JP2017527077A - ナノワイヤｌｅｄ構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

一体化バックライトユニットは、抽出特徴部の不均一な分布を有する導光板を含みうる。抽出特徴部の不均一の分布は、発光デバイスに近接する抽出特徴部フリー領域によって、および／または、発光デバイスからの距離で変化する抽出特徴部の可変の密度によって提供されうる。加えて、または、代わりに、導光ユニットは、導光ユニットの遠位部よりも発光デバイスアセンブリに近接し、異なる反射性を有する異種の反射性表面を含むことができる。異なる反射性は、鏡面反射性の反射性材料、拡散性の反射性材料、または、光を吸収する材料によって提供されてもよい。抽出特徴部、および／または、異種の反射性表面の不均一な分布は、反射光の輝度均一性を向上すること、および／または、導光ユニット内の温度の分布を制御することに使用されうる。

Description

この出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる２０１４年８月１２日に出願された米国仮出願番号６２／０３６，４２０、２０１４年９月１２日に出願された米国仮出願番号６２／０４９，５２３、２０１４年１２月２３日に出願された米国仮出願番号６２／０９６，２４７、および、２０１５年６月２日に出願された米国仮出願番号６２／１６９，７９５の優先権の利益を主張する。

本発明の実施形態は、一般に半導体発光デバイス、特に一体化バックライトユニット、および、その製造方法に関する。

例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）など発光デバイスは、例えばラップトップまたはＬＥＤテレビの液晶ディスプレイなど、電子ディスプレイに用いられる。従来のＬＥＤユニットは、ＬＥＤを基板に実装し、実装されたＬＥＤを封止し、次に封止されたＬＥＤを光導波路に光学的に結合することによって製造される。従来のＬＥＤユニットの問題のいくつかは、ＬＥＤ発光デバイスアセンブリとの界面に近接する領域の光導波路の局所加熱、導光板から反射される光の輝度の均一性の変化、および／または、導光板の全域にわたる光強度分布および／または温度分布の均一性の一般的な欠如を含みうる。

一体化バックライトユニットは、発光デバイスからの光を発光素子からの光の初期方向に対して、実質的に直交する方向に発光デバイスからの光を反射する抽出特徴部の不均一な分布を有する導光ユニットを含むことができる。抽出特徴部の不均一の分布は、発光デバイスアセンブリに近接する抽出特徴部フリー領域によって、および／または、発光デバイスからの距離で変化する抽出特徴部の可変の密度によって提供されうる。加えて、または、代わりに、導光ユニットは、導光ユニットの遠位部よりも発光デバイスに近接し、異なる反射性を有する異種の反射性表面を含むことができる。異なる反射性は、鏡面反射性の反射性材料、拡散性の反射性材料、または、光を吸収する材料によって提供されてもよい。抽出特徴部、および／または、異種の反射性表面の不均一な分布は、反射光の輝度均一性を向上すること、および／または、導光ユニット内の温度の分布を制御することに使用されうる。

本開示の態様によれば、隙間と隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスとを含む支持体を含む発光デバイスアセンブリを含み、さらに、少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合され、隙間内または隙間に隣接して位置する近接部、および、隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットを含む一体化バックライトユニットが提供される。導光ユニットは、少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成される複数の抽出特徴部を含む。複数の抽出特徴部間の最近傍距離は不均一であり、少なくとも１つの発光デバイスからの距離が増加するにつれて単調に減少する。

本開示の別の態様によれば、隙間と隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスとを含む支持体を含む発光デバイスアセンブリを含み、さらに、少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合され、隙間内または隙間に隣接して位置する近接部、および、隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットを含む一体化バックライトユニットが提供される。導光ユニットは、少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成される複数の抽出特徴部と、複数の抽出特徴部の下にある遠位表面、および、少なくとも１つの発光素子に近接し、遠位表面とは異なる反射性を有する近接表面を含む異種の表面と、を含む。

本開示のさらに別の態様によれば、一体化バックライトユニットの形成の方法が提供される。隙間と、隙間に埋め込まれたまたは隙間に隣接して位置する少なくとも１つの発光デバイスと、を含む支持体を含む発光デバイスアセンブリが提供される。導光ユニットは、少なくとも１つの発光デバイスに光学的に結合される。導光ユニットは、少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成される複数の抽出特徴部の不均一な分布を有する。複数の抽出特徴部間の最近傍距離が、少なくとも１つの発光デバイスからの距離が増加するにつれて単調に減少するように、導光ユニットは配される。

本開示のさらに別の態様によれば、一体化バックライトユニットの形成の方法が提供される。隙間と、隙間に埋め込まれたまたは隙間に隣接して位置する少なくとも１つの発光デバイスと、を含む支持体を含む発光デバイスアセンブリが提供される。導光ユニットの近接部が隙間中または隙間に隣接して配され、導光ユニットの遠位部が隙間の外側に延在するように、導光ユニットは、少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合される。導光ユニットは、少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成される複数の抽出特徴部を含み、さらに異種の表面を含む。異種の表面は、複数の抽出特徴部の下にある遠位表面、および、少なくとも１つの発光素子に近接し、遠位表面とは異なる反射性を有する近接表面を含む。

本開示のさらに別の実施形態によれば、隙間と隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスとを含む支持体を含む発光デバイスアセンブリを含む一体化バックライトユニットが提供される。一体化バックライトユニットは、さらに、少なくとも１つの発光デバイスに光学的に結合され、隙間内または隙間に隣接して位置する近接部、および、隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットを含む。導光ユニットは、導光板の表面上に印刷された幾何学的特徴であり、導光板内を移動する光子の抽出および伝達に影響を及ぼす複数の抽出特徴部を含む。印刷された特徴は、光子を吸収、反射、または、部分的に反射および吸収するように最適化され、少なくとも１つの印刷された幾何学的特徴は、直線形状、曲線形状、多角形形状および湾曲形状から選択された形状を有し、導光板の表面から所望の光学発光パターンを取得するように最適化される。

本開示のさらに別の実施形態によれば、隙間と隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスとを含む支持体を含む発光デバイスアセンブリと、少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合され、隙間内または隙間に隣接して位置する近接部、および、隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットと、を含む一体化バックライトユニットが提供される。導光ユニットは、近接部から離れるにつれて増加する線形の溝密度を有する複数の溝を含み、線形の溝密度は、複数の溝を含み近接部からの距離に直交する方向に沿って面内で数えられた単位長さ当たりの溝の総数である。

本開示の別の実施形態によれば、ライトバー、プリント回路アダプタおよび導光板を含む発光デバイスアセンブリを含む一体化バックライトユニットが提供される。ライトバーは、金属相互接続構造を含む基板ストリップと、基板ストリップの前面に位置する発光デバイスの線形アレイと、基板ストリップの上に位置し、発光デバイスを封止する封止材料層と、を含む。基板ストリップの第１の長手方向側壁と封止材料層の第１の長手方向側壁は、第１の面内にあり、基板ストリップの第２の長手方向側壁と封止材料層の第２の長手方向側壁は、第１の面に平行な第２の面内にある。プリント回路アダプタは、ライトバーへの電気的な接続の提供するように構成される電気的コネクタを含む。導光板は、発光デバイスと光学的に結合され、発光デバイスからの光を反射するように構成される複数の抽出特徴部を含む。

本開示のさらに別の態様によれば、発光デバイスアセンブリを製造する方法が提供される。複数の発光デバイスは、プリント回路ボード基板上に結合される。発光デバイスは、複数の発光デバイスの上に透明封止層を形成することによって封止される。ライトバーは、プリント回路ボード基板、複数の発光デバイス、および、透明封止層のアセンブリをダイシングすることによって形成される。プリント回路アダプタは、ライトバーに取り付けられる。プリント回路アダプタは、ライトバーへの電気的な接続の提供するように構成される電気的コネクタを含む。

本開示のさらに別の態様によれば、一体化バックライトユニットの形成の方法が提供される。基板ストリップと、基板ストリップの前面に位置する発光デバイスの線形アレイと、基板ストリップの上に位置し、発光デバイスを封止する封止材料層と、を含むライトバーが提供される。ライトバーへの電気的な接続を提供するように構成される電気的コネクタを含むプリント回路アダプタにライトバーを取り付けることによって、発光デバイスアセンブリが形成される。導光板は、封止材料層の上面に導光板を取り付けることによって、発光デバイスに光学的に結合され、導光板は、少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成された複数の抽出特徴部を含む。

図１は、本開示の第１の実施形態による第１の例示的な一体化バックライトユニットの上からの視界の概略図である。ソース側反射材料層、リード構造、または、リードを覆う封止マトリクスの部分は、明瞭にするために示されない。

図２は、本開示の第１の実施形態による第１の例示的な一体化バックライトユニットの縦断面図の概略図である。

図３は、本開示の第２の実施形態による第２の例示的な一体化バックライトユニットの縦断面図の概略図である。

図４は、本開示の第３の実施形態による第３の例示的な一体化バックライトユニットの縦断面図の概略図である。

図５は、本開示の第４の実施形態による第４の例示的な一体化バックライトユニットの縦断面図の概略図である。

図６は、本開示の第１の実施形態による第１の例示的な一体化バックライトユニットの第１の変化の縦断面図の概略図である。

図７は、本開示の第２の実施形態による第２の例示的な一体化バックライトユニットの第１の変化の縦断面図の概略図である。

図８は、本開示の第３の実施形態による第３の例示的な一体化バックライトユニットの第１の変化の縦断面図の概略図である。

図９は、本開示の第４の実施形態による第４の例示的な一体化バックライトユニットの第１の変化の縦断面図の概略図である。

図１０は、本開示の第１の実施形態による第１の例示的な一体化バックライトユニットの第２の変化の縦断面図の概略図である。

図１１は、本開示の第２の実施形態による第２の例示的な一体化バックライトユニットの第２の変化の縦断面図の概略図である。

図１２は、本開示の第３の実施形態による第３の例示的な一体化バックライトユニットの第２の変化の縦断面図の概略図である。

図１３は、本開示の第４の実施形態による第４の例示的な一体化バックライトユニットの第２の変化の縦断面図の概略図である。

図１４Ａは、本開示の第５の実施形態による第５の例示的な一体化バックライトユニットの縦断面図の概略図である。

図１４Ｂは、図１４Ａの第５の例示的な一体化バックライトユニット内の導光板の上からの視界である。

図１４Ｃは、図１４Ｂの一部の拡大図である。

図１４Ｄは、図１４Ｃの面Ｄに沿った導光板の縦断面図である。

図１４Ｅは、図１４Ｃの面Ｅに沿った導光板の縦断面図である。

図１４Ｆは、図１４Ｃの面Ｆに沿った導光板の縦断面図である。

図１４Ｇは、図１４Ｃの面Ｇに沿った導光板の縦断面図である。

図１５Ａは、第５の例示的な一体化バックライトユニットの導光板の上からの視界である。

図１５Ｂは、図１５Ａの一部の拡大図である。

図１５Ｃは、図１５Ｂの一部の拡大図である。

図１６は、導光板内の溝の例示的な設計を示す概略図のセットである。

図１７Ａは、本開示の実施形態による発光ダイオードが結合され、その上に透明封止層を有するプリント回路ボード基板の上からの視界である。

図１７Ｂは、図１７Ａのプリント回路ボード構造の縦断面図である。

図１７Ｃは、発光ダイオードを結合するために、フリップチップボンディングが使用される実施形態におけるプリント回路ボード基板のボンディング領域の拡大図である。

図１７Ｄは、発光ダイオードを結合するために、ワイヤボンディングが使用される実施形態におけるプリント回路ボード基板のボンディング領域の拡大図である。

図１８Ａは、本構造の実施形態によるライトバーを形成するための、プリント回路ボードストリップへのダイシング中のプリント回路ボード基板の上からの視界である。

図１８Ｂは、図１８Ａのライトバーのうち１つの縦断面図である。

図１９Ａは、本開示の実施形態によるライトバーの代わりの実施形態の上からの視界である。

図１９Ｂは、図１９Ａのライトバーの縦断面図である。

図２０は、本開示の実施形態によるライトバーの斜視図である。

図２１は、本開示の実施形態によるライトバーおよび電気的界面を構成するためのプリント回路アダプタを含むライトバーアセンブリの側面図である。

図２２は、本開示の実施形態によるライトバーアセンブリを組み込んだ一体化バックライトユニットの概略図である。

図２３は、本開示の実施形態による一体化バックライトユニットの斜視図である。

図２４は、本開示の実施形態による抽出特徴部が存在しない一対のコーナー領域を含む導光板の上からの視界である。

図２５Ａは、ライトバー付近に抽出特徴部の均一な密度を有する比較の導光板の照度プロファイルの上からの視界である。

図２５Ｂは、抽出特徴部がコーナー領域から除去された導光板の照度プロファイルの上からの視界である。

上述したように、本開示は、一体化バックライトユニットおよびその製造方法に関し、その様々な態様が以下に示される。図面全体を通して、同等の要素は同じ参照番号によって示される。図面は、縮尺通りに描かれない。要素の重複がないことが明確に記載されているか、そうでないことが明示的に示されていない限り、要素の単一のインスタンスが書かれていても、要素の複数のインスタンスが複製されてもよい。例えば”第１”、”第２”、および”第３”などの序数は、単に同様の要素を識別するために用いられ、本開示の明細書および特許請求の範囲にわたって異なる序数が用いられてもよい。

ＬＥＤ光源を利用し、均一な照明用途のために意図された従来技術のバックライトの解決策は、以下の制限のうちの１つ以上に起因して、全体の光学システムの効率の低下を経験する：
１．部品の局所加熱に起因する一体化バックライトユニットの信頼性の低下、特に、高角度の光線が影響を及ぼす導光ユニットの領域（ホットスポットの生成）の局所加熱；および
２．位置に応じた、特に発光デバイスからの距離に応じた、および／または、発光デバイスの種類に応じた、光強度の変化に起因する輝度の不均一性。

本明細書で用いられる場合、”一体化バックライトユニット”は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の照明の機能を提供するユニット、または、側面からまたは背面からの背景照明のサブセットを遮ることによって画像を表示する他のデバイスを指す。本明細書で用いられる場合、”発光デバイス”は、可視領域（４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の波長を有する）、赤外領域（８００ｎｍから１μｍの範囲の波長を有する）、または、紫外領域（１０ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を有する）の発光をすることができる任意のデバイスでありうる。本開示の発光デバイスは、当技術分野で知られているような発光ダイオード、具体的に、可視範囲の光を発光する半導体発光ダイオードを含む。

本明細書で用いられる場合、”発光デバイスアセンブリ”は、少なくとも１つの発光デバイスが、少なくとも１つの発光デバイスの安定した機械的支持を提供するように構成される基板、マトリックス、または、任意の他の構造を含むことができる支持構造に対して構造的に固定されるアセンブリを指す。本明細書で用いられる場合、”導光ユニット”は、発光デバイスアセンブリ内の少なくとも１つの発光デバイスから発光された光を１つの方向、または、少なくとも１つの発光デバイスから発光される光の初期方向とは実質的に異なる複数の方向に導くように構成されるユニットを指す。本開示の導光ユニットは、少なくとも１つの発光デバイスから放射される光の初期方向とは異なる方向に沿って光を反射、または、散乱させるように構成されてもよい。１つの実施形態において、本開示の導光ユニットは、導光板を含み、導光板の底面の面法線の周囲の方向に沿って、すなわち、導光板の底面に実質的に直交する方向に、光を反射するように構成されてもよい。本明細書で用いられる場合、２つの方向の間の角度が７５度から１０５度の範囲にある場合、方向は他の方向に対して”実質的に垂直”である。

図１および図２を参照すると、発光デバイスアセンブリ３０、導光ユニット６０、および、基板２００を含む、第１の例示的な一体化バックライトユニット１００が示されている。基板２００は、絶縁体基板、半導体基板、導電性基板、または、それらの組み合わせまたは積層であってもよく、発光デバイスアセンブリに構造的支持を提供することができる任意の剛性構造で置き換えてもよい。基板２００は、任意的な構成要素でありうる。

発光デバイスアセンブリ３０は、内部に隙間１３２を定義する形状を有する支持体（１１７、１０２、１０４）を含みうる。隙間１３２は、側面に向かって開口部１１９を有する空洞である。１つの実施形態において、隙間１３２は、側面の開口部１１９に近接して均一な幅を有しうり、支持体（１１７、１０２、１０４）内に埋め込まれる発光デバイス１１０の数のような、多数の空洞拡張部を、開口部１１９から離れて有しうる。代わりに、複数の発光デバイス１１０がクラスターとして束ねられている場合、空洞拡張部の数は、発光デバイス１１０のクラスターの数と同じでありうる。さらに代わりに、空洞拡張部は、発光デバイス１１０が隙間１３２内で互いに横方向に接触する場合、合併されうる。

１つの実施形態において、隙間１３２の開口部１１９に近接する部分は、均一な幅を有する実質的に矩形の空洞を含みうる。別の実施形態において、隙間１３２の開口部１１９に近接する部分は、導光ユニット６０が精密なアライメントで隙間に挿入されうるように、波形でありうる。隙間１３２の形状は、少なくとも１つの発光デバイス１１０の、それぞれのタイプ、形状、および、特質に適合するように調整されうる。例示的な一例において、少なくとも１つの発光デバイス１１０の埋め込みに適合し、隙間１３２の少なくとも１つの発光デバイス１１０のそれぞれと開口部１１９との間の光路に適合し、隙間１３２への導光ユニット６０の一部の挿入に適合する、スリット形状、円筒形状、円錐形状、多面体形状、ピラミッド形状、または、任意の３次元曲線形状を有する部分を、隙間１３２は含んでもよい。

ソース側反射材料層１１６は、隙間１３２の側壁の少なくとも一部の上に形成されうる。ソース側反射材料層１１６は、例えば銀またはアルミニウムなどの光を反射する材料の層でありうる。１つの実施形態において、ソース側反射材料層１１６は、コーティングとして形成されうる。

支持体（１１７、１０２、１０４）は、モールドリードフレーム、回路ボード、または、少なくとも１つの発光デバイス１１０のそれぞれに電源配線を収容できる任意の構造でありうるリード構造１０２を含みうる。さらに、支持体（１１７、１０２、１０４）は、リード構造１０２から少なくとも１つの発光デバイス１１０の様々なノードへの電気的接続を提供するリード１０４を含みうる。支持体（１１７、１０２、１０４）は、内部に隙間１３２を形成するように成形されうる封止マトリクス１１７をさらに含みうる。１つの実施形態において、封止マトリクス１１７は、プラスチック材料、または、不透明な材料または光学的に透明な材料で作られたポリマーＬＥＤパッケージでありうる。本明細書で用いられる場合、”光学的に透明な材料”は、少なくとも１つの発光デバイス１１０から放射される光の波長において、少なくとも５０％透過する材料を指す。本明細書で用いられる場合、”不透明な材料”は、光学的に透明な材料ではない任意の材料を指す。必要に応じて、封止マトリクス１１７のために、筐体（不図示）が提供されてもよい。

少なくとも１つの発光デバイス１１０のそれぞれは、少なくとも１つの発光デバイス１１０の電気的に活性なノードが、リード１０４に接触するように、隙間１３２に挿入され、支持体（１１７、１０２、１０４）内に埋め込まれうる。それぞれの発光デバイス１１０は、フリップチップボンディングまたはワイヤボンディングのような、ボンディングまたは接続のための任意の適切な技術で、リード１０４に電気的に接続されうる。１つの実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０のそれぞれは、１つ以上の発光半導体素子（例えば赤色、緑色及び青色発光ＬＥＤ；青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび赤色発光蛍光体で覆われた青色ＬＥＤ；または、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび黄色発光蛍光体で覆われた青色発光ＬＥＤなど）を含んでもよい。

１つの実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０は、白色発光ダイオード（例えば、観察者に白色光を発光するように見える、黄色蛍光体で覆われた青色ＬＥＤ）、または、複数の近接したＬＥＤ（例えば、赤色、緑色および青色光を発光する近接したＬＥＤのセット；青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび赤色発光蛍光体で覆われた青色ＬＥＤを含む近接したＬＥＤのセット；または、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび黄色発光蛍光体で覆われた青色ＬＥＤを含む近接したＬＥＤのセット）を含みうる。

少なくとも１つの発光デバイス１１０のそれぞれのために、任意の適切なＬＥＤ構造が利用されてもよい。実施形態において、ＬＥＤは、ナノワイヤベースのＬＥＤであってもよい。ナノワイヤＬＥＤは、典型的に、１つ以上の、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合をベースにする。それぞれのナノワイヤは、第１の導電型（例えば、ｎ型にドープされた）のナノワイヤコアと、動作時に光生成のための活性領域を提供するｐｎ接合またはｐｉｎ接合を形成するための、取り囲む第２の導電型（例えば、ｐ型ドープされた）のシェルを含んでもよい。コアとシェルとの間の中間活性領域は、単一の真性または低濃度にドープされた（例えば、１０^１６ｃｍ^−３未満のドーピングレベル）半導体層、または、例えば異なるバンドギャップの複数の半導体層を含む例えば３〜１０の量子井戸など、１つ以上の量子井戸を含んでもよい。ナノワイヤは、ＬＥＤ構造を形成するために、典型的には、支持基板上に数百、数千、数万、または、それ以上の並んだナノワイヤを含むアレイ状に配される。ナノワイヤは、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体、および／または、ＩＩＩ族窒化物半導体など様々な半導体材料を含んでもよく、適切な材料は、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、Ｇｅ、ＺｎＯ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＢＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＰ：Ｓｉ、ＩｎＧａＰ：Ｚｎ、ＧａＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＡｌＩｎＰ、ＧａＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＳｂ、ＩｎＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＰおよびＳｉを含むが、これに限られない。支持基板は、ＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族半導体、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、石英およびガラスを含んでもよいが、これに限られない。ナノワイヤＬＥＤおよび製造方法に関するさらなる詳細は、例えば、米国特許第７，３９６，６９６号明細書、第７，３３５，９０８号明細書および第７，８２９，４４３号明細書、国際公開第２０１０／０１４０３２号、第２００８／０４８７０４号および第２００７／１０２７８１号、および、スウェーデン特許出願公開ＳＥ１０５０７００−２号明細書に説明されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

代わりに、バルク（すなわち、平面層タイプ）ＬＥＤが、ナノワイヤの代わりに、または、ナノワイヤＬＥＤに加えて用いられてもよい。さらに、無機半導体ナノワイヤまたはバルク発光ダイオードが好ましいが、例えば、レーザー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）（低分子、ポリマー、および／または、燐光発光ベースのＯＬＥＤを含む）、発光電気化学セル（ＬＥＣ）、化学発光、蛍光、陰極ルミネセンス、電子刺激発光（ＥＳＬ）、抵抗白熱フィラメント、白熱ハロゲン、および／または、ガス放電発光デバイスなど、他の発光装置が、代わりに用いられてもよい。それぞれの発光デバイス１１０は、例えば可視など、任意の適切な放射波長（例えば、ピークまたはバンド）を発光してもよい。

任意に、光学的に透明な封止部１１２が、隙間１３２内の少なくとも１つの発光デバイス１１０のそれぞれに形成されうる。さらに、必要に応じて、それぞれの光学的に透明な封止部１１２上、または、少なくとも１つの光学的に透明な封止部１１２のそれぞれの上に、光学発射部１１４が形成されうる。光学的に透明な封止部１１２、または、光学発射部１１４に用いられうる様々な材料は、当技術分野で知られている。

１つの実施形態において、光散乱粒子が、光学的に透明な封止部１１２の材料に埋め込まれうる。光学的に透明な封止部１１２は、様々なエッジライトディスプレイにおいて、導光板（ＬＧＰ）の上の赤色、緑色および青色（ＲＧＢ）の発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイのバーを封止でき、取り付けることができる。ＬＥＤとＬＧＰのバーが、均一な色温度と明るさを生成するバックライトユニット内で組み立てられうるように、ディフューザとも呼ばれる光散乱粒子は、ＬＧＰに入射する個々のＲＧＢ ＬＥＤのエミッタから発光された光線を効果的に混合し、効果的に色を混合するように作用する。１つの実施形態において、ディフューザは、発光の強度を過度に減衰させることなく、ＲＧＢエミッタのアレイの線束の混合を最適化するように選択することができる濃度で、光学的に透明な封止部１１２の材料に混合されうる。

散乱するために用いられる粒子のサイズおよび組成は、光学的に透明な封止部１１２の光学特性を最適化するように選択されうる。１つの実施形態において、酸化チタン（ＴｉＯ_２）が、ＬＥＤのソースのディフューザとされうる。１つの実施形態において、ディフューザ粒子の平均サイズ（例えば、直径）は、より小さいおよびより大きなサイズも用いられうるが、０．５ミクロンから１０ミクロンの範囲とされうる。１つの実施形態において、光学的に透明な封止部の、ディフューザ粒子のための接着材料および封止材料として機能するマトリクス材料として、シリコーンが用いられうる。

封止マトリクス１１７および光学的に透明な封止部１１２のそれぞれは、少なくとも１つの発光デバイス１１０から発光される光の波長において、少なくとも８０％の透過性でありうる。１つの実施形態において、封止マトリクス１１７および光学的に透明な封止部１１２のそれぞれは、少なくとも１つの発光デバイス１１０から発光される光の波長において、８０％〜９９％透過性でありうる。１つの実施形態において、封止マトリクス１１７および光学的に透明な封止部１１２のそれぞれは、可視の波長の範囲において、８０％〜９９％透過性でありうる。例示的な一例において、封止マトリクス１１７および光学的に透明な封止部１１２のための材料は、シリコーン、アクリルポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）（”ＰＭＭＡ”）、および、エポキシから、独立して選択してもよい。少なくとも１つの光学発射部１１４は、存在する場合、シリコーン、ポリマー、および/または、エポキシと混合された蛍光体または染料材料を含んでもよい。１つの実施形態において、当技術分野で知られているようなライトバーが、本開示の発光デバイスアセンブリ３０の代わりに使用されてもよい。

導光ユニット６０は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの光を反射または散乱するように構成される複数の抽出特徴部１２９を含む。複数の光抽出特徴部１２９は、導光ユニット６０の前面に光を反射または散乱する。少なくとも１つの発光デバイス１１０からの光が反射または散乱される一般的な方向は、図２の３つの上方への矢印によって示される。

１つの実施形態において、導光ユニット６０は、実質的に均一な厚さを有する光学的に透明な板でありうる導光板１２０を含みうる。１つの実施形態において、複数の抽出特徴部１２９は、導光板１２０の表面上または内部に位置してもよい。１つの実施形態において、複数の抽出特徴部１２９は、導光板１２０の底面上の幾何学的特徴でありうる。幾何学的特徴は、例えば、導光板１２０の底面の突起、および／または、窪みを含みうる。１つの実施形態において、幾何学的特徴のそれぞれは、例えば、プリズム形状、ピラミッド形状、円柱形状、円錐形状、または、それらの組み合わせを有しうる。幾何学的特徴は、互いに隣接しない個別の特徴であってもよいし、また、連続的な構造を形成するために互いに隣接していてもよい。１つの実施形態において、より小さいおよびより大きい寸法も用いられうるが、光線の初期方向の方向に沿う、それぞれの幾何学的特徴の寸法は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの発光の波長の１／４から、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの発光の波長の約１００倍の範囲でありうる。

複数の抽出特徴部１２９は、導光板１２０内を移動する光子の抽出および伝達に影響を及ぼす、導光板１２０の表面上に印刷された幾何学的特徴でありうる。印刷された特徴は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの光子を吸収、反射、または、部分的に反射および吸収するように、最適化されうる。少なくとも１つの印刷された幾何学的特徴は、直線形状、曲線形状、多角形形状および湾曲形状から選択された形状を有してもよく、導光板１２０の表面から所望の光学発光パターンを取得するように最適化されてもよい。インクジェット、ステンシルまたは他の適切なパターン転写プロセスが、抽出特徴部１２９の所望の幾何学的特徴を形成しうる。適切なポリマーベースまたは溶媒ベースのキャリアは、複数の抽出特徴部１２９のための所望の材料を導光板１２０の表面に供給しうる。複数の抽出特徴部１２９の供給された材料は、吸収性、反射性、または、部分的に透過性でありうる。

導光板１２０の底面に位置する光反射層である背面光反射層１１８を、導光ユニット６０は、さらに含む。背面光反射層１１８は、導光板１２０の下にあるバックプレートとして機能し、少なくとも１つの発光デバイス１００からの光を導光ユニット６０の前面に反射する。背面光反射層１１８は、例えば銀またはアルミニウムなど光反射材料の層、または、フレキシブル層または非フレキシブル層上の光反射材料のコーティングでありうる。１つの実施形態において、背面光反射層１１８は、例えば金属など熱伝導材料を含みうる。１つの実施形態において、背面光反射層１１８の過熱が避けられるように、背面光反射層１１８から基板２００への熱の移動を容易にするための熱伝導層２１０が、背面光反射層１１８と基板２００との間に提供されうる。

導光ユニット６０が、隙間１３２に挿入され、少なくとも１つの発光デバイス１１０に光学的に結合されるように、導光ユニット６０は、隙間１３２に挿入されうる、または、その端部を隙間１３２の開口部１１９の隣に配されうる。図１および図２には、導光ユニット１６０が、隙間１３２に挿入される構成が示されているが、任意の方法で、少なくとも１つの発光デバイス１１０と導光ユニット６０との間に光学的な結合が提供されれば、導光ユニット６０が隙間１３２に隣接して配される構成で、本発明は、実施することができる。一般に、導光ユニット１６０の少なくとも遠位部は、隙間１３２の外側に延在する。

１つの実施形態において、導光ユニット６０の第１の部分は、隙間１３２内に柔軟に配されうり、導光ユニット６０の第２の部分は、隙間１３２の外側に延在する。１つの実施形態において、導光ユニット６０の第２の部分は、隙間１３２の外に突出しうる。導光ユニット６０の第１の部分は、ここで導光ユニット６０の近接部と呼ばれ、導光ユニット６０の第２の部分は、ここで導光ユニット６０の遠位部と呼ばれる。

本開示の実施形態によれば、複数の抽出特徴部１２９の間の最近傍距離は、不均一であり、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離が増加するにつれて単調に減少するように、複数の抽出特徴部１２９のパターンおよび形状は選択される。１つの実施形態において、複数の抽出特徴部１２９の間の最近傍距離は、不均一であり、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離が増加するにつれて単調に減少する。例えば、複数の抽出特徴部１２９の間の最近傍距離は、不均一であり、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘが大きくなるにつれて単調に減少する。

本明細書で用いられる場合、”最近傍距離”は、抽出特徴部１２９の外面の点から選択された第１の点と、他の抽出特徴部の外面の点から選択された第２の点と、の間の最短距離として、抽出特徴部１２９内に含まれる任意の位置について定義される。１つの実施形態において、少なくとも導光ユニット６０の遠位部内で、複数の抽出特徴部１２９の間の最近傍距離は、不均一であり、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離が増加するにつれて狭義に減少する。１つの実施形態において、少なくとも導光ユニット６０の遠位部内で、複数の抽出特徴部１２９の間の最近傍距離は、不均一であり、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘが大きくなるにつれて狭義に減少する。抽出特徴部１２９が互いに隣接している領域内では、最近傍距離はゼロでありうる。

本明細書で用いられる場合、関数のドメインおよび範囲のそれぞれが、実数のサブセットであり、かつ、パラメータの値の増加が、パラメータのすべての値について関数の値に正の変化を生じさせない場合に限り、関数はパラメータの関数として”単調に減少する”。本明細書で用いられる場合、関数のドメインおよび範囲のそれぞれが、実数のサブセットであり、かつ、パラメータの値の増加が、パラメータのすべての値について関数の値に負の変化を生じさせない場合に限り、関数はパラメータの関数として”単調に増加する”。本明細書で用いられる場合、関数のドメインおよび範囲のそれぞれが、実数のサブセットであり、かつ、パラメータの値の増加が、パラメータのすべての値について関数の値に負の変化を生じさせる場合に限り、関数はパラメータの関数として”狭義に減少する”。本明細書で用いられる場合、関数のドメインおよび範囲のそれぞれが、実数のサブセットであり、かつ、パラメータの値の増加が、パラメータのすべての値について関数の値に正の変化を生じさせる場合に限り、関数はパラメータの関数として”狭義に増加する”。

１つの実施形態において、複数の抽出特徴部１２９は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離が測定される水平方向、または、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘが測定される水平方向に垂直な水平方向に沿って横に延在しうる。この場合、任意に選択された任意の抽出特徴部１２９の最近傍距離は、抽出特徴部１２９の局所ピッチｐ（ｘ）として本明細書で定義される、２つの隣接する抽出特徴部１２９に対する２つの距離の小さい方でありうる。１つの実施形態において、特徴抽出部１２９は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離が測定される水平方向に垂直な水平方向に沿って延在するプリズムまたは溝でありうる。１つの実施形態において、複数の伸長特徴部１２９のそれぞれは、同じ方向に沿って延在しうり、最近傍距離は、隣り合う一対の伸長特徴部の間のピッチでありうる。

１つの実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０に最も近接する抽出特徴部１２９から、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの最も遠位にある抽出特徴部まで、最近傍距離は、少なくとも２０％（例えば２０％〜３００％など）変化しうる。別の実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０に最も近接する抽出特徴部１２９から、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの最も遠位にある抽出特徴部まで、最近傍距離は、少なくとも５０％（例えば５０％〜１００％など）変化しうる。さらに別の実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０に最も近接する抽出特徴部１２９から、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの最も遠位にある抽出特徴部まで、最近傍距離は、少なくとも２倍に変化しうる。

抽出特徴部１２９が、発光デバイス１２９の異なるタイプに対して異なる最近傍距離を有する場合、発光デバイス１１０が選択されうり、選択された発光デバイス１１０からの光を散乱または反射するように構成される、抽出特徴部１２９の対応するセットが識別されうる。最近傍距離は、それぞれの発光デバイス１１０のための抽出特徴部１２９の対応するセットについて計算されうる。例えば、少なくとも１つの発光デバイス１１０は、第１のピーク波長の光を発光する第１の発光デバイス、および、第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長の光を発光する第２の発光デバイスを含む複数の発光デバイス１１０でありうる。この場合、第１の発光デバイスからの光の経路内の複数の抽出特徴部１２９の第１のサブセットと、第２の発光デバイスからの光の経路内の複数の抽出特徴部１２９の第２のサブセットとは、それぞれの発光デバイスからの距離の関数として、形状、サイズ、および／または、最近傍距離の分布が異なりうる。この場合、複数の抽出特徴部１２９の第１のサブセットの最近傍距離と、複数の抽出特徴部１２９の第２のサブセットの最近傍距離とは、対応する少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離の、または、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘの、異なる単調減少関数でありうる。同じ幾何学的特徴は、２タイプよりも多い発光デバイス１１０の場合に適用されうり、および/または、２タイプよりも多い抽出特徴部１２９が用いられる。

本開示の実施形態によれば、複数の抽出特徴部１２９のパターンおよび形状は、複数の抽出特徴部１２９が不均一に分布されるように選択される。特に、複数の抽出特徴部１２９は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離とともに単調に増加する可変の密度で分布されうる。この場合、抽出特徴部１２９の密度は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離とともに、または、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘとともに単調に増加しうる。１つの実施形態において、抽出特徴部１２９の密度は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離とともに、または、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘとともに狭義に増加しうる。

本明細書で用いられる場合、抽出特徴部１２９の密度は、単位面積当たりの抽出特徴部１２９の総面積として定義されうる巨視的な量である。抽出特徴部１２９の密度は、抽出特徴部１２９を含む任意の点で測定されうる。単位面積のサイズは、統計的に有意な数（例えば、１０よりも大きい）の抽出特徴部１２９を含むように選択されうる。抽出特徴部１２９が、ランダムに分布している場合、抽出特徴部１２９の密度の統計的ばらつきを避け、滑らかに変化する巨視的な量として抽出特徴部１２９の密度を計算するために、当技術分野で知られている任意の数学的、および／または、統計的な技術が用いられうる。抽出特徴部１２９が、異なるタイプの発光デバイス１２９のための異なる密度を有する場合、抽出特徴部１２９の密度は、抽出特徴部１２９の密度の計算の目的ために選択された発光デバイス１１０からの光を散乱または反射する抽出特徴部１２９のみを用いることによって、それぞれの発光デバイス１２９について計算されうる。

１つの実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０に最も近接する抽出特徴部１２９から、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの最も遠位にある抽出特徴部まで、抽出特徴部１２９の密度は、少なくとも２０％（例えば２０％〜３００％など）変化しうる。別の実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０に最も近接する抽出特徴部１２９から、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの最も遠位にある抽出特徴部まで、抽出特徴部１２９の密度は、少なくとも５０％（例えば５０％から〜１００％など）変化しうる。さらに別の実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０に最も近接する抽出特徴部１２９から、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの最も遠位にある抽出特徴部まで、抽出特徴部１２９の密度は、少なくとも２倍に変化しうる。

１つの実施形態において、複数のタイプが、発光デバイス１１０、および/または、抽出特徴部１２９のために存在しうる。例えば、少なくとも１つの発光デバイス１１０は、第１のピーク波長の光を発光する第１の発光デバイス、および、第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長の光を発光する第２の発光デバイスを含む複数の発光デバイス１１０でありうる。この場合、第１の発光デバイスからの光の経路内の複数の抽出特徴部１２９の第１のサブセットと、第２の発光デバイスからの光の経路内の複数の抽出特徴部１２９の第２のサブセットとは、それぞれの発光デバイスからの距離の関数として、形状、サイズ、および／または、最近傍距離の分布が異なりうる。この場合、複数の抽出特徴部１２９の第１のサブセットの抽出特徴部１２９の密度と、複数の抽出特徴部１２９の第２のサブセットの抽出特徴部１２９の密度と、のそれぞれは、対応する少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離の、または、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘの、単調増加関数でありうる。同じ幾何学的特徴は、２タイプよりも多い発光デバイス１１０の場合に適用されうり、および/または、２タイプよりも多い抽出特徴部１２９が用いられる。

１つの実施形態において、隙間１３２の開口部１１９に隣接して位置する導光ユニット６０の一部内に、抽出特徴部フリー領域１２１が、提供されうる。例えば、抽出特徴部フリー領域１２１は、導光ユニット６０の遠位部内に提供されうる。この場合、抽出特徴部フリー領域１２１は、導光ユニット６０の近接部に隣接する導光ユニット６０の遠位部内に位置しうる。抽出特徴部フリー領域１２１は、複数の抽出特徴部１２９のいずれも含まない。換言すると、抽出特徴部フリー領域１２１内に、抽出特徴部１２９は存在しない。１つの実施形態において、抽出特徴部フリー領域１２１は、導光ユニット６０の遠位部の総延長Ｌの少なくとも５％（例えば５％〜５０％など）の長さを有しうる。別の実施形態において、抽出特徴部フリー領域１２１は、導光ユニット６０の遠位部の総延長Ｌの少なくとも１０％（例えば１０％〜４０％など）の長さを有しうる。さらに別の実施形態において、抽出特徴部フリー領域１２１は、導光ユニット６０の遠位部の総延長Ｌの少なくとも２０％（例えば２０％〜３０％など）の長さを有しうる。

総延長Ｌは、より小さいおよびより大きい距離も総延長Ｌに用いられうるが、５ｍｍから５０ｍｍの範囲とされうる。１つの実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの光の方向を含む水平方向に沿って測定して、抽出フリー領域１２１の長さは、複数の抽出特徴部１２９の最近傍距離のうち最大値の２倍よりも大きくなりうる。別の実施形態において、抽出フリー領域１２１の長さは、複数の抽出特徴部１２９の最近傍距離のうち最大値の１０倍（例えば１０倍〜１０００倍など）よりも大きくなりうる。さらに別の実施形態において、抽出フリー領域１２１の長さは、複数の抽出特徴部１２９の最近傍距離のうち最大値の１００倍（例えば１００倍〜３００倍など）よりも大きくなりうる。さらに別の実施形態において、抽出フリー領域１２１の長さは、０．５ｍｍよりも大きくなりうる。

例示的な一体化バックライトユニットのいずれかの製造中に、導光ユニット６０は、例えば、導光ユニット６０を隙間１３２内にスライドさせることによって、隙間１３２内および少なくとも１つの発光デバイス１１０上に配されうる。代わりに、導光板１２０と少なくとも１つの発光デバイス１１０との間に光学的な結合が、提供される限り、導光ユニット６０の導光板１２０は、封止マトリクス１１７と突き合わせ接触を形成できる。

図３を参照すると、第２の例示的な一体化バックライトユニット１００は、導光ユニット６０のバックプレート（１５０、１１８）上に異種の表面を提供することによって、第１の一体化バックライトユニット１００から派生しうる。第２の例示的な一体化バックライトユニット１００において、第１の一体化バックライトユニット１００の背面光反射層１１８が、鏡面反射性の反射材料層１５０と、背面光反射層１１８と、の組み合わせを含むバックプレート（１５０、１１８）に置き換えられる。鏡面反射性の反射材料層１５０は、鏡面反射性の反射材料を含む。本明細書で用いられる場合、”鏡面反射性の反射”は、入射の角度が反射の角度と同じである面からの光の鏡のような反射を指す。”鏡面反射性の反射材料”は、鏡面反射性の反射を提供する材料を指す。鏡面反射性の反射を提供するために、鏡面反射性の反射材料層１５０の表面に、適切な表面仕上げが、提供されてもよい。鏡面反射性の反射材料層１５０は、鏡として使用するために適切な任意の材料が含まれうる。

１つの実施形態において、鏡面反射性の反射材料層１５０の反射率は、背面光反射層１１８の反射率よりも大きくてもよい。例示的な一例において、背面光反射層１１８は、アルミニウム層またはアルミニウムのコーティングの層を含んでもよく、鏡面反射性の反射材料層１５０は、金層、銀層、金のコーティングまたは銀のコーティングを含んでもよい。

バックプレート（１５０、１１８）は、導光板１２０の下にあり、導光板１２０の底面に近接した異種の表面を有する。バックプレート（１５０、１１８）の異種の表面は、導光板１２０の底面に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。複数の抽出特徴部１２９が、導光板１２０の底面に存在する場合、バックプレート（１５０、１１８）は、複数の抽出特徴部に接触しうる。特に、バックプレート（１５０、１１８）の異種の表面は、複数の抽出特徴部１２９の下にあり、任意に複数の抽出特徴部１２９と接触する（背面光反射層１１８の上面である）遠位表面と、少なくとも１つの発光デバイス１１０に遠位表面よりも近く、遠位表面とは異なる反射性を有する（鏡面反射性の反射材料層１５０の上面である）近接表面と、を含みうる。１つの実施形態において、近接表面の反射性は、遠位表面の反射性よりも大きくなりうる。

１つの実施形態において、鏡面反射性の反射材料層１５０は、抽出特徴部フリー領域１２１の領域内に位置してもよい。鏡面反射性の反射材料層１５０は、少なくとも１つの発光デバイス１１０に近接するバックプレート（１５０、１１８）の一部からの光の反射を増加でき、バックプレート（１５０、１１８）の加熱を低減でき、それによって、第２の例示的な一体化バックライトユニット１００の信頼性を向上する。さらに、抽出特徴部１２９が、鏡面反射性の反射材料層１５０の上に存在しない場合、抽出特徴部フリー領域１２１の抽出特徴部１２９の欠如は、少なくとも１つの発光デバイス１１０に近接するバックプレート（１５０、１１８）の一部の加熱を低減できる。

図４を参照すると、第３の例示的な一体化バックライトユニット１００は、導光ユニット６０のバックプレート（１７０、１１８）上に異種の表面を提供することによって、第１の一体化バックライトユニット１００から派生しうる。第３の例示的な一体化バックライトユニット１００において、第１の一体化バックライトユニット１００の背面光反射層１１８が、拡散性の反射材料層１７０と、背面光反射層１１８と、の組み合わせを含むバックプレート（１７０、１１８）に置き換えられる。拡散性の反射材料層１７０は、拡散性の反射材料を含む。本明細書で用いられる場合、”拡散性の反射”は、入射光線が多くの異なる角度で反射されるような、表面からの光の反射を指す。”拡散性の反射材料”は、拡散性の反射を提供する材料を指す。拡散性の反射を提供するために、拡散性の反射材料層１７０の表面に、適切な表面仕上げが、提供されてもよい。拡散性の反射材料層１７０は、当技術分野で知られている任意の光拡散材料を含みうる。拡散性の反射材料層１７０の反射率は、背面光反射層１１８の反射率よりも大きくてもよく、同じかまたは小さくてもよい。

バックプレート（１７０、１１８）は、導光板１２０の下にあり、導光板１２０の底面に近接した異種の表面を有する。バックプレート（１７０、１１８）の異種の表面は、導光板１２０の底面に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。複数の抽出特徴部１２９が、導光板１２０の底面に存在する場合、バックプレート（１７０、１１８）は、複数の抽出特徴部に接触しうる。特に、バックプレート（１７０、１１８）の異種の表面は、複数の抽出特徴部１２９の下にあり、任意に複数の抽出特徴部１２９と接触する（背面光反射層１１８の上面である）遠位表面と、少なくとも１つの発光デバイス１１０に遠位表面よりも近く、遠位表面とは異なる反射性を有する（拡散性の反射材料層１７０の上面である）近接表面と、を含みうる。近接表面の反射性は、遠位表面の反射性よりも大きくてもよく、同じでもよく、また、小さくてもよい。

１つの実施形態において、拡散性の反射材料層１７０は、抽出特徴部フリー領域１２１の領域内に位置してもよい。拡散性の反射材料層１７０は、少なくとも１つの発光デバイス１１０に近接するバックプレート（１７０、１１８）の一部からの光の反射を増加してもよく、バックプレート（１７０、１１８）の加熱を低減してもよく、それによって、第２の例示的な一体化バックライトユニット１００の信頼性を向上する。さらに、抽出特徴部１２９が、拡散性の反射材料層１７０の上に存在しない場合、抽出特徴部フリー領域１２１の抽出特徴部１２９の欠如は、少なくとも１つの発光デバイス１１０に近接するバックプレート（１７０、１１８）の一部の加熱を低減できる。

図５を参照すると、第４の例示的な一体化バックライトユニット１００は、導光ユニット６０のバックプレート（１８０、１１８）上に異種の表面を提供することによって、第１の一体化バックライトユニット１００から派生しうる。第４の例示的な一体化バックライトユニット１００において、第１の一体化バックライトユニット１００の背面光反射層１１８が、光吸収材料層１８０と、背面光反射層１１８と、の組み合わせを含むバックプレート（１８０、１１８）に置き換えられる。光吸収材料層１８０は、光吸収材料を含む。本明細書で用いられる場合、”光吸収材料”は、少なくとも１つの発光デバイス１１０から発光された、または、光学発射部１１４で改質された光の波長でありうる、その上に当たる光の波長において、０．５よりも小さい反射率を有する材料を指す。光吸収の特性を提供するために、光吸収材料層１８０の表面に、適切な表面仕上げが、提供されてもよい。光吸収材料層１８０は、黒インク、黒色塗料および黒色テープを含む、当技術分野で公知の任意の光吸収材料を含むことができるが、これらに限定されるものではない。光吸収材料層１８０の反射率は、背面光反射層１１８の反射率よりも小さい。

バックプレート（１８０、１１８）は、導光板１２０の下にあり、導光板１２０の底面に近接した異種の表面を有する。バックプレート（１８０、１１８）の異種の表面は、導光板１２０の底面に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。複数の抽出特徴部１２９が、導光板１２０の底面に存在する場合、バックプレート（１８０、１１８）は、複数の抽出特徴部に接触しうる。特に、バックプレート（１８０、１１８）の異種の表面は、複数の抽出特徴部１２９の下にあり、任意に複数の抽出特徴部１２９と接触する（背面光反射層１１８の上面である）遠位表面と、少なくとも１つの発光デバイス１１０に遠位表面よりも近く、遠位表面とは異なる反射性を有する（光吸収材料層１８０の上面である）近接表面と、を含みうる。１つの実施形態において、近接表面の反射性は、遠位表面の反射性よりも小さくなりうる。

１つの実施形態において、光吸収材料層１８０は、抽出特徴部フリー領域１２１の領域内に位置してもよい。光吸収材料層１８０は、少なくとも１つの発光デバイス１１０から発光される光の高角度反射を低減する。したがって、光吸収材料層１８０の上にある導光板１２０の一部を通過する光は、より小さな角度広がりを有し、したがって、抽出特徴部１２９から反射または散乱された光は、より指向性があり、すなわち、より小さな角度広がりを有しうる。この場合、第４の例示的な一体化バックライトユニット１００の輝度均一性は、バックプレート（１８０、１１８）の構成要素として光吸収材料層１８０を用いない同等のユニットに対して向上できる。抽出特徴部１２９が、光吸収材料層１８０の上に存在しない場合、抽出特徴部フリー領域１２１の抽出特徴部１２９の欠如は、少なくとも１つの発光デバイス１１０に近接するバックプレート（１８０、１１８）の一部の加熱を低減できる。

様々な互換性のある特徴が、互いに関連して用いられる場合、本発明の特徴は、最大限の便益を提供すると期待されるが、本明細書では、１つ以上の特徴が省略され、別の特徴が利用される実施形態が、明示的に考えられる。１つの実施形態において、本開示の様々な例示的な一体化バックライトユニット１００の第１の変化において、抽出特徴部フリー領域１２１の外側の抽出特徴部１２９の不均一な分布の特徴は省略されてもよい。加えて、または、代わりに、本開示の様々な例示的な一体化バックライトユニット１００の第１の変化において、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離による（または、導光ユニット（１２０、１１８、１２９、および任意に１５０、１７０、１８０）の近接部と導光ユニット（１２０、１１８、１２９、および任意に１５０、１７０、１８０）の遠位部との間の境界を含む面ｐからの距離ｘによる）、複数の抽出特徴部１２９の間の最近傍距離の単調に減少する特徴は、省略されてもよい。加えて、または、代わりに、本開示の様々な例示的な一体化バックライトユニット１００の第１の変化において、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの距離による、複数の抽出特徴部１２９の単調に増加する可変の密度の特徴は、省略されてもよい。このような本開示の様々な例示的な一体化バックライトユニット１００の第１の変化が、図６〜図９に、それぞれ示される。

さらに、本発明は、抽出特徴部フリー領域１２１の存在の特徴なしに実施されうる。換言すると、抽出特徴部フリー領域１２１は、排除されてもよく、複数の抽出特徴部１２９の不均一な分布が、発光デバイスアセンブリ３０のうち導光板１２０の突出する部分全体、すなわち、導光ユニット（１２０、１１８、１２９および任意に１５０、１７０、１８０）の近接部と遠位部との間の界面を含む面のうち全体に延在しうる。このような本開示の様々な例示的な一体化バックライトユニット１００の第２の変化が、図１０〜図１３に、それぞれ示される。本開示の様々な例示的な一体化バックライトユニット１００の第２の変化に、抽出特徴部フリー領域１２１は、存在しない。

その上さらに、本発明は、抽出特徴部１２９の不均一な分布の特徴なしに、かつ、抽出特徴部フリー領域１２１の存在の特徴なしに実施されうる。換言すると、抽出特徴部１２９が排除されてもよく、かつ、抽出特徴部フリー領域１２１が排除されてもよい。この場合、本開示の様々な一体化バックライトユニット１００の第３の変化（不図示）は、バックプレート（１１８、および、１５０、１７０、１８０の１つ以上）の異種の表面を含みうる。異種の表面内の遠位表面（背面光反射層１１８の上面である）は、複数の抽出特徴部１２９の下にあり、任意に接触する。異種の表面内の近接表面（鏡面反射性の反射材料層１５０、拡散性の反射材料層１７０、および、光吸収材料層１８０の１つ以上の上面である）は、少なくとも１つの発光デバイス１１０に遠位表面よりも近く、遠位表面の反射性とは異なる反射性を有しうる。

図１４Ａ〜１４Ｇ、図１５Ａ〜１５Ｃ、図１６を参照すると、その上面に溝１２９を有する導光板１２０を含む、本開示の第５の実施形態による第５の例示的な一体化バックライトユニットが示される。１つの実施形態において、それぞれの溝１２９は、少なくとも１つの発光デバイス１１０から発光された放射の方向と実質的に平行な方向に沿って横に延在しうる。

１つの実施形態において、それぞれの溝１２９は、複数の発光デバイス１１０のうち最も近接する発光デバイス１１０から発光された放射の方向に実質的に平行な方向に沿って横に延在しうる。１つの実施形態において、それぞれの溝１２９は、最も近接する発光デバイス１１０から発光された放射の方向に直交する垂直面に沿ってカーブした凹の垂直断面形状を有しうる。１つの実施形態において、それぞれの溝１２９の垂直断面形状は、円弧形状または楕円弧形状を有しうる。

１つの実施形態において、それぞれの溝１２９の垂直断面形状は、例えば、アリエル（Ariel）フォントの文字”Ｖ”の断面形状を有する表面のセットでありうる、または、最も近接する発光デバイス１１０から発光された放射の方向に直交する面に沿った垂直断面図で見たとき、一般に凹の垂直断面形状を形成するために、互いに接合された３つ以上の線のセグメントの断面形状を有する複数の表面でありうる面のセットでありうる。

１つの実施形態において、それぞれの溝１２９は、変化する深さおよび変化する幅を有しうる。１つの実施形態において、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部の間の境界を含む面ｐからの、または、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの横方向の距離の関数として、溝１２９の深さは、単調に増加しうる、または、狭義に増加しうる。加えて、または、代わりに、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部の間の境界を含む面ｐからの、または、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの横方向の距離の関数として、溝１２９の幅は、単調に増加しうる、または、狭義に増加しうる。１つの実施形態において、それぞれの溝１２９の最大深さは、より小さいおよびより大きな最大深さも用いられうるが、４ミクロンから１５ミクロンの範囲とされうる。

１つの実施形態において、それぞれの溝１２９の深さの増加率は、溝１２９の最大深さが実質的に同じになりうるように、それぞれの溝１２９の総延長に反比例しうる。１つの実施形態において、それぞれの溝１２９の最大幅は、より小さいおよびより大きな最大深さも用いられうるが、１２ミクロンから４８ミクロンの範囲とされうる。１つの実施形態において、それぞれの溝１２９の幅の増加率は、溝１２９の最大幅が実質的に同じになりうるように、それぞれの溝１２９の総延長に反比例しうる。

それぞれの隣り合う一対の溝１２９について、溝１２９のそれぞれの幾何学的中心を通り、最も近接する発光デバイス１１０から発光された放射の方向に平行な２つの垂直面の間の溝ピッチｇｐは、同じでありうる。溝の溝ピッチｇｐは、より小さいおよびより大きな溝ピッチｇｐも用いられうるが、３０ミクロンから２００ミクロンの範囲とされうる。

１つの実施形態において、導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部の間の境界を含む面ｐ、または、少なくとも１つの発光デバイス１１０から近接して、溝フリー領域２２１が提供されうる。導光ユニット６０の近接部と導光ユニット６０の遠位部の間の境界を含む面ｐから、または、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの横方向の距離に応じて、溝フリー領域２２１の幅が、単調に減少するように、溝フリー領域２２１は、実質的に三角形状または実質的に放物線形状を有しうる。１つの実施形態において、溝フリー領域２２１は、複数の発光デバイス１１０からの放射の方向に直交する水平方向に沿って、複数の発光デバイス内の発光デバイス１１０の繰り返し周期と同じ周期で繰り返されてもよいし、また、異なる波長の光を発光する発光デバイス１１０の組み合わせの繰り返しの周期、および／または、異なるタイプの光学発射部１１４と組み合わせで繰り返されてもよい。

複数の溝１２９は、溝１２９が存在するエリア内で発光デバイス１１０または光学発射部１１４から発光される光の散乱、および／または、反射を集中させる効果を有する。発光デバイス１１０に最も近接する導光板１２０の遠位部の領域に、溝フリー領域２２１を配することによって、発光デバイス１１０に最も近接する導光板１２０の遠位部の領域の加熱が避けられ、複数の溝１２９が存在しない構成よりも、少なくとも１つの発光デバイス１１０の温度が、低く維持されうる。

複数の溝１２９の特徴は、任意に第１、第２、第３および第４の例示的な一体化バックライトユニットおよびその変化と組み合わせられうる。溝フリー領域２２１の周期は、複数の発光デバイス１１０内の発光デバイス１１０の周期に相応したものでありうる。１つの実施形態において、溝フリー領域２２１の周期は、複数の発光デバイス１１０内の発光デバイス１１０の周期と同じでありうる。１つの実施形態において、溝フリー領域２２１の周期は、複数の発光デバイス１１０内で繰り返しの単位を形成する異なるタイプの発光デバイス１１０の組み合わせの周期と同じでありうる。

図１４Ａ〜図１４Ｃに示される構造は、隙間１３２と隙間１３２内に位置する少なくとも１つの発光デバイス１１０とを含む支持体（１１７、１０２、１０４）を含む発光デバイスアセンブリ３０と、少なくとも１つの発光デバイス３０と光学的に結合され、隙間１３２内または隙間１３２に隣接して位置する近接部、および、隙間１３２の外側に延在する遠位部を有する導光ユニット６０と、を含む一体化バックライトを含む。導光ユニット６０は、近接部から距離ｘ離れるにつれて増加する線形の溝密度を有する複数の溝１２９を含む。線形の溝密度は、複数の溝１２９を含む面内（例えば、光が導光ユニット６０内を伝播する水平面）で、近接部からの距離に直交する方向に沿って、すなわち、発光デバイス３０からの初期光の伝搬方向に直交する方向に沿って数えられた単位長さ当たりの溝１２９の総数として定義される。

１つの実施形態において、導光ユニット６０は、抽出特徴部を含まない、近接部から距離ｘ離れるにつれて減少する幅を有する抽出特徴部フリー領域２２１をさらに含む。本明細書において抽出特徴部は、少なくとも１つの発光デバイス１１０からの光を反射するように構成された任意の幾何学的特徴を指す。抽出特徴部フリー領域２１の幅は、近接部からの距離に直交する方向に沿って、すなわち、発光デバイス３０からの初期光の伝搬方向に直交する方向に沿って測定される。１つの実施形態において、複数の抽出特徴部フリー領域２２１が提供されうる。１つの実施形態において、抽出特徴部フリー領域２２１は、三角形の形状、または、一方の側の放物線と他方の側の直線とによって定義される形状を有しうる。

１つの実施形態において、線形の溝密度は、近接部から最も遠位の溝が始まる距離である所定の距離までの距離が増加するにつれて、段階的に増加しうる。線形の溝密度は、近接部からの距離が所定の距離よりも大きい導光６０の領域において、一定のままでありうる。１つの実施形態において、複数の溝１２９のそれぞれは、近接部からの距離に応じて狭義に増加する、すなわち”狭義に増加する”溝の深さを有しうる。１つの実施形態において、複数の溝１２９のそれぞれは、近接部からの距離に応じて狭義に増加する溝の幅を有する。

図１７Ａおよび図１７Ｂを参照すると、本開示の実施形態による構造は、垂直電気的接続、すなわち、上面の電気的ノードと底面のそれぞれの電気的ノードとの間の電気的接続を提供するための、金属相互接続構造を含む基板６０１を含む。１つの実施形態において、基板６０１は、絶縁基板上に形成された金属線および金属ビア構造を含むプリント回路ボード基板でありうる。基板６０１の前面は、基板コンタクトパッドが提供されうり、基板６０１の背面は、電気的インターフェース構造（例えば金属パッドなど）が提供されうる。

基板６０１の上面は、光反射材料を含む。１つの実施形態において、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｓａｉｔｏ等の米国特許出願公開２０１３／０１６３２５３Ａ１号明細書に開示されるような、拡散反射性の白色表面（白色表面）を有するフレキシブルプリント回路ボード基板でありうる。代わりに、または、加えて、反射誘電体材料を含むコーティング層が、基板６０１の上面に提供されてもよい。

１つの実施形態において、発光デバイス６１０は、発光デバイス６１０がチャネルによって分離された行に配される構成で、基板６０１の前面に取り付けられうる。発光デバイス６１０は、任意のタイプの発光デバイスでありうる。１つの実施形態において、発光デバイス６１０は、発光ダイオードでありうる。１つの実施形態において、発光デバイス６１０は、可視光スペクトルを包含する照明を共同で提供する複数のタイプの発光ダイオードを含みうる。隣接する一対の発光デバイス６１０の間の中心間距離によって測定される、発光デバイス６１０のそれぞれの行内の最近傍距離は、より小さいおよびより大きな最近傍距離も用いられうるが、１０ミクロンから１ｍｍの範囲でありうる。１つの実施形態において、発光デバイス６１０は、赤色−緑色−青色（ＲＧＢ）のクラスターの繰り返しとして配されうる。それぞれのＲＧＢクラスターは、任意の順序の赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子を含みうる。ＲＧＢクラスターは、均一なピッチでそれぞれの行内で繰り返すことができ、これは、本明細書において行内のピッチと呼ぶ。行内ピッチは、３０ミクロンから４ｍｍの範囲でありうる。１つの実施形態において、行内ピッチは、５０ミクロンから３ｍｍの範囲でありうる。導光板に色むらを生じさせることなく、複数の単色光を混色するために、４ｎｍを超えない行内ピッチが、一般に必要とされる。行方向に沿った基板６０１の寸法は、製造されるライトバーの寸法と同じでありうる。例えば、行方向に沿った基板６０１の寸法は、より小さいおよびより大きな寸法も用いられうるが、１インチから５０インチの範囲でありうる。

行は、均一な行間ピッチ、すなわち、それぞれの隣接する行の一対の間で同じ中心間距離を有しうる。行間ピッチは、行の方向に直交する方向に沿い、かつ、基板６０１の上面の面内での、発光デバイス６１０の最大寸法の合計に等しいか、またはそれよりも大きくなるように選択され、発光デバイス６１０のそれぞれの列を分離する後続のダイシング工程で後に形成される切断チャネルの幅から選択される。行間ピッチは、より小さいおよびより大きな行間ピッチも用いられうるが、２００ミクロンから５ｍｍの範囲でありうる。

透明封止層６１２は、基板６０１および発光デバイス６１０の上に形成されうる。透明封止層６１２は、４００ｎｍから８００ｎｍの波長の範囲を含む、可視光の範囲で透明な光学的に透明な材料を含む。透明封止層６１２は、例えば、シリコーン、酸化シリコン、光学的に透明な樹脂、または、他の光学的に透明な誘電体材料を含みうる。１つの実施形態において、透明封止層６１２は、弾性成形体として機能しうる材料を含む。例えば、シリコーンは、透明封止層６１２に用いられうる弾性成形材料でありうる。透明封止層６１２は、例えばスピンコーティングなどの自己平坦化堆積法によって形成されうり、または、堆積後に平坦化プロセス（例えば化学機械平坦化プロセスなど）によって平坦化されうる。発光デバイス６１０の最上面の上から測定した透明封止層６１２の厚さは、より小さいおよびより大きな厚さも用いられうるが、０．２ｍｍから１ｍｍの範囲でありうる。

発光ダイオード６１０は、フリップチップボンディング、ワイヤボンディング、または、他のボンディング法によって、基板６０１の前面に取り付けられうる。図１７Ｃは、フリップチップボンディングを用いて発光デバイス６１０を基板６０１に結合する構成を示す。それぞれのはんだボール６０３は、フリップチップボンディングを提供するために、基板６０１上に位置する基板コンタクトパッド６０２、および、発光デバイス６１０上に位置するデバイスコンタクトパッド６０４に結合されうる。図１７Ｄは、ワイヤボンディングを用いて発光デバイス６１０を基板６０１に結合する構成を示す。ボンディングワイヤ６０７は、一対の基板コンタクトパッド６０５とデバイスコンタクトパッド６０８との間の電気的接続を提供するために用いられうる。はんだ材料部分（６０６、６０８）は、ボンディングワイヤ６０７のそれぞれの端部を基板コンタクトパッド６０５またはデバイスコンタクトパッド６０８に取り付けるために用いられうる。透明封止層６１２は、発光デバイス６１０を封止するために、全ての発光デバイス６１０が基板６０１に結合された後、形成されうる。

図１８Ａおよび図１８Ｂを参照すると、基板６０１、発光デバイス６１０および透明封止層６１２を含む構造は、結合された発光ダイオード６１０の隣接する一対の行の間の領域であるチャネルに沿ってダイシングされうる。構造（６０１、６１０、６１２）のそれぞれのダイシングされた部分は、ライトバー６４０である。それぞれのライトバー６４０は、基板６０１のダイシングされたストリップである基板ストリップ６０１Ｓを含む。それぞれのライトバー６４０は、（例えばプリント回路ボードストリップなどの）基板ストリップ６０１Ｓの第１の長手方向の側壁および封止材料層の第１の長手方向の側壁を含む第１の面ｑ１と、基板ストリップ６０１Ｓの第２の長手方向の側壁および封止材料層６１２の第２の長手方向の側壁とを含む第２の面ｑ２との間に、均一な幅ｗを有しうる。第２の面ｑ２は、第１の面ｑ１と平行である。均一な幅ｗは、より小さいおよびより大きな幅ｗも用いられうるが、２００ミクロンから５ｍｍの範囲でありうる。

１つの実施形態において、ダイシング前の基板６０１はプリント回路ボード基板でありうり、それぞれのライトバー６４０の基板ストリップ６０１Ｓはプリント回路ボードストリップでありうる。それぞれのライトバー６４０は、基板ストリップ６０１Ｓと、基板ストリップ６０１Ｓの前面に位置する発光デバイス６１０の線形アレイと、基板ストリップ６０１Ｓの上に位置し、発光デバイス６１０を封止する封止材料層６１２と、を含む。

図１９Ａおよび図１９Ｂを参照すると、ライトバー６４９の代わりの実施形態が示される。均一な厚さを有する基板ストリップ７０１Ｓが、提供されうる。基板ストリップ７０１Ｓは、例えばセラミック材料などの誘電体材料を含み、基板ストリップ７０１Ｓの上面と基板ストリップの底面との間の垂直電気的接続を提供する金属相互接続構造を埋め込む。基板ストリップ７０１Ｓは、光反射誘電体材料を含みうる、または、光反射誘電体材料のコーティングを有しうる。基板ストリップ７０１Ｓの幅ｗは、その後に基板ストリップ７０１Ｓの上面に結合される発光デバイス６１０の最大横寸法よりも小さくない。例えば、基板ストリップ７０１Ｓの幅ｗは、より小さいおよびより大きな行間ピッチも用いられうるが、２００ミクロンから５ｍｍの範囲でありうる。

ワイヤボンディング、フリップチップボンディング、または、他のボンディング法によって、発光デバイス６１０の線形アレイが、基板ストリップ７０１Ｓの上面に取り付けられうる。その後、基板ストリップ７０１Ｓの上面および発光ダイオード６１０の上に、透明封止層６１２が形成されうる。透明封止層６１２は、例えば、シリコーン、酸化シリコン、光学的に透明な樹脂、または、他の光学的に透明な誘電体材料を含みうる。１つの実施形態において、透明封止層６１２は、弾性成形体として機能しうる材料を含む。例えば、シリコーンは、透明封止層６１２に用いられうる弾性成形材料でありうる。任意に、例えば、幅ｗの間隔で配された基板ストリップ７０１Ｓの側壁よりも、さらに横方向に延在する透明封止層６１２の一部を除去することによって、幅ｗ離れた一対の平行な面を提供するために、ライトバー６４０の側壁は研磨されうる。

図２０は、図１８Ａおよび図１８Ｂに示すライトバー６４０、または、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すライトバー６４０でありうるライトバー６４０の斜視図を示す。１つの実施形態において、発光ダイオード６１０のパターンは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードのセットが発光デバイス６１０のアレイの方向に沿って繰り返される周期的なパターンでありうる。

図２１を参照すると、ライトバー６４０の底面に電気的接続を提供するように構成され、ライトバー６４０に電力を供給し、駆動する他の回路ボードに接続するように取り付けられたプリント回路アダプタ６６０を、ライトバー６４０と組み立てることによって形成されうるライトバーアセンブリ７００が示される。１つの実施形態において、プリント回路アダプタ６６０は、コンタクトフィンガ６６１を含むフレキシブルプリント回路でありうる。１つの実施形態において、プリント回路アダプタ６６０は、ライトバー６４０への電気的な接続を提供するように構成される電気的コネクタを含みうる。プリント回路アダプタ６６０は、例えば、ぴったりとはめ込まれた領域にスライドすることによって、ライトバー６４０に取り付けられうる。

図２２を参照すると、一体化バックライトユニットを形成するために、ライトバーアセンブリ７００は、導光板１２０および追加の構成要素と組み立てられうる。具体的には、導光板１２０を封止材料層６１２の上面に取り付けることによって、導光板１２０は、発光デバイス６１０に光学的に結合させうる。１つの実施形態において、導光板１２０は、透明接着層６１６によって、封止材料層６１２の上面に取り付けられうる。

１つの実施形態において、透明接着層６１６は、エポキシまたは他の透明な接着樹脂を含みうる。透明接着層６１６の使用は、ライトバーアセンブリ７００と導光板１２０との間の空隙を排除しうり、その結果、光結合効率を増加し、ライトバーアセンブリ７００と導光板１２０との間の散乱光または反射光の量を減少する。

導光板１２０は、発光デバイス６１０からの光を反射するように構成される複数の抽出特徴部１２９を含みうる。複数の抽出特徴部１２９は、上述の任意の抽出特徴部１２９でありうる。さらに、上述の導光板１２０のための様々な設計の特徴のいずれかまたはそれぞれが、導光板１２０のための異なるタイプの設計の特徴が互いに適合するように、導光板１２０に、部分的にまたは完全に提供され、組み込まれてもよい。

１つの実施形態において、基板ストリップ６０１Ｓ／７０１Ｓの第１の長手方向の側壁と封止材料層６１２の第１の長手方向の側壁は、第１の面内ｑ１にありうり、基板ストリップ６０１Ｓ／７０１Ｓの第２の長手方向の側壁と封止材料層６１２の第２の長手方向の側壁は、第１の面ｑ１に平行な第２の面内ｑ２にある。１つの実施形態において、基板ストリップ６０１は、プリント回路ボードストリップでありうる。別の実施形態において、基板ストリップ７０１Ｓは、発光ダイオード６１０への電気的接続を提供するための相互接続構造を埋め込むセラミックストリップでありうる。

本開示の実施形態によれば、ライトバー（６０１Ｓ／７０１Ｓ、６１０、６１２）、プリント回路アダプタ６６０、導光板１２０、および、任意に追加の構成要素（２００、２１０、１１８、１１６、６１６）を含む発光デバイスアセンブリを含む一体化バックライトユニットが提供される。ライトバー（６０１Ｓ／７０１Ｓ、６１０、６１２）は、基板ストリップ６０１Ｓ／７０１Ｓと、基板ストリップ６０１Ｓ／７０１Ｓの前面に位置する発光デバイス６１０の線形アレイと、基板ストリップ６０１Ｓ／７０１Ｓの上に位置し、発光デバイス６１０を封止する封止材料層６１２と、を含む。プリント回路アダプタ６６０は、ライトバー（６０１Ｓ／７０１Ｓ、６１０、６１２）への電気的な接続の提供するように構成される電気的コネクタを含みうる。導光板１２９は、発光デバイス６１０と光学的に結合され、発光デバイス６１０からの光を反射するように構成される複数の抽出特徴部１２９を含む。１つの実施形態において、導光板１２０は、透明接着層６１６によって、発光デバイスアセンブリ７００に取り付けられうる。

図２３は、図２２の一体化バックライトユニットの斜視図を示す。

図２４を参照すると、例示的な導光板１２０の上からの視界が示される。例示的な導光板１２０の底面は、本開示の様々な実施形態の発光デバイスアセンブリ３０／７００と係合する側である。ｘ方向は、発光装置アセンブリ３０／７００からの距離の増加する方向である。ｙ方向は、発光装置アセンブリ３０／７００から等しい距離を有する方向に沿って延在する方向である。矩形の外枠は、導光板１２０のエリアに対応する。導光板１２０の内部または上に位置する抽出特徴部１２９は、白色の点または白色の領域として示される。導光板１２０の近接部と導光板１２０の遠位部との間の境界は、矢印ｂｄで示される。導光板１２０の近接部と導光板１２０の遠位部との間の境界は、ｙ方向に沿って延在することが分かる。

導光板の遠位部の角に位置する２つの領域は、任意のタイプの抽出特徴部１２９の何れも含まない。２つの領域は、本明細書において”コーナー領域”ＣＲと呼ばれ、任意のタイプの抽出特徴部１２９は存在しない。導光板１２０は、導光板１２０の遠位部、すなわち、隙間１３２に挿入されていない部分、または、ソース側反射材料層１１６によって覆われていない部分に、照明エリアを提供する。照明エリアのコーナー領域ＣＲは、複数の抽出特徴部１２９を含まない。

抽出特徴部１２９を含まない２つのコーナー領域ＣＲの存在の利点が、図２５Ａおよび図２５Ｂに示される。図２５Ａは、ライトバー付近に抽出特徴部１２９の均一な密度を有する比較の導光板の照度プロファイルの上からの視界である。抽出特徴部がライトバーの近くで、ライトバー近接する２つのコーナーに存在するとき、抽出特徴部１２９から反射される光の強度が、ライトバーの側の２つのコーナー付近で高くなりうることを、図２５Ａは示す。ライトバーに近接する２つのコーナーにおける抽出特徴部の除去は、高強度領域のエリアを除去する、または、著しく低減しうることを、図２５Ｂは示す。加えて、ライトバーの近くの抽出特徴部１２９の密度の低減は、低強度領域を生成しうる。したがって、ライトバーの近くの抽出特徴部１２９の密度を最適化し、抽出特徴部１２９を含まないコーナー領域ＣＲを形成することによって、導光板１２０の遠位部に対応する照明エリアの全体にわたって、より均一な照明を提供することが可能である。

任意の抽出特徴部を含まない一対のコーナー領域ＣＲの設計の特徴は、本開示の一体化バックライトユニットの照度強度のプロファイルの均一性を促進するために、上述した導光板１２０のいずれかに組み込まれうる。

本開示の様々な実施形態は、一体化バックライトユニット内のホットスポットを制御するため、および／または、より均一な輝度を提供するため、および／または、抽出特徴部からの反射光の空間的広がりを低減するために用いられうり、明示的に上述される、または、他の方法で導出できる任意の構成で用いられてもよい。

前述は、特定の好ましい実施形態を指すが、本発明は、それに限定されないことが理解されるであろう。当業者であれば、開示された実施形態に様々な変更を加えることができ、そのような変更は本発明の範囲内にあることが意図されている。特定の構造、および／または、構成を用いる実施形態が本開示に示されている場合、本発明は、そのような置換が明示的に禁止されていないか、または、当業者には不可能であることが知られていなければ、機能的に等価な他の適合する構造および/または構成で実施できることが理解される。

Claims (52)

1. 隙間と、前記隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスと、を含む支持体を含む発光デバイスアセンブリと、
   前記少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合され、前記隙間内または前記隙間に隣接して位置する近接部、および、前記隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットであって、前記少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成された複数の抽出特徴部を含む前記導光ユニットと、を含む一体化バックライトユニットであって、前記複数の抽出特徴部の間の最近傍距離は、不均一であり、かつ、前記少なくとも１つの発光デバイスからの距離が増加するにつれて単調に減少することを特徴とする一体化バックライトユニット。
2. 前記近接部に隣接し、前記遠位部の総延長の少なくとも５％の長さを有する前記遠位部の領域が、前記抽出特徴部を含まないことを特徴とする請求項１に記載の一体化バックライトユニット。
3. 前記少なくとも１つの発光デバイスに最も近接する抽出特徴部から、前記少なくとも１つの発光デバイスから最も遠位にある抽出特徴部まで、前記最近傍距離が、少なくとも２０％変化することを特徴とする請求項１に記載の一体化バックライトユニット。
4. 前記少なくとも１つの発光デバイスが、
   第１のピーク波長の光を発光する第１の発光デバイスと、
   前記第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長の光を発光する第２の発光デバイスと、を含み、
   前記第１の発光デバイスからの前記光の経路内の前記複数の抽出特徴部の第１のサブセットと、前記第２の発光デバイスからの前記光の経路内の前記複数の抽出特徴部の第２のサブセットとは、それぞれの発光デバイスからの前記距離の関数として、形状、サイズ、または、前記最近傍距離の分布が異なることを特徴とする請求項１に記載の一体化バックライトユニット。
5. 前記複数の抽出特徴部のそれぞれは、同じ方向に沿って横に延在し、前記最近傍距離は、隣り合う一対の抽出特徴部の間のピッチであることを特徴とする請求項１に記載の一体化バックライトユニット。
6. 前記導光ユニットは、導光板を含み、前記複数の抽出特徴部は、前記導光板の表面の突起または窪みを含むことを特徴とする請求項１に記載の一体化バックライトユニット。
7. 前記導光板の下にある異種の表面を有するバックプレートをさらに含み、前記異種の表面は、
   前記複数の抽出特徴部の下にある遠位表面と、
   前記少なくとも１つの発光デバイスに近接し、前記遠位表面とは異なる反射性を有する近接表面と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の一体化バックライトユニット。
8. 前記近接表面が、鏡面反射性の反射材料を有することを特徴とする請求項７に記載の一体化バックライトユニット。
9. 前記近接表面が、拡散性の反射材料を有することを特徴とする請求項７に記載の一体化バックライトユニット。
10. 前記近接表面が、光吸収材料を有することを特徴とする請求項７に記載の一体化バックライトユニット。
11. 前記少なくとも１つの発光デバイスの上に位置する封止部に埋め込まれた光散乱粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の一体化バックライトユニット。
12. 前記導光板は、前記導光板の前記遠位部に照明エリアを供給し、前記照明エリアの２つのコーナー領域は、前記複数の抽出特徴部を含まないことを特徴とする請求項１に記載の一体化バックライトユニット。
13. 隙間と、前記隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスと、を含む支持体を含む発光デバイスアセンブリと、
    前記少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合され、前記隙間内または前記隙間に隣接して位置する近接部、および、前記隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットと、を含む一体化バックライトユニットであって、
    前記導光ユニットは、
    前記少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成された複数の抽出特徴部と、
    前記複数の抽出特徴部の下にある遠位表面、および、前記少なくとも１つの発光デバイスに近接し、前記遠位表面とは異なる反射性を有する近接表面を含む異種の表面と、を含むことを特徴とする一体化バックライトユニット。
14. 前記近接表面が、鏡面反射性の反射材料を有することを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
15. 前記近接表面が、拡散性の反射材料を有することを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
16. 前記近接表面が、光吸収材料を有することを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
17. 前記遠位表面の上に抽出特徴部が存在しないことを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
18. 前記複数の抽出特徴部の間の最近傍距離は、不均一であり、かつ、前記少なくとも１つの発光デバイスからの距離が増加するにつれて単調に減少することを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
19. 前記複数の抽出特徴部は、同じ方向に沿って横に延在し、前記最近傍距離は、隣り合う一対の抽出特徴部の間のピッチであることを特徴とする請求項１８に記載の一体化バックライトユニット。
20. 前記導光ユニットは、導光板を含み、前記複数の抽出特徴部は、前記導光板の表面の突起または窪みを含むことを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
21. 前記異種の表面が、前記導光板の下にあるバックプレートの表面であることを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
22. 前記少なくとも１つの発光デバイスが、
    第１のピーク波長の光を発光する第１の発光デバイスと、
    前記第１のピーク波長とは異なる第２のピーク波長の光を発光する第２の発光デバイスと、を含み、
    前記第１の発光デバイスからの前記光の経路内の前記複数の抽出特徴部の第１のサブセットと、前記第２の発光デバイスからの前記光の経路内の前記複数の抽出特徴部の第２のサブセットとは、それぞれの発光デバイスからの前記距離の関数として、形状、サイズ、または、前記最近傍距離の分布が異なることを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
23. 前記少なくとも１つの発光デバイスの上に位置する封止部に埋め込まれた光散乱粒子をさらに含むことを特徴とする請求項１３乃至２２の何れか１項に記載の一体化バックライトユニット。
24. 前記導光板は、前記導光板の前記遠位部に照明エリアを供給し、前記照明エリアの２つのコーナー領域は、前記複数の抽出特徴部を含まないことを特徴とする請求項１３に記載の一体化バックライトユニット。
25. 隙間と、前記隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスと、を含む支持体を含む発光デバイスアセンブリと、
    前記少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合され、前記隙間内または前記隙間に隣接して位置する近接部、および、前記隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットであって、導光板内を移動する光子の前記抽出および伝達に影響を及ぼすように前記導光板の表面に印刷された幾何学的特徴であり、前記印刷された特徴は、前記光子を吸収、反射、または、部分的に反射および吸収するように最適化され、少なくとも１つの前記印刷された幾何学的特徴は、直線形状、曲線形状、多角形形状および湾曲形状から選択された形状を有し、前記導光板の表面から所望の光学発光パターンを取得するように最適化された複数の抽出特徴部を含む前記導光ユニットと、を含むことを特徴とする一体化バックライトユニット。
26. 前記少なくとも１つの発光デバイスの上に位置する封止部に埋め込まれた光散乱粒子をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の一体化バックライトユニット。
27. 前記導光板は、前記導光板の前記遠位部に照明エリアを供給し、前記照明エリアの２つのコーナー領域は、前記複数の抽出特徴部を含まないことを特徴とする請求項２５に記載の一体化バックライトユニット。
28. 隙間と、前記隙間内に位置する少なくとも１つの発光デバイスと、を含む支持体を含む発光デバイスアセンブリと、
    前記少なくとも１つの発光デバイスと光学的に結合され、前記隙間内または前記隙間に隣接して位置する近接部、および、前記隙間の外側に延在する遠位部を有する導光ユニットと、を含む一体化バックライトユニットであって、
    前記導光ユニットは、前記近接部から離れるにつれて増加する線形の溝密度を有する複数の溝を含み、前記線形の溝密度は、前記複数の溝を含む面内で前記近接部からの前記距離に直交する方向に沿って数えられた単位長さ当たりの溝の総数であることを特徴とする一体化バックライトユニット。
29. 前記導光ユニットは、抽出特徴部を含まず、前記近接部からの前記距離が離れるにつれて減少する幅を有する抽出特徴部フリー領域を含み、前記抽出特徴部は、前記少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成される任意の幾何学的特徴であることを特徴とする請求項２８に記載の一体化バックライトユニット。
30. 前記線形の溝密度は、前記近接部から所定の距離までの前記距離が増加するにつれて段階的に増加し、前記線形の溝密度は、前記近接部からの前記距離が前記所定の距離よりも大きい前記導光の領域において、一定のままであることを特徴とする請求項２８に記載の一体化バックライトユニット。
31. 前記複数の溝のそれぞれは、前記近接部からの前記距離に応じて狭義に増加する溝の深さを有することを特徴とする請求項２８に記載の一体化バックライトユニット。
32. 前記複数の溝のそれぞれは、前記近接部からの前記距離に応じて狭義に増加する溝の幅を有することを特徴とする請求項３１に記載の一体化バックライトユニット。
33. 前記少なくとも１つの発光デバイスの上に位置する封止部に埋め込まれた光散乱粒子をさらに含むことを特徴とする請求項２８乃至３２の何れか１項に記載の一体化バックライトユニット。
34. 前記導光板は、前記導光板の前記遠位部に照明エリアを供給し、前記照明エリアの２つのコーナー領域は、前記複数の抽出特徴部を含まないことを特徴とする請求項２８に記載の一体化バックライトユニット。
35. ライトバー、プリント回路アダプタおよび導光板を含む発光デバイスアセンブリを含む一体化バックライトユニットであって、
    前記ライトバーは、
    金属相互接続構造を含む基板ストリップと、
    前記基板ストリップの前面に位置する発光デバイスの線形アレイと、
    前記基板ストリップの上に位置し、前記発光デバイスを封止する封止材料層と、を含み、
    前記基板ストリップの第１の長手方向の側壁と前記封止材料層の第１の長手方向の側壁は、第１の面内にあり、前記基板ストリップの第２の長手方向の側壁と前記封止材料層の第２の長手方向の側壁は、前記第１の面に平行な第２の面内にあり、
    前記プリント回路アダプタは、前記ライトバーへの電気的な接続を提供するように構成された電気的コネクタを含み、
    前記導光板は、前記発光デバイスと光学的に結合され、前記発光デバイスからの光を反射するように構成された複数の抽出特徴部を含むことを特徴とする一体化バックライトユニット。
36. 前記複数の抽出特徴部の間の最近傍距離は、不均一であり、かつ、前記少なくとも１つの発光デバイスからの距離が増加するにつれて単調に減少することを特徴とする請求項３５に記載の一体化バックライトユニット。
37. 前記複数の抽出特徴部の下にある遠位表面、および、前記少なくとも１つの発光デバイスに近接し、前記遠位表面とは異なる反射性を有する近接表面を含む異種の表面と、を含むことを特徴とする請求項３５に記載の一体化バックライトユニット。
38. 前記導光板内を移動する光子の前記抽出および伝達に影響を及ぼすように前記導光板の表面上に印刷された幾何学的特徴であり、前記印刷された特徴は、前記光子を吸収、反射、または、部分的に反射および吸収するように最適化され、少なくとも１つの前記印刷された幾何学的特徴は、直線形状、曲線形状、多角形形状および湾曲形状から選択された形状を有し、前記導光板の表面から所望の光学発光パターンを取得するように最適化されることを特徴とする請求項３５に記載の一体化バックライトユニット。
39. 前記複数の抽出特徴部は、前記近接部から離れるにつれて増加する線形の溝密度を有する複数の溝を含み、前記線形の溝密度は、前記複数の溝を含む面内で前記近接部からの前記距離に直交する方向に沿って数えられた単位長さ当たりの溝の総数であることを特徴とする請求項３５に記載の一体化バックライトユニット。
40. 前記導光板が、透明接着層によって、前記発光デバイスアセンブリに取り付けられることを特徴とする請求項３５に記載の一体化バックライトユニット。
41. 光反射材料を含み、前記第２の面で前記導光板および前記発光デバイスの背面と接触する背面光反射層をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の一体化バックライトユニット。
42. 前記導光板は、照明エリアを供給し、前記照明エリアの２つのコーナー領域は、前記複数の抽出特徴部を含まないことを特徴とする請求項３５に記載の一体化バックライトユニット。
43. 前記封止材料層に埋め込まれた光散乱粒子をさらに含むことを特徴とする請求項３５乃至４２の何れか１項に記載の一体化バックライトユニット。
44. 発光デバイスアセンブリを製造する方法であって、
    複数の発光デバイスをプリント回路ボード基板上に結合する工程と、
    前記複数の発光デバイス上に透明封止層を形成することによって、前記発光デバイスを封止する工程と、
    前記プリント回路ボード基板、前記複数の発光デバイス、および、前記透明封止層のアセンブリをダイシングすることによって、ライトバーを形成する工程と、
    プリント回路アダプタであって、前記ライトバーに電気的接続を提供するように構成された電気的コネクタを含む前記プリント回路アダプタをライトバーに取り付ける工程と、を含むことを特徴とする方法。
45. 前記複数の発光デバイスは、フロップチップボンディングまたはワイヤボンディングによって、前記プリント回路ボードに結合されることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
46. 前記複数の発光デバイスが、前記プリント回路ボード基板に結合される際、チャネルによって分離され均一なピッチを有する行に配されることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
47. 一体化バックライトユニットを製造する方法であって、
    基板ストリップと、前記基板ストリップの前面に位置する発光デバイスの線形アレイと、前記基板ストリップ上に位置し、前記発光デバイスを封止する封止材料層と、を含むライトバーを提供する工程と、
    前記ライトバーへの電気的な接続を提供するように構成された電気的コネクタを含むプリント回路アダプタに前記ライトバーを取り付けることによって、発光デバイスアセンブリを形成する工程と、
    前記封止材料層の上面に導光板であって、前記少なくとも１つの発光デバイスからの光を反射するように構成された複数の抽出特徴部を含む前記導光板を取り付けることによって、前記発光デバイスに前記導光板を光学的に結合する工程と、を含むことを特徴とする方法。
48. 前記導光板が、透明接着層によって、前記封止材料層の前記上面に取り付けられることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
49. 前記基板ストリップの第１の長手方向の側壁と前記封止材料層の第１の長手方向の側壁は、第１の面内にあり、前記基板ストリップの第２の長手方向の側壁と前記封止材料層の第２の長手方向の側壁は、前記第１の面に平行な第２の面内にあることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
50. 前記基板ストリップが、プリント回路ボードストリップであることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
51. 前記基板ストリップが、前記発光ダイオードに電気的接続を提供するための相互接続構造が埋め込まれたセラミックストリップであることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
52. 前記封止層に埋め込まれた光散乱粒子をさらに含むことを特徴とする請求項４４乃至５１の何れか１項に記載の方法。