TW201738629A - 包括薄光導板與光耦合單元的背光單元 - Google Patents

包括薄光導板與光耦合單元的背光單元 Download PDF

Info

Publication number
TW201738629A
TW201738629A TW106111489A TW106111489A TW201738629A TW 201738629 A TW201738629 A TW 201738629A TW 106111489 A TW106111489 A TW 106111489A TW 106111489 A TW106111489 A TW 106111489A TW 201738629 A TW201738629 A TW 201738629A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
backlight unit
lgp
lcu
coupling unit
Prior art date
Application number
TW106111489A
Other languages
English (en)
Inventor
亞當詹姆斯 艾利森
瀋平 李
Original Assignee
康寧公司
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 康寧公司 filed Critical 康寧公司
Publication of TW201738629A publication Critical patent/TW201738629A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into 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, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本文中所揭露的是背光單元，該等背光單元包括：一光導板、與該光導板接觸的一光耦合單元及光耦合至該第一及第二光入射邊緣面的一光源。該等背光單元亦可包括光循環腔。本文中進一步揭露包括如此BLU的電子的、顯示的及照明的設備。

Description

包括薄光導板與光耦合單元的背光單元
此申請案依據專利法主張於2016年4月8日所提出之第62/320052號美國臨時專利申請案的優先權權益，該申請案之整體內容於本文中以引用方式依附及併入本文中。
本揭示案大致關於背光單元及包括如此背光單元的顯示設備，且更具體而言是關於包括薄光導板及用於增加光耦合效率之光耦合單元的背光單元。
液晶顯示器（LCD）常用於各種電子設備中，例如手機、膝上型電腦、電子平板、電視及電腦監視器。對於更薄、更大的高解析度平板顯示器的增加的需求驅動了對於用於顯示器中（例如用作光導板（LGP））之高品質基板的需要。如此，在工業中存在著具有更高的光耦合效率及/或光輸出之更薄LGP的需要，該LGP可允許減少各種顯示設備的厚度及/或增加該等顯示設備的螢幕尺寸。
塑膠材料（例如聚甲基丙烯酸鹽（PMMA））可用以製造LGP。然而，PMMA具有相對高的熱膨脹係數（例如大約大於玻璃的數量級一個數量級），這可能在設計LCD設備時在光源（例如LED）及光導件之間需要更大的空間。此間隙可能減少從光源到光導件進行之光耦合的效率及/或需要更大的邊框來隱蔽顯示器的邊緣。並且，由於其相對弱的機械強度，可能難以從PMMA製作皆是足夠大及薄的光導件以符合目前的消費者需求。PMMA光導件可能因此由於被邊框隱蔽或不能夠製造對於所需的顯示器尺寸而言是足夠大的片體，而限制了可用以顯示影像之光發射面的面積。
玻璃光導件由於它們的低的光衰減、低的熱膨脹係數及相對低厚度下的高機械強度，已被提出作為PMMA的替代方案。然而，雖然玻璃可用以生產相對薄的LGP，此類LGP亦可能具有各種缺點。例如，減少LGP的厚度可能需要使用較小的光源（例如LED）來促進高效的光耦合。減少光源的尺寸可能反過來減少了光輸出光度及/或效率及/或增加背光單元（BLU）的整體成本。從經濟及/或設計的立場來看可能因此即使是在較薄LGP的情況下亦需要使用較大的光源。已作出各種努力來更高效地耦合由相鄰光源發射進邊緣點亮之LGP（edge-lit LGP）的光，特別是在光源及LGP之間的距離增加時。然而，耦合裝置目前可能具有一或更多個缺點，例如增加的製造費用及/或複雜度及/或低的有效性。
因此提供用於將來自較大光源的光耦合進較薄的光導板的設備以及在不犧牲亮度及/或能源效率的情況下減少顯示設備的整體厚度會是有利的。亦會是有利的是，提供用於增加光源及光導板間之光耦合效率的改良方法及裝置，該等方法及裝置實質上不增加製造的成本及/或複雜度。
本揭示案在各種實施例中關於背光單元，該等背光單元包括：一光導板，包括一光發射主要面、一相對的主要面及一第一光入射邊緣面；一光耦合單元，包括一第二光入射邊緣面、一相對的光反射邊緣面、一第一表面及一相對的第二表面；及一光源，光耦合至第一及第二光入射邊緣面，其中該光耦合單元之該第一表面的至少一部分與該光導板之該光發射主要面或相對主要面的至少一部分實體接觸。本文中亦揭露的是背光單元，該等背光單元包括：一光導板，包括一光發射主要面、一相對的主要面及一第一光入射邊緣面；一光耦合單元，與該光導板之該光發射主要面或相對主要面的至少一部分實體接觸，該光耦合單元包括一第二光入射邊緣面及一相對的光反射邊緣面；一光源，光耦合至該第一及第二光入射邊緣面；及一光循環腔，由該光耦合單元的該光反射邊緣面及該光源之一頂、底及背表面中的各者上的一反射薄膜所定義。本文中進一步揭露包括如此BLU的電子的、顯示的及照明的設備。
在某些實施例中，該光耦合單元的該光反射邊緣面可包括一反射薄膜或塗層及/或該光源的該頂、底及/或背表面中的至少一者可包括一反射薄膜或塗層。依據各種實施例，該至少一個光源的一高度可小於或等於該光導板及光耦合單元的一結合的厚度。該光耦合單元的該第一及第二表面在非限制性的實施例中可與該光導板的該光發射主要面平行，或在其他實施例中可不為平行的且該第二表面可具有範圍從-10o 到+10o 的一傾斜角。在進一步實施例中，該光導板的該第一光入射邊緣面可為去角的，例如處於範圍從約10o 至約60o 的角度下。
依據各種實施例，該光導板的該折射率（np ）可與該光耦合單元的一折射率（nc ）不同，例如，np 可大於nc ，例如大於nc 約5%至約20%。在某些實施例中，0.25np + 0.77 ≤ nc ≤ 0.25nP + 1.18。依據進一步實施例，該光耦合單元的一熱膨脹係數及該光導板的一熱膨脹係數之間的一差異小於30%。在又進一步的實施例中，該光導板或光耦合單元中的至少一者的一彈性模數小於5 GPa。依據又進一步的實施例，該光導板及該光耦合單元中的至少一者包括一玻璃、玻璃陶瓷、塑膠或聚合物材料及/或具有在範圍從約420 nm至約750 nm的一可見波長下至少約80%的一光透射率。
本揭示案的額外特徵及優點將闡述於隨後的實施方式中，且部分地對於那些發明所屬領域中具技藝者將是容易理解的是，說明或藉由實行如本文中所述之方法所辨識的，包括了隨後的實施方式、請求項以及隨附的繪圖。
要瞭解的是，上述的大致描述及隨後的實施方式呈現了本揭示案的各種實施例，且意欲提供用於瞭解請求項之本質及特性的概述或框架。隨附的繪圖係包括來提供本揭露的進一步瞭解，且係併入此說明書且建構此說明書的一部分。該等繪圖繪示本揭示案的各種實施例且與說明一起用於解釋本揭示案的原理及操作。
本文中所揭露的是背光單元，該等背光單元包括：一光導板，包括一光發射主要面、一相對的主要面及一第一光入射邊緣面；一光耦合單元，包括一第二光入射邊緣面、一相對的光反射邊緣面、一第一表面及一相對的第二表面；及一光源，光耦合至第一及第二光入射邊緣面，其中該光耦合單元之該第一表面的至少一部分與該光導板之該光發射主要面或相對主要面的至少一部分實體接觸。本文中亦揭露的是背光單元，該等背光單元包括：一光導板，包括一光發射主要面、一相對的主要面及一第一光入射邊緣面；一光耦合單元，與該光導板之該光發射主要面或相對主要面的至少一部分實體接觸，該光耦合單元包括一第二光入射邊緣面及一相對的光反射邊緣面；一光源，光耦合至該第一及第二光入射邊緣面；及一光循環腔，由該光耦合單元的該光反射邊緣面及該光源之一頂、底及背表面中的各者上的一反射薄膜所定義。本文中進一步揭露包括如此BLU的電子的、顯示的及照明的設備。
現將參照圖 1-3 論述本揭示案的各種實施例，該等圖式繪示示例性的BLU配置。以下一般說明是要提供所請設備的概述，且將參照非限制性的實施例在本揭示案各處更具體論述各種態樣，這些實施例可在本揭示案的背景內彼此互換。
圖 1 繪示依據本揭示案之某些態樣的背光單元100 。背光單元100 可包括光導板（LGP）110 、光耦合單元（LCU）120 及光耦合至LGP及LCU的光源130 。LGP110 可包括光入射邊緣面111 、光發射主要面112 及相對的主要面113 （與光發射主要面相對）。LGP110 的厚度TP 延伸於表面112 及113 之間。類似地，LCU120 可包括光入射邊緣面121 、第一表面123 及第二表面122 （與第一表面相對）以及相對的光反射邊緣面124 （與光入射邊緣面相對）。LCU120 的厚度TC 延伸於表面122 及123 之間，而LCU120 的長度LC 延伸於表面121 及124 之間。
如本文中所使用的，用語「光耦合」要指示的是，光源相對於LGP而定位以便將光引進或發射進LGP。光源即使其不與LGP實體接觸亦可光耦合至LGP。如圖 1-3 中所示，BLU可為邊緣點亮的，例如其中光源被定位為在LGP的邊緣附近或鄰接該邊緣。依據某些實施例，在光被發射進LGP時，光可由於全內反射（TIR）而沿LGP的長度傳播，直到其與LGP上朝使用者朝前散射光的光提取特徵接觸為止。 例如，若LGP為包括定義兩個相對的空氣-玻璃介面之兩個相對平行面的玻璃板，則發射進玻璃板的光可通過玻璃板傳播，在第一及第二平行介面之間交替反射，除非介面的條件改變或直到介面的條件改變為止。
再次參照圖 1 ，LGP110 可具有光入射邊緣面111 、光發射主要面112 及相對的主要面113 。如本文中所使用的，「光入射邊緣面」是要指示光耦合至相鄰光源的邊緣面（例如光所發射到之LGP的邊緣）。「光發射主要面」是要指示LGP（或BLU）面向目標使用者的主要面（例如朝使用者發射光的主要面）。類似地，「相對的主要面」是要指示LGP（或BLU）與光發射主要面相對的主要面，該相對的主要面背向使用者（例如朝向設備的背板，若有的話）。
背光單元100 的一或更多個元件可被提供為具有反射面以促進光循環及進一步增加光耦合效率。例如，LCU的光反射邊緣面124 可例如使用反射薄膜或塗層140 或能夠反射光的任何其他設備或成分，來反射入射於其表面上的光。光源130 的一或更多個表面亦可包括反射薄膜或塗層（例如一或更多個薄膜150a 、150b 及/或150c ），該薄膜或塗層可被定位為分別與光源130 的頂面、背面或底面接觸。
在某些實施例中，如圖 1 中所描繪的，各薄膜150a 、150b 及150c 可與反射薄膜140 一起存在及定位以形成光循環腔160 。例如，頂部反射薄膜150b 可與LCU120 （例如第二表面122 ）實體接觸，而底部反射薄膜150c 可與LGP110 （例如相對主要面113 ）實體接觸，藉此形成光循環腔160 ，在該光循環腔中，未直接發射進LGP的光可反射直到其最後被重新引導進LGP為止。在某些實施例中，光循環腔160 可覆蓋光源130 及LGP110 之間的間隙G。
參照圖 2 ，另一示例性背光單元200 可包括具有去角的光入射邊緣面的LGP210 。例如，去角215 可被提供在LGP210 之光入射邊緣面211 及光發射主要面212 的接合點處及/或光入射邊緣面211 及相對主要面213 的接合點處。此類去角215 可具有高度h 。去角215 的示例性高度h 可為光導板210 之厚度TP 的至少約5%，例如範圍為從約0.05*TP 至約0.3*TP ，或從約0.1*TP 至約0.2*TP 。。例如，在0.7 mm厚的玻璃片的情況下，具有約0.07 mm或更大之高度的去角可用在光入射邊緣面211 的一個或兩個角處，或對於1.1 mm厚的玻璃片而言，可使用具有約0.1 mm或更大之高度的去角。可以任何合適的角度（例如範圍從約10o 至約60o ，例如從約20o 至約50o 、從約30o 至約40o 或約45o ）切割去角215 。在去角之後，光入射邊緣面211 的未去角部分可具有厚度tp ，該厚度的範圍可例如從約0.1 mm至約2.5 mm，例如從約0.3 mm至約2 mm，或從約0.5 mm至約1 mm，包括其間的所有範圍及子範圍。
與圖 1 類似，圖 2 的背光單元200 可包括LGP210 、LCU220 及光耦合至LGP及LCU的光源230 。LGP210 可包括光入射邊緣面211 、光發射主要面212 及相對主要面213 （與光發射主要面相對）。LCU220 可包括光入射邊緣面221 、第一表面223 及相對的第二表面222 （與第一表面相對）以及相對的光反射邊緣面224 （與光入射邊緣面相對），該等面可被提供為具有反射薄膜或塗層240 。光源230 的一或更多個表面亦可包括反射薄膜或塗層（例如一或更多個薄膜250a 、250b 及/或250c ），該薄膜或塗層可被定位為形成光循環腔260 。
參照圖 3 ，進一步的示例性背光單元300 可包括具有非平行面322 及323 的LCU320 。例如，第一表面323 （其與LGP310 接觸）可與LGP310 的光發射主要面312 平行，而第二表面322 可不與光發射主要面312 平行。類似地，LCU320 的第二表面322 可與LCU320 的光入射邊緣面321 正交或可相對於此表面具有90o 以外的角度。在某些實施例中，第二表面322 可相對於光入射邊緣面321 的法線（圖 3 中的虛線）以一定角度傾斜。
第二表面322 相對於法線的角度在本文中稱為「傾斜角」（Θ）。在某些實施例中，第二表面322 相對於法線的傾斜角Θ的範圍可從約-10o 至約10o ，例如從約-8o 至約8o 、從約-6o 至約6o 、從約-5o 至約5o 、從約-4o 至約4o 、從約-3o 至約3o 、從約-2o 至約2o 、從約-1o 至約1o 或0o ，包括其間的所有範圍及子範圍。如圖 3 中所示，正傾斜角指示的是，LCU320 的厚度作為距光源330 之距離的函數而增加（如圖 3 中所描繪的），而負傾斜角指示的是，LCU320 的厚度作為距光源330 之距離的函數而減少（未描繪於圖 3 中）。換言之，正的Θ指示的是，LCU320 的第二表面322 及光入射邊緣面321 形成大於90o 的角度，而負的Θ指示此接合點處的小於90o 的角度。
大致參照圖 1-3 中的各者，光源（130 、230 、330 ）（例如LED）可光耦合至LGP及/或LCU的光入射邊緣面（例如在該（等）表面附近或鄰接該（等）表面）。光源可將光發射進LGP及/或LCU，例如藍色、UV或具有範圍從約100 nm至約400 nm之波長的近UV光。依據非限制性實施例，LGP及光源之間的距離（以間隙G 標誌）的範圍可例如從約0.01 mm至約2 mm，例如從約0.04 mm至約1.8 mm、從約0.5 mm至約1.5 mm、從約0.6 mm至約1.2 mm或從約0.8 mm至約1 mm，包括其間的所有範圍及子範圍。
光源亦可具有高度HL ，在某些實施例中，該高度可大於LGP的厚度TP 。例如，HL 可至少大於TP 約10%，例如範圍從約1.1*TP 至約2*TP 、從約1.2*TP 至約1.9*TP 、從約1.3*TP 至約1.8*TP 、從約1.4*TP 至約1.7*TP 或從約1.5*TP 至約1.6*TP 。當然，依照所需配置的需要，光源相對於LGP可具有其他高度，包括小於LGP之厚度的高度。在額外的實施例中，LGP及/或LCU的厚度可被選擇為使得TC + TP ≥ HL 。例如，如圖 1 中所示，TC + TP ＞ HL ，或如圖 2 中所示，TC + TP ≈ HL 。要瞭解的是，高度HL 或光源的任何其他尺度在本文中指的是光源的有效區域，例如發射光的區域（與對向固持光源之外殼的區域相對）。
依據某些實施例，LGP的厚度（TP ）及/或LCU的厚度（TC ）可小於或等於約3 mm，例如範圍從約0.1 mm至約2 mm、從約0.3 mm至約1.5 mm、從約0.5 mm至約1.1 mm或從約0.7 mm至約1 mm，包括其間的所有範圍及子範圍。在某些實施例中，LCU的長度（LC ）可小於LGP的長度。例如，可能需要減少LCU的長度，使其在包括BLU的設備中是不可見的，例如其可被隱蔽在邊框後方或相對於使用者的視野以其他方式隱藏。並且，可能需要減少LCU的長度以限制從LGP反向進入LCU的光耦合。
由光源發射進LCU的光可藉由實體接觸（例如LCU的第一表面及LGP的光發射主要面之間的實體接觸）耦合進LGP。然而，在較長的LCU長度下，光從LGP耦合回進LCU的可能性增加了。如此，在各種非限制性實施例中，LCU的長度（LC ）可小於5mm，例如範圍從約0.3 mm至約3 mm、從約0.5 mm至約2.5 mm、從約0.8 mm至約2 mm、從約1 mm至約1.8 mm、從約1.2 mm至約1.6 mm或從約1.4 mm至約1.5 mm，包括其間的所有範圍及子範圍。在某些實施例中，LCU長度對LGP長度的比率的範圍可從約1:100至約1:2、從約1:50至約1:3、從約1:20至約1:4或從約1:10至約1:5，包括其間的所有範圍及子範圍。或者，LCU長度對LCU高度的比率的範圍可從約20:1至約1:1、從約15:1至約2:1、從約10:1至約3:1或從約5:1至約4:1，包括其間的所有範圍及子範圍。
如圖 1 及3 中所示，LGP（110 、310 ）的光入射邊緣面（111 、311 ）及LCU（120 、320 ）的光入射邊緣面（121 、321 ）可被對準為產生結合的線性光入射邊緣面，例如光入射邊緣面彼此齊平及/或平行。然而，在其他實施例中，LCU的光入射邊緣面可不與LGP的光入射邊緣面齊平。例如，LCU的光入射邊緣面相較於LGP可更靠近或更遠離光源。例如，如圖 2 中所示，相較於LGP210 ，可距光源230 以更大的距離定位LCU220 。在去角LGP的情況下（如圖 2 中所示），LCU220 的光入射邊緣面211 可與去角215 的邊緣對準，而不是與LGP210 的邊緣對準。
在某些實施例中，LGP及/或LCU的表面可為平坦或實質平坦的（例如實質扁平的）。在各種實施例中，LGP的光發射主要面及相對主要面可為平行或實質平行的。類似地，LCU的第一及第二表面可為平行或實質平行的。藉由非限制性實例的方式，LGP及/或LCU可包括具有四個邊緣的矩形或方形片，雖然其他形狀及配置（包括具有一或更多個曲線部分的表面）亦被設想且要落在本揭示案的範圍內。在某些實施例中，矩形玻璃或塑膠LGP可耦合至矩形的LCU波導件。在進一步實施例中（如圖 3 中所描繪的），LCU的第一及第二表面可不為平行的，而第二表面可以一定的傾斜角（Θ）上斜或下斜。
本文中所揭露的BLU相較於不包括LCU的類似BLU可具有改良的光耦合效率。例如，光耦合效率可高達95%，例如範圍從約65%至約90%、從約70%至約85%或從約75%至約80%，包括其間的所有範圍及子範圍。如先前所論述的，LCU可包括與光入射邊緣面相對的反射邊緣面（124 、224 、324 ），該反射邊緣面可塗有反射薄膜或塗層（140 、240 、340 ）。在某些實施例中，第二表面亦可塗有反射薄膜。然而，在其他實施例中，此類反射薄膜可不存在，因為大部分入射在LCU之第二表面上的光將很可能由於TIR而被圍束在LCU中。
在某些實施例中，可藉由在光源（130 、230 、240 ）的一或更多個表面上（例如背表面（薄膜150a 、250a 、350a ）、頂面（薄膜150b 、250b 、350b ）及/或底面（薄膜150c 、250c 、350c ）上）包括反射薄膜或塗層以形成循環腔（160 、260 、360 ）來進一步強化光耦合效率。注意的是，光源的前或光發射面可在不存在薄膜的情況下為充分反射性的（在可見波長（~420-750 nm）下），例如至少50%反射性，例如至少60%反射性或至少70%反射性，包括其間的所有範圍及子範圍。
合適的反射薄膜及塗層可例如包括反射帶（例如WhiteOptics（例如White98TM ）、3M（例如VikuitiTM ）及Labsphere（例如Spectralon® 、Spectraflect® 或Permaflect）市售的擴射（朗伯）反射器薄膜或強化的鏡面反射器（ESR）薄膜）或金屬薄膜（例如鋁、金、銀、銅、鉑等等）。在某些實施例中，LCU上的反射薄膜可為鏡面反射器，而光源上的反射薄膜可為朗伯反射器。任何這些薄膜的反射率（在可見波長（~420-750 nm）下）可針對特定應用依需要變化，且範圍例如可從大於50%至大於98%，例如從60%至99%、從70%至96%或從80%至90%，包括其間的所有範圍及子範圍。
光耦合效率亦可受LGP及/或LCU的折射率影響。依據各種實施例，LGP及/或LCU可具有範圍從約1.3至約1.8的折射率，例如從約1.35至約1.7、從約1.4至約1.65、從約1.45至約1.6或從約1.5至約1.55，包括其間的所有範圍及子範圍。在某些實施例中，LCU的折射率實質上可與LGP的折射率類似（例如在LGP折射率的5%內）。在其他實施例中，LCU的折射率可小於LGP的折射率。例如，nc 可小於0.95*np ，例如0.85*np 、0.8*np 、0.75*np 或0.70*np ，包括其間的所有範圍及子範圍。依據某些實施例，nc 可大於np ，例如小於或等於1.1*np ，或小於或等於1.05*np 。在各種非限制性實施例中，nc 及np 之間的關係可被表示為：0.25np + 0.77 ≤ nc ≤ 0.25np + 1.18，或0.25np + 0.82 ≤ nc ≤ 0.25nLGP + 1.12，或0.25np + 0.87 ≤ nc ≤ 0.25np + 1.08，或 0.25np + 0.92 ≤ nc ≤ 0.25np + 1.02。
依據各種實施例，LGP及/或LCU的建造材料可被選擇為在不展現老化效應（例如褪色、變形、破裂及/或剝層）的情況下在連續運作期間抵擋各種工作條件，例如由光源所發射的熱及/或光。隨著光源及LGP之間的間隙減少，抵擋熱的能力可能變得更加重要。或者，可能藉由利用具有超過光源之高度的結合的厚度的LGP及LCU（例如假設TP + TC ＞＞ HL ）來增加光源及LGP之間的間隙。
雖然可藉由減少光源及LGP之間的間隙來獲取改良的耦合效率，與光源的臨近性相關聯的溫度變化可能是顯著的，例如高達20-40o C。可能因此需要選擇具有相同或類似的熱膨脹係數（CTE）及/或彈性模數的LGP及/或LCU材料。例如，若LCU的CTE（CTEC ）與LGP的CTE（CTEP ）非常不同，則可能由於BLU之運作期間的高溫而產生兩個材料之介面處的應力。具體而言，與高彈性模數結合之大的CTE不匹配可能造成可能超過將LCU及LGP固持在一起之黏著力的應力，或若並未發生超過該黏著力的應力，則應力可能產生可能干擾光耦合的不平面彎曲。可能因此需要選擇LGP及/或LCU的建造材料，使得在LCU及LGP之間存在充分的CTE匹配，或需要選擇具有低於其他材料之彈性模數之彈性模數的至少一個材料，使其在運作期間產生容易管理的應力位準。在某些實施例中，LGP及LCU可被選擇為使得它們的CTE是在彼此的30%內，例如0.7*CTEP ≤ CTEC ≤ 1.3*CTEP ，或0.8*CTEP ≤ CTEC ≤ 1.2*CTEP ，或0.9*CTEP ≤ CTEC ≤ 1.1*CTEP ，或0.95*CTEP ≤ CTEC ≤ 1.05*CTEP 。
玻璃材料的示例性CTE（在約25-300o C的溫度範圍上量測）的範圍可例如從約3 x 10-6 /o C至約11 x 10-6 /o C，例如從約4 x 10- 6 /o C至約10 x 10- 6 /o C、從約5 x 10- 6 /o C至約8 x 10- 6 /o C或從約6 x 10- 6 /o C至約7 x 10‑6 /o C，包括其間的所有範圍及子範圍。玻璃材料的示例性彈性模數的範圍可從約50 GPa至約90 GPa，例如從約60 GPa至約80 GPa，或從約70 GPa至約75 GPa，包括其間的所有範圍及子範圍。塑膠或聚合物材料的CTE的範圍可從約50x 10- 6 /o C至約80 x 10- 6 /o C，例如從約55 x 10- 6 /o C至約75 x 10- 6 /o C、從約60 x 10- 6 /o C至約70 x 10- 6 /o C，包括其間的所有範圍及子範圍。塑膠/聚合物材料的示例性彈性模數可低於玻璃的那些彈性模數，例如範圍從約1.5 GPa至約3 GPa，例如從約2 GPa至約2.5 GPa，包括其間的所有範圍及子範圍。如此，雖然塑膠/聚合物材料的CTE可能相較於玻璃的CTE是高的，此類材料之間的合適耦合由於塑膠/聚合物的低彈性模數而仍是可能的。在某些實例中，LGP或LCU中的至少一者具有小於5 GPa的彈性模數。
繼續參照圖 1-3 ，LGP（110 、210 、310 ）及/或LCU（120 、220 、320 ）可包括本領域中習知之用作顯示設備及其他類似設備中之元件（例如波導件）的任何材料。例如，LGP及/或LCU可包括塑膠（聚甲基丙烯酸鹽（PMMA））、聚合物、微結構（MS）材料或玻璃，僅舉數例。示例性玻璃可包括（但不限於）鋁矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼鋁硼矽酸鹽、鹼石灰及其他合適的玻璃。適於用作玻璃光導件之市售玻璃的非限制性實例例如包括來自康寧公司的EAGLE XG® 、LotusTM 、Willow® 、IrisTM 及Gorilla® 玻璃。在又進一步的實施例中，LGP可包括具有玻璃及塑膠兩者的複合LGP，因此，本文中僅參照玻璃LGP來描述的任何特定實施例不應限制同本文隨附之請求項的範圍。
某些非限制性玻璃成分可包括約50 mol%至約90 mol%之間的SiO2 、0 mol%至約20 mol%之間的Al2 O3 、0 mol%至約20 mol%之間的B2 O3 及0 mol%至約25 mol%之間的Rx O，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中的任何一者或更多者且x為2，或為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任何一者或更多者且x為1，且其中玻璃產生小於或等於2 dB/500 mm的吸收作用。在某些實施例中，玻璃包括小於1 ppm的Co、Ni及Cr中的各者。在某些實施例中，Fe的濃度＜約50 ppm、＜約20 ppm或＜約10 ppm。在其他實施例中，Fe + 30Cr + 35Ni ＜約60 ppm、Fe + 30Cr + 35Ni ＜約40 ppm、Fe + 30Cr + 35Ni ＜約20 ppm或Fe + 30Cr + 35Ni ＜約10 ppm。在其他實施例中，組成片包括約60 mol%至約80 mol%之間的SiO2 、約0.1 mol%至約15 mol%之間的Al2 O3 、0 mol%至約12 mol%的B2 O3 及約0.1 mol%至約15 mol%的R2 O及約0.1 mol%至約15 mol%的RO，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中的任何一者或更多者且x為2，或為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任何一者或更多者且x為1，且其中玻璃產生小於或等於2 dB/500 mm的吸收作用。在某些實施例中，玻璃產生小於0.006、小於0.005、小於0.004或小於0.003的色偏。
在其他實施例中，玻璃成分可包括約65.79 mol %至約78.17 mol%之間的SiO2 、約2.94 mol%至約12.12 mol%之間的Al2 O3 、約0 mol%至約11.16 mol%之間的B2 O3 、約0 mol%至約2.06 mol%之間的Li2 O、約3.52 mol%至約13.25 mol%之間的Na2 O、約0 mol%至約4.83 mol%之間的K2 O、約0 mol%至約3.01 mol%之間的ZnO、約0 mol%至約8.72 mol%之間的MgO、約0 mol%至約4.24 mol%之間的CaO、約0 mol%至約6.17 mol%之間的SrO、約0 mol%至約4.3 mol%之間的BaO及約0.07 mol%至約0.11 mol%之間的SnO2 。在某些實施例中，玻璃可產生＜ 0.015的色偏。在某些實施例中，玻璃可產生＜ 0.008、小於0.005或小於0.003的色偏。
在額外的實施例中，玻璃成分可包括0.95及3.23之間的Rx O/Al2 O3 比率，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中的任何一者或更多者且x為2。在進一步實施例中，玻璃成分可包括1.18及5.68之間的Rx O/Al2 O3 比率，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中的任何一者或更多者且x為2，或為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任何一者或更多者且x為1。在又進一步的實施例中，玻璃成分可包括-4.25及4.0之間的Rx O – Al2 O3 – MgO，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中的任何一者或更多者且x為2。在又進一步的實施例中，玻璃成分可包括約66 mol %至約78 mol%之間的SiO2 、約4 mol%至約11 mol%之間的Al2 O3 、約4 mol%至約11 mol%之間的B2 O3 、約0 mol%至約2 mol%之間的Li2 O、約4 mol%至約12 mol%之間的Na2 O、約0 mol%至約2 mol%之間的K2 O、約0 mol%至約2 mol%之間的ZnO、約0 mol%至約5 mol%之間的MgO、約0 mol%至約2 mol%之間的CaO、約0 mol%至約5 mol%之間的SrO、約0 mol%至約2 mol%之間的BaO及約0 mol%至約2 mol%之間的SnO2 。
在額外的實施例中，玻璃成分可包括約72 mol %至約80 mol%之間的SiO2 、約3 mol%至約7 mol%之間的Al2 O3 、約0 mol%至約2 mol%之間的B2 O3 、約0 mol%至約2 mol%之間的Li2 O、約6 mol%至約15 mol%之間的Na2 O、約0 mol%至約2 mol%之間的K2 O、約0 mol%至約2 mol%之間的ZnO、約2 mol%至約10 mol%之間的MgO、約0 mol%至約2 mol%之間的CaO、約0 mol%至約2 mol%之間的SrO、約0 mol%至約2 mol%之間的BaO及約0 mol%至約2 mol%之間的SnO2 。在某些實施例中，玻璃成分可包括約60 mol%至約80 mol%之間的SiO2 、約0 mol%至約15 mol%之間的Al2 O3 、約0 mol%至約15 mol%之間的B2 O3 及約2 mol%至約50 mol%之間的Rx O，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中的任何一者或更多者且x為2，或為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任何一者或更多者且x為1，且其中Fe + 30Cr + 35Ni ＜ 約60 ppm。
LGP及/或LCU亦可包括已化學強化（例如藉由離子交換）的玻璃。在離子交換程序期間，玻璃片表面處或附近之玻璃片內的離子可被交換為例如來自鹽浴的較大的金屬離子。將較大的離子納入玻璃可藉由在附近表面區域中產生壓縮應力來強化片體。可在玻璃片的中心區域內誘發相對應的拉應力以平衡壓縮應力。
可例如藉由將玻璃浸入熔融鹽浴中一預定時間段來實現離子交換。示例性鹽浴包括（但不限於）KNO3 , LiNO3 , NaNO3 , RbNO3 及其組合。熔融鹽浴的溫度及處理的時間段可變化。依據所需應用來決定時間及溫度是在本領域中具技藝者的能力之內的。藉由非限制性實例的方式，熔融鹽浴的溫度的範圍可從約400ºC至約800ºC，例如從約400ºC至約500ºC，且預定時間段的範圍可從約4至約24小時，例如從約4小時至約10小時，雖然其他溫度及時間組合是被設想的。藉由非限制性實例的方式，玻璃可例如以約450o C浸沒在KNO3 浴中約6小時，以獲取K富集層，該K富集層施加表面壓縮應力。
在某些實施例中，LGP及/或LCU可為透明或實質透明的。如本文中所使用的，用語「透明」要指示的是，LGP及/或LCU在約1 mm的厚度下在可見頻譜光區（420-750 nm）中具有大於約80%的透射率。例如，示例性的透明LGP及/或LCU在可見光範圍中可具有大於約85%的透射率，例如大於約90%、大於約92%或大於約95%的透射率，包括其間的所有範圍及子範圍。依據各種實施例，LCU在可見光區中可具有小於約80%的透射率，例如小於約70%、小於約60%或小於約50%，包括其間的所有範圍及子範圍。
在某些實施例中，示例性的透明LGP及/或LCU可包括小於1 ppm的Co、Ni及Cr中的各者。在某些實施例中，Fe的濃度＜約50 ppm、＜約20 ppm或＜約10 ppm。在其他實施例中，Fe + 30Cr + 35Ni ＜約60 ppm、Fe + 30Cr + 35Ni ＜約40 ppm、Fe + 30Cr + 35Ni ＜約20 ppm或Fe + 30Cr + 35Ni ＜約10 ppm。依據額外的實施例，示例性的透明LGP及/或LCU可包括＜ 0.015的色偏，或在某些實施例中可包括＜ 0.008的色偏。
可藉由使用針對色彩量測的CIE 1931標準沿試樣的長度L量測色度座標y上的變化來特徵化色偏。對於玻璃LGP而言，色偏值可被回報為Δy=y(L2 )-y(L1 )，其中L2 及L1 為沿面板或基板方向遠離發射源的Z位置，且其中L2 -L1 =0.5米。
依據各種實施例，LGP的一或更多個表面可佈有複數個光提取特徵（例如LGP的光發射主要面及/或相對主要面）。如本文中所使用的，用語「佈局」要指示的是，複數個構件及/或特徵以任何給定的圖樣或設計呈現在LGP的表面上，該圖樣或設計例如可為隨機的或佈置的、重複的或非重複的。例如，在光提取特徵的情況下，此類特徵可跨第二表面而分佈，例如作為構成粗化表面的紋理特徵。
在各種實施例中，呈現在LGP之表面上的光提取特徵可包括光散射部位。例如，LGP的光發射主要面或相對主要面可被紋理化、蝕刻、塗層、損傷及/或粗化以產生光提取特徵。如此方法的非限制性實例例如包括雷射損傷表面、酸蝕表面及將表面塗以TiO2 。在某些實施例中，雷射可皆用以將孔洞切進LGP及損傷第一及/或第二表面以產生光提取特徵。依據各種實施例，可以合適的密度佈局提取特徵以便產生實質均勻的照明。取決於玻璃表面中的特徵深度，光提取特徵可產生光的表面散射及/或體積散射。可例如藉由處理產生提取特徵時所使用的參數來控制這些特徵的光學特性。LGP可被處理為依據本領域中習知的方法來產生光提取特徵，例如共同審查及共同擁有的第PCT/US2013/063622號的國際專利申請案中所揭露的方法，該申請案的整體內容以引用方式併入本文中。
可使用波導件或光導件處理之領域中習知的任何方法來製造LCU。例如，具有長度LC 的材料片可在一個面上塗以反射薄膜且使用任何種類的裝置（例如切割鋸、線鋸、雷射，僅舉數例）切成厚度TC 的條帶。切割邊緣可被可選地拋光，或任何粗糙面可填以折射率匹配的聚合物，例如來自Honeywell公司的Accuglass T-11。LCU及LGP可接著接觸，且例如藉由在LGP及LCU之間施用黏著劑（例如聚合物或其他適型材料）及/或藉由以低溫加熱材料以形成黏結，來彼此黏著或黏結。
本文中所揭露的BLU可用在各種顯示設備中，包括（但不限於）LCD或用在電視、廣告、汽車及其他工業中的其他顯示器。本文中所揭露的BLU亦可用在任何合適的照明應用中，例如（但不限於）照明器具等等。
將理解的是，各種經揭露的實施例可涉及與該特定實施例連接描述的特定特徵、構件或步驟。亦將理解的是，雖然是關聯於一個特定實施例來描述，特定特徵、構件或步驟可以各種未說明的組合或排列互換或與替代性實施例結合。
亦要瞭解的是，如本文中所使用的，用語「該」、「一（a）」或「一（an）」指的是「至少一個」，且不應限於「只有一個」，除非明確地相反指示。因此，例如，對於「一光源」的指稱包括具有二或更多個如此光源的實例，除非上下文清楚地另有指示。同樣地，「複數」是要指示「多於一個」。如此，「複數個光源」包括二或更多個此類光源，例如三或更多個等等。
範圍在本文中可表達為從「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表達此類範圍時，實例包括從該一個特定值及/或至該另一特定值。類似地，當藉由使用先行詞「約」將值表達為近似值時，將瞭解的是，該特定值形成另一態樣。將進一步瞭解的是，範圍中之各者的端點相對於另一端點及獨立於另一端點而言皆是顯著的。
如本文中所使用的用語「實質」、「實質地」及其變化係欲註記的是，所述特徵係相等或大約相等於一值或說明。例如，「實質平坦」的表面是要指示平坦或大約平坦的表面。如本文中所使用的，用語「實質類似」要指示的是，兩個值大約是相等的，例如在彼此約5%內，或在某些情況下在彼此約2%內。例如，在1.5之折射率的情況下，實質類似的折射率的範圍可從約1.425至約1.575。
除非原本明確表明，絕不欲本文中所闡述的任何方法被建構為需要其步驟以特定順序執行。據此，凡方法請求項實際上並不記載要由其步驟所遵循的順序或在請求項或說明書中原本未具體表明將步驟限於特定順序，絕不欲推斷任何特定順序。
雖然可使用傳統用句「包括」來揭露特定實施例的各種特徵、構件或步驟，要瞭解的是，係隱含替代性實施例（包括可能使用傳統用句「包含」或「實質包含」來描述的那些實施例）。例如，因此，對於包括A+B+C之設備所隱含的替代性實施例包括設備包含A+B+C的實施例及設備實質包含A+B+C的實施例。
對於本領域中具技藝者而言將是清楚的是，可在不脫離本揭示案之精神及範圍的情況下對本揭示案作出各種更改及變化。因為併入本揭示案之精神及本質之所揭露實施例的修改組合、子組合及變化對於先前技術中具技藝者而言是可能發生的，本揭示案應被建構為包括隨附請求項及其等效物之範圍內的一切事物。
以下實例要是非限制性的及僅為說明性的，其中本發明的範圍是由請求項所定義的。實例 實例1
具有與圖 1 中所描繪的配置類似之配置的示例性背光單元是使用具有1.497之折射率（np ）（在589.3 nm下）及1.1 mm之厚度（TP ）的Corning® IrisTM LGP來備製的。LGP的光入射面不是去角的。具有朗伯角光分佈之具有1.66 mm之有效高度（HL ）的LED光源距LGP 0.1 mm而定位。LED之背表面上的反射器為具有60%反射率的朗伯反射器，而LED之頂及底面上的反射器為具有96%反射率的朗伯反射器。
LCU的反射面塗有具有96%反射率的鏡面反射體。LCU的折射率從1.2到1.6變化，厚度從0.56 mm到0.68 mm變化，而長度從0.1 mm到5 mm變化。是使用基於Zemax光學建模軟體的射線追蹤模型來研究光耦合效率上之這些變化的效應。在與耦合器相對之LGP的邊緣處偵測耦合至LGP的光，以確保僅偵測被發射或引導的光。是藉由使用分別具有紅色、綠色及藍色波長的三個雷射量測商用的7040 LED來決定LED表面本身的反射率。量測結果指示的是，LED表面反射率對於所有三個波長而言約為60%且與LED驅動電壓不相關。
圖 4A 為作為LCU之長度的函數之光耦合效率的繪圖，該LCU具有1.337的折射率（nc ）（例如nc ＜ np ）。不使用LCU的情況下的光耦合效率約為63%，而使用LCU情況下的光耦合效率的範圍從約70-84%。例如，對於0.56 mm的LCU高度而言，可在範圍從1.4到3 mm的LCU長度下達到大於83%的耦合效率。如可從繪圖理解的，光耦合效率隨著耦合器厚度（TC ）增加而減少。例如，TC =0.56 (TC + TP = HL )下的光耦合效率高於TC =0.62或TC =0.68 (TC + TP ＞ HL )下的光耦合效率。並且，對於所研究的LCU厚度，針對約2.2 mm的LCU長度觀察到了最佳的光耦合效率，而光耦合效率在大於2.6 mm的LCU長度下減少。相信的是，較長LCU長度下之耦合效率上的減少可能是由於從LGP將光耦合回進LCU。
圖 4B 為作為LCU之長度的函數之光耦合效率的繪圖，該LCU具有1.497的折射率（nc ）（例如nc = np ）。相較於圖 4A （nc ＜ np ）中的70-84%，使用這些LCU的光耦合效率的範圍從約68-79%。相較於圖 4A ，觀察到的是，最大耦合效率降低約5%。與圖 4A 類似，觀察到光耦合效率隨著耦合器厚度（TC ）增加而減少。不像圖 4A ，針對大於1.6 mm的LCU長度觀察到耦合效率拉平。
圖 5A 為作為LCU之折射率的函數之光耦合效率的繪圖，該LCU具有0.56的厚度（TC ）（例如TC + TP = HL ）及2 mm或5 mm的長度（LC ）。針對2mm的LCU長度，在約1.34之LCU折射率的情況下達到約84%的最大耦合效率，且針對範圍從1.25到1.42的LCU折射率觀察到了大於82%的耦合效率。隨著LCU長度增加（LC = 5 mm），觀察到的是，最大耦合效率是較低的，且尖峰偏移至較高的LCU折射率。並且，不論耦合器的長度，在小於LGP之折射率的折射率nc 下達到了最大光耦合效率，且一旦折射率nc 接近且超越LGP的折射率np 則光耦合效率減少。
針對具有不同折射率np 的LGP，圖 5B 為作為LCU之折射率的函數之光耦合效率的繪圖，該LCU具有0.56的厚度（TC ）（例如TC + TP = HL ）及2 mm的長度（LC ）。觀察到的是，LCU的最佳折射率（nc* 最佳 ）（例如發生最大光耦合效率的折射率nc ）對於具有不同折射率np 的LGP而言是不同的。在1.337、1.3374及1.569LCU之折射率的情況下分別達到了具有1.437、1.497及1.569之折射率之LGP的最大耦合效率。在圖 5C 中，針對圖 5B 中所呈現的資料，np 及nc 之間的差異（np -nc* 最佳 ）被繪製為LGP之折射率np 的函數且以趨勢線契合。如可藉由繪圖所理解的，在np 及np -nc* 最佳 之間存在一定關係，使得折射率np 及nc 之間的最佳差異隨著LGP折射率np 增加而線性增加。 實例2
具有與圖 2 中所描繪的配置類似之配置的示例性背光單元是使用具有1.497之折射率（np ）（在589.3 nm下）及1.1 mm之厚度（TP ）的Corning® IrisTM LGP來備製的。LGP之光入射面的兩個轉角被去角（45o ，h=0.1 mm），使得光入射面的厚度tP 為0.9 mm。LED光源距LGP 0.01 mm而定位。所有其他參數及模型與上述實例1中的那些參數及模型相同。
圖 6A 為作為LCU之長度的函數之光耦合效率的繪圖，該LCU具有1.337的折射率（nc ）（例如nc ＜ np ）。不使用LCU的光耦合效率大約為61.6%（相較於圖 4A 中之非去角LGP的63%），而使用LCU的光耦合效率的範圍從約66-80%（相較於圖 4A 中之非去角LGP的70-84%）。圖 6A 中的光耦合效率曲線被觀察到具有與圖 4A 的那些形狀相同的形狀，但即使LED及LGP之間的間隙對於去角LGP而言是較小的，耦合效率平均而言相較於針對非去角LGP所觀察到的耦合效率而言低約3.5%。然而，對於0.56 mm厚的LCU而言，在範圍從1.8-2.7 mm的LCU長度下仍觀察到了大於80%的耦合效率。再次觀察到光耦合效率隨著耦合器厚度（TC ）增加而減少。針對約2.2 mm的LCU長度觀察到了最佳的光耦合效率，而光耦合效率在大於2.6 mm的LCU長度下減少。
圖 6B 為作為LCU之長度的函數之光耦合效率的繪圖，該LCU具有1.497的折射率（nc ）（例如nc = np ）。相較於圖 6A （nc ＜ np ）中的66-80%，使用這些LCU的光耦合效率的範圍從約66-76%。相較於圖 5B ，光耦合效率平均而言相較於針對非去角LGP所觀察到的光耦合效率而言低約2%。與圖 6A 類似，觀察到光耦合效率隨著耦合器厚度（TC ）增加而減少。不像圖 6A ，針對大於1.6 mm的LCU長度觀察到耦合效率拉平。 示例3
具有與圖 3 中所描繪的配置類似之配置的示例性背光單元是使用具有1.497之折射率（np ）（在589.3 nm下）及1.1 mm之厚度（TP ）的Corning® IrisTM LGP來備製的。LGP的光入射面不是去角的。LCU的厚度（TC ）為0.56 mm而長度（LC ）為2mm。LCU的第二表面不與LGP的光發射面平行，且這方面的傾斜角（Θ）對於具有折射率nc = 1.377或1.497的單元而言從—-8o 到+8o 而變化。所有其他參數及模型與上述實例1中的那些參數及模型相同。
針對具有1.337或1.497之折射率（nc ）的LCU，圖 7 為作為傾斜角的函數之光耦合效率的繪圖。隨著傾斜角從-8o 到+8o 增加，所觀察到的是，耦合效率針對nc = 1.337在79.8%到84%之間變化及針對nc = 1.497在74.5%及81.8%之間變化。一般而言，觀察到的是，相較於負傾斜角，正傾斜角的耦合效率是較大的。對於nc = 1.337，是在傾斜角Θ = 2o 下觀察到最大耦合效率，而對於nc = 1.497，是在傾斜角Θ = 5.5o 下觀察到最大耦合效率。
100‧‧‧背光單元 110‧‧‧光導板（LGP） 111‧‧‧光入射邊緣面 112‧‧‧光發射主要面 113‧‧‧相對的主要面 120‧‧‧光耦合單元（LCU） 121‧‧‧光入射邊緣面 122‧‧‧第二表面 123‧‧‧第一表面 124‧‧‧相對的光反射邊緣面 130‧‧‧光源 140‧‧‧反射薄膜或塗層 150a‧‧‧薄膜 150b‧‧‧薄膜 150c‧‧‧薄膜 160‧‧‧光循環腔 200‧‧‧背光單元 210‧‧‧LGP 211‧‧‧光入射邊緣面 212‧‧‧光發射主要面 213‧‧‧相對主要面 215‧‧‧去角 220‧‧‧LCU 221‧‧‧光入射邊緣面 222‧‧‧第二表面 223‧‧‧第一表面 224‧‧‧相對的光反射邊緣面 230‧‧‧光源 240‧‧‧反射薄膜或塗層 250a‧‧‧薄膜 250b‧‧‧薄膜 250c‧‧‧薄膜 260‧‧‧循環腔 300‧‧‧背光單元 310‧‧‧LGP 311‧‧‧光入射邊緣面 312‧‧‧光發射主要面 320‧‧‧LCU 321‧‧‧光入射邊緣面 322‧‧‧第二表面 323‧‧‧第一表面 324‧‧‧反射邊緣面 330‧‧‧光源 340‧‧‧反射薄膜或塗層 350a‧‧‧薄膜 350b‧‧‧薄膜 350c‧‧‧薄膜 360‧‧‧光循環腔 G‧‧‧間隙 h‧‧‧高度 HL‧‧‧ 高度 LC‧‧‧ 長度 TC‧‧‧ 厚度 tp‧‧‧ 厚度 TP‧‧‧ 厚度 Θ‧‧‧傾斜角
在與以下繪圖結合閱讀時可進一步瞭解以下詳細說明，其中若可能，則類似的參考標號指類似的元件，要瞭解隨附的圖式並不一定是依比例繪製。
圖 1 繪示依據本揭示案之實施例的背光單元；
圖 2 繪示依據本揭示案之額外實施例的背光單元；
圖 3 繪示依據本揭示案之進一步實施例的背光單元；
針對光導板及光耦合單元具有不同折射率的實施例，圖 4A 為圖 1 之背光單元配置之光耦合效率的繪圖，該光耦合效率作為光耦合單元長度的函數；
針對光導板及光耦合單元具有相同折射率的實施例，圖 4B 為圖 1 之背光單元配置之光耦合效率的繪圖，該光耦合效率作為光耦合單元長度的函數；
圖 5A 為圖 1 之背光單元配置之光耦合效率的繪圖，該光耦合效率作為光耦合單元之折射率的函數；
針對具有變化之折射率的光導板，圖 5B 為圖 1 之背光單元配置之光耦合效率的繪圖，該光耦合效率作為光耦合單元之折射率的函數；
圖 5C 為光導板的折射率及光耦合單元的最佳折射率間之差異的繪圖，該差異作為光導板之折射率的函數；
針對光導板及光耦合單元具有不同折射率的實施例，圖 6A 為圖 2 之背光單元配置之光耦合效率的繪圖，該光耦合效率作為光耦合單元長度的函數；
針對光導板及光耦合單元具有相同折射率的實施例，圖 6B 為圖 2 之背光單元配置之光耦合效率的繪圖，該光耦合效率作為光耦合單元長度的函數；及
圖 7 為圖 3 之背光單元配置之光耦合效率的繪圖，該光耦合效率作為光耦合單元之頂面之傾斜角的函數。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無
200‧‧‧背光單元
210‧‧‧LGP
211‧‧‧光入射邊緣面
212‧‧‧光發射主要面
213‧‧‧相對主要面
215‧‧‧去角
220‧‧‧LCU
221‧‧‧光入射邊緣面
222‧‧‧第二表面
223‧‧‧第一表面
224‧‧‧相對的光反射邊緣面
230‧‧‧光源
240‧‧‧反射薄膜或塗層
250a‧‧‧薄膜
250b‧‧‧薄膜
250c‧‧‧薄膜
260‧‧‧循環腔
G‧‧‧間隙
h‧‧‧高度
HL‧‧‧高度
LC‧‧‧長度
TC‧‧‧厚度
tp‧‧‧厚度
TP‧‧‧厚度

Claims (19)

  1. 一種背光單元，包括： 一光導板，包括一光發射主要面、一相對主要面、一第一光入射邊緣面及一相對邊緣面； 一光耦合單元，包括一第二光入射邊緣面、一相對的光反射邊緣面、一第一表面及一相對的第二表面； 及至少一個光源，光耦合至該第一及第二光入射邊緣面， 其中該光耦合單元之該第一表面的至少一部分與該光導板之該光發射主要面或相對主要面的至少一部分實體接觸。
  2. 如請求項1所述之背光單元，其中該光耦合單元的該光反射邊緣面包括一反射薄膜或塗層。
  3. 如請求項1所述之背光單元，其中該至少一個光源在一頂面、一底面及一背表面中的至少一者上包括一反射薄膜。
  4. 如請求項3所述之背光單元，其中該光源在該頂面、底面及背表面中的各者上包括一反射薄膜。
  5. 如請求項1所述之背光單元，其中該至少一個光源的一高度小於或等於該光導板及該光耦合單元的一結合的厚度。
  6. 如請求項1所述之背光單元，其中該光耦合單元的一長度小於5 mm。
  7. 如請求項1所述之背光單元，其中該光耦合單元的該第一及第二表面與該光導板的該光發射主要面平行。
  8. 如請求項1所述之背光單元，其中該光耦合單元的該第一表面及第二表面是不平行的，且其中該第二表面具有範圍從-10o 到+10o 的一傾斜角。
  9. 如請求項1所述之背光單元，其中該光導板的該第一光入射邊緣面是去角的。
  10. 如請求項9所述之背光單元，其中該去角角度的範圍是從約10o 到約60o 。
  11. 如請求項1所述之背光單元，其中該光導板的一折射率（np ）與該光耦合單元的一折射率（nc ）不同。
  12. 如請求項11所述之背光單元，其中np 大於nc 。
  13. 如請求項11所述之背光單元，其中0.25np + 0.77 ≤ nc ≤ 0.25nP + 1.18。
  14. 如請求項1所述之背光單元，其中該光耦合單元的一熱膨脹係數及該光導板的一熱膨脹係數之間的一差異小於30%。
  15. 如請求項1所述之背光單元，其中該光導板或光耦合單元中的至少一者的一彈性模數小於5 GPa。
  16. 如請求項1所述之背光單元，其中該光導板及該光耦合單元中的至少一者包括一玻璃、玻璃陶瓷、塑膠或聚合物材料。
  17. 如請求項1所述之背光單元，其中該光導板及該光耦合單元中的至少一者具有在範圍從約420 nm至約750 nm的一可見波長下至少約80%的一光透射率。
  18. 一種背光單元，包括： 一光導板，包括一光發射主要面、一相對的主要面及一第一光入射邊緣面； 一光耦合單元，與該光導板之該光發射主要面或相對主要面的至少一部分實體接觸，該光耦合單元包括一第二光入射邊緣面及一相對的光反射邊緣面； 至少一個光源，光耦合至該第一及第二光入射邊緣面；及 一光循環腔，由該光耦合單元的該光反射邊緣面及該光源之一頂、底及背表面中的各者上的一反射薄膜所定義。
  19. 一種電子設備、顯示設備或照明設備，包括如請求項1或18所述之背光單元。
TW106111489A 2016-04-08 2017-04-06 包括薄光導板與光耦合單元的背光單元 TW201738629A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662320052P 2016-04-08 2016-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201738629A true TW201738629A (zh) 2017-11-01

Family

ID=58549269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106111489A TW201738629A (zh) 2016-04-08 2017-04-06 包括薄光導板與光耦合單元的背光單元

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20190107662A1 (zh)
EP (1) EP3440404A1 (zh)
JP (1) JP2019514167A (zh)
KR (1) KR20180126597A (zh)
CN (1) CN109073199A (zh)
TW (1) TW201738629A (zh)
WO (1) WO2017176691A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019231901A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-05 Corning Incorporated Display device, backlight unit and light coupling device therefor
KR20200107027A (ko) * 2019-03-05 2020-09-16 삼성디스플레이 주식회사 증강 현실 제공 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819253B1 (ko) * 2006-07-19 2008-04-02 삼성전자주식회사 휴대 단말기용 백라이트 유닛
TW200827852A (en) * 2006-12-28 2008-07-01 Ind Tech Res Inst Coupling device
JP2010050064A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Citizen Electronics Co Ltd 導光板、面状ライトユニット及び表示装置並びに導光板の製造方法
WO2010070821A1 (ja) * 2008-12-16 2010-06-24 オムロン株式会社 面光源装置
CN103244869A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 胜华科技股份有限公司 光源装置
US8894266B2 (en) * 2012-02-14 2014-11-25 Dongguan Masstop Liquid Crystal Display Co., Ltd. Light guide device
DE112013004466B4 (de) * 2012-09-13 2021-11-11 Mitsubishi Electric Corporation Flächenlichtquellenvorrichtung und Anzeigevorrichtung unter Verwendung derselben
JP5920145B2 (ja) * 2012-09-27 2016-05-18 豊田合成株式会社 線状光源及び面状光源
CN104749686A (zh) * 2015-04-02 2015-07-01 苏州胜利精密制造科技股份有限公司 一种复合导光板及其液晶显示模组

Also Published As

Publication number Publication date
CN109073199A (zh) 2018-12-21
EP3440404A1 (en) 2019-02-13
US20190107662A1 (en) 2019-04-11
KR20180126597A (ko) 2018-11-27
JP2019514167A (ja) 2019-05-30
WO2017176691A1 (en) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7266584B2 (ja) ２ｄローカルディミングを備えた直接発光バックライトユニット
TWI772501B (zh) 用於直接發光的背光的多層反射器
CN110140009B (zh) 微结构化和图案化光导板及包含该光导板的装置
TWI739952B (zh) 微結構化光導板及包含其之裝置
EP3469252A1 (en) Microstructured and patterned light guide plates and devices comprising the same
TW201802549A (zh) 微結構化光導板及包含其的裝置
TW201814340A (zh) 邊緣光照導光板以及包含彼之裝置
WO2018144509A1 (en) Backlight unit with 2d local dimming
TW201835621A (zh) 包含光學操作特徵的光導組件
TW201738629A (zh) 包括薄光導板與光耦合單元的背光單元
TW201837559A (zh) 包括整合背光單元及顯示面板的裝置
TW201908788A (zh) 包括玻璃導光板及耦合介質的背光單元
TW201947301A (zh) 具有改善的2d局部調暗的背光單元