[发明专利]具有2D局部调光的直下式背光单元

说明书

背光单元包含：导光板，具有多个光提取特征；至少一个光源，光耦合至所述导光板的第二主表面；后反射片，位于紧邻所述第二主表面处；和图案化反射层，位于紧邻所述导光板的第一主表面处。进一步公开包括上述背光单元的显示和照明装置。

技术领域

本申请案根据专利法主张于2017年8月29日申请的美国临时申请案序号第62/551,493号的优先权的权益，依据所述案的内容且将所述案的内容通过引用全文并入本文。

本公开案一般而言关于背光单元和包括上述背光单元的显示或照明装置，更具体而言关于包括图案化玻璃导光板和图案化反射层的背光单元。

背景技术

液晶显示器(LCD)通常用于各种电子装置中，如手机、膝上型计算机、电子平板计算机、电视机和计算机显示器。LCD可包括用于产生光的背光单元(BLU)，光然后可被转换、滤波和/或偏振以产生期望的影像。BLU可为侧光式(edge-lit)，例如，包括耦接至导光板(LGP)的边缘的光源，或可为背光式(back-lit)，例如，包括设置于LCD面板后面的二维阵列的光源。

与侧光式BLU相比，直下式(direct-lit)BLU可具有改善的动态对比度(dynamiccontrast)的优点。例如，具有直下式BLU的显示器可独立地调整每个LED的亮度，以优化影像各处亮度的动态范围。此为熟知的局部调光(local dimming)。然而，为了实现期望的光均匀度和/或避免直下式BLU中的热点(hot spot)，一或更多个光源可能定位于与光漫射(diffusing)层相距一定距离处，因此使整体显示器厚度大于侧光式BLU的整体显示器厚度。还提出位于LED上方的透镜，以改善直下式BLU中光的横向散布，但在这种配置中，LED与漫射层之间的光学距离(例如，从约15～20mm)仍然造成不当的高整体显示器厚度和/或当BLU厚度减小时这些组件可能产生不当的光学损耗。尽管侧光式BLU可能较薄，来自每个LED的光可散布在LGP的大区域各处，使得关闭单独的LED或LED群组可对动态对比度仅有最小的影响。

因此，提供具有改善的局部调光效率而不会负面地影响由BLU发射的光的均匀度的薄BLU将为有利的。提供具有类似于侧光式BLU般薄的背光，同时还提供类似于直下式BLU的局部调光能力也将是有利的。

发明内容

在各种实施方式中，本公开案关于背光单元，包括：导光板，具有第一主表面、相对的第二主表面和多个光提取特征；至少一个光源，光耦合至所述导光板的所述第二主表面；后反射片，位于紧邻所述导光板的所述第二主表面处；和图案化反射层，位于紧邻所述导光板的所述第一主表面处，所述图案化反射层包括至少一个光反射部件和至少一个光透射部件。本文还公开包括上述背光单元的显示和照明装置。

在某些实施方式中，LGP可包括玻璃。LGP可具有小于约0.015的色偏(colorshift)Δy，对于在从约450nm至约650nm的范围中的波长在75mm的路径长度上至少98％的光学透射率，和/或在从约0.1mm至约2mm的范围中的厚度。所述至少一个光源可经由光学粘合剂层而光耦合至LGP的第二主表面，在一些实施方式中，所述光学粘合剂层的折射率可在LGP的折射率的约10％内。来自所述至少一个光源的光的第一部分可由于全内反射而沿着导光板的长度横向行进，光的第二部分可由于在图案化反射层与后反射片之间的反射而横向行进。

根据非限制性实施方式，位于所述至少一个光源上方的图案化反射层的第一区域包括比透射部件更大密度的光反射部件。在一些实施方式中，第一区域的光学反射率可为至少约92％。例如，图案化反射层可设置在LGP的第一主表面上，可包括图案化金属膜或多层介电涂层和/或可包括单一层或复合层。

在一些实施方式中，在LGP上的光提取特征可包括光散射颗粒、激光损伤的部位、纹理化表面特征或上述的组合。光提取特征可存在于LGP的第一和/或第二主表面上和/或在LGP的基质内。在非限制性实施方式中，LGP的第一主表面可进一步包括多个微结构。这些微结构可位于第一主表面的位于所述至少一个光源上方的区域中。