TW202238233A - 包括圖案化漫射器及波長選擇反射器之背光 - Google Patents

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Abstract

一種背光包括基板、複數個光源、反射層、第一漫射板、第二漫射板及顏色轉換層。複數個光源接近基板。反射層接近基板。第一漫射板處於複數個光源上方。顏色轉換層處於第一漫射板與第二漫射板之間。

Description

包括圖案化漫射器及波長選擇反射器之背光
本申請案根據專利法主張2021年2月2日申請的美國臨時申請案第63/144,760號的優先權權益,以其內容為依據且該內容以全文引用的方式併入本文。
本揭露大體上係關於顯示器的背光。更特定言之,本揭露係關於包括圖案化漫射器的背光,該圖案化漫射器包含圖案化反射器及波長選擇反射器。
液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)通常用於各種電子設備,諸如行動電話、膝上型電腦、電子平板電腦、電視及電腦顯示器。LCD為基於光閥的顯示器,其中顯示面板包括可單獨定址的光閥陣列。LCD可以包括用於產生光的背光,該光隨後可以經波長轉換、過濾及/或偏振以自LCD產生影像。背光可以為側光式或直光式。側光式背光可以包括邊緣耦接至導光板的發光二極體(light emitting diode,LED)陣列,該導光板自其表面發光。直光式背光可以包括直接位於LCD面板後面的二維(two-dimensional,2D) LED陣列。
與側光式背光相比,直光式背光具有提高動態對比度的優勢。例如,具有直光式背光的顯示器可以獨立地調節每一LED的亮度,以設置影像上亮度的動態範圍。此係通常所說的局部調光。然而,為實現期望的光均勻性及/或避免直光式背光中的熱點,可以將漫射板或膜定位在距LED一定距離處,從而使得整體顯示器厚度大於側光式背光的厚度。定位於發光二極體上方的透鏡已用於改善直光式背光中光的橫向擴散。然而,在此組態下,光在LED與漫射板或膜之間傳播的光學距離(optical distance,OD) (例如,至少10毫米至通常約20毫米至30毫米)仍然導致不期望的高的整體顯示器厚度,且/或這些組態可能隨著背光厚度的減小而產生不期望的光學損失。雖然側光式背光可以更薄,但來自每一LED的光可以在導光板的大區域上擴散,使得關閉單個LED或LED組對動態對比度僅有最小的影響。
本揭露的一些實施例係關於一種背光。背光包括基板、複數個光源、反射層、第一漫射板、第二漫射板及顏色轉換層。複數個光源接近基板。反射層接近基板。第一漫射板處於複數個光源上方。顏色轉換層處於第一漫射板與第二漫射板之間。
本揭露的又其他實施例係關於一種反射器。反射器包括載體、第一波長選擇反射器及第二波長選擇反射器。載體包括第一表面及與第一表面相對的第二表面。第一波長選擇反射器處於載體的第一表面上。第一波長選擇反射器透射超過第一波長範圍的60%垂直入射光,且反射超過不同於第一波長範圍的第二波長範圍的60%垂直入射光。第二波長選擇反射器處於載體的第二表面上。第二波長選擇反射器透射超過第一波長範圍的60%垂直入射光,且反射超過不同於第一波長範圍的第三波長範圍的60%垂直入射光。
本揭露的又其他實施例係關於一種背光。背光包括基板、複數個光源、反射層、圖案化漫射器及顏色轉換層。複數個光源接近基板以發射第一波長範圍內的光反射層接近基板。圖案化漫射器包括載體、載體的第一表面上的第一波長選擇反射器及第一波長選擇反射器上或載體的與載體的第一表面相對的第二表面上的複數個圖案化反射器。顏色轉換層將第一波長範圍的光轉換成高於第一波長範圍的第二波長範圍的光及高於第二波長範圍的第三波長範圍的光。第一波長選擇反射器透射超過第一波長範圍的60%垂直入射光,且反射超過第二波長範圍的60%垂直入射光。
本文中所揭露的背光為具有提高的光效率的薄的直光式背光。背光具有改進的隱藏光源的能力,從而產生較薄的背光。改進的隱藏光源的能力允許移除背光的光源正上方的所謂「熱」點,從而在整個顯示器上產生均勻的亮度。在本文中所揭露的背光內使用的圖案化漫射器具有大的對準容差,提供改善的明度均勻性及顏色均勻性,且可以經組態用於不同顏色及/或不同發射角輪廓的光源。
額外的特徵及優點將在以下詳細描述中闡述,且一般技藝人士將部分地自該描述容易理解或藉由實踐如本文中所描述的實施例(包括以下詳細描述、申請專利範圍以及附圖)而認識到這些額外的特徵及優點。
應當理解,前述一般性描述及以下詳細描述兩者僅為例示性的且旨在提供用於理解申請專利範圍的本質及特徵的概述或框架。包括附圖以提供進一步的理解且附圖被併入且構成本說明書的一部分。附圖說明一個或多個實施例,且與描述一起解釋各種實施例的原理及操作。
現在將詳細參考本揭露的實施例,其實例在附圖中說明。只要有可能,將貫穿附圖使用相同的附圖標記來指相同或相似的部分。然而,本揭露可以以許多不同的形式來體現且不應被解釋為限於本文中所闡述的實施例。
範圍在本文中可以表達為自「約」一個特定值及/或至「約」另一特定值。當表達此範圍時,另一實施例包括自一個特定值及/或至另一特定值。類似地,當將值表達為近似值時,藉由使用前置「約」,將理解特定值形成另一實施例。將進一步理解,範圍中的每一者的端點關於另一端點且獨立於另一端點皆為重要的。
如本文中所使用的方向術語——例如上、下、右、左、前、後、頂、底、垂直、水平——僅參考如所繪製的圖式而作出,而不旨在暗示絕對定向。
除非另有明確陳述,否則決不旨在將本文中所闡述的任何方法解釋為要求方法的步驟以特定順序執行,亦不旨在任何設備皆需要特定定向。因此,若方法請求項實際上沒有敘述其步驟所遵循的順序,或任何設備請求項實際上沒有敘述單個組件的順序或定向,或在申請專利範圍或說明書中沒有另外具體陳述步驟限於特定順序,或沒有敘述設備的組件的特定順序或定向,則決不旨在在任何態樣中推斷出順序或定向。此情況適用於任何可能的非明確解釋基礎,包括關於步驟配置、操作流程、組件順序或組件定向的邏輯問題;源自語法組織或標點符號的簡單含義及說明書中描述的實施例的數目或類型。
如本文中所使用,除非上下文另有明確規定,否則單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數參考物。因此,例如,除非上下文另有明確指示,否則對「一」組件的引用包括具有兩個或更多個這些組件的態樣。
現在參考第1A圖至第1C圖,描繪例示性背光部分100的各種視圖。第1A圖為背光部分100的橫截面圖。背光部分100可以包括基板102、反射層104、複數個光源106a及圖案化漫射器110b。圖案化漫射器110b包括載體108 (例如導光板)及複數個圖案化反射器112。複數個光源106a配置在基板102上,且與基板102電連通。每一光源106a可以沿著法線軸發射峰值強度射線,用107a指示。反射層104處於102上,且包圍每一光源106a。在某些例示性實施例中,基板102可以為反射性的,使得可以排除反射層104。圖案化漫射器110b處於複數個光源106a上方,且光學耦合至每一光源106a。在某些例示性實施例中,光學黏著劑(未示出)可以用於將複數個光源106a耦合至圖案化漫射器110b。光學黏著劑(例如苯基矽氧)可以具有大於或等於載體108的折射率的折射率。複數個圖案化反射器112配置在載體108的上表面上。每一圖案化反射器112與對應的光源106a對準。
每一圖案化反射器112包括沿著圖案化反射器的寬度或直徑的厚度輪廓,該厚度輪廓包括用113指示的基本平坦的區部及用114指示的自基本平坦的區部113延伸且包圍該基本平坦的區部113的彎曲區部。基本平坦的區部113可以具有粗糙的表面輪廓(例如貫穿基本平坦的區部,厚度略有變化)。在某些例示性實施例中,基本平坦的區部113的厚度變化不超過基本平坦的區部的平均厚度的正或負20%。在該實施例中,在與載體108正交的方向上量測到的平均厚度被定義為基本平坦的區部的最大厚度(T max)加上基本平坦的區部的最小厚度(T min)除以2 (即(T max+T min)/2)。例如,針對約100微米的基本平坦的區部113的平均厚度,基本平坦的區部的最大厚度將等於或小於約120微米,且基本平坦的區部的最小厚度將等於或大於約80微米。在其他實施例中,基本平坦的區部113的厚度變化不超過基本平坦的區部的平均厚度的正或負15%。例如,針對約80微米的基本平坦的區部113的平均厚度,基本平坦的區部的最大厚度將等於或小於約92微米,且基本平坦的區部的最小厚度將等於或大於約68微米。
在又其他實施例中,基本平坦的區部113的厚度變化不超過基本平坦的區部的平均厚度的正或負10%。例如,針對約50微米的基本平坦的區部113的平均厚度,基本平坦的區部的最大厚度將等於或小於約55微米,且基本平坦的區部的最小厚度將等於或大於約45微米。在又其他實施例中,基本平坦的區部113的厚度變化不超過基本平坦的區部的平均厚度的正或負5%。彎曲區部114可定義為厚度變化與距圖案化反射器112中心的距離變化的絕對比率。彎曲區部114的斜率可以隨著距圖案化反射器112的中心的距離的增加而減小。在某些例示性實施例中,斜率在基本平坦的區部113附近最大,隨著距圖案化反射器112的中心的距離的增加而迅速減小,且隨後隨著距圖案化反射器的中心的距離的增加而緩慢減小。
用120指示的每一基本平坦的區部113的大小L0 (即寬度或直徑) (在平行於基板102的平面中)可以大於用124指示的每一對應光源106a的大小(即寬度或直徑) (在平行於基板102的平面中)。每一基本平坦的區部113的大小120可以小於每一對應光源106a的大小124乘以預定值。在某些例示性實施例中,當每一光源106a的大小124大於或等於約0.5毫米時,預定值可以為約2或約3,使得每一基本平坦的區部113的大小比每一光源106a的大小小三倍。當每一光源106a的大小124小於0.5毫米時,預定值可以利用光源106a與圖案化反射器112之間的對準能力來確定,使得每一圖案化反射器112的每一基本平坦的區部113的大小在比每一光源106a的大小大約100微米與約300微米之間的範圍內。每一基本平坦的區部113足夠大,使得每一圖案化反射器112可以與對應的光源106a對準,且足夠小,以實現適合的明度均勻性及顏色均勻性。
每一圖案化反射器112的大小L1 (即寬度或直徑)用122指示(在平行於基板102的平面中),且相鄰光源106a之間的間距P用126指示。雖然在第1A圖中沿著一個方向說明間距,但在與所說明的方向正交的方向上,間距可以不同。例如,間距可以為約90毫米、45毫米、30毫米、10毫米、5毫米、2毫米、1毫米或0.5毫米,可以大於約90毫米或小於約0.5毫米。在某些例示性實施例中,每一圖案化反射器112的大小122與間距126的比率L1/P在約0.45與1.0之間的範圍內。比率可以隨著光源106a的間距126及每一光源的發射表面與對應的圖案化反射器112之間的距離而變化。例如,針對等於約5毫米的間距126及每一光源的發射表面與對應的圖案化反射器之間的距離等於約0.2毫米,比率可以等於約0.50、0.60、0.70、0.80、0.90或1.0。
每一圖案化反射器112將自對應光源106a發射的光的至少一部分反射至載體108中。每一圖案化反射器112具有鏡面反射及漫反射。鏡面反射光自載體108的底表面射出。雖然鏡面反射光主要歸因於反射層104與載體108之間的反射或歸因於反射層104與顏色轉換層、漫射板材或漫射板(下文在圖2中示出)之間的反射而橫向傳播,但歸因於來自反射層104的不完全反射,可能會發生一些光損失。
漫反射光具有自載體108的法線量測到的0°與90°之間的角度分佈。約50%的漫反射光具有超過全內反射的臨界角(θ TIR)的角度。因此,漫反射光可以歸因於全內反射而無任何損失地橫向傳播,直至光隨後經圖案化反射器112提取出載體108為止。
第1B圖為基板102上的複數個光源106a及反射層104的俯視圖。光源106a以包括複數列及複數行的2D陣列配置。雖然在第1B圖中以三列及三行說明九個光源106a,但在其他實施例中,背光部分100可以包括以任何適合數目的列及任何適合數目的行配置的任何適合數目的光源106a。光源106a亦可以以例如六邊形或三角形格子的其他週期性圖案配置,或配置成準週期性或非嚴格週期性圖案。例如,光源106a之間的間隔在背光的邊緣及/或角落處可以較小。
基板102 (第1A圖)可以為印刷電路板(printed circuit board,PCB)、玻璃或塑料基板或用於將電訊號傳遞至每一光源106a以供單獨控制每一光源的另一適合的基板。基板102可以為剛性基板或可撓性基板。例如,基板102可以包括平板玻璃或曲面玻璃。例如,曲面玻璃可以具有小於約2000毫米的曲率半徑,諸如約1500毫米、1000毫米、500毫米、200毫米或100毫米。例如,反射層104可以包括:金屬箔,諸如銀、鉑、金、銅及其類似者;介電材料(例如,諸如聚四氟乙烯(PTFE)的聚合物);多孔聚合物材料,諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚碸(PES)等;多層介電干涉塗層或反射油墨,包括諸如二氧化鈦、硫酸鋇等的白色無機顆粒或其他適用於反射光且調諧反射光及透射光的顏色的材料,諸如有色顏料。
例如,複數個光源106a中的每一者可以為LED (例如,大小大於約0.5毫米)、迷你LED (例如,大小介於約0.1毫米與約0.5毫米之間)、微型LED (例如,大小小於約0.1毫米)、有機LED (organic LED,OLED)或具有範圍介於約400奈米至約750奈米的波長的另一適合光源。在其他實施例中,複數個光源106a中的每一者可以具有短於400奈米及/或長於750奈米的波長。來自每一光源106a的光經光學耦合至載體108。如本文中所使用,術語「光學耦合」旨在表示光源定位於載體108的表面處且直接或通過光學透明的黏著劑與載體108光學連通,以便將光引入載體,該光歸因於全內反射而至少部分傳播。來自每一光源106a的光經光學耦合至載體108,使得光的第一部分歸因於全內反射而在載體108中橫向傳播,且經圖案化反射器112提取出載體,且光的第二部分歸因於在反射層104及圖案化反射器112的反射表面處或在光學膜堆疊(在第2圖中示出)與反射層104之間的多次反射而在反射層104與圖案化反射器112之間橫向傳播。
根據各種實施例,載體108可以包括用於照明及顯示應用程式的任何適合的透明材料。如本文中所使用,術語「透明的」旨在表示在光譜的可見區域(約420奈米至750奈米)中,載體在500毫米的長度上具有大於約70%的光透射率。在某些實施例中,例示性透明材料在500毫米的長度上在紫外(ultraviolet,UV)區域(約100奈米至400奈米)中可以具有大於約50%的光透射率。根據各種實施例,針對範圍介於約450奈米至約650奈米的波長,載體可以包括在50毫米的路徑長度上至少95%的光透射率。
載體的光學性質可能受到透明材料的折射率的影響。根據各種實施例,載體108可以具有範圍介於約1.3至約1.8的折射率。在其他實施例中,載體108可以具有相對低的光衰減程度(例如,歸因於吸收及/或散射)。載體108的光衰減(α)針對範圍介於約420奈米至750奈米的波長可以例如小於約5分貝/米。載體108可以包括聚合材料,諸如塑料(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(MS)、聚二甲基矽氧烷(PDMS))、聚碳酸酯(PC)或其他類似材料。載體108亦可以包括玻璃材料,諸如鋁矽酸鹽、鹼金屬鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼金屬硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼金屬鋁硼矽酸鹽、鈉鈣或其他適合的玻璃。適於用作玻璃載體108的市售玻璃的非限制性實例包括來自Corning Incorporated的EAGLE XG®、Lotus TM、Willow®、Iris TM及Gorilla®玻璃。在基板102包括曲面玻璃的實例中,載體108亦可以包括曲面玻璃以形成曲面背光。在其他實施例中,載體108可以具有相對高的光衰減程度。載體108的光衰減(α)針對範圍介於約420奈米至750奈米的波長可以例如大於約5分貝/米。
第1C圖為載體108上的複數個圖案化反射器112的俯視圖。每一圖案化反射器112可以包括基本平坦的區部113及彎曲區部114。此外,每一圖案化反射器112可以包括載體108上的單獨的點115。基本平坦的區部113可以比彎曲區部114更具反射性,且彎曲區部114可以比基本平坦的區部113更具透射性。每一彎曲區部114可以具有隨著距基本平坦的區部113的距離而以連續且平滑的方式變化的性質。雖然在第1C圖所說明的實施例中,每一圖案化反射器112為圓形的,但在其他實施例中,每一圖案化反射器112可以具有另一適合的形狀(例如橢圓形、矩形、六邊形等)。在圖案化反射器112直接製造在載體108的上表面上的情況下,圖案化反射器112提高隱藏光源106a的能力。直接在載體108的上表面上製造圖案化反射器112亦節省空間。
在某些例示性實施例中,每一圖案化反射器112為漫反射器,使得每一圖案化反射器112藉由以足夠高的角度散射一些光線使得這些光線可以藉由全內反射在載體108中傳播來進一步增強背光部分100的效能。隨後,這種射線將不會在圖案化反射器112與反射層104之間或在光學膜堆疊與反射層104之間經歷多次反射,且因此避免光功率的損失,從而提高背光效率。在某些例示性實施例中,每一圖案化反射器112為鏡面反射器。在其他實施例中,每一圖案化反射器112的一些區域具有更漫射的反射特性,而一些區域具有更鏡面的反射特性。
每一圖案化反射器112可以例如藉由用白色墨水、黑色墨水、金屬墨水或其他適合的墨水印刷(例如噴墨印刷、網版印刷、微印刷等)圖案來形成。每一圖案化反射器112亦可以通藉由首先沈積白色或金屬材料的連續層來形成,例如利用物理氣相沈積(physical vapor deposition,PVD)或任何數目的塗佈技術來形成,諸如例如槽模或噴塗,且隨後藉由微影術或其他已知的區域選擇性材料移除方法來圖案化該層。每一圖案化反射器112亦可以利用自載體自身選擇性移除材料的其他已知方法來形成,例如通過雷射剝蝕或化學蝕刻至載體中來形成。
在使用白光源106a的某些例示性實施例中,圖案化反射器112中不同密度的不同反射及吸收材料的存在可能有利於最小化背光的變暗區中的每一者上的色移。光線在圖案化反射器與反射層104 (第1A圖)之間的多次反射可能導致光譜的紅色部分比藍色部分損失更多的光,或反之亦然。在該情況下,例如藉由使用淺色的反射/吸收材料或具有相反色散符號的材料(在該情況下,色散意謂反射及/或吸收的光譜依賴性)將反射設計成顏色中性可以最小化色移。當使用白光源106a時,圖案化反射器112反射且透射與綠光及紅光相似量的藍光亦為有益的。圖案化反射器112可以含有大於臨限值大小的微小顆粒。例如,臨限值大小針對二氧化鈦可以為約140奈米,針對氧化鋁可以為約560奈米,或針對氟化鈉可以為約750奈米。在其他實例中,臨限值大小可以為1微米、2微米、5微米、10微米或20微米。在使用藍光源106a的某些例示性實施例中,圖案化反射器112反射藍光多於綠光及紅光且透射藍光少於綠光及紅光為有益的。圖案化反射器112可以含有小於臨限值大小的奈米大小的顆粒。例如,臨限值大小針對二氧化鈦可以為約140奈米,針對氧化鋁可以為約560奈米,或針對氟化鈉可以為約750奈米。
圖案化漫射器110b具有空間變化的透射率或空間變化的色移。圖案化漫射器110b亦可以具有空間變化的透射率及空間變化的色移。由於圖案化漫射器110b的空間反射率及空間透射率聯繫在一起,所以圖案化漫射器亦具有空間變化的反射率。例如,在圖案化漫射器110b的相同位置處,較小(或較大)的反射率與較大(或較小)的透射率相關。因此,本文中所揭露的圖案化漫射器將利用空間透射率而非空間反射率來量化。空間變化的透射率根據兩個空間明度分佈的比率來表示,一個空間明度分佈用置放在空間均勻且成角度的朗伯光源上的圖案化漫射器量測,而另一空間明度分佈用空間均勻且成角度的朗伯光源量測。空間變化的色移根據兩個空間顏色坐標分佈的差值及/或比率來表示,一個空間顏色坐標分佈用置放在空間均勻且成角度的朗伯光源上的圖案化漫射器量測,而另一空間顏色坐標分佈用空間均勻且成角度的朗伯光源量測。針對量測,針對圖案化反射器112將感興趣區域定義為徑向位置r,用118指示。相對於每一圖案化反射器112的中心量測徑向位置r。徑向位置r範圍介於對應於每一圖案化反射器112的中心的0至對應於每一圖案化反射器的最大徑向位置r的用119指示的rmax。感興趣區域為對應於複數個光源106a的佈局的重複單元,其可以為正方形、矩形、六邊形或另一適合的佈局。
第2圖為例示性液晶顯示器(liquid crystal display,LCD) 140的橫截面圖。LCD 140包括背光部分100,該背光部分100包括如先前參考第1A圖至第1C圖描述及說明的圖案化漫射器110b。此外,LCD 140的背光視情況包括背光部分100上方的漫射板146,視情況包括漫射板146上方的顏色轉換層148 (例如量子點膜或磷光體膜),視情況包括顏色轉換層148上方的稜鏡膜150,且視情況包括稜鏡膜150上方的反射偏振器152。LCD 140亦包括背光的反射偏振器152上方的顯示面板154。在某些例示性實施例中,反射偏振器152可以接合至顯示面板154。
為保持光源106a與載體108上的圖案化反射器112之間的對準,以使背光部分100正常工作,若載體108及基板102由相同或相似類型的材料製成,使得載體108上的圖案化反射器112及基板102上的光源106a在大範圍的操作溫度下彼此較佳地對準,此係有利的。在某些例示性實施例中,載體108及基板102由相同的塑料材料製成。在其他實施例中,載體108及基板102由相同或相似類型的玻璃製成。
保持載體108及基板102上的光源106a對準的替代解決方案為使用高度可撓的基板。高度可撓的基板可以由聚醯亞胺或其他耐高溫聚合物膜製成,以允許組件焊接。高度可撓的基板亦可以由諸如FR4或玻璃纖維的材料製成,但厚度明顯小於通常的厚度。在某些例示性實施例中,0.4毫米厚的FR4材料可用於基板102,該基板102可足夠可撓以吸收由變化的操作溫度導致的尺寸變化。
第3A圖為例示性背光部分200a的簡化橫截面圖。除在背光部分200a中使用光源106b代替光源106a以及使用包括圖案化反射器212的圖案化漫射器210a代替圖案化漫射器110b之外,背光部分200a類似於先前參考第1A圖至第1C圖描述及說明的背光部分100。雖然為簡單起見,第3A圖說明單個光源106b及對應的單個圖案化反射器212,但應當理解,背光部分200a可以包括任何適合數目的光源106b及對應的圖案化反射器212。背光部分200a可以包括如先前參考第1A圖至第1C圖描述及說明的基板102及反射層104。此外,背光部分200a包括載體108上方的光學膜堆疊(未示出)的第一層(例如146)。光學膜堆疊的第一層可以為漫射板、顏色轉換層、稜鏡膜或其他適合的板或膜。在該實施例中,每一圖案化反射器212處於載體108的第一表面上,其中載體的第一表面面向複數個光源106b。
每一光源106b沿著大於約10度的離軸角θ (即,偏離與配置複數個光源106b的平面垂直的軸)發射峰值強度射線,用107b指示。在某些例示性實施例中,離軸角θ在約10度與約80度之間的範圍內,諸如在約20度與約60度之間的範圍內。每一圖案化反射器212包括空間透射率或空間反射率。對應光源106b的峰值強度射線107b在等於R0的徑向位置r處與對應的圖案化反射器212相交。徑向位置r在對應的圖案化反射器的平面中(沿著圖案化反射器的寬度或直徑)且自對應的圖案化反射器212的中心量測。在r滿足R0 - 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0處與在r等於0處相比,反射率較大或透射率較小。在某些例示性實施例中,當r滿足R0 - 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0時,反射率最大或透射率最小。在另一實施例中,在r滿足R0 - 20%*R0 ≤ r ≤ R0 + 20%*R0處與在r等於0處相比,反射率較大或透射率較小。在其他實施例中,在r滿足R0 - 50%*R0 ≤ r ≤ R0 + 50%*R0處與在r大於R0 + 50%處相比,反射率較大或透射率較小。
在某些例示性實施例中,每一光源106b為具有約200微米或更小的高度及約500微米或更小的寬度或直徑的微型LED。當反射層104與圖案化漫射器210a的底表面之間的光學距離為約0.5毫米、1.0毫米或2.0毫米或更大時,R0可以近似為R0 = OD * tan(θ),其中OD (用218指示)為反射層104與圖案化反射器212之間的光學距離。在其他實施例中,R0 = S0/2 + (OD - h0/2) * tan(θ),其中S0為對應光源106b的寬度(或直徑),且h0 (用216指示)為對應光源在反射層104上方的高度。光源106b在含有法線方向及射線107b的不同平面中可以具有不同的大小。
在第3A圖中所說明的實施例中,每一圖案化反射器212包括空間厚度輪廓,其中每一圖案化反射器的最大厚度位於對應光源106b的峰值強度射線107b與對應圖案化反射器212相交的位置。在其他實施例中,每一圖案化反射器212包括空間顏色坐標x,其中每一圖案化反射器的最大顏色坐標x位於對應光源106b的峰值強度射線107b與對應圖案化反射器212相交的位置。在另一實施例中,每一圖案化反射器212包括空間顏色坐標y,其中每一圖案化反射器的最大顏色坐標y位於對應光源106b的峰值強度射線107b與對應圖案化反射器212相交的位置。在另一實施例中,每一圖案化反射器212包括空間厚度輪廓、空間顏色坐標x及空間顏色坐標y,其中每一圖案化反射器的最大厚度、最大顏色坐標x及最大顏色坐標y位於對應光源106b的峰值強度射線107b與對應圖案化反射器212相交的位置。如本文中所使用,空間顏色坐標x及y係根據1931 CIE顏色空間定義的。可以使用不同的顏色空間來量化顏色,且任何其他顏色空間皆可以轉換為1931 CIE顏色空間。在第11A圖至第23E圖中,空間顏色坐標x及y分別表示為Cx及Cy。
第3B圖為例示性背光部分200b的簡化橫截面圖。除在背光部分200b中,圖案化漫射器210b包括載體108的背離複數個光源106b的表面上的每一圖案化反射器212之外,背光部分200b類似於先前參考第3A圖描述及說明的背光部分200a。在該實施例中,R0 = S0/2 + (OD - h0/2) * tan(θ) + hg*sin(θ)/sqrt(n*n-sin(θ)*sin(θ)),其中S0 (用214指示)為對應光源106b的寬度(或直徑),h0 (用216指示)為對應光源在反射層104上方的高度,OD (用218指示)為反射層與載體108之間的光學距離,hg (用219指示)為載體的厚度,n為載體的折射率,且θ為對應光源的峰值強度射線107b的離軸角。
儘管在一個橫截面中描述峰值強度射線,但該峰值強度射線可以隨方位角φ而變化。亦即,針對具有三維立體形狀的光源,峰值強度陣列的離軸角θ隨方位角φ而變。每一方位角φ處的每一峰值強度射線在隨方位角φ而變的徑向位置r = R0(φ)處與圖案化反射器相交。在圖案化反射器的平面中,在0度與360度之間變化的所有方位角φ處的R0的集合在圖案化反射器的中心周圍形成環。環的形狀可以為橢圓形、圓形或另一適合的形狀。因此,對應於含有複數個光源106b的平面中的方位角φ的等於R0的徑向位置r集合圍繞每一對應的圖案化反射器212的中心,且在r滿足R0(φ) - 50%*R0(φ) ≤ r ≤ R0(φ) + 50%*R0(φ)及0° ≤ φ ≤ 360°處與在r等於0處相比,反射率較大或透射率較小。
第4圖為另一例示性背光部分220的簡化橫截面圖。除背光部分220包括圖案化漫射器240,其中使用圖案化反射器242代替圖案化反射器212之外,背光部分220類似於先前參考第3A圖描述及說明的背光部分200a。在一個實施例中,每一圖案化反射器242包括例如用244指示的複數個實心區部及例如用246指示的與複數個實心區部244交錯的複數個開口區部。每一實心區部244及每一開口區部246可以為環狀的,諸如圓形、橢圓形或與對應光源106b對準的另一適合的形狀。在另一實施例中,每一圖案化反射器242包括複數個開口(例如圓柱形開口),例如用246指示。距每一圖案化反射器242的中心相同距離的開口246可以呈環狀配置,諸如圓形、橢圓形或與對應光源106b對準的另一適合的形狀。
每一實心區部244的空間開口孔徑比A(r)可以等於As(r) / (As(r) + Ao(r)),其中r為距對應圖案化反射器242的中心的距離,As(r)為對應實心區部244的面積,且Ao(r)為對應開口區部246的面積。在該實施例中,每一圖案化反射器242包括空間開口孔徑比輪廓,其中每一圖案化反射器的最小開口孔徑比位於對應光源106b的峰值強度射線107b與對應圖案化反射器相交的位置。
每一圖案化反射器242包括反射材料的圖案,以產生可變漫反射器。反射材料可以包括例如:金屬箔,諸如銀、鉑、金、銅及其類似者;介電材料(例如,諸如PTFE的聚合物);多孔聚合物材料,諸如PET、PMMA、PEN、PES等;多層介電干涉塗層或反射油墨,包括諸如二氧化鈦、硫酸鋇等的白色無機顆粒或其他適用於反射光的材料。
每一圖案化反射器242可以例如藉由用白色墨水、黑色墨水、金屬墨水或其他適合的墨水印刷(例如噴墨印刷、網版印刷、微印刷等)圖案來形成。每一圖案化反射器242亦可以通藉由首先沈積白色或金屬材料的連續層來形成,例如利用物理氣相沈積(physical vapor deposition,PVD)或任何數目的塗佈技術來形成,諸如例如槽模或噴塗,且隨後藉由微影術或其他已知的區域選擇性材料移除方法來圖案化該層。
第3A圖至第4圖的實施例可以修改成在光源106b上方包括封裝層。封裝層可以為平面層或球形圓頂。在該情況下,歸因於封裝層的折射率,徑向位置R0可以不同。在其他實施例中,可以不包括載體108,且圖案化反射器212或242可以處於光源106b上方的封裝層上。在又其他實施例中,載體可以為位於光源106b上方的封裝層。同樣,在該情況下,歸因於封裝層的折射率,徑向位置R0可以不同。
第5圖為例示性背光部分300的橫截面圖。除在背光部分300中,每一圖案化反射器112面向對應的光源106a之外,背光部分300類似於先前參考第1A圖至第1C圖描述及說明的背光部分100。背光部分300可以包括如先前參考第1A圖至第1C圖描述及說明的基板102、反射層104及複數個光源106a。在該實施例中,圖案化漫射器110a包括具有第一表面304及與第一表面相對的第二表面306的載體108 (例如導光板)。複數個圖案化反射器112處於載體108的第一表面304上,其中載體的第一表面304面向複數個光源106a。
第6A圖為例示性圖案化漫射器320a的橫截面圖。除圖案化漫射器320a包括漫射層322之外,圖案化漫射器320a類似於先前參考第5圖描述及說明的圖案化漫射器110a。漫射層322處於載體108的第二表面306上。圖案化漫射器320a經組態以配置成載體108的第一表面304面向背光內的複數個光源106a。在另一實施例中,漫射層322可以配置在載體108的第一表面304與複數個圖案化反射器112之間。
漫射層322背向背光內的複數個光源106a (未示出)。漫射層322改善自光源106a發射的光的橫向擴散,從而改善光的均勻性。漫射層322可以具有鏡面透射率及漫反射率以及鏡面透射率及漫透射率。鏡面反射率或透射率為沿著鏡面方向取決於量測設置以0度或8度反射或透射光的百分比,而漫反射率或透射率為不包括鏡面反射率或透射率的反射或透射光的百分比。漫射層322可以具有霧度及透射率。漫射層322可以具有例如約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%或更大的霧度及約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%或更大的透射率。在某些例示性實施例中,漫射層322具有約70%的霧度及約90%的總透射率。在其他實施例中,漫射層322具有約88%的霧度及約96%的總透射率。在其他實施例中,漫射層322具有約99%的霧度及約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%的總透射率。根據美國測試與材料學會(American Society for Testing and Materials,ASTM) D1003「透明塑料的霧度及透光率的標準測試方法」,將霧度定義為散射以透射光的方向與入射光束的方向的偏差超過2.5度的透射光的百分比,且透射率定義為透射光的百分比。霧度及透射率可以利用各種霧度計來量測。
漫射層322漫射來自光源106a的射線。因此,背光的圖案化反射器112可以比不包括漫射層322的背光的圖案化反射器更薄,同時仍然有效地隱藏光源106a。漫射層322亦漫射射線,否則這些射線將經歷全內反射。此外,漫射層322漫射背光內由顏色轉換層、漫射板材或漫射板(例如,第2圖的146)反射回來的任何射線。因此,漫射層322增加由顏色轉換層、漫射板材或漫射板以及漫射板或漫射板材上方的任何稜鏡膜(諸如一個或兩個增亮膜)引起的光再循環效果。
在某些例示性實施例中,漫射層322包括均勻或連續的散射顆粒層。將漫射層322認為包括均勻的散射顆粒層,其中相鄰散射顆粒之間的距離小於光源大小的五分之一。不論漫射層322相對於光源的位置如何,漫射層322表現出類似的漫射性質。散射顆粒可以例如在透明或白色墨水中,該墨水包括微米大小或奈米大小的散射顆粒,諸如氧化鋁顆粒、TiO 2顆粒、PMMA顆粒或其他適合的顆粒。粒度可以在例如約0.1微米與約10.0微米的範圍內變化。在其他實施例中,漫射層322可以包括防眩光圖案。防眩光圖案可以由一層聚合物珠形成,或可以經蝕刻。在該實施例中,漫射層322可以具有例如約1微米、3微米、7微米、14微米、21微米、28微米或50微米的厚度或另一適合的厚度。
在某些例示性實施例中,漫射層322可以包括可以經由網版印刷塗覆至載體108上的圖案。漫射層322可以經網版印刷在塗覆至載體108的底漆層(例如黏著層)上。在其他實施例中,漫射層322可以藉由經由黏著層將漫射層層壓至載體而塗覆至載體108。在又其他實施例中,漫射層322可以藉由將漫射層壓印(例如熱或機械壓印)至載體中、將漫射層衝壓(例如輥衝壓)至載體中或將漫射層注射成型而塗覆至載體108。在又其他實施例中,漫射層322可以藉由蝕刻(例如化學蝕刻)載體而塗覆至載體108。在一些實施例中,漫射層322可以用雷射(例如雷射破壞)塗覆至載體108。
在又其他實施例中,漫射層322可以包括複數個中空珠粒。中空珠粒可以為塑料中空珠粒或玻璃中空珠粒。例如,中空珠粒可以為可購自3M公司的商標名為「3M GLASS BUBBLES iM30K」的玻璃泡。這些玻璃泡具有包括約70重量%至約80重量%的範圍內的SiO 2、約8重量%至約15重量%的範圍內的鹼土金屬氧化物、約3重量%至約8重量%的範圍內的鹼金屬氧化物及約2重量%至約6重量%的範圍內的B 2O 3的玻璃組成,其中每一重量百分比係以玻璃泡的總重量計的。在某些例示性實施例中,中空珠粒的大小(即直徑)可以變化,例如,自約8.6微米變為約23.6微米,其中中值大小為約15.3微米。在另一實施例中,中空珠粒的大小可以變化,例如,自約30微米變為約115微米,其中中值大小為約65微米。在又其他實施例中,漫射層322可以包括複數個奈米大小的顏色轉換顆粒,諸如紅色及/或綠色量子點或其他適合的磷光體顆粒。在又其他實施例中,漫射層322可以包括複數個中空珠粒、奈米大小的散射顆粒及奈米大小的顏色轉換顆粒,諸如紅色及/或綠色量子點或其他適合的磷光體顆粒,諸如基於氟矽酸鉀(PFS)的磷光體。
中空珠粒可以首先與溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))均勻混合,隨後與任何適合的黏結劑(例如甲基丙烯酸甲酯及二氧化矽)混合,且隨後若需要形成糊狀物,則利用熱固化或紫外(ultraviolet,UV)固化來固定。隨後,可以利用狹縫塗佈、網版印刷或任何其他適合的方式將糊狀物沈積至載體108的表面上,以形成漫射層322。在該實施例中,漫射層322可以具有例如介於約10微米與約100微米之間的厚度。在另一實例中,漫射層322可以具有介於約100微米與約300微米之間的厚度。視需要,可以使用多個塗層來形成厚的漫射層。在每一實例中,漫射層322的霧度可以大於99%,如用諸如BYK-Gardner的Haze-Gard的霧度計量測。在漫射層322內使用中空珠粒的兩個優點包括:1)減輕漫射層322的重量;及2)在小厚度下獲得所需的霧度位準。
第6B圖包括例示性圖案化漫射器320b的橫截面圖。除圖案化漫射器320b經組態以配置成載體108的第一表面304背離背光內的複數個光源106a之外,圖案化漫射器320b類似於先前參考第6A圖描述及說明的圖案化漫射器320a。
第7A圖為另一例示性圖案化漫射器340a的橫截面圖。除圖案化漫射器340a包括封裝層342之外,圖案化漫射器340a類似於先前參考第5圖描述及說明的圖案化漫射器110a。封裝層342處於載體108的第一表面304上,且封裝複數個圖案化反射器112中的每一者。圖案化漫射器340a經組態以配置成載體108的第一表面304面向背光內的複數個光源106a。封裝層342可以包括透明樹脂材料、矽樹脂或另一適合材料。透明樹脂材料、矽樹脂或另一適合材料應該具有超過約60%且較佳超過約90%的透射率。封裝層342可以包括奈米大小或微米大小的散射顆粒。
第7B圖為另一例示性圖案化漫射器340b的橫截面圖。除圖案化漫射器340b經組態以配置成載體108的第一表面304背離背光內的複數個光源106a之外,圖案化漫射器340b類似於先前參考第7A圖描述及說明的圖案化漫射器340a。
第8A圖為另一例示性圖案化漫射器360a的橫截面圖。除圖案化漫射器360a包括載體108的第一表面304及第二表面306上的複數個圖案化反射器112之外,圖案化漫射器360a類似於先前參考第5圖描述及說明的圖案化漫射器110a。圖案化漫射器360a包括載體108的第一表面304上的複數個第一圖案化反射器112a。每一第一圖案化反射器112a經組態成與背光內的對應光源106a對準。圖案化漫射器360a亦包括載體108的第二表面306上的複數個第二圖案化反射器112b。每一第二圖案化反射器112b經組態成與背光內的對應光源106a對準。圖案化漫射器360a可以配置成載體108的第一表面304或第二表面306面向背光內的複數個光源106a。第一圖案化反射器112a及第二圖案化反射器112b可以相同或不同。
第8B圖為另一例示性圖案化漫射器360b的橫截面圖。除圖案化漫射器360b包括封裝層342a及342b之外,圖案化漫射器360b類似於先前參考第8A圖描述及說明的圖案化漫射器360a。封裝層342a處於載體108的第一表面304上,且封裝複數個第一圖案化反射器112a中的每一者。封裝層342b處於載體108的第二表面306上,且封裝複數個第二圖案化反射器112b中的每一者。每一封裝層342a及342b可以包括透明樹脂材料、矽樹脂或另一適合材料。圖案化漫射器360b可以配置成載體108的第一表面304或第二表面306面向背光內的複數個光源。
第9A圖為具有量測空間明度及顏色坐標的偵測器420的例示性空間均勻且成角度的朗伯光源400a的橫截面圖。空間均勻且成角度的朗伯光源400a包括基板402、複數個光源406a、第一體積漫射板408、膜堆疊410及第二體積漫射板412。膜堆疊410可以包括顏色轉換層、一個或兩個稜鏡膜空/或一個或兩個漫射板材。
複數個光源406a配置在基板402上,且與基板402電連通。在某些例示性實施例中,複數個光源406a中的每一者為藍色發光二極體(light emitting diode,LED)。第一體積漫射板408配置在複數個光源406a上方。在某些例示性實施例中,光學黏著劑(未示出)可以用於將複數個光源406a耦合至第一體積漫射板408。膜堆疊410配置在第一體積漫射板408上方。第二體積漫射板412配置在膜堆疊410上方。
相鄰光源406a之間的間距P用426指示。雖然在第9A圖中沿著一個方向說明間距,但在與所說明的方向正交的方向上,間距可以不同。間距例如可以為約5毫米、2毫米、1毫米或0.5毫米或小於約0.5毫米。第一體積漫射板408及第二體積漫射板412可以各自例如具有約3毫米的厚度。偵測器420經組態以量測空間明度及顏色坐標。例如,偵測器420可以為來自Radiant Vision Systems的ProMetric®成像色度計(IC-PMI16型)或另一等效儀器。
第9B圖為具有量測空間明度及顏色坐標的偵測器420的另一例示性空間均勻且成角度的朗伯光源400b的橫截面圖。空間均勻且成角度的朗伯光源400b包括基板402、複數個光源406b及體積漫射板414。複數個光源406b配置在基板402上,且與基板402電連通。在某些例示性實施例中,複數個光源406b中的每一者為白色LED。體積漫射板414配置在複數個光源406b上方。在某些例示性實施例中,光學黏著劑(未示出)可以用於將複數個光源406b耦合至體積漫射板414。
相鄰光源406b之間的間距P用426指示。雖然在第9B圖中沿著一個方向說明間距,但在與所說明的方向正交的方向上,間距可以不同。間距例如可以為約5毫米、2毫米、1毫米或0.5毫米或小於約0.5毫米。體積漫射板414可以例如具有約6毫米的厚度。在某些例示性實施例中,體積漫射板414可以用具有等於體積漫射板414厚度的總厚度的兩個或更多體積漫射板來代替。
雖然已經描述及說明兩個例示性的空間均勻且成角度的朗伯光源400a及400b,但本文中可以使用具有其他組態的空間均勻且成角度的朗伯光源。
第10A圖為例示性量測設置500a的橫截面圖,其包括具有例示性圖案化漫射器110a及偵測器420的空間均勻且成角度的朗伯光源400a。在該實施例中,圖案化漫射器110a配置成使得載體108的第一表面304面向空間均勻且成角度的朗伯光源400a。偵測器420經組態以量測載體108上的圖案化反射器112的空間明度及顏色坐標。
第10B圖為例示性量測設置500b的橫截面圖,其包括具有例示性圖案化漫射器110b及偵測器420的空間均勻且成角度的朗伯光源400a。在該實施例中,圖案化漫射器110b配置成使得載體108的第一表面304背離空間均勻且成角度的朗伯光源400a。偵測器420經組態以量測載體108上的圖案化反射器112的空間明度及顏色坐標。
雖然第10A圖及第10B圖說明使用空間均勻且成角度的朗伯光源400a來量測載體108上的圖案化反射器112的空間明度及顏色坐標的量測設置,但在其他實施例中,可以使用空間均勻且成角度的朗伯光源400b或等效光源。此外,雖然第10A圖及第10B圖中說明圖案化漫射器110a/110b,但類似的量測設置可以用於其他圖案化漫射器,諸如前述的圖案化漫射器210a/210b、240、320a/320b、340a/340b、360a及360b。以下第11A圖至第11C圖至第23A圖第23E圖的圖表包括使用第10A圖及第10B圖的量測設置500a及500b確定的量測值。
第11A圖至第11C圖分別為針對例示性成角度的朗伯光源400a及例示性圖案化漫射器(例如110a/110b)的兩個定向的量測空間顏色坐標Cx(r)、量測空間顏色坐標Cy(r)及量測空間明度(r)的圖表,其中r為徑向位置。徑向位置r以毫米為單位相對於圖案化反射器112的中心量測,其範圍介於對應於圖案化反射器的中心的0至對應於圖案化反射器的最大徑向位置的rmax。使用第9A圖的針對例示性成角度的朗伯光源400a的量測設置、第10A圖的針對具有面向成角度的朗伯光源400a的複數個圖案化反射器112的圖案化漫射器110a的量測設置及第10B圖的針對具有背離成角度的朗伯光源400a的複數個圖案化反射器112的圖案化漫射器110b的量測設置來確定每一圖表。
在第11A圖的圖表中,針對空間均勻且成角度的朗伯光源的量測空間顏色坐標Cx(r) (本文中表示為Cx0(r))由實心三角形指示。針對在載體108的底部上具有面向成角度的朗伯光源400a的圖案化反射器112的圖案化漫射器110a的量測空間顏色坐標Cx(r) (本文中表示為Cx1(r))由空心圓指示。針對在載體108的頂部上具有背離光源400a的圖案化反射器112的圖案化漫射器110b的量測空間顏色坐標Cx(r) (本文中表示為Cx2(r))由實心圓指示。
在第11B圖的圖表中,針對空間均勻且成角度的朗伯光源的量測空間顏色坐標Cy(r) (本文中表示為Cy0(r))由實心三角形指示。針對在載體108的底部上具有面向成角度的朗伯光源400a的圖案化反射器112的圖案化漫射器110b的量測空間顏色坐標Cy(r) (本文中表示為Cy1(r))由空心圓指示。針對在載體108的頂部上具有背離成角度的朗伯光源400a的圖案化反射器112的圖案化漫射器110b的量測空間顏色坐標Cy(r) (本文中表示為Cy2(r))由實心圓指示。
在第11C圖的圖表中,針對空間均勻且成角度的朗伯光源的量測空間明度(r) (本文中表示為明度0(r))由實心三角形指示。針對在載體108的底部上具有面向成角度的朗伯光源400a的圖案化反射器112的圖案化漫射器110a的量測空間明度(r) (本文中表示為明度1(r))由空心圓指示。針對在載體108的頂部上具有背離成角度的朗伯光源400a的圖案化反射器112的圖案化漫射器110b的量測空間明度(r) (本文中表示為明度2(r))由實心圓指示。明度以尼特為單位進行量測。
如第11A圖至第11C圖的圖表中所示出,自空間均勻且成角度的朗伯光源400a量測的空間顏色坐標Cx0(r)及Cy0(r)以及空間明度0(r)基本上為平坦的,與感興趣區域中的徑向位置r無關,在該實例中,徑向位置r介於r等於0與rmax等於約3.2毫米之間。針對感興趣區域中的r,定義為|max(Cx0(r)) - min(Cx0(r))|及|max(Cy0(r)) - min(Cy0(r))|的顏色坐標的絕對最大差值對於Cx0及Cy0分別小於約0.002。定義為|100% - min(Cx0(r))/max(Cx0(r))|及|100% - min(Cy0(r))/max(Cy0(r))|的顏色坐標的相對最大差值對於Cx0及Cy0分別小於約1%。定義為|100% - min(明度0(r))/max(明度0(r))|的明度的相對最大差值對於明度0小於約2%。上述量測空間分佈為成角度的朗伯光源400a或400b的特徵。儘管未示出,但成角度的朗伯光源400a或400b的角度明度分佈幾乎遵循朗伯分佈。只要光源提供的空間明度及空間顏色坐標滿足上述條件,空間均勻且成角度的朗伯光源400a可以由不同間距的LED或不同體積的漫射板構成。
量測的Cx1(r)、Cy1(r)、明度1(r)、Cx2(r)、Cy2(r)及明度2(r)可以隨著成角度的朗伯光源400a的顏色坐標Cx0(r)及Cy0(r)以及明度0(r)而劇烈變化。與成角度的朗伯光源400a的顏色坐標Cx0(r)及Cy0(r)以及明度0(r)無關或至少對其不敏感的圖案化漫射器110a/110b的性質為透射率及色移。圖案化漫射器110a的色移可以由顏色坐標差DCx1(r) = Cx1(r) – Cx0(r)及DCy1(r) = Cy1(r) – Cy0(r)及/或顏色坐標比RCx1(r) = Cx1(r)/Cx0(r)及RCy1(r) = Cy1(r)/Cy0(r)來描述,其中符號「=」意謂「定義為」。圖案化漫射器110a的透射率可以由明度比RL1(r) =明度1(r)/明度0(r)來描述。類似地,圖案化漫射器110b的色移可以由顏色坐標差DCx2(r) = Cx2(r) – Cx0(r)及DCy2(r) = Cy2(r) – Cy0(r)及/或顏色坐標比RCx2(r) = Cx2(r)/Cx0(r)及RCy2(r) = Cy2(r)/Cy0(r)描述。圖案化漫射器110b的透射率可以由明度比RL2(r) =明度2(r)/明度0(r)來描述。
第12A圖至第12E圖為分別自第11A圖至第11C圖導出的顏色坐標差DCx1(r) = Cx1(r) - Cx0(r)及DCx2(r) = Cx2(r) - Cx0(r)、顏色坐標差DCy1(r) = Cy1(r) - Cy0(r)及DCy2(r) = Cy2(r) - Cy0(r)、顏色坐標比RCx1(r) = Cx1(r)/Cx0(r)及RCx2(r) = Cx2(r)/Cx0(r)、顏色坐標比RCy1(r) = Cy1(r)/Cy0(r)及RCy2(r) = Cy2(r)/Cy0(r)以及明度比RL1(r) =明度1(r)/明度0(r)及RL2(r) =明度2(r)/明度0(r)。
如第12A圖及第12B圖中所示出,顏色坐標差DCx1(r)、DCx2(r)、DCy1(r)及DCy2(r)具有以下特徵: 1)每一曲線在r = 0處具有比r = rmax處大得多的值,亦即DCx1(0) ≥ DCx1(rmax) + 0.005;DCy1(0) ≥ DCy1(rmax) + 0.005;DCx2(0) ≥ DCx1(rmax) + 0.005;且DCy2(0) > DCy2(rmax) + 0.005。 2)差值DCx1(r) - DCx2(r)及DCy1(r) - DCy2(r)隨著徑向位置r而變化。|[DCx1(0) - DCx2(0)] - [DCx1(rmax) - DCx2(rmax)]|大於或等於約0.01或至少大於或等於約0.005。|[DCy1(0) - DCy2(0)] - [DCy1(rmax) - DCy2(rmax)]|大於或等於約0.01或至少大於或等於約0.005。 3)曲線DCx1(r)、DCy1(r)、DCx2(r)及DCy2(r)相對平坦,且對於0與預定值之間的r,變化不超過約0.005,在該實例中,預定值為約0.7 mm。 4)當r自0增加至rmax時,曲線通常趨於更低或保持平坦。DCx1自r = 0處的約0.022降低至r = rmax處的約0.008,而DCx2自r = 0處的約0.032降低至r = rmax處的約0.005。DCy1自r = 0處的約0.022降低至r = rmax處的約0.010,而DCy2自r = 0處的約0.032降低至r = rmax處的約0.008。 5)當r小於約2的臨限值時,DCx1(r) < DCx2(r)且DCy1(r) < DCy2(r);且當r大於臨限值時,DCx1(r) > DCx2(r)且DCy1(r) > DCy2(r)。 6)當r = 0及介於0與rmax之間時,DCx1(r)、DCy1(r)、DCx2(r)及DCy2(r)大於0。
如第12C圖及第12D圖中所示出,顏色坐標比RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)及RCy2(r)具有以下特徵: 1) 每一曲線在r = 0處具有比r = rmax處大得多的值,亦即RCx1(0) ≥ RCx1(rmax) + 3%;RCy1(0) ≥ RCy1(rmax) + 3%;RCx2(0) ≥ RCx1(rmax) + 3%;且RCy2(0) ≥ RCy2(rmax) + 3%。 2) 差值RCx1(r) - RCx2(r)及RCy1(r) - RCy2(r)隨徑向位置r而變化。|[RCx1(0) - RCx2(0)] - [RCx1(rmax) - RCx2(rmax)]| > 3%。|[RCy1(0) - RCy2(0)] - [RCy1(rmax) - RCy2(rmax)]| > 3%。 3) 曲線RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)及RCy2(r)相對平坦,且對於0與預定值之間的r,變化不超過約3,在該實例中,預定值為約0.7 mm。 4) 當r自0增加至rmax時,曲線通常趨於更低或保持平坦。RCx1自r = 0處的約107%降低至r = rmax處的約103%,而RCx2自r = 0處的約111%降低至r = rmax處的約102%。RCy1自r = 0處的約107%降低至r = rmax處的約103%,而RCy2自r = 0處的約110%降低至r = rmax處的約102%。 5) 當r小於約2的臨限值時,RCx1(r) < RCx2(r)且RCy1(r) < RCy2(r);且當r大於臨限值時,RCx1(r) > RCx2(r)且RCy1(r) > RCy2(r)。 6) 當r = 0及介於0與rmax之間時,RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)及RCy2(r)大於約1。
如第12E圖中所示出,明度比RL1(r)及RL2(r)具有以下特徵: 1) 每一曲線在r = 0處具有比在r = rmax處小得多的值,亦即RL1(0) ≤ RL1(rmax) - 3%且RL2(0) ≤ RL2(rmax) - 3%。 2) 差值RL1(r) - RL2(r)隨徑向位置r變化。|[RL1(0) - RL2(0)] - [RL1(rmax) - RL2(rmax)]| ≥ 3%。 3) 曲線RL1(r)及RL2(r)相對平坦,且對於0與預定值之間的r,變化不超過約3%,在該實例中,預定值為約0.7 mm。 4) 當r自0增加至rmax時,曲線通常趨於更高或保持平坦。RL1自r = 0處的約60%降低至r = rmax處的約99%,而RL2自r = 0處的約40%降低至r = rmax處的約110%。 5) 當r小於約2的臨限值時,RL1(r) > RL2(r);且當r大於臨限值時,RL1(r) < RL2(r)。 6) 在r = 0處,RL1(r)及RL2(r)小於100%。 7) RL2(rmax) > 100%,指示圖案化漫射器將來自r = 0附近的光重分佈至遠離圖案化漫射器中心的區域。
上述曲線及下文所描述的曲線的相對平坦的部分可以稱為基本平坦的區部。上述曲線及下文所描述的曲線的增加或減少部分可以稱為曲線區部。
第13A圖至第13E圖分別為在圖案化漫射器110a/110b用具有空間均勻漫射層的比較光學組件代替時的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。如第13A圖至第13E圖中所示出,曲線DCx1(r)、DCy1(r)、DCx2(r)、DCy2(r)、RCx1(r)、RCy1(r)、RCx2(r)、RCy2(r)、RL1(r)及RL2(r)中的每一者為基本平坦的,與徑向位置r無關。每一曲線在r = 0處及r = rmax處具有基本相同的值。例如,|DCx1(0) - DCx1(rmax)| < 0.004,|DCy1(0) - DCx1(rmax)| < 0.004,|DCx2(0) - DCx2(rmax)| < 0.004,|DCy2(0) - DCy2(rmax)| < 0.004,|RCx1(0) - RCx1(rmax)| < 2%,|RCy1(0) - RCx1(rmax)| < 2%,|RCx2(0) - RCx2(rmax)| < 2%,|RCy2(0) - RCy2(rmax)| < 2%,|RL1(0) - RL1(rmax)| < 2%,且|RL2(0) - RL2(rmax)| < 2%。此外,差值DCx1(r) - DCx2(r)、DCy1(r) - DCy2(r)、RCx1(r) - RCx2(r)、RCx1(r) - RCx2(r)及RL1(r) - RL2(r)亦基本上與r的值無關。例如,|[DCx1(0) - DCx2(0)] - [DCx1(rmax) - DCx2(rmax)]| < 0.004,|[DCy1(0) - DCy2(0)] - [DCy1(rmax) - DCy2(rmax)]| < 0.004,|[RCx1(0) - RCx2(0)] - [RCx1(rmax) - RCx2(rmax)]| < 2%,|[RCy1(0) - RCy2(0)] - [RCy1(rmax) - RCy2(rmax)]| < 2%,且|[RL1(0) - RL2(0)] - [RL1(rmax) - RL2(rmax)]| < 2%。上述結果亦適用於比較光學組件,該比較光學組件為約2毫米厚的體積漫射板,比較光學組件可在LCD背光中找到。
第14A圖至第14E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。曲線在性質上分別類似於第12A圖至第12E圖的曲線,但在數量上不同。例如,RL1自r = 0處的約65%增加至r = rmax處的約100%,而RL2自r = 0處的約30%增加至r = rmax處的約110%,在第14E圖中示出。
第15A圖至第15E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。曲線分別具有與第12A圖至第12E圖類似的行為,但亦具有不同的特徵。例如,DCx2、DCy2、RCx2及RCy2中的每一者自r = 0開始增加,且在約r = 0.7 mm處達到最大值。隨後,每一者自約r = 0.7 mm至約r = 1.5 mm降低。每一者在約r = 1.5 mm至約r = 2.5 mm之間保持平坦,且隨後自約r = 2.5 mm至r = rmax降低。
第16A圖至第16E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。曲線分別具有與第15A圖至第15E圖中的行為類似的行為。例如,DCx2、DCy2、RCx2或RCx2中的每一者自r = 0開始增加,且在約r = 0.7 mm處達到最大值。隨後,每一者自約r = 0.7 mm至約r = 1.5 mm降低。每一者在約r = 1.5 mm至約r = 2.5 mm之間保持平坦,且隨後自約r = 2.5 mm至r = rmax降低。RL2自r = 0開始降低,且在約r = 0.7 mm處達到最小值。隨後,RL2自約r = 0.7 mm至約r = 1.5 mm增加。在約r = 1.5 mm至約r = 2.5 mm之間,RL2保持平坦。隨後,RL2自約r = 2.5 mm至約r = rmax增加。
第17A圖至第17E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。曲線分別具有與第16A圖至第16E圖中的行為類似的行為。例如,DCx2、DCy2、RCx2及RCx2中的每一者自r = 0開始增加,且在約r = 0.7 mm處達到最大值。隨後,每一者自約r = 0.7 mm至約r = 1.5 mm降低。每一者在約r = 1.5 mm至約r = 2.5 mm之間保持平坦,且隨後自約r = 2.5 mm至r = rmax降低。RL2自r = 0開始降低,且在約r = 0.7 mm處達到最小值。隨後,RL2自約r = 0.7 mm至約r = 1.5 mm增加。在約r = 1.5 mm至約r = 2.5 mm之間,RL2保持平坦。隨後,RL2自約r = 2.5 mm至約r = rmax增加。
第18A圖至第18E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。與第12A圖至第12E圖中的曲線相比,曲線分別具有一些相似及一些不同的行為。例如,類似於第12A圖至第12E圖,對於小於臨限值的r,DCx1(r) < DCx2(r)且RCx1(r) < RCx2(r)。與第12A圖至第12E圖不同,對於所有r,DCy1(r) < DCy2(r)且RCy1(r) < RCy2(r)。此外,當r大於臨限值時,DCy1(r)及DCy2(r)可以變得小於0,RCy1(r)及RCy2(r)可以變得小於100%,且RL1(r)及RL2(r)可以變得大於100%。
第19A圖至第19E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。與第18A圖至第18E圖中的曲線相比,曲線分別具有一些相似及一些不同的行為。具體而言,對於所有r,DCx1(r) < DCx2(r)且RCx1(r) < RCx2(r)。對於所有r,DCy1(r) < DCy2(r)且RCy1(r) < RCy2(r)。對於所有r,DCy1(r) < 0且DCy2(r) > 0,RCy1(r) < 100%且RCy2(r) > 100%。
第20A圖至第20E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表。與第19A圖至第19E圖中的曲線相比,曲線分別具有一些相似及一些不同的行為。具體而言,對於所有r,DCx1(r) < DCx2(r)且RCx1(r) < RCx2(r)。對於所有r,DCy1(r) > DCy2(r)且RCy1(r) > RCy2(r)。
針對第21A圖至第21E圖至第23A圖至第23E圖的其餘實施例中的每一者,說明根據第10A圖的設置對於兩個例示性圖案化漫射器量測的顏色坐標差DCx1(r)、DCy1(r)、顏色坐標比RCx1(r)、RCy1(r)及亮度比RL1(r)。根據第10B圖的設置量測的顏色坐標差DCx2(r)、DCy2(r)、顏色坐標比RCx2(r)、RCy2(r)及亮度比RL2(r)類似於參考第12A圖至第12E圖及第14A圖至第14E圖至第20A圖至第20E圖描述的那些顏色坐標差、顏色坐標比及亮度比。
第21A圖至第21E圖分別為另兩個例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)、顏色坐標差DCy1(r)、顏色坐標比RCx1(r)、顏色坐標比RCy1(r)及明度比RL1(r)的圖表。空心圓指示第一圖案化漫射器(PDIF-1)的資料點,而實心圓指示第二圖案化漫射器(PDIF-2)的資料點。
第22A圖至第22E圖分別為另兩個例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)、顏色坐標差DCy1(r)、顏色坐標比RCx1(r)、顏色坐標比RCy1(r)及明度比RL1(r)的圖表。空心圓指示第三圖案化漫射器(PDIF-3)的資料點,而實心圓指示第四圖案化漫射器(PDIF-4)的資料點。如第22A圖至第22E圖中所示出,根據DCx1(r)、DCy1(r)、RCx1(r)及RCy1(r),PDIF-3具有小的空間色移斜率。自r = 0至r = rmax,曲線幾乎呈線性下降,分別下降約0.003、0.004、0.8%及0.1%。在其他實施例中,曲線可以減小甚至更小的量。然而,PDIF-3的空間亮度比RL1(r)幾乎線性地增加,自r = 0處的約70%增加至r = rmax處的約82%。
第23A圖至第23E圖分別為另兩個例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)、顏色坐標差DCy1(r)、顏色坐標比RCx1(r)、顏色坐標比RCy1(r)及明度比RL1(r)的圖表。空心圓指示第五圖案化漫射器(PDIF-5)的資料點,而實心圓指示第六圖案化漫射器(PDIF-6)的資料點。
返回參考第8A圖,圖案化漫射器360a可以包括位於載體108的相對表面上的圖案化反射器112a及112b。當圖案化反射器112a及112b基本相同時,無論載體108的第一表面304或第二表面306面向第10A圖抑或第10B圖的量測設置中的成角度的朗伯光源400a,圖案化漫射器360a為類似的。在該情況下,DCx1(r)、DCy1(r)、RCx1(r)、RCy1(r)及RL1(r)分別與DCx2(r)、DCy2(r)、RCx2(r)、RCy2(r)及RL2(r)基本相同。因此,對於0及rmax的範圍內的所有r,|DCx1(r) - DCx2(r)| < 0.005,|DCy1(r) - DCy2(r)| < 0.005,|RCx1(r) - RCx2(r)| < 3%,|RCy1(r) - RCy2(r)| < 3%,且|RL1(r) - RL2(r)| < 3%。
返回參考第8B圖,圖案化漫射器360b可以包括位於載體108的相對表面上的分別封裝在對應封裝層342a及342b中的圖案化反射器112a及112b。當圖案化反射器112a及112b基本相同且封裝層342a及342b基本相同時,無論載體108的第一表面304或第二表面306面向第10A圖抑或第10B圖的量測設置中的成角度的朗伯光源400a,圖案化漫射器360b為類似的。因此,對於0及rmax的範圍內的所有r,|DCx1(r) - DCx2(r)| < 0.005,|DCy1(r) - DCy2(r)| < 0.005,|RCx1(r) - RCx2(r)| < 3%,|RCy1(r) - RCy2(r)| < 3%,且|RL1(r) - RL2(r)| < 3%。
第24圖為另一例示性LCD 600的橫截面圖。LCD 600包括背光部分100,該背光部分100包括如先前參考第1A圖至第1C圖描述及說明的圖案化漫射器110b。此外,LCD 600的背光包括背光部分100上方的顏色轉換層148 (例如量子點膜或磷光體膜)、顏色轉換層148上方的漫射板146,視情況包括漫射板146上方的稜鏡膜150,且視情況包括稜鏡膜150上方的反射偏振器152。LCD 600亦包括背光的反射偏振器152上方的顯示面板154。在某些例示性實施例中,反射偏振器152可以接合至顯示面板154。
在該實施例中,圖案化漫射器110b可以稱為第一漫射板,而漫射板146可以稱為第二漫射板。雖然第24圖中所示出的第一漫射板110b為如先前參考第1A圖所描述的圖案化漫射器,但在其他實施例中,第一漫射板110b可以類似於如先前所描述的第二漫射板146、圖案化漫射器210a (第3A圖)、圖案化漫射器210b (第3B圖)、圖案化漫射器240 (第4圖)、圖案化漫射器110a (第5圖)、圖案化漫射器320a (第6A圖)、圖案化漫射器320b (第6B圖)、圖案化漫射器340a (第7A圖)、圖案化漫射器340b (第7B圖)、圖案化漫射器360a (第8A圖)、圖案化漫射器360b (第8B圖)或另一適合的漫射板。顏色轉換層148處於第一漫射板110b與第二漫射板146之間。
第一漫射板110b介於複數個光源106a與顏色轉換層148之間。如第24圖中所示出,且如前所述,第一漫射板110b可以包括圖案化漫射器,該圖案化漫射器包括複數個圖案化反射器112,其中每一圖案化反射器112與對應的光源106a對準。如前所述,圖案化漫射器110b可以包括載體108,在載體108的第一表面上具有複數個圖案化反射器112。在其他實施例中,第一漫射板110b可以具有如先前參考第3A圖至第8B圖所描述的其他組態。
在某些例示性實施例中,第一漫射板110b包括第一楊氏模數,而第二漫射板146包括小於第一楊氏模數的第二楊氏模數。在一個實施例中,第二楊氏模數小於第一楊氏模數的一半。第二漫射板146為體積漫射板,且通過第二漫射板的厚度散射光。相比之下,漫射板材在其表面處而非其體積內散射光。例如,第一漫射板110b可以包括EAGLE XG®玻璃(楊氏模數約為73.6吉帕斯卡)或浮法玻璃(楊氏模數約為47.7吉帕斯卡)。第二漫射板146可以包括聚碳酸酯(楊氏模數在約13.5吉帕斯卡與約21.4吉帕斯卡之間的範圍內)、PMMA (楊氏模數約為2.855吉帕斯卡)或具有較低楊氏模數的玻璃,每一者皆與散射元件混合以大量散射光。
藉由將顏色轉換層148配置在LCD 600內的第一漫射板110b與第二漫射板146之間,與顏色轉換層148不在第一漫射板110b與第二漫射板146之間的LCD 140 (第2圖)相比,可以提高明度、明度均勻性及顏色均勻性。利用第一漫射板110b與第二漫射板146之間的顏色轉換層148,平均CIE空間顏色坐標x及y可以增加,這指示來自光源106a的更多藍光轉換成綠光及紅光。此外,可以增加明度。與LCD 140相比,基於這些提高,可以排除以其他方式可能使用的弱漫射板材,且顏色轉換層148可以具有較低濃度的顏色轉換顆粒,從而降低LCD 600的成本。
在某些例示性實施例中,與當顏色轉換層148配置在第一漫射板110b及第二漫射板146上方時的明度相比,當顏色轉換層148配置在第一漫射板110b與第二漫射板146之間時,明度增加至約101%至約111%的範圍內。另外,當顏色轉換層148配置在第一漫射板110b與第二漫射板146之間時,CIE顏色坐標x及y可以小於約0.40。在某些例示性實施例中,當顏色轉換層148配置在第一漫射板110b與第二漫射板146之間時,CIE顏色坐標x及y增加至約101%至約112%的範圍內。
如第2圖中所示出,顏色轉換層148可以置放在漫射板146的頂部,此係由於顏色轉換層148可能缺乏漫射板146的熱穩定性及尺寸穩定性。當使用圖案化漫射器(例如110b)時,特別在載體(例如108)為玻璃時,顏色轉換層148可以置放在圖案化漫射器的頂部,且可以排除附加的漫射板(例如146)。因此,當如第2圖中所示出地使用附加漫射板(例如146)時,自然咸信顏色轉換層的最佳位置在附加漫射板的頂部,而非在漫射板之間。因此,如第24圖中所示出的第一漫射板110b與第二漫射板146之間的顏色轉換層148的配置並不明顯。另外,當顏色轉換層148配置在第一漫射板110b與第二漫射板146之間時,顏色坐標並非始終在目標上,且明度並非始終被提高。為實現提高明度的優點,當顏色轉換層148配置在第一漫射板110b與第二漫射板146之間時,CIE顏色坐標x及y應小於約0.40。為使顏色坐標在目標上,顏色轉換層148應該改變為具有較低濃度的顏色轉換顆粒或較薄層的顏色轉換顆粒。
第25A圖為例示性LCD 700a的橫截面圖。LCD 700a包括背光,背光包括背光部分702a,視情況包括背光部分702a上方的漫射板146,視情況包括漫射板146上方的顏色轉換層148 (例如量子點膜或磷光體膜),視情況包括顏色轉換層148上方的稜鏡膜150,且視情況包括稜鏡膜150上方的反射偏振器152。在其他實施例中,顏色轉換層148可以配置在背光部分702a與漫射板146之間。LCD 700a亦包括背光的反射偏振器152上方的顯示面板154。背光部分702a包括如先前參考第1A圖至第1B圖描述及說明的基板102、反射層104及複數個光源106a。此外,背光部分702a包括圖案化漫射器710a。圖案化漫射器710a包括載體108、載體108的第一表面上的波長選擇反射器712a及載體108的與載體108的第一表面相對的第二表面上的複數個圖案化反射器112。
在如第25A圖中所示出的該實施例中,波長選擇反射器712a面向複數個光源106a,且複數個圖案化反射器112背離複數個光源106a。在其他實施例中,波長選擇反射器712a可以背離複數個光源106a,且複數個圖案化反射器112可以面向複數個光源106a。下文參考第26圖更詳細地描述波長選擇反射器712a的組態。
複數個光源106a發射第一波長範圍內的光。顏色轉換層148將第一波長範圍的光轉換成高於第一波長範圍的第二波長範圍的光及高於第二波長範圍的第三波長範圍的光。波長選擇反射器712a透射超過第一波長範圍的約60%垂直入射光,且反射超過第二波長範圍的約60%垂直入射光。在某些例示性實施例中,波長選擇反射器712a亦反射超過第三波長範圍的約60%垂直入射光。第一波長範圍例如在約430奈米與約460奈米之間的範圍內,第二波長範圍例如在約530奈米與約570奈米之間的範圍內,且第三波長範圍例如在約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
與沒有波長選擇反射器712a的圖案化漫射器(諸如第1A圖的圖案化漫射器110b)相比,包括具有波長選擇反射器712a的圖案化漫射器710a的背光具有增加的明度及改善的均勻性。在某些例示性實施例中,當圖案化漫射器包括波長選擇反射器712a時,背光的明度可以增加高達約13%。
第25B圖為例示性LCD 700b的橫截面圖。LCD 700b包括背光,背光包括背光部分702b,視情況包括背光部分702b上方的漫射板146,視情況包括漫射板146上方的顏色轉換層148 (例如量子點膜或磷光體膜),視情況包括顏色轉換層148上方的稜鏡膜150,且視情況包括稜鏡膜150上方的反射偏振器152。在其他實施例中,顏色轉換層148可以配置在背光部分702b與漫射板146之間。LCD 700b亦包括背光的反射偏振器152上方的顯示面板154。背光部分702b包括如先前參考第1A圖至第1B圖描述及說明的基板102、反射層104及複數個光源106a。此外,背光部分702b包括圖案化漫射器710b。圖案化漫射器710b包括載體108、載體108的第一表面上的波長選擇反射器712b及波長選擇反射器712b上的複數個圖案化反射器112。
在如第25B圖中所示出的該實施例中,波長選擇反射器712b及複數個圖案化反射器112背離複數個光源106a。在其他實施例中,波長選擇反射器712b及複數個圖案化反射器112可以面向複數個光源106a。下文參考第26圖更詳細地描述波長選擇反射器712b的組態。
複數個光源106a發射第一波長範圍內的光。顏色轉換層148將第一波長範圍的光轉換成高於第一波長範圍的第二波長範圍的光及高於第二波長範圍的第三波長範圍的光。波長選擇反射器712b透射超過第一波長範圍的約60%垂直入射光,且反射超過第二波長範圍的約60%垂直入射光。在某些例示性實施例中,波長選擇反射器712b亦反射超過第三波長範圍的約60%垂直入射光。第一波長範圍例如在約430奈米與約470奈米之間的範圍內,第二波長範圍例如在約530奈米與約570奈米之間的範圍內,且第三波長範圍例如在約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
與沒有波長選擇反射器712b的圖案化漫射器(諸如第1A圖的圖案化漫射器110b)相比,包括具有波長選擇反射器712b的圖案化漫射器710b的背光具有增加的明度及改善的均勻性。在某些例示性實施例中,當圖案化漫射器包括波長選擇反射器712b時,背光的明度可以增加高達約13%。
第25C圖為例示性LCD 700c的橫截面圖。LCD 700c包括背光,背光包括背光部分702c,視情況包括背光部分702c上方的漫射板146,視情況包括漫射板146上方的顏色轉換層148 (例如量子點膜或磷光體膜),視情況包括顏色轉換層148上方的稜鏡膜150,且視情況包括稜鏡膜150上方的反射偏振器152。在其他實施例中,顏色轉換層148可以配置在背光部分702c與漫射板146之間。LCD 700c亦包括反射偏振器152上方的顯示面板154。背光部分702c包括如先前參考第1A圖至第1B圖描述及說明的基板102、反射層104及複數個光源106a。此外,背光部分702c包括圖案化漫射器710c。圖案化漫射器710c包括載體108、載體108的第一表面上的第一波長選擇反射器712a、載體108的與載體108的第一表面相對的第二表面上的第二波長選擇反射器712b及第二波長選擇反射器712b上的複數個圖案化反射器112。
在如第25C圖中所示出的該實施例中,第一波長選擇反射器712a面向複數個光源106a,且第二波長選擇反射器712b及複數個圖案化反射器112背離複數個光源106a。在其他實施例中,第一波長選擇反射器712a可以背離複數個光源106a,且第二波長選擇反射器712b及複數個圖案化反射器112可以面向複數個光源106a。下文參考第26圖更詳細地描述第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b的組態。
複數個光源106a發射第一波長範圍內的光。顏色轉換層148將第一波長範圍的光轉換成高於第一波長範圍的第二波長範圍的光及高於第二波長範圍的第三波長範圍的光。第一波長選擇反射器712a透射超過第一波長範圍的約60%垂直入射光,且反射超過第二波長範圍的約60%垂直入射光。在某些例示性實施例中,第二波長選擇反射器712b亦透射超過第一波長範圍的約60%垂直入射光,且反射超過第二波長範圍的約60%垂直入射光。在其他實施例中,第二波長選擇反射器712b透射超過第一波長範圍的約60%垂直入射光,且反射超過第三波長範圍的約60%垂直入射光。第一波長範圍例如在約430奈米與約470奈米之間的範圍內,第二波長範圍例如在約530奈米與約570奈米之間的範圍內,且第三波長範圍例如在約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
與沒有第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b的圖案化漫射器(諸如第1A圖的圖案化漫射器110b)相比,包括具有第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b的圖案化漫射器710c的背光具有增加的明度及改善的均勻性。在某些例示性實施例中,當圖案化漫射器包括第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b時,背光的明度可以增加高達約13%。
第26圖為包括載體108、第一波長選擇反射器712a及第二波長選擇反射器712b的例示性反射器750的橫截面圖。第一波長選擇反射器712a可用於第25A圖的波長選擇反射器712a或第25C圖的第一波長選擇反射器712a。第二波長選擇反射器712b可用於第25B圖的波長選擇反射器712b或第25C圖的第二波長選擇反射器712b。第一波長選擇反射器712a處於載體108的第一表面上。第二波長選擇反射器712b處於載體108的與載體108的第一表面相對的第二表面上。
第一波長選擇反射器712a包括交替的低折射率介電層752 1至752 N及高折射率介電層754 1至754 N的第一堆疊,其中「N」為任何適合的數字,諸如2、3、4、5、6或更多,以提供4個、6個、8個、10個、12個或更多個介電層的第一堆疊。低折射率介電層752 N或高折射率介電層754 N接觸載體108的第一表面。在某些例示性實施例中,低折射率介電層752 N接觸載體108的第一表面,使得第一波長選擇反射器712a在選定的波長下實現較高的反射率。第二波長選擇反射器712b包括交替的低折射率介電層762 1至762 M及高折射率介電層764 1至764 M的第二堆疊,其中「M」為任何適合的數字,諸如2、3、4、5、6或更多,以提供4個、6個、8個、10個、12個或更多個介電層的第二堆疊。低折射率介電層762 1或高折射率介電層764 1接觸載體108的第一表面。在某些例示性實施例中,低折射率介電層762 1接觸載體108的第二表面,使得第二波長選擇反射器712b在選定的波長下實現較高的反射率。在某些例示性實施例中,「N」等於「M」。在其他實施例中,「N」及「M」可以不相等。第一堆疊可以例如包括至少4個介電層,而第二堆疊可以例如包括至少4個介電層。在其他實施例中,層752 1至752 N及762 1至762 M可以為高折射率介電層,而層754 1至754 N及764 1至764 M可以為低折射率介電層。
每一低折射率介電層752 1至752 N及762 1至762 M可以包括MgF 2、SiO 2或另一種適合的低折射率介電材料。每一高折射率介電層754 1至754 N及764 1至764 M可以包括ZrO 2、Nb 2O 5、TiO 2、Al 2O 3、Si 3N 4或另一種適合的高折射率介電材料。在一個實施例中,每一低折射率介電層752 1至752 N及762 1至762 M可以包括MgF 2,而每一高折射率介電層754 1至754 N及764 1至764 M可以包括ZrO 2。在另一實施例中,每一低折射率介電層752 1至752 N及762 1至762 M可以包括SiO 2,而每一高折射率介電層754 1至754 N及764 1至764 M可以包括ZrO 2。在又一實施例中,每一低折射率介電層752 1至752 N及762 1至762 M可以包括SiO 2,而每一高折射率介電層754 1至754 N及764 1至764 M可以包括Nb 2O 5。在又一實施例中,每一低折射率介電層752 1至752 N及762 1至762 M可以包括SiO 2,而每一高折射率介電層754 1至754 N及764 1至764 M可以包括TiO 2。在又一實施例中,每一低折射率介電層752 1至752 N及762 1至762 M可以包括SiO 2,而每一高折射率介電層754 1至754 N及764 1至764 M可以包括Al 2O 3。在又一實施例中,每一低折射率介電層752 1至752 N及762 1至762 M可以包括SiO 2,而每一高折射率介電層754 1至754 N及764 1至764 M可以包括Si 3N 4
第一波長選擇反射器712a透射超過第一波長範圍的約60%垂直入射光,且反射超過不同於第一波長範圍的第二波長範圍的約60%垂直入射光。第二波長選擇反射器712b透射超過第一波長範圍的約60%垂直入射光,且反射超過不同於第一波長範圍的第三波長範圍的約60%垂直入射光。在某些例示性實施例中,第一堆疊的每一低折射率介電層752 1至752 N及每一高折射率介電層754 1至754 N為在第二波長範圍內的選定波長 λ 2的四分之一波長層,滿足以下各項:
Figure 02_image001
Figure 02_image003
其中: n L1 為每一低折射率介電層的折射率; d L1 為每一低折射率介電層的厚度; n H1 為每一高折射率介電層的折射率;及 d H1 為每一高折射率介電層的厚度。 在某些例示性實施例中,第二堆疊的每一低折射率介電層762 1至762 M及每一高折射率介電層764 1至764 M為在第三波長範圍內的選定波長 λ 3的四分之一波長層,滿足以下各項:
Figure 02_image005
Figure 02_image007
其中: n L2 為每一低折射率介電層的折射率; d L2 為每一低折射率介電層的厚度; n H2 為每一高折射率介電層的折射率;及 d H2 為每一高折射率介電層的厚度。
在某些例示性實施例中,第二波長範圍等於第三波長範圍。在該情況下,例如,8層或12層波長選擇反射器可以分別分成載體108的第一表面上的4層或6層第一波長選擇反射器712a及載體108的第二表面上的4層或6層第二波長選擇反射器712b。藉由將較大的波長選擇反射器分成兩個較小的波長選擇反射器,可以改善波長選擇反射器與載體108的黏著。此外,歸因於實際上較厚的波長選擇反射器(歸因於第一波長選擇反射器712a與第二波長選擇反射器712b之間的載體108),在設計波長下的反射率可以增加。
在其他實施例中,第一波長選擇反射器712a透射超過第三波長範圍的約60%垂直入射光,而第二波長選擇反射器712b透射超過第二波長範圍的約60%垂直入射光。在某些例示性實施例中,第一波長範圍在約430奈米與約470奈米之間的範圍內,第二波長範圍在約530奈米與約570奈米之間的範圍內,且第三波長範圍在約620奈米與約680奈米之間的範圍內。
在某些例示性實施例中,上述波長選擇反射器712a及712b可以使用薄膜沈積製程製造。在其他實施例中,波長選擇反射器712a及712b各自可以為接合至圖案化漫射器710a、710b或710c的載體108的一個表面的交替的低折射率聚合物層及高折射率聚合物層的堆疊。每一堆疊的每一層可以滿足上述四分之一波長光路條件。每一高折射率聚合物層可以含有聚酯或聚醯亞胺,且每一低折射率聚合物層可以包括氟化聚合物。
第27A圖至第27E圖為波長選擇反射器的各種組態的反射率對波長的圖表。下文所描述的波長選擇反射器中的每一者可以用於第25A圖或第25C圖的波長選擇反射器712a或第25B圖或第25C圖的波長選擇反射器712b。此外,下文所描述的每一波長選擇反射器可以分成兩個較小的波長選擇反射器712a及712b,當組合在如第25C圖中所示出的圖案化漫射器710c中時,較小的波長選擇反射器712a及712b提供類似於所描述的波長選擇反射器的特徵(例如,將12層波長選擇反射器分成兩個6層波長選擇反射器)。
第27A圖為4個、6個、8個、10個及12個層的波長選擇反射器的反射率對波長的圖表。在該實施例中,波長選擇反射器包括交替的低折射率MgF 2及高折射率ZrO 2介電層(例如2對、3對、4對、5對及6對介電層),其中低折射率MgF 2與載體接觸。每一MgF 2層具有約109奈米的標稱厚度,且每一ZrO 2層具有約70奈米的標稱厚度。每一MgF 2層及每一ZrO 2層的標稱厚度對應於600奈米的選定波長的四分之一波長光路。亦即:
Figure 02_image009
其中: n為每一層的折射率; d為每一的厚度;及 λ為選定波長。
第27A圖根據波長選擇反射器的反射率說明波長選擇反射器的一個特徵。波長選擇反射器的透射率可以推導為: 透射率=1 – 反射率在該實施例中,當波長選擇反射器包括6個、8個、10個、12個或更多個層時,波長選擇反射器將約430奈米與約470奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光透射超過約60%,且將約530奈米與約680奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光反射超過約60%。相反,在該實施例中,包括2個或4個層的波長選擇反射器將約530奈米與約680奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光反射少於約60%。
第27B圖為針對具有不同入射角的光的8層波長選擇反射器的反射率對波長的圖表。在該實施例中,波長選擇反射器包括交替的低折射率MgF 2介電層及高折射率ZrO 2介電層(例如4對介電層),其中低折射率MgF 2與載體接觸。每一MgF 2層具有約109奈米的標稱厚度,且每一ZrO 2層具有約70奈米的標稱厚度。每一MgF 2層及每一ZrO 2層的標稱厚度對應於600奈米的選定波長的四分之一波長光路。波長選擇反射器的反射率隨著入射角而變化,如0度(垂直入射)、40度、60度及80度的軌跡所指示。如第27B圖中所示出,隨著入射角的增加,峰值反射率朝向較短的波長移位。因此,在該實施例中,當例如傾斜入射角在約60度與約80度之間的範圍內時,波長選擇反射器將約450奈米的波長的垂直入射光透射超過約60%,且將約450奈米的相同波長的一些傾斜入射光反射超過約60%。
第27C圖為8層波長選擇反射器的反射率對波長的圖表。在該實施例中,波長選擇反射器包括交替的低折射率SiO 2介電層及高折射率ZrO 2介電層(例如4對介電層),其中低折射率SiO 2與載體接觸。每一SiO 2層具有約102奈米的標稱厚度,且每一ZrO 2層具有約70奈米的標稱厚度。每一SiO 2層及每一ZrO 2層的標稱厚度對應於600奈米的選定波長的四分之一波長光路。波長選擇反射器的反射率隨著入射角而變化,如0度(垂直入射)、40度、60度及80度的軌跡所指示。
在該實施例中,波長選擇反射器將約430奈米與約470奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光透射超過約60%,且將約530奈米與約680奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光反射超過約60%。當例如傾斜入射角在約70度與約80度之間的範圍內時,波長選擇反射器亦將約450奈米的波長的一些傾斜入射光反射超過約60%。
第27D圖為8層波長選擇反射器的反射率對波長的圖表。在該實施例中,波長選擇反射器包括交替的低折射率SiO 2介電層及高折射率ZrO 2介電層(例如4對介電層),其中低折射率SiO 2與載體接觸。每一SiO 2層具有約93奈米的標稱厚度,且每一ZrO 2層具有約64奈米的標稱厚度。每一SiO 2層及每一ZrO 2層的標稱厚度對應於550奈米的選定波長的四分之一波長光路。波長選擇反射器的反射率隨著入射角而變化,如0度(垂直入射)、40度、60度及80度的軌跡所指示。
在該實施例中,波長選擇反射器將約430奈米與約470奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光透射超過約60%,且將約500奈米與約580奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光反射超過約60%。當例如傾斜入射角在約40度與約60度之間的範圍內時,波長選擇反射器亦將約450奈米的波長的一些傾斜入射光反射超過約60%。
第27E圖為8層波長選擇反射器的反射率對波長的圖表。在該實施例中,波長選擇反射器包括交替的低折射率SiO 2介電層及高折射率ZrO 2介電層(例如4對介電層),其中低折射率SiO 2與載體接觸。每一SiO 2層具有約107奈米的標稱厚度,且每一ZrO 2層具有約73奈米的標稱厚度。每一SiO 2層及每一ZrO 2層的標稱厚度對應於630奈米的選定波長的四分之一波長光路。波長選擇反射器的反射率隨著入射角而變化,如0度(垂直入射)、40度、60度及80度的軌跡所指示。
在該實施例中,波長選擇反射器將約430奈米與約470奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光透射超過約60%,且將約560奈米與約700奈米之間的範圍內的波長的垂直入射光反射超過約60%。當例如傾斜入射角在約70度與約80度之間的範圍內時,波長選擇反射器亦將約450奈米的波長的一些傾斜入射光反射超過約60%。
對於熟習此項技術者而言,顯而易見的係,在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下,可以對本揭露的實施例進行各種修改及變化。因此,本揭露旨在覆蓋這些修改及變化,只要這些修改及變化落入所附申請專利範圍及其等效物的範疇內即可。
100,200a,200b,220,300,702a,702b,702c:背光部分 102,402:基板 104:反射層 106a,106b,406a,406b:光源 107a,107b:峰值強度射線 108:載體 110b,210a,210b,240,320a,320b,340a,340b,360a,360b,710a,710b,710c:圖案化漫射器 112,112a,112b,212,242:圖案化反射器 113:基本平坦的區部 114:彎曲區部 115:點 118,r,R0:徑向位置 119:rmax 120,122,124,L0,L1:大小 126,P:間距 140,600,700a,700b,700c:液晶顯示器 146:漫射板 148:顏色轉換層 150:稜鏡膜 152:反射偏振器 154:顯示面板 214:寬度 216:高度 218:光學距離 219:厚度 244:實心區部 246:開口區部 304:第一表面 306:第二表面 322:漫射層 342,342a,342b:封裝層 400a,400b:朗伯光源 408:第一體積漫射板 410:膜堆疊 412:第二體積漫射板 414:體積漫射板 420:偵測器 500a,500b:量測設置 426,P:間距 712a,712b:波長選擇反射器 750:反射器 752 1~752 N,762 1~762 M:低折射率介電層 754 1~754 N,764 1~764 M:高折射率介電層 x,y:空間顏色坐標 θ:離軸角 φ:方位角 λ 2,λ 3:選定波長
第1A圖至第1C圖為包括圖案化漫射器的例示性背光部分的各種視圖;
第2圖為包括第1A圖至第1C圖的例示性背光部分的例示性液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)的橫截面圖;
第3A圖至第3B圖為包括圖案化漫射器的例示性背光部分的橫截面圖;
第4圖為包括圖案化漫射器的另一例示性背光部分的橫截面圖;
第5圖為包括圖案化漫射器的例示性背光部分的橫截面圖;
第6A圖及第6B圖為例示性圖案化漫射器的橫截面圖;
第7A圖及第7B圖為其他例示性圖案化漫射器的橫截面圖;
第8A圖及第8B圖為其他例示性圖案化漫射器的橫截面圖;
第9A圖及第9B圖為具有量測空間明度及顏色坐標的偵測器的例示性空間均勻且成角度的朗伯光源的橫截面圖;
第10A圖及第10B圖為具有例示性圖案化漫射器及量測空間明度及顏色坐標的偵測器的例示性空間均勻且成角度的朗伯光源的橫截面圖;
第11A圖至第11C圖分別為針對例示性光源及例示性圖案化漫射器的兩個定向的量測空間分佈Cx(r)、量測空間分佈Cy(r)及量測空間分佈明度(r)的圖表;
第12A圖至第12E圖為分別自第11A圖至第11C圖導出的顏色坐標差DCx1(r) = Cx1(r) - Cx0(r)及DCx2(r) = Cx2(r) - Cx0(r)、顏色坐標差DCy1(r) = Cy1(r) - Cy0(r)及DCy2(r) = Cy2(r) - Cy0(r)、顏色坐標比RCx1(r) = Cx1(r)/Cx0(r)及RCx2(r) = Cx2(r)/Cx0(r)、顏色坐標比RCy1(r) = Cy1(r)/Cy0(r)及RCy2(r) = Cy2(r)/Cy0(r)以及明度比RL1(r) =明度1(r)/明度0(r)及RL2(r) =明度2(r)/明度0(r)的圖表;
第13A圖至第13E圖分別為例示性光學組件的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第14A圖至第14E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第15A圖至第15E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第16A圖至第16E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第17A圖至第17E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第18A圖至第18E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第19A圖至第19E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第20A圖至第20E圖分別為另一例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)及DCx2(r)、顏色坐標差DCy1(r)及DCy2(r)、顏色坐標比RCx1(r)及RCx2(r)、顏色坐標比RCy1(r)及RCy2(r)以及明度比RL1(r)及RL2(r)的圖表;
第21A圖至第21E圖分別為另兩個例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)、顏色坐標差DCy1(r)、顏色坐標比RCx1(r)、顏色坐標比RCy1(r)及明度比RL1(r)的圖表;
第22A圖至第22E圖分別為另兩個例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)、顏色坐標差DCy1(r)、顏色坐標比RCx1(r)、顏色坐標比RCy1(r)及明度比RL1(r)的圖表;
第23A圖至第23E圖分別為另兩個例示性圖案化漫射器的顏色坐標差DCx1(r)、顏色坐標差DCy1(r)、顏色坐標比RCx1(r)、顏色坐標比RCy1(r)及明度比RL1(r)的圖表;
第24圖為包括第1A圖至第1C圖的例示性背光部分的另一例示性LCD的橫截面圖;
第25A圖至第25C圖為包括具有波長選擇反射器的圖案化漫射器的例示性LCD的橫截面圖;
第26圖為包括第一波長選擇反射器及第二波長選擇反射器的例示性反射器的橫截面圖;及
第27A圖至第27E圖為波長選擇反射器的各種組態的反射率對波長的圖表。
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
100:背光部分
102:基板
104:反射層
106:光源
107a:峰值強度射線
108:載體
110b:圖案化漫射器
112:圖案化反射器
113:基本平坦的區部
114:彎曲區部
120,122,124:大小
126:間距

Claims (27)

  1. 一種背光,包含: 一基板; 複數個光源,接近該基板; 一反射層,接近該基板; 一第一漫射板,處於該些光源上方; 一第二漫射板;及 一顏色轉換層,處於該第一漫射板與該第二漫射板之間。
  2. 如請求項1所述之背光,其中該第一漫射板包含一圖案化漫射器,該圖案化漫射器包含複數個圖案化反射器,每一圖案化反射器與一對應的光源對準。
  3. 如請求項2所述之背光,其中該第一漫射板處於該些光源與該顏色轉換層之間。
  4. 如請求項2所述之背光,其中該圖案化漫射器包含一載體,且該些圖案化反射器處於該載體的一第一表面上。
  5. 如請求項4所述之背光,其中該圖案化漫射器包含處於該載體的一第二表面上的一漫射層,該第二表面與該載體的該第一表面相對。
  6. 如請求項1所述之背光,其中該第一漫射板包含一玻璃。
  7. 如請求項1所述之背光,其中該顏色轉換層包含一量子點膜。
  8. 如請求項1所述之背光,其中該顏色轉換層包含一磷光體膜。
  9. 如請求項1所述之背光,其中該第一漫射板包含一第一楊氏模數,且該第二漫射板包含小於該第一楊氏模數一半的一第二楊氏模數,且該第二漫射板使光散射穿過該第二漫射板的一厚度。
  10. 一種反射器,包含: 一載體,包含一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面; 一第一波長選擇反射器,處於該載體的該第一表面上,該第一波長選擇反射器透射超過一第一波長範圍的60%垂直入射光,且反射超過不同於該第一波長範圍的一第二波長範圍的60%垂直入射光;及 一第二波長選擇反射器,處於該載體的該第二表面上,該第二波長選擇反射器透射超過該第一波長範圍的60%垂直入射光,且反射超過不同於該第一波長範圍的一第三波長範圍的60%垂直入射光。
  11. 如請求項10所述之反射器,其中該第二波長範圍等於該第三波長範圍。
  12. 如請求項10所述之反射器,其中該第一波長選擇反射器透射超過該第三波長範圍的60%垂直入射光,且該第二波長選擇反射器透射超過該第二波長範圍的60%垂直入射光。
  13. 如請求項10所述之反射器,其中該第一波長範圍在430奈米與470奈米之間的一範圍內,該第二波長範圍在530奈米與570奈米之間的一範圍內,且該第三波長範圍在620奈米與680奈米之間的一範圍內。
  14. 如請求項10所述之反射器,其中該第一波長選擇反射器包含交替的低折射率介電層及高折射率介電層的一第一堆疊,該第二波長選擇反射器包含交替的低折射率介電層及高折射率介電層的一第二堆疊。
  15. 如請求項14所述之反射器,其中該第一堆疊中的每一低折射率介電層及高折射率介電層包含該第二波長範圍中的滿足
    Figure 03_image011
    Figure 03_image013
    Figure 03_image015
    的一選定波長 λ 2的一四分之一波長層,其中 n L1 d L1 以及 n H1 d H1 分別為該第一堆疊中的每一低折射率介電層及高折射率介電層的一折射率及一厚度,且該第二堆疊中的每一低折射率介電層及高折射率介電層包含該第三波長範圍中的滿足
    Figure 03_image017
    Figure 03_image019
    Figure 03_image021
    的一選定波長 λ 3的一四分之一波長層,其中 n L2 d L2 以及 n H2 d H2 分別為該第二堆疊中的每一低折射率介電層及高折射率介電層的一折射率及一厚度。
  16. 如請求項14所述之反射器,其中該第一堆疊包含至少4個介電層,且該第二堆疊包含至少4個介電層。
  17. 如請求項14所述之反射器,其中每一高折射率介電層包含ZrO 2、Nb 2O 5、TiO 2、Al 2O 3或Si 3N 4
  18. 如請求項14所述之反射器,其中每一低折射率介電層包含MgF 2或SiO 2
  19. 如請求項10所述之反射器,進一步包含: 複數個圖案化反射器,處於該第一波長選擇反射器或該第二波長選擇反射器上。
  20. 一種背光,包含: 一基板; 複數個光源,接近該基板以發射一第一波長範圍內的光; 一反射層,接近該基板; 一圖案化漫射器,包含一載體、該載體的一第一表面上的一第一波長選擇反射器及該第一波長選擇反射器上或該載體的與該載體的該第一表面相對的一第二表面上的複數個圖案化反射器;及 一顏色轉換層,用於將該第一波長範圍的光轉換成高於該第一波長範圍的一第二波長範圍的光及高於該第二波長範圍的一第三波長範圍的光, 其中該第一波長選擇反射器透射超過該第一波長範圍的60%垂直入射光,且反射超過該第二波長範圍的60%垂直入射光。
  21. 如請求項20所述之背光,其中該第一波長選擇反射器包含交替的低折射率介電層及高折射率介電層的一堆疊,且每一低折射率介電層及高折射率介電層包含在該第二波長範圍中的滿足
    Figure 03_image023
    Figure 03_image025
    的一選定波長 λ 2的一四分之一波長層,其中 n L1 d L1 以及 n H1 d H1 分別為每一低折射率介電層及高折射率介電層的該折射率及該厚度。
  22. 如請求項21所述之背光,其中每一高折射率介電層包含ZrO 2、Nb 2O 5、TiO 2、Al 2O 3或Si 3N 4
  23. 如請求項21所述之背光,其中每一低折射率介電層包含MgF 2或SiO 2
  24. 如請求項20所述之背光,其中該第一波長選擇反射器反射超過該第三波長範圍的60%垂直入射光。
  25. 如請求項20所述之背光,其中該圖案化漫射器進一步包含該載體的該第二表面上的一第二波長選擇反射器,該第二波長選擇反射器透射超過該第一波長範圍的60%垂直入射光且反射超過該第三波長範圍的60%垂直入射光。
  26. 如請求項25所述之背光,其中該第一波長選擇反射器包含交替的低折射率介電層及高折射率介電層的一堆疊,且每一低折射率介電層及高折射率介電層包含在該第三波長範圍中的滿足
    Figure 03_image027
    Figure 03_image029
    Figure 03_image031
    的一選定波長 λ 3的一四分之一波長層,其中 n L2 d L2 以及 n H2 d H2 分別為每一低折射率介電層及高折射率介電層的該折射率及該厚度。
  27. 如請求項20所述之背光,其中該第一波長範圍在430奈米與470奈米之間的一範圍內,該第二波長範圍在530奈米與570奈米之間的一範圍內,且該第三波長範圍在620奈米與680奈米之間的一範圍內。
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