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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022008452
(43)【公開日】2022-01-13
(54)【発明の名称】液晶表示装置用のエッジライト型バックライトユニット
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20220105BHJP
G02F 1/13357 20060101ALI20220105BHJP
G02B 5/00 20060101ALI20220105BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 441
G02F1/13357
G02B5/00 Z
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021153054
(22)【出願日】2021-09-21
(62)【分割の表示】P 2017512660の分割
【原出願日】2015-05-13
(31)【優先権主張番号】61/994,369
(32)【優先日】2014-05-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/151,508
(32)【優先日】2015-04-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(72)【発明者】
【氏名】ティエリー リュック アラン ダヌー
(72)【発明者】
【氏名】ジャック ゴリアー
(72)【発明者】
【氏名】シェンピン リ
(72)【発明者】
【氏名】イン ヂャン
【テーマコード（参考）】
2H042
2H391
3K244
【Ｆターム（参考）】
2H042AA02
2H042AA19
2H042AA26
2H391AA13
2H391AB04
2H391AB21
2H391AC03
2H391AD03
2H391AD13
3K244AA01
3K244BA11
3K244CA03
3K244DA01
3K244EA02
3K244EA12
3K244FA12
(57)【要約】
【課題】液晶表示装置用のエッジライト型バックライトユニットとそれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と、該ガラス板に接合された光カプラーであって、該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面または該第二主要面の少なくとも一方に接着されそれらの上に延在する少なくとも１つのテーパー部分を有し、前記テーパー部分は入力端面、反射端面、および出力端面を含み、前記反射端面は前記出力に対してテーパー角を成す光カプラーと、該光カプラーの前記入力端面に隣接して位置決めされた光源であって、前記入力端面の幅Ｔｈ２は、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲であり、前記厚さＴｈ１の前記幅Ｔｈ２に対する比が０．５～１．０の範囲である光源と、前記テーパー部分の前記反射端面に隣接して位置決めされた反射部材とを含むバックライトユニット。
【選択図】図３
【解決手段】第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と、該ガラス板に接合された光カプラーであって、該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面または該第二主要面の少なくとも一方に接着されそれらの上に延在する少なくとも１つのテーパー部分を有し、前記テーパー部分は入力端面、反射端面、および出力端面を含み、前記反射端面は前記出力に対してテーパー角を成す光カプラーと、該光カプラーの前記入力端面に隣接して位置決めされた光源であって、前記入力端面の幅Ｔｈ２は、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲であり、前記厚さＴｈ１の前記幅Ｔｈ２に対する比が０．５～１．０の範囲である光源と、前記テーパー部分の前記反射端面に隣接して位置決めされた反射部材とを含むバックライトユニット。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該ガラス板に接合された光カプラーであって、該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面または該第二主要面の少なくとも一方に接着されそれらの上に延在する少なくとも１つのテーパー部分を有し、前記少なくとも１つのテーパー部分は入力端面、反射端面、および出力端面を含み、前記反射端面は前記出力に対してテーパー角を成す、光カプラーと；
該光カプラーの前記入力端面に隣接して位置決めされた光源であって、前記入力端面の幅Ｔｈ２は、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲であり、前記厚さＴｈ１の前記幅Ｔｈ２に対する比が０．５～１．０の範囲である、光源と；
前記少なくとも１つのテーパー部分の前記反射端面に隣接して位置決めされた反射部材と；
を含む、バックライトユニット。
該ガラス板に接合された光カプラーであって、該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面または該第二主要面の少なくとも一方に接着されそれらの上に延在する少なくとも１つのテーパー部分を有し、前記少なくとも１つのテーパー部分は入力端面、反射端面、および出力端面を含み、前記反射端面は前記出力に対してテーパー角を成す、光カプラーと；
該光カプラーの前記入力端面に隣接して位置決めされた光源であって、前記入力端面の幅Ｔｈ２は、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲であり、前記厚さＴｈ１の前記幅Ｔｈ２に対する比が０．５～１．０の範囲である、光源と；
前記少なくとも１つのテーパー部分の前記反射端面に隣接して位置決めされた反射部材と；
を含む、バックライトユニット。
【請求項2】
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項3】
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、請求項１または２に記載のバックライトユニット。
【請求項4】
前記ガラス板がｎＬの屈折率を有し、前記光カプラーがｎＣの屈折率を有し、ならびにｎＣ－ｎＬが、－０．４から０．８の範囲である、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項5】
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされている、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項6】
ディスプレイパネルと；
該ディスプレイパネルを照らすように構成されたバックライトユニットであって、
第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面に接着された光カプラーであって、少なくとも１つのテーパー部分を有し、前記少なくとも１つのテーパー部分は入力端面、反射端面、および出力端面を含み、前記反射端面は前記出力に対してテーパー角を成す、光カプラーと；
前記少なくとも１つのテーパー部分の前記反射端面に隣接して位置決めされた反射部材と；
を含むバックライトユニットと；
該光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされた光源であって、前記入力端面の幅Ｔｈ２は、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲であり、前記厚さＴｈ１の前記幅Ｔｈ２に対する比が０．５～１．０の範囲である、光源と；
を含む、表示装置。
該ディスプレイパネルを照らすように構成されたバックライトユニットであって、
第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面に接着された光カプラーであって、少なくとも１つのテーパー部分を有し、前記少なくとも１つのテーパー部分は入力端面、反射端面、および出力端面を含み、前記反射端面は前記出力に対してテーパー角を成す、光カプラーと；
前記少なくとも１つのテーパー部分の前記反射端面に隣接して位置決めされた反射部材と；
を含むバックライトユニットと；
該光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされた光源であって、前記入力端面の幅Ｔｈ２は、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲であり、前記厚さＴｈ１の前記幅Ｔｈ２に対する比が０．５～１．０の範囲である、光源と；
を含む、表示装置。
【請求項7】
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、請求項６に記載の表示装置。
【請求項8】
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、請求項６または７に記載の表示装置。
【請求項9】
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされている、請求項８に記載の表示装置。
【請求項10】
前記溝が底面を有し、前記光カプラーの長さＬｔが、前記入力端面と該溝の該底面との間の距離Ｌ１と、該溝の深さＬ２との合計に等しく、かつ比率Ｌ２／Ｌｔが、０．１から０．９の範囲である、請求項９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【0001】
本出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１４年５月１６日に出願された米国特許仮出願第６１／９９４，３６９号明細書および２０１５年４月２３日に出願された米国特許仮出願第６２／１５１５０８号明細書に対する優先権の恩典を主張するものであり、なお、本出願は、当該仮出願の内容に依拠し、ならびに参照により当該仮出願の全体が本明細書に組み入れられる。
【技術分野】
【0002】
本開示は、液晶表示装置用のエッジライト型バックライトユニット、より詳細には、光源とバックライトユニットを含む導光板との間において光を結合させるように構成された光カプラーを含む、バックライトユニットを対象とする。
【背景技術】
【0003】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルは、典型的には、その間に液晶材料が配設された２片の薄いガラス（カラーフィルター基板およびＴＦＴ基板）、ポリマー導光体（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）－ＰＭＭＡ）、およびいくつかの薄いプラスチックフィルム（ディフューザ、ＤＢＥＦフィルムなど）を含む。ＰＭＭＡの弾性率が乏しいため、当該構造体全体は、特に大きなディスプレイパネルの場合、強い物理的衝撃に耐えるには不十分な剛性しか有し得ない。ＰＭＭＡのヤング率は約２ギガパスカル（ＧＰａ）である。対照的に、ほとんどのシリカベースのガラスは、約７２ＧＰａのヤング率を有する。結果的に、堅さを提供するために追加の機械的構造が必要となり得る。
【0004】
湿度試験は、ＰＭＭＡが湿気に敏感であり、寸法が最大約０．５％まで変わり得ることを示している。約１メートルの長さのポリマー導光体では、上記のことは、約５ミリメートルの寸法増加を意味し、これは重大であり、結果として、バックライトユニットの機械的設計を困難にしている。典型的には、ＰＭＭＡの膨張に適応するために、光源（例えば、発光ダイオード－ＬＥＤ）とＰＭＭＡ導光体との間に空気ギャップが提供される。残念ながら、光源とＰＭＭＡ導光体との間の光結合は、光源と導光体との間の距離に影響を受けやすく、これは、湿度の関数としてディスプレイの明るさを変える原因になり得る。
【0005】
ＰＭＭＡは、約７５×１０－６／℃の熱膨張率（ＣＴＥ）を有し、約０．２Ｗ／ｍ／Ｋの比較的低い熱伝導率を有し、その一方で、シリカベースのガラスにおける同様の特性は、８×１０－６／℃および０．８Ｗ／ｍ／Ｋであり得る。ＰＭＭＡはさらに、約１０５℃の塑性遷移温度も有する。ＰＭＭＡの低い熱伝導率は、材料からの熱放散を妨げる。したがって、導光体が光源に近いほど、多くのエネルギーを浪費し得て、ＰＭＭＡは非常に熱くなり得る。
【0006】
ＰＭＭＡの熱的、機械的、および寸法的安定性が乏しいことから、ガラス、例えばシリカベースのガラスなどが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトユニットにおいてＰＭＭＡに対する潜在的代替策と目されている。しかしながら、高品質の光学グレードのガラスは、ＰＭＭＡより製造するのが高価であり得、ガラスのコストは、より薄い導光体に対する技術的発展を促し、その一方で、導光体に接合しなければならないＬＥＤのサイズ（例えば、場合によって、少なくとも２ミリメートル厚）は、ＬＥＤからの導光体への光の１００％の結合に近づくことを可能にするために、従来の０．０７ミリメートル（ｍｍ）厚のＬＣＤガラスより厚いガラスを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一態様において、第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と、当該ガラス板に接合された光カプラーであって当該ガラス板のエッジ部分に沿って当該第一主要面または第二主要面の少なくとも一方に接着されそれらの上に延在する少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーとを含むバックライトユニットについて開示する。光源、例えば１つまたは複数のＬＥＤが、光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされ得る。
【0008】
当該光カプラーは、さらに、ガラス板のエッジ面に隣接する台座部を含み得る。
【0009】
入力端面の幅Ｔｈ２で除したガラス板の厚さＴｈ１は、約０．５から１．０の範囲であり得る。
【課題を解決するための手段】
【0010】
いくつかの実施形態において、当該光カプラーは、それぞれがガラス板の第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有し得る。当該光カプラーはさらに、当該一対のテーパー部分の間に延在する台座部を有し得、さらに、ガラス板を受け入れるサイズの溝を有し得、この場合、ガラス板は、当該溝内に位置決めされる。当該溝は、底面を有し、光カプラーの長さＬｔは、入力端面と当該溝の底面との間の距離Ｌ１と、溝の深さＬ２との合計に等しい。したがって、いくつかの実施形態において、比率Ｌ２／Ｌｔは、約０．１から約０．９の範囲であり得る。Ｌｔは、約１ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲、例えば、約１ミリメートルから約１０ミリメートルの範囲であり得る。Ｌ２は、Ｔｈ１の約１倍から約１．２倍の範囲、例えば、約１倍から約１．１倍の範囲、または約１．１倍から約１．０５倍の範囲であり得る。Ｌｔの長さは、約１ミリメートルを超え得、例えば、約１．５ミリメートルを超え得、いくつかの実施形態では、約２ミリメートルを超え得る。
【0011】
いくつかの実施形態において、Δｎ＝ｎＣ－ｎＬは、約－０．４から約０．８の範囲であり得る。
【0012】
入力端面の幅Ｔｈ２は、光源（例えば、ＬＥＤ）の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲、例えば、約１倍から約１．２５倍の範囲、または約１倍から約１．１倍の範囲であり得る。
【0013】
溝の幅Ｗｘは、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲であり得る。
【0014】
別の態様において、ディスプレイパネルと、当該ディスプレイパネルを照らすように構成されたバックライトユニットであって、第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板、当該ガラス板のエッジ部分に沿って当該第一主要面に接着された、少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラー、ならびに当該光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされた光源、を含むバックライトユニットと、を含む表示装置について説明する。当該光カプラーは、当該ガラス導光板のエッジ面に隣接した台座部を含み得る。ある特定の実施形態において、入力端面の幅Ｔｈ２で除したＴｈ１は、約０．５から１．０の範囲であり得る。
【0015】
当該光カプラーは、それぞれが当該ガラス板の第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有し得、さらに、ガラス板を受け入れるようなサイズの溝も有し得、この場合、当該ガラス板は、当該溝内に位置決めされる。当該光カプラーはさらに、当該一対のテーパー部分の間に延在する台座部を有し得る。当該溝は、底面を有し、光カプラーの長さＬｔは、入力端面と当該溝の底面との間の距離Ｌ１と、溝の深さＬ２との合計に等しい。したがって、比率Ｌ２／Ｌｔは、約０．１から約０．９の範囲であり得る。Ｌｔは、約１ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲であってよい。当該溝の幅Ｗｘは、Ｔｈ１に等しくあり得る。
【0016】
当該導光板は、屈折率ｎＬを有し、当該光カプラーは、屈折率ｎＣを有し、ならびにｎＣ－ｎＬは、約－０．４から約０．８の範囲、例えば、約－０．３から約０．３の範囲、または約－０．２から約０．２の範囲であり得る。
【0017】
光カプラーの入力端面の幅Ｔｈ２は、光源（例えば、ＬＥＤ）の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲、例えば、約１倍から約１．２５倍の範囲、または約１倍から約１．１倍の範囲であり得る。
【0018】
別の態様において、表示装置での使用のために構成された導光板であって、第一主要面、第一主要面に対向する第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と、当該ガラス板の第一主要面および第二主要面のうちの少なくとも一方に接着された少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーとを含む導光板について開示する。当該光カプラーは、ガラス板のエッジ面に隣接する台座部を含み得る。
【0019】
当該光カプラーは、幅Ｔｈ２を有する入力端面を有し、ならびにＴｈ２で除したＴｈ１は、約０．５から１．０の範囲であり得る。
【0020】
いくつかの実施形態において、当該光カプラーは、それぞれがガラス板の第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有し、さらに、当該一対のテーパー部分の間に延在する台座部を有し得る。当該光カプラーはまた、ガラス板を受け入れるようなサイズの溝も有し得、この場合、当該ガラス板は、当該溝内に位置決めされる。当該溝は、底面を有し、光カプラーの長さＬｔは、入力端面と当該溝の底面との間の距離Ｌ１と、溝の深さＬ２との合計に等しい。したがって、比率Ｌ２／Ｌｔは、約０．１から約０．９の範囲、例えば、約０．１から０．９の範囲、または約０．３から約０．９の範囲であり得る。溝の幅Ｗｘは、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲であり、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。
【0021】
当該ガラス板は、屈折率ｎＬを有し、当該光カプラーは、屈折率ｎＣを有し、ならびにｎＣ－ｎＬは、約－０．４から約０．８の範囲、例えば、約－０．３から約０．３の範囲、または約－０．２から約０．２の範囲であり得る。
【0022】
さらに別の態様において、光カプラーを製造する方法であって、ポリマー材料を受け入れるための空洞を有する成形型アセンブリをガラス板のエッジ部分に適用するステップ、ポリマー材料を当該成形型アセンブリ中に注入するステップ、ガラス板から成形型アセンブリを取り外すステップを含み、当該成形型アセンブリを取り外した後のガラス板が、エッジ部分に沿ってガラス板の第一主要面および第二主要面のうちの少なくとも一方に接着された少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーを含む方法について説明する。当該ポリマー材料は、例えば、ＰＭＭＡ材料またはポリカーボネート材料であり得る。当該ポリマー材料は、ＵＶ硬化性材料であり得る。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】ディスプレイパネルおよびバックライトユニットを示す、例示の液晶表示装置の側面断面図。
【図8】いくつかの光カプラー寸法／特徴に対して算出された結合効率を示すプロット。
【図9】さらに別の光カプラー構成の断面端部図。
【図10A】光カプラーを直接的にガラス導光板に成形する様々な段階での断面図。
【図10B】光カプラーを直接的にガラス導光板に成形する様々な段階での断面図。
【図10C】光カプラーを直接的にガラス導光板に成形する様々な段階での断面図。
【図11】光カプラー試料の写真。
【図12】光カプラーを形成するためにポリマーブランクをフライス加工するステップを示す側面断面図。
【図14A】光カプラーを圧縮成形する様々な段階を示す側面断面図。
【図14B】光カプラーを圧縮成形する様々な段階を示す側面断面図。
【図14C】光カプラーを圧縮成形する様々な段階を示す側面断面図。
【図15A】光カプラーを射出成形する様々な段階を示す側面断面図。
【図15B】光カプラーを射出成形する様々な段階を示す側面断面図。
【図15C】光カプラーを射出成形する様々な段階を示す側面断面図。
【図16】本開示による別の例示の光カプラーの断面端部図。
【図18】ａ）反射部材無し、ｂ）９９％のランバート反射率を有する反射部材、およびｃ）９９％の正（鏡面）反射を有する反射部材での実施形態における、カプラー長Ｌｔの関数としての、光カプラー１００におけるモデル化された光結合効率を示すグラフ。
【図20】導光板の屈折率ｎＬと光カプラーの屈折率ｎＣとの間の屈折率の差Δｎが＋０．１だった場合の、３つのカプラー入力幅Ｔｈ２における、カプラー長の関数としての、モデル化された結合効率を示すグラフ。
【図21】導光板の屈折率ｎＬと光カプラーの屈折率ｎＣとの間の屈折率の差Δｎが－０．１だった場合の３つのカプラー入力幅Ｔｈ２における、カプラー長の関数としての、モデル化された結合効率を示すグラフ。
【図22】導光板（ｎＬ）と光カプラー（ｎＣ）との間の屈折率の差（Δｎ）の関数としての、モデル化された結合効率を示すグラフ。
【図23】光カプラーと導光板の屈折率が、それぞれ、１．４および１．５である場合の、３つのカプラー長における、溝深さＬ２とカプラー長との間の比率（すなわち、Ｌ２／Ｌｔ）の関数としての、モデル化された結合効率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0024】
典型的な液晶表示装置１０が図１に示されている。現在の説明にとって不可欠ではない構成要素は、明瞭化のために省略されている。液晶表示装置１０は、上部ガラス板１４（例えば、カラーフィルター）と下部ガラス板１６（例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、背面板）とその間に配置された液晶材料１８とを含む液晶ディスプレイパネル１２を含む。ガラス板１４および１６のエッジ部分は、液晶材料を上部ガラス板と下部ガラス板との間に密封するためのシーリング材料２０、例えばＵＶ硬化性接着剤などで密封されている。液晶表示装置１０はさらに、導光板２４と光源２６とを含むバックライトユニット２２を含む。近年の液晶表示装置は、典型的には、導光板の１つまたは複数のエッジに沿って配置された光源であって導光板の１つまたは複数のエッジに沿って導光板に光を入射するように構成された光源を含む。導光板内に入射した光は、導光板を通って伝搬し、ディスプレイパネル１２がバックライトユニットによって照らされるような方向に、例えば様々な拡散フィルムおよび転向フィルムなどによって散乱される。
【0025】
図２を参照すると、ＬＣＤディスプレイを照らすために使用される典型的な光源２６は、ストリップ形状の回路基板３０の上に取り付けられた別個の発光ダイオード（ＬＥＤ）２８の直線状配列として形成され得る。個々のＬＥＤは、典型的には、四角形（例えば、長さＬｄ×幅Ｗｄが、それぞれ７×２ミリメートル）を有し、当該配列における隣接するＬＥＤは、約２ミリメートルから約５ミリメートルのギャップδにおいて離間される。
【0026】
先に述べたように、ＰＭＭＡの代替としてガラスを検討した場合、当該ガラスの材料および製造コストは、バックライトユニットのコスト全体に対して著しい影響を有し得る。したがって、純粋なコスト基準から、より薄いガラスが望ましい。その一方で、ディスプレイパネル１２を照らすために使用される個々のＬＥＤのサイズが導光板の厚さと比べて比較的大きい場合、個々のＬＥＤの幅寸法Ｗｄがガラス導光板の厚さより少なからず大きくあり得るために、結果として、最適な量の光を光源からガラス導光板へと効率的に結合することが不可能になり得る。
【0027】
したがって、図３および４に示される一実施形態において、第一主要面３２および第一主要面３２に対向する第二主要面３４を有するガラス導光板２４を含むバックライトユニット２２が示されている。導光板２４はさらに、第一主要面３２と第二主要面３４との間に延在する少なくとも１つのエッジ面３６を含む。第一主要面３２と第二主要面３４との間の導光板２４の厚さＴｈ１は、約０．５ミリメートルから約３ミリメートルの範囲、例えば、０．７ミリメートル以上、１ミリメートル以上、１．５ミリメートル以上、または２ミリメートル以上であり得、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。いくつかの実施形態において、導光板２４のＴｈ１は、３ミリメートル以上であり得る。バックライトユニット２２はさらに、そのエッジ部分４２において導光板２４の第一主要面３２（または第二主要面３４）に接合された光カプラー３８を含む。例えば、光カプラー３８は、屈折率整合接着剤４４によってエッジ部分４２に接合され得る。
【0028】
図４において最もよく分かるように、光カプラー３８は、入力端面４６、反射端面４８、および出力端面５０を含むテーパー部分４０を含む。上記において説明したように、出力端面５０は、屈折率整合接着剤４４によってガラス導光板２４のエッジ部分４２に接合され得る。したがって、反射端面４８は、出力端面５０に対して角度αを形成し、αは、以下においてテーパー角と呼ぶ。光カプラー３８はさらに、テーパー長Ｌｔを有し、これは、入力端面４６と、反射端面４８および出力端面５０が収束する頂点との間の距離である。テーパー長Ｌｔは、約５ミリメートルから約３０ミリメートルの範囲であり得、その間の全ての範囲および部分範囲を含み、例えば、約１０ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲であり得る。
【0029】
図４をさらに参照すると、光源２６（図４には示されていない）によって発生された光線５２は、入力端面４６に入り、当該光線が反射端面４８から完全に内部的に反射される角度において反射端面４８に当たり、それにより光線５２は出力端面５０から外に出て、導光板２４のエッジ部分４２に入る。
【0030】
図５は、ガラス導光板２４に取り付けられたバックライトユニット２２の斜視図を示している。図５に示されているように、導光板２４のエッジ面３６は長さＬｇを有し、光カプラー３８は長さＬｃを有する。Ｌｃは、Ｌｇ以下であり得る。いくつかの実施形態において、Ｌｃは、Ｌｇの約８０％以上またはＬｇの約８５％以上またはＬｇの約９０％以上またはＬｇの約９５％以上でさえあり得る。
【0031】
光カプラー３８の結合効率は、２つの主要なパラメータである光カプラーのテーパー長Ｌｔおよびテーパー比ＴＲの関数であり、この場合、ＴＲは、ＴＲ＝Ｔｈ１／Ｔｈ２として計算され、ここで、Ｔｈ１はガラス導光板の厚さであり、Ｔｈ２は入力端面４６の長さである。
【0032】
図６および図７に示される別の実施形態において、光カプラー３８は、導光板２４のエッジ面３６に隣接して延在する台座部５４を有し得る。台座部５４は、屈折率整合接着剤４４によってエッジ面３６に接合され得る。台座部５４は、ガラス導光体の脆弱なエッジを保護し得る。その上、エッジ面３６が表面粗さを有する場合、台座部５４を屈折率整合材料によってエッジ面３６に光学的に接着することにより、そのような粗さによって引き起こされる散乱を最小限に抑えることができる。
【0033】
光カプラーは、ディスプレイパネルのエッジの周りに位置決めされたディスプレイパネルベゼルによって隠され得、ならびに、通常、薄いベゼルが望ましいので、概して、テーパー長Ｌｔは、可能な限り短くされるべきである。また、最も薄い実用的なガラス導光板を得るためにも、テーパー比ＴＲも可能な限り小さくすべきであり、例えば、約０．２５から約１．５の範囲であるべきであり、この場合、その間の全ての範囲および部分範囲を含む。
【0034】
図８に表されたプロットは、Ｔｈ２が２ミリメートルであることを仮定し、さらには１０ミリメートルおよび２０ミリメートルのテーパー長Ｌｔを考慮した場合の（それぞれ、曲線５６および５７）、Ｔｈ１の関数としての、算出された結合効率（フレネル損失は無視される）を示している。テーパー長Ｌｔは、約１０ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲であり、テーパー比Ｔｈ１／Ｔｈ２は、約０．５から約１．０の範囲、例えば、好適な光カプラー属性の例を表す約０．７５である。
【0035】
シミュレーションは、光カプラー材料の屈折率と導光板の屈折率との間の小さな差は、光カプラーの性能にあまり影響せず、約＋／－０．０５までの光カプラー材料の屈折率と導光板の屈折率との間の差は、著しいさらなる光結合損失もなく、許容することができることを示している。
【0036】
製造プロセスに応じて、テーパーの終端で厚さがゼロに近づく傾向の光カプラーを製造することは困難であり得、そのため、いくつかの実施形態では、光カプラー３８は、図９に示されるように、テーパー長Ｌｔの片端において１つの段を有するように形成することができる。すなわち、入力端面４６に対向する光カプラーの頂点は、切頂されている。当該段は、第一主要面３２（または第二主要面３４）に対して９０度の角度βを有し得る。しかしながら、角度βは、約１２０度までの角度であってもよい。当該段の段差ｄｘが大きすぎる場合、光カプラー３８中へと結合された光は、周りの空気中へと漏れ得るので、導光板２４中への光の結合は、著しく低下する。
【0037】
一例として、Ｔｈ１＝１．５ミリメートルかつＴｈ２＝０．５ミリメートルと仮定し、さらに、１０ミリメートルのテーパー長Ｌｔを仮定する場合、最大段差ｄｘは、約９０％の結合効率を得るためには約０．１ミリメートルである。典型的な段ｄｘは、以下：
０＜ｄｘ≦（Ｔｈ２－Ｔｈ１）／５
であるべきである。したがって、ある特定の実施形態において、０＜｜ｄｘ｜≦０．５、０＜｜ｄｘ｜≦０．４５、０＜｜ｄｘ｜≦０．３、０＜｜ｄｘ｜≦０．２、または０＜｜ｄｘ｜≦０．１である。
０＜ｄｘ≦（Ｔｈ２－Ｔｈ１）／５
であるべきである。したがって、ある特定の実施形態において、０＜｜ｄｘ｜≦０．５、０＜｜ｄｘ｜≦０．４５、０＜｜ｄｘ｜≦０．３、０＜｜ｄｘ｜≦０．２、または０＜｜ｄｘ｜≦０．１である。
【0038】
好適な光カプラーの製造は、いくつかの方法においてアプローチすることができる。例えば、図１０Ａから図１０Ｃに示された一実施形態では、透明ＵＶ硬化性樹脂が、ガラス導光板の主要面、例えば第一主要面３２または第二主要面３４に取り付けられた成形型中に注入され得る。図１０Ａから図１０Ｃに表された当該実施形態において、成形型５８は、部分５８ａ、５８ｂ、５８ｃを含むマルチパート成形型である。第一ステップにおいて、成形型５８が、エッジ部分４２の周りに形成される。光カプラーを形成するポリマー樹脂を注入するために、穴（図示されず）を、成形型のある部分（例えば、部分５８ｂ）などを通って開けることができる。注入穴、または穴の位置は、配列におけるＬＥＤの間のギャップに一致するような位置であるべきである。成形型とガラス導光板２４とによって画定された空洞６０内にポリマー樹脂が注入されるときに成形型から空気を排出するために、追加の穴を使用することもできる。次に、図１０Ｂに表されているように、ポリマー樹脂６１が空洞６０内に注入される。当該ポリマー樹脂を一旦硬化させ成形型から光カプラーを容易に取り出すために、当該成形型の一部分、例えば部分５８ｃなどは、低弾性率材料、例えばシリコーンなどで作製することができ、それにより、形成された光カプラーからの成形型の取り外しが容易になる。図１０Ｃは、成形型を取り外した後の光カプラー３８を示している。本実施形態において、光カプラー３８をガラス導光板上に直接的に形成することができるので、屈折率整合接着剤は必ずしも必要ではない。製造されたカプラーの写真が、図１１に示されている。
【0039】
試料のテーパー形状は、３ミリメートルの直径のタングステンカーバイド切削工具６２を備える垂直軸フライス加工装置において機械加工されている（図１２）。図１２によると、好適なテーパー角α、例えば３．１８°を表示するために、ポリマー（例えば、ＰＭＭＡ）ブランク６４が、傾斜させた万力６６に固定されている。フライス加工の際、補強部材６８を使用することにより、当該ポリマーブランクに剛直さを与えることができる。光カプラーの内側のみ（例えば、出力端面５０）が機械加工されているので、その側が、硬化された屈折率が光カプラー材料の屈折率に実質的に一致するエポキシを使用してガラス導光板に接着されるであろう。屈折率整合接着剤による接着は、機械加工によって生じた表面粗さに起因する散乱を最小化するかまたは排除することができる。図１３は、ポリマーブランクのフライス加工の工程を示している。出力端面５０が形成されると、ポリマーブランクは、光カプラー３８を製造するために、点線７０に沿って切断され得る。２ミリメートルのＬＥＤ高、およびガラス導光板の１．５ミリメートル厚（Ｔｈ１）を仮定する場合、理想的には、光カプラー３８は、反射端面および出力端面が出会う厚さゼロに向かって長さＬｔに沿って収束するであろう。しかしながら、ゼロの厚さは、一般的な機械加工ツールでは非現実的で達成不可能であるため、好適な目標の最小のチップ厚さは、例えば、５０μｍであり得る。
【0040】
大きなＬＣＤディスプレイに対する１メートル以上の全長Ｌｃを有する光カプラー３８としてそのような小さな部品を取り扱うことは、非実用的であり得る。したがって、さらなる実施形態では、複数の部品を製造し、横に並べてガラス導光体に取り付けることができ、それにより、Ｌｇより大幅に短い長さの複数の部品を連結させることによって、所望の長さＬｃを達成することができる。これは、温度変化および熱膨張率の違いによる剥離を避けるためにも役立ち得る。
【0041】
図１４Ａから図１４Ｃに示されるさらに別の実施形態では、圧縮成形によって、１ミリメートル厚のＰＭＭＡブランクを好適な光カプラーへと形成することができる。この技術は、射出成形に類似しているが、プロトタイプ化のために大きな設備を必要としない。この技術は、加熱されたポリマーブランク６４を２つの鏡面研磨された半割成形型（すなわち、部分７２ａおよび７２ｂ）の間において圧縮するステップを用いる。場合によっては、２つの光カプラー３８を同時に形成することにより、圧縮力のバランスを取ることができる。その場合、当該カプラーは連結しているため、点線７４において切断することにより、当該連結したカプラーを別々の構成要素へと分離することができるであろう。それにもかかわらず、本圧縮技術は、幾何学的制御の限界、ならびに十分に低い粘度での成形に必要な高温に起因するポリマー劣化の可能性をも提示する。
【0042】
図１５Ａから図１５Ｃに示されるさらに別の実施形態では、射出成形が、２つの相補的な部品７６ａおよび７６ｂで作製される開閉式の成形型７６と併せて使用され得る。組み立てられた成形型部品７６ａおよび７６ｂは、それらの間に、溶融ポリマーまたはポリマー樹脂が注入される空洞７８を形成する。約１２０～１４０℃において空洞７８に溶融ポリマー（例えば、ＰＭＭＡまたはポリカーボネート）を注入した後、成形型７６を開けて、１つまたは複数の取り出し具８０を使用して、注入されたピースを成形型空洞から押し出すことができる。当該射出成形された光カプラーは、次いで、例えば、点線８４において、例えば熱線切断法によって、それらの注入スプルー８２から分離されて、図１５Ｃに示されるような光カプラー３８を形成する。
【0043】
さらに別の実施形態では、図１６において、光カプラー１００が、当該光カプラーの長さＬｃに対して垂直な断面において示されており、ならびに、台座部１０４によって連結された２つのテーパー部分１０２を含んで示されている。いくつかの実施形態において、テーパー部分１０２および台座部１０４は、例えば、屈折率整合接着剤によって、一緒に接着することができる別個の部分であり得る。しかしながら、他のある特定の実施形態では、当該テーパー部分および台座部は、同質の構成要素であり得る。すなわち、光カプラー１００は、前述の方法のいずれかによって、単一の同質なピースとして成形もしくは機械加工することができる。
【0044】
光カプラー１００は、導光板２４を受け入れるサイズの溝１０６を有する疑似三角形であり得る。光カプラー１００は、幅Ｔｈ２を有する入力端面１０８、第一反射端面１１０、および第二反射端面１１２を有し、この場合、第一反射端面１１０および第二反射端面１１２はそれぞれ、出力端面１１４、１１６のそれぞれに対して角度αを形成する。光カプラー１００は、入力端面１０８と溝１０６の底部１１５との間において長さＬ１を有し、この場合、溝１０６は、深さＬ２を有する。Ｌ１およびＬ２は一緒に、入力端面１０８に対して垂直な方向において、入力端面１０８と光カプラー１００の最も遠い箇所との間の総距離を表す。Ｌ１およびＬ２の合計であるＬｔは、カプラー長である。仮想線１１８および１２０はそれぞれ、反射端面１１０および１１２の延長部分を表しており、角度θにおいて収束し、この場合、θ＝２・αである。光カプラー１００は、例えばポリマー材料などから形成され得、屈折率ｎＣを有する。要するに、光カプラー１００は、切頂された三角形、例えば、１つの頂点に形成された溝１０６を有する切頂された二等辺三角形のような断面において表されており、この場合、反射端面１１０の長さは、反射端面１１２の長さに等しい。溝１０６の幅は、導光板２４の厚さＴｈ１に等しいかまたはわずかに大きい。いくつかの実施形態において、反射部材１２２が、反射端面１１０、１１２に隣接するように位置決めされ得る。いくつかの実施形態において、反射部材１２４は、光源２６と光カプラー１００との間のギャップに隣接するように位置決めされる。反射部材１２２および１２４は、一緒に使用してもよく、または個別に使用してもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、反射部材１２２が使用され得、他の実施形態では、反射部材１２４が使用され得、さらに他の実施形態では、反射部材１２２および１２４の両方が使用され得る。
【0045】
図１７は、様々な入力端面幅Ｔｈ２（すなわち、入力端面１０８の長さ）における、カプラー長Ｌｔの関数として、モデル化された光結合効率を示すグラフである。導光板の厚さＴｈ１は、１．５ミリメートルであり、導光板２４の屈折率ｎＬ＝１．５は、光カプラーの屈折率ｎＣに等しかった。溝１０６の幅Ｗｘ＝１．５ミリメートルは、導光板２４の厚さＴｈ１に等しかった。ＬＥＤ光源の幅Ｗｄは、２ミリメートルであって、当該ＬＥＤは０．１ｍｍのギャップによって入力端面１０８から離間されると仮定した。反射部材は使用しなかった。データは、一番下の曲線から上向きに３．６ミリメートル、３．４ミリメートル、３．２ミリメートル、３．０ミリメートル、２．８ミリメートル、２．６ミリメートル、２．４ミリメートル、２．４ミリメートル、２．２ミリメートル、および２．０ミリメートルの入力端面１０８の寸法（すなわち、Ｔｈ２）に対して、結合効率は、およそ２ミリメートルのカプラー長Ｌｔでの低い約４６％から、約４ミリメートルから約１５ミリメートルのカプラー長の範囲での高い約８２％まで増加したことを示している。データはさらに、入力端面の幅Ｔｈ２が３．６から２．０ミリメートルに減少するに従って、カプラー長Ｌｔの関数としての結合効率は増加し、より一定になったことも示している。カプラーの入力端面の幅Ｔｈ２＝３．６の場合、約２ミリメートルから約１５ミリメートルのカプラー長の範囲にわたって、結合効率の正弦波の特徴がかなり顕著であり、その一方で、カプラー入力端面の幅Ｔｈ２＝２．０の場合、結合効率は、約４ミリメートルから約１５ミリメートルのカプラー長範囲にわたって、非常に一定であることが、グラフから明かである。データはさらに、より高い結合効率は、入力端面の幅Ｔｈ２がＬＥＤの幅Ｗｄとおよそ同じである場合に達成することができることも示している。
【0046】
図１８は、ａ）反射部材なし、ｂ）９９％のランバート反射率を有する反射部材１２２および１２４、およびｃ）９９％の正（鏡面）反射を有する反射部材１２２および１２４の実施形態における、カプラー長Ｌｔの関数としての、光カプラー１００におけるモデル化された光結合効率を示すグラフである。導光板の厚さＴｈ１は１．５ミリメートルであり、導光板２４の屈折率ｎＬ＝１．５は、光カプラーの屈折率ｎＣに等しかった。溝１０６の幅Ｗｘ＝１．５ミリメートルは、導光板２４の厚さＴｈ１に等しかった。ＬＥＤ光源の幅Ｗｄは、２ミリメートルであり、ＬＥＤは入力端面１０８から０．１ミリメートルのギャップによって離間されると仮定した。データは、光カプラーの反射面に隣接する鏡面反射部材および光源２６と入力端面１０８との間のギャップに隣接する鏡面反射部材の使用は、結合効率を高めるために有効であることを示している。データはまた、上記において説明したパラメータの場合、結合効率は、およそ１ミリメートルに等しいカプラー長Ｌｔでの低い約７０％から、約４ミリメートル以上（例えば、１５ミリメートルまで）でのおよそ一定の結合効率まで劇的に増加したことも示している。
【0047】
図１９は、結合効率に対する、光カプラー１００の反射端面に隣接する反射部材の影響を示す別のグラフである。左から右に、データは、光カプラー１００の反射端面に隣接する反射部材無し；あるランバート反射率を有する反射部材１２４の使用；あるランバート反射率を有する反射部材１２２および１２４の使用；ある鏡面反射率を有する反射部材１２４の使用；およびある鏡面反射率を有する反射部材１２２および１２４の使用、の効果を示している。図１８に関して、データは、反射部材を使用した場合に顕著な向上を示している。これは、反射部材が、ある鏡面反射率を有する場合に特にあてはまる。反射部材１２４を使用した場合、差は最小である。すなわち、あるランバート反射率を有する場合、反射部材１２２と併用して反射部材１２４を組み入れても、反射部材１２２を単独で使用する場合と比較して、結合効率において約０．２％の向上しか提供しない。一方、正（鏡面）反射率を有する場合、反射部材１２２と併用して反射部材１２４を組み入れても、反射部材１２２を単独で使用する場合と比較して、結合効率の向上を提供しない。
【0048】
図２０は、３つのカプラー入力端面幅Ｔｈ２（上から下に、２．０ミリメートル、２．２ミリメートル、および２．４ミリメートル）における、カプラー長の関数としての、モデル化された結合効率を示すグラフである。光カプラーの屈折率ｎＣは１．４であったが、その一方で、導光板２４の屈折率は１．５であった。光カプラー出力の幅Ｗｘは１．５ミリメートルであって、導光板の厚さに等しかった。カプラー長と溝深さとの間の比率Ｌ２／Ｌｔは０．５であった。ＬＥＤは、２ミリメートルの幅Ｗｄを有すると仮定した。データは、Ｔｈ２が増加するに従い（例えば、αが増加するに従い）、結合効率が低下することを示している。前のグラフと同様に、結合効率はまた、約４ミリメートルを超えるカプラー長Ｌｔ、例えば、約４ミリメートルと１５ミリメートルとの間のカプラー長Ｌｔに対して、より一定になった。
【0049】
【0050】
図２２は、導光板（ｎＬ）と光カプラー（ｎＣ）との間の屈折率の差、すなわちΔｎ＝ｎＣ－ｎＬの関数としての、モデル化された結合効率を示すグラフである。カプラー長Ｌｔは４ミリメートルと仮定し、その一方で、溝深さＬ２は、２ミリメートルと仮定した。光カプラー出力の幅Ｗｘは、導光板の厚さＴｈ１（すなわち、１．５ｍｍ）と同じであると仮定した。前述と同様に、ＬＥＤは、２ミリメートルの厚さＷｄを有し、ＬＥＤと入力端面との間のギャップは０．１ｍｍに等しいと仮定した。データは、光カプラーの屈折率が導光板の屈折率におよそ等しい場合に、すなわち、屈折率の差の絶対値が｜Δｎ｜＝０．１である場合に、最適な結合効率を達成することができることを示している。しかしながら、データはさらに、許容可能な結合効率（例えば、８０％以上）は、０＜｜Δｎ｜≦０．２５、例えば、０＜｜Δｎ｜≦０．２０など、において達成することができることも示している。
【0051】
図２３は、３つのカプラー長：ｉ）５ミリメートル、ｉｉ）１０ミリメートル、およびｉｉｉ）１５ミリメートルでの、溝深さＬ２とカプラー長との間の比率、すなわちＬ２／Ｌｔの関数としての、モデル化された結合効率を示すグラフである。光カプラー１００の屈折率ｎＣは１．４に等しく、導光板２４の屈折率ｎＬは１．５であった。カプラー出力の幅Ｗｘは、導光板の厚さＴｈ１、すなわち１．５ミリメートルに等しいと仮定した。ＬＥＤの幅Ｗｄは、２ミリメートルであり、ＬＥＤと入力端面４６との間のギャップは０．１ミリメートルに等しいと仮定した。カプラーの入力端面の幅Ｔｈ２は、ＬＥＤの幅Ｗｄに等しいと仮定した。データは、比率Ｌ２／Ｌｔが０．１から約０．４まで増加するとき、より短いカプラー長がより大きい結合効率を実証していることを示している。しかしながら、データはまた、結合効率が、約０．４の比率において収束し、３つのカプラー長の結合効率が、その後において、すなわち約０．９の比率まで、実質的に一定のままであったことも示している。
【0052】
図２４は、光カプラー（ｎＣ＝１．６）と導光板（ｎＬ＝１．５）との間の屈折率の差が逆であることを除いて、図２３で提示されたのと同じ条件下でのＬ２／Ｌｔの関数としての、モデル化された結合効率のグラフである。すなわち、Δｎ＝ｎＣ－ｎＬは、－０．１ではなく＋０．１であった。データは、結合効率が０．１から０．９の範囲の比率（Ｌ２／Ｌ）において比較的一定であるが、結合効率全体は、Δｎ＝ｎＣ－ｎＬが負であるシナリオより約２．５％低いことを示しており、これは、わずかに負のΔｎ（すなわち、導光板２４の屈折率が、光カプラー１００の屈折率よりわずかに大きい）を用いることがより望ましいことを示唆している。
【0053】
本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において開示される実施形態に対して様々な変更および変形を為すことができることは、当業者に明らかであろう。例えば、本明細書において説明される実施形態による導光板は、一般的な照明用途に使用することができ、バックライトユニットまたは表示装置と共に用いる必要はない。したがって、これらの実施形態が添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に含まれる限り、本開示は、これらの実施形態の変更および変形を網羅することが意図される。
【0054】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0055】
実施形態１
第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該ガラス板に接合された光カプラーであって、該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面または該第二主要面の少なくとも一方に接着されそれらの上に延在する少なくとも１つのテーパー部分を有する、光カプラーと；
該光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされた光源と；
を含むバックライトユニット。
第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該ガラス板に接合された光カプラーであって、該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面または該第二主要面の少なくとも一方に接着されそれらの上に延在する少なくとも１つのテーパー部分を有する、光カプラーと；
該光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされた光源と；
を含むバックライトユニット。
【0056】
実施形態２
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、実施形態１に記載のバックライトユニット。
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【0057】
実施形態３
前記入力端面の幅Ｔｈ２で除したＴｈ１が、約０．５から１．０の範囲である、実施形態１～２のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記入力端面の幅Ｔｈ２で除したＴｈ１が、約０．５から１．０の範囲である、実施形態１～２のいずれかに記載のバックライトユニット。
【0058】
実施形態４
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、実施形態１～３のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、実施形態１～３のいずれかに記載のバックライトユニット。
【0059】
実施形態５
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされる、実施形態４に記載のバックライトユニット。
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされる、実施形態４に記載のバックライトユニット。
【0060】
実施形態６
前記ガラス板がｎＬの屈折率を有し、前記光カプラーがｎＣの屈折率を有し、ならびにｎＣ－ｎＬが、約－０．４から約０．８の範囲である、実施形態４に記載のバックライトユニット。
前記ガラス板がｎＬの屈折率を有し、前記光カプラーがｎＣの屈折率を有し、ならびにｎＣ－ｎＬが、約－０．４から約０．８の範囲である、実施形態４に記載のバックライトユニット。
【0061】
実施形態７
入力端面の幅Ｔｈ２が、光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲である、実施形態１～４のいずれかに記載のバックライトユニット。
入力端面の幅Ｔｈ２が、光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲である、実施形態１～４のいずれかに記載のバックライトユニット。
【0062】
実施形態８
前記溝が底面を有し、この場合、前記光カプラーの長さＬｔが、前記入力端面と該溝の該底面との間の距離Ｌ１と、該溝の深さＬ２との合計に等しく、ならびに比率Ｌ２／Ｌｔが、約０．１から約０．９の範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
前記溝が底面を有し、この場合、前記光カプラーの長さＬｔが、前記入力端面と該溝の該底面との間の距離Ｌ１と、該溝の深さＬ２との合計に等しく、ならびに比率Ｌ２／Ｌｔが、約０．１から約０．９の範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
【0063】
実施形態９
Ｌｔが、約１ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
Ｌｔが、約１ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
【0064】
実施形態１０
Ｌｔが、約１ミリメートルから約１０ミリメートルの範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
Ｌｔが、約１ミリメートルから約１０ミリメートルの範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
【0065】
実施形態１１
さらに、前記一対のテーパー部分の間に延在する台座部を含む、実施形態４に記載のバックライトユニット。
さらに、前記一対のテーパー部分の間に延在する台座部を含む、実施形態４に記載のバックライトユニット。
【0066】
実施形態１２
前記溝の幅Ｗｘが、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
前記溝の幅Ｗｘが、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲である、実施形態５に記載のバックライトユニット。
【0067】
実施形態１３
ディスプレイパネルと；
該ディスプレイパネルを照らすように構成されたバックライトユニットであって、
第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面に接着された光カプラーであって、少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーと
を含むバックライトユニットと；
該光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされた光源と；
を含む表示装置。
ディスプレイパネルと；
該ディスプレイパネルを照らすように構成されたバックライトユニットであって、
第一主要面、第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該ガラス板のエッジ部分に沿って該第一主要面に接着された光カプラーであって、少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーと
を含むバックライトユニットと；
該光カプラーの入力端面に隣接して位置決めされた光源と；
を含む表示装置。
【0068】
実施形態１４
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、実施形態１３に記載の表示装置。
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、実施形態１３に記載の表示装置。
【0069】
実施形態１５
前記入力端面の幅Ｔｈ２で除したＴｈ１が、約０．５から１．０の範囲である、実施形態１３～１４のいずれかに記載の表示装置。
前記入力端面の幅Ｔｈ２で除したＴｈ１が、約０．５から１．０の範囲である、実施形態１３～１４のいずれかに記載の表示装置。
【0070】
実施形態１６
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、実施形態１５に記載の表示装置。
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、実施形態１５に記載の表示装置。
【0071】
実施形態１７
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされる、実施形態１６に記載の表示装置。
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされる、実施形態１６に記載の表示装置。
【0072】
実施形態１８
前記ガラス板がｎＬの屈折率を有し、前記光カプラーがｎＣの屈折率を有し、ならびにｎＣ－ｎＬが、約－０．４から約０．８の範囲である、実施形態１６に記載の表示装置。
前記ガラス板がｎＬの屈折率を有し、前記光カプラーがｎＣの屈折率を有し、ならびにｎＣ－ｎＬが、約－０．４から約０．８の範囲である、実施形態１６に記載の表示装置。
【0073】
実施形態１９
入力端面の幅Ｔｈ２が、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲である、実施形態１６に記載の表示装置。
入力端面の幅Ｔｈ２が、前記光源の幅Ｗｄの１倍から１．５倍の範囲である、実施形態１６に記載の表示装置。
【0074】
実施形態２０
前記溝が底面を有し、この場合、前記光カプラーの長さＬｔが、前記入力端面と該溝の該底面との間の距離Ｌ１と、該溝の深さＬ２との合計に等しく、ならびに比率Ｌ２／Ｌｔが、約０．１から約０．９の範囲である、実施形態１７に記載の表示装置。
前記溝が底面を有し、この場合、前記光カプラーの長さＬｔが、前記入力端面と該溝の該底面との間の距離Ｌ１と、該溝の深さＬ２との合計に等しく、ならびに比率Ｌ２／Ｌｔが、約０．１から約０．９の範囲である、実施形態１７に記載の表示装置。
【0075】
実施形態２１
Ｌｔが、約１ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲である、実施形態１７に記載の表示装置。
Ｌｔが、約１ミリメートルから約２０ミリメートルの範囲である、実施形態１７に記載の表示装置。
【0076】
実施形態２２
前記光カプラーがさらに、前記一対のテーパー部分の間に延在する台座部を有する、実施形態１６に記載の表示装置。
前記光カプラーがさらに、前記一対のテーパー部分の間に延在する台座部を有する、実施形態１６に記載の表示装置。
【0077】
実施形態２３
前記溝の幅Ｗｘが、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲である、実施形態１７に記載の表示装置。
前記溝の幅Ｗｘが、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲である、実施形態１７に記載の表示装置。
【0078】
実施形態２４
第一主要面、該第一主要面に対向する第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該第一主要面および該第二主要面の少なくとも一方に接着された少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーと；
を含む液晶表示装置での使用のために構成された導光板。
第一主要面、該第一主要面に対向する第二主要面、およびそれらの間の厚さＴｈ１を有するガラス板と；
該第一主要面および該第二主要面の少なくとも一方に接着された少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーと；
を含む液晶表示装置での使用のために構成された導光板。
【0079】
実施形態２５
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、実施形態２４に記載の導光板。
前記光カプラーが、前記ガラス板のエッジ面に隣接した台座部を含む、実施形態２４に記載の導光板。
【0080】
実施形態２６
前記光カプラーが、幅Ｔｈ２を有する入力端面を有し、ならびにＴｈ２で除したＴｈ１が、約０．５から１．０の範囲である、実施形態２４～２５のいずれかに記載の導光板。
前記光カプラーが、幅Ｔｈ２を有する入力端面を有し、ならびにＴｈ２で除したＴｈ１が、約０．５から１．０の範囲である、実施形態２４～２５のいずれかに記載の導光板。
【0081】
実施形態２７
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、実施形態２４～２６のいずれかに記載の導光板。
前記光カプラーが、それぞれが前記第一および第二主要面に接着された一対のテーパー部分を有する、実施形態２４～２６のいずれかに記載の導光板。
【0082】
実施形態２８
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされる、実施形態２７に記載の導光板。
前記光カプラーが溝を有し、前記ガラス板が該溝内に位置決めされる、実施形態２７に記載の導光板。
【0083】
実施形態２９
前記ガラス板がｎＬの屈折率を有し、前記光カプラーがｎＣの屈折率を有し、ならびにｎＣ－ｎＬが、約－０．４から約０．８の範囲である、実施形態２７に記載の導光板。
前記ガラス板がｎＬの屈折率を有し、前記光カプラーがｎＣの屈折率を有し、ならびにｎＣ－ｎＬが、約－０．４から約０．８の範囲である、実施形態２７に記載の導光板。
【0084】
実施形態３０
前記溝が底面を有し、この場合、前記光カプラーの長さＬｔが、入力端面と該溝の該底面との間の距離Ｌ１と、該溝の深さＬ２との合計に等しく、ならびに比率Ｌ２／Ｌｔが、約０．１から約０．９の範囲である、実施形態２８に記載の導光板。
前記溝が底面を有し、この場合、前記光カプラーの長さＬｔが、入力端面と該溝の該底面との間の距離Ｌ１と、該溝の深さＬ２との合計に等しく、ならびに比率Ｌ２／Ｌｔが、約０．１から約０．９の範囲である、実施形態２８に記載の導光板。
【0085】
実施形態３１
さらに、前記一対のテーパー部分の間に延在する台座部を含む、実施形態２７に記載の導光板。
さらに、前記一対のテーパー部分の間に延在する台座部を含む、実施形態２７に記載の導光板。
【0086】
実施形態３２
前記溝の幅Ｗｘが、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲である、実施形態２７に記載の導光板。
前記溝の幅Ｗｘが、Ｔｈ１の１倍から１．１倍の範囲である、実施形態２７に記載の導光板。
【0087】
実施形態３３
成形型アセンブリをガラス板のエッジ部分に適用するステップであって、該成形型アセンブリが、ポリマー材料を受け入れるための空洞を有するステップと；
該ポリマー材料を該成形型アセンブリ内に注入するステップと；
該成形型アセンブリを取り除くステップと；
を含む、光カプラーの製造方法であって、
該成形型アセンブリを取り除いた後の該ガラス板が、該エッジ部分に沿って該ガラス板の第一主要面および第二主要面の少なくとも一方に接着された少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーを含む、
方法。
成形型アセンブリをガラス板のエッジ部分に適用するステップであって、該成形型アセンブリが、ポリマー材料を受け入れるための空洞を有するステップと；
該ポリマー材料を該成形型アセンブリ内に注入するステップと；
該成形型アセンブリを取り除くステップと；
を含む、光カプラーの製造方法であって、
該成形型アセンブリを取り除いた後の該ガラス板が、該エッジ部分に沿って該ガラス板の第一主要面および第二主要面の少なくとも一方に接着された少なくとも１つのテーパー部分を有する光カプラーを含む、
方法。
【0088】
実施形態３４
前記ポリマー材料が、ＰＭＭＡ材料またはポリカーボネート材料である、実施形態３３に記載の方法。
前記ポリマー材料が、ＰＭＭＡ材料またはポリカーボネート材料である、実施形態３３に記載の方法。
【0089】
実施形態３５
前記ポリマー材料が、ＵＶ硬化性材料である、実施形態３３～３４のいずれかに記載の方法。
前記ポリマー材料が、ＵＶ硬化性材料である、実施形態３３～３４のいずれかに記載の方法。
【符号の説明】
【0090】
１０ 液晶表示装置
１２ 液晶ディスプレイパネル
１４ 上部ガラス板
１６ 下部ガラス板
１８ 液晶材料
２０ シーリング材料
２２ バックライトユニット
２４ 導光板
２６ 光源
２８ 発光ダイオード
３０ 回路基板
３２ 第一主要面
３４ 第二主要面
３６ エッジ面
３８、１００ 光カプラー
４０、１０２ テーパー部分
４２ エッジ部分
４４ 屈折率整合接着剤
４６、１０８ 入力端面
４８ 反射端面
５０、１１４、１１６ 出力端面
５２ 光線
５４、１０４ 台座部
５６、５７ 曲線
５８ 成形型
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ 成形型の部分
６０ 空洞
６１ ポリマー樹脂
６２ 切削工具
６４ ポリマーブランク
６６ 万力
６８ 補強部材
７０、７４、８４ 点線
７２ａ、７２ｂ 半割成形型
７６ 開閉式の成形型
７６ａ、７６ｂ 相補的な部品、成形型部品
７８ 空洞
８０ 取り出し具
８２ 注入スプルー
１０６ 溝
１１０ 第一反射端面
１１２ 第二反射端面
１１５ 底部
１１８、１２０ 仮想線
１２２、１２４ 反射部材
１２ 液晶ディスプレイパネル
１４ 上部ガラス板
１６ 下部ガラス板
１８ 液晶材料
２０ シーリング材料
２２ バックライトユニット
２４ 導光板
２６ 光源
２８ 発光ダイオード
３０ 回路基板
３２ 第一主要面
３４ 第二主要面
３６ エッジ面
３８、１００ 光カプラー
４０、１０２ テーパー部分
４２ エッジ部分
４４ 屈折率整合接着剤
４６、１０８ 入力端面
４８ 反射端面
５０、１１４、１１６ 出力端面
５２ 光線
５４、１０４ 台座部
５６、５７ 曲線
５８ 成形型
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ 成形型の部分
６０ 空洞
６１ ポリマー樹脂
６２ 切削工具
６４ ポリマーブランク
６６ 万力
６８ 補強部材
７０、７４、８４ 点線
７２ａ、７２ｂ 半割成形型
７６ 開閉式の成形型
７６ａ、７６ｂ 相補的な部品、成形型部品
７８ 空洞
８０ 取り出し具
８２ 注入スプルー
１０６ 溝
１１０ 第一反射端面
１１２ 第二反射端面
１１５ 底部
１１８、１２０ 仮想線
１２２、１２４ 反射部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】