スペーサーカラーリングを伴う拡散バー
【課題】光源が、バックライト照明アセンブリがディスプレイ装置のイメージ内容を伴うレジストレーションにおいて、局所的に減光されうるようにし、ＬＣＤの電力消費を低減させると共にＬＣＤのコントラスト比を有意に向上させる。
【解決手段】点光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃを提供するための複数の固体光源、並びに点光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃを光の均一な面に方向変換し拡散させるための、複数の固体光源間に提供される光方向変換領域を有する複数の導光膜２０を含む、ＬＣＤディスプレイのための一体型バックライト照明アセンブリを提供する。前記固体光源を覆う少なくとも１つのポリマー拡散バー、並びにスペーサーカラーリングをさらに提供し、このスペーサーカラーリングは光学スペーサー、カラーセクション、およびアンカーフィーチャを含み、このスペーサーカラーリングは拡散バーの周囲を囲むように配置される。
【解決手段】点光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃを提供するための複数の固体光源、並びに点光源１２ａ，１２ｂ，１２ｃを光の均一な面に方向変換し拡散させるための、複数の固体光源間に提供される光方向変換領域を有する複数の導光膜２０を含む、ＬＣＤディスプレイのための一体型バックライト照明アセンブリを提供する。前記固体光源を覆う少なくとも１つのポリマー拡散バー、並びにスペーサーカラーリングをさらに提供し、このスペーサーカラーリングは光学スペーサー、カラーセクション、およびアンカーフィーチャを含み、このスペーサーカラーリングは拡散バーの周囲を囲むように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスプレイ照明に関し、より具体的には、ポリマー導光薄膜への点光源の結合効率を増大させるのに使用される光結合クリップに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルは他の種類のディスプレイに代わる、コンパクトで軽量の代替物を提供するが、変調のための光を提供するある種のバックライト照明を必要とする。ＬＣＤおよび類似のディスプレイのためのバックライト照明は典型的には光供給面によって提供され、この光供給面は見る者に対してＬＣＤパネルの背面に位置し、１以上の光源からの光をＬＣＤパネルを通る様に方向変換する。光供給面の典型的な種類の１つは導光板（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｉｎｇ Ｐｌａｔｅ；ＬＧＰ）である。ＬＧＰは、入射光を方向変換するために全内部反射（ＴＩＲ）を使用する導波路として機能し、導波路はその側端に沿って位置する１以上の光源から入射光を受ける。内部反射された光を取り出し、ディスプレイパネルの方にこの光を方向変換するために、ある種の表面フィーチャリング（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｅａｔｕｒｉｎｇ）がＬＧＰ上に提供される。
【０００３】
ゴトウ（Ｇｏｔｏ）らの開示に提案された様な解決策が有する欠点の中には、従来の導光板の相対的な厚さおよび全体的な体積がある。従来のＬＧＰは、多くの場合ＬＣＤパネル自体の厚みを越える。ＬＣＤ ＴＶの様な大きなディスプレイの出現に伴って、およびよりコンパクトな固体光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）の開発に伴って、既存の設計よりも、より薄い形状を提供し、より軽量であり、かつより可とう性であるＬＧＰ解決策についての必要性が存在している。ディスプレイがより大きな規模になり続けるにつれて、そしてより可とう性の基体の使用が増大するにつれて、厚みが１ｍｍ近づき、より可とう性のＬＧＰについての要求が増大している。
【０００４】
より小さくてより可とう性のディスプレイにさらによく適したＬＧＰ装置のために、多数の解決策が提案されてきた。しかし、今まで提案された解決策は、それらの利便性を限定する、あるいはそれらを製造困難にする本来的な欠点を有する。例えば、ＬＧＰ面に形成される種々のタイプの光取り出しフィーチャ（ｌｉｇｈｔ−ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）が提案されてきた。しかし、提案された多くの光取り出しフィーチャの幾何学的形状は、射出成形または高温圧縮成形といった製造方法を必要とする。これらの製造方法は、より厚い材料に対してはうまく行く場合があるが、ＬＧＰの厚さが薄くなるにつれてますます困難で非実用的になることが分かっている。例えば、多数の提案された解決策は、９０度の垂直壁を有する表面光取り出しフィーチャを必要とする。このスケールにおける鋭角は、必要なサイズで既知のプラスチック材料では如何なる方法を使用しても製造が極めて困難である可能性がある。さらに他のものは比較的高い、高さ：幅アスペクト比を有するフィーチャであって、同様の理由から製造が困難なフィーチャを必要とする。このような構造体は理論的にはうまく行く可能性があり、またこれらの製造も可能であり得るが、これらが示す製造上の問題は提案された設計の多くを量産に関して非現実的にしている。鋭角の側壁を有する光取り出しフィーチャを有するＬＧＰが、どのように経済的に量産され得るかについてほとんど注意が払われてこなかったように思われる。
【０００５】
さらに、ＬＥＤを光源として使用するＬＣＤ ＴＶは一般的に、ＬＧＰの周囲を囲むように配置された上面発光（ｔｏｐ ｅｍｉｔｔｉｎｇ）ＬＥＤを伴う厚いＬＧＰを使用する。ＬＧＰの周囲を囲むように配置される上面発光ＬＥＤは典型的にはベゼルの下に位置する。ベゼルは、ＬＥＤから発生したがＬＧＰ／ＬＥＤ界面に結合していない望まれない光を覆い、吸収する役目を果たす。よって、ＬＥＤから発生した結合していない光はＬＣＤを照明するのに使用されず、無駄である。
【０００６】
米国特許第６，７２１，１０２号（ボーデライス（Ｂｏｕｒｄｅｌａｉｓ）ら）は複合ポリマーレンズで形成された可視光拡散体を開示する。米国特許第６，７２１，１０２号に開示された複合レンズはマイクロメートルサイズのポリマーレンズを、低アスペクト非ポリマーベースレンズの表面上に取り付けることによって作成される。小レンズ：大レンズの比率は２：１〜３０：１である。米国特許第６，７２１，１０２号に開示される拡散体は光源を拡散させるのに有用であり、特に、ＬＣＤバックライト光源において有用である。
【０００７】
ＬＣパネルのための光源としてのＬＥＤの使用は、ＬＣＤ ＴＶの全電力消費を低減させるために、イメージ内容を伴ったレジストレーション（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）において、ＬＥＤが全体的に減光される（ｄｉｍｍｅｄ）のを可能にする一方で、これらエッジライトＬＥＤ ＴＶは、典型的には、そのＬＥＤの外周配置のせいで局所的に動的に減光されることができない。ＬＥＤの小さなグループがイメージ内容を伴うレジストレーションにおいて減光されうるので、ＬＥＤの局所的減光は、全体的な減光と比較して、ＬＥＤで照明されるＬＣＤ ＴＶの全体的な電力消費をさらに低減させることが示されてきた。さらに局所的減光が、全体的減光と比較して表示されたイメージのコントラスト比を有意に向上させることも示されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，７２１，１０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
よって、可とう性材料の使用を可能にし、比較的薄い寸法形状で製造されることができ、高体積製造のために設計され、および局所的に減光されうる導光面（ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）解決策についての必要性が存在することが認識される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、点光源を提供するための複数の固体光源；点光源を光の均一な面に方向変換し広げるための、複数の固体光源間に提供される、光方向変換領域を有する複数の導光膜；前記固体光源を覆う少なくとも１つのポリマー拡散バー；並びに、光学スペーサー、カラーセクションおよびアンカーフィーチャを含むスペーサーカラーリング；を含み、前記スペーサーカラーリングが拡散バーの周囲を囲むように配置されている；ＬＣＤディスプレイのための一体型バックライト照明アセンブリを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の導光膜を使用するディスプレイ装置を示す。
【図２】図２は一実施形態における導光膜の透視図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図４】図４は一実施形態における導光膜の一部分、拡散バー、カラーリングおよび点光源を示す。
【図５】図５は点光源および拡散体との関連で拡散バーおよびカラーリングの一実施形態を示す断面である。
【図６】図６は光学スペーサー、アンカーフィーチャおよび拡散バー用開口部を有するカラースペーサーリングを示す本発明の一実施形態の透視図である。
【図７】図７は２つの傾斜面を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【図８】図８は２つの傾斜面を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【図９】図９は丸められた端部を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【図１０】図１０は２つの曲面を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、本発明に従って、少なくとも２つの導光物品である導光膜（ＬＧＦ）２０を使用するバックライト照明アセンブリ１８を有するディスプレイ装置１０の実施形態が断面で示される。ＬＦＧ２０間に位置する光源１２が照明をＬＧＦ２０の入射端２２を通る様に向かわせる。ディスプレイ装置に沿った均一な光出射を助けるために、少なくとも２つの光源１２ｂおよび１２ｃがベゼル上に配置されることができる。ＬＧＦ２０はこの照明を外側に、１以上の上部拡散膜１４を通り、この照明を変調する空間光変調器ここではＬＣＤパネル１６の方に方向変換する。拡散バー３２は光源１２の上方に位置し、点光源１２から導光膜２０に光学的に結合していない光エネルギーを拡散する働きをする。拡散バー３２は、上部拡散体１４と導光膜２０との間の空間を提供する光学スペーサーリングと共に提供される。この空間は、導光膜２０と拡散バー３０との光出射均一性を提供するのに重要である。
【００１３】
光源１２は多くの種類の発光素子を使用することができる。ラップトップコンピュータおよびより大きなディスプレイに使用される従来のＬＧＰはＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）を使用してきた。本発明のＬＧＦ２０は、この厚い種類の光源を使用することができるが、薄い形状の光源、例えば、ＬＥＤの線状配列、ＯＬＥＤの線状配列、または他の線状固体光源と共に使用するのに有利である。
【００１４】
図２の透視図は照明装置１８におけるＬＧＦ２０およびその光出射面２４の形態を示す。図２に示されるように、光源１２は照明を入射端２２に向け、この入射端は出射面２４に対して実質的に垂直である。離散した光取り出しフィーチャ２６は出射面２４上、あるいは底面２８上に形成されており、その結果、出射面２４および底面２８のいずれかもしくは双方がパターン形成された面である。後の図面においてより詳細に認められるように、光取り出しフィーチャ２６はＬＧＦ２０の長さ方向Ｌに沿って寸法的に伸ばされていることができ、長さ方向Ｌに対して垂直の幅方向Ｗで、より狭い場合がある。光源１２は一般的に長さ方向Ｌに沿って配置される。光取り出しフィーチャ２６は表面２４または２８にわたって等しい間隔で空間的に分布しうるが；光取り出しフィーチャ２６の空間分布、またはサイズまたはピッチは、図２に示されそして後に記載されるように、幅方向Ｗでの入射端２２からの距離に応じて変化する実施形態で有利である場合がある。
【００１５】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄは、出射面２４または底面２８のいずれかであるパターン形成された面上の光取り出しフィーチャ２６の様々な配置を断面図において示す。これらの図中の点線は、光取り出しフィーチャ２６の挙動を示す様々な典型的な光路を示す。光は、導光技術分野の当業者にはよく知られている原理である全内部反射（ＴＩＲ）によってＬＧＦ２０内に向けられる。光取り出しフィーチャ２６の一般的な機能は、それらが面２４または２８から突出しているかまたは面の方に窪んで形成されるかに係わらず、ＴＩＲを妨げ、この光をＬＧＦ２０から外に出すことである。図３Ａおよび３Ｂは、それぞれ表面から突出しているかまたは表面に陥没している、出射面２４上に形成される２種類の光取り出しフィーチャ２６についての光の挙動を示す。いずれのケースにおいても、内部反射光は、それが光取り出しフィーチャ２６の面に衝突すると出射面２４から外に向けられる。
【００１６】
図３Ｃおよび３Ｄは、光取り出しフィーチャ２６が底面２８上に形成される別の実施形態を示す。光取り出しフィーチャ２６を使用して取り出された光を方向変換するために、これらの実施形態については、反射面６６が照明装置１８（図１および２）の部品として提供される。反射面６６は、この光を戻してＬＧＦ２０を通し、そして出射面２４から出すように方向変換する。
【００１７】
ここで図４を参照すると、図４は導光膜２０および点光源１２の透視図を示す。光源１２は導光膜２０の入射端に沿って配置される。導光膜の下は反射体２８であり、反射体２８に入射した光を膜１４の方に反射する。導光膜２０は逐次的にもしくはパターンで配置されて、均一で明るいバックライト照明アセンブリを作り出す。点光源１２はバックライト照明アセンブリの照明領域内にある。ＬＣＤ ＴＶ用途のためには、導光膜２０の長さＬは好ましくは幅Ｗより大きい。より好ましくは、長さＬは導光膜の幅Ｗよりも１０倍以上大きい。
【００１８】
図４における光源１２は好ましくは、バックライト照明アセンブリがディスプレイ装置のイメージ内容を伴うレジストレーションにおいて局所的に減光されうるように配置される。点光源の局所的減光はＬＣＤの電力消費を低減させると共にＬＣＤのコントラスト比を有意に向上させることを示した。光源１２のサブグループを減光することによって、導光膜２０の小さな画定された領域が、光源１２に供給される電流を変化させることにより劇的に減光されうる。減光される領域のサイズは、減光される点光源の数と導光膜２０の幅Ｗとの関数である。光源１２は光を単一の導光膜２０に入射させるように配置されうるか、または２つの隣り合う導光膜に光を入射させるように配置されうる。光源は好ましくは、均一な光が導光膜２０に入射するのを可能にするようなサイドバイサイドの形態で配置される。
【００１９】
光源１２は導光膜２０の間に分布され配置される。導光膜２０の間の光源１２の分布は、集中した熱発生点を有するエッジライト型バックライトユニットよりも低い温度勾配をバックライト照明アセンブリにわたって有するバックライトアセンブリを生じさせる。先行技術のエッジ照明型バックライトアセンブリで見いだされるもののような高い温度勾配は、温度勾配からもたらされる熱膨張の違いのせいで光学部品の望ましくない波打ちまたはしわを生じさせる。さらに、エッジ照明型バックライトアセンブリに存在する高い温度勾配は、多くの場合、熱による波打ちおよび座屈（ｂｕｃｋｌｉｎｇ）に耐えるように使用される高価で重い金属フレームを必要とする。
【００２０】
Ｌ方向に沿った光源１２のピッチは導光膜２０の望まれる光出射特性の関数である。光取り出しフィーチャ２６の密度、ピッチおよびサイズも、導光膜２０の望まれる光出射特性の関数である。光取り出しフィーチャのサイズ、位置およびピッチも光源１２の光出射特性に関連する。光源１２の重要な光学的特徴には、色度、光分布、および照度が挙げられる。一般的に、光取り出しフィーチャ２６の密度は、光エネルギーの均一な取り出しを可能にするように、光入射面の反対側よりも光入射面２２において低い。
【００２１】
さらに、図４を参照すると、本発明の一実施形態においては、導光膜２０はＬ−Ｗ面において、光取り出しフィーチャを含まない比較的小さな領域を伴って提供される。Ｌ−Ｗ面における導光膜２０の全領域の約１〜１０％であるこの比較的小さな領域は光源１２についてのミキシング領域として機能する。このミキシング領域は特に多モード光源、例えば、ＲＧＢまたはＲＧＢＷまたはＲＧＧＢについて重要である。このミキシング領域は、青色染料および黄色蛍光体を含む先行技術の白色ＬＥＤよりも高い色域の白色光を作成するための多モード光源のミキシングのための効果的な方法であることが示された。
【００２２】
拡散バー３０の周囲を囲むようにスペーサーカラーリングが提供される。スペーサーカラーリング３０は光学スタンドオフ（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ）３４、拡散バー用開口部３８およびアンカーフィーチャ（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）３６を含む。スペーサーカラーリング（ｓｐａｃｅｒ ｃｏｌｌａｒ ｒｉｎｇ）３２は拡散バー３２の長さに沿ってスライドする。拡散バーおよびスペーサーカラーリングの使用はスペーサーカラーリングが精密射出成形され、かつ拡散バーが異形押出されることを可能にする。異形押出はコストが射出成形よりも低く、かつ異形押出はより大きな領域、例えばＬＣＤ ＴＶに必要とされる長い連続したセクションに充分に適するので、異形押出は拡散バーセグメントに好ましい。スペーサーカラーリングは、拡散バー用開口部、光学スペーサーおよびアンカーフィーチャを伴って精密射出成形される。異形押出成形された拡散バーを伴う射出成形されたスペーサーカラーリングを含むことにより、生じる光学アセンブリはコストが低く、かつバックライトアセンブリに配置される点光源を拡散させるのに充分に精密である。
【００２３】
図５は本発明のバックライトユニットアセンブリの断面図である。図５は、拡散バーおよびカラースペーサーリングと関連しているいくつかの点光源１２を示す。拡散体１４および反射面６６も提供される。カラースペーサーリング３０は拡散バー３２の長さに沿って配置される。カラースペーサーリング間の間隔は上部拡散体１４の曲げ剛性、上部拡散体１４の重量、およびバックライトアセンブリの長さ／幅を考慮に入れることにより決定されうる。好ましくは、個々のスペーサーカラーリング間の間隔は３０〜１００ｃｍである。２０ｃｍ未満の場合には、スペーサーカラーリングの数がコストに見合わず、１２０ｃｍを超える場合には、上部拡散体１４の何らかの曲がりが起こる場合があり、バックライトアセンブリの輝度均一性を低減させうる。
【００２４】
拡散バーは好ましくは結合されなかった光および点光源１２から漏れた光の拡散を助ける材料を含む。好ましい材料は、前方散乱コアシェル粒子、ガラスビーズ、非混和性ポリマー、無機散乱材料、例えば、ＴｉＯ２およびＢａＳＯ４、シリコーン材料およびゴムコンパウンドを含むリストから選択される。最も好ましくは、拡散バーは前方散乱コアシェル粒子を含むＰＭＭＡまたはＰＣポリマーを含む。コアシェル粒子は、光エネルギーの大部分をアクティブもしくはパッシブディスプレイの方に向けつつ、優れた光拡散特性を提供することが示されている。さらに、拡散バー３２は好ましくは、拡散バー３２を出る光の色が導光膜２０の表面を出るのとほぼ同じ色および光エネルギーを有するように、そのクリップを出る拡散された光の色を変調するために、有機もしくは無機の染料、顔料、または着色剤を含む。拡散バー３２からの光出射と導光膜２０からの光出射との間の大きな色差は人の目によって検出される望ましくない視認パターンを生じさせるであろう。色差はＣＩＥ色座標で測定されうる。色差は拡散体またはプリズム膜のような後の段階の光学部品でも変調されうる。
【００２５】
拡散バーは１０００ｎｍを超えるＲａを有する粗いものでありうる。平均荒さまたはＲａの用語は、ポリマー塗膜におけるビーズ間のピークから谷までの高さの平均を意味し、プロファイロメーターによって測定され、結果はマイクロメートルで表される。用語Ｒａは所定の領域もしくは光学部品の表面領域上の平均粗さを特徴付けるために使用される。粗いスペーサーバーはそのバーの拡散効率を向上させる。あるいは、スペーサーバーは場合によっては５００ｎｍ未満のＲａを有する光学的に滑らかなものでありうる。滑らかなスペーサーバーは、バックライトアセンブリにおける後での反射中に、結合されていない光エネルギーをミキシングする入射光エネルギーの幾分かの反射を可能にする。
【００２６】
図６はスペーサーカラーリング３０の透視図である。スペーサーカラーリングは光学スペーサー３４、拡散バー用開口部３８、および一体型アンカーフィーチャ３６を伴って提供される。拡散バー用開口部３８は好ましくは、スペーサーカラーリングが拡散バーの長さを「スライド」するかまたは移動することができるように、拡散バーの形状に適合する。スペーサーカラーリング３０は好ましくは射出成形され、よって光学スペーサー３４およびアンカーフィーチャ３６はこのスペーサーカラーリングに一体化される。アンカーフィーチャ３６はスペーサーカラーリングが面または構造に結合されうるあらゆるフィーチャである。好ましいアンカーフィーチャの例には、ねじ穴と対になるネジ型アンカーフィーチャ、表面と磁気的に対になる磁気アンカーフィーチャ、スルーホールと加圧適合するアンカーフィーチャ、およびスルーホールと対になり、アンカーフィーチャ３６の先端に位置するピラミッド型構造でロックされる図６に示されるようなロック型アンカーフィーチャが挙げられる。アンカーフィーチャは拡散バーが配置され、裏当て（ｂａｃｋｉｎｇ）面に固定されるのを可能にする。アンカーフィーチャは、バックライト膜の部品の一体性を維持し、かつ製造および輸送中に遭遇する振動によるバックライトアセンブリの損傷を低減させるのを助けることも可能にする。
【００２７】
図７は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、平坦な部分で終了する２つの対向する斜面を有する。この斜面は点光源からの入射光エネルギーの光の方向変換のための手段を提供する。
【００２８】
図８は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、小さな平坦な部分で終了する２つの対向する斜面を有する。この斜面は点光源からの入射光エネルギーの光の低減のための手段を提供する。
【００２９】
図９は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、拡散バー３２の頂部で丸まった端を有する２つの対向する曲面を有し、この曲面は入射光エネルギーを方向変換する。拡散バー３２のこの曲面および丸められた角は拡散部分が入射光エネルギーを方向変換しかつ拡散させることを可能にする。さらに、拡散部分における丸められた角は、角における光の透過を「和らげ」、拡散バー３２の光出射と導光膜の光出射との間の照度の変化を低減する。
【００３０】
図１０は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、入射光エネルギーを方向変換する２つの対向する曲面を有する。この二つの曲面は図１０においては平坦な部分で終了する。
【００３１】
使用される材料
ＬＧＦ２０は、ポリカルボナート、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）をはじめとするが、これに限定されない様々な種類の透明材料から形成されうる。
【００３２】
拡散バーおよびスペーサーカラーリングは、ポリカルボナート、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカルボナート、ポリスルホンまたはポリプロピレンをはじめとするが、これに限定されない様々なポリマー材料から形成されうる。スペーサーカラーリングおよび拡散バーは同じ材料で作られていて良く、または異なる材料組成を有していても良い。
【００３３】
導光膜のパターン形成される面上に形成されるフィーチャはＬＣＤおよび他の種類のバックライトディスプレイのために、特に小さなディスプレイおよび持ち運び可能な装置のために照明を提供するのを助ける。本発明の実施形態は１ｍｍ以下の厚みで製造されうる導光膜を提供する。これは特にＬＥＤ、ＯＬＥＤまたはレーザーアレイおよび他の線状固体光アレイと共に使用するのに特に有利である本発明のＬＧＦを製造する。
【００３４】
本発明の拡散バーは好ましくは異形押出として知られるプロセスを用いて製造される。このプロセスは連続断面を有するプラスチック製品、例えば、飲み物を飲むためのストロー、ポリマーガスケット、装飾成形、ウィンドウトリミング、およびポリマー溶融物が高圧下で中空成形キャビティーに入れられる様々な他の製品を製造するのに使用される。
【００３５】
望まれるポリマーは機械ホッパー（この機械は押出機として知られている）にペレット形態で供給され、この材料は回転するスクリューによって、加熱されたバレルの内側で連続的に前方に運ばれ、摩擦および熱の双方によって柔らかくされる。次いで、柔らかくされたポリマーはダイを通って出て、冷水に直接入れられ、そこで製品が固化する。ここから、それは前方のテイクオフローラーに運ばれ、このテイクオフローラーは実際には、柔らかくされたプラスチックをダイから引っ張るように働く。
【００３６】
このダイは押出機の末端に配置された金属プレートであり、その内部の切り抜き部分を有し、この切り抜きおよびテイクオフローラーの速度が、製造される製品の断面を決定する。管の末端における開口のせいで製品は固体棒状で現れ、その開口が製造される製品とは異なる断面を有していた場合には、その新たな断面を持つこととなるであろう。基本的に、押出は材料をダイオリフィスに通過させるとして定義されうる。このダイオリフィスは最終製品の最終的な形状をもたらす。
【００３７】
本発明は導光膜の使用に関するが、拡散バーおよびスペーサーカラーリングは導光板と共に使用されることもできることが認識される。導光板は点光源を拡散させるために使用され、概して１．０ｍｍを超える厚みを有する導波ポリマー板として定義される。
【符号の説明】
【００３８】
１０ ディスプレイ装置
１２ 光源
１４ 上部拡散膜
１６ 空間光変調器
１８ バックライト照明アセンブリ
２０ 導光膜（ＬＧＦ）
２２ 入射端
２４ 光出射出射面
２６ 光取り出しフィーチャ
２８ 底面
３０ スペーサーカラーリング
３２ 拡散バー
３４ 光学スペーサー
３６ アンカーフィーチャ
３８ 拡散バー用開口部
６６ 反射面
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスプレイ照明に関し、より具体的には、ポリマー導光薄膜への点光源の結合効率を増大させるのに使用される光結合クリップに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルは他の種類のディスプレイに代わる、コンパクトで軽量の代替物を提供するが、変調のための光を提供するある種のバックライト照明を必要とする。ＬＣＤおよび類似のディスプレイのためのバックライト照明は典型的には光供給面によって提供され、この光供給面は見る者に対してＬＣＤパネルの背面に位置し、１以上の光源からの光をＬＣＤパネルを通る様に方向変換する。光供給面の典型的な種類の１つは導光板（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｉｎｇ Ｐｌａｔｅ；ＬＧＰ）である。ＬＧＰは、入射光を方向変換するために全内部反射（ＴＩＲ）を使用する導波路として機能し、導波路はその側端に沿って位置する１以上の光源から入射光を受ける。内部反射された光を取り出し、ディスプレイパネルの方にこの光を方向変換するために、ある種の表面フィーチャリング（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｅａｔｕｒｉｎｇ）がＬＧＰ上に提供される。
【０００３】
ゴトウ（Ｇｏｔｏ）らの開示に提案された様な解決策が有する欠点の中には、従来の導光板の相対的な厚さおよび全体的な体積がある。従来のＬＧＰは、多くの場合ＬＣＤパネル自体の厚みを越える。ＬＣＤ ＴＶの様な大きなディスプレイの出現に伴って、およびよりコンパクトな固体光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）の開発に伴って、既存の設計よりも、より薄い形状を提供し、より軽量であり、かつより可とう性であるＬＧＰ解決策についての必要性が存在している。ディスプレイがより大きな規模になり続けるにつれて、そしてより可とう性の基体の使用が増大するにつれて、厚みが１ｍｍ近づき、より可とう性のＬＧＰについての要求が増大している。
【０００４】
より小さくてより可とう性のディスプレイにさらによく適したＬＧＰ装置のために、多数の解決策が提案されてきた。しかし、今まで提案された解決策は、それらの利便性を限定する、あるいはそれらを製造困難にする本来的な欠点を有する。例えば、ＬＧＰ面に形成される種々のタイプの光取り出しフィーチャ（ｌｉｇｈｔ−ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）が提案されてきた。しかし、提案された多くの光取り出しフィーチャの幾何学的形状は、射出成形または高温圧縮成形といった製造方法を必要とする。これらの製造方法は、より厚い材料に対してはうまく行く場合があるが、ＬＧＰの厚さが薄くなるにつれてますます困難で非実用的になることが分かっている。例えば、多数の提案された解決策は、９０度の垂直壁を有する表面光取り出しフィーチャを必要とする。このスケールにおける鋭角は、必要なサイズで既知のプラスチック材料では如何なる方法を使用しても製造が極めて困難である可能性がある。さらに他のものは比較的高い、高さ：幅アスペクト比を有するフィーチャであって、同様の理由から製造が困難なフィーチャを必要とする。このような構造体は理論的にはうまく行く可能性があり、またこれらの製造も可能であり得るが、これらが示す製造上の問題は提案された設計の多くを量産に関して非現実的にしている。鋭角の側壁を有する光取り出しフィーチャを有するＬＧＰが、どのように経済的に量産され得るかについてほとんど注意が払われてこなかったように思われる。
【０００５】
さらに、ＬＥＤを光源として使用するＬＣＤ ＴＶは一般的に、ＬＧＰの周囲を囲むように配置された上面発光（ｔｏｐ ｅｍｉｔｔｉｎｇ）ＬＥＤを伴う厚いＬＧＰを使用する。ＬＧＰの周囲を囲むように配置される上面発光ＬＥＤは典型的にはベゼルの下に位置する。ベゼルは、ＬＥＤから発生したがＬＧＰ／ＬＥＤ界面に結合していない望まれない光を覆い、吸収する役目を果たす。よって、ＬＥＤから発生した結合していない光はＬＣＤを照明するのに使用されず、無駄である。
【０００６】
米国特許第６，７２１，１０２号（ボーデライス（Ｂｏｕｒｄｅｌａｉｓ）ら）は複合ポリマーレンズで形成された可視光拡散体を開示する。米国特許第６，７２１，１０２号に開示された複合レンズはマイクロメートルサイズのポリマーレンズを、低アスペクト非ポリマーベースレンズの表面上に取り付けることによって作成される。小レンズ：大レンズの比率は２：１〜３０：１である。米国特許第６，７２１，１０２号に開示される拡散体は光源を拡散させるのに有用であり、特に、ＬＣＤバックライト光源において有用である。
【０００７】
ＬＣパネルのための光源としてのＬＥＤの使用は、ＬＣＤ ＴＶの全電力消費を低減させるために、イメージ内容を伴ったレジストレーション（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）において、ＬＥＤが全体的に減光される（ｄｉｍｍｅｄ）のを可能にする一方で、これらエッジライトＬＥＤ ＴＶは、典型的には、そのＬＥＤの外周配置のせいで局所的に動的に減光されることができない。ＬＥＤの小さなグループがイメージ内容を伴うレジストレーションにおいて減光されうるので、ＬＥＤの局所的減光は、全体的な減光と比較して、ＬＥＤで照明されるＬＣＤ ＴＶの全体的な電力消費をさらに低減させることが示されてきた。さらに局所的減光が、全体的減光と比較して表示されたイメージのコントラスト比を有意に向上させることも示されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，７２１，１０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
よって、可とう性材料の使用を可能にし、比較的薄い寸法形状で製造されることができ、高体積製造のために設計され、および局所的に減光されうる導光面（ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）解決策についての必要性が存在することが認識される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、点光源を提供するための複数の固体光源；点光源を光の均一な面に方向変換し広げるための、複数の固体光源間に提供される、光方向変換領域を有する複数の導光膜；前記固体光源を覆う少なくとも１つのポリマー拡散バー；並びに、光学スペーサー、カラーセクションおよびアンカーフィーチャを含むスペーサーカラーリング；を含み、前記スペーサーカラーリングが拡散バーの周囲を囲むように配置されている；ＬＣＤディスプレイのための一体型バックライト照明アセンブリを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の導光膜を使用するディスプレイ装置を示す。
【図２】図２は一実施形態における導光膜の透視図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは導光膜表面におけるフィーチャでの入射光についての光の挙動を示す。
【図４】図４は一実施形態における導光膜の一部分、拡散バー、カラーリングおよび点光源を示す。
【図５】図５は点光源および拡散体との関連で拡散バーおよびカラーリングの一実施形態を示す断面である。
【図６】図６は光学スペーサー、アンカーフィーチャおよび拡散バー用開口部を有するカラースペーサーリングを示す本発明の一実施形態の透視図である。
【図７】図７は２つの傾斜面を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【図８】図８は２つの傾斜面を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【図９】図９は丸められた端部を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【図１０】図１０は２つの曲面を有する拡散バーの断面を示す本発明の一実施形態の断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、本発明に従って、少なくとも２つの導光物品である導光膜（ＬＧＦ）２０を使用するバックライト照明アセンブリ１８を有するディスプレイ装置１０の実施形態が断面で示される。ＬＦＧ２０間に位置する光源１２が照明をＬＧＦ２０の入射端２２を通る様に向かわせる。ディスプレイ装置に沿った均一な光出射を助けるために、少なくとも２つの光源１２ｂおよび１２ｃがベゼル上に配置されることができる。ＬＧＦ２０はこの照明を外側に、１以上の上部拡散膜１４を通り、この照明を変調する空間光変調器ここではＬＣＤパネル１６の方に方向変換する。拡散バー３２は光源１２の上方に位置し、点光源１２から導光膜２０に光学的に結合していない光エネルギーを拡散する働きをする。拡散バー３２は、上部拡散体１４と導光膜２０との間の空間を提供する光学スペーサーリングと共に提供される。この空間は、導光膜２０と拡散バー３０との光出射均一性を提供するのに重要である。
【００１３】
光源１２は多くの種類の発光素子を使用することができる。ラップトップコンピュータおよびより大きなディスプレイに使用される従来のＬＧＰはＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）を使用してきた。本発明のＬＧＦ２０は、この厚い種類の光源を使用することができるが、薄い形状の光源、例えば、ＬＥＤの線状配列、ＯＬＥＤの線状配列、または他の線状固体光源と共に使用するのに有利である。
【００１４】
図２の透視図は照明装置１８におけるＬＧＦ２０およびその光出射面２４の形態を示す。図２に示されるように、光源１２は照明を入射端２２に向け、この入射端は出射面２４に対して実質的に垂直である。離散した光取り出しフィーチャ２６は出射面２４上、あるいは底面２８上に形成されており、その結果、出射面２４および底面２８のいずれかもしくは双方がパターン形成された面である。後の図面においてより詳細に認められるように、光取り出しフィーチャ２６はＬＧＦ２０の長さ方向Ｌに沿って寸法的に伸ばされていることができ、長さ方向Ｌに対して垂直の幅方向Ｗで、より狭い場合がある。光源１２は一般的に長さ方向Ｌに沿って配置される。光取り出しフィーチャ２６は表面２４または２８にわたって等しい間隔で空間的に分布しうるが；光取り出しフィーチャ２６の空間分布、またはサイズまたはピッチは、図２に示されそして後に記載されるように、幅方向Ｗでの入射端２２からの距離に応じて変化する実施形態で有利である場合がある。
【００１５】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄは、出射面２４または底面２８のいずれかであるパターン形成された面上の光取り出しフィーチャ２６の様々な配置を断面図において示す。これらの図中の点線は、光取り出しフィーチャ２６の挙動を示す様々な典型的な光路を示す。光は、導光技術分野の当業者にはよく知られている原理である全内部反射（ＴＩＲ）によってＬＧＦ２０内に向けられる。光取り出しフィーチャ２６の一般的な機能は、それらが面２４または２８から突出しているかまたは面の方に窪んで形成されるかに係わらず、ＴＩＲを妨げ、この光をＬＧＦ２０から外に出すことである。図３Ａおよび３Ｂは、それぞれ表面から突出しているかまたは表面に陥没している、出射面２４上に形成される２種類の光取り出しフィーチャ２６についての光の挙動を示す。いずれのケースにおいても、内部反射光は、それが光取り出しフィーチャ２６の面に衝突すると出射面２４から外に向けられる。
【００１６】
図３Ｃおよび３Ｄは、光取り出しフィーチャ２６が底面２８上に形成される別の実施形態を示す。光取り出しフィーチャ２６を使用して取り出された光を方向変換するために、これらの実施形態については、反射面６６が照明装置１８（図１および２）の部品として提供される。反射面６６は、この光を戻してＬＧＦ２０を通し、そして出射面２４から出すように方向変換する。
【００１７】
ここで図４を参照すると、図４は導光膜２０および点光源１２の透視図を示す。光源１２は導光膜２０の入射端に沿って配置される。導光膜の下は反射体２８であり、反射体２８に入射した光を膜１４の方に反射する。導光膜２０は逐次的にもしくはパターンで配置されて、均一で明るいバックライト照明アセンブリを作り出す。点光源１２はバックライト照明アセンブリの照明領域内にある。ＬＣＤ ＴＶ用途のためには、導光膜２０の長さＬは好ましくは幅Ｗより大きい。より好ましくは、長さＬは導光膜の幅Ｗよりも１０倍以上大きい。
【００１８】
図４における光源１２は好ましくは、バックライト照明アセンブリがディスプレイ装置のイメージ内容を伴うレジストレーションにおいて局所的に減光されうるように配置される。点光源の局所的減光はＬＣＤの電力消費を低減させると共にＬＣＤのコントラスト比を有意に向上させることを示した。光源１２のサブグループを減光することによって、導光膜２０の小さな画定された領域が、光源１２に供給される電流を変化させることにより劇的に減光されうる。減光される領域のサイズは、減光される点光源の数と導光膜２０の幅Ｗとの関数である。光源１２は光を単一の導光膜２０に入射させるように配置されうるか、または２つの隣り合う導光膜に光を入射させるように配置されうる。光源は好ましくは、均一な光が導光膜２０に入射するのを可能にするようなサイドバイサイドの形態で配置される。
【００１９】
光源１２は導光膜２０の間に分布され配置される。導光膜２０の間の光源１２の分布は、集中した熱発生点を有するエッジライト型バックライトユニットよりも低い温度勾配をバックライト照明アセンブリにわたって有するバックライトアセンブリを生じさせる。先行技術のエッジ照明型バックライトアセンブリで見いだされるもののような高い温度勾配は、温度勾配からもたらされる熱膨張の違いのせいで光学部品の望ましくない波打ちまたはしわを生じさせる。さらに、エッジ照明型バックライトアセンブリに存在する高い温度勾配は、多くの場合、熱による波打ちおよび座屈（ｂｕｃｋｌｉｎｇ）に耐えるように使用される高価で重い金属フレームを必要とする。
【００２０】
Ｌ方向に沿った光源１２のピッチは導光膜２０の望まれる光出射特性の関数である。光取り出しフィーチャ２６の密度、ピッチおよびサイズも、導光膜２０の望まれる光出射特性の関数である。光取り出しフィーチャのサイズ、位置およびピッチも光源１２の光出射特性に関連する。光源１２の重要な光学的特徴には、色度、光分布、および照度が挙げられる。一般的に、光取り出しフィーチャ２６の密度は、光エネルギーの均一な取り出しを可能にするように、光入射面の反対側よりも光入射面２２において低い。
【００２１】
さらに、図４を参照すると、本発明の一実施形態においては、導光膜２０はＬ−Ｗ面において、光取り出しフィーチャを含まない比較的小さな領域を伴って提供される。Ｌ−Ｗ面における導光膜２０の全領域の約１〜１０％であるこの比較的小さな領域は光源１２についてのミキシング領域として機能する。このミキシング領域は特に多モード光源、例えば、ＲＧＢまたはＲＧＢＷまたはＲＧＧＢについて重要である。このミキシング領域は、青色染料および黄色蛍光体を含む先行技術の白色ＬＥＤよりも高い色域の白色光を作成するための多モード光源のミキシングのための効果的な方法であることが示された。
【００２２】
拡散バー３０の周囲を囲むようにスペーサーカラーリングが提供される。スペーサーカラーリング３０は光学スタンドオフ（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ）３４、拡散バー用開口部３８およびアンカーフィーチャ（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）３６を含む。スペーサーカラーリング（ｓｐａｃｅｒ ｃｏｌｌａｒ ｒｉｎｇ）３２は拡散バー３２の長さに沿ってスライドする。拡散バーおよびスペーサーカラーリングの使用はスペーサーカラーリングが精密射出成形され、かつ拡散バーが異形押出されることを可能にする。異形押出はコストが射出成形よりも低く、かつ異形押出はより大きな領域、例えばＬＣＤ ＴＶに必要とされる長い連続したセクションに充分に適するので、異形押出は拡散バーセグメントに好ましい。スペーサーカラーリングは、拡散バー用開口部、光学スペーサーおよびアンカーフィーチャを伴って精密射出成形される。異形押出成形された拡散バーを伴う射出成形されたスペーサーカラーリングを含むことにより、生じる光学アセンブリはコストが低く、かつバックライトアセンブリに配置される点光源を拡散させるのに充分に精密である。
【００２３】
図５は本発明のバックライトユニットアセンブリの断面図である。図５は、拡散バーおよびカラースペーサーリングと関連しているいくつかの点光源１２を示す。拡散体１４および反射面６６も提供される。カラースペーサーリング３０は拡散バー３２の長さに沿って配置される。カラースペーサーリング間の間隔は上部拡散体１４の曲げ剛性、上部拡散体１４の重量、およびバックライトアセンブリの長さ／幅を考慮に入れることにより決定されうる。好ましくは、個々のスペーサーカラーリング間の間隔は３０〜１００ｃｍである。２０ｃｍ未満の場合には、スペーサーカラーリングの数がコストに見合わず、１２０ｃｍを超える場合には、上部拡散体１４の何らかの曲がりが起こる場合があり、バックライトアセンブリの輝度均一性を低減させうる。
【００２４】
拡散バーは好ましくは結合されなかった光および点光源１２から漏れた光の拡散を助ける材料を含む。好ましい材料は、前方散乱コアシェル粒子、ガラスビーズ、非混和性ポリマー、無機散乱材料、例えば、ＴｉＯ２およびＢａＳＯ４、シリコーン材料およびゴムコンパウンドを含むリストから選択される。最も好ましくは、拡散バーは前方散乱コアシェル粒子を含むＰＭＭＡまたはＰＣポリマーを含む。コアシェル粒子は、光エネルギーの大部分をアクティブもしくはパッシブディスプレイの方に向けつつ、優れた光拡散特性を提供することが示されている。さらに、拡散バー３２は好ましくは、拡散バー３２を出る光の色が導光膜２０の表面を出るのとほぼ同じ色および光エネルギーを有するように、そのクリップを出る拡散された光の色を変調するために、有機もしくは無機の染料、顔料、または着色剤を含む。拡散バー３２からの光出射と導光膜２０からの光出射との間の大きな色差は人の目によって検出される望ましくない視認パターンを生じさせるであろう。色差はＣＩＥ色座標で測定されうる。色差は拡散体またはプリズム膜のような後の段階の光学部品でも変調されうる。
【００２５】
拡散バーは１０００ｎｍを超えるＲａを有する粗いものでありうる。平均荒さまたはＲａの用語は、ポリマー塗膜におけるビーズ間のピークから谷までの高さの平均を意味し、プロファイロメーターによって測定され、結果はマイクロメートルで表される。用語Ｒａは所定の領域もしくは光学部品の表面領域上の平均粗さを特徴付けるために使用される。粗いスペーサーバーはそのバーの拡散効率を向上させる。あるいは、スペーサーバーは場合によっては５００ｎｍ未満のＲａを有する光学的に滑らかなものでありうる。滑らかなスペーサーバーは、バックライトアセンブリにおける後での反射中に、結合されていない光エネルギーをミキシングする入射光エネルギーの幾分かの反射を可能にする。
【００２６】
図６はスペーサーカラーリング３０の透視図である。スペーサーカラーリングは光学スペーサー３４、拡散バー用開口部３８、および一体型アンカーフィーチャ３６を伴って提供される。拡散バー用開口部３８は好ましくは、スペーサーカラーリングが拡散バーの長さを「スライド」するかまたは移動することができるように、拡散バーの形状に適合する。スペーサーカラーリング３０は好ましくは射出成形され、よって光学スペーサー３４およびアンカーフィーチャ３６はこのスペーサーカラーリングに一体化される。アンカーフィーチャ３６はスペーサーカラーリングが面または構造に結合されうるあらゆるフィーチャである。好ましいアンカーフィーチャの例には、ねじ穴と対になるネジ型アンカーフィーチャ、表面と磁気的に対になる磁気アンカーフィーチャ、スルーホールと加圧適合するアンカーフィーチャ、およびスルーホールと対になり、アンカーフィーチャ３６の先端に位置するピラミッド型構造でロックされる図６に示されるようなロック型アンカーフィーチャが挙げられる。アンカーフィーチャは拡散バーが配置され、裏当て（ｂａｃｋｉｎｇ）面に固定されるのを可能にする。アンカーフィーチャは、バックライト膜の部品の一体性を維持し、かつ製造および輸送中に遭遇する振動によるバックライトアセンブリの損傷を低減させるのを助けることも可能にする。
【００２７】
図７は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、平坦な部分で終了する２つの対向する斜面を有する。この斜面は点光源からの入射光エネルギーの光の方向変換のための手段を提供する。
【００２８】
図８は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、小さな平坦な部分で終了する２つの対向する斜面を有する。この斜面は点光源からの入射光エネルギーの光の低減のための手段を提供する。
【００２９】
図９は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、拡散バー３２の頂部で丸まった端を有する２つの対向する曲面を有し、この曲面は入射光エネルギーを方向変換する。拡散バー３２のこの曲面および丸められた角は拡散部分が入射光エネルギーを方向変換しかつ拡散させることを可能にする。さらに、拡散部分における丸められた角は、角における光の透過を「和らげ」、拡散バー３２の光出射と導光膜の光出射との間の照度の変化を低減する。
【００３０】
図１０は好ましい拡散バー形状３２の断面図である。拡散バー３２は、入射光エネルギーを方向変換する２つの対向する曲面を有する。この二つの曲面は図１０においては平坦な部分で終了する。
【００３１】
使用される材料
ＬＧＦ２０は、ポリカルボナート、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）をはじめとするが、これに限定されない様々な種類の透明材料から形成されうる。
【００３２】
拡散バーおよびスペーサーカラーリングは、ポリカルボナート、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカルボナート、ポリスルホンまたはポリプロピレンをはじめとするが、これに限定されない様々なポリマー材料から形成されうる。スペーサーカラーリングおよび拡散バーは同じ材料で作られていて良く、または異なる材料組成を有していても良い。
【００３３】
導光膜のパターン形成される面上に形成されるフィーチャはＬＣＤおよび他の種類のバックライトディスプレイのために、特に小さなディスプレイおよび持ち運び可能な装置のために照明を提供するのを助ける。本発明の実施形態は１ｍｍ以下の厚みで製造されうる導光膜を提供する。これは特にＬＥＤ、ＯＬＥＤまたはレーザーアレイおよび他の線状固体光アレイと共に使用するのに特に有利である本発明のＬＧＦを製造する。
【００３４】
本発明の拡散バーは好ましくは異形押出として知られるプロセスを用いて製造される。このプロセスは連続断面を有するプラスチック製品、例えば、飲み物を飲むためのストロー、ポリマーガスケット、装飾成形、ウィンドウトリミング、およびポリマー溶融物が高圧下で中空成形キャビティーに入れられる様々な他の製品を製造するのに使用される。
【００３５】
望まれるポリマーは機械ホッパー（この機械は押出機として知られている）にペレット形態で供給され、この材料は回転するスクリューによって、加熱されたバレルの内側で連続的に前方に運ばれ、摩擦および熱の双方によって柔らかくされる。次いで、柔らかくされたポリマーはダイを通って出て、冷水に直接入れられ、そこで製品が固化する。ここから、それは前方のテイクオフローラーに運ばれ、このテイクオフローラーは実際には、柔らかくされたプラスチックをダイから引っ張るように働く。
【００３６】
このダイは押出機の末端に配置された金属プレートであり、その内部の切り抜き部分を有し、この切り抜きおよびテイクオフローラーの速度が、製造される製品の断面を決定する。管の末端における開口のせいで製品は固体棒状で現れ、その開口が製造される製品とは異なる断面を有していた場合には、その新たな断面を持つこととなるであろう。基本的に、押出は材料をダイオリフィスに通過させるとして定義されうる。このダイオリフィスは最終製品の最終的な形状をもたらす。
【００３７】
本発明は導光膜の使用に関するが、拡散バーおよびスペーサーカラーリングは導光板と共に使用されることもできることが認識される。導光板は点光源を拡散させるために使用され、概して１．０ｍｍを超える厚みを有する導波ポリマー板として定義される。
【符号の説明】
【００３８】
１０ ディスプレイ装置
１２ 光源
１４ 上部拡散膜
１６ 空間光変調器
１８ バックライト照明アセンブリ
２０ 導光膜（ＬＧＦ）
２２ 入射端
２４ 光出射出射面
２６ 光取り出しフィーチャ
２８ 底面
３０ スペーサーカラーリング
３２ 拡散バー
３４ 光学スペーサー
３６ アンカーフィーチャ
３８ 拡散バー用開口部
６６ 反射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点光源を提供するための複数の固体光源；
点光源を光の均一な面に方向変換し広げるための、複数の固体光源間に提供される、光方向変換領域を有する複数の導光膜；
前記固体光源を覆う少なくとも１つのポリマー拡散バー；並びに、
光学スペーサー、カラーセクションおよびアンカーフィーチャを含むスペーサーカラーリング；を含み、
前記スペーサーカラーリングが前記拡散バーの周囲を囲むように配置されている；
ＬＣＤディスプレイのための一体型バックライト照明アセンブリ。
【請求項２】
拡散バーおよびスペーサーカラーリングがポリカルボナート、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ウレタン、ポリプロピレン、ポリスルホンおよびナイロンから選択される材料を含む、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項３】
拡散バーの熱膨張係数がスペーサーカラーリングの熱膨張係数よりも少なくとも０．２％大きい、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項４】
スペーサーカラーリングが５００マイクロメートルの長さで測定して少なくとも５％の光透過率を有する、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項５】
スペーサーカラーリングが白色で反射性である、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項６】
スペーサーカラーリングが白色で半透明である、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項７】
拡散バーがポリマーコアシェル粒子を含む、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項８】
スペーサーカラーリングが拡散バーの形状と実質的に同じ貫通形状を有する、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項９】
個々の前記スペーサーカラーリング間の距離が１〜１００ｃｍである、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項１０】
拡散バーが青色染料または顔料を含む請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項１】
点光源を提供するための複数の固体光源；
点光源を光の均一な面に方向変換し広げるための、複数の固体光源間に提供される、光方向変換領域を有する複数の導光膜；
前記固体光源を覆う少なくとも１つのポリマー拡散バー；並びに、
光学スペーサー、カラーセクションおよびアンカーフィーチャを含むスペーサーカラーリング；を含み、
前記スペーサーカラーリングが前記拡散バーの周囲を囲むように配置されている；
ＬＣＤディスプレイのための一体型バックライト照明アセンブリ。
【請求項２】
拡散バーおよびスペーサーカラーリングがポリカルボナート、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ウレタン、ポリプロピレン、ポリスルホンおよびナイロンから選択される材料を含む、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項３】
拡散バーの熱膨張係数がスペーサーカラーリングの熱膨張係数よりも少なくとも０．２％大きい、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項４】
スペーサーカラーリングが５００マイクロメートルの長さで測定して少なくとも５％の光透過率を有する、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項５】
スペーサーカラーリングが白色で反射性である、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項６】
スペーサーカラーリングが白色で半透明である、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項７】
拡散バーがポリマーコアシェル粒子を含む、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項８】
スペーサーカラーリングが拡散バーの形状と実質的に同じ貫通形状を有する、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項９】
個々の前記スペーサーカラーリング間の距離が１〜１００ｃｍである、請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【請求項１０】
拡散バーが青色染料または顔料を含む請求項１に記載のバックライト照明アセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２１０７２６（Ｐ２０１１−２１０７２６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−７３６５２（Ｐ２０１１−７３６５２）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５０８３３０８７０）エスケーシー・ハース・ディスプレイ・フィルムズ・カンパニー，リミテッド (31)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３６５２（Ｐ２０１１−７３６５２）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５０８３３０８７０）エスケーシー・ハース・ディスプレイ・フィルムズ・カンパニー，リミテッド (31)
【Ｆターム（参考）】
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