TW201837559A - 包括整合背光單元及顯示面板的裝置 - Google Patents

包括整合背光單元及顯示面板的裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201837559A
TW201837559A TW107105725A TW107105725A TW201837559A TW 201837559 A TW201837559 A TW 201837559A TW 107105725 A TW107105725 A TW 107105725A TW 107105725 A TW107105725 A TW 107105725A TW 201837559 A TW201837559 A TW 201837559A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
integrated device
guide plate
substrate
light guide
Prior art date
Application number
TW107105725A
Other languages
English (en)
Inventor
向東 米
史蒂芬Ｓ 羅森布魯姆
Original Assignee
美商康寧公司
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 美商康寧公司 filed Critical 美商康寧公司
Publication of TW201837559A publication Critical patent/TW201837559A/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
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0088—Positioning aspects of the light guide or other optical sheets in the package
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0056—Means for improving the coupling-out of light from the light guide for producing polarisation effects, e.g. by a surface with polarizing properties or by an additional polarizing elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本文揭示包括背光組件及顯示組件的整合裝置。背光組件包含導光板及包括至少一個光學穿透區域的圖案化光學部件，顯示組件包括至少一個光學穿透孔。光學穿透區域與光學穿透孔至少部分地對準。

Description

包括整合背光單元及顯示面板的裝置
此申請案根據專利法主張於2017年2月21日申請之美國臨時申請案序號第62/461,339號之優先權之權益，如同以下完整記載般，依據該案之內容且將該案之內容以其全文引用方式併入本文。
本揭示案大致上關於包括整合的背光單元及顯示面板的裝置，且更具體而言關於薄的整合顯示裝置。
液晶顯示器(LCD)經常用於各種電子裝置，如手機、筆記型電腦、電子平板電腦、電視機及電腦顯示器。然而，與其他顯示裝置相比，在亮度、對比度、效率及視角方面，液晶顯示器可能受限制。例如，為了與其他顯示技術競爭，於習知液晶顯示器中持續需要更高的對比度、色域(color gamut)及亮度同時亦平衡功率需求及裝置尺寸（例如，厚度）。
液晶顯示器通常包括背光單元(BLU)及顯示面板。背光單元可包括數個光學部件，如導光板(LGP)、一或更多個擴散膜及一或更多個準直膜。每個擴散膜及準直膜皆需要相鄰層之間的氣隙以正常運作。額外的部件氣隙增加整體液晶顯示器之厚度，並且亦可能阻止背光單元與顯示面板之有效整合。嘗試整合背光單元及顯示面板已包含僅沿邊緣將背光單元與顯示面板之光學部件接合。然而，這些方法造成不利的弱黏合強度。另外，若光學膜在變化的操作溫度下膨脹或收縮不同，則可能在裝置內發生翹曲。亦已考量「無膜片」(Sheetless)背光單元，例如，沒有準直膜的背光單元；然而，上述背光單元遭受差的亮度均勻性及/或仍需要阻止了與顯示面板完全整合的氣隙。
因此，提供包括與顯示面板整合的背光單元的顯示裝置將為有利的，例如，在顯示面板與背光單元這兩個部件之間沒有氣隙。提供包括儘可能少的光學膜的背光單元亦為有利的，因此減少背光單元之整體厚度。提供具有減少的部件數量、減少的整體厚度及/或重量、減少的整體成本及/或改善的機械強度的顯示器將更為有利的。
在各種實施例中，本揭示案關於包括背光組件及顯示組件的整合裝置。背光組件包括導光板及圖案化光學部件，該導光板具有發光第一主表面及相對的第二主表面，該圖案化光學部件光學耦合至該導光板之第一主表面，該光學部件包括至少一個光學反射區域及至少一個光學穿透區域。顯示組件包括第一基板、第二基板及設置於其間的光調變層(light modulation layer)，以及至少一個光學穿透孔，其中該至少一個光學穿透孔與該圖案化光學部件之該至少一個光學穿透區域至少部分地對準。
根據各種實施例，整合裝置可包括至少一個偏光片，如吸收或反射偏光片。在某些實施例中，光調變層可包括液晶層。顯示組件之第一基板及第二基板可具有不同的厚度，例如，第一基板可比第二基板厚。在非限制實施例中，圖案化光學部件可接合至導光板之第一主表面或沉積於導光板之第一主表面上。圖案化光學部件可包括具有交替的較高折射率及較低折射率的介電層之堆疊，並且亦可任選地包括金屬層。導光板可包括至少一個光提取特徵、至少一個微結構或兩者。示例性光提取特徵包含擴散顆粒層或複數個離散的稜狀元件。
背光組件與顯示組件可接合在一起，例如，藉由至少一個中間層。中間層可包括黏合劑層、偏光片、色彩轉換層或上述之組合。在各種實施例中，在顯示組件與背光組件之間不存在準直膜及/或擴散膜。根據另外的實施例，在顯示組件與背光組件之間不存在氣隙。
在某些實施例中，整合裝置可進一步包括耦合至導光板的至少一個光源，該光源可發射藍光或白光。整合裝置亦可包括彩色濾光層(color filter layer)、色彩轉換層或TFT陣列中之至少一者。示例性整合裝置可包含顯示、照明或電子裝置。
本揭示案之附加特徵及優點將於以下的實施方式中記載，並且部分地對於本領域熟知技術者而言從該實施方式將為顯而易見的，或藉由實踐本文所述的方法而認知，本文包含以下的實施方式、申請專利範圍以及附圖。
應理解，前述一般性描述及以下實施方式兩者呈現本揭示案之各種實施例，且欲提供用以理解申請專利範圍之本質及特性的概要或架構。本文包含附圖以提供進一步理解本揭示案，且附圖併入此說明書中且構成此說明書之一部分。圖式繪示本揭示案之各種實施例，且圖式與說明一起用以解釋本揭示案之原理及操作。
本文揭示包括背光組件及顯示組件的整合裝置。背光組件包括導光板及圖案化光學部件，該導光板具有發光第一主表面及相對的第二主表面，該圖案化光學部件光學耦合至該導光板之第一主表面，該光學部件包括至少一個光學反射區域及至少一個光學穿透區域。顯示組件包括第一基板、第二基板及設置在其之間的光調變層以及至少一個光學穿透孔，其中該至少一個光學穿透孔與該圖案化光學部件之該至少一個光學穿透區域至少部分地對準。本文所述的整合裝置可包含顯示、照明及電子裝置，例如，僅舉幾例，電視機、電腦、電話、平板電腦及其他顯示面板、照明器具、固態照明器、廣告牌及其他建築元件。
現將參照第 1 圖 ~ 第 3 圖 討論本揭示案之各種實施例，第 1 圖 ~ 第 3 圖 繪示示例性整合裝置及其部件。以下一般性描述欲提供所主張的裝置之概述，並且將參照非限制性描繪的實施例貫穿本揭示案更具體地討論各種態樣，這些實施例在本揭示案之上下文內可彼此互換。
第 1A 圖 繪示包括背光組件100A 及顯示組件100B 的整合裝置100 。背光組件100A 可包括導光板110 ，導光板110 包含發光第一主表面115 、光入射邊緣表面120 及與第一主表面115 相對的第二主表面125 。如本文所使用的，「發光」主表面欲表示面對使用者或觀看者的表面，例如，「面向前方的」表面，而相對的主表面背向使用者，例如，「面向後方的」表面。
在一些實施例中，至少一個光源130 可光學耦合至光入射邊緣表面120 ，例如，位於鄰近導光板110 之邊緣表面120 處以提供側光式(edge-lit)配置。額外的光源（未繪示）亦可光學耦合至導光板110 之其他邊緣表面，如相鄰或相對的邊緣表面。在進一步實施例中，一或更多個光源可光學耦合至導光板110 之第二主表面125 以提供直下式(direct-lit)配置。在一些實施例中，導光板110 亦可包括其中可放置一或更多個光源的一或更多個凹部或孔，例如，如在2017年1月31日申請的美國臨時專利申請案序號第62/452,470且標題為「具有2D局部調光的背光單元(BACKLIGHT UNIT WITH 2D LOCAL DIMMING)」中所述，將該案之內容併入本文。在各種實施例中，光源130 可發射藍光、UV或近UV光（約100~500 nm），或光源130 可發射白光，例如，具有可見波長（約420~750 nm）之組合的光。
圖案化光學部件135 可光學耦合至導光板110 之第一主表面115 。圖案化光學部件135 可包括至少一個光學反射區域135a 及至少一個光學穿透區域135b ，光學反射區域135a 經配置以反射從導光板110 接收的光，光學穿透區域135b 經配置以穿透從導光板110 接收的光。在一些實施例中，圖案化光學部件135 可接合至第一主表面115 、沉積於第一主表面115 上或以其他方式附著至第一主表面115 。如本文所使用的，用語「圖案化」欲表示光學部件以任何給定的圖案或設計存在於第一主表面上，其可例如為隨機或排列的、重複的或不重複的、均勻的或不均勻的。圖案可界定反射率區域及穿透率區域，例如，反射材料可存在於一些區域中並且在其他區域中不存在，以適當地在期望位置形成光學穿透區域135b ，例如，與顯示面板100B 之光學穿透孔165b 至少部分地對準。儘管第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 繪示以均勻間隔的規則交替圖案的光學反射區域165a 及光學穿透區域165b ，但這些區域可以任何期望的順序排列並且可具有任何尺寸及/或間隔。
如本文所使用的，用語「光學耦合」欲表示部件相對於導光板定位，使得光可從該部件傳播至導光板，反之亦然。例如，可將光源定位於導光板之表面處或其附近以便將光引入導光板中，而可將光學部件定位於導光板之表面處或其附近以便從導光板接收光及/或將光穿透至導光板。即使光源或光學部件不直接與導光板實體接觸，光源或光學部件亦可光學耦合至導光板。
在各種實施例中，圖案化光學部件135 之光學反射區域135a 可具有大於約85%的光學反射率，如大於約90%、大於約95%、大於約98%或大於約99%，例如，於從約85%至約99%的範圍中的反射率，包含介於其間的所有範圍及子範圍。在一些實施例中，例如，當導光板110 光學耦合至發射藍光的光源時，光學反射區域135a 可經配置為對藍光具有高反射率。如本文所使用的，用語「光反射」、「光學反射」及其變化欲表示區域或部件反射至少85%的入射在其上的光，如具有可見波長（約420~750 nm）的光。
圖案化光學部件135 之光學穿透區域135b 可具有大於約80%的光學穿透率，如大於約85%、大於約90%或大於約95%，例如，於從約80%至約95%的範圍中，包含介於其間的所有範圍及子範圍。如本文所使用的，用語「光穿透」、「光學穿透」及其變化欲表示區域、孔或部件穿透至少80%的入射在其上的光，如具有可見波長（約420~750 nm）的光。因此，在一些實施例中，光學穿透區域或孔可具有小於約20%的光學吸收率及/或光學反射率。
圖案化光學部件135 之光學反射區域135a 可包括本領域已知用於顯示裝置的任何反射材料。例如，反射材料可為鏡面反射片，例如3M出售的VikuitiTM ESR。另外的材料可包含金屬膜或箔，如金、銀、鉑、銅、鎳、鈦、鋁、其合金及類似者。在替代實施例中，如第 2 圖 所繪示，反射區域135a 可包括交替的低折射率材料L 及高折射率材料H 之堆疊。材料L 及H 可包括介電材料。上述堆疊亦可包括金屬層M 以增強區域135a 之反射率。當然，第 2 圖 中描繪的實施例僅為示例性且並不欲限制所附申請專利範圍。例如，可以任何順序包含更多或更少的層L 及H ，並且若期望的話，則可不存在任選的金屬層M 。
在第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 中藉由虛線描繪自光源130 的光發射之示例性方向。注入導光板的光可由於全內反射(TIR)而沿著導光板之長度傳播，直到光以小於臨界角的入射角照射界面。全內反射(TIR)為在包括第一折射率的第一材料（例如，玻璃、塑膠等）中傳播的光可在與包括比第一折射率低的第二折射率的第二材料（例如，空氣等）的界面處被全反射的現象。可使用司乃爾定律(Snell’s law)來解釋全內反射：其描述在不同折射率的兩種材料之間的界面處的光折射。根據司乃爾定律，n1 為第一材料之折射率，n2 為第二材料之折射率，Θi 為在界面處入射的光相對於界面之法線的角度（入射角），及Θr 為折射光相對於法線的折射角。當折射角(Θr )為90o 時，例如，sin(Θr ) = 1，司乃爾定律可表示為：在這些條件下的入射角Θi 亦可被稱為臨界角Θc 。具有大於臨界角的入射角（Θi ＞ Θc ）的光將在第一材料內被全內反射，而具有等於或小於臨界角的入射角（Θi ≤ Θc ）的光大部分將被第一材料穿透。
在空氣（n1 =1）與玻璃（n2 =1.5）之間的示例性界面之情況下，臨界角（Θc ）可經計算為42o 。因此，若在玻璃中傳播的光以大於42o 的入射角照射空氣─玻璃界面，則所有的入射光將以等於入射角的角度從界面反射。若反射光遇到包括如第一界面的折射率關係的第二界面，則入射至第二界面上的光將再次以等於入射角的反射角反射。
至少一個光提取特徵140 可形成於導光板110 之第二主表面125 上或導光板110 之基質內，例如，在第二主表面125 下。例如，導光板110 之第二主表面125 可經圖案化而具有複數個光提取特徵140 。光提取特徵140 可分佈在表面上作為構成粗糙化表面或凸起表面的紋理特徵，或可分佈在導光板110 或其部分內並且貫穿導光板110 或其部分，例如，作為雷射損傷的特徵。在一些實施例中，光提取特徵140 可包括光擴散顆粒或光擴散顆粒層，如擴散白漆(white paint)。當產生接近朗伯特(Lambertian)分佈時，在不採用如BEF的準直膜的情況下產生整合顯示器為可能可行的。
在其他實施例中，光提取特徵140 可包括離散的稜狀元件或複數個上述元件，其在實質上與導光板110 之第一主表面115 垂直的方向上重定向光。光提取特徵140 可具有任何剖面輪廓，其可將導光板內部的光重定向而主要朝向法線方向。在各種實施例中，此舉可促使生產沒有如BEF的準直膜的整合顯示器。如此剖面輪廓之一個非限制實例為具有兩個可相同或不同的底角(base angle)以及頂角(apex angle)（亦稱為夾角）的凹稜鏡。在某些實施例中，兩底角可等於約50o 並且頂角可等於約80o 。根據另外的實施例，底角可於從約48o 至約52o 的範圍中，如從約49o 至約51o ，並且頂角可於從約76o 至約83o 的範圍中，如從約77o 至約82o 、從約78o 至約81o 或從約79o 至約80o ，包含介於其間的所有範圍及子範圍。在各種實施例中，凹稜鏡可為不對稱的，亦即，兩個底角可具有不同的值。可在導光板之基質內形成凹稜鏡，例如，從第二表面向內延伸，或可在塗佈至導光板之第二主表面的塗層、層或膜上或內形成凹稜鏡。
光提取特徵140 可包括至少一個尺度（例如，寬度、高度、長度等），其小於約100微米(μm)，如小於約75 μm、小於約50 μm、小於約25 μm、小於約10 μm或更小，包含介於其間的所有範圍及子範圍，例如，於從約1 μm至約100 μm的範圍中。根據各種實施例，提取特徵140 可以適合的密度來圖案化，以便產生在導光板110 之發光表面115 各處實質上均勻的光輸出強度。在某些實施例中，靠近光源130 的光提取特徵140 之密度可低於從光源130 進一步遠離的點處的光提取特徵140 之密度（如第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 中繪示），反之亦然，如從一端至另一端的梯度，以適當地在導光板110 各處產生期望的光輸出分佈。
用於產生上述光提取特徵的適合的方法可包含印刷（如噴墨印刷、絲網印刷、縮印刷(microprinting)及類似者）、紋理化、機械粗糙化、蝕刻、射出成型、塗佈、雷射損傷或上述之任何組合。例如，可藉由在共同審理中及共同擁有的國際專利申請號PCT/US2013/063622及PCT/US2014/070771（將各申請案之內容以其全文引用方式併入本文）中揭示的方法來形成光提取特徵140 。適合的方法之非限制實例亦包含，例如，將表面酸蝕刻、由TiO2 塗佈表面以及藉由將雷射聚焦於表面上或在基質內使基板雷射損傷。
示例性雷射包含但不限於Nd:YAG雷射、CO2 雷射及類似者。雷射之操作參數如雷射功率、脈衝持續時間、脈衝能量及其他變數可取決於期望的光提取特徵輪廓而變化。在一些實施例中，脈衝持續時間可於從約1微秒(μs)至約1000微秒的範圍中，如從約5 μs至約500 μs、從約10 μs至約200 μs、從約20 μs至約100 μs或從約30 μs至約50 μs，包含介於其間的所有範圍及子範圍。雷射功率亦可於從約1瓦(W)至約100瓦的範圍中，如從約5 W至約50 W，或從約10 W至約35 W，包含介於其間的所有範圍及子範圍。雷射能量可於例如從約0.01毫焦耳(mJ)至約100毫焦耳的範圍中，如從約0.1 mJ至約10 mJ、從約0.5 mJ至約5 mJ或從約1 mJ至約2 mJ，包含介於其間的所有範圍及子範圍。
導光板110 之第二主表面125 亦可包括至少一個微結構或複數個微結構（未繪示）。如本文所使用的，用語「微結構」、「微結構化」及其變化欲指在給定方向（例如，平行於或正交於光傳播方向）上延伸並且具有至少一個尺度（例如，高度、寬度等）的導光板之表面起伏(relief)特徵，該至少一個尺度小於約500 μm，如小於約400 μm、小於約300 μm、小於約200 μm、小於約100 μm、小於約50 μm或甚至更小，例如，於從約10 μm至約500 μm的範圍中，包含介於其間的所有範圍及子範圍。在某些實施例中，微結構可具有規則或不規則的形狀，該等微結構在給定的陣列內可為相同或不同的。
來自光源130 的光可在導光板110 內快速分散，這可能使實現局部調光具有挑戰，特別是當光源130 沿導光板之邊緣表面定位時。然而，藉由提供在光傳播方向上伸長的一或更多個微結構，限制光的分散使得每個光源有效地僅照射導光板之窄帶(strip)可能為可行的。例如，照射的帶可從光入射邊緣表面120 處的原點延伸至相對的邊緣表面上的類似端點。如此，使用各種微結構配置，以相當有效的方式將光準直及實現導光板110 之至少一部分之一維局部調光可能為可行的。
在某些實施例中，導光板可經配置使得可達成二維局部調光。例如，一或更多個另外的光源可光學耦合至相鄰的（例如，正交的）邊緣表面。一種複數個微結構可在光傳播方向上延伸，並且另外的複數個微結構可在與光傳播方向正交的方向上延伸。因此，可藉由選擇性地關閉沿各邊緣表面的一或更多個光源來達成二維局部調光。
可使用微結構形狀及/或尺寸之組合，並且上述組合可以規則的（週期性）或不規則的（非週期性）方式排列。示例性微結構形狀包含稜鏡、圓角稜鏡(rounded prism)及凸鏡狀透鏡(lenticular lens)。當然，這些形狀僅為示例性且並不欲限制所附申請專利範圍。其他微結構形狀為可行的並且欲落入本揭示案之範圍內。微結構之尺寸及/或形狀亦可根據期望的光輸出及/或導光板110 之光學功能性而變化。亦可使用微結構及光提取特徵之組合。
不同的微結構形狀可造成不同的局部調光效率，亦稱為局部調光指數(LDI)。例如，可使用Jung等人的「Local dimming design and optimization for edge-type LED backlight unit,」 SID Symp. Dig. Tech. Papers, 42(1), pp. 1430-1432（2011年6月）中記載的方法來決定局部調光指數。藉由非限制實例，稜鏡微結構之週期性陣列可造成LDI值高達約70%，而凸鏡狀透鏡之週期性陣列可造成LDI值高達約83%。當然，可變化微結構尺寸及/或形狀及/或間距以達成不同的LDI值。不同的微結構形狀亦可提供另外的光學功能性。例如，具有90o 稜鏡角的稜鏡陣列不僅可造成更有效的局部調光，由於光束的再循環及重定向還可將光部分地聚焦於與稜鏡稜線垂直的方向上。
顯示組件100B 可包括第一基板170 、第二基板155 及設置於其間的光調變層160 。在一些實施例中，例如，回應於一或更多個電訊號，光調變層160 可為可切換的，以允許光在選定區域中通過，這些區域對應於顯示器之畫素。藉由非限制實例，光調變層160 可包括液晶層，其可包含以本領域已知的任何配置安置的任何類型的液晶材料。僅舉幾例，示例性配置包含TN（扭轉向列型(twisted nematic)）模式、VA（垂直配向(vertically aligned)）模式、IPS（共面切換(in plane switching)）模式、BP（藍相(blue phase)）模式、FFS（邊緣場切換(Fringe Field Switching)）模式及ADS（高級超維場轉換(Advanced Super Dimension Switch)）模式。
顯示組件100B 亦可包括至少一個光學穿透孔165b ，光學穿透孔165b 可與圖案化光學部件135 之至少一個光學穿透區域135b 至少部分地對準。例如，可藉由設置於第一基板170 上（如所繪示）或於第二基板155 上（未繪示）的部件165a 來界定該至少一個孔165b ，該部件如薄膜電晶體(TFT)、電極、感測器或任何其他圖案化於基板上的非穿透部件。例如，可在第一基板170 或第二基板155 上圖案化TFT陣列，因此在光可通過的TFT部件165a 之間界定孔165b 。TFT陣列之個別部件（如感測器或電極）亦可分別在第一基板170 及第二基板155 上圖案化，並且這些部件165a 一起可界定孔165b 。入射在孔165b 上的光可被顯示組件100B 穿透，入射至周圍部件165a 上的光則可被吸收或反射。
如第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 所示，該至少一個光學穿透孔165b 可與該至少光學穿透區域135b 至少部分地對準。在一些實施例中，一或更多個孔165b 可經定位成與一或更多個區域135b 重疊對準。儘管第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 繪示完全對準，但應理解，光學穿透孔165b 與區域135b 不需要完全對準。例如，這些元件可實質上對準，例如，至少90%重疊，或部分地對準，例如，至少50%重疊，或他們之間能夠提供期望的光輸出的任何其他變化（如50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、99%或100%重疊）。在某些實施例中，一或更多個孔165b 與一或更多個區域135b 至少部分地對準（例如，50%~100%重疊）或至少實質上對準（例如，90%~100%重疊）。
顯示組件100B 亦可包括至少一個偏光片。例如，如第 1A 圖 所描繪，第一吸收偏光片185 可位於鄰近第一基板170 之發光主表面175 處。第二吸收偏光片150 可位於鄰近第二基板155 處，例如，如第 1A 圖 所繪示，在第二基板155 與導光板110 之間。或者，如第 1B 圖 ~ 第 1C 圖 所描繪，反射偏光片150’ 可位於鄰近第二基板155 處，例如，在第二基板155 與導光板110 之間。在進一步實施例中，如第 1D 圖 所描繪，反射偏光片150’ 可位於第二基板155 與光調變層160 之間。在某些實施例中，第一吸收偏光片185 可以接合或以其他方式附著至第一基板170 並且第二吸收偏光片150 或反射偏光片150’ 可以接合或以其他方式附著至第二基板155 。
反射偏光片可將定向於不期望的偏光的光反射回背光組件以經由導光板再循環。示例性反射偏光片包含例如線柵偏光片(wire grid polarizer)及稜鏡膜，如可從3M購得的雙增亮膜(DBEF)。吸收偏光片可吸收定向於不期望的偏光的光並且可穿透剩餘的光。可自Nitto Denko獲得的Nitto偏光膜(NPF)為吸收偏光片之非限制性實例。
參照第 3 圖 ，顯示組件100B 可包括彩色濾光層198 。例如，彩色濾光層198 可位於光調變層160 與第一基板170 之間（如所繪示）。彩色濾光層198 亦可位於第二基板155 與光調變層160 之間（未繪示）。根據各種實施例，彩色濾光層198 或其部分可沉積、接合或以其他方式附著至第一基板170 或第二基板155 或兩者。
在某些實施例中，彩色濾光層198 可包括設置於對應於孔165b 的區域（例如，位於部件165a 之間）中的彩色濾光片之陣列，其在第一基板170 上或在第二基板155 上或在兩者上。如此，經由孔165b 穿透的光可被過濾以產生期望的光輸出。例如，在發射白光W 的光源（未繪示）的情況下，紅色濾光部件198r 可吸收綠光及藍光並且僅穿透紅光R ，而綠色濾光部件198g 可吸收紅光及藍光並且僅穿透綠光G ，並且藍色濾光部件198b 可吸收紅光及綠光並且僅穿透藍光B 。彩色濾光層198 亦可與發射藍光的光源一起使用。例如，可在裝置中包含色彩轉換層195 （參見第 1C 圖 ）以將藍光轉換成不同的波長，然後可藉由彩色濾光層198 對其進行濾波。
在替代的實施例中（未繪示），可用色彩轉換層取代彩色濾光層198 ，例如，色彩轉換層之部分可位於與孔165b 對應的區域中。例如，在發射藍光的光源的情況下，可利用色彩轉換層。在某些實施例中，色彩轉換層可包括紅色及綠色量子點(QD)。因此，經由孔穿透的光可被轉換成期望的波長（例如，紅或綠），或可通過未轉換的區域（例如在沒有量子點存在的區域中）。
參照第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 ，在一些實施例中，整合裝置100 可包括另外的部件，如一或更多個黏合劑層145 ，黏合劑層145 可用於接合或以其他方式附著背光組件100A 及/或顯示組件100B 內的各種部件。若黏合劑層145 存在，則黏合劑層145 可包含本領域已知的任何黏合劑，例如，光學透明黏合劑(OCA)（如由3M出售的黏合劑）及離子聚合物(ionomer polymer)（如由DuPont出售的離子聚合物）。黏合劑層的示例性厚度可包含例如於從約5 μm至約500 μm、從約10 μm至約400 μm、從約25 μm至約300 μm、從約50 μm至約250 μm、或從約100 μm至約200 μm的範圍中的厚度，包含介於其間的所有範圍及子範圍。
整合裝置100 亦可包括位於鄰近導光板110 之第二主表面125 處的反射片190 。反射片190 可作用為將光再循環回到背光組件100A 。示例性材料包含金屬基板或箔，以及由金屬膜或反射油墨塗佈的非金屬基板。
如本文所使用的，用語「位於鄰近……處」及其變化欲表示部件或層位於所列部件之特定表面上或其附近，但未必與該表面直接實體接觸。例如，第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 中描繪的反射片190 位於鄰近導光板110 之第二主表面125 處，在這兩個部件之間存在氣隙。第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 中描繪的第一吸收偏光片185 與第一基板170 直接實體接觸，但亦可「位於鄰近」第一基板170 「處」，例如，在這兩個部件之間存在其他層或膜（如黏合劑層）。因此，部件A「位於鄰近」部件B之表面「處」可或可不與部件B直接實體接觸。在一些實施例中，位於鄰近表面處的部件可與該表面直接實體接觸。在進一步實施例中，在彼此相鄰定位的兩個部件之間可存在膜、層或氣隙。
類似地，「位於」部件B與C「之間」的部件A可位於部件B與C之間，但未必與這些部件直接實體接觸。例如，第 1A 圖 中描繪的第二吸收偏光片150 位於背光組件100A 與顯示組件100B 之間，並且藉由黏合劑層145 附著至導光板110 之第一主表面115 ，例如，不與第一主表面115 直接實體接觸。然而，在某些實施例中，位於第二部件B與C之間的第一部件A可與第二部件B及/或C中之至少一者直接實體接觸。
參照第 1C 圖 ，整合裝置100 可進一步包括色彩轉換層195 ，例如，位於導光板100 與反射偏光片150’ 之間。當然，色彩轉換層195 可位於整合裝置100 內的其他位置處。另外，色彩轉換層195 可與第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 之配置中之任一者結合使用，而沒有限制。在某些實施例中，色彩轉換層195 可包括封裝在兩個保護層（僅舉幾例，如玻璃層或塑膠膜）之間的量子點。將色彩轉換層195 併入光學耦合至發射藍光的光源的整合裝置中可能為有用的。例如，色彩轉換層195 可用以將一部分藍光轉換成期望的波長，如紅色或綠色等等。
量子點可具有不同的形狀及/或尺寸，其取決於期望的發射光之波長。例如，隨著量子點之尺寸減小，發射的光之頻率可能增加，例如，隨著量子點之尺寸減小，發射的光之色彩可從紅色偏移至藍色。當藉由藍光、UV光或近UV光照射時，量子點可將光轉換成更長的紅色、黃色、綠色或藍色波長。根據各種實施例，當用藍光、UV光或近UV光照射時，量子點可發射紅色及綠色波長。當然，亦可將其他色彩轉換元件（如螢光粉(phosphor)及發光團(lumiphore)）併入整合裝置之一或更多個色彩轉換層中，以適合於期望的應用。
再次參照第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 ，導光板110 、第一基板170 及第二基板155 可具有任何期望的尺寸及/或形狀以適於產生期望的光分佈。在某些實施例中，導光板及/或基板之主表面可為平面的或實質上平面的及/或平行的。在各種實施例中，至少一個主表面亦可具有沿著至少一個軸的曲率半徑。導光板110 、第一基板170 及/或第二基板155 可包括四個邊緣，或可包括多於四個的邊緣，例如，多邊的多邊形。在其他實施例中，導光板及/或基板可包括少於四個邊緣，例如三角形。作為非限制實例，導光板110 、第一基板170 及/或第二基板155 可包括具有四個邊緣的矩形、正方形或菱形片，但其他形狀及配置也欲落入本揭示案之範疇內，包含具有一或更多個曲線部分或邊緣的形狀及配置。
在某些實施例中，導光板110 可具有小於或等於約3 mm的厚度，例如，於從約0.1 mm至約2.5 mm、從約0.3 mm至約2 mm、從約0.5 mm至約1.5 mm或從約0.7 mm至約1 mm的範圍中，包含介於其間的所有範圍及子範圍。根據非限制實施例，導光板100 可具有至少一個其他尺度，例如，長度或寬度，於從約10 mm至約1 m的範圍中，如從約50 mm至約500 mm、從約100 mm至約400 mm或從約200 mm至約300 mm，包含介於其間的所有範圍及子範圍。在各種實施例中，導光板100 可具有小於100 mm的長度。
在各種實施例中，第一基板170 及第二基板155 可具有不同的厚度。第一基板170 可比第二基板155 厚。例如，第一基板170 可具有小於或等於0.3 mm的厚度，例如，於從約0.1 mm至約2.5 mm、從約0.3 mm至約2 mm、從約0.5 mm至約1.5 mm或從約0.7 mm至約1 mm的範圍中，包含介於其間的所有範圍及子範圍。第二基板155 可具有小於或等於1.5 mm的厚度，例如，於從約0.02 mm至約1.5 mm、從約0.05 mm至約1 mm、從約0.1 mm至約0.7 mm或從約0.3 mm至約0.5 mm的範圍中，包含介於其間的所有範圍及子範圍。
導光板110 、第一基板170 及第二基板155 可包括任何本領域已知用於顯示裝置及其他類似裝置的材料。例如，僅舉幾例，導光板及/或第一或第二基板可包括塑膠（如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate; PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(methylmethacrylate styrene; MS)及聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane; PDMS)）、微結構材料、聚合物或玻璃。在一些實施例中，導光板110 可包括玻璃。在其他實施例中，第一基板170 及/或第二基板155 可包括玻璃。在進一步實施例中，導光板110 、第一基板170 及第二基板155 可皆包括玻璃。
示例性玻璃可包含但不限於，矽鋁酸鹽(aluminosilicate)、鹼金屬鋁矽酸鹽(alkali-aluminosilicate)、硼矽酸鹽(borosilicate)、鹼金屬硼矽酸鹽(alkali-borosilicate)、鋁硼矽酸鹽(aluminoborosilicate)、鹼金屬鋁硼矽酸鹽(alkali-aluminoborosilicate)、鹼石灰(soda lime)或其他適合的玻璃。適合用作玻璃導光件的市售玻璃之非限制實例包含例如來自康寧公司的EAGLE XG® 、LotusTM 、Willow® 、IrisTM 及Gorilla® 玻璃。在非限制性實施例中，導光板110 可為包含玻璃及塑膠部件兩者的複合導光板，因此，本文僅參照玻璃導光板所述的任何具體實施例不應限制所附申請專利範圍之範疇。
一些非限制玻璃組成物可包含約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 、0 mol%至約20 mol%之間的P2 O5 以及0 mol%至約25 mol%之間的Rx O，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中之任何一或更多者並且x為2，或R為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba並且x為1。在一些實施例中，Rx O – Al2 O3 ＞ 0；0 ＜ Rx O – Al2 O3 ＜ 15；x = 2且R2 O – Al2 O3 ＜ 15；R2 O – Al2 O3 ＜ 2；x=2且R2 O – Al2 O3 – MgO ＞ -15；0 ＜ (Rx O – Al2 O3 ) ＜ 25、-11 ＜ (R2 O – Al2 O3 ) ＜ 11及-15 ＜ (R2 O – Al2 O3 – MgO) ＜ 11；及/或-1 ＜ (R2 O – Al2 O3 ) ＜ 2及-6 ＜ (R2 O – Al2 O3 – MgO) ＜ 1。在一些實施例中，玻璃包括各自小於1 ppm的Co、Ni及Cr。在一些實施例中，Fe之濃度為 ＜ 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，玻璃包括約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%之間的B2 O3 及約0.1 mol%至約15 mol%之間的R2 O及約0.1 mol%至約15 mol%之間的RO，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中之一或更多者且x為2，或R為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba且x為1。
在其他實施例中，玻璃組成物可包括約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以及約0.07 mol%至約0.11 mol%之間的SnO2 。
在另外的實施例中，玻璃可包括在0.95與3.23之間的Rx O/Al2 O3 比率，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中之任何一或更多者且x為2。在進一步實施例中，玻璃可包括在1.18與5.68之間的Rx O/Al2 O3 比率，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中之任何一或更多者且x為2，或R為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba且x為1。在更進一步實施例中，玻璃可包括在-4.25與4.0之間的Rx O – Al2 O3 – MgO，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中之任何一或更多者且x為2。在仍進一步實施例中，玻璃可包括在約66 mol%至約78 mol%之間的SiO2 、在約4 mol%至約11 mol%之間的Al2 O3 、在約4 mol%至約11 mol%之間的B2 O3 、在約0 mol%至約2 mol%之間的Li2 O、在約4 mol%至約12 mol%之間的Na2 O、在約0 mol%至約2 mol%之間的K2 O、在約0 mol%至約2 mol%之間的ZnO、在約0 mol%至約5 mol%之間的MgO、在約0 mol%至約2 mol%之間的CaO、在約0 mol%至約5 mol%之間的SrO、在約0 mol%至約2 mol%之間的BaO以及在約0 mol%至約2 mol%之間的SnO2 。
在另外的實施例中，玻璃可包括玻璃材料，其包含約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以及約0 mol%至約2 mol%之間的SnO2 。在某些實施例中，玻璃可包括在約60 mol %至約80 mol%之間的SiO2 、在約0 mol%至約15 mol%之間的Al2 O3 、在約0 mol%至約15 mol%之間的B2 O3 以及在約2 mol%至約50 mol%之間的Rx O，其中R為Li、Na、K、Rb、Cs中之任何一或更多者且x為2，或R為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba且x為1，且其中Fe + 30Cr + 35Ni ＜ 約 60 ppm。
在一些實施例中，玻璃可包括小於0.05的色偏(color shift) ∆y，如於從約-0.005至約0.05的範圍中或於從約0.005至約0.015的範圍中（例如，約-0.005、-0.004、-0.003、-0.002、-0.001、0、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、0.015、0.02、0.03、0.04或0.05）。在其他實施例中，玻璃可包括小於0.008的色偏。根據某些實施例，針對於從約420 nm~約750 nm的範圍中的波長，玻璃可具有小於約4 dB/m的光衰減α1 （例如，由於吸收及/或散射損失），如小於約3 dB/m、小於約2 dB/m、小於約1 dB/m、小於約0.5 dB/m、小於約0.2 dB/m或甚至更小，例如，於從約0.2 dB/m至約4 dB/m的範圍中。
衰減可藉由以下來表徵：量測經由長度L的透明基板輸入源之光穿透率TL ( )並且將該穿透率藉由源光譜T0 ( )來正規化。以dB/m為單位，衰減由 ( ) =-10/L*log10 (TL ( )/TL ( ))給定，其中L為以公尺為單位的長度，且TL ( )及TL ( )以輻射量測單位來量測。
在一些實施例中，玻璃可例如藉由離子交換而經化學強化。在離子交換處理期間，玻璃片之表面處或其附近的玻璃片內的離子可被交換成例如來自鹽浴的較大的金屬離子。將較大的離子併入玻璃中可藉由在靠近表面區域中產生壓縮應力來強化玻璃片。可在玻璃片之中心區域內引起相應的拉伸應力以平衡壓縮應力。
例如，可藉由將玻璃浸入熔融鹽浴中歷時預定的時間來執行離子交換。示例性鹽浴包含但不限於KNO3 、LiNO3 、NaNO3 、RbNO3 及上述之組合。熔融鹽浴之溫度及處理時間可變化。本領域熟知技術者具有能力根據期望的應用決定時間及溫度。藉由非限制性實例，熔融鹽浴之溫度可於從約400ºC至約800ºC的範圍中，如從約400ºC至約500ºC，並且預定的時間可於從約4小時至約24小時的範圍中，如從約4小時至約10小時，儘管可預想其他溫度及時間組合。藉由非限制性實例，可將玻璃浸沒於KNO3 浴中，例如，於約450o C下歷時約6小時，以獲得賦予表面壓縮應力的富含K的層。
在某些實施例中，整合裝置100 之各種部件（如導光板110 、第一基板170 、第二基板155 及/或一或更多個黏合劑層145 （若存在））可為透明的或實質上透明的。如本文所使用的，用語「透明的」欲表示部件在光譜之可見光區域（約420 nm~750 nm）中在500 mm或更小的穿透長度上具有大於約80%的光學穿透率。例如，示例性透明材料可在可見光區域中具有大於約85%的穿透率，如大於約90%或大於約95%的穿透率，包含介於其間的所有範圍及子範圍。
在一些實施例中，示例性透明材料可包括各自小於1 ppm的Co、Ni及Cr。在一些實施例中，Fe之濃度為 ＜ 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。根據另外的實施例，示例性透明材料可包括小於0.015的色偏∆y，或在一些實施例中色偏＜ 0.008。
色偏可藉由以下來表徵：使用用於色彩量測的CIE 1931標準，量測沿著由標準的一或更多個白光LED（如Nichia NFSW157D-E）所照射的導光板之長度L所提取的光之x及y色度座標的變化。該一或更多個LED之標稱色彩點(nominal color point)選定為y = 0.28及x = 0.29。針對玻璃導光板，色偏Δy可報告為Δy = y(L2 )-y(L1 )，其中L2 及L1 為沿遠離源發射的面板或基板方向的Z位置，並且其中L2 -L1 =0.5公尺。示例性玻璃導光板具有Δy＜ 0.05、Δy＜ 0.01、Δy ＜ 0.005、Δy ＜ 0.003或Δy ＜ 0.001。
與先前技術裝置相比，本文揭示的整合裝置可提供各種有利的性質。例如，顯示組件與背光組件可完全整合，例如，接合在一起。在某些實施例中，顯示組件與背光組件可藉由至少一個中間層連續地接合在一起。如本文所使用的，用語「連續地結合」欲表示背光組件之第一主表面接合至顯示組件之第二主表面，例如，實質上全部的第一主表面接合至實質上全部的第二主表面，其具有或不具有中間層。上述配置可改善整合裝置之機械強度，特別是與僅在其邊緣處接合的裝置相比。
參照第 1A 圖 ~ 第 1B 圖 ，第二基板155 可連續地接合至吸收偏光片150 或反射偏光片150’ ，該吸收偏光片150 或反射偏光片150’ 可經由黏合劑層145 連續地接合至圖案化光學部件135 。在第 1C 圖 中，第二基板155 可連續地接合至反射偏光片150’ ，反射偏光片150’ 可連續地接合至色彩轉換層195 ，色彩轉換層195 可連續地接合至圖案化光學部件135 ，這些部件之間具有任選的黏合劑層（未繪示）。參照第 1D 圖 ，第二基板155 可經由黏合劑層145 連續地接合至圖案化光學部件135 。在各種實施例中，整合裝置中的所有部件之面向前的表面可連續地接合至相鄰部件之面向後的表面。
例如，由於在裝置中的部件之間不存在一或更多個光學膜及/或一或更多個氣隙，本文揭示的整合裝置亦可比先前技術裝置更薄及/或更輕。移除這些部件中之一或更多者可有利地減少裝置之整體成本及/或複雜性。在一些實施例中，整合裝置、背光組件及/或顯示組件可不包括準直膜。在其他實施例中，整合裝置、背光組件及/或顯示組件可不包括擴散膜。在進一步實施例中，整合裝置、背光組件及/或顯示組件可不包括準直膜或擴散膜。在更進一步實施例中，整合裝置可不包括氣隙。在又進一步實施例中，整合裝置、背光組件及/或顯示組件可不包括準直膜、擴散膜或氣隙中之任何一者。
參照第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 ，背光組件100A 與顯示組件100B 可接合在一起，而在這兩個部件之間不存在擴散及/或準直膜。在另外的實施例中，背光組件100A 與顯示組件100B 之間可不存在氣隙。應注意，周圍接合方法，例如，沿著部件之邊緣接合，不會造成如本文所述的沒有氣隙的整合裝置。
應意識到，各種揭示的實施例可涉及結合該特定實施例描述的特定特徵、元件或步驟。亦將意識到，儘管關於一個特定實施例進行了描述，但特定特徵、元件或步驟可與各種未繪示的組合或置換中的替代實施例互換或組合。
亦應理解，如本文所使用的用語「該(the)」、「一(a)」或「一(an)」意謂「至少一個」，除非明確指出相反的情況，否則不應限於「僅一個」。因此，例如，除非上下文另有明確指示，否則對「光源」的參照包含具有兩個或多於兩個上述光源的實例。類似地，「複數個」或「陣列」欲表示「多於一個」。因此，「複數個光提取特徵」包含兩個或多於兩個上述特徵，如三個或多於三個上述特徵等，「光提取特徵之陣列」包含兩個或多於兩個上述特徵，如三個或多於三個上述特徵等等。
在本文中可將範圍表示為從「約」一個特定值，及/或至「約」另一個特定值。當表示如此的範圍時，實例包含從該特定值及/或至該另一個特定值。類似地，當將數值表示為近似值時，藉由使用先行詞「約」，將理解該特定值形成另一個態樣。將進一步理解，每個範圍之端點關於另一個端點皆為有意義的並且獨立於該另一個端點。
如本文所使用的用語「實質」、「實質上」及其變化欲指出所述的特徵等於或大約等於值或描述。例如，「實質上平面的」表面欲表示平面或近似平面的表面。再者，如上所界定的，「實質上類似」欲表示兩個值相等或近似相等。在一些實施例中，「實質上類似」可表示在彼此的約10%內的值，如在彼此的約5%內的值，或在彼此的約2%內的值。
除非另外明確說明，否則本文記載的任何方法決不欲解釋為要求以特定順序實行該方法的步驟。因此，當方法請求項實際上並未敘述該方法的步驟所要遵循的順序時，或當在申請專利範圍或說明書中並未另外特定說明步驟將限於特定的順序時，決不欲推斷任何特定順序。
儘管可使用連接詞「包括」來揭示特定實施例之各種特徵、元件或步驟，但應理解，隱含了替代實施例，包含可使用連接詞「由……組成」或「基本上由……組成」來描述的實施例。因此，例如，對於包括A+B+C的組件的暗示的替代實施例包含其中組件由A+B+C組成的實施例以及其中組件基本上由A+B+C組成的實施例。
對於本領域熟知技術者而言將為顯而易見的是，可在不脫離本揭示案之精神及範疇的情況下對本揭示案作各種修改及變異。由於併入本揭示案之精神及實質的揭示的實施例之修改組合、子組合及變化對於本領域熟知技術者而言可能發生，因此本揭示案應解釋為包含在所附申請專利範圍及其均等物之範疇內的所有內容。
100‧‧‧整合裝置
100A‧‧‧背光組件
100B‧‧‧顯示組件
110‧‧‧導光板
115‧‧‧第一主表面
120‧‧‧光入射邊緣表面
125‧‧‧第二主表面
130‧‧‧光源
135‧‧‧圖案化光學部件
135a‧‧‧光學反射區域
135b‧‧‧光學穿透區域
140‧‧‧光提取特徵
145‧‧‧黏合劑層
150‧‧‧第二吸收偏光片
150’‧‧‧反射偏光片
155‧‧‧第二基板
160‧‧‧光調變層
165a‧‧‧部件
165b‧‧‧光學穿透孔/孔
170‧‧‧第一基板
175‧‧‧第一基板之發光主表面
185‧‧‧第一吸收偏光片
190‧‧‧反射片
195‧‧‧色彩轉換層
198‧‧‧彩色濾光層
198r‧‧‧紅色濾光部件
198g‧‧‧綠色濾光部件
198b‧‧‧藍色濾光部件
H‧‧‧高折射率材料
L‧‧‧低折射率材料
M‧‧‧金屬層
當結合以下圖式閱讀時可進一步理解以下實施方式，圖式並未按比例繪製，且其中：
第 1A 圖 ~ 第 1D 圖 繪示根據本揭示案之各種實施例的整合裝置之示例性配置；
第 2 圖 繪示根據本揭示案之某些實施例的示例性光學反射部件；及
第 3 圖 繪示根據本揭示案之另外實施例的包括彩色濾光層的顯示組件。
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

Claims (20)

  1. 一種整合裝置，包括： (a)一背光組件，包括：一導光板，該導光板包括一發光第一主表面及一相對的第二主表面；及一圖案化光學部件，該圖案化光學部件光學耦合至該導光板之該第一主表面，其中該圖案化光學部件包括至少一個光學反射區域及至少一個光學穿透區域；以及(b)一顯示組件，包括：一第一基板、一第二基板及設置於該第一基板與該第二基板之間的一光調變層；及至少一個光學穿透孔，其中該圖案化光學部件之該至少一個光學穿透區域與該顯示組件之該至少一個光學穿透孔至少部分地對準。
  2. 如請求項1所述之整合裝置，進一步包括至少一個偏光片。
  3. 如請求項2所述之整合裝置，其中該至少一個偏光片為一吸收偏光片，該吸收偏光片位於鄰近該第一基板之一發光主表面處、位於該第二基板與該導光板之間，或者上述兩者。
  4. 如請求項2所述之整合裝置，其中該至少一個偏光片為一反射偏光片，該反射偏光片位於該第二基板與該光調變層之間或位於該第二基板與該導光板之間。
  5. 如請求項1所述之整合裝置，其中該光調變層包括一液晶層。
  6. 如請求項1所述之整合裝置，其中該第一基板比該第二基板厚。
  7. 如請求項1所述之整合裝置，其中該圖案化光學部件接合至該導光板之該第一主表面或沉積於該導光板之該第一主表面上。
  8. 如請求項1所述之整合裝置，其中該圖案化光學部件包括包含交替的較高折射率及較低折射率的介電層之一堆疊。
  9. 如請求項8所述之整合裝置，其中該圖案化光學部件進一步包括一金屬層。
  10. 如請求項1所述之整合裝置，其中該圖案化光學部件之該光學反射區域具有大於約85%的一光學反射率。
  11. 如請求項1所述之整合裝置，其中該導光板之該第二主表面包括至少一個光提取特徵、至少一個微結構或上述兩者。
  12. 如請求項1所述之整合裝置，其中該至少一個光提取特徵包括一光擴散顆粒層或複數個離散的稜狀元件。
  13. 如請求項1所述之整合裝置，其中該顯示組件之該第二基板接合至該背光組件之該圖案化光學部件。
  14. 如請求項1所述之整合裝置，其中該背光組件藉由至少一個中間層接合至該顯示組件。
  15. 如請求項14所述之整合裝置，其中該至少一個中間層包括一黏合劑層、一偏光片、一色彩轉換層或上述之組合。
  16. 如請求項14所述之整合裝置，其中該整合裝置不包括位於該顯示組件與該背光組件之間的一準直膜或一擴散膜。
  17. 如請求項14所述之整合裝置，其中在該顯示組件與該背光組件之間不存在一氣隙。
  18. 如請求項1所述之整合裝置，進一步包括至少一個光源，該至少一個光源光學耦合至該導光板之一光入射邊緣表面或耦合至該導光板之該第二主表面。
  19. 如請求項18所述之整合裝置，其中該至少一個光源發射白光或藍光。
  20. 如請求項1所述之整合裝置，其中該裝置為一顯示、照明或電子裝置。
TW107105725A 2017-02-21 2018-02-21 包括整合背光單元及顯示面板的裝置 TW201837559A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762461339P 2017-02-21 2017-02-21
US62/461,339 2017-02-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201837559A true TW201837559A (zh) 2018-10-16

Family

ID=63253032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107105725A TW201837559A (zh) 2017-02-21 2018-02-21 包括整合背光單元及顯示面板的裝置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2020508493A (zh)
KR (1) KR20190112168A (zh)
CN (1) CN110325792A (zh)
TW (1) TW201837559A (zh)
WO (1) WO2018156547A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11656397B2 (en) 2018-10-26 2023-05-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Light guide for an electronic display and electronic display comprising said light guide
TW202036060A (zh) 2018-11-12 2020-10-01 美商康寧公司 包括圖案化反射器之背光、擴散板及製造背光之方法
KR20220147995A (ko) * 2021-04-28 2022-11-04 엘지이노텍 주식회사 조명장치

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7417782B2 (en) * 2005-02-23 2008-08-26 Pixtronix, Incorporated Methods and apparatus for spatial light modulation
WO2005109964A1 (ja) * 2004-04-21 2005-11-17 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
KR20060018522A (ko) * 2004-08-24 2006-03-02 삼성전자주식회사 광 조명 방법, 광학 부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리및 이를 갖는 표시장치
KR100662788B1 (ko) * 2004-09-22 2007-01-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 고휘도 액정표시장치
JP4778873B2 (ja) * 2006-10-20 2011-09-21 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
JP2008197519A (ja) * 2007-02-15 2008-08-28 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置
JP5138493B2 (ja) * 2008-07-31 2013-02-06 セイコーインスツル株式会社 表示装置
CN101995702A (zh) * 2009-08-27 2011-03-30 北京京东方光电科技有限公司 彩膜基板及其制造方法
US8891051B2 (en) * 2010-10-25 2014-11-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Backlight and display device
KR20120102963A (ko) * 2011-03-09 2012-09-19 한국전자통신연구원 액정표시장치
CN202177719U (zh) * 2011-08-19 2012-03-28 北京京东方光电科技有限公司 导光板及含有该导光板的背光源、液晶显示面板及液晶显示器
KR102015363B1 (ko) * 2013-07-24 2019-08-29 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 그것을 포함하는 표시 장치
JP6345439B2 (ja) * 2014-02-21 2018-06-20 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法
KR20160097757A (ko) * 2015-02-10 2016-08-18 엘지전자 주식회사 양자 막대를 포함하는 광학 부재, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시장치
KR102370682B1 (ko) * 2015-08-06 2022-03-07 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN205507131U (zh) * 2016-04-19 2016-08-24 信利半导体有限公司 一种导光板及背光源

Also Published As

Publication number Publication date
CN110325792A (zh) 2019-10-11
JP2020508493A (ja) 2020-03-19
KR20190112168A (ko) 2019-10-02
WO2018156547A1 (en) 2018-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11067735B2 (en) Direct-lit backlight unit with 2D local dimming
TWI772501B (zh) 用於直接發光的背光的多層反射器
US11022745B2 (en) Microstructured and patterned light guide plates and devices comprising the same
US11092733B2 (en) Microstructured light guide plates and devices comprising the same
TW201835621A (zh) 包含光學操作特徵的光導組件
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
TW201835655A (zh) 具有2d局部調光之背光單元
TW201837559A (zh) 包括整合背光單元及顯示面板的裝置
CN101349778A (zh) 导光板及背光模块
US20190107662A1 (en) Backlight units comprising a thin light guide plate and a light coupling unit
TWI647497B (zh) 圖案化之玻璃光導與包含其之顯示裝置
TW201921008A (zh) 具有光導板的背光單元
US20190064595A1 (en) Display system
CN100529883C (zh) 棱镜片和在液晶显示器中采用的背光单元
TW201947301A (zh) 具有改善的2d局部調暗的背光單元
CN101709849A (zh) 导光板及背光模块