JP2020513586A - Display with direct backlight unit - Google Patents
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Abstract
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8The array of pixels in the display may be illuminated by a backlight having an array of light emitting diodes in each array of cells. Reflectors are used to reflect the light from the light emitting diodes through the array of pixels. Within the cell, the reflector has a cross-sectional shape that serves to distribute the light emitted from the light emitting diode towards the edge of the cell. The light diffuser layer for the backlight may have a partially reflective layer such as a thin film interference filter having an angle-dependent transmittance. Within each cell, the reflector may have a cross-sectional shape with parabolic or elliptical portions. [Selection diagram] Figure 8
Description
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。
This application is based on International Patent Application No. PCT / US18 / 15776, filed January 29, 2018, US Patent Application No. 15 / 819,085, filed November 21, 2017, and March 2017. Claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62 / 466,492, filed March 3, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
The present invention relates generally to displays, and more specifically to backlit displays.
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。 Electronic devices often include displays. For example, computers and cellular phones may include backlit liquid crystal displays. The lateral backlight unit has a light emitting diode that emits light into the edge of the light guide plate. The light guide plate then disperses the emitted light laterally across the display to act as backlight illumination. Direct backlight units have an array of light emitting diodes that emit light vertically through the display.
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。 Direct-type backlights may have locally light and dark tunable light-emitting diodes to allow extended dynamic range. However, if care is not taken, the direct backlight can be thick and can also produce non-uniform backlight illumination.
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。 The display may have a pixel array, such as a liquid crystal pixel array. The pixel array may be illuminated with backlight illumination from a backlight unit. The backlight unit may include an array of light emitting diodes and a light reflector that serves to reflect light from the light emitting diodes through the pixel array. Each light emitting diode may be placed in a respective cell. In each cell, the light reflector may have a cross-sectional shape that includes a parabolic or elliptical portion.
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。 A diffuser in the display may be used to homogenize the light from the array of light emitting diodes. The diffuser may be overlaid with a phosphorescent layer and other optical films.
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。 The light emitting diode may be a blue light emitting diode. A partially reflective layer may be interposed between the diffuser and the array of light emitting diodes. The partially reflective layer may be formed from a stack of dielectric layers on the diffuser. The stack of dielectric layers may form a thin film interference filter having angle-dependent transmittance.
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。 The light emitting diode may be attached to the printed circuit and may protrude through the opening in the light reflector. The light reflector may be formed from a reflective material such as a reflective white layer or from a dielectric stack forming a thin film interference mirror.
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。
The electronic device may be equipped with a backlit display. Backlit displays may include liquid crystal pixel arrays or other display structures that are backlit by light from a direct backlight unit. FIG. 1 shows a perspective view of an exemplary electronic device of the type that may include a display with a direct backlight unit. The
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。
As shown in FIG. 1,
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。
The
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。
The
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。
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。
As shown in FIG. 2,
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。
An image may be displayed on the
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。
The
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。
The
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)。
The
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。
In configurations in which
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。
FIG. 3 is a top view of an exemplary light emitting diode array for the
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。
If desired, each
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。
FIG. 4 is a side sectional view of an exemplary light emitting diode. Light emitting diodes, such as
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。
FIG. 5 is a side sectional view of an exemplary light emitting diode. As shown in FIG. 5, each light emitting diode cell (tile) 38C in the light emitting
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。
As shown in FIG. 5, a transparent structure, such as a
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。
Some rays of
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。
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。
The
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。
During operation, at least a portion of the light from light emitting diode 38 (eg, light 86 in FIG. 5) emitted directly upward at the center of
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。
By allowing light near the edge of each
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。
In the exemplary configuration of FIG. 5, a single structure 88 (eg, a single pad) is provided above the
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。
In the exemplary configuration of FIG. 5, a partially reflective layer (eg, a thin metal layer, a stack of dielectric film layers, one or more other portions) between
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。
In configurations where the partially
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。
As shown in FIG. 6,
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。
Configuring the shape of the
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。
The perspective view of FIG. 7 illustrates an exemplary configuration of a portion of the
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。
In the example of FIG. 8, the
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。
FIG. 9 is a top view of a portion of
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。
10 and 11 are side cross-sectional views of exemplary reflector configurations of
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。
The arrangement shown in FIG. 10 corresponds to an arrangement of the type shown in FIG. 7, in which the
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。
The arrangement shown in FIG. 11 corresponds to a configuration of the type shown in FIG. 8 in which the
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。
If desired, the
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。
12 and 13 show that the cross-sectional shape of the
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。
FIG. 12 shows an example in which an elliptical shape is used for the cross-sectional shape portion of the
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)。
FIG. 13 shows an example in which a parabolic shape is used for the cross-sectional shape portion of the
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。
The elliptical and parabolic contours of the
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。
14, 15, 16 and 17 show exemplary layers that may be incorporated into the
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。
Optical layers such as the
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。
If desired, a brightness enhancement film (sometimes referred to as a prism film, a light collimating layer, or a light collimating prism layer) may be used in collimating the light 44. FIG. 15 is a side sectional view of an exemplary prism film. As shown in FIG. 15, the
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。
A microlens array layer, such as the exemplary
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。
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。
An exemplary configuration of the
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。
The
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)。
A photoluminescent layer, such as
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。
Microlens array layer 306 (FIG. 16) may be located above
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。
The light 44 may be collimated towards the
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。 According to one embodiment, a display is provided that includes a plurality of pixels and a backlight configured to generate backlight illumination for the plurality of pixels, the backlight configured to emit light. And a reflector for reflecting the light from the light source through the plurality of pixels, the reflector being selected from the group consisting of a parabolic portion and an elliptical portion. Each cell has a cross-sectional shape.
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。 According to another embodiment, the pixel comprises an array of pixels and the light source comprises a two-dimensional array of light sources arranged in a two-dimensional array of respective cells.
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。 According to another embodiment, each light source comprises at least one light emitting diode.
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。 According to another embodiment, a display includes a light diffuser layer interposed between an array of light emitting diodes and an array of pixels and a partially reflective layer interposed between the light diffuser layer and the array of light emitting diodes. Including and
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。 According to another embodiment, the partially reflective layer is selected from the group consisting of a thin film interference filter with angle-dependent light transmission properties, a cholesteric liquid crystal layer, and a stack of alternating refractive index polymer films. Includes a partially reflective layer.
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。 According to another embodiment, the display comprises a printed circuit, a light emitting diode is mounted on the printed circuit, and within each cell a reflector has four straight edges surrounding each one of the light emitting diodes. However, the points along each of the four edges are separated from the printed circuit by a common distance.
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。 According to another embodiment, the display includes a printed circuit, the light emitting diode is mounted on the printed circuit, and within each cell, the reflector is between four corners and each pair of four corners. With four curvilinear edges extending to each of the four curvilinear edges, each of the four curvilinear edges having a first distance from the printed circuit and a first distance from the printed circuit. Also have midpoints that are a short second distance apart.
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。 According to another embodiment, a display includes a light diffuser layer interposed between an array of pixels and an array of light emitting diodes, the partially reflective layer including a coating on the light diffuser layer and the reflector , A glossy white reflector, a diffuse white reflector, a specular white reflector, a stack of thin film dielectric layers forming a thin film interference mirror, a cholesteric liquid crystal layer, and a stack of polymer films with alternating refractive indices. Including a reflector selected from the group consisting of:
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。 According to another embodiment, the reflector comprises a reflector selected from the group consisting of a gloss white reflector, a diffuse white reflector, or a specular white reflector.
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。 According to another embodiment, the reflector is a reflection selected from the group consisting of a stack of thin film dielectric layers forming a thin film interference mirror, a cholesteric liquid crystal layer, and a stack of alternating refractive index polymer films. Including the body.
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。 According to another embodiment, the light emitting diode comprises a blue light emitting diode and the display comprises a partially reflective layer interposed between the light emitting diode and the array of pixels.
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。 According to another embodiment, the light source comprises at least two light emitting diodes.
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。 According to one embodiment, there is provided a display comprising an array of pixels and a backlight configured to generate backlight illumination for the array of pixels, the backlight configured to emit light. A two-dimensional array of light emitting diode cells, each of which includes at least one light emitting diode, and a reflector that reflects light from the light emitting diode through the array of pixels, the reflector having a parabolic portion. Each cell has a cross-sectional shape.
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。 According to another embodiment, a display is a light diffuser layer interposed between an array of pixels and an array of light emitting diodes, the light emitting diodes being configured to emit blue light. It further includes a body layer and a coating on the light diffuser layer that forms a thin film interference filter having an angle dependent transmission.
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。 According to another embodiment, the light emitting diode is configured to emit blue light.
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。 According to another embodiment, the display includes a printed circuit, the light emitting diode is mounted on the printed circuit, and within each cell the reflector has four corners and four extending between the corners. And each point along each of the four linear edges is separated from the printed circuit by a common distance.
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。 According to another embodiment, the display includes a printed circuit, the light emitting diode is mounted on the printed circuit, and within each cell, the reflector is between four corners and each pair of four corners. With four curvilinear edges extending to each of the four curvilinear edges, each of the four curvilinear edges having a first distance from the printed circuit and a first distance from the printed circuit. Also have midpoints that are a short second distance apart.
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。 According to another embodiment, the reflector comprises a layer selected from the group consisting of a layer having a stack of dielectric layers forming a thin film interference mirror and a gloss white layer.
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。 According to another embodiment, the light emitting diode comprises a white light emitting diode.
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。 According to one embodiment, there is provided a display comprising an array of pixels and a backlight configured to generate backlight illumination for the array of pixels, the backlight configured to emit light. And arranged in a two-dimensional array of cells, each including a two-dimensional array of light emitting diodes and a reflector that reflects light from the light emitting diodes through the array of pixels, the reflector having an elliptical shape. Each cell has a cross-sectional shape having a portion.
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。 According to another embodiment, the light emitting diode comprises a blue light emitting diode and the display comprises a light diffuser layer interposed between the array of pixels and the array of light emitting diodes and a thin film interference having an angle-dependent transmittance. And a coating on the light diffuser layer to form a filter, the reflector comprising a layer having a stack of dielectric layers forming a thin film interference mirror and a layer selected from the group consisting of a gloss white layer.
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。 According to one embodiment, a display is provided that includes a pixel configured to display an image and a backlight configured to generate backlight illumination for the pixel, the backlight emitting light. A two-dimensional array of light emitting diode cells each including at least one light emitting diode configured to emit light; a reflector having a curvilinear cross-sectional shape for reflecting light from the light emitting diodes through the array of pixels; A microlens array layer between the pixel and the two-dimensional array of light emitting diode cells.
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。 According to another embodiment, the backlight comprises a phosphor layer between the microlens array layer and the two-dimensional array of light emitting diode cells and a diffuser between the phosphor layer and the two-dimensional array of light emitting diode cells. A layer and a first thin film interference filter on the diffuser layer and a second thin film interference filter on the phosphor layer.
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。 According to another embodiment, the backlight includes a diffuser layer between the phosphor layer and the two-dimensional array of light emitting diode cells.
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。 According to another embodiment, the backlight includes a first thin film interference filter on the diffuser layer and a second thin film interference filter on the phosphor layer.
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。 According to one embodiment, the light emitting diode comprises a blue light emitting diode configured to emit blue light, wherein the first thin film interference filter is configured to partially transmit blue light and the second thin film The interference filter is configured to transmit blue light and reflect red and green light generated in the phosphor layer in response to the blue light, and the backlight includes pixels and a microlens array layer. And a reflective prism between the second prism film and the pixel.
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。 According to another embodiment, the first thin film interference filter is configured to partially transmit blue light.
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。 According to another embodiment, the second thin film interference filter is configured to transmit blue light and reflect the red and green light generated in the phosphor layer in response to blue light.
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。 According to another embodiment, the backlight includes first and second prism films between the pixels and the microlens array layer.
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。 According to another embodiment, the backlight includes a reflective polarizer between the second prism film and the pixel.
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。 The foregoing is merely exemplary and various changes may be made to the described embodiments. The embodiments described above may be implemented individually or in any combination.
Claims (30)
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。 Multiple pixels,
A backlight configured to generate backlight illumination for the plurality of pixels, the display comprising:
The backlight is
A light source configured to emit light, and disposed within each of the plurality of cells,
A reflector that reflects light from the light source through the plurality of pixels,
A display wherein the reflector has a cross-sectional shape within each cell having a portion, the portion selected from the group consisting of a parabolic portion and an elliptical portion.
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。 A light diffuser layer interposed between the array of light emitting diodes and the array of pixels;
The display of claim 3, further comprising a partially reflective layer interposed between the light diffuser layer and the array of light emitting diodes.
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。 An array of pixels,
A backlight configured to generate backlight illumination for the array of pixels, the display comprising:
The backlight is
A two-dimensional array of light emitting diode cells each including at least one light emitting diode configured to emit light;
A reflector for reflecting light from the light emitting diode through the array of pixels,
A display in which the reflector has a cross-sectional shape having a parabolic portion in each cell.
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。 A light diffuser layer interposed between the array of pixels and the array of light emitting diodes;
14. The display of claim 13, further comprising: a coating on the light diffuser layer that forms a thin film interference filter having an angle-dependent transmission.
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。 A display comprising an array of pixels and a backlight configured to generate backlight illumination for the array of pixels, comprising:
The backlight is
A two-dimensional array of light emitting diodes configured to emit light and disposed within a two-dimensional array of cells,
A reflector for reflecting light from the light emitting diode through the array of pixels,
A display, wherein the reflector has a cross-sectional shape within each cell having an elliptical portion.
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。 The light emitting diode comprises a blue light emitting diode,
The display is
A light diffuser layer interposed between the array of pixels and the array of light emitting diodes;
A coating on the light diffuser layer to form a thin film interference filter having angle-dependent transmittance,
21. The display of claim 20, wherein the reflector comprises a layer selected from the group consisting of a layer having a stack of dielectric layers forming a thin film interference mirror and a gloss white layer.
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。 A pixel configured to display an image,
A backlight configured to generate backlight illumination for the pixels, the display comprising:
The backlight is
A two-dimensional array of light emitting diode cells each including at least one light emitting diode configured to emit light;
A reflector having a curved cross-sectional shape for reflecting light from the light emitting diode through the array of pixels;
A microlens array layer between the pixel and the two-dimensional array of light emitting diode cells;
Including the display.
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