JP2019532481A - Color conversion light guide plate and apparatus including color conversion light guide plate - Google Patents

Color conversion light guide plate and apparatus including color conversion light guide plate Download PDF

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Abstract

本明細書では、回折特徴部および色変換特徴部を有する導光板について開示する。そのような導光板に光学的に結合された少なくとも1つの光源を備える光学アセンブリについても開示する。さらに、そのようなアセンブリ含む、表示装置、照明装置、および電子デバイスも、本明細書において開示する。This specification discloses a light guide plate having a diffractive feature and a color conversion feature. An optical assembly comprising at least one light source optically coupled to such a light guide plate is also disclosed. In addition, display devices, lighting devices, and electronic devices that include such assemblies are also disclosed herein.

Description

関連出願の相互参照Cross-reference of related applications

本出願は、米国特許法第119条の下、2016年9月7日に出願された米国特許仮出願第62/384,417号に対する優先権の恩典を主張するものであり、なお、本出願は、当該仮出願の内容に依拠し、当該仮出願の全体が参照により本明細書に組み入れられる。   This application claims the benefit of priority over US Provisional Patent Application No. 62 / 384,417 filed on September 7, 2016 under Section 119 of the US Patent Act. Depends on the contents of the provisional application, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

本開示は、概して、導光板ならびに、そのような導光板を含む表示装置または照明装置、より詳細には、色変換特徴部および光回折特徴部を有する導光板に関する。   The present disclosure relates generally to light guide plates and display or lighting devices including such light guide plates, and more particularly to light guide plates having color conversion features and light diffraction features.

液晶ディスプレイ(LCD)は、様々なエレクトロニクス、例えば、携帯電話、ラップトップ、電子タブレット、テレビ、およびコンピュータのモニターなど、において一般的に使用されている。従来のLCDは、典型的には、発光ダイオード(LED)および色変換要素(color converting element)、例えば、燐光物質(phosphor)または量子ドット(QD)など、を含む。LEDは、照明器具などの照明用途において、色変換要素と組み合わせても使用されることがある。導光アセンブリは、所望の方向に光を散乱するための1つまたは複数の光抽出特徴部を有する導光板(LGP)に光学的に結合された1つまたは複数の「白色」LEDを含むことがある。   Liquid crystal displays (LCDs) are commonly used in various electronics, such as cell phones, laptops, electronic tablets, televisions, and computer monitors. Conventional LCDs typically include light emitting diodes (LEDs) and color converting elements, such as phosphors or quantum dots (QDs). LEDs may also be used in combination with color conversion elements in lighting applications such as luminaires. The light guide assembly includes one or more “white” LEDs optically coupled to a light guide plate (LGP) having one or more light extraction features for scattering light in a desired direction. There is.

白色LEDは、例えば、光が通過するときに光を緑色光および/または赤色光に変換することがあるシリコーン/燐光物質スラリーで青色発光LEDをコーティングすることによって製造することができる。青色光、緑色光、および赤色光の組み合わせは、ヒトの目に白色光として知覚される。しかしながら、シリコーンは、LEDの光束および熱に長期間晒された後に時間経過と共に暗色化することがある。その上、燐光物質は、それらの比較的より広い発光スペクトルに起因して、他の色変換要素(例えば、QD)と比較して乏しい色域を有する傾向にある。   White LEDs can be made, for example, by coating a blue light emitting LED with a silicone / phosphor slurry that can convert the light to green and / or red light as it passes through. The combination of blue light, green light, and red light is perceived as white light by the human eye. However, silicone can darken over time after prolonged exposure to LED flux and heat. Moreover, phosphors tend to have poor color gamut compared to other color conversion elements (eg, QD) due to their relatively broad emission spectrum.

したがって、従来の燐光物質の代わりに、または従来の燐光物質に加えてQDを使用することができる照明部品および表示部品、例えば、導光アセンブリなど、を提供することは、有用であろう。しかしながら、色変換要素、例えば、燐光物質およびQDなど、は、光の変換において100%の量子効率ではなく、光エネルギーのいくらかは、色変換要素によって熱として吸収されることがある。色変換プロセス自体も、例えば、より短い波長がより長い波長へと変換されるときにストークスシフトに起因して、熱を発生させる
ことがある。場合により、吸収された光の最大20から40%が、熱に変換されることがある。過剰な熱は、色変換要素を劣化させ得るので、発生した熱を放散させて、色変換要素を所望の作動温度以内に維持するために適切な冷却経路またはヒートシンク経路を確立することは重要であることがある。
Accordingly, it would be useful to provide lighting and display components, such as light guide assemblies, that can use QDs instead of or in addition to conventional phosphors. However, color conversion elements, such as phosphors and QDs, are not 100% quantum efficient in converting light, and some of the light energy may be absorbed as heat by the color conversion element. The color conversion process itself may also generate heat due to Stokes shift, for example when shorter wavelengths are converted to longer wavelengths. In some cases, up to 20 to 40% of the absorbed light may be converted to heat. Since excess heat can degrade the color conversion element, it is important to establish a proper cooling or heat sink path to dissipate the generated heat and maintain the color conversion element within the desired operating temperature. There may be.

燐光材料は、中温度(例えば、最大約300℃まで)で作動することができることがあるが、QDは、非常に温度の影響を受けやすく、約100℃を超える温度で劣化することがある。QDは温度の影響を受けやすいので、従来の表示アセンブリおよび照明アセンブリは、概して、QDとLEDの間での近接および/または直接的な接触を避けるように構成される。そのため、色変換要素としてQDを含むLGPアセンブリの設計は、今日まで、不可能ではないにしても困難であった。   Although phosphorescent materials may be able to operate at moderate temperatures (eg, up to about 300 ° C.), QDs are very temperature sensitive and can degrade at temperatures above about 100 ° C. Because QD is sensitive to temperature, conventional display and lighting assemblies are generally configured to avoid proximity and / or direct contact between the QD and the LED. Therefore, the design of LGP assemblies that include QD as a color conversion element has been difficult to date, if not impossible.

したがって、好適な熱放散経路を有する、色変換特徴部を含むLGPを提供することは有利であろう。改良された色域を有する色変換LGPを提供することも有利であろう。さらに、白色光への青色光の変換および所望の方向へのその光の散乱の両方が可能な特徴部を備えるLGPを提供することは有利であろう。   Accordingly, it would be advantageous to provide an LGP that includes a color conversion feature having a suitable heat dissipation path. It would also be advantageous to provide a color conversion LGP having an improved color gamut. Furthermore, it would be advantageous to provide an LGP with features that are capable of both converting blue light into white light and scattering that light in a desired direction.

本開示は、様々な実施形態において、光入射面と対向する光放出面とを有する透明基板を含む導光板であって、当該光入射面が、少なくとも1つの光回折特徴部を含み、光入射面および光放出面のうちの少なくとも一方が、少なくとも1つの色変換特徴部を含む、導光板に関する。   In various embodiments, the present disclosure is a light guide plate that includes a transparent substrate having a light emitting surface and a light emitting surface opposite the light incident surface, the light incident surface including at least one light diffraction feature. The light guide plate, wherein at least one of the surface and the light emitting surface includes at least one color conversion feature.

様々な実施形態によれば、当該少なくとも1つの色変換特徴部は、色変換媒質を含むキャビティを含むことがある。例えば、当該キャビティは、光放出面および/または光入射面の凹部を含むことがあるか、または当該キャビティは、シーリング層と光放出面との間および/またはシーリング層と光入射面との間に配置されることがある。当該シーリング層は、いくつかの実施形態において、透明、反射性、または部分的に反射性であることがあり、および/または、連続もしくは不連続であることがある。特定の実施形態において、当該透明基板は、複数の光抽出特徴部によってパターン形成されることがあり、当該複数の光抽出特徴部は、例えば、周期的パターンなどの勾配パターンを有することがある。当該光抽出特徴部は、表面特徴部または表面下特徴部から選択されることがある。非限定的な実施形態によれば、当該少なくとも1つの光回折特徴部は、配列された周期的回折格子またはチャープ回折格子を含むことができる。当該回折格子は、例えば、当該透明基板の光入射面上にパターン形成されたポリマー層または金属層、あるいは、当該透明基板の光入射面上の1つまたは複数のレーザー損傷領域、イオン交換領域、または結晶化領域を含むことがある。   According to various embodiments, the at least one color conversion feature may include a cavity that includes a color conversion medium. For example, the cavity may include a light emitting surface and / or a recess in the light incident surface, or the cavity may be between the sealing layer and the light emitting surface and / or between the sealing layer and the light incident surface. May be placed. The sealing layer may be transparent, reflective, or partially reflective in some embodiments, and / or may be continuous or discontinuous. In certain embodiments, the transparent substrate may be patterned with a plurality of light extraction features, and the plurality of light extraction features may have a gradient pattern, such as a periodic pattern, for example. The light extraction feature may be selected from a surface feature or a subsurface feature. According to a non-limiting embodiment, the at least one light diffraction feature can include an array of periodic diffraction gratings or chirped diffraction gratings. The diffraction grating may be, for example, a polymer layer or a metal layer patterned on the light incident surface of the transparent substrate, or one or more laser damage regions, ion exchange regions on the light incident surface of the transparent substrate, Alternatively, a crystallization region may be included.

少なくとも1つの光源に光学的に結合されたLGPを含む光学アセンブリについても、本明細書において開示される。特定の実施形態において、当該光源は、LGPの光入射面に光学的に結合されることがある。例示の光源は、例えば、紫外線、近紫外線、または青色光を放つ発光ダイオード(LED)を含むことがある。様々な実施形態によれば、当該光回折特徴部および光源は、互いと重なり整合して位置決めされることがあり、および/または当該光回折特徴部は、当該少なくとも1つの光源からの光の伝搬を所定の色変換特徴部へと向けるように構成されることがある。さらに、そのような光学アセンブリ含む、表示装置、照明装置、および電子デバイスが、本明細書において開示される。   An optical assembly that includes LGP optically coupled to at least one light source is also disclosed herein. In certain embodiments, the light source may be optically coupled to the light entrance surface of the LGP. Exemplary light sources may include, for example, light emitting diodes (LEDs) that emit ultraviolet, near ultraviolet, or blue light. According to various embodiments, the light diffraction feature and the light source may be positioned in overlapping alignment with each other and / or the light diffraction feature may propagate light from the at least one light source. May be directed to a predetermined color conversion feature. In addition, display devices, lighting devices, and electronic devices that include such optical assemblies are disclosed herein.

本開示はさらに、光学アセンブリを製造する方法であって、透明基板の光入射面上に少なくとも1つの光回折特徴部を形成するステップと、当該透明基板の光入射面または光放出面のうちの少なくとも一方に少なくとも1つの色変換特徴部を形成するステップと、少なくとも1つの光源を当該少なくとも1つの光回折特徴部に光学的に結合させるステップとを含む方法にも関する。   The present disclosure is further a method of manufacturing an optical assembly, comprising: forming at least one light diffraction feature on a light incident surface of a transparent substrate; and It also relates to a method comprising forming at least one color conversion feature on at least one and optically coupling at least one light source to the at least one light diffraction feature.

本開示のさらなる特徴および利点について、以下の詳細な説明において述べ、ある程度、その説明から当業者には容易に明らかとなるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含め、本明細書において説明されるような当該方法を実践することによって認識されるであろう。   Additional features and advantages of the disclosure will be set forth in the following detailed description, and in part will be readily apparent to those skilled in the art from the description, or the following detailed description, claims, and accompanying drawings will be described. And will be recognized by practicing the method as described herein.

上述の全般的な説明および以下の詳細な説明は両方とも、本開示の様々な実施形態を提示し、特許請求の範囲の性質および特徴を理解するための概説または枠組みを提供することを意図することは理解されるべきである。添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を成すものである。図面は、本開示の様々な実施形態を例示しており、説明と共に本開示の原理および作用を説明する役割を果たす。   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 framework for understanding the nature and characteristics of the claims. That should be understood. The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the present 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.

以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むことでさらに理解することができ、当該図面において、可能な場合、同じ番号は、同じ要素を示すために使用される。
本開示の様々な実施形態によるLGPを含む光学アセンブリを示す。 本開示の様々な実施形態によるLGPを含む光学アセンブリを示す。 本開示の様々な実施形態によるLGPを含む光学アセンブリを示す。 本開示の様々な実施形態によるLGPを含む光学アセンブリを示す。 本開示の追加の実施形態による光抽出特徴部を備えるLGPを含む光学アセンブリを示す。 本開示の追加の実施形態による光抽出特徴部を備えるLGPを含む光学アセンブリを示す。
The following detailed description can be further understood when read in conjunction with the following drawings, in which like numbers are used to indicate like elements, where possible.
2 illustrates an optical assembly including LGPs according to various embodiments of the present disclosure. 2 illustrates an optical assembly including LGPs according to various embodiments of the present disclosure. 2 illustrates an optical assembly including LGPs according to various embodiments of the present disclosure. 2 illustrates an optical assembly including LGPs according to various embodiments of the present disclosure. FIG. 6 illustrates an optical assembly including an LGP with light extraction features according to additional embodiments of the present disclosure. FIG. 6 illustrates an optical assembly including an LGP with light extraction features according to additional embodiments of the present disclosure.

以下において、本開示の様々な実施形態について、光学アセンブリおよび導光板(LGP)の例示の実施形態を示す図1から図2を参照しながら説明する。さらに、そのようなLGPおよび光学アセンブリ含む、表示装置、照明装置、および電子デバイスも、本明細書において開示する。以下の概説は、権利請求される装置の概要を提供することが意図され、様々な態様は、非限定的に示される実施形態を参照しながら、本開示を通じてより詳細に説明され、これらの実施形態は、本開示の文脈において、互いに交換可能である。   In the following, various embodiments of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1-2, which illustrate exemplary embodiments of optical assemblies and light guide plates (LGP). In addition, display devices, lighting devices, and electronic devices including such LGPs and optical assemblies are also disclosed herein. The following overview is intended to provide an overview of the claimed device, and various aspects are described in more detail throughout this disclosure with reference to non-limiting embodiments, and the implementation thereof. The forms are interchangeable with each other in the context of the present disclosure.

本明細書において、光入射面と対向する光放出面とを有する透明基板を含むLGPであって、当該光入射面が、少なくとも1つの光回折特徴部を含み、当該光入射面または光放出面のうちの少なくとも一方が、少なくとも1つの色変換特徴部を含む、LGPについて開示する。LGPに光学的に結合された少なくとも1つの光源を含む光学アセンブリ、ならびにそのようなアセンブリを含む表示装置、照明装置、および電子デバイスも、本明細書において開示する。   In the present specification, an LGP includes a transparent substrate having a light emitting surface opposite to a light incident surface, the light incident surface including at least one light diffraction feature, and the light incident surface or the light emitting surface. LGP is disclosed, at least one of which includes at least one color conversion feature. Also disclosed herein are optical assemblies that include at least one light source optically coupled to the LGP, as well as display devices, lighting devices, and electronic devices that include such assemblies.

図1Aは、本開示の実施形態による導光板(LGP)100を含む光学アセンブリ200を示している。当該LGP100は、光入射面110と対向する光放出面120とを有する透明基板101を含むことができる。当該光入射面および光放出面は、本明細書において、相互互換的に、それぞれ、対向する「第一」および「第二」主要面とも呼ばれることがある。光入射面110は、少なくとも1つの光回折特徴部105を含むことができ、光放出面120および/または光入射面110は、少なくとも1つの色変換特徴部を含むことができる。図1Aに示されるように、当該色変換特徴部は、色変換媒質125を収容する、光放出面120の少なくとも1つのキャビティ115を含むことができる。当該キャビティ115は、少なくとも1つのシーリング層130によって封止されることがあり、当該シーリング層130は、不連続(図1Aに示されるように)または連続(図1Bに示されるように)であることがある。任意選択的に、任意の後方散乱光線を前方(光放出方向)に反射するために、反射体135、例えば、反射性塗料でコーティングされた金属フィルムまたは基板など、が光入射面110に近接して提供されることがある。さらに、追加の反射体(図示されず)を、LGPの端面に沿って提供してもよい。   FIG. 1A illustrates an optical assembly 200 that includes a light guide plate (LGP) 100 according to an embodiment of the present disclosure. The LGP 100 can include a transparent substrate 101 having a light incident surface 110 and a light emitting surface 120 facing the light incident surface 110. The light incident surface and the light emitting surface may be referred to herein as interchangeable “first” and “second” major surfaces, respectively, interchangeably. The light incident surface 110 can include at least one light diffraction feature 105, and the light emitting surface 120 and / or the light incident surface 110 can include at least one color conversion feature. As shown in FIG. 1A, the color conversion feature can include at least one cavity 115 of the light emitting surface 120 that houses the color conversion medium 125. The cavity 115 may be sealed by at least one sealing layer 130, which may be discontinuous (as shown in FIG. 1A) or continuous (as shown in FIG. 1B). Sometimes. Optionally, a reflector 135, such as a metal film or substrate coated with a reflective paint, is in close proximity to the light incident surface 110 to reflect any backscattered light forward (in the direction of light emission). May be provided. In addition, additional reflectors (not shown) may be provided along the end face of the LGP.

本明細書において開示されるような光学アセンブリ200は、当該LGP100の光入射面110に光学的に結合された少なくとも1つの光源150を含むことができる。本明細書において使用される場合、用語「光学的に結合された」は、LGPに光を導入または注入するように、光源がLGPに対して位置されることを示すことが意図される。光源は、たとえLGPに直接的に物理的に接触していなくても、LGPに光学的に結合されることがある。当該光源は、例えば、LGPに近接して位置決めされることがあるが、物理的に接触することはない。   The optical assembly 200 as disclosed herein can include at least one light source 150 optically coupled to the light entrance surface 110 of the LGP 100. As used herein, the term “optically coupled” is intended to indicate that the light source is positioned relative to the LGP so as to introduce or inject light into the LGP. The light source may be optically coupled to the LGP even if it is not in direct physical contact with the LGP. For example, the light source may be positioned in close proximity to the LGP, but does not make physical contact.

図1Aは、それぞれが同じサイズおよび形状を有する、均等に離間された光回折特徴部105およびキャビティ115を示しているが、任意の立体配置を使用することができ、任意の立体配置は、本開示の範囲内であることが意図されることは理解されるべきである。例えば、当該光回折特徴部105および/またはキャビティ115は、当該光回折特徴部105および/またはキャビティ115の距離および/またはサイズおよび/または形状を変えることによって離間されることがあり、かつ、所望の光出力を生じさせるために必要に応じて変ってもよい。   1A shows equally spaced light diffractive features 105 and cavities 115, each having the same size and shape, but any configuration can be used, and any configuration can be It should be understood that it is intended to be within the scope of the disclosure. For example, the light diffractive features 105 and / or cavities 115 may be spaced apart by changing the distance and / or size and / or shape of the light diffractive features 105 and / or cavities 115, and may be as desired. May be varied as necessary to produce a light output of.

その上、図1Aは、透明基板内の凹部またはウェル部(well)としてキャビティ115を示しているが、当該キャビティ115は、また、例えば、図1Bに示されるように、光放出面120とシーリング層130との間に形成してもよいことは理解されるべきである。例えば、シーリング層130は、1つまたは複数の凹部を有する基板を含むことがあり、キャビティ115は、光放出面120に当該シーリング層130を接合する際に形成されることがある。あるいは、色変換媒質125を光放出面120上に被着またはパターン形成することができ、当該色変換媒質125を包被して当該光放出面120にキャビティ115を形成するように、色変換媒質125を覆うようにシーリング層をコーティングすることができる。例えば、当該シーリング層は、スパッタリング、蒸着、および他の同様のプロセスによって色変換媒質上に被着させることができる。   In addition, FIG. 1A shows a cavity 115 as a recess or well in the transparent substrate, but the cavity 115 is also sealed with the light emitting surface 120, for example, as shown in FIG. 1B. It should be understood that it may be formed between layers 130. For example, the sealing layer 130 may include a substrate having one or more recesses, and the cavity 115 may be formed when the sealing layer 130 is bonded to the light emitting surface 120. Alternatively, the color conversion medium 125 can be deposited or patterned on the light emission surface 120, and the color conversion medium 125 can be encapsulated to form the cavity 115 in the light emission surface 120. A sealing layer can be coated over 125. For example, the sealing layer can be deposited on the color conversion medium by sputtering, vapor deposition, and other similar processes.

さらに、図1Aから図1Bでは、光放出面120上にのみ存在するようにキャビティ115が示されているが、キャビティ115は、また、図1Cに示されるように、光入射面110に、または、図1Dに示されるように、光入射面110および光放出面120の両方に存在していてもよいことは理解されるべきである。1つまたは複数の色変換特徴部を光入射面110上に配置することにより、光抽出特徴部を使用せずに光を前方に散乱させる追加の利点が提供されることがある。したがって、当該色変換特徴部は、青色光をより長い波長に変換し、かつ、変換された光が光放出面から透過されるように、変換された光を前方に散乱させるという二重の目的に役立つことがある。光入射面110上にキャビティ115を含む実施形態において、当該キャビティは、所望の光出力を生じるように必要に応じて、光回折特徴部105のうちの1つまたは複数の間において離間されることがある。さらに、光入射面110上に存在するいずれのキャビティ115も、光放出面120を基準しながら上記において開示された任意の方法を使用して封止されることがあることは理解されるべきである。   Further, in FIGS. 1A-1B, the cavity 115 is shown to be only on the light emitting surface 120, but the cavity 115 may also be on the light incident surface 110, as shown in FIG. 1C, or It should be understood that it may be present on both the light incident surface 110 and the light emitting surface 120, as shown in FIG. 1D. Placing one or more color conversion features on the light entrance surface 110 may provide an additional advantage of scattering light forward without using light extraction features. Thus, the color conversion feature has the dual purpose of converting blue light to longer wavelengths and scattering the converted light forward so that the converted light is transmitted from the light emitting surface. May be helpful. In embodiments including a cavity 115 on the light entrance surface 110, the cavities are spaced between one or more of the light diffractive features 105 as necessary to produce the desired light output. There is. Furthermore, it should be understood that any cavity 115 present on the light incident surface 110 may be sealed using any of the methods disclosed above with reference to the light emitting surface 120. is there.

様々な実施形態によれば、LGP100は、1つまたは複数の光抽出特徴部160、160’によってパターン形成されることがある。例えば、図2Aに示されるように、当該LGP100は、LGP100の光放出面120全体にわたって実質的に均一な光出力強度を生じさせるために好適な密度で光放出面120上にパターン形成された複数の表面光抽出特徴部160を含むことができる。他の実施形態では、当該LGPは、図2Bに示されるように、表面下光抽出特徴部160’によってパターン形成されることがある。   According to various embodiments, the LGP 100 may be patterned by one or more light extraction features 160, 160 '. For example, as shown in FIG. 2A, the LGP 100 is a plurality of patterned light emitting surfaces 120 at a suitable density to produce a substantially uniform light output intensity throughout the light emitting surface 120 of the LGP 100. The surface light extraction feature 160 may be included. In other embodiments, the LGP may be patterned by a subsurface light extraction feature 160 ', as shown in FIG. 2B.

当該光抽出特徴部は、LGP表面における当該特徴部の深さに応じて、光の表面散乱および/または体積散乱を生じることがある。当該光抽出特徴部のサイズも、LGPの光散乱特性に影響を及ぼすことがある。理論に束縛されることを望むわけではないが、小さい特徴部は、光を後方ならびに前方に散乱することがあり、一方、より大きな特徴部は、光を主に前方に散乱する傾向があると考えられる。したがって、例えば、様々な実施形態によれば、当該光抽出特徴部は、約100nm未満、例えば、70nmなど、または約50nm未満など、の相関長を有することがある。その上、より大きい抽出特徴部は、いくつかの実施形態において、前方光散乱を、ただし角発散で提供することがある。したがって、様々な実施形態において、当該光抽出特徴部は、約20nmから約500nm、例えば、全ての範囲およびその間の部分範囲が含め、約50nmから約100nm、約150nmから約200nm、または約250nmから約350nmの相関長の範囲であることがある。当該光抽出特徴部の光学特性は、例えば、当該抽出特徴部を作製するときに使用した処理パラメータによって制御することができる。   The light extraction feature may cause surface scattering and / or volume scattering of light depending on the depth of the feature on the LGP surface. The size of the light extraction feature can also affect the light scattering characteristics of the LGP. While not wishing to be bound by theory, small features may scatter light back as well as forward, while larger features tend to scatter light primarily forward. Conceivable. Thus, for example, according to various embodiments, the light extraction features may have a correlation length of less than about 100 nm, such as 70 nm, or less than about 50 nm. Moreover, larger extraction features may provide forward light scatter but angular divergence in some embodiments. Thus, in various embodiments, the light extraction features are from about 20 nm to about 500 nm, such as from about 50 nm to about 100 nm, from about 150 nm to about 200 nm, or from about 250 nm, including all ranges and subranges therebetween. May be in the range of correlation length of about 350 nm. The optical characteristics of the light extraction feature can be controlled, for example, by the processing parameters used when producing the extraction feature.

当該LGPは、当技術分野における任意の既知の方法、例えば、同時係属中の共同所有される国際特許出願第PCT/US2013/063622号および同第PCT/US2014/070771号の各明細書において開示されている方法など、によって、光抽出特徴部を作製するように処理することがあり、なお、当該国際特許出願は、各々、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。例示の光抽出特徴部は、散乱粒子、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)粒子、SiO粒子、またはTiO粒子など、を含むことができ、当該散乱粒子は、印刷、塗工、または他の方法によって当該LGP100の光放出面120上にコーティングされることがある。あるいは、光散乱特徴部は、LGP100の光放出面120をエッチングまたはレーザー損傷することによって提供されることがある。表面下光抽出特徴部も、レーザー損傷、例えば、レーザーを光放出面120の真下に合焦させることなどによって作製されることがある。その上、特定の実施形態では、光散乱粒子を当該LGPのマトリックス中に組み入れることもできる。表面および表面下の光抽出特徴部160、160’は、例えば、図2Aから図2Bに示されるように、光放出面120上または下にパターン形成してもよいが、そのような特徴部をLGPマトリックス上またはマトリックス内の任意の場所にパターン形成することも可能である。 The LGP is disclosed in any known method in the art, such as co-pending co-owned international patent applications Nos. PCT / US2013 / 063622 and PCT / US2014 / 070771. The international patent application, each of which is hereby incorporated by reference in its entirety. Exemplary light extraction features can include scattering particles, such as polymethylmethacrylate (PMMA) particles, SiO 2 particles, or TiO 2 particles, which can be printed, coated, or other The light emitting surface 120 of the LGP 100 may be coated by a method. Alternatively, the light scattering feature may be provided by etching or laser damaging the light emitting surface 120 of the LGP 100. The subsurface light extraction features may also be created by laser damage, for example, focusing the laser directly under the light emitting surface 120. Moreover, in certain embodiments, light scattering particles can also be incorporated into the LGP matrix. The surface and subsurface light extraction features 160, 160 ′ may be patterned on or below the light emitting surface 120, as shown, for example, in FIGS. 2A-2B. It is also possible to pattern the LGP matrix anywhere on the matrix.

本明細書において使用される場合、用語「パターン形成」は、当該光抽出特徴部が、任意の所定のパターンまたはデザインで存在し、当該光抽出特徴部が、例えば、ランダムまたは整列されているか、反復的または非反復的か、均一または非均一であってもよいことを示すことが意図される。当該LGPの表面上または近傍の光抽出特徴部は、例えば、単位長さあたりの抽出効率が、   As used herein, the term “patterning” means that the light extraction features are present in any given pattern or design, and the light extraction features are, for example, random or aligned, It is intended to indicate that it may be repetitive or non-repetitive, uniform or non-uniform. The light extraction feature on or near the surface of the LGP has, for example, an extraction efficiency per unit length,

Figure 2019532481
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[式中、 [Where:

Figure 2019532481
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であり、Lは導光の長さであり、xは、LGPに沿った位置である]であるようにその長さに沿って変わることがある。単位長さあたりの抽出効率は、LGP全体にわたる光抽出特徴部の密度を設計するために使用することがあり、単位長さあたりの抽出の関数形は、当該LGPを通過する光の複数の経路に対応するように変更することができる。したがって、LGPに沿った任意の所与の位置での当該光抽出特徴部の密度は、実質的に空間的および/または分光的におよび/または角度的に均一な光放出を生じるように制御することができ、その場合、放出された光の明るさは、当該光放出面全体にわたって実質的に一定であることがある。いくつかの実施形態において、当該LGP全体にわたってより均一な光分布を生じさせるために、当該光抽出特徴部の密度は、例えば、光源から遠くに離れた位置ほど密度が高く、注入ポイントからの距離に反比例して変化することがある。 Where L is the length of the light guide and x is the position along the LGP]. The extraction efficiency per unit length may be used to design the density of light extraction features across the LGP, and the function form of extraction per unit length is a multiple path of light through the LGP. Can be changed to correspond to Accordingly, the density of the light extraction features at any given location along the LGP is controlled to produce a substantially spatially and / or spectroscopically and / or angularly uniform light emission. In that case, the brightness of the emitted light may be substantially constant over the entire light emitting surface. In some embodiments, in order to produce a more uniform light distribution throughout the LGP, the density of the light extraction features is, for example, more denser away from the light source and the distance from the injection point. May change in inverse proportion to.

非限定的な実施形態によれば、図2Aから図2Bに示されるように、光抽出特徴部160、160’は、勾配を形成するようにパターン形成してもよい。例えば、光源150に近接する光抽出特徴部160、160’の密度は、LGP全体にわたって所望の光出力分布を生じるために必要に応じて、光源150から遠くに離れたポイント、例えば、2つの光源の中間地点の密度よりも低くあってもよい。図2Aから図2Bにおいて、勾配Gは、より低い密度の領域からより高い密度の領域を指し示す矢印によって示されている。配列された光源の場合、勾配パターンは、光源に対応する抽出特徴部のより低い密度の領域と、光源の間の抽出特徴部のより高い密度の領域とによる、周期的パターンを含むことがある。しかしながら、所望の光出力に応じて、様々な勾配パターンも可能であり、かつ、本開示の範囲内であることが意図されることは理解されるべきである。さらに、図2Aでは、表面光抽出特徴部160のみを含むLGPが示されており、図2Bでは、表面下光抽出特徴部160’のみを含むLGPが示されているが、これらの特徴部の任意の組み合わせを使用してもよく、かつ、本開示の範囲内であることが意図されることは理解されるべきである。   According to a non-limiting embodiment, as shown in FIGS. 2A-2B, the light extraction features 160, 160 'may be patterned to form a gradient. For example, the density of the light extraction features 160, 160 ′ proximate to the light source 150 may be adjusted to a point far away from the light source 150, such as two It may be lower than the density of the middle point. In FIGS. 2A-2B, the gradient G is indicated by an arrow pointing from a lower density region to a higher density region. In the case of an arrayed light source, the gradient pattern may include a periodic pattern with lower density regions of extraction features corresponding to the light sources and higher density regions of extraction features between the light sources. . However, it should be understood that various gradient patterns are possible and are intended to be within the scope of this disclosure, depending on the desired light output. Further, FIG. 2A shows an LGP that includes only the surface light extraction feature 160, and FIG. 2B illustrates an LGP that includes only the subsurface light extraction feature 160 ′. It should be understood that combinations of these may be used and are intended to be within the scope of this disclosure.

再び図1Aから図1Dを参照すると、少なくとも1つの光源150から放たれた光Lは、光回折特徴部105を通って導かれることがあり、光回折特徴部105は、所望の方向に光を方向転換させることができる。次いで、回折された光Lは、LGP100を通過して移動した後に色変換媒質125を含む領域に当たることがあり、その時点で様々な波長へと変換されて、変換光Lを生じることがある。次いで、変換された光Lは、LGP100を通って伝搬した後に透過光Tとして光放出面120を透過する。例えば、当該光は、光抽出特徴部(図示されず)に当たることがあるが、光抽出特徴部は、以下においてより詳細に説明されるように、当該光を所望の角度で散乱させることがある。 Referring to FIGS. 1A-1D again, the light L E which is emitted from at least one light source 150, may be directed through the optical diffraction features 105, diffractive features 105, the light in the desired direction Can be redirected. Then, the light L D which is diffracted, may strike the region including the color conversion medium 125 after traveling through the LGP100, that is converted at that time to various wavelengths, resulting in converted light L C is there. Then, the converted light L C is transmitted through the light emitting surface 120 as transmitted light T L after propagating through the LGP100. For example, the light may strike a light extraction feature (not shown), but the light extraction feature may scatter the light at a desired angle, as described in more detail below. .

光回折特徴部105は、特定の実施形態において、周期的回折格子またはチャープ型回折格子を含むことができ、周期的回折格子またはチャープ型回折格子は、所望の経路に沿って放出光Lを方向転換させるように構成することができる。光「回折」は、本明細書において使用される場合、所望の方向への光線の方向転換または誘導を示すことが意図され、これは、例えば、干渉などによって、光波を広げることによって達成されることがある。対照的に、光「散乱」は、例えば、異なる屈折率を有する材料間の界面との相互作用により、いくつかの異なる方向に光線を分散させる。回折特徴部105は、当該特徴部へ入射する光の方向を変えるために干渉効果を活用する構造を含むことができる。光回折は、当該回折特徴部に入射する全てまたは実質的に全ての光を、所定の方向にまたは所定の経路に沿って方向転換させるために使用することができる。様々な実施形態において、当該光回折特徴部は、光源に光学的に結合されることがあり、例えば、当該光回折特徴部は、当該光源と少なくとも部分的にまたは完全に重なり整合して位置決めされることがある。 Diffractive features 105, in certain embodiments, can include a periodic grating or a chirped grating, the periodic grating or a chirped grating, the emitted light L E along a desired path It can be configured to change direction. Light “diffraction”, as used herein, is intended to indicate the redirection or guidance of a light beam in a desired direction, which is achieved by spreading the light wave, eg, by interference. Sometimes. In contrast, light “scattering” disperses light rays in several different directions, for example by interaction with interfaces between materials having different refractive indices. The diffractive feature 105 can include a structure that utilizes interference effects to change the direction of light incident on the feature. Light diffraction can be used to redirect all or substantially all light incident on the diffraction feature in a predetermined direction or along a predetermined path. In various embodiments, the light diffractive feature may be optically coupled to a light source, for example, the light diffractive feature may be positioned at least partially or completely overlapping and aligned with the light source. Sometimes.

光回折特徴部105は、例えば、光入射面110上または内に提供された複数のスリットを有する回折格子を含むことがある。格子は、例えば、光入射面110上でポリマー材料または金属材料をパターン形成することによって形成することができる。当該光回折特徴部105は、当技術分野において既知の任意の好適な被着技術によって、透明基板101の光入射面110上に形成することができる。ポリマー材料または金属材料は、例えば、微細複製(microreplication)、3D印刷、またはホログラフ印刷などの印刷法によって、当該表面上に被着させることができる。当該ポリマー材料または金属材料は、パターン、例えば、配列されたスリットなど、で被着させることができるか、または他の実施形態では、当該ポリマー材料または金属材料の複数の部分を被着後に除去することによって、当該パターンを作製することができる。除去技術としては、リソグラフィ、マスキング、エッチング、UV硬化、または他の同様のプロセスを挙げることができる。好適なポリマー材料としては、例えば、UV硬化性アクリレート、熱硬化性エポキシ樹脂、および他の同様の材料を挙げることがある。例示の金属材料としては、Al、Au、Ag、Pt、Pd、Cu、他の同様の金属、およびそれらの合金を挙げことがあるが、これらに限定されない。   The light diffraction feature 105 may include, for example, a diffraction grating having a plurality of slits provided on or in the light incident surface 110. The grating can be formed, for example, by patterning a polymer material or a metal material on the light incident surface 110. The light diffraction feature 105 can be formed on the light incident surface 110 of the transparent substrate 101 by any suitable deposition technique known in the art. The polymer material or metal material can be deposited on the surface by a printing method such as, for example, microreplication, 3D printing, or holographic printing. The polymeric or metallic material can be deposited in a pattern, such as an array of slits, or in other embodiments, multiple portions of the polymeric or metallic material are removed after deposition. Thus, the pattern can be produced. Removal techniques can include lithography, masking, etching, UV curing, or other similar processes. Suitable polymeric materials may include, for example, UV curable acrylates, thermosetting epoxy resins, and other similar materials. Exemplary metallic materials may include, but are not limited to, Al, Au, Ag, Pt, Pd, Cu, other similar metals, and alloys thereof.

格子は、例えば、1つまたは複数のスリットを作製するために光入射面110をレーザー損傷することによって、透明基板自体を変更することによっても作製することができる。レーザー加工は、光入射面に、例えば、配列された周期的回折格子などの回折特徴部を形成するために使用することができる。ガラス基板の場合、格子は、光入射面110の1つまたは複数の領域をイオン交換することによっても提供することができる。例えば、ガラス基板を局所的イオン交換プロセスによって処理して、ガラス基板に入射する光を回折することができる領域を形成してもよい。例示のイオン交換プロセスとしては、熱的および電気的ポーリング技術、ならびに、任意選択的にマスキング剤の使用を伴う溶融塩浴浸漬が挙げられる。回折特徴部は、光入射面上に、光入射面に入射する光を回折することができる領域を形成するためのガラス基板の局所的脱ガラス化およびその後の再結晶化によって、基板の光入射面にも提供することがある。   The grating can also be made by changing the transparent substrate itself, for example, by laser damaging the light entrance surface 110 to make one or more slits. Laser machining can be used to form diffractive features, such as, for example, arranged periodic diffraction gratings, on the light incident surface. In the case of a glass substrate, the grating can also be provided by ion exchange of one or more regions of the light incident surface 110. For example, the glass substrate may be processed by a local ion exchange process to form a region where light incident on the glass substrate can be diffracted. Exemplary ion exchange processes include thermal and electrical poling techniques, and optionally a molten salt bath immersion with the use of a masking agent. The diffractive feature is formed by local devitrification and subsequent recrystallization of the glass substrate to form a region on the light incident surface that can diffract light incident on the light incident surface. May also be provided on the surface.

様々な実施形態によれば、当該回折格子は、回折される光の波長の桁内の、スリット幅および/または格子周期を有するスリットを含むことがある。例えば、当該スリット幅および/または格子周期は、全ての範囲およびその間の部分範囲を含め、例えば、約100nmから約1000nmの範囲の、約1000nm未満、約700nm未満、約500nm未満、約400nm未満、または約300nm未満であることがある。さらなる実施形態において、当該回折格子の幅全体は、光が光入射面上の所与の領域上に投影されるエリアに対応するように選択されることがあり、例えば、全ての範囲およびその間の部分範囲を含め、例えば、約2mmから約9mm、約3mmから約8mm、約4mmから約7mm、または5mmから約6mmの範囲の約1mmから約10mmであることがある。   According to various embodiments, the diffraction grating may include a slit having a slit width and / or grating period within the order of the wavelength of the diffracted light. For example, the slit width and / or grating period includes all ranges and subranges therebetween, for example, in the range of about 100 nm to about 1000 nm, less than about 1000 nm, less than about 700 nm, less than about 500 nm, less than about 400 nm, Or it may be less than about 300 nm. In further embodiments, the overall width of the diffraction grating may be selected to correspond to the area where light is projected onto a given region on the light entrance surface, eg, all ranges and between Including partial ranges, for example, from about 2 mm to about 9 mm, from about 3 mm to about 8 mm, from about 4 mm to about 7 mm, or from about 1 mm to about 10 mm in the range of 5 mm to about 6 mm.

本明細書において使用される場合、用語「スリット幅」は、回折格子の個々のスリットの幅を指すことが意図される。用語「格子周期」は、回折格子の個々のスリット間の距離を指すことが意図される。格子周期は、例えば、式mλ=dsinΘを使用して、光の所与の波長が回折される角度を決定することがあり、式中、Θは回折の角度であり、λは光の波長であり、dは格子周期であり、mは干渉次数を表す整数である。用語「幅全体」は、個々の回折格子を構成するスリットを合わせた寸法全体を指すことが意図される。格子周期の幅全体は、例えば、当該格子に光学的に結合された、LEDなどの光源の幅に対応することがある。 As used herein, the term “slit width” is intended to refer to the width of an individual slit in a diffraction grating. The term “grating period” is intended to refer to the distance between individual slits of a diffraction grating. The grating period may determine the angle at which a given wavelength of light is diffracted using, for example, the equation mλ = d * sin Θ, where Θ is the angle of diffraction and λ is the It is a wavelength, d is a grating period, and m is an integer representing an interference order. The term “entire width” is intended to refer to the entire dimension of the slits that make up the individual diffraction gratings. The overall width of the grating period may correspond to, for example, the width of a light source such as an LED optically coupled to the grating.

いくつかの実施形態において、放出された光は、光回折特徴部によって所望の色変換特徴部に方向転換させることができる。例えば、図1Aに示されるように、放出された光Lは、光回折特徴部105によって、色変換媒質125を含む所望のキャビティ115に方向転換させることができる。当該経路は、例えば、放出された光Lが色変換媒質125を通過する前に所望の距離を移動するように選択することができる。図1Cを参照すると、非限定的な実施形態において、放出された光Lが、色変換特徴部に対応しない領域において所望の角度で光放出面120に当たるように当該光を方向転換させることも可能である。当該所望の角度は、回折された光Lが全内部反射(TIR)により光放出面120から反射されて、光入射面110上に色変換媒質125を含むキャビティ115に当たるように、臨界角未満となるように選択されることがある。さらなる実施形態において、図1Bに示されるように、光回折特徴部105は、光がTIRにより指定された距離をLGPに沿って伝搬した後に所定のキャビティ115に当たるように光を方向転換されることがある。 In some embodiments, the emitted light can be redirected to a desired color conversion feature by a light diffraction feature. For example, as shown in FIG. 1A, emitted light L E is the optical diffraction features 105, can be diverted to the desired cavity 115 including a color conversion medium 125. The route, for example, it is possible to emitted light L E is selected to move the desired distance before passing through the color conversion medium 125. Referring to Figure 1C, in a non-limiting embodiment, the emitted light L E is also diverting the light to impinge on the light emitting surface 120 at a desired angle in a region not corresponding to the color conversion feature Is possible. The desired angle is diffracted light L D is reflected from the light emitting surface 120 by total internal reflection (TIR), so strikes the cavity 115 including a color conversion medium 125 on the light incident surface 110, less than the critical angle May be selected. In a further embodiment, as shown in FIG. 1B, the light diffractive feature 105 is redirected so that the light strikes a predetermined cavity 115 after propagating along the LGP a distance specified by the TIR. There is.

全内部反射は、第一屈折率を有する第一材料(例えば、ガラス、プラスチックなど)内を伝播する光を第一屈折率より低い第二屈折率を有する第二材料(例えば、空気など)との界面で全反射することができる現象である。TIRは、異なる屈折率を有する2つの材料間の界面での光の屈折を記述する、スネルの法則:
sin(θ)=nsin(θ
を使用して説明することができる。スネルの法則により、nは、第一材料の屈折率であり、nは、第二材料の屈折率であり、θは、界面への垂線に対して界面に入射する光の角度(入射角)であり、θは、当該垂線に対する反射光の屈折角である。屈折角(θ)が90°、例えば、sin(θ)=1,の場合、スネルの法則は、
Total internal reflection refers to light propagating in a first material (eg, glass, plastic, etc.) having a first refractive index with a second material (eg, air, etc.) having a second refractive index lower than the first refractive index. This phenomenon allows total reflection at the interface. TIR describes Snell's law describing the refraction of light at the interface between two materials with different refractive indices:
n 1 sin (θ i ) = n 2 sin (θ r )
Can be used to explain. 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, and θ i is the angle of light incident on the interface relative to the normal to the interface ( (Incident angle), and θ r is a refraction angle of the reflected light with respect to the perpendicular. When the refraction angle (θ r ) is 90 °, for example, sin (θ 2 ) = 1, Snell's law is

Figure 2019532481
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と表すことができる。このような条件下での入射角θは、臨界角θとも呼ばれることがある。臨界角より大きい入射角(θ>θ)を有する光は、第一材料において、全内部反射されることになり、一方、臨界角以下の入射角(θ≦θ)を有する光は、第一材料によって透過されることになる。 It can be expressed as. The incident angle θ i under such conditions may be referred to as a critical angle θ c . Light having an incident angle larger than the critical angle (θ i > θ c ) will be totally internally reflected in the first material, while light having an incident angle less than the critical angle (θ i ≦ θ c ). Will be transmitted by the first material.

空気(n=1)とガラス(n=1.5)との間の例示の界面の場合、臨界角(θ)は、41°として計算することができる。したがって、ガラス内を伝搬する光が、41°より大きい入射角で空気−ガラス界面に当たった場合、全ての入射光は、入射角に等しい角度で当該界面から反射されることになる。当該反射された光が、第一界面と同じ屈折率関係を有する第二界面に当たった場合、第二界面に入射した光は、当該入射角に等しい反射角において再び反射されることになる。したがって、例えば、ガラスが、2つの対向する空気とガラスと間の界面を形成する画定する2つの対向する平行な表面を有するガラス板である場合、当該ガラス板に注入された光は、当該ガラス板を通って伝搬することができ、界面条件が変わらない限りまたは変わるまで、平行な第一および第二界面間で交互に反射する。 For the exemplary interface between air (n 1 = 1) and glass (n 2 = 1.5), the critical angle (θ c ) can be calculated as 41 °. Therefore, when light propagating in the glass hits the air-glass interface at an incident angle greater than 41 °, all incident light is reflected from the interface at an angle equal to the incident angle. When the reflected light hits the second interface having the same refractive index relationship as the first interface, the light incident on the second interface is reflected again at a reflection angle equal to the incident angle. Thus, for example, if the glass is a glass plate having two opposing parallel surfaces that define an interface between two opposing air and glass, the light injected into the glass plate It can propagate through the plate and reflects alternately between the parallel first and second interfaces unless or until the interface conditions change.

光回折および/またはTIRを使用して、少なくとも1つの光源から放たれた光が色変換媒質に接触する前に所定の距離を移動するように、光学アセンブリを設計してもよい。したがって、移動する当該所定の経路および/または距離は、当該色変換媒質が減じられた光束密度に晒されるように所望どおりに変えてもよい。理論によって束縛されることを望むわけではないが、光線の光束密度は、当該光線が長い距離を移動するほど減少することがあり、空間的に広がると考えられる。いくつかの実施形態において、LGP内の光束は、1桁も、さらには2桁さえも減少されることがある。換言すれば、色変換媒質に当たる回折された光は、光源から初めに放たれた光の密度の1%と低い密度を有することがある。色変換媒質が晒されることがある光束密度を減少させることができたので、アセンブリ全体は、先行技術の構成と比べて、より高い光強度で作動されることがある。その上、当該光学アセンブリの寿命は、上記の利点のうちの1つまたは複数により、先行技術の装置と比べて延ばされることがある。   Using optical diffraction and / or TIR, the optical assembly may be designed such that the light emitted from the at least one light source travels a predetermined distance before contacting the color conversion medium. Thus, the predetermined path and / or distance of travel may be varied as desired so that the color conversion medium is exposed to the reduced light flux density. Although not wishing to be bound by theory, it is believed that the light flux density of a light beam may decrease as the light beam travels a long distance and spreads spatially. In some embodiments, the flux in the LGP may be reduced by an order of magnitude or even two orders of magnitude. In other words, the diffracted light striking the color conversion medium may have a density as low as 1% of the density of the light originally emitted from the light source. The entire assembly may be operated at a higher light intensity compared to prior art configurations because the light flux density to which the color conversion medium may be exposed could be reduced. Moreover, the lifetime of the optical assembly may be extended compared to prior art devices due to one or more of the above advantages.

特定の実施形態において、従来の燐光物質でコーティングされた「白色」LEDは、QDでパターン形成されたLGPに結合された青色LEDによって置き換えることができる。QDは、燐光物質より狭い発光スペクトルを有することから、結果として得られるアセンブリは、改良された色域を有することがある。当然のことながら、他の実施形態において、当該LGPは、QD以外の色変換要素、例えば、燐光物質、蛍光物質(fluorophor)など、でパターン形成してもよい。さらなる非限定的な実施形態において、当該パターン形成された色変換媒質は、例えば、コーティング、塗工、レーザー損傷、または他の同様のプロセスによってLGP表面上に従来的に提供される光抽出特徴部に完全にまたは部分的に取って代わることができる。当然のことながら、本明細書において開示される色変換LGPは、例えば、図2A〜図2Bに示されるように、追加の光抽出特徴部と併せても使用してもよい。   In certain embodiments, a “white” LED coated with a conventional phosphor can be replaced by a blue LED coupled to a QD patterned LGP. Since QD has a narrower emission spectrum than phosphors, the resulting assembly may have an improved color gamut. Of course, in other embodiments, the LGP may be patterned with a color conversion element other than QD, such as a phosphor, a fluorophor, and the like. In a further non-limiting embodiment, the patterned color conversion medium is a light extraction feature conventionally provided on the LGP surface by, for example, coating, coating, laser damage, or other similar processes. Can be completely or partially replaced. Of course, the color conversion LGP disclosed herein may be used in conjunction with additional light extraction features, for example, as shown in FIGS. 2A-2B.

図1から図2を参照すると、色変換媒質125は、少なくとも1つの色変換要素を含むことができる。当該色変換要素は、いくつかの実施形態において、有機または無機マトリックス中、例えば、シリコーンまたは他の好適な材料など、に懸濁されることがある。特定の実施形態において、当該色変換要素は、熱伝導性マトリックス中に懸濁されることがある。様々な実施形態によれば、当該色変換媒質は、例えば、全ての範囲およびその間の部分範囲を含め、例えば、約10μmから約300μm、約20μmから約200μm、または約50μmから約100μmなど、約5μmから約400μmの範囲の厚さを有する層として被着されることがある。   1 to 2, the color conversion medium 125 may include at least one color conversion element. The color conversion element may in some embodiments be suspended in an organic or inorganic matrix, such as silicone or other suitable material. In certain embodiments, the color conversion element may be suspended in a thermally conductive matrix. According to various embodiments, the color conversion medium includes about all ranges and subranges therebetween, for example, about 10 μm to about 300 μm, about 20 μm to about 200 μm, or about 50 μm to about 100 μm, and so on. May be deposited as a layer having a thickness in the range of 5 μm to about 400 μm.

当該色変換特徴部は、当技術分野において既知の任意の方法を使用して形成することができる。例えば、色変換媒質は、任意の好適な被着方法、例えば、印刷法、例えば、インクジェット印刷、スクリーン印刷、マイクロプリンティングなど、コーティング法、例えば、スピンコーティング、スロットコーティング、ディップコーティングなど、ドロップキャスト法、ピペッティング、またはそれらの任意の組み合わせなど、を使用して、表面上にまたは凹部内に被着させることができる。特定の実施形態において、1つまたは複数の溶媒に懸濁させた色変換媒質の液滴を、任意の所望のパターンで被着させることができる。当該溶媒は、任意選択的に、周囲温度または高温で乾燥させることにより除去してもよい。   The color conversion feature can be formed using any method known in the art. For example, the color conversion medium may be any suitable deposition method, such as a printing method, such as ink jet printing, screen printing, microprinting, etc., a coating method, such as spin coating, slot coating, dip coating, etc. , Pipetting, or any combination thereof can be used to deposit on a surface or in a recess. In certain embodiments, droplets of the color conversion medium suspended in one or more solvents can be deposited in any desired pattern. The solvent may optionally be removed by drying at ambient or elevated temperature.

当該少なくとも1つの色変換要素は、例えば、燐光物質、量子ドット(QD)、およびルミフォール(lumiphore)、例えば、蛍光物質など、または発光ポリマーなどから選択することができる。例示の燐光物質としては、赤色および緑色発光燐光物質、例えば、イットリウムベースおよび硫化亜鉛ベースの燐光物質、例えば、イットリウムアルミニウムガーネット(YAG)、E 2+でドープされた赤色窒化物、およびそれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。 The at least one color conversion element can be selected, for example, from phosphors, quantum dots (QDs), and lumiphors, such as fluorescent materials, or luminescent polymers. Exemplary phosphors include red and green emitting phosphors such as yttrium and zinc sulfide based phosphors such as yttrium aluminum garnet (YAG), red nitride doped with Eu2 + , and combinations thereof Although not limited to these, it is not limited to these.

QDは、放出された光の所望の波長に応じて様々な形状および/またはサイズを有することができる。例えば、放出された光の周波数は、量子ドットのサイズの減少に伴って増加することがあり、例えば、当該放出された光の色は、量子ドットのサイズの減少に伴って赤色から青色にシフトすることができる。青色光、UV光、または近UV光で照射された場合、量子ドットは、当該光をより長い赤色波長、黄色波長、緑色波長、または青色波長に変換することがある。様々な実施形態によれば、当該色変換要素は、青色光、UV光、または近UV光で照射されたときに、赤色波長および緑色波長において放出するようなQDから選択することができる。   The QD can have various shapes and / or sizes depending on the desired wavelength of the emitted light. For example, the frequency of emitted light may increase as the size of the quantum dots decreases, for example, the color of the emitted light shifts from red to blue as the size of the quantum dots decreases. can do. When illuminated with blue light, UV light, or near UV light, the quantum dots may convert the light to longer red, yellow, green, or blue wavelengths. According to various embodiments, the color conversion element can be selected from QDs that emit at red and green wavelengths when illuminated with blue light, UV light, or near UV light.

様々な実施形態において、少なくとも1つのキャビティ115が、同じまたは異なるタイプの色変換要素、例えば、同じ波長または異なる波長の光を放つ要素、を含むことは可能である。例えば、いくつかの実施形態において、キャビティは、当該キャビティにおいて赤色−緑色−青色(RGB)スペクトルを生じさせるように、緑色波長および赤色波長の両方を放つ色変換要素を含むことができる。しかしながら、他の実施形態によれば、例えば、緑色量子ドットのみを含むキャビティまたは赤色燐光物質のみを含むキャビティなど、個々のキャビティが同じ波長を放つ色変換要素のみを含むことが可能である。さらなる実施形態において、単一のキャビティは、緑色色変換要素で満たされた交互のサブキャビティと、赤色色変換要素で満たされた相補的なサブキャビティとによって細分されていてもよい。   In various embodiments, it is possible that at least one cavity 115 includes the same or different types of color conversion elements, eg, elements that emit light of the same wavelength or different wavelengths. For example, in some embodiments, the cavity can include a color conversion element that emits both green and red wavelengths to produce a red-green-blue (RGB) spectrum in the cavity. However, according to other embodiments, it is possible for individual cavities to contain only color conversion elements that emit the same wavelength, for example cavities containing only green quantum dots or cavities containing only red phosphors. In a further embodiment, a single cavity may be subdivided by alternating subcavities filled with green color conversion elements and complementary subcavities filled with red color conversion elements.

所望の表示効果または照明効果を達成するように各キャビティを配置するために、キャビティまたは複数のキャビティの構成ならびに色変換媒質のタイプおよび量を選択することは、当業者の能力内である。その上、赤色および緑色放出要素について上記において説明したが、赤色、橙色、黄色、緑色、青色、または可視スペクトル(例えば、約420〜750nm)の任意の他の色を含むがこれらに限定されない任意の波長の光を放出することができる任意のタイプの色変換要素を使用することができることは理解されるべきである。例えば、ソリッドステート照明用途において、様々なサイズを有する量子ドットを組み合わせて黒色物体の出力をエミュレートすることがあり、これは、素晴らしい演色を提供することがある。   It is within the ability of one skilled in the art to select the configuration of the cavity or multiple cavities and the type and amount of color conversion medium to arrange each cavity to achieve the desired display or lighting effect. Moreover, although described above for red and green emitting elements, any including, but not limited to, red, orange, yellow, green, blue, or any other color in the visible spectrum (eg, about 420-750 nm) It should be understood that any type of color conversion element that can emit light of any wavelength can be used. For example, in solid state lighting applications, quantum dots of various sizes may be combined to emulate the output of a black object, which may provide a great color rendering.

続けて図1から図2を参照すると、基板101および/またはシーリング層130は、例えば、透明または実質的に透明な材料、例えば、ガラスまたはプラスチックなど、を含むことができる。本明細書において使用される場合、用語「透明」は、レンズ、基板、または材料が、可視領域のスペクトル(約420〜750nm)において約80%を超える光透過率を有することを示すことが意図される。例えば、例示の透明基板またはレンズは、可視光領域において、例えば、全ての範囲およびその間の部分範囲を含め、約90%よりも大きいか、または約95%よりも大きい光透過率など、約85%を超える光透過率を有することがある。   With continued reference to FIGS. 1-2, the substrate 101 and / or the sealing layer 130 can comprise, for example, a transparent or substantially transparent material, such as glass or plastic. As used herein, the term “transparent” is intended to indicate that a lens, substrate, or material has a light transmission greater than about 80% in the visible spectrum (about 420-750 nm). Is done. For example, the exemplary transparent substrate or lens has a light transmittance of about 85 in the visible light region, such as a light transmission greater than about 90% or greater than about 95%, including all ranges and subranges therebetween. % Light transmittance may be exceeded.

いくつかの実施形態において、当該LGP100、透明基板101、および/またはシーリング層130は、例えば、約0.005から約0.015の範囲(例えば、約0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、または0.015)など、0.015未満の色シフトΔyを含むことができる。他の実施形態において、当該透明基板は、0.008未満の色シフトを有することができる。特定の実施形態によれば、当該LGP100、透明基板101、および/またはシーリング層130は、約420〜750nmの範囲の波長に対して、例えば、約0.2dB/mから約4dB/mの範囲の、例えば、約3dB/m未満、約2dB/m未満、約1dB/m未満、約0.5dB/m未満、約0.2dB/m未満、さらにそれ未満、約4dB/m未満の光減衰α(例えば、吸収および/または散乱損失による)を有することができる。 In some embodiments, the LGP 100, the transparent substrate 101, and / or the sealing layer 130 can be in the range of, for example, about 0.005 to about 0.015 (eg, about 0.005, 0.006, 0.007). , 0.008, 0.009, 0.010, 0.011, 0.012, 0.013, 0.014, or 0.015), etc., can include a color shift Δy of less than 0.015. In other embodiments, the transparent substrate can have a color shift of less than 0.008. According to certain embodiments, the LGP 100, the transparent substrate 101, and / or the sealing layer 130 may have a wavelength in the range of about 420-750 nm, for example, in the range of about 0.2 dB / m to about 4 dB / m. For example, 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, less than about 0.2 dB / m, even less, less than about 4 dB / m α 1 (eg, due to absorption and / or scattering losses).

色シフトは、色測定のためのCIE1931規格を使用して、長さLに沿ってxおよびy色度座標における変動を測定することによって特徴付けることがある。ガラス導光板の場合、色シフトΔyは、Δy=y(L)−y(L)として報告することができ、式中、LおよびLは、光源から離れるパネルまたは基板方向に沿ったZ位置であり、L−L=0.5メートルである。例示の導光板は、Δy<0.01、Δy<0.005、Δy<0.003、またはΔy<0.001を有することがある。 Color shift may be characterized by measuring variations in x and y chromaticity coordinates along the length L using the CIE 1931 standard for color measurement. For glass light guide plates, the color shift Δy can be reported as Δy = y (L 2 ) −y (L 1 ), where L 2 and L 1 are along the panel or substrate direction away from the light source. Z position, L 2 −L 1 = 0.5 meter. Exemplary light guide plates may have Δy <0.01, Δy <0.005, Δy <0.003, or Δy <0.001.

好適な透明材料は、例えば、表示装置および他の電子デバイスにおける使用のための当技術分野において既知の任意のガラスを含むことがある。例示のガラスとしては、アルミノケイ酸ガラス、アルカリ−アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリ−ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルカリ−アルミノホウケイ酸ガラス、および他の好適なガラスを挙げることができるが、これらに限定されない。これらの基板は、様々な実施形態において、化学的に強化および/または熱的に強化されることがある。好適な市販の基板の非限定的な例としては、数例を挙げると、Corning Incorporated社製の、EAGLE XG(登録商標)ガラス、Lotus(商標)ガラス、Iris(商標)ガラス、Willow(登録商標)ガラス、およびGorilla(登録商標)ガラスが挙げられる。他の実施形態において、プラスチック、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メチルメタクリレートスチレン(MS)、またはポリジメチルシロキサン(PDMS)など、ポリマー材料は、好適な透明材料として使用さされることがある。   Suitable transparent materials may include, for example, any glass known in the art for use in display devices and other electronic devices. Exemplary glasses may include aluminosilicate glass, alkali-aluminosilicate glass, borosilicate glass, alkali-borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, alkali-aluminoborosilicate glass, and other suitable glasses. However, it is not limited to these. These substrates may be chemically strengthened and / or thermally strengthened in various embodiments. Non-limiting examples of suitable commercially available substrates include Corning Incorporated's EAGLE XG® glass, Lotus® glass, Iris® glass, Willow®, to name a few. ) Glass, and Gorilla (R) glass. In other embodiments, polymeric materials such as plastics, such as polymethyl methacrylate (PMMA), methyl methacrylate styrene (MS), or polydimethylsiloxane (PDMS) may be used as a suitable transparent material.

イオン交換によって化学的に強化されたガラスは、いくつかの非限定的な実施形態によれば、透明材料101として好適であることがある。イオン交換プロセス中、ガラス板内の、または、ガラス板の表面または表面付近のイオンは、例えば、塩浴から、より大きな金属イオンが得られるように交換されることがある。ガラス中へのより大きいイオンの組み込みは、表面付近の領域に圧縮応力を生じさせることによって当該シートを強化することができる。当該圧縮応力とのバランスを保つために、対応する引張応力をガラスの中央領域内に誘起することができる。   Glass chemically strengthened by ion exchange may be suitable as the transparent material 101 according to some non-limiting embodiments. During the ion exchange process, ions in or near or at the surface of the glass plate may be exchanged to obtain larger metal ions, for example from a salt bath. Incorporation of larger ions into the glass can strengthen the sheet by creating a compressive stress in the area near the surface. In order to maintain a balance with the compressive stress, a corresponding tensile stress can be induced in the central region of the glass.

イオン交換は、例えば、所定の時間にわたって当該ガラスを溶融塩浴に浸漬することによって行うことができる。例示の塩浴としては、KNO、LiNO、NaNO、RbNO、およびそれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。当該溶融塩浴の温度および処理時間は、変わり得る。所望の用途に従って時間および温度を決定することは、当業者の能力内である。非限定的な例として、溶融塩浴の温度は、例えば、約400℃から約500℃など、約400℃から約800℃の範囲であることがあり、所定の処理時間は、例えば、約4時間から約10時間など、約4時間から約24時間の範囲であることがあるが、他の温度および時間の組み合わせも想到される。非限定的な例として、当該ガラスを、例えば、約450℃で約6時間にわたってKNO浴に浸漬して、表面に圧縮応力を付与するKリッチな層を得ることができる。 The 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 processing time of the molten salt bath can vary. It is within the ability of one skilled in the art to determine the time and temperature according to the desired application. As a non-limiting example, the temperature of the molten salt bath can range from about 400 ° C. to about 800 ° C., such as, for example, about 400 ° C. to about 500 ° C., and the predetermined processing time can be, for example, about 4 Although it may range from about 4 hours to about 24 hours, such as from time to about 10 hours, other temperature and time combinations are also contemplated. As a non-limiting example, the glass can be immersed, for example, in a KNO 3 bath at about 450 ° C. for about 6 hours to obtain a K-rich layer that imparts compressive stress to the surface.

特定の実施形態において、当該透明基板101は、以下の組成、
55から75重量%のSiO
5から25重量%のAl
1から15重量%のMgO、
0から1%重量%のSnO
0から5重量%のNaO、
0から5重量%のSrO、および
0から10重量%のB
を有するガラスを含むことがある。さらなる実施形態によれば、当該ガラスは、200ppm未満のFeを含むことがある。さらなる実施形態において、当該ガラスは、2ppm未満のCrを含むことがある。さらなる実施形態において、当該ガラスは、2ppm未満のNiOを含むことがある。さらなる実施形態によれば、当該ガラスは、それぞれ1ppm未満のNiOおよびCrおよび/または、例えば、約50ppm未満、約20ppm未満、または約10ppm未満のFeなど、100ppm未満のFeを含むことがある。追加の非限定的な例示のガラス組成は、下記の表Iに一覧され、量は重量パーセントで表されている。
In a specific embodiment, the transparent substrate 101 has the following composition:
55 to 75% by weight of SiO 2 ,
5 to 25% by weight of Al 2 O 3 ,
1 to 15% by weight of MgO,
0 to 1% by weight of SnO 2 ,
0 to 5 wt% Na 2 O,
0 to 5 wt% SrO, and 0 to 10 wt% B 2 O 3
May include glass having According to a further embodiment, the glass may contain less than 200 ppm Fe 2 O 3 . In a further embodiment, the glass may contain less than 2 ppm Cr 2 O 3 . In further embodiments, the glass may contain less than 2 ppm NiO. According to further embodiments, the glass is less than 1 ppm NiO and Cr 2 O 3 and / or less than 100 ppm Fe, such as less than about 50 ppm, less than about 20 ppm, or less than about 10 ppm Fe 2 O 3 , respectively. 2 O 3 may be included. Additional non-limiting exemplary glass compositions are listed in Table I below, with amounts expressed in weight percent.

Figure 2019532481
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当該透明基板101は、所望の光分布を生じるために必要に応じて、任意の所望のサイズおよび/または形状を有することができる。基板101の対向する主要面、例えば、光放出面および光入射面110、120は、特定の実施形態において、平面または実質的に平面であることがあり、および/または平行もしくは実質的に平行であることがある。当該透明基板101は、4つの辺、例えば、正方形または長方形のシートを有していてもよく、あるいは、例えば、多角形ポリゴンなど、4つ超えの辺を、または、例えば、三角形など、4つ未満の辺を有してもよい。非限定的な例として、当該光導体は、4つの辺を有する、長方形、正方形、または菱形のシートを含むことがあるが、1つまたは複数の曲線状の部分または辺を有するものを含め、他の形状および構成も、本開示の範囲内であることが意図される。特定の実施形態において、当該透明基板101は、例えば、全ての範囲およびその間の部分範囲を含め、約0.1mmから約2.5mm、約0.3mmから約2mm、約0.5mmから約1.5mm、または約0.7mmから約1mmの範囲の約3mm以下の厚さを有することがある。   The transparent substrate 101 can have any desired size and / or shape as needed to produce the desired light distribution. Opposing major surfaces of the substrate 101, such as light emitting and light incident surfaces 110, 120, in certain embodiments, may be planar or substantially planar and / or parallel or substantially parallel. There may be. The transparent substrate 101 may have a sheet of four sides, for example, a square or a rectangle, or may have four sides, for example, a polygon polygon, or more than four sides, for example, a triangle. You may have less than sides. As a non-limiting example, the light guide may include a rectangular, square, or rhomboid sheet having four sides, including one having one or more curved portions or sides, Other shapes and configurations are intended to be within the scope of this disclosure. In certain embodiments, the transparent substrate 101 includes, 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 including all ranges and subranges therebetween. May have a thickness of 0.5 mm, or about 3 mm or less in the range of about 0.7 mm to about 1 mm.

非限定的な実施形態において、当該シーリング層130は、例えば、金属、金属酸化物、金属合金、またはそれらの混合物など、反射層を含むことがある。あるいは、当該シーリング層130は、反射材料(例えば、金属または酸化物、合金、それらの塩など)で完全にまたは部分的にコーティングされた透明材料(例えば、ガラス、プラスチックなど)または非透明材料(例えば、セラミック、ガラス−セラミックなど)を含むことができる。例示の反射性金属としては、Al、Au、Ag、Pt、Pd、Cu、他の同様の金属、およびそれらの合金が挙げられるが、これらに限定されない。反射性または部分反射性シーリング層130は、色変換媒質125を通過する任意の青色(変換されていない)光が当該シーリング層130から反射する機会を提供することに関して有利であることがあり、当該シーリング層130は、当該光が当該色変換媒質125を再び通過する際に所望の波長へと変換される別の機会を有することがある。熱伝導性材料を含むシーリング層130は、当該色変換媒質125によって生じた熱を放散させるための追加の経路も提供することがある。当該シーリング層130は、図1Bに示されるように連続か、または、図1Aに示されるように不連続であり得る。   In a non-limiting embodiment, the sealing layer 130 can include a reflective layer, such as, for example, a metal, metal oxide, metal alloy, or a mixture thereof. Alternatively, the sealing layer 130 may be a transparent material (eg, glass, plastic, etc.) or non-transparent material (eg, glass or plastic) completely or partially coated with a reflective material (eg, metal or oxide, alloy, salt thereof, etc.). For example, ceramic, glass-ceramic, etc.) can be included. Exemplary reflective metals include, but are not limited to, Al, Au, Ag, Pt, Pd, Cu, other similar metals, and alloys thereof. The reflective or partially reflective sealing layer 130 may be advantageous with respect to providing an opportunity for any blue (unconverted) light that passes through the color conversion medium 125 to be reflected from the sealing layer 130, and The sealing layer 130 may have another chance that the light is converted to the desired wavelength when it passes through the color conversion medium 125 again. The sealing layer 130 including a thermally conductive material may also provide an additional path for dissipating heat generated by the color conversion medium 125. The sealing layer 130 may be continuous as shown in FIG. 1B or discontinuous as shown in FIG. 1A.

シーリング層130として使用することができるさらなる材料のいくつかの非限定的な例としては、スズ、亜鉛、チタン、または銅の酸化物、インジウムスズ酸化物(ITO)、低融点ガラス(LMG)、または低液相温度(LLT)組成物が挙げられる。LMG組成物は、例えば、約150℃から約400℃の範囲など、例えば、約350℃未満、300℃未満、250℃未満、または200℃未満の、約400℃以下のガラス転移温度を有することができる。好適なLLT材料は、例えば、約400℃から約1000℃の範囲の、例えば、約800℃未満、600℃未満、または400℃未満、約1000℃以下の液相温度を有することがある。例示のLLTまたはLMG材料は、例えば、フルオロリン酸スズガラス、タングステンでドープされたフルオロリン酸スズガラス、カルコゲニドガラス、テルライトガラス、ホウ酸ガラス、およびリン酸ガラスを含むことがある。   Some non-limiting examples of additional materials that can be used as the sealing layer 130 include tin, zinc, titanium, or copper oxides, indium tin oxide (ITO), low melting point glass (LMG), Or a low liquid phase temperature (LLT) composition. The LMG composition has a glass transition temperature of about 400 ° C. or less, eg, less than about 350 ° C., less than 300 ° C., less than 250 ° C., or less than 200 ° C., such as in the range of about 150 ° C. to about 400 ° C. Can do. Suitable LLT materials may have a liquidus temperature in the range of, for example, about 400 ° C. to about 1000 ° C., for example, less than about 800 ° C., less than 600 ° C., or less than 400 ° C., less than about 1000 ° C. Exemplary LLT or LMG materials may include, for example, tin fluorophosphate glass, tin fluorofluorophosphate glass doped with tungsten, chalcogenide glass, tellurite glass, borate glass, and phosphate glass.

例示のフルオロリン酸スズガラス組成物は、対応する三元相図においてSnO、SnF,およびPのそれぞれの組成物に関して表すことができる。好適なフルオロリン酸スズガラスは、20から100mol%のSnO、0から50mol%のSnF、および0から30mol%のPを含む。これらのフルオロリン酸スズガラス組成物は、任意選択的に、0から10mol%のWO、0から10mol%のCeO、および/または0から5mol%のNbを含むことができる。例えば、ガラスシーリング層の形成に好適なドーピングされたフルオロリン酸スズ出発材料の組成は、35モル%から50モル%のSnO、30モル%から40モル%のSnF2、15モル%から25モル%のP、および、例えば、WO、CeO、および/またはNbなど、1.5モル%から3モル%のドーパント酸化物を含む。1つの特別な実施形態によるフルオロリン酸スズガラス組成物は、約38.7モル%のSnO、39.6モル%のSnF、19.9モル%のP、および1.8モル%のNbを含む、ニオブでドープされた酸化スズ/フルオロリン酸スズ/五酸化リンガラスであり得る。別の実施形態によるリン酸スズガラス組成物は、約27モル%のSn、13モル%のP、および60モル%のOを含む。好適なフルオロホウ酸スズガラス組成物は、20から100モル%のSnO、0から50モル%のSnF、および0から30モル%のBを含む。これらのフルオロリン酸スズガラス組成物は、任意選択によれば、0から10mol%のWO、0から10mol%のCeO、および/または0から5mol%のNbを含み得る。 An exemplary tin fluorophosphate glass composition can be represented for each composition of SnO, SnF 2 , and P 2 O 5 in the corresponding ternary phase diagram. A suitable tin fluorophosphate glass contains 20 to 100 mol% SnO, 0 to 50 mol% SnF 2 , and 0 to 30 mol% P 2 O 5 . These tin fluorophosphate glass compositions can optionally comprise 0 to 10 mol% WO 3 , 0 to 10 mol% CeO 2 , and / or 0 to 5 mol% Nb 2 O 5 . For example, the composition of a doped tin fluorophosphate starting material suitable for forming a glass sealing layer is 35 mol% to 50 mol% SnO, 30 mol% to 40 mol% SnF2, 15 mol% to 25 mol% P 2 O 5 and 1.5 to 3 mol% dopant oxide, such as, for example, WO 3 , CeO 2 , and / or Nb 2 O 5 . A tin fluorophosphate glass composition according to one particular embodiment comprises about 38.7 mol% SnO, 39.6 mol% SnF 2 , 19.9 mol% P 2 O 5 , and 1.8 mol%. Of niobium-doped tin oxide / tin fluorophosphate / phosphorus pentoxide glass containing Nb 2 O 5 . A tin phosphate glass composition according to another embodiment comprises about 27 mole% Sn, 13 mole% P, and 60 mole% O. A suitable tin fluoroborate glass composition comprises 20 to 100 mol% SnO, 0 to 50 mol% SnF 2 , and 0 to 30 mol% B 2 O 3 . These tin fluorophosphate glass compositions may optionally comprise 0 to 10 mol% WO 3 , 0 to 10 mol% CeO 2 , and / or 0 to 5 mol% Nb 2 O 5 .

いくつかの実施形態において、当該シーリング層は、B−ZnO−Bi三成分系ガラスを含むことができる。好適なガラスは、いくつかの実施形態において、約10から80モル%B、約5から60モル%Bi、および約0から70モル%ZnOを含むことができる。非限定的な実施形態において、当該ガラス組成物は、約40〜75モル%のB、約20〜45モル%のBi、および約0〜40モル%のZnOを含むことができる。そのようなガラスは、例えば、約300℃から約500℃の範囲の、例えば、約600℃未満、約500℃未満、または約400℃未満など、比較的低いTgを有することがある。 In some embodiments, the sealing layer can include B 2 O 3 —ZnO—Bi 2 O 3 ternary glass. Suitable glasses can include, in some embodiments, about 10 to 80 mol% B 2 O 3 , about 5 to 60 mol% Bi 2 O 3 , and about 0 to 70 mol% ZnO. In a non-limiting embodiment, the glass composition may comprise about 40 to 75 mole% B 2 O 3, from about 20 to 45 mole% Bi 2 O 3, and about 0 to 40 mol% of ZnO Can do. Such glasses may have a relatively low Tg, for example in the range of about 300 ° C. to about 500 ° C., for example, less than about 600 ° C., less than about 500 ° C., or less than about 400 ° C.

認識されることになるように、本明細書において開示された様々なガラス組成は、被着された層の組成またはソーススパッタリングターゲットの組成を指すことがある。好適な低Tgガラス組成物およびこれらの材料からガラスシーリング層を形成するために使用される方法のさらなる態様は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,089,446号、および米国特許出願第11/207,691号、同第11/544,262号、同第11/820,855号、同第12/072,784号、同第12/362,063号、同第12/763,541号、同第12/879,578号、および同第13/841,391号の各明細書に開示されており、これらの内容全体は、参照により本明細書に組み入れられる。   As will be appreciated, the various glass compositions disclosed herein may refer to the composition of the deposited layer or the composition of the source sputtering target. Further embodiments of suitable low Tg glass compositions and methods used to form glass sealing layers from these materials are described in US Pat. No. 5,089,446, assigned to the assignee of the present invention, and Patent Application Nos. 11 / 207,691, 11 / 544,262, 11 / 820,855, 12 / 072,784, 12 / 362,063, 12 / 763,541, 12 / 879,578, and 13 / 841,391, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

シーリング方法は、例えば、シーリング層を光入射面および/または光放出面における配列されたキャビティ上に配置するステップと、当該シーリング層を光入射面または光放出面に接着するステップとを含むことができる。接着方法は、例えば、レーザーシーリング、フリットシーリング、ガラスツーガラス(glass−to−glass)溶接、または他の好適な技術を含み得る。例示のシーリング技術は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第14/271,797号明細書に開示されており、なお、当該特許出願は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。   The sealing method may include, for example, disposing a sealing layer on the arranged cavities in the light incident surface and / or the light emitting surface, and bonding the sealing layer to the light incident surface or the light emitting surface. it can. The bonding method may include, for example, laser sealing, frit sealing, glass-to-glass welding, or other suitable techniques. An exemplary sealing technique is disclosed in US patent application Ser. No. 14 / 271,797, assigned to the assignee of the present invention, which is hereby incorporated by reference in its entirety. It is done.

さらなる実施形態において、当該透明基板および/またはシーリング層は、色変換媒質が被着されることがある1つまたは複数のキャビティを含むことがある。キャビティは、例えば、プレス加工、成形加工、切断、または任意の他の好適な方法によって基板に提供し得、色変換媒質を当該キャビティに被着されることがある。当該色変換媒質は、透明基板の表面上にまたはその凹部内に被着されることがあり、その後、シーリング層またはフィルムが、当該色変換媒質を少なくとも部分的に包被するように被着されることがある。シーリング層の被着方法は、例えば、スパッタリングまたは蒸着法を挙げることができる。   In further embodiments, the transparent substrate and / or sealing layer may include one or more cavities to which a color conversion medium may be deposited. The cavity may be provided to the substrate by, for example, pressing, molding, cutting, or any other suitable method, and a color conversion medium may be applied to the cavity. The color conversion medium may be deposited on the surface of the transparent substrate or in its recess, after which a sealing layer or film is deposited to at least partially enclose the color conversion medium. Sometimes. Examples of the method for depositing the sealing layer include sputtering or vapor deposition.

様々な実施形態において、当該透明基板およびシーリング層は、色変換媒質を含む密封カプセルを形成してもよい。図1から図2を参照すると、キャビティ115は、例えば、シーリング層を透明基板101にレーザーシーリングするかまたは他の方法によって接着することによって、または、シーリング層を当該透明基板上にスパッタするかまたは蒸着することによって、密封封止されることがある。例えば、当該キャビティは、当該キャビティが、水、湿気、空気、および/または他の汚染物質を通さないかまたは実質的に通さないように密封封止し得る。非限定的な例として、密封封止は、酸素の蒸散(拡散)を約10−2cm/m/日未満(例えば、約10−3/cm/m/日未満)に制限するように、かつ、水の蒸散を約10−2cm/m/日未満(例えば、約10−3cm/m/日未満、約10−4cm/m/日未満、約10−5cm/m/日未満、または約10−6cm/m/日未満)に制限するように構成することができる。様々な実施形態において、密封封止は、実質的に水、湿気、および/または空気が、密封封止によって保護された色変換媒質に接触するのを防ぐことができる。 In various embodiments, the transparent substrate and sealing layer may form a sealed capsule that includes a color conversion medium. With reference to FIGS. 1-2, the cavity 115 may be formed by, for example, laser sealing or otherwise bonding the sealing layer to the transparent substrate 101, or by sputtering the sealing layer onto the transparent substrate, or It may be hermetically sealed by vapor deposition. For example, the cavities may be hermetically sealed so that the cavities do not pass or substantially pass water, moisture, air, and / or other contaminants. As a non-limiting example, a hermetic seal limits oxygen transpiration (diffusion) to less than about 10 −2 cm 3 / m 2 / day (eg, less than about 10 −3 / cm 3 / m 2 / day). And less than about 10 −2 cm 3 / m 2 / day (eg, less than about 10 −3 cm 3 / m 2 / day, less than about 10 −4 cm 3 / m 2 / day). , Less than about 10 −5 cm 3 / m 2 / day, or less than about 10 −6 cm 3 / m 2 / day). In various embodiments, the hermetic seal can substantially prevent water, moisture, and / or air from contacting the color conversion medium protected by the hermetic seal.

図1及び図2に示されるLGPおよび光学アセンブリは、表示用途および照明用途を含むがこれらに限定されない様々な用途において使用することができる。例えば、照明装置、例えば、照明器具またはソリッドステート照明装置など、は、本明細書において開示された光学アセンブリを備えることができる。特定の実施形態において、当該光学アセンブリは、単独において、または太陽の広帯域出力を模倣するために配列において使用することができる。そのようなアセンブリは、例えば、420から750nmの範囲の可視波長など、様々な波長を放つ様々なタイプおよび/またはサイズの色変換要素を備えることができる。様々な実施形態によれば、本明細書において開示された光学アセンブリは、例えば、LCDなど、表示装置内のバックライトユニット(BLU)に組み入れることもできる。   The LGP and optical assembly shown in FIGS. 1 and 2 can be used in a variety of applications, including but not limited to display applications and lighting applications. For example, a lighting device, such as a luminaire or a solid state lighting device, can comprise the optical assembly disclosed herein. In certain embodiments, the optical assembly can be used alone or in an array to mimic the broadband output of the sun. Such assemblies can include various types and / or sizes of color conversion elements that emit various wavelengths, such as, for example, visible wavelengths in the range of 420 to 750 nm. According to various embodiments, the optical assembly disclosed herein can also be incorporated into a backlight unit (BLU) in a display device, such as an LCD, for example.

様々な開示される実施形態は、その特別な実施形態に関して説明される特定の特徴、要素、またはステップを伴うことがあることは認識されるであろう。特定の特徴、要素、またはステップは、1つの特別な実施形態に関連して説明されるが、様々な例示されていない組み合わせまたは順序で代替の実施形態と交換または組み合わせてもよいことも認識されるであろう。   It will be appreciated that the various disclosed embodiments may be accompanied by specific features, elements, or steps that are described with reference to that particular embodiment. Although particular features, elements or steps are described in connection with one particular embodiment, it is also recognized that various embodiments may be interchanged or combined with alternative embodiments in various unillustrated combinations or orders. It will be.

本明細書において使用される場合、「the」、「a」、または「an」は、「少なくとも1つ」を意味し、そうでないことが明記されない限り、「1つだけ」に限定されないことも理解されるべきである。したがって、例えば、「キャビティ」に対する言及は、文脈において明確に示されていない限り、1つのそのような「キャビティ」あるいは2つ以上のそのような「キャビティ」を有する例を包含する。同様に、「複数(plurality)」または「配列(array)」は、2つ以上を示すことが意図され、それにより、「配列されたキャビティ(array of cavities)」または「複数のキャビティ(plurality of cavities)」は、2つ以上のそのようなキャビティを意味する。   As used herein, “the”, “a”, or “an” means “at least one” and may not be limited to “only one” unless explicitly stated otherwise. Should be understood. Thus, for example, reference to “a cavity” includes examples having one such “cavity” or two or more such “cavities” unless the context clearly indicates otherwise. Similarly, “plurality” or “array” is intended to indicate two or more, so that “array of cavities” or “plurality of” cavities) "means two or more such cavities.

範囲は、本明細書において、「約」1つの特定の値から、および/または、「約」別の特定の値までとして表現することができる。そのような範囲を表現する場合、複数の例は、一方の特定の値からおよび/または他方の特定の値までを含む。   Ranges can be expressed herein as from “about” one particular value and / or to “about” another particular value. When expressing such a range, examples include from one particular value and / or to the other particular value.

同様に、先行詞「約」を用いることによって値が概算で表現されるとき、特定の値は別の態様をなすことが理解されよう。範囲の各々の終点は、他方の終点と関連しながらも、かつ、他方の終点とは独立しながらも重要であることがさらに理解されよう。   Similarly, it will be appreciated that when a value is expressed approximately by using the antecedent “about”, the particular value is another aspect. It will be further understood that the end point of each of the ranges is important while associated with the other end point and independent of the other end point.

本明細書において表現された全ての数値は、特に明記されない限り、記載の有無を問わず、「約」を含むと解釈されるべきである。ただし、記載された各数値は、「約」その値と表現されているかどうかに関係なく、正確に想到されることもさらに理解される。したがって、「10mm未満の寸法」および「約10mm未満の寸法」は両方とも、「約10mm未満の寸法」および「10mm未満の寸法」の実施形態を包含する。   All numerical values expressed herein are to be interpreted as including “about”, whether or not stated, unless stated otherwise. It is further understood, however, that each numerical value recited can be accurately conceived, regardless of whether it is expressed as “about” that value. Thus, “less than 10 mm” and “less than about 10 mm” both include “less than about 10 mm” and “less than 10 mm” embodiments.

特に明記されない限り、本明細書において説明されるいずれの方法も、そのステップを特定の順序で実施することを必要とすると解釈されることは全く意図していない。したがって、方法のクレームが、そのステップが従うべき順序を実際には記載していない場合、あるいは、ステップが特定の順序に限定されるべきであると請求項または説明において特に明記されていない場合、任意の特定の順序も推察されることは意図されていない。   Unless otherwise stated, any method described herein is not intended to be construed as requiring that the steps be performed in any particular order. Thus, if a method claim does not actually describe the order in which the steps are to follow, or unless specifically stated in a claim or explanation that the steps are to be limited to a particular order, It is not intended that any particular order be inferred.

特定の実施形態の様々な特徴、要素、またはステップが、移行句「を含む(comprising)」を使用して開示されることがある場合、同時に、移行句「からなる(consisting)」または「から実質的になる(consisting essentially of)」を使用して記述されることがある実施形態を含め、代替の実施形態が含蓄されることは理解されるべきである。したがって、例えば、A+B+Cを含む方法に対する言外の代替の実施形態は、A+B+Cからなる方法の実施形態と、A+B+Cから実質的になる方法の実施形態とを包含する。   Where various features, elements or steps of a particular embodiment may be disclosed using the transitional phrase “comprising”, at the same time, the transitional phrase “consisting” or “from It should be understood that alternative embodiments are implied, including embodiments that may be described using “consisting essentially of”. Thus, for example, alternative alternative embodiments for methods involving A + B + C include method embodiments consisting of A + B + C and method embodiments consisting essentially of A + B + C.

本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本開示に様々な変更および変形を行うことができることは、当業者に明らかであろう。本開示の趣旨および本質を組み込む開示された実施形態の変更、組み合わせ、部分的組み合わせ、および変形は当業者に思い浮かぶことがあることから、本開示は、添付の特許請求の範囲内の全てとその同等物を包含すると解釈されるべきである。   It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the present disclosure without departing from the spirit and scope of the disclosure. Since changes, combinations, subcombinations, and variations of the disclosed embodiments that incorporate the spirit and essence of this disclosure may occur to those skilled in the art, this disclosure is intended to be within the scope of the appended claims. It should be construed to include equivalents thereof.

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。   Hereinafter, preferable embodiments of the present invention will be described in terms of items.

実施形態1
光入射面と対向する光放出面とを有する透明基板であって、
当該光入射面が、少なくとも1つの光回折特徴部を含み、ならびに
当該光入射面および当該光放出面のうちの少なくとも一方が、少なくとも1つの色変換特徴部を備える、透明基板
を含む、導光板。
Embodiment 1
A transparent substrate having a light emitting surface opposite to the light incident surface,
A light guide plate including a transparent substrate, the light incident surface including at least one light diffraction feature, and at least one of the light incident surface and the light emission surface including at least one color conversion feature; .

実施形態2
当該少なくとも1つの色変換特徴部が、色変換媒質を含むキャビティを含む、実施形態1に記載の導光板。
Embodiment 2
The light guide plate of embodiment 1, wherein the at least one color conversion feature includes a cavity including a color conversion medium.

実施形態3
当該色変換媒質が、燐光物質、量子ドット、およびルミフォールから選択される少なくとも1つの色変換要素を含む、実施形態2に記載の導光板。
Embodiment 3
The light guide plate according to embodiment 2, wherein the color conversion medium includes at least one color conversion element selected from a phosphor, a quantum dot, and Lumiphor.

実施形態4
当該キャビティが密封封止される、実施形態2に記載の導光板。
Embodiment 4
The light guide plate according to the second embodiment, wherein the cavity is hermetically sealed.

実施形態5
当該キャビティが、当該光放出面および当該光入射面のうちの少なくとも一方の凹部を含む、実施形態2に記載の導光板。
Embodiment 5
The light guide plate according to the second embodiment, wherein the cavity includes a concave portion of at least one of the light emitting surface and the light incident surface.

実施形態6
当該透明基板の当該光放出面および当該光入射面のうちの少なくとも一方に接着されたシーリング層をさらに含み、当該キャビティが、当該光放出面と当該シーリング層との間の領域または当該光入射面と当該シーリング層との間の領域を含む、実施形態2に記載の導光板。
Embodiment 6
And further including a sealing layer bonded to at least one of the light emitting surface and the light incident surface of the transparent substrate, wherein the cavity is a region between the light emitting surface and the sealing layer or the light incident surface. 3. The light guide plate according to the second embodiment, including a region between the sealing layer and the sealing layer.

実施形態7
当該シーリング層が透明である、実施形態6に記載の導光板。
Embodiment 7
The light guide plate according to embodiment 6, wherein the sealing layer is transparent.

実施形態8
当該シーリング層が、反射性または部分反射性である、実施形態6に記載の導光板。
Embodiment 8
The light guide plate according to embodiment 6, wherein the sealing layer is reflective or partially reflective.

実施形態9
当該シーリング層が不連続である、実施形態6に記載の導光板。
Embodiment 9
The light guide plate according to embodiment 6, wherein the sealing layer is discontinuous.

実施形態10
当該透明基板が、複数の光抽出特徴部でパターン形成される、実施形態1に記載の導光板。
Embodiment 10
The light guide plate of embodiment 1, wherein the transparent substrate is patterned with a plurality of light extraction features.

実施形態11
当該複数の光抽出特徴部が、表面光抽出特徴部または表面下光抽出特徴部を含む、実施形態10に記載の導光板。
Embodiment 11
The light guide plate of embodiment 10, wherein the plurality of light extraction features include surface light extraction features or subsurface light extraction features.

実施形態12
当該複数の光抽出特徴部が、勾配パターンを含む、実施形態10に記載の導光板。
Embodiment 12
The light guide plate of embodiment 10, wherein the plurality of light extraction features include a gradient pattern.

実施形態13
当該勾配パターンが周期的である、実施形態12に記載の導光板。
Embodiment 13
The light guide plate according to embodiment 12, wherein the gradient pattern is periodic.

実施形態14
当該透明基板が、ガラス基板およびプラスチック基板から選択される、実施形態1に記載の導光板。
Embodiment 14
The light guide plate according to embodiment 1, wherein the transparent substrate is selected from a glass substrate and a plastic substrate.

実施形態15
当該透明基板が、以下の組成、
55から75重量%のSiO
5から25重量%のAl
1から15重量%のMgO、
0から1%重量%のSnO
5から15重量%のNaO、
0から5重量%のSrO、および
0から10重量%のB
を有するガラスを含む、実施形態1に記載の導光板。
Embodiment 15
The transparent substrate has the following composition:
55 to 75% by weight of SiO 2 ,
5 to 25% by weight of Al 2 O 3 ,
1 to 15% by weight of MgO,
0 to 1% by weight of SnO 2 ,
5 to 15% by weight Na 2 O,
0 to 5 wt% SrO, and 0 to 10 wt% B 2 O 3
The light guide plate according to embodiment 1, comprising glass having

実施形態16
当該ガラスが、
200ppm未満のFe
2ppm未満のCr、または
2ppm未満のNiO
のうちの少なくとも1つを含む、実施形態15に記載の導光板。
Embodiment 16
The glass is
Fe 2 O 3 less than 200 ppm,
<2 ppm Cr 2 O 3 , or <2 ppm NiO
16. The light guide plate according to embodiment 15, comprising at least one of the above.

実施形態17
当該少なくとも1つの光回折特徴部が、配列された周期的回折格子またはチャープ型回折格子を含む、実施形態1に記載の導光板。
Embodiment 17
The light guide plate of embodiment 1, wherein the at least one light diffraction feature comprises an array of periodic diffraction gratings or chirped diffraction gratings.

実施形態18
当該回折格子が、当該透明基板の当該光入射面上にパターン形成されたポリマー層または金属層を含む、実施形態17に記載の導光板。
Embodiment 18
The light guide plate according to embodiment 17, wherein the diffraction grating includes a polymer layer or a metal layer patterned on the light incident surface of the transparent substrate.

実施形態19
当該回折格子が、当該透明基板の1つまたは複数のレーザー損傷領域、イオン交換領域、または結晶化領域を含む、実施形態17に記載の導光板。
Embodiment 19
Embodiment 18. The light guide plate of embodiment 17, wherein the diffraction grating includes one or more laser damage regions, ion exchange regions, or crystallization regions of the transparent substrate.

実施形態20
少なくとも1つの光源に光学的に結合された、実施形態1に記載の導光板を含む光学アセンブリ。
Embodiment 20.
2. An optical assembly comprising the light guide plate of embodiment 1 optically coupled to at least one light source.

実施形態21
当該少なくとも1つの光源が、当該透明基板の当該光入射面に光学的に結合される、実施形態20に記載の光学アセンブリ。
Embodiment 21.
Embodiment 21. The optical assembly of embodiment 20, wherein the at least one light source is optically coupled to the light incident surface of the transparent substrate.

実施形態22
当該少なくとも1つの光源が、紫外線、近紫外線、または青色光を放つダイオードである、実施形態20に記載の光学アセンブリ。
Embodiment 22
Embodiment 21. The optical assembly of embodiment 20, wherein the at least one light source is a diode that emits ultraviolet, near ultraviolet, or blue light.

実施形態23
当該透明基板が、当該少なくとも1つの光源からの光の実質的に空間的に均一な透過を生じるようにパターンで配置された複数の光抽出特徴部を含む、実施形態20に記載の光学アセンブリ。
Embodiment 23
21. The optical assembly of embodiment 20, wherein the transparent substrate includes a plurality of light extraction features arranged in a pattern to produce a substantially spatially uniform transmission of light from the at least one light source.

実施形態24
当該少なくとも1つの光回折特徴部が、当該少なくとも1つの光源と重なり整合で位置決めされる、実施形態20に記載の光学アセンブリ。
Embodiment 24.
21. The optical assembly of embodiment 20, wherein the at least one light diffractive feature is positioned in overlapping alignment with the at least one light source.

実施形態25
当該少なくとも1つの光回折特徴部が、当該少なくとも1つの光源からの光の伝搬を所定の色変換特徴部に導くように構成される、実施形態20に記載の光学アセンブリ。
Embodiment 25
21. The optical assembly of embodiment 20, wherein the at least one light diffraction feature is configured to direct light propagation from the at least one light source to a predetermined color conversion feature.

実施形態26
実施形態20に記載の光学アセンブリを含む、表示装置、照明装置、または電子デバイス。
Embodiment 26.
21. A display device, lighting device, or electronic device comprising the optical assembly according to embodiment 20.

実施形態27
光学アセンブリを製造する方法であって、
透明基板の光入射面上に少なくとも1つの光回折特徴部を形成するステップと、
当該透明基板の光入射面および対向する光放出面の少なくとも一方に少なくとも1つの色変換特徴部を形成するステップと、
少なくとも1つの光源を当該少なくとも1つの光回折特徴部に光学的に結合させるステップと
を含む、方法。
Embodiment 27.
A method of manufacturing an optical assembly comprising:
Forming at least one light diffraction feature on a light incident surface of the transparent substrate;
Forming at least one color conversion feature on at least one of the light incident surface and the opposing light emitting surface of the transparent substrate;
Optically coupling at least one light source to the at least one light diffractive feature.

実施形態28
複数の光抽出特徴部で当該透明基板にパターン形成するステップをさらに含む、実施形態27に記載の方法。
Embodiment 28.
28. The method of embodiment 27, further comprising patterning the transparent substrate with a plurality of light extraction features.

実施形態29
当該複数の光抽出特徴部をパターン形成するステップが、印刷ステップまたはレーザー損傷ステップを含む、実施形態28に記載の方法。
Embodiment 29.
29. The method of embodiment 28, wherein patterning the plurality of light extraction features includes a printing step or a laser damage step.

実施形態30
当該少なくとも1つの光回折特徴部を形成するステップが、リソグラフィ、微細複製、3D印刷、またはホログラフ印刷プロセスによって、当該光入射面上にポリマー層または金属層をパターン形成するステップを含む、実施形態27に記載の方法。
Embodiment 30.
Embodiment 27, wherein forming the at least one light diffractive feature comprises patterning a polymer layer or a metal layer on the light incident surface by lithography, microreplication, 3D printing, or holographic printing process. The method described in 1.

実施形態31
当該少なくとも1つの光回折特徴部を形成するステップが、イオン交換、レーザー暴露、あるいは局所的脱ガラス化およびその後の再結晶化によって当該光入射面を変更するステップを含む、実施形態27に記載の方法。
Embodiment 31.
28. The embodiment of embodiment 27, wherein forming the at least one light diffractive feature comprises changing the light incident surface by ion exchange, laser exposure, or local devitrification and subsequent recrystallization. Method.

実施形態32
当該少なくとも1つの色変換特徴部を形成するステップが、当該光放出面または当該光入射面のうちの少なくとも一方の少なくとも1つのキャビティ内に色変換媒質を配置するステップを含む、実施形態27に記載の方法。
Embodiment 32.
28. The embodiment 27, wherein forming the at least one color conversion feature includes disposing a color conversion medium in at least one cavity of at least one of the light emitting surface or the light incident surface. the method of.

実施形態33
当該少なくとも1つのキャビティを密封封止するステップをさらに含む、実施形態32に記載の方法。
Embodiment 33.
33. The method of embodiment 32, further comprising hermetically sealing the at least one cavity.

実施形態34
当該少なくとも1つの色変換特徴部を形成するステップが、
当該光放出面および当該光入射面のうちの少なくとも一方上に色変換媒質をパターン形成するステップと、
当該色変換媒質を包被するようにシーリング層を被着させるステップと
を含む、実施形態27に記載の方法。
Embodiment 34.
Forming the at least one color conversion feature comprises:
Patterning a color conversion medium on at least one of the light emitting surface and the light incident surface;
Applying the sealing layer to encapsulate the color conversion medium.

実施形態35
当該シーリング層が、蒸着またはスパッタリングによって被着される、実施形態34に記載の方法。
Embodiment 35.
35. The method of embodiment 34, wherein the sealing layer is deposited by vapor deposition or sputtering.

100 導光板
101 透明基板
105 光回折特徴部
110 光入射面
115 キャビティ
120 光放出面
125 色変換媒質
130 シーリング層
135 反射体
140 端面
150 光源
160、160’ 光抽出特徴部
200 光学アセンブリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Light-guide plate 101 Transparent substrate 105 Light diffraction characteristic part 110 Light incident surface 115 Cavity 120 Light emission surface 125 Color conversion medium 130 Sealing layer 135 Reflector 140 End surface 150 Light source 160, 160 'Light extraction characteristic part 200 Optical assembly

Claims (15)

光入射面とそれに対向する光放出面とを有する透明基板であって、
該光入射面が、少なくとも1つの光回折特徴部を含み、
該光入射面および該光放出面のうちの少なくとも一方が、少なくとも1つの色変換特徴部を含む、
透明基板を備える、導光板。
A transparent substrate having a light incident surface and a light emitting surface opposed thereto;
The light incident surface includes at least one light diffraction feature;
At least one of the light incident surface and the light emitting surface includes at least one color conversion feature;
A light guide plate comprising a transparent substrate.
前記少なくとも1つの色変換特徴部が、色変換媒質を含むキャビティを含む、請求項1記載の導光板。   The light guide plate of claim 1, wherein the at least one color conversion feature includes a cavity including a color conversion medium. 前記キャビティが密封封止される、請求項2記載の導光板。   The light guide plate according to claim 2, wherein the cavity is hermetically sealed. 前記キャビティが、前記光放出面および前記光入射面のうちの少なくとも一方の凹部を含む、請求項2記載の導光板。   The light guide plate according to claim 2, wherein the cavity includes a concave portion of at least one of the light emitting surface and the light incident surface. 前記透明基板の前記光放出面および前記光入射面のうちの少なくとも一方に接着されたシーリング層をさらに備え、前記キャビティが、該光放出面と該シーリング層との間の領域または該光入射面と該シーリング層との間の領域を含む、請求項2記載の導光板。   A sealing layer bonded to at least one of the light emitting surface and the light incident surface of the transparent substrate, wherein the cavity is a region between the light emitting surface and the sealing layer or the light incident surface; The light guide plate according to claim 2, comprising a region between the sealing layer and the sealing layer. 前記シーリング層が透明である、請求項5記載の導光板。   The light guide plate according to claim 5, wherein the sealing layer is transparent. 前記シーリング層が、反射性または部分反射性である、請求項5記載の導光板。   The light guide plate according to claim 5, wherein the sealing layer is reflective or partially reflective. 前記シーリング層が不連続である、請求項5記載の導光板。   The light guide plate according to claim 5, wherein the sealing layer is discontinuous. 前記透明基板が、複数の光抽出特徴部でパターン形成される、請求項1から8のいずれか一項に記載の導光板。   The light guide plate according to claim 1, wherein the transparent substrate is patterned with a plurality of light extraction features. 少なくとも1つの光源に光学的に結合された、請求項1から9のいずれか一項に記載の導光板を備える光学アセンブリ。   10. An optical assembly comprising a light guide plate according to any one of claims 1 to 9, optically coupled to at least one light source. 請求項10に記載の光学アセンブリを備える、表示装置、照明装置、または電子デバイス。   A display device, lighting device, or electronic device comprising the optical assembly according to claim 10. 光学アセンブリを製造する方法であって、
透明基板の光入射面上に少なくとも1つの光回折特徴部を形成するステップと、
該透明基板の該光入射面および対向する該光放出面の少なくとも一方に少なくとも1つの色変換特徴部を形成するステップと、
少なくとも1つの光源を該少なくとも1つの光回折特徴部に光学的に結合させるステップと
を含む、方法。
A method of manufacturing an optical assembly comprising:
Forming at least one light diffraction feature on a light incident surface of the transparent substrate;
Forming at least one color conversion feature on at least one of the light incident surface and the opposing light emitting surface of the transparent substrate;
Optically coupling at least one light source to the at least one light diffractive feature.
複数の光抽出特徴部で前記透明基板にパターン形成するステップをさらに含む、請求項12記載の方法。   The method of claim 12, further comprising patterning the transparent substrate with a plurality of light extraction features. 前記少なくとも1つの色変換特徴部を形成するステップが、前記光放出面または前記光入射面のうちの少なくとも一方の少なくとも1つのキャビティ内に色変換媒質を配置するステップを含む、請求項12または13記載の方法。   The step of forming the at least one color conversion feature comprises disposing a color conversion medium in at least one cavity of at least one of the light emitting surface or the light incident surface. The method described. 前記少なくとも1つの色変換特徴部を形成するステップが、
前記光放出面および前記光入射面のうちの少なくとも一方上に色変換媒質をパターン形成するステップと
該色変換媒質を包被するようにシーリング層を被着させるステップと
を含む、請求項12または13記載の方法。
Forming the at least one color conversion feature comprises:
The method includes: patterning a color conversion medium on at least one of the light emitting surface and the light incident surface; and depositing a sealing layer so as to enclose the color conversion medium. 13. The method according to 13.
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