JP7000429B2 - Display with direct backlight unit - Google Patents

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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 the international patent application PCT / US18 / 15776 filed on January 29, 2018, the US patent application Nos. 15/819,085 filed on November 21, 2017, and March 2017. It claims the priority of US Provisional Patent Application No. 62 / 466,492 filed on the 3rd, which is incorporated herein 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 a backlit liquid crystal display. The side backlight unit has a light emitting diode that radiates light into the edge surface of the light guide plate. The light guide plate then disperses the emitted light laterally across the display to serve as backlight illumination. The direct backlight unit has 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 backlights may have light emitting diodes with local brightness adjustments that allow for 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 by backlight illumination from the backlight unit. The backlight unit may include an array of light emitting diodes and a light reflector that helps reflect light from the light emitting diodes through the pixel array. Each light emitting diode may be placed in its own 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. A phosphorescent layer and other optical films may be superimposed on the diffuser.

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 laminate of dielectric layers on the diffuser. The laminate of the dielectric layers may form a thin film interference filter having an 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 or may protrude through the opening of the light reflector. The light reflector may be formed from a reflective material such as a reflective white layer, or from a dielectric laminate forming a thin film interference mirror.

一実施形態によるディスプレイを有する例示的な電子デバイスの図である。FIG. 6 is a diagram of an exemplary electronic device having a display according to an embodiment.

一実施形態による、例示的なディスプレイの側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of an exemplary display according to an embodiment.

一実施形態による、直接式バックライトユニット用の例示的な発光ダイオードアレイの上面図である。It is a top view of the exemplary light emitting diode array for a direct backlight unit according to one embodiment.

一実施形態による、例示的な発光ダイオードの側断面図である。It is a side sectional view of an exemplary light emitting diode according to one embodiment.

一実施形態によって、発光ダイオードから光が様々な角度で放射され得る様子を示す、キャビティ反射体内の例示的な発光ダイオードの側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of an exemplary light emitting diode in a cavity reflector showing how light can be emitted from a light emitting diode from the light emitting diode at various angles, depending on one embodiment.

一実施形態によって、図5の発光ダイオード及び反射層に、角度につれて変化する光透過率を有する層がどのように重なり得るかを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing how a layer having a light transmittance that changes with an angle can be overlapped with the light emitting diode and the reflective layer of FIG. 5 according to one embodiment.

一実施形態による、バックライトユニット用キャビティ反射体のセルの斜視図である。It is a perspective view of the cell of the cavity reflector for a backlight unit according to one Embodiment. 一実施形態による、バックライトユニット用キャビティ反射体のセルの斜視図である。It is a perspective view of the cell of the cavity reflector for a backlight unit according to one Embodiment.

一実施形態による、バックライトユニットの一部の上面図である。It is a top view of a part of the backlight unit by one Embodiment.

一実施形態による、図7に示されるタイプの例示的なキャビティ反射体の側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view of an exemplary cavity reflector of the type shown in FIG. 7 according to an embodiment.

一実施形態による、図8に示されるタイプの例示的なキャビティ反射体の側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of an exemplary cavity reflector of the type shown in FIG. 8 according to an embodiment.

一実施形態による、楕円形の輪郭を有する部分を含む例示的なキャビティ反射体の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of an exemplary cavity reflector comprising a portion having an elliptical contour according to one embodiment.

一実施形態による、放物線状の輪郭を有する部分を含む例示的なキャビティ反射体の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of an exemplary cavity reflector comprising a portion having a parabolic contour according to one embodiment.

一実施形態による、薄膜干渉フィルタを形成する、交互に屈折率が変わる誘電体層などの 誘電体層の例示的な積層体の側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of an exemplary laminate of dielectric layers such as a dielectric layer in which the refractive index changes alternately, which forms a thin film interference filter according to an embodiment.

一実施形態による、プリズム膜などの例示的な光干渉層の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of an exemplary optical interference layer such as a prism film according to an embodiment.

一実施形態による、例示的なマイクロレンズアレイ層の側断面図である。It is a side sectional view of an exemplary microlens array layer according to one embodiment.

一実施形態による、例示的な拡散体層の側断面図である。It is a side sectional view of an exemplary diffuser layer according to one embodiment.

一実施形態による、例示的なディスプレイの側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of an exemplary display according to an embodiment.

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. The backlit display may include a liquid crystal pixel array or other display structure that is 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 electronic device 10 of FIG. 1 is a computing device such as a laptop computer, a monitor for a computer including an embedded computer, a tablet computer, a cellular telephone, a media player, or another handheld or portable electronic device, a watch-type device, or a pendant type. Does not include devices, headphone or earphone devices, devices embedded in glasses or other devices worn on the user's head, or other smaller devices such as wearable or miniature devices, televisions, embedded computers. In embedded systems such as computer displays, gaming devices, navigation devices, systems that mount electronic devices with displays in kiosks or automobiles, devices that implement two or more of these devices, or other electronic devices. There may be.

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, the device 10 may include a display such as a display 14. The display 14 may be mounted inside the housing 12. The housing 12 may also be referred to as an enclosure or case and may be plastic, glass, ceramic, fiber composites, metals (eg, stainless steel, aluminum, etc.), other suitable materials, or of these materials. It can be formed by any combination of two or more. The housing 12 may be formed by using a single structure machined or molded as a part or all of the housing 12, or a plurality of structures (for example, an internal frame structure, an external housing). It may be formed using one or more structures forming a surface, etc.).

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 housing 12 may have a stand, such as an optional stand 18, a housing portion that moves relative to each other to form a laptop computer or other device with moving parts. ), In the form of a cellular telephone or tablet computer (eg, in an arrangement where the stand 18 is omitted), and / or may have other suitable configurations. The configuration of the housing 12 shown in FIG. 1 is exemplary.

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 display 14 is a conductive capacitive touch sensor electrode or other touch sensor component (eg, a resistance touch sensor component, an acoustic touch sensor component, a force-based touch sensor component, an optical-based touch. It may be a touch screen display incorporating a layer (such as a sensor component), or it may be a non-touch sensitive display. Capacitive touch screen electrodes may be formed from a pad of indium tin oxide or an array of other transparent conductive structures.

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。 The display 14 may include an array of pixels 16 formed from liquid crystal display (LCD) components, or may have an array of pixels based on other display techniques. A side sectional view of the display 14 is shown in FIG.

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, the display 14 may include a pixel array such as a pixel array 24. The pixel array 24 may include an array of pixels such as the pixel 16 in FIG. 1 (eg, an array of pixels having rows and columns of pixels 16). The pixel array 24 may be formed from a liquid crystal display module (sometimes referred to as a liquid crystal display or liquid crystal layer) or other suitable pixel array structure. The liquid crystal display forming the pixel array 24 is, for example, interposed between the upper and lower splitters, the thin film transistor layer interposed between the upper and lower splitters, and the thin film transistor layer between the color filter layer and the thin film transistor layer. It may include a layer of liquid crystal material. If desired, other types of liquid crystal display structures may be used to form the pixel array 24.

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 pixel array 24 during the operation of 14. A backlight unit 42 (sometimes referred to as a backlight, a backlight layer, a backlight structure, a backlight module, a backlight system, etc.) is used to generate a backlight illumination 44 that passes through a pixel array 24. May be good. This illumination illuminates any image on the pixel array 24 for observation by an observer such as the observer 20 looking at the display 14 in direction 22.

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 backlight unit 42 may include an optical film 26, a light diffuser 34 such as a light diffuser (light diffuser layer), and a light emitting diode array 36. The light emitting diode array 36 may include a two-dimensional array of light sources such as the light emitting diode 38 that produces the backlight illumination 44. As an example, the light emitting diodes 38 may be arranged in rows and columns, or may be in the XY plane of FIG.

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 light emitting diodes 38 may be controlled all at once by a control circuit within the device 10 or (eg, to implement a local dimming mechanism that helps improve the dynamic range of the image displayed on the pixel array 24). It may be controlled individually. The light generated by each light emitting diode 38 travels upward along dimension Z through the light diffuser 34 and the optical film 26 and then through the pixel array 24. The light diffuser 34 may include a light scattering structure that helps diffuse the light from the light emitting diode array 36, thereby providing a uniform backlight illumination 44. The optical film 26 may include a film such as the dichroic filter 32 phosphor layer 30 and the film 28. The film 28 may include a luminance-enhancing film that serves to collimate the light 44, thereby improving the luminance of the display 14 relative to the user 20 and / or other optical film (eg, a compensating film).

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 light emitting diode 38 can emit light of any suitable color. In one exemplary configuration, the light emitting diode 38 emits blue light. The dichroic filter layer 32 may be configured to allow blue light from the light emitting diode 38 to pass through and reflect light in other colors. The blue light from the light emitting diode 38 is converted to white light by an optical luminescence material such as a phosphor layer 30 (eg, a layer of a white phosphor material or other optical luminescence material that converts blue light to white light). May be done. If desired, other optical luminescence materials may be used to convert the blue light to light of a different color (eg, red light, green light, white light, etc.). For example, one layer 30 (sometimes referred to as an optical luminescence layer or color conversion layer) may contain quantum dots that convert blue light into red and green light (eg, red, green, and blue). To produce white backlight illumination containing ingredients etc.). A configuration in which the light emitting diode 38 emits white light can also be used (eg, layer 30 may be omitted if desired).

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 a configuration in which the layer 30 emits white light such as white light generated by the phosphorescent material in the layer 30, the white light emitted downward (−Z) from the layer 30 is emitted by the bicolor filter layer 32. , It may be reflected upwards through the pixel array 24 as backlight illumination (ie, layer 32 may be useful for the backlight to be reflected outwards from the array 36). For example, in a configuration where the layer 30 contains red and green quantum dots, the bicolor filter 32 reflects red and green light from the red and green quantum dots, respectively, and directs the backlight outward from the array 36. It may be configured to help reflect. By placing the light luminescence material of the backlight 42 (eg, the material of layer 30) above the diffuser layer 34, the light emitting diode 38 is placed at the edge of the cell rather than the center of the light emitting diode cell (tile) of the array 36. It may be configured to radiate more light towards, thereby helping to improve the uniformity of the backlight illumination.

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 backlight 42. As shown in FIG. 3, the light emitting diode array 36 may include rows and columns of light emitting diodes 38. Each light emitting diode 38 may be associated with a respective cell (tile area) 38C. The length D of the edge of the cell 38C is 2 mm, 18 mm, 1 to 10 mm, 1 to 4 mm, 10 to 30 mm, more than 5 mm, more than 10 mm, more than 15 mm, more than 20 mm, less than 25 mm, less than 20 mm, less than 15 mm, less than 10 mm. , Or other suitable size. If desired, an array tiled in a hexagonal shape and an array having a light emitting diode 38 configured with another suitable array pattern may be used. In an array with rectangular cells, each cell may have sides of equal length (eg, each cell has a square outline with four equal length cell edges surrounding each light emitting diode. It may have), or each cell may have sides of different lengths (eg, a rectangular shape rather than a square). The configuration of FIG. 3 in which the light emitting diode array 36 has rows and columns of square light emitting diode regions such as cell 38C is merely exemplary.

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 cell 38C is formed from an array of light emitting diode dies (eg, a plurality of individual light emitting diodes 38 arranged in an array such as a cluster of 2 × 2 light emitting diodes in the center of each cell 38C). It may have a diode light source. For example, the light source 38'in the lower left cell 38C of FIG. 3 is formed from a 2x2 array of light emitting diodes 38 (eg, four separate light emitting diode dies). The diode 38 in the light source 38'may be mounted on a common package board, may be mounted on a printed circuit board board extending across the array 36, or using other suitable arrangements. It may be mounted in the array 36. Generally, each cell 38C has a single light emitting diode 38, a pair of light emitting diodes 38, 2 to 10 light emitting diodes 38, at least two light emitting diodes 38, at least four light emitting diodes 38, at least eight light emitting diodes 38, It may include less than 5 light emitting diodes 38, or a light source 38'with other suitable number of light emitting diodes. An exemplary configuration in which each cell 38C has a single light emitting diode 38 may be described herein as an example. However, this is just an example. Each cell 38C may have a light source 38 having one or more arbitrary suitable number of light emitting diodes 38.

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. The light emitting diode such as the light emitting diode 38 in FIG. 4 may have a terminal such as a contact 58. The contacts 58 may be electrically coupled to the printed circuit or other substrate with a conductive material such as solder (eg, the light emitting diode 38 may be soldered to an array such as the array 36 of FIG. 3 or soldered. It may be installed in another way). The light emitting diode 38 may have an n-type region 54 and a p-type region 56. The regions 54 and 56 may be formed on the substrate 52 from a crystalline semiconductor material such as gallium nitride. The substrate 52 may be formed of a transparent crystalline material such as sapphire or other suitable substrate material. A reflector layer 50 (eg, a distributed Bragg reflector) may be formed on the substrate 52 to help direct the light emitted from the diode 38 laterally.

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 diode array 36 may have a reflector such as a cavity reflector 68. The reflector 68 may have a square outline (ie, a square installation area when viewed from above), or may have other suitable shapes, and may have a sheet metal (eg, stamped). Sheet metal), metallized polymer film, thin metal plate on plastic carrier, polymer film or dielectric film laminate forming a dielectric mirror (thin film interferometer) on molded plastic carrier, white reflective film (eg, gloss coating, diffuse). A glossy white polymer sheet formed from a white ink layer or other white layer on a polymer carrier covered with a glossy coating such as a reflective white reflector, or a mirror-reflecting white reflector), or other suitable. It may be made from a reflector structure. If desired, the reflector 68 is of a cholesteric liquid crystal in which the Bragg reflectance is controlled by the birefringence (difference in refractive index) and pitch of the material and can be singular or charped for band control. It may be formed from layers or a layer having a sufficiently large refractive index difference (eg, n> 0.1) between adjacent layers such as a laminate of multiple polymer layers or layers of other materials. It may be an interference filter using the laminated body of. The polymer layer laminate is, for example, a laminate in which polyethylene terephthalate (PET) and polymethylmethacrylate (PMMA) films are alternately overlapped, or a laminate in which polyethylene naphthalate (PEN) and PMMA films are alternately overlapped. May be good. The light emitting diode 38 may be soldered or otherwise attached to the metal trace in the printed circuit 60. The central opening of the reflector 68 may receive the light emitting diode 38. The cell in the reflector 68 may have a cross-sectional shape with a curved portion that serves to reflect light from the diode 38 upwards as a backlight illumination 44. In one exemplary configuration, a polymer film (eg, a film coated with a dielectric thin film interference mirror or a glossy white reflective surface) may be embossed using a roller (eg, a heated roller). The film may be thermoformed using the pattern structure above). Following the thermoforming operation to form the curved wall of the reflector 68 in each cell 38C, the opening of each light emitting diode 38 may be cut with a die-cut tool or other cutting device.

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 transparent dome structure 70 may be formed on the light emitting diode 38 to help distribute the light from the light emitting diode 38 in the lateral direction. The dome structure 70 may be formed (as an example) from beads of clear silicone or other transparent polymer. During operation, the light emitting diode 38 emits light refracted by the dome structure 70 away from the Z axis. A ray such as a ray 80 emitted from the light emitting diode 38 may be characterized by an angle A with respect to the normal line n of the light emitting diode 38. The light 80 traveling parallel to the Z dimension is parallel to the surface normal line n (angle A = 0 °). The light 80 traveling parallel to the XY plane travels perpendicular to the Z dimension and surface normal n (ie, A = 90 °). The light 80 traveling in the direction of another angle with respect to the surface normal n is characterized by a value in the middle of the angle 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 light 80 are oriented at a relatively large angle A and are reflected upward from the reflector 68 in direction Z (see, eg, a ray 82 reflected from the reflector 68 as the reflected ray 84). sea bream). The other rays of light 80 are oriented at a smaller angle A. For example, the ray 90 is oriented at a smaller angle A with respect to the normal line n. A more angular ray (filtered closer to the edge of the cavity 38C) while reflecting at least a portion of the vertical (A = 0 °) or nearly vertical ray at the center of the cell 38C, such as the ray 86, downward. An angle-dependent filter or other layer that is at least partially reflective, such as layer 96, is provided with a light diffuser 34 and a light emitting diode 38 (and reflections) to help pass the light beam that hits 96) to the reflector 34. It may intervene between the bodies 68). For example, a ray such as the ray 90 is reflected outward and downward (-Z direction) by the layer 96 as shown by the ray 92 and then reflected upward (+ Z direction) as indicated by the ray 94. May be returned.

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。 The layer 96 may be formed from a plurality of dielectric layers 96'(for example, the layer 96 is formed from a layer of silicon oxide, silicon nitride, and / or other inorganic or organic material and has a high refractive index. It may be a thin film interference filter formed from a dielectric laminate in which a material and a low material are alternately overlapped, and / or a layer formed from another dielectric material and / or a layer for forming a thin film interference filter. There may be). In one exemplary configuration, within layer 96 there are 5 layers 96', 3-6 layers 96', 96' with more than 3 layers, or 96' with fewer layers than 10. As an example). A configuration in which the layer 96 is formed from one or more layers of reflective material (eg, a single layer of thick material, or two or more layers of material) without forming a thin film interference filter, or A configuration may be used in which the layer 96 includes both one or more thick coating layers and a thin film interference filter formed from a laminate of dielectric layers. If desired, the partially reflective layer 96 is cholesteric, where the Bragg reflectance is controlled by the birefringence (difference in refractive index) and pitch of the material and can be singular or charped for band control. It may be formed from layers of liquid crystal, or it may have a sufficiently large refractive index difference (eg, n> 0.1) between adjacent layers such as a laminate of multiple polymer layers or layers of other materials. It may be a band pass interference filter using a laminated body of layers having. The polymer layer laminate is, for example, a laminate in which polyethylene terephthalate (PET) and polymethylmethacrylate (PMMA) films are alternately overlapped, or a laminate in which polyethylene naphthalate (PEN) and PMMA films are alternately overlapped. May be good.

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 light diffuser 34 and / or other structures within the backlight 42 may comprise any photohomogenizing structure to help ensure uniformization of the backlight 44. For example, a pattern of a light blocking structure and a reflecting structure such as the structure 88 may be formed on the lower surface of the layer 96. Structure 88 is a pseudo-random number of dots, rings, square pads, pads that reflect and block light, patterned to block more light emitted at the center of cell 38C than at the edges of cell 38C. It may contain a pattern, or other structure. The structure 88 serves to allow light at the edges of cell 38C to pass upwards towards film 26 while reflecting and / or absorbing light emitted axially at the center of cell 38C. It may be formed from a patterned ink, a pattern of reflective projections, a patterned angle-dependent thin-film interference filter layer, and / or other light-reflecting and light-scattering structures. This helps to reduce the intermediate hotspots in cell 38C and to level out the variation in light intensity that would otherwise occur when the light from the array 36 is diffused by the light diffuser 34. The structure 88 may be formed on the lower (inner) surface of layer 96 and is also used to support a substrate different from the separate substrate (eg, layer 96 and / or substrate support layer 96). ) May be formed on top of it, or it may be formed at another suitable position in the backlight unit 42.

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 the light emitting diode 38 (eg, light 86 in FIG. 5) emitted directly upwards at the center of cell 38C is by an optional structure 88 and / or by layer 96. It is reflected downward. The reflected light is laterally diffused (eg, by being reflected from the cavity reflector 68). Other light, such as light 82 emitted laterally from the light emitting diode 38, may be reflected from the cavity reflector 68 without being reflected from the structure 88 or layer 96, and may pass upward through the diffuser 34. It can function as a backlight 44. The light 90 is reflected from the layer 96 and the reflector 68 before passing upward as light 94.

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 the light near the edge of each cell 38C to pass directly through the diffuser 34 while recirculating the light near the center of each cell 38C, the intensity of the light near the edge of each cell 38C is increased in each cell. It can be increased with respect to the intensity of light near the center of 38C. This helps ensure that the backlight 44 is uniform across the surfaces of the light diffuser 34 and the backlight 42. If desired, light scattering particles 72 (eg, microbeads, hollow microspheres, bubbles, and bubbles) in the polymer or other material forming the diffuser layer 34 to help diffuse the emitted light. / Or other light-scattering particles) may be embedded. The light scattering particles 72 may have a refractive index different from that of the polymer constituting the diffuser 34. For example, the index of refraction of the particles 72 may be greater than or less than the index of refraction of the polymer or other material used in forming the layer 34. In addition to or instead of including the light scattering particles 72 in the diffuser 34, light scattering features (convexes, ridges, and / or other protrusions, on the top and / or bottom of the light diffuser 34, Grooves, holes, or other depressions) may be formed. In some configurations, the light may be formed from a photoluminescent layer (eg, a fluorophore and / or quantum dots) in the backlight unit 42 in addition to or instead of the diffuser 34, photoluminescence. It may be diffused using the sense layer 30).

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 light emitting diode 38 in each cell 38C. If desired, a cluster of pads (circular pad, square pad, or other shaped pad) may be formed above each light emitting diode. The density of pads within each cluster (eg, the number of pads per unit area and / or the area consumed by the pads per unit area) may vary as a function of position. For example, each pad cluster may have more pads and / or larger pads near the center of the pad cluster than near the edges of the pad cluster. The use of a gradient structure, such as a pad cluster with a gradient in pad density (eg, pads concentrated on a diode 38), may help to smoothly reduce hot spots in cell 38C. .. If desired (eg, in a configuration in which the layer 96, lens 70, and / or other structure within the backlight unit 42 is configured to homogenize the emitted light without the structure 88. ) Structure 88 may be omitted.

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 such as layer 96 (eg, a thin metal layer, a laminate of dielectric film layers, one or more other portions) between the light diffuser 34 and the light emitting diode 38. A reflective layer, etc.) is provided. The layer 96 may be formed as a coating on the lower surface of the diffuser 34, may be embedded in the diffuser 34, and / or may be separate from the diffuser 34. The light reflected downward from the layer 96 may be reflected upward by the cavity reflector 68 and returned. Thereby, the presence of the layer 96 helps to enhance the number or reflection for each ray and thus enhances the homogenization of the light emitted from the light emitting diode array 36 before it passes through the layer 34. If desired, further diffusion may be provided by a diffusion coating on the diffuser 34 and / or another layer within the backlight unit 42 (eg, of the diffuser 34 with embedded light scattering particles 72). A diffusion coating may be formed from the polymer layer on the top surface). The density of the light scattering particles 72 may have a gradient, if necessary.

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 a configuration in which the partially reflective layer 96 is formed using a thin film interference filter arrangement, the layer 96 includes a dielectric layer 96'. The layer 96'of the layer 96 is a material such as, for example, an inorganic layer having various refractive indexes (eg, aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride, titanium oxide, other metal oxides, nitrides, and / or oxynitrides). Layers with a high index of refraction and layers with a low index of refraction, which are formed from the above, may be alternately overlapped with each other). The layer 96'may be configured to form a thin film interference filter in which the transmission spectrum of the layer 96 varies as a function of the angle of incidence. As a result, the transmittance T of light at a given wavelength λ, such as the wavelength λb of FIG. 6, which may be related to the blue light emitted from the diode 38, varies depending on the angle of incidence of the light on the layer 96.

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, even if the layer 96 exhibits a transmission spectrum 110 when exposed to light from the diode 38 at an angle A1 (eg, close to 0 ° and parallel to the plane normal n in FIG. 5). Often, the transmission spectrum 112 may be shown for light traveling at an angle near angle A2 (eg, 45 °). Due to the variation of the transmission spectrum of layer 96 as a function of the angle of incidence, the blue light of λb is reflected at least partially when characterized by the angle of incidence A1 (eg, the transmittance T is less than a given amount). When characterized by an A2 greater than A1 or an incident angle greater than A2, the reflectance is even lower (eg, the transmittance T is greater than a given amount). As the curve of FIG. 6 shows, at least a portion of the blue light (eg, light of wavelength λb) emitted from the light emitting diode 38 in the center of cell 38C is directly upward (parallel to the normal line n). ) When emitted, it is reflected and therefore recirculated, whereas blue light emitted at a more oblique angle A can pass when it hits layer 96. This can help reduce the hotspots of light emitted in the center of cell 38C.

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。 The shape of the reflector 68 in each cell 38C is configured to help capture the light diffused laterally outward from the light emitting diode 38 in the center of each cell 38C towards the periphery of each cell 38C. Can further reduce hot spots.

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 shows an exemplary configuration of a portion of the reflector 68 covering the exemplary cell 38C. As shown in the example of FIG. 7, the reflector 68 of the cell 38C has each of the walls of the reflector 68 at the same height (eg, for example) with respect to the print circuit 60 along the peripheral edge 38E of the cell 38C. It may be configured to rise to the height H in FIG. 5). As a result, the height of the reflector 68 (distance between the point on the edge 38E and the print circuit 60) along each edge 38E between the opposite cell corners 38D is constant, and the reflector 68. Each edge follows a straight line along the respective cell edge 38E. In this configuration, the contour of the cell 38C taken along the X or Y dimension (eg, the contour 152 between the edges) is an intermediate point along the cell edge 38E (eg, the opposite corners of the edges 38E). It goes up to the apex 38E'at the point of half the distance between the end points of the part). The cross-sectional shape of the cell 38C taken along the diagonal direction (between the respective corners 38D), such as the contour 154 between the corners, rises to the apex at the cell corner 38D. Each vertex of the contour line between the cell edges (eg, the midpoint 38E'of the edge) corresponds to each vertex of the contour line between the cell corners (end of the edge 38E) above the print circuit 60. It is located at the same distance (height H in FIG. 5) as the corner point 38D).

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 reflector 68 of the cell 38C is configured so that the reflector 68 does not rise to the same height H at each point along the edge 38E. Rather, the edges 38E have a curvilinear shape that descends towards their midpoint. Specifically, each edge 38E is characterized by a maximum height H at the corner 38D (the end point of the curved edge 38E) and a minimum height less than H at the center of the edge 38E. Characterized by the height. Therefore, the height of the reflector 68 along each edge 38E between the opposing cell corners 38D is not constant, and each edge of the reflector 68 follows a curve that hangs down along the cell edge 38E. The cross-sectional shape of the reflector 68 of cell 38C of FIG. 8 taken along the X or Y dimension (eg, contour 152 between cell edges) is less than H at the midpoint along cell edge 38E. The cross-sectional shape of the cell 38C taken along the diagonal direction between the corners 38D, such as the contour 154 between the parts, is (with the reflector 68 of the cell 38C in FIG. 7). Similarly) it rises to the apex of height H at the cell corner 38D. Therefore, each vertex of the contour between the cell edges (point 38E') is located closer to the print circuit 60 than each vertex of the contour between the cell corners (point 38D).

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 part of the array 36. The cross-sectional shape between the edges of the reflector 68, such as the contour 152 of FIGS. 7 and 8, is taken along line 204 and the direction of the line of sight is 206. The cross-sectional shape between each part of the reflector 68 such as the contour 154 of FIGS. 7 and 8 is taken along the line 200, and the direction of the line of sight is 202. The edge point 38E'is located at a distance ED in the X and Y directions from the light emitting diode 38, where the ED is half the cell dimension (cell edge length) D. The corner point 38D is located at a distance DD along dimension 208 from the light emitting diode 38, which dimension is defined by an axis oriented at an angle of 45 ° with respect to both the X and Y axes of FIG. ..

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 sectional views of an exemplary reflector configuration of cell 38C in the array 36.

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 the type of configuration shown in FIG. 7, in which the edge 38E is straight. The reflector portion 68-1 corresponds to a portion of the reflector 68 extending between the light emitting diode 38 and the corner 38D of the cell 38C and has a curved shape corresponding to the contour 154 of the reflector 68 of the cell 38C of FIG. It has a contour. The reflector portion 68-2 corresponds to a portion of the reflector 68 extending between the light emitting diode 38 and the edge midpoint 38E'of the cell 38C and has a curved contour that matches the contour 152 of the cell 38C of FIG. Have. As shown in FIG. 10, both points 38E'and 38D in this type of arrangement are located at a distance H from the plane on which the print circuit 60 resides.

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 the type shown in FIG. 8 in which the edge 38E is curved and hangs downward toward the print circuit 60 at a position between the corners 38D. The reflector portion 68-1 of FIG. 11 corresponds to a portion of the reflector 68 extending between the light emitting diode 38 and the corner 38D of the cell 38C and corresponds to the contour 154 of the reflector 68 of the cell 38C of FIG. It has a curved contour. The reflector portion 68-2 corresponds to a portion of the reflector 68 extending between the light emitting diode 38 and the edge midpoint 38E'of the cell 38C and has a curved contour that matches the contour 152 of the cell 38C of FIG. Have. In this type of arrangement, the point 38D at the corner of the cell 38C is located at a distance H from the plane where the print circuit 60 resides, and the midpoint of the edge such as the point 38E'is less than H from the plane where the print circuit 60 resides. It is located at the distance H'.

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 reflector 68 may have a Fresnel shape, in which the reflector 68 is a series of concentric circles, each having a contour that matches the corresponding portion of the contour, such as contour 152 or 154. It has a ring 68-3 of. When a Fresnel reflector structure (reflecting Fresnel lens structure) is used for the reflector 68, the maximum separation between the reflector 68 and the printed circuit 60 in this type of arrangement is in the configuration of the type shown in FIGS. 7 and 8. The distance between the printed circuit 60 and the layer 96 can be minimized as it can be less than the maximum separation between the reflector 68 and the printed circuit 60.

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 how the cross-sectional shape of the reflector 68 may have an elliptical or parabolic portion to enhance the homogeneity of the emitted light 44.

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 a part of the reflector 68 in the cell 38C using an elliptical shape. As shown in FIG. 12, the light emitting diode 38 is associated with a virtual image at position F1 (the position of reflection of the light emitting diode 38 in layer 96). This position may form one of the two focal points of the ellipse used to define a portion of the contour of the reflector 68. In the example of FIG. 12, two exemplary ellipses are shown. The ellipse 220 has a first focal point F1 and a second focal point F2. The ellipse 222 has a first focal point F1 and a second focal point F2'. Focuses F2 and F2'may be in the plane of layer 96. The portion 220'of the ellipse 220 may form a contour between the edges of the reflector 68, such as the contour 152 of FIGS. 7 and 8. The portion 222'of the ellipse 222 may form a contour between the edges of the reflector 68, such as the contour 154 of FIGS. 7 and 8.

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 a parabolic shape used for the cross-sectional shape portion of the reflector 68 in the cell 38C. As shown in FIG. 13, the reflector 68 may have a cross-sectional shape including a parabolic portion (for example, a cross-sectional shape between edges and / or a cross-sectional shape between corners). The point PF1 may be associated with a parabolic focus that defines the shape of a portion of the contour of the reflector 68. The axis of symmetry of the parabola may be oriented at a non-zero angle (as indicated by axis 242) with respect to the X-axis, or may have other suitable orientations (eg, horizontal axis 240). Please refer to). If desired, the axis of symmetry of the parabola and the focal point of the parabola may have other suitable positions (see, eg, focal point PF2).

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 reflector 68 may help distribute the light from the light emitting diode 38 uniformly on the surface of each cell 38C so that each cell 38C emits a uniform backlight illumination 44. This is demonstrated by the ray trace model. If desired, the reflector 68 may have other shapes. The use of elliptical and parabolic contours on the portion of reflector 68 is exemplary.

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 backlight 42.

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。 The optical layer such as the optical film 26 in the backlight 42 may include a thin film interference filter layer. These layers may be formed from a laminate of inorganic and / or organic dielectric layers with alternating refractive indexes (see, eg, the dielectric laminate of layer 300 in FIG. 14). The thin film interference filter may form a broadband (white light) reflector (sometimes called a mirror or partial mirror) and / or a filter that reflects some colors of light more than others. It may be formed (eg, forming a filter with a non-flat visible light reflection spectrum). The thin film interference filter may be configured to transmit unreflected light (eg, to increase light transmittance at non-reflected wavelengths). The dielectric laminate, such as the laminate of layer 300 of FIG. 14, may be formed on a polymer or glass substrate and / or a layer of material that performs other functions (eg, as a thin film interference filter coating layer). May be combined with.

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 luminance improving film (sometimes referred to as a prism film, an optical collimating layer, or an optical collimating prism layer) may be used when collimating the light 44. FIG. 15 is a side sectional view of an exemplary prism film. As shown in FIG. 15, the prism film 302 has a series of parallel ridges 304 extending in the direction of the paper and having a triangular cross-sectional shape. The ridge 304 may face upward (outward) towards the observer to help collimate the light 44 towards the observer.

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 microlens array layer 306 of FIG. 16, can be used to diffuse and homogenize the light 44. The layer 306 may be relatively thin so as not to excessively increase the thickness of the display 14. For example, layer 306 may be 5-100 micrometers thick, 10 micrometers thick or more, or less than 150 micrometers thick. In the example of FIG. 16, the upper (outward) surface 309 of the layer 306 has an array of convex lenses such as the convex microlens 308, and the lower (inward) surface 311 of the layer 306 is the concave microlens 308. Has an array of concave lenses such as. In general, any of the surfaces of layer 306 may be flat, any of the surfaces of layer 306 may have a convex lens, and / or any of the surfaces of layer 306 may have a concave lens. good. The configuration of FIG. 16 is merely an example. The microlens 308 may have about 15-25 micrometers, 10 micrometers or more, less than 30 micrometers, or other suitable lateral dimensions, and has a height of about 3-20 micrometers. May be good. A non-uniform pattern may be used for the microlens 308 to reduce the moire effect.

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。 The optical layer 26 may include one or more light diffuser layers. In the exemplary configuration of FIG. 17, the light diffuser layer 310, sometimes referred to as a diffuser or diffuser layer, has a polymer substrate such as a substrate 312 in which light scattering particles 314 (eg, titanium oxide particles) are embedded. .. If desired, a diffuser configuration may be used.

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。 FIG. 18 shows an exemplary configuration of a display 14 in which one or more layers, such as these layers, are incorporated into the backlight 42. As shown in the exemplary configuration of FIG. 18, the backlight unit 42 may include a light source such as a light emitting diode array 36. The light from the array 36 (eg, the blue light from the blue light emitting diode in the array 36) passes upward in the + Z direction through the layer laminated on the array 36 and is backlit by the pixel array 24. As it goes out of the backlight unit 42.

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 backlight 42 of the display 14 of FIG. 18 may have a diffuser such as a diffuser layer 310. The diffuser layer 310 may be located above the array 36. The lower surface of the diffuser layer 310 may be coated with a thin film interference filter 320. The filter 320 is from a laminate of dielectric layers with alternating refractive indexes (see, eg, the dielectric laminate of FIG. 14), which is configured to partially transmit and partially reflect blue light. It may be formed. For example, the reflectance of the filter 320 (sometimes referred to as a blue light reflection filter or partial reflection filter) at blue wavelengths is between 50% and 90%, 60% or more, less than 80%, or other suitable values. (For example, the filter may be a partially transmissive blue reflection filter, i.e., it may be partially transmissive to blue light). The filter may have higher or lower reflectance at red and green wavelengths than at blue wavelengths.

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)。 Using an optical luminescence layer such as the yellow phosphor layer 316, at least a portion of the light from the light emitting diode of the array 36 (eg, at least a portion of the blue light from the blue light emitting diode in the array 36) is red. It may be converted to green light, thereby allowing layer 316 to radiate white light backlight illumination 44. Some of the red and green light may be emitted downwards. A thin film interference filter such as a filter 318 may be formed on the lower surface of the layer 316 in order to prevent lateral leakage of red and green light. The filter 318 may be formed of a dielectric laminate (eg, the dielectric laminate 300 of FIG. 14) configured to pass blue light while reflecting red and green light (eg, the filter 318). , May be a blue-transmissive, red- and green-reflecting thin-film interference filter).

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。 The microlens array layer 306 (FIG. 16) may be located above the layer 316 or may be used to diffuse the light 44 to prevent hot spots.

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 collimate towards the observer 20 using one or more prism films 302. In the example of FIG. 18, the display 14 has two prism films 302. The prisms of the film 302 may be oriented at right angles to each other. For example, if the prism of the lower prism film is parallel to the X-axis, the prism of the upper prism film may be parallel to the Y-axis. A reflective splitter 322 may be located above the prism film 302 to help recirculate the light and thereby improve backlight efficiency. The reflective classifier 322 may reflect (recirculate) orthogonally polarized light while passing linearly polarized light along a given axis.

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 comprising a plurality of pixels and a backlight configured to generate backlight illumination for the plurality of pixels is provided, and the backlight is configured to emit light. And includes a light source arranged in each of the plurality of cells and a reflector that reflects light from the light source through the plurality of pixels, the reflector is selected from the group consisting of a parabolic portion and an elliptical portion. It has a cross-sectional shape in each cell having a portion.

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 pixels include an array of pixels and the light source includes a two-dimensional array of light sources arranged in a two-dimensional array of 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, the display has a light diffuser layer interposed between the 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. And include.

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 having angle-dependent light transmission characteristics, a cholesteric liquid crystal layer, and a laminate of polymer films having alternating refractive indexes. 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 attached to the printed circuit, and within each cell the reflector has four linear edges surrounding each one of the light emitting diodes. However, each point along each of the four 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 comprises a printed circuit, a light emitting diode is attached to the printed circuit, and within each cell, the reflector is between the four corners and each pair of four corners. It has four curved edges that extend to, and each of the four curved edges has an end point that is a first distance away from the print circuit and a first distance from the print circuit. Also has a midpoint separated by a short second distance.

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, the display comprises a light diffuser layer interposed between an array of pixels and an array of light emitting diodes, a partially reflective layer comprising a coating on the light diffuser layer, and a reflector. , Glossy white reflector, diffuse reflective white reflector, mirror reflective white reflector, laminate of thin film dielectric layers forming a thin film interference mirror, cholesteric liquid crystal layer, and laminate of polymer film with alternating refractive index. Includes reflectors 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 includes a reflector selected from the group consisting of a glossy white reflector, a diffuse reflective white reflector, or a specular reflective 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 selected from the group consisting of a laminate of thin film dielectric layers forming a thin film interference mirror, a cholesteric liquid crystal layer, and a laminate of polymer films having alternating refractive indexes. 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 partial 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, a display comprising an array of pixels and a backlight configured to produce a backlight illumination for the array of pixels is provided, the backlight being configured to radiate light. It comprises a two-dimensional array of light emitting diode cells, each containing at least one light emitting diode, and a reflector that reflects light from the light emitting diode through an 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, the 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 comprises a body layer and a coating on the light diffuser layer that forms a thin film interference filter with angle-dependent transmittance.

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 comprises a printed circuit, the light emitting diode is attached to the printed circuit, and within each cell the reflector has four corners and four extending between the corners. 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 comprises a printed circuit, a light emitting diode is attached to the printed circuit, and within each cell, the reflector is between the four corners and each pair of four corners. It has four curved edges that extend to, and each of the four curved edges has an end point that is a first distance away from the print circuit and a first distance from the print circuit. Also has a midpoint separated by a short second distance.

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 includes a layer selected from the group consisting of a layer having a laminate of dielectric layers forming a thin film interference mirror and a glossy 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 includes 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, a display comprising an array of pixels and a backlight configured to produce a backlight illumination for the array of pixels is provided, the backlight being configured to radiate light. The reflector comprises a two-dimensional array of light emitting diodes and a reflector that reflects light from the light emitting diode through the array of pixels, and is located within the two-dimensional array of each cell. Each cell has a cross-sectional shape having a portion of.

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 is a thin film interference having an angle-dependent transmission with a light diffuser layer interposed between the array of pixels and the array of light emitting diodes. The reflector comprises a coating on a light diffuser layer forming a filter, and the reflector includes a layer selected from the group consisting of a layer having a laminate of dielectric layers forming a thin film interference mirror and a glossy 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 produce a backlight illumination for the pixel, wherein the backlight emits light. A two-dimensional array of light-emitting diode cells, each containing at least one light-emitting diode configured to emit light, and a reflector having a curved cross-sectional shape that reflects light from the light-emitting diode through an array of pixels. It comprises a microlens array layer between the memory and a 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 is a diffuser between the phosphor layer between the microlens array layer and the two-dimensional array of light emitting diode cells and the diffuser between the phosphor layer and the two-dimensional array of light emitting diode cells. It includes 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 comprises 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 includes a blue light emitting diode configured to emit blue light, the first thin film interference filter is configured to partially transmit the blue light, and the second thin film. The interference filter is configured to transmit blue light and reflect the red and green light produced by the phosphor layer in response to the blue light, and the backlight is composed of pixels and a microlens array layer. The first and second prism films between the two prism films and the reflective polarizing element between the second prism film and the pixels are provided.

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 the 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 comprises 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 comprises a reflective polarizing element 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 above is merely an example, and various changes can be made to the embodiments described. The aforementioned embodiments may be implemented individually or in any combination.

Claims (26)

複数の画素と、
前記複数の画素のためにバックライト照明を生成するように構成されたバックライトであって、
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であって、平面内に形成される、光源と、
前記複数の画素を通過する前記光源からの光を反射する反射体であって、複数の断面形状を各セル内に有し、各断面形状が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し、前記断面形状のそれぞれは、前記光源からの前記光のより多くが前記セルの中心よりも前記セルの縁部に向けられるように、前記平面に実質的に平行に向けられる対称軸によって定義される、反射体と、
を含むバックライトと、
前記光源と前記複数の画素との間に介在する光拡散体層と、
前記光拡散体層と前記光源との間に介在する角度依存性フィルタと、
光ルミネセンス材料の層と、を備え、前記光拡散体層が前記光ルミネセンス材料の層と前記光源との間に介在する、
ディスプレイ。
With multiple pixels,
A backlight configured to generate backlight illumination for the plurality of pixels.
A light source that is configured to irradiate light and is arranged in each of a plurality of cells, and is formed in a plane .
A reflector that reflects light from the light source that passes through the plurality of pixels and has a plurality of cross-sectional shapes in each cell, and each cross-sectional shape is selected from a group consisting of a parabolic portion and an elliptical portion . Each of the cross-sectional shapes is oriented substantially parallel to the plane so that more of the light from the light source is directed towards the edge of the cell than the center of the cell. Defined by the reflector and
With backlight, including
A light diffuser layer interposed between the light source and the plurality of pixels,
An angle-dependent filter interposed between the light diffuser layer and the light source,
A layer of photoluminescent material, wherein the photodiffusing layer is interposed between the layer of photoluminescent material and the light source .
display.
前記光源が、前記それぞれのセルの2次元アレイ内に配置された光源の2次元アレイを含む、請求項1に記載のディスプレイ。 The display of claim 1, wherein the light source comprises a two-dimensional array of light sources arranged within the two-dimensional array of the respective cells. 各光源が少なくとも1つの発光ダイオードを有する、請求項2に記載のディスプレイ。 The display of claim 2, wherein each light source has at least one light emitting diode. 前記角度依存性フィルタが、角度依存性の光透過特性を有する薄膜干渉フィルタである、請求項3に記載のディスプレイ。 The display according to claim 3, wherein the angle-dependent filter is a thin film interference filter having an angle-dependent light transmission characteristic. プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が前記発光ダイオードのうちそれぞれの1つを取り囲む4本の直線状縁部を有し、前記4本の縁部の各々に沿う各点が前記プリント回路から共通の距離だけ離れている、請求項4に記載のディスプレイ。 Further comprising a printed circuit, the light emitting diode is attached to the printed circuit, the reflector having four linear edges surrounding each one of the light emitting diodes in each cell, said four. The display according to claim 4, wherein each point along each of the edges of the is separated from the printed circuit by a common distance. プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が4つの角部と、各々が前記4つの角部のそれぞれの対の間に延在する4本の曲線状縁部とを有し、前記4本の曲線状の縁部の各々が、前記プリント回路から第1の距離だけ離れた終点と、前記プリント回路から前記第1の距離より短い第2の距離だけ離れた中点とを有する、請求項4に記載のディスプレイ。 Further equipped with a printed circuit, the light emitting diode is attached to the printed circuit, and in each cell, the reflector extends between four corners and each pair of the four corners. Each of the four curved edges has an end point separated by a first distance from the printed circuit and a second shorter than the first distance from the printed circuit. 4. The display of claim 4, having a midpoint at a distance of. 前記角度依存性フィルタが前記光拡散体層上のコーティングを含む、請求項4に記載のディスプレイ。 The display of claim 4, wherein the angle dependent filter comprises a coating on the light diffuser layer. 前記反射体が、光沢白色反射体、拡散反射性白色反射体、及び鏡面反射性白色反射体からなる群から選択される反射体を含む、請求項7に記載のディスプレイ。 The display according to claim 7, wherein the reflector includes a reflector selected from the group consisting of a glossy white reflector, a diffuse reflective white reflector, and a specular reflective white reflector. 前記反射体が、薄膜干渉鏡を形成する薄膜誘電体層の積層体、コレステリック液晶層、及び屈折率が交互に変わるポリマーフィルムの積層体からなる群から選択される反射体を含む、請求項7に記載のディスプレイ。 7. The reflector includes a reflector selected from the group consisting of a laminate of thin film dielectric layers forming a thin film interference mirror, a cholesteric liquid crystal layer, and a laminate of polymer films having an alternating refractive index. The display described in. 前記発光ダイオードが青色発光ダイオードを含む、請求項3に記載のディスプレイ。 The display according to claim 3, wherein the light emitting diode includes a blue light emitting diode. 各光源が少なくとも2つの発光ダイオードを含む、請求項2に記載のディスプレイ。 The display of claim 2, wherein each light source comprises at least two light emitting diodes. 画素のアレイと、
前記画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
平面内の発光ダイオードセルの2次元アレイであって、前記発光ダイオードセルのそれぞれが、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過する前記発光ダイオードからの光を反射する反射体であって、
前記反射体が、少なくとも3つの断面形状を各セル内に有し、各断面形状は放物線状である部分を有し、前記放物線状の断面形状のそれぞれは、前記発光ダイオードからの前記光のより多くが前記発光ダイオードセルの中心よりも前記発光ダイオードセルの縁部に向けられるように、前記平面と実質的に平行に向けられる対称軸によって定義され、前記少なくとも3つの断面形状は縁部から縁部への断面形状と角部から角部への断面形状とを含む、反射体と、
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、を備える、ディスプレイ。
With an array of pixels
A display comprising a backlight configured to generate a backlight illumination for the array of pixels.
The backlight is
A two-dimensional array of light emitting diode cells in a plane, wherein each of the light emitting diode cells comprises at least one light emitting diode configured to emit light.
A reflector that reflects light from the light emitting diode that passes through the array of pixels.
The reflector has at least three cross-sectional shapes in each cell, each cross-sectional shape has a portion that is parabolic, and each of the parabolic cross-sectional shapes is a twist of the light from the light emitting diode. The at least three cross-sectional shapes are defined by an axis of symmetry that is oriented substantially parallel to the plane so that many are directed towards the edge of the light emitting diode cell rather than the center of the light emitting diode cell, and the at least three cross-sectional shapes are edge to edge. A reflector, including a cross-sectional shape to a portion and a cross-sectional shape from a corner to a corner.
A light diffuser layer interposed between the array of pixels and the array of light emitting diodes,
A display comprising a coating on the light diffuser layer, which forms a thin film interference filter with angle-dependent transmittance.
前記発光ダイオードが青色光を発光するように構成されている、請求項12に記載のディスプレイ。 The display according to claim 12, wherein the light emitting diode is configured to emit blue light. プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で前記反射体が4つの角部を有し、かつ前記角部の間に延在する4本の直線状の縁部を有し、前記4本の直線状の縁部の各々に沿った各点が、前記プリント回路から共通の距離だけ離れている、請求項13に記載のディスプレイ。 Further equipped with a printed circuit, the light emitting diode is attached to the printed circuit, the reflector has four corners in each cell, and four linear edges extending between the corners. 13. The display of claim 13, wherein each point along each of the four linear edges is separated from the printed circuit by a common distance. プリント回路を更に備え、前記発光ダイオードが前記プリント回路に取り付けられ、各セル内で、前記反射体が4つの角部と、各々が前記4つの角部のそれぞれの対の間に延在する4本の曲線状の縁部とを有し、前記4本の曲線状の縁部の各々が、前記プリント回路から第1の距離だけ離れた終点と、前記プリント回路から前記第1の距離よりも短い第2の距離だけ離れた中点を有する、請求項13に記載のディスプレイ。 Further comprising a printed circuit, the light emitting diode is attached to the printed circuit and within each cell the reflector extends between the four corners and each pair of the four corners 4. It has a curved edge of a book, and each of the four curved edges has an end point that is a first distance away from the printed circuit and a distance from the printed circuit that is greater than the first distance. 13. The display of claim 13, having a midpoint separated by a short second distance. 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13に記載のディスプレイ。 13. The display of claim 13, wherein the reflector comprises a layer selected from the group consisting of a layer having a laminate of dielectric layers forming a thin film interference mirror and a glossy white layer. 前記発光ダイオードが白色発光ダイオードを含む、請求項12に記載のディスプレイ。 12. The display according to claim 12, wherein the light emitting diode includes a white light emitting diode. 画素のアレイと、
前記画素のアレイのためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトであって、
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る発光ダイオードの2次元アレイであって、前記発光ダイオードの2次元アレイが平面内に形成される、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過する前記発光ダイオードからの光を反射する反射体であって、前記反射体が楕円形の形状を有する部分を有する断面形状を各セル内に有し、前記断面形状が縁部から縁部への断面形状と角部から角部への断面形状とを含み、前記楕円形の形状が縁部から縁部への断面形状に対応する第1の楕円形の形状及び角部から角部への断面形状に対応する第2の楕円形の形状を含み、前記断面形状のそれぞれは、前記発光ダイオードからの前記光のより多くが前記セルの中心よりも前記セルの縁部に向けられるように、前記平面と実質的に平行となる対称軸によって定義され、前記第1の楕円形の形状は前記第2の楕円形の形状とは異なる、反射体と、
を含むバックライトと、
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、を含み、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、ディスプレイ。
With an array of pixels
A backlight configured to generate a backlight illumination for the array of pixels.
A two-dimensional array of light-emitting diodes configured to emit light and arranged in a two-dimensional array of cells, wherein the two-dimensional array of light-emitting diodes is formed in a plane. A two-dimensional array of LEDs and
A reflector that reflects light from the light emitting diode that passes through the array of pixels, wherein the reflector has a cross-sectional shape in each cell having a portion having an elliptical shape, and the cross-sectional shape is an edge. A first elliptical shape and a corner portion, including a cross-sectional shape from a portion to an edge portion and a cross-sectional shape from a corner portion to a corner portion, wherein the elliptical shape corresponds to a cross-sectional shape from the edge portion to the edge portion. Each of the cross-sectional shapes includes a second elliptical shape corresponding to the cross-sectional shape from the corner to the corner, where more of the light from the light emitting diode is at the edge of the cell than at the center of the cell. With a reflector, the shape of the first ellipse is different from the shape of the second ellipse, as defined by an axis of cross-section that is substantially parallel to the plane so that it is directed .
With backlight, including
A light diffuser layer interposed between the array of pixels and the array of light emitting diodes,
The reflector comprises a coating on the light diffuser layer forming a thin film interference filter having an angle-dependent transmittance, and the reflector has a layer having a laminate of dielectric layers forming a thin film interference mirror and a glossy white color. A display containing a layer selected from a group of layers.
画像を表示するように構成された画素と、
前記画素のためのバックライト照明を生成するように構成されたバックライトと、を備えるディスプレイであって、
前記バックライトが、
光を発光するように構成された少なくとも1つの発光ダイオードを各々が含む発光ダイオードセルの2次元アレイであって、前記発光ダイオードセルの2次元アレイが平面内に形成される、発光ダイオードセルの2次元アレイと、
放物線状の形状及び楕円形の形状のうち選択された1つを有する曲線状の断面形状を有する反射体であって、前記画素のアレイを通過する前記発光ダイオードからの光を反射し、前記断面形状は、前記発光ダイオードからの前記光のより多くが前記発光ダイオードセルの中心よりも前記発光ダイオードセルの縁部に向けられるように、前記平面と実質的に平行となる対称軸によって定義される、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、
前記マイクロレンズアレイ層と前記発光ダイオードセルの2次元アレイとの間の蛍光体層と、を含む、
ディスプレイ。
Pixels configured to display images and
A display comprising a backlight configured to generate backlight illumination for the pixels.
The backlight is
A two-dimensional array of light-emitting diode cells, each containing at least one light-emitting diode configured to emit light, wherein the two-dimensional array of light-emitting diode cells is formed in a plane. With a dimensional array
A reflector having a curved cross-sectional shape having one selected from a parabolic shape and an elliptical shape, which reflects light from the light emitting diode passing through the array of pixels and has the cross section. The shape is defined by an axis of symmetry that is substantially parallel to the plane so that more of the light from the light emitting diode is directed towards the edge of the light emitting diode cell rather than the center of the light emitting diode cell. , Reflector,
A microlens array layer between the pixel and the two-dimensional array of light emitting diode cells,
A phosphor layer between the microlens array layer and the two-dimensional array of light emitting diode cells .
display.
前記バックライトが、前記蛍光体層と前記発光ダイオードセルの2次元アレイとの間の拡散体層を更に含む、請求項19に記載のディスプレイ。 19. The display of claim 19, wherein the backlight further comprises a diffuser layer between the fluorescent layer and a two-dimensional array of light emitting diode cells. 前記バックライトが、前記拡散体層上の第1の薄膜干渉フィルタ及び前記蛍光体層上の第2の薄膜干渉フィルタを更に含む、請求項20に記載のディスプレイ。 20. The display of claim 20, wherein the backlight further comprises a first thin film interference filter on the diffuser layer and a second thin film interference filter on the phosphor layer. 前記発光ダイオードが、青色光を発するように構成された青色発光ダイオードを含む、請求項21に記載のディスプレイ。 21. The display of claim 21, wherein the light emitting diode comprises a blue light emitting diode configured to emit blue light. 前記第1の薄膜干渉フィルタが前記青色光を部分的に透過させるように構成される、請求項22に記載のディスプレイ。 22. The display of claim 22, wherein the first thin film interference filter is configured to partially transmit the blue light. 前記第2の薄膜干渉フィルタが、前記青色光を透過させ、かつ前記青色光に応答して前記蛍光体層で生成された赤色と緑色の光を反射するように構成されている、請求項23に記載のディスプレイ。 23. The second thin film interference filter is configured to transmit the blue light and reflect the red and green light generated in the phosphor layer in response to the blue light. The display described in. 前記バックライトが、前記画素と前記マイクロレンズアレイ層との間の第1及び第2のプリズムフィルムを含む、請求項24に記載のディスプレイ。 24. The display of claim 24, wherein the backlight comprises first and second prism films between the pixels and the microlens array layer. 前記バックライトが、前記第2プリズムフィルムと前記画素との間の反射型偏光子とを更に含む、請求項25に記載のディスプレイ。 25. The display of claim 25, wherein the backlight further comprises a reflective polarizing element between the second prism film and the pixels.
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