TW201947301A - 具有改善的2d局部調暗的背光單元 - Google Patents

具有改善的2d局部調暗的背光單元 Download PDF

Info

Publication number
TW201947301A
TW201947301A TW108115649A TW108115649A TW201947301A TW 201947301 A TW201947301 A TW 201947301A TW 108115649 A TW108115649 A TW 108115649A TW 108115649 A TW108115649 A TW 108115649A TW 201947301 A TW201947301 A TW 201947301A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light source
light
backlight unit
lgp
unit according
Prior art date
Application number
TW108115649A
Other languages
English (en)
Inventor
克爾克理察 艾倫
向東 米
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 TW201947301A publication Critical patent/TW201947301A/zh

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity
    • 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
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

背光單元包括：光導板，具有單元區陣列；及光源陣列，定位在該光導板附近。至少一個光源被光學耦接到該單元區陣列中的至少一個對應單元區，該至少一個光源包括相對於該對應單元區的水平軸用一定角度定位的第一發射邊緣或第一主要發射方向。進一步揭露了包括此類背光單元的顯示及照明設備。

Description

具有改善的2D局部調暗的背光單元
此申請案依據專利法主張於2018年5月7日所提出的第62/667,867號的美國臨時專利申請案的優先權權益，該申請案的整體內容於本文中以引用方式依附及併入本文中。
本揭示內容大致與背光單元及包括此類背光單元的顯示器或照明設備相關，且更詳細而言是與包括光導板及光源的背光單元相關，該光導板具有單元區陣列，該光源相對於該等單元區的至少一個軸用一定角度定位。
液晶顯示器（LCD）常用於各種電子設備中，例如手機、膝上型電腦、電子平板、電視、及電腦監視器。LCD可以包括用於產生光的背光單元（BLU），該光可以接著被轉換、過濾、及/或偏振以產生所需的影像。BLU可以是邊緣發光的（例如包括耦接到光導板（LGP）的邊緣的光源）或背部發光的（例如包括安置在LCD面板後方的光源的二維陣列）。
直接發光的BLU與邊緣發光的BLU相比可以具有改善的動態對比的優點。例如，具有直接發光的BLU的顯示器可以獨立調整每個LED的亮度以跨影像最佳化亮度的動態範圍。這常稱為局部調暗。然而，為了實現所需的光均勻性及/或為了避免直接發光的BLU中的熱斑，可以將光源定位在距LGP及/或漫射膜一定距離處，因此使得整體顯示器厚度大於邊緣發光BLU的顯示器厚度。雖然邊緣發光的BLU可能是更薄的，但來自每個LED的光可能跨LGP的大區域傳播，使得關掉（turn off）個別的LED或LED群組可能在動態對比度上僅具有最小的影響。
因此，在不負面影響由BLU所發射的光的均勻性的情況下提供具有改善的局部調暗效率的薄BLU會是有利的。提供具有與邊緣發光BLU的厚度類似的厚度的背光同時也提供與直接發光BLU的局部調暗能力類似的局部調暗能力也會是有利的。
在各種實施例中，本揭示內容與背光單元相關，該等背光單元包括：光導板，具有單元區陣列；及四邊形光源陣列，定位在該光導板附近，其中至少一個四邊形光源被光學耦接到該單元區陣列中的至少一個對應單元區，該至少一個四邊形光源包括第一發射邊緣，及該第一發射邊緣相對於該對應單元區的水平軸用第一角度定位，該第一角度的範圍從約30∘到約60∘。本文中也揭露了包括此類背光單元的顯示及照明設備。
依據各種實施例，該光導板可以包括玻璃。在某些實施例中，該至少一個四邊形光源可以選自方形及矩形的光源。依據另外的實施例，該至少一個四邊形光源是頂部發射LED或側邊發射LED，例如側邊發射LED的環。
在某些實施例中，該第一發射邊緣用第一角度定位，該第一角度的範圍從約40∘到約50∘，例如約45∘。依據非限制性的實施例，該至少一個四邊形光源包括第二發射邊緣，且該第二發射邊緣相對於該對應單元區的垂直軸用第二角度定位，該第二角度的範圍從約30∘到約60∘，例如約45∘。該單元區陣列可以包括例如方形單元區網格，且該網格中的每個單元區可以包括對應的四邊形光源。在某些實施例中，該光導板可以包括孔洞陣列，每個孔洞被定位在各別的單元區中，且可以將至少一個四邊形光源定位在該孔洞陣列中的至少一個孔洞中。
依據另外的實施例，可以將該光導板的至少一個主要面圖案化為具有光抽取特徵。在額外的實施例中，可以將該四邊形光源陣列定位在該光導板的主要面附近。在某些實施例中，可以將反射層定位在該光導板的主要面附近。依據非限制性的實施例，該反射層可以是圖案化的反射層。在額外的實施例中，該背光單元可以更包括漫射膜、稜鏡膜、及反射偏振膜中的至少一者。
本文中也揭露了背光單元，該等背光單元包括：光導板，包括單元區陣列；及光源陣列，定位在該光導板附近，其中至少一個光源被光學耦接到該單元區陣列中的至少一個對應單元區，其中該至少一個光源包括第一主要發射方向，及其中該第一主要發射方向相對於該對應單元區的水平軸用第一角度定位，該第一角度的範圍從約30∘到約60∘。在某些實施例中，該至少一個光源更包括第二發射方向，其中該第二發射方向與該第一主要發射方向正交地定位，且沿著該第一主要發射方向發射的光通量與沿著該第二發射方向發射的光通量的比率的範圍從約1.1到約1.7。
本揭示內容的額外特徵及優點將闡述於隨後的詳細說明中，且本領域中的技術人員將藉由該說明容易理解該等特徵及優點的一部分，或藉由實行如本文中所述的方法來認識該等特徵及優點的一部分，該等方法包括以下的詳細說明、請求項、以及附圖。
要瞭解到，上述的一般說明及以下的詳細說明呈現了本揭示內容的各種實施例，且旨在提供用於瞭解請求項的本質及特性的概述或框架。包括了附圖以提供本揭示內容的進一步瞭解，且將該等附圖併入此說明書中且構成此說明書的一部分。該等附圖繪示本揭示內容的各種實施例且與說明書一起用於解釋本揭示內容的原理及操作。
本文中所揭露的是背光單元，該等背光單元包括：光導板，具有單元區陣列；及四邊形光源陣列，定位在該光導板附近，其中至少一個四邊形光源被光學耦接到該單元區陣列中的至少一個對應單元區，該至少一個四邊形光源包括第一發射邊緣，及該第一發射邊緣相對於該對應單元區的水平軸用第一角度定位，該第一角度的範圍從約30∘到約60∘。
本文中也揭露了背光單元，該等背光單元包括：光導板，包括單元區陣列；及光源陣列，定位在該光導板附近，其中至少一個光源被光學耦接到該單元區陣列中的至少一個對應單元區，其中該至少一個光源包括第一主要發射方向，及其中該第一主要發射方向相對於該對應單元區的水平軸用第一角度定位，該第一角度的範圍從約30∘到約60∘。
本文中也揭露了包括此類背光的設備，例如顯示、照明、及電子設備，例如電視、電腦、電話、平板電腦、及其他顯示面板、照明器具、固態照明、告示板、及其他建築構件，僅舉數例。
現將參照圖 1-7 論述本揭示內容的各種實施例，該等附圖繪示示例性背光、該等背光的元件、及該等背光的態樣。以下的一般說明旨在提供所請求保護的設備的概述，且將在整篇揭示內容參照非限制性的描繪的實施例來更具體地論述各種態樣，這些實施例可在本揭示內容的背景脈絡內彼此互換。
圖 1 繪示示例性光導板（LGP）100 的俯視圖，該光導板包括單元區陣列105 ，由虛線所表示。僅為了說明的目的，光源110 被描繪在每個單元區中且是可見的，然而在實際實行時，在某些實施例中，可以將此類光源設置在LGP後方且在從頂部檢視時是不可見的。雖然所繪示的實施例在每個單元區中均包括光源110 ，但預期了只有某些單元區包括光源的其他實施例。此外，替代性的LGP配置要落在本揭示內容的範圍內，該等配置包括不同的單元區及/或光源位置、尺寸、形狀、及/或間隔。例如，雖然所描繪的實施例包括了具有相同尺寸、形狀、及間隔的單元區及光源的週期性或規則的陣列，但也預期了陣列是不規則或非週期性的其他實施例。
每個光源110 可以視情況具有任何尺寸及/或形狀以適應所需的光輸出，包括但不限於四邊形形狀（包括方形、矩形、平行四邊形、或菱形）及可以是規則或不規則的其他合適的形狀，包括具有一或更多個曲線的部分或邊緣的形狀。如本文中所使用的，用言「四邊形」用來指具有四個發光的側邊或邊緣的光源，包括具有圓邊部分的四邊形形狀，例如具有圓邊的邊緣或角的方形或矩形。依據各種實施例，光源110 可以包括佈置為形成四邊形形狀的二或更多個光源。例如，如圖 2A-B 中所示，可以依需要將四個光源110A-D 佈置成環以形成方形形狀或任何其他的四邊形形狀。當然，可以用圖 2A-B 中所描繪的彼等配置以外的配置來佈置任何數量的光源以形成四邊形形狀。例如，光源110A-D 中的每一者可以包括二或更多個光源。使用多於一個的光源的一個潛在優點是在一個區中提供了更多光，藉此減少了與區的數量相關聯的驅動電子設備的數量。
在某些實施例中，光源110 可以是頂部發射的發光二極體（LED），它主要在與LGP的主要面正交的方向上或相對於該主要面用大角度（例如相對於LGP的水平面用60∘或更大的角度，例如90∘）發射光。也可以使用側邊發射的LED，它們相對於LGP的垂直面（法面）用大角度引導大部分的光。藉由非限制性示例的方式，側邊發射的LED可以相對於LED的法線用30∘或更大的角度引導至少3倍（例如4倍、5倍、10倍、或更大，例如範圍從約3倍到約10倍，包括其間的所有範圍及子範圍）的光。示例性側邊發射LED可以用較大的角度（例如接近70∘）發射大部分的光。依據一些實施例，角發射強度分佈可以圍繞LED的法線而對稱。光源（例如頂部發射或側邊發射的LED）可以發射紅色、綠色、藍色、UV、或近UV光（例如具有範圍從約100 nm到約700 nm的波長的光）。對於一些非限制性的實施例，也可以使用紅外光。
LGP100 可以具有任何尺度，例如長度L 及寬度W ，該等尺度可以取決於顯示或照明應用而變化。在一些實施例中，長度L 的範圍可以從約0.01 m到約10 m，例如從約0.1 m到約5 m、從約0.5 m到約2.5 m、或從約1 m到約2 m，包括其間的所有範圍及子範圍。類似地，寬度W 的範圍可以從約0.01 m到約10 m，例如從約0.1 m到約5 m、從約0.5 m到約2.5 m、或從約1 m到約2 m，包括其間的所有範圍及子範圍。每個單元區105 也可以具有相關聯的單元長度L0 及單元寬度W 0 ，該單元長度及該單元寬度可以取決於LGP100 的尺度及光源110 沿著LGP100 的數量及/或間隔而變化。可以例如藉由測量與給定單元區105 相關聯的光源110 的中心與緊鄰（例如緊鄰於右側或左側）的光源的中心之間的水平距離，來計算該單元區的單元長度L0 。類似地，可以藉由測量與單元區105 相關聯的光源110 的中心與緊鄰（例如上方或下方）的光源的中心之間的垂直距離，來計算該單元區的單元寬度W0 。對於包括全部具有相同尺度的單元區的LGP而言，可以藉由將LGP的長度L 除以水平單元區的數量來計算單元長度L0 ，且可以藉由將LGP的寬度W 除以垂直單元區的數量來計算單元寬度W0 。在一些實施例中，LGP的長度L 及寬度W 是實質相等的，或它們可以是不同的。類似地，單元長度L0 及單元寬度W0 可以是實質相等的，或它們可以是不同的。
當然，雖然圖 1 中繪示了矩形的LGP100 ，但要瞭解到，LGP可以視情況具有任何規則或不規則的形狀以針對所選擇的應用產生所需的光分佈。LGP100 可以包括如圖 1 中所繪示的四個邊緣，或可以包括多於四個的邊緣，例如多邊形。在其他實施例中，LGP100 可以包括小於四個的邊緣，例如三角形。藉由非限制性示例的方式，LGP可以包括四邊形形狀，例如具有四個邊緣的矩形或方形片材，然而其他的形狀及配置要落在本揭示內容的範圍內，包括具有一或更多個曲線的部分或邊緣的彼等形狀及配置。依據各種實施例，LGP100 可以包括水平及垂直的單元區的3 x 3網格，例如總共九個單元區。在其他的實施例中，LGP100 可以包括更大數量的單元區，例如4 x 4網格、5 x 5網格、6 x 6網格等等，且不限於此。在各種實施例中，LGP100 也可以包括單元區的2 x 2網格。在又另外的實施例中，與垂直單元區相比，LGP100 可以包括具有更少或更多水平單元區的單元區網格，例如2 x 3網格、3 x 2網格、3 x 4網格、4 x 3網格、2 x 4網格、4 x 2網格、4 x 5網格、5 x 4網格、3 x 5網格、5 x 3網格、2 x 5網格、5 x 2網格、5 x 6網格、6 x 5網格、4 x 6網格、6 x 4網格、3 x 6網格、6 x 3網格、2 x 6網格、6 x 2網格等等，且不限於此。
依據各種實施例，LGP可以包括本領域中用於照明及顯示應用的任何透明材料。如本文中所使用的，用語「透明」旨在指示，LGP在可見光頻譜區域（~420-750 nm）中在500 mm的長度上具有大於約10%的光透射率。例如，示例性透明材料在500 mm的長度上在可見光範圍中可以具有大於約30%的透射率，例如大於約50%、大於約80%、或大於約90%的透射率，包括其間的所有範圍及子範圍。在500 mm的長度上具有大於約10%或30%的光透射率的LGP可以在50 mm的長度上具有大於約79%或89%的光透射率。在一些實施例中，取決於方向，BLU中的光徑可以為約L0 /2、W0 /2 、或 1/2 ，例如在約10 mm與約100 mm之間。
LGP的光學性質可能受透明材料的折射率影響。依據各種實施例，LGP可以具有範圍從約1.3到約1.8的折射率，例如從約1.35到約1.7、從約1.4到約1.65、從約1.45到約1.6、或從約1.5到約1.55，包括其間的所有範圍及子範圍。在其他的實施例中，LGP可以具有相對低水平的光衰減（例如由吸收及/或散射引起）。LGP的光衰減（α）對於範圍從約420到750 nm的波長而言可以例如小於約5 dB/m。例如，α可以小於約4 dB/m、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，包括其間的所有範圍及子範圍，例如從約0.2 dB/m到約5 dB/m。
LGP可以包括聚合材料，例如塑膠，例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯（MS）、聚二甲矽氧烷（PDMS）、或其他類似的材料。LGP也可包括玻璃材料，例如鋁矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼鋁硼矽酸鹽、鹼石灰、或其他合適的玻璃。適於用作玻璃光導器的市售玻璃的非限制性示例例如包括來自康寧公司的EAGLE XG® 、LotusTM 、Willow® 、IrisTM 、及Gorilla® 玻璃。在某些實施例中也可以使用鈉鈣玻璃。
一些非限制性的玻璃組成可以包括約50莫耳百分比到約90莫耳百分比之間的SiO2 、0莫耳百分比到約20莫耳百分比之間的Al2 O3 、0莫耳百分比到約20莫耳百分比之間的B2 O3 、及0莫耳百分比到約25莫耳百分比之間的Rx O，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr、或Ba中的任一者或更多者且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且-15 ＜ (R2 O – Al2 O3 – MgO) ＜ 11；及/或-1 ＜ (R2 O – Al2 O3 ) ＜ 2且-6 ＜ (R2 O – Al2 O3 – MgO) ＜ 1。在一些實施例中，玻璃包括小於1 ppm的Co、Ni、及Cr中的每一者。在一些實施例中，Fe的濃度＜約50 ppm、＜約20 ppm、或＜約10 ppm。在其他的實施例中，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。在其他的實施例中，玻璃包括約60莫耳百分比到約80莫耳百分比之間的SiO2 、約0.1莫耳百分比到約15莫耳百分比之間的Al2 O3 、0莫耳百分比到約12莫耳百分比的B2 O3 、及約0.1莫耳百分比到約15莫耳百分比的Rx O，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr、或Ba中的任一者或更多者且x為1。
在其他的實施例中，玻璃組成可以包括約65.79莫耳百分比到約78.17莫耳百分比之間的SiO2 、約2.94莫耳百分比到約12.12莫耳百分比之間的Al2 O3 、約0莫耳百分比到約11.16莫耳百分比之間的B2 O3 、約0莫耳百分比到約2.06莫耳百分比之間的Li2 O、約3.52莫耳百分比到約13.25莫耳百分比之間的Na2 O、約0莫耳百分比到約4.83莫耳百分比之間的K2 O、約0莫耳百分比到約3.01莫耳百分比之間的ZnO、約0莫耳百分比到約8.72莫耳百分比之間的MgO、約0莫耳百分比到約4.24莫耳百分比之間的CaO、約0莫耳百分比到約6.17莫耳百分比之間的SrO、約0莫耳百分比到約4.3莫耳百分比之間的BaO、及約0.07莫耳百分比到約0.11莫耳百分比之間的SnO2 。
在額外的實施例中，玻璃可以包括0.95與3.23之間的Rx O/Al2 O3 比率，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在另外的實施例中，玻璃可以包括1.18與5.68之間的Rx O/Al2 O3 比率，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr、或Ba中的任一者或更多者且x為1。在又另外的實施例中，玻璃可以包括-4.25與4.0之間的Rx O – Al2 O3 – MgO，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2。在又另外的實施例中，玻璃可以包括約66莫耳百分比到約78莫耳百分比之間的SiO2 、約4莫耳百分比到約11莫耳百分比之間的Al2 O3 、約4莫耳百分比到約11莫耳百分比之間的B2 O3 、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的Li2 O、約4莫耳百分比到約12莫耳百分比之間的Na2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的K2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的ZnO、約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的MgO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的CaO、約0莫耳百分比到約5莫耳百分比之間的SrO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的BaO、及約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的SnO2 。
在額外的實施例中，玻璃可以包括約72莫耳百分比到約80莫耳百分比之間的SiO2 、約3莫耳百分比到約7莫耳百分比之間的Al2 O3 、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的B2 O3 、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的Li2 O、約6莫耳百分比到約15莫耳百分比之間的Na2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的K2 O、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的ZnO、約2莫耳百分比到約10莫耳百分比之間的MgO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的CaO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的SrO、約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的BaO、及約0莫耳百分比到約2莫耳百分比之間的SnO2 。在某些實施例中，玻璃可以包括約60莫耳百分比到約80莫耳百分比之間的SiO2 、約0莫耳百分比到約15莫耳百分比之間的Al2 O3 、0莫耳百分比到約15莫耳百分比的B2 O3 、及約2莫耳百分比到約50莫耳百分比的Rx O，其中R是Li、Na、K、Rb、Cs中的任一者或更多者且x為2，或R是Zn、Mg、Ca、Sr、或Ba中的任一者或更多者且x為1，且其中Fe + 30Cr + 35Ni ＜約60 ppm。
在某些實施例中，LGP可以包括小於0.015的色偏∆y，例如範圍從約0.005到約0.015（例如約0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、或0.015）。在其他的實施例中，LGP可以包括小於0.008的色偏。可以藉由針對色彩測量使用CIE 1931標準沿著長度L測量x及y色度座標上的變化來描寫色偏的特性。對於LGP而言，可以將色偏∆y報告為Δy=y(L2 )-y(L1 )，其中L2 及L1 為沿著背向發射源的面板或基板方向的Z位置，且其中L2 -L1 =0.5米。示例性的LGP具有Δy＜ 0.01、Δy＜ 0.005、Δy ＜ 0.003、或Δy ＜ 0.001。依據某些實施例，對於範圍從約420到750 nm的波長而言，LGP可以具有小於約4 dB/m的光衰減α1 （例如由吸收及/或散射損耗引起），例如小於約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，例如範圍從約0.2 dB/m到約4 dB/m。
在一些實施例中，LGP可以包括已化學強化（例如離子交換）的玻璃。在離子交換過程期間，可以將玻璃片表面處或附近的玻璃片內的離子交換為例如來自鹽浴的較大金屬離子。將較大的離子納入玻璃可以藉由在附近表面區域中產生壓縮應力來強化片材。可以在玻璃片的中心區域內誘發對應的張應力以平衡壓縮應力。
可以例如藉由將玻璃浸入熔融鹽浴中達預定的時間段來實現離子交換。示例性鹽浴包括但不限於KNO3 、LiNO3 、NaNO3 、RbNO3 、及上述項目的組合。熔融鹽浴的溫度及處理的時間段可以變化。依據所需的應用來決定時間及溫度是在本領域中的技術人員的能力範圍內的。藉由非限制性示例的方式，熔融鹽浴的溫度的範圍可以從約400℃到約800℃，例如從約400℃到約500℃，且預定時間段的範圍可以從約4到約24小時，例如從約4小時到約10小時，然而也設想其他的溫度及時間組合。藉由非限制性示例的方式，可以例如用約450℃將玻璃浸沒在KNO3 浴中達約6小時，以獲得K富集層，該K富集層賦予表面壓縮應力。
參照圖3A ，繪示了示例性LGP200 ，該LGP包括單元區205 的3 x 3網格，每個單元區包括圓形光源210 。每個光源210 圍繞z 軸對稱地發射光，z 軸與LGP的平面垂直。對於給定的單元區而言，可以沿著LGP的水平x 軸從光源的邊緣處的點p1 到單元區的邊緣處的點P1 測量水平距離d1 ，可以沿著LGP的垂直y 軸從光源的邊緣處的點p2 到單元區的邊緣處的點P2 測量垂直距離d2 ，且可以沿著LGP的對角v 軸從光源的邊緣處的點p3 到單元區的邊緣處的點P3 測量對角距離d3 。
在單元寬度W0 及單元長度L0 彼此相等或實質類似時，距離d1 及d2 可以是相等或實質類似的，例如如圖 3A 中所繪示。然而，在圓形光源的情況下，距離d3 將總是比d1 或d2 長（）。在從光源所發射的光在所有方向上都相同時，與沿著水平或垂直方向的距離d1 、d2 相比，相同量的光沿著對角方向在較長的距離d3 上擴散。從而，沿著對角方向的平均亮度比沿著水平或垂直方向小。圖 4A 中繪示了由此類配置所產生的空間亮度圖案。
參照圖3B ，描繪了示例性LGP200’ ，該LGP包括單元區205’ 的3 x 3網格，每個單元區包括方形光源210’ 。方形光源具有第一發射邊緣e1’ 及與該第一發射邊緣正交的第二發射邊緣e2’ 。方形光源210’ 被定向為使得，第一發射邊緣e1’ 與沿著單元區205’ 的單元長度L0 延伸的水平x 軸平行（在本文中稱為0∘水平定向），且該方形光源的第二發射邊緣e2’ 與沿著單元區的單元寬度W0 延伸的垂直y 軸平行（在本文中稱為0∘垂直定向）。
圖 3B 的配置遭受與圖 3A 中所描繪的配置相同的空間亮度問題，但程度更大。在單元寬度W0 及單元長度L0 彼此相等或實質類似時，距離d1 及d2 可以是相等或實質類似的。然而，距離d3 將比d1 或d2 長（d3 »）。此外，與水平或垂直方向相比，方形光源將沿著對角方向發射較少的光。因此，沿著對角方向的平均亮度比沿著水平或垂直方向小得多。圖 4B 中繪示了由此類配置所產生的空間亮度圖案。
參照圖3C ，描繪了示例性LGP200” ，該LGP包括單元區205” 的3 x 3網格，每個單元區包括方形光源210” 。方形光源具有第一發射邊緣e1” 及與該第一發射邊緣正交的第二發射邊緣e2” 。旋轉的光源210” 被定向為使得，第一發射邊緣e1” 相對於沿著單元區205” 的單元長度L0 延伸的水平x 軸呈現一定角度（如所描繪的45∘水平定向），且該旋轉的光源的第二發射邊緣e2” 相對於沿著該單元區的單元寬度W0 延伸的垂直y 軸呈現一定角度（如所描繪的45∘垂直定向）。在各種實施例中，單元區的水平及垂直軸可以與LGP的水平及垂直軸對應，例如水平x 軸可以沿著LGP的長度L 延伸，且垂直y 軸可以沿著LGP的寬度W 延伸。
在圖 3C 的配置中，距離d3 仍然大於d1 及d2 ，如圖 3A-B 的配置中的那樣（d3 »d1）。然而，與在水平或垂直方向上相比，旋轉的方形光源210” 沿著對角方向發射更多的光。其結果是，沿著對角方向的平均亮度更靠近沿著水平或垂直方向的平均亮度。圖 4C 中繪示了由此類配置所產生的空間亮度圖案。進一步地，藉由更改光源發射表面輪廓，可以可能使得F3/d3更靠近F1/d1或F2/d2，其中F3、F1、及F2分別表示沿著對角方向、水平方向、及垂直方向的平均光通量。在各種實施例中，沿著第一主要發射方向發射的光強度與沿著第二發射方向發射的光強度的比率的範圍可以從約1.1到約1.7、從約1.2到約1.6、從約1.3到約1.5、或從約1.35到約1.45，包括其間的所有範圍及子範圍，其中第一主要發射方向相對於對應單元區的水平軸用第一角度定位，第一角度的範圍從約30∘到約60∘，且第二發射方向與第一主要發射方向正交。因此，對於圖 3C 中所描繪的配置而言，沿著對角方向的亮度與沿著水平或垂直方向的亮度之間的差異可以減少得更多。
圖 4A-C 繪示中心單元區中的單個光源的二維空間亮度分佈，該等空間亮度分佈分別表示圖 3A （圓邊或圓形光源）、圖 3B （方形光源，0∘定向）、及圖 3C （方形光源，45∘定向）的配置。在每個示例中，單元區具有單元寬度W0 = 90 mm及單元長度L0 = 90 mm。光源為約1.6 mm，定位在2 mm直徑的孔洞中。LGP上的光抽取圖案被最佳化為在3x3單元區中的所有光源打開時提供大於75%的均勻性。然而，在只有一個單元區（例如中心單元區）中的光源打開時，空間亮度分佈例如在水平方向與對角方向之間變化。
圖 5A-C 繪示距光源處於不同水平（圖L(d1) ）及對角（圖L(d3) ）距離處的空間亮度分佈。圖 5A 表示圖 3A 的配置（圓形光源），圖 5B 表示圖 3B 的配置（方形光源，0∘定向），且圖 5C 表示圖 3C 的配置（方形光源，45∘定向）。如可以由圖理解的，對於所有情況而言，在水平距離X是在30 mm與45 mm之間時L(d3) ＜L(d1) ，指示與在對角方向上相比，亮度在遠離光源的位置處在水平方向上是較大的。為了方便起見，水平距離X是從光源的中心測量的，而不是從光源的發射面測量的。然而，與圓形光源（圖 5A ）相比，0∘定向下的方形光源（圖 5B ）具有較不利的空間分佈，而即使與具有圓形光源的配置相比，將方形光源旋轉到45∘定向（圖 5B ）也改善了空間分佈。這由圖 6 證實，圖 6 針對三種配置中的每一者繪製沿著d1 的亮度與沿著d3 的亮度的比率，其中圖A （細實線）表示圓形光源，圖B （細虛線）表示0∘定向下的方形光源，且圖C （粗實線）表示45∘定向下的方形光源。對於圖C ，比率L(d1) /L(d3) 是最低的且最靠近1，指示對於旋轉的方形光源而言，沿著水平及對角方向的空間亮度分佈的均勻性改善了。對於沿著垂直及對角方向的空間亮度分佈預期了類似的結果。此外，與圖 4A 或圖 4B 中相比，中心區內的平均亮度在圖 4C 中是較高的，指示與圖 3A 或圖 3B 的配置中的局部調暗相比，圖 3C 的配置中的局部調暗是較佳的。
圖 3C 中所描繪的光源可以具有有著相同或不同的尺度的發光邊緣e1” 及e2” ，例如e1” ＞e2” 、e1” ＜e2” 、或e1” =e2” 。雖然圖 3C 中的光源被旋轉為使得第一發射邊緣e1” 相對於單元區的水平軸呈現角度Θ 1 = 45∘，且第二發射邊緣e2” 相對於垂直軸呈現角度Θ 2 = 45∘，但發射邊緣可能相對於水平及垂直軸形成不同的角度，且相對於軸所形成的角度可以或可以不相等，例如Θ 1 ＞Θ 2 、Θ 1 ＜Θ 2 、或Θ 1 =Θ 2 。在某些實施例中，Θ 1 及/或Θ 2 的範圍可以從約30∘到約60∘，例如從約35∘到約55∘、從約40∘到約50∘、或約45∘，包括其間的所有範圍及子範圍。
在一些非限制性的實施例中，如圖 3C 中所描繪，單元區的水平軸可以與LGP的長度L 平行（例如L0 與L 平行），及/或單元區的垂直軸可以與LGP的寬度W 平行（例如W0 與W 平行）。此外，光源之間的間隔可以變化，使得單元長度L0 及單元寬度W0 可以或可以不相同。在一些實施例中，W0 ＞L0 ，或在其他的實施例中，W0 ＜L0 。依據各種實施例，W0 =L0 。
雖然圖 3C 繪示了相同尺寸的方形單元區及相同尺寸的方形光源，但要瞭解到，單元區及/或光源可以具有不同的尺寸及/或形狀，包括被佈置為形成例如如圖 2A-B 中所描繪的四邊形形狀的多個光源。例如，光源可以不是方形的，例如矩形光源或任何其他的四邊形形狀。在一些實施例中，光源可以不具有四邊形形狀。例如，光源可以具有第一主要發射方向，例如光源發射最高光強度的方向。
圖 7 示出從與圖 3A-C 中所示的配置對應的光源所發射的遠場光強度的徑向圖，其中圖A （細實線）表示圓形光源，圖B （細虛線）表示0∘定向下的方形光源，且圖C （粗實線）表示45∘定向下的方形光源。圖A 具有大致圓形的形狀，這指示在所有方向上發射的大致均勻的光強度。相比之下，圖B 指示沿著方向d1 及d2 （例如沿著單元區的X及Y軸）的主要發射。對於圖C ，光源被旋轉為使得它們具有沿著方向d3 （例如相對於X軸或單元區的水平方向45∘）的第一主要發射。旋轉的光源具有至少一個第二發射方向，例如沿著X及/或Y軸（在d1 及d2 方向上）的發射方向。對於所繪示的非限制性實施例而言，圖C 的沿著第一主要發射方向d3 的光強度與沿著第二發射方向d1 及/或d2 （沿著X或Y軸）的光強度的比率為約1.3，但該比率可以具有本文中所揭露的其他值，例如從約1.1到約1.7、從約1.2到約1.6、從約1.3到約1.5、或從約1.35到約1.45，包括其間的所有範圍及子範圍。
如此，具有第一主要發射方向的光源可以具有各種形狀，包括但不限於四邊形形狀。無論形狀如何，可以如本文中所揭露地旋轉光源，使得第一主要發射方向相對於對應單元區的水平軸用第一角度定位，第一角度的範圍從約30∘到約60∘，例如從約35∘到約55∘、從約40∘到約50∘、或約45∘。可以因此將具有第一主要發射方向的任何形狀的光源合併到圖 3C 的配置中。此外，可以將圖 2A-B 中所描繪的多個光源110A-D 佈置為形成具有第一主要發射方向的任何形狀或配置。進一步地，圖 1 中所描繪的光源110 可以具有四邊形形狀及/或第一主要發射方向。
如本文中所揭露的BLU可以包括光學耦接到LGP的光源陣列。如本文中所使用的，用語「光學耦接」是要用來指示，光源被定位在LGP的表面處以便將光引導到LGP中。即使光源不與LGP直接實體接觸，也可以將光源光學耦接到LGP。在直接發光的配置中，可以將光源定位在LGP附近，例如定位在LGP的後方或下方，例如光學耦接到LGP的第一主要面或第二主要面。或者，LGP可以包括可以在內部安置光源的一或更多個凹口或孔洞。在某些實施例中，可以將每個單元區光學耦接到對應的光源，例如，每個單元區可以包括內部定位有至少一個光源的孔洞。
注射到LGP中的光可以由於全內反射（TIR）而在LGP內傳播，直到其用小於臨界角的入射角撞擊介面為止。全內反射（TIR）是在包括第一折射率的第一材料（例如玻璃、塑膠等等）中傳播的光可以藉以在與包括低於第一折射率的第二折射率的第二材料（例如空氣等等）接合的介面處完全反射的現象。可以使用斯奈爾定律（Snell’s law）來解釋TIR：

它描述了具有不同折射率的兩種材料之間的介面處的光折射。依據斯奈爾定律，n1 是第一材料的折射率，n2 是第二材料的折射率，Θi 是在介面處入射的光相對於介面法線的角度（入射角），且Θr 是折射光相對於法線的折射角。在折射角（Θr ）為90∘（例如sin(Θr ) = 1）時，可以將斯奈爾定律表示為：

也可以將在這些條件下的入射角Θi 稱為臨界角Θc 。具有大於臨界角的入射角的光（Θi ＞ Θc ）將在第一材料內全內反射，而具有等於或小於臨界角的入射角的光（Θi ≤ Θc ）將由第一材料透射。
在空氣（n1 =1）與玻璃（n2 =1.5）之間的示例性介面的情況下，可以將臨界角（Θc ）計算為41∘。因此，若在玻璃中傳播的光用大於41∘的入射角撞擊空氣-玻璃介面，則所有入射光將從介面用等於入射角的角度反射。若反射光遭遇包括與第一介面相同的折射率關係的第二介面，則入射於第二介面上的光將再次用等於入射角的反射角反射。
依據各種實施例，可以將LGP的第一主要面及/或第二主要面圖案化為具有複數個光抽取特徵。如本文中所使用的，用語「圖案化」旨在指示，該複數個光抽取特徵存在於LGP的表面上或下而呈現任何給定圖案或設計，該圖案或設計可以例如是隨機或經佈置的、重複或不重複的、均勻或不均勻的。在各種實施例中，可以將光抽取特徵圖案化為產生梯度。在某些實施例中，可以將光抽取特徵定位在表面附近（例如表面下方）的LGP的矩陣內。例如，光抽取特徵可以跨表面而分佈（例如作為構成粗糙或凸起的表面的織構特徵），或可以分佈在LGP或LGP的部分內及各處（例如作為雷射損傷的位點或特徵）。用於產生此類光抽取特徵的合適方法可以包括印刷（例如噴墨印刷、絲網印刷、微型印刷等等）、織構化、機械糙化、蝕刻、注射模塑、塗覆、雷射損傷、或上述項目的任何組合。此類方法的非限制性示例例如包括酸蝕刻表面、將表面塗以TiO2 、及藉由將雷射聚焦於表面上或基板矩陣內來雷射損傷基板。
在各種實施例中，可選地存在於LGP的第一主要面或第二主要面上的光抽取特徵可以包括光散射位點。依據各種實施例，可以用合適的密度圖案化抽取特徵，以便改善跨LGP的發光面的光強度輸出的均勻性。在某些實施例中，視情況，光源附近的光抽取特徵的密度可以低於距光源較遠的點處的光抽取特徵的密度，反之亦然，以跨LGP產生所需的光輸出分佈。
可以依據本領域中習知的任何方法（例如第PCT/US2013/063622號及第PCT/US2014/070771號的共同申請審理中的及共同擁有的國際專利申請案中所揭露的方法，每個申請案的整體內容以引用方式併入本文中）處理LGP以產生光抽取特徵。例如，可以研磨及/或拋光LGP的表面以達成所需的厚度及/或表面品質。可以接著可選地清潔表面及/或可以使待蝕刻的表面經受用於除去汙染物的過程（例如將表面暴露於臭氧）。藉由非限制性實施例的方式，可以將待蝕刻的表面暴露於酸浴（例如呈一定比率（例如範圍從約1:1到約9:1）的冰醋酸（GAA）與氟化氨（NH4 F）的混合物）。蝕刻時間的範圍可以例如從約30秒到約15分鐘，且蝕刻可以發生在室溫下或高溫下。例如為酸濃度/比率、溫度、及/或時間的過程參數可能影響生成的抽取特徵的尺寸、形狀、及分佈。變化這些參數以實現所需的表面抽取特徵是在本領域中的技術人員的能力範圍之內的。
在某些實施例中，BLU可以更包括反射層，可以將該反射層定位在LGP的主要面附近。依據各種實施例，可以將反射層圖案化為例如包括具有不同光學性質（例如不同的光反射率或光透射率）的二或更多個區域。反射層可以包括能夠反光或阻擋光的透射的反射成分（例如金屬、介電材料、墨水、聚合物、無機顆粒等等）與光可以透射通過的透射成分（例如光學無色、半透明、及/或透明的材料，例如玻璃、聚合物、透明氧化物、及其他類似的材料）的任何組合。透射成分也可以表示空氣、空的空間、或間隙、或缺乏反射成分。例如，在圖案化的金屬塗層中，金屬塗層可以表示反射成分，而金屬塗層中的不連續或間隙可以表示透射成分。圖案化反射層可以具有任何給定的圖案或設計，該圖案或設計可以例如是隨機或經佈置的、重複或不重複的、均勻或不均勻的。在一些實施例中，圖案化反射層可以包括一定梯度。
可以將本文中所揭露的旋轉的光源定向（例如具有四邊形形狀及/或第一主要發射方向的光源的定向）與各種LGP及BLU配置結合使用，該等配置可以包括一或更多個額外元件。示例性元件可以包括例如光學膜，例如漫射膜、稜鏡膜、及/或反射偏振膜。也可以將光抽取特徵及/或反射層與LGP結合使用。
例如，如第62,452,470號標題為「BACKLIGHT UNIT WITH 2D LOCAL DIMMING」的美國臨時申請案（其整體內容以引用方式併入本文中）中所揭露，示例性的BLU可以包括具有孔洞陣列及複數個光抽取特徵的LGP。可以將光源（用所需的定向旋轉）定位在孔洞陣列中的孔洞中的至少一者中。可以將光學層定位在光導板的發光主要面上。光學層可以包括設置在該至少一個孔洞上方的第一區域及設置在光導板的與該至少一個孔洞相鄰的一部分上方的第二區域，且該光學層的該第一區域及該第二區域可以具有不同的光學性質，例如不同的漫射反射率或漫射透射率。
如第62/549,576號標題為「BACKLIGHT UNIT HAVING A LIGHT GUIDE PLATE」的美國臨時申請案（其整體內容以引用方式併入本文中）中所揭露，一種示例性BLU可以包括：底部反射器；複數個離散光源；及圖案化的LGP，具有：第一微結構圖案，在該圖案化LGP的底面上；及第二微結構圖案，在該圖案化LGP的頂面上在該等離散光源附近或上方；及第三微結構圖案，在該圖案化LGP的頂部及底部，兩個表面遠離該等離散光源以抽取光；及圖案化反射器，具有第一區域及第二區域，該第一區域比該第二區域更具反射性，且該第二區域比該第一區域更具透射性。可以將該等離散光源（用所需的定向旋轉）直接定位在該圖案化LGP後方。可以藉由該圖案化LGP上的該第一圖案及該第二圖案，來將該等光源的光輸出的第一部分耦接到該圖案化LGP中，該第一部分可以由於全內反射在該圖案化LGP中側向行進，且可以藉由該第三微結構圖案抽取出該第一部分，且該等光源的主要光輸出的第二部分可以由於在該底部反射器及該圖案化反射器的反射面處的多次反射在該底部反射器與該圖案化反射器之間側向行進。另一種示例性BLU可以包括：底部反射器；複數個離散光源（用所需的定向旋轉）；及圖案化的LGP，具有：第一微結構圖案，在該圖案化LGP的頂面或底面（或兩者）上且遠離該等離散光源以抽取光；及第二微結構圖案，在該圖案化LGP的底面上在該等離散光源附近或上方，以將該光背向該離散光源重新導向及減少該光被該離散光源吸收。可以將該等光源直接定位在該圖案化LGP後方，且該第一微結構圖案具有在25與65度的範圍中的基角。
如第62/551,375號標題為「LIGHT GUIDES INCLUDING GRATINGS」的美國臨時申請案（其整體內容以引用方式併入本文中）中所揭露，一種示例性BLU可以包括：LGP；底部反射器；及複數個光源（用所需的定向旋轉），定位在該底部反射器與該LGP之間。該LGP可以包括該LGP的第一表面上的第一光柵圖案及該LGP的第二表面上的第二光柵圖案，且該等第二光柵中的每一者可以與第一光柵對準。光抽取特徵圖案可以存在於該LGP的該第一表面或該第二表面上。可以藉由對應的第一光柵將來自每個光源的光耦接到該LGP中，使得該光的第一部分在該LGP中側向行進且被該等光抽取特徵抽取出該LGP。另一種示例性BLU可以包括：LGP，具有該LGP的底面或頂面上的光抽取特徵圖案及在該底面或該頂面上的第一光柵圖案；及複數個光源（用所需的定向旋轉），定位在底部反射器與該LGP之間，其中來自每個光源的光藉由對應的第一光柵耦接到該LGP中，使得該光的第一部分在該LGP中側向行進且被該等光抽取特徵抽取出該LGP。
如第62/551,493號標題為「DIRECT-LIT BACKLIGHT UNIT WITH 2D LOCAL DIMMING」的美國臨時申請案（其整體內容以引用方式併入本文中）中所揭露，一種示例性BLU可以包括：LGP，具有第一主要面、相反的第二主要面、及複數個光抽取特徵；後部反射器，定位在該LGP的該第二主要面附近；及圖案化反射層，定位在該LGP的該第一主要面附近，該圖案化反射層包括至少一個光學反射元件及至少一個光學透射元件。可以將至少一個光源（用所需的定向旋轉）光學耦接到該光導板的該第二主要面。
如第62/551,491號標題為「MULTILAYER REFLECTOR FOR DIRECT LIT BACKLIGHTS」的美國臨時申請案（其整體內容以引用方式併入本文中）中所揭露，一種示例性BLU可以包括：LGP，具有發光第一主要面及相反的第二主要面；及反射器，定位在該基板的第一主要面或第二主要面附近，該反射器包括反射材料的二或更多個層，其中該等層中的每一者具有第一區域及一第二區域，該第一區域較該第二區域更具反射性，而該第二區域較該第一區域更具透射性。可以將至少一個光源（用所需的定向旋轉）光學耦接到該LGP，例如通過光學黏著層光學耦接到該第二主要面。另一種示例性BLU也可以包括：LGP，具有發光第一主要面及相反的主要面；複數個離散光源（用所需的定向旋轉）；反射器，定位在該第二主要面附近；及多層圖案化反射器，定位在該第一主要面附近，每個層具有第一區域及第二區域，該第一區域較該第二區域更具反射性，而該第二區域較該第一區域更具透射性。
可以將本文中所揭露的BLU用在各種顯示設備中，包括但不限於電視、電腦、電話、手持式設備、告示牌、或其他顯示螢幕。也可以將本文中所揭露的BLU用在各種照明設備中，例如照明器具或固態照明設備。
將理解到，各種揭露的實施例可以涉及與該特定實施例結合描述的特定特徵、構件、或步驟。也將理解到，雖然是關於一個特定的實施例來描述，但可以將特定的特徵、構件、或步驟用各種未說明的組合或排列與替代性的實施例互換或組合。
也要瞭解到，如本文中所使用的，用語「該」或「一」意指「至少一個」，且不應限於「只有一個」，除非明確地相反指示。因此，例如，對於「一個光源」的指稱包括具有二或更多個此類光源的示例，除非上下文另有清楚指示。同樣地，「複數」或「陣列」是要用來指示「多於一個」。如此，「複數個光散射特徵」包括了二或更多個此類特徵，例如三或更多個此類特徵等等，而「孔洞陣列」包括了二或更多個此類孔洞，例如三或更多個此類孔洞等等。
在本文中可以將範圍表示為從「約」一個特定值及/或到「約」另一個特定值。當表示此類範圍時，示例包括了從該一個特定值及/或到另一個特定值。類似地，當藉由使用先行詞「約」將值表示為近似值時，將瞭解到，該特定值形成了另一個態樣。將進一步瞭解到，範圍中的每一者的端點與另一個端點相比是有意義的（significant）且是與另一個端點無關地有意義的。
如本文中所使用的用語「實質」、「實質上」、及其變化旨在敘述，所述特徵等於或幾乎等於一個值或描述。例如，「實質平坦」的表面旨在指示平坦或幾乎平坦的表面。並且，「實質類似」要用來指示兩個值是相等或幾乎相等的。在一些實施例中，「實質類似」可以指示在彼此約10%內的值，例如在彼此約5%內的值，或在彼此約2%內的值。
雖然可以使用傳統短語「包括」來揭露特定實施例的各種特徵、構件、或步驟，但要瞭解到，替代性的實施例（包括可以使用傳統短語「由...組成」或「實質由...組成」來描述的彼等實施例）是被隱含的。因此，例如，對於包括A+B+C的設備所隱含的替代性實施例包括了設備由A+B+C組成的實施例及設備實質由A+B+C組成的實施例。
本領域中的技術人員將理解到，可以在不脫離本揭示內容的精神及範圍的情況下對本揭示內容作出各種更改及變化。因為本領域中的技術人員可以想到併入本揭示內容的精神及本質的揭露的實施例的更改、組合、子組合、及變化，應將本揭示內容視為包括隨附請求項及其等效物的範圍內的一切事物。
100‧‧‧光導板（LGP）
105‧‧‧單元區陣列
110‧‧‧光源
110A‧‧‧光源
110B‧‧‧光源
110C‧‧‧光源
110D‧‧‧光源
200‧‧‧LGP
200’‧‧‧LGP
200”‧‧‧LGP
205‧‧‧單元區
205’‧‧‧單元區
205”‧‧‧單元區
210‧‧‧光源
210’‧‧‧光源
210”‧‧‧光源
d1‧‧‧距離
d2‧‧‧距離
d3‧‧‧距離
e1’‧‧‧第一發射邊緣
e1”‧‧‧第一發射邊緣
e2’‧‧‧第二發射邊緣
e2”‧‧‧第二發射邊緣
L‧‧‧長度
L0‧‧‧單元長度
p1‧‧‧點
p2‧‧‧點
p3‧‧‧點
P1‧‧‧點
P2‧‧‧點
P3‧‧‧點
W‧‧‧寬度
W0‧‧‧單元寬度
Θ1‧‧‧角度
Θ2‧‧‧角度
在與以下附圖結合閱讀時，可以進一步瞭解以下的詳細說明。
圖 1 繪示光導板（LGP），該光導板包括單元區陣列及光源；
圖 2A-B 繪示示例性的四邊形光源；
圖 3A 繪示包括示例性單元區的LGP，該單元區包括圓形光源；
圖 3B 繪示包括示例性單元區的LGP，該單元區包括方形光源；
圖 3C 繪示包括示例性單元區的LGP，該單元區包括相對於該單元區的水平軸用45∘角定向的方形光源；及
圖 4A 繪示圖3A的配置的空間亮度分佈；
圖 4B 繪示圖3B的配置的空間亮度分佈；
圖 4C 繪示圖3C的配置的空間亮度分佈；
圖 5A 是圖4A的沿著光源的水平軸及對角軸的空間亮度與分佈距離的關係圖；
圖 5B 是圖4B的沿著光源的水平軸及對角軸的空間亮度與分佈距離的關係圖；
圖 5C 是圖4C的沿著光源的水平軸及對角軸的空間亮度與分佈距離的關係圖；
圖 6 是圖5A-C的沿著光源的水平軸及對角軸的亮度比與距離的關係圖；及
圖 7 是從與圖3A-C中所示的配置對應的光源所發射的遠場光強度的徑向圖。
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. 一種背光單元，包括： 一光導板，包括一單元區陣列；及 一四邊形光源陣列，定位在該光導板附近， 其中至少一個四邊形光源被光學耦接到該單元區陣列中的至少一個對應單元區， 其中該至少一個四邊形光源包括一第一發射邊緣，及 其中該第一發射邊緣相對於該對應單元區的一水平軸用一第一角度定位，該第一角度的範圍從約30∘到約60∘。
  2. 如請求項1所述的背光單元，其中該光導板包括玻璃。
  3. 如請求項1所述的背光單元，其中該至少一個四邊形光源選自方形及矩形的光源。
  4. 如請求項1所述的背光單元，其中該至少一個四邊形光源是一方形光源。
  5. 如請求項1所述的背光單元，其中該至少一個四邊形光源是一頂部發射LED。
  6. 如請求項1所述的背光單元，其中該至少一個四邊形光源是一側邊發射LED環。
  7. 如請求項1所述的背光單元，其中該第一角度的範圍從約40∘到約50∘。
  8. 如請求項1所述的背光單元，其中該第一角度為約45∘。
  9. 如請求項1所述的背光單元，其中該至少一個四邊形光源包括一第二發射邊緣，且其中該第二發射邊緣相對於該對應單元區的一垂直軸用一第二角度定位，該第二角度的範圍從約30∘到約60∘。
  10. 如請求項1所述的背光單元，其中該第二角度為約45∘。
  11. 如請求項1所述的背光單元，其中該單元區陣列包括一方形單元區網格。
  12. 如請求項1所述的背光單元，其中該方形單元區網格包括一3 x 3網格，且其中該網格中的每個單元區包括一對應的四邊形光源。
  13. 如請求項1所述的背光單元，其中該四邊形光源陣列被定位在該光導板的一主要面附近。
  14. 如請求項1所述的背光單元，其中該光導板包括一孔洞陣列，每個孔具有一各別的單元區，且其中至少一個四邊形光源被定位在該孔洞陣列中的至少一個孔洞中。
  15. 如請求項1所述的背光單元，其中該光導板的至少一個主要面被圖案化為具有光抽取特徵。
  16. 如請求項1所述的背光單元，更包括：一反射層，定位在該光導板的一主要面附近。
  17. 如請求項16所述的背光單元，其中該反射層是一圖案化的反射層。
  18. 一種顯示或照明設備，包括如請求項1所述的背光單元。
  19. 一種背光單元，包括： 一光導板，包括一單元區陣列；及 一光源陣列，定位在該光導板附近， 其中至少一個光源被光學耦接到該單元區陣列中的至少一個對應單元區， 其中該至少一個光源包括一第一主要發射方向，及 其中該第一主要發射方向相對於該對應單元區的一水平軸用一第一角度定位，該第一角度的範圍從約30∘到約60∘。
  20. 如請求項19所述的背光單元，其中該至少一個光源更包括一第二發射方向，其中該第二發射方向與該第一主要發射方向正交地定位，且沿著該第一主要發射方向發射的光通量與沿著該第二發射方向發射的光通量的比率的範圍從約1.1到約1.7。
TW108115649A 2018-05-07 2019-05-07 具有改善的2d局部調暗的背光單元 TW201947301A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862667867P 2018-05-07 2018-05-07
US62/667,867 2018-05-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201947301A true TW201947301A (zh) 2019-12-16

Family

ID=68467581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108115649A TW201947301A (zh) 2018-05-07 2019-05-07 具有改善的2d局部調暗的背光單元

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW201947301A (zh)
WO (1) WO2019217408A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI781524B (zh) * 2020-01-31 2022-10-21 日商日亞化學工業股份有限公司 面狀光源

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100701249B1 (ko) * 2005-01-31 2007-03-29 임성규 직하방식 백라이트 유닛용 확산판
JP2007042511A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Sharp Corp 面光源装置及びそれを備えた表示装置
JP4467491B2 (ja) * 2005-09-06 2010-05-26 シャープ株式会社 バックライト装置，液晶表示装置
KR100982980B1 (ko) * 2007-05-15 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 면 광원 장치 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트 유닛
JP2014241274A (ja) * 2013-05-14 2014-12-25 キヤノン株式会社 発光装置、バックライト装置、及び画像表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI781524B (zh) * 2020-01-31 2022-10-21 日商日亞化學工業股份有限公司 面狀光源
US11808968B2 (en) 2020-01-31 2023-11-07 Nichia Corporation Planar light source

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019217408A1 (en) 2019-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7266584B2 (ja) ２ｄローカルディミングを備えた直接発光バックライトユニット
TWI772501B (zh) 用於直接發光的背光的多層反射器
WO2018144509A1 (en) Backlight unit with 2d local dimming
US11092733B2 (en) Microstructured light guide plates and devices comprising the same
JP2019523970A (ja) 微細構造化された導光板およびそれを含む装置
TW201814340A (zh) 邊緣光照導光板以及包含彼之裝置
JP2020506525A (ja) 光学的操作特徴部を含む導光板アセンブリ
US9846271B2 (en) Display device having a patterned glass light guide and CTE-matched TFT
TW201921008A (zh) 具有光導板的背光單元
TW201837559A (zh) 包括整合背光單元及顯示面板的裝置
US20190107662A1 (en) Backlight units comprising a thin light guide plate and a light coupling unit
TW201947301A (zh) 具有改善的2d局部調暗的背光單元