CN109690183A - 色转换导光板和包含其的装置 - Google Patents

色转换导光板和包含其的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109690183A
CN109690183A CN201780055028.7A CN201780055028A CN109690183A CN 109690183 A CN109690183 A CN 109690183A CN 201780055028 A CN201780055028 A CN 201780055028A CN 109690183 A CN109690183 A CN 109690183A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
guide plate
light guide
incident surface
feature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780055028.7A
Other languages
English (en)
Inventor
D·F·道森-埃利
S·S·罗森布拉姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of CN109690183A publication Critical patent/CN109690183A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0025—Diffusing sheet or layer; Prismatic sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0085—Means for removing heat created by the light source from the package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本文揭示了包含衍射特征件和色转换特征件的导光板。还揭示了包含光学耦合到此类导光板的至少一个光源的光学组件。本文还揭示了包括此类组件和装置的显示器装置、发光装置、和电子装置。

Description

色转换导光板和包含其的装置
本申请根据35U.S.C.§119，要求2016年09月07日提交的美国临时申请系列第62/384,417号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本公开一般地涉及导光板以及包含此类导光板的显示器或发光装置，更具体地，涉及包含色转换和光衍射特征的导光板。
背景技术
液晶显示器(LCD)常用于各种电子器件，例如，手机、笔记本电脑、电子平板、电视机和电脑监视器。常规LCD通常包含发光二极管(LED)和色转换元件，例如，磷光体或量子点(QD)。在发光应用(例如，光源)中，LED还可以与色转换元件组合使用。导光组件可以包括一个或多个“白色”LED，其光学耦合到导光板(LGP)，所述导光板(LGP)包含一个或多个光提取特征用于以所需方向散射光。
可以通过如下方式生产白色LED，例如：用硅酮/磷光体浆料涂覆发蓝光的LED，当光通过时，所述硅酮/磷光体浆料可以将其中的部分光转换为绿光和/或红光。人眼将蓝光、绿光、和红光的组合感知为白光。但是，在长期暴露于LED光通量和热之后，硅酮可能随时间发生变暗。此外，相比于其他色转换元件(例如，QD)，磷光体倾向于具有差的色域，这是由于它们较宽的发射谱所导致的。
因此，提供能够利用QD作为传统磷光体材料的补充或替代的发光和显示器组件(例如，导光组件)会是有用的。但是，诸如磷光体和QD之类的色转换元件对于光转换不是100％的量子效率，以及部分光能可能被色转换元件吸收作为热量。色转换过程自身也可能产生热，例如，当较短波长转换为较长波长时，由于斯托克偏移所导致的情况。在一些情况下，最高至20-40％的吸收光会被转化成热。由于过多的热量可能使得色转换元件劣化，因此建立充分的冷却或散热路径以消散掉产生的热和将色转换元件维持在所需运行温度内会是重要的。
虽然磷光体材料可能可以在中等温度(例如，最高至约300℃)运行，但是QD是高度温度敏感的，并且在超过约100℃的温度可能发生劣化。由于QD的温度敏感性，传统显示器和发光组件通常构造成避免QD与LED之间的紧密靠近和/或直接接触。因此，迄今为止，包含QD作为色转换元件的LGP组件设计即使不是无法实现也是困难的。
因此，提供包含具有合适散热路径的色转换特征件的LGP会是有利的。提供具有改进的色域的色转换LGP也会是有利的。除此之外，提供包含通式能够将蓝光转换为白光且以所需方向散射光的特征件的LGP会是有利的。
发明内容
在各种实施方式中，本公开涉及导光板，其包含具有光入射表面和相反的发光表面的透明基材，其中，光入射表面包括至少一个光衍射特征件，以及光入射表面和发光表面中的至少一个包括至少一个色转换特征件。
根据各种实施方式，所述至少一个色转换特征件可以包括含色转换介质的腔体。例如，腔体可以包括发光表面和/或光入射表面中的凹陷，或者腔体可以布置在密封层与发光表面之间和/或布置在密封层与光入射表面之间。在一些实施方式中，密封层可以是透明的、反射性的、或者部分反应性的，和/或是连续或不连续的。在某些实施方式中，透明基材可以图案化有多个光提取特征件，其可以是例如包括梯度图案(例如，周期性图案)。光提取特征件可以选自表面特征件或者表面下特征件。根据非限制性实施方式，所述至少一个光衍射特征件可以包括周期性或啁啾(chirped)衍射格栅的阵列。衍射格栅可以包括例如：透明基材的光入射表面上的图案化的聚合物层或金属层，或者透明基材的光入射表面上的一个或多个经过激光破坏、经过离子交换、或者结晶的区域。
本文还揭示了包含光学耦合到至少一个光源的LGP的光学组件。在某些实施方式中，光源可以光学耦合到LGP的光入射表面。示例性光源可以包括例如：发光二极管(LED)，其发射紫外光、近紫外光、或蓝光。根据各种实施方式，光衍射特征件和光源可以相互以重叠对齐布置，和/或光衍射特征件可以构造成将来自所述至少一个光源的光直接引导传播到预定的色转换特征件。本文还揭示了包括此类光学组件的显示器装置、发光装置、和电子装置。
本公开还涉及制造光学组件的方法，所述方法包括：在透明基材的光入射表面上形成至少一个光衍射特征件，在透明基材的光入射表面或者相反的发光表面中的至少一个上形成至少一个色转换特征件，以及将至少一个光源光学耦合到所述至少一个光衍射特征件。
在以下的详细描述中给出了本公开的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的方法而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都表示本文的各种实施方式，用来提供对于权利要求的性质和特性的总体理解或框架性理解。包括的附图提供了对本文的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本公开的各种实施方式，并与说明书一起用来解释本公开的原理和操作。
附图说明
当结合以下附图阅读时可以进一步理解如下具体实施方式，其中，只要有可能，相同的附图标记用于表示相同元件，以及：
图1A-D显示根据本公开的各种实施方式的包含LGP的光学组件；和
图2A-B显示根据本公开其他实施方式的包含LGP的光学组件，其包含光提取特征件。
具体实施方式
现将参照图1-2讨论本公开的各种实施方式，其显示了光学组件和导光板(LGP)的示例性实施方式。本文还揭示了包括此类LGP和组件的显示器装置、发光装置、和电子装置。以下一般性描述旨在提供对于所要求保护的装置的总览，并且本公开全文将参照所示的非限制性实施方式更具体地讨论各个方面，在本公开的内容中，这些实施方式是可相互交换的。
本文揭示的导光板包含具有光入射表面和相反的发光表面的透明基材，其中，光入射表面包括至少一个光衍射特征件，以及光入射表面或发光表面中的至少一个包括至少一个色转换特征件。本文还揭示了包含光学耦合到LGP的至少一个光源的光学组件，以及包含此类组件的显示器装置、发光装置、和电子装置。
图1A显示根据本公开实施方式的光学组件200，其包括导光板(LGP)100。LGP 100可以包括透明基材101，其具有光入射表面110和相反的发光表面120。在本文中，也可以将光入射表面和发光表面互换地分别称作相对的“第一”和“第二”主表面。光入射表面110可以包括至少一个光衍射特征件105，以及发光表面120和/或光入射表面110可以包括至少一个色转换特征件。如图1A所示，色转换特征件可以在发光表面120中包括至少一个腔体115，其含有色转换介质125。腔体115可以被至少一个密封层130密封，其可以是不连续的(如图1A所示)或者是连续的(如图1B所示)。任选地，可以靠近光入射表面110提供反射器135(例如，涂覆了反射性涂料的金属膜或基材)，从而以向前(发光)方向对任意背散射光线进行反射。还可以沿着LGP的边缘表面140提供额外的反射器(未示出)。
本文所揭示的光学组件200可以包括光学耦合到LGP 100的光入射表面110的至少一个光源150。如本文所用，术语“光学耦合”旨在表示将光源相对于LGP放置，从而将光引入或入射到LGP中。即使没有与LGP直接物理接触，光源也可以被光学耦合到LGP。例如，光源可以放置成靠近LGP，但是没有与其发生物理碰触。
虽然图1A显示均匀间隔开的光衍射特征件105和腔体115(每个具有相同的尺寸和形状)，但是要理解的是，可以使用任意配置并且旨在落入本公开的范围内。例如，光衍射特征件105和/或腔体115可以以变化的距离间隔开，和/或光衍射特征件105和/或腔体115的尺寸和/或形状可以适当地变化以产生所需的光输出。
此外，虽然图1A将腔体115显示为透明基材内的凹陷或井，但是要理解的是，腔体115也可以是形成在发光表面120与密封层130之间(例如，如图1B所示)。例如，密封层130可以包括具有一个或多个凹陷的基材，以及腔体115可以是在密封层130与发光表面120接合之后形成。或者，色转换介质125可以布置在或者图案化在发光表面120上，以及可以在色转换介质125上涂覆密封层，从而对其进行包封并在发光表面120上形成腔体115。例如，密封层可以通过喷溅、气相沉积、和其他类似工艺，布置在色转换介质的顶部上。
此外，虽然图1A-B显示腔体115仅存在于发光表面120上，但是要理解的是，腔体115也可以存在于光入射表面110上(如图1C所示)，或者可以同时存在于光入射表面110和发光表面120上(如图1D所示)。在光入射表面110上放置一个或多个色转换特征件可以提供在不使用光提取特征的情况下向前散射光的额外优势。因而，色转换特征件可以起到两个目的：将蓝光转换为更长波长，和将经过转换的光向前散射从而其从发光表面进行传输。在光入射表面110上包含腔体115的实施方式中，腔体可以间隔在光衍射特征件105的一个或多个之间，以适当地产生所需的光输出。此外，要理解的是，可以采用上文参照发光表面120所揭示的任意方法，对存在于光入射表面110上的任意腔体115进行密封。
根据各种实施方式，LGP 100可以图案化有一个或多个光提取特征件160、160'。例如，如图2A所示，LGP 100可以包括图案化在发光表面120上的多个表面光提取特征件160，其具有合适的密度以产生穿过LGP 100的发光表面120的基本均匀的光输出强度。在其他实施方式中，LGP可以图案化有表面下光提取特征件160'，如图2B所示。
光提取特征件可以产生光的表面散射和/或体积散射，这取决于特征件在LGP表面中的深度。光提取特征件的尺寸也可影响LGP的光散射性质。不希望受限于理论，相信小的特征件可以向后和向前散射光，而较大的特征件倾向于主要向前散射光。因此，例如，根据各种实施方式，光提取特征件可以具有小于约100nm(例如，70nm或小于约50nm)的相关长度。此外，在一些实施方式中，较大的提取特征件可以提供向前的光散射，但是具有小的角度展开(small angular spread)。因此，在各种实施方式中，光提取特征件的相关长度的范围可以是约20nm至约50nm，例如：约50nm至约100nm、约150nm至约200nm、或者约250至约350nm，包括其间的所有范围和子范围。可以通过例如，当产生提取特征件时所使用的加工参数，来控制光提取特征件的光学性质。
可以根据本领域已知的任意方法对LGP进行处理以产生光提取特征件，例如，共同待审和共同拥有的国际专利申请号PCT/US2013/063622和PCT/US2014/07077所揭示的方法，其全文分别通过引用结合入本文。示例性光提取特征件可以包括散射颗粒，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、SiO2、或TiO2颗粒，其可以被印刷、油漆或者任意其他方式涂覆到LGP100的发光表面120上。或者，可以通过对LGP 100的发光表面120进行蚀刻或者激光破坏，来提供光散射特征件。也可以通过激光破坏(例如，将激光聚焦到略低于发光表面120下)来产生表面下光提取特征件。此外，在某些实施方式中，可以将光散射颗粒结合到LGP的矩阵中。例如，可以将表面光提取特征件160和表面下光提取特征件160'图案化在发光表面120上或发光表面120下，如图2A-B所示，但是此类特征件也可以图案化在LGP矩阵上或LGP矩阵内的任何地方。
如本文所用，术语“图案化”旨在表示光提取特征件以任意给定图案或设计存在，这可以是例如，无规或经过排列的，重复性或非重复性的，均匀或不均匀的。LGP的表面上或靠近LGP的表面的光提取特征件可以是例如沿其长度发生变化，从而使得每单位长度的提取效率式中，L是光导的长度，以及x是沿着LGP的位置。每单位长度的提取效率可用于管理LGP上的光提取特征件密度，以及每单位长度的提取的功能形式可以发生改变以容纳光多次穿过LGP。因而，可以控制沿着LGP的任意给定位置的光提取特征件的密度，从而产生基本上空间上、谱上、和/或角度上均匀的光发射，其中，发射亮度可以是在发光表面上基本上恒定的。在一些实施方式中，为了在LGP上产生更为均匀的光分布，可以相对于距离入射点的距离使得光提取特征件密度以反向变化，例如，在更为远离光源的位置具有更高的密度。
根据非限制性实施方式，如图2A-B所示，光提取特征件160、160'可以图案化以形成梯度。例如，靠近光源150的光提取特征件160、160'的密度可以低于移至远离光源150的点处(例如，在两个光源之间的中点)的密度，以适当地产生LGP上所需的光输出分布。在图2A-B中，梯度G表示为从较低密度的区域指向较高密度的区域的箭头。在光源阵列的情况下，梯度图案可以包括周期性图案，使得较低提取特征件密度的区域对应于光源，而较高提取特征就密度的区域落在光源之间。但是，要理解的是，不同的梯度图案也是可以的，这取决于所需的光输出，并且旨在落入本公开的范围内。此外，虽然图2A显示仅包含表面光提取特征件160的LGP，而图2B显示仅包含表面下光提取特征件160'的LGP，但是要理解的是，可以使用这些特征件的任意组合，并且旨在落入本公开的范围内。
回过来参见图1A-D，从所述至少一个光源150发出的光LE可以被引导通过光衍射特征件105，其可以以所需的方向对光进行重新引导。然后，经过衍射的光LD可以移动通过LGP 100，直至撞击到包含色转换介质125的区域，在该点，其可能被转化为不同波长以产生经转换的光LC。然后，经过转换的光LC可以传播通过LGP 100，直至其作为透射光TL传输通过发光表面120。例如，光可以撞击(未示出的)光提取特征件，其可以以所需角度向前散射光，如下文更详细所述。
在某些实施方式中，光衍射特征件105可以包括周期性或啁啾(chirped)衍射格栅，其可以构造成沿着所需路径对发射的光LE进行重新导向。如本文所用，光“衍射”旨在表示以所需方向对光线进行方向改变或引导，这可以通过例如经由干涉使得光波展开来完成。相反地，光“散射”经由与例如，不同折射率的材料之间的界面的相互作用，使得光线以数个不同方向分散开。衍射特征件105可以包括利用干涉效应改变入射到特征件上的光的方向的结构。光衍射可用于以预定方向或者沿着预定路径对入射到衍射特征件上的所有光或者基本上所有光进行方向改变。在各种实施方式中，光衍射特征件可以与光源光学耦合，例如，光衍射特征件可以放置成至少部分或者完全地与光源重叠对准。
光衍射特征件105可以包括例如衍射格栅，其包括提供在光入射表面110上或者光入射表面110中的多个缝隙。可以通过例如在光入射表面110上图案化聚合物材料或者金属材料，来产生格栅。可以通过本领域已知的任意合适的沉积技术，在透明基材101的光入射表面110上形成光衍射特征件105。可以通过例如印刷方法(例如，微复制、3D打印、或者全息打印)在表面上沉积聚合物材料或金属材料。可以将聚合物材料或金属材料沉积成图案，例如缝隙阵列，或者在其他实施方式中，可以在沉积之后去除部分的聚合物或金属，以产生图案。去除技术可以包括光刻、掩膜、蚀刻、UV固化、和其他类似技术。合适的聚合物材料可以包括例如：可UV固化丙烯酸类、可热固化环氧树脂、以及其他类似材料。示例性金属材料可以包括但不限于：Al、Au、Ag、Pt、Pd、Cu、其他类似金属，及其合金。
还可以通过对透明基材自身进行改性来产生格栅，例如，通过对光入射表面110进行激光破坏以产生一个或多个缝隙。例如，可以使用激光加工在光入射表面中形成衍射特征件，例如，周期性衍射格栅的阵列。在玻璃基材的情况下，还可以通过对光入射表面110的一个或多个区域进行离子交换来提供格栅。例如，可以通过局部离子交换工艺对玻璃基材进行处理，以形成能够对入射到其上的光进行衍射的区域。示例性离子交换工艺包括热和电还原技术，以及熔盐浴浸入，任选地使用掩蔽剂。还可以通过使得玻璃基材局部失透，之后重结晶，在光入射表面中提供衍射特征件，从而在光入射表面上形成能够对入射到其上的光进行衍射的区域。
根据各种实施方式，衍射格栅可以包括这样的缝隙，其缝隙宽度和/或格栅周期是在待衍射的光波长大小的数量级内。例如，缝隙宽度和/或格栅周期可以小于约1000nm、小于约700nm、小于约500nm、小于约400nm、或者小于约300nm、例如约100nm至约1000nm，包括其间的所有范围和子范围。在其他实施方式中，可以对衍射格栅的整体宽度进行选择，以容纳光投射到光入射表面的给定区域上的面积，并且范围可以是例如：约1mm至约10mm，例如约2mm至约9mm、约3mm至约8mm、约4mm至约7mm、或约5mm至约6mm，包括其间的所有范围和子范围。
如本文所用，术语“缝隙宽度”旨在表示衍射格栅中的单个缝隙的宽度。术语“格栅周期”旨在表示衍射格栅中的各个单个缝隙之间的距离。可以通过给定波长的光发生衍射的角度来确定格栅周期，例如，使用公式mλ＝d*sinθ，式中，θ是衍射角度，λ是光波长，d是格栅周期，以及m是表示了干涉阶(interference order)的整数。术语“整体宽度”旨在表示构成单个衍射格栅的缝隙集合的整体尺度。格栅周期的整体宽度可以对应于例如光学耦合到格栅的光源(例如，LED)的宽度。
在一些实施方式中，可以通过光衍射特征件改变发射的光的方向，达到所需的色转换特征件。例如，如图1A所示，可以通过光衍射特征件105将发射的光LE重新导向到含有色转换介质125的所需的腔体115。可以对路径进行选择，例如，使得发射的光LE在通过色转换介质125之前经过了预定的距离。参见图1C，在非限制性实施方式中，还可以对发射的光LE进行方向改变，使得其在不对应于色转换特征件的区域中，以预定角度撞击发光表面120。可以将所述预定角度选择成小于临界角，从而经过衍射的光LD由于总内反射(TIR)被反射离开发光表面120，并撞击到光入射表面110上的含色转换介质125的腔体115。在其他实施方式中，如图1B所示，光衍射特征件105可以改变光的方向，使得其由于TIR沿着LGP传播指定的距离，直到其撞击预定的腔体115。
总内反射(TIR)是这样的现象：在包含第一折射率的第一材料(例如，玻璃、塑料等)中传播的光可以在与包含小于第一折射率的第二折射率的第二材料(例如，空气等)的界面处被全部反射。可以采用斯内尔定律解释TIR：
n1sin(θi)＝n2sin(θr)
这描述了在不同折射率的两种材料之间的界面处的光折射。根据斯内尔定律，n1是第一材料的折射率，n2是第二材料的折射率，θi是界面处入射的光相对于与界面呈法向的角度(入射角)，以及θr是经过折射的光相对于法向的折射角。当折射角(θr)是90°时，例如，sin(θr)＝1，则斯内尔定律可以表示为：
在这些条件下的入射角θi也可以被称作临界角θc。入射角大于临界角的光(θi>θc)会在第一材料内发生全部内部的反射，而入射角等于或小于临界角的光(θi≤θc)会被第一材料透射。
在空气(n1＝1)与玻璃(n2＝1.5)之间的示例性界面的情况下，可以计算得到临界角(θc)是41°。因此，如果在玻璃中传播的光以大于41°的入射角撞击空气-玻璃界面，则所有的入射光都会以等于入射角的角度从界面反射。如果经过反射的光遭遇的第二界面包含与第一界面一样的折射率关系，则入射到第二界面上的光会以等于入射角的反射角再次发生反射。因此，例如，如果玻璃是包括两个相对平行表面的玻璃板(限定了两个相对空气-玻璃界面)，则注入到玻璃板中的光会传播通过玻璃板，在第一与第二平行界面之间交替反射，除非或者直到界面条件发生变化。
采用光衍射和/或TIR，可以将光学组件加工成使得被所述至少一个光源发射的光移动预定的距离，之后与色转换介质接触。因而，可以按需改变移动通过的预定路径和/或距离，使得色转换介质暴露于降低的光通量密度。不希望受限于理论，相信随着光线移动更多的距离和在空间上展开，可以降低光线的光通量密度。在一些实施方式中，LGP内的光通量可以降低最多到达一个或者甚至两个数量级。换言之，撞击到色转换介质上的经过衍射的光的密度可以低至初始从光源发出的光的1％。由于可以降低色转换介质可能发生暴露的光通量密度，整个组件可以运行在相比于现有技术构造更高的光强度下。除此之外，相比于现有技术装置，由于上述一个或多个优势，可以延长光学组件的寿命。
在某些实施方式中，可以用耦合到图案化了QD的LGP的蓝色LED来代替传统的涂覆了磷光体的“白色”LED。由于QD的发射谱比磷光体窄，所得到的组件可以具有改善的色域。当然，在其他实施方式中，LGP可以图案化除了QD之外的色转换元件，例如，磷光体、和荧光团等。在其他非限制性实施方式中，例如，可以通过涂覆、油漆、激光破坏、和其他类似工艺，将图案化的色转换介质完全或者部分替代传统提供在LGP表面上的光提取特征件。当然，本文所揭示的色转换LGP也可以与其他光提取特征件联用，例如，如图2A-B所示。
参见图1-2，色转换介质125可以包括至少一个色转换元件。在一些实施方式中，色转换元件可以悬浮在有机或无机基质中，例如硅酮或其他合适材料。在某些实施方式中，色转换元件可以悬浮在导热基质中。根据各种实施方式，色转换介质可以沉积作为层，其厚度是例如：约5μm至约400μm，例如约10μm至约300μm、约20μm至约200μm、或约50μm至约100μm，包括其间的所有范围和子范围。
可以采用本领域已知的任意方法形成色转换特征件。例如，可以采用任意合适的沉积方法(例如，印刷(例如喷墨印刷、丝网印刷、和微印刷等)、涂覆(例如，旋涂、狭缝涂覆、和浸涂等)、滴浇铸、移液管，或其任意组合)在表面上沉积色转换介质。在某些实施方式中，可以以任意所需图案对悬浮在一种或多种溶剂中的色转换介质的液滴进行沉积。任选地，可以通过在环境温度或提升的温度下进行干燥，来去除溶剂。
所述至少一个色转换元件可以选自例如：磷光体、量子点(QD)和发光团(例如，荧光体或发光聚合物等)。示例性磷光体可以包括但不限于：发红光和绿光的磷光体，例如，基于硫化钇和硫化锌的磷光体，例如，钇铝石榴石(YAG)、Eu2+掺杂的红色氮化物，及其组合。
取决于所需的发光波长，QD可以具有变化的形状和/或尺寸。例如，随着量子点尺寸的下降，光的发射频率可以增加，例如，随着量子点尺寸的下降，发光颜色会从红色偏移到蓝色。当用蓝光、UV光或近UV光照射时，量子点可以将光转变为更长波长的红色波长、黄色波长、绿色波长或蓝色波长。根据各种实施方式，当用蓝光、UV光或近UV光照射时，色转换元件可以选自发射红波长和绿波长的QD。
在各种实施方式中，对于所述至少一个腔体115，可以包含相同或不同类型的色转换元件，例如，发射相同或不同光波长的元件。例如，在一些实施方式中，腔体可以包括同时发射绿色波长和红色波长的色转换元件，从而在腔体中产生红-绿-蓝(RGB)光谱。但是，根据其他实施方式，可以单个腔体仅包含发射相同波长的色转换元件，例如，仅包含绿色量子点的腔体或仅包含红色磷光体的腔体。在其他实施方式中，单个腔体可以被再细分，使得交替的子腔体填充了绿色色转换元件，而互补的子腔体填充了红色色转换元件。
本领域技术人员有能力选择腔体或多个腔体的构造，以及要放入每个腔体中的色转换介质的类型和量，从而实现所需的显示或发光效果。此外，虽然上文讨论的是发射红色和绿色的元件，但是要理解的是，可以使用任意类型的色转换元件，其可以发射任意光波长，包括但不限于，可见光谱(例如，约420-750nm)中的红色、橙色、黄色、绿色、蓝色或任意其他颜色。例如，在固态发光应用中，可以组合各种尺寸的量子点，以模拟黑体输出，这可以提供优异的显色性。
继续参见图1-2，基材101和/或密封层130可以是例如包括透明或基本透明的材料(例如，玻璃或塑料)。如本文所用，术语“透明”旨在表示在可见光谱区域(约420-750nm)内，透光率大于约80％的透镜、基材、或材料。例如，示例性透明基材或透镜在可见光范围内可以具有大于约85％的透光率，例如大于约90％或者大于约95％，包括其间的所有范围和子范围。
在一些实施方式中，LGP 100、透明基材101、和/或密封层130可以包括小于0.015的色移Δy，例如，约0.005至约0.015(例如，约0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、或0.015)。在其他实施方式中，透明基材可以包括小于0.008的色移。根据某些实施方式，对于约420-750nm的波长范围，LGP 100、透明基材101、和/或密封层130可以具有小于约4dB/m的光衰减α1(例如，由于吸收和/或散射损耗导致)，例如，小于约3dB/m、小于约2dB/m、小于约1dB/m、小于约0.5dB/m、小于约0.2dB/m、或者甚至小于例如约0.1dB/m至约4dB/m的范围。
色移可以通过如下方式表征：采用用于颜色测量的CIE 1931标准，沿着长度L测量x和/或y色度坐标中的变化。对于玻璃导光板，色移Δy可以记录为Δy＝y(L2)-y(L1)，式中，L2和L1是沿着远离源发射的方向的面板或基材的Z位置，以及式中，L2-L1＝0.5米。示例性导光板可以具有Δy<0.01，Δy<0.005，Δy<0.003，或者Δy<0.001。
合适的透明材料可以包括例如本领域已知的用于显示器和其他电子装置的任意玻璃。示例性玻璃可以包括但不限于：铝硅酸盐玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、碱性硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、碱性铝硼硅酸盐玻璃，和其他合适的玻璃。在各个实施方式中，这些基材可以经过化学强化和/或热回火。合适的市售可得基材的非限制性例子包括：来自康宁有限公司(Corning Incorporated)的EAGLE LotusTM、IrisTM、和玻璃等。在其他实施方式中，可以使用聚合物材料，例如塑料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(MS)、或者聚二甲基硅氧烷(PDMS))作为合适的透明材料。
根据一些非限制性实施方式，通过离子交换进行化学强化的玻璃可适合作为透明基材101。在离子交换过程期间，玻璃片中的玻璃片表面处或者靠近玻璃片表面处的离子可以被例如来自盐浴的较大金属离子交换。较大离子结合到玻璃中，通过在近表面区域产生压缩应力会对片材进行强化。会在玻璃片的中心区域内诱发相应的拉伸应力，以平衡压缩应力。
可以通过例如将玻璃浸入熔盐浴中持续预定的时间段来进行离子交换。示例性盐浴包括但不限于：KNO3、LiNO3、NaNO3、RbNO3，及其组合。熔盐浴的温度和处理持续时间可以发生变化。本领域的技术人员有能力根据所需应用确定时间和温度。作为非限制性例子，熔盐浴的温度可以是约400℃至约800℃(例如，约400℃至约500℃)，并且预定持续时间可以是约4小时至约24小时(例如，约4小时至10小时)，但是也考虑其他温度和时间的组合。作为非限制性例子，可以将玻璃浸没在KNO3浴中，例如，在约450℃持续约6小时，以获得赋予了表面压缩应力的K富集层。
在某些实施方式中，透明基材101可以包括具有如下组成的玻璃：
55-75重量％SiO2；
5-25重量％Al2O3；
1-15重量％MgO；
0-1重量％SnO2；
0-5重量％Na2O；
0-5重量％SrO；和
0-10重量％B2O3。
根据其他实施方式，玻璃可以包含小于200ppm Fe2O3。在其他实施方式中，玻璃可以包含小于2ppm Cr2O3。在其他实施方式中，玻璃可以包含小于2ppm NiO。根据其他实施方式，玻璃可以包含小于1ppm的NiO和Cr2O3中的每一种和/或小于约100ppm Fe2O3，例如，小于约50ppm、小于约20ppm、或者小于约10ppm的Fe2O3。下表1中列出了其他非限制性示例性玻璃组合物，量表述为重量％。
表1：示例性玻璃组合物
组合物A 组合物B 组合物C
SiO<sub>2</sub> 58.68 66.41 74.97
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 21.42 12.08 8.61
MgO 14.5 1.38 4.36
SnO<sub>2</sub> 0.18 0.19 0.24
Na<sub>2</sub>O 12.89 7.84 11.86
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 5.38 8.27
SrO 3.34
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> <0.001 <0.015
Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> <0.0002
NiO <0.0002
透明基材101可以具有任意所需的尺寸和/或形状，以适当地产生所需的光分布。在某些实施方式中，基材101的相反主表面(例如，发光表面110和光入射表面120)可以是平坦的或者基本平坦的和/或平行或基本平行的。透明基材101可以包括4个边缘，例如，正方形或矩形片材，或者可以包括不止4个边缘(例如多侧多边缘)或者小于4个边缘(例如三角形)。作为非限制性例子，光导可以包括具有4个边缘的矩形、正方形、或长斜方形片材，但是其他形状和构造也旨在落入本公开的范围内，包括具有一个或多个曲线部分或边缘的那些。在某些实施方式中，透明基材101的厚度可以小于或等于约3mm，例如，约0.1mm至约2.5mm、约0.3mm至约2mm、约0.5mm至约1.5mm、或者约0.7mm至约1mm，包括其间的所有范围和子范围。
在非限制性实施方式中，密封层130可以包括反射层，例如，金属、金属氧化物、金属合金，或其混合物。或者，密封层130可以包括透明材料(例如，玻璃、塑料等)或完全或部分涂覆了反射材料(例如，金属或氧化物、合金、或其盐等)的不透明材料(例如，陶瓷、玻璃陶瓷等)的不透明材料。示例性反射金属包括但不限于：Al、Au、Ag、Pt、Pd、Cu、其他类似金属，及其合金。反射性或部分反射性密封层130对于如下方面而言是有利的：提供使得通过色转换介质125的任意蓝色(未被转换)光从密封层130反射的机会，并且当其返回通过色转换介质125时被转换成为所需波长的另一次机会。包含导热材料的密封层130还可以提供额外的路径用于消散色转换介质125产生的热量。密封层130可以是连续的(如图1B所示)或者可以是不连续的(如图1A所示)。
可用于密封层130的额外材料的一些非限制性例子包括：锡、锌、钛或铜的氧化物，氧化铟锡(ITO)、低熔融玻璃(LMG)、或者低液相线温度(LLT)组合物。LMG组合物可以具有小于或等于约400℃的玻璃转化温度，例如，小于约350℃、300℃、250℃或200℃，例如，约150℃至约400℃。合适的LMG材料可以具有小于或等于约1000℃的液相线温度，例如，小于约800℃、600℃、或400℃，例如，约400℃至约1000℃。示例性LLT或LMG材料可以包括例如：氟磷酸锡玻璃、钨掺杂的氟磷酸锡玻璃、硫属化物玻璃、亚碲酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、和磷酸盐玻璃。
示例性氟磷酸锡玻璃组成可以用对应的三元相图中的SnO、SnF2和P2O5的各组成表述。合适的氟磷酸锡玻璃包含20-100摩尔％的SnO、0-50摩尔％的SnF2和0-30摩尔％的P2O5。这些氟磷酸锡玻璃组合物可任选地包含0-10摩尔％的WO3、0-10摩尔％的CeO2和/或0-5摩尔％的Nb2O5。例如，适合形成玻璃密封层的掺杂的氟磷酸锡起始材料的组成包含35-50摩尔％的SnO、30-40摩尔％的SnF2、15-25摩尔％的P2O5、和1.5-3摩尔％的掺杂剂氧化物，例如WO3、CeO2和/或Nb2O5。根据一个具体实施方式的氟磷酸锡玻璃组合物可以是铌掺杂的锡氧化物/氟磷酸锡/五氧化二磷玻璃，包含约38.7摩尔％的SnO、39.6摩尔％的SnF2、19.9摩尔％的P2O5和1.8摩尔％的Nb2O5。根据另一个实施方式的磷酸锡玻璃组合物包含约27摩尔％Sn、13摩尔％P和60摩尔％O。合适的氟硼酸锡玻璃组合物包含20-100摩尔％的SnO、0-50摩尔％的SnF2和0-30摩尔％的B2O3。这些氟硼酸锡玻璃组合物可任选地包含0-10摩尔％的WO3、0-10摩尔％的CeO2和/或0-5摩尔％的Nb2O5。
在一些实施方式中，密封层可以包括B2O3-ZnO-Bi2O3三元玻璃。在一些实施方式中，合适的玻璃可以包含：约10-80摩尔％B2O3、约5-60摩尔％Bi2O3、和约0-70摩尔％ZnO。在非限制性实施方式中，玻璃组合物可以包含：约40-75摩尔％B2O3、约20-45摩尔％Bi2O3、和约0-40摩尔％ZnO。此类玻璃可以具有较低的Tg，例如，小于约600℃、小于约500℃、或者小于约400℃，例如，约300℃至约500℃。
会理解的是，本文所揭示的各种玻璃组合物可涉及沉积层的组成或源喷溅靶的组成。合适的低Tg玻璃组合物的额外方面以及用于从这些材料形成玻璃密封层的方法见共同转让的美国专利第5,089,446号以及美国专利申请系列第11/207,691号、第11/544,262号、第11/820,855号、第12/072,784号、第12/362,063号、第12/763,541号、第12/879,578号和第13/841,391号所述，其全文通过引用结合入本文。
密封方法可以包括例如：将密封层放在光入射表面和/或发光表面中的腔体阵列上，以及使得密封层与光入射表面或发光表面粘结。粘结方法可以包括例如：激光密封、玻璃料密封、玻璃-玻璃焊接、或者任意其他合适的技术。示例性密封技术公开于共同转让的美国专利申请第14/271,797号，其在此通过引用全文纳入本文。
在其他实施方式中，透明基材和/或密封层可以包括一个或多个腔体，在其中可以沉积色转换介质。可以通过压入、模制、切割、或者任意其他合适的方法在基材中提供腔体，以及可以在腔体中沉积色转换介质。可以在透明基材的表面上或者在其凹陷中沉积色转换介质，以及之后可以沉积密封层或膜，从而至少部分包封色转换介质。密封层的沉积方法可以包括例如：喷溅或气相沉积工艺。
在各种实施方式中，透明基材和密封层可以形成气密胶囊，在其中容纳了色转换介质。参见图1-2，腔体115可以通过如下方式气密密封，例如：通过激光密封，或者任意其他方式使得密封层130与透明基材101粘结，或者通过在透明基材的顶部上喷溅或气相沉积密封层。例如，腔体可以是气密密封的，从而其对于水、水蒸气、空气和/或其它污染物是不可渗透或者基本上不可渗透的。作为非限制性例子，气密密封可配置成将氧流逸(扩散)限制到小于约10-2cm3/m2/天(例如，小于约10-3cm3/m2/天)，并且将水分流逸限制到约10-2g/m2/天(例如，小于约10-3g/m2/天、10-4g/m2/天、10-5g/m2/天、或者10-6g/m2/天)。在各种实施方式中，气密密封可以基本上防止水分、水蒸气和/或空气与受到气密密封保护的色转换介质发生接触。
图1-2所示的LGP和光学组件可用于各种应用，包括但不限于显示器和发光应用。例如，照明装置(例如，光源或固态发光装置)可以包含本文所揭示的光学组件。在某些实施方式中，光学组件可以单独使用或者可以以阵列使用，以模拟太阳的宽带输出。此类组件可以包括例如：以各种波长(例如，420-750nm的可见光波长范围)发射的各种类型和/或尺寸的色转换元件。根据各种实施方式，还可将本文所揭示的光学组件结合到显示器装置(例如LCD)的背光单元(BLU)中。
会理解的是，所揭示的各种实施方式可涉及与特定实施方式一起描述的特定特征、元素或步骤。还会理解的是，虽然结合一个具体的实施方式描述了具体特征、元素或步骤，但是不同实施方式可以以各种未示出的组合或变换形式相互交换或结合。
还要理解的是，本文所用的冠词“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，不应局限为“仅一个(一种)”，除非明确有相反的说明。因此，例如，提到的“一个腔体”包括具有一个此类“腔体”或者两个或更多个此类通“腔体”的例子，除非文中另行明确指明。类似地，“多个”或“阵列”旨在表示两个或更多个，从而“腔体阵列”或者“多个腔体”表示两个或更多个此类腔体。
本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值的范围。当表述这种范围时，例子包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一个方面。还会理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。
无论是否写出来，本文所述的所有数值都解释为包括“约”，除非另有明显相反表示。然而，还要理解的是，无论是否表示为“约”某一数值，列出的各数值都是精确估计的。因此，“小于10mm的尺度”和“小于约10mm的尺度”这两者都包括“小于约10mm的尺度”以及“小于10mm的尺度”的实施方式。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。
虽然会用过渡语“包括”来公开特定实施方式的各种特征、元素或步骤，但是要理解的是，这暗示了包括可采用过渡语“由......构成”、“基本由......构成”描述在内的替代实施方式。因此，例如，对包含A+B+C的方法的隐含的替代性实施方式包括方法由A+B+C组成的实施方式和方法主要由A+B+C组成的实施方式。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是，可以在不偏离本公开的范围和精神的情况下对本公开进行各种修改和变动。因为本领域的技术人员可以想到所述实施方式的融合了本公开精神和实质的各种改良组合、子项组合和变化，应认为本文包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。

Claims (35)

1.一种导光板，其包括：
具有光入射表面和相反的发光表面的透明基材，其中
光入射表面包括至少一个光衍射特征件；和
光入射表面和发光表面中的至少一个包括至少一个色转换特征件。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述至少一个色转换特征件包括含色转换介质的腔体。
3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，色转换介质包括至少一个色转换元件，其选自：磷光体、量子点、和发光团。
4.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，腔体是气密密封的。
5.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，腔体包括位于发光表面和光入射表面中的至少一个中的凹陷。
6.如权利要求2所述的导光板，其还包括与透明基材的发光表面和光入射表面中的至少一个粘结的密封层，以及其中，腔体包括位于发光表面与密封层之间或者位于光入射表面与密封层之间的区域。
7.如权利要求6所述的导光板，其特征在于，密封层是透明的。
8.如权利要求6所述的导光板，其特征在于，密封层是反射性或者部分反射性的。
9.如权利要求6所述的导光板，其特征在于，密封层是不连续的。
10.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，透明基材图案化了多个光提取特征件。
11.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，所述多个光提取特征件包括表面光提取特征件或者表面下光提取特征件。
12.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，所述多个光提取特征件包括梯度图案。
13.如权利要求12所述的导光板，其特征在于，梯度图案是周期性的。
14.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，透明基材选自玻璃和塑料基材。
15.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，透明基材包括具有如下组成的玻璃：
55-75重量％SiO2；
5-25重量％Al2O3；
1-15重量％MgO；
0-1重量％SnO2；
5-15重量％Na2O；
0-5重量％SrO；和
0-10重量％B2O3。
16.如权利要求15所述的导光板，其特征在于，玻璃包含以下至少一种：
小于200ppm Fe2O3；
小于2ppm Cr2O3；或
小于2ppm NiO。
17.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述至少一个光衍射特征件包括周期性或啁啾衍射格栅的阵列。
18.如权利要求17所述的导光板，其特征在于，衍射格栅包括图案化在透明基材的光入射表面上的聚合物层或金属层。
19.如权利要求17所述的导光板，其特征在于，衍射格栅包括透明基材的一个或多个激光破坏、离子交换、或结晶区域。
20.一种光学组件，其包括光学耦合到至少一个光源的如权利要求1所述的导光板。
21.如权利要求20所述的光学组件，其特征在于，所述至少一个光源光学耦合到透明基材的光入射表面。
22.如权利要求20所述的光学组件，其特征在于，所述至少一个光源是发射紫外光、近紫外光、或蓝光的二极管。
23.如权利要求20所述的光学组件，其特征在于，透明基材包括布置成图案的多个光提取特征件，从而从所述至少一个光源产生基本上空间均匀的光透射。
24.如权利要求20所述的光学组件，其特征在于，所述至少一个光衍射特征件放置成与所述至少一个光源重叠对准。
25.如权利要求20所述的光学组件，其特征在于，所述至少一个光衍射特征件构造成将来自所述至少一个光源的光传播引导到预定的色转换特征件。
26.一种显示器、发光、或电子装置，其包括如权利要求20所述的光学组件。
27.一种制造光学组件的方法，所述方法包括：
在透明基材的光入射表面上形成至少一个光衍射特征件；
在透明基材的光入射表面和相反的发光表面中的至少一个上形成至少一个色转换特征件；和
将至少一个光源光学耦合到所述至少一个光衍射特征件。
28.如权利要求27所述的方法，其还包括使得透明基材图案化了多个光提取特征件。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述多个光提取特征件的图案化包括印刷或激光破坏。
30.如权利要求27所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个光衍射特征件包括通过光刻、微复制、3D打印、或者全息打印工艺在光入射表面上图案化聚合物层或金属层。
31.如权利要求27所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个光衍射特征件包括通过离子交换、激光暴露、或者局部化失透和重结晶工艺，对光入射表面进行改性。
32.如权利要求27所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个色转换特征件包括将色转换介质放置在发光表面或光入射表面的至少一个中的至少一个腔体中。
33.如权利要求32所述的方法，其还包括对所述至少一个腔体进行气密密封。
34.如权利要求27所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个色转换特征件包括：
在发光表面和光入射表面中的至少一个上图案化色转换介质；和
沉积密封层以包封色转换介质。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，通过气相沉积或喷溅来沉积密封层。
CN201780055028.7A 2016-09-07 2017-09-06 色转换导光板和包含其的装置 Pending CN109690183A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662384417P 2016-09-07 2016-09-07
US62/384,417 2016-09-07
PCT/US2017/050189 WO2018048841A1 (en) 2016-09-07 2017-09-06 Color-converting light guide plates and devices comprising the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109690183A true CN109690183A (zh) 2019-04-26

Family

ID=61562867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780055028.7A Pending CN109690183A (zh) 2016-09-07 2017-09-06 色转换导光板和包含其的装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2019532481A (zh)
KR (1) KR20190040357A (zh)
CN (1) CN109690183A (zh)
TW (1) TW201834852A (zh)
WO (1) WO2018048841A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110703498A (zh) * 2019-10-21 2020-01-17 京东方科技集团股份有限公司 量子点膜及其制备方法、背光源、显示装置
CN113826042A (zh) * 2019-04-30 2021-12-21 康宁公司 具有量子点的背光单元

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108303819B (zh) * 2017-01-12 2020-11-24 京东方科技集团股份有限公司 背光源及其制造方法、导光板及其制造方法及显示装置
KR20210063647A (ko) 2019-11-25 2021-06-02 엘지디스플레이 주식회사 광 변환 필름, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
CN115720617A (zh) 2020-04-29 2023-02-28 康宁股份有限公司 包括图案化漫射器和波长选择反射器的背光
EP4288830A1 (en) * 2021-02-02 2023-12-13 Corning Incorporated Backlights including patterned diffusers and wavelength selective reflectors

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030004021A (ko) * 2001-06-30 2003-01-14 삼성전기주식회사 표시형 홀로그램을 사용한 평면표시소자용 조명장치
KR20120007050A (ko) * 2009-04-16 2012-01-19 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 광 가이드 장치
US20140022818A1 (en) * 2011-04-07 2014-01-23 Nec Corporation Optical element, illumination device, and projection display device
US9146419B1 (en) * 2014-06-24 2015-09-29 Munisamy Anandan Quantum rod based color pixel backlight for LCD
CN204732443U (zh) * 2015-05-20 2015-10-28 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 波长转换装置、光源装置及投影系统
CN105705470A (zh) * 2013-11-08 2016-06-22 旭硝子株式会社 玻璃板、导光板单元、面状发光装置和液晶显示装置
US20160195663A1 (en) * 2008-05-06 2016-07-07 Qd Vision, Inc. Lighting systems & devices including same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030004021A (ko) * 2001-06-30 2003-01-14 삼성전기주식회사 표시형 홀로그램을 사용한 평면표시소자용 조명장치
US20160195663A1 (en) * 2008-05-06 2016-07-07 Qd Vision, Inc. Lighting systems & devices including same
KR20120007050A (ko) * 2009-04-16 2012-01-19 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 광 가이드 장치
US20140022818A1 (en) * 2011-04-07 2014-01-23 Nec Corporation Optical element, illumination device, and projection display device
CN105705470A (zh) * 2013-11-08 2016-06-22 旭硝子株式会社 玻璃板、导光板单元、面状发光装置和液晶显示装置
US9146419B1 (en) * 2014-06-24 2015-09-29 Munisamy Anandan Quantum rod based color pixel backlight for LCD
CN204732443U (zh) * 2015-05-20 2015-10-28 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 波长转换装置、光源装置及投影系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113826042A (zh) * 2019-04-30 2021-12-21 康宁公司 具有量子点的背光单元
CN110703498A (zh) * 2019-10-21 2020-01-17 京东方科技集团股份有限公司 量子点膜及其制备方法、背光源、显示装置
CN110703498B (zh) * 2019-10-21 2022-12-27 京东方科技集团股份有限公司 量子点膜及其制备方法、背光源、显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018048841A1 (en) 2018-03-15
TW201834852A (zh) 2018-10-01
JP2019532481A (ja) 2019-11-07
KR20190040357A (ko) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109690183A (zh) 色转换导光板和包含其的装置
JP5930081B2 (ja) 有機ｌｅｄ素子用の透光性基板、その製造方法、有機ｌｅｄ素子およびその製造方法
JP7266584B2 (ja) ２ｄローカルディミングを備えた直接発光バックライトユニット
US10082616B2 (en) Glass plate, light guide plate unit, planar light-emitting device, and liquid crystal display device
TWI731394B (zh) 發光裝置
TWI640972B (zh) 顯示裝置及其光源模組
TWI591405B (zh) 光致發光顯示裝置及其製造方法
WO2018166025A1 (zh) 一种显示装置
JP7369338B2 (ja) ブラックマトリクス基板及びこれを備えた表示装置
KR20120078883A (ko) 디스플레이 장치
CN109312909A (zh) 微结构化的导光板及包含该导光板的装置
CN104081264A (zh) 显示装置
TWI739952B (zh) 微結構化光導板及包含其之裝置
KR20170004205A (ko) 도광판 및 이를 포함하는 면광원 장치
CN109716019A (zh) 边缘发光导光板和包含其的装置
CN110249176A (zh) 包含光学操控特征体的光导组合件
KR102654290B1 (ko) 라이트 유닛, 라이트 유닛의 제조 방법 및 라이트 유닛을 포함하는 표시 장치
CN209182545U (zh) 一种量子点玻璃导光板和背光模组
KR20190112168A (ko) 일체형 백라이트 유닛 및 디스플레이 패널을 포함하는 장치
WO2017214122A1 (en) Devices comprising a patterned color conversion medium and methods for making the same
WO2021109222A1 (zh) 光转换结构及显示装置
TW201908788A (zh) 包括玻璃導光板及耦合介質的背光單元
WO2021172237A1 (ja) 導光板及び映像表示装置
JP2022056031A (ja) 発光装置および電子機器
CN216561305U (zh) 一种Mini LED背光结构、背光模组及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190426