（2X (R))的值，其中，由于光学的原因（例如，为了提高提取 效率），期望提取部件重叠。
[0049] 在图4中可以看出，截断的光提取部件34以交替交错的行的图案设置在基底32 的顶部表面44上。在该实例实施方式中，在相邻的提取部件的中心点（c)之间的距离（dx) 在整个阵列中可以一致。在提取部件刚好与基底接触而期望高提取水平的区域中（且因 此对于该区域为接近最大可能的光输出的亮度），突出的光提取部件34的中心到中心的间 距（dx)可选择性地具有约为半径的两倍（2X (R))的值。在期望更小的亮度的区域中，使 用比半径的两倍（2 X (R))更大的值。在期望最大可能的光提取的情况下，包含略微小于半 径的两倍的值可能是有用的，从而在基底32处的光提取部件34之间具有轻微的重叠。在