(57)【要約】  無電極有機ＬＥＤ（１０）、およびそれを用いたＬＣＤシステムが開示される。無電極有機ＬＥＤ（１０）は、少なくとも１つの有機発光層（２５０）を有する有機発光構造（２００）と、有機発光構造（２００）に方向変更された光（１１４Ｄ)を照射するよう動作可能に配設された発光体（１００）とを含む。方向変更された光（１１４Ｄ)は、１以上の有機発光層（２５０）に光（２５４）を発しさせ、この光が有機ＬＥＤ（１０）からの照明を構成する。ＬＣＤシステムは、照明（２５４）を受け取るよう、ＬＣＤパネルに対して動作可能に配置された無電極有機ＬＥＤ（１０）を含む。有機発光層（２５０）は、各セグメントが原色の光を発するようセグメント化され得る。有機発光層のセグメントは、ＬＣＤパネルのセルと位置合わせされて、表示画像を構成するための画素を画成する。ＬＣＤシステムは、「オフ」状態において黒色ではない背景色を有するよう構成され得る。照明および表示光を構成する方法も開示される。
2018506838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明を発する照明器装置において、
第１の波長を有する第１の光を発生する少なくとも１つの光源であって光方向変更部材に動作可能に結合された光源を有する発光体であって、前記第１の光を受け取り、該第１の光から方向変更された光を生じる発光体と、
前記光方向変更部材に隣接して動作可能に配置された有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）構造であって、前記方向変更された光によって照射された際に光を発する少なくとも１つの有機層を有し、いかなる導電性の電極も含まないＯＬＥＤ構造と、
必要に応じて、少なくとも前記少なくとも１つの有機層の周囲に動作可能に配設された封止構造と
を含み、
前記ＯＬＥＤ構造から発せられた前記光が前記照明を構成する、照明器装置。
【請求項２】
前記光方向変更部材が、前記第１の光に対して略透明な平面状のシートであって、少なくとも１つのタイプの光方向変更部を含む平面状のシートを含む、請求項１記載の照明器装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのタイプの光方向変更部が、光方向変更層、表面粗さ、内部空隙、内部粒子、および内部屈折率のばらつきを含む光方向変更部の群から選択される、請求項２記載の照明器装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの有機層が複数の有機層を含み、各前記有機層が、前記方向変更された光によって照射された際に、異なる波長の光を発する、請求項１〜３のいずれか一項記載の照明器装置。
【請求項５】
前記ＯＬＥＤ構造が、互いに反対側にある前面および後面を含み、前記光方向変更部材が、前記ＯＬＥＤ構造の前記前面に隣接して動作可能に配置され、前記照明光が、前記ＯＬＥＤ構造の前記前面を通り、次に、前記光方向変更部材を通って進む、請求項１〜４のいずれか一項記載の照明器装置。
【請求項６】
前記ＯＬＥＤ構造が、前記光方向変更部材とは反対側において前記少なくとも１つの有機層に隣接して配置された光方向変更層を含み、前記光方向変更部材と前記光方向変更層とが前記少なくとも１つの有機層を挟む、請求項５記載の照明器装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのＯＬＥＤ層が、該ＯＬＥＤ層内に閉じ込められたままの光を発生し、前記光方向変更層が、前記少なくとも１つの有機層と密接して配置された粗い表面を有し、該粗い表面が、前記少なくとも１つの有機層から前記閉じ込められた光を抽出するのを容易にする量の表面粗さを有し、前記光方向変更層の前記粗い表面の前記表面粗さの量が、５０ｎｍより大きい二乗平均平方根と、２マイクロメートル未満の周期性とを有する、請求項６記載の照明器装置。
【請求項８】
前記ＯＬＥＤ構造が、互いに反対側にある前面および後面を含み、必要に応じて、前記光方向変更部材の前記ＯＬＥＤ構造とは反対側に、拡散反射層を更に含み、前記光方向変更部材が、前記ＯＬＥＤ構造の前記後面に隣接して動作可能に配置され、前記方向変更された光が、前記ＯＬＥＤ構造の前記後面を通って進む、請求項１〜７のいずれか一項記載の照明器装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項記載の照明器装置と、
前記照明器からの前記照明を受け取るよう前記照明器装置に隣接して動作可能に配置された液晶ディスプレイパネルと
を含み、
前記ディスプレイシステムが必要に応じて封止構造によって包囲される、ディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記ＬＣＤパネルがセルのアレイを含み、該セルのアレイが、該セルのアレイを通る光の透過を制御するよう構成され、前記少なくとも１つの有機層が、セグメントのアレイを有するセグメント化された有機層を含み、各前記セグメントが、前記ＬＣＤパネルの対応する前記セルと位置合わせされ、各セグメントが、必要に応じて原色の波長を有する光を発する、請求項９記載のディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記方向変更された光が青色であり、各前記セグメントが、赤色および緑色の原色の光のうちの１つを発し、前記セグメント化された有機層が、前記ＬＣＤパネルの対応する前記セルと位置合わせされており前記青色の方向変更された光を通す開口部を含む、請求項１０記載のディスプレイシステム。
【請求項１２】
照明を構成する方法において、
前面および後面と、第１の波長を有する光で照射された際に光を発する少なくとも１つの有機層とを有する有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）構造であって、いかなる導電性の電極も含まないＯＬＥＤ構造を設ける工程と、
前記第１の波長の第１の光を発生させ、前記少なくとも１つの有機層に前記ＯＬＥＤ構造の前記前面から光を発しさせるために前記第１の光が前記ＯＬＥＤ構造の前記前面または前記後面を通して前記少なくとも１つの有機層を照射するよう前記第１の光を方向変更する工程と
を含み、
前記発せられた光が前記照明を構成し、
前記第１の光を方向変更する前記工程が、必要に応じて、前記第１の光を、少なくとも１つのタイプの光方向変更部を含む光方向変更部材を通して送ることを含む、方法。
【請求項１３】
表示光を構成するために、前記照明を、ＬＣＤパネルを通るように向ける工程を更に含み、前記照明が、必要に応じて、赤色、緑色、および青色の光を含み、前記ＬＣＤパネルが、前記赤色、緑色、および青色の照明によって画成される色域にわたる前記表示光を透過させるよう構成された、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ＯＬＥＤ層が複数のセグメントを含み、各前記セグメントが、前記方向変更された光によって照射された際に、２つまたは３つの原色の波長のうちの１つの波長を有する光を発し、各前記セグメントから発せられた前記光が、前記ＯＬＥＤ構造に隣接して配置されたＬＣＤパネルの少なくとも１つのセルを通過し、必要に応じて、各前記セグメントが赤色または緑色の光を発し、前記ＯＬＥＤ層が、前記照明光が通過可能な開口部を含み、前記照明が青色光である、請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
前記ＯＬＥＤ層が複数のセグメントを含み、各前記セグメントが、前記方向変更された光によって照射された際に、２つまたは３つの原色の波長のうちの１つの波長を有する光を発し、前記照明が、ＬＣＤパネルの少なくとも１つのセルを通過して、前記ＯＬＥＤ層の少なくとも１つのセグメントを照射し、必要に応じて、各前記セグメントが赤色または緑色の光を発し、前記ＯＬＥＤ層が、前記照明光が通過可能な開口部を含み、前記照明が青色光である、請求項１２〜１４のいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１５年１月６日に出願された米国仮特許出願第６２／１００，２８８号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）に関し、具体的には、無電極ＯＬＥＤ照明器、および、それを用いた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＯＬＥＤは、有機材料の各側に配置された透明電極からの電流を受けた際の有機材料（膜）の電界発光の依拠する、ＬＥＤの一種である。ＯＬＥＤは、それらの優れた発光特性を理由として、様々なディスプレイ用途のための光源として魅力的である。
【０００４】
例えばＬＣＤ等の特定のタイプのディスプレイは、表示光源として光源または「バックライト」を用いる。ＬＣＤでは、電気的に個別駆動可能な液晶に基づく、赤色、緑色、および青色のサブピクセルで構成された画素を用いて、各サブピクセル内の液晶材料の偏光を変えることにより、異なる量のそれぞれの色を発する。
【０００５】
ＯＬＥＤは、可視スペクトルの広範囲の色にわたる光を発することができる（例えば、「白色」光を生成できる）ので、ＯＬＥＤを用いて、ＬＣＤ等のディスプレイ用の照明器を構成できる。しかし、ＯＬＥＤには、商業的に実行可能なＯＬＥＤ照明器の製造を厄介にする幾つかの技術的な問題がある。１つの技術的な問題は、ＯＬＥＤによって発せられる光の高々８０％が、有機層内に閉じ込められたままになることである。ＯＬＥＤの発光効率を改善するための抽出方法が開発されているが、抽出は迅速に行う必要があり、さもなくば、ＯＬＥＤ構造の陰極がプラズモンモードの光を吸収してしまう。
【０００６】
もう１つの問題は、複雑なＯＬＥＤ構造である。ＯＬＥＤ構造は、幾つかの積層された層で構成されており、これらの層は、電極が効率的に有機層からの発光を生じさせることができるように付着される必要がある。７層から１０層もの多くの層を、精密に付着させる必要がある。もう１つの問題は、上述の導電性の電極が必要なことである。陽極および陰極は、典型的には、導電性材料の層として付着される。陽極（通常、光は陽極を通して発せられる）は、典型的には透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層（例えば、インジウムスズ酸化物、即ちＩＴＯ等）でできており、その厚さは１５０ｎｍ程度である。もう１つの問題は、ＯＬＥＤ材料の寿命であり、これは、より高い電極の励起を必要とする非効率な発光プロセスに部分的に起因して、限られたものとなっている。上記の問題の全てが、ＯＬＥＤに基づく照明器を、限られた寿命を有する、法外に高価で非効率なものとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示の複数の態様は、有機層の電気的励起のための電極を用いず、その代わりに、有機層の光励起を用いるＯＬＥＤ照明器に関する。電気的に励起されるＯＬＥＤは、有機層の厚さのばらつきの影響を非常に受けやすい。これは、これらの層にわたって大きな電圧がかかり、厚さにばらつきがあると、より薄い部分の抵抗が低くなるためである。これにより、より薄い部分における電流が、より厚い部分と比較して増加し、より薄い部分がより速く燃え尽きることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ＯＬＥＤ層の光励起は、光源からの光の方向をＯＬＥＤ構造の中に向かうように変えるよう構成された光方向変更部材（例えば透明ガラスパネル等）を有する発光体によって可能になる。この方向変更された光はＯＬＥＤ分子によって吸収され、これにより、ＯＬＥＤ分子は蛍光発光する。ＯＬＥＤ材料を選択することにより、選択された波長の発光を生じることができる。選択される波長は原色を含み、照明を、或る色域内の色のついた光（白色光を含む）を生成するよう構成可能である。ＯＬＥＤ構造に含まれる白色拡散コーティングは、方向変更された光および発せられたＯＬＥＤ光を反射するために用いられ得る。ＯＬＥＤ構造には必要に応じて光抽出層が用いられ得るが、一部の実施形態では、ＬＣＤシステムを構成するためにＯＬＥＤ層をＬＣＤパネルのできるだけ近くに配置できるように、光抽出層は用いられない。
【０００９】
本開示の他の態様は、１以上のＯＬＥＤ層を有するＯＬＥＤ構造と、方向変更された光でＯＬＥＤ構造を照射するよう動作可能に配設された発光体とを含む無電極ＯＬＥＤ照明器に関する。方向変更された光は、１以上のＯＬＥＤ層に、照明を構成する光を発しさせる。ＬＣＤシステムは、ＬＣＤパネルに対して動作可能に配置された無電極ＯＬＥＤ照明器を含む。ＯＬＥＤ層は、各セグメントが原色の光を発するようセグメント化され得る。一例ではサブピクセルと見なされ得るＯＬＥＤセグメントは、ＬＣＤパネルのセルと位置合わせされて、表示画像を構成するための画素を画成する。ＬＣＤシステムは、「オフ」または「背景」状態にあるときに、黒色ではない背景色を有するよう構成され得る。
【００１０】
本開示の１つの態様は、照明を発する照明器装置において、第１の波長を有する第１の光を発生する少なくとも１つの光源であって光方向変更部材に動作可能に結合された光源を有する発光体であって、第１の光を受け取り、該第１の光から方向変更された光を生じる発光体と、光方向変更部材に隣接して動作可能に配置された有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）構造であって、方向変更された光によって照射された際に光を発する少なくとも１つの有機層を有し、いかなる導電性の電極も含まないＯＬＥＤ構造とを含み、ＯＬＥＤ構造から発せられた光が照明を構成する。
【００１１】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、第１の光に対して略透明な平面状のシートであって、少なくとも１つのタイプの光方向変更部を含む平面状のシートを、光方向変更部材が含む。
【００１２】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、少なくとも１つのタイプの光方向変更部が、光方向変更層、表面粗さ、内部空隙、内部粒子、および内部屈折率のばらつきを含む光方向変更部の群から選択される。
【００１３】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、第１の波長が青色または紫色の波長を有する。
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、少なくとも１つの有機層が複数の有機層を含み、各有機層が、方向変更された光によって照射された際に、異なる波長の光を発する。
【００１４】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、複数の有機層が、i）赤色光もしくは緑色光のうちの１つ、またはii）赤色光、緑色光、および青色光のうちの１つを発する。
【００１５】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、ＯＬＥＤ構造が、少なくとも、少なくとも１つの有機層の周囲に動作可能に配設された封止構造を含む。
【００１６】
本開示の別の態様は、上記のような照明器装置と、照明器からの照明を受け取るよう照明器装置に隣接して動作可能に配置されたＬＣＤパネルとを含むディスプレイシステムである。
【００１７】
本開示の別の態様は、上記のディスプレイシステムにおいて、ディスプレイシステムが、白色の背景、色がついた背景、および半透明の背景のうちの１つを提供する背景状態を有する。
【００１８】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、ＯＬＥＤ構造が、互いに反対側にある前面および後面を含み、光方向変更部材が、ＯＬＥＤ構造の前面に隣接して動作可能に配置され、照明光が、ＯＬＥＤ構造の前面を通り、次に、光方向変更部材を通って進む。
【００１９】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、ＯＬＥＤ構造が、光方向変更部材とは反対側において少なくとも１つの有機層に隣接して配置された光方向変更層を含み、光方向変更部材と光方向変更層とが少なくとも１つの有機層を挟む。
【００２０】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、少なくとも１つのＯＬＥＤ層が、該ＯＬＥＤ層内に閉じ込められたままの光を発生し、光方向変更層が、少なくとも１つの有機層と密接して配置された粗い表面を有し、該粗い表面が、少なくとも１つの有機層から閉じ込められた光を抽出するのを容易にする量の表面粗さを有する。
【００２１】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、光方向変更層の粗い表面の表面粗さの量が、５０ｎｍより大きい二乗平均平方根（ＲＭＳ）と、２マイクロメートル未満の周期性とを有する。
【００２２】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、ＯＬＥＤ構造が、互いに反対側にある前面および後面を含み、光方向変更部材が、ＯＬＥＤ構造の後面に隣接して動作可能に配置され、方向変更された光が、ＯＬＥＤ構造の後面を通って進み、照明が、ＯＬＥＤ構造の前面を通してＯＬＥＤ構造から発せられる。
【００２３】
本開示の別の態様は、上記の照明器装置において、光方向変更部材のＯＬＥＤ構造とは反対側に、拡散反射層を更に含む。
【００２４】
本開示の別の態様は、上記のような照明器装置と、照明器からの照明を受け取るよう照明器装置に隣接して動作可能に配置されたＬＣＤパネルとを含むディスプレイシステムである。
【００２５】
本開示の別の態様は、上記のディスプレイシステムにおいて、ＬＣＤパネルがセルのアレイを含み、該セルのアレイが、該セルのアレイを通る光の透過を制御するよう構成され、少なくとも１つの有機層が、セグメントのアレイを有するセグメント化された有機層を含み、各セグメントが、ＬＣＤパネルの対応するセルと位置合わせされる。
【００２６】
本開示の別の態様は、上記のディスプレイシステムにおいて、各セグメントが、原色の波長を有する光を発する。
【００２７】
本開示の別の態様は、上記のディスプレイシステムにおいて、方向変更された光が青色であり、各セグメントが、赤色および緑色の原色の光のうちの１つを発し、セグメント化された有機層が、ＬＣＤパネルの対応するセルと位置合わせされており青色の方向変更された光を通す開口部を含む。
【００２８】
本開示の別の態様は、上記のディスプレイシステムにおいて、ディスプレイシステムが観察者側を有し、ＬＣＤパネルが、セグメント化された有機層の観察者側にある。
【００２９】
本開示の別の態様は、上記のディスプレイシステムにおいて、ディスプレイシステムが観察者側を有し、セグメント化された有機層が、ＬＣＤパネルの観察者側にある。
【００３０】
本開示の別の態様は、上記のディスプレイシステムにおいて、ディスプレイシステムが封止構造によって包囲される。
【００３１】
本開示の別の態様は、照明を構成する方法において、前面および後面と、第１の波長を有する光で照射された際に光を発する少なくとも１つの有機層とを有するＯＬＥＤ構造であって、いかなる導電性の電極も含まないＯＬＥＤ構造を設ける工程と、第１の波長の第１の光を発生させ、少なくとも１つの有機層にＯＬＥＤ構造の前面から光を発しさせるために第１の光がＯＬＥＤ構造の前記前面または前記後面を通して少なくとも１つの有機層を照射するよう第１の光を方向変更する工程とを含み、発せられた光が前記照明を構成する。
【００３２】
本開示の別の態様は、上記方法において、第１の光を方向変更する工程が、第１の光を、少なくとも１つのタイプの光方向変更部を含む光方向変更部材を通して送ることを含む。
【００３３】
本開示の別の態様は、上記方法において、ＯＬＥＤ構造の少なくとも一部を封止構造で包囲する工程を含む。
【００３４】
本開示の別の態様は、上記方法において、表示光を構成するために、照明を、ＬＣＤパネルを通るように向ける工程を更に含む。
【００３５】
本開示の別の態様は、上記方法において、照明が赤色、緑色、および青色の光を含み、ＬＣＤパネルが、赤色、緑色、および青色の照明によって画成される色域にわたる表示光を透過させるよう構成される。
【００３６】
本開示の別の態様は、上記方法において、表示光が、背景状態において白色光または色のついた光として供給される。
【００３７】
本開示の別の態様は、上記方法において、少なくとも１つの有機層の照射を停止する工程と、ＬＣＤパネルを略半透明に構成することとを含む。
【００３８】
本開示の別の態様は、上記方法において、ＯＬＥＤ層が複数のセグメントを含み、各セグメントが、方向変更された光によって照射された際に、２つまたは３つの原色の波長のうちの１つの波長を有する光を発し、各セグメントから発せられた光が、ＯＬＥＤ構造に隣接して配置されたＬＣＤパネルの少なくとも１つのセルを通過する。
【００３９】
本開示の別の態様は、上記方法において、各セグメントが赤色または緑色の光を発し、ＯＬＥＤ層が、照明光が通過可能な開口部を含み、照明が青色光である。
【００４０】
本開示の別の態様は、上記方法において、ＯＬＥＤ層が複数のセグメントを含み、各セグメントが、方向変更された光によって照射された際に、２つまたは３つの原色の波長のうちの１つの波長を有する光を発し、照明が、ＬＣＤパネルの少なくとも１つのセルを通過して、ＯＬＥＤ層の少なくとも１つのセグメントを照射する。
【００４１】
本開示の別の態様は、上記方法において、各セグメントが赤色または緑色の光を発し、ＯＬＥＤ層が、照明光が通過可能な開口部を含み、照明が青色光である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本開示による例示的な無電極ＯＬＥＤ照明器の側面図
【図２】図１の無電極ＯＬＥＤ照明器の部分分解図
【図３Ａ】無電極ＯＬＥＤ照明器の発光体の光方向変更部材の例の正面側の図
【図３Ｂ】無電極ＯＬＥＤ照明器の発光体の光方向変更部材の例の正面側の図
【図４Ａ】光方向変更部材の底縁部に光学的に結合された例示的な光源の拡大図
【図４Ｂ】光方向変更部材の底縁部に光学的に結合された例示的な光源の拡大図
【図４Ｃ】光方向変更部材の底縁部に光学的に結合された例示的な光源の拡大図
【図５Ａ】光方向変更層を前面に有する光方向変更部材の拡大断面図
【図５Ｂ】図５Ａと類似の図であり、光方向変更部材が或る量の表面粗さを有する例を示す
【図５Ｃ】図５Ｂと類似の図であり、光方向変更部材の本体内部にある３つの異なるタイプの光方向変更部を示す
【図６】ＯＬＥＤ材料層が、それぞれ異なる色の光を発する３つの有機層を含む、無電極ＯＬＥＤ構造の部分分解側面図
【図７Ａ】ＯＬＥＤ照明器の一般的な動作を示す、例示的な無電極ＯＬＥＤ照明器の断面図
【図７Ｂ】ＯＬＥＤ照明器の一般的な動作を示す、例示的な無電極ＯＬＥＤ照明器の断面図
【図８Ａ】本明細書において開示される無電極ＯＬＥＤ照明器をバックライトとして用いる例示的なＬＣＤシステムの分解側面図
【図８Ｂ】照明および表示光の発散性を示す、図８ＡのＬＣＤシステムの部分分解側面図
【図９Ａ】光方向変更部材がＯＬＥＤ構造の背後に配設された、無電極ＯＬＥＤ照明器の一例の側面図
【図９Ｂ】図９Ａの例示的な無電極ＯＬＥＤ照明器の部分分解図
【図１０Ａ】図９Ａおよび図９Ｂの無電極ＯＬＥＤ照明器をバックライトとして用いる例示的なＬＣＤシステムの分解側面図
【図１０Ｂ】図９Ａおよび図９Ｂの無電極ＯＬＥＤ照明器をバックライトとして用いる例示的なＬＣＤシステムの分解されていない側面図
【図１１】ＬＣＤパネルのセル構造およびＯＬＥＤ層のセグメント構造を示す、図９Ａおよび図９Ｂの例示的なＬＣＤシステムの分解側面図
【図１２】セグメント構成が、画素を画成するサブピクセルのグループによって画成される、例示的な有機層の正面図
【図１３】ＬＣＤパネルのセルと位置合わせされたＯＬＥＤ構造の有機層のサブピクセル（セグメント）を示すと共に、発光体からの光がどのように処理されて表示光を構成するかを示す、図１１のＬＣＤシステムの断面図
【図１４】有機層のセグメント即ちサブピクセルから発せられた光が、基体を通過し、次に、ＬＣＤパネルの対応する（位置合わせされた）セルを通過する様子の一例を示す、図１１のＬＣＤシステムの拡大断面図
【図１５Ａ】図１０のＬＣＤシステムと類似であるが、有機構造がＬＣＤシステムの前側即ち観察者側にある、例示的なＬＣＤシステムの分解側面図
【図１５Ｂ】１０のＬＣＤシステムと類似であるが、有機構造がＬＣＤシステムの前側即ち観察者側にある、例示的なＬＣＤシステムの分解されていない側面図
【図１６Ａ】図１３と類似の図であり、ＬＣＤパネルのセルと位置合わせされたＯＬＥＤ構造の有機層のサブピクセル（セグメント）を示すと共に、発光体からの光がどのように処理されて表示光を構成するかを示す
【図１６Ｂ】図１６Ａと類似の図であるが、有機層の開口部の代わりに青色発光セグメントを含む
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下の本開示の具体的な実施形態の詳細な説明は、以下の図面と共に読めば、最もよく理解できる。図面中、類似の構造は類似の参照番号で示されている。一部の図面には、参照のためおよび議論を容易にするためにデカルト座標が含まれるが、これらは、方向または向きを限定する意図はない。
【００４４】
図１は、本開示による例示的な無電極ＯＬＥＤ照明器装置（「ＯＬＥＤ照明器」）１０の側面図であり、図２はその分解側面図である。ＯＬＥＤ照明器１０は前側１２および後側１４を含み、ＯＬＥＤ照明（「照明」）１５は前側から発せられる。ＯＬＥＤ照明器１０は、無電極ＯＬＥＤ構造２００に対して動作可能に配置された照明システム（「発光体」）１００を有する。発光体１００は、光方向変更部材１５０に光学的に結合された１以上の光源１１２を有する光源システム１１０を含む。一例では、後述するように、光方向変更部材１５０に対して複数の光源１１２が１以上のアレイとして配置される。
【００４５】
各光源１１２は光１１４を発する。以下の議論において、「光」１１４は「光ビーム」１１４とも称される。一例では、発光体１００は、全てが略同じ波長の光１１４を発する複数の光源１１２を含む。別の例では、発光体１００は複数の光源１１２を含み、各光源が、２以上の異なる波長から選択された単一の波長を有する光１１４を発する。一例では、１以上の光源１１２はレーザであり、更に、一例ではレーザダイオードである。一例では、１以上の光源１１２は、１以上の青色レーザダイオードまたは１以上の紫外線レーザダイオードを含み得る。複数の光源１１２が用いられる例では、各光源は、２以上の異なる波長の光１１４をそれぞれ発する２以上の異なるタイプのレーザダイオードから選択された１つのタイプのレーザダイオードであり得る。
【００４６】
図３Ａおよび図３Ｂは、光方向変更部材１５０の例の前側の図である。図２、並びに図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一例では、光方向変更部材１５０は、本体１５１、前側（前面）１５２、後側（後面）１５４、上縁部１５６ｔ、底縁部１５６ｂ、および側縁部１５６ｓを有する、概ね透明なシート１５０Ｓを含む。一例では、透明シート１５０Ｓは、後述するように、可視波長の光、および紫外線波長の光に対して略透明である。一例では、透明シート１５０Ｓは、下限が３５０ｎｍまでのＵＶ光に対して略透明な低アルカリガラスでできている。別の例では、透明シート１５０Ｓは溶融シリカまたはフッ化カルシウムでできており、これらの材料は、下限が約１９０ｎｍまでの良好な光透過率を有する。
【００４７】
図３Ａは、例示的な光源システム１１０を示しており、複数の光源１１２が、光方向変更部材１５０の底縁部１５６ｂに沿って配置されている。一例では、光源１１２は、各光源の作動を制御するコントローラ１１６（例えば、マイクロコントローラ）に電気的に接続されている。図３Ｂは、例示的な光源システム１１０を示しており、光源１１２は、底縁部５６ｂ、上縁部５６ｔ、および側縁部５６ｓに沿って配置されている。一例では、光源システム１１０は、底縁部１５６ｂ、上縁部１５６ｔ、および側縁部１５６ｓのうちの少なくとも１つに隣接して動作可能に配置された複数の光源１１２を有するよう構成される。
【００４８】
図４Ａ〜図４Ｂは、光方向変更部材１５０の底縁部１５６ｂに光学的に結合された、光方向変更部材の本体１５１の中へと向かう光ビーム１１４を発する例示的な光源１１２の拡大図である。一例では、光ビーム１１４は発散性である。図４Ａでは、光源１１２は、光方向変更部材１５０の底縁部１５６ｂにエッジ結合されている。図４Ｂは図４Ａと同じであるが、光方向変更部材１５０の本体１５１の中へと向かう光１１４の効率的なエッジ結合を容易にするために、光源１１２と底縁部１５６ｂとの間に動作可能に配設された屈折率マッチング材料（例えば、屈折率マッチング液）を更に含む。図４Ｃは図４Ａおよび図４Ｂと類似の図であるが、本体１５１の中へと向かう光１１４の結合を容易にするために、光方向変更部材の底縁部１５６ｂと光源１１２との間に光学系１６０が動作可能に配設されている。一例では、光学系１６０は、光方向変更部材１５０の本体１５１内における光ビーム１１４のビーム発散角θを画成するよう構成された１以上の光学素子１６２を含む。一例では、ビーム発散角θは、光ビーム１１４が、前面１５２および後面１５４における全反射によって、概して本体１５１内に閉じ込められる角度である。
【００４９】
光方向変更部材１５０は、光１１４の少なくとも一部を、本体１５１内を進んで方向変更された即ち「偏向された」光１１４Ｄとして後面１５４から出るよう方向変更するよう構成される。一例では、光方向変更部材１５０は、１以上の異なるタイプの光方向変更部を含む。
【００５０】
図５Ａは光方向変更部材１５０の拡大断面図であり、光方向変更部材の本体１５１が概ね透明であり、光１１４の波長において比較的低い減衰を有し、前面１５２が、光方向変更部として光方向変更層１７０を含む例を示す。一例では、光方向変更層１７０は、別様では前面１５２から全反射する光１１４を散乱または拡散するよう構成され、それにより、後面１５４から出る方向変更された光１１４Ｄを生じる。方向変更された光１１４Ｄは、後述するＯＬＥＤ構造２００に向かって進む。例示的な光方向変更層１７０は、光散乱粒子（例えばジルコニアナノ粒子等）を含む。
【００５１】
図５Ｂは図５Ａと類似の図であり、前面１５２が、後面１５４から出る方向変更された光１１４Ｄを生じるために光１１４を散乱させる量の表面粗さσ（例えば、ＲＭＳ表面粗さ）によって定められる粗い表面である、例示的な光方向変更部材を示す。一例では、表面粗さσは５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内である。従って、一例では、光方向変更部材１５０の光方向変更部は、光方向変更部材１５０の粗い表面（例えば、粗い前面１５２）を含む。
【００５２】
図５Ｃは図５Ｂと類似の図であり、光方向変更部材１５０の本体１５１が、光１１４の一部を、方向変更された光として光方向変更部材の後面１５４から出るよう方向変更させる１以上のタイプの内部光方向変更部１８０を含む、例示的な実施形態を示す。一例では、内部光方向変更部１８０は、例えば、図５Ｃの３つの拡大部にそれぞれ示されている空隙１８２、粒子１８４、または屈折率のばらつき１８６等の、光散乱または光拡散要素または構造を含む。本体１５１内の光方向変更部１８０は、全てが同じタイプである必要はない。一例では、内部光方向変更部１８０はランダムに配置され、別の例では疑似ランダムに配置され得る（例えば、それらの分布が、周期的成分およびランダム成分によって画成され得る）。図５Ａ〜図５Ｃでは、方向変更された光１１４Ｄは、図示を容易にするために矢印によって示されている。実際には、方向変更された光は一般的にコリメートされず、後面１５４から比較的広い角度範囲にわたって出る。
【００５３】
再び図２を参照すると、ＯＬＥＤ構造２００は前面２０２および後面２０４を有し、一例では、前面から後面に向かう順に、透明基体２１０、必要に応じて設けられる抽出層２３０、少なくとも１つの発光有機材料層（「有機層」）２５０、および光方向変更層２８０を含む。透明基体２１０はガラスでできていてもよい。有機層２５０は、方向変更された光１１４によって照射された際に光２５４を発する有機材料（例えばＡｌｑ３等）で構成される。抽出層２３０は、別様では有機層内に閉じ込められたままになる有機層２５０内で発生した光２５４の抽出を高めるよう構成される。抽出層２３０の例示的な構成は、米国特許第８，５３８，２２４号明細書、米国特許出願公開第２００９／００１５１４２号明細書、および米国仮特許出願第６２／０６８１９０号明細書に開示されている。ＯＬＥＤ２５０によって発生されて、そこから発せられる光は、２５４で示されている。図２のＯＬＥＤ照明器１０の例示的な構成では、光方向変更部材１１０および光方向変更層２８０は有機層２５０を挟んでおり、光方向変更層は有機層の後面と密接している。
【００５４】
一例では、ＯＬＥＤ構造２５０を含むＯＬＥＤ照明器１０の少なくとも一部分は、例えば図１、図６、図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ｂ、および図１５Ｂ等に示されている封止構造２９０によって包囲される。封止構造２９０は、気密封止を構成して、ＯＬＥＤ構造の性能に大きく影響し得る有害な環境的効果（例えば、光酸化、光漂白、および急速な退色等の）を低減するよう構成される。図２に示されている例では、封止構造２９０は、透明基体２１０、抽出層２３０、有機層２５０、および光方向変更層２８０を包囲するものとして示されている。図６に示されている別の例（この次に紹介して述べる）では、封止構造２９０は有機層２５０を包囲する。封止構造２９０は、当該技術分野で知られている任意のタイプの封止構造であってよい。例示的なタイプの封止構造２９０は、フリットシール、スパッタリングに基づく封入構造、およびレーザ溶接された構造を含み得る。封止構造２９０の例示的な材料は、金属、ガラス、およびプラスチックを含む。一例では、封止構造２９０は、例えばゲッター材料等の、環境的影響に起因する劣化の速度を低減する材料を含み得る。
【００５５】
図６は、無電極ＯＬＥＤ構造２００の部分分解側面図であり、ＯＬＥＤ層２５０が、方向変更された光１１４によって照射された際に赤色、緑色、および青色の光２５４Ｒ、２５４Ｇ、および２５４Ｂをそれぞれ発する３つの有機層２５０Ｒ、２５０Ｇ、および２５０Ｂを含む例を示す。一例では、有機層２５０Ｒ、２５０Ｇ、および２５０Ｂは、上述の材料Ａｌｑ３のそれぞれ異なる処方を含み、各層は、方向変更された光１１４Ｄによって照射された際に赤色、緑色、および青色の光２５４Ｒ、２５４Ｇ、および２５４Ｂを発生する（発する）吸収特性および発光特性を有するよう構成される。一例では、方向変更された光１１４Ｄは、有機層２５０Ｒ、２５０Ｇ、および２５０Ｂのそれぞれから赤色、緑色、および青色の光２５４Ｒ、２５４Ｇ、および２５４Ｂの発生および発光を生じさせる役割をする紫外線波長（例えば３５０ｎｍ等）を有する。別の例では、方向変更された光１１４は、各波長が有機層２５０Ｒ、２５０Ｇ、および２５０Ｂのうちの１つの最適またはほぼ最適な吸収波長に対応するよう選択された３つの異なる波長を含む。
【００５６】
無電極ＯＬＥＤ構造２００の重要な特徴は、陰極層も陽極層も含まないことである。即ち、無電極ＯＬＥＤ構造は、当該技術分野において電極と称される電気的接続を有しない。この理由は、ＯＬＥＤ構造２００は、発光体１００からの方向変更された光１１４Ｄによって光学的に活性化されるので、光２５４を発しさせるために少なくとも１つの有機層２５０を活性化するために、導電性の要素を必要としないからである。
【００５７】
一例では、光方向変更層２８０は、略等しい量の可視波長範囲内の光を散乱させる白色散乱材料（例えば、白色の塗料等）を含む。一例では、白色散乱材料は、ＯＬＥＤ層２５０によって発生されＯＬＥＤ層内に閉じ込められたままの色のついた光２５４の抽出を高めるための、粗い材料であり得る（即ち、或る量の表面粗さを有し得る）。金属の電極は用いられないので、粗い導電性の表面に起因して有害な表面プラズモンポラリトンが発生する可能性は除去される。抽出を高めるために、粗さは、５０ｎｍより大きいＲＭＳと、２マイクロメートル未満の周期性とを有し得る。これらの比較的大きい量の表面粗さは、寿命に悪影響を与える短絡を生じる高い電極電圧が存在しないために可能になる。
【００５８】
図７Ａは、ＯＬＥＤ照明器の一般的な動作を示す、例示的なＯＬＥＤ照明器１０の断面図である。光１１４は、光源システム１１０の光源１１２によって発せられて、光方向変更部材１５０の中へとｙ方向に向かう。光１１４は、光方向変更部材１５０によって方向変更されて、図示されている例では、ガラス基体２１０を通り、抽出層２３０を通って有機層２５０内に向かうよう概ねｘ方向に進む方向変更された光１１４Ｄを生じる。封止構造２９０の一例もＯＬＥＤ照明器１０の一部として示されている。
【００５９】
上述のように、方向変更された光１１４Ｄは、有機層２５０に光２５４を発生させる（発しさせる）少なくとも１つの波長を有する。一例では、光２５４は１以上の波長を含み、更に、一例では、光２５４が「白色」光を構成できるよう十分な量の赤色、緑色、および青色の光２５４Ｒ、２５４Ｇ、および２５４Ｂを含み得る。実際には、方向変更された光１１４Ｄは比較的大きな角度範囲にわたって進むが、これは有機層２５０内における光２５４の発光に悪影響を及ぼさず、この発光は、広い角度範囲にわたって、例えば、全方向に略均一に生じる。しかし、有機層によって発生される光２５４の大半は、有機層内に閉じ込められたままになる。抽出層２３０を用いることで、実際に有機層２５０から出る、発せられた光２５４の量が増加する。
【００６０】
有機層２５０の有機材料によって吸収されない方向変更された光１１４Ｄの一部は、有機層２５０を通って進み、光方向変更層２８０に入射し、光方向変更層２８０は、方向変更された光の一部を、有機層に戻るように向け、それにより、有機層からの発光を増加させる。また、有機層によって発生された光２５４の一部も発せられて、光方向変更層２８０に入射し、光方向変更層２８０によって方向変更され、これにより、この発せられた光の一部が、有機層２５０を通って戻るように方向変更される。一方、必要に応じて設けられる抽出層２３０は、光方向変更部材２５０に戻るよう−ｘ方向に進む発せられた光２５４の量を高めるよう作用する。別の例では、光方向変更層２８０は、上述のようにして光抽出層としての役割をし、それによって光抽出層２３０は必要なくなる。
【００６１】
ＯＬＥＤ構造２００から発せられた光２５４は、光方向変更部材２５０を通って進み、照明１５を画成する。発せられた光２５４は、典型的には、光方向変更部材１５０を通過する際に幾分の方向変更を受ける。図７Ｂに示されているように、発せられた光２５４は最初に比較的広い角度範囲にわたって進み、ＯＬＥＤ照明１５も比較的広い角度範囲にわたって進むので、この方向変更は、ＯＬＥＤ照明１５の品質を実質的に損なわない。
【００６２】
図８Ａは、ＬＣＤシステムが観察される側である観察者側ＶＳを有する例示的なＬＣＤシステム３００の分解側面図である。ＬＣＤシステム３００は、ＬＣＤパネル４００に対して動作可能に配置された、バックライトとしての役割をするＯＬＥＤ照明器１０を含む。ＬＣＤシステム３００全体を包囲する例示的な封止構造２９０が示されている。
【００６３】
図８Ｂは、図８ＡのＬＣＤシステム３００の部分分解図である。上述のように、発光体１００は、図示されている例ではＯＬＥＤ構造２００に向かって−ｚ方向に進む方向変更された光１１４Ｄを生じる。それに応答して、ＯＬＥＤ構造２００は、上述のように、発せられた光２５４を生じる。発せられた光２５４は、光方向変更部材１５０を通って概ね＋ｚ方向に進んで方向変更された発せられた光２５４を生じ、これが照明１５を構成する。このようにして、ＯＬＥＤ照明１５はＬＣＤパネル４００のバックライトとしての役割をする。ＬＣＤパネル４００は、後述するように、光制御スイッチまたはセルのアレイを含み、一例では表示画像を画成する表示光４１５を生成するよう照明１５を変調するために、当該技術分野で知られている方法で動作する。
【００６４】
図９Ａは図１と類似の図であり、発光体１００がＯＬＥＤ構造２００の後面２０４に隣接する（即ち、ＯＬＥＤ構造の背後に配設された）ＯＬＥＤ照明器１０の例示的な実施形態を示す。図９Ｂは図２と類似の図であり、発光体１００およびＯＬＥＤ構造２００の構成要素の更なる詳細を示す。この実施形態では、発光体１００は、後面１５４に隣接するリフレクタ層１９０を更に含み得る。光方向変更部材１５０が光方向変更層１７０を含む例では、光方向変更層は後面１５４に直に隣接し、従って、リフレクタ層１９０と光方向変更部材との間にある。この構成は、＋ｚ方向に進んで光方向変更層１７０を通る光を、−ｚ方向に戻るように反射するよう作用する。これにより、ＯＬＥＤ構造２００の中へと−ｚ方向に進む方向変更された光１１４Ｄの全体的な量が高まる。
【００６５】
一例では、リフレクタ層１９０は拡散リフレクタであり、一例では、略等量の可視波長範囲内の光を散乱する白色散乱材料（例えば、白色の塗料等）を有する。
【００６６】
図１０Ａは、ＬＣＤパネル４００に対して動作可能に配置された図９Ａおよび図９ＢのＯＬＥＤ照明器１０を含む例示的なＬＣＤシステム３００の分解側面図である。図１０Ｂは、図１０ＡのＬＣＤシステム３００の分解されていない図である。上述のように、発光体１００は、ＯＬＥＤ構造２００に向かって＋ｘ方向に進む方向変更された光１１４Ｄを生じる。それに応答して、ＯＬＥＤ構造は、概ね＋ｘ方向に進み照明１５を構成する発せられた光２５４を生じる。なお、この構成では、ＯＬＥＤ構造２００から発せられた光２５４は、ＯＬＥＤ構造の背後にある光方向変更部材を通過しない。ＯＬＥＤ照明１５は、ＬＣＤパネル４００のバックライトとしての役割をする。先に説明した実施形態のように、ＬＣＤパネル４００は、表示画像を画成する表示光４１５を生成するようＯＬＥＤ照明１５を変調するために、当該技術分野で知られている方法で動作する。
【００６７】
図１１は、ＬＣＤシステム３００の例示的な実施形態の分解側面図であり、有機層２５０は、例えば、原色（例えば、拡大部Ｉ１に例として示されているように、赤色Ｒおよび緑色Ｇ等）の２以上の波長のうちの１つの波長の光をそれぞれ発するそれぞれ異なる有機材料でできている個別の部分またはセグメント２５２を含む。また、一例では、有機層２５２は、方向変更された光１１４Ｄが第３の原色としての役割をするために有機層を直接通って通過できるように、有機材料が存在しない開口部Ｏを含み得る。一例では、個別の部分２５２は、公知の付着技術を用いて形成される（例えば、パターニングされる）。一例では、個別の部分２５２は、ドットとして形成される。また、一例では、個別の部分２５２は、サブピクセルとしてのサイズを有し、例えば、ＬＣＤシステムの多色画素を画成するためにグループ化された赤色Ｒ、緑色Ｇ、および（この例では青色Ｂを通す）開口部Ｏである。従って、個別の部分２５２は、以下では「サブピクセル」とも称される。なお、サブピクセル２５２は互いに接触している必要はなく、一例では互いから離間しており、更に、一例では、サブピクセル間の空間に光吸収材料を有する。
【００６８】
一例では、図１１のＯＬＥＤ構造２００は、抽出層２３０を含む必要はなく、有機層２５０は基体２１０上に直接存在し得る。そのような例では、ＯＬＥＤ構造２００から抽出される、発せられた光２５４の量は、発光ＯＬＥＤ層のセグメント２５２をＬＣＤパネル４００にできるだけ近接して存在させることとのトレードオフとなる。図１１の拡大部Ｉ２には、ＬＣＤパネル４００の個別構造も示されており、個別構造は、上述の光制御スイッチまたはセルＣのアレイを含む。セルＣは個別駆動可能な液晶セルである。ＬＣＤの技術分野で知られているように、各セルＣを通過可能な光の量は、透明電極（即ち、陽極および陰極）のアレイ（グリッド）によって電気的に制御される。
【００６９】
図１１の拡大部Ｉ１を参照すると、発光体１１０からの方向変更された光１１４Ｄは−ｚ方向に進み、ＯＬＥＤ構造２００の有機層２５０に入射する。方向変更された光の一部は赤色Ｒのサブピクセル２５２に入射し、これにより、赤色サブピクセルが赤色光２５４Ｒを発する。同様に、方向変更された光の一部は緑色Ｇのサブピクセル２５２に入射し、これにより、緑色サブピクセルが緑色光２５４Ｇを発する。方向変更された光１１４Ｄの一部は有機層２５０の開口部Ｏに入射し、青色光としてＯＬＥＤ構造２００を直接通過する（これは、この光がＯＬＥＤによって発せられる青色光と類似であることを示すために引用符内に「“２５４Ｂ”」として示されている）。なお、この例では、方向変更された光が既に青色であるため、青色発光有機材料は必要ないので、青色光２５４Ｂは実際には有機層から発せられたものではない。別の例では、有機層２５０は、青色サブピクセル２５２を有してもよく、この場合、青色光は、発せられた青色光２５４Ｂとなる。例えば、方向変更された光１１４Ｄが青色以外の色を有する（例えば、紫色または紫外線である）場合には、このようにされ得る。一例では、赤色、青色、および緑色の光２５４Ｒ、２５４Ｂ（または「“２５４Ｂ”」）、および２５４Ｇの組合せを用いて、白色を含む色域にわたる照明１５が構成され得る。
【００７０】
図１２は例示的な有機層２５０の正面図であり、Ｒ、Ｇ、およびＯのサブピクセルのグループ２５２が画素２６０を画成する。一例では、隣接する画素は、吸収性の分離領域２６２によって離間される。
【００７１】
図１３は、図１１のＬＣＤシステム３００の断面図であり、ｚ方向においてＬＣＤパネル３００の対応するセルＣと位置合わせされたＯＬＥＤ構造２００の有機層２５０のサブピクセル２５２を示す。ＬＣＤシステム３００の動作において、方向変更された光１１４ＤはＯＬＥＤ構造２００に向かって−ｚ方向に進み、上述のように照明１５を生じる。照明１５は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、および青色Ｂを含む。各サブピクセル２５２は、ｚ方向において対応するセルＣと位置合わせされる。これにより、表示光４１５が、或る色域にわたるカラー表示画像を構成するために異なる色（例えば、例として示されているように、４１５Ｒ、４１５Ｇ、および４１５Ｂ）を含むことができるように、各サブピクセル２５２と関連づけられた光１５を、対応する（隣接する）セルＣによって変調することができる。他の例では、色域を定めるために、赤色、緑色、および青色以外の（またはそれらに加えて）他の原色の光を用いることができる（例えば、イエロー、シアン、およびマゼンタ）。各異なるセグメントが原色のうちの１つの光を発する有機材料のセグメント２５２を用いることにより、ＬＣＤシステム３００においてカラーフィルターは必要なくなる。
【００７２】
図１４は、図１１のＬＣＤシステムの一部の拡大断面図であり、ＬＣＤパネル４００の対応するセルＣとの関係における例示的な有機層セグメント（サブピクセル）２５２を示す。なお、この例では、ガラス基体２１０は有機層セグメント２３２とセルＣとの間にあり、従って、それらを隔てている。有機層セグメント２５２からの光２５４は発散性である。従って、一例では、基体２１０の厚さＴＨにわたって生じる光の発散を考慮して、サブピクセル２５２は、ＬＣＤパネル４００のセルＣより小さくされる。一例では、サブピクセルは、基体２１０の厚さＴＨとほぼ同じ幅Ｗを有し、一例では、ＷおよびＴＨはそれぞれ約２００マイクロメートルである。
【００７３】
図１５Ａおよび図１５Ｂは図１０Ａおよび図１０Ｂと類似の図であり、ＬＣＤパネル４００とＯＬＥＤ構造２００との順序を入れ替えて、ＯＬＥＤ構造２００が観察者側ＶＳにより近くなるようにした、例示的なＬＣＤシステム３００を示す。図１６Ａは図１３と類似の図であり、ＬＣＤシステム３００の拡大側面図を示す。図１５Ａおよび図１５ＢのＬＣＤシステム３００の動作において、発光体１００からの方向変更された光１１４ＤはまずＬＣＤパネル４００に入射する。ＬＣＤパネル４００のセルＣは、ＯＬＥＤ構造２００のＯＬＥＤ層２５０を通過する方向変更された光１１４Ｄの強度をローカルに制御する役割をする。ＯＬＥＤの部分２５２は、選択された量（例えば、強度）の方向変更された光１１４Ｄが、それに対応するＯＬＥＤ部分を励起するように、セルＣと位置合わせされる。ＯＬＥＤの部分２５２は、供給される方向変更された光１１４Ｄの量と比例する光２５４を発する。図示されている例では、ＯＬＥＤの部分２５２は、赤色光２５４Ｒおよび緑色光２５４Ｇをそれぞれ発するよう構成されており、方向変更された光１１４Ｄは、開口部Ｏを直接通過する青色光「“２５４Ｂ”」である。発せられた（または発せられて通過した）光２５４は表示光４１５を画成し、表示光４１５は、所望の色域にわたるカラー表示画像を構成するために複数の異なる色（例えば、４１５Ｒ、４１５Ｇ、および４１５Ｂ）によって構成されるものとして示されている。一例では、セルＣは、オン（透過状態）またはオフ（遮光）状態になるようバイナリ制御され得る。上述のように、ＯＬＥＤの部分またはサブピクセル２５０は、カラー画素２６０としてグループ化され得る。
【００７４】
図１６Ｂは図１６Ａと類似の図であり、ＯＬＥＤ層２５０が、青色光２５４Ｂを発する青色発光部分２５２Ｂを含む例を示す。この構成は、方向変更された光１１４Ｄが青色以外（例えば紫色または紫外線等）の波長を有する場合に用いられ得る。
【００７５】
典型的なＬＣＤシステムは、オフ状態にあるときは黒色である（即ち、観察者によって観察される黒色の画面または黒色の背景を有する）。本開示の１つの態様は、ＬＣＤシステム３００が「オフ」状態にあるときにＬＣＤシステム３００の黒色ではない背景を提供することを含む。ここで、「オフ」状態とは、ＬＣＤシステムが従来の表示画像を構成するために用いられていないときを意味する。この状態は「背景」状態とも称される。この黒色ではない背景の特徴は、背景状態において、発光体１００をオンにしたまま、セルＣを、少なくとも一部の照明１５を背景照明として透過させるよう構成することによって達成できる。一例では、発光体１００を、低出力状態（方向変更された光１１４Ｄの量を、表示画像を生成するために用いられる通常状態または高出力状態と比較して減らす）で動作させつつ、セルＣは「オープン」即ち完全透過状態に設定され得る。照明が３つの原色を含み得る例では、ＬＣＤシステムの「オフ」状態の背景色は白色または色域内の他の任意の色であり得る。背景色は、時間と共に変化するよう変更することもでき、今日のコンピュータで用いられているスクリーンセーバーに似た背景パターンを生成するために用いることも可能である。また、一例では、「オフ」または背景状態においては、表示光４１５はなく、ＬＣＤシステム３００は、観察者側ＶＳの観察者にＬＣＤシステムを通した向こう側が見えるように、略半透明（即ち、「背景」が略半透明）である。
【００７６】
添付の特許請求の範囲において定められる本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された本開示の好ましい実施形態に様々な変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。従って、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内である、そのような変更および変形を網羅する。
【００７７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７８】
実施形態１
照明を発する照明器装置において、
第１の波長を有する第１の光を発生する少なくとも１つの光源であって光方向変更部材に動作可能に結合された光源を有する発光体であって、前記第１の光を受け取り、該第１の光から方向変更された光を生じる発光体と、
前記光方向変更部材に隣接して動作可能に配置された有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）構造であって、前記方向変更された光によって照射された際に光を発する少なくとも１つの有機層を有し、いかなる導電性の電極も含まないＯＬＥＤ構造と
を含み、
前記ＯＬＥＤ構造から発せられた前記光が前記照明を構成する、照明器装置。
【００７９】
実施形態２
前記第１の光に対して略透明な平面状のシートであって、少なくとも１つのタイプの光方向変更部を含む平面状のシートを、前記光方向変更部材が含む、実施形態１記載の照明器装置。
【００８０】
実施形態３
前記少なくとも１つのタイプの光方向変更部が、光方向変更層、表面粗さ、内部空隙、内部粒子、および内部屈折率のばらつきを含む光方向変更部の群から選択される、実施形態２記載の照明器装置。
【００８１】
実施形態４
前記第１の波長が青色または紫色の波長を有する、実施形態１記載の照明器装置。
【００８２】
実施形態５
前記少なくとも１つの有機層が複数の有機層を含み、各前記有機層が、前記方向変更された光によって照射された際に、異なる波長の光を発する、実施形態１記載の照明器装置。
【００８３】
実施形態６
前記複数の有機層の各々が、i）赤色光もしくは緑色光のうちの１つ、またはii）赤色光、緑色光、および青色光のうちの１つを発する、実施形態５記載の照明器装置。
【００８４】
実施形態７
前記ＯＬＥＤ構造が、少なくとも前記少なくとも１つの有機層の周囲に動作可能に配設された封止構造を含む、実施形態１記載の照明器装置。
【００８５】
実施形態８
実施形態１記載の照明器装置と、
前記照明器からの前記照明を受け取るよう前記照明器装置に隣接して動作可能に配置された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルと
を含むことを特徴とするディスプレイシステム。
【００８６】
実施形態９
前記ディスプレイシステムが、白色の背景、色がついた背景、および半透明の背景のうちの１つを提供する背景状態を有する、実施形態８記載のディスプレイシステム。
【００８７】
実施形態１０
前記ＯＬＥＤ構造が、互いに反対側にある前面および後面を含み、前記光方向変更部材が、前記ＯＬＥＤ構造の前記前面に隣接して動作可能に配置され、前記照明光が、前記ＯＬＥＤ構造の前記前面を通り、次に、前記光方向変更部材を通って進む、実施形態１記載の照明器装置。
【００８８】
実施形態１１
前記ＯＬＥＤ構造が、前記光方向変更部材とは反対側において前記少なくとも１つの有機層に隣接して配置された光方向変更層を含み、前記光方向変更部材と前記光方向変更層とが前記少なくとも１つの有機層を挟む、実施形態１０記載の照明器装置。
【００８９】
実施形態１２
前記少なくとも１つのＯＬＥＤ層が、該ＯＬＥＤ層内に閉じ込められたままの光を発生し、前記光方向変更層が、前記少なくとも１つの有機層と密接して配置された粗い表面を有し、該粗い表面が、前記少なくとも１つの有機層から前記閉じ込められた光を抽出するのを容易にする量の表面粗さを有する、実施形態１１記載の照明器装置。
【００９０】
実施形態１３
前記光方向変更層の前記粗い表面の前記表面粗さの量が、５０ｎｍより大きい二乗平均平方根と、２マイクロメートル未満の周期性とを有する、実施形態１２記載の照明器装置。
【００９１】
実施形態１４
前記ＯＬＥＤ構造が、互いに反対側にある前面および後面を含み、前記光方向変更部材が、前記ＯＬＥＤ構造の前記後面に隣接して動作可能に配置され、前記方向変更された光が、前記ＯＬＥＤ構造の前記後面を通って進み、前記照明が、前記ＯＬＥＤ構造の前記前面を通して前記ＯＬＥＤ構造から発せられる、実施形態１記載の照明器装置。
【００９２】
実施形態１５
前記光方向変更部材の前記ＯＬＥＤ構造とは反対側に、拡散反射層を更に含む、実施形態１４記載の照明器装置。
【００９３】
実施形態１６
実施形態１４記載の照明器装置と、
前記照明器からの前記照明を受け取るよう前記照明器装置に隣接して動作可能に配置された液晶ディスプレイパネルと
を含むことを特徴とするディスプレイシステム。
【００９４】
実施形態１７
前記ＬＣＤパネルがセルのアレイを含み、該セルのアレイが、該セルのアレイを通る光の透過を制御するよう構成され、前記少なくとも１つの有機層が、セグメントのアレイを有するセグメント化された有機層を含み、各前記セグメントが、前記ＬＣＤパネルの対応する前記セルと位置合わせされた、実施形態１６記載のディスプレイシステム。
【００９５】
実施形態１８
各セグメントが、原色の波長を有する光を発する、実施形態１６記載のディスプレイシステム。
【００９６】
実施形態１９
前記方向変更された光が青色であり、各前記セグメントが、赤色および緑色の原色の光のうちの１つを発し、前記セグメント化された有機層が、前記ＬＣＤパネルの対応する前記セルと位置合わせされており前記青色の方向変更された光を通す開口部を含む、実施形態１８記載のディスプレイシステム。
【００９７】
実施形態２０
前記ディスプレイシステムが観察者側を有し、前記ＬＣＤパネルが、前記セグメント化された有機層の前記観察者側にある、実施形態１６記載のディスプレイシステム。
【００９８】
実施形態２１
前記ディスプレイシステムが観察者側を有し、前記セグメント化された有機層が、前記ＬＣＤパネルの前記観察者側にある、実施形態１６記載のディスプレイシステム。
【００９９】
実施形態２２
前記ディスプレイシステムが封止構造によって包囲される、実施形態１６記載のディスプレイシステム。
【０１００】
実施形態２３
照明を構成する方法において、
前面および後面と、第１の波長を有する光で照射された際に光を発する少なくとも１つの有機層とを有する有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）構造であって、いかなる導電性の電極も含まないＯＬＥＤ構造を設ける工程と、
前記第１の波長の第１の光を発生させ、前記少なくとも１つの有機層に前記ＯＬＥＤ構造の前記前面から光を発しさせるために前記第１の光が前記ＯＬＥＤ構造の前記前面または前記後面を通して前記少なくとも１つの有機層を照射するよう前記第１の光を方向変更する工程と
を含み、
前記発せられた光が前記照明を構成する、方法。
【０１０１】
実施形態２４
前記第１の光を方向変更する前記工程が、前記第１の光を、少なくとも１つのタイプの光方向変更部を含む光方向変更部材を通して送ることを含む、実施形態２３記載の方法。
【０１０２】
実施形態２５
前記ＯＬＥＤ構造の少なくとも一部を封止構造で包囲する工程を含む、実施形態２３記載の方法。
【０１０３】
実施形態２６
表示光を構成するために、前記照明を、ＬＣＤパネルを通るように向ける工程を更に含む、実施形態２３記載の方法。
【０１０４】
実施形態２７
前記照明が赤色、緑色、および青色の光を含み、前記ＬＣＤパネルが、前記赤色、緑色、および青色の照明によって画成される色域にわたる前記表示光を透過させるよう構成された、実施形態２６記載の方法。
【０１０５】
実施形態２８
前記表示光が、背景状態において白色光または色のついた光として供給される、実施形態２６記載の方法。
【０１０６】
実施形態２９
前記少なくとも１つの有機層の照射を停止する工程と、前記ＬＣＤパネルを略半透明に構成することとを含む、実施形態２３記載の方法。
【０１０７】
実施形態３０
前記ＯＬＥＤ層が複数のセグメントを含み、各前記セグメントが、前記方向変更された光によって照射された際に、２つまたは３つの原色の波長のうちの１つの波長を有する光を発し、各前記セグメントから発せられた前記光が、前記ＯＬＥＤ構造に隣接して配置されたＬＣＤパネルの少なくとも１つのセルを通過する、実施形態２３記載の方法。
【０１０８】
実施形態３１
各前記セグメントが赤色または緑色の光を発し、前記ＯＬＥＤ層が、前記照明光が通過可能な開口部を含み、前記照明が青色光である、実施形態３０記載の方法。
【０１０９】
実施形態３２
前記ＯＬＥＤ層が複数のセグメントを含み、各前記セグメントが、前記方向変更された光によって照射された際に、２つまたは３つの原色の波長のうちの１つの波長を有する光を発し、前記照明が、ＬＣＤパネルの少なくとも１つのセルを通過して、前記ＯＬＥＤ層の少なくとも１つのセグメントを照射する、実施形態２３記載の方法。
【０１１０】
実施形態３３
各前記セグメントが赤色または緑色の光を発し、前記ＯＬＥＤ層が、前記照明光が通過可能な開口部を含み、前記照明が青色光である、実施形態３２記載の方法。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  無電極ＯＬＥＤ照明器装置（ＯＬＥＤ照明器）
１２  前側
１４  後側
１５  ＯＬＥＤ照明（照明）
１００  照明システム（発光体）
１１０  光源システム
１１２  光源
１１４  光（光ビーム）
１１４Ｄ  方向変更された光
１５０  光方向変更部材
２００  ＯＬＥＤ構造
２０２  前面
２０４  後面
２３０  抽出層
２５０、２５０Ｒ、２５０Ｇ、２５０Ｂ  有機層
２５２  個別の部分（セグメント）
２５４  光
２８０  光方向変更層
２９０  封止構造
３００  ＬＣＤシステム
４００  ＬＣＤパネル
４１５  表示光
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【国際調査報告】
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