(57)【要約】  バックライトユニットは、複数の光抽出特徴を有する導光板、その導光板の第２の主面に光学的に結合された少なくとも１つの光源、その第２の主面に近接して位置付けられた後部反射器、および導光板の第１の主面に近接して位置付けられたパターン反射層を備える。そのようなバックライトユニットを含む表示装置および照明装置が、さらに開示されている。
2020532832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトユニットにおいて、
第１の主面、その反対の第２の主面、および複数の光抽出特徴を有する導光板、
前記導光板の第２の主面に光学的に結合された少なくとも１つの光源、
前記導光板の第２の主面に近接して位置付けられた後部反射器、および
前記導光板の第１の主面に近接して位置付けられたパターン反射層であって、少なくとも１つの光反射成分と少なくとも１つの光透過成分を含むパターン反射層、
を備えるバックライトユニット。
【請求項２】
前記導光板がガラスから作られた、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記ガラスが、酸化物基準のモル％で表して、以下の組成：
５０〜９０モル％のＳｉＯ２、
０〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３、
０〜２０モル％のＢ２Ｏ３、および
０〜２５モル％のＲｘＯ、
を含み、
ここで、ｘは２であり、かつＲは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびその組合せから選択され、もしくはｘは１であり、かつＲは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびその組合せから選択される、請求項２記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記導光板が、約０．０１５未満の色ずれΔｙを有する、請求項１から３いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記導光板が、約４５０ｎｍから約６５０ｎｍに及ぶ波長について７５ｍｍの経路長で少なくとも９８％の内部透過率を有する、請求項１から４いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光源が、光学的接着剤層を介して前記導光板の第２の主面に光学的に結合されている、請求項１から５いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光源からの光の第１の分は、全内部反射のために前記導光板の長さに沿って横方向に伝わり、該光の第２の分は、前記パターン反射層と前記後部反射器との間の反射のために、横方向に伝わる、請求項１から６いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光源の上に位置付けられた前記パターン反射層の第１の領域は、光透過成分よりも大きい密度の光反射成分を含む、請求項１から７いずれか１項記載のバックライトユニット。  
【請求項９】
前記パターン反射層が、前記導光板の第１の主面上に配置されている、請求項１から８いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記パターン反射層が、パターン金属フイルムまたは多層誘電体コーティングを含む、請求項９記載のバックライトユニット。
【請求項１１】
前記パターン反射層が、単層または複合層を含む、請求項１から１０いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項１２】
前記複数の光抽出特徴が、前記導光板の第１の主面上、該導光板の第２の主面上、該導光板の母材内、またはその任意の組合せに存在する、請求項１から１１いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項１３】
前記光抽出特徴が、光散乱粒子、レーザ損傷部位、テクスチャ表面特徴、またはその組合せを含む、請求項１から１２いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項１４】
前記導光板が、前記第１の主面上に複数の微細構造をさらに含む、請求項１から１３いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項１５】
請求項１から１４いずれか１項記載のバックライトユニットを備えた表示または照明装置。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１７年８月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／５５１４９３号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、広く、バックライトユニットおよびそのようなバックライトユニットを含む表示装置または照明装置に関し、より詳しくは、パターン化ガラス製導光板およびパターン反射層を備えたバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が、携帯電話、ラップトップ型コンピュータ、電子タブレット、テレビ、およびコンピュータ・モニタなどの様々な電子機器に一般に使用されている。ＬＣＤは、光を生じるためのバックライトユニット（ＢＬＵ）を備えることができ、その光は、次に、所望の画像を生成するために、変換、フィルタリング、および／または偏光され得る。ＢＬＵは、エッジ照明、例えば、導光板（ＬＧＰ）のエッジに結合された光源を備える、または背面照明、例えば、ＬＣＤパネルの背後に配置された二次元配列の光源を備えることがある。
【０００４】
直下型ＢＬＵには、エッジ照明ＢＬＵと比べて改善されたダイナミックコントラストの利点があるであろう。例えば、直下型ＢＬＵを有するディスプレイは、画像に亘り輝度のダイナミックレンジを最適化するために各ＬＥＤの輝度を独立して調節することができる。これは、ローカルディミングとして一般に知られている。しかしながら、所望の光の均一性を達成するために、および／または直下型ＢＬＵにおけるホットスポットを避けるために、光源は、光拡散層からある距離に位置付けられ、それゆえ、ディスプレイ全体の厚さがエッジ照明ＢＬＵの厚さより厚くなることがある。直下型ＢＬＵにおける光の側方拡散を改善するために、ＬＥＤの上に位置付けられたレンズも提案されてきたが、そのような立体配置におけるＬＥＤと拡散層との間の光学距離、例えば、約１５〜２０ｍｍの距離によっても、ディスプレイ全体の厚さが望ましくなく厚くなる、および／またはこれらの組立体により、ＢＬＵの厚さが減少したときに、望ましくない光学的損失が生じることがある。エッジ照明ＢＬＵは、より薄いであろうが、各ＬＥＤからの光は、個々のＬＥＤまたはＬＥＤの群を消しても、ダイナミックコントラスト比に最小の影響しかないようにＬＧＰの広域な領域に広がり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、ＢＬＵにより放出された光の均一性に悪影響を与えずに、ローカルディミング効率が改善された薄型ＢＬＵを提供することが都合よいであろう。また、エッジ照明ＢＬＵのものと同様の薄さを有しつつ、直下型ＢＬＵのものと同様のローカルディミング能力も提供するバックライトを提供することも都合よいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、様々な実施の形態において、第１の主面、その反対の第２の主面、および複数の光抽出特徴を有する導光板；その導光板の第２の主面に光学的に結合された少なくとも１つの光源；その導光板の第２の主面に近接して位置付けられた後部反射器；およびその導光板の第１の主面に近接して位置付けられたパターン反射層であって、少なくとも１つの光反射成分と少なくとも１つの光透過成分を含むパターン反射層を備えるバックライトユニットに関する。そのようなバックライトユニットを含む表示装置および照明装置も、ここに開示されている。
【０００７】
特定の実施の形態において、ＬＧＰはガラスから作られることがある。ＬＧＰは、約０．０１５未満の色ずれΔｙ、約４５０ｎｍから約６５０ｎｍに及ぶ波長について７５ｍｍの経路長で少なくとも９８％の光透過率、および／または約０．１ｍｍから約２ｍｍに及ぶ厚さを有し得る。この少なくとも１つの光源は、いくつかの実施の形態において、ＬＧＰの屈折率の約１０％以内の屈折率を有し得る光学的接着剤層を介して、ＬＧＰの第２の主面に光学的に結合されることがある。少なくとも１つの光源からの光の第１の分は、全内部反射のために導光板の長さに沿って横方向に伝わり得、その光の第２の分は、パターン反射層と後部反射器との間の反射のために、横方向に伝わり得る。
【０００８】
非限定的な実施の形態によれば、その少なくとも１つの光源の上に位置付けられたパターン反射層の第１の領域は、光透過成分よりも大きい密度の光反射成分を含む。この第１の領域の光反射率は、いくつかの実施の形態において、少なくとも約９２％であることがある。そのパターン反射層は、例えば、ＬＧＰの第１の主面上に配置されることがある、パターン金属フイルムまたは多層誘電体コーティングを含むことがある、および／または単層または複合層を含むことがある。
【０００９】
いくつかの実施の形態において、ＬＧＰ上の光抽出特徴は、光散乱粒子、レーザ損傷部位、テクスチャ表面特徴、またはその組合せを含み得る。その光抽出特徴は、ＬＧＰの第１および／または第２の主面上および／またはＬＧＰの母材内に存在することがある。ＬＧＰの第１の主面は、非限定的な実施の形態において、複数の微細構造をさらに含むことがある。これらの微細構造は、少なくとも１つの光源の上に位置付けられた第１の主面のある領域内に位置することがある。
【００１０】
本開示の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたような方法を実施することによって認識されるであろう。
【００１１】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、本開示の様々な実施の形態を提示しており、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する意図があることを理解すべきである。添付図面は、本開示のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、本開示の様々な実施の形態を示しており、説明と共に、本開示の原理および作動を説明する働きをする。
【００１２】
以下の詳細な説明は、以下の図面と共に読んだときに、さらに理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】導光板およびその導光板に光学的に結合された一連の光源を示す説明図
【図２】本開示の特定の実施の形態による例示のパターン反射層を示す説明図
【図３】本開示の様々な実施の形態による例示のＢＬＵの断面図
【図４】本開示の様々な実施の形態による例示のＢＬＵの断面図
【図５Ａ】導光板内の光の側方拡散を示す説明図
【図５Ｂ】導光板内の光の側方拡散を示す説明図
【図６Ａ】あるパターン反射層を備えた例示のＢＬＵの光出力効率をプロットしたグラフ
【図６Ｂ】別のパターン反射層を備えた例示のＢＬＵの光出力効率をプロットしたグラフ
【図６Ｃ】さらに別のパターン反射層を備えた例示のＢＬＵの光出力効率をプロットしたグラフ
【図６Ｄ】また別のパターン反射層を備えた例示のＢＬＵの光出力効率をプロットしたグラフ
【図７】本開示の追加の実施の形態による微細構造でパターン化されたＬＧＰを示す説明図
【図８】光の乱反射を可能にするパターン反射層と直接光学的に接触したＬＧＰを示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の主面、その反対の第２の主面、および複数の光抽出特徴を有する導光板；その導光板の第２の主面に光学的に結合された少なくとも１つの光源；その導光板の第２の主面に近接して位置付けられた後部反射器；およびその導光板の第１の主面に近接して位置付けられたパターン反射層であって、少なくとも１つの光反射成分と少なくとも１つの光透過成分を含むパターン反射層を備えるバックライトユニットが、ここに開示されている。そのようなバックライトユニットを含む表示装置および照明装置も、ここに開示されている。
【００１５】
いくつか例を挙げると、ディスプレイ、照明、および電子機器、例えば、テレビ、コンピュータ、電話、タブレット、および他の表示パネル、照明器具、固体照明、ビルボード、および他の建築要素などの、そのようなバックライトを含む装置も、ここに開示されている。
【００１６】
本開示の様々な実施の形態を、ここに開示されたバックライトユニットの例示の構成要素および態様を示す、図１〜７を参照して、ここに論じる。以下の一般的な説明は、請求項に記載された装置の概要を与える意図があり、様々な態様は、非限定的に示された実施の形態に関して、本開示の全体に亘りより詳しく論じられており、これらの実施の形態は、本開示の脈絡の中で互いに交換可能である。
【００１７】
図１は、例示の導光板（ＬＧＰ）１００およびＬＧＰ１００に光学的に結合された一連の光源１１０の上面図を示している。説明の目的で、光源１１０は、図１のＬＧＰ１００を通して目に見えるが、いくつかの実施の形態において、そうでなくてもよい。異なる光源の位置、サイズ、形状、および／または間隔を含む代わりの構成も、本開示の範囲に入ることが意図されている。例えば、図示された実施の形態は、同じサイズ、形状、および間隔を有する光源１１０の周期的または規則的配列を含む一方で、配列が不規則または非周期的である他の実施の形態が考えられる。
【００１８】
ＬＧＰ１００は、ディスプレイまたは照明用途に応じて変わり得る、長さＬおよび幅Ｗなど、どのような寸法を有してもよい。いくつかの実施の形態において、長さＬは、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約０．１ｍから約５ｍ、約０．５ｍから約２．５ｍ、または約１ｍから約２ｍなど、約０．０１ｍから約１０ｍに及び得る。同様に、幅Ｗは、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約０．１ｍから約５ｍ、約０．５ｍから約２．５ｍ、または約１ｍから約２ｍなど、約０．０１ｍから約１０ｍに及び得る。一連の光源における各光源１１０は、ＬＧＰ１００の寸法およびＬＧＰ１００に沿った光源１１０の数および／または間隔に応じて変わり得る、関連するユニット長さＬ０およびユニット幅Ｗ０を有するユニットブロック（点線で表されている）も画成することがある。非限定的な実施の形態において、ユニット幅Ｗ０および／またはユニット長さＬ０は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約１ｍｍから約１２０ｍｍ、約５ｍｍから約１００ｍｍ、約１０ｍｍから約８０ｍｍ、約２０ｍｍから約７０ｍｍ、約３０ｍｍから約６０ｍｍ、または約４０ｍｍから約５０ｍｍに及ぶなど、約１５０ｍｍ以下であることがある。ＬＧＰの長さＬおよび幅Ｗは、いくつかの実施の形態において、実質的に等しいことがある、またはそれらは異なることがある。同様に、ユニット長さＬ０およびユニット幅Ｗ０は実質的に等しいことがある、またはそれらは異なることがある。
【００１９】
もちろん、長方形のＬＧＰ１００が図１に示されているが、ＬＧＰは、選択された用途に所望の配光を生じるために、必要に応じて、どの規則的なまたは不規則な形状を有してもよいことを理解すべきである。ＬＧＰ１００は、図１に示されたような、４つのエッジを含んでも、４つより多いエッジ、例えば、多辺多角形を有してもよい。他の実施の形態において、ＬＧＰ１００は、４つより少ないエッジ、例えば、三角形を有してもよい。非限定例として、ＬＧＰは、４つのエッジを有する長方形、正方形、または菱形のシートから作られることがあるが、１つ以上の曲線部分またはエッジを有するものを含む、他の形状および構成が、本開示の範囲内に入ることが意図されている。
【００２０】
様々な実施の形態によれば、ＬＧＰは、照明およびディスプレイ用途の技術分野に使用されるどの透明材料から作られてもよい。ここに用いられているように、「透明」という用語は、ＬＧＰが、スペクトルの可視領域（約４２０〜７５０ｎｍ）において５００ｍｍの長さに亘り約８０％超の光透過率を有することを示す意図がある。例えば、例示の透明材料は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約９０％超、約９５％超、または約９９％超の透過率など、５００ｍｍの長さに亘り可視光範囲で約８５％超の透過率を有することがある。特定の実施の形態において、例示の透明材料は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約５５％超、約６０％超、約６５％超、約７０％超、約７５％超、約８０％超、約８５％超、約９０％超、約９５％超、または約９９％超の透過率など、５００ｍｍの長さに亘り紫外線（ＵＶ）領域（約１００〜４００ｎｍ）で約５０％超の光透過率を有することがある。様々な実施の形態によれば、ＬＧＰは、約４５０ｎｍから約６５０ｎｍに及ぶ波長に亘り７５ｍｍの経路長で少なくとも９８％の光透過率を有し得る。
【００２１】
ＬＧＰの光学的性質は、透明材料の屈折率の影響を受けることがある。様々な実施の形態によれば、ＬＧＰは、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約１．３５から約１．７、約１．４から約１．６５、約１．４５から約１．６、または約１．５から約１．５５など、約１．３から約１．８に及ぶ屈折率を有することがある。他の実施の形態において、ＬＧＰは、比較的低レベルの光減衰（例えば、吸収および／または散乱による）を有することがある。ＬＧＰの光減衰（α）は、例えば、約４２０〜７５０ｎｍに及ぶ波長について約５ｄＢ／ｍ未満であることがある。例えば、αは、全ての範囲およびその間の部分的範囲、例えば、約０．２ｄＢ／ｍから約５ｄＢ／ｍを含む、約４ｄＢ／ｍ未満、約３ｄＢ／ｍ未満、約２ｄＢ／ｍ未満、約１ｄＢ／ｍ未満、約０．５ｄＢ／ｍ未満、約０．２ｄＢ／ｍ未満である、またはさらにそれより小さいことがある。
【００２２】
ＬＧＰ１００は、プラスチック、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メチルメタクリレートスチレン（ＭＳ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、または他の類似の材料など、高分子材料から作られることがある。ＬＧＰ１００は、アルミノケイ酸塩、アルカリアルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルカリホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、アルカリアルミノホウケイ酸塩、ソーダ石灰、または他の適切なガラスなど、ガラス材料から作られることもある。ガラス製ライトガイドとして使用するのに適した市販のガラスの非限定例としては、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄからのＥＡＧＬＥ  ＸＧ（登録商標）、Ｌｏｔｕｓ（商標）、Ｗｉｌｌｏｗ（登録商標）、Ｉｒｉｓ（商標）、およびＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスが挙げられる。
【００２３】
いくつかの非限定的なガラス組成物は、約５０モル％から約９０モル％のＳｉＯ２、０モル％から約２０モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％から約２０モル％のＢ２Ｏ３、および０モル％から約２５モル％のＲｘＯを含み得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２であり、またはＲは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、かつｘは１である。いくつかの実施の形態において、ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＞０；０＜ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＜１５；ｘ＝２、かつＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＜１５；ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＜２；ｘ＝２、かつＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ＞−１５；０＜（ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３）＜２５、−１１＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）＜１１、かつ−１５＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ）＜１１；および／または−１＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）＜２、かつ−６＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ）＜１。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、各々１ｐｐｍ未満のＣｏ、Ｎｉ、およびＣｒを含む。いくつかの実施の形態において、Ｆｅの濃度は、約５０ｐｐｍ未満、約２０ｐｐｍ未満、または約１０ｐｐｍ未満である。他の実施の形態において、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約６０ｐｐｍ、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約４０ｐｐｍ、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約２０ｐｐｍ、またはＦｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約１０ｐｐｍ。他の実施の形態において、そのガラスは、約６０モル％から約８０モル％のＳｉＯ２、約０．１モル％から約１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％から約１２モル％のＢ２Ｏ３、および約０．１モル％から約１５モル％のＲｘＯを含み得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２であり、またはＲは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、かつｘは１である。
【００２４】
他の実施の形態において、前記ガラス組成物は、約６５．７９モル％から約７８．１７モル％のＳｉＯ２、約２．９４モル％から約１２．１２モル％のＡｌ２Ｏ３、約０モル％から約１１．１６モル％のＢ２Ｏ３、約０モル％から約２．０６モル％のＬｉ２Ｏ、約３．５２モル％から約１３．２５モル％のＮａ２Ｏ、約０モル％から約４．８３モル％のＫ２Ｏ、約０モル％から約３．０１モル％のＺｎＯ、約０モル％から約８．７２モル％のＭｇＯ、約０モル％から約４．２４モル％のＣａＯ、約０モル％から約６．１７モル％のＳｒＯ、約０モル％から約４．３モル％のＢａＯ、および約０．０７モル％から約０．１１モル％のＳｎＯ２を含み得る。
【００２５】
追加の実施の形態において、前記ガラスは、０．９５と３．２３の間のＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３比を有することがあり、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２である。さらなる実施の形態において、そのガラスは、１．１８と５．６８の間のＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３比を有することがあり、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２である、またはＲは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、かつｘは１である。またさらなる実施の形態において、そのガラスは、−４．２５と４．０の間のＲ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯを有することがあり、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２である。またさらなる実施の形態において、そのガラスは、約６６モル％から約７８モル％のＳｉＯ２、約４モル％から約１１モル％のＡｌ２Ｏ３、約４モル％から約１１モル％のＢ２Ｏ３、約０モル％から約２モル％のＬｉ２Ｏ、約４モル％から約１２モル％のＮａ２Ｏ、約０モル％から約２モル％のＫ２Ｏ、約０モル％から約２モル％のＺｎＯ、約０モル％から約５モル％のＭｇＯ、約０モル％から約２モル％のＣａＯ、約０モル％から約５モル％のＳｒＯ、約０モル％から約２モル％のＢａＯ、および約０モル％から約２モル％のＳｎＯ２を含むことがある。
【００２６】
追加の実施の形態において、前記ガラスは、約７２モル％から約８０モル％のＳｉＯ２、約３モル％から約７モル％のＡｌ２Ｏ３、約０モル％から約２モル％のＢ２Ｏ３、約０モル％から約２モル％のＬｉ２Ｏ、約６モル％から約１５モル％のＮａ２Ｏ、約０モル％から約２モル％のＫ２Ｏ、約０モル％から約２モル％のＺｎＯ、約２モル％から約１０モル％のＭｇＯ、約０モル％から約２モル％のＣａＯ、約０モル％から約２モル％のＳｒＯ、約０モル％から約２モル％のＢａＯ、および約０モル％から約２モル％のＳｎＯ２を含み得る。特定の実施の形態において、そのガラスは、約６０モル％から約８０モル％のＳｉＯ２、約０モル％から約１５モル％のＡｌ２Ｏ３、約０モル％から約１５モル％のＢ２Ｏ３、および約２モル％から約５０モル％のＲｘＯを含み得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、かつｘは２であり、またはＲは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、かつｘは１であり、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約６０ｐｐｍである。
【００２７】
いくつかの実施の形態において、ＬＧＰ１００は、約０．００５から約０．０１５（例えば、約０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１０、０．０１１、０．０１２、０．０１３、０．０１４、または０．０１５）に及ぶなど、０．０１５未満の色ずれΔｙを有し得る。他の実施の形態において、ＬＧＰは、０．００８未満の色ずれを有し得る。色ずれは、色測定のＣＩＥ  １９３１標準を使用して、長さＬに沿ったｘおよびｙ色度座標の変動を測定することによって、特徴付けられることがある。ＬＧＰについて、色ずれΔｙは、Δｙ＝ｙ（Ｌ２）−ｙ（Ｌ１）として報告することができ、式中、Ｌ２およびＬ１は、光源から離れるパネルまたは基板方向に沿ったＺ位置であり、Ｌ２−Ｌ１＝０．５メートルである。例示のＬＧＰは、Δｙ＜０．０１、Δｙ＜０．００５、Δｙ＜０．００３、またはΔｙ＜０．００１を有する。特定の実施の形態によれば、ＬＧＰは、約４２０〜７５０ｎｍに及ぶ波長について、約３ｄＢ／ｍ未満、約２ｄＢ／ｍ未満、約１ｄＢ／ｍ未満、約０．５ｄＢ／ｍ未満、約０．２ｄＢ／ｍ未満である、またはさらにそれより小さいなど、約４ｄＢ／ｍ未満、例えば、約０．２ｄＢ／ｍから約４ｄＢ／ｍに及ぶ光減衰α１（例えば、吸収損失および／または散乱損失による）を有し得る。
【００２８】
ＬＧＰ１００は、いくつかの実施の形態において、化学強化された、例えば、イオン交換されたガラスから作られることがある。イオン交換過程中、ガラスシートの表面またはその近くでのガラスシート内のイオンが、例えば、塩浴からの、それより大きい金属イオンと交換されることがある。ガラス中により大きいイオンが含まれると、表面近くの領域に圧縮応力が生じることによって、シートを強化することができる。その圧縮応力と釣り合うように、ガラスシートの中央領域内に対応する引張応力が誘発され得る。
【００２９】
イオン交換は、例えば、所定の期間に亘りそのガラスを溶融塩浴中に浸漬することによって、行われることがある。例示の塩浴としては、以下に限られないが、ＫＮＯ３、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＲｂＮＯ３、およびその組合せが挙げられる。溶融塩浴の温度および処理期間は様々であり得る。所望の用途にしたがって、時間および温度を決定することは、当業者の能力の範囲内にある。非限定例として、溶融塩浴の温度は、約４００℃から約５００℃など、約４００℃から約８００℃に及ぶことがあり、所定の期間は、約４時間から約１０時間など、約４時間から約２４時間に及ぶことがあるが、他の温度と時間の組合せも想定される。非限定例として、そのガラスは、表面圧縮応力を与える、Ｋが豊富な層を得るために、例えば、約４５０℃で約６時間に亘り、ガラスをＫＮＯ３浴中に浸漬することができる。
【００３０】
例示のパターン反射層１２０の上面図を示す図２を参照すると、その反射層は、光学的性質が異なる少なくとも２つの領域を有することがある。例えば、そのパターン反射層は、光反射成分１２０Ａ（白いドットで表される）を含み得、これは、光透過成分１２０Ｂ（黒いドットで表される）のものより高い光反射率を有することがある、および／または透過成分１２０Ｂは、反射成分１２０Ａのものより大きい光透過率を有することがある。重ねて、説明目的のために、２つの例示の光源１１０が、図２においてパターン反射層１２０を通して目に見えているが、いくつかの実施の形態において、そうでなくてもよい。
【００３１】
反射成分１２０Ａは、金属、誘電材料、インク、高分子、無機酸化物等の無機粒子など、光を反射する、または光の透過を他のやり方で遮断することができるどの材料を含んでも差し支えない。透過成分１２０Ｂは、光学的に透き通った、半透明、および／または透明材料、例えば、ガラス、高分子、透明酸化物、および他の同様の材料など、光が透過できるどの材料を含んでも差し支えない。透過成分は、空気、空の空間または間隙、もしくは反射成分の欠如も表し得る。例えば、パターン金属コーティングにおいて、その金属コーティングは、反射成分１２０Ａを表すことができ、その金属コーティングにおける切れ目または間隙が、透過成分１２０Ｂを表すことができる。
【００３２】
特定の実施の形態において、第１の領域１２５Ａは、図２に示されるように、少なくとも１つの光源１１０に対応する区域において、反射成分１２０Ａがより密集していることがある。第２の領域１２５Ｂは、同様に、図２に示されるように、光源１１０の間の区域において、透過成分１２０Ｂがより密集していることがある。組立ての際に、高反射率および／または低透過率の第１の領域１２５Ａは、一連の光源における各個々の光源１１０の上に位置付けることができ、低反射率および／または高透過率の第２の領域１２５Ｂは、光源に隣接するまたはその間の区域の上に位置付けられることがある。ここに用いられているように、「上に位置付けられる」という用語は、所定の成分または領域が、示された成分または領域と部分的にまたは完全に重複して位置決めされて、位置付けられることを意味する意図がある。
【００３３】
パターン反射層１２０は、ＬＧＰ１００からの光出力を少なくともある程度変更できるどのような層、フイルム、またはコーティングを含んでもよい。いくつかの実施の形態において、パターン反射層１２０は、パターン金属フイルム、多層誘電体フイルム、またはその任意の組合せを含むことがある。特定の例において、パターン反射層１２０の反射および透過成分１２０Ａ、１２０Ｂおよび／または第１と第２の領域１２５Ａ、１２５Ｂは、異なる拡散反射率または正反射率を有することがある。他の実施の形態において、パターン反射層１２０は、ＬＧＰ１００を透過した光の量を調節することがある。例えば、パターン反射層１２０の反射および透過成分１２０Ａ、１２０Ｂおよび／または第１と第２の領域１２５Ａ、１２５Ｂは、異なる光透過率を有することがある。
【００３４】
様々な実施の形態によれば、第１の領域１２５Ａの第１の反射率は約５０％以上であることがあり、第２の領域１２５Ｂの第２の反射率は約２０％以下であることがある。例えば、その第１の反射率は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約５０％から１００％に及ぶなど、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、または少なくとも約９２％であることがある。その第２の反射率は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、０％から約２０％に及ぶなど、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、または約５％以下であることがある。いくつかの実施の形態において、第１の反射率は、第２の反射率より、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約２．５から約２０倍大きいなど、少なくとも約２．５倍大きい、例えば、約３倍大きい、約４倍大きい、約５倍大きい、約１０倍大きい、約１５倍大きい、または約２０倍大きいことがある。パターン反射層１２０の反射率は、例えば、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒから市販されているＵＶ／Ｖｉｓ分光計によって、測定されることがある。
【００３５】
追加の非限定的な実施の形態において、第１の領域１２５Ａの第１の透過率は約５０％以下であることがあり、第２の領域１２５Ｂの第２の透過率は約８０％以上であることがある。例えば、その第１の透過率は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、０％から約５０％に及ぶなど、約５０％以下、約４０％以下、約３０％以下、約２０％以下、または約１０％以下であることがある。その第２の透過率は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約８０％から１００％など、８０％以上、約８５％以上、約９０％以上、または約９５％以上であることがある。いくつかの実施の形態において、第２の透過率は、第１の透過率より、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約１．５から約２０倍大きいなど、少なくとも約１．５倍大きい、例えば、約２倍大きい、約３倍大きい、約４倍大きい、約５倍大きい、約１０倍大きい、約１５倍大きい、または約２０倍大きいことがある。パターン反射層１２０の透過率は、例えば、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒから市販されているＵＶ／Ｖｉｓ分光計によって、測定されることがある。
【００３６】
反射および／または透過成分１２０Ａ、１２０Ｂは、任意の所定のパターンまたはデザインを生じるために、反射層１２０内で位置付けられることがあり、そのパターンまたはデザインは、例えば、無作為または配列された、反復または非反復、均一または不均一であることがある。それゆえ、図２は、反射および透過成分１２０Ａ、１２０Ｂの例示の反復パターンを示しているが、規則的および不規則の両方の他のパターンが使用されてもよく、本開示の範囲に入ることが意図されることを理解すべきである。いくつかの実施の形態において、これらの成分は、勾配、例えば、第１の領域１２５Ａから第２の領域１２５Ｂに、光源から光源の間の区域に、または各ユニットブロックの中心から各ユニットブロックのエッジおよび／または角に、減少する反射率の勾配を形成することがある。追加の実施の形態において、その反射および透過成分は、第１の領域１２５Ａから第２の領域１２５Ｂに、光源から光源の間の区域に、または各ユニットブロックの中心から各ユニットブロックのエッジおよび／または角になど、増加する透過率の勾配を形成することができる。
【００３７】
例示のＢＬＵの断面図を示す図３を参照すると、ＬＧＰ１００は、第１の主面１００Ａおよびその反対の第２の主面１００Ｂを有することがある。様々な実施の形態によれば、その第１の主面は、例えば、ユーザに面する、光透過表面であることがあり、その第２の主面は、例えば、ユーザから見て外を向く、後ろ向きの表面であることがある。それらの主面は、特定の実施の形態において、平面または実質的に平面である、および／または平行または実質的に平行であることがある。特定の実施の形態において、ＬＧＰ１００は、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約３ｍｍ以下の、例えば、約０．１ｍｍから約２．５ｍｍ、約０．３ｍｍから約２ｍｍ、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ、または約０．７ｍｍから約１ｍｍに及ぶ、第１と第２の主面の間に延在する厚さｔを有することがある。
【００３８】
パターン反射層１２０は、ＬＧＰ１００の第１の主面１００Ａに近接して位置付けられることがある。ここに用いられているように、「近接して位置付けられる」という用語およびその変種は、構成要素または層が、特定の表面または列挙された構成要素の近くに位置しているが、必ずしも、その表面または構成要素と直接物理的に接触している必要はないことを意味する意図がある。例えば、図３に示された非限定的な実施の形態において、パターン反射層１２０は、第１の主面１００Ａと直接物理的に接触していない、例えば、これらの２つの構成要素の間に空隙が存在する。しかしながら、いくつかの実施の形態において、パターン反射層１２０は、ＬＧＰ１００の第１の主面１００Ａ上に配置されるなど、ＬＧＰ１００と一体化されていることがある。ここに用いられているように、「上に配置された」という用語およびその変種は、ある構成要素または層が、特定の表面または列挙された構成要素と直接物理的に接触していることを意味する意図がある。他の実施の形態において、これらの２つの構成要素の間に、接着剤層など、１つ以上の層またはフイルムが存在することがある。それゆえ、構成要素Ｂの表面に近接して位置付けられた構成要素Ａは、構成要素Ｂと直接物理的に接触していても、していなくてもよい。
【００３９】
図３は１つのパターン反射層１２０を示しているが、反射層１２０は、多数の片、フイルム、または層を含むことがあることを理解すべきである。例えば、パターン反射層１２０は、多層複合フイルムまたはコーティングであり得る。他の実施の形態において、第１の領域１２５Ａに対応する反射層の部分がＬＧＰ１００に最初に施され、その後、第２の領域１２５Ｂに対応する反射層の部分がＬＧＰに施されてもよく、またはその逆も同様である。あるいは、ＬＧＰ１００の１つ以上の部分の上に第１の光学的性質を有する第１のフイルムまたは層が位置付けられ、その第１のフイルムにより覆われた部分を含む、ＬＧＰ１００の実質的に全てを覆うように、第２の光学的性質を有する第２のフイルムまたは層が重ね合わされることがある。そのような実施の形態において、多層反射層の第１の領域１２５Ａは、第１と第２のフイルムの合わせた光学的性質を有し得る一方で、第２の領域１２５Ｂは、第２のフイルムのみの光学的性質を有し得、またはその逆も同様である。それゆえ、パターン反射層１２０は、所望の光学的効果を達成するために必要に応じて、単一フイルムまたは複合フイルム、単層または多層を含むことがある。
【００４０】
パターン反射層の構成にかかわらず、ここに開示された実施の形態は、第２の領域１２５Ｂ（例えば、より低い反射率および／またはより高い透過率）と比べて第１の領域１２５Ａにおいて異なる光学的性質（例えば、より高い反射率および／またはより低い透過率）を少なくとも１つ有するパターン反射層を含み得ることを理解すべきである。反射および透過成分１２０Ａ、１２０Ｂの面密度は、光源１１０の上に位置付けられた第１の領域１２５Ａに反射成分１２０Ａがより高密度で存在し、光源１１０の間の区域の上に位置付けられた第２の領域１２５Ｂに透過成分１２０Ｂがより低密度で存在するように反射層１２０に亘り変動し得る。さらに、ここに開示されたＢＬＵの実施の形態は、実質的に均一な光を生じることがある、例えば、それらの光源に対応する領域から発せられた光が、それらの光源の間の領域から発せられた光のものと実質的に等しい輝度を有することがある。
【００４１】
図３に示されるように、少なくとも１つの光源１１０は、ＬＧＰ１００の第２の主面１００Ｂに光学的に結合され得る。非限定的な例示の光源としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、例えば、青色発光ＬＥＤ、ＵＶ、または近ＵＶ光、例えば、約１００ｎｍから約５００ｎｍに及ぶ波長を有する光が挙げられる。ここに用いられているように、「光学的に結合された」という用語は、全内部反射のために少なくとも部分的に伝搬する光をＬＧＰに導入するように、光源がＬＧＰの表面に位置付けられていることを意味する意図がある。光源１１０は、図３に示されるように、ＬＧＰ１００と直接物理的に接触していることがある。しかしながら、光源は、ＬＧＰと直接物理的に接触されていなくとも、ＬＧＰに光学的に結合されていることもある。例えば、光学的接着剤層１５０を使用して、図４に示されるように、ＬＧＰ１００の第２の主面１００Ｂに光源１１０を接着してもよい。特定の実施の形態において、その光学的接着剤層は、ＬＧＰ１００に屈折率が一致させられることがある、例えば、５％以内、３％以内、２％以内、１％以内など、ＬＧＰの屈折率の１０％以内の屈折率を有する、またはＬＧＰと同じ屈折率を有することがある。
【００４２】
再び図３を参照すると、ＢＬＵは、ＬＧＰ１００の第２の主面１００Ｂに近接して位置付けられた後部反射器１３０をさらに含み得る。それゆえ、２つの反射器の間で伝わる光の光学距離ＯＤは、パターン反射層１２０と後部反射器１３０との間の距離として定義されることがある。例示の後部反射器１３０の例としては、銀、白金、金、銅などの金属箔；誘電材料、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの高分子；およびチタニア、硫酸バリウムなどの白色無機粒子を含む反射インクが挙げられる。図４にさらに示されるように、バックライトユニットは、１つ以上の補助的光学フイルムおよび／または構造成分など、１つ以上の追加のフイルムまたは成分を含むことがある。例示の補助的光学フイルム１７０としては、以下に限られないが、いくつか例を挙げると、拡散フイルム、プリズムフイルム、例えば、輝度上昇フイルム（ＢＥＦ）、または反射偏光フイルム、例えば、反射型偏光性フイルム（ＤＢＥＦ）が挙げられる。いくつかの実施の形態において、光源１１０および／または後部反射器１３０は、プリント基板１４０上に配置されることがある。拡散フイルム１６０、色変換層１７０（例えば、量子ドットおよび／または蛍光体を含む）、プリズムフイルム１８０、および／または反射偏光フイルム１９０などの補助的光学成分が、パターン反射層１２０と表示パネル２００との間に位置付けられることがある。図４には示されていないが、ここに開示されたＢＬＵは、いくつか例示の構成要素を挙げると、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ、液晶（ＬＣ）層、およびカラーフィルタなど、表示装置および照明装置内に典型的に存在する他の構成要素を含んでも、またはそれらと組み合わされてもよい。
【００４３】
図３に戻ると、光源１１０から発せられた光線が、破線、点線、および実線の矢印で示されている。説明目的のためだけに、透過成分１２０Ｂは、導光板に沿ったそれらの密度を表す様々な寸法の点として、例えば、光源１１０の上は低い密度で、光源１１０から離れると増加する密度での点として示されている。反射および／または透過成分１２０Ａ、１２０Ｂの密度は、構成要素の数および／またはサイズを増減させることによって変えることができる。さらに、反射および／または透過成分１２０Ａ、１２０Ｂは、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形を含むどの形状または形状の組合せ、もしくは直線および／または曲線エッジを有する形状を含むどの他の規則的なまたは不規則な多角形を有してもよい。
【００４４】
ＬＧＰ１００に投入される第１の光線（破線の矢印）は、ＬＧＰ１００内で側方に伝搬せずに、ＬＧＰを直接通って伝わることができ、反射してＬＧＰを通って戻らずに、パターン反射層１２０の透過成分１２０Ｂも通過し、第１の透過光線Ｔ１が生じることがある。ＬＧＰ１００に投入される第２の光線（点線の矢印）は、ＬＧＰ１００内で側方に伝搬せずに、ＬＧＰを直接通って伝わることができるが、パターン反射層１２０内の反射成分１２０Ａに突き当たり、ＬＧＰ１００を通って後部反射器１３０に戻るように伝わることがある。このように、第２の光線は、パターン反射層１２０と後部反射器１３０との間で反射する間に、光学距離ＯＤを一度以上横断するであろう。最終的に、第２の光線は、パターン反射層１２０の透過成分１２０Ｂを通過し、第２の透過光線Ｔ２が生じる。
【００４５】
第３の光線（実線の矢印）は、ＬＧＰ１００に投入することができ、光抽出特徴に突き当たるまたは臨界角未満の入射角でＬＧＰの表面に他の様式で突き当たり、ＬＧＰを通って透過されるまで、全内部反射（ＴＩＲ）のためにＬＧＰ内を伝搬することがある。それゆえ、第３の光線が伝わる光学距離は、ＬＧＰ１００の厚さｔまで減少させることができる。この第３の光線は、ＬＧＰ１００による吸収のためにＴＩＲ中にある程度の光学的損失を経るであろうが、そのような光学的損失は、光学距離ＯＤを伝わる第２の光線のものと比べて比較的小さいであろう。何故ならば、この第３の光線は、より短い垂直および／または水平距離を伝わるからである。特に、光線は、ＬＧＰ１００から出て抽出される前に、複数の光源間の距離（ピッチ）の約半分だけしか伝わらない傾向にある。特定の実施の形態において、その光源のピッチは、図１に関して述べられているように、約１５０ｍｍ以下、またさらには約８０ｍｍ未満でさえあり得る、ユニット幅Ｗ０（図示されている）またはユニット長さ（図示せず）に対応し得る。最終的に、第３の光線は、そのパターン反射層の透過成分１２０Ｂを透過し、第３の透過光線Ｔ３がもたらされる。
【００４６】
全内部反射（ＴＩＲ）は、第１の屈折率を有する第１の材料（例えば、ガラス、プラスチックなど）を伝搬する光が、その第１の屈折率より低い第２の屈折率を有する第２の材料（例えば、空気など）との界面で全反射し得る現象である。ＴＩＲは、屈折率が異なる２つの材料間の界面での光の反射を説明する、スネルの法則：
【００４７】
【数１】
2020532832.tif 000003
【００４８】
を使用して説明できる。スネルの法則にしたがって、ｎ１は、第１の材料の屈折率であり、ｎ２は、第２の材料の屈折率であり、θｉは、界面の法線に対する界面で入射した光の角度（入射角）であり、θｒは、法線に対する屈折した光の屈折角である。屈折角（θｒ）が９０°である場合、例えば、ｓｉｎ（θｒ）＝１である場合、スネルの法則は：
【００４９】
【数２】
2020532832.tif 000004
【００５０】
と表すことができる。これらの条件下での入射角θｉは、臨界角θｃと称されることもある。臨界角より入射角が大きい（θｉ＞θｃ）光は、第１の材料内で全内部反射されるのに対し、臨界角と等しいか小さい入射角（θｉ≦θｃ）を有する光は、第１の材料を透過する。
【００５１】
空気（ｎ１＝１）とガラス（ｎ２＝１．５）との間の例示の界面の場合、臨界角（θｃ）は、４１°と計算できる。それゆえ、ガラス中を伝搬する光が、４１°より大きい入射角で空気とガラスの界面に突き当たった場合、入射光の全ては、その入射角と等しい角度でその界面から反射する。反射光が、第１の界面と同一の屈折率関係を有する第２の界面に遭遇した場合、第２の界面に入射した光は、入射角と等しい反射角で再び反射される。
【００５２】
様々な実施の形態によれば、ＬＧＰ１００の第１および／または第２の主面１００Ａ、１００Ｂは、複数の光抽出特徴によりパターン化されることがある。ここに用いられているように、「パターン化され」という用語は、複数の光抽出特徴が、例えば、無作為または配列された、反復または非反復、均一または不均一であることがある、任意の所定のパターンまたはデザインでＬＧＰの表面上または下に存在することを意味する意図がある。他の実施の形態において、光抽出特徴は、表面に隣接した、例えば、表面の下にある、ＬＧＰの母材内に位置していることがある。例えば、光抽出特徴は、表面に亘り、例えば、粗面または隆起面を構成するテクスチャ表面特徴として、分布していることがある、もしくはＬＧＰまたはその部分の内部とその全体に亘り、例えば、レーザ損傷部位または特徴構造として、分布していることがある。そのような光抽出特徴を作るための適切な方法としては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、マイクロ印刷などの印刷、微細構造化、機械的粗面化、エッチング、射出成形、被覆、レーザ損傷、または任意のその組合せが挙げられる。そのような方法の非限定例としては、例えば、表面の酸エッチング、ＴｉＯ２による表面被覆、および表面上または基板の母材内にレーザの焦点を合わせることによる基板のレーザ損傷が挙げられる。
【００５３】
ＬＧＰは、当該技術分野に公知のどの方法、例えば、各々がここに全て引用される、同時係属および同一出願人の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２１０３／０６３６２２号および同第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０７０７７１号に開示された方法にしたがって、光抽出特徴を作るために処理されることがある。例えば、ＬＧＰの表面は、所望の厚さおよび／または表面品質を達成するために、研削および／または研磨されることがある。次に、その表面は、必要に応じて、洗浄されることがある、および／またはエッチングすべき表面に、その表面をオゾンに暴露するなど、汚染物質を除去する過程が施されることがある。エッチングすべき表面は、非限定的な実施の形態として、酸浴、例えば、約１：１から約９：１に及ぶ比の氷酢酸（ＧＡＡ）およびフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）の混合物に暴露されることがある。エッチング時間は、例えば、約３０秒から約１５分に及ぶことがあり、エッチングは、室温または高温で行われることがある。酸の濃度／比、温度、および／または時間などの工程パラメータは、結果として得られる抽出特徴のサイズ、形状、および分布に影響することがある。所望の表面抽出特徴を達成するために、これらのパラメータを変えることは、当業者の能力の範囲内である。
【００５４】
光抽出特徴パターンは、ＬＧＰ１００の長さおよび幅に沿った光抽出の均一性を改善するために選択されることがあるが、個々の光源に対応するＬＧＰの領域が、より高い強度を有する光を伝送することがある、例えば、ＬＧＰの全体の光出力が均一でないことがあることも可能である。それゆえ、パターン反射層１２０は、光出力をさらに均質化するために、様々な光学的性質を持つ領域で実施されることがある。例えば、パターン反射層１２０は、光源に対応する第１の領域１２５Ａにおける増加した反射率および／または減少した透過率、並びに光源の間の第２の領域１２５Ｂにおける増加した透過率および／または減少した反射率を与えることがある。そのような構成により、ＢＬＵまたは照明または表示装置により生じる光の均一性に悪影響を与えずに、光源に対する拡散フイルムまたは他の光学フイルムをより密接に配置でき、それゆえ、ＢＬＵ全体および結果として得られる照明装置または表示装置をより薄くできるであろう。
【００５５】
直下型ＢＬＵ組立体において、後部反射器とパターン反射層との間の光学距離が小さくなるほど、光反射の回数が増し、これにより、光学的損失が増す。しかしながら、ここに開示されたＢＬＵにおいて、光源に光学的に結合されたＬＧＰが組み込まれることにより、光を側方拡散するための反射器のみに依存する装置と比べて、減少した光学的損失で、ＬＧＰの長さに沿った光の側方拡散を可能にできる。
【００５６】
例えば、光学的損失は、反射材料をＬＧＰ上に直接堆積させるまたは他のやり方でパターン化させる（すなわち、反射材料とＬＧＰとの間にどのような空隙もなく）ことによって最小にされることがあり、ここで、その反射材料は、例えば、図２に示されたパターンなどの拡散反射を可能にするようにパターン化されている。ここに用いられているように、「拡散反射」という用語は、少なくともある程度の光散乱を含み、よって、光線がその反射材料に突き当たったときに、反射光線が多くの方向に様々な角度で広がる（ここでは「ミラー角度」と称される、光が反射器と突き当たる角度で鏡のように反射する１つの角度で反射されるのと対照的に）反射を称する。
【００５７】
図８は、ＬＧＰ１００に直接結合され、拡散反射を可能にするようにパターン化された反射面がどのように光学的損失を最小にできるかを示している。詳しくは、拡散反射を可能にするように作られたパターン反射層１２０は、光線を多数の角度で散乱させ、多くの方向に反射させることができる。これらの反射した光線の多くは、ＬＧＰ１００に結合され、光抽出特徴２１０により抽出されるまで、実質的な損失なくＴＩＲによりＬＧＰ内で伝搬する（例えば、矢印Ｂで示されるように）。対照的に、ミラー角度で反射した光線は、後部反射器１３０までＬＧＰ１００を通り抜ける傾向にあり（例えば、矢印Ａで示されるように）、パターン反射層１２０と後部反射器１３０との間で多数の反射を経て、最終的に損失をもたらす。したがって、光の拡散反射を可能にするパターン反射層１２０とＬＧＰ１００との間の直接的な光学的接触の組合せを含む実施の形態は、光の高度の側方拡散を達成すると同時に、損失を最小にするという利点を提供できる。図８は、ＬＧＰ１００のパターン反射層１２０と反対側に光抽出特徴２１０を示しているが、ここに開示された実施の形態は、光抽出特徴２１０が、ＬＧＰ１００内、および／またはＬＧＰ１００のパターン反射層１２０と同じ側など、１つ以上の他の位置にあるものを含む。
【００５８】
光が反射器だけによって側方拡散される基本組立体、例えば、ＬＧＰを含まない図３の組立体において、入射角（θ）を有する光は、２つの反射層の間で一回以上の反射を経ることによって、垂直距離（ｄ）に亘り横方向距離（Ｘ）を伝わることがある。反射の回数（Ｎ）は、Ｎ＝Ｘ／ｄ＊ｔａｎ（θ）で表すことができる。両方の反射器が９８％の反射率を有するものとすると、Ｎ回の反射後に、光は９８％Ｎの余力を有する。入射角（θ）と比Ｘ／ｄの異なる組合せに関して、下記の表１は反射の回数を示しており、表２は、光出力の残余率を示している。
【００５９】
【表１】
2020532832.tif 000005
【００６０】
【表２】
2020532832.tif 000006
【００６１】
反射器の間の多数の反射による光損失は、比Ｘ／ｄが増加するにつれて、著しく重大になる。先に述べたように、光源間のピッチは、１５０ｍｍほど大きくあり得る。垂直距離が減少するにつれて、比Ｘ／ｄは急激に増加し得、多くの場合、５０を超える。Ｘ／ｄ＝５０のときに、入射角θ＝１０°の光の余力は１％未満である。
【００６２】
図５Ａを参照すると、光線は、放射角θＬＥＤで光源１１０から発せられ、ＬＧＰ１００に入る。その光線は、入射角θＬＧＰでＬＧＰの第１の主面に入射し、この入射角は、臨界角θｃを超えず、したがって、ＬＧＰ１００内でＴＩＲをもたらさない。その光の一部は、ｎがＬＧＰの屈折率であり、ｔがＬＧＰ１００の厚さである、Ｘ１＝ｔ＊ｔａｎ（ｓｉｎ−１（θ）／ｎ））と表される横方向距離Ｘ１だけ伝わり、第１の透過Ｔ１として透過される。その光のより小さい部分は、Ｘ２＝３Ｘ１と表される第２の横方向距離Ｘ２だけ伝わり、第２の透過Ｔ２として透過される。下記の表３は、ＬＧＰの屈折率（ｎ）が１．５であると仮定して、異なる放射角θＬＥＤ＝２０°、４１°、および６０°に関する、第１の反射Ｒ１、第２の反射Ｒ２、第１の透過Ｔ１、および第２の透過Ｔ２の光束のパーセントを列挙している。より高次の反射Ｒ３および透過Ｔ３（図５Ｂ参照）は、全光束が１％未満であるので、取るに足らない。光のほとんどは、放射角とは関係なく、横方向距離Ｘ１だけしか伝われず、Ｔ１として透過され、光の１％未満しかＴ２として透過されない。Ｔ２として透過された光でさえ、図示された構成においては、Ｘ２＝３Ｘ１の最大横方向距離しか伝われない。
【００６３】
【表３】
2020532832.tif 000007
【００６４】
図５Ｂを参照すると、光線は、放射角θＬＥＤが入射角θＬＧＰと実質的に等しいように、ＬＧＰ１００に光学的に結合された光源１１０から発せられる。例えば、屈折率が一致した光学的接着剤を使用した、光学的結合により、光の少なくとも一部が、ＴＩＲのためにＬＧＰの長さに沿って横方向に伝わることができる。光の第１の分は、ｔがＬＧＰ１００の厚さである、Ｘ１＝ｔ＊ｔａｎ（θ）と表される横方向距離Ｘ１だけ伝わり、第１の透過Ｔ１として透過される。光の第２の分は、Ｘ２＝３Ｘ１と表される第２の横方向距離Ｘ２だけ伝わり、第２の透過Ｔ２として透過される。入射角が一旦、臨界角を超えると、例えば、図示された構成において約４２°より大きくなると、光線はＴＩＲを経ることができ、これにより、光は、抽出されてなくなる前に、ＬＧＰ内で著しく大きい横方向距離を伝わることができる。このように、光の第３の分は、ＴＩＲのために距離Ｘ３だけ伝わることができ、第３の透過Ｔ３として透過される。
【００６５】
下記の表４は、ＬＧＰの屈折率（ｎ）が１．５であると仮定して、異なる放射角θＬＥＤ＝２０°および４１°に関する、第１の反射Ｒ１、第２の反射Ｒ２、第１の透過Ｔ１、および第２の透過Ｔ２、第３の反射Ｒ３、および第３の透過Ｔ３の光束のパーセントを列挙している。表３および４の両方において、放射角θＬＥＤ＝２０°について、光のほとんどはＴ１として透過される。しかしながら、表３（光学的結合がない）において、Ｘ１＝０．２３ｔ、および表４（光学的結合がある）において、Ｘ２＝０．３６ｔ、同じ放射角（２０°）の光は、光源に光学的に結合されたＬＧＰ内でより長い横方向距離だけ伝わることを示す。放射角θＬＥＤ＝４１°について、光は、表４のより大きいＴ２およびＴ３の値により示唆されるように、非結合ＬＧＰ（表３）と比べて、光学的に結合されたＬＧＰ（表４）においてずっと長い横方向距離を伝わる。
【００６６】
【表４】
2020532832.tif 000008
【００６７】
図６Ａ〜Ｄを参照すると、後部反射器、パターン化反射器、少なくとも１つのＬＥＤ、およびそれらの反射器の間に位置付けられたＬＧＰを備えたバックライト組立体を比較することによって、光の側方拡散に対するＴＩＲの影響をさらに実証することができる。４つのケースを研究した：
ａ）底部反射器は、９８％のランバート反射率および２％の吸収率を有する；
ｂ）ＬＥＤは、６０％のランバート反射率および４０％の吸収率を有する；
ｃ）ＬＧＰは、ＬＥＤに光学的に結合されており、１．５の屈折率および０．１ｍｍから５ｍｍまで様々な厚さを有するガラスから作られている；
ｄ）パターン化反射器は、４つの異なる性質の内の１つを有する：
ｅ）ケースＩ：９８％の正反射率および２％の吸収率（図６Ａ）；
ｆ）ケースＩＩ：９２％の正反射率および８％の吸収率（図６Ｂ）；
ｇ）ケースＩＩＩ：９８％のランバート反射率および２％の吸収率（図６Ｃ）；または
ｈ）ケースＩＶ：９２％のランバート反射率および８％の吸収率（図６Ｄ）；
ｉ）ＬＧＰを備えた上記組立体を、ＬＧＰを備えず、その代わりに、ＬＧＰの厚さに対応する距離を有する空隙を備えた同一の組立体と比較した。
【００６８】
ＬＧＰ／空隙の厚さの関数として光出力（または利用）効率をプロットした、図６Ａ〜Ｄを参照すると、４つのケースの全てにおいて、空隙を備えた組立体の光出力効率は、厚さｔが減少するにつれて、減少する。それと比べると、ＬＧＰを備えた組立体の光出力効率は、厚さｔが５ｍｍから約０．７ｍｍまで減少するにつれて、増加する。全てのケースにおいて、ＬＧＰを備えた組立体の光出力効率は、約２ｍｍ以下の厚さについて、空隙を備えた組立体のものより著しく高い。より薄い表示装置の消費者需要が増すにつれて、ＢＬＵの全厚を減少させる改良が、同様に望ましい。パターン反射層と後部反射器との間に光学的に結合されたＬＧＰを位置付けることによって、反射器間の距離が減少するにつれて、そうしなければ生じるであろう光学的損失を軽減することができ、ＢＬＵの全厚を効果的に減少させることができる。
【００６９】
図７に示される構成などの追加の実施の形態において、ＬＧＰ１００の第１の主面１００Ａ上に１つ以上の微細構造１０５を備えることが望ましいことがある。これらの微細構造１０５は、いくつかの実施の形態において、光源からの光の側方拡散をさらに促進するために、および／または光源、例えば、ＬＥＤによる吸収のための光学的損失を減少させるために、軸外角度に向けて垂直入射光を向け直すように働くことができる。その光出力効率は、ＬＧＰ上に微細構造を含まない構成と比べて、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約１％から約４％、または約２％から約３％に及ぶなど、５％ほど大きいことがある。
【００７０】
特定の実施の形態において、微細構造１０５は、ピラミッド形を有することがあり、これは、個々の隆起特徴（図示されたような）または線形溝であり得る。隆起した微細構造は、例えば、ガラスおよびプラスチックなど、ＬＧＰと同じかまたは異なる材料から構築することができる。この隆起した微細構造は、例えば、第１の主面１００Ａ上に微細構造を成形またはマイクロ印刷することによって、製造することができる。さらなる実施の形態において、その微細構造は、第１の主面１００Ａ上に刻印するまたはエッチングすることができる。さらなる実施の形態によれば、その微細構造が第１の主面１００Ａと成す底角ΘＭは、全ての範囲およびその間の部分的範囲を含む、約２５°から約３５°、または約３０°など、約２０°から約４０°に及び得る。
【００７１】
ここに開示されたＢＬＵは、以下に限られないが、テレビ、コンピュータ、電話、携帯型装置、ビルボード、または他の表示画面を含む、様々な表示装置に使用することができる。ここに開示されたＢＬＵは、照明器具または固体照明装置など、様々な照明装置にも使用できる。
【００７２】
様々な開示された実施の形態は、その特定の実施の形態に関して記載された特定の特徴、構成要素または工程を含むことがあることが認識されよう。特定の特徴、構成要素または工程は、１つの特定の実施の形態に関して記載されているが、様々な説明されていない組合せまたは順序で、代わりの実施の形態と交換または組合せされることがあることも認識されよう。
【００７３】
ここに用いられているように、名詞は、「少なくとも１つ」の対象を指し、そうではないと明白に示されていない限り、「ただ１つ」に限定されるべきではないことも理解されよう。それゆえ、例えば、「光源」に対する言及は、特に明記のない限り、そのような光源を２つ以上有する例を含む。同様に、「複数」または「一連」は、「２つ以上」を示す意図がある。このように、「複数の光散乱特徴」は、３つ以上のそのような特徴など、２つ以上のそのような特徴を含み、「一連の孔」は、３つ以上のそのような孔など、２つ以上のそのような孔を含む。
【００７４】
範囲は、「約」１つの特定の値から、および／または「約」別の特定の値までとして、ここに表現することができる。そのような範囲が表現された場合、例は、その１つの特定の値から、および／または他方の特定の値までを含む。同様に、値が、先行詞「約」を用いて近似として表現されている場合、その特定の値は別の態様を形成することを理解すべきである。範囲の各々の端点は、他方の端点に関連してと、他方の端点とは関係なくの両方で有意であることがさらに理解されよう。
【００７５】
ここに用いられている「実質的」、「実質的に」という用語、およびその変形は、記載された特徴が、ある値または記載と等しいまたはほぼ等しいことを留意する意図がある。例えば、「実質的に平らな」表面は、平らなまたは実質的に平らな表面を示す意図がある。さらに、「実質的に同様」は、２つの値が等しいまたはほぼ等しいことを示す意図がある。いくつかの実施の形態において、「実質的に同様」は、互いの約５％以内、または互いの約２％以内など、互いの約１０％以内にある値を示すことがある。
【００７６】
特定の実施の形態の様々な特徴、構成要素または工程は、移行句「含む」を使用して開示することができるが、移行句「からなる」または「から実質的になる」を使用して記載できるものを含む代わりの実施の形態が暗示されることを理解すべきである。それゆえ、例えば、Ａ＋Ｂ＋Ｃを含む装置に対して暗示される代替の実施の形態は、装置がＡ＋Ｂ＋Ｃからなる実施の形態、および装置がＡ＋Ｂ＋Ｃから実質的になる実施の形態を含む。
【００７７】
本開示の精神および範囲から逸脱せずに、本開示に様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。本開示の精神および実体を含む開示の実施の形態の改変、組合せ、部分的組合せおよび変更が、当業者に想起されるであろうから、本開示は、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に全てを含むと解釈されるべきである。
【００７８】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７９】
実施形態１
バックライトユニットにおいて、
第１の主面、その反対の第２の主面、および複数の光抽出特徴を有する導光板、
前記導光板の第２の主面に光学的に結合された少なくとも１つの光源、
前記導光板の第２の主面に近接して位置付けられた後部反射器、および
前記導光板の第１の主面に近接して位置付けられたパターン反射層であって、少なくとも１つの光反射成分と少なくとも１つの光透過成分を含むパターン反射層、
を備えるバックライトユニット。
【００８０】
実施形態２
前記導光板がガラスから作られた、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００８１】
実施形態３
前記ガラスが、酸化物基準のモル％で表して、以下の組成：
５０〜９０モル％のＳｉＯ２、
０〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３、
０〜２０モル％のＢ２Ｏ３、および
０〜２５モル％のＲｘＯ、
を含み、
ここで、ｘは２であり、かつＲは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、およびその組合せから選択され、もしくはｘは１であり、かつＲは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、およびその組合せから選択される、実施形態２に記載のバックライトユニット。
【００８２】
実施形態４
前記導光板が、約０．０１５未満の色ずれΔｙを有する、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００８３】
実施形態５
前記導光板が、約４５０ｎｍから約６５０ｎｍに及ぶ波長について７５ｍｍの経路長で少なくとも９８％の内部透過率を有する、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００８４】
実施形態６
前記導光板が、約０．１ｍｍから約２ｍｍに及ぶ厚さを有する、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００８５】
実施形態７
前記少なくとも１つの光源が、光学的接着剤層を介して前記導光板の第２の主面に光学的に結合されている、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００８６】
実施形態８
前記光学的接着剤層が、前記導光板の屈折率の約１０％以内の屈折率を有する、実施形態７に記載のバックライトユニット。
【００８７】
実施形態９
前記少なくとも１つの光源からの光の第１の分は、全内部反射のために前記導光板の長さに沿って横方向に伝わり、該光の第２の分は、前記パターン反射層と前記後部反射器との間の反射のために、横方向に伝わる、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００８８】
実施形態１０
前記少なくとも１つの光源の上に位置付けられた前記パターン反射層の第１の領域は、光透過成分よりも大きい密度の光反射成分を含む、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００８９】
実施形態１１
前記第１の領域の光反射率が少なくとも約９２％である、実施形態１０に記載のバックライトユニット。
【００９０】
実施形態１２
前記パターン反射層が、前記導光板の第１の主面上に配置されている、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００９１】
実施形態１３
前記パターン反射層が、パターン金属フイルムまたは多層誘電体コーティングを含む、実施形態１２に記載のバックライトユニット。
【００９２】
実施形態１４
前記パターン反射層が、単層または複合層を含む、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００９３】
実施形態１５
前記複数の光抽出特徴が、前記導光板の第１の主面上、該導光板の第２の主面上、該導光板の母材内、またはその任意の組合せに存在する、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００９４】
実施形態１６
前記光抽出特徴が、光散乱粒子、レーザ損傷部位、テクスチャ表面特徴、またはその組合せを含む、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００９５】
実施形態１７
前記導光板が、前記第１の主面上に複数の微細構造をさらに含む、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００９６】
実施形態１８
前記複数の微細構造が、前記少なくとも１つの光源の上に位置付けられた前記第１の主面のある領域内に位置する、実施形態１７に記載のバックライトユニット。
【００９７】
実施形態１９
拡散フイルム、プリズムフイルム、色変換フイルム、および反射偏光フイルムの内の少なくとも１つをさらに含む、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【００９８】
実施形態２０
実施形態１に記載のバックライトユニットを備えた表示または照明装置。
【符号の説明】
【００９９】
１００    導光板（ＬＧＰ）
１１０    光源
１２０    反射層
１２０Ａ    光反射成分
１２０Ｂ    光透過成分
１２５Ａ    第１の領域
１２５Ｂ    第２の領域
１３０    後部反射器
１４０    プリント基板
１５０    光学的接着剤層
１６０    拡散フイルム
１７０    色変換層
１８０    プリズムフイルム
１９０    反射変更フイルム
２００    表示パネル
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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