[發(fā)明專利]色轉(zhuǎn)換導(dǎo)光板和包含其的裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780055028.7
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN109690183A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·F·道森-埃利;S·S·羅森布拉姆
• 申請（專利權(quán)）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號(hào): F21V8/00
• 分類號(hào): F21V8/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 徐鑫;項(xiàng)丹

本文揭示了包含衍射特征件和色轉(zhuǎn)換特征件的導(dǎo)光板。還揭示了包含光學(xué)耦合到此類導(dǎo)光板的至少一個(gè)光源的光學(xué)組件。本文還揭示了包括此類組件和裝置的顯示器裝置、發(fā)光裝置、和電子裝置。

本申請根據(jù)35U.S.C.§119，要求2016年09月07日提交的美國臨時(shí)申請系列第62/384,417號(hào)的優(yōu)先權(quán)，本文以該申請為基礎(chǔ)并將其全文通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般地涉及導(dǎo)光板以及包含此類導(dǎo)光板的顯示器或發(fā)光裝置，更具體地，涉及包含色轉(zhuǎn)換和光衍射特征的導(dǎo)光板。

背景技術(shù)

液晶顯示器(LCD)常用于各種電子器件，例如，手機(jī)、筆記本電腦、電子平板、電視機(jī)和電腦監(jiān)視器。常規(guī)LCD通常包含發(fā)光二極管(LED)和色轉(zhuǎn)換元件，例如，磷光體或量子點(diǎn)(QD)。在發(fā)光應(yīng)用(例如，光源)中，LED還可以與色轉(zhuǎn)換元件組合使用。導(dǎo)光組件可以包括一個(gè)或多個(gè)“白色”LED，其光學(xué)耦合到導(dǎo)光板(LGP)，所述導(dǎo)光板(LGP)包含一個(gè)或多個(gè)光提取特征用于以所需方向散射光。

可以通過如下方式生產(chǎn)白色LED，例如：用硅酮/磷光體漿料涂覆發(fā)藍(lán)光的LED，當(dāng)光通過時(shí)，所述硅酮/磷光體漿料可以將其中的部分光轉(zhuǎn)換為綠光和/或紅光。人眼將藍(lán)光、綠光、和紅光的組合感知為白光。但是，在長期暴露于LED光通量和熱之后，硅酮可能隨時(shí)間發(fā)生變暗。此外，相比于其他色轉(zhuǎn)換元件(例如，QD)，磷光體傾向于具有差的色域，這是由于它們較寬的發(fā)射譜所導(dǎo)致的。

因此，提供能夠利用QD作為傳統(tǒng)磷光體材料的補(bǔ)充或替代的發(fā)光和顯示器組件(例如，導(dǎo)光組件)會(huì)是有用的。但是，諸如磷光體和QD之類的色轉(zhuǎn)換元件對(duì)于光轉(zhuǎn)換不是100％的量子效率，以及部分光能可能被色轉(zhuǎn)換元件吸收作為熱量。色轉(zhuǎn)換過程自身也可能產(chǎn)生熱，例如，當(dāng)較短波長轉(zhuǎn)換為較長波長時(shí)，由于斯托克偏移所導(dǎo)致的情況。在一些情況下，最高至20-40％的吸收光會(huì)被轉(zhuǎn)化成熱。由于過多的熱量可能使得色轉(zhuǎn)換元件劣化，因此建立充分的冷卻或散熱路徑以消散掉產(chǎn)生的熱和將色轉(zhuǎn)換元件維持在所需運(yùn)行溫度內(nèi)會(huì)是重要的。

雖然磷光體材料可能可以在中等溫度(例如，最高至約300℃)運(yùn)行，但是QD是高度溫度敏感的，并且在超過約100℃的溫度可能發(fā)生劣化。由于QD的溫度敏感性，傳統(tǒng)顯示器和發(fā)光組件通常構(gòu)造成避免QD與LED之間的緊密靠近和/或直接接觸。因此，迄今為止，包含QD作為色轉(zhuǎn)換元件的LGP組件設(shè)計(jì)即使不是無法實(shí)現(xiàn)也是困難的。

因此，提供包含具有合適散熱路徑的色轉(zhuǎn)換特征件的LGP會(huì)是有利的。提供具有改進(jìn)的色域的色轉(zhuǎn)換LGP也會(huì)是有利的。除此之外，提供包含通式能夠?qū)⑺{(lán)光轉(zhuǎn)換為白光且以所需方向散射光的特征件的LGP會(huì)是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

在各種實(shí)施方式中，本公開涉及導(dǎo)光板，其包含具有光入射表面和相反的發(fā)光表面的透明基材，其中，光入射表面包括至少一個(gè)光衍射特征件，以及光入射表面和發(fā)光表面中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)色轉(zhuǎn)換特征件。

根據(jù)各種實(shí)施方式，所述至少一個(gè)色轉(zhuǎn)換特征件可以包括含色轉(zhuǎn)換介質(zhì)的腔體。例如，腔體可以包括發(fā)光表面和/或光入射表面中的凹陷，或者腔體可以布置在密封層與發(fā)光表面之間和/或布置在密封層與光入射表面之間。在一些實(shí)施方式中，密封層可以是透明的、反射性的、或者部分反應(yīng)性的，和/或是連續(xù)或不連續(xù)的。在某些實(shí)施方式中，透明基材可以圖案化有多個(gè)光提取特征件，其可以是例如包括梯度圖案(例如，周期性圖案)。光提取特征件可以選自表面特征件或者表面下特征件。根據(jù)非限制性實(shí)施方式，所述至少一個(gè)光衍射特征件可以包括周期性或啁啾(chirped)衍射格柵的陣列。衍射格柵可以包括例如：透明基材的光入射表面上的圖案化的聚合物層或金屬層，或者透明基材的光入射表面上的一個(gè)或多個(gè)經(jīng)過激光破壞、經(jīng)過離子交換、或者結(jié)晶的區(qū)域。