(57)【要約】  ディスプレイ内の画素のアレイが、それぞれのセルのアレイ内に発光ダイオードのアレイを有するバックライトによって照明されてもよい。発光ダイオードからの光を画素のアレイを通して反射させるために、反射体が使用される。セル内で、反射体は、発光ダイオードから放射された光をセルの縁部に向かって分布させるために役立つ断面形状を有する。バックライト用の光拡散体層が、角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタなどの部分的反射層を有してもよい。各セル内で、反射体は、放物線状又は楕円形の部分を有する断面形状を有してもよい。【選択図】図８
2020513586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と、
前記複数の画素のためにバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えたディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を照射するように構成されており、かつ複数のそれぞれのセル内に配置された光源と、
前記複数の画素を通した前記光源からの光を反射する反射体と、を含み、
前記反射体が、ある部分を有する断面形状を各セル内に有し、前記ある部分が放物線部分及び楕円部分からなる群から選択される、ディスプレイ。
【請求項２】
前記画素が画素のアレイを含み、前記光源が、前記それぞれのセルの２次元アレイ内に配置された前記光源の２次元アレイを含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
各光源が少なくとも１つの発光ダイオードを有する、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記発光ダイオードのアレイと前記画素のアレイとの間に介在する光拡散体層と、
前記光拡散体層と前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する部分的反射層と、を更に備える、請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記部分的反射層が、角度依存性の光透過特性を有する薄膜干渉フィルタ、コレステリック液晶層、及び交互に屈折率が変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される部分的反射層を含む、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が前記発光ダイオードのうちそれぞれの１つを取り囲む４本の直線状縁部を有し、前記４本の縁部の各々に沿う各点が前記プリント回路から共通の距離だけ離れている、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項７】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が４つの角部と、各々が前記４つの角部のそれぞれの対の間に延在する４本の曲線状縁部とを有し、前記４本の曲線状の縁部の各々が、前記プリント回路から第１の距離だけ離れた終点と、前記プリント回路から前記第１の距離より短い第２の距離だけ離れた中点とを有する、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記画素のアレイと前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層を更に備え、前記部分的反射層が前記光拡散体層上のコーティングを含む、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記反射体が、光沢白色反射体、拡散反射性白色反射体、鏡面反射性白色反射体からなる群から選択される反射体を含む、請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
薄膜干渉鏡を形成する薄膜誘電体層の積層体、コレステリック液晶層、及び屈折率が交互に変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される反射体を含む、請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記発光ダイオードが青色発光ダイオードを含み、前記ディスプレイが、前記発光ダイオードと前記画素のアレイとの間に介在する部分的反射層を更に備える、請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
各光源が少なくとも２つの発光ダイオードを有する、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
画素のアレイと、
前記画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を放射するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを各々が含む発光ダイオードセルの２次元アレイと、
前記画素のアレイを通した前記発光ダイオードからの光を反射する反射体と、を含み、
前記反射体が、放物線状の部分を有する断面形状を各セル内に有する、ディスプレイ。
【請求項１４】
前記画素のアレイと前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層と、
角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタを形成する、前記光拡散体層上のコーティングと、を更に備える、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
前記発光ダイオードが青色光を発光するように構成されている、請求項１４に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が４つの角部を有し、かつ前記角部の間に延在する４本の直線状の縁部を有し、前記４本の直線状の縁部の各々に沿った各点が、前記プリント回路から共通の距離だけ離れている、請求項１５に記載のディスプレイ。
【請求項１７】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で、前記反射体が４つの角部と、各々が前記４つの角部のそれぞれの対の間に延在する４本の曲線状の縁部とを有し、前記４本の曲線状の縁部の各々が、前記プリント回路から第１の距離だけ離れた終点と、前記プリント回路から前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ離れた中点を有する、請求項１５に記載のディスプレイ。
【請求項１８】
前記反射体が、薄膜干渉鏡を形成する誘電体層の積層体を有する層及び光沢白色層からなる群から選択される層を含む、請求項１５に記載のディスプレイ。
【請求項１９】
前記発光ダイオードが白色発光ダイオードを含む、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
画素のアレイと、前記画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトとを備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を放射するように構成されており、かつそれぞれのセルの２次元アレイ内に配置された、発光ダイオードの２次元アレイと、
前記画素のアレイを通した前記発光ダイオードからの光を反射する反射体と、を含み、
前記反射体が、楕円形の部分を有する断面形状を各セル内に有する、ディスプレイ。
【請求項２１】
前記発光ダイオードが青色発光ダイオードを含み、
前記ディスプレイが、
前記画素のアレイと前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層と、
角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタを形成する、前記光拡散体層上のコーティングと、を更に備え、
前記反射体が、薄膜干渉鏡を形成する誘電体層の積層体を有する層及び光沢白色層からなる群から選択される層を含む、請求項２０に記載のディスプレイ。
【請求項２２】
画像を表示するように構成された画素と、
前記画素のためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を発光するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを各々が含む発光ダイオードセルの２次元アレイと、
前記画素のアレイを通した前記発光ダイオードからの光を反射する曲線状の断面形状を有する反射体と、
前記画素と前記発光ダイオードセルの２次元アレイとの間のマイクロレンズアレイ層と、
を含む、ディスプレイ。
【請求項２３】
前記バックライトが、前記マイクロレンズアレイ層と前記発光ダイオードセルの２次元アレイとの間の蛍光体層を更に含む、請求項２２に記載のディスプレイ。
【請求項２４】
前記バックライトが、前記蛍光体層と前記発光ダイオードセルの２次元アレイとの間の拡散体層を更に含む、請求項２３に記載のディスプレイ。
【請求項２５】
前記バックライトが、前記拡散体層上の第１の薄膜干渉フィルタ及び前記蛍光体層上の第２の薄膜干渉フィルタを更に含む、請求項２４に記載のディスプレイ。
【請求項２６】
前記発光ダイオードが、青色光を発するように構成された青色発光ダイオードを含む、請求項２５に記載のディスプレイ。
【請求項２７】
前記第１の薄膜干渉フィルタが前記青色光を部分的に透過させるように構成されている、請求項２６に記載のディスプレイ。
【請求項２８】
前記第２の薄膜干渉フィルタが、前記青色光を透過させ、かつ前記青色光に応答して前記蛍光体層で生成された赤色と緑色の光を反射するように構成されている、請求項２７に記載のディスプレイ。
【請求項２９】
前記バックライトが、前記画素と前記マイクロレンズアレイ層との間の第１及び第２のプリズムフィルムを更に含む、請求項２８に記載のディスプレイ。
【請求項３０】
前記バックライトが、前記第２プリズムフィルムと前記画素との間の反射型偏光子を更に含む、請求項２９に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、２０１８年１月２９日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１８／１５７７６号、２０１７年１１月２１日に出願された米国特許出願第１５／８１９，０８５号、及び２０１７年３月３日に出願された米国仮特許出願第６２／４６６，４９２号の優先権を主張するものであり、これらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般にディスプレイに関し、より具体的にはバックライトディスプレイに関する。
【０００２】
電子デバイスは、多くの場合、ディスプレイを含む。例えば、コンピュータ及びセルラー電話は、バックライト付き液晶ディスプレイを備える場合がある。側面式バックライトユニットは、導光板の縁面の中へ光を放射する発光ダイオードを有する。次いで、導光板が、放射された光を、バックライト照明として機能するように、ディスプレイにわたって横方向に分散させる。直接式バックライトユニットは、ディスプレイを通して垂直に光を放射する発光ダイオードのアレイを有する。
【０００３】
直接式バックライトは、ダイナミックレンジの拡張を可能にする、局所的な明暗調整の可能な発光ダイオードを有することがある。ただし、注意を怠ると、直接式バックライトは分厚くなることがあり、また、不均一なバックライト照明を生成することもある。
【発明の概要】
【０００４】
ディスプレイは、液晶画素アレイなどの画素アレイを有してもよい。この画素アレイは、バックライトユニットからのバックライト照明で照らされてもよい。バックライトユニットは、発光ダイオードのアレイと、発光ダイオードからの光を画素アレイを通して反射するために役立つ光反射体とを含んでもよい。各発光ダイオードは、それぞれのセル内に置かれてもよい。各セルにおいて、光反射体は、放物線状又は楕円形の部分を含む断面形状を有してもよい。
【０００５】
ディスプレイ内の拡散体を使用して、発光ダイオードのアレイからの光を均質化してもよい。拡散体に、リン光層及び他の光学フィルムが重なってもよい。
【０００６】
発光ダイオードは青色発光ダイオードであってもよい。拡散体と発光ダイオードのアレイとの間に部分的反射層が介在してもよい。部分的反射層は、拡散体上に、誘電体層の積層体から形成されていてもよい。誘電体層の積層体は、角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタを形成していてもよい。
【０００７】
発光ダイオードは、プリント回路に取り付けられていてもよく、光反射体の開口部を通って突出していてもよい。光反射体は、反射性の白色層などの反射性材料から、又は薄膜干渉鏡を形成する誘電積層体から、形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態によるディスプレイを有する例示的な電子デバイスの図である。
【０００９】
【図２】一実施形態による、例示的なディスプレイの側断面図である。
【００１０】
【図３】一実施形態による、直接式バックライトユニット用の例示的な発光ダイオードアレイの上面図である。
【００１１】
【図４】一実施形態による、例示的な発光ダイオードの側断面図である。
【００１２】
【図５】一実施形態によって、発光ダイオードから光が様々な角度で放射され得る様子を示す、キャビティ反射体内の例示的な発光ダイオードの側断面図である。
【００１３】
【図６】一実施形態によって、図５の発光ダイオード及び反射層に、角度につれて変化する光透過率を有する層がどのように重なり得るかを示すグラフである。
【００１４】
【図７】一実施形態による、バックライトユニット用キャビティ反射体のセルの斜視図である。
【図８】一実施形態による、バックライトユニット用キャビティ反射体のセルの斜視図である。
【００１５】
【図９】一実施形態による、バックライトユニットの一部の上面図である。
【００１６】
【図１０】一実施形態による、図７に示されるタイプの例示的なキャビティ反射体の側断面図である。
【００１７】
【図１１】一実施形態による、図８に示されるタイプの例示的なキャビティ反射体の側断面図である。
【００１８】
【図１２】一実施形態による、楕円形の輪郭を有する部分を含む例示的なキャビティ反射体の断面図である。
【００１９】
【図１３】一実施形態による、放物線状の輪郭を有する部分を含む例示的なキャビティ反射体の断面図である。
【００２０】
【図１４】一実施形態による、薄膜干渉フィルタを形成する、交互に屈折率が変わる誘電体層などの  誘電体層の例示的な積層体の側断面図である。
【００２１】
【図１５】一実施形態による、プリズム膜などの例示的な光干渉層の側断面図である。
【００２２】
【図１６】一実施形態による、例示的なマイクロレンズアレイ層の側断面図である。
【００２３】
【図１７】一実施形態による、例示的な拡散体層の側断面図である。
【００２４】
【図１８】一実施形態による、例示的なディスプレイの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
電子デバイスにはバックライトディスプレイが備わってもよい。バックライトディスプレイは、直接式バックライトユニットからの光によって背面照射される液晶画素アレイ又は他のディスプレイ構造体を含んでもよい。図１に、直接式バックライトユニットを有するディスプレイを備えてもよいタイプの例示的な電子装置の斜視図を示す。図１の電子デバイス１０は、ラップトップコンピュータ、組み込み型コンピュータを含むコンピュータ用モニタ、タブレットコンピュータ、セルラー電話、メディアプレーヤ、又はその他のハンドヘルド若しくはポータブル電子デバイスなどのコンピューティングデバイス、腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン型若しくはイヤホン型デバイス、眼鏡に埋め込まれたデバイス若しくはユーザの頭部に装着する他の機器、又はその他の着用可能な若しくはミニチュアデバイスなどの小さめのデバイス、テレビ、組み込み型コンピュータを含まないコンピュータ用ディスプレイ、ゲーミングデバイス、ナビゲーションデバイス、ディスプレイを有する電子デバイスをキオスク若しくは自動車に搭載するシステムなどの組み込みシステム、これらのデバイスのうちの２つ以上の機能を実装するデバイス、又は他の電子装置であってもよい。
【００２６】
図１に示すように、デバイス１０は、ディスプレイ１４などのディスプレイを含んでもよい。ディスプレイ１４は筐体１２内に取り付けられてもよい。筐体１２は、エンクロージャ又はケースと称される場合もあり、プラスチック、ガラス、セラミック、繊維複合材、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウムなど）、他の好適な材料、又はこれらの材料のうちの任意の２つ以上の組み合わせで形成することができる。筐体１２は、筐体１２の一部又は全部が単一の構造として機械加工又は成形された単体構成を用いて形成されてもよく、又は複数の構造（例えば、内部フレーム構造、外部筐体表面を形成する１つ以上の構造など）を用いて形成されてもよい。
【００２７】
筐体１２は、任意選択のスタンド１８などのスタンドを有してもよく、複数の部品（例えば、互いに対して移動して、可動部分を有するラップトップコンピュータ又は他のデバイスを形成する筐体部分）を有してもよく、セルラー電話機又はタブレットコンピュータの形状を有してもよく（例えば、スタンド１８が省略される配置で）、かつ／又は他の好適な構成を有してもよい。図１に示される筐体１２の構成は、例示的なものである。
【００２８】
ディスプレイ１４は、導電性の静電容量式タッチセンサ電極又は他のタッチセンサ構成要素（例えば、抵抗式タッチセンサ構成要素、音響式タッチセンサ構成要素、力ベースのタッチセンサ構成要素、光ベースのタッチセンサ構成要素など）の層を組み込んだタッチスクリーンディスプレイであってもよく、又はタッチ感知式でないディスプレイであってもよい。静電容量式タッチスクリーン電極は、インジウムスズ酸化物のパッド又は他の透明導電性の構造体のアレイから形成されてもよい。
【００２９】
ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）構成要素から形成された画素１６のアレイを含んでもよく、又は他のディスプレイ技術に基づいた画素のアレイを有してもよい。ディスプレイ１４の側断面図を図２に示す。
【００３０】
図２に示すように、ディスプレイ１４は、画素アレイ２４などの画素アレイを含んでもよい。画素アレイ２４は、図１の画素１６などの画素のアレイ（例えば、画素１６の行と列を有する画素のアレイ）を含んでもよい。画素アレイ２４は、液晶ディスプレイモジュール（液晶ディスプレイ又は液晶層と呼ばれる場合もある）又は他の好適な画素アレイ構造体から形成されてもよい。画素アレイ２４を形成する液晶ディスプレイは、一例として、上部偏光子及び下部偏光子、上部偏光子と下部偏光子との間に介在する薄膜トランジスタ層、並びにカラーフィルタ層と薄膜トランジスタ層との間に介在する液晶材料の層を含んでもよい。所望であれば、他のタイプの液晶表示構造体を使用して画素アレイ２４を形成してもよい。
【００３１】
１４の動作中に、画素アレイ２４上に画像が表示されてもよい。バックライトユニット４２（バックライト、バックライト層、バックライト構造体、バックライトモジュール、バックライトシステムなどと呼ばれる場合もある）を使用して、画素アレイ２４を通過するバックライト照明４４を生成してもよい。この照明は、ディスプレイ１４を方向２２で見る観察者２０などの観察者による観察のために、画素アレイ２４上の任意の画像を照らす。
【００３２】
バックライトユニット４２は、光学フィルム２６、光拡散体（光拡散体層）などの光拡散体３４及び発光ダイオードアレイ３６を有してもよい。発光ダイオードアレイ３６は、バックライト照明４４を生成する発光ダイオード３８などの光源の２次元アレイを含んでもよい。発光ダイオード３８は、一例として、行と列に配置されてもよく、図２のＸ−Ｙ平面内にあってもよい。
【００３３】
発光ダイオード３８は、デバイス１０内の制御回路によって一斉に制御されてもよく、又は（例えば、画素アレイ２４上に表示される画像のダイナミックレンジを改善するために役立つ局所調光機構を実装するために）個別に制御されてもよい。各発光ダイオード３８によって生成された光は、次元Ｚに沿って、光拡散体３４及び光学フィルム２６を通って上方向に移動し、次に画素アレイ２４を通過する。光拡散体３４は、発光ダイオードアレイ３６からの光を拡散させ、それによって均一なバックライト照明４４を提供するために役立つ光散乱構造体を含んでもよい。光学フィルム２６は、二色性フィルタ３２蛍光体層３０及びフィルム２８などのフィルムを含んでもよい。フィルム２８は、光４４をコリメートするために役立ち、それによってユーザ２０及び／又は他の光学フィルム（例えば、補償フィルム）に対するディスプレイ１４の輝度を向上させる、輝度向上フィルムを含んでもよい。
【００３４】
発光ダイオード３８は、任意の好適な色の光を放射することができる。例示的な一構成では、発光ダイオード３８は青色光を放射する。二色性フィルタ層３２は、発光ダイオード３８からの青色光を通過させながら他の色では光を反射するように構成されてもよい。発光ダイオード３８からの青色光は、蛍光体層３０（例えば、青色光を白色光に変換する、白色蛍光体材料又は他の光ルミネセンス材料の層）などの光ルミネセンス材料によって白色光に変換されてもよい。所望であれば、他の光ルミネセンス材料を使用して、青色光を異なる色の光（例えば、赤色光、緑色光、白色光など）に変換してもよい。例えば、１つの層３０（光ルミネセンス層又は色変換層と呼ばれる場合もある）が、青色光を赤色と緑色の光に変換する量子ドットを含んでもよい（例えば、赤色、緑色、及び青色の成分などを含む白色バックライト照明を生成するためなど）。発光ダイオード３８が白色光を発する構成を使用することもできる（例えば、所望であれば層３０を省略してもよいように）。
【００３５】
層３０が層３０内のリン光材料によって生成された白色光などの白色光を放射する構成では、層３０から下向き（−Ｚ）方向に放射された白色光が、二色性フィルタ層３２によって、バックライト照明として画素アレイ２４を通して上向きに戻して反射されてもよい（すなわち、層３２を、バックライトをアレイ３６から外向きに反射させるために役立ててもよい）。例えば、層３０が赤色と緑色の量子ドットを含む構成では、二色性フィルタ３２は、赤色と緑色の量子ドットから赤色と緑色の光をそれぞれ反射して、バックライトをアレイ３６から外向きに反射させるために役立つように構成されてもよい。バックライト４２の光ルミネセンス材料（例えば、層３０の材料）を拡散体層３４の上方に置くことにより、発光ダイオード３８を、アレイ３６の発光ダイオードセル（タイル）の中心よりもセルの縁部に向けて、より多くの光を放射するように構成し、それにより、バックライト照明の一様性を向上させるために役立ててもよい。
【００３６】
図３は、バックライト４２用の例示的な発光ダイオードアレイの上面図である。図３に示すように、発光ダイオードアレイ３６は、発光ダイオード３８の行と列を含んでもよい。各発光ダイオード３８は、それぞれのセル（タイル領域）３８Ｃと関連付けられていてもよい。セル３８Ｃの縁部の長さＤは、２ｍｍ、１８ｍｍ、１〜１０ｍｍ、１〜４ｍｍ、１０〜３０ｍｍ、５ｍｍ超、１０ｍｍ超、１５ｍｍ超、２０ｍｍ超、２５ｍｍ未満、２０ｍｍ未満、１５ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、又は他の好適なサイズであってもよい。所望であれば、六角形状にタイル貼りされたアレイ及び、他の好適なアレイパターンで構成される発光ダイオード３８を有するアレイが使用されてもよい。矩形セルを有するアレイでは、各セルが等しい長さの辺を有してもよく（例えば、各セルは、４つの等しい長さのセル縁部がそれぞれの発光ダイオードを取り囲む、正方形の外形線を有してもよい）、又は各セルが異なる長さの側部を有してもよい（例えば、正方形ではない矩形形状）。発光ダイオードアレイ３６がセル３８Ｃなどの正方形の発光ダイオード領域の行と列を有する図３の構成は、単なる例示である。
【００３７】
所望であれば、各セル３８Ｃは、発光ダイオードダイのアレイ（例えば、各セル３８Ｃの中心に２×２個の発光ダイオードのクラスタなどのアレイで配置された複数の個別の発光ダイオード３８）から形成された光源を有してもよい。例えば、図３の左下のセル３８Ｃ内の光源３８'は、２×２アレイの発光ダイオード３８（例えば、４つの別個の発光ダイオードダイ）から形成されている。光源３８'内のダイオード３８は、共通のパッケージ基板上に取り付けられていてもよく、アレイ３６にわたって延在するプリント回路ボード基板上に取り付けられてもよく、又は他の好適な配置を使用してアレイ３６内に取り付けられてもよい。一般に、各セル３８Ｃは、単一の発光ダイオード３８、一対の発光ダイオード３８、２〜１０個の発光ダイオード３８、少なくとも２つの発光ダイオード３８、少なくとも４つの発光ダイオード３８、少なくとも８つの発光ダイオード３８、５つよりも少ない発光ダイオード３８、又は他の好適な数の発光ダイオードを備える光源３８'を含んでもよい。各セル３８Ｃが単一の発光ダイオード３８を有する例示的な構成が、本明細書では一例として記載される場合がある。しかし、これは単なる例示である。各セル３８Ｃは、１つ以上の任意の好適な数の発光ダイオード３８を有する光源３８を有してもよい。
【００３８】
図４は、例示的な発光ダイオードの側断面図である。図４の発光ダイオード３８などの発光ダイオードは、接点５８などの端子を有してもよい。接点５８は、プリント回路又は他の基板に、はんだなどの導電性材料で電気的に結合されてもよい（例えば、発光ダイオード３８を図３のアレイ３６などのアレイに、はんだ付けするか、又は別の方法で取り付けてもよい）。発光ダイオード３８は、ｎ型領域５４及びｐ型領域５６を有してもよい。領域５４及び５６は、基板５２上に、窒化ガリウムなどの結晶性半導体材料から形成されてもよい。基板５２は、サファイア又は他の好適な基板材料などの透明な結晶性材料から形成されてもよい。ダイオード３８から放射される光を横方向に向けるために役立つように、基板５２上に反射体層５０（例えば、分布ブラッグ反射体）が形成されてもよい。
【００３９】
図５は、例示的な発光ダイオードの側断面図である。図５に示すように、発光ダイオードアレイ３６内の各発光ダイオードセル（タイル）３８Ｃは、キャビティ反射体６８などの反射体を有してもよい。反射体６８は、正方形の外形線（すなわち、上から見たときに正方形の設置領域）を有してもよく、又は他の好適な形状を有してもよく、板金（例えば、スタンピングされた板金）、金属化ポリマーフィルム、プラスチックキャリア上の金属薄板、ポリマーフィルム又は成形プラスチックキャリア上に誘電体鏡（薄膜干渉鏡）を形成する誘電体フィルム積層体、白色反射フィルム（例えば、光沢コーティング、拡散反射性白色反射体、又は鏡面反射性白色反射体などの光沢コーティングで覆われたポリマーキャリア上に白色インク層又は他の白色層から形成された光沢のある白色ポリマーシート）、又は他の好適な反射体構造体から作られてもよい。所望であれば、反射体６８は、ブラッグ反射率が材料の複屈折（屈折率の差）及びピッチによって制御され、単数であるか帯域制御のためにチャープしていることのできる、コレステリック液晶の層から形成されてもよいし、又は、複数のポリマー層の積層体若しくは他の材料の層などの隣接する層の間に十分に大きい屈折率差（例えば、ｎ＞０．１）を有する層の積層体を使用する干渉フィルタであってもよい。ポリマー層の積層体は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のフィルムが交互に重なる積層体、又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とＰＭＭＡのフィルムが交互に重なる積層体であってもよい。発光ダイオード３８は、プリント回路６０内の金属トレースに、はんだ付けされるか、又は別の方法で取り付けられてもよい。反射体６８の中心の開口部が、発光ダイオード３８を受容してもよい。反射体６８内のセルは、ダイオード３８からの光をバックライト照明４４として上向きに反射するために役立つ曲線状部分を有する断面形状を有してもよい。例示的な一構成では、ポリマーフィルム（例えば、誘電体薄膜干渉鏡面又は光沢のある白色反射面でコーティングされたフィルム）が、ローラーを使用してエンボス加工されてもよい（例えば、加熱されたローラー上のパターン構造を使用してフィルムを熱成形してもよい）。各セル３８Ｃ内に反射体６８の曲線状の壁を形成する熱成形操作に続いて、ダイカットツール又は他の切断装置で各発光ダイオード３８の開口部を切削してもよい。
【００４０】
図５に示すように、発光ダイオード３８からの光を横方向に分布させるために役立つように、発光ダイオード３８の上に透明ドーム構造体７０などの透明構造体が形成されてもよい。ドーム構造体７０は、（一例として）透明シリコン又は他の透明ポリマーのビーズから形成されてもよい。動作中、発光ダイオード３８は、ドーム構造体７０によってＺ軸から離れるように屈折した光を放射する。発光ダイオード３８から放射される光線８０などの光線は、発光ダイオード３８の面法線ｎに対する角度Ａによって特徴付けられてもよい。Ｚ次元に平行に進む光８０は、面法線ｎ（角度Ａ＝０°）に平行である。Ｘ−Ｙ平面に平行に進む光８０は、Ｚ次元及び面法線ｎに対して垂直に進む（すなわち、Ａ＝９０  °）。面法線ｎに対して他の角度の向きに進む光８０は、角度Ａの中間の値によって特徴付けられる。
【００４１】
光８０のいくつかの光線は、比較的大きい角度Ａで配向され、反射体６８から方向Ｚに上向きに反射される（例えば、反射光線８４としての、反射体６８から反射する光線８２を参照されたい）。光８０の他の光線は、より小さい角度Ａで配向される。例えば、光線９０は、面法線ｎに対してより小さい角度Ａの値で配向される。光線８６などのセル３８Ｃの中心の垂直な光線（Ａ＝０°）又はほぼ垂直な光線の少なくとも一部を下向きに反射させながら、より角度の大きい光線（キャビティ３８Ｃの縁部により近い位置でフィルタ９６に当たる光線）を反射体３４に渡すために役立つように、層９６などの、少なくとも部分的に反射性である角度依存性フィルタ又は他の層が、光拡散体３４と発光ダイオード３８（及び反射体６８）の間に介在してもよい。例えば、光線９０などの光線が、光線９２によって示されるように、層９６によって外向きかつ下向き（−Ｚ方向）に反射されてから、光線９４によって示されるように、上向き（＋Ｚ方向）に反射して返されてもよい。
【００４２】
層９６は、複数の誘電体層９６'から形成されてもよい（例えば、層９６は、酸化シリコン、窒化ケイ素、及び／若しくは他の無機材料、有機材料の層から形成された屈折率の高い材料と低い材料が交互に重なる誘電積層体から形成された薄膜干渉フィルタであってもよく、かつ／又は、薄膜干渉フィルタを形成するための他の誘電材料及び／若しくは層から形成された層であってもよい）。例示的な一構成では、層９６内に、５層の９６'、３〜６層の９６'、層の数が３を超える９６'、又は層の数が１０より少ない９６'が存在する（例として）。層９６が薄膜干渉フィルタを形成せずに反射性材料の１層以上の層（例えば、厚みの大きい材料の単一の層、又は材料の２層以上の層など）から形成される構成、又は層９６が厚みの大きい１層以上のコーティング層と誘電体層の積層体から形成された薄膜干渉フィルタとの両方を含む構成が使用されてもよい。所望であれば、部分的反射層９６は、ブラッグ反射率が材料の複屈折（屈折率の差）及びピッチによって制御され、単数であるか帯域制御のためにチャープしていることのできる、コレステリック液晶の層から形成されてもよいし、又は、複数のポリマー層の積層体若しくは他の材料の層などの隣接する層の間に十分に大きい屈折率差（例えば、ｎ＞０．１）を有する層の積層体を使用するバンドパス干渉フィルタであってもよい。ポリマー層の積層体は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のフィルムが交互に重なる積層体、又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とＰＭＭＡのフィルムが交互に重なる積層体であってもよい。
【００４３】
バックライト４４を確実に一様化するために役立つように、バックライト４２内の光拡散体３４及び／又は他の構造体は、任意の光均質化構造体を備えてもよい。例えば、構造体８８などの光の遮断構造と反射構造のパターンが層９６の下面に形成されてもよい。構造体８８は、セル３８Ｃの縁部よりもセル３８Ｃの中心で放射される光をより多く遮断するようにパターン化された、ドット、リング、正方形パッド、光を反射及び遮断するパッドの擬似ランダムパターン、又は他の構造体を含んでもよい。構造体８８は、セル３８Ｃの中心で軸上に放射される光を反射及び／又は吸収しながらセル３８Ｃの縁部の光がフィルム２６に向かって上方に通過できるようにするために役立つ、パターン化されたインク、反射性突起のパターン、パターン化された角度依存性薄膜干渉フィルタ層、及び／又は他の光反射性かつ光散乱性の構造体から形成されてもよい。このことは、セル３８Ｃの中間のホットスポットを減少させ、そうしなければアレイ３６からの光が光拡散体３４によって拡散される際に生じ得る、光強度のばらつきを平準化するために役立つ。構造体８８は、層９６の下部（内側）表面上に形成されてもよく、別個の基板（例えば、層９６及び／又は基板支持層９６とは異なる基板を担持するためにも使用される基板）上に形成されてもよく、又はバックライトユニット４２の中の他の好適な位置に形成されてもよい。
【００４４】
動作中、セル３８Ｃの中心で直接上向きに放射される、発光ダイオード３８からの光の少なくとも一部（例えば、図５の光８６）は、任意選択の構造体８８によって、かつ／又は層９６によって下向きに反射される。反射された光は、（例えば、キャビティ反射体６８から反射することによって）横方向に拡散される。発光ダイオード３８から側方に放射される光８２などの他の光は、構造体８８又は層９６から反射することなくキャビティ反射体６８から反射してもよく、拡散体３４を上向きに通過してバックライト４４として機能することができる。光９０は、光９４として上向きに通過する前に層９６及び反射体６８から反射する。
【００４５】
各セル３８Ｃの中心付近の光を再循環させながら各セル３８Ｃの縁部付近の光が直接拡散体３４を通過できるようにすることによって、各セル３８Ｃの縁部付近の光の強度を各セル３８Ｃの中心付近の光の強度に対して増大させることができる。このことは、バックライト４４を光拡散体３４及びバックライト４２の表面にわたって確実に一様化するために役立つ。所望であれば、放射された光を拡散させるために役立つように、拡散体層３４を形成するポリマー又は他の材料の中に光散乱粒子７２（例えば、マイクロビーズ、中空微小球、気泡、及び／又は他の光散乱粒子）が埋め込まれてもよい。光散乱粒子７２は、拡散体３４を構成するポリマーの屈折率とは異なる屈折率を有してもよい。例えば、粒子７２の屈折率は、層３４を形成する際に使用される、ポリマー又は他の材料の屈折率よりも大きくてもよく、あるいは、拡散体３４の屈折率よりも低くてもよい。拡散体３４に光散乱粒子７２を含ませることに加えて、又はその代わりに、光拡散体３４の上面及び／又は下面に光散乱の特徴（凸部、隆起線、及び／若しくは他の突起、溝、穴、若しくは他のくぼみ）が形成されてもよい。いくつかの構成では、光は、拡散体３４に加えて、又はその代わりに、バックライトユニット４２内の光ルミネセンス層（例えば、蛍光体及び／又は量子ドットから形成されてもよい、光ルミネセンス層３０）を使用して拡散されてもよい。
【００４６】
図５の例示的な構成では、各セル３８Ｃの発光ダイオード３８の上方に単一の構造体８８（例えば、単一パッド）が備わっている。所望であれば、各発光ダイオードの上方にパッドのクラスタ（円形パッド、正方形パッド、又は他の形状のパッド）が形成されてもよい。各クラスタ内のパッドの密度（例えば、単位面積当たりのパッドの数、及び／又は単位面積当たりのパッドによって消費される面積）は、位置の関数として変動してもよい。例えば、各パッドクラスタは、パッドクラスタ縁部付近よりもパッドクラスタの中心付近に、より多くのパッド及び／又はより大きいパッドを有してもよい。パッド密度に勾配のあるパッドクラスタ（例えば、ダイオード３８の上にパッドが集中している）などの、勾配のある構造体の使用は、セル３８Ｃ内のホットスポットを円滑に低減させるために役立ち得る。所望であれば、（例えば、バックライトユニット４２内の層９６、レンズ７０、及び／又は他の構造体が、放射された光を構造体８８なしで均質化するように構成されている構成において）構造体８８は省略されてもよい。
【００４７】
図５の例示的な構成では、光拡散体３４と発光ダイオード３８の間に層９６などの部分的反射層（例えば、薄い金属層、誘電体フィルム層の積層体、１つ以上の他の部分的反射層など）が備えられる。層９６は、拡散体３４の下面にコーティングとして形成されてもよく、拡散体３４に埋め込まれてもよく、かつ／又は拡散体３４とは別個であってもよい。層９６から下向きに反射される光は、キャビティ反射体６８によって上向き方向に反射して戻されてもよい。それにより、層９６の存在は、各光線について数又は反射を増強するために役立ち、したがって、発光ダイオードアレイ３６からの放射光が層３４を通過する前に、この光の均質化を強化する。所望であれば、拡散体３４上の拡散コーティング及び／又はバックライトユニット４２内の他の層によって、更に拡散が提供されてもよい（例えば、埋め込まれた光散乱粒子７２を有する拡散体３４の上面のポリマー層から拡散コーティングが形成されてもよい）。光散乱粒子７２の密度は、必要に応じて勾配を有してもよい。
【００４８】
部分的反射層９６が薄膜干渉フィルタ配置を使用して形成される構成では、層９６は誘電体層９６'を含む。層９６の層９６'は、例えば、多様な屈折率の無機層（例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化チタン、他の金属酸化物、窒化物、及び／又は酸窒化物などの材料から形成される、高い屈折率の層と低い屈折率の層が交互に重なる）であってもよい。層９６'は、層９６の透過スペクトルが入射角の関数として変動する薄膜干渉フィルタを形成するように構成されてもよい。これにより、ダイオード３８から発せられた青色光に関連し得る、図６の波長λｂなどの所与の波長λにおける光の透過率Ｔが、その光の層９６に対する入射角に応じて変動する。
【００４９】
図６に示すように、層９６は、ダイオード３８からの光に角度Ａ１（例えば、０°に近く、図５の面法線ｎに平行）で曝露されたときに透過スペクトル１１０を呈してもよく、角度Ａ２付近の角度（例えば、４５°）で進んでいる光については透過スペクトル１１２を示してもよい。入射角の関数としての層９６の透過スペクトルの変動により、λｂの青色光は、入射角Ａ１によって特徴付けられるときには少なくとも部分的には反射され（例えば、透過率Ｔが所与の量よりも小さくなる）、Ａ１より大きいＡ２か、Ａ２より大きい入射角によって特徴付けられるときには、更に反射率が低くなる（例えば、透過率Ｔが所与の量よりも大きくなる）。図６の曲線が示すように、セル３８Ｃの中心の発光ダイオード３８から放射される青色光（例えば、波長λｂの光）のうちの少なくとも一部は、直接上向きに（面法線ｎに平行に）放射されるときは、反射され、したがって、再循環されるが、これに対して、より斜めの角度Ａで放射される青色光は、層９６に当たるときに通過することができる。このことは、セル３８Ｃの中心で放射される光のホットスポットを減少させるために役立ち得る。
【００５０】
各セル３８Ｃの中心の発光ダイオード３８から各セル３８Ｃの周辺部に向かって外へ横方向に拡散される光を捕捉するために役立つように各セル３８Ｃ内の反射体６８の形状を構成することによって、更にホットスポットを減少させ得る。
【００５１】
図７の斜視図に、例示的なセル３８Ｃを覆う反射体６８の一部分の例示的な構成を示す。図７の例に示すように、セル３８Ｃの反射体６８は、反射体６８の壁部の各々が、セル３８Ｃの周辺縁部３８Ｅに沿って、プリント回路６０に対して同じ高さ（例えば、図５の高さＨを参照）まで上がっているように構成されてもよい。その結果、対向するセル角部３８Ｄ間の、各縁部３８Ｅに沿った反射体６８の高さ（縁部３８Ｅ上の点とプリント回路６０の間の距離）は一定であり、反射体６８の各縁部は、直線状のそれぞれのセル縁部３８Ｅに沿う直線に従う。この構成では、Ｘ又はＹ次元に沿って取られたセル３８Ｃの輪郭（例えば、縁部間の輪郭１５２）は、セル縁部３８Ｅに沿った中間の点（例えば、縁部３８Ｅの対向する角部終点間の半分の距離の点）で頂点３８Ｅ'まで上がる。角部間の輪郭１５４などの（それぞれの角部３８Ｄ間の）対角線方向に沿って取られたセル３８Ｃの断面形状は、セル角部３８Ｄで頂点まで上がる。セル縁部間の輪郭線の各頂点（例えば、縁部の中点３８Ｅ'）は、プリント回路６０の上方の、セル角部間の輪郭線の各頂点（縁部３８Ｅの終点に対応する、角部の点３８Ｄ）と同じ距離（図５の高さＨ）に位置する。
【００５２】
図８の例では、セル３８Ｃの反射体６８は、縁部３８Ｅに沿った各点で、反射体６８が同じ高さＨまで上がらないように構成されている。むしろ、縁部３８Ｅは、それらの中点に向かって下がる曲線状の形状を有する。具体的には、各縁部３８Ｅは、角部３８Ｄ（曲線状の縁部３８Ｅの終点）での最大高さＨによって特徴付けられ、かつ、その縁部３８Ｅの中央でＨ未満である最小高さによって特徴付けられる。したがって、対向するセル角部３８Ｄ間の各縁部３８Ｅに沿った反射体６８の高さは一定ではなく、反射体６８の各縁部は、セル縁部３８Ｅに沿って下垂する曲線に従う。Ｘ又はＹ次元に沿って取られた図８のセル３８Ｃの反射体６８の断面形状（例えば、セル縁部間の輪郭１５２）は、セル縁部３８Ｅに沿った中点でＨ未満の高さの頂点３８Ｅ'まで上がり、これに対して、各部間の輪郭１５４などの角部３８Ｄ間の対角線方向に沿って取られたセル３８Ｃの断面形状は、（図７のセル３８Ｃの反射体６８と同様に）セル角部３８Ｄで高さＨの頂点まで上がる。したがって、セル縁部間の輪郭の各頂点（点３８Ｅ'）は、セル角部間の輪郭の各頂点（点３８Ｄ）よりもプリント回路６０に近い所に位置する。
【００５３】
図９は、アレイ３６の一部の上面図である。図７及び８の輪郭１５２などの反射体６８の縁部間の断面形状は、線２０４に沿って取られており、視線の方向は２０６である。図７及び８の輪郭１５４などの反射体６８の各部間の断面形状は、線２００に沿って取られており、視線の方向は２０２である。縁部の点３８Ｅ'は、発光ダイオード３８からＸ方向及びＹ方向の距離ＥＤに位置し、ここでＥＤはセル寸法（セル縁部の長さ）Ｄの半分である。角部点３８Ｄは、発光ダイオード３８から次元２０８に沿った距離ＤＤに位置し、この次元は図９のＸ軸及びＹ軸の両方に対して４５°の角度に配向された軸によって画定される。
【００５４】
図１０及び１１は、アレイ３６内のセル３８Ｃの例示的な反射体構成の側断面図である。
【００５５】
図１０に示される配置は、縁部３８Ｅが真っ直ぐである、図７に示されるタイプの構成に対応する。反射体部分６８−１は、発光ダイオード３８とセル３８Ｃの角部３８Ｄとの間に延びる反射体６８の一部分に対応し、図７のセル３８Ｃの反射体６８の輪郭１５４に一致する曲線状の輪郭を有する。反射体部分６８−２は、発光ダイオード３８とセル３８Ｃの縁部中点３８Ｅ'との間に延びる反射体６８の一部分に対応し、図７のセル３８Ｃの輪郭１５２に一致する曲線状の輪郭を有する。図１０に示すように、このタイプの配置での点３８Ｅ'及び３８Ｄはどちらも、プリント回路６０が存在する平面から距離Ｈに位置する。
【００５６】
図１１に示される配置は、図８に示されるタイプの、縁部３８Ｅが曲線状で、角部３８Ｄ間の位置でプリント回路６０に向かって下方に垂れる構成に対応する。図１１の反射体部分６８−１は、発光ダイオード３８とセル３８Ｃの角部３８Ｄとの間に延びる反射体６８の一部分に対応し、図８のセル３８Ｃの反射体６８の輪郭１５４に一致する曲線状の輪郭を有する。反射体部分６８−２は、発光ダイオード３８とセル３８Ｃの縁部中点３８Ｅ'との間に延びる反射体６８の一部分に対応し、図８のセル３８Ｃの輪郭１５２に一致する曲線状の輪郭を有する。このタイプの配置におけるセル３８Ｃの角部の点３８Ｄは、プリント回路６０が存在する平面から距離Ｈに位置し、点３８Ｅ'などの縁部中点は、プリント回路６０が存在する平面からＨ未満の距離Ｈ'に位置する。
【００５７】
所望であれば、反射体６８はフレネル形状を有してもよく、この形状では、反射体６８は、輪郭１５２又は１５４などの輪郭の対応する部分に一致する輪郭を各々が有する一連の同心円状の環６８−３を有する。フレネルリフレクター構造（反射フレネルレンズ構造）を反射体６８に使用すると、このタイプの配置での反射体６８とプリント回路６０との間の最大の分離は、図７及び８に示されるタイプの構成での反射体６８とプリント回路６０との間の最大の分離よりも小さくなり得るので、プリント回路６０と層９６との間の距離を最小化することができる。
【００５８】
図１２及び１３は、反射体６８の断面形状が、放射された光４４の均質性を高めるために、楕円形又は放物線状の部分を有してもよい様子を示す。
【００５９】
図１２に、セル３８Ｃ内の反射体６８の断面形状の部分に楕円形状を使用したものを示す。図１２に示すように、発光ダイオード３８は位置Ｆ１（層９６における、発光ダイオード３８の反射の位置）で仮想的な像に関連付けられている。この位置は、反射体６８の輪郭の一部分を画定するために使用される楕円の２つの焦点のうちの１つを形成してもよい。図１２の例には、２つの例示的な楕円が示されている。楕円２２０は、第１の焦点Ｆ１及び第２の焦点Ｆ２を有する。楕円２２２は、第１の焦点Ｆ１及び第２の焦点Ｆ２'を有する。焦点Ｆ２及びＦ２'は、層９６の平面内にあってもよい。楕円２２０の部分２２０'は、図７及び８の輪郭１５２などの、反射体６８の縁部間への輪郭を形成してもよい。楕円２２２の部分２２２'は、図７及び８の輪郭１５４などの反射体６８の縁部間の輪郭を形成してもよい。
【００６０】
図１３に、セル３８Ｃ内の反射体６８の断面形状の部分に放物線形状を使用したものを示す。図１３に示すように、反射体６８は、放物線状部分を含む断面形状（例えば、縁部間断面形状及び／又は角部間断面形状）を有してもよい。点ＰＦ１は、反射体６８の輪郭の一部の形状を画定する放物線の焦点に関連付けられていてもよい。放物線の対称軸は、Ｘ軸に対してゼロ以外の角度で（軸２４２によって示されるように）配向されていてもよく、又は他の好適な配向を有してもよい（例えば、水平軸２４０を参照されたい）。所望であれば、放物線の対称軸及び放物線の焦点は、他の好適な位置を有してもよい（例えば、焦点ＰＦ２を参照）。
【００６１】
反射体６８の楕円形及び放物線状輪郭が発光ダイオード３８からの光を各セル３８Ｃの表面上に一様に分布させて、各セル３８Ｃが一様なバックライト照明４４を放射するために役立ち得ることが、光線トレースモデルによって実証されている。所望であれば、反射体６８はその他の形状を有してもよい。反射体６８の部分への楕円形及び放物線状の輪郭の使用は、例示である。
【００６２】
図１４、１５、１６及び１７に、バックライト４２に組み込まれてもよい例示的な層を示す。
【００６３】
バックライト４２内の光学フィルム２６などの光学層は、薄膜干渉フィルタ層を含んでもよい。これらの層は、屈折率が交互に変わる、無機誘電体層及び／又は有機誘電体層の積層体から形成されてもよい（例えば、図１４の層３００の誘電積層体を参照されたい）。薄膜干渉フィルタは、広帯域（白色光）反射体（鏡又は部分鏡と呼ばれる場合もある）を形成してもよく、かつ／又は光の一部の色を他の色よりも多く反射するフィルタを形成してもよい（例えば、平坦ではない可視光反射スペクトルを有するフィルタを形成する）。薄膜干渉フィルタは、反射されない光を透過させるように（例えば、反射されない波長では光透過率が高くなるように）構成されてもよい。図１４の層３００の積層体などの誘電体積層体は、ポリマー若しくはガラス基板上に形成されてもよく、かつ／又は、（例えば、薄膜干渉フィルタコーティング層として）他の機能を行う材料の層と組み合わされてもよい。
【００６４】
所望であれば、光４４をコリメートする際に、輝度向上フィルム（プリズムフィルム、光コリメート層、又は光コリメートプリズム層と呼ばれる場合もある）を使用してもよい。図１５は、例示的なプリズムフィルムの側断面図である。図１５に示すように、プリズムフィルム３０２は、紙面方向に延在し、三角形の断面形状を有する、一連の平行な隆起線３０４を有する。隆起線３０４は、光４４を観察者に向けてコリメートするために役立つように、観察者の方へ上向き（外向き）に面してもよい。
【００６５】
図１６の例示的なマイクロレンズアレイ層３０６などのマイクロレンズアレイ層を使用して、光４４を拡散及び均質化することができる。層３０６は、ディスプレイ１４の厚さを過度に増加させないように比較的薄くてもよい。例えば、層３０６は、厚さ５〜１００マイクロメートル、厚さ１０マイクロメートル以上、又は厚さ１５０マイクロメートル未満であってもよい。図１６の例では、層３０６の上方（外向き）の表面３０９は、凸面マイクロレンズ３０８などの凸レンズのアレイを有し、層３０６の下側（内向き）の表面３１１は、凹面マイクロレンズ３０８などの凹レンズのアレイを有する。一般に、層３０６の表面のいずれかが平面であってもよく、層３０６の表面のいずれかが凸レンズを有してもよく、かつ／又は層３０６の表面のいずれかが凹レンズを有してもよい。図１６の構成は単なる例示である。マイクロレンズ３０８は、約１５〜２５マイクロメートル、１０マイクロメートル以上、３０マイクロメートル未満、又は他の好適な横方向寸法を有してもよく、約３〜２０マイクロメートルの高さを有してもよい。モアレ効果を低減するために、マイクロレンズ３０８に非一様なパターンを使用してもよい。
【００６６】
光学層２６は、１つ以上の光拡散体層を含んでもよい。図１７の例示的な構成では、拡散体又は拡散体層と呼ばれる場合もある光拡散体層３１０は、光散乱粒子３１４（例えば、酸化チタン粒子）が埋め込まれた基板３１２などのポリマー基板を有する。所望であれば、拡散体構成を使用してもよい。
【００６７】
これらの層などの１つ以上の層がバックライト４２に組み込まれたディスプレイ１４の例示的な構成を図１８に示す。図１８の例示的な構成に示すように、バックライトユニット４２は、発光ダイオードアレイ３６などの光源を含んでもよい。アレイ３６からの光（例えば、アレイ３６内の青色発光ダイオードからの青色光）は、アレイ３６の上に積層された層を通って＋Ｚ方向に上向きに通過し、画素アレイ２４のバックライト照明４４としてバックライトユニット４２から出て行く。
【００６８】
図１８のディスプレイ１４のバックライト４２は、拡散体層３１０などの拡散体を有してもよい。拡散体層３１０は、アレイ３６の上方に位置してもよい。拡散体層３１０の下面は、薄膜干渉フィルタ３２０でコーティングされてもよい。青色光を部分的に透過し、かつ部分的に反射するように構成されている、屈折率が交互に変わる誘電体層の積層体（例えば、図１４の誘電積層体を参照）からフィルタ３２０が形成されてもよい。例えば、フィルタ３２０（青色光反射フィルタ又は部分反射フィルタと呼ばれる場合もある）の青色波長での反射率は、５０％と９０％の間、６０％以上、８０％未満、又は他の好適な値であってもよい（例えば、フィルタは、部分透過性青色反射フィルタであってもよく、すなわち青色光に対して部分的に透過性であってもよい）。このフィルタは、赤色と緑色の波長では、青色波長の場合よりも高いか低い反射率を有してもよい。
【００６９】
黄色蛍光体層３１６などの光ルミネセンス層を使用して、アレイ３６の発光ダイオードからの光の少なくとも一部（例えば、アレイ３６内の青色発光ダイオードからの青色光の少なくとも一部）を赤色と緑色の光に変換し、それによって層３１６が白色光バックライト照明４４を放射できるようにしてもよい。赤色と緑色の光の一部は、下向きに放射されてもよい。赤色と緑色の光の横方向の漏れを防止するために、層３１６の下面にフィルタ３１８などの薄膜干渉フィルタが形成されてもよい。フィルタ３１８は、赤色と緑色の光を反射しながら青色光を通過するように構成された誘電体積層体（例えば、図１４の誘電積層体３００）から形成されてもよい（例えば、フィルタ３１８は、青色透過性で赤色及び緑色反射性の薄膜干渉フィルタであってもよい）。
【００７０】
マイクロレンズアレイ層３０６（図１６）が層３１６の上方に位置してもよく、光４４を拡散させてホットスポットを防止するために使用されてもよい。
【００７１】
光４４は、１枚以上のプリズムフィルム３０２を使用して、観察者２０に向かってコリメートしてもよい。図１８の例では、ディスプレイ１４は、２枚のプリズムフィルム３０２を有する。フィルム３０２のプリズムは、互いに直角をなすように配向されてもよい。例えば、下側プリズムフィルムのプリズムがＸ軸に平行であれば、上側プリズムフィルムのプリズムはＹ軸に平行であってもよい。光を再循環させ、それによってバックライト効率を向上させるために役立つように、プリズムフィルム３０２の上方に反射型偏光子３２２が位置してもよい。反射型偏光子３２２は、所与の軸に沿って線形に偏光された光を通過させながら直交偏光を反射（再循環）させてもよい。
【００７２】
一実施形態によれば、複数の画素と、複数の画素のためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトとを含むディスプレイが提供され、バックライトは、光を放射するように構成され、かつ、複数のそれぞれのセルに配置された光源と、複数の画素を通した光源からの光を反射する反射体とを含み、反射体は、放物線部分及び楕円部分からなる群から選択される部分を有する各セル内に断面形状を有する。
【００７３】
別の実施形態によれば、画素は画素のアレイを含み、光源は、それぞれのセルの２次元アレイに配置された、光源の２次元アレイを含む。
【００７４】
別の実施形態によれば、各光源は、少なくとも１つの発光ダイオードを含む。
【００７５】
別の実施形態によれば、ディスプレイは、発光ダイオードのアレイと画素のアレイとの間に介在する光拡散体層と、光拡散体層と発光ダイオードのアレイとの間に介在する部分的反射層とを含む。
【００７６】
別の実施形態によれば、部分的反射層は、角度依存性の光透過特性を有する薄膜干渉フィルタ、コレステリック液晶層、及び屈折率が交互に変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される部分的反射層を含む。
【００７７】
別の実施形態によれば、ディスプレイはプリント回路を含み、発光ダイオードがプリント回路に取り付けられ、各セル内で反射体が発光ダイオードのうちそれぞれの１つを取り囲む４本の直線状縁部を有し、４本の縁部の各々に沿う各点がプリント回路から共通の距離だけ離れている。
【００７８】
別の実施形態によれば、ディスプレイはプリント回路を含み、発光ダイオードがプリント回路に取り付けられ、各セル内で、反射体が４つの角部と、各々が４つの角部のそれぞれの対の間に延在する４本の曲線状の縁部とを有し、４本の曲線状の縁部の各々が、プリント回路から第１の距離だけ離れた終点と、プリント回路から第１の距離よりも短い第２の距離だけ離れた中点を有する。
【００７９】
別の実施形態によれば、ディスプレイは、画素のアレイと発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層を含み、部分的反射層が光拡散体層上のコーティングを含み、反射体が、光沢白色反射体、拡散反射性白色反射体、鏡面反射性白色反射体、薄膜干渉鏡を形成する薄膜誘電体層の積層体、コレステリック液晶層、及び屈折率が交互に変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される反射体を含む。
【００８０】
別の実施形態によれば、反射体は、光沢白色反射体、拡散反射性白色反射体、又は鏡面反射性白色反射体からなる群から選択される反射体を含む。
【００８１】
別の実施形態によれば、反射体は、薄膜干渉鏡を形成する薄膜誘電体層の積層体、コレステリック液晶層、及び屈折率が交互に変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される反射体を含む。
【００８２】
別の実施形態によれば、発光ダイオードは青色発光ダイオードを含み、ディスプレイは、発光ダイオードと画素のアレイとの間に介在する部分的反射層を含む。
【００８３】
別の実施形態によれば、光源は、少なくとも２つの発光ダイオードを含む。
【００８４】
一実施形態によれば、画素のアレイと、画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトとを備えるディスプレイが提供され、バックライトは、光を放射するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを各々が含む発光ダイオードセルの２次元アレイと、画素のアレイを通した発光ダイオードからの光を反射する反射体とを備え、反射体は、放物線状の部分を有する断面形状を各セル内に有する。
【００８５】
別の実施形態によれば、ディスプレイは、画素のアレイと発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層であって、発光ダイオードが青色光を発光するように構成されている、光拡散体層と、角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタを形成する、光拡散体層上のコーティングとを更に含む。
【００８６】
別の実施形態によれば、発光ダイオードは、青色光を放射するように構成される。
【００８７】
別の実施形態によれば、ディスプレイはプリント回路を含み、発光ダイオードはプリント回路に取り付けられ、各セル内で反射体は４つの角部を有し、かつ角部の間に延在する４本の直線状の縁部を有し、４本の直線状の縁部の各々に沿った各点は、プリント回路から共通の距離だけ離れている。
【００８８】
別の実施形態によれば、ディスプレイはプリント回路を含み、発光ダイオードがプリント回路に取り付けられ、各セル内で、反射体が４つの角部と、各々が４つの角部のそれぞれの対の間に延在する４本の曲線状の縁部とを有し、４本の曲線状の縁部の各々が、プリント回路から第１の距離だけ離れた終点と、プリント回路から第１の距離よりも短い第２の距離だけ離れた中点を有する。
【００８９】
別の実施形態によれば、反射体は、薄膜干渉鏡を形成する誘電体層の積層体を有する層及び光沢白色層からなる群から選択される層を含む。
【００９０】
別の実施形態によれば、発光ダイオードは、白色の発光ダイオードを含む。
【００９１】
一実施形態によれば、画素のアレイと、画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトとを備えるディスプレイが提供され、バックライトは、光を放射するように構成され、かつそれぞれのセルの２次元アレイ内に配置された、発光ダイオードの２次元アレイと、画素のアレイを通した発光ダイオードからの光を反射する反射体とを含み、反射体は、楕円形の部分を有する断面形状を各セル内に有する。
【００９２】
別の実施形態によれば、発光ダイオードは青色発光ダイオードを含み、ディスプレイは、画素のアレイと発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層と、角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタを形成する、光拡散体層上のコーティングとを含み、反射体は、薄膜干渉鏡を形成する誘電体層の積層体を有する層及び光沢白色層からなる群から選択される層を含む。
【００９３】
一実施形態によれば、画像を表示するように構成された画素と、画素のためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトとを含むディスプレイが提供され、バックライトは、光を発光するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを各々が含む発光ダイオードセルの２次元アレイと、画素のアレイを通した発光ダイオードからの光を反射する曲線状の断面形状を有する反射体と、記画素と発光ダイオードセルの２次元アレイとの間のマイクロレンズアレイ層とを備える。
【００９４】
別の実施形態によれば、バックライトは、マイクロレンズアレイ層と発光ダイオードセルの２次元アレイとの間の蛍光体層と、蛍光体層と発光ダイオードセルの２次元アレイとの間の拡散体層と、拡散体層上の第１の薄膜干渉フィルタ及び蛍光体層上の第２の薄膜干渉フィルタとを含む。
【００９５】
別の実施形態によれば、バックライトは、蛍光体層と発光ダイオードセルの２次元アレイとの間に拡散体層を含む。
【００９６】
別の実施形態によれば、バックライトは、拡散体層上の第１の薄膜干渉フィルタと、蛍光体層上の第２の薄膜干渉フィルタとを含む。
【００９７】
一実施形態によれば、発光ダイオードは、青色光を発するように構成された青色発光ダイオードを含み、第１の薄膜干渉フィルタが青色光を部分的に透過させるように構成され、第２の薄膜干渉フィルタが、青色光を透過させ、かつ青色光に応答して蛍光体層で生成された赤色と緑色の光を反射するように構成されており、バックライトは、画素とマイクロレンズアレイ層との間の第１及び第２のプリズムフィルムと、第２プリズムフィルムと画素との間の反射型偏光子とを備える。
【００９８】
別の実施形態によれば、第１の薄膜干渉フィルタは、青色光を部分的に透過させるように構成される。
【００９９】
別の実施形態によれば、第２の薄膜干渉フィルタは、青色光を透過させ、青色光に応答して蛍光体層内に生成された赤色と緑色の光を反射するように構成される。
【０１００】
別の実施形態によれば、バックライトは、画素とマイクロレンズアレイ層との間に第１及び第２のプリズムフィルムを含む。
【０１０１】
別の実施形態によれば、バックライトは、第２のプリズムフィルムと画素との間に反射型偏光子を含む。
【０１０２】
前述は、単なる例示に過ぎず、説明された実施形態に対して多様な変更を行うことができる。前述の実施形態は、個別に又は任意の組合せで実施され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020513586.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020513586.tif 000009
【図８】
2020513586.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月27日(2019.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と、
前記複数の画素のためにバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えたディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を照射するように構成されており、かつ複数のそれぞれのセル内に配置された光源と、
前記複数の画素を通した前記光源からの光を反射する反射体と、を含み、
前記反射体が、ある部分を有する断面形状を各セル内に有し、前記ある部分が放物線部分及び楕円部分からなる群から選択される、ディスプレイ。
【請求項２】
前記画素が画素のアレイを含み、前記光源が、前記それぞれのセルの２次元アレイ内に配置された前記光源の２次元アレイを含む、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
各光源が少なくとも１つの発光ダイオードを有する、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記発光ダイオードのアレイと前記画素のアレイとの間に介在する光拡散体層と、
前記光拡散体層と前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する部分的反射層と、を更に備える、請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記部分的反射層が、角度依存性の光透過特性を有する薄膜干渉フィルタ、コレステリック液晶層、及び交互に屈折率が変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される部分的反射層を含む、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が前記発光ダイオードのうちそれぞれの１つを取り囲む４本の直線状縁部を有し、前記４本の縁部の各々に沿う各点が前記プリント回路から共通の距離だけ離れている、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項７】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が４つの角部と、各々が前記４つの角部のそれぞれの対の間に延在する４本の曲線状縁部とを有し、前記４本の曲線状の縁部の各々が、前記プリント回路から第１の距離だけ離れた終点と、前記プリント回路から前記第１の距離より短い第２の距離だけ離れた中点とを有する、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記画素のアレイと前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層を更に備え、前記部分的反射層が前記光拡散体層上のコーティングを含み、前記反射体が、光沢白色反射体、拡散反射性白色反射体、鏡面反射性白色反射体、薄膜干渉鏡を形成する薄膜誘電体層の積層体、コレステリック液晶層、及び屈折率が交互に変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される反射体を含む、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記発光ダイオードが青色発光ダイオードを含み、前記ディスプレイが、前記発光ダイオードと前記画素のアレイとの間に介在する部分的反射層を更に備える、請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
画素のアレイと、
前記画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を放射するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを各々が含む発光ダイオードセルの２次元アレイと、
前記画素のアレイを通した前記発光ダイオードからの光を反射する反射体と、を含み、
前記反射体が、放物線状の部分を有する断面形状を各セル内に有する、ディスプレイ。
【請求項１１】
前記画素のアレイと前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層であって、前記発光ダイオードが青色光を発光するように構成されている、光拡散体層と、
角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタを形成する、前記光拡散体層上のコーティングと、を更に備える、請求項１０に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が４つの角部を有し、かつ前記角部の間に延在する４本の直線状の縁部を有し、前記４本の直線状の縁部の各々に沿った各点が、前記プリント回路から共通の距離だけ離れている、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で、前記反射体が４つの角部と、各々が前記４つの角部のそれぞれの対の間に延在する４本の曲線状の縁部とを有し、前記４本の曲線状の縁部の各々が、前記プリント回路から第１の距離だけ離れた終点と、前記プリント回路から前記第１の距離よりも短い第２の距離だけ離れた中点を有する、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記反射体が、薄膜干渉鏡を形成する誘電体層の積層体を有する層及び光沢白色層からなる群から選択される層を含む、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
前記発光ダイオードが白色発光ダイオードを含む、請求項１０に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
画素のアレイと、前記画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトとを備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を放射するように構成されており、かつそれぞれのセルの２次元アレイ内に配置された、発光ダイオードの２次元アレイと、
前記画素のアレイを通した前記発光ダイオードからの光を反射する反射体と、を含み、
前記反射体が、楕円形の部分を有する断面形状を各セル内に有する、ディスプレイ。
【請求項１７】
前記発光ダイオードが青色発光ダイオードを含み、
前記ディスプレイが、
前記画素のアレイと前記発光ダイオードのアレイとの間に介在する光拡散体層と、
角度依存性の透過率を有する薄膜干渉フィルタを形成する、前記光拡散体層上のコーティングと、を更に備え、
前記反射体が、薄膜干渉鏡を形成する誘電体層の積層体を有する層及び光沢白色層からなる群から選択される層を含む、請求項１６に記載のディスプレイ。
【請求項１８】
画像を表示するように構成された画素と、
前記画素のためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を発光するように構成された少なくとも１つの発光ダイオードを各々が含む発光ダイオードセルの２次元アレイと、
前記画素のアレイを通した前記発光ダイオードからの光を反射する曲線状の断面形状を有する反射体と、
前記画素と前記発光ダイオードセルの２次元アレイとの間のマイクロレンズアレイ層と、
を含む、ディスプレイ。
【請求項１９】
前記バックライトが、
前記マイクロレンズアレイ層と前記発光ダイオードセルの２次元アレイとの間の蛍光体層と、
前記蛍光体層と前記発光ダイオードセルの２次元アレイとの間の拡散体層と、
前記拡散体層上の第１の薄膜干渉フィルタ及び前記蛍光体層上の第２の薄膜干渉フィルタと、を更に含む、請求項１８に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
前記発光ダイオードが、青色光を発するように構成された青色発光ダイオードを含み、前記第１の薄膜干渉フィルタが前記青色光を部分的に透過させるように構成され、前記第２の薄膜干渉フィルタが、前記青色光を透過させ、かつ前記青色光に応答して前記蛍光体層で生成された赤色と緑色の光を反射するように構成されており、前記バックライトが、
前記画素と前記マイクロレンズアレイ層との間の第１及び第２のプリズムフィルムと、
前記第２プリズムフィルムと前記画素との間の反射型偏光子と、
を更に含む、請求項１９に記載のディスプレイ。
【国際調査報告】
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