CN103680335B - 显示装置和发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了显示装置和发光元件。所述显示装置包括：发光元件本体部；低折射率层部，其设置于所述发光元件本体部的光输出表面上并且具有第一折射率；和封装构件，其被设置用来将所述发光元件本体部和所述低折射率层部密封于所述封装构件内，所述封装构件具有平坦的光输出表面并且具有大于所述第一折射率的第二折射率。所述发光元件包括：发光元件本体部；以及低折射率层部，其设置于所述发光元件本体部的光输出表面上且具有比封装构件的折射率低的折射率，所述封装构件具有平坦的光输出表面并且将所述发光元件本体部密封在所述封装构件内。本发明提供了具有优异的取光效率并且能够实现小型化的显示装置和发光元件。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置和用于该显示装置中的发光元件。
背景技术
以往已经提出过使用发光二极管（LED）作为发光元件的各种显示装置。在使用LED的显示装置（下文中称为LED显示器）中，以二维的形式布置有多个LED。
此外，关于具有上述这种结构的LED显示器，以往已经提出了各种技术来提高取光效率（light extraction efficiency）。例如，为了提高取光效率，已经提出了一种将LED密封在以透镜形状形成的树脂密封体（resin capsule）中的技术（例如，参见Sheng Liu,Xiaobing Luo：“LED Packaging for Lighting Applications:Design,Manufacturing,and Testing”,John Wiley and Sons,2011.）。
发明内容
如上所述，针对于LED显示器，以往已经提出了各种技术来提高发光效率。然而，在本技术领域中，除了期望取光效率的提高之外，还期望一种能够使LED显示器小型化的技术。
为了满足这样的需求，于是做出了本发明。根据本发明的实施例，期望提供一种具有优异的取光效率并且能够实现小型化的显示装置，还期望提供用于该显示装置中的发光元件。
本发明的一个实施例提供了一种显示装置。所述显示装置包括发光元件本体部、低折射率层部以及封装构件，并且所述低折射率层部和所述封装构件被构造如下。所述低折射率层部设置于所述发光元件本体部的光输出表面上并且具有第一折射率。所述封装构件被设置用来将所述发光元件本体部和所述低折射率层部密封于所述封装构件内，所述封装构件具有平坦的光输出表面并且具有大于所述第一折射率的第二折射率。
本发明的另一实施例提供了一种发光元件。所述发光元件包括发光元件本体部和设置于所述发光元件本体部的光输出表面上的低折射率层部。此外，在本发明的实施例的发光元件中，所述低折射率层部具有比封装构件的折射率低的折射率，所述封装构件具有平坦的光输出表面，并且所述封装构件用于将所述发光元件本体部密封于所述封装构件内。
根据本发明的实施例，在发光元件本体部上设置有折射率低于具有平坦的光输出表面的所述封装构件的折射率的所述低折射率层部。因此，根据本发明的实施例，能够增加从所述发光元件本体部以小于光在所述封装构件的所述光输出表面处的全反射临界角的角度入射到所述封装构件的所述光输出表面上的光分量。
如上所述，根据本发明的实施例，能够增加从所述发光元件本体部以小于光在所述封装构件的所述光输出表面处的全反射临界角的角度入射到所述封装构件的所述光输出表面上的光分量，并且因此能够获得优异的取光效率。此外，根据本发明的实施例，由于使用了具有平坦的光输出表面的封装构件，因此能够使所述显示装置小型化。也即是，根据本发明的实施例，能够提供一种具有优异的取光效率并且能够实现小型化的显示装置，并且能够提供发光元件。
附图说明
图1示出了在相关技术中的发光元件（比较例1的封装形态）中的取光操作。
图2示出了本发明第一实施例的发光元件的示意性结构和封装形态以及该发光元件中的取光操作。
图3A和图3B示出了对第一实施例的封装形态和比较例1的封装形态进行的光路模拟的评估结果。
图4A和图4B分别示出了比较例2和比较例3的封装形态。
图5A和图5B分别示出了对比较例2的封装形态和比较例3的封装形态进行的光路模拟的评估结果。
图6示出了第一实施例的封装形态中的低折射率层部的厚度与亮度改善率（luminance improvement rate）之间的关系。
图7示出了第一实施例的封装形态中的低折射率层部的折射率与亮度改善率之间关系。
图8是本发明第二实施例的显示装置的示意性结构的横截面图。
图9是用于解释黑树脂层的效果（功能）的图。
图10A和图10B是用于解释黑树脂层的效果（功能）的图。
图11示出了第二实施例的显示装置中的取光操作。
图12A至图12C分别是示出了变型例1至变型例3的显示装置的示意性结构的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图以如下顺序来说明本发明的各实施例的发光元件的示例和包含这些发光元件中的任意一者的显示装置。需要注意的是，本发明并不限于下列示例。
1、第一实施例：发光元件的结构
2、第二实施例：显示装置的结构
1、第一实施例：发光元件的结构
首先，在说明第一实施例的发光元件的结构之前，将会先具体说明在使用LED的相关技术中的LED显示器中当使该LED显示器小型化时可能出现的问题。
在LED显示器中，在如同相关技术的情形中那样将各LED密封于以透镜形状形成的树脂密封体中的情况下，LED的总封装件趋于变大，因而限制了LED显示器的小型化。作为解决该问题以使LED显示器小型化的手段，可以考虑用具有平坦的光输出表面的封装构件来密封LED的手段。也即是，通过用其光输出表面是平坦的表面而不是透镜结构的封装构件来密封LED，有可能将LED显示器小型化。
然而，这种手段会导致取光效率降低的问题。将参照图1具体说明该问题。需要注意的是，图1示出了在用具有平坦的光输出表面的树脂构件（封装构件）密封LED的情况（比较例1的封装形态）下的取光操作。
在从LED10射出的光束（黑色箭头）之中，以大于光会发生全反射的临界角（稍后说明的图2中的θ0）的角度θ1入射到树脂构件20的光输出表面20a上的光分量可以从光输出表面20a被提取至外部。另一方面，以小于或等于上述全反射临界角的角度θ2入射到树脂构件20的光输出表面20a上的光分量被光输出表面20a全反射并且无法被提取至外部。因此，在图1所示的比较例1的LED10的封装形态中，取光效率降低了。
因此，在本实施例中，提出了一种发光元件的结构，通过这种发光元件的结构，即使在用具有平坦的光输出表面20a的树脂构件20密封LED10的时候，也能够获得优异的取光效率。
[发光元件的结构和封装形态]
图2示出了第一实施例的发光元件的横截面结构和封装形态以及该发光元件中的取光操作。需要注意的是，在图2所示的本实施例的发光元件1的结构和树脂构件20（封装构件）的结构中，与图1所示的比较例1中的结构相似的结构以相同的附图标记表示。
发光元件1包括LED10（发光元件本体）和设置于LED10的光输出表面上的低折射率层部11。需要注意的是，例如可以使用目前市售的任意LED来形成LED10。
低折射率层部11的折射率（第一折射率）小于树脂构件20的折射率（第二折射率），发光元件1被该树脂构件20密封。需要注意的是，可以使用任意材料来形成低折射率层部11，只要该材料的折射率小于树脂构件20的折射率即可。例如，可以使用SiO2或气凝胶（aerogel）等形成低折射率层部11，或者可以使用空气间隙形成低折射率层部11。在使用SiO2形成低折射率层部11的情况下，例如能够通过SiO2的蒸发角度来控制折射率并且能够获得约1.08的折射率。在使用气凝胶形成低折射率层部11的情况下，例如能够获得约1.01的折射率。
此外，低折射率层部11可以具有任意厚度并且例如可以被设定为约1μm的厚度。需要注意的是，例如可以根据稍后将要说明的诸如LED显示器所必需的取光开口的尺寸等条件来适当地设定低折射率层部11的折射率和厚度。
在本实施例的封装形态中，如图2所示，用具有平坦的光输出表面20a的树脂构件20密封具有上述结构的发光元件1的低折射率层部11侧的表面（发光元件1的光输出表面）。
需要注意的是，可以使用任意树脂材料形成树脂构件20，只要该树脂材料的折射率大于低折射率层部11的折射率即可。此外，如同在稍后说明的第二实施例的LED显示器中那样，在树脂构件20上设置有黑树脂层和屏幕的情况下，优选使用与这些组成构件在折射率方面相匹配的材料来形成树脂构件20。
[发光元件中的取光操作]
接着，将说明在图2所示的本实施例的发光元件1的封装形态中的取光操作。首先，从LED10射出的光经由低折射率层部11入射到树脂构件20上。此时，在低折射率层部11与树脂构件20之间的界面处，低折射率层部11的折射率和树脂构件20的折射率之间的差别使得光行进方向改变。具体地，低折射率层部11的折射率小于树脂构件20的折射率，如图2中所示，在低折射率层部11与树脂构件20之间的界面处光路被改变为更加接近树脂构件20的厚度方向。也即是，在本实施例中，从低折射率层部11出射的光的角度范围变得比在未设置有低折射率层部11的情况下（比较例1）更窄（即，更受限制）。
在这种情况下，在从LED10射出的光束（黑色箭头）之中，以小于全反射临界角θ0的角度入射到树脂构件20的光输出表面20a上的光分量的路径也同样在低折射率层部11与树脂构件20之间的界面处被改变。因此，这些光分量中的一部分会穿过低折射率层部11而行进，于是光行进方向与光输出表面20a所成的角度变得大于全反射临界角θ0；因此，能够将该光从光输出表面20a取出至外部。
即，通过使用本实施例的发光元件1，能够将在图1所示的比较例1的封装形态中无法取出至外部的那些光分量中的一部分取出至外部。将参照图3A和图3B具体说明此操作。
图3A示出了在图1所示的比较例1的封装形态中从LED10射出的光的光路，该光路是通过射线追踪模拟而被计算出的。此外，图3B示出了在图2所示的本实施例的封装形态中从发光元件1射出的光的光路，该光路是通过射线追踪模拟而被计算出的。需要注意的是，图3A中的被白线包围的矩形区域是布置有LED10的区域，并且图3B中的被白线包围的矩形区域是布置有发光元件1的区域。
从图3A和图3B之间的比较可以清楚地看出，在使用本实施例的发光元件1的情况下，从发光元件1射出的光的范围变得比在比较例1的情况下更受限制（出射光的角度范围变得更窄）。此外，从图3A和图3B之间的比较可以清楚地看出，在本实施例的发光元件1的封装形态（取光模式）的情况下，相比于比较例1，发现有更大量的光从光输出表面20a被取出至外部。这是因为，通过在LED10的光输出表面上设置低折射率层部11，相比于比较例1而言，以大于全反射临界角θ0的角度入射到树脂构件20的光输出表面20a上的光分量更多（因全反射而被反射的光分量更少）。
如上所述，通过使用本实施例的发光元件1，能够将在比较例1的结构中无法取出至外部的那些光分量的一部分取出至外部。因此，在使用本实施例的发光元件1的情况下，取光效率变得高于比较例1的封装形态（图1）中的取光效率。
[比较例2和比较例3的封装形态]
此外，这里将会比较本实施例的封装形态（取光模式）和如同上述相关技术中那样把LED10密封于以透镜形式形成的树脂密封体中的封装形态（取光模式）。图4A和图4B分别示出了比较例2和比较例3中的封装形态。
图4A示出了在未设置有低折射率层部的发光元件（只设置有LED）被密封于以透镜形状形成的树脂密封体中的情况（比较例2的封装形态）下的取光操作。另一方面，图4B示出了在设置有低折射率层部的发光元件被密封于以透镜形状形成的树脂密封体中的情况（比较例3的封装形态）下的取光操作。需要注意的是，在图4A和图4B分别示出的比较例2和比较例3的封装形态中，与图2中所示的本实施例的封装形态中的结构相似的结构以相同的附图标记表示。
从图4A和图1之间的比较可以清楚地看出，比较例2的封装形态具有这样的结构：其中，使用具有以透镜形状形成的光输出表面30a的树脂构件30作为图1中所示的比较例1的封装形态中的LED10的封装构件。此外，从图4B和图2之间的比较可以清楚地看出，比较例3的封装形态具有这样的结构：其中，使用具有以透镜形状形成的光输出表面30a的树脂构件30作为图2中所示的本实施例的封装形态中的LED10的封装构件。
此外，图5A和图5B分别示出了在比较例2的封装形态和比较例3的封装形态中从LED10（发光元件1）射出的光的光路，这些光路是通过射线追踪模拟而被计算出的。需要注意的是，图5A和图5B中的被白线包围的半圆形区域是布置有树脂构件30的区域。
从图5A和图5B之间的比较可以清楚地看出，发现了：因为在比较例3中在LED10的光输出表面上设置有低折射率层部11，所以相比于比较例2，在比较例3中从发光元件1射出的光的范围更受到限制并且所输出光的角度范围变得更窄。
[取光效率的评估]
这里，在第一实施例以及比较例1至比较例3中的上述封装形态（取光模式）中，通过模拟计算出了从各自的树脂构件输出的光的亮度，并将它们进行了比较。需要注意的是，在此模拟分析中，低折射率层部11的折射率n被设定为在1.07至1.2的范围内的预定值（1.10），并且树脂构件的折射率被设定为1.48。下表中示出了评估结果。需要注意的是，比较例1的封装形态（图1）中的所输出光的亮度被设定为1（基准），并且在下表中示出了它的相对亮度。
从上表可以清楚地看出，在本实施例的封装形态中，发现亮度提高了比较例1的封装形态的亮度的大约29%。也即是，发现了：在用具有平坦的光输出表面20a的树脂构件20封装LED10（发光元件1）的情况下，通过在LED10的光输出表面上设置低折射率层部11，提高了取光效率。
需要注意的是，从上表可以清楚地看出，在本实施例的封装形态中，发现亮度低于在用具有透镜形状的光输出表面30a的树脂构件30封装LED10（发光元件1）的情况（比较例2和比较例3）下的亮度。然而，在比较例2和比较例3各自的封装形态中，由于使用具有以透镜形状形成的光输出表面30a的树脂构件30作为封装构件，因而如上所述限制了LED显示器的小型化。相比之下，在本实施例中，由于用具有平坦的光输出表面20a的树脂构件20封装发光元件1，所以本实施例的结构在LED显示器小型化的方面要优于比较例2和比较例3的那些结构。
另外，这里通过模拟来评估本实施例的封装形态（取光模式）中的低折射率层部11的厚度与亮度改善率之间的关系以及低折射率层部11的折射率与亮度改善率之间的关系。图6和图7中示出了这些评估结果。
图6是示出了在低折射率层部11的折射率n是1.0（空气间隙）的情况下低折射率层部11的厚度与亮度改善率之间的关系的特性图，其中横轴表示低折射率层部11的厚度而纵轴表示亮度改善率。此外，图7是示出了在低折射率层部11的厚度是1.0μm的情况下低折射率层部11的折射率n与亮度改善率之间的关系的特性图，其中横轴表示低折射率层部11的折射率n而纵轴表示亮度改善率。
在此模拟分析中，树脂构件的折射率是1.48，树脂构件的厚度是17μm，并且全反射临界角θ0是42°。此外，在此模拟分析中，使用图1中所示的比较例1的封装形态的亮度作为亮度改善率的基准。
从图6可以清楚地看出，在低折射率层部11的厚度的评估范围中，发现通过在LED10上设置低折射率层部11提高了亮度（取光效率）。此外，从图7可以清楚地看出，发现通过将低折射率层部11的折射率n降低至低于树脂构件的折射率（1.48），提高了亮度（取光效率）。
综上所述，通过将本实施例的发光元件1用作LED显示器的发光元件并且用具有平坦的光输出表面20a的树脂构件20密封发光元件1，能够实现LED显示器的小型化并获得优异的取光效率。
2、第二实施例：显示装置的结构
接下来，将说明本发明的第二实施例的显示装置的结构示例。需要注意的是，在本实施例的说明中，以LED显示器作为所述显示装置的示例。
[LED显示器的结构]
图8示出了第二实施例的LED显示器的示意性结构。图8是本实施例的LED显示器的示意性结构的横截面图。需要注意的是，在图8中所示的本实施例的LED显示器40中，与图2中所示的上述第一实施例的发光元件1的封装形态中的结构相似的结构以相同的附图标记表示。
LED显示器40包括发光元件1、树脂构件20（封装构件）、安装基板41、配线42、黑树脂层43（遮光层）以及屏幕44。此外，在本实施例中，配线42、发光元件1、树脂构件20、黑树脂层43和屏幕44按此顺序堆叠在安装基板41的一个表面上。需要注意的是，虽然为了简化说明，图8示出了一个发光元件1附近的示意性结构，但实际上，LED显示器40包括二维地布置于安装基板41上的多个发光元件1。
如同在第一实施例中那样，发光元件1包括LED10和形成于LED10的光输出表面上的低折射率层部11。此外，如同在第一实施例中那样，使用具有平坦的光输出表面20a的密封构件（封装构件）形成树脂构件20。
需要注意的是，在本实施例中，由于在树脂构件20上方设置有屏幕44和黑树脂层43，为了减小下文中将要说明的外部光反射的影响，使用与屏幕44和黑树脂层43在折射率方面相匹配的树脂形成树脂构件20。此外，在本实施例中，如同在第一实施例中那样，发光元件1的低折射率层部11的折射率也低于树脂构件20的折射率。
可以使用任意基板来形成安装基板41，只要发光元件1能够安装在该基板上就可以了，该基板例如是诸如玻璃基板等基板。配线42与LED10电连接并且向LED10供应电力。
黑树脂层43被形成为嵌入树脂构件20的屏幕44侧的表面的预定区域中。需要注意的是，可以使用目前市售的黑树脂材料来形成黑树脂层43。
此外，在黑树脂层43的与发光元件1的光输出表面1a面对的区域中（在光输出表面1a正上方的区域中）设置有开口43a（取光开口）。开口43a的大小被设定为使得光输出表面20a与下述各直线（图8中的虚线）之间的角度是全反射临界角θ0：所述各直线是把开口43a的端部投射于屏幕44的光输出表面44a上的位置与发光元件1的光输出表面1a的端部的位置二者连接起来而得到的线。也即是，在发光元件1的光输出表面1a上方，形成有具有如下侧部的圆锥状（圆锥形）取光区域40a：该侧部相对于光输出表面20a以全反射临界角θ0倾斜。
在本实施例的发光元件1中，如同在第一实施例中所说明的那样，低折射率层部11限制了从LED10射出的光的范围；因此，光能够通过黑树脂层43的开口43a有效地向外部输出。
需要注意的是，在本实施例中，如图8所示，将要说明如下示例：该示例中，使得圆锥状（圆锥形）取光区域40a的在树脂构件20的光输出表面20a中的面积小于黑树脂层43的开口43a的面积；然而，本发明并不限于本示例。只要开口43a的面积大于或等于取光区域40a的在树脂构件20的光输出表面20a中的面积，可以任意地设定黑树脂层43的开口43a的结构（例如，面积或形状）。需要注意的是，当开口43a的面积过大时，就会削弱稍后将要说明的在减小配线42处的外部光反射的影响时的效果。因此，在本实施例中，优选的是：开口43a被形成为使得黑树脂层43的开口43a的面积大体上等于取光区域40a的在树脂构件20的光输出表面20a中的面积。
使用具有透光性的材料（例如玻璃）在树脂构件20及黑树脂层43上方形成屏幕44。
[黑树脂层的功能和效果]
接下来，将参照图9至图11说明通过在本实施例的LED显示器40中设置黑树脂层43能够获得的效果。
需要注意的是，图9是示出了在用具有平坦的光输出表面的树脂构件密封不含有低折射率层部的发光元件（仅设置有LED）的情况下的LED显示器（比较例4）的示意性结构的横截面图。此外，图10A和图10B是分别含有黑树脂层43的LED显示器（比较例5和比较例6）的示意性结构的横截面图，图10A和图10B中的LED显示器所包含的发光元件都不含有低折射率层部。此外，图11示出了在本实施例的LED显示器40中的取光操作。需要注意的是，在图9以及图10A和图10B中所示的比较例的各LED显示器中，与图8中所示的本实施例的LED显示器40中的结构相似的结构以相同的附图标记表示。
比较例4的LED显示器100具有这样的结构：该结构中，如图9所示，配线42、LED10、树脂构件101和屏幕44按此顺序堆叠于安装基板41的一个表面上。此外，在LED显示器100中，使用低折射率树脂材料形成树脂构件101。需要注意的是，树脂构件101可以包括空隙。
在比较例4的LED显示器100的结构中，从LED显示器100周围入射至LED显示器100的外部光L0被屏幕44、配线42等反射（见图9中的空心箭头L1和L2）。在此情况下，来自屏幕44和配线42的反射光的影响可能降低LED显示器100的对比度特性。作为解决这个问题的手段，可以采用以下两种手段。
第一，作为用于抑制来自配线42的反射光的手段，如图10A中的LED显示器110（比较例5）中所示，可以采用在配线42的表面上设置黑树脂层43的手段。然而，利用这种手段难以抑制被屏幕44反射的外部光分量（图10A中的空心箭头L1）的影响。
作为解决上述问题的另一手段，可以采用将LED显示器形成为图10B中所示的LED显示器120（比较例6）的手段。在比较例6的LED显示器120中，黑树脂层43设置于屏幕44与树脂构件20之间，并且在LED10上方在黑树脂层43中的与取光区域40a相对应的区域中设置有开口43a。此外，在比较例6的LED显示器120中，如同在本实施例中那样，使用与黑树脂层43和屏幕44在折射率方面相匹配的树脂材料来形成用于密封LED10的树脂构件20。
在此情况下，能够抑制由屏幕44造成的外部光反射。此外，当从外部光L0的入射侧观察时，在此结构中配线42被隐藏在黑树脂层43的后面，因此还能够抑制因配线42引起的外部光反射。然而，由于在比较例6的LED显示器120中在LED10上未设置有低折射率层部，因而以小于全反射临界角θ0的角度从LED10入射到屏幕44上的光分量被黑树脂层43吸收，并且难以将这些光分量取出至外部。因此，虽然能够抑制外部光反射的影响（对比度的降低），但是在比较例6的LED显示器120中取光效率降低了。
与比较例5和比较例6的结构中不同的是，在本实施例的LED显示器40中，黑树脂层43设置于屏幕44与树脂构件20之间；因此，如同在比较例6中那样，能够抑制外部光反射的影响（对比度的降低）。此外，如图11所示，由于在本实施例的LED显示器40中在LED10上设置有低折射率层部11，所以能够增加以大于全反射临界角θ0的角度从发光元件1入射到屏幕44上的光分量。即，在本实施例中，从发光元件1射出的光分量的大部分会通过黑树脂层43的开口43a（圆锥状取光区域40a）输出至外部，且因此能够增大取光效率。
综上所述，在本实施例中，能够提供既具有优良的取光效率又具有优良的对比度特性的LED显示器40。此外，在本实施例中，由于用具有平坦的光输出表面的树脂构件20密封（封装）发光元件1，所以能够提供占地面积（footprint）小的LED显示器40（平板显示器）。
需要注意的是，在第二实施例中说明的是这样的示例：该示例中，为了消除外部光L0的影响，利用黑树脂材料形成的层被用作遮光层。本发明并不限于此示例。在第二实施例中，可以使用任意膜来形成遮光层，只要该膜具有与黑树脂层43相同的遮光功能即可。
此外，在第二实施例中说明了黑树脂层43设置于屏幕44与树脂构件20之间的结构示例，但本发明并不限于该结构示例。只要如同第二实施例中那样能够保持高的取光效率并且获得比未设置黑树脂层43的情况下更加改善的LED显示器的对比度特性，黑树脂层43可以设置于任意位置。图12A至图12C中示出了各种变型例（变型例1至变型例3）。图12A至图12C分别是示出了变型例1至变型例3的LED显示器的示意性结构的横截面图。需要注意的是，在图12A至图12C中所示的变型例的各LED显示器中，与图8中所示的第二实施例的LED显示器40中的结构相似的结构以相同的附图标记表示。
在变型例1的LED显示器51中，如图12A所示，黑树脂层43设置于配线42上并且设置在与布置有发光元件1的区域不重叠的位置中。
此外，在变型例2的LED显示器52中，如图12B所示，黑树脂层43设置于屏幕44的光输出表面上。需要注意的是，在此示例中，如同在第二实施例中那样，黑树脂层43形成在与形成于发光元件1的光输出表面1a上方的圆锥状（圆锥形）取光区域40a不重叠的区域中。
此外，在变型例3的LED显示器53中，如图12C所示，设置有两个黑树脂层（第一黑树脂层54和第二黑树脂层55）。在变型例3中，第一黑树脂层54被设置为如同第二实施例中那样嵌入树脂构件20的光输出表面中，而第二黑树脂层55如同变型例1中那样设置于配线42上。
在变型例1至变型例3的LED显示器中，与未设置黑树脂层43的情况相比也能够更进一步减小因屏幕44和/或配线42造成的外部光反射的影响，并且能够改善LED显示器的对比度特性。
虽然在第二实施例中，说明了包括黑树脂层43和屏幕44的LED显示器40，但本发明并不限于此示例。例如，可以是如下这样的结构：该结构中，未设置有黑树脂层43和屏幕44，并且树脂构件20还起到屏幕的作用。
需要注意的是，与比较例1中不同的是，在本发明的实施例的显示装置（LED显示器）中，通过提高取光效率能够减少在树脂构件20的平面内被引导的光分量。因此，根据本发明的实施例，还能够获得下面的效果。
在树脂构件20内被引导的光最终被树脂构件20和各外围构件吸收；然而，在此情况下，从LED10射出的强光可能使树脂构件20和上述各外围构件劣化。具体地，举例来说，在LED显示器中通常使用的诸如环氧树脂、丙烯酸树脂或硅树脂（silicone）等密封树脂就存在劣化的问题（例如，诸如生成气体或者由于对光的吸收而引起的着色和收缩等问题）。
然而，在本发明的实施例的LED显示器中，如上所述，能够减少在树脂构件20内被引导的光分量；因此，可以抑制上述问题的影响并且能够增加LED显示器的寿命。此外，在如同第二实施例中那样设置有黑树脂层43的情况下，能够进一步减少在树脂构件20内被引导的光分量。因此，在本发明的实施例中，容易随光而发生变化的树脂（诸如光可塑性型树脂或光硬化性树脂等）可以被用于将LED10（发光元件1）密封起来的区域中。即，可以使用诸如光可塑性树脂或光硬化性树脂等树脂来形成树脂构件20。
此外，在本发明的实施例的显示装置中，可以与LED10（发光元件1）邻接地设置有用于驱动LED的薄膜晶体管（TFT）或诸如IC（集成电路）芯片等电路（发光元件驱动电路）。
在将这样的TFT或IC芯片设置于用树脂构件20密封起来的区域中的情况下，被从LED10射出的光激发的载流子可能导致该TFT或该IC芯片的故障。然而，在本发明的实施例的LED显示器中，如上所述，能够减少在树脂构件20内被引导的光分量，并且即使当设置有黑树脂层43时也不会降低取光效率。因此，在本发明的实施例的显示装置中，即使当上述用于驱动LED的TFT或上述IC芯片被布置为与LED10（发光元件1）邻接时，也能够在不会降低亮度和对比度比（contrast ratio）的前提下实现稳定的驱动。
此外，在第一实施例和第二实施例中说明了使用LED作为光源的示例，但本发明并不限于这些示例。例如，也可以使用诸如有机电致发光（EL）或无机EL等自发光光源作为光源。或者，例如也可以使用如下的疑似光源作为光源：该疑似光源利用了穿过诸如微机电系统（MEMS）显示器的各像素中所包含的透光部等微小开口部的光。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
此外，本发明还可以被构造如下。
（1）一种显示装置，其包括：
发光元件本体部；
低折射率层部，所述低折射率层部设置于所述发光元件本体部的光输出表面上并且具有第一折射率；以及
封装构件，所述封装构件被设置用来将所述发光元件本体部和所述低折射率层部密封于所述封装构件内，所述封装构件具有平坦的光输出表面并且具有大于所述第一折射率的第二折射率。
（2）根据（1）所述的显示装置，其还包括：遮光层，所述遮光层设置在与从所述发光元件本体部经由所述低折射率层部输出的光的取出区域不重叠的区域中。
（3）根据（2）所述的显示装置，其中，所述遮光层设置在所述发光元件本体部的光输出表面侧的预定位置处。
（4）根据（2）或（3）所述的显示装置，其中，所述遮光层包括黑树脂。
（5）根据（1）至（4）中任一项所述的显示装置，其还包括：
屏幕，所述屏幕设置于所述封装构件上，
其中，所述封装构件包括与所述屏幕在折射率方面相匹配的构件。
（6）根据（1）至（5）中任一项所述的显示装置，其中，所述封装构件包括树脂构件，所述树脂构件包括光可塑性树脂和光硬化性树脂中的任一者。
（7）根据（1）至（6）中任一项所述的显示装置，其还包括：发光元件驱动电路，所述发光元件驱动电路设置于所述封装构件中并且驱动所述发光元件本体部。
（8）一种发光元件，其包括：
发光元件本体部；以及
低折射率层部，所述低折射率层部设置于所述发光元件本体部的光输出表面上，所述低折射率层部的折射率比封装构件的折射率低，所述封装构件具有平坦的光输出表面，并且所述封装构件将所述发光元件本体部密封于所述封装构件内。
本申请包含与2012年9月19日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2012-205476所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
Claims (11)
1.一种显示装置，其包括：
发光元件本体部；
低折射率层部，所述低折射率层部设置于所述发光元件本体部的光输出表面上并且具有第一折射率；
封装构件，所述封装构件被设置用来将所述发光元件本体部和所述低折射率层部密封于所述封装构件内，所述封装构件具有平坦的光输出表面并且具有大于所述第一折射率的第二折射率；以及
遮光层，所述遮光层设置在所述封装构件中，
其中所述遮光层包括取光开口，所述取光开口面对着所述发光元件本体部和所述低折射率层部。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述遮光层被设置在与从所述发光元件本体部经由所述低折射率层部输出的光的取出区域不重叠的区域中。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光层设置在所述发光元件本体部的光输出表面侧的预定位置处。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光层设置在所述显示装置的配线的表面上的预定位置处。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光层设置在所述发光元件本体部的光输出表面侧的预定位置处，并且所述遮光层还设置在所述显示装置的配线的表面上的预定位置处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其中，所述遮光层包括黑树脂。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其还包括：
屏幕，所述屏幕设置于所述封装构件上，
其中，所述封装构件包括与所述屏幕在折射率方面相匹配的构件。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其中，所述封装构件包括树脂构件，所述树脂构件包括光可塑性树脂和光硬化性树脂中的任一者。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的显示装置，其还包括：发光元件驱动电路，所述发光元件驱动电路设置于所述封装构件中并且驱动所述发光元件本体部。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其中，
所述取光开口的大小被设定为使得所述封装构件的光输出表面与下述各直线之间的角度是等于或大于全反射临界角的角度：所述各直线是把所述取光开口的端部投射于所述屏幕的光输出表面上的位置与所述低折射率层部的光输出表面的端部的位置二者连接起来而得到的线。
11.根据权利要求2至5中任一项所述的显示装置，其中，
所述取光开口的面积大于或大体上等于所述光的取出区域的在所述封装构件的所述光输出表面中的面积。
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|---|---|---|---|---|
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| US11018284B2 (en) * | 2018-04-19 | 2021-05-25 | Innolux Corporation | Light emitting element and electronic device |
| CN110738937B (zh) * | 2018-07-20 | 2021-12-07 | 英属开曼群岛商镎创科技股份有限公司 | 显示面板 |
| WO2020075431A1 (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
| JP7227458B2 (ja) * | 2018-11-21 | 2023-02-22 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| CN109904347B (zh) | 2019-03-15 | 2020-07-31 | 京东方科技集团股份有限公司 | 发光器件及其制造方法、显示装置 |
| KR20200120845A (ko) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1934604A (zh) * | 2004-03-30 | 2007-03-21 | 出光兴产株式会社 | 有机电致发光显示装置 |
| CN101202321A (zh) * | 2006-12-11 | 2008-06-18 | 株式会社日立显示器 | 照明装置和使用该照明装置的显示装置 |
| CN100493287C (zh) * | 2004-10-05 | 2009-05-27 | 三星移动显示器株式会社 | 有机发光器件及其制造方法 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07111342A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-04-25 | Toshiba Corp | 光送信モジュ−ル |
| JPH08116309A (ja) * | 1994-10-18 | 1996-05-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 青色発光素子を用いた耐熱光リンク |
| JP3145309B2 (ja) * | 1996-06-12 | 2001-03-12 | 富士通株式会社 | 平面表示装置及びプラズマディスプレイパネルの近赤外線放出影響防止方法 |
| KR100853769B1 (ko) | 2000-12-29 | 2008-08-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| JP4378891B2 (ja) | 2001-03-15 | 2009-12-09 | パナソニック電工株式会社 | アクティブマトリクス型発光素子及びその製法 |
| JP2003218392A (ja) | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Sony Corp | 画像表示装置及びその製造方法 |
| JP2003347041A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-12-05 | Casio Comput Co Ltd | 発光パネル及びその製造方法 |
| US6737800B1 (en) | 2003-02-18 | 2004-05-18 | Eastman Kodak Company | White-emitting organic electroluminescent device with color filters and reflective layer for causing colored light constructive interference |
| JP2005123088A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 色変換フィルタおよびそれを用いた有機ｅｌディスプレイ |
| JP4731970B2 (ja) | 2004-04-07 | 2011-07-27 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置及びその作製方法 |
| JP4731996B2 (ja) | 2004-05-20 | 2011-07-27 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光素子及び表示装置 |
| JP2006073219A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sony Corp | 表示装置およびその製造方法 |
| JP4511440B2 (ja) * | 2004-10-05 | 2010-07-28 | 三星モバイルディスプレイ株式會社 | 有機発光素子及び有機発光素子の製造方法 |
| JP2008060092A (ja) * | 2005-01-31 | 2008-03-13 | Sharp Corp | 光機能性膜およびその製造方法 |
| JP2007121994A (ja) | 2005-09-30 | 2007-05-17 | Epson Imaging Devices Corp | 電気光学装置、及び、電子機器 |
| KR100685845B1 (ko) * | 2005-10-21 | 2007-02-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기전계 발광표시장치 및 그 제조방법 |
| JP5214360B2 (ja) * | 2008-07-29 | 2013-06-19 | シャープ株式会社 | 色変換方式有機ｅｌディスプレイ |
| JP5115410B2 (ja) | 2008-09-08 | 2013-01-09 | セイコーエプソン株式会社 | 膜形成方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、及び電子機器 |
| JP4715906B2 (ja) * | 2008-11-13 | 2011-07-06 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
| JP2010161279A (ja) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Sharp Corp | 発光装置 |
| JP5305267B2 (ja) | 2009-08-04 | 2013-10-02 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 有機ｅｌ装置 |
| JP5420464B2 (ja) | 2010-04-02 | 2014-02-19 | オリンパス株式会社 | 表示装置、電子機器、携帯用電子機器、携帯電話、及び撮像装置 |
-
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- 2012-09-19 JP JP2012205476A patent/JP6061581B2/ja active Active
-
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- 2013-09-11 US US14/024,260 patent/US9693401B2/en active Active
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-
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-
2018
- 2018-04-03 US US15/944,374 patent/US10231294B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1934604A (zh) * | 2004-03-30 | 2007-03-21 | 出光兴产株式会社 | 有机电致发光显示装置 |
| CN100493287C (zh) * | 2004-10-05 | 2009-05-27 | 三星移动显示器株式会社 | 有机发光器件及其制造方法 |
| CN101202321A (zh) * | 2006-12-11 | 2008-06-18 | 株式会社日立显示器 | 照明装置和使用该照明装置的显示装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160920 Address after: Kanagawa Applicant after: SONY semiconductor solutions Address before: Tokyo, Japan Applicant before: Sony Corp |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |