JP2020518966A - Light guide having equiangular spiral curvature and device including the light guide - Google Patents

Light guide having equiangular spiral curvature and device including the light guide Download PDF

Info

Publication number
JP2020518966A
JP2020518966A JP2019559710A JP2019559710A JP2020518966A JP 2020518966 A JP2020518966 A JP 2020518966A JP 2019559710 A JP2019559710 A JP 2019559710A JP 2019559710 A JP2019559710 A JP 2019559710A JP 2020518966 A JP2020518966 A JP 2020518966A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light guide
color conversion
optical assembly
conversion medium
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
JP2019559710A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
バス,サンタヌ
ジェイムズ オースリー,ティモシー
ジェイムズ オースリー,ティモシー
リチャード トルトナ,ウィリアム
リチャード トルトナ,ウィリアム
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 JP2020518966A publication Critical patent/JP2020518966A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0081Mechanical 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
    • G02B6/0085Means for removing heat created by the light source from the package
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means 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
    • G02B6/0053Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means 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
    • G02B6/0055Reflecting element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0096Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the lights guides being of the hollow type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means 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
    • G02B6/0051Diffusing sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0066Light 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
    • G02B6/0068Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light 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
    • G02B6/0066Light 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
    • G02B6/0073Light emitting diode [LED]

Landscapes

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

Abstract

導光体は、少なくとも1つの光放出面と少なくとも1つの光結合面とを有し、光結合面の少なくとも一部が等角螺旋曲率を有する。導光体に光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、ならびにこうしたアセンブリを含む表示装置、照明装置および電子装置も、本明細書に開示する。The light guide has at least one light emitting surface and at least one light coupling surface, and at least a portion of the light coupling surface has a conformal spiral curvature. Also disclosed herein are optical assemblies that include at least one light source optically coupled to the light guides, as well as display devices, lighting devices, and electronic devices that include such assemblies.

Description

関連出願Related application

本願は、米国特許法第119条のもとに2017年5月3日付にて提出された米国特許仮出願第62/500775号および2017年11月29日付にて提出された米国特許仮出願第62/592147号の優先権の利益を主張するものであり、各出願の内容は本願の依拠するところであって、引用によりその全体が本明細書に組み込まれるものとする。 This application is related to US provisional application No. 62/500775 filed on May 3, 2017 and US provisional application No. filed on November 29, 2017 under Section 119 of the US Patent Law. No. 62/592,147, which claims the benefit of priority, the content of each application is the subject matter of which the present application is relied upon and is hereby incorporated by reference in its entirety.

本開示は、概して、等角螺旋曲率を有する少なくとも1つの光結合面を有する導光体、ならびにこうした導光体を含む表示装置および照明装置に関する。 The present disclosure relates generally to light guides having at least one light coupling surface having a conformal spiral curvature, and display devices and lighting devices including such light guides.

液晶ディスプレイ(LCD)は、種々の電子機器、例えば携帯電話機、ラップトップ、電子タブレット、TVおよびコンピュータモニタで一般に使用されている。在来型のLCDは、典型的に、青色発光ダイオード(LED)および色変換素子、例えば発光体または量子ドット(QD)を含む。LEDはまた、照明の用途、例えば照明器具において色変換素子と組み合わせても使用可能である。例えば、LEDからの青色光は、通過の際に光の幾分かを緑色光および/または赤色光へ変換可能な色変換媒体を通して配向可能である。青色光、緑色光および赤色光の組み合わせは、人間の目には白色光として知覚される。 Liquid crystal displays (LCDs) are commonly used in various electronic devices such as mobile phones, laptops, electronic tablets, TVs and computer monitors. Conventional LCDs typically include blue light emitting diodes (LEDs) and color conversion elements such as light emitters or quantum dots (QDs). LEDs can also be used in lighting applications, eg in combination with color conversion elements in luminaires. For example, blue light from an LED can be directed through a color conversion medium that, upon passage, can convert some of the light into green and/or red light. The combination of blue, green and red light is perceived by the human eye as white light.

色変換素子、例えば発光体およびQDは変換光において100%の量子効率を有さず、光エネルギの幾分かが色変換素子により熱として吸収されうる。付加的に、色変換プロセス自体が、例えば短波長から長波長への変換の際のストークスシフトに起因して熱を生じうる。幾つかのケースでは、吸収光の20%から40%までが熱に変換される。過剰な熱は色変換素子を劣化させることがあるので、生じた熱を放散させて色変換素子を所望の動作温度内に維持するための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が重要となりうる。発光体材料は中等の温度(例えば約300℃まで)で動作可能であるが、QD材料は温度敏感性がきわめて高く、約100℃超の温度で劣化作用を受けることがある。 Color conversion elements, such as light emitters and QDs, do not have 100% quantum efficiency in the converted light and some of the light energy can be absorbed as heat by the color conversion element. Additionally, the color conversion process itself can generate heat due to, for example, Stokes shift during conversion from short wavelengths to long wavelengths. In some cases, 20% to 40% of the absorbed light is converted to heat. Excessive heat can degrade the color conversion element, so it is important to establish a suitable cooling or heat sink path to dissipate the heat generated and maintain the color conversion element within the desired operating temperature. sell. While phosphor materials are capable of operating at moderate temperatures (eg, up to about 300°C), QD materials are extremely temperature sensitive and can be subject to degradative effects at temperatures above about 100°C.

QDの温度敏感性のために、従来のバックライトユニット(BLU)は、一般に、QDとLEDとの近接性および/または直接の接触を回避するように構成されている。こうした構成は「リモート」構成と称されうる。例えば、図1のLCDアセンブリに示したように、QDは、プリント回路板(PCB)3に配置されたLEDアレイ2の上方に(ただし物理的に直接には接触せずに)配置可能なガラスもしくはポリマーのチューブ、細管、シートもしくはフィルム、例えばQDEF(QD enhancement film)1の形態で提供されることが多い。したがって、LED2から放出された光4は、液晶(LC)パネル5への走行の際に、QDを通過可能である。BLU6はさらに、LEDによって生じた熱を放散可能な、PCBに取り付けられたヒートシンク7を含むことができる。 Due to the temperature sensitivity of QDs, conventional backlight units (BLUs) are generally configured to avoid close proximity and/or direct contact between QDs and LEDs. Such a configuration may be referred to as a "remote" configuration. For example, as shown in the LCD assembly of FIG. 1, the QD is a glass that can be placed above (but not in direct physical contact with) an LED array 2 placed on a printed circuit board (PCB) 3. Alternatively, they are often provided in the form of polymer tubes, capillaries, sheets or films, for example QDEF (QD enhancement film) 1. Therefore, the light 4 emitted from the LED 2 can pass through the QD when traveling to the liquid crystal (LC) panel 5. The BLU 6 can further include a heat sink 7 attached to the PCB that can dissipate the heat generated by the LEDs.

しかし、当該アセンブリは、QDからの熱が、主としてLEDとQDEFとの間のギャップを通過する自然対流または強制対流の空気力8によって放散されるため、充分な冷却を提供できない。QDEF自体の伝熱性は比較的低く、ヒートシンク7との直接の熱接触からの利益も得られない。このため、LCDアセンブリは、不所望にも表示または照明の輝度の全体的な低下を生じさせうる熱劣化からQDを保護するため、低い光強度および/または出力で動作可能である。付加的に、こうしたアセンブリは、QDがアレイ内の個々の各LEDの上方のみに離散的に配置されるのではなく、LEDアレイ全体にわたって均一に分散されるため、大きな材料無駄を生じさせうる。 However, the assembly does not provide sufficient cooling because the heat from the QD is dissipated primarily by natural or forced convection aerodynamic forces 8 passing through the gap between the LED and the QDEF. The thermal conductivity of QDEF itself is relatively low, and it does not benefit from direct thermal contact with heat sink 7. As such, the LCD assembly can operate at low light intensity and/or power to protect the QD from thermal degradation that can undesirably cause an overall reduction in display or illumination brightness. Additionally, such an assembly can cause significant material waste because the QDs are distributed evenly throughout the LED array rather than being discretely placed only above each individual LED in the array.

したがって、材料無駄を省くことができ、これによりこうした装置のコストを低減可能な、パターニングされた色変換媒体を含む光学アセンブリを提供することは有利である。また、色変換媒体によって生じた熱を放散可能なヒートシンク経路または他の冷却機構を含む光学アセンブリを提供することも有利である。さらに、全厚さが低減された光学アセンブリを提供することも有利である。 Therefore, it would be advantageous to provide an optical assembly that includes a patterned color conversion medium that can eliminate material waste and thus reduce the cost of such devices. It would also be advantageous to provide an optical assembly that includes a heat sink path or other cooling mechanism capable of dissipating the heat generated by the color conversion medium. Further, it would be advantageous to provide an optical assembly having a reduced total thickness.

本開示は、種々の実施形態において、導光体に関しており、当該導光体は、少なくとも1つの光放出面と少なくとも1つの光結合面とを有し、少なくとも1つの光結合面の少なくとも一部が等角螺旋曲率を有する。 The present disclosure, in various embodiments, relates to a light guide, the light guide having at least one light emitting surface and at least one light coupling surface, and at least a portion of the at least one light coupling surface. Has an equiangular spiral curvature.

導光体は、幾つかの実施形態において、第1の主面、反対側の第2の主面および少なくとも1つのエッジ面を有するプレートを含むことができ、少なくとも1つのエッジ面が光結合面を含む。代替の実施形態では、導光体は、第1の主面、反対側の第2の主面およびエッジ面を有するディスクを含むことができ、エッジ面が光結合面を含む。導光体のプレートまたはディスクの第2の主面は、光放出面を含むことができる。導光体のプレートまたはディスクの第1の主面は、色変換媒体、光散乱フィーチャ、および反射性材料のうち少なくとも1つを有するようにパターニング可能である。反射層は、第1の主面にパターニングされた色変換媒体を少なくとも部分的にカプセル化可能である。 The light guide may, in some embodiments, include a plate having a first major surface, an opposite second major surface and at least one edge surface, the at least one edge surface being a light coupling surface. including. In an alternative embodiment, the light guide may include a disc having a first major surface, an opposite second major surface and an edge surface, the edge surface comprising a light coupling surface. The second major surface of the lightguide plate or disc may include a light emitting surface. The light guide plate or disc first major surface is patternable to have at least one of a color conversion medium, a light scattering feature, and a reflective material. The reflective layer is capable of at least partially encapsulating the color conversion medium patterned on the first major surface.

種々の実施形態によれば、導光体は、内壁面、外壁面および少なくとも1つのエッジ面を有するアニュラスを含むことができ、少なくとも1つのエッジ面が光結合面を含む。幾つかの実施形態では、外壁面が光放出面を含む。付加的な実施形態では、アニュラスは中空円筒を含む。別の実施形態によれば、導光体は、第1の端面、第2の端面、外壁面およびエッジ面を有するロッドを含むことができ、エッジ面が光結合面を含む。第1の端面、第2の端面および外壁面のうち少なくとも1つが、光放出面を含むことができる。 According to various embodiments, the light guide can include an annulus having an inner wall surface, an outer wall surface and at least one edge surface, the at least one edge surface including a light coupling surface. In some embodiments, the outer wall surface comprises a light emitting surface. In an additional embodiment, the annulus comprises a hollow cylinder. According to another embodiment, the light guide may include a rod having a first end surface, a second end surface, an outer wall surface and an edge surface, the edge surface including a light coupling surface. At least one of the first end surface, the second end surface and the outer wall surface may include a light emitting surface.

導光体に光結合された、例えば少なくとも1つの光結合面に光結合された、少なくとも1つの光源を含む光学アセンブリも、本明細書に開示する。種々の実施形態において、少なくとも1つの光源はプリント回路板にボンディングされている。光学アセンブリは、所定の実施形態では、さらに、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つがパターニングされた主面を有する透明基板を含むことができる。反射層が、少なくとも部分的に、透明基板の主面にパターニングされた色変換媒体をカプセル化可能である。非限定の実施形態によれば、光学アセンブリはさらに、導光体の少なくとも1つの光放出面の近くに配置された拡散層を含むことができる。 Also disclosed herein is an optical assembly including at least one light source optically coupled to the light guide, eg, optically coupled to at least one light coupling surface. In various embodiments, at least one light source is bonded to the printed circuit board. The optical assembly, in certain embodiments, can further include a transparent substrate having a major surface patterned with at least one of a color conversion medium, a light scattering feature, and a reflective material. A reflective layer is capable of at least partially encapsulating a patterned color conversion medium on a major surface of a transparent substrate. According to a non-limiting embodiment, the optical assembly can further include a diffusing layer disposed near at least one light emitting surface of the light guide.

光学アセンブリは、例えば、約10mm未満または約5mm未満の厚さを有する積層体を含むことができる。導光体および/または透明基板は、ガラス、プラスチックまたはこれらの組み合わせを含むことができる。こうした導光体および光学アセンブリまたはこれらのアレイを含む、表示装置、照明装置および電子装置も、本明細書に開示する。 The optical assembly can include a stack having, for example, a thickness of less than about 10 mm or less than about 5 mm. The light guide and/or the transparent substrate can include glass, plastic or combinations thereof. Also disclosed herein are display devices, lighting devices, and electronic devices that include such light guides and optical assemblies or arrays thereof.

開示の付加的な特徴および利点を以下の詳細な説明に記載するが、その一部は、こうした説明から当該分野の技術者に容易に理解され、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付の図面を含めて、本明細書に記載した方法を実施することにより、当該分野の技術者に認識されるであろう。 Additional features and advantages of the disclosure are set forth in the following detailed description, some of which are readily understood by one of ordinary skill in the art from such a description, or the following detailed description, claims and Those skilled in the art will be aware of the practice of the methods described herein, including the accompanying drawings.

上述した一般的な説明および以下の詳細な説明の双方により開示の種々の実施形態を提示しているが、これらは特許請求の範囲の本質および特性を理解するための概観または枠組みの提供を意図していることを理解されたい。添付の図面は開示のより深い理解の提供のために設けられ、本明細書に組み込まれてその一部を成すものである。各図面は開示の種々の実施形態を示しており、説明と共に、開示の基本方式および動作を説明するために用いる。 While both the general description above and the following detailed description present various embodiments of the disclosure, they are intended to provide an overview or framework for understanding the nature and character of the claims. Please understand what you are doing. The accompanying drawings are provided to provide a better understanding of the disclosure and are incorporated into and constitute a part of this specification. The drawings illustrate various embodiments of the disclosure and, together with the description, are used to explain the basic schemes and operations of the disclosure.

以下の詳細な説明は、以下の図面と関連して読まれる場合により深く理解可能であり、図面中、可能な箇所では、同様の要素への言及に同様の参照番号を用いている。
LCDアセンブリの一例を示す図である。 開示の実施形態による導光体プレートを示す側面図である。 開示の実施形態による導光体プレートを示す平面図である。 開示の実施形態による導光体プレートを示す斜視図である。 開示の実施形態による導光体ディスクを示す側面図である。 開示の実施形態による導光体ディスクを示す平面図である。 開示の実施形態による導光体ディスクを示す斜視図である。 開示の実施形態による導光体アニュラスを示す側面図である。 開示の実施形態による導光体アニュラスを示す平面図である。 開示の実施形態による導光体アニュラスを示す斜視図である。 開示の実施形態による導光体ロッドを示す側面図である。 開示の実施形態による導光体ロッドを示す平面図である。 開示の実施形態による導光体ロッドを示す斜視図である。 開示の別の実施形態による、等角螺旋曲率を有する少なくとも1つのエッジを含む導光体プレートでの内部全反射を示す図である。 開示の種々の実施形態による一定の入射角曲線の形成に使用される座標系を示す図である。 開示の付加的な実施形態による一定の入射角曲線を示す図である。 等角螺旋曲率を有する、切頭された光結合面を有する導光体を示す図である。 2つの等角螺旋曲率プロフィルを有する光結合面を有する導光体を示す図である。 単一の等角螺旋曲率プロフィルを有する光結合面の光線追跡経路を示す図である。 複数の等角螺旋曲率プロフィルを有する光結合面の光線追跡経路を示す図である。 図11Aに示した光線追跡経路の拡大図である。 図11Bに示した光線追跡経路の拡大図である。 単一の等角螺旋曲率プロフィルおよび複数の等角螺旋曲率プロフィルを有する光結合面を有する導光体に対する、光源の位置合わせの許容差のプロットを示すグラフである。 色変換媒体がパターニングされた主面を有しかつ反射層を含む導光体プレートを示す側面図である。 色変換媒体および反射性材料がパターニングされた主面を有する導光体プレートを示す側面図である。 色変換媒体がパターニングされた主面を有しかつ反射層を含む基板を示す側面図である。 導光体および基板の組み合わせを含む光学アセンブリを示す図である。 色変換媒体がパターニングされた基板を示す平面図である。 色変換媒体および反射性材料がパターニングされた基板を示す平面図である。 色変換層および反射層を含む多層基板を示す斜視図である。 開示の種々の実施形態による光学アセンブリを示す図である。 開示の他の実施形態による光学アセンブリアレイを示す図である。 開示の他の実施形態による光学アセンブリアレイを示す図である。 開示の所定の実施形態による光学アセンブリの光放射強度プロフィルを示す図である。 開示の所定の実施形態による光学アセンブリの光放射強度プロフィルを示す図である。 開示の所定の実施形態による光学アセンブリの光放射強度プロフィルを示す図である。 開示の別の実施形態による光学アセンブリの光放射強度プロフィルを示す図である。 開示の別の実施形態による光学アセンブリの光放射強度プロフィルを示す図である。 開示の別の実施形態による光学アセンブリの光放射強度プロフィルを示す図である。 開示の別の実施形態による光学アセンブリの光放射強度プロフィルを示す図である。 開示の種々の実施形態による光学アセンブリを示す図である。 開示の非限定の実施形態による光学アセンブリの出力照射プロフィルを示す図である。 開示の非限定の実施形態による光学アセンブリの出力照射プロフィルを示す図である。
The following detailed description can be better understood when read in connection with the following figures, where like reference numerals are used to refer to like elements where possible.
It is a figure which shows an example of LCD assembly. FIG. 6 is a side view of a lightguide plate according to a disclosed embodiment. FIG. 6 is a plan view illustrating a light guide plate according to an embodiment disclosed. FIG. 6 is a perspective view illustrating a light guide plate according to an embodiment disclosed. FIG. 7 is a side view of a lightguide disc in accordance with a disclosed embodiment. FIG. 6 is a plan view illustrating a light guide disc according to a disclosed embodiment. FIG. 6 is a perspective view of a lightguide disc in accordance with a disclosed embodiment. FIG. 6 is a side view of a lightguide annulus according to a disclosed embodiment. FIG. 6 is a plan view showing a light guide annulus according to a disclosed embodiment. FIG. 6 is a perspective view illustrating a light guide annulus according to a disclosed embodiment. FIG. 7 is a side view of a lightguide rod according to a disclosed embodiment. FIG. 6 is a plan view illustrating a light guide rod according to an embodiment disclosed. FIG. 6 is a perspective view illustrating a light guide rod according to an embodiment disclosed. FIG. 6 illustrates total internal reflection at a lightguide plate that includes at least one edge having a conformal spiral curvature according to another embodiment of the disclosure. FIG. 5 illustrates a coordinate system used to form a constant angle of incidence curve according to various embodiments of the disclosure. FIG. 7 illustrates a constant angle of incidence curve according to additional embodiments of the disclosure. FIG. 7 shows a light guide with a truncated light coupling surface having a conformal spiral curvature. FIG. 7 shows a light guide having a light coupling surface with two conformal spiral curvature profiles. FIG. 6 shows ray tracing paths for a light coupling surface having a single conformal spiral curvature profile. FIG. 5 is a diagram showing ray tracing paths of an optical coupling surface having a plurality of conformal spiral curvature profiles. FIG. 11B is an enlarged view of the ray tracing path shown in FIG. 11A. FIG. 11B is an enlarged view of the ray tracing path shown in FIG. 11B. 6 is a graph showing a plot of light source alignment tolerances for a light guide having a light coupling surface with a single conformal spiral curvature profile and a plurality of conformal spiral curvature profiles. FIG. 6 is a side view showing a light guide plate having a main surface on which a color conversion medium is patterned and including a reflection layer. FIG. 6 is a side view showing a light guide plate having a main surface on which a color conversion medium and a reflective material are patterned. FIG. 3 is a side view showing a substrate having a major surface on which a color conversion medium is patterned and including a reflective layer. FIG. 6 shows an optical assembly including a combination of light guide and substrate. FIG. 6 is a plan view showing a substrate on which a color conversion medium is patterned. It is a top view which shows the substrate by which the color conversion medium and the reflective material were patterned. It is a perspective view which shows the multilayer substrate containing a color conversion layer and a reflective layer. FIG. 6 illustrates an optical assembly according to various embodiments of the disclosure. FIG. 6 illustrates an optical assembly array according to another embodiment of the disclosure. FIG. 6 illustrates an optical assembly array according to another embodiment of the disclosure. FIG. 6 illustrates a light emission intensity profile of an optical assembly according to certain embodiments of the disclosure. FIG. 6 illustrates a light emission intensity profile of an optical assembly according to certain embodiments of the disclosure. FIG. 6 illustrates a light emission intensity profile of an optical assembly according to certain embodiments of the disclosure. FIG. 6 illustrates a light emission intensity profile of an optical assembly according to another embodiment of the disclosure. FIG. 6 illustrates a light emission intensity profile of an optical assembly according to another embodiment of the disclosure. FIG. 6 illustrates a light emission intensity profile of an optical assembly according to another embodiment of the disclosure. FIG. 6 illustrates a light emission intensity profile of an optical assembly according to another embodiment of the disclosure. FIG. 6 illustrates an optical assembly according to various embodiments of the disclosure. FIG. 6 illustrates an output illumination profile for an optical assembly according to a disclosed non-limiting embodiment. FIG. 6 illustrates an output illumination profile for an optical assembly according to a disclosed non-limiting embodiment.

ここで、導光体、光学アセンブリ、その構成要素およびその特徴または特性の例示的実施形態を示した図2〜図22を参照して、開示の種々の実施形態を検討する。当該アセンブリを含む表示装置および照明装置も本明細書に開示する。以下の一般的な説明は、特許請求の範囲に挙げたアセンブリおよび装置の概観の提供を意図しており、開示を通して、非限定の図示の実施形態を参照しつつ、種々の態様をより具体的に検討する。各実施形態は開示の文脈において相互に交換可能である。 Various embodiments of the disclosure will now be discussed with reference to FIGS. 2-22, which illustrate exemplary embodiments of light guides, optical assemblies, their components and their features or characteristics. A display device and a lighting device including the assembly are also disclosed herein. The following general description is intended to provide an overview of the claimed assemblies and devices, and throughout the disclosure, various aspects will be more specifically described with reference to the non-limiting illustrated embodiments. To consider. Embodiments are interchangeable in the context of the disclosure.

導光体
本明細書に開示するのは、少なくとも1つの光放出面と少なくとも1つの光結合面とを有し、少なくとも1つの光結合面の少なくとも一部が等角螺旋曲率を有する、導光体である。導光体を構成可能な適切な材料には、光学的透過性材料、例えばガラスおよびプラスチックが含まれる。本明細書に使用しているように、「透過性」なる語は、導光体、基板または材料が1mmの経路長にわたって測定されたスペクトル(約420〜750nm)の可視領域において約80%超の光透過率を有することの表示を意図している。例えば、例示の透過性の導光体、基板または材料は、可視光領域に、当該範囲およびその内部の下位範囲の全てを含め、約85%超、例えば約90%超、または約95%超の光透過率を有することができる。
Disclosed herein is a light guide having at least one light emitting surface and at least one light coupling surface, wherein at least a portion of the at least one light coupling surface has a conformal spiral curvature. It is the body. Suitable materials from which the light guide can be constructed include optically transparent materials such as glass and plastic. As used herein, the term "transmissive" means greater than about 80% in the visible region of the spectrum (about 420-750 nm) of a light guide, substrate or material measured over a path length of 1 mm. Intended to have an optical transmission of. For example, the exemplary transmissive lightguide, substrate or material has a visible light range of greater than about 85%, such as greater than about 90%, or greater than about 95%, including the range and all subranges therein. Can have a light transmittance of.

適切な透過性材料には、例えば、ディスプレイおよび他の電子装置で使用される当該分野で公知の任意のガラスが含まれてよい。例示のガラスには、以下に限定するものではないが、アルミノケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルカリホウケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスおよび他の適切なガラスが含まれてよい。ここでの基板は、種々の実施形態において、化学的に強化可能かつ/または熱的に強化可能である。市販入手可能な適切な基板の非限定の例には、幾つかを挙げるのみであるが、Corning Incorporated社のEAGLE XG(登録商標)、Lotus(商標)、Iris(商標)、Willow(登録商標)およびGorilla(登録商標)が含まれる。非限定の幾つかの実施形態によれば、イオン交換によって化学的に強化されたガラスが基板として好適でありうる。他の実施形態では、ポリマー材料、例えばプラスチック(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」)が適切な透過性材料として使用可能である。 Suitable transparent materials may include, for example, any glass known in the art for use in displays and other electronic devices. Exemplary glasses include, but are not limited to, aluminosilicate glass, alkali aluminosilicate glass, borosilicate glass, alkali borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, alkali aluminoborosilicate glass and Other suitable glasses may be included. The substrates herein can be chemically and/or thermally toughened in various embodiments. Non-limiting examples of suitable commercially available substrates include, but are not limited to, Corning Incorporated's EAGLE XG(R), Lotus(TM), Iris(TM), Willow(R). And Gorilla®. According to some non-limiting embodiments, glass chemically strengthened by ion exchange may be suitable as the substrate. In other embodiments, polymeric materials such as plastics (eg, polymethylmethacrylate “PMMA”, methylmethacrylate styrene “MS” or polydimethylsiloxane “PDMS”) can be used as suitable permeable materials.

図2〜図5は、非限定の種々の導光体100A〜100Dを示しており、それぞれ少なくとも1つの光放出面と少なくとも1つの光結合面とを有し、光結合面の少なくとも一部が等角螺旋曲率を有する。図2によれば、導光体100Aは、少なくとも1つのエッジ面103を有するシートまたはプレートの形態であってよい。導光体プレート(LGP)100Aは、第1の主面101および反対側の第2の主面102を有し、これらのいずれかが光放出面として動作可能である。図示の実施形態では、第2の主面102が光放出面として使用可能であり、エッジ面103が光結合面として使用可能である。エッジ面103の少なくとも一部は、等角螺旋曲率が得られるように整形されている。図2A〜図2Cは、2つの光結合面(例えばエッジ面103)を有する対称かつ長方形のLGP100Aを示しているが、LGP100Aは、4つ未満または4つ超のエッジを有する対称な形状および非対称な形状を含む、任意の規則的なもしくは不規則な多角形状、例えば三角形、正方形、ひし形、台形、五角形、六角形および他の適切な形状を有しうることを理解されたい。少なくとも1つの曲線エッジ面103を含む形状も、本明細書では企図している。付加的に、第1の主面101および第2の主面102は、図2A〜図2Cではプレーナかつ平行として示されているが、これらの面のそれぞれが曲率の1つもしくは複数の軸線を含んでよく、かつ/または相互に平行でなくてよいことを理解されたい。 2-5 show a variety of non-limiting light guides 100A-100D, each having at least one light emitting surface and at least one light coupling surface, at least a portion of the light coupling surface. It has an equiangular spiral curvature. According to FIG. 2, the light guide 100A may be in the form of a sheet or plate having at least one edge surface 103. The light guide plate (LGP) 100A has a first main surface 101 and an opposite second main surface 102, either of which is operable as a light emitting surface. In the illustrated embodiment, the second major surface 102 can be used as a light emitting surface and the edge surface 103 can be used as a light coupling surface. At least a part of the edge surface 103 is shaped so as to obtain a conformal spiral curvature. 2A-2C show a symmetrical and rectangular LGP 100A having two light coupling surfaces (eg, edge surface 103), the LGP 100A has a symmetrical shape and asymmetry with less than or more than 4 edges. It should be understood that it may have any regular or irregular polygonal shape, including various shapes, such as triangles, squares, diamonds, trapezoids, pentagons, hexagons and other suitable shapes. Shapes that include at least one curvilinear edge surface 103 are also contemplated herein. Additionally, the first major surface 101 and the second major surface 102 are shown as planar and parallel in FIGS. 2A-2C, but each of these surfaces has one or more axes of curvature. It should be understood that they may be included and/or may not be parallel to each other.

図3A〜図3Cに示したように、導光体100Bは、エッジ面103を有するディスクの形態であってもよい。図2A〜図2Cと同様に、導光体ディスク100Bも第1の主面101および反対側の第2の主面102を有することができ、これらのいずれかが光放出面として動作可能である。図示の実施形態では、第2の主面102が光放出面として使用可能であり、エッジ面103が光結合面として使用可能である。エッジ面103の少なくとも一部は、等角螺旋曲率が得られるように整形されている。図3A〜図3Cは対称かつ円形の導光体ディスク100Bを示しているが、ディスク100Bは、対称の形状および非対称の形状を含む、曲線エッジ面を含む任意の規則的なもしくは不規則な形状、例えば円形、オーバル形および他の自由な曲線形状を有しうることを理解されたい。付加的に、第1の主面101および第2の主面102は、図3A〜図3Cではプレーナかつ平行として示されているが、これらの面のそれぞれは曲率の1つもしくは複数の軸線を含んでよく、かつ/または相互に平行でなくてよいことを理解されたい。 As shown in FIGS. 3A to 3C, the light guide body 100B may be in the form of a disc having an edge surface 103. Similar to FIGS. 2A-2C, the lightguide disc 100B can also have a first major surface 101 and an opposite second major surface 102, either of which is operable as a light emitting surface. .. In the illustrated embodiment, the second major surface 102 can be used as a light emitting surface and the edge surface 103 can be used as a light coupling surface. At least a part of the edge surface 103 is shaped so as to obtain a conformal spiral curvature. Although FIGS. 3A-3C show a symmetric and circular lightguide disc 100B, disc 100B can be any regular or irregular shape, including curved edge surfaces, including symmetrical and asymmetrical shapes. It should be understood that, for example, it may have a circular shape, an oval shape and other free curved shapes. Additionally, the first major surface 101 and the second major surface 102 are shown as planar and parallel in FIGS. 3A-3C, but each of these surfaces has one or more axes of curvature. It should be understood that they may be included and/or may not be parallel to each other.

図4A〜図4Cによれば、導光体100Cは付加的に、エッジ面103、外壁面104および内壁面104’を有する中空アニュラスの形態であってよい。図示の実施形態では、外壁面104が光放出面として使用可能であり、エッジ面103が光結合面として使用可能である。エッジ面103の少なくとも一部は、等角螺旋曲率が得られるように整形されている。図4A〜図4Cは、円形の断面形状を有する対称かつ円筒状の導光体アニュラス100Cを示しているが、アニュラス100Cは、1つもしくは複数の直線エッジもしくは曲線エッジを有する対称の形状および非対称の形状を含む、任意の規則的なもしくは不規則な断面形状、例えば円形、オーバル形、三角形、正方形、ひし形、台形、五角形、六角形および他の適切な断面形状を有してよいことを理解されたい。 4A-4C, the light guide 100C may additionally be in the form of a hollow annulus having an edge surface 103, an outer wall surface 104 and an inner wall surface 104'. In the illustrated embodiment, the outer wall surface 104 can be used as a light emitting surface and the edge surface 103 can be used as a light coupling surface. At least a part of the edge surface 103 is shaped so as to obtain a conformal spiral curvature. 4A-4C show a symmetrical and cylindrical lightguide annulus 100C having a circular cross-sectional shape, the annulus 100C having a symmetrical shape and asymmetry with one or more straight or curved edges. It is understood that it may have any regular or irregular cross-sectional shape, including circular, oval, triangular, square, rhombic, trapezoidal, pentagonal, hexagonal and other suitable cross-sectional shapes, including I want to be done.

図5A〜図5Cによれば、導光体100Dはさらに、エッジ面103、外壁面104、第1の端面106および第2の端面107を有するロッドの形態であってよい。図示の実施形態では、外壁面104、第1の端面106および/または第2の端面107が光放出面として使用可能であり、エッジ面103が光結合面として使用可能である。エッジ面103の少なくとも一部は、等角螺旋曲率が得られるように整形されている。図5A〜図5Cは、円形の断面形状を有する対称かつ円筒状の導光体ロッド100Dを示しているが、ロッド100Dは、1つもしくは複数の直線エッジもしくは曲線エッジを有する対称の形状および非対称の形状を含む、任意の規則的なもしくは不規則な断面形状、例えば円形、オーバル形、三角形、正方形、ひし形、台形、五角形、六角形および他の適切な断面形状を有してよいことを理解されたい。 5A-5C, the light guide 100D may further be in the form of a rod having an edge surface 103, an outer wall surface 104, a first end surface 106 and a second end surface 107. In the illustrated embodiment, the outer wall surface 104, the first end surface 106 and/or the second end surface 107 can be used as a light emitting surface, and the edge surface 103 can be used as a light coupling surface. At least a part of the edge surface 103 is shaped so as to obtain a conformal spiral curvature. 5A-5C show a symmetrical and cylindrical light guide rod 100D having a circular cross-sectional shape, the rod 100D having a symmetrical shape and asymmetry with one or more straight or curved edges. It is understood that it may have any regular or irregular cross-sectional shape, including circular, oval, triangular, square, rhombic, trapezoidal, pentagonal, hexagonal and other suitable cross-sectional shapes, including I want to be done.

概して図2〜図5によれば、参照を容易にするために、エッジ面103が凸曲面を有するように一般的に図示してあるが、その等角螺旋曲率の特定の性質および得られる形状を、以下でより詳細に検討する。等角螺旋曲率は、2016年6月8日付にて提出された米国特許仮出願第62/347351号においても検討されており、この出願は引用によりその全体が本明細書に組み込まれるものとする。 2-5, the edge surface 103 is generally shown as having a convex curved surface for ease of reference, although the specific nature of its conformal spiral curvature and the resulting shape. Will be discussed in more detail below. Conformal spiral curvature is also discussed in US Provisional Application No. 62/347351 filed June 8, 2016, which application is incorporated herein by reference in its entirety. ..

導光体の光結合面(例えばエッジ面103)の曲率は、幾つかの実施形態では、導光体に光結合された光源が放出した光の所望の光路に依存する。例えば、図6によれば、光結合面105の曲率は、導光体100に光結合された光源(例えばLED)111から放出された光110が、光結合面105の内側105’に、臨界角よりも大きな角度で当たり、内部全反射(TIR)によって導光体内に「トラップ」されるように設計可能である。本明細書に使用しているように、「光結合」なる語は、光源が、導光体への光の導入または入射のために導光体に対して相対的に配置されていることの表示を意図している。光源は導光体に、たとえその部品と物理的に直接に接触しなくとも、光結合可能である。幾つかの実施形態では、光源は少なくとも1つの光結合面105に光結合可能である。種々の実施形態によれば、例えば図6に示したように、光源111は、光が光結合面105の内側105’に入射するよう、導光体100の、光結合面105近くの第1の主面101またはその近傍に配置可能である。 The curvature of the light coupling surface (eg, edge surface 103) of the light guide depends, in some embodiments, on the desired optical path of the light emitted by the light source that is optically coupled to the light guide. For example, according to FIG. 6, the curvature of the light coupling surface 105 is such that the light 110 emitted from the light source (eg, LED) 111 optically coupled to the light guide 100 is critical to the inner side 105 ′ of the light coupling surface 105. It can be designed to hit at angles greater than the angle and to be “trapped” within the lightguide by total internal reflection (TIR). As used herein, the term "optical coupling" refers to the fact that a light source is positioned relative to a light guide for introducing or entering light into the light guide. Intended for display. The light source can be optically coupled to the light guide even though it is not in direct physical contact with the component. In some embodiments, the light source is optically coupleable to at least one light coupling surface 105. According to various embodiments, for example, as shown in FIG. 6, the light source 111 includes a first light source 111 near the light coupling surface 105 such that the light is incident on the inner side 105 ′ of the light coupling surface 105. It can be arranged on the main surface 101 or in the vicinity thereof.

内部全反射(TIR)は、第1の屈折率を有する第1の材料(例えばガラス、プラスチック等)内を伝搬する光が、第1の屈折率より低い第2の屈折率を有する第2の材料(例えば空気等)との界面で完全に反射可能となる現象である。TIRは、屈折率の異なる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、すなわち Total Internal Reflection (TIR) is a technique in which light propagating in a first material having a first index of refraction (eg, glass, plastic, etc.) has a second index of refraction that is lower than the first index of refraction. This is a phenomenon in which it can be completely reflected at the interface with a material (for example, air). TIR is Snell's law, which describes the refraction of light at the interface between two materials with different refractive indices:

Figure 2020518966
Figure 2020518966

を使用して説明可能である。スネルの法則によれば、nは第1の材料の屈折率であり、nは第2の材料の屈折率であり、θは界面への法線に対する、界面での入射光の角度(入射角)であり、θは当該法線に対する屈折光の屈折角である。屈折角(θ)が90°であって、例えばsin(θ)=1である場合、スネルの法則は、 Can be described using. 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 the incident light at the interface with respect to the normal to the interface. (Incident angle), and θ r is a refraction angle of refracted light with respect to the normal line. When the refraction angle (θ r ) is 90° and, for example, sin(θ r )=1, Snell's law is

Figure 2020518966
Figure 2020518966

として表現可能である。当該条件のもとでの入射角θは臨界角θとも称されうる。当該臨界角より大きい入射角(θ>θ)を有する光は第1の材料内で内部全反射し、これに対して、当該臨界角以下の入射角(θ≦θ)を有する光は第1の材料から送出される。 Can be expressed as The incident angle θ i under the condition may be referred to as a critical angle θ c . Light having an incident angle larger than the critical angle (θ ic ) undergoes total internal reflection in the first material, while light having an incident angle equal to or smaller than the critical angle (θ i ≦θ c ). Light is emitted from the first material.

例示の、空気(n=1)とガラス(n=1.5)との間の界面のケースでは、臨界角(θ)は近似に42°と計算可能である。したがって、ガラス内を伝搬した光が42°超の入射角で空気とガラスとの界面に当たると、全ての入射光が入射角に等しい角度で当該界面から反射される。反射光が第1の界面と同一の屈折率関係を有する第2の界面に当たると、第2の界面に入射する光も入射角と等しい反射角で反射される。 In the example case of the interface between air (n 1 =1) and glass (n 2 =1.5), the critical angle (θ c ) can be calculated to be approximately 42°. Therefore, when the light propagating in the glass strikes the interface between air and glass at an incident angle of more than 42°, all incident light is reflected from the interface at an angle equal to the incident angle. When the reflected light strikes the second interface having the same refractive index relationship as the first interface, the light incident on the second interface is also reflected at the reflection angle equal to the incident angle.

よって、本明細書に開示している導光体の1つもしくは複数のエッジ面は、光を「トラップ」するように、例えば、界面条件の変化がないかぎりまたは界面条件の変化が生じるまで、導光体の光結合面に入射する光が導光体内を反復して伝搬可能であって、例えば光結合面105(例えばエッジ面103)に沿って反射されるように、または代替的に導光体の他の各面(例えば第1の主面101、第2の主面102、外壁面104および内壁面104’および/または第1の端面106および第2の端面107)間で反射されるように、構成可能である。幾つかの実施形態では、光結合面105(例えばエッジ面103)の曲率は、光源111から放出された実質的に全ての光110が、光源自体に原点があるかどうかにかかわらず、入射角θ[ここでθ>θ]で光結合面に当たるように設計可能である。例えば、光源111の(1つもしくは複数の)上隅から放出された光110は、光結合面105に関して最小の入射角を有しうるので、光結合面105は、光源111上の当該位置から放出された光であっても臨界角θより大きい入射角θを有するように構成可能である。非限定の実施形態によれば、導光体の少なくとも1つの光結合面105(例えばエッジ面103)は、光源111からの実質的に全ての光が一定の入射角(θ)[ここでθ=k>θ]で光結合面105(例えばエッジ面103)に当たるように構成可能である。 Thus, one or more edge surfaces of the light guides disclosed herein “trap” light, eg, unless there is a change in interface conditions or until a change in interface conditions occurs. Light incident on the light coupling surface of the light guide may be repeatedly propagated within the light guide and may be, for example, reflected such that it is reflected along the light coupling surface 105 (eg, edge surface 103). It is reflected between the other surfaces of the optical body (for example, the first main surface 101, the second main surface 102, the outer wall surface 104 and the inner wall surface 104′ and/or the first end surface 106 and the second end surface 107). Is configurable. In some embodiments, the curvature of the light coupling surface 105 (eg, edge surface 103) is such that substantially all light 110 emitted from the light source 111 has an incident angle regardless of whether the light source itself has an origin. It can be designed to hit the optical coupling surface with θ i [where θ ic ]. For example, the light 110 emitted from the upper corner(s) of the light source 111 may have a minimum angle of incidence with respect to the light coupling surface 105, so that the light coupling surface 105 may be removed from that location on the light source 111. Even the emitted light can be configured to have an incident angle θ i that is greater than the critical angle θ c . According to a non-limiting embodiment, at least one light coupling surface 105 (eg, edge surface 103) of the light guide is configured such that substantially all of the light from the light source 111 has a constant angle of incidence (θ i ) [where [theta] i =k>[theta] c ] can be configured to hit the optical coupling surface 105 (for example, the edge surface 103).

光結合面の一定の入射角曲線r(θ)は、光源の上隅に定義された原点を有する座標系を定義することにより構成可能である。図7に示したように、曲線r(θ)に対する接ベクトル

Figure 2020518966
The constant incident angle curve r(θ) of the light coupling surface can be constructed by defining a coordinate system with the origin defined at the upper corner of the light source. As shown in FIG. 7, the tangent vector to the curve r(θ)
Figure 2020518966

は、式(1)、すなわち Is equation (1), that is,

Figure 2020518966
Figure 2020518966

を使用して描くことができ、ここで、

Figure 2020518966
Can be drawn using
Figure 2020518966

は光線の方向を表す単位ベクトルであり、

Figure 2020518966
Is a unit vector representing the direction of the ray,
Figure 2020518966


Figure 2020518966
Is
Figure 2020518966

に直交する単位ベクトルである。なお

Figure 2020518966
Is a unit vector orthogonal to. Note that
Figure 2020518966

および

Figure 2020518966
and
Figure 2020518966

のドット積は、式(2)、すなわち The dot product of is

Figure 2020518966
Figure 2020518966

によって表現可能であり、ここで、αは

Figure 2020518966
Can be expressed by where α is
Figure 2020518966


Figure 2020518966
When
Figure 2020518966

との成す角度である。入射角はαの余角であるから、式(2)は、次式(3)、すなわち Is the angle formed by. Since the angle of incidence is the complement of α, equation (2) is given by the following equation (3):

Figure 2020518966
Figure 2020518966

として書き換え可能である。式(3)はさらに、極座標における微分式(4)、すなわち Can be rewritten as Equation (3) is further differentiated in polar coordinates by equation (4):

Figure 2020518966
Figure 2020518966

が得られるように簡単化可能である。式(4)の解は、式(5)、すなわち Can be simplified to obtain The solution of Equation (4) is Equation (5), that is,

Figure 2020518966
Figure 2020518966

によって表され、ここで、r(0)はθ=0での曲線r(θ)の始点または原点である。 , Where r(0) is the starting point or origin of the curve r(θ) at θ=0.

図8は、例示の、光結合面に対する一定の入射角曲率を示しており、ここで、r(0)=0.4mmかつθ=42°である。光源111から放出される光の角度θの範囲[0<θ<π]が示されており、それぞれエッジ面に対する入射角θ=42°が生じている。角度θ>πでは、一定の入射角曲線は、対数螺旋、等角螺旋または成長螺旋とも称される螺旋を定義することに注意されたい。このように、一定の入射角曲率を有する光結合面は、等角螺旋曲率を有する少なくとも1つの領域を含みうる。幾つかの実施形態では、実質的に全ての光結合面が等角螺旋曲率を有しうる。他の実施形態(例えば図9に示した切頭面のケース)では、光結合面の少なくとも一部が等角螺旋曲率を有しうる。 FIG. 8 shows an exemplary constant incident angle curvature to the light coupling surface, where r(0)=0.4 mm and θ i =42°. The range [0<θ<π] of the angle θ of the light emitted from the light source 111 is shown, and the incident angle θ i =42° with respect to the edge surface is generated. Note that for angles θ>π, the constant angle of incidence curve defines a helix, also called a logarithmic spiral, a conformal spiral or a growth spiral. Thus, a light coupling surface having a constant angle of incidence curvature may include at least one region having a conformal helix curvature. In some embodiments, substantially all light coupling surfaces can have a conformal spiral curvature. In other embodiments (eg, the truncated surface case shown in FIG. 9), at least a portion of the light coupling surface may have a conformal spiral curvature.

曲線r(θ)[0<θ<π]の極値は、角度θ=θ+π/2として表現可能である。当該極値の直交座標は、式(6a)および式(6b)、すなわち The extreme value of the curve r(θ) [0<θ<π] can be expressed as an angle θ pi +π/2. The Cartesian coordinates of the extreme value are expressed by the equations (6a) and (6b), that is,

Figure 2020518966
Figure 2020518966

によって表現可能である。y軸の右方へ凸の面の境界または最大限界116は、角度θで生じる。このように、当該最右方点に対する直交座標は、式(7a)および式(7b)、すなわち Can be expressed by The boundary or maximum bound 116 of the right convex surface of the y-axis occurs at the angle θ i . Thus, the Cartesian coordinates for the rightmost point are equations (7a) and (7b), that is,

Figure 2020518966
Figure 2020518966

によって表現可能である。xの値は、エッジ面に光結合可能な光源の最大半径の決定に使用可能である。 Can be expressed by The value of x r can be used to determine the maximum radius of the light source that can be optically coupled to the edge surface.

図9によれば、導光体の光結合面105は、所定の実施形態では、2つ以上の部分を含むように、少なくとも部分的に切頭可能である。第1の部分105Aは、導光体100の水平中心線に直交してよく、直交しなくてもよい直線エッジを含むことができ、種々の実施形態では、上記中心線に対する種々の角度、例えば約80°から約100°までにわたる角度、例えば約85°から約95°までにわたる、例えば約90°の角度を成すことができる。光結合面105の少なくとも一部、例えば第2の部分105Bは、等角螺旋曲率を有しうる。付加的な実施形態によれば、図10に示したように、光結合面105は、等角螺旋曲率を有する2つ以上の部分を含むことができる。例えば、第2の部分105Bが或る等角螺旋曲率プロフィルを有することができ、第3の部分105Cが別の等角螺旋曲率プロフィルを有することができ、これらのプロフィルは、等しくもしくは異なり、かつ/または異なるもしくは等しい一定の入射角θを有する。もちろん、付加的なプロフィルを有する付加的な部分を制限なしに設けることもできる。 According to FIG. 9, the light coupling surface 105 of the light guide is at least partially truncated so as to include more than one portion in certain embodiments. The first portion 105A may include straight edges that may or may not be orthogonal to the horizontal centerline of the lightguide 100, and in various embodiments, at various angles to the centerline, such as The angle may range from about 80° to about 100°, for example from about 85° to about 95°, for example about 90°. At least a portion of the light coupling surface 105, eg, the second portion 105B, may have a conformal spiral curvature. According to additional embodiments, as shown in FIG. 10, the light coupling surface 105 can include two or more portions having a conformal spiral curvature. For example, the second portion 105B can have one conformal spiral curvature profile and the third portion 105C can have another conformal spiral curvature profile, these profiles being equal or different, and And/or have different or equal constant angles of incidence θ i . Of course, additional parts with additional profiles can be provided without limitation.

光源から導光体への光線追跡経路が、図11A、図11Bおよび図12A、図12B(拡大図)の2つのレベルで詳細に示されている。図11Aおよび(拡大図である)図12Aは直線エッジ部分と2つの等角螺旋曲率プロフィル部分とを有する、導光体の光線追跡経路を示しており、図11Bおよび(拡大図である)図12Bは直線エッジ部分と単一の等角螺旋曲率プロフィル部分とを有する、導光体の光線追跡経路を示している。理論による拘束を望むものではないが、選択手段として直線エッジ部分を伴う、2つ以上の等角螺旋曲率プロフィルの組み込みは、光結合効率への光源の位置ずれの影響を低減できると考えられる。導光体に対する光源の位置は臨界的となることがあり、導光体のエッジを通って漏れた光の量に影響しうる。光源は、理論的には光漏れが最小となるように配置可能であるが、実用上の光源の実際位置は、以下に限定するものではないものの、プリント回路板(PCB)の製造許容差、PCBおよび/またはPCB裏当て構造体の反り、PCBへの(1つもしくは複数の)光源のはんだ付けを含む幾つかの要因に起因して、種々の位置ずれ角度を含みうる。光源がその理想位置からずれている場合、例えば光源が導光体のエッジを越えて延在している場合、多量の光が光漏れとして失われうる。付加的な曲率プロフィル(例えば図10の第3の部分105C)を設けることにより、こうした潜在的な光漏れの幾分かを捕捉してこれを導光体内へ再配向することができる。 The ray tracing path from the light source to the light guide is shown in detail at two levels in FIGS. 11A, 11B and 12A, 12B (enlarged view). 11A and FIG. 12A (enlarged view) show a ray tracing path of a light guide having a straight edge portion and two conformal spiral curvature profile portions, and FIGS. 12B shows a ray tracing path of a light guide having a straight edge portion and a single conformal spiral curvature profile portion. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the incorporation of two or more conformal spiral curvature profiles with straight edge portions as a selection means can reduce the effect of misalignment of the light source on optical coupling efficiency. The position of the light source with respect to the light guide can be critical and can affect the amount of light that leaks through the edges of the light guide. The light source can theoretically be arranged such that the light leakage is minimal, but the actual position of the light source in practice is not limited to the following, but the manufacturing tolerance of the printed circuit board (PCB), Various misalignment angles may be included due to several factors, including warpage of the PCB and/or PCB backing structure, soldering of the light source(s) to the PCB. If the light source is offset from its ideal position, for example if the light source extends beyond the edge of the light guide, a large amount of light may be lost as light leakage. By providing an additional curvature profile (eg, the third portion 105C in FIG. 10), some of these potential light leaks can be captured and redirected into the light guide.

図13は、導光体からの光漏れをLEDの位置ずれの関数としてプロットしたグラフである。出力漏れは、(1つもしくは複数の)導光体エッジを通して出力された出力を、(1つもしくは複数の)光放出面を通して出力された出力と(1つもしくは複数の)導光体エッジを通して出力された出力との合計によって除算したものとして計算される。正の数の位置ずれは、導光体の切頭エッジへの方向の位置ずれを表す。図13での位置ずれは負の方向で−0.1mmまでに制限されているが、これは、当該方向でのこれ以上の位置ずれが(1つもしくは複数の)等角螺旋曲率プロフィルに対するTIR条件の満足につきエラーを生じさせうるからである。理想的な光源位置(位置ずれがゼロ)であっても、光漏れは、単一の等角螺旋曲率プロフィルを有する導光体(プロットA)で20%、複数の等角螺旋曲率プロフィルを有する導光体(プロットB)で21%となっている。出力の幾分かは光源と導光体との間で漏れ、漏れの残部は、導光体内で複数回反射した後に導光体エッジから出る光によって生じうる。光源が0.12mmの位置ずれを有する場合、光漏れは単一のプロフィルの導光体に対して20%から25%へ増大する。しかし、同量の位置ずれがあっても、複数のプロフィルの導光体では光漏れが増大しない。図13に示したように、複数のプロフィルの導光体は、0.22mmの位置ずれしか許容できない単一のプロフィルの導光体に比べて、光源の位置ずれを0.41mmまで許容でき、位置ずれの許容差に86%の改善が得られる。 FIG. 13 is a graph plotting light leakage from a light guide as a function of LED misalignment. Output leakage is the output output through the light guide edge(s), the output output through the light emitting surface(s) and the light guide edge(s). Calculated as the sum of the output and the output. A positive number of misalignments represents misalignment in the direction of the truncated edge of the lightguide. The misregistration in FIG. 13 is limited to −0.1 mm in the negative direction, which means that any further misregistration in that direction will result in a TIR for the conformal spiral curvature profile(s). This is because the satisfaction of the condition may cause an error. Even at an ideal light source position (zero misalignment), light leakage is 20% for lightguides with a single conformal spiral curvature profile (Plot A), multiple conformal spiral curvature profiles It is 21% for the light guide (plot B). Some of the power leaks between the light source and the light guide, and the rest of the leak can be caused by light exiting the light guide edge after multiple reflections within the light guide. If the light source has a misalignment of 0.12 mm, the light leakage increases from 20% to 25% for a single profile lightguide. However, even if there is the same amount of positional deviation, light leakage does not increase in the light guides having a plurality of profiles. As shown in FIG. 13, the light guides of a plurality of profiles can tolerate the positional deviation of the light source up to 0.41 mm, as compared with the light guide of a single profile that can only tolerate the positional deviation of 0.22 mm An 86% improvement in misalignment tolerance is obtained.

図2〜図5に戻ると、少なくとも1つの光源111を導光体100A〜100Dに光結合して、光学アセンブリを形成することができる。例えば、1つもしくは複数の光源は、エッジ面103の近くに配置可能である。導光体プレート100Aまたは導光体ディスク100Bのケースでは、光源は、エッジ面103近くの第1の主面101またはその近傍に配置可能である。図2A、図3A、図4Aおよび図5Aに示した断面図は、向かい合うエッジ面103のそれぞれにある2つの光源111を示している。しかし、1つもしくは複数の光結合面に沿って複数の光源を配置できることを理解されたい。例えば、複数の光源を、向かい合うエッジ面に沿って、例えば図2Bに示したように配置することができる。他の実施形態では、複数の光源を、単一の光結合面に沿って、図3B、図4Bおよび図5Bに示したように配置することもできる。または、複数のエッジ面を有する導光体、例えば正方形もしくは長方形の導光体のケースでは、1つもしくは複数の光源は、任意の1つもしくは複数のエッジ面に沿って、制限なしに配置可能である。 2-5, at least one light source 111 may be optically coupled to light guides 100A-100D to form an optical assembly. For example, one or more light sources can be located near the edge surface 103. In the case of the light guide plate 100A or the light guide disc 100B, the light source can be arranged on the first main surface 101 near the edge surface 103 or in the vicinity thereof. The cross-sectional views shown in FIGS. 2A, 3A, 4A, and 5A show two light sources 111 on each of the opposing edge surfaces 103. However, it should be understood that multiple light sources can be arranged along one or more light coupling surfaces. For example, multiple light sources can be arranged along opposite edge surfaces, eg, as shown in FIG. 2B. In other embodiments, multiple light sources may be arranged along a single light coupling surface as shown in FIGS. 3B, 4B and 5B. Alternatively, in the case of a light guide with multiple edge faces, for example a square or rectangular light guide, one or more light sources can be placed along any one or more edge faces without restriction. Is.

導光体100の各寸法は、光源111の寸法に依存しうる。所定の実施形態では、導光体100の厚さは、光源111の最も狭い寸法とおおよそ一直線となるようにスケーリング可能である。例えば、0.7mm×0.7mmのLEDに光結合された導光体は、5mm未満の厚さを有することができる。このように、導光体の厚さは、当該範囲およびその内部の下位範囲の全てを含め、約1mmから約10mmまでの範囲、例えば約2mmから約9mmまで、約3mmから約8mmまで、約4mmから約7mmまでまたは約5mmから約6mmまでの範囲であってよい。幾つかの実施形態では、導光体の厚さは、当該範囲およびその内部の下位範囲の全てを含め、約5mm未満、例えば約4.5mm未満、約4mm未満、約3.5mm未満または約3mm未満であってよく、例えば約3mmから約5mmまでの範囲にあってよい。 Each size of the light guide body 100 may depend on the size of the light source 111. In certain embodiments, the thickness of light guide 100 is scalable to approximately align with the narrowest dimension of light source 111. For example, a lightguide optically coupled to a 0.7 mm x 0.7 mm LED can have a thickness of less than 5 mm. Thus, the thickness of the lightguide, including the range and all subranges therein, is in the range of about 1 mm to about 10 mm, such as about 2 mm to about 9 mm, about 3 mm to about 8 mm, about. It can range from 4 mm to about 7 mm or about 5 mm to about 6 mm. In some embodiments, the thickness of the lightguide is less than about 5 mm, including less than about 5 mm, such as less than about 4.5 mm, less than about 4 mm, less than about 3.5 mm or about including the range and all subranges therein. It may be less than 3 mm, for example in the range of about 3 mm to about 5 mm.

図14A、図14Bに示したように、導光体100の1つもしくは複数の面は、色変換媒体、光散乱フィーチャもしくは光拡散フィーチャおよび/または反射性材料を有するようにパターニング可能である。図示の非限定の実施形態では、第1の主面101が色変換媒体112と反射層135とを含む。代替的に、以下でより詳細に検討するように、色変換媒体112、光散乱フィーチャおよび/または反射層135は、導光体100を含む光学アセンブリに設けることができる別個の部品、例えば透明基板に設けることもできる。色変換媒体112は、少なくとも1つの色変換素子、例えば発光体、量子ドットおよび/または発光団、例えば蛍光体および/または発光ポリマーを含むことができる。色変換媒体112または光散乱フィーチャは、例えば色変換媒体112または光散乱フィーチャに入射した反射光が臨界角θ未満の角度で前方散乱するように変更された界面条件の領域を形成可能である。所定の実施形態では、色変換媒体は、入射光を散乱させ、これを異なる波長へ変換するという2つの目的のために用いることができる。 As shown in FIGS. 14A and 14B, one or more surfaces of light guide 100 can be patterned to have color conversion media, light scattering or diffusing features, and/or reflective materials. In the illustrated non-limiting embodiment, the first major surface 101 includes the color conversion medium 112 and the reflective layer 135. Alternatively, as discussed in more detail below, the color conversion medium 112, the light scattering features and/or the reflective layer 135 may be a separate component that may be provided in an optical assembly including the light guide 100, eg, a transparent substrate. Can also be provided. The color conversion medium 112 can include at least one color conversion element, such as a light emitter, quantum dots and/or luminophores, such as a phosphor and/or a light emitting polymer. The color conversion medium 112 or light scattering features may form regions of modified interface conditions such that reflected light incident on the color conversion medium 112 or light scattering features is forward scattered at angles less than the critical angle θ c. .. In certain embodiments, the color conversion medium can be used for the dual purpose of scattering incident light and converting it to different wavelengths.

図6により詳細に示されているように、光源111が放出した光110は、導光体100内で、光結合面105(例えばエッジ面103)の曲率によって促進されるTIRに起因して、再配向可能である。この場合、光110が導光体100から送出光110’として脱出可能となるよう、導光体内のTIRは、色変換媒体112が分散配置された領域において「破壊」または中断することができる。また、色変換媒体は、送出光110’が光110の元の波長とは異なる波長を有するよう、光110を修正可能である。 As shown in more detail in FIG. 6, the light 110 emitted by the light source 111 is generated in the light guide 100 due to the TIR promoted by the curvature of the light coupling surface 105 (eg, the edge surface 103), It can be reoriented. In this case, the TIR within the light guide may be “destroyed” or interrupted in the areas where the color conversion media 112 are distributed so that the light 110 can escape from the light guide 100 as outgoing light 110 ′. The color conversion medium is also capable of modifying the light 110 such that the emitted light 110' has a different wavelength than the original wavelength of the light 110.

反射層135は、導光体100の主面に配置可能であり、色変換媒体112または光散乱フィーチャ(図示なし)の少なくとも一部をカプセル化可能である。非限定の実施形態において、反射層は、金属膜、例えばAl、Au、Ag、Pt、Pd、Cuのうち1つもしくは複数、これらの合金およびその組み合わせを含む膜を含んでよい。種々の実施形態によれば、金属膜の複数層、例えばアルミニウム層で被覆された銀層等も使用可能である。所定の実施形態では、反射層135は、高い伝熱性を有する材料、例えば色変換媒体112からの熱を放散可能な材料を含むことができる。さらに、反射層135は、クラックまたは小孔の発現なしに、熱応力のもとで(例えば色変換材料の熱膨張に起因して)膨張可能かつ/または延伸可能な延性材料も含むことができる。したがって、反射層135は、色変換媒体112からの熱を放散させる熱経路、および/または湿分および/または空気による色変換媒体112の劣化を防止する気密バリアの双方として使用可能である。色変換媒体112、光散乱フィーチャおよび反射層135の他の配置については以下でより詳細に検討する。これらの実施形態が図2〜図5に示した実施形態と制限なしに交換可能であることを理解されたい。 The reflective layer 135 can be disposed on the major surface of the light guide 100 and can encapsulate at least a portion of the color conversion medium 112 or light scattering features (not shown). In a non-limiting embodiment, the reflective layer may include a metal film, such as a film including one or more of Al, Au, Ag, Pt, Pd, Cu, alloys thereof, and combinations thereof. According to various embodiments, multiple layers of metal film, such as a silver layer coated with an aluminum layer, can also be used. In certain embodiments, the reflective layer 135 can include a material that has a high thermal conductivity, such as a material that can dissipate heat from the color conversion medium 112. Further, the reflective layer 135 may also include a ductile material that is expandable and/or stretchable under thermal stress (eg, due to thermal expansion of the color conversion material) without the appearance of cracks or pores. .. Thus, the reflective layer 135 can be used both as a heat path to dissipate heat from the color conversion medium 112 and/or as an airtight barrier to prevent deterioration of the color conversion medium 112 due to moisture and/or air. Other arrangements of color conversion medium 112, light scattering features and reflective layer 135 are discussed in more detail below. It should be understood that these embodiments are interchangeable with the embodiments shown in FIGS. 2-5 without limitation.

色変換媒体を通した直接の光の送出(「送出」モード)に代えて、本明細書に開示する光学アセンブリは、例えば、色変換媒体に光が当たる前により大きな面積に光が拡散するように予め定められた曲率を有する、本明細書に開示する少なくとも1つの光結合面を有する導光体を用いて(「反射」モード)、光源が放出した光が1回もしくは複数回反射されるように、構成可能である。こうして、装置内の光束が、規模の2オーダー以上まで著しく低減可能となる。言い換えれば、色変換媒体に入射した反射光は、光源から送出された元の光の10%未満または1%未満の強度を有しうる。さらに、光は色変換媒体の下方の反射面からも反射されうるので、反射モードの構成では、光が色変換媒体を2回以上通過するという付加的な利益も得ることができ、したがって異なる波長への光の変換の機会が増大する。 As an alternative to delivering light directly through the color conversion medium (“delivery” mode), the optical assemblies disclosed herein may, for example, allow light to be spread over a larger area before it strikes the color conversion medium. The light emitted by the light source is reflected one or more times using a light guide having at least one light coupling surface disclosed herein having a predetermined curvature at ("reflecting" mode). Is configurable. In this way, the luminous flux in the device can be significantly reduced to two orders of magnitude or more. In other words, the reflected light incident on the color conversion medium may have an intensity of less than 10% or less than 1% of the original light emitted from the light source. Moreover, because light can also be reflected from the reflective surface below the color conversion medium, the reflective mode configuration can also have the additional benefit of passing light through the color conversion medium more than once, and thus at different wavelengths. Opportunity for conversion of light to is increased.

また、色変換媒体が光源から間隔を置いて配置される「リモート」構成を「反射」モードと組み合わせて用いることにより、媒体および/または母材がさらされる光束が低減されるだけでなく、生じる熱の全てを放散させる付加的なヒートシンク経路も形成される。さらに、「リモート」構成は、LEDがより低い温度で動作可能となり、したがって(例えば発光体のコンフォーマルコーティングのケースにおいて)色変換媒体を冷却するための熱経路を使用する必要がなくなるので、より効率的となるという付加的な利点を有する。したがって、上述した1つもしくは複数の利点により、光学アセンブリの寿命も、従来技術の装置に比べて延長可能である。 Also, the use of a "remote" configuration, in which the color conversion medium is spaced from the light source, in combination with a "reflective" mode not only reduces the light flux to which the medium and/or the base material is exposed, but also occurs. An additional heat sink path is also formed that dissipates all of the heat. In addition, the “remote” configuration allows the LEDs to operate at lower temperatures, thus eliminating the need to use thermal pathways to cool the color conversion medium (eg, in the case of conformal coating of phosphors). It has the additional advantage of being efficient. Therefore, the life of the optical assembly may also be extended compared to prior art devices, due to one or more of the advantages described above.

図14Aに関して上で検討したように、導光体100は、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび/または反射性材料を有するようにパターニングされた少なくとも1つの面を有することができる。本明細書に使用しているように、「パターニング」なる語は、媒体、フィーチャおよび/または材料が導光体または基板の面に、例えばランダム配置であってもよいし計画配置であってもよく、反復的であってもよいし非反復的であってもよく、均一であってもよいし不均一であってもよい所与の任意のパターンもしくは設計で存在することの表示を意図している。本明細書で検討しているように、パターンは基板の一方の端部から他方の端部へ勾配を有していてもよい。 As discussed above with respect to FIG. 14A, lightguide 100 can have at least one surface patterned to have a color conversion medium, a light scattering feature and/or a reflective material. As used herein, the term "patterning" may mean that media, features and/or materials are in the plane of the light guide or substrate, for example randomly or planned. Well, which may be repetitive or non-repetitive, intended to be indicia of being present in any given pattern or design, which may be uniform or non-uniform ing. As discussed herein, the pattern may have a slope from one edge of the substrate to the other edge.

図2A〜図2Cの導光体プレート100Aまたは図3A−図3Cの導光体ディスク100Bに関しては、第1の主面101および第2の主面102の一方もしくは双方が、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つを有するようにパターニング可能である。幾つかの実施形態では、第2の主面102を光放出面とすることができ、第1の主面101を、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび/または反射性材料を有するようにパターニングすることができる。図4A〜図4Cの導光体アニュラス100Cに関しては、外壁面104および内壁面104’の一方もしくは双方が、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つを有するようにパターニング可能である。種々の実施形態において、外壁面104を光放出面とすることができ、内壁面104’を色変換媒体、光散乱フィーチャおよび/または反射性材料を有するようにパターニングすることができる。図5A〜図5Cの導光体ロッド100Dに関しては、外壁面104が色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つを有するようにパターニング可能であり、第1の端面106および/または第2の端面107を(1つもしくは複数の)光放出面とすることができる。 Regarding the light guide plate 100A of FIGS. 2A to 2C or the light guide disc 100B of FIGS. 3A to 3C, one or both of the first main surface 101 and the second main surface 102 is a color conversion medium, a light It can be patterned to have at least one of a scattering feature and a reflective material. In some embodiments, the second major surface 102 can be a light emitting surface and the first major surface 101 is patterned to have a color conversion medium, a light scattering feature and/or a reflective material. be able to. For the lightguide annulus 100C of FIGS. 4A-4C, one or both of the outer wall surface 104 and the inner wall surface 104' can be patterned to have at least one of a color conversion medium, a light scattering feature and a reflective material. Is. In various embodiments, the outer wall surface 104 can be a light emitting surface and the inner wall surface 104' can be patterned to have a color conversion medium, light scattering features and/or reflective material. With respect to the light guide rod 100D of FIGS. 5A-5C, the outer wall surface 104 can be patterned to have at least one of a color conversion medium, a light scattering feature and a reflective material, and the first end surface 106 and/or Alternatively, the second end surface 107 can be the light emitting surface(s).

幾つかの実施形態では、反射層135は、例えば図14Aに示したように連続していてよい。付加的な実施形態では、図14Bに示したような不連続な反射層135’を組み込むこともできる。金属、例えばアルミニウムは僅かに吸収性を有しうるので、連続した反射性の金属コーティングにより、導光体から送出された光の僅かな減衰を生じさせることができる。このように、幾つかの実施形態では、反射層は、色変換媒体112の堆積部に対応する領域においてのみ設けることができる。このため、領域137は、より大きなTIRが得られるガラスと空気との界面またはプラスチックと空気との界面を有しうる。付加的に、図示してはいないが、面101のうち領域137に対応する部分に、送出光の所望の色平衡の達成のために使用可能な他の光散乱フィーチャ、例えば白色散乱粒子を設けることもできる。図14Bには導光体100がパターニングされた色変換媒体112を含むことが示されているが、図14Bに示した構成ならびに図14Aに示した構成は、図14Cに示した透明基板130にも適用可能である。基板130は、任意の透明材料、例えば本明細書に開示したガラスおよびプラスチックを含むことができる。図15に示したように、導光体100は、透明基板130を導光体100に結合してまたはこれと組み合わせて配置可能な少なくとも1つの凹部150を有しうる。透明基板は、以下に限定するものではないが、色変換、光散乱、光吸収、光反射、偏光の機能部およびこれらの組み合わせを含む、1つもしくは複数の機能部を含むことができる。 In some embodiments, the reflective layer 135 may be continuous, for example as shown in Figure 14A. In an additional embodiment, a discontinuous reflective layer 135' as shown in Figure 14B can also be incorporated. Since metals, such as aluminum, can be slightly absorptive, a continuous reflective metal coating can result in a slight attenuation of the light emitted from the light guide. Thus, in some embodiments, the reflective layer may be provided only in the area corresponding to the deposited portion of the color conversion medium 112. Thus, the region 137 may have a glass-air interface or a plastic-air interface that provides greater TIR. Additionally, although not shown, the portion of surface 101 corresponding to region 137 is provided with other light scattering features that can be used to achieve the desired color balance of the transmitted light, such as white scattering particles. You can also Although it is shown in FIG. 14B that the light guide 100 includes the patterned color conversion medium 112, the configuration shown in FIG. 14B and the configuration shown in FIG. 14A are similar to the transparent substrate 130 shown in FIG. 14C. Is also applicable. Substrate 130 can include any transparent material, such as glass and plastics disclosed herein. As shown in FIG. 15, the light guide body 100 may include at least one recess 150 in which the transparent substrate 130 may be bonded to the light guide body 100 or combined therewith. The transparent substrate can include one or more functional units including, but not limited to, color conversion, light scattering, light absorption, light reflection, polarization functional units, and combinations thereof.

図14Cには、第1の主面131および第2の主面132を有し、主面131が色変換媒体112を有するようにパターニングされた、例示の透明基板130の代替の一実施形態が示されている。インク層138を、色変換媒体112と反射層135との間に設けることができる。インク層138は、例えば反射性の白色インク、例えば金属酸化物(例えばTiO)を含むことができ、反射層135を視界から部分的にもしくは完全に覆い隠すために使用可能である。所望に応じて、インク層138は、図14Cに示したように、透明基板130の第1の主面131全体に沿って、色変換媒体112が存在しない領域にも適用可能である。代替的に、インク層138は、色変換媒体112を含む領域にのみ設けることができる。図14Cはパターニングされた色変換媒体112を含む透明基板130を示しているが、図14Cに示した構成は導光体100にも適用可能である。透明基板は、代替的に、図14A、図14Bに示した構成を有する色変換媒体および/または反射性材料を有するようにパターニングされた主面を含むことができる。 FIG. 14C shows an alternative embodiment of the exemplary transparent substrate 130 having a first major surface 131 and a second major surface 132, the major surface 131 being patterned to have the color conversion medium 112. It is shown. The ink layer 138 can be provided between the color conversion medium 112 and the reflective layer 135. The ink layer 138 can include, for example, a reflective white ink, such as a metal oxide (eg, TiO 2 ), and can be used to partially or completely obscure the reflective layer 135 from view. If desired, the ink layer 138 can also be applied to areas where the color conversion medium 112 is not present, along the entire first major surface 131 of the transparent substrate 130, as shown in FIG. 14C. Alternatively, the ink layer 138 can be provided only in the area containing the color conversion medium 112. Although FIG. 14C shows the transparent substrate 130 including the patterned color conversion medium 112, the configuration shown in FIG. 14C is also applicable to the light guide body 100. The transparent substrate may alternatively include a major surface patterned to have a color conversion medium and/or a reflective material having the configuration shown in FIGS. 14A, 14B.

色変換媒体は、当該分野で公知の任意の方法を用いて堆積可能である。適切な堆積方法として、印刷、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およびこれらに類似のもの、コーティング、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およびこれらに類似のもの、ドロップキャスティング、ピペッティング、フォトリソグラフィまたはこれらの任意の組み合わせが含まれうる。所定の実施形態では、1つもしくは複数の溶剤中に懸濁された色変換媒体の滴を、任意の所望のパターンで導光体または基板の面に堆積することができる。(1つもしくは複数の)溶剤は、選択手段として、雰囲気温度または高められた温度での乾燥によって除去可能である。同様に、色変換媒体は、所望のパターンを有するフォトマスクを用いて選択的に除去可能なフォトレジストを含んでもよい。幾つかの実施形態では、量子ドットを懸濁させたフォトレジストが、青色光を散乱させるための散乱媒体を含んでいてもよい。光散乱フィーチャ、例えばTiO粒子は当該面に印刷可能であり、かつ/または当該面もしくはその下方でのエッチングまたはレーザダメージングにより設けることができる。 The color conversion medium can be deposited using any method known in the art. Suitable deposition methods include printing, such as inkjet printing, screen printing, microprinting and the like, coatings such as spin coating, slot coating, dip coating and the like, drop casting, pipetting, photolithography. Or any combination thereof may be included. In certain embodiments, drops of color conversion medium suspended in one or more solvents can be deposited on the surface of the light guide or substrate in any desired pattern. The solvent(s) can be removed by drying at ambient temperature or elevated temperature as a selection means. Similarly, the color conversion medium may include photoresist that can be selectively removed using a photomask having a desired pattern. In some embodiments, the quantum dot suspended photoresist may include a scattering medium for scattering blue light. Light scattering features, such as TiO 2 particles, can be printed on the surface and/or can be provided by etching or laser damaging on or under the surface.

色変換媒体112および/または光散乱フィーチャはまた、図14A〜図14Cに示したように、保護層、例えば反射層135によって封止またはカプセル化することができる。反射層を堆積する方法は、例えば、スパッタリングプロセスまたは蒸着プロセスを含むことができる。例えば、色変換媒体112は、導光体100または基板130、例えばガラス基板もしくはプラスチック基板の主面に堆積可能であり、続いて、少なくとも部分的に色変換媒体112がカプセル化されるよう、当該面に保護金属膜をスパッタリングまたは蒸着することができる。種々の実施形態において、導光体または基板および反射層は、色変換媒体が含まれた気密のカプセルを形成可能である。 The color conversion medium 112 and/or light scattering features may also be encapsulated or encapsulated by a protective layer, such as a reflective layer 135, as shown in Figures 14A-14C. The method of depositing the reflective layer can include, for example, a sputtering process or a vapor deposition process. For example, the color conversion medium 112 can be deposited on the major surface of the light guide 100 or the substrate 130, such as a glass or plastic substrate, and subsequently, such that the color conversion medium 112 is at least partially encapsulated. A protective metal film can be sputtered or deposited on the surface. In various embodiments, the light guide or substrate and the reflective layer can form an airtight capsule containing a color conversion medium.

付加的な実施形態において、導光体または透明基板が、色変換媒体を堆積可能な1つもしくは複数のキャビティを有してもよい。キャビティは、例えばプレス、成形、切削または他の任意の適切な方法によって設けることができる。付加的な実施形態によれば、反射層は、当該範囲およびその内部の下位範囲の全てを含め、約0.1μmから約10μmまで、例えば約0.5μmから約9μmまで、約1μmから約8μmまで、約2μmから約7μmまで、約3μmから約6μmまで、または約4μmから約5μmまでの範囲の厚さを有しうる。 In additional embodiments, the light guide or transparent substrate may have one or more cavities in which color conversion media can be deposited. The cavities can be provided by, for example, pressing, molding, cutting or any other suitable method. According to additional embodiments, the reflective layer includes about 0.1 μm to about 10 μm, such as about 0.5 μm to about 9 μm, about 1 μm to about 8 μm, including the range and all subranges therein. Can have a thickness in the range of about 2 μm to about 7 μm, about 3 μm to about 6 μm, or about 4 μm to about 5 μm.

種々の実施形態によれば、色変換媒体および/または光散乱フィーチャは、導光体を横断して実質的に均一な光出力強度が得られる適切な密度で、導光体または透明基板の主面にパターニング可能である。例示のパターンが、密度が増大された領域Aと、密度が低減された領域B〜Eとにより、図16Aに示されている。各領域では、それぞれ個々のドットが色変換媒体の離散的な「アイランド」を表している。幾つかの実施形態では、色変換媒体の密度は、領域Aで領域Bより大きくてよく、領域Bで領域Cより大きくてよく、領域Cで領域Dより大きくてよく、領域Dで領域Eより大きくてよく、例えばA>B>C>D>Eであってよい。 According to various embodiments, the color conversion medium and/or the light scattering features are of a suitable density that results in a substantially uniform light output intensity across the light guide, with a main density of the light guide or transparent substrate. The surface can be patterned. An exemplary pattern is shown in FIG. 16A with areas A having increased density and areas B-E having decreased density. In each region, each individual dot represents a discrete "island" of the color conversion medium. In some embodiments, the density of the color conversion medium may be greater in area A than area B, in area B greater than area C, in area C greater than area D, and in area D greater than area E. It may be large, for example A>B>C>D>E.

所定の実施形態では、光源近くでの色変換媒体および/または光散乱フィーチャの密度は、例えば導光体を横断する所望の光出力分布の形成に適した、一方の端部から他方の端部への勾配が得られるように、光源からより離れた点での密度より高くてよく、また逆であってもよい。再び図16Aによれば、光源(図示なし)の位置は、複数のアパーチャ140によって示されている。アパーチャ140は、例えば、光が反射層での反射によって戻らずかつ色変換媒体の領域を直接に通過せずに導光体内に入射可能となるよう、光源の領域の色変換媒体、光散乱フィーチャおよび/または反射層が除去されるように形成可能である。アパーチャ140は、幾つかの実施形態では、色変換媒体および/または反射層を所望の領域から選択的に除去するフォトリソグラフィ技術によって、または基板の一部を除去してボイドを形成する機械的手段、例えばマシニングを使用して、形成可能である。図16Aに示したパターンは、導光体または別個の透明基板に直接に適用可能である。 In certain embodiments, the density of the color conversion medium and/or light scattering features near the light source is one end to the other suitable for forming a desired light output distribution across the light guide, for example. May be higher than the density at points further from the light source, and vice versa, so that a gradient to Referring again to FIG. 16A, the position of the light source (not shown) is indicated by the plurality of apertures 140. Aperture 140 may, for example, allow the color conversion medium in the area of the light source, the light scattering features, to allow light to enter the lightguide without returning by reflection at the reflective layer and directly passing through the area of the color conversion medium. It may be formed such that the reflective layer and/or the reflective layer is removed. Aperture 140 is, in some embodiments, a photolithographic technique that selectively removes the color conversion medium and/or reflective layer from desired areas, or a mechanical means of removing a portion of the substrate to form a void. Can be formed using, for example, machining. The pattern shown in FIG. 16A can be applied directly to the light guide or a separate transparent substrate.

図16Bは、色変換媒体および反射性材料の例示の別のパターンを示している。色変換媒体112は、光源(図示なし)近くの領域において連続してまたはより密に配置されていてよく、その位置がアパーチャ140で示されている。色変換媒体112は、光源からさらに遠い領域、例えば図16Bに示した中央領域において増大した密度でパターニング可能である。選択手段として、色変換媒体の連続シートは、所望の領域の色変換媒体を除去して空のボイドを形成するようにマシニング可能であり、続いて当該ボイドに不連続の反射層135’が充填可能である。図示の実施形態では、単一の層が、色変換媒体112によって包囲された反射層135’のアイランドを含むことができる。図16Bに示したパターンは、導光体または別個の透明基板に直接に適用可能である。 FIG. 16B illustrates another exemplary pattern of color conversion media and reflective material. The color conversion media 112 may be arranged in a continuous or more dense manner in an area near the light source (not shown), the position of which is indicated by the aperture 140. The color conversion medium 112 can be patterned with increased density in areas further from the light source, such as the central area shown in FIG. 16B. As a selection means, a continuous sheet of color conversion medium can be machined to remove the color conversion medium in the desired areas to form empty voids, which are then filled with a discontinuous reflective layer 135'. It is possible. In the illustrated embodiment, a single layer may include an island of reflective layer 135 ′ surrounded by color conversion medium 112. The pattern shown in FIG. 16B can be applied directly to the light guide or a separate transparent substrate.

代替の実施形態では、多層基板を光学アセンブリ、例えば図16Cに示した構成に設けることができる。色変換媒体112の連続シート(例えば3M社のQDEFまたはNanoco社のRN16−006)は、所望の領域の色変換媒体を除去して空のボイド155が形成されるようにマシニング可能である。その後、別個の反射層135(例えば3M社のESR)を、選択手段として色変換媒体と裏当てシート160との間に挿入して、マシニングされた色変換媒体に接着することができる。裏当てシート160は、幾つかの実施形態で多層シートに対する付加的な機械的支持を提供するために設けることができ、または他の実施形態では光学アセンブリの全厚さを低減するために排除することもできる。裏当てシート160は、ガラス、プラスチックおよび金属を含む、本明細書に開示している任意の材料から構成可能である。幾つかの実施形態では、裏当てシート160は、伝熱性材料、例えば金属、例えばアルミニウム、銀、銅およびこれらに類似のものを含んでよい。 In an alternative embodiment, the multilayer substrate may be provided in an optical assembly, such as the configuration shown in Figure 16C. A continuous sheet of color conversion medium 112 (e.g., QDEF from 3M or RN16-006 from Nanoco) can be machined to remove the color conversion medium in desired areas to form empty voids 155. A separate reflective layer 135 (eg, 3M ESR) can then be inserted between the color conversion medium and the backing sheet 160 as a selection means and adhered to the machined color conversion medium. The backing sheet 160 may be provided in some embodiments to provide additional mechanical support for the multilayer sheet, or in other embodiments eliminated to reduce the total thickness of the optical assembly. You can also The backing sheet 160 can be constructed of any of the materials disclosed herein, including glass, plastic and metal. In some embodiments, the backing sheet 160 may include a heat conductive material, such as metals such as aluminum, silver, copper and the like.

図8に戻るが、等角螺旋曲率の領域に沿って反射する光線は湾曲の上部に沿って進行する傾向を有し、このため光源近くのギャップ115から離れうることに注意されたい。このように、光源の第1の主面に当たる光は、不均一な分布、例えば光源近くに低い光線分布を有しうる。色変換媒体112および/または光散乱フィーチャを導光体または透明基板にパターニングする際に、密度が増大された領域を、(1つもしくは複数の)光源近くの、ギャップ115に対応する領域に配置することができる。したがって、過度に明るい光強度が生じうる高い光線分布の領域では、色変換アイランドおよび/または光散乱アイランドの密度を低減して、代わりに光線が反射層に当たり、導光体内での反射を続行する確率を高めることができる。低い光線分布の領域、例えば光源近くの領域では、色変換領域および/または光散乱領域の密度を増大して、光線が色変換領域および/または光散乱領域に当たり、導光体から散乱放出される確率を高めることができる。 Returning to FIG. 8, it should be noted that rays that reflect along regions of conformal spiral curvature tend to travel along the top of the curve and thus may leave the gap 115 near the light source. Thus, the light striking the first major surface of the light source may have a non-uniform distribution, eg a low ray distribution near the light source. When patterning the color conversion medium 112 and/or the light scattering features on a light guide or transparent substrate, areas of increased density are placed near the light source(s), corresponding to the gap 115. can do. Therefore, in areas of high light distribution where excessively bright light intensity can occur, the density of the color conversion and/or light scattering islands is reduced so that the light rays strike the reflective layer and continue to be reflected within the light guide. The probability can be increased. In areas of low light distribution, eg near the light source, the density of the color conversion and/or light scattering areas is increased so that the light rays hit the color conversion and/or light scattering areas and are scattered out of the light guide. The probability can be increased.

色変換媒体および/または光散乱フィーチャは、送出光の強度の実質的な均一性が得られるようにパターニング可能であるので、本明細書に開示した導光体を使用する光学アセンブリは、これ以外の場合には送出光の拡散が要求されうる導光体と装置の他の部品との間のギャップなしに、装置、例えば表示装置または照明装置に組み込むことができる。したがって、導光体が比較的厚い場合または光学アセンブリが拡散層を含む場合にも、後により詳細に検討するように、アセンブリ全体の厚さを低減することができる。所定の実施形態では、光学アセンブリの全厚さは約10mm未満、または約5mm未満とすることができる。 Since the color conversion medium and/or the light scattering features can be patterned to provide substantially uniform intensity of the emitted light, optical assemblies using the lightguides disclosed herein are otherwise In this case, it can be integrated into a device, for example a display device or a lighting device, without a gap between the light guide and the other parts of the device, which may require diffusion of the emitted light. Thus, even if the light guide is relatively thick, or if the optical assembly includes a diffusing layer, the overall thickness of the assembly can be reduced, as discussed in more detail below. In certain embodiments, the total thickness of the optical assembly can be less than about 10 mm, or less than about 5 mm.

色変換媒体112は、幾つかの実施形態では、有機または無機の母材、例えばシリコーンまたは他の適切な材料に懸濁可能な少なくとも1つの色変換素子を含むことができる。所定の実施形態では、色変換素子は伝熱性の母材に懸濁可能である。種々の実施形態によれば、色変換材料は、当該範囲およびその内部の下位範囲の全てを含め、例えば、約5μmから約400μmまでの範囲の厚さ、例えば約10μmから約300μmまで、約20μmから約200μmまで、または約50μmから約100μmまでの厚さを有する層として堆積可能である。少なくとも1つの色変換素子は、例えば、発光体、量子ドット(QD)および発光団、例えば蛍光体または発光ポリマーおよびこれらに類似のものから選択可能である。例示の発光体は、以下に限定するものではないが、赤色および緑色を放出する発光体であり、例えばイットリウムおよび亜鉛硫化物ベースの発光体、例えばイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)、Eu2+ドープ赤色窒化物、およびこれらの組み合わせを含むことができる。 The color conversion medium 112 can, in some embodiments, include at least one color conversion element that can be suspended in an organic or inorganic matrix, such as silicone or other suitable material. In certain embodiments, the color conversion element can be suspended in a thermally conductive matrix. According to various embodiments, the color conversion material has a thickness in the range of, for example, about 5 μm to about 400 μm, including all of the range and subranges therein, for example, about 10 μm to about 300 μm, about 20 μm. To about 200 μm, or about 50 μm to about 100 μm in thickness. The at least one color conversion element can be selected, for example, from light emitters, quantum dots (QDs) and luminophores, such as phosphors or light emitting polymers and the like. Exemplary emitters include, but are not limited to, red and green emitting emitters such as yttrium and zinc sulfide based emitters such as yttrium aluminum garnet (YAG), Eu 2+ doped red nitride. Objects, and combinations thereof.

QDは、放出光の所望の波長に依存して形状および/または寸法を変化させることができる。例えば、放出光の周波数は、量子ドットの寸法が低下するにつれて増大可能であり、例えば、放出光の色は、量子ドットの寸法が低下するにつれて赤色から青色へ偏移する。青色光、紫外光または近紫外光での照射の際には、量子ドットは光をより長波長の赤色、黄色、緑色または青色の波長へ変換可能である。種々の実施形態によれば、色変換素子は、青色光、紫外光または近紫外光での照射の際に赤色波長および緑色波長で放出を行うQDから選択可能である。 The QD can change shape and/or size depending on the desired wavelength of emitted light. For example, the frequency of the emitted light can increase as the size of the quantum dots decreases, eg, the color of the emitted light shifts from red to blue as the size of the quantum dots decreases. Upon irradiation with blue light, ultraviolet light, or near-ultraviolet light, the quantum dots are capable of converting light into longer wavelength 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 upon irradiation with blue, ultraviolet or near-ultraviolet light.

種々の実施形態において、色変換媒体112が同じタイプまたは異なるタイプの色変換素子、例えば異なる波長の光を放出する素子を含むように構成可能である。例えば、幾つかの実施形態では、導光体100または透明基板130は、緑色波長と赤色波長との双方を放出する色変換素子の混合物を有するようにパターニング可能であり、例えば色変換媒体の個々の各「アイランド」は、赤色QDおよび緑色QDの双方を含むことができる。ただし、他の実施形態によれば、個々のアイランドが同じ波長を放出する色変換素子のみを含んでもよく、例えば1つのアイランドが緑色の量子ドットのみを含み、または1つのアイランドが赤色の発光体のみを含んでもよい。別の実施形態では、単一の領域(例えば図16Aの領域A〜E)を、例えば車輪スポーク状、パイ片状またはチェッカーボード格子状に分割可能であり、1つ置きの部分領域に緑色変換素子が充填され、その間に赤色変換素子が充填される。こうした実施形態は、例えば光の再変換の回避において、例えば青色から緑色への変換後の緑色から赤色への再変換またはこの逆方向の再変換の回避において、有意でありうる。 In various embodiments, the color conversion medium 112 can be configured to include the same or different types of color conversion elements, such as elements that emit light of different wavelengths. For example, in some embodiments, the light guide 100 or transparent substrate 130 can be patterned to have a mixture of color conversion elements that emits both green and red wavelengths, such as individual color conversion media. Each "island" of can include both red and green QDs. However, according to other embodiments, the individual islands may only include color conversion elements emitting the same wavelength, eg one island containing only green quantum dots, or one island being a red emitter. May include only. In another embodiment, a single region (eg, regions A-E in FIG. 16A) can be divided into, for example, wheel spokes, pie pieces, or checkerboard grids, with green conversion to every other subregion. The elements are filled with the red color conversion element in between. Such an embodiment can be significant, for example, in avoiding re-conversion of light, for example in avoiding re-conversion from green to red after conversion from blue to green or vice versa.

所望の表示効果または照明効果を達成するために各位置に配置すべき色変換パターンの構成ならびに色変換媒体のタイプおよび量の選択は、当該分野の技術者の裁量内にある。また、赤色および緑色を放出する素子を上で検討したが、以下に限定するものではないものの、可視スペクトル(例えば約420nm〜750nm)の赤色、橙色、黄色、緑色、青色または他の任意の色を含む任意の波長の光を放出可能な任意のタイプの色変換素子を使用可能であることを理解されたい。例えば、固体照明の用途では、種々の寸法を有する量子ドットを黒体出力のエミュレートのために組み合わせ可能であり、これにより良好な演色性を提供することができる。こうした装置は、例えば、種々の波長、例えば可視波長で放出を行う種々のタイプおよび/または種々の寸法の色変換素子を含むことができる。幾つかの例では、3つ以上の異なる波長、例えば4つ以上、5つ以上または6つ以上等の異なる波長を放出する色変換素子の組み合わせが使用可能である。 The choice of the color conversion pattern configuration and the type and amount of color conversion media to be placed at each location to achieve the desired display or lighting effect is within the discretion of one of skill in the art. Also, red and green emitting devices have been discussed above, but are not limited to red, orange, yellow, green, blue or any other color in the visible spectrum (eg, about 420 nm to 750 nm). It should be understood that any type of color conversion element capable of emitting light of any wavelength, including, can be used. For example, in solid state lighting applications, quantum dots with different dimensions can be combined for emulating blackbody output, which can provide good color rendering. Such a device can include, for example, color conversion elements of different types and/or different sizes that emit at different wavelengths, for example visible wavelengths. In some examples, combinations of color conversion elements that emit three or more different wavelengths, such as four or more, five or more, or six or more different wavelengths, can be used.

装置
本明細書に開示している導光体および光学アセンブリは、以下に限定するものではないが、表示用途および照明用途を含む種々の用途において使用可能である。例えば、照明装置、例えば照明器具または固体照明装置は、本明細書に開示している導光体または光学アセンブリを含むことができる。また、導光体および光学アセンブリは、TV、コンピュータ、ハンドヘルドデバイスまたはこれらに類似の表示装置、例えばバックライトユニット(BLU)に組み込むことができる。
Devices The light guides and optical assemblies disclosed herein 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 solid state lighting device, can include a light guide or an optical assembly disclosed herein. Also, the light guide and optics assembly can be incorporated into a TV, computer, handheld device or similar display, such as a backlight unit (BLU).

例えば、図17には、本明細書に開示している導光体100を含む例示の光学アセンブリ200の断面図が示されている。光学アセンブリはさらに、1つもしくは複数の光源111を例えばはんだ付けによって実装可能なプリント回路板(PCB)122を含みうる。所定の実施形態では、PCBは、少なくとも1つのヒートシンク(図示なし)に取り付け可能である。また、PCB122には、ヒートシンク経路の形成のために配置可能な1つもしくは複数のサーマルビア(図示なし)を設けることができる。サーマルビアは、幾つかの実施形態では、PCB122の一方の側から他方の側へ、さらにヒートシンク(存在する場合)へ熱を輸送可能とする伝導性材料(例えば金属、例えばCu、Ag等)が充填された、PCB122の孔または開口を含むことができる。 For example, FIG. 17 illustrates a cross-sectional view of an exemplary optical assembly 200 that includes the light guide 100 disclosed herein. The optical assembly may further include a printed circuit board (PCB) 122 on which one or more light sources 111 may be mounted, for example by soldering. In certain embodiments, the PCB can be attached to at least one heat sink (not shown). The PCB 122 can also be provided with one or more thermal vias (not shown) that can be placed to form the heat sink path. The thermal vias, in some embodiments, are made of a conductive material (eg, metal, eg, Cu, Ag, etc.) that allows heat to be transported from one side of the PCB 122 to the other side and to a heat sink (if present). It may include holes or openings in the PCB 122 that are filled.

所定の実施形態では、図17に示したように、選択手段としての、少なくとも1つのキャビティ128を有するスペーサ基板126が、光源111用のハウジングの提供のために使用可能である。他の実施形態(図示なし)では、透明基板130をアセンブリに設けることができ、当該透明基板130は、(1つもしくは複数の)光源111用のハウジングの提供のために、PCB122に対して位置合わせ可能な1つもしくは複数のキャビティ(図示なし)を有しうる。接着層124、例えばサーマルテープまたはシリコーンテープは、PCB122にスペーサ基板126を取り付けるために使用可能である。光源媒体134、例えばシリコーンは、スペーサ基板126(または基板130)のキャビティを充填するために使用可能である。しかし、幾つかの実施形態では、キャビティを媒体で充填しなくてもよく、例えばキャビティが空気を含んでもよい。 In certain embodiments, as shown in FIG. 17, a spacer substrate 126 having at least one cavity 128 as a selection means can be used to provide a housing for the light source 111. In other embodiments (not shown), a transparent substrate 130 can be provided in the assembly, which is positioned relative to the PCB 122 to provide a housing for the light source(s) 111. It may have one or more cavities (not shown) that are matable. An adhesive layer 124, such as thermal tape or silicone tape, can be used to attach the spacer substrate 126 to the PCB 122. A light source medium 134, such as silicone, can be used to fill the cavity of the spacer substrate 126 (or substrate 130). However, in some embodiments, the cavity may not be filled with media, for example the cavity may contain air.

図17に示した光学アセンブリ200では、透明基板130が、例えば図14A〜図14Cまたは図16A〜図16Cに示したように、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび/または反射性材料(図示なし)を有するようパターニング可能である。接着層124は、透明基板130をスペーサ基板126(存在する場合)にまたはPCB122に取り付けるために使用可能である。導光体100も同様に、接着層124を用いて透明基板130に取り付け可能である。所定の実施形態では、1つもしくは複数もしくは全ての接着層124が、光学的に透明な接着剤を含むことができる。付加的な実施形態では、1つもしくは複数もしくは全ての接着層124は、伝熱性接着剤を含むことができる。さらに別の実施形態では、1つもしくは複数もしくは全ての接着層124は、導光体および/または透明基板に適合する指数を有することができ、例えば導光体および/または透明基板の屈折率の5%以内の屈折率を有することができる。 In the optical assembly 200 shown in FIG. 17, the transparent substrate 130 includes a color conversion medium, a light scattering feature and/or a reflective material (not shown), such as shown in FIGS. 14A-14C or 16A-16C. It is possible to pattern. The adhesive layer 124 can be used to attach the transparent substrate 130 to the spacer substrate 126 (if present) or to the PCB 122. Similarly, the light guide body 100 can be attached to the transparent substrate 130 using the adhesive layer 124. In certain embodiments, one or more or all of the adhesive layers 124 can include an optically clear adhesive. In additional embodiments, one or more or all adhesive layers 124 can include a heat conductive adhesive. In yet another embodiment, one or more or all of the adhesive layers 124 can have an index compatible with the light guide and/or the transparent substrate, such as the index of refraction of the light guide and/or the transparent substrate. It can have a refractive index within 5%.

付加的な実施形態によれば、導光体100はプラスチックを含むことができ、透明基板130はガラスを含むことができる。もちろん、上で検討したように、導光体100は、(例えば図14A〜図14Bに示した)色変換媒体および/または光散乱フィーチャおよび/または反射性材料を有するようにパターニングされた主面を有することができ、こうした実施形態では、透明基板130が装置に存在しなくてもよい。導光体100は、PCB122に対して位置合わせ可能であり、これにより(1つもしくは複数の)光源111は導光体100の(1つもしくは複数の)エッジ面(番号表示なし)の近くに配置される。 According to additional embodiments, the light guide 100 may include plastic and the transparent substrate 130 may include glass. Of course, as discussed above, the lightguide 100 has a major surface patterned to have a color conversion medium (eg, as shown in FIGS. 14A-14B) and/or a light scattering feature and/or a reflective material. In such an embodiment, the transparent substrate 130 may not be present in the device. The light guide 100 is positionable relative to the PCB 122 so that the light source(s) 111 are near the edge surface(s) (not numbered) of the light guide 100. Will be placed.

図17には示していないが、光学アセンブリはさらに、自身から放出される光の均一性を改善するために設けることができる拡散層を含んでもよい。こうした拡散層は、導光体100の光放出面の近くに設けることができ、選択手段として付加的な接着層124を用いて導光体に取り付け可能である。例示の拡散層は、以下に限定するものではないが、拡散すべき光の波長以下のオーダーの光拡散フィーチャ、例えばサブミクロン寸法の拡散フィーチャを形成するために組織化、粗面化または粒子充填が可能なポリマーシート、例えばアクリルシート、ポリカーボネートシートおよびポリエチレンテレフタレートシートを含むことができる。例示の粒子充填ポリマーシートは、例えば約500nm以下の粒径を有するチタニアまたはアルミナを含むことができる。組織化されたポリマーシートは、Luminit(商標)から市販入手可能である。所定の実施形態では、例えば図14A〜図14Cまたは図16A〜図16Cに示したように、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび/または反射性材料が、導光体の光放出面を横断して充分に均一な光色および/または光強度を形成可能なパターンで、導光体および/または透明基板の主面に配置可能である。こうしたケースでは、拡散層は、光学アセンブリの全厚さをさらに低減するため、当該光学アセンブリから排除可能である。 Although not shown in FIG. 17, the optical assembly may further include a diffusing layer that may be provided to improve the uniformity of the light emitted from it. Such a diffusion layer can be provided near the light emitting surface of the light guide 100 and can be attached to the light guide using an additional adhesive layer 124 as a selection means. Exemplary diffusing layers include, but are not limited to, textured, roughened or particle filled to form light diffusing features on the order of wavelengths of light to be diffused or less, eg, submicron sized diffusing features. Can include polymer sheets such as acrylic sheets, polycarbonate sheets and polyethylene terephthalate sheets. An exemplary particle-filled polymer sheet can include titania or alumina, for example, having a particle size of about 500 nm or less. Textured polymer sheets are commercially available from Luminit™. In certain embodiments, a color conversion medium, a light scattering feature and/or a reflective material traverses the light emitting surface of the light guide, for example, as shown in FIGS. 14A-14C or 16A-16C. It can be arranged on the main surface of the light guide and/or the transparent substrate in a pattern capable of forming a sufficiently uniform light color and/or light intensity. In such cases, the diffusing layer can be eliminated from the optical assembly as it further reduces the total thickness of the optical assembly.

上で検討したように、本明細書に開示している光学アセンブリでは、光源と導光体との間に少なくとも部分的にエアギャップが存在しないことにより、従来技術の光学アセンブリに比べ、薄膜性が改善されている。現在市販入手可能な光学アセンブリは15mm超の全厚さを有しうる。対して、本明細書に開示している光学アセンブリは、約10mm未満の全厚さを有することができる。例えば、拡散層を有する例示の光学アセンブリは約10mm未満の厚さを有することができ、拡散層を有さない例示の光学アセンブリは約5mm未満の厚さを有することができる。拡散層を有するまたは有さない光学アセンブリの厚さは、幾つかの実施形態において、当該範囲およびその内部の下位範囲の全てを含め、約4mmから約10mmまでの範囲にあり、例えば約4.5mmから約9mmまで、約5mmから約8mmまで、または約6mmから約7mmまでの範囲にあってよい。 As discussed above, the optical assemblies disclosed herein have a thin film nature as compared to prior art optical assemblies due to the at least partial absence of an air gap between the light source and the light guide. Has been improved. Currently commercially available optical assemblies can have a total thickness of greater than 15 mm. In contrast, the optical assemblies disclosed herein can have a total thickness of less than about 10 mm. For example, an exemplary optical assembly with a diffusing layer can have a thickness of less than about 10 mm, and an exemplary optical assembly without a diffusing layer can have a thickness of less than about 5 mm. The thickness of the optical assembly with or without the diffusing layer, in some embodiments, is in the range of about 4 mm to about 10 mm, including all of the range and subranges therein, eg, about 4. It can range from 5 mm to about 9 mm, about 5 mm to about 8 mm, or about 6 mm to about 7 mm.

図18は、光源111のアレイに光結合された光結合面105を有する導光体100のアレイを含む例示の装置の平面図を示している。図示の実施形態では、光源111は各導光体100の周を取り囲んで配置されている。アレイ内の1つの導光体100当たり8つの光源111が示されているが、当該数は任意であり、任意の数の光源が使用可能であることを理解されたい。(1つもしくは複数の)光源111の位置も、所望に応じて制限なく、図18に示した位置とは異なっていてよい。パターニングされる色変換媒体(図示なし)も、(1つもしくは複数の)光源111の数および位置に適するよう、所望に応じて調整可能である。 FIG. 18 shows a plan view of an exemplary device that includes an array of light guides 100 having a light coupling surface 105 that is optically coupled to an array of light sources 111. In the illustrated embodiment, the light source 111 is arranged so as to surround the circumference of each light guide body 100. Although eight light sources 111 are shown per light guide 100 in the array, it should be understood that the number is arbitrary and that any number of light sources can be used. The position of the light source(s) 111 may also be different from that shown in FIG. 18, without limitation, if desired. The patterned color conversion medium (not shown) can also be adjusted as desired to suit the number and location of the light source(s) 111(s).

(1つもしくは複数の)光源111は、また、図19の非限定の実施形態に示したように、中央寄りの位置に配置可能である。こうした構成では、光結合面105’’が導光体100の中央領域に配置されたドームに似た形状を有することができ、例えば等角螺旋曲率は、ドームに似た形状を形成するため、下方の光源111への中心軸法線を中心として回転可能である。ドーム形状の光結合面105’’は、(1つもしくは複数の)光源111からの光が色変換媒体に接触し、変換されて導光体から送出されるまで、当該光が反射されて導光体100内へ戻るように、当該光を再配向することができる。また、アレイ内の1つの導光体100当たり4つの光源111が示されているが、当該数は任意であり、任意の数の光源が使用可能であることを理解されたい。(1つもしくは複数の)光源111の位置も、所望に応じて制限なく、図19に示した位置とは異なっていてよい。パターニングされる色変換媒体(図示なし)も、(1つもしくは複数の)光源111の数および位置に適するよう、所望に応じて調整可能である。 The light source(s) 111 can also be located in a central position, as shown in the non-limiting embodiment of FIG. In such a configuration, the light coupling surface 105 ″ may have a dome-like shape located in the central region of the light guide 100, for example, a conformal spiral curvature forms a dome-like shape. It can rotate about the center axis normal to the lower light source 111. The dome-shaped light coupling surface 105'' reflects and guides the light from the light source(s) 111 until it contacts the color conversion medium and is converted and emitted from the light guide. The light can be redirected back into the light body 100. Also, although four light sources 111 are shown per light guide 100 in the array, it should be understood that the number is arbitrary and that any number of light sources can be used. The position of the light source(s) 111 may also be different from that shown in FIG. 19 without limitation, as desired. The patterned color conversion medium (not shown) can also be adjusted as desired to suit the number and location of the light source(s) 111(s).

開示した種々の実施形態が、当該特定の実施形態に関連して記載した特定の特徴、要素またはステップを含みうることは理解されるであろう。また、特定の一実施形態に関連して記載していても、特定の特徴、要素またはステップが説明していない種々の組み合わせまたは並べ替えで代替の実施形態と交換可能でありまたは組み合わせ可能であることも理解されるであろう。 It will be appreciated that the various disclosed embodiments can include the particular features, elements or steps described in connection with the particular embodiment. Also, although described in connection with a particular embodiment, various combinations or permutations in which the particular feature, element or step is not described are interchangeable or combinable with the alternative embodiment. It will also be understood.

また、本明細書に使用しているように、「前記」「1つの」または「或る」なる語は「少なくとも1つの」を意味し、そうでないとの明示的な指示がないかぎり、「唯一の」に限定されてはならないことも理解されたい。したがって、例えば「1つのキャビティ」なる指示は、文脈が明瞭に別様のことを指示していないかぎり、1つのこうした「キャビティ」または2つ以上のこうした「キャビティ」を有する例を含む。同様に、「複数」または「アレイ」は2つ以上の表示を意図しており、これにより「キャビティアレイ」または「複数のキャビティ」は、2つ以上のこうしたキャビティを表す。 Also, as used herein, the term "said," "one," or "a" means "at least one," unless explicitly indicated otherwise. It should also be understood that it should not be limited to "only". Thus, for example, the designation "one cavity" includes examples having one such "cavity" or more than one such "cavity" unless the context clearly dictates otherwise. Similarly, "plurality" or "array" is intended to indicate two or more, so that "cavity array" or "plurality of cavities" refers to two or more such cavities.

範囲は、本明細書においては、特定の1つの「おおよその」値から、かつ/または特定の別の「おおよその」値まで、表現可能である。こうした範囲を表現している場合、各例には、特定の1つの値からかつ/または特定の他の値までが含まれる。同様に、「約」なる接頭語を用いて値を近似として表現している場合、特定の値は別の態様を形成することを理解されたい。さらに、範囲それぞれの端点は、他方の側の端点と関連して、また他方の側の端点から独立に、双方とも有意であることも理解されたい。 Ranges can be expressed herein as from one particular "approximate" value, and/or to another "approximate" value. When expressing such a range, each example includes from one particular value and/or to another particular value. Similarly, where the prefix "about" is used to describe a value as an approximation, it should be understood that the particular value forms another aspect. Furthermore, it should also be understood that the endpoints of each of the ranges are significant both in relation to the endpoint on the other side, and independently of the endpoint on the other side.

本明細書において表現した全ての数値は、明示的に別様のことが指示されていないかぎり、言明されたか否かにかかわらず、「約」を含むものと解釈されたい。ただし、また、当該値を「約」として表現したかどうかにかかわらず、言及した各数値は厳密にも考察されうることを理解されたい。したがって、「10mm未満の寸法」および「約10mm未満の寸法」は、双方とも、「約10mm未満の寸法」の実施形態と「10mm未満の寸法」の実施形態とを含む。 All numerical values expressed herein are to be construed as including "about" whether stated or not, unless expressly indicated to the contrary. However, it should be understood that each numerical value referred to can also be considered strictly, regardless of whether or not the value is expressed as "about". Thus, “dimensions less than 10 mm” and “dimensions less than about 10 mm” both include embodiments “dimensions less than about 10 mm” and embodiments “dimensions less than 10 mm”.

別様のことが明示的に言明されていないかぎり、本明細書に記載したいずれの方法も、特定の順序でのステップの実行を要求するものとの解釈を全く意図していない。よって、方法の請求項が実際にそのステップがしたがうべき順序に言及しておらず、またはそれ以外で特許請求の範囲もしくは説明において各ステップが特定の順序に限定されるべきことが殊に言明されていない箇所では、いかなる特定の順序の示唆も全く意図していない。 Unless explicitly stated otherwise, none of the methods described herein are intended to be construed as requiring execution of the steps in a particular order. Thus, it is expressly stated that the method claims do not actually refer to the order in which the steps are followed, or that each step in the claims or the description should be limited to a particular order. No indication of any particular order is intended at all.

特定の実施形態の種々の特徴、要素またはステップを、「含む」なる遷移性の語句を用いて開示したところがあるが、これは、「から成る」または「実質的に〜から成る」なる遷移性の語句を用いて記載可能な当該種々の特徴、要素またはステップを含む代替の実施形態を示唆していることを理解されたい。つまり、例えば、A+B+Cを含む方法に対して示唆される代替の実施形態には、A+B+Cから成る方法の実施形態と、実質的にA+B+Cから成る方法の実施形態とが含まれる。 Various features, elements or steps of particular embodiments have been disclosed using the transitional phrase “comprising”, which may consist of the transitional phrases “consisting of” or “consisting essentially of”. It is to be understood that the phrase “A” is used to suggest an alternative embodiment including the various features, elements or steps that can be described. Thus, for example, alternative embodiments suggested for methods involving A+B+C include method embodiments consisting of A+B+C and method embodiments consisting essentially of A+B+C.

当該分野の技術者には、開示の思想および観点から逸脱することなく、本開示に対する種々の修正形態および変形形態が成されうることが明らかであろう。本開示の思想および実質を組み込んだ本開示の実施形態の修正形態の組み合わせ、部分的組み合わせおよび変形形態は当該分野の技術者に想到可能であるから、本開示は、添付の特許請求の範囲およびその等価物の観点に該当する全てを含むものと解釈されなければならない。 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 perspective of the disclosure. Combinations, subcombinations and variations of modifications of the embodiments of the present disclosure that incorporate the spirit and substance of the present disclosure are conceivable to those skilled in the art, and therefore the present disclosure includes the scope of the appended claims and It should be construed as including all that are applicable in terms of their equivalents.

以下の例は、特許請求の範囲に規定された本発明の観点における、非限定かつ説明のための例を意図している。 The following examples are intended as non-limiting and illustrative examples in terms of the present invention as defined in the claims.

実施例1
一定の入射角θ=42°での等角螺旋曲率(例えば図2A〜図2Cを参照)を有する2つの光結合エッジを有する導光体プレートを、屈折率n=1.5を有するPMMAから製造した。当該導光体プレートは、38.5mmの幅、45mmの長さおよび4.608mmの厚さを有する。2つの光学アセンブリとして、当該導光体プレートを用い、4つのLEDに結合された第1の光学アセンブリと、6つのLEDに結合された第2の光学アセンブリとを形成した。各LEDはPCBにはんだ付けし、Keithley社の電源から200mAの動作電流を給電した。当該光学アセンブリは、5.3mmの全厚さを有する。
Example 1
A light guide plate with two light-coupling edges with an equiangular spiral curvature (see, eg, FIGS. 2A-2C) at a constant angle of incidence θ i =42°, a PMMA with a refractive index n=1.5. Manufactured from. The light guide plate has a width of 38.5 mm, a length of 45 mm and a thickness of 4.608 mm. The light guide plate was used as two optical assemblies to form a first optical assembly coupled to four LEDs and a second optical assembly coupled to six LEDs. Each LED was soldered to a PCB and supplied with an operating current of 200 mA from a power source of Keithley. The optical assembly has a total thickness of 5.3 mm.

Ocean Optic社の分光計を使用して、当該光学アセンブリが放出した光のスペクトルを測定した。Konica Minolta社のChroma Meter(CS160)を使用して、当該光学アセンブリが放出した光の色および輝度を測定した。ズームレンズ付きディジタルカメラを使用して、当該光学アセンブリを写真撮影し、これを検査した。導光体の中心近傍の行および列に沿って測定された、第1の光学アセンブリ(4つのLED、0.0039秒露光)の光放射強度プロフィルを、それぞれ図20A、図20Bに示す。個別の実験では、100mAの動作電流で4つのLEDが照射を行った場合、導光体の中心で7400nitが生成された。導光体の中心近傍の行に沿って測定された第2の光学アセンブリ(6つのLED、0.01013秒露光)の光放射強度プロフィルを、図20Cに示す。16.5×45mmの照射領域(全面積の43%)が、設計の光結合エッジを有する導光体の中央部で生成された。 An Ocean Optic spectrometer was used to measure the spectrum of the light emitted by the optical assembly. A Chroma Meter (CS160) from Konica Minolta was used to measure the color and brightness of the light emitted by the optical assembly. The optical assembly was photographed and inspected using a digital camera with a zoom lens. The light emission intensity profiles of the first optical assembly (4 LEDs, 0.0039 second exposure) measured along rows and columns near the center of the light guide are shown in Figures 20A and 20B, respectively. In a separate experiment, 7400 nits were produced at the center of the lightguide when four LEDs were illuminated at an operating current of 100 mA. The light emission intensity profile of the second optical assembly (6 LEDs, 0.01013 second exposure) measured along a row near the center of the light guide is shown in FIG. 20C. A 16.5 x 45 mm illuminated area (43% of total area) was created in the center of the lightguide with the designed light coupling edge.

第1の光学アセンブリ(4つのLED)を、反射フィルムと当該導光体プレートの下面(第1の主面)に配置されているNanoco Corporation社のQDフィルムとを含む積層体に組み込んだ。導光体から放出される光の輝度および色の均一性の改善のために設計されたパターンを、機械的手段を用いてQDフィルムに生成した。幾つかのケースでは、拡散フィルムを当該導光体プレートの上面(第2の主面)に配置しているので、積層体の厚さは9.7mmに増大している。導光体の中心近傍の行および列に沿って測定された、拡散フィルムおよびパターニングされていないQDフィルムを含む光学アセンブリ(4つのLED、0.0039秒露光)の光放射強度プロフィルを、それぞれ図21A、図21Bに示す。導光体の中心近傍の行に沿って測定された、拡散フィルムを含まず、パターニングされたQDフィルムを含む光学アセンブリ(4つのLED、0.01秒露光)の光放射強度プロフィルを、図21Cに示す。導光体の中心近傍の行に沿って測定された、パターニングされたQDフィルムおよび拡散フィルムを含む光学アセンブリ(4つのLED、0.04秒露光)の光放射強度プロフィルを、図21Dに示す。拡散フィルムを含む積層体は、おそらく製造不完全性のためにより少ない放射を形成しているが、強度分布の均一性はこうしたフィルムを有さない積層体に比べて改善されている。また、拡散フィルムが設けられていても、こうした積層体は、現在市販入手可能な、15mm以上の全厚さを有するLCD積層体に比べ、低減された厚さを有する。 The first optical assembly (4 LEDs) was incorporated into a stack that included a reflective film and a Nanoco Corporation QD film located on the bottom surface (first major surface) of the light guide plate. Patterns designed to improve the brightness and color uniformity of the light emitted from the light guide were created on the QD film using mechanical means. In some cases, the diffuser film is placed on the top surface (second major surface) of the light guide plate, thus increasing the thickness of the stack to 9.7 mm. FIG. 6 shows the light emission intensity profiles of an optical assembly (4 LEDs, 0.0039 sec exposure) including a diffusion film and an unpatterned QD film, measured along rows and columns near the center of the light guide, respectively. 21A and 21B. FIG. 21C shows a light emission intensity profile of an optical assembly (4 LEDs, 0.01 second exposure) containing a patterned QD film without a diffusion film, measured along a row near the center of the light guide, FIG. 21C. Shown in. The light emission intensity profile of an optical assembly (4 LEDs, 0.04 second exposure) containing a patterned QD film and a diffusion film, measured along a row near the center of the light guide, is shown in FIG. 21D. Laminates containing diffuser films produce less radiation, probably due to imperfections in manufacturing, but the uniformity of intensity distribution is improved over laminates without such films. Even with a diffusion film, such laminates have a reduced thickness compared to currently commercially available LCD laminates having a total thickness of 15 mm or greater.

実施例2
図22に示した光学アセンブリ300は、5mm未満の全厚さを有するアセンブリの例示の一実施形態として設計されたものである。導光体プレート100A(図2A〜図2Cを参照)は、屈折率n=1.5を有するPMMAから構成した。当該導光体プレートは、50mmの幅、60mmの長さおよび4.035mmの厚さを有する。光結合エッジ105は、直線エッジ部分と一定の入射角θ=42°のプロフィル部分とが形成されるよう、切頭されている(図9を参照)。光Lは、当該導光体プレート100Aの第2の主面102から放出される。
Example 2
The optical assembly 300 shown in FIG. 22 was designed as an exemplary embodiment of an assembly having a total thickness of less than 5 mm. The light guide plate 100A (see FIGS. 2A-2C) was composed of PMMA with a refractive index n=1.5. The light guide plate has a width of 50 mm, a length of 60 mm and a thickness of 4.035 mm. The light coupling edge 105 is truncated so that a straight edge portion and a profile portion with a constant incident angle θ i =42° are formed (see FIG. 9). The light L is emitted from the second main surface 102 of the light guide plate 100A.

ここでの設計は、屈折率n=1.5の透明基板130を含む。当該透明基板は、50mmの幅、60mmの長さおよび0.3mmの厚さを有する。当該透明基板の主面は、反射性材料(例えば銀またはアルミニウム)(図16Bを参照)で充填可能なボイドアレイ(直径1.9mm、ピッチ2mm)を形成すべく、マスキング技術を用いて、QD(例えば3M社のQDEF)を有するようにパターニングされている。 The design here includes a transparent substrate 130 with a refractive index n=1.5. The transparent substrate has a width of 50 mm, a length of 60 mm and a thickness of 0.3 mm. The main surface of the transparent substrate is masked to form a QD( For example, it is patterned so as to have a 3M QDEF).

4つの光源111(Flip Chip Opto社の青色LED、450nm、0.42W超、0.5A)が、0.508mmの厚さを有するFR4PCB122に取り付けられている。LEDは、0.875mmの長さおよび幅と0.145mmの厚さとを有する。LEDの空間分布は、ほぼ均等拡散である。LEDの光出力を制御するために、電流CをPCB122の電気回路に印加することができる。LEDは、高いダイオード電流で、1W相当の光出力を形成可能である。LEDおよび/または色変換媒体からの熱Hは、PCB122の下面の金属層(図示なし)を通して導出可能である。PCB122は、LEDへの接続のための金属線およびパッドと、PCBの上面から下面へ熱を輸送するサーマルビアとを有する。 Four light sources 111 (blue LEDs from Flip Chip Opto, 450 nm, >0.42 W, 0.5 A) are mounted on a FR4 PCB 122 having a thickness of 0.508 mm. The LED has a length and width of 0.875 mm and a thickness of 0.145 mm. The spatial distribution of LEDs is almost evenly diffused. A current C can be applied to the electrical circuitry of the PCB 122 to control the light output of the LED. An LED can generate a light output equivalent to 1 W with a high diode current. Heat H from the LEDs and/or color conversion media can be conducted through a metal layer (not shown) on the bottom surface of PCB 122. The PCB 122 has metal wires and pads for connection to the LEDs, and thermal vias that transport heat from the top surface to the bottom surface of the PCB.

0.025mmの厚さを有する、光学的に透明な指数適応化接着層124A(Dow Coming社のシリコーン接着剤、n=1.5)を使用して、導光体プレート100Aが透明基板130に取り付けられている。Dow Coming社の伝熱性の接着層124Bを使用して、透明基板130がPCB122に取り付けられている。光源111に対応するアパーチャ140は、接着層124A,124Bのそれぞれと透明基板130とに設けられている。アパーチャ140のピッチは25mmであり、これらは基板エッジから12.5mmの間隔を置いて設けられている。光学アセンブリの全厚さは4.92mmである。例えば、より小さいLED、例えばLumiledsダイオード(455nm、0.65W超、0.5A)を使用することにより、色変換媒体および反射性材料を直接に導光体にパターニングすることにより、かつ/またはより高い屈折率、例えばn>1.7を有する導光体を使用することにより、より薄いアセンブリを得ることもできる。 The light guide plate 100A is applied to the transparent substrate 130 using an optically transparent index-adapted adhesive layer 124A (Silicone adhesive from Dow Coming, n=1.5) having a thickness of 0.025 mm. It is installed. The transparent substrate 130 is attached to the PCB 122 using a thermally conductive adhesive layer 124B from Dow Coming. An aperture 140 corresponding to the light source 111 is provided on each of the adhesive layers 124A and 124B and the transparent substrate 130. The apertures 140 have a pitch of 25 mm and are spaced 12.5 mm from the substrate edge. The total thickness of the optical assembly is 4.92 mm. For example, by using smaller LEDs, such as Lumileds diodes (455 nm, >0.65 W, 0.5 A), by patterning the color conversion medium and reflective material directly into the lightguide, and/or more. Thinner assemblies can also be obtained by using a lightguide with a high index of refraction, eg n>1.7.

実施例3
実施例2に記載した光学アセンブリ300を、Lighttoolsの光線伝搬ソフトウェアを用いて、次の仮定、すなわち(1)LEDの上面と導光体の下面との間の空間に指数適応化層が充填されている;(2)導光体、透明基板および指数適応化層の屈折率はn=1.5である;(3)透明基板の上面が導光体の下面に光結合されている;(4)透明基板の量子ドットが、均等拡散特性を有する単純散乱面を形成している;(5)反射層が広帯域ミラー面を有している;(6)他の全ての面が高品質の光学面である;かつ(7)導光体の下面(第2の主面)を除き、他の全ての導光体面が空気に接触していると見なされる;との仮定により分析した。LED面は、照射面として設定し、受波器は、導光体の第1の主面(光放出面)に対して平行でありかつこの面のすぐ外側にある光出力平面に配置した。Lighttoolsを使用して、光出力平面での照射特性を計算した。
Example 3
The optical assembly 300 described in Example 2 was assembled using Lighttools ray propagation software with the following assumptions: (1) The space between the top surface of the LED and the bottom surface of the light guide was filled with an exponential adaptation layer. (2) The refractive index of the light guide, the transparent substrate and the index adaptation layer is n=1.5; (3) the upper surface of the transparent substrate is optically coupled to the lower surface of the light guide; 4) The quantum dots of the transparent substrate form a simple scattering surface with uniform diffusion properties; (5) the reflective layer has a broadband mirror surface; (6) all other surfaces are of high quality. It is an optical surface; and (7) except for the lower surface (second main surface) of the light guide, all other light guide surfaces are considered to be in contact with air. The LED surface was set as the illuminating surface and the receiver was placed in the light output plane parallel to the first main surface (light emitting surface) of the light guide and just outside this surface. Lighting properties were calculated using Lighttools at the light output plane.

QDで均一にコーティングされたガラス基板を含む光学アセンブリを基準線の計算に用いた。こうした光学アセンブリの出力照射プロフィル(W/mm)を、図23Aに示す。照射プロフィルは、4つのLEDに対応する高強度の4つの領域を示している。平均に対する標準偏差の比によって測定される照射の均一性は41%である。理論による拘束を望むものではないが、光学アセンブリの照射の均一性は、光学アセンブリに拡散層を設けることで改善可能であると考えられ、ただしこうした層は装置の全厚さを増大する。しかし、こうした拡散層があっても、アセンブリの全厚さはなお10mm未満とすることができ、これは、15mm超の厚さを有する現在入手可能なアセンブリを上回る改善である。 An optical assembly containing a glass substrate uniformly coated with QD was used for baseline calculation. The output illumination profile (W/mm 2 ) of such an optical assembly is shown in Figure 23A. The illumination profile shows four areas of high intensity corresponding to the four LEDs. Irradiation uniformity, measured by the ratio of the standard deviation to the average, is 41%. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the illumination uniformity of the optical assembly can be improved by providing the optical assembly with a diffusing layer, although such a layer increases the overall thickness of the device. However, even with such a diffusion layer, the total thickness of the assembly can still be less than 10 mm, an improvement over currently available assemblies with thicknesses greater than 15 mm.

実施例2で用意した、パターニングされた透明基板130を含む光学アセンブリ300も同様にLighttoolsソフトウェアを使用して検査した。出力照射プロフィル(W/mm)を図23Bに示す。当該照射プロフィルは、図23Aに示した基準線のプロフィルに比べ、格段に均一である。平均に対する標準偏差の比によって測定される照射の均一性は18.5%であり、これは基準線のアセンブリおよび現在入手可能なアセンブリを上回る著しい進歩である。 The optical assembly 300 prepared in Example 2 and including the patterned transparent substrate 130 was also inspected using Lighttools software. The output irradiation profile (W/mm 2 ) is shown in FIG. 23B. The irradiation profile is much more uniform than the baseline profile shown in FIG. 23A. Irradiation uniformity, measured by the ratio of the standard deviation to the mean, was 18.5%, a significant advance over baseline assembly and currently available assemblies.

光出力平面で測定される輝度は、LEDからの4Wの全入力パワーに対して50000nit超となることが計算された。所望に応じて、より多くのLEDを(1つもしくは複数の)光結合面に沿って追加することにより、輝度を増大可能である。QDは色変換を行わない散乱層であると見なせば、LED出力の61%が光出力平面で、LED出力の29%が光結合エッジ(50mm幅)で、さらにLED出力の10%が非光結合エッジ(60mm長さ)で放出されたことになる。理論による拘束を望むものではないが、反射性コーティングを非光結合エッジに適用することにより、より多くの出力を光出力平面に供給することができると考えられる。 The brightness measured at the light output plane was calculated to be above 50,000 nit for a total input power of 4 W from the LED. The brightness can be increased by adding more LEDs along the light-coupling surface(s) if desired. Considering the QD as a scattering layer that does not perform color conversion, 61% of the LED output is the light output plane, 29% of the LED output is the optical coupling edge (50 mm width), and 10% of the LED output is non- Emitted at the light-coupling edge (60 mm length). Without wishing to be bound by theory, it is believed that more power can be provided to the light output plane by applying a reflective coating to the non-light coupling edges.

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。 The preferred embodiments of the present invention will be described below item by item.

実施形態1
導光体であって、
少なくとも1つの光放出面と少なくとも1つの光結合面とを有し、前記少なくとも1つの光結合面の少なくとも一部が等角螺旋曲率を有する、
導光体。
Embodiment 1
A light guide,
At least one light emitting surface and at least one light coupling surface, at least a portion of said at least one light coupling surface having a conformal helix curvature,
Light guide.

実施形態2
前記導光体は、
第1の主面、
反対側の第2の主面、および
少なくとも1つのエッジ面
を有する導光体プレートを含み、前記少なくとも1つのエッジ面が前記光結合面を含む、
実施形態1記載の導光体。
Embodiment 2
The light guide is
The first major surface,
A light guide plate having an opposite second major surface and at least one edge surface, the at least one edge surface including the light coupling surface;
The light guide according to the first embodiment.

実施形態3
前記導光体は、
第1の主面、
反対側の第2の主面、および
エッジ面
を有する導光体ディスクを含み、前記エッジ面が前記光結合面を含む、
実施形態1記載の導光体。
Embodiment 3
The light guide is
The first major surface,
A light guide disk having an opposite second major surface and an edge surface, the edge surface including the light coupling surface.
The light guide according to the first embodiment.

実施形態4
前記第2の主面が前記光放出面を含む、
実施形態2または3記載の導光体。
Embodiment 4
The second major surface includes the light emitting surface,
The light guide according to the second or third embodiment.

実施形態5
前記導光体はさらに、前記第1の主面にパターニングされた、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つを含む、
実施形態4記載の導光体。
Embodiment 5
The light guide further comprises at least one of a color conversion medium, a light scattering feature and a reflective material patterned on the first major surface.
The light guide according to the fourth embodiment.

実施形態6
反射層が、前記第1の主面に配置されており、前記第1の主面にパターニングされた色変換媒体を少なくとも部分的にカプセル化している、
実施形態4記載の導光体。
Embodiment 6
A reflective layer is disposed on the first major surface and at least partially encapsulates the color conversion medium patterned on the first major surface;
The light guide according to the fourth embodiment.

実施形態7
前記導光体は、
内壁面、
外壁面、および
少なくとも1つのエッジ面
を有する導光体アニュラスを含み、前記少なくとも1つのエッジ面が前記光結合面を含む、
実施形態1記載の導光体。
Embodiment 7
The light guide is
Inner wall surface,
An outer wall surface and a light guide annulus having at least one edge surface, the at least one edge surface including the light coupling surface.
The light guide according to the first embodiment.

実施形態8
前記外壁面が前記光放出面を含む、
実施形態7記載の導光体。
Embodiment 8
The outer wall surface includes the light emitting surface,
The light guide according to the seventh embodiment.

実施形態9
前記導光体アニュラスは、中空円筒を含む、
実施形態7記載の導光体。
Embodiment 9
The light guide annulus includes a hollow cylinder,
The light guide according to the seventh embodiment.

実施形態10
前記導光体は、
第1の端面、
第2の端面、
外壁面、および
エッジ面
を有する導光体ロッドを含み、前記エッジ面が前記光結合面を含む、
実施形態1記載の導光体。
Embodiment 10
The light guide is
The first end face,
The second end face,
An outer wall surface, and a light guide rod having an edge surface, the edge surface including the optical coupling surface,
The light guide according to the first embodiment.

実施形態11
前記第1の端面、前記第2の端面および前記外壁面のうち少なくとも1つが前記光放出面を含む、
実施形態10記載の導光体。
Embodiment 11
At least one of the first end surface, the second end surface and the outer wall surface includes the light emitting surface,
The light guide according to embodiment 10.

実施形態12
実施形態1から11までのいずれか1つ記載の導光体に光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。
Embodiment 12
An optical assembly including at least one light source optically coupled to a light guide according to any one of embodiments 1-11.

実施形態13
前記少なくとも1つの光源は、プリント回路板にボンディングされている、
実施形態12記載の光学アセンブリ。
Embodiment 13
The at least one light source is bonded to a printed circuit board,
The optical assembly according to embodiment 12.

実施形態14
前記光学アセンブリはさらに、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つがパターニングされた主面を有する透明基板を含む、
実施形態12または13記載の光学アセンブリ。
Embodiment 14
The optical assembly further includes a transparent substrate having a major surface patterned with at least one of a color conversion medium, a light scattering feature and a reflective material,
The optical assembly according to embodiment 12 or 13.

実施形態15
前記主面に色変換媒体がパターニングされており、反射層が前記色変換媒体を少なくとも部分的にカプセル化している、
実施形態13記載の光学アセンブリ。
Embodiment 15
A color conversion medium is patterned on the major surface and a reflective layer at least partially encapsulates the color conversion medium;
The optical assembly according to embodiment 13.

実施形態16
前記光学アセンブリはさらに、前記導光体の前記少なくとも1つの光放出面の近くに配置された拡散層を含む、
実施形態12から15までのいずれか1つ記載の光学アセンブリ。
Embodiment 16
The optical assembly further includes a diffusing layer disposed near the at least one light emitting surface of the light guide.
16. The optical assembly according to any one of Embodiments 12 to 15.

実施形態17
前記光学アセンブリは、約10mm未満の全厚さを有する積層体を含む、
実施形態12から16までのいずれか1つ記載の光学アセンブリ。
Embodiment 17
The optical assembly includes a stack having a total thickness of less than about 10 mm.
The optical assembly of any one of embodiments 12-16.

実施形態18
前記積層体は、約5mm未満の全厚さを有する、
実施形態17記載の光学アセンブリ。
Embodiment 18.
The laminate has a total thickness of less than about 5 mm,
The optical assembly according to embodiment 17.

実施形態19
前記導光体および透明基板は、ガラス、プラスチックまたはこれらの組み合わせを含む、
実施形態12記載の光学アセンブリ。
Embodiment 19.
The light guide and the transparent substrate include glass, plastic or a combination thereof.
The optical assembly according to embodiment 12.

実施形態20
実施形態12から19までのいずれか1つ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装置。
Embodiment 20
A display device, a lighting device, or an electronic device, including the optical assembly according to any one of Embodiments 12 to 19.

実施形態21
前記装置は、光学アセンブリのアレイを含む、
実施形態20記載の装置。
Embodiment 21
The device comprises an array of optical assemblies,
The apparatus according to embodiment 20.

Claims (15)

導光体であって、
少なくとも1つの光放出面と少なくとも1つの光結合面とを有し、前記少なくとも1つの光結合面の少なくとも一部が等角螺旋曲率を有する、
導光体。
A light guide,
At least one light emitting surface and at least one light coupling surface, at least a portion of said at least one light coupling surface having a conformal helix curvature,
Light guide.
前記導光体は、
第1の主面、
反対側の第2の主面、および
少なくとも1つのエッジ面
を有する導光体プレートを含み、前記少なくとも1つのエッジ面が前記光結合面を含む、
請求項1記載の導光体。
The light guide is
The first major surface,
A light guide plate having an opposite second major surface and at least one edge surface, the at least one edge surface including the light coupling surface;
The light guide according to claim 1.
前記導光体は、
第1の主面、
反対側の第2の主面、および
エッジ面
を有する導光体ディスクを含み、前記エッジ面が前記光結合面を含む、
請求項1記載の導光体。
The light guide is
The first major surface,
A light guide disk having an opposite second major surface and an edge surface, the edge surface including the light coupling surface.
The light guide according to claim 1.
前記第2の主面が前記光放出面を含む、
請求項2または3記載の導光体。
The second major surface includes the light emitting surface,
The light guide according to claim 2 or 3.
前記導光体はさらに、前記第1の主面にパターニングされた、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つを含む、
請求項1から4までのいずれか1項記載の導光体。
The light guide further comprises at least one of a color conversion medium, a light scattering feature and a reflective material patterned on the first major surface.
The light guide according to any one of claims 1 to 4.
反射層が、前記第1の主面に配置されており、前記第1の主面にパターニングされた色変換媒体を少なくとも部分的にカプセル化している、
請求項4記載の導光体。
A reflective layer is disposed on the first major surface and at least partially encapsulates the color conversion medium patterned on the first major surface;
The light guide according to claim 4.
前記導光体は、
内壁面、
外壁面、および
少なくとも1つのエッジ面
を有する導光体アニュラスを含み、前記少なくとも1つのエッジ面が前記光結合面を含む、
請求項1記載の導光体。
The light guide is
Inner wall surface,
An outer wall surface and a light guide annulus having at least one edge surface, the at least one edge surface including the light coupling surface.
The light guide according to claim 1.
前記導光体は、
第1の端面、
第2の端面、
外壁面、および
エッジ面
を有する導光体ロッドを含み、前記エッジ面が前記光結合面を含む、
請求項1記載の導光体。
The light guide is
The first end face,
The second end face,
An outer wall surface, and a light guide rod having an edge surface, the edge surface including the optical coupling surface,
The light guide according to claim 1.
前記第1の端面、前記第2の端面および前記外壁面のうち少なくとも1つが前記光放出面を含む、
請求項8記載の導光体。
At least one of the first end surface, the second end surface and the outer wall surface includes the light emitting surface,
The light guide according to claim 8.
請求項1記載の導光体に光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。 An optical assembly including at least one light source optically coupled to the light guide of claim 1. 前記少なくとも1つの光源は、プリント回路板にボンディングされている、
請求項10記載の光学アセンブリ。
The at least one light source is bonded to a printed circuit board,
The optical assembly according to claim 10.
前記光学アセンブリはさらに、色変換媒体、光散乱フィーチャおよび反射性材料のうち少なくとも1つがパターニングされた主面を有する透明基板を含む、
請求項10または11記載の光学アセンブリ。
The optical assembly further includes a transparent substrate having a major surface patterned with at least one of a color conversion medium, a light scattering feature and a reflective material,
The optical assembly according to claim 10 or 11.
前記主面に色変換媒体がパターニングされており、反射層が前記色変換媒体を少なくとも部分的にカプセル化している、
請求項12記載の光学アセンブリ。
A color conversion medium is patterned on the major surface and a reflective layer at least partially encapsulates the color conversion medium;
The optical assembly according to claim 12.
前記光学アセンブリはさらに、前記導光体の前記少なくとも1つの光放出面の近くに配置された拡散層を含む、
請求項10から13までのいずれか1項記載の光学アセンブリ。
The optical assembly further includes a diffusing layer disposed near the at least one light emitting surface of the light guide.
An optical assembly according to any one of claims 10 to 13.
請求項10から14までのいずれか1項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装置。 A display device, a lighting device, or an electronic device, comprising the optical assembly according to any one of claims 10 to 14.
JP2019559710A 2017-05-03 2018-05-03 Light guide having equiangular spiral curvature and device including the light guide Pending JP2020518966A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762500775P 2017-05-03 2017-05-03
US62/500,775 2017-05-03
US201762592147P 2017-11-29 2017-11-29
US62/592,147 2017-11-29
PCT/US2018/030750 WO2018204557A1 (en) 2017-05-03 2018-05-03 Light guides comprising equiangular spiral curvature and devices comprising the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020518966A true JP2020518966A (en) 2020-06-25

Family

ID=64016666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019559710A Pending JP2020518966A (en) 2017-05-03 2018-05-03 Light guide having equiangular spiral curvature and device including the light guide

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2020518966A (en)
KR (1) KR20190138316A (en)
CN (1) CN110809696A (en)
TW (1) TW201901209A (en)
WO (1) WO2018204557A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100315811A1 (en) * 2009-06-10 2010-12-16 Shih-Chou Chen Curved light guiding illuminator
KR101348565B1 (en) * 2012-01-13 2014-01-16 영남대학교 산학협력단 Backlight unit and liquid display device that contains it
WO2014080771A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-30 興和株式会社 Illumination device
US9239422B2 (en) * 2012-12-20 2016-01-19 Apple Inc. Light guide plate with blunt edges
KR101829098B1 (en) * 2015-03-18 2018-02-13 코람데오테크 주식회사 Led lighting device having three-dimensional type light guide plate

Also Published As

Publication number Publication date
CN110809696A (en) 2020-02-18
KR20190138316A (en) 2019-12-12
WO2018204557A1 (en) 2018-11-08
TW201901209A (en) 2019-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7470684B2 (en) BACKLIGHT INCLUDING A PATTERNED REFLECTOR, A DIFFUSER AND METHODS FOR MANUFACTURING A BACKLIGHT - Patent application
JP4087864B2 (en) Flat light emitting device
JP5518453B2 (en) Light guide plate and backlight module
JP2021518971A (en) Display with direct backlight unit
US10352530B2 (en) Lens, light emitting apparatus including the lens, and backlight unit including the apparatus
JP2012519931A (en) Light guide
JP2023512767A (en) Backlight with pattern reflector
WO2020214047A1 (en) Backlight including patterned reflectors and method for fabricating the backlight
TW201833605A (en) Microstructured light guide plates and devices comprising the same
KR101587573B1 (en) Side emitting device with hybrid top reflector
JP2020506525A (en) Light guide plate assembly including optical manipulation features
KR20190006204A (en) Devices comprising a patterned color conversion medium and methods of forming the same
US20190064595A1 (en) Display system
JP2020508493A (en) Device including integrated backlight unit and display panel
JP2023524417A (en) Backlight with patterned reflector
KR101608340B1 (en) Side emitting device with hybrid top reflector
JP2004146188A (en) Light guide plate
JP2020518966A (en) Light guide having equiangular spiral curvature and device including the light guide
JP2010157464A (en) Surface light source device and display device using the same
WO2014057395A1 (en) Thin and efficient light guide system
TW201947301A (en) Backlight unit with improved 2D local dimming
KR102009154B1 (en) Heat discharge reflective sheet structure and back light unit having the same
US11940120B2 (en) Desktop illumination device
JP2005310594A (en) Lighting system
TWI321684B (en) Light guide plate and backlight module using it