CN101743488B - 具有内部光学特性结构的光学元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光学元件，包括基底和至少一层光学薄膜。所述基底至少部分透光。所述光学薄膜包括至少第一光学特性结构，且所述光学薄膜定位于所述基底的接触面上。还涉及一种照明装置，包括至少一个固态发光体和上述光学元件。本发明还涉及一种通过模塑(例如，薄膜内嵌模塑)、粘贴或层压来制造光学元件的方法。

Description

具有内部光学特性结构的光学元件及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年7月17日提交的申请号为60/950193的美国临时专利申请的优先权，其全部内容引入本文中作为参考。

本申请要求2008年1月28日提交的申请号为61/023973的美国临时专利申请的优先权，其全部内容引入本文中作为参考。

技术领域

本发明涉及一种光学元件例如光漫射器，和/或光学元件的制造。

背景技术

在美国，每年有很大比例的(有人估计大约有25％)电量被用于照明。因此，需要提供高能效的照明。

目前有多种多样的光学元件，如光漫射器和混光装置。鉴于照明耗费了大量的能源，因此不断需要能更有效地提供所需光效的光学元件。

此外，众所周知地，白炽灯泡是非常低能效的光源——其消耗的电的大约90％作为热量散发而不是转换成光能。荧光灯泡比白炽灯泡更为有效(乘以系数10)，但是与固态发光体相比(如发光二极管)，其光效依然较低。另外，与固态发光体的正常使用寿命相比，白炽灯泡的使用寿命相对较短，也就是，一般为750-1000小时。与其相比，发光二极管的使用寿命一般可以十年计算。与白炽灯泡相比，荧光灯泡具有较长的使用寿命(例如，10,000-20,000小时)，但是其颜色再现(color reproduction)效果较差。

传统灯具面临的另一问题是需要定期更换照明装置(例如灯泡等)。当接近灯具非常困难(举例来说，位于拱形天花板、桥、高大建筑、交通隧道)和/或更换费用相当高时，这个问题变得尤为突出。传统灯具的使用寿命一般约为20年，对应的发光器件至少要使用约44,000小时(基于20年中每天使用6小时)。一般发光器件的使用寿命非常短，这样使得对其需要进行周期性更换。

因此，由于这样或是那样的原因，一直在努力发展可使用固态发光体代替白炽灯、荧光灯和其他发光器件并得到广泛应用的方法。另外，对于已经在使用的发光二极管(或其他固态发光体)，一直在努力改进其能率、显色指数(CRIRa)、对比度、光效(1m/W)和/或服务周期。然而，固态发光体在多个领域面临着挑战，包括混合和漫射，因为它们通常在局部区域提供非常高的亮度，并且具有高色彩饱和度(且当它们与荧光体(lumiphor)一起使用来产生广谱光的时候，该发射出的光仍然是有颜色的，并且必须与其它颜色的光混合，例如：在此通常的照明要求白光)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种光学元件，包括基底和至少一片光学薄膜，所述基底至少部分透光，所述光学薄膜包括至少第一光学特性结构，并且所述光学薄膜定位于所述基底的表面。

在一些根据本发明的该方面的实施例中，所述光学薄膜和基底彼此粘结。

在一些根据本发明的该方面的实施例中，所述光学薄膜和基底模塑到一起。

在一些根据本发明的该方面的实施例中，所述光学薄膜和基底层压到一起。

根据本发明的第二方面，提供了一种照明装置，包括至少一个固态发光体和与本发明的第一方面相符的至少一个光学元件，其中，所述固态发光体和光学元件相对彼此定位和定向成使得如果光线射出所述固态发光体，至少部分所述光线将经过所述光学元件。

在一些根据本发明的该方面的实施例中，所述光学薄膜和基底彼此粘结。

在一些根据本发明的该方面的实施例中，所述光学薄膜和基底模塑到一起。

在一些根据本发明的该方面的实施例中，所述光学薄膜和基底层压到一起。

根据本发明的第三方面，提供了一种制造光学元件的方法，包括：

在模具中定位至少一层光学薄膜，所述光学薄膜包括至少第一光学特性结构；

往所述模具中加入至少一种流动性基底材料；

使所述至少一种流动性基底材料固化以形成基底，所述基底至少部分透光，且所述基底包括与所述光学薄膜接触的接触面。

根据本发明的第四方面，提供了一种制造光学元件的方法，包括：

将至少一种粘合剂涂到光学薄膜和基底的至少一者上，并且

将所述光学薄膜和基底合在一起，从而使得所述光学薄膜和基底彼此接触且至少部分粘合剂定位于所述光学薄膜和基底之间，其中所述光学薄膜包括至少第一光学特性结构，且所述基底至少部分透光。

根据本发明的第五方面，提供了一种制造光学元件的方法，包括：

将光学薄膜层压在基底上，从而使得所述光学薄膜与基底相接触，其中所述光学薄膜包括至少第一光学特性结构，且所述基底至少部分透光。

在根据本发明的一些实施例中，光学元件被用在普通照明的照明装置中。

在根据本发明的一些实施例中，所述光学元件直接定位于所述基底的接触面上。

在根据本发明的一些实施例中，所述光学薄膜包括光学薄膜第一表面和光学薄膜第二表面，所述光学薄膜第二表面与基底的接触面相接触，并且光学薄膜第二表面大致是光滑的。在一些这样的实施例中，所述光学薄膜第一表面大致是光滑的。在一些这样的实施例中，所述光学薄膜第二表面的第一区域与接触面是大致均匀地间隔开的，所述第一区域包括至少一半所述光学薄膜第二表面。在一些这样的实施例中，所述光学薄膜第二表面的第一区域直接与接触面相接触，所述第一区域包括至少一半所述光学薄膜第二表面。在一些这样的实施例中，所述光学薄膜第一表面与所述光学薄膜第二表面是大致均匀地间隔开的。

在根据本发明的一些实施例中：

所述光学薄膜包括光学薄膜第一表面和光学薄膜第二表面，所述光学薄膜第二表面与基底的接触面相接触，

所述光学薄膜包括至少第一层和第二层，

所述第一层的第一层第一表面包括所述光学薄膜第一表面，

所述第一层进一步包括第一层第二表面，

第一光学特性结构被定位于所述第一层第二表面上，

所述第二层的第二层第二表面包括所述光学薄膜第二表面，

所述第二层进一步包括第二层第一表面，且

所述第一层第二表面与所述第二层第一表面相接触。在一些这样的实施例中，所述第一层第二表面直接与第二层第一表面相接触。在一些这样的实施例中，第二层第二表面和/或第一层第一表面大致是光滑的。在一些这样的实施例中，第二层第一表面包括至少第二光学特性结构。在一些这样的实施例中，第一层第一表面与第一层第二表面相对，和/或第二层第一表面与第二层第二表面相对。在一些这样的实施例中，第一层和第二层之间的一个或多个区域包括一种材料(固态、液态或气态)，其折射率与第一层第二表面的折射率不同，和/或与第二层第一表面的折射率不同。

在根据本发明的一些实施例中：

所述光学薄膜包括第一层，

所述第一层包括第一层第一表面和第一层第二表面，

所述第一层第二表面与基底的接触面相接触，

第一光学特性结构被定位于所述第一层第一表面上。在一些这样的实施例中，第一层第二表面大致是光滑的。在一些这样的实施例中，第一层第一表面与第一层第二表面相对。

在根据本发明的一些实施例中，所述基底大致是半透明的。

在根据本发明的一些实施例中，所述基底大致是透明的。在根据本发明的一些实施例中，所述基底是透镜状的。在此处使用的“透镜状”这一表达，指的是任何光学形状，例如，包括一个或多个凹区域(具有相同或不同的尺寸和/或曲率半径)、凸区域(具有相同或不同的尺寸和/或曲率半径)、带缺口区域(具有相同或不同的尺寸和/或形状)、突出区域(具有相似或不同的尺寸和/或形状)，以及上述光学形状的区域的组合等。

在根据本发明的一些实施例中，所述基底包括基底第二表面，所述基底第二表面包括至少第三光学特性结构。在一些这样的实施例中，所述基底第二表面与接触面相对。在一些这样的实施例中，所述基底第二表面大致平行于接触面。

在根据本发明的一些实施例中，所述光学薄膜漫射通过光学薄膜的光线。在根据本发明的一些实施例中，光学薄膜混合通过光学薄膜的光线。

在根据本发明的一些实施例中，所述基底和/或光学薄膜包括聚碳酸酯。

参照附图以及本发明的以下详细说明可以更全面地理解本发明。

附图说明

图1是根据本发明的一些实施例的光学元件的横截面示意图；

图2是根据本发明的一些实施例的光学元件制造流程图；

图3是适用于本发明的一些实施例中的薄膜内嵌模塑设备(film insertmolding apparatus)示意图；

图4、图5、图6和图7是根据本发明的进一步的实施例的光学元件示意图；

图8是根据本发明的进一步的实施例的照明装置示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更全面地描述本发明，附图中显示了本发明的实施例。然而，本发明不应当解释为受这里所阐述的实施例的限制。相反，提供这些实施例目的是使本公开透彻和完整，并且对于本领域的技术人员而言这些实施例将会更完整地表达出本发明的范围。通篇相同的标号表示相同的单元。如这里所述的术语“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。

这里所用的术语仅是为了描述特定实施例，而不用于限制本发明。如所用到的单数形式“一个”，除非文中明确指出其还用于包括复数形式。还将明白术语“包括”和/或“包含”在用于本说明时描述存在所述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或元件，但不排除还存在或附加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、单元、元件和/或其组合。

当一个单元如层、区域或衬底在这里表述为“位于另一单元之上”或“延伸到另一单元之上”时，它也可直接位于另一单元之上或直接延伸到另一单元之上，或者也可出现居间单元(intervening element)。相反，当一个单元在这里表述为“直接位于另一单元之上”或“直接延伸到另一单元之上”时，则表示没有居间单元。此外，当一个单元在这里表述为“连接”或“耦合”到另一单元时，它也可直接连接或耦合到另一单元，或者也可出现居间单元。相反，当一个单元在这里表述为“直接连接”或“直接耦合”到另一单元时，则表示没有居间单元。

虽然术语“第一”、“第二”等这里可用来描述各种单元、元件、区域、层、部分和/或参数，但是这些单元、元件、区域、层、部分和/或参数不应当由这些术语来限制。这些术语仅用于将一个单元、元件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。因此，在不背离本发明的示教情况下，以下讨论的第一单元、元件、区域、层或部分可称为第二单元、元件、区域、层或部分。

此外，相对术语(relative term)如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”这里可用来描述如图所示一个单元与另一单元的关系。除了图中所示的装置的那些朝向之外，这些相对术语还用于包含其他不同的朝向。例如，如果图中所示的装置翻转过来，则描述为在其他单元“下”侧上的单元方向变为在其他单元的“上”侧。因此根据附图的特定朝向示范性术语“下”可包含“上”和“下”两个朝向。同样，如果附图之一的装置翻转过来，则描述为在“在其他单元之下”或“在其他单元下面”的单元的方向变为“在其他单元之上”。因此示范性术语“在...下”可包含上面和下面两个朝向。

本说明书中使用的表达“接触”，是指与第二结构“接触”的第一结构可以是与第二结构直接接触，或者通过一个或多个居间结构与第二结构间隔开(即间接接触)，其中在第一结构、第二结构以及所述一个或多个居间结构中，每个都具有与第一结构、第二结构和所述一个或多个居间结构的表面中的另一表面直接接触的至少一个表面。

本说明书中使用的表达“直接接触”，是指与第二结构“直接接触”的第一结构触及第二结构，且在至少一些位置上第一结构和第二结构之间是不存在居间结构的。

第一元件与第二元件“接触”的表述，与第二元件与第一元件“接触”的表述等同。同样地，第一元件与第二元件“直接接触”的表述，与第二元件与第一元件“直接接触”的表述等同。

在提到固态发光体时，本申请中所用的表述“点亮”(或“被点亮”)指的是提供给该固态发光体至少一部分电流以使它发出至少一些光。表达“被点亮”包括以下情形：当固态发光体连续发光或以一定速率间断发光使得人眼将其感知为连续发光；或者当相同颜色或不同颜色的多个固态发光体间断和/或交替发光(时间上有重叠或没有重叠)发光使得人眼将它们感知为连续发光(以及在发出不同颜色的情况下将它们感知为那些颜色的混合)。

这里所用的表述“受到激发”在指荧光体时含义是至少一些电磁辐射(如可见光、紫外(UV)光或红外光)正在与该荧光体反应，使得该荧光体发出至少一些光。表述“受到激发”包含以下情形：荧光体连续发光或以一定速率间断发光使得人眼将其感知为连续发光，或相同颜色或不同颜色的多个荧光体间断和/或交替(时间上有重叠或没有重叠)发光使得人眼将它们感知为连续发光(以及在发出不同颜色的情况下将它们感知为那些颜色的混合)。

除非另有定义，这里所用的所有术语(包括科学和技术术语)的含义与本发明所述领域的普通技术人员普遍理解的含义相同。还应进一步明白，如常规使用的词典里定义的那些术语将解释为其含义与它们在相关领域以及本发明的上下文环境中的含义相一致，除非本文明确定义外不会从理想或过度形式化(formal sense)的层面上理解。本领域的技术人员还应理解，参照“邻近(adjacent)”另一特征分布的结构或特征可具有与该邻近的特征重叠或在其之下的部分。

这里参照流程图来对本发明的特定实施例进行说明。还应该注意的是在一些供替代的实施方法中，流程图的方框里标注的功能/动作可能不按照流程图中标注的顺序来进行。例如，显示连续执行的两个方框可能实际上是同时执行的，或者方框的执行顺序有时可能颠倒，这取决于有关的功能/动作。

根据本发明的实施例的光学元件可能特别适合装备光学漫射器和/或混光器。特别地，可以装备用于固态照明装置的光漫射器。

这里所用的表达“光滑”指没有特意包含光学特性结构的表面，且其在制造公差内是大致光滑的(即在微观尺度上是平的)。

这里所用的表达“光学特性结构”指从基准平面伸出的三维形状。光学特性结构的样式可以是适用于使得入射到光学薄膜的光产生所期望的漫射/混合的任何样式。该样式可以是重复的，伪随机的，或者随机的。“伪随机”这一表达指的是包括一种或多种重复的随机子样式的样式。“随机”这一表达指的是不包括任何重复区域的样式。

这里所用的表达“至少部分透光”，当指特定结构(如基底)时指的是如果光线直接到达那个结构，至少有部分光线将通过该结构。

本文所使用的术语“大致”，例如在表达“大致光滑”、“大致均匀间隔”、“大致平行”、“大致同时”、“大致半透明”和“大致透明”中是指与所述特征至少约95％相符，即，

“大致光滑”指被定性为大致光滑的表面至少有95％的面积没有特意包含光学特性结构，并且在制造公差内是光滑的；

“大致均匀间隔”指对于一个结构上至少95％的点，其与另一个结构上点的最小距离与这种距离的平均值相差不超过5％；

“大致平行的”指的是两个平面彼此叉开不超过90度的5％，即4.5度；

“大致同时”指各个事件在短时间内各自发生，例如，在一分钟内，和/或一个事件的开始发生在另一事件结束之前；

“大致透明”指被定性为大致透明的结构至少有95％是透明的，即，允许通过至少85％入射可见光；

“大致半透明”指被定性为大致半透明的结构至少有95％允许通过至少一些光。

如上所述，在本发明的第一和第二方面的每一个中，都提供了包括基底和至少一层光学薄膜的光学元件。

光学基底可以包括至少部分透光的任何材料。本领域专业技术人员熟悉，并且已经获得了多种多样这样的材料。基底应该提供足够的结构刚度，以支撑光学薄膜，并且，在一些实施例中，提供刚性的光学元件。用于制造基底的合适材料的典型实例包括，但不限于：聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚酯(Polyester，PET)、环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer，COC)、多芳基化合物(Polyarylate，PAR)、聚苯乙烯(Polystyrene，PE)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(Styrene AcrylonitrileCopolymer，(SAN)5)和/或丙烯酸共聚物(Acrylic Copolymer，SMMA)。在特定实施例中，例如，可以使用PC，或可以使用PMMA和/或SMMA。聚碳酸酯(PC)是天然透明的，具有几乎与玻璃相等的透光能力。PC具有高强度、高韧性、耐热性和出色的尺寸稳定性和颜色稳定性。如上所述，在本发明的一些实施例中，基底是半透光的或透光的。在本发明的一些实施例中，基底包含至少88％透光的材料(而在一些实施例中，至少92％透光)。

光学薄膜可以包括至少部分透光且至少包含一种光学特性结构的任何材料。本领域专业技术人员熟悉并且已经能够获得多种这样的材料。用于制造光学薄膜的合适材料的典型实例包括，但不限于：聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酯(PET)、醋酸纤维素、降冰片烯共聚物(Arton G)、聚乙烯(PE)和/或高密度聚乙烯(HDPE)。例如，人们相信，购自3M公司的增亮光学薄膜是具有硫化聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层以构建棱镜或光成形(lightshaping)要素的PE或PET膜。

在本发明的一些实施例中，光学薄膜可以是半透光的或透光的。在本发明的一些实施例中，光学薄膜包含至少88％透光的材料(而在一些实施例中，至少92％透光)。

适合用在本发明光学元件中的光学薄膜的典型实例是一种厚度为0.125毫米～0.75毫米(如0.25毫米～0.5毫米)的薄膜，且其光学特性结构的高度(和/或深度)为0.5微米～750微米(例如1或2微米～500微米，如约50微米)。在一些实施例中，光学薄膜具有足够大的厚度以承受制造光学元件和使用中的操作，并具有足够小的厚度以保持充分的柔韧性。在一些实施例中，光学薄膜被制成一定的形状，以便顺利地安装在基底上(例如，基底接触面是透镜状的，光学薄膜也相应地是透镜状的，以便其平放在基底接触面上而不发生褶皱)。

理想的光学薄膜应该这样制造：在光学元件的制造或使用过程中，根据光学薄膜与基底不同的贴附方式及使用方式，光学薄膜的至少足够百分量的光学特性结构将不会被压坏或被扭曲。

光学薄膜及其制造方法的典型示例在以下美国专利申请公开文本中进行了描述：2005/0058947、2005/0058948、2005/0058949、2006/0061869、2007/0127129、2007/0127098、20070047204、2007/0014004、2007/0003868、2006/0275714以及2006/0164729。

多数光学薄膜的光学特性结构位于其两个外露面中的一面上或者两面上—如果想将该薄膜层压或粘在基底、上覆层(superstrate)或透镜组上，则必须层压或粘在平坦的表面上(即，没有光学特性结构的表面，这是因为在这些光学特性结构上填入胶或其他粘合剂时将改变、扭曲和/或破坏薄膜的光学性质)。

在本发明的一些实施例中，提供了一种具有一个平坦表面且光学特性结构定位于其相对面的光学薄膜。

在许多实例中，较为理想的是没有光学表面(即具有光学特性结构的表面)暴露于周围环境中(如室内)，以便在稍后的操作中，光学表面不会受到干扰(如灰尘、污垢或试图清洁膜表面的人)。

如上所述，在本发明的一些实施例中，与基底的接触面相接触的光学薄膜的表面是大致光滑的，并且在一些这样的实施例中，光学薄膜的光学特性结构并非定位于光学薄膜的相对面。例如，超亮屏技术(BrightView Technologies，BVT)制造了用于显示器产业(等离子屏幕、LCD显示器/电视)的光学薄膜，其两个外露的表面是平的，并且其外露表面的内部具有光学特性结构。该光学薄膜可以通过两张薄片来制造，每张薄片的一面是平的，而它们的相对面上具有光学特性结构，将这两张薄片层压在一起以使得它们的平坦表面位于外部。

光学薄膜的光学特性结构可以使漫射通过光学薄膜的光线。尤其是，光学特性结构或许能够漫射和/或混合来自复合光源的光线，比如来自复合固态发光体(有或没有荧光体)。

如上所述，在本发明的一些实施例中，光学薄膜包括至少第一层和第二层，并且第一层和第二层之间的一个或多个区域包括中间材料(固态、液态或气态)，其折射率与第一层第二表面的折射率不同，和/或与第二层第一表面的折射率不同。中间材料可以是任何合适的材料，许多这样的材料是显而易见的，并且本领域专业技术人员很容易得到。例如，中间材料可以是半透光的或透光的。如果有要求的话，中间材料可以是空气。

如上所述，本发明还涉及一种照明装置，包括至少一个固态发光体和根据本发明的第一方面的至少一个光学元件。

根据本发明的照明装置可以是任何理想形状，包括但不限于任何常规照明装置、灯泡和/或灯具的形状，如任何常规灯泡，任何常规反射灯(如MR-16)，任何常规筒灯，或任何灯泡替代物(包括交流白炽灯，低压灯，荧光灯等)。该照明装置可以用在任何期望的环境中，例如，用于招牌，用于隐藏式照明，用于安全照明，用于台灯，用于户外照明(像公园)等等。

这里所用的表达“照明装置”除了它要能发光之外不具有任何限制性。即照明装置可以是照射一定面积或容积(如建筑物、游泳池或温泉区、房间、仓库、方向灯(indicator)、路面、停车场、车辆、告示牌例如路面标记、广告牌、大船、玩具、镜面、容器、电子设备、小艇、航行器、运动场、计算机、远端音频装置、远端视频装置、蜂窝电话、树、窗户、LCD显示屏、洞穴、隧道、院子、街灯柱等)的装置，或照射一包围空间的一个装置或一系列装置，或用于边缘照明或背景照明的装置(如背光广告、标志、LCD显示)，灯泡替代品(bulb replacement，例如AC白炽灯、低电压灯、荧光灯的替代品等)，用于室外照明的灯具，用于安全照明的灯具，用于住宅外照明的灯具(壁式，柱/杆式)，天花板灯具/壁式烛台，柜下照明设备，灯(地板和/或餐桌和/或书桌)，风景照明设备、跟踪照明设备(track lighting)、作业照明设备、专用照明设备、吊扇照明设备、档案/艺术显示照明设备、高振动/撞击照明设备-工作灯等，镜面/梳妆台照明设备(mirrois/vanity lighting)或任何其他发光装置。

众所周知，有多种固态发光体。

例如，一种固态发光体为发光二极管。

发光二极管是可将电流转换成光的半导体器件。多种发光二极管被用于不断增加的不同领域以达到更大范围的目的。

更具体地说，发光二极管是在p-n节结构之间产生电势差时发光(紫外线、可见光或红外线)的半导体器件。已经有多种制造发光二极管的方法并具有多种相关结构，并且本发明可采用这些器件。例如，《半导体器件物理学》(Physics of Semiconductor Devices，1981年第2版)的第12-14章和《现代半导体器件物理学》(Modern Semiconductor Device Physics，1998年)的第7章中介绍了各种光子器件，包括发光二极管。

在此，表述“发光二极管”是指基本的半导体二极管结构(也就是，芯片)。已获得普遍承认并且在商业上出售(例如在电子器件商店中出售)的“LED”通常表现为由多个部件组成的“封装”器件。这些封装器件一般包括有基于半导体的发光二极管，例如但不限于美国专利4,918,487、5,631,190和5,912,477中所公开的各种发光二极管，以及引线连接和封装该发光二极管的封装体。

众所周知地，发光二极管通过激发电子穿过半导体有源(发光)层的导带(conduction band)和价带(valence band)之间的带隙(band gap)来发光。电子跃迁产生的光线的波长取决于带隙。因此，发光二极管发出的光线的颜色(波长)取决于发光二极管的有源层的半导体材料本领域技术人员熟知多种固态发光体，任何这些固态发光体可以应用到根据本发明的装置(可选择包括任何合适形式的发光材料)中。这些固态发光体包括无机和有机发光体。这种类型发光体的示例包括多种发光二极管(有机的或无机的，包括聚合物发光二极管(PLED))、激光二极管、薄膜电致发光器件、发光聚合物(LEP)，都是在本领域中众所周知的(因此不需要在此对这些器件和制造这些器件的材料做详细介绍)。

在此提供了多个固态发光体，其中各个发光体可以彼此相同，或彼此不同，或是任意组合(即：可以是多个相同类型的固态发光体，也可以是一个或多个两种或两种以上类型的固态发光体)。

适合的LED的代表性示例在以下文献中有所描述：

于2005年12月22日提交的、申请号为60/753138、题为“照明装置”(发明人：Gerald H.Negley；代理备审案号931_003 PRO)的美国专利申请，以及于2006年12月21日提交的、申请号为11/614180的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年4月24日提交的、申请号为60/794379、题为“通过空间上分离荧光粉薄膜来移动LED中的光谱内容(spectral content)”(发明人：Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven；代理备审案号931_006 PRO)的美国专利申请，以及于2007年1月19日提交的、申请号为11/624811的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年5月26日提交的、申请号60/808702、题为“照明装置”(发明人：Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven；代理备审案号931_009 PRO)的美国专利申请，以及于2007年5月22日提交的、申请号为11/751982的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年5月26日提交的、申请号60/808925、题为“固态发光装置及其制造方法”(发明人：Gerald H.Negley和Neal Hunter；代理备审案号931_010PRO)的美国专利申请，以及于2007年5月24日提交的、申请号为11/753103的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年5月23日提交的、申请号60/802697、题为“照明装置及其制造方法”(发明人：Gerald H.Negley；代理备审案号931_011 PRO)的美国专利申请，以及于2007年5月22日提交的、申请号为11/751990的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年4月20日提交的、申请号为60/793524、题为“照明装置和照明方法”(发明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理备审案号931_012PRO)的美国专利申请，以及2007年4月18日提交的美国专利申请No.11/736,761，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年11月7日提交的、申请号为60/857305、题为“照明装置和照明方法”(发明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理备审案号931_027PRO)的美国专利申请，以及2007年11月7日提交的美国专利申请No.11/936,163，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年8月23日提交的、申请号60/839453、题为“照明装置及照明方法”(发明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理备审案号931_034PRO)的美国专利申请，以及2007年8月22日提交的美国专利申请No.11/843243，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年10月12日提交的、申请号60/851230、题为“照明装置及其制造方法”(发明人：Gerald H.Negley；代理备审案号931_041 PRO)的美国专利申请，以及2007年10月11日提交的美国专利申请No.11/870679，其全部内容通过引用结合于此；

于2007年5月8日提交的、申请号60/916608、题为“照明装置及照明方法”(发明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理备审案号931_072 PRO)的美国专利申请，以及2008年5月8日提交的、申请号12/117,148的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2008年1月22日提交的、申请号12/017676、题为“具有一个或多个发光荧光体的照明装置及其制备方法”(发明人：Gerald H.Negley和Antony Paulvan de Ven；代理备审案号931 079 NP)的美国专利申请，以及2007年11月26日提交的、申请号60/982,900(发明人：Gerald H.Negley和Antony Paul vande Ven；代理备审案号931_079 PRO)的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此。

根据本发明的照明装置可以进一步包含一个或多个荧光体(即包括至少一种发光材料(luminescent material)的发光区或发光元件)。这里使用的“荧光体”这一表达指的是任何发光元件，即任何包括发光材料的元件。

发光材料(或材料)可以是任何期望的发光材料。如上所述，本领域专业人员熟悉，并且已经能够获得各种发光材料。

例如，磷光体(phosphor)就是一种发光材料，当其受到激发光源的激发时，可发出对应光线(例如，可见光)。在多数情况中，对应光线的波长不同于激发光的波长。发光材料的其他例子包括闪烁物质、日辉光带(day glow tape)和在紫外线的激发下发出可见光的油墨。

发光材料可分类成下迁移(down-converting)材料，也就是将光子迁移到较低能级(更长的波长)的材料，或上迁移材料，也就是将光子迁移到较高能级(更短的波长)的材料。

在LED装置中包含发光材料已经通过多种方法得以实现了，一种有代表性的方法通过向纯净或透明的封装材料(例如，基于环氧树脂、硅树脂、玻璃或金属氧化物的材料)中加入前述的发光材料来使得LED器件内包含发光材料，例如通过涂覆或混合工艺。

例如，传统的发光二极管灯泡的典型实施例可包括发光二极管芯片、用以罩着该发光二极管芯片的子弹形透明壳体、提供电流给该发光二极管芯片的引线、以及用于将发光二极管芯片发出的光线反射到同一方向的杯形反射器，其中采用第一树脂部件封装该发光二极管芯片，然后用第二树脂部件进一步封装该第一树脂部件。可这样获得第一树脂部件：采用树脂材料填满杯形反射器，并在将发光二极管芯片安装到所述杯形反射器的底部上后使其凝固，然后通过金属线将该发光二极管芯片的阴极和阳极电连接到引线。将发光材料沉积在所述第一树脂部件内，这样在受到发光二极管芯片发出的光线A激发后，受激发的发光材料可发出荧光(光线B，光线B的波长比光线A更长)。光线A的一部分穿透包含磷光体的第一树脂部件，最后可获得光线A和B的混合光线C，用于照明。

如果需要，提供了荧光体的装置进一步包括一种或多种纯净的密封剂(包括如一种或多种硅树脂材料，环氧基树脂材料，玻璃材料或金属氧化物材料)，密封剂定位于固态发光体(如发光二极管)和荧光体之间。

适用在根据本发明装置中的荧光体的典型实例包括那些在上文提到的专利申请中所描述的，如在根据本发明装置中的适用的发光二极管。

本发明照明装置能够以任何期望的方式来排列、安装和以任何方式向其供电，并可以安装在任何需要的外壳或灯具上。本领域技术人员熟知多种排列、安装方案和供电装置，以及多种外壳和灯具。本发明可以采用上述任何一种排列、安装方案和供电装置，以及外壳和灯具。本发明的照明装置可以与任何需要的电源进行电连接(或选择性电连接)，本领域技术人员熟知各种这样的电源。

例如，可以在实现本发明中使用的灯具在以下文献中进行了描述：

于2005年12月21日提交的、申请号为60/752753、题为“照明装置”(发明人：Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven和Neal Hunter；代理备审案号931_002 PRO)的美国专利申请，以及2006年12月20日提交的、申请号为11/613692的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2006年5月5日提交的、申请号为60/798446、题为“照明装置”(发明人：Antony Paul van de Ven；代理备审案号931_008 PRO)的美国专利申请，以及2007年5月3日提交的、申请号为11/743754的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年5月31日提交的、申请号为60/809618、题为“照明装置及照明方法”(发明人：Gerald H.Negley，Antony Paul van de Ven和Thomas G.Coleman；代理备审案号931_017 PRO)的美国专利申请，以及2007年5月30日提交的、申请号为11/755153的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年9月18日提交的、申请号为60/845429、题为“照明装置、照明组件、灯具及其使用方法”(发明人：Antony Paul van de Ven；代理备审案号931_019 PRO)的美国专利申请，以及2007年9月17日提交的、申请号为11/856421的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年9月21日提交的、申请号为60/846222、题为“照明组件及其安装方法，以及光取代方法”(发明人：Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley；代理备审案号931_021PRO)的美国专利申请，以及2007年9月21日提交的、申请号为11/859048的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年11月13日提交的、申请号为60/858558、题为“照明装置、受到照射的包围空间和照明方法”(发明人：Gerald H.Negley；代理备审案号931 026PRO)的美国专利申请；以及2007年11月13日提交的、申请号为11/939047的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年11月14日提交的、申请号为60/858881、题为“照明引擎组件”(发明人：Paul Kenneth Pickard和Gary David Trott；代理备审案号931_036PRO)的美国专利申请；以及2007年11月13日提交的、申请号为11/939052的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年11月14日提交的、申请号为60/859013、题为“照明组件及其部件”(发明人：Gary David Trott和Paul Kenneth Pickard；代理备审案号931_037PRO)的美国专利申请；以及2007年4月18日提交的、申请号为11/736799的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年10月23日提交的、申请号为60/853589、题为“照明装置和照明装置壳体中光引擎壳体和/或装饰件的安装方法”(发明人：GaryDavid Trott和Paul Kenneth Pickard；代理备审案号931_038PRO)的美国专利申请；以及2007年10月23日提交的、申请号为11/877038的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2006年11月30日提交的、申请号为60/861901、题为“具有附着装饰件的LED小聚光灯”(发明人：Gary David Trott，Paul Kenneth Pickard和EdAdams；代理备审案号931_044PRO)的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2007年5月7日提交的、申请号为60/916384、题为“照明灯具、照明装置及其构件”(发明人：Paul Kenneth Pickard，Gary David Trott和Ed Adams；代理备审案号931_055PRO)的美国专利申请；以及2007年11月30日提交的、申请号为11/948041(发明人：Gary David Trott，Paul Kenneth Pickard和Ed Adams；代理备审案号931_055NP)的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2007年5月4日提交的、申请号为60/916030、题为“照明灯具”(发明人：Paul Kenneth Pickard，James Michael LAY和Gary David Trott；代理备审案号931_069PRO)的美国专利申请，以及2008年5月5日提交的、申请号为12/114994的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2007年5月7日提交的、申请号为60/916407、题为“照明灯具和照明装置”(发明人：Gary David Trott和Paul Kenneth Pickard；代理备审案号931_071PRO)的美国专利申请，以及2008年5月7日提交的、申请号为12/116341的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此；

于2008年2月15日提交的、申请号为61/029068、题为“照明灯具和照明装置”(发明人：Paul Kenneth Pickard和Gary David Trott；代理备审案号931086PRO)的美国专利申请；以及2008年3月18日提交的、申请号为61/037366的美国专利申请；以及2008年5月7日提交的、申请号为12/116346的美国专利申请；其全部内容通过引用结合于此；

于2008年5月7日提交的、申请号为12/116348、题为“照明灯具和照明装置”(发明人：Paul Kenneth Pickard和Gary David Trott；代理备审案号931088NP)的美国专利申请，其全部内容通过引用结合于此。

根据本发明的光学元件可以设计成任何形状，其中大多数形状对本领域技术人员来说是所显而易见的。例如，本发明包括类似于任何上述专利中所描述的漫射器的结构的光学元件，例如，申请号为60/861,901、申请日为2006年11月30日、(代理备审案号931_044PRO)的美国专利申请，申请号为60/916,384、申请日为2007年5月7日、(代理备审案号931_055PRO)的美国专利申请，申请号为11/948,041、申请日为2007年11月30日、(发明人：Gary David Trott，Paul Kenneth Pickard和Ed Adams；代理备审案号931_055NP)的美国专利申请，且可以包括如上所述专利申请中描述的芯片或其它连接特征结构。

本发明还涉及受到照射的包围空间(illuminated enclosure)(其内的空间可受到均匀或不均匀的照射)，包括封闭空间和至少一个根据本发明的照明装置，其中照明装置(均匀或不均匀地)照射至少所述包围空间的一部分。

本发明还涉及受到照射的表面，包括一表面和至少一个根据本发明的照明装置，其中若该照明装置被点亮，该照明装置照射所述表面的至少一部分。

本发明还涉及一块受到照射的区域，包括从由以下项构成的组中选择的至少一个项目：游泳池、房间、仓库、方向灯、路面、车辆、道路标识、广告牌、大船、玩具、镜子、容器、电子设备、小艇、航行器、露天大型运动场、计算机、远程音频设备、远程视频设备、手机、树、窗户、庭院、灯柱、指示灯或照亮包围空间的装置或一系列装置；或用于边缘照明或背面照明的装置(例如，如背光海报、标志、LCD显示)，在它们之中或之上安装了至少一个本文中所述的照明装置。

如上所述，本发明在一个方面涉及一种制造光学元件的方法，包括在模具内定位至少一层光学薄膜，向模具内加入至少一种流动性基底材料，且随后使所述至少一种流动性基底材料硫化以形成基底。

在该方法中，制备基底所使用的所述材料必须是可模塑的材料。透光材料、半透明材料和透明材料都适用于模塑(例如，喷射模塑法)，这是为本领域技术人员熟知的，因此在此不再赘述。

本领域技术人员熟知各种模塑方法，且本发明的这个方面包含所有这些模塑方式。适用于本发明的模塑程序的典型示例为喷射模塑法，例如，薄膜内嵌模塑(film insert molding，FIM)。

如上所述，在本发明的一些实施例中，提供了一种光学薄膜，其具有一个平面以及位于相对面的光学特性结构。可使用FIM将所述光学薄膜模塑到所述基底上，只要使得薄膜的平面与模塑好的光学基底接触。在这样的实施例中，所述光学薄膜需要有足够强度使得光学特性结构在模塑过程中不会受到显著破坏。

虽然FIM是本领域技术人员众所周知的用于制造装饰叠层或制造光致变色或其他光学元件的方法，但是FIM和其它模塑叠层技术可能难以应用到固态发光体所采用的漫射器的精细的光学特性结构上。然而，在本发明一些实施例中，采用了具有相对平坦表面的光学薄膜，在这些平坦表面之间布置有光学特性结构，制造具有良好光学特性结构的复合或层压结构等方面的困难已经被克服了。光学薄膜可以是像北卡罗莱纳州摩瑞斯维尔市Bright View技术公司提供的光学薄膜。此外，薄膜应该具备充足的耐久性，以便内部光学特性结构不会在制造过程中受到显著破坏进而使所得到光学元件的性能降低到无法接受。

光学薄膜可以通过任何数量的已知技术被固定在光学基底上。薄膜内嵌模塑提供了出色的机械/化学结合，并且避免需要粘合剂，而粘合剂会在其他方面影响获得的结构的光学性质和耐久性。

也可有其它合适的实施例来使用FIM将光学薄膜转换成最终光学元件。在一些实施例中，光学薄膜具有所有光学特性结构。或者，光学薄膜可以只具有部分所期望的特性结构，且在基底嵌入有或形成有互补的光学特性结构。在使用中，光线可以通过光学薄膜进入最终的光学元件，然后通过基底射出，或者通过基底进入并通过光学薄膜射出。

如上所述，在一个方面，本发明涉及一种制造光学元件的方法，包括将至少一种粘合剂涂到光学薄膜和基底的至少一者上，且将所述光学薄膜和基底合在一起，从而使得所述光学薄膜和基底彼此接触且至少部分粘合剂定位于所述光学薄膜和基底之间。基于光学薄膜和基底的性质，本领域专业技术人员熟悉多种适用于本发明的粘合剂，并且任何这样的粘合剂都可用。

如上所述，本发明涉及一种制造光学元件的方法，包括将光学薄膜层压到基底上，以使得光学薄膜与基底相接触。

本领域专业技术人员熟悉层压技术，并且基于光学薄膜和基底的性质，任何这样的技术都可以使用。一种众所周知的层压技术是共挤出法。本领域专业技术人员熟悉多种共挤出方法，任何这样的方法都可以被用在本发明中。

例如，一种共挤压基底和一层或多层光学薄膜的方法是在其最初生产过程中挤压出光学薄膜，并且当基底在其最初生产过程中也被挤压出的时候加热薄膜以将其结合在基底上。

另一种共挤压基底和一层或多层光学薄膜的典型方法是在其最初生产过程中挤压出光学薄膜，并于它们的生产过程中加热位于基底的两层(如上层和下层)之间的光学薄膜以使得光学薄膜夹入两层基底之间。

在前面两段所述的方法还有两种变化。(1)可以制造并卷起光学薄膜，然后将其拿到基底制造处，接着作为压出过程的一部分进行层压，或者(2)可用同步挤压出光学薄膜和基底。

共挤压方法可以带来许多优点。首先，可以提供不同材料以达到不同目的。例如，人们经常将PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜共挤压到PC(聚碳酸酯)基底上，用于室外透镜和窗户应用，因为PET较PC更能防紫外。对于具有根据本发明的具有光学薄膜的室外共挤压透镜而言，可能使用例如包括丙烯酸第一层(为了光效和机械稳定性)，光学薄膜，和紫外线稳定材料(UV stabilizedmaterial)，如PET或U-聚合物(众所周知的多芳基化合物)，来进行层压。

共挤压方法取得的其它优势在于能够把轧制的宏观特征结构放入到“透镜”的两面上。在许多情况下，传统的丙烯酸板被共挤压成平板，然后将其通过其上构造有光学图案的滚筒。这样，生产线继续运行，且决定透镜长度的唯一因素是人为决定何时将其切断。该方法非常适用于制造如8英尺的荧光灯。如果需要，将可能在丙烯酸板的两面都提供图案—例如，在外部用于控制亮度的RT5纵向特性结构，以及在内部用于改变分布的图案特性结构。通过挤压出的丙烯酸板上层和下层(以及夹入中间的光学薄膜)，可以实现这种效果。

这里参照截面图(和/或平面图)来描述根据本发明的实施例，这些截面图是本发明的理想实施例的示意图。同样，可以预料到由例如制造技术和/或公差导致的示意图的形状上的变化。因此，本发明的实施例不应当视为受这里所示的区域的特定形状的限制，而是应当视为包括由例如制造引起的形状方面的偏差。例如，显示为或描述为矩形的模塑区域(molded region)一般还具有圆形的或曲线的特征。因此，图中所示的区域实质上是示意性的，它们的形状不用于说明装置的某区域的准确形状，并且也不用于限制本发明的范围。

图1为根据本发明的一些实施例的光学元件10的横截面示意图。如图1所示，所述光学元件10包括光学薄膜11，所述光学薄膜具有第一层13的第一光滑平面12(所述光学薄膜第一表面)，以及第二层15的第二、相对的光滑平面14(所述光学薄膜第二表面)。所述第一层13具有第一层第一表面(与所述第一平面12相同)和第一层第二表面31。所述第二层15具有第二层第一表面32和第二层第二表面(与所述第二平面14相同)。在第一平面12和第二平面14之间设有光学特性结构16。所述光学特性结构16定位于所述第二层第一表面32上。所述光学元件11被安装在所述光学基底18上并与其直接接触。所述第一平面12和第二平面14相邻设置，且平行于所述光学基底18的接触面33。此处的附图按比例给出，即在图1所示的实施例中，第一层和第二层的厚度远大于光学特性结构16的平均高度。

如上所述，这里所用的术语“光滑”是指没有特意包含光学特性结构的表面，且在制造公差内大致是光滑(即“平”)的。但是，因为所述光学薄膜11靠光学基底18提供力学强度，光学薄膜11可以呈现出光学基底18表面的宏观形状。因此，例如，如果光学基底18为凸形或凹形的，光学薄膜11可以为凸形或凹形的。所以光学薄膜11的平面12和14可以在微观上为平面(即“光滑”)而在宏观上为非平面。

在本发明的特定实施例中，光学薄膜11和光学基底18层压在一起，例如，尽管使用了粘合剂如光学透明粘合剂。在进一步的实施例中，光学薄膜11和光学基底18模塑在一起，使得光学薄膜11和光学基底18不需要粘合剂就能机械结合在一起。在光学薄膜11和光学基底18之间设置了居间层。但是，在一些实施例中，光学薄膜11被直接安装在光学基底18上。

光学薄膜11可以制造成两片薄膜，在一片或者两片这样的薄膜上具有光学特性结构，且这两片薄膜结合在一起。因此，光学薄膜11可以包括多薄膜层。本发明的实施例中使用的合适的光学薄膜可以从北卡罗莱纳州摩瑞斯维尔市Bright View技术公司获得。制造具有光学特性结构的薄膜的技术在以下美国专利公开文件中进行了描述：2005/0058947、2005/0058948、2005/0058949、2006/0061869、2007/0127129、2007/0127098、20070047204、2007/0014004、2007/0003868、2006/0275714以及2006/0164729。在此引用的这些公开文件的全部内容通过引用结合于此。其它适用于本发明一些实施例中使用的光学薄膜由宾夕法尼亚州匹兹堡市的Bayer材料科学公司和/或加利福利亚州托兰斯市Luminit”公司提供。

箭头20和箭头22示出了使用了光学元件10的实施例中光线在光学元件10中的传播方向。作为替代，如在根据本发明的任何实施例中，光学元件10中传播的光线可以为相反的方向或者以任何需要的角度。

图2为根据本发明的一些实施例的薄膜内嵌模塑的制造流程图。下面将参考图3所示的模塑设备对其进行描述。如图2和图3所示，包含光学特性结构的光学薄膜151被置于模具150的腔体156内(方框100)。所述模具150可以包括第一片152和第二片154，以配合形成与待制造的光学元件形状相同的腔体156。所述光学薄膜151可以通过例如贴片系统被放置在模具内，并通过裁剪、热加工或其它成型方式来与模具150的腔体156适配。此外，可以采用本领域技术人员熟知的任何合适的薄膜内嵌模塑方法来将所述光学薄膜151保存在模具中任何需要的位置，例如利用真空、加大薄膜尺寸、在薄膜上施胶、插针固定或类似方法。

虽然绘出的模具150具有两层，本领域技术人员应该理解本发明的实施例可以使用任何其它数目的层数和其它模具结构。因此，本发明不应理解为仅限于任何特殊的模具结构，而是可以使用任何适用于使用在薄膜内嵌模塑中并能提供所需形状的光学元件的模具配置。

在图3所示的实施例中，光学薄膜151具有与所述模具150接触的平面，和外露在腔体156中的平面。但是，作为本发明的替代实施例，结合有光学特性结构的非平坦表面可以与模具150的外露在腔体156中的平面相接触(请看图6)。

请参阅方框110，该光学基底材料受压从进口158注入到模具150中，从而大致将腔体156灌满。所述光学基底材料可以被加热或者以其它方式处理成可流动的，从而注入到模具150内。通过模塑工艺，该光学基底材料可以与光学薄膜151结合在一起以提供成套、完整的光学元件。随后从模具中移出形成的包含光学基底和光学薄膜的光学元件(方框120)。

图4至6为根据本发明的可选实施例的示意图。图4所示为包括光学薄膜211的光学元件210，该光学薄膜211具有第一光滑平面212和第二、相对、光滑平面214。在所述第一平面212和第二平面214之间置有光学特性结构216。该光学薄膜211被安装到光学基底218上。该第一平面212和第二平面214相邻设置，且平行于光学基底218的第一表面。该光学薄膜211包括第一层213(包括第一平面212)和第二层215(包括第二平面214)，以及定位于该第一层213和第二层215之间的中间材料217。在这些实施例中，中间材料217包括固态材料，但是在其它实施例中，该中间材料217可以用液体材料或气体材料(例如，空气)替代。

如图4中进一步可知，光学元件210还包括位于光学基底218上或与其结合设置的光学特性结构220。该基底218的光学特性结构220可以与光学薄膜211的光学特性结构216共同作用来提供所需的光效。例如，在固态照明的应用中，即使光学特性结构220或光学特性结构216都不能单独用来模糊光源，通过将光学特性结构220和216相结合却可以用来模糊各个光源。

图5所示为本发明进一步实施例，在此光学元件310包括与光学薄膜311结合的光滑非平面(即微观上为平面而宏观上为非平面)。因此，该光学元件310包括具有第一非平面312和第二、相对、光滑非平面314的光学薄膜311。在第一表面312和第二表面314之间置有光学特性结构316。光学薄膜311被安装在光学基底318上。第一表面312和第二表面314彼此均匀间隔开，且与光学基底318的形状适配。第一表面312和第二表面314相邻设置，且每个都大致与光学基底318的接触面均匀间隔开。如上所述，光学薄膜311可以通过预制或预裁剪等方式来适合或者配合光学基底318的形状。虽然图5所绘为凹形，但是也可以使用其它形状如凸形，只要将光学薄膜保角结合或粘结到该形状上就可以了。

图6示出了本发明的进一步实施例。在此光学元件410包括在其一面上具有光学特性结构416的光学薄膜411。如图6中所示，光学元件410包括光学薄膜411，该光学薄膜411具有第一光滑平面414，且光学薄膜411在其与第一平面414相对的一面上设有光学特性结构416。光学薄膜411被安装在光学基底418上。第一光滑平面414与光学基底418的第一表面419相邻并平行设置。

图7为根据本发明一些实施例中光学元件510的典型截面示意图。光学元件510与图1中所绘的光学元件10类似，区别仅在于图7中的光学元件510包括光学薄膜511，该光学薄膜511包括第一层513和第二层515，其中，第一层513具有大致光滑平坦的第一层第一表面512和第一层第二表面531，且第一层第二表面531上设有光学特性结构534，且第二层515具有大致光滑平坦的第二层第二表面514(与基底518直接接触)和第二层第一表面532，且第二层第一表面532上设有光学特性结构516。

图8为根据本发明一些实施例中照明装置600的典型截面示意图。该照明装置600包括安装在装配件(mounting element)602上的大量LED 601，以及光学元件610。光学元件610类似于图1所绘的光学元件10。

图8中所绘的照明装置600为示意性的。该照明装置600可以为任何所需的形状，例如，以常规照明装置、灯泡和/或灯具的形状，如任何常规灯泡、任何常规反射灯(如MR-16)、任何常规筒灯或任何灯泡替代物(包括交流白炽灯、低压灯和荧光灯等)。该照明装置可以用在任何所要求的环境中，例如，用于招牌，用于隐藏式照明，用于安全照明，用于台灯，用于户外照明(像公园)等等。

虽然本发明的实施例是参照光线从光线元件的光学薄膜一侧射入光线元件且从光学基底一侧射出来进行说明的，但是在本发明的一些实施例中，光线可以从光学基底进入而从光学薄膜射出。

本发明的特定实施例是参照通过薄膜内嵌模塑连接光学薄膜和光学基底来进行说明的。但是，在替代实施例中，光学薄膜可以粘贴到光学基底上，而不采用将光学基底模塑到光学薄膜上的方式。因此，在本发明的特定实施例中，提供了一种具有中间粘合剂的层压结构。粘合剂的光学特性和耐用性应该作为挑选粘合剂的考虑因素。本领域技术人员熟知光学应用中所使用的合适粘合剂，且可以使用任何这样的粘合剂。

此外，虽然参照各个元件的特定组合来阐述本发明的特定实施例，但在不背离本发明的精神和范围的情况下可提供各种其他组合。例如，具有结合的光学特性结构220的光学基底218可以作为基底在图5和图6所示的实施例中使用。因此，本发明不应解释为受这里所述以及附图所示的特定示范性实施例的限制，而是还可包含各种所述实施例的部件的组合。

本发明的普通技术人员可在不背离本发明的精神和范围的情况下根据本发明的公开对其进行许多种变化和修改。因此，必须明白所述的实施例仅用于举例，不应当将其视为限制由所附权利要求定义的本发明。因此，所附的权利要求应理解为不仅包括并行陈述的部件的组合，还包括以基本相同的方式完成基本相同功能以获得基本相同结果的所有等效部件。这些权利要求在此理解为包括以上具体阐述和说明的内容、概念上等效的内容以及结合了本发明的实质思想的内容。

如这里所述的照明装置的任何两个或两个以上的结构部分可集成。这里所述的照明装置的任何结构部分可设在两个或两个以上部分中(如果需要的话它们是结合在一起的)。

Claims (4)

1.一种光学元件，其特征在于，包括：

基底，所述基底至少部分透光且所述基底包括接触面；

至少一层光学薄膜，所述光学薄膜位于所述基底的所述接触面上，且所述光学薄膜包括至少第一光学特性结构；

所述光学薄膜包括至少第一层和第二层；

所述第一层包括第一层第一表面和第一层第二表面，

所述第二层包括第二层第一表面和第二层第二表面;

所述第二层第二表面与所述基底的所述接触面相接触；

所述第二层第二表面是大致光滑的；

所述第一层第二表面和所述第二层第一表面接触;

所述第一层第一表面是大致光滑的;

所述第一层第二表面是大致光滑的。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于：

所述第二层第二表面的第一区域与所述接触面是大致均匀间隔开的，且

所述第一区域包括至少一半所述第二层第二表面。

3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第二层第二表面的第一区域与所述接触面直接接触，且所述第一区域包括至少一半所述第二层第二表面。

4.一种制造光学元件的方法，其特征在于，包括：

在模具中定位至少一层光学薄膜，所述光学薄膜包括至少第一光学特性结构,第一层和第二层,所述第一层包括第一层第一表面和第一层第二表面，所述第二层包括第二层第一表面和第二层第二表面；

所述第一层第二表面与所述第二层第一表面接触，所述第一层第一表面是大致光滑的,所述第一层第二表面是大致光滑的，所述第二层第二表面是大致光滑的；

往所述模具中加入至少一种流动性基底材料；

使所述至少一种流动性基底材料硫化以形成基底，所述基底至少部分透光，且所述基底包括与所述第二层第二表面接触的接触面。

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