TWI596406B - 光導元件 - Google Patents

光導元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI596406B
TWI596406B TW099106478A TW99106478A TWI596406B TW I596406 B TWI596406 B TW I596406B TW 099106478 A TW099106478 A TW 099106478A TW 99106478 A TW99106478 A TW 99106478A TW I596406 B TWI596406 B TW I596406B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
base substrate
leds
guiding
light guiding
Prior art date
Application number
TW099106478A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201040635A (en
Inventor
詹姆斯 谷雷
Original Assignee
Ｉｔｉ蘇格蘭有限公司
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
Priority claimed from GB0903862A external-priority patent/GB2468353A/en
Priority claimed from GB0905070A external-priority patent/GB2468875A/en
Priority claimed from GB0920328A external-priority patent/GB2475510A/en
Application filed by Ｉｔｉ蘇格蘭有限公司 filed Critical Ｉｔｉ蘇格蘭有限公司
Publication of TW201040635A publication Critical patent/TW201040635A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI596406B publication Critical patent/TWI596406B/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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened 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
    • G02B6/0066—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
    • 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
    • G02B6/0016—Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • 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
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
    • 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
    • G02B6/005—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
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • 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
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • 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
    • G02B6/0085—Means for removing heat created by the light source from the package

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Description

光導元件
本發明是關於光導元件及製造方法。所述光導元件適合用於眾多應用中，尤其結合顯示器(例如，液晶顯示器(liquid crystal display))之背光(backlighting)的使用。
已知若干光導元件。此等元件用於包含照明、背光、招牌(signage)及顯示目的之眾多功能。通常，所述元件由射出成形或機製之透明塑膠組件構成，其中諸如螢光燈(fluorescent lamp)或多個發光二極體(light emitting diode，LED)之光源借助透明塑膠組件之邊緣處之機械附接而整合。
所有此等元件之共同點為以下事實：來自光源的光藉由全內反射(total internal reflection)而被引導穿過通常由塑膠製成之透明引導件。對於背光應用，在實質上垂直於透明引導件內光之傳播方向的方向上發射光。此是藉由光經導向以便與位於透明引導件內或其表面上之散射結構或膜交互而達成。
螢光燈或LED至透明光導元件之邊緣之整合並非簡單製程，且因此顯著增加此等元件之製造製程的複雜性。達成光源與光導元件之良好耦接對於元件之光學效能很重要。另外，光源之邊緣耦接致使此等組件在元件之製造製程及正常使用期間容易遭受機械損壞。
在尋求提供薄直下式背光(thin direct lit backlight) 時，較佳使光發射至光導元件之平面中。若光源分佈於面板上而因此使光導元件中的引導之長度最小化，則可獲得另一益處。此具有產生薄且有效背光之益處，但具有損害光均勻性之缺點。舉例而言，此可藉由在光源以上或附近產生光之暗點及/或較強的區域。較佳地，此等光之暗點及/或較強的區域不應可見或至少外觀削弱，以便提供至少可接受且更佳地經改良的光均勻性。此問題之現有解決方法趨向於向背光添加相當大的厚度。
許多背光歸類為“側光式(edge-lit)”或“直下式(direct-lit)”。此等類別在光源相對於背光之輸出的置放方面不同，其中輸出區域界定顯示器元件之可觀看區域。在側光式背光中，一或多個光源沿對應於輸出區域之區外部之背光構造的外邊界或邊緣而設置。光源通常發射光進入光導元件中，所述光導元件具有約與輸出區域相似之長度及寬度尺寸且光是自其提取以照亮輸出區域。在直下式背光中，光源陣列直接設置於輸出區域後方，且漫射體(diffuser)置放於光源前方以提供較均勻的光輸出。一些直下式背光亦併入有邊緣固定光，且因此以直下式與側光式照明的組合進行照明。
除產生光外，光源亦產生熱。若熱耗散至例如液晶面板中，則顯示品質可受到不利影響。因為熱至液晶面板之轉移不可能均勻，所以液晶面板內之液晶層可經受不同程度的加熱。熱之不均勻分佈亦可影響液晶顯示器內部之薄膜電晶體(thin film transistor)之開關，且液晶面板之整 體顯示品質可能惡化。對用於與顯示器組合使用之背光單元進行熱管理方面存在眾多待克服的挑戰。解決圍繞熱管理之問題不應導致重量或厚度不可接受地增加或危及背光單元之機械完整性。另外，不應顯著危及背光單元之光學效能。
諸如併入有大面積LED背光單元(Back Light Unit，BLU)之顯示器製造商面對的其他挑戰包含製造薄且有效的元件，其達成2維或3維空間調光(dimming)以支援高顯示器效能及減少功率消耗。此對於側光式及直下式元件兩者已證明是有問題的，且通常導致較厚背光元件。2維調光是關於何時達成顯示器之影像內容，僅藉由接通背光之與所需影像匹配或對應之選定區域因此導致顯著的功率減少。3維調光進一步併入有顏色的使用。
自背光射出之光的射束角(beam angle)及所述射束角之均勻性在判定被照明之顯示器之效率及視角方面很重要。對背光提供之光輸出角之範圍之某一程度的控制是合乎需要的。
本發明之一目的是提供一種解決上述問題中之一或多者之光導元件。
在本發明之第一態樣中，提供一種光導元件，所述光導元件包括：基礎基板，其具有第一折射率，所述基礎基板之第一表面上安裝一或多個光源；以及第一引導層，其具有視情況小於或等於所述第一折射率之第二折射率且包 括光輸出表面，所述第一引導層經配置以便囊封第一表面上之所述一或多個光源，其中所述基礎基板及所述引導層形成用於引導第一表面上之所述一或多個光源產生之光的複合結構，且所述一或多個光源直接定位在光輸出表面後方並平行於基礎基板之平面而導向光。
光導元件可更包括打斷或中斷所引導光之全內反射之一或多個特徵或結構。舉例而言，光導元件可包括一或多個散射及/或反射及/或折射結構，其經配置以便背離第一表面並在光輸出表面之方向上導向光。舉例而言，所述一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構可位於基礎基板與第一光導層之間的介面處及/或基板之與第一表面相對之下表面上。所述一或多個散射及/或反射及/或折射結構或者可位於第一引導層之頂部表面上。在此實施例中，經重定向光將經由透明基礎基板之下表面退出元件，所述下表面因此可充當不同於第一引導層之光輸出表面。
光導元件可包括位於光輸出表面上方之漫射體。
視情況，光導元件可不包括與第一引導層接觸之另一光導層。此外，所述元件可視情況不包括位於第一與第二光導層之間以及所述一或多個光源上方之一或多個光散射及/或反射結構及/或折射結構。所述一或多個光源之隱蔽及/或所需光均勻性可在無此類特徵的情況下提供。所述一或多個光源之隱蔽及/或所需光均勻性之提供可僅(或實質上僅)藉由垂直於或實質上垂直於基板之平面而導向之光與漫射體組合及與單一光導層組合來提供。
所述一或多個光源之隱蔽及/或所需光均勻性之提供可在不存在位於所述一或多個光源(例如，側部發射LED)上方之可與第一引導層接觸之不透明或實質上不透明之層或薄片的情況下提供。更確切言之，視情況，可不存在不透明層使得第一引導層位於基礎基板與不透明層之間。所述視情況排除之不透明層或薄片通常用以阻擋或實質上阻擋光源之外觀。所述視情況排除之不透明層或薄片可為可併入有透明區之印刷圖形層。透明區可配置為不直接位於所述一或多個光源上，因此基本上提供側光式配置。
光導元件可更包括與基礎基板之下表面接觸之熱結合材料，其中所述下表面與第一表面相對且平行於或實質上平行於第一表面，且其中所述熱結合材料接觸散熱板且在基礎基板之下表面與散熱板之間形成氣隙。所述熱結合材料可存在於離散部分中，且可定位成與所述一或多個光源成一直線或實質上成一直線。熱結合材料之非連續性質意謂氣隙形成於基板與散熱板之間，因此促進有效的熱耗散。有利地，散熱板與基礎基板不光學耦接。基礎基板之下表面在本文中可稱為基礎基板之第二表面。如此，第二(或下)表面與基礎基板之第一表面相對。
所述一或多個光源平行於基礎基板之平面導向至少一些光。有利地，所述一或多個光源包括側部發射LED或由其組成或基本上由其組成。較佳地，所述一或多個光源在基礎基板上以直下式配置形成側部發射LED陣列。較佳地，所述一或多個光源發射之光的一部分不耦接至光導元 件中，而是垂直於或實質上垂直於基礎基板且在光輸出表面之方向上導向。通常，此小於自所述一或多個光源發射之光的約20%，例如小於自所述一或多個光源發射之光的約10%，例如自所述一或多個光源發射之光的約2%或更少。所述一或多個光源亦可包含若干頂部發射LED。頂部發射LED實質上垂直於側部發射LED之主要光輸出且在光輸出表面之方向上發射光。側部發射LED陣列可以直下式配置形成側部發射LED之二維陣列。所述陣列可包括若干列及/或行的LED、由其組成或基本上由其組成，所述LED可在其平行於基礎基板之平面導向至少一些光之方向上變化。舉例而言，LED可經配置以使得對於處於特定行或列中之LED，所述LED可與所述行或列中其緊密鄰近之兩個LED中之任一者相比在實質上相反的方向上導向光。舉例而言，對於兩個鄰近LED，第一LED在實質上平行於基礎基板之平面之第一方向上產生之光的方向與第二LED在亦實質上平行於基礎基板之平面之第二方向上產生之光的方向之間的角度可為約180°。在給定列或行中，LED可經定位以使得其實質上在一直線上。LED可經定位以使得交替的LED在一直線上，因此形成給定列或行中之LED之兩條實質上平行的線。在替代配置中，LED可經定位以形成跨越基板之LED之重複的類似菱形之配置或陣列。LED可經配置以使得針對所有或實質上所有LED在相同或實質上相同方向上發射光。
根據本發明之第二態樣，提供一種製造光導元件之方 法，所述方法包括：i.將一或多個光源安裝至具有第一折射率之基礎基板之第一表面上；以及ii.將具有可小於或等於第一折射率之第二折射率之第一引導層添加至第一表面，以便囊封第一表面上之所述一或多個光源；iii.在基板與第一引導層組合之前在第一引導層及/或基板上施加一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構，使得所述一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構位於基板與第一引導層之間的介面處；或在基礎基板之下表面上施加一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構；或在第一引導層之上表面上施加一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構；iv.視情況將散熱板添加至與基礎基板之第一表面相對之基礎基板之下表面，其中所述散熱板經由熱結合材料之離散部分與所述基礎基板接觸。
根據本發明之第二態樣之方法提供用於引導第一表面上之所述一或多個光源產生之光的構件。所述光可藉由全內反射而引導於複合結構內。
較佳地，將第一引導層添加至基礎基板之第一表面之方法包括：i.將液態聚合物施加於基礎基板之第一表面及/或第一引導層上；以及ii.使基礎基板之第一表面及/或第一引導層上之液 態聚合物固化。
將液態聚合物施加於基礎基板之第一表面及/或第一引導層上之方法可包括印刷、型版噴刷(stencilling)或分配(dispensing)液態聚合物。
施加一或多個散射及/或反射及/或折射結構以便背離第一表面或第一引導層重定向光之步驟可包括印刷圖案化反射墨水層。
引導層相對於光源之配置提供展現對於光源之增強機械保護之光導元件。此外，提供一種元件，其易於製造且其展現元件內光之增強的光學耦接。所產生的光可歸因於全內反射之作用而引導於基礎基板及引導層兩者內。
基礎基板及第一光導層對於所述一或多個光源產生的光為透光且較佳透明的。術語“透明”、“不透明”及“透射”是關於元件之特定組件相對於併入之光源產生之光之波長的光學性質。
根據本發明之第三態樣，提供一種包括根據包含本發明之第一態樣之各個態樣之光導元件之顯示器元件。所述顯示器元件可為液晶顯示器元件，且因此可包括亦可稱為液晶面板之液晶單元。
本發明試圖提供以下優點中之一或多者：當在使用中觀看時具有減少/無暗點的較均勻光導元件(包含均勻或實質上均勻的亮度)；導致較低功率要求之有效的光分佈；較薄、較輕的結構；包括減少數目之系統組件的元件。根據本發明之元件可有利地用於2維及3維調光。
本發明亦提供自光源至光導元件之改良之光學耦接、導致光導元件中之最少光學損失之短平均光徑(short average optical path)長度、最少表面散射及有益的經提取光束構型。舉例而言，本發明可提供在半高全寬(full width half maximum)下擁有合乎需要之分佈角(例如，與法線成約+/- 30°)之經提取光的良好均勻性。另外，此等特徵用以提供可向上縮放至>80吋(對角)之高光學有效(例如，等於或大於約90%)的背光。
基礎基板(Base substrate)
基礎基板是透光且可透明的。基礎基板可由諸如聚酯或聚碳酸酯之透明聚合物薄片(sheet)形成。透明基礎基板之厚度通常約0.1mm左右，例如在約0.1mm至約0.2mm之範圍內。基礎基板之折射率(refractive index)通常等於或大於1.5。舉例而言，基礎基板之折射率可為1.50至1.58。
基礎基板可為或可不為微結構膜(microstructured film)，其具有與所述微結構中之一或多者接觸之墨水(ink)，其中所述墨水減少自所述微結構逃逸之光的量。或者，微結構膜可施加至基礎基板。亮度增強膜(Brightness Enhancement Film，BEF)為用於本發明中之適宜的微結構膜。微結構膜之一適宜實例為BEF III亮度增強膜，其可自3M購得。來自此範圍之特定膜由具有127微米厚度之聚酯基板製成，且擁有在丙烯酸聚合物中在一個方向上變 化之稜鏡(prism)結構。稜鏡結構為28微米高，具有50微米之間距，且稜鏡角為90°。此以墨水適宜地改質之膜可用於本發明中以產生具有散射光之非對稱射束角的背光，條件是光自若干邊緣中之平行於稜鏡方向之一者輸入。可施加至微結構之墨水可為透光的。透光墨水具有平坦化或平整微結構之效果，且促進在膜層上藉由全內反射引導之光。透光或透明墨水減少自上面沈積膜之微結構處之膜逃逸之光的量。不希望受理論限制，相信正藉由全內反射引導穿過光導板(light guide plate)的光遇到經平坦化膜層與空氣之間的介面處之實質上平坦的表面。所述實質上平坦、經平坦化表面將維持全內反射，且光將繼續被引導於光導元件中。未以墨水改質之結構表面藉由打斷全內反射而將光散射出光導元件。反射性墨水亦可用於微結構上，作為用於促進光自光導元件之提取及控制光提取之方向的替代構件。用於本發明中之適宜之反射性墨水可包括金屬負載聚合物(metal loaded polymer)。較佳地，墨水與微結構之折射率應儘可能緊密地匹配。舉例而言，折射率之差應為約2%或更小，更佳地約1%或更小。
通常為聚合材料之墨水可根據若干方法之任一者施加至膜之微結構表面以形成特徵之薄圖案，且一般而言可稱為加成性(additive)印刷製程。舉例而言，習知網板印刷(screen printing)併入有具有對應於需要印刷之圖案之開口之網篩(mesh screen)的使用。此圖案促進將一體積之墨水適當遞送至微結構之待平坦化的所需區域。適宜之 UV固化墨水為Windowtex Gloss，其為基於丙烯酸之透明UV固化聚合物可網板印刷墨水，且可自麥德美-柯圖泰公司(MacDermid Autotype)購得。用於本發明中之適宜墨水包含可UV或溶劑固化之墨水。加成性印刷方法之其他適宜實例包含模板印刷(stencil printing)、噴墨印刷(ink jet printing)、彈性凸版印刷(flexographic printing)及其他已知微影技術。
墨水可以各種量及形狀施加。此可取決於墨水沈積處接近光源之程度。光之強度隨著距光源之距離增加而變小。為了考慮此因素，較緊密間隔之較大尺寸的透光墨點可沈積為較接近光源之位置，從而導致未平坦化微結構之較小區域，然而可隨著距光源之距離增加而沈積較寬間隔之較小尺寸的透光墨點，從而導致未平坦化微結構之較大區域。
光源
光源可為熟習此項技術者已知之光源中之任一者，包含適宜用於背光中之光源。此類光源包含一或多個LED。光可為無定向的。LED可為熟習此項技術者已知之設計中之任一者，包含邊緣發射、側部發射、頂部發射或裸晶粒(bare die)LED。LED可選自眾多顏色中之一或多者。舉例而言，LED可為白色。白光亦可藉由組合紅、綠及藍LED而產生。通常，適宜用於本發明中之LED在每一維度中約為1mm左右。
光源經配置以將實質上所有或大部分光導向至光導 元件中。有利地，其選自側部發射LED，其中光平行於或實質上平行於基板之平面而導向。更有利地，光的一部分不耦接至光導元件，而是允許在輸出表面之方向上傳播。舉例而言，自所述一或多個光源發射之光的小於約20%，例如自所述一或多個光源發射之光的小於約10%，例如所述光的約2%或更少允許以此方式傳播。允許此光朝輸出表面傳播之效果為，當在正常使用中觀看時光源之外觀被隱蔽，且光較均勻地分佈。特定言之，此光允許漫射體定位成比在其他習知背光中更接近光導層。
有利地，所述一或多個光源經配置以提供直下式光導元件，包含直下式背光單元。所述一或多個光源可在基礎基板上以直下式配置形成光源陣列。此配置與較習知的配置相比用以提供良好的熱解決方案。此直下式配置可由在整個或實質上整個基礎基板上形成一系列列及行之光源陣列組成。舉例而言，所述陣列可包括處於直下式配置中之側部發射LED陣列，由其組成或實質上由其組成。此陣列亦可包含若干頂部發射LED。所述一或多個光源可以規則重複圖案配置於基礎基板上。
電跡線(Electrical track)可圖案化至可為透明之基礎基板上，因此形成用於所述一或多個光源之電結合墊(bonding pad)以及用於外部電驅動設備之電連接。電跡線可藉由例如使用銅或金之蝕刻方法或藉由例如使用銀負載黏著劑(adhesive)之加成性網板印刷方法來圖案化。LED光源可藉由焊接或導電黏著劑方法而以電及機械方式附接 至電結合墊。
引導層(Guide layer)
通常適宜用於背光單元中之引導層(其亦可稱為光導層)可為透明的。引導層可包括通常約1mm厚度之透明可撓性塑膠聚合物層。引導層之折射率可具有約1.46至1.56之折射率。
引導層可由包含丙烯酸、胺基甲酸酯或聚碳酸酯之眾多可用聚合物製成。
引導層與基礎基板可使用標準疊層(lamination)技術來組合。此技術可要求使用具有高於引導層及基礎基板之折射率之透明黏著劑。引導層及基礎基板可在製造期間光學接合。組合引導層與基礎基板之方法可包括施加並固化液態聚合物層。固化方法可利用包含UV、熱或兩部分固化(two-part curing)中之一或多種技術。所述方法可包括印刷、型版噴刷或分配液態聚合物。光學接合指示所述層是以使此等層在光學上以有效地不可辨別之方式而組合。
光散射及/或反射及/或折射結構
光導元件可更包括打斷所引導光之全內反射之一或多個特徵。舉例而言，光導元件可更包括中斷所引導光之全內反射之光散射及/或反射及/或折射結構。所述結構之應用可使用標準印刷、微成形(micromoulding)、微衝壓(microstamping)及微壓印(microembossing)技術來達成。適宜之散射結構可呈經圖案化反射墨水層之形式。適宜之散射特徵包含高反射性的白色印刷墨點。在此配置中，每 一點中斷所引導光之全內反射，且促使光隨機散射並自光導元件逃逸。所述點之尺寸及/或間距可變化以確保均勻的光散射。
可為聚合材料之墨水可根據若干方法中之任一者施加至基礎基板或引導層以形成特徵之薄圖案，且一般而言可稱為加成性印刷製程。舉例而言，習知網板印刷併入有具有對應於需要印刷之圖案之開口之網篩的使用。此圖案促進將一體積之墨水適當遞送至引導層之所需區域。用於本發明中之適宜墨水包含可UV或溶劑固化之墨水。加成性印刷方法之其他適宜實例包含模板印刷、噴墨印刷、彈性凸版印刷及其他已知微影技術。墨水可以各種量及形狀施加。
其他適宜結構包含包括多個三維特徵或不規則性之微結構表面，所述三維特徵或不規則性充滿表面且獨立地在寬度、深度及間距上以約1至約1000微米的比例配置，較佳約5至約50微米，更佳約20至約50微米。適宜用於本發明中之特定類型之微結構或特徵包含稜鏡、角錐、(微)透鏡，例如圓柱形或圓形透鏡，以及隨機漫射結構。
基於稜鏡之微結構可具有在整個表面上在一個方向上以約50微米之間距變化的鋸齒形狀結構，其中所述間距為鄰近微結構之中心之間的距離。(微)透鏡具有透鏡之規則或隨機分佈，所述透鏡可為低焦距，以約10至20微米之比例分佈於表面上。漫射結構可擁有亦為約10至100微米之比例(深度及間距)之隨機表面紋理(texture)。
光散射及/或反射及/或折射特徵亦可稱為光提取特徵。
散熱板(Heat sink plate)
散熱板可位於可為透明之基礎基板後方並實質上平行於所述基礎基板，且可經由熱結合材料之離散部分連接至基板。熱結合材料可有利地定位成與所述一或多個光源成一直線或實質上成一直線。熱結合材料之離散部分的定位意謂存在位於基板與散熱板之間以及熱結合材料之離散部分之間的氣隙(air gap)。所述氣隙意謂散熱板不干涉光導機構，且確保自打斷所引導光之全內反射之特徵(例如，散射特徵)的均勻光散射。有利地，基礎基板與散熱板不光學耦接。背光反射體構件(例如，膜)可位於氣隙附近以改良光學效率。舉例而言，背光反射體膜可位於基板之下表面上及/或散熱板之上表面上。
散熱板可由輔助熱耗散之材料製成。適宜之實例包含諸如鋁等金屬。散熱板通常約0.2mm至10mm厚度，例如約2mm厚度或更小。熱結合材料可為諸如環氧樹脂(epoxy)或聚矽氧(silicone)等黏著劑，或其可為具有高熱導率之壓敏膠帶(pressure sensitive adhesive tape)或可網板/模板印刷之聚合物。黏著劑可使用針或藉由使用網板印刷來施加。膠帶可使用標準包帶機(taping machine)來施加。
根據本發明之散熱板之使用提供用於在較寬溫度範圍內在較高電流下操作之構件。藉由在較高電流下運行， 光輸出可增加，因此減少光源(例如，LED)之數目。
基板與散熱板可使用疊層技術來組合。
漫射體
漫射體與較習知的光導元件相比可定位成較接近光導層。舉例而言，光導層之頂部至漫射體之底部的距離可小於約12mm。舉例而言，所述距離可低至約9mm或約2mm。通常，光導層與漫射體之間的距離大於約2mm。
漫射體可借助習知間隔配置而保持與光導層分離。舉例而言，間隔構件位於光導層之邊緣周圍。漫射體可選自背光中使用之習知漫射體。
光導元件之使用
根據本發明之光導元件可用於包含照明、背光、招牌及顯示目的之眾多功能。
液晶元件在此項技術中為熟知的。在透射模式中操作之液晶顯示器元件通常包括液晶單元(其亦可稱為液晶面板)、可併入有光導元件之背光單元，以及一或多個偏光器(polariser)。液晶單元亦為熟知的元件。一般而言，液晶單元通常包括兩個透明基板，其間設置液晶材料層。液晶顯示器單元可包括兩個透明板，其可分別在其內面上塗佈有透明導電電極。配向層(alignment layer)可引入至單元之內面上以便使組成液晶材料之分子在較佳方向上排列。透明板由一間隔件(spacer)分離一適宜距離，例如約2微米。液晶材料藉由經由流填充(flow filling)填充透明板之間的間隔而被引入於透明板之間。偏光器可配置於單 元的前方及後方。背光單元可使用習知構件定位在液晶單元後方。在操作中，在透射模式中操作之液晶單元調變來自諸如背光單元之光源(其可包括光導元件)的光。
圖1中，側視圖中之光導元件(1)包括由諸如聚酯或聚碳酸酯等之透明聚合物薄片製成且具有折射率n2之透明基礎基板(2)。在透明基礎基板(2)的頂部上結合若干呈LED形式之光源(3)。電結合指示於(3a)處。LED之間的距離通常約10mm至約200mm。所說明之LED為側部發射LED，且自LED發射之光的方向指示於(5)處且平行於基板之平面而導向。在替代實施例中，亦可存在若干頂部發射LED。覆蓋LED及透明基礎基板(2)之頂部表面之其餘區域的是亦由塑膠聚合物形成且具有折射率n4之第一透明引導層(4)。位於透明基礎基板之下表面上的是呈經圖案化反射墨水層之形式之散射結構(6)。
在透明基礎基板(2)與第一透明引導層(4)之間的周邊介面處，可併入腔層結構(未圖示)以便形成其中可內嵌LED(3)之適宜的腔。
透明基礎基板及第一透明引導層之折射率可使得其滿足不等式n2n4。
由LED光源產生的光最初耦接至透明引導層中，以便在實質上平行於透明基礎基板(2)界定之平面之方向上傳播。所產生的光歸因於全內反射之效應而引導於透明基礎基板及透明引導層兩者內。因此，透明基礎基板及透明引導層形成一複合結構，其充當用於由經囊封 (encapsulated)LED光源(3)產生之光的引導媒介。
當光已傳播直至散射結構(6)時，其與此結構交互以便重定向且因此經由透明引導層之頂部表面退出(7)元件，因此提供背光功能。散射及/或反射結構及/或折射結構(6)可包括高反射性的白墨點。點尺寸及/或間距兩者可變化以便微調散射效應。
圖2中，散熱板(8)經由熱結合材料(9)之離散部分而連接至基礎基板(2)之下表面。經由使用熱結合材料之離散部分形成氣隙(10)。另一光反射結構(11)可視情況引入至基板(2)之下表面上或散熱板(8)之上表面上。
由於光源之輸出與光導媒介之間不存在氣隙的事實，透明引導層提供元件內光學耦接之光之較簡單且增強的構件。
圖3是為背光單元(25)所拍攝之影像。若干側部發射LED(26)(未全部標記)繪示為配置在若干列中。所述LED亦可提供在若干行中(即，藉由旋轉90°)。側部發射LED發射光(27)進入背光之平面中且實質上與基礎基板平行。在此特定實施例中，LED在與一給定列LED中的其緊密鄰近者實質上相反的方向上發射光。背光可包括光源之此配置、由其組成或實質上由其組成。在給定列或行中，LED可經定位使得其實質上在一直線上。舉例而言，如圖3所示，LED可經定位以使得交替的LED在一直線上，因此在給定列或行中形成兩個實質上平行排的LED。
圖4說明根據本發明之LED之較佳配置。若干側部發射LED(30)(未全部標記)繪示為配置在若干列及行中，且形成跨越背光之LED之重複的類似菱形(diamond like)之配置或陣列。LED經配置以使得針對所有或實質上所有LED在相同或實質上相同方向上發射光(31)，即進入背光之平面中且實質上與基礎基板平行。在圖4所示之實施例中，繪示x及y座標。給定列中(x軸)LED之中心點之間的距離可為約24mm。給定行中(y軸)LED之中心點之間的距離可為約24mm。鄰近列中之x軸位移可為約12mm(此由xI指示)。LED之鄰近列之間的距離可為約12mm(此由yI指示)。此空間關係可在整個或實質上整個背光上重複。此空間關係可更一般地由xI=(或實質上等於)yI描述。此配置出於若干原因而尤其有利。舉例而言，此包含提供尤其良好的照明均勻性，其亦可在針對整個背光約10mm或更小厚度下達成。其他優點包含：熱負載之有效散布；背板之存在在視覺上不明顯；用於使光導元件中之路徑長度最小化(即，光學損失最小化)之較佳間隔分佈；容易進行電佈線。
圖5說明根據本發明之LED之另一配置。若干側部發射LED(40)(未全部標記)繪示為配置在若干列及行中，且形成跨越背光之LED之重複的類似偏移菱形(off-set diamond like)之配置或陣列。LED經配置以使得針對所有或實質上所有LED發射光(41)進入背光之平面中且實質上與基礎基板平行。光在交替的列中在相反或實質上相反 方向上導向。在圖5所示之實施例中，繪示x及y座標。給定列中(x軸)LED之中心點之間的距離可為約24mm。給定行中(y軸)LED之中心點之間的距離可為約24mm。鄰近列中之x軸位移可為約10.5mm(此由xII指示)及約13.5mm(此由xIII指示)。LED之鄰近列之間的距離可為約12mm(此由yII指示)。此空間關係可在整個或實質上整個背光上重複。
圖6說明根據本發明之LED之另一配置。若干對側部發射LED(50,51)(未全部標記)繪示為配置在若干列及行中，且形成跨越背光之LED之重複配置或陣列。LED經配置以使得針對所有或實質上所有LED發射光(52)進入背光之平面中且實質上與基礎基板平行。光針對每一對中之LED在相反或實質上相反方向上導向。在圖6所示之實施例中，繪示x及y座標。給定列中(x軸)鄰近對LED之中心之間的距離可為約48mm。給定行中(y軸)LED之中心點之間的距離可為約24mm。鄰近列中之LED對之x軸位移可為約12mm(此由xIV指示)及36mm(此由xV指示)。LED之鄰近列之間的距離可為約12mm(此由yIII指示)。此空間關係可在整個或實質上整個背光上重複。
圖7說明根據本發明之LED之另一配置。若干對側部發射LED(60,61)(未全部標記)繪示為配置在若干列及行中，且形成跨越背光之LED之重複配置或陣列。所述配置類似於圖6所示之配置。然而，LED對是以更規則的類似菱形之重複圖案配置。LED經配置以使得針對所有或 實質上所有LED發射光(62)進入背光之平面中且實質上與基礎基板平行。光針對每一對中之LED在相反或實質上相反方向上導向。在圖7所示之實施例中，繪示x及y座標。給定列中(x軸)LED對之間的最長距離可為約48mm。給定行中(y軸)LED之間的距離可為約24mm。鄰近列中之LED對之x軸位移可為約24mm(此由xVI指示)。LED之鄰近列之間的距離可為約12mm(此由yIV指示)。此空間關係可在整個或實質上整個背光上重複。
實例
實例1
根據本發明之元件構造如下。使用透明聚酯之0.125mm厚薄片作為基礎基板。將包括白墨線之散射結構印刷至聚酯膜之下側上。所使用之墨水為市售之白色的基於丙烯酸之UV固化聚合物可網板印刷墨水。在聚酯膜之相對(或頂部)側上印刷導電跡線(銀粒子負載導電環氧樹脂)及導電黏著劑，以便將若干LED(Stanley Tw1145ls-tr)安裝至基板上，且提供至導電墨水跡線上之適宜電連接。使用腔層結構在基礎基板之周邊周圍形成約0.7mm深的腔。接著用UV固化透明聚合物(Dymax 4-20688)填充所述腔，因此形成第一光導層。間隔構件定位並固定於第一光導層上且漫射體(Shin Wha 97%防霧膜(haze film))定位在間隔構件上。漫射體至光導層之距離為9mm。藉由不耦接至光導層中的光與漫射體之組合而隱蔽LED使其自上方不能觀察到。將具有2mm厚度之薄的鋁散熱板經 由熱結合材料之離散定位區段而固定至基礎基板。自提取之光觀察到光的良好均勻性。
1‧‧‧光導元件
2‧‧‧透明基礎基板
3‧‧‧光源/LED光源
3a‧‧‧電結合
4‧‧‧第一透明引導層
5‧‧‧自LED反射之光的方向
6‧‧‧散射結構
7‧‧‧退出
8‧‧‧散熱板
9‧‧‧熱結合材料
10‧‧‧氣隙
11‧‧‧光反射結構
25‧‧‧背光單元
26‧‧‧側部發射LED
27‧‧‧光
30‧‧‧側部發射LED
31‧‧‧光
40‧‧‧側部發射LED
41‧‧‧光
50‧‧‧側部發射LED
51‧‧‧側部發射LED
52‧‧‧光
60‧‧‧側部發射LED
61‧‧‧側部發射LED
62‧‧‧光
現將參看附圖及以下實例，僅借助實例且無限制地描述本發明之實施例，附圖中：圖1說明根據本發明之光導元件。
圖2說明根據本發明之併入有散熱板之光導元件。
圖3是根據本發明之背光之影像。
圖4至圖7說明根據本發明之光源之特定配置。
1‧‧‧光導元件
2‧‧‧透明基礎基板
3‧‧‧光源/LED光源
3a‧‧‧電結合
4‧‧‧第一透明引導層
5‧‧‧自LED反射之光的方向
6‧‧‧散射結構
7‧‧‧退出

Claims (21)

  1. 一種光導元件，包括：基礎基板，其具有第一折射率，所述基礎基板之第一表面上安裝多個光源；以及第一引導層，其具有小於或等於所述第一折射率之第二折射率且包括光輸出表面，所述第一引導層經配置以便囊封所述第一表面上之所述多個光源，其中所述基礎基板及所述引導層形成用於引導所述第一表面上之所述多個光源產生之光的複合結構，且所述多個光源直接定位在所述光輸出表面後方並平行於所述基礎基板之平面而導向光，其中所述多個光源是以直下式配置直接定位在所述光輸出表面後方，從而形成包括所述光源之一系列列及/或行，其中所有或實質上所有所述多個光源經配置以在與進入所述光導元件且平行於或實質上平行於所述基礎基板之所述平面的方向相同或實質上相同的方向上發射光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述光導元件包括打斷所引導光之全內反射以便背離所述基礎基板之所述第一表面並在所述光輸出表面之方向上導向光的一或多個特徵。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光導元件，其中打斷所引導光之所述全內反射之所述特徵包括反射及/或散射及/或折射結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述 光導元件包括經配置以便背離所述基礎基板之所述第一表面導向光之一或多個反射光散射結構。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述基礎基板及第一引導層是由光透明聚合物形成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光導元件，其中所述基礎基板及/或第一引導層是由可撓性光透明聚合物形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述基礎基板為0.1mm厚。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述光源選自多個LED。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光導元件，其中所述多個LED包括側部發射LED、基本上由側部發射LED組成或由側部發射LED組成。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之光導元件，其中所述多個LED以直下式配置在所述基礎基板上形成側部發射LED陣列。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之光導元件，其中所述多個LED包括側部發射LED、基本上由側部發射LED組成或由側部發射LED組成，且其中所述LED以直下式配置在所述基礎基板上形成側部發射LED陣列。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光導元件，其中所述陣列更包括頂部發射LED。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中散熱板附接至所述基礎基板之下表面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之光導元件，其中所述散熱板經由熱結合材料之離散部分附接至所述基礎基板之所述下表面，且所述散熱板與所述基板之間形成有一或多個氣隙。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述多個光源是以類似菱形之重複圖案來配置。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述多個光源在列中均等地間隔且在行中均等地間隔。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之光導元件，其中所述光導元件更包括位於所述光輸出表面上方之漫射體。
  18. 一種製造光導元件的方法，包括：i.將多個光源安裝至具有第一折射率之基礎基板之第一表面上；以及ii.將具有小於或等於所述第一折射率之第二折射率之第一引導層添加至所述第一表面，以便囊封所述第一表面上之所述多個光源，其中所述第一引導層包括光輸出表面，且所述多個光源是以直下式配置直接定位在所述光輸出表面後方，從而形成包括所述光源之一系列列及/或行，其中所有或實質上所有所述多個光源經配置以在與進入所述光導元件且平行於或實質上平行於所述基礎基板之所述平面的方向相同或實質上相同的方向上發射光；iii.在所述基板與所述第一引導層組合之前在所述第一引導層及/或所述基板上施加一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構，使得所述一或多個散射及/或反射結構 及/或折射結構位於所述基板與所述第一引導層之間的介面處；或在所述基礎基板之下表面上施加一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構；或在所述第一引導層之上表面上施加一或多個散射及/或反射結構及/或折射結構。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之製造光導元件的方法，更包括將散熱板添加至與所述基礎基板之所述第一表面相對之所述基礎基板之所述下表面，其中所述散熱板經由熱結合材料之離散部分而與所述基礎基板接觸。
  20. 一種顯示器元件，其包括如申請專利範圍第1至17項中之任一項所述之光導元件。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之顯示器元件，其中所述顯示器元件為液晶顯示器元件。
TW099106478A 2009-03-05 2010-03-05 光導元件 TWI596406B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0903862A GB2468353A (en) 2009-03-05 2009-03-05 A light guide device
GB0905070A GB2468875A (en) 2009-03-24 2009-03-24 Light guide comprising rows and/or columns of LED's
GB0920328A GB2475510A (en) 2009-11-20 2009-11-20 Light guides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201040635A TW201040635A (en) 2010-11-16
TWI596406B true TWI596406B (zh) 2017-08-21

Family

ID=42136495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099106478A TWI596406B (zh) 2009-03-05 2010-03-05 光導元件

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9164223B2 (zh)
EP (1) EP2404201B1 (zh)
JP (1) JP2012519931A (zh)
KR (1) KR101751711B1 (zh)
CN (1) CN102341734B (zh)
GB (1) GB2468410A (zh)
TW (1) TWI596406B (zh)
WO (1) WO2010100504A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110045445A (zh) * 2018-01-15 2019-07-23 茂邦电子有限公司 具高深宽比光导孔阵列的光导板及其制造方法

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8851356B1 (en) 2008-02-14 2014-10-07 Metrospec Technology, L.L.C. Flexible circuit board interconnection and methods
US11266014B2 (en) 2008-02-14 2022-03-01 Metrospec Technology, L.L.C. LED lighting systems and method
US8143631B2 (en) 2008-03-06 2012-03-27 Metrospec Technology Llc Layered structure for use with high power light emitting diode systems
US10334735B2 (en) 2008-02-14 2019-06-25 Metrospec Technology, L.L.C. LED lighting systems and methods
US8007286B1 (en) 2008-03-18 2011-08-30 Metrospec Technology, Llc Circuit boards interconnected by overlapping plated through holes portions
US8410720B2 (en) 2008-04-07 2013-04-02 Metrospec Technology, LLC. Solid state lighting circuit and controls
GB2464916B (en) * 2008-10-21 2013-07-31 Iti Scotland Ltd Light Guides
GB2468411A (en) 2009-03-05 2010-09-08 Iti Scotland Ltd Light guide with heat sink
GB2475510A (en) * 2009-11-20 2011-05-25 Iti Scotland Ltd Light guides
US9164223B2 (en) 2009-03-05 2015-10-20 Iti Scotland Limited Light guides
GB2475738A (en) * 2009-11-30 2011-06-01 Iti Scotland Ltd Light guide with heat sink
GB2475511A (en) * 2009-11-20 2011-05-25 Iti Scotland Ltd Light guide with heat sink
JP5506483B2 (ja) * 2010-03-19 2014-05-28 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 液晶表示装置および照明装置
JP2012119246A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd バックライト装置及びこれを用いた映像表示装置
KR102005529B1 (ko) * 2012-12-17 2019-07-30 엘지이노텍 주식회사 차량용 램프
WO2014097073A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Koninklijke Philips N.V. Lighting strip, lighting system, panel support element and modular panel system
US9464782B2 (en) 2013-03-15 2016-10-11 Morgan Solar Inc. Light panel, optical assembly with improved interface and light panel with improved manufacturing tolerances
US9714756B2 (en) 2013-03-15 2017-07-25 Morgan Solar Inc. Illumination device
US9960303B2 (en) 2013-03-15 2018-05-01 Morgan Solar Inc. Sunlight concentrating and harvesting device
CN105051452B (zh) * 2013-03-15 2018-10-19 摩根阳光公司 太阳光聚集和获取装置
US9939672B2 (en) 2014-06-13 2018-04-10 Apple Inc. Electronic device with heat spreading film
KR102330381B1 (ko) * 2015-02-24 2021-11-23 현대모비스 주식회사 자동차의 조명장치
KR102397362B1 (ko) 2015-05-28 2022-05-20 엘지이노텍 주식회사 조명장치 및 이를 포함하는 차량용램프
EP3443824A4 (en) * 2016-04-13 2020-01-01 TactoTek Oy ILLUMINATED MULTILAYER STRUCTURE WITH INTEGRATED LIGHT SOURCES
KR102408240B1 (ko) * 2016-04-13 2022-06-13 택토텍 오와이 내장 면광원을 포함하는 조명 다층 구조체
GB2549801B (en) * 2016-04-29 2018-08-29 Design Led Products Ltd Modular light panel
CN110024144B (zh) * 2016-12-01 2022-11-25 昕诺飞控股有限公司 发光设备
US20180180795A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 Dura Operating, Llc Light guide and method of creating a light guide by screen-printing
US10849200B2 (en) 2018-09-28 2020-11-24 Metrospec Technology, L.L.C. Solid state lighting circuit with current bias and method of controlling thereof
US11069179B2 (en) * 2018-10-03 2021-07-20 Sg Gaming, Inc. Gaming machine having enhanced emotive lighting
CN109188780B (zh) * 2018-11-21 2022-04-19 厦门天马微电子有限公司 一种直下式背光模组及显示装置
CN210244014U (zh) 2019-05-30 2020-04-03 华为技术有限公司 一种背光模块、显示屏及移动终端
EP3838431A1 (en) 2019-12-20 2021-06-23 Koninklijke Philips N.V. An antifouling lighting system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007138294A1 (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Design Led Products Limited A composite light guiding device
WO2008029540A1 (fr) * 2006-09-08 2008-03-13 Sharp Kabushiki Kaisha Dispositif d'illumination, élément d'émission de lumière et composant d'affichage à cristaux liquides
DE202007017224U1 (de) * 2007-12-10 2008-03-27 Wll Wehrsdorfer Led-Lichttechnik Gmbh Flächiger Leuchtkörper
CN101213661A (zh) * 2005-06-29 2008-07-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 组件、子组件和制造它们的方法
GB2448564A (en) * 2007-11-26 2008-10-22 Iti Scotland Ltd A light guide device to give even illumination preferably for a liquid crystal display (LCD)
TW200842405A (en) * 2007-04-20 2008-11-01 Chi Lin Technology Co Ltd Lighting device, a direct type backlight module and other related electronic devices with the same and a method for manufacturing thereof

Family Cites Families (107)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877451A (en) 1988-08-17 1989-10-31 Xerox Corporation Ink jet inks containing colored silica particles
JP2877842B2 (ja) 1989-06-16 1999-04-05 キヤノン株式会社 画像読取装置及び画像読取システム
JP3019466B2 (ja) 1991-04-25 2000-03-13 トヨタ自動車株式会社 路面摩擦係数検出装置
GB2262619A (en) 1991-11-30 1993-06-23 Meitaku Syst Kk Edge light panel and its production
JP3448621B2 (ja) 1991-11-30 2003-09-22 スタンレー電気株式会社 エッジライトパネルの生産方法
DE4326525A1 (de) 1992-08-07 1994-02-10 Bridgestone Corp Wasserdichte Beleuchtungsvorrichtung
DE69418499T2 (de) 1993-02-01 2000-02-10 Tosoh Corp Hintergrundbeleuchtungseinrichtung
US5521725A (en) 1993-11-05 1996-05-28 Alliedsignal Inc. Illumination system employing an array of microprisms
US5575549A (en) 1994-08-12 1996-11-19 Enplas Corporation Surface light source device
US5836096A (en) 1996-03-04 1998-11-17 Brauer; William R. Apparatus for illuminating medical diagnostic imaging film with enhanced viewability
US6031958A (en) 1997-05-21 2000-02-29 Mcgaffigan; Thomas H. Optical light pipes with laser light appearance
US6827456B2 (en) 1999-02-23 2004-12-07 Solid State Opto Limited Transreflectors, transreflector systems and displays and methods of making transreflectors
US6356389B1 (en) 1999-11-12 2002-03-12 Reflexite Corporation Subwavelength optical microstructure light collimating films
DE10001412C2 (de) 2000-01-14 2001-12-06 Siemens Ag Beleuchtungseinheit
JP4614400B2 (ja) 2000-01-17 2011-01-19 日東電工株式会社 有機ｅｌ発光装置、偏光面光源装置及び液晶表示装置
US7525531B2 (en) 2000-07-31 2009-04-28 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. Method for manufacturing lighting device, image display, liquid crystal monitor, liquid crystal television, liquid crystal information terminal, and light guide plate
JP4023079B2 (ja) 2000-08-31 2007-12-19 株式会社日立製作所 面状照明装置及びこれを備えた表示装置
NL1016779C2 (nl) 2000-12-02 2002-06-04 Cornelis Johannes Maria V Rijn Matrijs, werkwijze voor het vervaardigen van precisieproducten met behulp van een matrijs, alsmede precisieproducten, in het bijzonder microzeven en membraanfilters, vervaardigd met een dergelijke matrijs.
TW581850B (en) 2001-02-21 2004-04-01 Nippon Sheet Glass Co Ltd Light-guided plate, planar light source device, and image reading device
US6443579B1 (en) 2001-05-02 2002-09-03 Kenneth Myers Field-of-view controlling arrangements
US6861015B2 (en) 2001-07-20 2005-03-01 Au Optronics Corporation Method of integrally forming light-guide and polarizer
US7221512B2 (en) 2002-01-24 2007-05-22 Nanoventions, Inc. Light control material for displaying color information, and images
WO2003098188A2 (en) 2002-05-17 2003-11-27 Nanoventions, Inc. Microstructured taggant particles, applications and methods of making the same
JP4057871B2 (ja) 2002-09-19 2008-03-05 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 液晶表示装置
US7406245B2 (en) 2004-07-27 2008-07-29 Lumitex, Inc. Flat optical fiber light emitters
TW556844U (en) 2002-12-20 2003-10-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Lightguide plate and surface-light source
US7557781B2 (en) * 2003-01-06 2009-07-07 Tpo Displays Corp. Planar display structure with LED light source
US6871982B2 (en) * 2003-01-24 2005-03-29 Digital Optics International Corporation High-density illumination system
JP4325207B2 (ja) 2003-02-06 2009-09-02 日亜化学工業株式会社 面発光装置
JP2004296300A (ja) 2003-03-27 2004-10-21 Fujitsu Ltd 両面発光光源
TWI321248B (en) 2003-05-12 2010-03-01 Au Optronics Corp Led backlight module
US20080130018A1 (en) 2003-05-19 2008-06-05 Nanoventions, Inc. Microstructured Taggant Particles, Applications and Methods of Making the Same
GB0408347D0 (en) 2004-04-15 2004-05-19 Design Led Products Ltd Light guide device
US7565054B2 (en) 2004-04-30 2009-07-21 Oy Modilis Ltd. Ultra thin lighting element
JP4590283B2 (ja) 2004-05-21 2010-12-01 シャープ株式会社 バックライトユニット及びそれを備えた液晶表示装置
US7997771B2 (en) 2004-06-01 2011-08-16 3M Innovative Properties Company LED array systems
JP4535792B2 (ja) 2004-07-01 2010-09-01 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 バックライト及びそのバックライトを備えた液晶表示装置
US20060046159A1 (en) 2004-09-02 2006-03-02 Emslander Jeffrey O Methods of manufacturing substrates with multiple images
US7278775B2 (en) 2004-09-09 2007-10-09 Fusion Optix Inc. Enhanced LCD backlight
EP1640756A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-29 Barco N.V. Methods and systems for illuminating
KR100638658B1 (ko) 2004-10-20 2006-10-30 삼성전기주식회사 백라이트 장치
US7901102B2 (en) 2004-10-22 2011-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlight unit and liquid crystal display apparatus employing the same
KR100657281B1 (ko) 2004-10-29 2006-12-14 삼성전자주식회사 측 발광 디바이스 및 이를 광원으로 사용하는 백라이트유닛 및 이를 채용한 액정표시장치
EP1672755B1 (en) 2004-12-17 2015-09-23 Nichia Corporation Light emitting device
US7326448B2 (en) 2005-02-17 2008-02-05 3M Innovative Properties Company Polymerizable oligomeric urethane compositions comprising nanoparticles
US7113342B2 (en) 2005-02-24 2006-09-26 Pong & Huang International Co., Ltd. Composite structure for light diffusion
EP1860919B1 (en) 2005-03-11 2012-02-15 Mitsubishi Chemical Corporation Electroluminescence element and lighting apparatus
JP4559882B2 (ja) 2005-03-16 2010-10-13 大日本印刷株式会社 光収束シート、面光源装置、透過型表示装置
JP2006286906A (ja) 2005-03-31 2006-10-19 Sony Corp 発光ダイオード装置とこれを用いたバックライト装置及び液晶表示装置
US7311431B2 (en) 2005-04-01 2007-12-25 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Light-emitting apparatus having a plurality of adjacent, overlapping light-guide plates
JP2006318700A (ja) 2005-05-11 2006-11-24 Sony Corp バックライト装置及び液晶表示装置
CN101185015A (zh) 2005-05-27 2008-05-21 皇家飞利浦电子股份有限公司 照明设备
CN101194205B (zh) 2005-05-30 2010-10-27 京瓷株式会社 液晶显示装置
US8128272B2 (en) * 2005-06-07 2012-03-06 Oree, Inc. Illumination apparatus
US8215815B2 (en) * 2005-06-07 2012-07-10 Oree, Inc. Illumination apparatus and methods of forming the same
JP4430585B2 (ja) * 2005-06-16 2010-03-10 三菱レイヨン株式会社 面光源装置
KR20080021703A (ko) 2005-06-29 2008-03-07 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 조립체를 제조하는 방법 및 그 조립체
JP2007012856A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Toyoda Gosei Co Ltd Ｌｅｄ装置及びｌｅｄ装置用筐体
JP2009509297A (ja) * 2005-09-19 2009-03-05 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 表示装置を照明する照明システム、及び前記のような照明システムを備える表示装置
US20070081339A1 (en) 2005-10-07 2007-04-12 Chung Huai-Ku LED light source module with high efficiency heat dissipation
US20070086179A1 (en) 2005-10-14 2007-04-19 Radiant Opto-Electronics Corporation Light mixing plate and direct backlight module
US7334933B1 (en) 2005-11-04 2008-02-26 Simon Jerome H Unified optical collection and distribution of light from quasi-point sources including LEDs, and linear light sources
JP4600257B2 (ja) 2005-11-25 2010-12-15 ソニー株式会社 導光板、バックライト装置とその製造方法及び液晶表示装置
TW200722858A (en) 2005-12-09 2007-06-16 Innolux Display Corp Backlight module and liquid crystal display device using the same
JP5052860B2 (ja) 2005-12-15 2012-10-17 三菱電機株式会社 面状光源装置及びこれを用いた表示装置
TWI274900B (en) 2006-01-12 2007-03-01 Entire Technology Co Ltd A light diffusion board for improving light diffusion and enhancing brightness
US7486854B2 (en) 2006-01-24 2009-02-03 Uni-Pixel Displays, Inc. Optical microstructures for light extraction and control
KR101222152B1 (ko) 2006-02-06 2013-01-14 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치
CA2567113A1 (en) 2006-05-16 2007-11-16 Tribar Industries Inc. Large scale flexible led video display and control system therefor
US7950838B2 (en) 2006-05-31 2011-05-31 3M Innovative Properties Company Light directing film
JP2008003232A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Fujifilm Corp 光学シート及び光学シートの製造方法、バックライト、液晶表示装置
US20080007541A1 (en) 2006-07-06 2008-01-10 O-Pen A/S Optical touchpad system and waveguide for use therein
TWI328706B (en) 2006-08-18 2010-08-11 Chimei Innolux Corp Backlight module and liquid crystal display device
EP2067065B1 (en) * 2006-09-19 2017-05-31 Philips Lighting Holding B.V. Illumination system, luminaire and display device
JPWO2008038728A1 (ja) 2006-09-28 2010-01-28 パナソニック株式会社 照明装置、および表示装置
CN101153993A (zh) 2006-09-29 2008-04-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 直下式背光模组
JP4962767B2 (ja) 2006-10-16 2012-06-27 Ｄｉｃ株式会社 光拡散シート
CN101529156B (zh) * 2006-10-16 2012-03-21 皇家飞利浦电子股份有限公司 照明设备
WO2008047286A2 (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diode lighting device
JP2007041622A (ja) 2006-11-02 2007-02-15 Fujiden Keiso Kk 照明装置
TWI496315B (zh) * 2006-11-13 2015-08-11 Cree Inc 照明裝置、被照明的殼體及照明方法
US7766528B2 (en) 2006-11-15 2010-08-03 3M Innovative Properties Company Back-lit displays with high illumination uniformity
CN101196573A (zh) 2006-12-06 2008-06-11 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光学板
JP4315195B2 (ja) 2006-12-21 2009-08-19 ソニー株式会社 硬化性樹脂材料−微粒子複合材料及びその製造方法、光学材料、並びに発光装置
WO2008087572A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting device with improved heat transport
US20080205078A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Luminus Devices, Inc. Illumination tiles and related methods
DE102007010755A1 (de) 2007-03-06 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anordnung mit einem Halbleiterchip und einer Lichtleiterschicht
US8192066B2 (en) * 2007-04-06 2012-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Tiled lighting device
CN101303428A (zh) 2007-05-08 2008-11-12 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 背光模组及其光学板
JP2008305642A (ja) * 2007-06-06 2008-12-18 Sony Corp 発光装置、面光源装置及び画像表示装置
US20090086508A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Thin Backlight Using Low Profile Side Emitting LEDs
US7791683B2 (en) 2007-11-19 2010-09-07 Honeywell International Inc. Backlight systems for liquid crystal displays
GB2454928B (en) 2007-11-23 2009-11-18 Iti Scotland Ltd Light guides
US8182128B2 (en) 2007-12-19 2012-05-22 Oree, Inc. Planar white illumination apparatus
GB2459888B (en) 2008-05-09 2011-06-08 Design Led Products Ltd Capacitive sensing apparatus
GB2463913B (en) 2008-09-29 2012-07-04 Iti Scotland Ltd Light guide device
GB2464916B (en) 2008-10-21 2013-07-31 Iti Scotland Ltd Light Guides
US20100142222A1 (en) 2008-12-04 2010-06-10 World Properties, Inc. Light guide with refractive layer
GB2468411A (en) 2009-03-05 2010-09-08 Iti Scotland Ltd Light guide with heat sink
GB2475511A (en) 2009-11-20 2011-05-25 Iti Scotland Ltd Light guide with heat sink
GB2468353A (en) 2009-03-05 2010-09-08 Iti Scotland Ltd A light guide device
GB2468875A (en) 2009-03-24 2010-09-29 Iti Scotland Ltd Light guide comprising rows and/or columns of LED's
GB2475738A (en) 2009-11-30 2011-06-01 Iti Scotland Ltd Light guide with heat sink
US9164223B2 (en) 2009-03-05 2015-10-20 Iti Scotland Limited Light guides
CN104321694B (zh) 2009-08-27 2018-04-10 Lg 电子株式会社 背光单元和显示装置
WO2011025171A2 (en) 2009-08-27 2011-03-03 Lg Electronics Inc. Optical assembly, backlight unit, and display device
EP2470947B1 (en) 2009-08-27 2016-03-30 LG Electronics Inc. Optical assembly, backlight unit and display apparatus thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101213661A (zh) * 2005-06-29 2008-07-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 组件、子组件和制造它们的方法
WO2007138294A1 (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Design Led Products Limited A composite light guiding device
WO2008029540A1 (fr) * 2006-09-08 2008-03-13 Sharp Kabushiki Kaisha Dispositif d'illumination, élément d'émission de lumière et composant d'affichage à cristaux liquides
TW200842405A (en) * 2007-04-20 2008-11-01 Chi Lin Technology Co Ltd Lighting device, a direct type backlight module and other related electronic devices with the same and a method for manufacturing thereof
GB2448564A (en) * 2007-11-26 2008-10-22 Iti Scotland Ltd A light guide device to give even illumination preferably for a liquid crystal display (LCD)
DE202007017224U1 (de) * 2007-12-10 2008-03-27 Wll Wehrsdorfer Led-Lichttechnik Gmbh Flächiger Leuchtkörper

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110045445A (zh) * 2018-01-15 2019-07-23 茂邦电子有限公司 具高深宽比光导孔阵列的光导板及其制造方法
CN110045445B (zh) * 2018-01-15 2021-06-29 茂邦电子有限公司 具高深宽比光导孔阵列的光导板及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010100504A1 (en) 2010-09-10
US9164223B2 (en) 2015-10-20
US20120002438A1 (en) 2012-01-05
GB2468410A (en) 2010-09-08
KR20110126741A (ko) 2011-11-23
EP2404201B1 (en) 2016-07-27
CN102341734B (zh) 2017-04-19
TW201040635A (en) 2010-11-16
JP2012519931A (ja) 2012-08-30
KR101751711B1 (ko) 2017-06-28
CN102341734A (zh) 2012-02-01
GB201003637D0 (en) 2010-04-21
EP2404201A1 (en) 2012-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI596406B (zh) 光導元件
TWI502230B (zh) 光導元件
TWI542910B (zh) 光導元件及其製造方法以及顯示元件
CN210954546U (zh) 显示器
JP5480816B2 (ja) 光ガイド
JP2011504641A (ja) 光ガイド
GB2468875A (en) Light guide comprising rows and/or columns of LED's
GB2468353A (en) A light guide device
KR102123456B1 (ko) 액정표시장치
GB2475738A (en) Light guide with heat sink
GB2475510A (en) Light guides
GB2475511A (en) Light guide with heat sink