KR20190112168A - Device including integrated backlight unit and display panel - Google Patents

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KR20190112168A
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시앙-동 미
스티븐 에스 로젠블럼
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

본원에는 백라이트 어셈블리 및 디스플레이 어셈블리를 포함하는 일체형 장치가 개시되어 있다. 상기 백라이트 어셈블리는 도광판 및 적어도 하나의 광 투과 영역을 포함하는 패터닝된 광학 요소를 포함하며, 상기 디스플레이 어셈블리는 적어도 하나의 광 투과 개구를 포함한다. 상기 광 투과 영역 및 광 투과 개구는 적어도 부분적으로 정렬된다.Disclosed herein is an integrated device comprising a backlight assembly and a display assembly. The backlight assembly includes a patterned optical element comprising a light guide plate and at least one light transmissive region, and the display assembly includes at least one light transmissive opening. The light transmitting area and the light transmitting opening are at least partially aligned.

Description

일체형 백라이트 유닛 및 디스플레이 패널을 포함하는 장치Device including integrated backlight unit and display panel

본 출원은 35 U.S.C.§119 하에 2017년 2월 21일 출원된 미국 가출원 제62/461,339호를 우선권 주장하고 있으며, 그 내용은 아래에서 완전히 설명된 것처럼 그 전체가 참조로 본원에 의존하고 포함된다. This application claims priority to US Provisional Application No. 62 / 461,339, filed February 21, 2017, under 35 U.S.C. §119, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety as if fully set forth below.

본 개시는 일반적으로 일체형 백라이트 유닛 및 디스플레이 패널을 포함하는 장치에 관한 것으로, 특히 얇은 일체형 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates generally to an apparatus comprising an integrated backlight unit and a display panel, and more particularly to a thin integrated display device.

액정 디스플레이(LCD)는 휴대폰, 랩톱, 전자 태블릿, 텔레비전, 및 컴퓨터 모니터와 같은 다양한 전자 기기에 일반적으로 사용된다. 그러나, LCD는 밝기, 콘트라스트비(contrast ratio), 효율, 및 시야각의 측면에서 다른 디스플레이 장치와 비교해 제한될 수 있다. 예를 들어, 다른 디스플레이 기술과 경쟁하기 위해, 종래의 LCD에서 더 높은 콘트라스트비, 색 영역, 및 밝기에 대한 요구가 계속 유지되면서 파워 요구사항 및 장치 크기(예컨대, 두께)의 균형도 유지되고 있다.Liquid crystal displays (LCDs) are commonly used in various electronic devices such as mobile phones, laptops, electronic tablets, televisions, and computer monitors. However, LCDs may be limited compared to other display devices in terms of brightness, contrast ratio, efficiency, and viewing angle. For example, to compete with other display technologies, the demand for higher contrast ratio, color gamut, and brightness in traditional LCDs continues to be maintained, while also balancing power requirements and device size (eg, thickness). .

LCD는 통상적으로 백라이트 유닛(BLU) 및 디스플레이 패널을 포함한다. 그러한 BLU는 도광판(LGP), 하나 이상의 확산 필름, 및 하나 이상의 콜리메이팅 필름(collimating film)과 같은 여러 광학 요소를 포함할 수 있다. 확산 필름 및 콜리메이팅 필름 각각은 적절하게 기능하기 위해 인접한 층들 간 에어 갭을 필요로 한다. 그러한 추가적인 요소 에어 갭은 전체 LCD 디스플레이의 두께를 증가시키고 BLU 및 디스플레이 패널의 효과적인 일체화를 방해할 수 있다. 그러한 BLU 및 디스플레이 패널을 일체화하려는 시도는 BLU 및 디스플레이 패널의 광학 요소를 에지를 따라서만 본딩하는 것을 포함했다. 그러나, 이들 방법은 바람직하지 않게 약한 본딩 강도(bonding strength)를 초래한다. 또한, 가변의 동작 온도에서 광학 필름이 다르게 팽창하거나 수축하면 장치 내에서 휨이 발생할 수 있다. 콜리메이팅 필름이 없는 BLU와 같은 "시트리스(Sheetless)" BLU도 고려되었다. 그러나, 그와 같은 BLU는 휘도 균일성이 열악하고 그리고/또 여전히 디스플레이 패널과의 완전한 일체화를 방해하는 에어 갭을 필요로 한다.LCDs typically include a backlight unit (BLU) and a display panel. Such BLUs may include several optical elements such as light guide plates (LGPs), one or more diffuser films, and one or more collimating films. Each of the diffusing film and collimating film requires an air gap between adjacent layers to function properly. Such additional element air gaps can increase the thickness of the entire LCD display and hinder effective integration of the BLU and display panel. Attempts to integrate such BLUs and display panels involved bonding the optical components of the BLUs and display panels only along the edges. However, these methods undesirably result in weak bonding strength. In addition, warping may occur within the device if the optical film expands or contracts differently at variable operating temperatures. "Sheetless" BLUs, such as BLUs without collimating films, were also contemplated. However, such a BLU requires an air gap that is poor in brightness uniformity and / or still hinders full integration with the display panel.

따라서, 예컨대, 이들 2개의 요소들 간 에어 갭 없이 디스플레이 패널과 일체화된 BLU를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이 유리할 것이다. 또한, 가능한 적은 광학 필름을 포함하는 BLU를 제공하여 BLU의 전체 두께를 감소시키는 것이 유리할 것이다. 더욱이, 감소된 수의 요소, 감소된 전체 두께 및/또는 중량, 감소된 전체 비용, 및/또는 개선된 기계적 강도를 갖는 디스플레이를 제공하는 것이 유리할 것이다.Thus, for example, it would be advantageous to provide a display device comprising a BLU integrated with a display panel without an air gap between these two elements. It would also be advantageous to provide a BLU comprising as few optical films as possible to reduce the overall thickness of the BLU. Moreover, it would be advantageous to provide a display with a reduced number of elements, reduced overall thickness and / or weight, reduced overall cost, and / or improved mechanical strength.

본 개시는 일체형 백라이트 유닛 및 디스플레이 패널을 포함하는 장치, 특히 얇은 일체형 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.The present disclosure is to provide a device including an integrated backlight unit and a display panel, in particular a thin integrated display device.

본 개시는, 다양한 실시예에 있어서, 백라이트 어셈블리 및 디스플레이 어셈블리를 포함하는 일체형 장치에 관한 것이다. 상기 백라이트 어셈블리는 발광의 제1주표면 및 대향의 제2주표면을 갖는 도광판(LGP), 및 상기 도광판의 제1주표면에 광학적으로 결합된 패터닝된 광학 요소를 포함하며, 상기 광학 요소는 적어도 하나의 광 반사 영역 및 적어도 하나의 광 투과 영역을 포함한다. 상기 디스플레이 어셈블리는 제1기판, 제2기판, 및 그들 사이에 배치된 광 변조 층, 및 적어도 하나의 광 투과 개구를 포함하고, 여기서 상기 적어도 하나의 광 투과 개구는 상기 패터닝된 광학 요소의 적어도 하나의 광 투과 영역과 적어도 부분적으로 정렬된다.The present disclosure, in various embodiments, relates to an integrated device that includes a backlight assembly and a display assembly. The backlight assembly includes a light guide plate (LGP) having a first major surface of light emission and an opposite second major surface, and a patterned optical element optically coupled to the first major surface of the light guide plate, the optical element being at least One light reflecting region and at least one light transmitting region. The display assembly includes a first substrate, a second substrate, and a light modulation layer disposed therebetween, and at least one light transmitting opening, wherein the at least one light transmitting opening is at least one of the patterned optical elements. Is at least partially aligned with the light transmitting region of.

다양한 실시예에 따르면, 상기 일체형 장치는 흡수 또는 반사 편광기와 같은 적어도 하나의 편광기를 포함할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 상기 광 변조 층은 액정 층을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 어셈블리의 제1 및 제2기판은 상이한 두께를 가질 수 있으며, 예를 들어 상기 제1기판은 상기 제2기판보다 두꺼울 수 있다. 비-한정 실시예들에 있어서, 상기 패터닝된 광학 요소는 상기 LGP의 제1주표면에 본딩되거나 퇴적될 수 있다. 상기 패터닝된 광학 요소는 교대의 더 높은 및 더 낮은 굴절률을 갖는 유전체 층들의 스택을 포함할 수 있고, 또한 옵션으로 금속 층을 포함할 수도 있다. 상기 LGP는 적어도 하나의 광 추출 기능부, 적어도 하나의 미세 구조, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 예시의 광 추출 기능부는 확산 입자 층 또는 다수의 개별 프리즘 요소를 포함한다.According to various embodiments, the unitary device may include at least one polarizer, such as an absorbing or reflective polarizer. In certain embodiments, the light modulation layer may comprise a liquid crystal layer. The first and second substrates of the display assembly may have different thicknesses, for example, the first substrate may be thicker than the second substrate. In non-limiting embodiments, the patterned optical element may be bonded or deposited on the first major surface of the LGP. The patterned optical element may comprise a stack of dielectric layers having alternating higher and lower refractive indices, and may optionally also comprise a metal layer. The LGP may include at least one light extraction function, at least one microstructure, or both. Exemplary light extraction functions include a diffused particle layer or a plurality of individual prism elements.

상기 백라이트 어셈블리 및 디스플레이 어셈블리는, 예컨대 적어도 하나의 개재 층(intervening layer)에 의해 함께 본딩될 수 있다. 상기 개재 층은 접착 층, 편광기, 색 변환 층, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 콜리메이팅 필름 및/또는 확산 필름은 상기 디스플레이 어셈블리와 백라이트 어셈블리 사이에 존재하지 않는다. 추가의 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 어셈블리와 백라이트 어셈블리 사이에 에어 갭이 존재하지 않는다.The backlight assembly and the display assembly may be bonded together, for example by at least one intervening layer. The intervening layer may comprise an adhesive layer, a polarizer, a color converting layer, or a combination thereof. In various embodiments, no collimating film and / or diffusion film is present between the display assembly and the backlight assembly. According to further embodiments, there is no air gap between the display assembly and the backlight assembly.

특정 실시예들에 있어서, 상기 일체형 장치는 청색 광 또는 백색 광을 방출할 수 있는 상기 LGP에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 광원을 더 포함할 수 있다. 상기 일체형 장치는 또한 색 필터 층, 색 변환 층, 또는 TFT 어레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시의 일체형 장치는 디스플레이, 조명, 또는 전자 장치를 포함할 수 있다.In certain embodiments, the unitary device may further comprise at least one light source optically coupled to the LGP capable of emitting blue light or white light. The unitary device may also include at least one of a color filter layer, a color conversion layer, or a TFT array. Example monolithic devices may include displays, lighting, or electronic devices.

본 개시의 추가의 특징 및 장점들은 다음의 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는그러한 설명으로부터 당업자에게 명백하거나 또는 다음의 상세한 설명, 청구범위, 및 첨부된 도면들을 포함하여 본원에 기술된 바와 같은 방법들을 실시함으로써 인식될 것이다.Additional features and advantages of the disclosure will be set forth in the description which follows, and in part will be obvious to those skilled in the art from such a description, or as described herein, including the following description, claims, and appended drawings. Will be recognized by practicing.

상술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 모두는 본 개시의 다양한 실시예를 제시하고, 청구범위의 성질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 기초를 제공하려는 것으로 이해되어야 한다. 첨부 도면은 본 개시의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 개시의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are intended to present various embodiments of the disclosure and to provide an overview or basis for understanding the nature and features of the claims. The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the disclosure, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate various embodiments of the disclosure and together with the description serve to explain the principles and operations of the disclosure.

본 발명에 따르면, 일체형 백라이트 유닛 및 디스플레이 패널을 포함하는 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, an apparatus including an integrated backlight unit and a display panel can be provided.

다음의 상세한 설명은 일정한 척도로 도시되지 않은 다음의 도면들과 관련하여 읽을 때 더 잘 이해될 수 있으며, 도면에서:
도 1a-d는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 일체형 장치의 예시의 구성들을 나타내고;
도 2는 본 개시의 특정 실시예들에 따른 예시의 광 반사 요소를 나타내며;
도 3은 본 개시의 추가의 실시예들에 따른 색 필터 층을 포함하는 디스플레이 어셈블리를 나타낸다.
The following detailed description may be better understood when read in connection with the following figures, which are not drawn to scale.
1A-D show example configurations of an integrated device according to various embodiments of the present disclosure;
2 illustrates an example light reflecting element in accordance with certain embodiments of the present disclosure;
3 illustrates a display assembly including a color filter layer in accordance with further embodiments of the present disclosure.

본원에는 백라이트 어셈블리 및 디스플레이 어셈블리를 포함하는 일체형 장치가 개시된다. 상기 백라이트 어셈블리는 발광의 제1주표면과 대향의 제2주표면을 갖는 도광판, 및 상기 도광판의 제1주표면에 광학적으로 결합된 패터닝된 광학 요소를 포함하며, 상기 광학 요소는 적어도 하나의 광 반사 영역 및 적어도 하나의 광 투과 영역을 포함한다. 상기 디스플레이 어셈블리는 제1기판, 제2기판과, 이들 사이에 배치된 광 변조 층, 및 적어도 하나의 광 투과 개구를 포함하며, 여기서 상기 적어도 하나의 광 투과 개구는 상기 패터닝된 광학 요소의 적어도 하나의 광 투과 영역과 적어도 부분적으로 정렬된다. 본원에 기술된 일체형 장치는 디스플레이, 조명, 및 전자 장치들, 몇 가지를 예를 들자면 텔레비전, 컴퓨터, 전화, 태블릿, 및 다른 디스플레이 패널, 등기구, 고체-상태 조명, 광고판, 및 다른 건축 요소들을 포함할 수 있다.Disclosed herein is an integrated device comprising a backlight assembly and a display assembly. The backlight assembly includes a light guide plate having a second major surface opposite the first major surface of the light emission, and a patterned optical element optically coupled to the first major surface of the light guide plate, wherein the optical element is at least one light. And a reflecting region and at least one light transmitting region. The display assembly includes a first substrate, a second substrate, a light modulation layer disposed therebetween, and at least one light transmitting aperture, wherein the at least one light transmitting aperture is at least one of the patterned optical elements. Is at least partially aligned with the light transmitting region of. The unitary devices described herein include displays, lights, and electronic devices, such as televisions, computers, telephones, tablets, and other display panels, luminaires, solid-state lights, billboards, and other architectural elements. can do.

본 개시의 다양한 실시예들이, 이제 일체형 장치 및 이들 구성 요소들을 나타내는 도 1-3을 참조하여 논의될 것이다. 다음의 일반적인 설명은 청구된 장치의 개요를 제공하기 위한 것이며, 비-제한적인 도시된 실시예들을 참조하여 본 개시 전반에 걸쳐 다양한 형태가 보다 구체적으로 논의될 것이며, 이들 실시예는 본 개시의 맥락 내에서 서로 상호 교환 가능하다.Various embodiments of the present disclosure will now be discussed with reference to FIGS. 1-3 showing the unitary device and these components. The following general description is intended to provide an overview of the claimed apparatus, and various forms will be discussed in more detail throughout this disclosure with reference to the non-limiting illustrated embodiments, which examples are in the context of this disclosure. Interchangeable within

도 1a는 백라이트 어셈블리(100A) 및 디스플레이 어셈블리(100B)를 포함하는 일체형 장치(100)를 나타낸다. 상기 백라이트 어셈블리(100A)는 발광의 제1주표면(115), 광 입사 에지 표면(120), 및 상기 제1주표면(115)에 대향하는 제2주표면(125)을 포함하는 도광판(110)을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "발광의" 주표면은 사용자 또는 뷰어(viewer)를 향하는 표면, 예컨대 "전면을 향하는" 표면을 나타내도록 의도되는 반면, 대향의 주표면은 사용자로부터 멀어지는 표면, 예컨대 "후면을 향하는" 표면을 나타낸다.1A shows an integrated device 100 that includes a backlight assembly 100A and a display assembly 100B. The backlight assembly 100A includes a light guide plate 110 including a first major surface 115 of light emission, a light incident edge surface 120, and a second major surface 125 opposing the first major surface 115. ) May be included. As used herein, a "luminescent" major surface is intended to represent a surface facing the user or viewer, such as a "face facing" surface, while an opposite major surface is a surface away from the user, such as " Back-facing "surface.

일부의 실시예에 있어서, 적어도 하나의 광원(130)은, 예컨대 LGP(110)의 에지 표면(120)에 인접하게 위치되어 에지-라이트(edge-lit) 구성을 제공하도록 상기 광 입사 에지 표면(120)에 광학적으로 결합될 수 있다. 추가의 광원(나타내지 않음)들은 또한 인접 또는 대향하는 에지 표면들과 같은 상기 LGP(110)의 다른 에지 표면들에 광학적으로 결합될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 하나 이상의 광원이 상기 LGP(110)의 제2주표면(125)에 광학적으로 결합되어 다이렉트-라이트(direct-lit) 구성을 제공할 수 있다. 상기 LGP(110)는 또한, 일부의 실시예에 있어서, 예컨대 2017년 1월 31일자로 출원되고, "BACKLIGHT UNIT WITH 2D LOCAL DIMMING,"로 명칭된 미국 가 특허출원 제62/452,470호에 기술된 바와 같이 하나 이상의 광원이 배치될 수 있는 하나 이상의 리세스(recess) 또는 홀(hole)들을 포함할 수 있으며, 상기 문헌의 내용은 본원에 모두 포함된다. 상기 광원(130)은, 다양한 실시예에 있어서, 청색 광, UV 광 또는 근-자외선(near-UV) 광(~100-500 nm)을 방출하거나, 또는 상기 광원(130)은 백색 광, 예컨대 가시 파장(~420-750 nm)의 조합을 갖는 광을 방출할 수 있다.In some embodiments, at least one light source 130 is positioned adjacent, for example, to edge surface 120 of LGP 110 to provide an edge-lit configuration. 120 may be optically coupled. Additional light sources (not shown) may also be optically coupled to other edge surfaces of the LGP 110 such as adjacent or opposite edge surfaces. In other embodiments, one or more light sources may be optically coupled to the second major surface 125 of the LGP 110 to provide a direct-lit configuration. The LGP 110 is also, in some embodiments, filed, for example, on January 31, 2017, and described in US patent application Ser. No. 62 / 452,470, entitled “BACKLIGHT UNIT WITH 2D LOCAL DIMMING,”. As one or more light sources may comprise one or more recesses or holes in which it can be placed, the content of which is incorporated herein in its entirety. The light source 130 emits blue light, UV light or near-UV light (˜100-500 nm) in various embodiments, or the light source 130 is white light, such as It can emit light having a combination of visible wavelengths (˜420-750 nm).

패터닝된 광학 요소(135)는 상기 LGP(110)의 제1주표면(115)에 광학적으로 결합될 수 있다. 상기 패터닝된 광학 요소(135)는 상기 LGP(110)로부터 수신된 광을 반사시키도록 구성된 적어도 하나의 광 반사 영역(135a) 및 상기 LGP(110)로부터 수신된 광을 투과시키도록 구성된 적어도 하나의 광 투과 영역(135b)을 포함할 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, 상기 패터닝된 광학 요소(135)는 상기 제1주표면(115)에 본딩되거나, 퇴적되거나, 아니면 부착될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "패터닝된"은 상기 광학 요소가, 예컨대 랜덤이거나 또는 배열되거나, 반복적이거나 또는 비-반복적이거나, 균일하거나 또는 불균일할 수 있는 임의의 주어진 패턴 또는 디자인으로 상기 제1주표면 상에 존재함을 나타내도록 의도된다. 그러한 패턴은 반사 영역 및 투과 영역을 규정할 수 있으며, 예를 들어, 원하는 위치에, 예컨대 디스플레이 패널(100B)의 광 투과 개구(165b)와 적어도 부분적으로 정렬하여 광 투과 영역(135b)을 형성하기에 적절한 반사 재료가 일부 영역에는 존재하고 다른 영역에는 존재하지 않을 수 있다. 도 1a-d는 균일하게 이격된 규칙적인 교대의 패턴으로 광 반사 영역(165a) 및 광 투과 영역(165b; 즉, 광 투과 개구)을 나타내지만, 이들 영역은 임의의 원하는 순서로 배열될 수 있고 임의의 크기 및/또는 간격을 가질 수 있다.The patterned optical element 135 may be optically coupled to the first major surface 115 of the LGP 110. The patterned optical element 135 includes at least one light reflecting region 135a configured to reflect light received from the LGP 110 and at least one configured to transmit light received from the LGP 110. It may include a light transmission region 135b. In some embodiments, the patterned optical element 135 may be bonded, deposited, or otherwise attached to the first major surface 115. As used herein, the term “patterned” refers to the first element in any given pattern or design, such that the optical elements may be random or arranged, repetitive or non-repetitive, uniform or non-uniform. It is intended to indicate the presence on the major surface. Such a pattern may define reflective and transmissive regions, for example, to form light transmissive regions 135b at desired locations, such as at least partially aligned with light transmissive openings 165b of display panel 100B. Reflective material suitable for the present may be present in some regions and not in other regions. 1A-D show light reflecting regions 165a and light transmitting regions 165b (ie, light transmitting apertures) in a uniformly alternating regular alternating pattern, but these regions can be arranged in any desired order and It can have any size and / or spacing.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "광학적으로 결합된"은 광이 요소로부터 LGP로 또는 그 반대로 이동할 수 있도록 요소가 LGP에 대해 위치된다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, 광원은 상기 LGP에 광을 도입하기 위해 상기 LGP의 표면에 또는 그 근처에 위치될 수 있는 반면, 광학 요소는 상기 LGP로부터 광을 수신하도록 그리고/또 상기 LGP로 광을 전송하도록 상기 LGP의 표면에 또는 그 근처에 위치될 수 있다. 광원 또는 광학 요소는 상기 LGP와 직접 물리적으로 접촉하지 않더라도 LGP에 광학적으로 결합될 수 있다.The term “optically coupled” as used herein is intended to indicate that the element is positioned relative to the LGP such that light can travel from the element to the LGP or vice versa. For example, a light source may be located at or near the surface of the LGP to introduce light into the LGP, while the optical element is adapted to receive light from and / or transmit light to the LGP. It may be located at or near the surface of the LGP. The light source or optical element may be optically coupled to the LGP even without direct physical contact with the LGP.

상기 패터닝된 광학 요소(135)의 광 반사 영역(135a)은, 다양한 실시예에서, 예를 들어 약 90% 초과, 약 95% 초과, 약 98% 초과, 또는 약 99% 초과, 예컨대 약 85% 내지 약 99% 범위의 광 반사율(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)을 가질 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, 예컨대 상기 LGP(110)가 청색 광을 방출하는 광원에 광학적으로 결합될 때, 상기 광 반사 영역(135a)은 청색 광에 대한 높은 반사율을 갖도록 구성될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "광 반사", "광학적으로 반사", 및 그 변형은 영역 또는 요소가 가시 파장(~420-750 nm)을 갖는 광과 같이 입사되는 광의 적어도 85%를 반사한다는 것을 의미한다.The light reflecting region 135a of the patterned optical element 135 is, in various embodiments, for example greater than about 90%, greater than about 95%, greater than about 98%, or greater than about 99%, such as about 85%. Light reflectance (including both the range therebetween and subranges thereof) in the range of about 99%. In some embodiments, for example, when the LGP 110 is optically coupled to a light source that emits blue light, the light reflecting region 135a may be configured to have a high reflectance for blue light. The terms "light reflection", "optical reflection", and variations thereof, as used herein, indicate that the region or element reflects at least 85% of the incident light, such as light having visible wavelength (˜420-750 nm). it means.

상기 패터닝된 광학 요소(135)의 광 투과 영역(135b)은 약 85% 초과, 약 90% 초과, 또는 약 95% 초과와 같이 약 80% 초과, 예컨대 약 80% 내지 약 95% 범위의 광 투과율(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)을 가질 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "광 투과", "광학적으로 투과", 및 그 변형은 영역, 개구, 또는 요소가 가시 파장(~420-750 nm)을 갖는 광과 같이 입사되는 광의 적어도 80%를 투과한다는 것을 의미한다. 따라서, 광 투과 영역 또는 개구는, 일부의 실시예에서, 약 20% 미만의 광 흡수율 및/또는 광 반사율을 가질 수 있다.The light transmissive region 135b of the patterned optical element 135 has a light transmittance greater than about 80%, such as from about 80% to about 95%, such as greater than about 85%, greater than about 90%, or greater than about 95%. (Including both ranges between and subranges thereof). As used herein, the terms “light transmissive”, “optically transmissive”, and variations thereof refer to at least 80% of the light at which an area, aperture, or element is incident, such as light having a visible wavelength (˜420-750 nm). It means to transmit. Thus, the light transmissive region or opening may, in some embodiments, have a light absorption and / or light reflectance of less than about 20%.

상기 패터닝된 광학 요소(135)의 광 반사 영역(135a)은 디스플레이 장치에 사용하기 위해 당 업계에 알려진 임의의 반사 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 반사 재료는 3M에 의해 판매되는 VikuitiTM ESR과 같은 거울형 반사기일 수 있다. 추가의 재료는 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 티타늄, 알루미늄, 이들의 합금 등과 같은 금속 필름 또는 포일(foil)을 포함할 수 있다. 대안의 실시예들에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 반사 영역(135a)은 교대의 저굴절률 재료(L) 및 고굴절률 재료(H)의 스택을 포함할 수 있다. 그러한 재료 L 및 H는 유전체 재료를 포함할 수 있다. 그와 같은 스택은 또한 영역(135a)의 반사율을 향상시키기 위해 금속 층(M)을 포함할 수 있다. 물론, 도 2에 나타낸 실시예는 단지 예시일 뿐이며, 수반된 청구범위를 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, 더 많거나 더 적은 층 L 및 H가 임의의 순서로 포함될 수 있고, 원한다면 옵션의 금속(M)이 존재하지 않을 수 있다.The light reflective region 135a of the patterned optical element 135 may comprise any reflective material known in the art for use in a display device. For example, such a reflective material may be a mirror reflector such as Vikuiti ESR sold by 3M. Additional materials may include metal films or foils such as gold, silver, platinum, copper, nickel, titanium, aluminum, alloys thereof, and the like. In alternative embodiments, as shown in FIG. 2, the reflective region 135a may include an alternating stack of low and high refractive index materials (H). Such materials L and H may comprise a dielectric material. Such a stack may also include a metal layer M to improve the reflectance of region 135a. Of course, the embodiment shown in FIG. 2 is merely an example and is not intended to limit the accompanying claims. For example, more or less layers L and H may be included in any order, and optional metal M may not be present if desired.

광원(130)으로부터의 예시적인 광 방출 방향이 도 1a-d에 점선으로 나타나 있다. LGP에 주입된 광은 임계각보다 작은 입사각에서 인터페이스에 부딪칠 때까지 전체 내부 반사(TIR)로 인해 LGP의 길이를 따라 전파될 수 있다. 전체 내부 반사(TIR)는 제1굴절률을 포함하는 제1재료(예컨대, 유리, 플라스틱 등)에서 전파되는 광이 상기 제1굴절률보다 낮은 제2굴절률을 포함하는 제2재료(예컨대, 공기 등)와의 인터페이스에서 완전히 반사될 수 있는 현상이다. TIR은 스넬(Snell)의 법칙을 이용하여 설명될 수 있다:An exemplary light emission direction from the light source 130 is shown in dashed lines in FIGS. 1A-D. Light injected into the LGP may propagate along the length of the LGP due to total internal reflection (TIR) until it hits the interface at an angle of incidence less than the critical angle. The total internal reflection (TIR) is a second material (eg, air, etc.) in which light propagating from a first material (eg, glass, plastic, etc.) including the first refractive index has a second refractive index lower than the first refractive index. This is a phenomenon that can be completely reflected at the interface with the. TIR can be described using Snell's law:

Figure pct00001
Figure pct00001

상기 식은 서로 다른 굴절률의 2개의 재료 사이의 인터페이스에서 광의 굴절을 설명한다. 스넬의 법칙에 따라, n 1 은 제1재료의 굴절률이고, n 2 는 제2재료의 굴절률이고,

Figure pct00002
는 인터페이스에 대한 법선에 대해 상기 인터페이스에 입사되는 광의 각도(입사각)이고, Θr은 법선에 대한 굴절된 광의 굴절각이다. 굴절각(Θr)이 90°일 때, 예컨대
Figure pct00003
일 때, 스넬의 법칙은 아래와 같이 표현될 수 있다:The above equation describes the refraction of light at the interface between two materials of different refractive indices. According to Snell's law, n 1 is the refractive index of the first material, n 2 is the refractive index of the second material,
Figure pct00002
Is the angle (incidence angle) of light incident on the interface with respect to the normal to the interface, and Θ r is the angle of refraction of the refracted light with respect to the normal. When the angle of refraction Θ r is 90 °, for example
Figure pct00003
Snell's law can be expressed as:

Figure pct00004
Figure pct00004

이들 조건 하에서 입사각 (Θi)은 임계각(Θc)과 관련될 수도 있다. 임계각보다 큰 입사각(θi>Θc)을 갖는 광은 상기 제1재료 내에서 전체적으로 내부 반사되는 반면, 임계각 이하의 입사각(θi≤Θc)을 갖는 광은 대부분 상기 제1재료에 의해 투과될 수 있다.Under these conditions, the angle of incidence Θ i may be related to the critical angle Θ c . Light having an incidence angle θ i > Θ c greater than a critical angle is internally reflected within the first material as a whole, while light having an incidence angle θ i ≦ Θ c below a critical angle is mostly transmitted by the first material. Can be.

공기(n 1 =1)와 유리(n 2 =1.5) 사이의 예시적인 인터페이스의 경우, 임계각(Θc)은 42°로 계산될 수 있다. 따라서, 유리에서 전파되는 광이 42°보다 큰 입사각에서 공기-유리 인터페이스에 부딪치면, 모든 입사 광은 입사각과 동일한 각도로 인터페이스로부터 반사될 것이다. 반사된 광이 제1인터페이스와 동일한 굴절률 관계를 포함하는 제2인터페이스를 만나면, 상기 제2인터페이스 상에 입사된 광은 다시 상기 입사각과 동일한 반사각으로 반사될 것이다.For the exemplary interface between air ( n 1 = 1) and glass ( n 2 = 1.5), the critical angle Θ c can be calculated at 42 °. Thus, if light propagating in the glass strikes the air-glass interface at an angle of incidence greater than 42 °, all incident light will be reflected from the interface at the same angle as the angle of incidence. If the reflected light encounters a second interface that has the same refractive index relationship as the first interface, light incident on the second interface will again be reflected at the same angle of incidence as the incident angle.

적어도 하나의 광 추출 기능부(140)는 LGP(110)의 제2주표면(125) 상에 또는 예컨대 상기 제2주표면(125) 아래에서 상기 LGP(110)의 매트릭스 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 LGP(110)의 제2주표면(125)은 다수의 광 추출 기능부(140)로 패터닝될 수 있다. 상기 광 추출 기능부(140)는 거칠거나 상승된(즉, 용기된) 표면을 구성하는 구조 형태부로서 표면 상에 분포될 수 있거나, 또는 상기 LGP(110) 내에서 또는 그 전체에 걸쳐, 또는 예컨대 레이저-손상 형태부로서 분포될 수 있다. 광 추출 기능부(140)는, 일부의 실시예에서, 광 확산 입자 또는 확산 백색 페인트와 같은 광 확산 입자 층을 포함할 수 있다. 근 램버시안(near Lambertian) 분포가 생성될 때, BEF와 같은 콜리메이팅 필름을 채용하지 않고 일체화된 디스플레이를 생성하는 것이 가능할 수 있다.At least one light extracting function 140 may be formed in the matrix of the LGP 110 on the second major surface 125 of the LGP 110 or below the second major surface 125, for example. For example, the second main surface 125 of the LGP 110 may be patterned into a plurality of light extraction functions 140. The light extraction function 140 may be distributed on the surface as a structural form constituting a rough or raised (ie, containerized) surface, or within or throughout the LGP 110, or For example as a laser-damaged form. Light extraction function 140 may, in some embodiments, include a light diffusing particle layer, such as light diffusing particles or diffuse white paint. When a near Lambertian distribution is produced, it may be possible to create an integrated display without employing a collimating film such as BEF.

다른 실시예들에 있어서, 광 추출 기능부(140)는 개별 프리즘 요소 또는 상기 LGP(110)의 제1주표면(115)에 실질적으로 법선 방향으로 광을 재지향시키는 다수의 그와 같은 요소를 포함할 수 있다. 상기 광 추출 기능부(140)는 상기 LGP 내부의 광을 주로 법선 방향으로 재지향시킬 수 있는 임의의 단면 프로파일을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 이것은 BEF와 같은 콜리메이팅 필름 없이 일체형 디스플레이의 생산을 가능하게 할 수 있다. 그와 같은 단면 프로파일의 하나의 비-한정 예는 동일하거나 상이할 수 있는 2개의 기본각 및 정점각(포함된 각도라고도 함)을 갖는 오목 프리즘이다. 특정 실시예들에 있어서, 그러한 기본각은 약 50°일 수 있고, 상기 정점각은 약 80°일 수 있다. 추가의 실시예들에 따르면, 상기 기본각은 약 49°내지 약 51°와 같이 약 48°내지 약 52°의 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)일 수 있고, 상기 정점각은 약 77°내지 약 82°, 약 78°내지 약 81°, 또는 약 79°내지 약 80°와 같이 약 76°내지 약 83°의 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)일 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 상기 오목 프리즘은 비대칭일 수 있으며, 즉 2개의 기본각은 상이한 값들을 가질 수 있다. 오목한 프리즘은, 예컨대 제2표면으로부터 안쪽으로 확장되는 LGP의 매트릭스 내에 형성될 수 있거나, 또는 그 LGP의 제2주표면에 적용된 코팅, 층, 또는 필름 상에 또는 내부에 형성될 수 있다.In other embodiments, the light extraction function 140 includes individual prismatic elements or multiple such elements that redirect light in a substantially normal direction to the first major surface 115 of the LGP 110. can do. The light extraction function unit 140 may have any cross-sectional profile capable of redirecting the light inside the LGP mainly in the normal direction. In various embodiments, this may enable the production of integrated displays without collimating films such as BEF. One non-limiting example of such a cross-sectional profile is a concave prism having two fundamental and peak angles (also called included angles) which may be the same or different. In certain embodiments, such a base angle may be about 50 ° and the peak angle may be about 80 °. According to further embodiments, the base angle may be in the range of about 48 ° to about 52 ° (including both the range therebetween and subranges thereof), such as about 49 ° to about 51 ° Angles range from about 76 ° to about 83 °, including from about 77 ° to about 82 °, about 78 ° to about 81 °, or about 79 ° to about 80 ° May be). In various embodiments, the concave prism may be asymmetric, ie the two fundamental angles may have different values. The concave prism may be formed, for example, in a matrix of the LGP extending inwardly from the second surface, or may be formed on or within a coating, layer, or film applied to the second major surface of the LGP.

상기 광 추출 기능부(140)는 약 75 ㎛ 미만, 약 50 ㎛ 미만, 약 25 ㎛ 미만, 약 10 ㎛ 미만, 또는 심지어 그 이하, 예컨대 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)와 같이 약 100 ㎛ 미만의 적어도 하나의 치수(예컨대, 폭, 높이, 길이 등)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 추출 기능부(140)는 상기 LGP(110)의 발광 표면(115)에 걸쳐 실질적으로 균일한 광 출력 강도를 생성하도록 적절한 밀도로 패터닝될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 LGP(110)에 걸쳐 원하는 광 출력 분포를 생성하기에 적절하도록 한쪽 단부부터 다른쪽 단까지의 구배와 같이, 상기 광원(130)에 가까운 광 추출 기능부(140)들의 밀도는 상기 광원(130)으로부터 더 멀리 떨어진 지점에서의 상기 광 추출 기능부(140)들의 밀도보다 낮을 수 있고(도 1a-d에 나타낸 바와 같이), 또는 그 반대일 수 있다.The light extraction function 140 may have a range of less than about 75 μm, less than about 50 μm, less than about 25 μm, less than about 10 μm, or even less, such as from about 1 μm to about 100 μm (range between and At least one dimension (eg, width, height, length, etc.) of less than about 100 μm, such as inclusive of all subranges thereof. According to various embodiments, the extraction function 140 may be patterned to an appropriate density to produce a substantially uniform light output intensity across the light emitting surface 115 of the LGP 110. In certain embodiments, the light extraction function 140 close to the light source 130, such as a gradient from one end to the other end, to be suitable for generating a desired light output distribution across the LGP 110. Can be lower than the density of the light extraction functions 140 at points further away from the light source 130 (as shown in FIGS. 1A-D), or vice versa.

그와 같은 광 추출 기능부를 생성하기 위한 적절한 방법은 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 마이크로프린팅 등과 같은 인쇄, 텍스쳐링(texturing), 기계적 러프닝(mechanical roughening), 에칭, 사출 성형, 코팅, 레이저 손상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 광 추출 기능부(140)는, 예를 들어, 공동 출원 및 공동 소유의 국제특허출원번호 PCT/US2013/063622 및 PCT/US2014/070771에 개시된 방법들을 사용하여 형성될 수 있으며, 이들 각각은 그 전체 내용이 본원에 참조로 포함된다. 적합한 방법들의 비-한정 예로는 또한, 예를 들어 표면을 산 에칭하고, 표면을 TiO2로 코팅하고, 레이저를 표면 상에 또는 매트릭스 내에 포커싱함으로써 기판 또는 층을 레이저 손상시키는 것을 포함할 수 있다.Suitable methods for generating such light extraction functions include printing, texturing, mechanical roughening, etching, injection molding, coating, laser damage, or these, such as inkjet printing, screen printing, microprinting, and the like. And any combination of The light extraction function 140 may be formed, for example, using the methods disclosed in co-pending and co-owned International Patent Application Nos. PCT / US2013 / 063622 and PCT / US2014 / 070771, each of which is a whole. The contents of which are incorporated herein by reference. Non-limiting examples of suitable methods may also include laser damaging the substrate or layer, for example by acid etching the surface, coating the surface with TiO 2 , and focusing the laser on or in the matrix.

예시의 레이저들로는 Nd:YAG 레이저, CO2 레이저 등을 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는다. 레이저 파워, 펄스 지속 시간, 펄스 에너지, 및 다른 변수들과 같은 레이저의 동작 파라미터들은 원하는 광 추출 기능 프로파일에 따라 변할 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, 상기 펄스 지속 기간은 약 5 ㎲ 내지 약 500 ㎲, 약 10 ㎲ 내지 약 200 ㎲, 약 20 ㎲ 내지 약 100 ㎲, 또는 약 30 ㎲ 내지 약 50 ㎲와 같이 약 1 ㎲ 내지 약 100 ㎲의 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)일 수 있다. 또한, 상기 레이저 파워는 약 5 W 내지 약 50 W, 또는 약 10 W 내지 약 35 W와 같이 약 1 W 내지 100 W의 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)일 수 있다. 상기 레이저 에너지는, 예를 들어 약 0.1 mJ 내지 약 10 mJ, 약 0.5 mJ 내지 약 5 mJ, 또는 약 1 mJ 내지 약 2 mJ과 같이 약 0.01 mJ 내지 약 100 mJ의 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)일 수 있다.Exemplary lasers include, but are not limited to, Nd: YAG lasers, CO 2 lasers, and the like. The operating parameters of the laser, such as laser power, pulse duration, pulse energy, and other variables, may vary depending on the desired light extraction functional profile. In some embodiments, the pulse duration is from about 1 Hz to about 500 Hz, from about 10 Hz to about 200 Hz, from about 20 Hz to about 100 Hz, or from about 30 Hz to about 50 Hz It may be in the range of about 100 ms (including both ranges between them and subranges thereof). In addition, the laser power may be in the range of about 1 W to 100 W (including both ranges and subranges thereof), such as about 5 W to about 50 W, or about 10 W to about 35 W. The laser energy ranges from, and ranges from about 0.01 mJ to about 100 mJ, such as, for example, about 0.1 mJ to about 10 mJ, about 0.5 mJ to about 5 mJ, or about 1 mJ to about 2 mJ. Inclusive).

또한, 상기 LGP(110)의 제2주표면(125)은 적어도 하나의 미세 구조 또는 다수의 미세 구조(나타내지 않음)를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "미세 구조", "미세 구조화된" 및 그 변형은 주어진 방향(예컨대, 광 전파 방향에 평행하거나 직교하는)으로 확장되고 적어도 하나의 치수(예컨대, 높이, 폭 등)를 갖는 상기 LGP의 표면 요철 형태를 지칭하기 위한 것이며, 상기 적어도 하나의 치수는 약 400 ㎛ 미만, 약 300 ㎛ 미만, 약 200 ㎛ 미만, 약 100 ㎛ 미만, 약 50 ㎛, 또는 심지어 그 이하, 예컨대 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)와 같이 약 500 ㎛ 미만이다. 그러한 미세 구조들은, 특정 실시예들에서 규칙적이거나 불규칙적인 형상을 가질 수 있으며, 이는 주어진 어레이 내에서 동일하거나 상이할 수 있다.In addition, the second main surface 125 of the LGP 110 may include at least one microstructure or a plurality of microstructures (not shown). As used herein, the terms “fine structure”, “fine structured” and variations thereof extend in a given direction (eg, parallel or orthogonal to the direction of light propagation) and have at least one dimension (eg, height, width, etc.) Wherein the at least one dimension is less than about 400 μm, less than about 300 μm, less than about 200 μm, less than about 100 μm, about 50 μm, or even less, such as Less than about 500 μm, such as in the range of about 10 μm to about 500 μm, including both the range therebetween and subranges thereof. Such microstructures may have a regular or irregular shape in certain embodiments, which may be the same or different within a given array.

상기 광원(130)으로부터의 광은 상기 LGP(110) 내로 빠르게 확산될 수 있으며, 이는 특히 상기 광원(130)이 상기 LGP의 에지 표면을 따라 위치될 때 로컬 디밍(local dimming)을 야기하는 것을 어렵게 할 수 있다. 그러나, 광 전파 방향으로 확장되는 하나 이상의 미세 구조를 제공함으로써, 각각의 광원이 상기 LGP의 좁은 스트립(narrow strip)만을 효과적으로 조명하도록 광의 확산을 제한하는 것이 가능할 수 있다. 그러한 조명된 스트립은, 예를 들어 광 입사 에지 표면(120)의 원점으로부터 대향하는 에지 표면 상의 유사한 종점까지 확장될 수 있다. 그와 같이, 다양한 미세 구조 구성을 사용하여, 광을 콜리메이팅하고 상대적으로 효율적인 방식으로 상기 LGP(110)의 적어도 일부의 1D 로컬 디밍에 영향을 줄 수 있다.Light from the light source 130 can quickly diffuse into the LGP 110, which makes it difficult to cause local dimming, especially when the light source 130 is located along the edge surface of the LGP. can do. However, by providing one or more microstructures that extend in the direction of light propagation, it may be possible to limit the diffusion of light such that each light source effectively illuminates only the narrow strip of the LGP. Such illuminated strips may extend, for example, from the origin of the light incident edge surface 120 to a similar endpoint on the opposite edge surface. As such, various microstructure configurations can be used to collimate light and affect 1D local dimming of at least a portion of the LGP 110 in a relatively efficient manner.

특정 실시예들에 있어서, 상기 LGP는 2D 로컬 디밍을 달성할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가 광원은 인접한(예를 들어, 직교) 에지 표면에 광학적으로 결합될 수 있다. 어느 하나의 다수의 미세 구조는 광 전파 방향으로 확장될 수 있고, 또 다른 다수의 미세 구조는 상기 광 전파 방향에 직교하는 방향으로 확장될 수 있다. 따라서, 2D 로컬 디밍은 각 에지 표면을 따라 하나 이상의 광원을 선택적으로 차단함으로써 달성될 수 있다.In certain embodiments, the LGP may be configured to achieve 2D local dimming. For example, one or more additional light sources can be optically coupled to adjacent (eg, orthogonal) edge surfaces. Any one of the plurality of microstructures may extend in the light propagation direction, and another number of the microstructures may extend in the direction orthogonal to the light propagation direction. Thus, 2D local dimming can be achieved by selectively blocking one or more light sources along each edge surface.

미세 구조 형상 및/또는 크기의 조합이 사용될 수 있으며, 그와 같은 조합은 규칙적(주기적) 또는 불규칙적인(비-주기적) 방식으로 배열될 수 있다. 예시의 미세 구조 형상은 프리즘, 둥근 프리즘, 및 렌즈형 렌즈를 포함한다. 물론, 이들 형상은 단지 예시일 뿐이며, 수반된 청구범위를 제한하려는 것은 아니다. 다른 미세 구조 형상이 가능하며, 본 개시의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 그러한 미세 구조의 크기 및/또는 형상은 또한 상기 LGP(110)의 원하는 광 출력 및/또는 광학 기능에 따라 변할 수 있다. 또한, 미세 구조와 광 추출 기능부의 조합이 사용될 수도 있다.Combinations of microstructure shapes and / or sizes may be used, and such combinations may be arranged in a regular (periodic) or irregular (non-periodic) manner. Exemplary microstructure shapes include prisms, round prisms, and lenticular lenses. Of course, these shapes are merely examples and are not intended to limit the accompanying claims. Other microstructure shapes are possible and are intended to be included within the scope of the present disclosure. The size and / or shape of such microstructures may also vary depending on the desired light output and / or optical function of the LGP 110. In addition, a combination of microstructure and light extraction function may be used.

상이한 미세 구조 형상은 로컬 디밍 인덱스(LDI)라고도 부르는 상이한 로컬 디밍 효율을 야기할 수 있다. 그러한 로컬 디밍 인덱스는, 예를 들어 Jung 등의 "Local dimming design and optimization for edge-type LED backlight unit," SID Symp. Dig. Tech. Papers, 42(1), pp. 1430-1432 (2011년 6월)에 기술된 방법들을 사용하여 결정될 수 있다. 비-한정 예로서, 프리즘 미세 구조의 주기적 어레이는 최대 약 70%의 LDI 값을 야기할 수 있는 반면, 렌즈형 렌즈의 주기적 어레이는 최대 약 83%의 LDI 값을 야기할 수 있다. 물론, 상기 미세 구조 크기 및/또는 형상 및/또는 간격은 상이한 LDI 값을 달성하도록 변화될 수 있다. 상이한 미세 구조 형상은 또한 추가의 광학 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 90° 프리즘 각도를 갖는 프리즘 어레이는 보다 효율적인 로컬 디밍을 야기할 뿐만 아니라 광선의 재순환 및 재지향으로 인해 프리즘형 릿지(ridge)에 수직인 방향으로 광을 부분적으로 포커싱할 수 있다.Different microstructure shapes can lead to different local dimming efficiencies, also called local dimming indices (LDI). Such local dimming indices are described, for example, in Jung et al., "Local dimming design and optimization for edge-type LED backlight unit," SID Symp. Dig. Tech. Papers, 42 (1), pp. It may be determined using the methods described in 1430-1432 (June 2011). As a non-limiting example, a periodic array of prismatic microstructures can result in LDI values up to about 70%, while a periodic array of lenticular lenses can result in LDI values up to about 83%. Of course, the microstructure size and / or shape and / or spacing can be varied to achieve different LDI values. Different microstructure shapes can also provide additional optical functionality. For example, a prism array with a 90 [deg.] Prism angle can result in more efficient local dimming as well as partially focus light in a direction perpendicular to the prismatic ridge due to the recirculation and redirecting of the light beam.

상기 디스플레이 어셈블리(100B)는 제1기판(170), 제2기판(155) 및 그들 사이에 배치된 광 변조 층(160)을 포함할 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, 상기 광 변조 층(160)은, 예컨대 하나 이상의 전기 신호에 응답하여, 디스플레이의 픽셀에 대응하는 선택된 영역에서 광이 통과하도록 스위칭 가능할 수 있다. 비-한정 예로서, 상기 광 변조 층(160)은 본 기술 분야에 공지된 임의의 구성으로 배열된 임의의 타입의 액정 재료를 포함할 수 있는 액정 층을 포함할 수 있다. 몇 가지를 말하자면, 예시적인 구성에는 트위스트 네마틱(TN; twisted nematic) 모드, 수직 정렬(VA; vertically aligned) 모드, 평면 스위칭(IPS; in plane switching) 모드, 청색 위상(BP: blue phase) 모드, 프린지 필드 스위칭(FFS; Fringe Field Switching) 모드, 및 진화된 슈퍼 디멘션 스위치(ADS: Advanced Super Dimension Switch) 모드를 포함한다.The display assembly 100B may include a first substrate 170, a second substrate 155, and a light modulation layer 160 disposed therebetween. In some embodiments, the light modulation layer 160 may be switchable to allow light to pass through in selected areas corresponding to pixels of the display, such as in response to one or more electrical signals. By way of non-limiting example, the light modulation layer 160 may include a liquid crystal layer that may include any type of liquid crystal material arranged in any configuration known in the art. In a few words, exemplary configurations include twisted nematic (TN) mode, vertically aligned (VA) mode, in plane switching (IPS) mode, and blue phase (BP) mode. , Fringe Field Switching (FFS) mode, and Advanced Super Dimension Switch (ADS) mode.

상기 디스플레이 어셈블리(100B)는 또한 상기 패터닝된 광학 요소(135)의 적어도 하나의 광 투과 영역(135b)과 적어도 부분적으로 정렬될 수 있는 적어도 하나의 광 투과 개구(165b)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 개구(165b)는, 예를 들어 박막 트랜지스터(TFT), 전극, 센서와 같은, 제1기판(170) 상에 배치된 요소(165a; 나타냄)들 또는 제2기판(155) 상에 배치된 요소(나타내지 않음)들, 또는 그러한 기판들 상에 패터닝된 임의의 다른 비-투과성 요소에 의해 규정될 수 있다. 예를 들어, TFT 어레이가 상기 제1기판(170) 또는 제2기판(155) 상에 패터닝될 수 있고, 따라서 광이 통과할 수 있는 TFT 요소(165a)들 사이에 개구(165b)들을 형성한다. 센서 또는 전극과 같은 TFT 어레이의 개별 요소는 또한 상기 제1 및 제2기판(170, 155) 상에 개별적으로 패터닝될 수 있고, 이들 요소(165a)들은 함께 개구(165b)들을 형성할 수 있다. 개구(165b)들에 입사된 광이 디스플레이 어셈블리(100B)에 의해 투과될 수 있지만, 주변 요소(165a)들에 입사된 광은 흡수 또는 반사될 수 있다.The display assembly 100B may also include at least one light transmissive opening 165b that may be at least partially aligned with at least one light transmissive region 135b of the patterned optical element 135. At least one opening 165b is formed on elements 165a (shown) or on second substrate 155 disposed on first substrate 170, such as, for example, a thin film transistor (TFT), an electrode, a sensor. It may be defined by disposed elements (not shown), or by any other non-transmissive element patterned on such substrates. For example, a TFT array can be patterned on the first substrate 170 or the second substrate 155, thus forming openings 165b between the TFT elements 165a through which light can pass. . Individual elements of a TFT array, such as sensors or electrodes, may also be patterned separately on the first and second substrates 170, 155, and these elements 165a may together form openings 165b. Light incident on the openings 165b may be transmitted by the display assembly 100B, but light incident on the peripheral elements 165a may be absorbed or reflected.

도 1a-d에 나타낸 바와 같이, 적어도 하나의 광 투과 개구(165b)는 적어도 광 투과 영역(135b)과 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, 그러한 개구(들)(165b)는 영역(들)(135b)과 중첩되는 위치에 위치될 수 있다. 도 1a-d는 완전한 정렬을 나타내고 있지만, 상기 광 투과 개구(165b) 및 영역(135b)들은 완벽하게 정렬될 필요는 없음을 이해해야 한다. 예를 들어 이들 요소는, 실질적으로 예컨대 적어도 90% 중첩되거나, 또는 부분적으로 예컨대 적어도 50% 중첩될 수 있고, 또는 원하는 광 출력을 제공할 수 있는 이들 사이의 임의의 다른 변형(50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 99%, 또는 100% 중첩과 같이)으로 중첩될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 개구(들)(165b) 및 영역(들)(135b)은 적어도 부분적으로 정렬(예컨대, 50-100% 중첩)되거나 또는 적어도 실질적으로 정렬(예컨대, 90-100% 중첩)된다.As shown in FIGS. 1A-D, at least one light transmissive opening 165b may be at least partially aligned with at least the light transmissive region 135b. In some embodiments, such opening (s) 165b may be located at a location that overlaps with region (s) 135b. 1A-D show complete alignment, it should be understood that the light transmissive openings 165b and regions 135b need not be perfectly aligned. For example, these elements may substantially overlap, for example at least 90%, or partially, for example, at least 50%, or any other variation between them (50%, 60%) that may provide the desired light output. , 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 99%, or 100% overlap). In certain embodiments, the opening (s) 165b and region (s) 135b are at least partially aligned (eg, 50-100% overlap) or at least substantially aligned (eg, 90-100%). Overlap).

상기 디스플레이 어셈블리(100B)는 또한 적어도 하나의 편광기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 제1흡수 편광기(185)는 제1기판(170)의 발광의 주표면(175)에 인접하여 위치될 수 있다. 제2흡수 편광기(150)는 제2기판(155)에 인접하여, 예컨대 도 1a에 나타낸 바와 같이 상기 제2기판(155)과 LGP(110) 사이에 위치될 수 있다. 대안으로, 도 1b-c에 나타낸 바와 같이, 반사 편광기(150')는 제2기판(155)에 인접하여, 예컨대 상기 제2기판(155)과 LGP(110) 사이에 위치될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 도 1d에 나타낸 바와 같이, 반사 편광기(150')는 상기 제2기판(155)과 광 변조 층(160) 사이에 위치될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 제1흡수 편광기(185)는 상기 제1기판(170)에 본딩되거나 아니면 부착될 수 있으며, 상기 제2흡수 편광기(150) 또는 반사 편광기(150')는 상기 제2기판(155)에 본딩되거나 아니면 부착될 수 있다.The display assembly 100B may also include at least one polarizer. For example, as shown in FIG. 1A, the first absorption polarizer 185 may be positioned adjacent to the main surface 175 of the emission of the first substrate 170. The second absorption polarizer 150 may be positioned adjacent to the second substrate 155, for example, between the second substrate 155 and the LGP 110 as shown in FIG. 1A. Alternatively, as shown in FIGS. 1B-C, the reflective polarizer 150 ′ may be positioned adjacent to the second substrate 155, for example, between the second substrate 155 and the LGP 110. In other embodiments, as shown in FIG. 1D, the reflective polarizer 150 ′ may be positioned between the second substrate 155 and the light modulation layer 160. In certain embodiments, the first absorption polarizer 185 may be bonded or otherwise attached to the first substrate 170, and the second absorption polarizer 150 or the reflective polarizer 150 ′ may be formed of the first absorption polarizer 185. The second substrate 155 may be bonded or otherwise attached.

반사 편광기들은 LGP를 통한 재순환을 위해 바람직하지 않은 편광으로 지향된 광을 백라이트 어셈블리를 향해 다시 반사시킬 수 있다. 예시의 반사 편광기들에는, 예를 들어 3M에서 상업적으로 이용가능한 이중 밝기 향상 필름(DBEF)과 같은 프리즘형 필름 및 와이어 그리드 편광기가 포함된다. 흡수 편광기들은 바람직하지 않은 편광으로 지향된 광을 흡수할 수 있고 나머지 광을 투과시킬 수 있다. Nitto Denko에서 이용가능한 NPF(Nitto Polarizing Film)는 흡수 편광기의 비-한정 예이다.Reflective polarizers may reflect light back toward the backlight assembly, which is directed to undesirable polarization for recycling through the LGP. Exemplary reflective polarizers include prismatic films and wire grid polarizers, such as, for example, dual brightness enhancing film (DBEF) commercially available at 3M. Absorbing polarizers can absorb light directed to undesirable polarization and transmit the remaining light. Nitto Polarizing Film (NPF) available from Nitto Denko is a non-limiting example of an absorbing polarizer.

도 3을 참조하면, 상기 디스플레이 어셈블리(100B)는 색 필터 층(198)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 색 필터 층(198)은 광 변조 층(160)과 제1기판(170) 사이에 위치될 수 있다(나타낸 바와 같이). 상기 색 필터 층(198)은 또한 제2기판(155)과 광 변조 층(160) 사이에 위치될 수 있다(나타내지 않음). 다양한 실시예에 따르면, 상기 색 필터 층(198) 또는 그 일부는 상기 제1기판(170) 또는 제2기판(155), 또는 둘 모두에 퇴적, 본딩, 또는 부착될 수 있다.Referring to FIG. 3, the display assembly 100B may include a color filter layer 198. For example, such a color filter layer 198 may be located between the light modulation layer 160 and the first substrate 170 (as shown). The color filter layer 198 may also be located between the second substrate 155 and the light modulation layer 160 (not shown). According to various embodiments, the color filter layer 198 or a portion thereof may be deposited, bonded, or attached to the first substrate 170 or the second substrate 155, or both.

특정 실시예들에 있어서, 상기 색 필터 층(198)은 개구(165)들에 대응하는 영역에, 예컨대 요소(165a)들 사이에, 제1기판(170) 상에, 제2기판(155) 상에, 또는 둘 모두에 배치된 어레이의 색 필터를 포함할 수 있다. 그와 같이, 개구(165b)를 통해 투과된 광은 원하는 광 출력을 생성하도록 필터링될 수 있다. 예를 들어, 백색광(W)을 방출하는 광원(나타내지 않음)의 경우, 적색 필터 요소(198r)는 녹색 및 청색 광을 흡수하고 적색 광(R)만을 투과시킬 수 있으며, 반면, 녹색 필터 요소(198g)는 적색 및 청색 광을 흡수하고 녹색 광(G)만을 투과시킬 수 있고, 청색 필터 요소(198b)은 적색 및 녹색 광을 흡수하고 청색 광(B)만을 투과시킬 수 있다. 색 필터 층(198)은 또한 청색 광을 방출하는 광원과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 색 변환 층(195; 도 1c 참조)은 이후 색 필터 층(198)에 의해 필터링될 수 있는 다른 상이한 파장으로 청색 광을 변환시키기 위해 장치에 포함될 수 있다.In certain embodiments, the color filter layer 198 is in the region corresponding to the openings 165, for example between the elements 165a, on the first substrate 170, on the second substrate 155. It may include an array of color filters disposed on or in both. As such, light transmitted through opening 165b may be filtered to produce the desired light output. For example, for a light source that emits white light W (not shown), the red filter element 198r can absorb green and blue light and transmit only red light R, while the green filter element ( 198g may absorb red and blue light and transmit only green light (G), and blue filter element 198b may absorb red and green light and transmit only blue light (B). Color filter layer 198 may also be used with a light source that emits blue light. For example, a color conversion layer 195 (see FIG. 1C) can then be included in the device to convert blue light to another different wavelength that can be filtered by the color filter layer 198.

대안의 실시예들에 있어서(나타내지 않음), 상기 색 필터 층(198)이 색 변환 층으로 교체될수 있는데, 예컨대 색 변환 층의 일부가 개구(165b)들에 대응하는 영역에 위치될 수 있다. 예를 들어, 청색 광을 방출하는 광원의 경우, 색 변환 층이 이용될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 색 변환 층은 적색 및 녹색 양자점(QD)을 포함할 수 있다. 따라서, 개구를 통해 투과된 광은 원하는 파장(예컨대, 적색 또는 녹색)으로 변환되거나, 또는 예컨대 QD가 존재하지 않는 영역에서 비변환 부분을 통과할 수 있다.In alternative embodiments (not shown), the color filter layer 198 may be replaced with a color conversion layer, for example a portion of the color conversion layer may be located in an area corresponding to the openings 165b. For example, for a light source that emits blue light, a color conversion layer can be used. In certain embodiments, the color conversion layer can include red and green quantum dots (QDs). Thus, the light transmitted through the aperture can be converted to a desired wavelength (eg red or green), or can pass through the non-converting portion, for example in the region where there is no QD.

도 1a-d를 참조하면, 일부의 실시예에 있어서, 상기 일체형 장치(100)는, 백라이트 어셈블리(100A) 및/또는 디스플레이 어셈블리(100B) 내에 다양한 요소들을 본딩하거나 아니면 부착하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 접착 층(145)과 같은 추가의 요소들을 포함할 수 있다. 접착 층(145)은, 존재한다면, 당 업계에 공지된 임의의 접착제, 예컨대 3M에 의해 판매된 것과 같은 광학적으로 투명한 접착제(OCA) 및 DuPont에 의해 판매되는 것과 같은 이오노머 중합체(ionomer polymer)를 포함할 수 있다. 그러한 접착 층에 대한 예시의 두께는, 예를 들어 약 50 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 250 ㎛, 또는 약 100 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)의 두께를 포함할 수 있다.1A-D, in some embodiments, the unitary device 100 can be used to bond or otherwise attach various elements within the backlight assembly 100A and / or the display assembly 100B. It may include additional elements such as the adhesive layer 145 above. The adhesive layer 145, if present, includes any adhesive known in the art, such as an optically clear adhesive (OCA) such as sold by 3M and an ionomer polymer such as sold by DuPont. can do. Exemplary thicknesses for such adhesive layers are, for example, from about 50 μm to about 500 μm, from about 10 μm to about 400 μm, from about 25 μm to about 300 μm, from about 50 μm to about 250 μm, or from about 100 μm to And a thickness in the range of about 200 μm (including both the range therebetween and subranges thereof).

상기 일체형 장치(100)는 또한 상기 LGP(110)의 제2주표면(125)에 인접하여 위치된 반사기(190)를 포함할 수 있다. 상기 반사기(190)는 백라이트 어셈블리(100A)로 광을 다시 재순환시키도록 기능할 수 있다. 예시의 재료는 금속성 기판 또는 포일 뿐만 아니라 금속성 필름 또는 반사 잉크로 코팅된 비-금속성 기판을 포함한다.The unitary device 100 may also include a reflector 190 positioned adjacent to the second major surface 125 of the LGP 110. The reflector 190 may function to recycle light back to the backlight assembly 100A. Exemplary materials include metallic substrates or foils as well as non-metallic substrates coated with metallic films or reflective inks.

본원에 사용된 바와 같은 "인접하여 위치된"이라는 용어 및 그 변형은 요소 또는 층이 열거된 요소의 특정 표면 상에 또는 근처에 위치하지만 반드시 그 표면과 직접적으로 물리적 접촉하는 것이 아니라는 것을 의미한다. 예를 들어, LGP(110)의 제2주표면(125)에 인접하여 위치된 것처럼 상기 반사기(190)가 도 1a-d에 도시되어 있으며, 이들 두 요소 사이에 에어 갭이 존재한다. 제1기판(170)과 직접 물리적으로 접촉하지만, 제1기판(170)에 "인접하여 위치될" 수 있는 제1흡수 편광기(185)가 도 1a-d에 나타나 있으며, 이들 두 요소 사이에 다른 층 또는 필름(접착제 층과 같은)이 존재한다. 그와 같이, 요소 B의 표면에 "인접하여 위치된" 요소 A는 요소 B와 직접 물리적 접촉할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 일부의 실시예에 있어서, 표면에 인접하여 위치된 요소는 그 표면과 직접 물리적 접촉할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 필름, 층, 또는 에어 갭은 서로 인접하여 위치된 2개의 요소들 사이에 존재할 수 있다.As used herein, the term " adjacently located " and variations thereof means that the element or layer is located on or near a particular surface of the listed element but is not necessarily in direct physical contact with that surface. For example, the reflector 190 is shown in FIGS. 1A-D as positioned adjacent to the second major surface 125 of the LGP 110, with an air gap between these two elements. A first absorbing polarizer 185 is shown in FIGS. 1A-D, which may be in direct physical contact with the first substrate 170, but which may be " located " to the first substrate 170, with other elements between these two elements. Layers or films (such as adhesive layers) are present. As such, element A "located adjacent to" the surface of element B may or may not be in direct physical contact with element B. In some embodiments, elements located adjacent to a surface may be in direct physical contact with the surface. In other embodiments, the film, layer, or air gap may be between two elements located adjacent to each other.

유사하게, 요소 B와 C "사이에 위치된" 요소 A는 요소 B와 C 사이에 위치될 수 있지만, 반드시 이들 요소와 직접 물리적 접촉하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제2흡수 편광기(150)는 상기 백라이트 어셈블리(100A)와 디스플레이 어셈블리(100B) 사이에 위치되고, 예컨대 제1주표면(115)과 직접 물리적으로 접촉하지 않는 접착제 층(145)에 의해 LGP(110)의 제1주표면(115)에 부착되는 것으로 도 1a에 나타나 있다. 그러나, 특정 실시예들에 있어서, 제2요소 B와 C 사이에 위치된 제1요소(A)는 상기 제2요소 B 및/또는 C 중 적어도 하나와 직접 물리적으로 접촉할 수 있다.Similarly, element A "located between elements B and C" may be located between elements B and C, but is not necessarily in direct physical contact with these elements. For example, the second absorbing polarizer 150 is positioned between the backlight assembly 100A and the display assembly 100B and, for example, the adhesive layer 145 is not in direct physical contact with the first major surface 115. Is attached to the first major surface 115 of the LGP 110 by way of example. However, in certain embodiments, the first element A located between the second element B and C may be in direct physical contact with at least one of the second element B and / or C.

도 1c를 참조하면, 일체형 장치(100)는, 예컨대 LGP(110)와 반사 편광기(150') 사이에 위치된 색 변환 층(195)을 더 포함할 수 있다. 물론, 상기 색 변환 층(195)은 상기 일체형 장치(100) 내의 다른 위치에 위치될 수 있다. 추가로, 상기 색 변환 층(195)은 한정하지 않고 도 1a-d의 구성들의 소정의 조합에 사용될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 색 변환 층(195)은, 몇 가지 말하자면 유리 층 또는 플라스틱 필름들과 같은 2개의 보호 층들 사이에 캡슐화된 QD들을 포함할 수 있다. 이는 청색 광을 방출하는 광원에 광학적으로 결합된 일체형 장치에 색 변환 층(195)을 일체화하는데 유용할 수 있다. 예를 들어, 상기 색 변환 층(195)은 청색 광의 일부를 적색 또는 녹색 등과 같은 원하는 파장으로 변환하는데 사용될 수 있다.Referring to FIG. 1C, the unitary device 100 may further include, for example, a color conversion layer 195 positioned between the LGP 110 and the reflective polarizer 150 ′. Of course, the color conversion layer 195 may be located at another location within the unitary device 100. In addition, the color conversion layer 195 can be used for any combination of the configurations of FIGS. 1A-D without limitation. In certain embodiments, color converting layer 195 may include, in some words, QDs encapsulated between two protective layers, such as glass layers or plastic films. This may be useful for integrating the color conversion layer 195 into an integrated device optically coupled to a light source that emits blue light. For example, the color conversion layer 195 may be used to convert some of the blue light to a desired wavelength, such as red or green.

QD들은 원하는 파장의 방출된 광에 따라 다양한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 양자점의 크기가 감소함에 따라 방출된 광의 주파수가 증가할 수 있는데, 즉 그러한 방출된 광의 색은 양자점의 크기가 감소함에 따라 적색에서 청색으로 변할수 있다. 청색, UV 또는 근-자외선 광으로 조사될 때, 양자점은 광을 더 긴 적색, 황색, 녹색, 또는 청색 파장으로 변환할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, QD는 청색, UV 또는 근-자외선 광으로 조사될 때 적색 및 녹색 파장을 방출할 수 있다. 물론, 형광체 및 루미포어(lumiphor)와 같은 다른 색 변환 요소들이 원하는 응용에 적합한 바와 같이 일체형 장치의 색 변환 층(들)에 포함될 수도 있다.The QDs can have various shapes and / or sizes depending on the emitted light of the desired wavelength. For example, as the size of a quantum dot decreases, the frequency of emitted light may increase, i.e. the color of such emitted light may change from red to blue as the size of the quantum dot decreases. When irradiated with blue, UV or near-ultraviolet light, the quantum dots can convert the light into longer red, yellow, green, or blue wavelengths. According to various embodiments, the QDs may emit red and green wavelengths when irradiated with blue, UV or near-ultraviolet light. Of course, other color conversion elements, such as phosphors and lumiphors, may also be included in the color conversion layer (s) of the integrated device as suitable for the desired application.

다시 도 1a-d를 참조하면, 상기 LGP(110), 제1기판(170), 및 제2기판(155)은 원하는 광 분포를 생성하기에 적절한 임의의 원하는 크기 및/또는 형상을 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 LGP 및/또는 기판의 주표면은 평면 또는 실질적으로 평면 및/또는 평행일 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 적어도 하나의 주표면은 또한 적어도 하나의 축을 따라 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 LGP(110), 제1기판(170) 및/또는 제2기판(155)은 4개의 에지를 포함할 수 있거나 또는 다면 다각형과 같이 4개보다 많은 에지를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 LGP 및/또는 기판들은 삼각형과 같은 4개보다 적은 에지를 포함할 수 있다. 비-한정 예로서, 상기 LGP(110), 제1기판(170) 및/또는 제2기판(155)은 4 개의 에지를 갖는 직사각형, 정사각형, 또는 장사방형(rhomboid) 시트로 구성될 수 있지만, 하나 이상의 곡선부 또는 에지를 갖는 것들을 포함하여 다른 형태 및 구성들이 본 개시의 범위 내에 포함된다.Referring again to FIGS. 1A-D, the LGP 110, the first substrate 170, and the second substrate 155 may have any desired size and / or shape suitable for generating a desired light distribution. . In certain embodiments, the major surface of the LGP and / or substrate may be planar or substantially planar and / or parallel. In various embodiments, at least one major surface may also have a radius of curvature along at least one axis. The LGP 110, the first substrate 170, and / or the second substrate 155 may include four edges or may include more than four edges, such as a polygon. In other embodiments, the LGP and / or substrates may include fewer than four edges, such as triangles. As a non-limiting example, the LGP 110, the first substrate 170 and / or the second substrate 155 may be composed of rectangular, square, or rhomboid sheets having four edges, Other forms and configurations are included within the scope of the present disclosure, including those having one or more curved portions or edges.

특정 실시예들에 있어서, 상기 LGP(110)는 약 3 mm 이하, 예를 들어 약 0.1 mm 내지 약 2.5 mm, 약 0.3 mm 내지 약 2 mm, 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm, 또는 약 0.7 mm 내지 약 1 mm 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)의 두께를 가질 수 있다. 비-한정 실시예들에 따르면, 상기 LGP(100)는 적어도 하나의 다른 치수, 예컨대 약 50 mm 내지 약 500 mm, 약 100 mm 내지 약 400 mm, 또는 약 200 mm 내지 약 300 mm 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)의 길이 또는 폭을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 상기 LGP(100)는 100 mm 미만의 길이를 가질 수 있다.In certain embodiments, the LGP 110 is about 3 mm or less, for example about 0.1 mm to about 2.5 mm, about 0.3 mm to about 2 mm, about 0.5 mm to about 1.5 mm, or about 0.7 mm to It may have a thickness in the range of about 1 mm (including both the range therebetween and subranges thereof). According to non-limiting embodiments, the LGP 100 may have at least one other dimension, such as in the range of about 50 mm to about 500 mm, about 100 mm to about 400 mm, or about 200 mm to about 300 mm (between them). It can have a length or width (including both the range and subranges thereof). In various embodiments, the LGP 100 may have a length of less than 100 mm.

다양한 실시예에 있어서, 상기 제1기판(170) 및 제2기판(155)은 상이한 두께를 갖는다. 상기 제1기판(170)은 상기 제2기판(155)보다 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 상기 제1기판(170)은 0.3 mm 이하, 예컨대 약 0.1 mm 내지 약 2.5 mm, 약 0.3 mm 내지 약 2 mm, 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm, 또는 약 0.7 mm 내지 약 1 mm 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)의 두께를 가질 수 있다. 상기 제2기판(155)은 1.5 mm 이하, 예컨대 약 0.02 mm 내지 약 1.5 mm, 약 0.05 mm 내지 약 1 mm, 약 0.1 mm 내지 약 0.7 mm, 또는 약 0.3 mm 내지 약 0.5 mm 범위(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)의 두께를 가질 수 있다.In various embodiments, the first substrate 170 and the second substrate 155 have different thicknesses. The first substrate 170 may be thicker than the second substrate 155. For example, the first substrate 170 may have a range of about 0.3 mm or less, such as about 0.1 mm to about 2.5 mm, about 0.3 mm to about 2 mm, about 0.5 mm to about 1.5 mm, or about 0.7 mm to about 1 mm. It can have a thickness (including both ranges between and subranges thereof). The second substrate 155 may have a range of about 1.5 mm or less, such as about 0.02 mm to about 1.5 mm, about 0.05 mm to about 1 mm, about 0.1 mm to about 0.7 mm, or about 0.3 mm to about 0.5 mm (between them). Range and all of its subranges).

상기 LGP(110), 제1기판(170) 및 제2기판(155)은 디스플레이 장치 및 다른 유사한 장치들에 사용하기 위해 당 업계에 공지된 임의의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 LGP 및/또는 제1 또는 제2기판은 플라스틱, 몇 가지 말하자면, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 메틸메타크릴레이트 스티렌(MS), 및 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 플라스틱, 또는 미세-구조화된 재료, 중합체 또는 유리를 포함할 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, 상기 LGP(110)는 유리를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 제1 및/또는 제2기판(170, 155)은 유리를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 LGP(110), 제1기판(170), 제2기판(155)은 유리를 포함할 수 있다.The LGP 110, first substrate 170 and second substrate 155 may comprise any material known in the art for use in display devices and other similar devices. For example, the LGP and / or the first or second substrate may be made of plastic, such as polymethylmethacrylate (PMMA), methylmethacrylate styrene (MS), and polydimethylsiloxane (PDMS), to name a few; Plastic, or micro-structured material, polymers, or glass. In some embodiments, the LGP 110 may comprise glass. In other embodiments, the first and / or second substrates 170 and 155 may include glass. In other embodiments, the LGP 110, the first substrate 170, and the second substrate 155 may include glass.

예시의 유리는 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 소다 라임, 및 다른 적절한 유리를 포함할 수 있으나, 이것으로 한정되지는 않는다. 유리 광 가이드로 사용하기에 적합한 상업적으로 이용가능한 유리의 비-한정 예로는, 예를 들어 코닝 인코포레이티드의 EAGLE XG®, LotusTM, Willow®, IrisTM, 및 Gorilla® 유리를 포함한다. 비-한정 실시예들에 있어서, 상기 LGP(110)는 유리 및 플라스틱 요소 모두를 포함하는 복합 LGP일 수 있으며, 따라서 유리 LGP만을 참조하여 본원에 기술된 임의의 특정 실시예들은 본원에 수반된 청구범위의 범주를 제한하지 않아야 한다.Exemplary glasses may include, but are not limited to, aluminosilicates, alkali-aluminosilicates, borosilicates, alkali-borosilicates, aluminoborosilicates, alkali-aluminoborosilicates, soda limes, and other suitable glasses. It doesn't work. Non-limiting examples of commercially available glasses suitable for use as glass light guides include, for example, Corning Incorporated EAGLE XG ® , Lotus TM , Willow ® , Iris TM , and Gorilla ® glass. In non-limiting embodiments, the LGP 110 may be a composite LGP that includes both glass and plastic elements, so that any particular embodiments described herein with reference to glass LGP alone may be claimed in the claims accompanying this application. Do not limit the scope of the scope.

일부의 비-한정 유리 조성은 약 50 mol% 내지 약 90 mol% 사이의 SiO2, 0 mol% 내지 약 20 mol% 사이의 Al2O3, 0 mol% 내지 약 20 mol% 사이의 B2O3, 0 mol% 내지 약 20 mol% 사이의 P2O5, 및 0 mol% 내지 약 25 mol% 사이의 RxO를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 임의의 하나 이상의 Li, Na, K, Rb, Cs이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부의 실시예에 있어서, RxO - Al2O3 > 0; 0 < RxO - Al2O3 < 15; x = 2 및 R2O - Al2O3 < 15; R2O - Al2O3 < 2; x = 2 및 R2O - Al2O3 - MgO > -15; 0 < (RxO - Al2O3) < 25, -11 < (R2O - Al2O3) < 11, 및 -15 < (R2O - Al2O3 - MgO) < 11; 및/또는 -1 < (R2O - Al2O3) < 2 및 -6 < (R2O - Al2O3 - MgO) < 1이다. 일부의 실시예에 있어서, 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 일부의 실시예에 있어서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm이고, < 약 20 ppm이거나, 또는 < 약 10 ppm이다. 다른 실시예들에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm이고, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 40 ppm이고, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 20 ppm이거나, 또는 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 10 ppm이다. 다른 실시예들에 있어서, 유리는 약 60 mol% 내지 약 80 mol% 사이의 SiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 15 mol% 사이의 Al2O3, 0 mol% 내지 약 12 mol% 사이의 B2O3, 및 약 0.1 mol% 내지 약 15 mol% 사이의 R2O 및 약 0.1 mol% 내지 약 15 mol% 사이의 RO를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 임의의 하나 이상의 Li, Na, K, Rb, Cs이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다.Some non-limiting glass compositions include from about 50 mol% to about 90 mol% SiO 2 , from 0 mol% to about 20 mol% Al 2 O 3 , from 0 mol% to about 20 mol% B 2 O 3 , 0 mol% to about 20 mol% P 2 O 5 , and 0 mol% to about 25 mol% R x O, wherein R is any one or more of Li, Na, K, Rb, Cs and x is 2 or Zn, Mg, Ca, Sr or Ba and x is 1. In some embodiments, R x O-Al 2 O 3 >0; 0 <R x O - Al 2 O 3 <15; x = 2 and R 2 0-Al 2 0 3 <15; R 2 O—Al 2 O 3 <2; x = 2 and R 2 O-Al 2 O 3 -MgO>-15; 0 <(R x O-Al 2 O 3 ) <25, -11 <(R 2 O-Al 2 O 3 ) <11, and -15 <(R 2 O-Al 2 O 3 -MgO) <11; And / or -1 <(R 2 O - Al 2 O 3) <2 and -6 <a (R 2 O - - Al 2 O 3 MgO) <1. In some embodiments, the glass comprises less than 1 ppm each of Co, Ni, and Cr. In some embodiments, the concentration of Fe is <about 50 ppm, <about 20 ppm, or <about 10 ppm. In other embodiments, Fe + 30Cr + 35Ni <about 60 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni <about 40 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni <about 20 ppm, or Fe + 30Cr + 35Ni <about 10 ppm to be. In other embodiments, the glass comprises from about 60 mol% to about 80 mol% SiO 2 , from about 0.1 mol% to about 15 mol% Al 2 O 3 , from 0 mol% to about 12 mol% B 2 O 3 , and between about 0.1 mol% and about 15 mol% R 2 O and between about 0.1 mol% and about 15 mol%, wherein R is any one or more Li, Na, K , Rb, Cs and x is 2 or Zn, Mg, Ca, Sr or Ba and x is 1.

다른 실시예들에 있어서, 유리 조성은 약 65.79 mol% 내지 약 78.17 mol% 사이의 SiO2, 약 2.94 mol% 내지 약 12.12 mol% 사이의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 11.16 mol% 사이의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2.06 mol% 사이의 Li2O, 약 3.52 mol% 내지 약 13.25 mol% 사이의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 4.83 mol% 사이의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 3.01 mol% 사이의 ZnO, 약 0 mol% 내지 약 8.72 mol% 사이의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 4.24 mol% 사이의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 6.17 mol% 사이의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 4.3 mol% 사이의 BaO, 및 약 0.07 mol% 내지 약 0.11 mol% 사이의 SnO2를 포함할 수 있다.In other embodiments, the glass composition is between about 65.79 mol% and about 78.17 mol% SiO 2 , between about 2.94 mol% and about 12.12 mol% Al 2 O 3 , between about 0 mol% and about 11.16 mol% Of B 2 O 3 , between about 0 mol% and about 2.06 mol% Li 2 O, between about 3.52 mol% and about 13.25 mol% Na 2 O, between about 0 mol% and about 4.83 mol% K 2 O , Between about 0 mol% and about 3.01 mol% ZnO, between about 0 mol% and about 8.72 mol%, between about 0 mol% and about 4.24 mol% CaO, between about 0 mol% and about 6.17 mol% Of SrO, between about 0 mol% and about 4.3 mol% BaO, and between about 0.07 mol% and about 0.11 mol% SnO 2 .

추가의 실시예들에 있어서, 유리는 0.95와 3.23 사이의 RxO/Al2O3 비를 갖는 유리를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 임의의 하나 이상의 Li, Na, K, Rb, Cs이고 x는 2이다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리는 1.18과 5.68 사이의 RxO/Al2O3 비를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 임의의 하나 이상의 Li, Na, K, Rb, Cs이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리는 -4.25와 4.0 사이의 RxO - Al2O3 - MgO를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 임의의 하나 이상의 Li, Na, K, Rb, Cs이고 x는 2이다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리는 약 66 mol% 내지 약 78 mol% 사이의 SiO2, 약 4 mol% 내지 약 11 mol% 사이의 Al2O3, 약 4 mol% 내지 약 11 mol% 사이의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 Li2O, 약 4 mol% 내지 약 12 mol% 사이의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 ZnO, 약 0 mol% 내지 약 5 mol% 사이의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 5 mol% 사이의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 BaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 SnO2를 포함할 수 있다.In further embodiments, the glass may comprise a glass having an R x O / Al 2 O 3 ratio between 0.95 and 3.23, wherein R is any one or more Li, Na, K, Rb, Cs x is two. In other embodiments, the glass can comprise an R x O / Al 2 O 3 ratio between 1.18 and 5.68, where R is any one or more Li, Na, K, Rb, Cs and x is 2 Or Zn, Mg, Ca, Sr or Ba and x is 1. In yet other embodiments, the glass may comprise between -4.25 and 4.0 R x O-Al 2 O 3 -MgO, where R is any one or more Li, Na, K, Rb, Cs x is two. In yet other embodiments, the glass comprises from about 66 mol% to about 78 mol% SiO 2 , from about 4 mol% to about 11 mol% Al 2 O 3 , from about 4 mol% to about 11 mol% Between B 2 O 3 , between about 0 mol% and about 2 mol% Li 2 O, between about 4 mol% and about 12 mol% Na 2 O, between about 0 mol% and about 2 mol% K 2 O, between about 0 mol% and about 2 mol% ZnO, between about 0 mol% and about 5 mol% MgO, between about 0 mol% and about 2 mol% CaO, between about 0 mol% and about 5 mol% Between SrO, between about 0 mol% and about 2 mol% BaO, and between about 0 mol% and about 2 mol% SnO 2 .

추가의 실시예들에 있어서, 상기 유리는 약 72 mol% 내지 약 80 mol% 사이의 SiO2, 약 3 mol% 내지 약 7 mol% 사이의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 Li2O, 약 6 mol% 내지 약 15 mol% 사이의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 ZnO, 약 2 mol% 내지 약 10 mol% 사이의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 BaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 사이의 SnO2를 포함하는 유리 재료를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 유리는 약 60 mol% 내지 약 80 mol% 사이의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 15 mol% 사이의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol% 사이의 B2O3, 및 약 2 mol% 내지 약 50 mol% 사이의 RxO를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 임의의 하나 이상의 Li, Na, K, Rb, Cs이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며, 여기서 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm이다.In further embodiments, the glass comprises from about 72 mol% to about 80 mol% SiO 2 , from about 3 mol% to about 7 mol% Al 2 O 3 , from about 0 mol% to about 2 mol% Between B 2 O 3 , between about 0 mol% and about 2 mol% Li 2 O, between about 6 mol% and about 15 mol% Na 2 O, between about 0 mol% and about 2 mol% K 2 O, between about 0 mol% and about 2 mol% ZnO, between about 2 mol% and about 10 mol% MgO, between about 0 mol% and about 2 mol% CaO, between about 0 mol% and about 2 mol% Glass materials comprising SrO in between, between about 0 mol% and about 2 mol% BaO, and between about 0 mol% and about 2 mol% SnO 2 . In certain embodiments, the glass comprises between about 60 mol% and about 80 mol% SiO 2 , between about 0 mol% and about 15 mol% Al 2 O 3 , between about 0 mol% and about 15 mol% of B 2 O 3, and from about 2 mol% to may comprise a R x O between about 50 mol%, where R is any one or more of Li, Na, K, Rb, Cs a or x is 2, or Zn, Mg, Ca, Sr or Ba and x is 1, where Fe + 30Cr + 35Ni <about 60 ppm.

일부의 실시예에 있어서, 상기 유리는 약 -0.005 내지 약 0.05 범위, 또는 0.005 내지 약 0.015 범위(예컨대, 약 -0.005, -0.004, -0.003, -0.002, -0.001, 0, 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.011, 0.012, 0.013, 0.014, 0.015, 0.02, 0.03, 0.04, 또는 0.05)와 같이 0.05 미만의 색변환(Δy)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리는 0.008 미만의 색 변환을 포함할수 있다. 특정 실시예들에 따르면, 상기 유리는, 420-750 nm 범위의 파장에 대해, 약 3 dB/m 미만, 약 2 dB/m 미만, 약 1 dB/m 미만, 약 0.5 dB/m 미만, 약 0.2 dB/m 미만, 또는 심지어 더 적은, 예컨대 약 0.2 dB/m 내지 약 4 dB/m 범위와 같이 약 4 dB/m 미만의 광 감쇠 α1(예컨대, 흡수 및/또는 산란 손실로 인해)을 가질 수 있다.In some embodiments, the glass ranges from about -0.005 to about 0.05, or from 0.005 to about 0.015 (eg, about -0.005, -0.004, -0.003, -0.002, -0.001, 0, 0.001, 0.002, 0.003 , 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.011, 0.012, 0.013, 0.014, 0.015, 0.02, 0.03, 0.04, or 0.05). In other embodiments, the glass may comprise a color conversion of less than 0.008. According to certain embodiments, the glass has a wavelength in the range of 420-750 nm, less than about 3 dB / m, less than about 2 dB / m, less than about 1 dB / m, less than about 0.5 dB / m, about Less than 0.2 dB / m, or even less, light attenuation α 1 (eg, due to absorption and / or scattering losses) of less than about 4 dB / m, such as in the range of about 0.2 dB / m to about 4 dB / m. Can have

감쇠는 길이 L의 투명 기판을 통한 입력 소스의 광 투과율 TL(□)을 측정하고 이러한 투과율을 소스 스펙트럼 T0(□)에 의해 정규화하는 것을 특정할 수 있다. dB/m 단위에서, 감쇠는 □(□) = -10/L*log10(TL(□)/TL(□))로 주어지며, 여기서 L은 미터 길이이고 TL(□) 및 TL(□)은 방사선 측정 단위로 측정된다.Attenuation can specify to measure the light transmission T L (□) of the input source through the transparent substrate of length L and normalize this transmission by the source spectrum T 0 (□). In dB / m units, the attenuation is given by □ (□) = -10 / L * log 10 (T L (□) / T L (□)), where L is the meter length and T L (□) and T L (□) is measured in units of radiation measurement.

일부의 실시예에 있어서, 상기 유리는, 예컨대 이온 교환에 의해 화학적으로 강화될 수 있다. 이온 교환 공정 동안, 유리 시트의 표면 또는 표면 근처에서 유리 시트 내의 이온은 더 큰 금속 이온, 예를 들어 염욕(salt bath)으로부터 교환될 수 있다. 그러한 더 큰 이온을 유리에 혼입하면 근처의 표면 영역에 압축 응력을 발생시켜 유리 시트를 강화시킬 수 있다. 그러한 압축 응력의 균형을 맞추기 위해 유리 시트의 중앙 영역 내에 대응하는 인장 응력이 유도될 수 있다.In some embodiments, the glass can be chemically strengthened, such as by ion exchange. During the ion exchange process, ions in the glass sheet at or near the surface of the glass sheet may be exchanged from larger metal ions, for example salt baths. The incorporation of such larger ions into the glass can create compressive stress in nearby surface areas to strengthen the glass sheet. To balance such compressive stress a corresponding tensile stress can be induced in the central region of the glass sheet.

이온 교환은, 예를 들어 유리를 용융 염욕에 미리 정해진 시간 동안 침지시킴으로써 수행될 수 있다. 예시의 염욕은 KNO3, LiNO3, NaNO3, RbNO3, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이것으로 한정하진 않는다. 상기 용융 염욕의 온도 및 처리 시간은 달라질 수 있다. 원하는 응용에 따라 시간 및 온도를 결정하는 것은 당업자의 능력 내에 있다. 비-한정 예로서, 비록 다른 온도 및 시간 조합이 예상되지만, 상기 용융 염욕의 온도는 약 400℃ 내지 약 800℃, 예컨대 약 400℃ 내지 약 500℃의 범위일 수 있고, 미리 정해진 시간은 약 4시간 내지 약 24시간, 예컨대 약 4시간 내지 약 10시간의 범위일 수 있다. 비-한정 예로서, 유리를 KNO3 욕조에, 예를 들어 약 450℃에서 약 6시간 동안 침지시켜 표면 압축 응력을 부여하는 K-풍부 층을 얻을 수 있다.Ion exchange can be performed, for example, by immersing the glass in a molten salt bath for a predetermined time. Exemplary salt baths include, but are not limited to, KNO 3 , LiNO 3 , NaNO 3 , RbNO 3 , and combinations thereof. The temperature and treatment time of the molten salt bath may vary. It is within the ability of those skilled in the art to determine time and temperature according to the desired application. By way of non-limiting example, although other temperature and time combinations are envisaged, the temperature of the molten salt bath may range from about 400 ° C. to about 800 ° C., such as from about 400 ° C. to about 500 ° C., and the predetermined time is about 4 And from about 24 hours, such as about 4 hours to about 10 hours. As a non-limiting example, the glass may be immersed in a KNO 3 bath, for example at about 450 ° C. for about 6 hours to obtain a K-rich layer that imparts surface compressive stress.

특정 실시예들에 있어서, 상기 LGP(110), 제1기판(170), 제2기판(155) 및/또는 접착제 층(들)(145; 존재하는 경우)과 같은 일체형 장치(100)의 다양한 요소는 투명하거나 실질적으로 투명할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "투명"은 요소가 500 mm 이하의 투과 길이에 대한 스펙트럼의 가시 영역(~420-750nm)에서 약 80%보다 큰 광 투과율을 갖는다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, 예시의 투명 재료는 가시 영역에서 약 85%보다 큰 투과율, 예컨대 약 90%보다 크거나, 또는 약 95%보다 큰 투과율(이들 사이의 범위 및 그 하위 범위 모두를 포함하는)을 가질 수 있다.In certain embodiments, a variety of integrated devices 100, such as the LGP 110, the first substrate 170, the second substrate 155, and / or the adhesive layer (s) 145 (if present), may be used. The element may be transparent or substantially transparent. The term “transparent” as used herein is intended to indicate that the element has a light transmission greater than about 80% in the visible region (˜420-750 nm) of the spectrum for a transmission length of 500 mm or less. For example, the exemplary transparent material may have a transmission greater than about 85%, such as greater than about 90%, or greater than about 95% in the visible region, including both ranges and subranges therebetween. Can be.

일부의 실시예에 있어서, 예시의 투명 재료는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함할 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm이고, < 약 20 ppm이거나, 또는 < 약 10 ppm이다. 다른 실시예들에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm이고, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 40 ppm이고, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 20 ppm이거나, 또는 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 10 ppm이다. 추가의 실시예들에 따르면, 예시의 투명 재료는 Δy < 0.015를 포함하거나, 또는 일부의 실시예에서 색 변환 < 0.008을 포함할 수 있다.In some embodiments, exemplary transparent materials may include less than 1 ppm of Co, Ni, and Cr, respectively. In some embodiments, the concentration of Fe is <about 50 ppm, <about 20 ppm, or <about 10 ppm. In other embodiments, Fe + 30Cr + 35Ni <about 60 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni <about 40 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni <about 20 ppm, or Fe + 30Cr + 35Ni <about 10 ppm to be. According to further embodiments, the exemplary transparent material may include Δy <0.015, or in some embodiments include color conversion <0.008.

색 변환은 색 측정을 위한 CIE 1931 표준을 사용하여 Nichia NFSW157D-E와 같은 표준 백색 LED(들)에 의해 조명되는 LGP의 길이(L)를 따라 그 추출된 광의 x 및 y 색도 좌표의 변화를 측정함으로써 특성화될 수 있다. LED(들)의 공칭 색 포인트는 y=0.28 및 x=0.29로 선택된다. 유리 LGP의 경우, 색 변환(Δy)은 Δy=y(L2)-y(L1)로 보고될 수 있으며, 여기서 L2 및 L1은 소스 론치(source launch)로부터 멀어지는 패널 또는 기판 방향에 따른 Z 위치들이고, L2-L1=0.5미터이다. 예시의 유리 LGP들은 Δy<0.05, Δy<0.01, Δy<0.005, Δy<0.003 또는 Δy<0.001을 갖는다.Color conversion measures the change in the x and y chromaticity coordinates of the extracted light along the length L of the LGP illuminated by standard white LED (s), such as the Nichia NFSW157D-E, using the CIE 1931 standard for color measurement. By characterization. The nominal color point of the LED (s) is selected as y = 0.28 and x = 0.29. For free LGP, the color conversion Δy can be reported as Δy = y (L 2 ) -y (L 1 ), where L 2 and L 1 are in the direction of the panel or substrate away from the source launch. Along the Z positions, and L 2 -L 1 = 0.5 meters. Example free LGPs have Δy <0.05, Δy <0.01, Δy <0.005, Δy <0.003 or Δy <0.001.

본원에 개시된 일체형 장치들은 종래 장치와 비교하여 다양한 장점 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 어셈블리 및 백라이트 어셈블리는 완전히 일체화, 예컨대 서로 본딩될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 그러한 디스플레이 어셈블리 및 백라이트 어셈블리는 적어도 하나의 개재 층에 의해 연속으로 함께 본딩될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "연속으로 본딩된"은 상기 백라이트 어셈블리의 제1주표면이 상기 디스플레이 어셈블리의 제2주표면에 본딩되는 것, 예컨대 실질적으로 모든 제1주표면이 개재 층을 사용하거나 사용하지 않고 실질적으로 모든 제2주표면에 본딩되는 것을 나타내기 위한 것이다. 그와 같은 구성은 특히 에지에서만 본딩된 장치들에 비해 그러한 일체형 장치의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.The integrated devices disclosed herein can provide a variety of advantages characteristics over conventional devices. For example, the display assembly and the backlight assembly may be fully integrated, eg bonded to each other. In certain embodiments, such display assembly and backlight assembly may be bonded together in series by at least one intervening layer. The term "continuously bonded" as used herein means that the first major surface of the backlight assembly is bonded to the second major surface of the display assembly, such that substantially all of the first major surface uses intervening layers or It is intended to represent bonding to substantially all of the second major surface without use. Such a configuration can improve the mechanical strength of such a unitary device, especially compared to devices bonded only at the edges.

도 1a-b를 참조하면, 상기 제2기판(155)은 접착층(145)을 통해 상기 패터닝된 광학 요소(135)에 연속으로 본딩될 수 있는 흡수 편광기(150) 또는 반사 편광기(150')에 연속으로 본딩될 수 있다. 도 1c에서, 상기 제2기판(155)은 색 변환층(195)에 연속으로 본딩될 수 있는 반사 편광기(150')에 연속으로 본딩될 수 있으며, 상기 색 변환층(195)은 상기 패터닝된 광학 요소(135)에 이들 요소들 간 옵션의 접착 층(나타내지 않음)에 의해 연속으로 본딩될 수 있다. 도 1d를 참조하면, 상기 제2기판(155)은 접착 층(145)을 통해 상기 패터닝된 광학 요소(135)에 연속으로 본딩될 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 상기 일체형 장치 내의 모든 요소들의 전면 표면은 인접한 요소의 후면 표면에 연속으로 본딩될 수 있다.1A-B, the second substrate 155 is attached to an absorbing polarizer 150 or a reflective polarizer 150 ′ that may be continuously bonded to the patterned optical element 135 through an adhesive layer 145. It can be bonded continuously. In FIG. 1C, the second substrate 155 may be continuously bonded to the reflective polarizer 150 ′ which may be continuously bonded to the color conversion layer 195, and the color conversion layer 195 may be bonded to the patterned layer. The optical element 135 may be continuously bonded by an optional adhesive layer between these elements (not shown). Referring to FIG. 1D, the second substrate 155 may be continuously bonded to the patterned optical element 135 through an adhesive layer 145. In various embodiments, the front surface of all elements in the unitary device may be continuously bonded to the back surface of adjacent elements.

본원에 개시된 일체형 장치는 또한, 예컨대 그러한 장치의 요소들 사이에 하나 이상의 광학 필름 및/또는 에어 갭(들)이 없기 때문에, 종래의 장치보다 더 얇고 그리고/또 더 가벼울 수 있다. 이들 요소 중 하나 이상을 제거는 효과적으로 장치의 전체 비용 및/또는 복잡성을 줄일 수 있다. 일부의 실시예에 있어서, 상기 일체형 장치, 백라이트 어셈블리, 및/또는 디스플레이 어셈블리는 콜리메이팅 필름을 포함하지 않을 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 일체형 장치, 백라이트 어셈블리, 및/또는 디스플레이 어셈블리는 확산 필름을 포함하지 않을 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 일체형 장치, 백라이트 어셈블리, 및/또는 디스플레이 어셈블리는 콜리메이팅 필름 또는 확산 필름을 포함하지 않을 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 일체형 장치는 에어 갭을 포함하지 않을 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 일체형 장치, 백라이트 어셈블리, 및/또는 디스플레이 어셈블리는 콜리메이팅 필름, 확산 필름, 또는 에어 갭 중 어느 것도 포함하지 않을 수 있다.The unitary devices disclosed herein may also be thinner and / or lighter than conventional devices, for example, because there is no one or more optical films and / or air gap (s) between the elements of such devices. Eliminating one or more of these factors can effectively reduce the overall cost and / or complexity of the device. In some embodiments, the unitary device, backlight assembly, and / or display assembly may not include a collimating film. In other embodiments, the unitary device, backlight assembly, and / or display assembly may not include a diffusion film. In other embodiments, the unitary device, backlight assembly, and / or display assembly may not include a collimating film or a diffusion film. In still other embodiments, the unitary device may not include an air gap. In yet other embodiments, the unitary device, backlight assembly, and / or display assembly may not include any of the collimating film, diffuser film, or air gap.

도 1a-d를 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(100A)와 디스플레이 어셈블리(100B)는 이들 두 요소 사이에 존재하는 확산 필름 및/또는 시준 필름없이 함께 본딩될 수 있다. 추가의 실시예에 있어서, 상기 백라이트 어셈블리(100A)와 디스플레이 어셈블리(100B) 사이에 에어 갭이 존재하지 않을 수 있다. 주변 본딩 방법, 예컨대 요소들의 에지에 따른 본딩은 본원에 기술된 바와 같이 에어 갭이 없는 일체형 장치를 제공하지 않는다는 점을 알아야 한다.1A-D, the backlight assembly 100A and the display assembly 100B may be bonded together without the diffuser and / or collimating film present between these two elements. In further embodiments, there may be no air gap between the backlight assembly 100A and the display assembly 100B. It should be noted that the peripheral bonding method, such as bonding along the edges of the elements, does not provide an integrated device without air gaps as described herein.

다양한 개시된 실시예는 그 특정 실시예와 관련하여 기술된 특정 특징, 요소 또는 단계들을 포함할 수 있음을 이해해야 할 것이다. 하나의 특정 실시예와 관련하여 기술되었지만, 특정 특징, 요소 또는 단계는 나타내지 않은 다양한 조합 또는 순열에서 대안의 실시예들과 교환되거나 조합될 수 있음을 이해해야 할 것이다.It should be understood that various disclosed embodiments can include particular features, elements, or steps described in connection with the specific embodiment. Although described in connection with one particular embodiment, it should be understood that certain features, elements or steps may be exchanged or combined with alternative embodiments in various combinations or permutations not shown.

본원에서 사용된 용어 "그러한", "하나" 또는 "한"은 "적어도 하나"를 의미하고, 달리 명시적으로 나타내지 않는 한 "하나만"으로 제한되어서는 안된다는 것 또한 이해해야 한다. 따라서, 예를 들어, "광원"에 대한 언급은 문맥 상 명백하게 달리 나타내지 않는 한 둘 이상의 그러한 광원을 갖는 예들을 포함한다. 마찬가지로, "다수" 또는 "배열"은 "하나 이상"을 나타내는 것으로 의도된다. 그와 같이, "다수의 광 추출 기능부"는 3개 이상의 그러한 기능부 등과 같은 2개 이상의 그러한 기능부를 포함하고, "광 추출 기능부의 어레이"는 3개 이상의 그러한 기눙부 등과 같이 2개 이상의 그러한 기능부를 포함한다.It is also to be understood that the terms “such”, “one” or “one” as used herein mean “at least one” and should not be limited to “one” unless expressly indicated otherwise. Thus, for example, reference to "a light source" includes examples having two or more such light sources unless the context clearly indicates otherwise. Likewise, "multiple" or "array" is intended to represent "one or more". As such, "a plurality of light extraction functions" includes two or more such functions, such as three or more such functions, and an "array of light extraction functions" includes two or more such functions, such as three or more such features, and the like. It includes a functional part.

본원에서 범위는 "약" 하나의 특정 값에서 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 그와 같은 범위가 표현될 때, 예들로는 하나의 특정 값부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사로 "약"을 사용하여 값들이 근사치로 표현될 때, 특정 값이 다른 양태를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 각 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여, 그리고 다른 끝점과 무관하게 중요하다는 것을 더 이해해야 할 것이다.A range can be expressed herein as "about" one particular value and / or as "about" another particular value. When such a range is expressed, examples include from one particular value and / or to another specific value. Similarly, when values are expressed as approximations using “about” as a preceding, it will be understood that certain values form another aspect. It should be further understood that the endpoint of each range is important in relation to and independent of the other endpoints.

본원에 사용된 용어 "실질적인", "실질적으로", 및 그 변형은 기술된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 대략 동일하다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은 평면이거나 대략 평면인 표면을 나타내기 위한 것이다. 또한, 상기 정의한 바와 같이, "실질적으로 유사한"은 두 값이 같거나 대략 같다는 것을 나타내기 위한 것이다. 일부의 실시예에 있어서, "실질적으로 유사한"은 서로 약 10% 이내, 예컨대 서로 약 5% 이내 또는 서로 약 2% 이내의 값들을 나타낼 수 있다.The terms "substantially", "substantially", and variations thereof, as used herein, are intended to indicate that the features described are the same or approximately the same as the value or description. For example, a "substantially planar" surface is intended to represent a planar or approximately planar surface. Also, as defined above, "substantially similar" is intended to indicate that the two values are equal or approximately equal. In some embodiments, “substantially similar” may represent values within about 10% of each other, such as within about 5% of each other or within about 2% of each other.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 제시된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계들에 뒤 따르는 순서를 인용하지 않거나 또는 청구범위 또는 설명에서 단계들이 특정 순서로 제한되어야한다는 것이 구체적으로 달리 언급되지 않은 경우, 특정 순서를 유추하려는 의도는 없다.Unless expressly stated to the contrary, any method presented herein is not to be construed as requiring that the steps be performed in a particular order. Accordingly, there is no intention to infer a particular order unless the method claim actually refers to the order following the steps or otherwise specifically states in the claims or description that the steps should be limited to a particular order.

특정 실시예들의 다양한 특징, 요소 또는 단계들이 과도적인 표현 "포함하는"을 사용하여 개시될 수 있지만, 과도적인 표현 "구성되는" 또는 "본질적으로 구성되는"을 사용하여 기술될 수 있는 것을 포함하는 대안의 실시예가 암시되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, A + B + C를 포함하는 어셈블리에 대한 암시된 대안의 실시예들은 어셈블리가 A + B + C로 구성되는 실시예 및 어셈블리가 본질적으로 A + B + C로 구성되는 실시예를 포함한다.Various features, elements, or steps of certain embodiments may be disclosed using the transitional expression "comprising", but include those that may be described using the transitional expression "consisting of" or "consisting essentially of." It is to be understood that alternative embodiments are implied. Thus, for example, implied alternative embodiments for an assembly comprising A + B + C include embodiments in which the assembly consists of A + B + C and implementations in which the assembly consists essentially of A + B + C. Include an example.

본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시에 대한 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 요지를 포함하는 개시된 실시예들의 변형 조합, 하위 조합 및 변형이 당업자에게 발생할 수 있기 때문에, 본 개시는 수반된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to the present disclosure without departing from the spirit and scope of the disclosure. Since modifications, subcombinations, and variations of the disclosed embodiments, including the spirit and gist of the present disclosure, may occur to those skilled in the art, the present disclosure should be construed to include all that is within the scope of the appended claims and their equivalents. .

Claims (20)

일체형 장치로서, 상기 일체형 장치는:
(a) 백라이트 어셈블리; 및
(b) 디스플레이 어셈블리를 포함하며,
상기 백라이트 어셈블리는:
발광의 제1주표면과 대향의 제2주표면을 포함하는 도광판; 및
상기 도광판의 제1주표면에 광학적으로 결합된 패터닝된 광학 요소를 포함하고,
상기 패터닝된 광학 요소는 적어도 하나의 광 반사 영역 및 적어도 하나의 광 투과 영역을 포함하고,
상기 디스플레이 어셈블리는:
제1기판, 제2기판과, 이들 사이에 배치된 광 변조 층; 및
적어도 하나의 광 투과 개구를 포함하며,
상기 패터닝된 광학 요소의 상기 적어도 하나의 광 투과 영역은 상기 디스플레이 어셈블리의 적어도 하나의 광 투과 개구와 적어도 부분적으로 정렬되는, 일체형 장치.
The unitary device, wherein the unitary device is:
(a) a backlight assembly; And
(b) includes a display assembly,
The backlight assembly is:
A light guide plate including a second major surface opposite to the first major surface of light emission; And
A patterned optical element optically coupled to a first major surface of the light guide plate,
The patterned optical element comprises at least one light reflecting region and at least one light transmitting region,
The display assembly is:
A first substrate, a second substrate, and a light modulation layer disposed therebetween; And
At least one light transmitting aperture,
And the at least one light transmissive region of the patterned optical element is at least partially aligned with at least one light transmissive opening of the display assembly.
청구항 1에 있어서,
적어도 하나의 편광기를 더 포함하는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
And at least one polarizer.
청구항 2에 있어서,
적어도 하나의 편광기는 제1기판의 발광의 주표면에 인접하여 위치되고, 제2기판과 도광판 사이에 위치되거나, 또는 둘 모두에 위치된 흡수 편광기인, 일체형 장치.
The method according to claim 2,
The at least one polarizer is an absorbing polarizer positioned adjacent to a major surface of light emission of the first substrate and positioned between the second substrate and the light guide plate, or both.
청구항 2에 있어서,
적어도 하나의 편광기는 제2기판과 광 변조 층 사이에 또는 제2기판과 도광판 사이에 위치된 반사 편광기인, 일체형 장치.
The method according to claim 2,
The at least one polarizer is a reflective polarizer positioned between the second substrate and the light modulation layer or between the second substrate and the light guide plate.
청구항 1에 있어서,
광 변조 층은 액정 층을 포함하는 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The light modulating layer comprises a liquid crystal layer.
청구항 1에 있어서,
제1기판은 제2기판보다 두꺼운, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first substrate is thicker than the second substrate.
청구항 1에 있어서,
패터닝된 광학 요소는 도광판의 제1주표면에 본딩되거나 퇴적되는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The patterned optical element is bonded or deposited on the first major surface of the light guide plate.
청구항 1에 있어서,
패터닝된 광학 요소는 교대로 더 높은 및 더 낮은 굴절률을 포함하는 유전체 층들의 스택을 포함하는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The patterned optical element includes an stack of dielectric layers that in turn includes a higher and lower refractive index.
청구항 8에 있어서,
패터닝된 광학 요소는 금속 층을 더 포함하는, 일체형 장치.
The method according to claim 8,
The patterned optical element further comprises a metal layer.
청구항 1에 있어서,
패터닝된 광학 요소의 광 반사 영역은 약 85%보다 큰 광 반사율을 갖는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The light reflecting region of the patterned optical element has a light reflectance of greater than about 85%.
청구항 1에 있어서,
도광판의 제2주표면은 적어도 하나의 광 추출 기능부, 적어도 하나의 미세 구조, 또는 둘 모두를 포함하는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The second major surface of the light guide plate comprises at least one light extraction function, at least one microstructure, or both.
청구항 1에 있어서,
적어도 하나의 광 추출 기능부는 광 확산 입자 층 또는 다수의 개별 프리즘 요소를 포함하는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The at least one light extraction function comprises a light diffusing particle layer or a plurality of individual prism elements.
청구항 1에 있어서,
디스플레이 어셈블리의 제2기판은 백라이트 어셈블리의 패터닝된 광학 요소에 본딩되는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
And the second substrate of the display assembly is bonded to the patterned optical element of the backlight assembly.
청구항 1에 있어서,
백라이트 어셈블리는 적어도 하나의 개재 층(intervening layer)에 의해 디스플레이 어셈블리에 본딩되는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The backlight assembly is bonded to the display assembly by at least one intervening layer.
청구항 14에 있어서,
적어도 하나의 개재 층은 접착 층, 편광기, 색 변환 층, 또는 이들의 조합을 포함하는, 일체형 장치.
The method according to claim 14,
The at least one intervening layer comprises an adhesive layer, a polarizer, a color converting layer, or a combination thereof.
청구항 14에 있어서, 일체형 장치는 디스플레이 어셈블리와 백라이트 어셈블리 사이에 위치된 확산 필름 또는 콜리메이팅 필름을 포함하지 않는, 일체형 장치.The unitary device of claim 14, wherein the unitary device does not include a diffusion film or collimating film positioned between the display assembly and the backlight assembly. 청구항 14에 있어서,
에어 갭은 디스플레이 어셈블리와 백라이트 어셈블리 사이에 존재하지 않는, 일체형 장치.
The method according to claim 14,
The air gap does not exist between the display assembly and the backlight assembly.
청구항 1에 있어서,
도광판의 광 입사 에지 표면 또는 상기 도광판의 제2주표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 광원을 더 포함하는, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
And at least one light source optically coupled to a light incident edge surface of the light guide plate or to a second major surface of the light guide plate.
청구항 18에 있어서,
적어도 하나의 광원은 백색 광 또는 청색 광을 방출하는, 일체형 장치.
The method according to claim 18,
The at least one light source emits white light or blue light.
청구항 1에 있어서,
일체형 장치는 디스플레이, 조명, 또는 전자 장치인, 일체형 장치.
The method according to claim 1,
The unitary device is a display, lighting, or electronic device.
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