(57)【要約】【課題】改善されたバックライト特性を提供することができるＬＥＤバックライト解決策を提供する。【解決手段】本発明は、ディスプレイのためのバックライトであって、反射領域および開口領域を含む反射体ボックスと、前記反射体ボックスより下の領域に位置し、前記開口を介して光を提供するように配列されるミニライトバーとを含むバックライトに関する。【選択図】図１
2009026743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイのためのバックライトであって、反射領域および開口領域を含む反射体ボックスと、前記反射体ボックスより下の領域に位置し、前記開口を介して光を提供するように配列されるミニライトバーとを含むバックライト。
【請求項２】
前記開口領域が、前記反射体ボックスのフロアまたはベースにある請求項１記載のバックライト。
【請求項３】
前記開口領域が、１５％未満の点間の輝度差で前記反射体ボックス（開口および開口間の領域の両方）にわたって照明を提供する請求項１記載のバックライト。
【請求項４】
前記反射体ボックスが、光均一性を助ける拡散手段をさらに含む請求項３記載のバックライト。
【請求項５】
前記開口領域が、穴および溝を含む請求項１記載のバックライト。
【請求項６】
前記反射体ボックスより下の前記領域が、光源、電力供給装置、配線、ファン、換気手段、反射体、光入力、光混合、光チャネル、光方向転換、光取り出しからなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項１記載のバックライト。
【請求項７】
前記ミニライトバーが、光源をさらに含む請求項１記載のバックライト。
【請求項８】
前記光源が、半導体光源である請求項１記載のバックライト。
【請求項９】
前記ミニライトバーが、前記反射体ボックス側から見たときに、前記光源および前記光混合部が実質上視野の外である態様で配置される請求項１記載のバックライト。
【請求項１０】
前記反射体ボックスより下の前記領域が、少なくとも１つのミニライトバーを含む請求項１記載のバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイのためのバックライト装置および該装置を用いる液晶ディスプレイの技術に関する。特に本発明は、半導体光源を備える液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）バックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ブラウン管（ＣＲＴ）モニタのコンパクトかつ軽量な代替品を提供するが、特にこれらのデバイスの相対的サイズが大きいときに、ＬＣＤディスプレイの画質がまだ十分ではない多くの用途がある。大型ＬＣＤパネル、例えば、ラップトップコンピュータまたは大型ディスプレイに用いられるものなどは、透過型であり、したがって、バックライトを必要とする。ＬＣＤパネルの背後に配置されるこの種の光供給面は、光を外向きにＬＣＤの方へ向ける。
【０００３】
バックライティングのための従来の手法は、光ガイドプレート、１種以上の増強フィルム、偏光フィルム、反射面および他の光調整要素を備える冷陰極蛍光（ＣＣＦＬ）光源の様々な配置を用いる。側面に取り付けられたＣＣＦＬを用いる従来のフラットパネルバックライト解決策は、ディスプレイサイズが増大すると、ますます望ましくなくなり、特に表示域が大きくなると、製造時にまたは熱のために反りやすくなり得る。小型デバイスに従来用いられている光ガイドバックライト技術は、低い明度または輝度レベルによって、また、例えば、デジタルテレビに必要とされるように、ディスプレイサイズが増大するときの不十分な均一性に関連する問題によってますます妨げになっている。ＬＣＤディスプレイおよび他のディスプレイ並びに照明用途向けの既存のバックライト装置は、平行に並べられたＣＣＦＬの列を用いることが多く、比較的非効率となり得る。これらのディスプレイ解決策は、また、ＣＣＦＬおよびその支持フィルム並びにＬＣパネル背後の面を収容する必要があるため、比較的厚くなり得る。ＣＣＦＬ光源自体は、これらのデバイスが若干の水銀を含有するため、廃棄に関して環境問題を起こす。従来のＣＣＦＬに基づくバックライトによる均一性および明るさの問題を補償するために、いくつかの支持フィルム、例えば、比較的高コストの反射偏光フィルムなどが、従来、バックライトとディスプレイとの間に置かれるかまたはディスプレイの後に配置されている。周知の通り、ＣＣＦＬのスペクトル特性は、他のタイプの光源と比べると、比較的不十分である。
【０００４】
バックライティング用途に用いられるＣＣＦＬに固有の問題および制限に直面し、研究者達は、代替のバックライティング手法を追求する意欲を持っている。発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いるいくつかの解決策が提案されている。ＬＥＤの明るさ、色出力および全体的性能の近年の進歩は、コストの削減が続く中で、ＬＥＤ、レーザおよび半導体光源全般を特に魅力的にしている。しかしながら、ＬＥＤおよびレーザは、点光源として作動するので、適切な解決策は、バックライティングに必要とされる光の均一な面を提供し、かつ必要な色均一性を提供するために、この光を方向転換して拡散する必要がある。
【０００５】
ＬＥＤを用いてバックライト照明を提供するための１つの手法は、例えば、Ｍ．Ｚｅｉｌｅｒ，Ｊ．Ｈｕｔｔｎｅｒ，Ｌ．ＰｌｏｔｚおよびＨ．Ｏｔｔによる「Ｌａｔｅ−Ｎｅｗｓ  Ｐａｐｅｒ：Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ＬＥＤ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」と題する論文（ＳＩＤ  ２００６  Ｄｉｇｅｓｔ、１５２４〜１５２７頁）に記載されているようなアレイ配置を用いることである。この種の解決策を用いて、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のＬＥＤを用いたＬＥＤ群のアレイは、ＬＣＤディスプレイのバックライトとして配置される。２種類の群、すなわちＲＧＧＢおよびＲＧＢが記載されている。同様に、Ｄｅｌｏｙ等の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔｉｎｇ  ａ  Ｄｕａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ」と題する米国特許第６，７８９，９２１号は、インストルメントパネルに用いられるアレイ配置を記載している。しかしながら、例えば、ある種のインストルメントパネル用および非常に高性能なモニタおよびテレビパネル用などの特殊な用途を除いて、アレイ配置は、不十分な色および明るさの均一性、部品点数の多さ、高熱および寸法要件の問題によって、有望とは思われない。
【０００６】
光ガイドは、一連の光を形成するために、点光源からの光の拡散に用いられている。例えば、Ｋａｗａｉ等の「Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅ，Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅ，ａｎｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｒｅａｄｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｈａｖｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題する米国特許第５，４９９，１１２号は、その長さに沿って分散された取り出し特徴を有する１つの光ガイドを用いて、１以上のＬＥＤからの光を方向転換して走査装置内で一連にすることを開示している。ＤｕＮａｈ等の「Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｐａｎｅｌ」と題する米国特許第５，４００，２２４号は、バックライティングのために背面全体にわたってランダムな粗さに処理された複数の光ガイドを有する成形パネルアセンブリを記載している。
【０００７】
ＬＥＤ光を光ガイドパネルに沿ってより大きい面積にわたって再分散するために、いくつかの解決策が提案されている。提案された１つの解決策は、１つのＬＥＤからの光を大型光パネル全体に拡散するオハイオ州ブレックスビルのＧｌｏｂａｌ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．のＭｉｃｒｏＬｅｎｓ（商標）成形光ガイドである。同様に、Ｐａｒｋｅｒの「Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｐａｎｅｌ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ」と題する米国特許出願公開第２００３／０１２３２４６号は、光をパネルに向け直す光学的「変形部」を備える複数の点光源を用いた小型光パネルを示している。
【０００８】
他のタイプの解決策は、最初に、ＬＥＤ、ランプまたは他の点光源からの光を線に沿って向け、次に、この光をパネル全体にわたって拡散する。例えば、Ｔａｉ等の「Ｌｉｇｈｔ  Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａ  Ｌｉｎｅａｒ  ｏｒ  Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｂｅａｍ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｐｏｉｎｔ−Ｌｉｋｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｏｕｒｃｅ」と題する米国特許第５，８３５，６６１号は、一連の光を光パネルへ向けて領域全体に分散させるビーム拡大ライトパイプを記載している。同様に、Ｃａｓｓａｒｌｙ等の「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｌｕｍｉｎａｉｒｅ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｓｉｄｅ−Ｌｉｇｈｔ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ」と題する米国特許出願公開第２００５／０２３１９７３号は、展示または陳列ケースなどの場合に、光をバックプレーンに沿って方向転換するために、光取り出し構造を備えるライトパイプを用いている。この手法のさらに別の例として、Ａｂｅ等の「Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題する米国特許第５，８５７，７６１号は、点光源の光を光放射板に広げる光ガイドを記載している。
【０００９】
光路転換を用いて光を拡散する別の手段が米国特許第６，４６４，５８８号に示唆されている。例えば、光の向きを変えるためのプリズム列を有する透明な厚板の面から光を提供するために棒状発光体が用いられる。そのような傾きは、光を軸上に導く転向フィルムとともにさらに示される。
【００１０】
さらに他のバックライティング解決策は、１つの光源からの光を方向付け、次いで、ＬＣＤパネルの背後に放射するために、その光を拡散処理するためのフレキシブル光学ファイバを採用している。この手法の様々なバージョンが、例えば、Ｋｉｍ等の「Ｂａｃｋ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ」と題する米国特許第６，７１４，１８５号およびＫａｓｃｈｋｅの「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題する米国特許第５，５４２，０１６号に記載されている。
【００１１】
上記の例が証明するように、ＬＥＤバックライティングを提供するという目的に向けられた多くの研究がある。しかしながら、提案されたいくつかの解決策があるとはいえ、特に、標準的なラップトップサイズ以上のディスプレイパネルのバックライティングの問題に直面した場合、それぞれのタイプの解決策には固有の重要な欠点がある。Ｄｅｌｏｙ等の上記‘９２１号の開示で提案された２次元マトリックスは、安価に実施することが困難であり、比較的高コストで分厚く、均一性問題を起こしやすい。Ｋａｗａｉ等の上記‘１１２号の開示に記載された光ガイドの配置は、ディスプレイバックライティング用途ではなく、一連の均一な光を必要とする走査用途に対して最適化される。ＤｕＮａｈ等の上記‘２２４号の開示に記載された成形パネルの配置は、一般的照明には十分に機能するかもしれないが、フルカラーディスプレイ用途には均一性の問題を起こしやすい。この種の解決策は、より大きいサイズでは製作にますます費用がかかり、熱および機械的圧力による反りが起こりやすい。さらに重要なことに、そのような解決策は、良好な色混合を提供せず、半導体光源を用いる用途にはあまり適していない。点光源とパネルの構造、例えば、Ｐａｒｋｅｒの上記‘３２４６号の出願に記載された構造などは、非実用的であり、より大きいサイズのディスプレイでは色および明るさに関して均一性の問題を示す。光ガイドとバックパネルの配置、例えば、Ｔａｉ等の上記‘６６１号の開示に記載された配置などは、非効率的であり、不十分な均一性になりやすく、比較的小さいディスプレイにしか適さない。処理した光ファイバの使用は、小型の携帯型ディスプレイには有利であるが、デスクトップまたは大型ディスプレイの設計には非実用的で非効率である。
【００１２】
これらの欠点に加えて、従来の解決策は、一般に、ＬＣディスプレイの広範囲の商品化および採用のために必要とされる高品質のカラー画像処理に関する重要な課題に対処できていない。色域は、ディスプレイ設計者にとって特に関心がある１つの重要な検討事項である。従来のＣＣＦＬは、多くの用途に受け入れられる色品質の基準を提供し、ＮＴＳＣ色域の最大約７０％まで提供する。これは、ラップトップおよびコンピュータモニタ用途に許容可能であるが、フルカラーテレビディスプレイに必要とされる程度には達していない。
【００１３】
ＣＣＦＬ光源と対照的に、ＬＥＤおよび他の半導体光源は、それらの比較的高度なスペクトル純度のために、ＮＴＳＣ色域の１００％以上を提供することが本質的に可能である。この拡張した色域を提供するために、３色以上の異なる色のＬＥＤまたは他の半導体光源が必要とされる。ＬＥＤまたは他の半導体光源を用いる場合に、そのような拡張した色域を支援するために、バックライト装置による高レベルの色混合が必要とされる。画像ディスプレイ技術の当業者に周知のように、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のＬＥＤなどの半導体光源を用いる場合に、十分な色均一性を達成することは、特に困難である。より大きい面積の光ガイド、例えば上記の光ガイドなどを採用する従来のバックライティング解決策は、相当に劣った色混合を提供する。
【００１４】
大型ディスプレイの場合のバックライティングに関する他の課題としては、低コストのアセンブリ、光効率、均一性および小型化が必要であることが挙げられる。前述したように、従来のＬＥＤバックライティング解決策は、これらの追加的な要件を満たすために必要とされる程度には達していない。さらに、反射偏光子の必要性を排除することは、特に有用であり、それは均一性および明るさが十分に改善される限り可能であると考えられる。
【００１５】
照明およびディスプレイ用途のためのバックライトの均一性を提供することが多くの研究のもとである。半導体照明は、それが高輝度の光の比較的小型の光源を提供するので、非常に望ましい。また、それは光の大きい色域を提供する可能性を有し、これはＣＣＦＬではより困難である。光は少なくとも２色以上の混合であるので、ＬＥＤの実際の色点は個別に選択され調整され得る。ＬＥＤの出力は、所望の色域を提供するように容易に調節することができる。ＬＥＤは、点滅するバックライトによるＬＣＤ動作の不鮮明な状態を減じることができ、かつ色連続ＬＣＤのポテンシャルによる光出力を３倍にすることが可能な速いスイッチ時間を有する。また、ＬＥＤは、ＬＣＤカラーフィルタをより良く適合させることによってＣＣＦＬ光源よりも高い光効率を有する。ＬＥＤおよび他の半導体光源には多くの利点があるが、ディスプレイおよび他の用途に最良の照明状態を提供するには多くの解決すべき問題もある。ＬＥＤは、光を広い面積に発射し、光をＬＧＰまたはライトパイプの長さまたは幅に沿って均一の態様で与える上でいくつかの問題を引き起こす非常に強度の点光源を有する。当技術分野において、光取り出しまたは光方向転換特徴の観点から多くの手段が提案された。これらのいくつかは均一な輝度を提供する上でさまざまな程度の成功を収めた。ディスプレイがますます大型化すると、十分な輝度ならびに均一な輝度を供給する手段を提供することがますます困難になる。最大出力でさえ、単一ＬＥＤセットは、ディスプレイの大きい表面積全体に均一の態様で所望の光強度を提供する上でいくつかの困難を有する。高出力は、ＬＥＤの温度上昇および初期故障を招く可能性がある。他の可能な解決策は、ライトバーごとに１つ以上のＬＥＤセットを設けることであろう。これは、入力面ごとにライトバーの両面または１つ以上のＬＥＤセットから光を供給することができる。
【００１６】
ＬＧＰ供給では、個々のＬＥＤの色が良好な色混合および均一な照明の両方に関して問題になる。所望パターンの印刷ドットを有するテーパ状ＬＧＰから目視側表面上の光取り出し特徴または非目視側上のマイクロプリズムの追加まで、多くの設計が提案されている。これらの手法はいくらかの制限された成功を収めたが、それらは高レベルの輝度を提供するにはまだ問題がある。ＬＥＤは側面照明および背面照明構成で提供されている。側面照明ディスプレイでは、ＬＥＤとそれらのヒートシンクと電力供給装置がエッジフレームで隠され得る。背面照明構成に用いられるときに、高輝度の光源をマスクまたは拡散することは困難であり、色混合を与えるために特殊な空間構成が提案されている。これらのいくつかは、望ましくないまたは消費者の興味をそそらない非常に厚い形状因子を必要とする。また、それらは散乱面からの多重反射を必要とするので、ＬＥＤの出力に基づく最大光量を得ることが困難である。ディスプレイまたは照明用途のために光を提供するより効率的な手段の必要性が残っており、また、特により高度でより均一な輝度を有する、大型ディスプレイのためのバックライトを提供する必要性が残っている。
【非特許文献１】論文「Ｌａｔｅ−Ｎｅｗｓ  Ｐａｐｅｒ：Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ＬＥＤ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」，ＳＩＤ  ２００６  Ｄｉｇｅｓｔ，１５２４〜１５２７頁
【特許文献１】米国特許第６，７８９，９２１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４９９，１１２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，４００，２２４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０１２３２４６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８３５，６６１号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０２３１９７３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，８５７，７６１号明細書
【特許文献８】米国特許第６，４６４，５８８号明細書
【特許文献９】米国特許第６，７１４，１８５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，５４２，０１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、改善されたバックライト特性を提供することができるＬＥＤバックライト解決策の必要性があるといえる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、ディスプレイのためのバックライトであって、反射領域および開口領域を含む反射体ボックスと、該反射体ボックスより下の領域に位置し、前記開口を介して光を提供するように配列されるミニライトバーとを含み、安価に製造することができ、最小厚さを有するバックライトを含み、かつ提供する。本発明の実施形態は、改善されたバックライト特性を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、ディスプレイ用途、特にＬＣディスプレイパネル、例えば、液晶テレビ、医療診断ディスプレイ、画像ディスプレイおよび軍用ディスプレイに用いられるものなどによく適しているバックライト装置を提供する。さらに、本発明のバックライト装置は、半導体照明が有利な他の照明用途に用いることができる。
【００２０】
本開示の文脈の中では、用語「半導体光源」は、照明技術の当業者によって一般に認められた従来の意味を有し、半導体材料から形成される発光光源の一種を指す。半導体光源には、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）および高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）のほかに半導体レーザも含まれる。一般に、本明細書で用いられる用語「半導体光源」は、小さな点状光源からなる任意の光源を意味するが、発光源の設計は、放出される光が非点状に見えるように平行化されるかまたは拡散されるようにすることができる。複数の半導体光源のアレイは、広範な非点状光源の光を混合するように、ある態様でまたはレンズ要素とともに配置され得る。
【００２１】
バックライト照明の技術を向上させること、および半導体光源の利点を生かすのに必要とされる高レベルの色混合を提供することが本発明の目的である。本発明は、高レベルの輝度および改善された均一性を有する光をディスプレイパネルに向けるバックライト装置を提供する。
【００２２】
本発明のミニライトバーは、
１．小さい混合領域内での優れた色混合、
２．空間輝度均一性のために光ボックスの全厚さを利用することによる薄い光ボックス、
３．導波路を用いる代わりにライトバーを用いるので軽量、
４．十分な数のＬＥＤセットを有する拡張性のある設計による高輝度
５．ライトボックス内にライトバーがないことによる高い光再利用効率、
６．短いバーを用いることによる低損失、
７．短い光取り出し領域を用いることによる高い取り出し均一性、
の利点を有する。
【００２３】
また、本発明は、バックライト装置およびバックライト装置を用いるディスプレイのバリエイションを提供する。光を提供するプロセスも開示される。複数のミニライトバーを用いるバックライトを提供することが本発明の特徴である。
【００２４】
半導体光源を用いてディスプレイに対してエリアバックライティングを提供できることが本発明の利点である。本発明の装置は、拡張可能であり、より大きいサイズのＬＣパネルに特に適応可能である。
【００２５】
光ガイドプレートまたは他の平面型パネルの必要性を排除することが本発明のさらなる利点であり、これはバックライト構成要素のコストおよび寸法プロファイルを低減するのに役立ち、また、製造を簡単にする。
【００２６】
さらなる利点は、照明レベル全体の低下を招く可能性がある、配管をし、かつ長距離にわたって光を方向転換する必要なしに、多くのＬＥＤ光源が、ディスプレイ面を照明するために使用できることである。
【００２７】
本発明のこれらの目的および他の目的、特徴並びに利点は、本発明の例示的実施形態が示され、記載される図面とともにこの詳細な説明を読めば当業者に明らかになるであろう。
【００２８】
本開示の文脈の中では、光の方向が、上向きとして記載される。したがって、バックライト装置またはバックライトは、照明面から上向きに光を発する。そして、用語「下」および「上」は、この方向指定に従う。ディスプレイパネルは、例えば、ＬＣディスプレイデバイスまたは光バルブの他のアレイなどの透過型空間光変調デバイスである。発光体および光チャネルに関して本明細書で用いられる用語「線形」または「ミニライトバー」は、幅より長さがわずかに長いことを意味する。ミニライトバーは、光をディスプレイの目視側に向けるために、直線状または複合形状であってもよい。例としては、四角形、直線形、円形、三角形のような様々な端部断面形状を挙げることができ、またはそれらは２以上の形状から成る複合形状であってもよい。ミニライトバーの少なくとも１つの面は、光チャネルの全内部反射を取り出しまたは他の方法で分割または方向転換するための手段を含み得る。そのような手段は、一様に明るい外観を提供する態様で実行され得る。本明細書で用いられる用語「ミニライトバー」および「切頂ライトバー」、「切頂発光体」、「光チャネル」および「切頂光チャネル」は同じである。用語「ミニライトバー」は、光源およびそれに関連した光伝達手段を指す。
【００２９】
用語「目視側」は、光が主に導かれる側を指し、観察者が光または画像を見る側である。ディスプレイでは、バックライトと観察者との間に、フィルム、ガラスおよび／または層が存在し得ることに注目すべきである。非目視側は、目視側の反対側を指す。
【００３０】
本発明に有用なミニライトバーは、照明面の下に配置され、それらは光を上向きに、すなわちディスプレイパネルの方向に向け直す。ディスプレイパネルと照明面は実質的に平行である。光チャネルアレイからの光の最終の主な方向は上向きであり、ディスプレイパネルに向かう。画像技術の当業者によく理解され得るように、ミニライトバーは、それらがｘ軸の通常方向に延び、かつｙ軸に沿っていくらか離間されるように、またはその逆に、直交して配置され得る。一部の実施形態では、このミニライトバーは、照明面に対して所定角度で、または照明面に対して直角に配置することができる。後の説明および図では、これらの配置のいくつかが示されるであろう。本発明に有用ないくつかの実施形態では、ミニライトバーは、ミニライトバー間に５〜５０ｍｍの中心間距離を有する。
【００３１】
ミニライトバーの一種は、１対１対５〜１対１対１の長さ寸法Ｌ対幅寸法Ｗまたは厚さ寸法Ｔの比を有する。長さＬは、幅寸法Ｗの５倍未満であることが好ましい。幅寸法Ｗおよび厚さ寸法Ｔは、互いに２倍以下で異なることが好ましい。一実施形態では、寸法ＴおよびＷは、ほぼ等しい。寸法ＷおよびＴを長さＬよりはるかに小さく維持することにより、細長い光チャネル１８に向けられた光が、全内部反射（ＴＩＲ）によってこの光ガイド構造を通って伝播されるため、色混合および均一性が改善する。ミニライトバーは、ＴＩＲを用いるため、きわめて効率的であり、光取り出し要素によってもたらされる意図した方向を除いて、非常に低い光損失で済む。本発明の好ましい実施形態では、ミニライトバーは、光源およびそれに関連した電力供給装置、冷却フィン、空隙、少なくとも１つの光入力端、光混合部、光移送部から光を導きまたは取り出す手段を有する光移送部を含む。他の実施形態では、この移送部は、その表面出力側領域を越えて光を分散するような態様で配置され得る。そして、さらなる実施形態では、バックライトは、光学フィルム、結合手段、および／または層、空隙、およびディスプレイ用途で使用するための当技術分野で周知の他の手段をさらに含む。光混合部は、わずか１ミリメートル程度の長さしか必要としない。それは、ＬＥＤの様々な波長を均一な色温度に混合することのできる距離以上に長い必要がない。白色ＬＥＤが用いられ、白い点が望ましい色である場合、そのとき混合部は任意である。光移送部は、光混合部と同じかまたは異なる断面形状を有することができる。ミニライトバーは、光を吸収しまたは散乱することによって不均一な照明が生じないように、光源および混合部が目視面から隠された態様で配置することができる。ミニライトバーは比較的短いので、ミニライトバーの剛性は、一般に問題とならない。本開示の文脈の中では、記述的用語「剛性」は、それ自体の重量によって目に見える反りまたは曲げを示さない要素に用いられる。また、この配置は、ミニライトバーのアセンブリを簡素化する。断面において、ミニライトバーは、正方形、長方形または円形であっても、若しくは他の何らかの形状を有してもよい。例えば、ミニライトバーは、ＬＥＤ光源からの光の混合を改善するために、湾曲した側壁を有し得る。断面形状または寸法は、それらの長さにわたって変化してもよい。２０００ｃｄ／ｍ２を超える軸上輝度をもたらす導波路を設けることが好ましい。
【００３２】
前述したように、ＲＧＢ  ＬＥＤを用いるときに、高レベルの色均一性を達成することは、重要な課題となり得る。白色光ＬＥＤなどの１つのＬＥＤを代わりに用いてもよい。あるいは、例えば、ＲＧＧＢ構成を設けたり、シアン、オレンジまたは他の色を追加したりするなど、追加の色ＬＥＤが、明度を増大するかまたは色域を広げるために使用され得る。また、後でより詳細に説明するように、他の照明構成も可能である。
【００３３】
本発明のミニライトバーとともに使用され得る別の機能を持った様々なフィルム、層または機能部材がある。これらは、顔料、空気の細穴または内部ガラスビーズを用いたバルク型ディフューザとすることができるディフューザを含むが、これに限定されるものではない。あるいは、ディフューザは、表面型ディフューザ、例えば、透明バインダとともに単一または複数サイズのビーズを有するビーズ面とすることができる。フレネルレンズ型ディフューザも使用され得る。本発明に有用であるディスプレイにおけるミニライトバーの使用は、光拡散、光コリメーション、輝度増強、偏光、光変調、光フィルタリング、光源からなる群から選択される少なくとも１つの機能をさらに含むことができる。そのような機能は、より高い明度、良好な軸上並びに軸外観察をもたらすのに有用である。光のコリメーション、拡散および散乱は、観察者に対して最も快適な観察状態を提供するために光を操作するのに役立つ。
【００３４】
上述の光管理フィルムは、例えば、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社の製品であるＶｉｋｕｉｔｉ（商標）薄い輝度増強フィルムなどの様々なタイプの光増強フィルムまたは輝度増強フィルムを含むが、これに限定されるものではない。反射偏光子などの偏光子を設けることもできる。フィルムおよび／または層およびそれらの機能は、複数の機能を有する１つのフィルムに組み合わされてもよい。
【００３５】
ミニライトバーは、均一な照明を提供するように、いくつかの構造または位置のうちのいずれかに分散され得る。隣接する細長い発光体間の分離距離は、必要な明るさ、面積および均一性などの因子に基づいて変化することができる。隣接する細長い発光体は、隣接することができるが、光学的に結合されない。一体ブリッジは、本発明の図のうちのいくつかに示されているように、プロファイルの一部に、１つまたは複数の細長い発光体を接合してもよい。そのような一体ブリッジは、改善された剛性を提供するのに有用であり、かつ細長い発光体間に改善した明るさの均一性を提供するのに役立ち得る。
【００３６】
曲線因子は、必要な明るさレベルを達成するとともに、異なる波長の光源が用いられるスペクトル成分を混合するために、重要な検討事項となり得る。各ミニライトバーの曲線因子は、光を光チャネルに向ける１つまたは複数の光源の表面積と光チャネルの入射光表面積の比として計算されることになる。バックライト装置の曲線因子は、ミニライトバーの発光面積の和と装置の照明面の表面積の比として計算されることになる。
【００３７】
光源
各ミニライトバーは、少なくとも１つの独立した半導体光源を有する。半導体光源は、それが光をそれに関連したライトバーに供給するという点で独立することができる。
【００３８】
本発明の半導体光源は、前述したように、ＬＥＤとすることができる。ＬＥＤは、高い輝度および優れたスペクトル特性のおかげで利点に恵まれている。ＬＥＤは、狭い波長域内で直接光を放出するので、それによって、従来の光源に勝る改善された色域を与える照明を提供することが可能である。例えば、ＣＣＦＬ光源は、ＬＣＤパネルで使用されたときに、ＮＴＳＣ色域の約７０％を提供する。ＬＥＤ光源は、ＮＴＳＣ範囲の１００％以上を達成することができる。ＬＥＤは、また、それらが高速でパルス化され得るため、利点に恵まれている。
【００３９】
本発明の混合部を備えるミニライトバーは、ＬＥＤに高度の色混合を提供する。光ガイドプレートおよび他の従来の解決策とは異なり、ミニライトバーおよび相対的に狭い幅寸法を有する光チャネルを形成するそれらの混合部は、優れた色混合を提供する。
この構成は、光が混合部と混合部直後の光チャネルによって提供される経路の下方とを伝搬したときに、相当数の反射を引き起こす。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のＬＥＤは、光チャネルの一端または両端にＬＥＤのＲＧＢトライアドとして配置され得る。あるいは、１つまたは複数の色の複数のＬＥＤを有するＲＧＧＢ構成が、緑色光レベルを高めるために使用され得る。あるいは、Ｒ、ＧおよびＢのＬＥＤが、例えば、１つの光チャネルが一端に赤色ＬＥＤおよび緑色ＬＥＤを有し、他端に緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを有するように、光チャネルの異なる端部に分散され得る。任意に、白色光ＬＥＤまたは他の色のＬＥＤなどの第４のＬＥＤが、光チャネルの一端または両端に配置され得る。他の実施形態では、個々の光チャネルのそれぞれが、例えば、３つの隣接する光チャネルが、それぞれ赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを有するように、１色の光源を有することができる。
【００４０】
光源は、混合ＲＧＢ光または白色光がディスプレイ面に供給されるように、連続的に点灯することができる。あるいは、色の順次バックライティング配置も可能である。一実施形態では、Ｒ、ＧおよびＢは、対応する光源１６を順々に起動することによって、バックライト装置から高速で循環される。あるいは、線形走査が、バックライト装置の表面を横切るスクロールシーケンスで生成されたＲ、ＧおよびＢまたは他の色で提供され得る。次いで、ディスプレイ面が、画素の対応する行または列を同じシーケンスで起動して、順次変調された色を生成することができる。そのような配置により、例えば、ＬＣディスプレイでは、カラーフィルタアレイが不要となる。シアン、マゼンタおよびイエローなどの混合色が、光源のタイミングを合わせた起動を用いて交互に生成され得る。
【００４１】
あるいは、レーザ光源が、本発明の細長い発光体に使用され得る。それらの相対スペクトル純度および高速応答時間は、レーザをいくつかのタイプのディスプレイ用途に対する魅力的な代替手段にする。レーザの高い輝度レベルおよび高い光学出力レベルにより、１つの光源が複数のミニライトバーを照射することが可能となり得る。
【００４２】
細長い発光体と併用され得る別の光源としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）および高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を挙げることができる。
【００４３】
光チャネル
ミニライトバーの光チャネルは、合わせガラスなどの様々なタイプのガラスを含む透明性の高い材料から形成される。使用され得るプラスチックとしては、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリオレフィン、環状オレフィンおよびそれらのコポリマーが挙げられる。光チャネルは、熱安定性および光安定性を改善するために添加物を有してもよい。材料の光透過率は、約９０％を上回るべきである。意図的に処理される場合を除いて、光チャネルの表面は、光学仕上げとするべきである。高い屈折率ｎが、その有利な光ガイド特性のために好ましい。
【００４４】
製造では、ミニライトバーの混合部および光チャネルの形成に用いられる原材料は、キャスト、プロファイル押出成形または成形され得る。加熱や研磨などによる材料のさらなる調整が、改善された光学性能を達成するために有利となり得る。また、高度の平滑性を有するミニライトバーを提供することも有用である。５０ｎｍ  Ｒａ未満の粗さを有するＴＩＲ面を有することは、光が粗面に当たったときに散乱することによる光漏れを最小限に抑えるのに役立つ。粗面は、光のＴＩＲを離散させ、かつその角度を変化させ、したがって、光は、ミニライトバーから望まれないポイントで出射する可能性がある。これは、ミニライトバーの全体的な有効性を減じる可能性がある。
【００４５】
高度のスチフネスすなわち剛性は、細長い発光体の光チャネルの長い長さと狭いプロファイルのため、細長い発光体の光チャネルにとって有利であるが、ミニライトバーは、それらが屈曲しないほど十分に短い。クリップ、ホルダまたは他の支持体は、ミニライトバーを反射体ボックスのフロアの底部側または非目視側に、または反射体ボックスの下の領域のフロアに取り付けるのに使用することができる。
【００４６】
光方向転換特徴
本開示の図に示されているように、光取り出し要素および／または光方向転換特徴に関していくつかの実施形態がある。光方向転換特徴の基本機能は、普通ならＴＩＲによって通される光を方向付け、それによって、光を転向させ、次いで、ミニライトバーの光チャネルの目視側から放出させることである。これは、下記を含むいくつかの方法で行うことができる。
【００４７】
（ｉ）発光面を形成するための光チャネルの処理。表面処理のタイプは、細長い光チャネルのエッジに沿って、すなわち、ディスプレイに面する表面に沿って光方向転換構造を形成することを含む。例えば、１つの手法は、長さ方向Ｌに沿ってプリズム構造のアレイを形成することである。使用される微細構造は、ＴＩＲを妨げるために、プリズム、ピラミッド、半球または他の明確な形状である。これらは、個別の要素として形成され、または列方向に位置合わせされる、主として底面構造である。微細構造は、光源からの距離の関数としての様々な形状およびサイズから成形または別の方法で形成することができる。さらに、光取り出し特徴が、本発明の実施形態で使用され得る。光取り出し特徴は、通常、細長い発光体の目視側にある。この手法の一例は、前掲のＴａｉ等の米国特許第５，５０６，９２９号で与えられている。光チャネルの表面は、また、光取り出し要素を設けるために、粗くてもよいし、研磨されていてもよい。エンボス加工または圧力を用いて、光取り出し特徴を形成することができる。
【００４８】
（ｉｉ）光取り出しフィルム構成要素の適用。この目的のために可能なフィルムの１つが、参照によって本明細書に組み込まれる、同一出願人による、Ｌｅｅ等の「Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ａ  Ｌｉｎｅａｒ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  Ｏｆ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ」と題する米国特許出願公開第２００５０２７０７９８号に記載されている。光取り出しフィルムのストリップは、例えば、接着剤を用いて、細長い光チャネル１８の表面に適用することができる。使用される接着剤は、感圧性または感熱性でよく、紫外線または電子ビーム放射線を用いる硬化性でもよい。エポキシなどの化学的架橋材料を別法として用いることもできる。広い温度範囲（−４０〜８５℃）に耐えることができる接着剤が、ＬＣＤディスプレイ用途に必要とされることが多い。より高い温度範囲（６０〜８５℃）およびより高い相対湿度（６５℃で９５％）に耐えることができる接着剤が好ましい。高度の光透過性が好ましい。添加剤は、接着剤の屈折率を修正するために使用され得る。先の細いディスペンサまたは熱溶融性接着剤ディスペンサが、フィルム構成要素の各部分を側壁（ディスプレイパネルまたは光チャネル１８の目視側の方へ向けられる発光面）に取り付けるために使用できる。製造では、光チャネル１８が隣り合って置かれ、次いで、フィルムを一方の面に取り付け、次いで、形を整えて分離するか、またはパッケージ化して貼付されたフィルムとともに用いることができる。任意の接着付着した材料は、高熱状態の下で曲げ力を与えないように、慎重に選択される必要がある。
【００４９】
任意に、ミニライトバーの発光面は、その上に光取り出し構造を形成するように特徴付けられてもよい。光チャネルの一部は、光方向転換微細構造を形成するように、ローラなどを使用して成形されるか、または別の方法で処理され得る。細長い発光体が射出成形される場合には、表面光取り出し構造（それらのメス型）は、型の一部として形成され得る。次いで、ポリマーが注入され冷却されたときに、光取り出し構造は、細長い発光体の一体部分になる。
【００５０】
（ｉｉｉ）印刷ドット。反射ドットのパターンは、その発光面に対向する光チャネルのベース部分に沿って印刷され、光チャネルから光を外向きに方向転換するために使用され得る。印刷ドットは、様々な密度およびサイズであってもよく、より均一な光出力を提供するのに役立つ。この種の手法を用いる光取り出し技術の例としては、前掲のＡｂｅ等の米国特許第５，８５７，７６１号に記載されているものが挙げられる。
【００５１】
（ｉｖ）ミニライトバーにおける光チャネルの成形。光チャネルは、テーパ形状で形成され得る。
【００５２】
（ｖ）体積散乱。他のオプションとして、ミクロン規模の粒子が、屈折率の不整合による散乱を作り出すように、光チャネル１８の内部に分散され得る。
【００５３】
（ｖｉ）内部ミラー。Ｗａｎｇ等の「Ｍｏｄｕｌａｒ，Ｈｉｇｈ−Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｆｏｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ」と題する米国特許第６，１０４，３７１号に記載されているように、ＴＩＲは、光ガイド内部に形成される反射構造によって中断され得る。
【００５４】
上述の（ｉ）〜（ｖｉ）に列挙されたこれらのタイプの処理の組み合わせも使用され得る。光取り出し特徴は、個別の要素とすることができる。光チャネルの長さに沿って均一な発光を提供するために、結合された領域のサイズおよび密度は、半導体光源からの光チャネルに沿った距離の関数として変化することができる。例えば、光チャネルの各端部にＬＥＤ光源がある場合、光取り出し特徴は、端部の方よりも中心付近により高密度で分散され得る。あるいは、光方向転換要素の分布密度は、一方向に実質的に連続することもできる。
【００５５】
光方向転換は、複数の面で提供され得る。ＬＣＤおよび出力面から最も遠い光チャネルの反対側は、通常、光漏れを防止するために平滑面を設けるが、別法として、光取り出し量を増やすために、構造化、処理または粗面化されてもよい。
【００５６】
光方向転換特徴は、ミニライトバーの光チャネル部に、成形、エンボス加工、加圧、接着、印刷または積層され得る。ディスプレイパネル２４または他の光出力面に面する混合部上に、光方向転換または光取り出し特徴がないことが望ましい。
【００５７】
色シフトの監視
ＬＥＤおよび他のタイプの半導体光源に関する１つの周知の問題は、若干の色シフトをもたらしうるスペクトルの安定性および精度に関する。オプションの色センサが、１つまたは複数のミニライトバーの構成要素として設けられてもよい。色センサは、経年劣化、熱、あるいはＬＥＤまたは他のタイプの光源間の製造誤差のためにありうるような色シフトを補償する制御ループに使用され得る。任意に、特定のライトパイプに最も近い画素の画像データが、検出された色シフトを補償するように調整され得る。
【００５８】
システムの検討
現在利用可能ないくつかのデバイスのうちのいずれかを使用すると、本発明のミニライトバーは、２０００〜６０００ｎｉｔまたはそれ以上の高レベルの照明を提供することができる。高いエネルギーレベルでは、発熱が、一部の用途におけるＬＥＤで問題となり得る。バックライト装置は、１つまたは複数のヒートシンク、冷却ファンまたは動作中に過剰な熱を換気または別の方法で消散させるのに役立つ他の機構を設けることができる。有利には、本発明の装置および方法を用いる場合に、熱消散構成要素が、ＬＣＤパネルから離れたディスプレイデバイスの周縁部に沿って配置され得る。
【００５９】
実施例
一実施形態は、光チャネル１８として、公称１．６ｃｍ２（１／４インチ平方）の断面が四角形であるアクリル系のライトパイプを使用する。ライトパイプは、きわめて透明であり、すべての側面および端面における光学仕上げを有する。光チャネル１８を形成するために、より大きなアクリル系の四角形のバー（０．６４ｃｍ（０．２５インチ）×０．６４ｃｍ（０．２５インチ）×１８２．８８ｃｍ（６フィート））は、３６ｃｍ（１４インチ）のセグメントにのこぎりで切り分けられ、端部はラシッド（ｌａｔｈｅｄ）で研磨された。光取り出しフィルムの一片が、ＵＶエポキシを用いて光チャネル１８の一方の表面に接着され、シリンジを用いて分配され、光チャネル１８の長さにわたって均一な狭いエポキシビーズが形成された。接着剤は、その後ＵＶランプ下で硬化された。
【００６０】
ＬＥＤアレイは、光源１６として用いられる。マルチダイＲＧＢ  ＬＥＤは、光チャネル１８に近い位置に取り付けられる。これらのマルチダイＬＥＤは、１つのパッケージに１つの赤色ダイ、１つの青色ダイおよび２つの緑色ダイからなる（ＯＳＲＡＭ  ＯＳＴＡＲプロジェクションデバイス、型式ＬＥ  ＡＴＢ  Ａ２Ａ、ＯＳＲＡＭ社）。これらのデバイスは、個別に点灯されることができ、各ダイの明るさは、個別の電流源によって制御される。
【００６１】
細長い発光体１４の別の実施形態が、図２０（一定の倍率ではない）において長さ方向の断面で示されている。光取り出しフィルム７６を光取り出し要素２０として取り付けるために、ＵＶ接着剤（Ｎｏｒｌａｎｄ  ＵＶエポキシ）７０が、マイクロチップディスペンサを用いて光チャネル１８の一面に適用された。光取り出しフィルム構造が適用される際に、光取り出しフィルムアセンブリを光チャネル１８に接着するために、表面の均一な濡れを与えるのに十分なだけのモノマーを塗布するように注意を払った。光取り出しフィルム集団が光チャネル１８に積層され、次いで、接着剤を架橋させるために、ＵＶ光源に暴露された。光取り出しフィルム構造は、中央よりも端部に向かって、より少ないマイクロ構造化された逆プリズムが分布している個別のプリズム要素を有するマイクロ構造化された逆プリズムフィルムで作られる。逆プリズムは、厚さ約８ミクロンのポリウレタン接着剤７４の中に部分的に埋め込まれる。接着剤が５ミルのポリエステルシート７２上にコーティングされた後、接着剤がコーティングされたポリエステルシート７２の一面にプリズムシートを接着するために、１１０℃（２３０°Ｆ）で加熱積層された。プリズムは、積層時の熱の転移により約１０ミクロン埋め込まれた。
【００６２】
約２．５インチの焦点長さを有する平行化線形フレネルフィルムは、フィルムの焦点長さに略等しい空隙で光チャネル１８の上に配置された。一連の写真は、良好な空間的均一性を有する高い明るさを実証した。ＬＥＤは、Ｒ、Ｇ、Ｂの照明を個別に作製するために照らされ、次いで、共に混合され、よく混合された白色ＬＥＤ光を形成した。
【００６３】
米国特許第６，４２５，６７５号、米国特許出願公開第２００４／０２２３６９１号および米国特許出願公開第２００４／０１７９７７６号は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００６４】
本発明の有用な実施形態は、反射領域および開口領域を含む反射体ボックスと、反射体ボックスより下の領域に位置し、前記開口を介して光を提供するように配列されるミニライトバーとを含むディスプレイを提供する方法、およびディスプレイのためのバックライトを提供する。それらのバックライトおよびディスプレイ並びにディスプレイを提供する方法は、高レベルの照明ならびに高レベルの照明を提供するのに有用である。それらの実施形態では、バックライトおよびディスプレイは、ディスプレイ全体で少なくとも１５％の照明均一性を有する。光均一性は、点ごとの輝度および／または明度レベルの差である。面を目視する観察者が最も重要であるが、光変調層に入射する均一な光を提供することが望ましい。他の実施形態では、少なくとも１つの拡散機能の後に少なくともこの光の均一性を提供することが望ましい。そのような拡散機能は、光が反射体ボックスに入る際またはそれが反射体ボックスを出た後に提供することができる。他の実施形態では、光が偏光機能に入る前に、１５％未満の光均一性が望ましい。
【００６５】
本発明の実施形態では、バックライトおよびその開口領域は、反射体ボックスのフロアまたはベースにあり、前記開口が反射領域に接続される。開口は、開口全体にも、開口を接続する反射領域にわたる領域にも良好な光均一性を提供するのに役立つ態様で配置され得る。それらは、様々な形状（円形、正方形、長方形、ハニカム、溝または他の形状）の穴または形状の組み合わせであり得る。これらの実施形態の反射体ボックス表面は、反射性である。それらは、拡散性、ランバート型または正反射性のミラーのようなものであってもよい。反射面は、反射体ボックスの実質上すべての領域で改善された光均一性を提供するのに役立つ。
【００６６】
本発明に有用なディスプレイのためのバックライトならびにディスプレイおよびそれを提供する方法は、拡散、光コリメーション、光分散、光変調、光フィルタリングからなる群から選択される少なくとも１つの機能をさらに含む。本発明に用いられるバックライトおよびディスプレイのための光制御は、観察者が、過度に暗いまたは明るい領域の帯または筋がない快適な画像を見ることを保証するのに役立つ。拡散が光を広げかつ物体を隠すのに役立つと同時に、光コリメーションおよび光拡散フィルムは軸上および軸外の両方の光分布に関して明るさを増大させるのに有用である。また、光変調層に設定される光量を増加させるために、偏光再循環が本発明の実施形態と組み合わせて用いられることもあり得る。光フィルタリングは、ＬＣＤディスプレイ用途に用いられるカラーフィルタアレイを指す。
【００６７】
本発明の好ましい実施形態では、反射体ボックスより下に半導体光源ならびにミニライトバーの一部を隠すのに役立つ領域がある。また、反射体ボックスより下の領域は、光源、電力供給装置、配線、ファン、換気手段、反射体、光入力、光混合、光チャネル、光方向転換、光取り出しからなる群から選択される少なくとも１つを含むことができる。反射体ボックスより下の光源およびそれに関連した電力供給装置、配線、ファン、ヒートシンクおよび他の装置を隠す手段を提供し、ミニライトバーを出る光だけが空の反射体ボックスに入るようにすることによって、観察者に送られまたは他の方法で導かれる光の均一性は、許容できる照明を提供するために、光源の形状をマスクしなければならない、当技術分野で用いられる他のライトボックス構成よりも、実質的に均一である。本発明に有用なミニライトバーは、光源と、光入力面と、混合部と、光チャネルと、光チャネルの光出力面から反射体ボックスの開口の中に投影することができるような光を方向転換する手段および／または光を取り出す手段とを含む。本明細書で使用されるように、ミニライトバーは、光源、好ましくは半導体光源をさらに含む。ミニライトバーの光入力面は、ミニライトバーがその関連した光源からの光の７５％以上を受容するように、反射防止コーティングを有することができ、様々な形状または設計を有することができる。７５％未満の光の受容を用いることができるが、それはエネルギーの浪費であり、一般に望ましくない。
【００６８】
バックライト、ディスプレイおよび本発明の上記実施形態を提供するプロセスでは、ミニライトバーは、反射体ボックス側から見たときに、光源および光混合部が実質上視野の外にある態様で配置される。また、これは、バックライトおよびディスプレイ用途で用いられる他の関連した電力供給装置、配線、冷却手段または他の制御デバイスも含む。
【００６９】
反射体ボックスより下の領域は、１つ以上のミニライトバーおよびそれらに関連した光源を含むことができる。ミニライトバーは、本開示の図に示したように任意の構造で配置することができる。ミニライトバーは、反射体ボックスのフロアの下側または反射体ボックスより下の領域のフロアに配置することができる。また、それらは、反射体ボックスのフロアおよび反射体ボックスより下の領域のフロアの中に吊り下げることもできる。また、ミニライトバーは、反射体ボックスのフロアに対してある角度をなしていてもよい。そのような構造は、ミニライトバーの空間を最大化するのに有用である。これらの実施形態を用いる任意の所与のバックライトまたはディスプレイ内で、いくつかのミニライトバーはある角度をなしているが、他のものはある角度をなしていなくてもよい。
【００７０】
本発明に有用なミニライトバーは、頂部が平面で切断されており、典型的に、幅に対する長さの比が１対５０未満である。端部形状は、光の混合と光のＴＩＲを促進する、正方形、円形、長方形、ファセットまたは他の形状とすることができる。光混合部の形状は、ミニライトバーの光チャネル部と同じかまたは異なっていてもよい。ミニライトバーを有する本発明に有用なバックライトおよびディスプレイは、半導体光源、光入力面、少なくとも１つの混合部、光チャネル、光を方向転換する手段、光取り出し手段、転向フィルムおよび出力面を含む。光混合は、半導体光源からの光出力を混合して白色光を形成することによって、均一な色温度を有する光をもたらす。光混合部は、わずか数ミリメートルの範囲内で完成させることができる。光チャネルは、方向転換特徴をさらに含むことができる。そのような特徴は、そのＴＩＲ構造からの光をミニライトバーの光出力面および反射体ボックスの開口の方へ転向させまたは方向転換させるのに役立つ。ミニライトバーの光チャネル部は、少なくとも１つの傾斜面を有し、この傾斜は、光をミニライトバーの開口および出力面の方へ導く。また、傾斜面は、反射性であってもよい。反射手段は、拡散性、ランバート型または正反射性であってもよい。傾斜面が透明または半透明である場合、反射手段は、接着剤などの光学的接合手段または結合手段で取り付けられる分離層であってもよく、あるいは空隙で分離された分離層であってもよい。ミニライトバーおよびその光チャネルは、典型的に１つ以上の表面を有する。正方形または長方形などの非円形構造では、光入力端の反対側の端部と、反射体ボックスのフロアから離れて対面する底部側の少なくとも２つの側がある。一実施形態では、ミニライトバーの光チャネルは、１つ以上の表面上に追加の反射手段を有する。本発明の好ましい実施形態では、これらの側のそれぞれは、反射手段を有していてもよい。そのような反射手段は、正反射面、拡散面またはランバート面を含むことができる。目的は、反射体ボックスの開口領域に導かれる光量を最大にすることである。本発明の一実施形態では、前記光チャネルの出力は、光混合部に入射する光の７５％以上である。ミニライトバーを介して伝播する光が高レベルの光効率を有することは、半導体光源が、焼損および過剰の熱を発生しないで長い光源寿命を保証する電力レベルで動作できることを保証するのに役立つ。好ましい実施形態では、前記光チャネルの出力は、光混合部に入射する光の９０％以上である。高効率ライトバーシステムを設計することは、電力要件を削減し、システムにおける迷光を低減するのに役立ち、また、バックライトおよびディスプレイの長い動作寿命を保証するのに役立つ。
【００７１】
本発明の有用な実施形態では、ディスプレイに光を提供するプロセスは、
（ａ）反射領域と開口を有する反射体ボックスを提供し、
（ｂ）反射体ボックスより下に領域を提供し、
（ｃ）反射体ボックスより下に光源を提供し、
（ｄ）光源から直接または反射によって前記開口を通過する光を可能にする
ことを含む。
【００７２】
そのようなプロセスは、拡散、光コリメーション、光分散、偏光、光変調、光フィルタリングからなる群から選択される少なくとも１つの機能をさらに含む。光制御を提供する各機能性のための独立した光学フィルムまたは１つ以上の機能性を有する複合フィルムは、いずれも、軸上または軸外の光分散の横方向または縦方向の光制御を提供することによって視野角を制御するバックライトまたはディスプレイを可能にする。また、フィルムは、輝度均一性ならびに輝度レベル全体の制御に有用である。また、異なる液晶は、偏向した光ならびに光変調層に入射する軸上および軸外の光の分布の異なる設定を必要とする。
【００７３】
反射体ボックスの全体的な反射性は、全体的な照明レベルおよび光分布に重要な役割を演ずる。本発明の一実施形態では、プロセスは７５％以上の反射率を有する反射体ボックスを提供する。前述のように、反射体ボックスの反射率はその特性において拡散性、正反射性、またはランバート型とすることができる。また、光源から直接または反射によって開口を通過する光を可能にすることによって、開口と反射体ボックスの反射領域との間の照明均一性の差が１５％未満になるプロセスを提供するのが望ましい。上述のように、バックライトおよびディスプレイは、少なくとも１つのディフューザを有することもでき、有用な実施形態では、光源から直接または反射によって開口を通過する光を可能にすることによって、少なくとも１つのディフューザの機能の後に１５％未満の照明均一性の差を提供する。さらに他の実施形態では、プロセスは、光源から直接または反射によって開口を通過する光を可能にすることによって、少なくとも１つのディフューザの機能および少なくとも１つの偏光機能の後に１５％未満の照明均一性の差を与える手段を提供する。さらに他の実施形態では、プロセスは、光源から直接または反射によって開口を通過する光を可能にすることによって、少なくとも１つのディフューザの機能および少なくとも１つの光コリメーション機能または光分散機能の後に１５％未満の差の照明均一性を与える手段を提供する。これらの全ての実施形態では、プロセスは、最終観察者のために均一な照明を提供するのに有用である。バックライトまたはディスプレイスタックの早い段階での不均一な光は、スタック中のフィルムまたはより高い他の機能によって補正または均一化することができることに注目すべきである。
【００７４】
このプロセスの有用な実施形態は、半導体光源および特にＬＥＤ光源を提供する。ＬＥＤは、それらがより広い領域に分散してバックライトおよびディスプレイに高レベルの照明を与えることができる非常に強度の光を提供できるので好ましい。本発明のひとつの利点は、反射体ボックスより下の領域にバックライトおよびディスプレイ構成要素の多くを隠す手段を提供するプロセスである。本発明のプロセスは、ミニライトバー、光源、ヒートシンク、配線、ファン、換気手段、制御デバイスおよび他の電子機器ならびに反射体および保持手段をさらに含む反射体ボックスより下の領域を提供する。
【００７５】
本発明に有用なＬＣディスプレイは、反射領域と開口領域および反射体ボックスより下に位置し、前記開口を介して光を提供するように配列されるミニライトバーを含む反射体ボックスを含むディスプレイのためのバックライトの反射体ボックスを提供する。また、そのようなディスプレイは、拡散、光コリメーション、光分散、偏光、光変調、光フィルタリングからなる群から選択される少なくとも１つの機能を提供することができる。そのような機能性は、ディスプレイに少なくとも２０００ニトの軸上照明を有するディスプレイを提供するのに有用である。さらに、それらは望ましいＬＣモードと対になるとき、広い視野角を提供するのに有用である。高度に有用なディスプレイ実施形態は、目視面での輝度均一性の変動がスクリーン全体で１５％未満である。
【００７６】
本発明の実施形態は、安価な製造を提供することができ、最小の厚さを有し、均一性の良い色混合、高い輝度、および高レベルの効率を提供する。
【００７７】
実施形態：
図１は、ディスプレイまたは光調整に用いられる改善されたバックライト１０であり、反射体ボックス１９より下に一連のミニライトバー２５がある。反射体ボックス１９は、反射面を備える空の箱である。反射面は、拡散反射または鏡のような正反射のための平滑なまたは粗い表面を有する白色とすることができる。本発明の独特の実施形態は、反射体ボックスより下に光源を含む領域があるので、ライトボックスは、光以外何も含まないことである。ミニライトバー２５は、半導体光源１７と、混合部１３および光と光方向転換特徴手段１５および反射体１６または１８を含む領域を有するライトバーとを含む。反射体１６および１８は、ライトバーの光チャネルの間に空隙を有することができ、または、ミニライトバーに光学的に結合することができる。反射体は光チャネルの少なくとも４側部に存在することができる。側部は底部または非目視側、両側および光入力側の対向端部を含む。反射体が望ましくない唯一の部分は、ＬＥＤから半球状に発生した光をそれが光混合部に入る際に適切なＴＩＲ角度に方向転換しない限り、光が反射体ボックス、光混合部または光入力面に出る際の光出力側である。また、図示されないが、本発明の他の実施形態は反射体を用いることもできる。反射体は１つの連続した反射体とすることができ、または一連のファセットとすることができる。また、本発明に有用な反射体は、ミニライトバーを含む領域のフロア上にあってもよい。
【００７８】
反射体ボックス１９のベースまたはフロア１１は、光を反射体ボックスの中に導くことができる一連の開口２１を有する。ベースまたはフロアは、光源１７およびミニライトバーの混合部１３を隠す手段を提供する。ミニライトバーの端部には、追加のＴＩＲおよび最終的な方向転換のために光をライトバーの中に戻す反射手段１６または１８がある。さらに、バックライト１０は、ライトボックス２０より下にミニライトバー、そのヒートシンク、電力供給装置、制御電子機器、配線、空気を循環しＬＥＤを冷たく維持する冷却ファン１４および換気１２を含む領域を有する。
【００７９】
反射体ボックス１９のフロア１１の中のミニライトバー２５および開口２１は、バックライトの目視側に均一な光を提供するために様々な構造に配置することができる。ミニライトバーには、個々の光源からの光の均一な色温度を提供するためにわずか数ミリメートルの長さの光混合部が設けられる。光が光混合部を出る際に、それは均一な色温度を有する。光が光混合部を出ると、それは光方向転換特徴を有することのできるミニライトバーの一部に入る。それらは均一な特徴で示されるが、実際には光源からの距離の関数として様々なサイズ、形状、および／または密度を有することが望ましい。ミニライトバーは当技術分野の他のライトバーよりも比較的短い。従来技術のライトバーは、典型的に幅対長さの比が＞１００／１である。本発明に有用なミニライトバーは、幅対長さの比が１対５０〜１対５である。それらは長さ１５〜１２５ｃｍのサイズとすることができる。ミニライトバーの端部断面形状は正方形が好ましいが、隅は丸めることができ、または他の形状を形成するために切り欠くことができる。また、光方向転換特徴は、そのサイズが数ミクロンから数百ミクロンで変動することができる。本発明に有用な光方向転換特徴は、その形状、密度および材料においてマイクロプリズムとは異なる。光方向転換特徴は任意のポリマー材料を欠いていてもよく、光方向転換特徴はミニライトバーのポリマー材料よりも０．０５以上異なる屈折率を有することが好ましい。光方向転換特徴は円錐状、円筒状、台形状、レンズ状、円形、正方形、三角形、ピラミッドまたは複合形状など様々な形状を有することができるが制限されない。特徴の相対深さは２５〜３００ミクロンとすることができる。特徴の内部表面は２５ｎｍ以上の粗さを有することができる。ミニライトバーの端部に反射体１６が存在してもよい。反射体はその反射が反射性または拡散性であってもよい。また、バーの端部にはディスプレイの目視側に向かって光を導くための任意選択的な傾斜した反射体が存在してもよい。また、本発明のバックライトアセンブリはミニライトバーを反射体ボックスのフロアの下側に支持するまたは別の方法で取り付ける、または反射体ボックスより下の領域のフロアに取り付ける手段を含むことができる。
【００８０】
また、ミニライトバーの形状も変化することができる。光入力端は、半導体光源１７の半球状に近い光出力から大部分を受容するように形成または成形されることができる。光入力端はテーパー、湾曲、プリズム光表面、光源用の窪みを提供する凹み、光の多くを所望のＴＩＲ角度に到達させライトボックスのフロアの出力穴に到達させることを助ける設計の反射体を有することができる。反射体は光源の直接前面には存在せず、頂部、底部または側部に存在する。また、光入力側は反射防止手段で処理することができる。他の設計は同時係属の整理番号９３４３３に開示される。また、ミニライトバーはさまざまな形状を有することができる。光混合部は良好な光混合を可能にするように正方形が好ましい。また、他の形状も用いることができる。ミニライトバーの残りは正方形、円形、テーパー、ファセット、または複合である。
【００８１】
図２は、ライトボックスの仮底皿にスタガード配置された開口（穴）２１を有する俯瞰図で示されたバックライトの底半分である。図２は高レベルの輝度を提供する複数のＬＥＤまたは半導体光源の使用を示す。穴のスタガード配置は、目視側に均一な輝度を提供するさまざまな構造、形状およびサイズとすることができる。ミニライトバーは、光を軸上または軸外のいずれか、またはいくらか軸を外れて導き、反射体ボックスのフロア１１中の穴２１の間の領域を満たすように配置することができる。ライトボックスのフロアは反射性とすることができる。それは、その反射特性において、可視スペクトルの全てまたは実質上全ての波長に対してスペクトル性または拡散性とすることができる。この図には示されないが、本発明の他の実施形態はＣＣＦＬを追加した混成光源、またはライトボックス中に供給する他の光源を有することもできよう。これはディスプレイの目視側に向かって導かれる光を均一化する手段として用いることができる点で潜在的に有用である。ミニライトバーおよびその付属光源は、ミニライトバーの最善の収まりを提供しあらゆる熱を分散するように、大部分任意の方法（開口の右、左、またはいずれかの側）で配列できることに注目すべきである。
【００８２】
図３は、下側の傾斜に反射体１６を有する傾斜したミニライトバー２５を備えるバックライトである。反射体はライトバー内部からＴＩＲの破壊を助け、反射体ボックス１９のフロア１１中の穴を通って出ることを可能にする。反射体はミニライトバーの下側だけを部分的に覆う。反射体は鏡面反射特性を有する鏡状であるのが好ましい。いくつかの実施形態において、ランバート面は有用であり、高度に反射性の表面を熱点から防止するであろう。また、表面は光をライトボックスのフロア中の穴に導く導光特徴またはマイクロプリズムを含むことができる。
【００８３】
図４は、ライトバーの端部がより広い設置面積に光を分散するための発散領域に修正された傾斜したミニライトバーを有する前図の拡大である。また、穴または凹みを含むことのできる光方向転換特徴３１、反射面６０または３３で表わされる光取り出し特徴、および空気分離３４を非制限的に含む光方向転換の補助目的が存在する。光取り出し特徴はミニライトバーと一緒に動作するように設計された任意の手段とすることができる。それはライトバーの一体化された部分である特徴、またはプリズム、レンズ、複合形状を含む微小取り出し特徴を備える光学フィルム上の特徴を含むことができ、光学フィルムはミニライトバーの光出力端部に接合される。特徴は光学フィルム表面およびライトバーの表面に接合された反対側に形成することができ、または特徴は接着剤層に光学的に結合することができる。
【００８４】
図５はライトバーの出力端部上の凸レンズ５１、およびミニライトバーの光出力端部に形状加工された凹レンズを有する傾斜したミニライトバーを備えるバックライト１０の断面図である。
【００８５】
図６は、光の包含と上の反射体ボックスへのパイプ連絡を助ける「Ｌ」形状の延長部６２に類似する修正されたミニライトバー６１、６４、および６５の３つの変形を備えるバックライト１０である。修正されたミニライトバー６１は良好な光混合を得るために光入力端に混合部を有する。また、それは光方向転換特徴１５および端部反射体１６を有する。「Ｌ形状」の延長６２は光がフロア１１中の開口２１を通り上部反射体ボックス１９までＴＩＲを行うことを助ける。光方向転換特徴はミニライトバーの外側に向かって光方向転換の量を最大にするパターンに配置することができる。特徴のサイズ、形状、密度は光源からの距離の関数として変化することができる。傾斜ファセット上のとき、パターンおよびサイズ、形状、密度および高さは、光方向転換特徴が平坦な表面上の場合と異なることができる。ミニライトバー６４は同様であるが、光方向転換特徴を有する替わりに、それは混合部１３を出る光を目視側に向かって曲げる傾斜した反射体６３を有する。この図には１つの傾斜角度だけが示されるが、１つ以上の角度の反射体を用いてミニライトバーの光出力端部に向かって導かれる光の量を良好に最適化することができる。また、ミニライトバー６５も同様であるが光方向転換特徴を備える傾斜側を有する。
【００８６】
図７はミニライトバー２５の光出力端部に光制御手段７１を備えるバックライト１０である。光制御手段は光線７２で示されるように、拡散、光散乱、軸上または軸外の光制御のための光成形を含むことができるが制限されない。また、光制御手段は凸、凹、またはその組み合わせを含むレンズ形状とすることができる。光制御手段は層状にすることができ、ミニライトバーの出力端部への光学フィルムまたはスペーサーの接合手段を含む。本発明に有用な光学フィルムは偏光、光循環、光変調、光フィルタリング、輝度増強、拡散、軸上光制御ならびに軸外光制御を含むことができる。
【００８７】
また、バックライトはファン１４、換気手段１２、ミニライトバー内の色混合部１３、半導体光源１７を含む。ミニライトバーは反射体ボックス１９のフロア下方領域１１に含まれる。
【００８８】
図８は軸外への光分散を助ける異なる配光手段を備えるバックライト１０である。配光フィン８１はミニライトバーの出力端部に結合され、光を軸外へ導くのを助ける。配光はさまざまな形状およびサイズとすることができる。フィンは、光がフィンの出力端部でＴＩＲを行うことを可能にする材料の外側脛骨にさらに張り合わせることができる。配光バンドル８２はミニライトバーの出力端部に結合された一組の光ファイバーである。光ファイバーは均一な照明を提供するようにミニライトバー間の領域を満たすように導くことができる。配光補助８３はミニライトバー間の軸外位置へ光を分散させる発散円錐である。発散円錐は実質上ライトバーと同じ屈折率を有するポリマー材料とすることができる。本発明の他の実施形態において、発散円錐は燐光材料で処理または充填することができる。
【００８９】
図９は反射体ボックスのフロア１１中の溝２１を備えるバックライト２０であり、ミニライトバーからの光が開口からミニライトバーおよびその付属光源を含む領域２０の真上の反射体ボックス（図示されない）を満たすことを可能にする。また、ＬＥＤ光源からの熱を取り除くファン１４および換気手段１２が示される。ＬＥＤは任意の方法で溝（右または左）、またはいずれかの側から水平に走る溝の中を充填するように配置することができる。溝は任意のサイズまたは形状とすることができ、溝状ではない穴と組み合わせることができる。また、溝は直接照明されない大きな領域を最小にするために相互接続することができ、ミニライトバーは溝間の領域を直接または間接的に照明するように配置することができる。全てのミニライトバーは長さまたは幅のサイズにする必要はない。それらは照明する必要のある所望の領域に特別に適合させることができる。
【００９０】
図１０はＬＥＤ光源１７、光混合部１３、および光を発光体に提供する開口２１を用いるミニライトバー１００を示す。平面図は光を細長い光チャネル中に供給する一連のミニライトバーを示す。光源端部およびミニライトバーの混合部端部はそのフロアなどのライトボックスの部材で遮蔽することができる。細長い発光体はミニライトバーから上方の面に存在するであろう。
【００９１】
実施例
本発明による光チャネル１８として構成されたライトパイプの色均一性を、同じ半導体光源について光ガイドプレート（ＬＧＰ）の色均一性と比較した。ライトパイプはＰＭＭＡから形成され６平方ｍｍの断面と２４５ｍｍの長さを有した。光取り出しフィルムはライトパイプの頂部に接着した。光取り出しフィルムは、空気の領域に続いてポリマー領域を形成する光学的に透明な接着剤層に部分的に埋め込まれたプリズム状特徴を有した。接着剤（厚さ約１０ミクロン）をポリマーフィルムのシート上にコーティングした。次いで、ポリマーフィルムを光学的に透明な接着剤を用いてライトパイプの頂部に接着した。
【００９２】
ＬＥＤアレイをライトパイプの両端部に配置した。光取り出しフィルムを出る際の出力光を測定した。ＬＥＤ間のほぼ中間点およびライトパイプの幅方向中心近く（ライトパイプの端部から約３ｍｍ）をサンプル１として測定した。縁部近くの第２点をサンプル２として選択し、中心点に対する色均一性を比較した。
【００９３】
比較のために、同じ材料、厚さ、および長さの光ガイドプレートを選択した。ＬＧＰの幅はライトパイプよりも数倍広かった。同じ種類の光取り出しフィルムをライトパイプについて述べたのと同じようにしてＬＧＰに貼付した。ＬＧＰは各端部に同じＬＥＤ光源を用いた。ＬＥＤ間の中間点をサンプル１１として選択した。サンプル１１の数ｍｍ以内の比較点も測定し、サンプル１２として比較した。
【００９４】
ライトパイプおよび光ガイドプレートの色移動を標準的なＣＩＥ１９３１色空間を用いて評価する。この標準について、光の三刺激値は以下のように全可視スペクトルの積分によって与えられる。
【００９５】
【数１】
2009026743.tif 000003
【００９６】
式中、
【数２】
2009026743.tif 000004
は、それぞれレッド、グリーン、ブルー色スペクトルの一致関数である。ｋは定数であり、λは波長である。Ｐ（λ）は光のスペクトルでありＩ（λ）は標準的な発光体である。正規化した三刺激値は次のような色度座標を与える。
【００９７】
【数３】
2009026743.tif 000005
【００９８】
表１に関連するパラメーター測定と結果を列挙する。光チャネル１８のライトパイプ対光ガイドプレート（ＬＧＰ）の三刺激値空間における色均一性を比較するために、ライトパイプについてΔｘとΔｘ（サンプル２対サンプル１）の値の二乗の和の平方根をＬＧＰの同じ値（サンプル１２対サンプル１１）と比較する。結果は表１のΔ色列に示される。ライトパイプの低いΔ色値はより均一な色を示唆する。ここで、ライトパイプはＬＧＰよりも約２０倍均一であることを示した。ライトパイプの使用は、したがってＬＧＰよりも改善された色混合を提供する。
【００９９】
【表１】
2009026743.tif 000006
【０１００】
本発明の装置は、高度の光取り出しを提供し、ディスプレイパネルに向かってＬＥＤ光の少なくとも５０％を導く。従来のバックライト手法よりも優れる点は本発明の装置が改善された色混合を提供することである。レッド、グリーン、およびブルーのＬＥＤを用いて、高い色空間均一性を可視範囲にわたって達成することができる。特別な用途のために、可視範囲よりも長いまたは短い波長を用いることができる。８０％以上の良好な輝度均一性を提供することができる。本発明のバックライト装置は、光ガイドプレートの必要性を省き光強化および偏光のための支持フィルムの必要性を最小にするように十分な輝度を提供できることが有利である。複数の細長い発光体から形成されたバックライト装置は、容易に大規模化することができ、この解決策をより大きな寸法のディスプレイパネルに特に適したものにする。より大きなディスプレイパネルは追加の細長い発光体を用いることによって簡単に支持することができる。同時に、その小さな寸法輪郭のため、この解決策はディスプレイデバイスの全体的な厚さの縮小を助ける。
【０１０１】
本発明はそのいくつかの好ましい実施形態を特別に参照して詳細に説明したが、上で説明され添付の請求項に記載された本発明の範囲内で、本発明の範囲から逸脱することなく変更および修正を行うことができることは、当業者であれば理解するであろう。例えば、本発明の方法は、任意の数の光源の種類または色で使用することができよう。任意の数の光調整要素は、例えば、光成形、光コリメーション、光分散、偏光、および光循環のために用いられる部品を含んで、バックライト装置１０の部分として提供することができる。
【０１０２】
本発明はそのいくつかの好ましい実施形態を特別に参照して詳細に説明したが、本発明の精神および範囲内で変更および修正を行うことができることが理解されるであろう。本明細書に参照された特許および他の刊行物はその全体を参照によって本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】ミニライトバーを備えるバックライトを示す図である。
【図２】バックライトの底部の半分を示す図である。
【図３】傾斜したミニライトバーを備えるバックライトを示す図である。
【図４】傾斜したミニライトバーおよび光分離手段を備えるバックライトを示す図である。
【図５】レンズ状出力面を備えるバックライトを示す図である。
【図６】「Ｌ形状」ミニライトバーを示す図である。
【図７】縦型ミニライトバーを備えるバックライトを示す図である。
【図８】軸を外れた光分散手段を備えるバックライトを示す図である。
【図９】スロット開口を備えるバックライトを示す図である。
【図１０】ミニライトバーによって照明された細長い発光体を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  バックライト
１１  開口を備えるベース
１２  冷却および換気のための開口
１３  ライトバーの光混合部
１４  冷却ファン
１５  光方向転換特徴
１６  反射面
１７  ＬＥＤ
１８  光チャネル
１９  反射体ボックス
２０  反射体ボックス下方またはライトボックスの底半分の開放部領域
２１  開口
２５  ミニライトバーおよび光源
２７  開放部領域
３１  光方向転換特徴（穴／窪み）
３２  広い設置面積にわたって光を分散することを助けるライトパイプの発散領域
３３  光取り出しフィルム
３４  ポリマー特徴間の空気の領域
５１  凸レンズ形状
５２  凹形状
６０  反射面
６１  修正されたミニライトバー
６２  ミニライトバーの「Ｌ形状」の延長部
６３  傾斜した反射体
６４  修正されたミニライトバー
６５  修正されたミニライトバー
７１  光制御手段
７２  光線
８１  配光フィン
８２  光ファイバーの配光バンドル
８３  配光のための発散円錐
【図１】
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【図２】
2009026743.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009026743.tif 000016
【外国語明細書】
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2009026743000002.pdf
2009026743000003.pdf
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