具体实施方式

在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。

用于液晶显示器(LCD)的背光源技术正逐渐转向使用迷你和/或微型发光二极管(LED)的高动态范围(HDR)显示器，以努力在颜色和收缩性能方面与有机LED(OLED)显示器的性能相匹配。此外，本行业开始用蓝源成彩(color-by-blue)背光源代替传统白色背光源，在蓝源成彩背光源中，在背光源单元中仅使用发射光的蓝色波长的LED，并且使用具有窄发射荧光粉和/或量子点的“下转换”片材将纯蓝光转换为白光。纯蓝背光源具有若干优点，包括简化制造、简化架构、降低系统成本等。最后，LCD面板制造商已证实用下转换滤波器代替LCD的传统吸色滤波器(即，将下转换材料直接沉积到面板中，而非沉积到独立片材中)。将下转换材料移动到LCD面板中需要开发内嵌式偏振器。LCD技术的这一进展为LCD背光源的非传统解决方案提供了许多机会，包括如本文所述的针对纯蓝背光源单元特别优化的光学膜和背光源架构。

根据本说明书的一些方面，提供了一种用于反射和透射预定波长范围内的光的光学叠堆。在一些实施方案中，预定波长范围可至少从约400nm延伸至约600nm，并且可限定预定波长范围内的第一波长范围，和预定波长范围内的剩余波长范围。在一些实施方案中，第一波长范围可从约400nm延伸至约480nm，主要表示光的蓝色波长。

光学叠堆可包括堆叠的第一光学膜和第二光学膜。在一些实施方案中，第一光学膜可为反射偏振器。在一些实施方案中，反射偏振器可针对对应于第一波长范围的光的波长(例如，人类可见的蓝光或其子集)进行优化。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光并且对于至少第一波长范围内的每个波长，第一光学膜可反射至少80％的具有第一偏振态P_x的光，并且可透射至少80％的具有正交的第二偏振态P_y的光。在一些实施方案中，P_x可表示线性s偏振类型的光，并且P_y可表示线性p偏振类型的光。在其他实施方案中，Px可表示线性p偏振类型的光，并且Py可表示线性s偏振类型的光。然而，P_x和P_y可为任何适当的不同的正交偏振类型。

在一些实施方案中，第二光学膜可为准直多层光学膜。在一些实施方案中，准直多层光学膜可针对对应于第一波长范围的光的波长(例如，人类可见的蓝光或其子集)进行优化，并且可基本上反射对应于剩余波长范围的光的波长(例如，人类可见的红光和绿光或其子集)。对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，并且对于第一波长范围内的每个波长，第二光学膜可对于以第一入射角(θ1)入射的光具有最大光学透射率T_max，并且对于以第二入射角(θ2)入射的光具有光学透射率T_max/2，其中第二入射角比第一入射角大小于约50度。对于剩余波长范围内的每个波长，第二光学膜可反射至少80％的光。

根据本说明书的一些方面，提供了一种用于向显示面板提供照明的背光源。在一些实施方案中，背光源可被配置为发射基本上在可见光谱的单个原色波长范围(例如，对应于人类可见的蓝光的波长)内的光。发射光可为基本上准直的并且具有小于约50度的半角散度(α)。在一些实施方案中，单个原色波长范围可为蓝色波长范围。在一些实施方案中，由背光源发射的光可以是基本上线性偏振的。例如，由背光源发射的光可为线性偏振类型(例如，s偏振光或p偏振光)，其可被LCD模块选择性地阻挡或透射以在显示器上产生图像。在一些实施方案中，由背光源发射的光可具有第一发射光部分和第二发射光部分，该第一发射光部分具有第一偏振态P_x和第一强度，该第二发射光部分具有正交的第二偏振态P_y和第二强度，使得第二强度对第一强度的比大于约10。

在一些实施方案中，图1的背光源可被配置为发射基本上线性偏振的蓝光，使得由背光源发射的在蓝色波长范围内(例如，从约425nm延伸到约475nm)并且具有第一偏振态P_x的光，具有沿基本上垂直于背光源的法线方向的最大强度T1和小于约45度的半角散度(α1)，并且使得由背光源发射的在蓝色波长范围内的具有正交的第二偏振态P_y并且在相对于法线方向成约零度至约70度的角的第一角度范围内传播的光，具有最大光学透射率T2，并且对于针对第一偏振态和第二偏振态中的每一者并且在第一角度范围内传播的光，光具有最大光学透射率：T3，对于从约525nm延伸至约575nm的绿色波长范围；以及T4，对于从约625nm延伸至约675nm的红色波长范围，其中T1/T2、T1/T3和T1/T4中的每一者大于约5。图5至图7提供了与光学叠堆的光学透射率值相关的附加信息，并且将在本文别处更详细地讨论。

现在转到附图，图1提供了根据本文所述的一个实施方案的显示器和背光源组件的横截面图。显示器400包括显示面板300，该显示面板设置在背光源200上，并且被配置为接收由背光源200发射的光。背光源200向显示面板300提供照明，并且包括光学叠堆100、光学反射器70和至少一个光源90。光学反射器70被设置为和光学叠堆100相邻，并且光学腔体80限定在光学反射器70和光学叠堆100之间。光学反射器70被配置为对于第一偏振态和第二偏振态中每一者并且对于预定波长范围内的每个波长，反射至少80％的光。在一些实施方案中，预定波长范围可至少从约400nm延伸至约600nm。在一些实施方案中，预定波长范围可限定预定波长范围内的第一波长范围以及预定波长范围内的剩余波长范围。在一些实施方案中，第一波长范围可从约400nm延伸至约480nm，主要表示光的蓝色波长。在一些实施方案中，光学反射器70可针对第一波长范围进行优化(例如，可基本上反射在第一波长范围内的波长，并且可基本上透射或吸收在剩余波长范围内的波长)。在一些实施方案中，光源90可被配置为将第一波长范围内的光发射到光学腔体80中。

在一些实施方案中，光学叠堆100被配置用于反射和透射预定波长范围内的光，该预定波长范围限定第一波长范围和剩余波长范围。在一些实施方案中，光学叠堆100包括第一光学膜40和第二光学膜50。在一些实施方案中，第一光学膜40可为反射偏振器。在一些实施方案中，第二光学膜50可为准直多层光学膜。在一些实施方案中，第二光学膜50可设置在第一光学膜40和光学反射器70之间。

在一些实施方案中，第一光学膜40可为混合式反射/吸收型偏振器。这可允许在一些实施方案中消除LCD面板中的吸收型偏振器，或增加背光源偏振对比度。

在一些实施方案中，光学叠堆100可包括粘结层60，该粘结层设置在第一光学膜40和第二光学膜50之间并且将该第一光学膜40和该第二光学膜50彼此粘结。在一些实施方案中，光学叠堆100可包括光学漫射体110，该光学漫射体与第一光学膜40和第二光学膜50堆叠。在一些实施方案中，光学漫射体110可设置在第一光学膜40和第二光学膜50之间。在一些实施方案中，设置在第一光学膜40和第二光学膜50之间的粘结层60也可为光学漫射体110。

在一些实施方案中，光学漫射体110可被配置为漫射更多处于第一波长范围内并且更少处于剩余波长范围内的光。在一些实施方案中，光学漫射体110可为低雾度、低清晰度漫射体，使得从光学叠堆100离开的光120仍可至少部分地准直。例如，发射光120可与垂直于漫射体110的表面的线具有小于约50度的半角散度α。在一些实施方案中，粘结层可设置在光学叠堆100和显示面板300之间。在一些实施方案中，粘结层可为光学胶。

在一些实施方案中，背光源200可包括至少一个光源90，该至少一个光源发射第一波长范围内的光。在一些实施方案中，背光源200可不包括将剩余波长范围内的光发射到光学腔体80中的任何光源90。在一些实施方案中，至少一个光源90a可设置在光学叠堆100和光学反射器70之间的光学腔体80的内部81中。在一些实施方案中，至少一个光源90b/90c可设置在光学腔体80的外侧，并且靠近光学腔体的横向侧82/83。

在一些实施方案中，光学叠堆100可具有厚度H1，并且光学腔体可具有高度H2，该高度H2被定义为光学叠堆100和光学反射器70之间的距离，使得比H2/(H1+H2)大于约0.65。

在一些实施方案中，显示器400包括显示面板300，该显示面板设置在背光源200上并且被配置为接收由背光源200发射的光120。在一些实施方案中，显示面板300可包括内嵌式偏振层135。在一些实施方案中，光转换层137可被设置为和内嵌式偏振层135相邻。在一些实施方案中，光转换层137可将具有第一波长并且从背光源所接收的光的至少一部分转换为具有不同的第二波长的光。例如，在一些实施方案中，光转换层137可将具有第一波长并且从背光源所接收的光的至少约80％、或至少约85％、或至少约90％、或至少约95％转换为具有不同的第二波长的光。在一些实施方案中，光转换层137可将所接收的光的第一部分(例如，蓝色波长的光)转换为具有不同于第一波长的第二波长的光(例如，红色波长的光)，以及将所接收光的第二部分(例如，蓝色波长的光)转换为具有不同于第一波长和第二波长的第三波长的光(例如，绿色波长的光)。

例如，在一些实施方案中，光转换层137可被图案化成较小区段(即，光转换元件)137R、137G和137B，这些较小区段分别表示显示面板300中的各个红色像素、绿色像素和蓝色像素。在一些实施方案中，进入显示面板300的入射光120将包括基本上在第一波长范围(例如，蓝色波长范围)内的光的波长。当蓝色波长进入元件137R时，蓝色波长被元件137R吸收并作为红色波长发射(即，转换为红色波长)。当蓝色波长进入元件137G时，蓝色波长被元件137G吸收并作为绿色波长发射(即，转换为绿色波长)。在一些实施方案中，光转换元件137R可包含或包括光转换荧光粉。在一些实施方案中，137R中的光转换荧光粉可为红色荧光粉。在一些实施方案中，光转换元件137R可包含或包括光转换量子点。

在一些实施方案中，137R中的光转换量子点可包括用于将蓝光转换为红光的红色量子点。在一些实施方案中，光转换元件137G可包含或包括光转换荧光粉。在一些实施方案中，137G中的光转换荧光粉可为绿色荧光粉。

在一些实施方案中，光转换元件137G可包含或包括光转换量子点。在一些实施方案中，137G中的光转换量子点可包括用于将蓝光转换为绿光的绿色量子点。在一些实施方案中，光转换元件137中的一个或多个光转换元件可包括用于将蓝光转换为白光的量子点的混合物。

在一些实施方案中，光转换元件137B可为透光的(例如，可不包含光转换荧光粉或量子点)，因为入射光120可能已基本上由第一波长范围内的光的波长组成(即，可能已经是蓝色波长)。在一些实施方案中，光转换元件137B可与局部漫射层组合，使得从元件137B所发射的蓝光与从元件137R和137G所发射的光一样漫射。当穿过元件137R和137G的光在不同波长下被吸收和重新发射时，由元件137R和137G发射的光已表现出一定程度的漫射(即，被荧光粉和/或量子点吸收和重新发射的光以漫射图案广播)。

图2是示出根据本说明书的一个实施方案的适用于图1的显示器400的各种波长范围的图示。在一些实施方案中，光学叠堆100(图1)被配置为反射和/或透射预定波长范围10内的光。在一些实施方案中，预定波长范围10可从约400nm延伸至约600nm。在一些实施方案中，预定波长范围10可限定第一波长范围20和剩余波长范围30。在一些实施方案中，如图2的顶部所示，剩余波长范围30可为不连续的，并且可包括来自预定波长范围10的光的波长，这些波长在第一波长范围20之外。

在一些实施方案中，并且如图2的底部所示，第一波长范围20'可包括蓝色波长范围，并且剩余波长范围30'可包括绿色波长范围30a和红色波长范围30b。显示器400(图1)的各种元件可针对第一波长范围20'进行优化(例如，可优化以对光的蓝色波长，诸如由图1所示的实施方案的光源90所发射的蓝色波长发挥最佳作用)。

图3是示出根据本说明书的一个实施方案的入射在图1的第二光学膜50上的光的光学透射率图案的示意图。在一些实施方案中，第二光学膜50可为准直多层光学膜。在一些实施方案中，对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，并且对于第一波长范围内的每个波长，第二光学膜50对于以第一入射角(θ1)入射的光120a具有最大光学透射率T_max，并且对于以第二入射角(θ2)入射的光120b具有光学透射率T_max/2，第二入射角大于第一入射角小于约50度。在一些实施方案中，θ1可为约0度，θ2可小于约45度，并且T_max可大于约70％。图8示出了对于第二光学膜50的示例性实施方案，光学透射率值相对入射角的曲线图。在本说明书的其他地方给出图8的附加讨论。

在一些实施方案中，第一光学膜和第二光学膜可各自由多个聚合物材料层构成。图4A和图4B分别示出了第一光学膜和第二光学膜的实施方案。图4A示出了第一光学膜40的一个实施方案，该第一光学膜包括多个交替的第一聚合物层41和第二聚合物层42。在一些实施方案中，组合的交替的第一聚合物层41和第二聚合物层42的数量可介于100和700之间。在一些实施方案中，第一聚合物层41和第二聚合物层42可各自具有小于约500nm、或小于约400nm、或小于约300nm、或小于约200nm、或小于约100nm的平均厚度。

在一些实施方案中，对于每对相邻的第一聚合物层41和第二聚合物层42：在第一聚合物层41和第二聚合物层42的平面中，第一聚合物层41和第二聚合物层42可具有相应的折射率：沿第一偏振态的n1x和n2x、沿第二偏振态的n1y和n2y，以及沿与第一偏振态和第二偏振态正交的z轴的n1z和n2z，使得对于预定波长范围内的至少一个波长：n1x比n1y和n1z中的每一者大至少0.2，n1y和n1z之间的差值小于约0.05，n2x、n2y和n2z之间的最大差值小于约0.01，并且n1x和n2x之间的差值大于约0.2。

在一些实施方案中，第一光学膜40可包括顶部表层43和底部表层44，该顶部表层和底部表层分别设置在多个交替的第一聚合物层41和第二聚合物层42的相对的顶侧和底侧上。在一些实施方案中，每个表层43/44可具有大于约5微米的厚度。在一些实施方案中，多个交替的第一聚合物层41和第二聚合物层42可分为第一多个45交替的第一聚合物层41和第二聚合物层42以及第二多个46交替的第一聚合物层41和第二聚合物层42，其中第一多个45交替的第一聚合物层和第二聚合物层和第二多个46交替的第一聚合物层和第二聚合物层通过具有大于约1微米的厚度的隔层47彼此分开。

图4B示出了第二光学膜50的一个实施方案，该第二光学膜包括多个交替的第一聚合物层51和第二聚合物层52。在一些实施方案中，组合的交替的第一聚合物层51和第二聚合物层52的数量可介于100和700之间。在一些实施方案中，第一聚合物层51和第二聚合物层52可各自具有小于约500nm的平均厚度。

在一些实施方案中，对于每对相邻的第一聚合物层51和第二聚合物层52：在第一聚合物层51和第二聚合物层52的平面中，第一聚合物层51和第二聚合物层52可具有相应的折射率：沿第一偏振态的n1x和n2x，沿第二偏振态的n1y和n2y，以及沿与第一偏振态和第二偏振态正交的z轴的n1z和n2z，使得对于预定波长范围内的至少一个波长：n1x和n1y中的每一者比n1z大于至少0.1，n1x和n1x之间的差值小于约0.05，n2x、n2y和n2z之间的最大差值小于约0.01，并且n1x和n2x之间的差值大于约0.2。

在一些实施方案中，第二光学膜50可包括顶部表层53和底部表层54，该顶部表层和底部表层设置在多个交替的第一聚合物层51和第二聚合物层52的相对的顶侧和底侧上。在一些实施方案中，每个表层53/54可具有大于约5微米的厚度。在一些实施方案中，多个交替的第一聚合物层51和第二聚合物层52可分为第一多个55交替的第一聚合物层51和第二聚合物层52以及第二多个56交替的第一聚合物层51和第二聚合物层52，其中第一多个55交替的第一聚合物层和第二聚合物层和第二多个56交替的第一聚合物层和第二聚合物层通过具有大于约1微米的厚度的隔层57彼此分开。

图5、图6和图7分别示出了在本说明书的光学叠堆的实施方案的各种入射角下，光的蓝色波长、绿色波长和红色波长的光学透射百分比值。图5示出了对于光的蓝色波长，并且具体地对于从约425nm延伸至约475nm的波长，示例性光学叠堆(诸如图1的光学叠堆)的透射率。图6示出了对于光的绿色波长，并且具体地对于从约525nm延伸至约575nm的波长，示例性光学叠堆的透射。图8示出了对于光的红色波长，并且具体地对于从约625nm延伸至约675nm的波长，示例性光学叠堆的透射率。

返回图5，示出了在光学叠堆的一些实施方案中，对于从约425nm延伸至约475nm的蓝色波长范围内的每个波长，对于第二偏振态P_y的光，光学叠堆可对于基本上零入射角具有最大光学透射率T1，并且对于以小于约45度入射的光具有光学透射率T1/2。在一些实施方案中，对于第一偏振态的光P_x，光学叠堆对于从约零度至约70度的入射角具有最大光学透射率T2，使得T1/T2大于约5。在一些实施方案中，T1/T2的比大于约10。

转到图6和图7，示出了在光学叠堆的一些实施方案中，对于从约525nm延伸至约575nm(图6)的绿色波长范围和从约625nm延伸至约675nm(图7)的红色波长范围中的每个波长范围内的每个波长，并且对于第一偏振态P_x和第二偏振态P_y中的每一者，光学叠堆对于从约零度至约70度的入射角具有小于值TT的最大光学透射率(T3，对于绿色波长(图6)；T4，对于红色波长(图7))，使得最大光学透射率T1对TT的比可大于约5。在一些实施方案中，T1/TT的比可大于约10。

如图1所示，光学叠堆100可包括第一光学膜40和第二光学膜50。在一些实施方案中，第二光学膜50可为准直多层光学膜。返回图5，在一些实施方案中，对于从约425nm延伸至约475nm的波长范围(即，蓝色波长范围)内的每个波长，第二光学膜50可对于基本上零入射角具有大于约80％的光学透射率，并且对于小于约45度的入射光具有小于约50％的光学透射率。在一些实施方案中，对于从约525nm延伸至约575nm的绿色波长范围(图6)和从约625nm延伸至约675nm的红色波长范围(图7)中的每个波长范围内的每个波长，第二光学膜对于从约零度至约70度的入射角可反射至少90％的光。

图8示出了对于第二光学膜50的示例性实施方案，光学透射率值相对入射角的曲线图。在一些实施方案中，对于第一偏振态Px和第二偏振态Py中的每一者，并且对于第一波长范围(例如，蓝色波长范围)内的每个波长，第二光学膜50对于第一入射角(例如，约0度)的光具有最大光学透射率T_max，并且在比第一入射角大小于约50度的第二入射角(例如，约45度)下具有光学透射率T_max/2。

诸如“约”的术语将在本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中理解。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征大小、数量和物理特性的量的使用不清楚，则“约”将被理解为是指在指定值的10％以内。给定为约指定值的量可精确地为指定值。例如，如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚，则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值，并且该值可为1。

本领域普通技术人员将在本说明书中使用和描述的上下文中理解术语诸如“基本上”。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上相等”的使用不清楚，则“基本上相等”将指约大致为如上所述的约的情况。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上平行”的使用不清楚，则“基本上平行”将指在平行的30度以内。在一些实施方案中，描述为彼此基本上平行的方向或表面可以在平行的20度以内或10度以内，或者可以是平行的或标称平行的。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“基本上对准”的使用不清楚，则“基本上对准”将指在对准对象的宽度的20％以内对准。在一些实施方案中，描述为基本上对准的对象可在对准对象的宽度的10％以内或5％以内对准。

上述所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。

除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应的元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。