CN112817177A - 背光单元和包括该背光单元的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供一种背光单元和包括该背光单元的显示装置。所述背光单元包括:具有多个发光元件的发光单元;光转换片,所述光转换片具有设置在与所述多个发光元件对应的位置处的多个光转换图案;和磷光体膜,所述磷光体膜设置在所述光转换片上,并且包括将发光表面分成多个子块的分隔壁和分别设置在所述多个子块上的磷光体层。

Description

背光单元和包括该背光单元的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2019年11月15日提交的韩国专利申请No.10-2019-0146818的优先权,为了所有目的,通过引用将该韩国专利申请结合于此,如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种背光单元和包括该背光单元的显示装置。
背景技术
随着信息社会的发展,对显示图像的显示装置的需求以各种形式逐渐增加。为了这个目的,已使用各种类型的显示装置,比如液晶显示装置(LCD)、有机发光显示装置(OLED)和量子点发光显示装置(QLED)。
在平板显示装置之中,液晶显示装置可利用发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)和热阴极荧光灯(HCLF)作为背光单元的光源。近来,具有优异光效率和高色彩再现性的发光二极管被广泛用作背光单元的光源。
背光单元根据光源的布置和光的透射模式可分为边缘型或直下型。在直下型背光单元中,诸如LED之类的光源可设置在显示装置的后表面上。
发明内容
本发明的实施方式是提供能够提高图像质量的背光单元和包括这种背光单元的显示装置。
根据本发明的一个方面,可提供一种背光单元,包括:具有多个发光元件的发光单元;光转换片,所述光转换片具有设置在与所述多个发光元件对应的位置处的多个光转换图案;和磷光体膜,所述磷光体膜设置在所述光转换片上,并且包括将发光表面分成多个子块的分隔壁和分别设置在所述多个子块上的磷光体层。
根据本发明的另一个方面,可提供一种显示装置,包括:显示面板;和背光单元,所述背光单元设置在所述显示面板的下方并且向所述显示面板发射光,其中所述背光单元包括:具有多个发光元件的发光单元;光转换片,所述光转换片具有设置在与所述多个发光元件对应的位置处的多个光转换图案;和磷光体膜,所述磷光体膜设置在所述光转换片上,并且包括将发光表面分成多个子块的分隔壁和分别设置在所述多个子块上的磷光体层。
根据本发明的实施方式,可提供能够提高图像质量的背光单元和包括背光单元的显示装置。
附图说明
图1是图解根据本发明实施方式的显示装置的结构图;
图2是图解根据本发明一些实施方式的显示装置的剖面图;
图3是图解透过磷光体膜的光的颜色的示图;
图4A和图4B是图解色坐标的曲线图;
图5是图解根据本发明实施方式的背光单元的剖面图;
图6A和图6B是图解从根据本发明实施方式的背光单元和包括一般磷光体膜的背光单元发射的光的对比图;
图7是图解根据本发明实施方式的磷光体膜的一部分的平面图;
图8A至图8D是图解根据本发明实施方式的磷光体膜的剖面图;
图9是图解根据本发明实施方式的滤光器的透射率的曲线图;
图10是图解根据本发明实施方式的滤光器的反射率的曲线图;
图11是示出根据本发明的磷光体膜的实施方式的平面图;
图12A至图12C是图解形成根据本发明实施方式的磷光体膜的工序的示图;
图13是示出根据本发明实施方式的磷光体膜的平面图;
图14是示出图13中所示的磷光体膜的剖面图;
图15是图解根据本发明实施方式的背光单元中包括的反射器的透视图;
图16A至图16E是图解制造图2中所示的背光单元的工序的剖面图;
图17是图解根据本发明实施方式的背光单元的结构的第一实施方式的示图;
图18A和图18B是图解基于图17中所示的背光单元中包括的光转换图案的位置的结构示例的示图。
具体实施方式
在本发明的实例或实施方式的以下描述中,将参照附图,在附图中通过举例说明能够实施的具体实例或实施方式的方式进行了显示,并且在附图中可使用相同的参考标记和符号指代相同或相似的部件,即使它们显示在彼此不同的附图中。此外,在本发明的实例或实施方式的以下描述中,当确定对本文涉及的公知功能和部件的详细描述反而会使本发明一些实施方式中的主题不清楚时,将省略其详细描述。在此使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”之类的术语一般旨在允许增加其他部件,除非这些术语与术语“仅”一起使用。
在此可使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语来描述本发明的元件。这些术语的每一个不用来限定元件的本质、顺序、次序或数量等,而是仅用于将相应元件与其他元件区分开。
当提到第一元件与第二元件“连接或结合”、“交叠”等时,其应当解释为,第一元件不仅可与第二元件“直接连接或结合”或“直接交叠”,而且还可在第一元件与第二元件之间“插入”第三元件,或者第一元件和第二元件可经由第四元件彼此“连接或结合”、“交叠”等。在此,第二元件可包括在彼此“连接或结合”、“交叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
当使用诸如“在…之后”、“随后”、“接下来”、“在…之前”等之类的时间相对术语描述元件或构造的过程或操作,或者操作方法、加工方法、制造方法中的流程和步骤时,这些术语可用于描述非连续的或非顺序的过程或操作,除非一起使用了术语“直接”或“紧接”。
此外,当提到任何尺度、相对尺寸等时,即使没有指明相关描述,也应当认为元件或特征或者相应信息的数值(例如,电平、范围等)包括可由各种因素(例如,工艺因素、内部或外部冲击、噪声等)导致的公差或误差范围。
图1是图解根据本发明实施方式的显示装置的示意性构造的示图。
参照图1,根据本发明实施方式的显示装置10可包括:包括有源区域A/A和非有源区域N/A的显示面板100;用于驱动显示面板100的栅极驱动电路120和数据驱动电路130;控制器140等。
在显示面板100中,可设置有多条栅极线GL和多条数据线DL,并且子像素SP可位于栅极线GL和数据线DL交叉的区域中。此外,显示面板100可以是液晶面板。液晶面板可包括像素电极、公共电极、和设置在像素电极与公共电极之间的液晶层。液晶层可通过响应于施加至像素电极和公共电极的电压改变分子排列来阻挡或透射光,从而显示图像。
栅极驱动电路120可被控制器140控制并且可向布置在显示面板100上的多条栅极线GL依次输出扫描信号,由此可控制多个子像素SP的驱动时序。栅极驱动电路120可包括一个或多个栅极驱动器集成电路(GDIC),并且根据驱动方法,栅极驱动电路120可位于显示面板100的一侧或两侧。
每个栅极驱动器集成电路(GDIC)可通过带式自动焊接(TAB)方法或玻璃上芯片(COG)方法连接至显示面板100的焊接焊盘,或者可实现为面板内栅极(GIP)型并且直接设置在显示面板100上。可选地,每个栅极驱动器集成电路(GDIC)可集成并设置在显示面板100中。此外,每个栅极驱动器集成电路(GDIC)可以以安装在与显示面板100连接的膜上的膜上芯片(COF)方法来实现。
数据驱动电路130可从控制器140接收图像数据,并且将图像数据转换成模拟数据电压。数据驱动电路130可根据经由栅极线GL施加扫描信号的时序将数据电压输出至每条数据线DL,使得每个子像素SP可根据图像数据呈现亮度。数据驱动电路130可包括一个或多个源极驱动器集成电路(SDIC)。每个源驱动器集成电路(SDIC)可包括移位寄存器、锁存电路、数模转换器和输出缓存器,但不限于此。
每个源极驱动器集成电路(SDIC)可通过带式自动焊接(TAB)方法或玻璃上芯片(COG)方法连接至显示面板100的焊接焊盘,或者可直接设置在显示面板100上,或者,在一些情况下,可集成并直接设置在显示面板100中。此外,每个源极驱动器集成电路(SDIC)可以以其中每个源极驱动器集成电路(SDIC)安装在与显示面板100连接的膜上并且通过膜上的线电连接至显示面板100的膜上芯片(COF)方法来实现。
控制器140可向栅极驱动电路120和数据驱动电路130提供各种控制信号,并且可控制栅极驱动电路120和数据驱动电路130的操作。控制器140可安装在印刷电路板、柔性印刷电路等上,并且可通过印刷电路板、柔性印刷电路等电连接至栅极驱动电路120和数据驱动电路130。
控制器140可控制栅极驱动电路120根据实现每一帧中的时序输出扫描信号,并且控制器140可向数据驱动电路130输出通过根据数据驱动电路130使用的数据信号格式转换从外部接收的图像数据而获得的转换后图像数据DATA。控制器140可从外部(例如,主机系统)接收包括垂直同步信号VSYNC、水平同步信号HSYNC、输入数据使能信号DE、时钟信号CLK等的各种时序信号、以及图像数据。
控制器140可使用从外部接收的各种时序信号生成各种控制信号,并且将控制信号输出至栅极驱动电路120和数据驱动电路130。例如,为了控制栅极驱动电路120,控制器140可输出包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC和栅极输出使能信号GOE等的各种栅极控制信号GCS。在此,栅极起始脉冲GSP可控制构成栅极驱动电路120的一个或多个栅极驱动器集成电路GDIC的操作起始时序。
栅极移位时钟GSC是共同地输入至一个或多个栅极驱动器集成电路GDIC的时钟信号并且可控制扫描信号的移位时序。栅极输出使能信号GOE可指定一个或多个栅极驱动器集成电路GDIC的时序信息。
此外,为了控制数据驱动电路130,控制器140可输出包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC和源极输出使能信号SOE等的各种数据控制信号DCS。在此,源极起始脉冲SSP可控制构成数据驱动电路130的一个或多个源极驱动器集成电路SDIC的数据采样起始时序。源极采样时钟SSC可以是控制每个源极驱动器集成电路SDIC中的数据的采样时序的时钟信号。源极输出使能信号SOE可控制数据驱动电路130的输出时序。
显示装置10可进一步包括电源管理集成电路,电源管理集成电路向显示面板100、栅极驱动电路120和数据驱动电路130提供各种电压或电流,或者控制要提供的各种电压或电流。
图2是图解根据本发明一些实施方式的显示装置的剖面图。
参照图2,根据本发明实施方式的显示装置10可包括显示面板100和设置在显示面板100下方并且向显示面板100提供光的背光单元200。
可在背光单元200与显示面板100之间设置多个结构。例如,可在背光单元200与显示面板100之间设置引导板400和泡沫衬垫(foam pad)500,但不限于此。
背光单元200可包括容纳构成背光单元200的光学元件等的底盖300。
基板210可设置在底盖300上,并且多个发光元件211可设置在基板210上。发光元件211例如可以是发光二极管(LED),或者可以是很小的迷你发光二极管(Mini LED)或很小的微型发光二极管(μLED)。此外,发光元件211可具有倒装芯片结构(flip chipstructure)。倒装芯片结构的发光元件211可设置成其中芯片型发光元件211安装在基板210上的形式,由此减小背光单元200的厚度并且提供具有宽发射角和高光效率的光源。
发光元件211可发射白色波段中的光,或者在一些情况下,发射具体波段(例如,蓝色波段)中的光。基板210可以是印刷电路板。
此外,光源保护层215可设置在其上设置有多个发光元件211的基板210上。光源保护层215可包括透明树脂。光源保护层215可保护多个发光元件211并且可提供将从发光元件211发射的光扩散的功能。
光转换片216可设置在光源保护层215上。光转换片216可散射、反射或衍射从发光元件211发射的光。此外,光转换片216可透射从发光元件211发射的光的一部分。光转换片216可以是能够透射一部分光的光控制片。光转换片216可防止在背光单元200中产生热点(hot spot)。光转换片216包括多个光转换图案216p,多个光转换图案216p可设置成与多个发光元件211的每一个交叠。
光转换图案216p可调节从发光元件211发射的光的发射方向,例如可散射、反射或衍射从发光元件211发射的光的一部分。此外,光转换图案216p可透射从发光元件211发射的光的一部分。光转换图案216p可以是能够透射一部分光的光控制图案。从发光元件211发射的光被光转换图案216p散射、反射、衍射或透射,从而光转换图案216p可使背光单元200的亮度均匀。
由于光转换图案216p设置成与发光元件211交叠,因此光转换图案216p可设置在从发光元件211发射的光的强度最强的区域中。由于这个原因,可减小设置有发光元件211的区域(具有大量光的区域)与位于发光元件211之间的区域(具有少量光的区域)之间的亮度偏差。
光转换片216可包括光学转换材料。此外,光转换片216的光转换图案216p可包括光学转换材料。光学转换材料可包括二氧化钛(TiO2)。此外,光学转换材料可以是白色的,然而并不限于此。
此外,可通过光转换片216减小亮度偏差,从而在背光单元200中,可抑制云纹(mura)的发生,云纹是指屏幕特性的不均匀并且在发光元件211的外周区域出现污点。因此,从背光单元200发射的光的亮度可以是均匀的。
磷光体膜217可设置在光转换片216上。磷光体膜217可包括磷光体,磷光体可利用照射到磷光体膜217上的光来发光。当入射到磷光体膜217上的光是蓝色光时,透过磷光体膜217的光可通过从磷光体发射的光而转换为白色光。
光转换图案216p被示出为设置成靠近光源保护层215,但不限于此,光转换图案216p可设置成靠近磷光体膜217。
此外,可在基板210上涂布反射膜。反射膜可包括白色颜料,然而不限于此。反射膜可反射照射到基板210上的光,从而增加背光单元200的光效率。此外,可在基板210上设置反射器212,反射器212可位于发光元件211的周围。
反射器212可反射从光源保护层215扩散的光,从而在磷光体膜217的方向上照射光,由此使背光单元200的亮度均匀。此外,可在光源保护层215与光转换片216之间设置粘合剂膜219。粘合剂膜219可以是光学透明粘合剂(OCA)膜。粘合剂膜219可使光转换片216固定在光源保护层215上。
图3是图解透过磷光体膜的光的颜色的示图,图4A和图4B是图解色坐标的曲线图。
在图3中,为了便于描述,磷光体膜217被示出为直接设置在光源保护层215上,但不限于此。
图3说明了当蓝色光入射到磷光体膜217上并且发射白色光时,随着距发光元件211的距离增加,背光单元200中黄色光增加的特点。发光元件211可发射具有接近180度照射角的蓝色光。在从发光元件211发射的蓝色光之中,具有垂直入射到磷光体膜217上的路径的第一光(i)可在通过磷光体膜217时利用磷光体膜217发射为白色光。
然而,在从发光元件211发射的蓝色光之中,具有倾斜通过磷光体膜217的路径的第二光(ii)可具有比第一光(i)更长的通过磷光体膜217的距离。更具体地,在从发光元件211发射的光之中,诸如第一光(i)之类的垂直入射到磷光体膜217上的光可在磷光体膜217内经过与磷光体膜217的厚度d1对应的距离S1。同时,倾斜入射到磷光体膜217上的第二光(ii)可在磷光体膜217中经过比磷光体膜217的厚度d1更大的长距离S2。
磷光体膜217可向从发光元件211发射的蓝色光添加由磷光体膜217激发的黄色光,从而成为白色光。因此,经过磷光体膜217的蓝色光的路径越长,从磷光体膜217发射的光可越多,使得添加至蓝色光的黄色光的量可增加。
因此,随着因照射角而使得距发光元件211的距离增加,通过磷光体膜217的光可更多地包括黄色光。特别是,具有在从磷光体膜217发射之后被反射器212反射并且入射到光源保护层215上的路径的第三光(iii)再次入射到磷光体膜217。因此,在第三光(iii)的情况下,可从磷光体膜217再次进一步添加黄色光,从而黄色光的量可进一步增加。
由于被反射器212反射的光可以以一角度入射到磷光体膜217,因此光可达到距发光元件211较远的地方,并且随着距发光元件211的距离增加,背光单元200可增加黄色光。
在图4A和图4B中,水平轴表示距发光元件211的距离。在水平轴上,(+)表示发光元件的右侧方向,(-)表示发光元件的左侧方向。此外,垂直轴表示作为比率(ratio)的光强度。就是说,垂直轴上的1表示光的强度最大的状态。此外,Y表示黄色光的强度,Z表示蓝色光的强度。
如图4A的曲线图中所示,当Y的半高全宽(FWHM)的长度比Z的FWHM的长度长时,随着距发光元件211的距离增加,黄色光变得更强。当Y的FWHM的长度未在Z的FWHM的长度的110%范围内时,可发生随着距发光元件的距离增加,在背光单元200中出现黄色光的问题。
因此,如图4B的曲线图中所示,通过使Y的FWHM的长度短于图4A的曲线图的Y的FWHM的长度,可使Y的FWHM的长度在Z的FWHM的长度的110%内。
图5是图解根据本发明实施方式的背光单元的剖面图。
参照图5,在根据本发明实施方式的背光单元200中,发光元件211和反射器212可设置在基板210上。此外,光源保护层215可设置在基板210和反射器212上。光转换片216可设置在光源保护层215上并且光学片218可设置在光转换片216上。光学片218可包括多个片。光学片218可包括扩散板、散射片和棱镜片。然而,光学片218不限于此。此外,扩散板可设置在磷光体膜217的下表面上。此外,光转换片216可包括光转换图案216p。光转换图案216p可设置在与发光元件211交叠的位置处。
磷光体膜217可包括多个分隔壁217b和设置在形成于分隔壁217b之间的每个空间中的磷光体层217a。特别是,分隔壁217b应当通过被光学片218覆盖而不被识别到。此时,当分隔壁217b的厚度比光学片218的厚度厚时,可发生分隔壁217b被用户识别到的问题。因此,构成磷光体膜217的分隔壁217b的厚度应当等于或小于光学片218的厚度。
分隔壁217b的厚度可以不是恒定的,分隔壁217b的最大厚度d2可至多是光学片218的厚度d3。光学片218可包括多个片,并且分隔壁217b的最大厚度可以是光学片218中包括的多个片的厚度之和。此外,分隔壁217b可包括树脂。此外,分隔壁217b的颜色可以是白色。然而,分隔壁217b的材料和颜色可不限于此。
图6A和图6B是图解从根据本发明实施方式的背光单元和包括一般磷光体膜的背光单元发射的光的对比图。
图6A表示使用一般磷光体膜217’的背光单元200’,图6B表示采用如图5中所示的根据本发明的磷光体膜217的背光单元200。在图6A中,磷光体膜217’具有均匀设置的磷光体,但是在图6B中,磷光体膜217包括分隔壁217b,并且磷光体217a可仅设置在由分隔壁217b形成的空间中。
如图6A中所示,在从发光元件211发射的光之中,具有垂直入射到磷光体膜217’的路径的第一光(i’)可垂直入射到磷光体膜217’。通过磷光体膜217’,黄色光可添加到第一光(i’)。就是说,垂直入射到磷光体膜217’上并且显示出蓝色的第一光(i’)可利用通过磷光体膜217’的第一蓝色光(B_i’)和在通过磷光体膜217’的同时从磷光体膜217’发射的第一黄色光(Y_i’),在通过磷光体膜217’之后发射为白色光。
此外,在从发光元件211发射的光之中,具有倾斜入射到磷光体膜217’的路径的第二光(ii’)可呈现蓝色并且可以以一角度通过磷光体膜217’。第二光(ii’)可利用倾斜通过磷光体膜217’的第二蓝色光(B_i”)和在倾斜通过磷光体膜217’的同时从磷光体膜217’发射的第二黄色光(Y_ii’),在通过磷光体膜217’之后发射为白色光。第二光(ii’)利用第二蓝色光(B_i”)和第二黄色光(Y_ii’)发射为白色光,但是由于第二光(ii’)以一角度通过磷光体膜217’,因此其比垂直发射的光包含更多的从磷光体膜217’发射的黄色光。并且,在从发光元件211发射的光之中,在磷光体膜217’上反射、然后被反射器212向回反射、然后入射到磷光体膜217’上的第三光(iii’)可到达比第一光(i’)和第二光(ii’)更远的距发光元件211的距离。在第三光(iii’)的情况下,当从磷光体膜217’反射时,蓝色光的量减少,但是黄色光的量可增加。第三光(iii’)在通过磷光体膜217’之后可以是第三黄色光(Y_iii’)。因此,在背光单元200’中,在远离发光元件211的位置的部分处,会更强地显现黄色。
然而,如图6B中所示,具有垂直入射到磷光体膜217的路径的第一光(i)可利用通过磷光体膜217的第一蓝色光(B-i)和在通过磷光体膜217的同时从磷光体膜217发射的第一黄色光(Y_i)从蓝色光转换为白色光。具有倾斜入射到磷光体膜217的路径的第二光(ii)可包括第二蓝色光(B-ii)和在倾斜通过磷光体膜217的同时从磷光体膜217发射的第二黄色光(Y_ii)。第二蓝色光(B-ii)和第二黄色光(Y_ii)可在碰撞磷光体膜217中包括的分隔壁217b的同时被散射。
此外,在磷光体膜217上反射、然后被反射器212向回反射并且入射到磷光体膜217上的第三光(iii)所导致的第三黄色光(Y_iii)也可通过碰撞分隔壁217b而被散射。如图6B中所示,由于第三黄色光(Y_iii)被散射的位置相较于图6A来说距发光元件211近了距离S3,因此具有较强黄色光强度的区域可更靠近发光元件211。
因此,在图6B的情况下,黄色光的强度可在发光元件附近变得更强。因此,如图4B中所示,Y的FWHM的长度与Z的FWHM的长度之间的差不大,使得Y的FWHM的长度可在Z的FWHM的长度的110%内。因此,在背光单元200中出现黄色的部分可减少,使得可增加背光单元200的颜色均匀性。结果,可提高包括背光单元200的显示装置10的图像质量。
图7是图解根据本发明实施方式的磷光体膜的一部分的平面图,图8A至图8D是图解根据本发明实施方式的磷光体膜的剖面图。此外,图9是图解根据本发明实施方式的滤光器的透射率的曲线图,图10是图解根据本发明实施方式的滤光器的反射率的曲线图。
参照图7,磷光体膜217可包括第一发光块701和第二发光块702。第一发光块701和第二发光块702可分别包括六个子块7011至7016和7021至7026。子块7011至7016和7021至7026的每一个可通过分隔壁217b分开。就是说,分隔壁217b可将磷光体膜217的发光表面分为多个子块7011至7016和7021至7026。此外,磷光体膜217可包括分别设置在各个子块7011至7016和7021至7026中的磷光体217a。分隔壁217b可包括白色树脂。此外,分隔壁217b可包括透明树脂。在此,第一发光块701和第二发光块702中包括的子块7011至7016和7021至7026的数量被示出为六个,但不限于此。
此外,在第一发光块701的六个子块7011至7016之中的四个子块7011、7012、7015、7016中可分别设置发光元件211a至211d之一,但在两个子块7013和7014中可不设置发光元件。在第二发光块702的六个子块7021至7026之中的四个子块7021、7022、7025、7026中可分别设置发光元件211e至211h之一,但在两个子块7023和7024中可不设置发光元件。第一发光块701和第二发光块702可被独立驱动。就是说,第一发光块701中包括的发光元件211a至211d的亮度可被控制为相同地驱动,并且第二发光块702中包括的发光元件211e至211h的亮度可被控制为相同地驱动。
在此,尽管第一发光块701和第二发光块702被示出为包括其中未设置有发光元件的两个子块,但本发明不限于此。第一发光块701和第二发光块702中可不包括其中未设置有发光元件的子块。因此,被分隔壁分开的子块的数量可至少等于发光元件211的数量。
参照图8A至图8D,磷光体膜217可包括分别设置在分隔壁217b的下部和上部的第一透明膜217c和第二透明膜217d。如图8A中所示,分隔壁217b可与垂直线平行;如图8B和图8C中所示,分隔壁217b可相对于垂直线以具体角度倾斜。因此,分隔壁217b可具有锥形形状。当分隔壁217b具有锥形形状时,分隔壁217b中的最厚部分的厚度d2的值可以是设置在其上的光学片218的厚度。
此外,如图8D中所示,分隔壁217b’可包括透明树脂,并且磷光体膜217可包括设置在第一透明膜217c与分隔壁217b’之间的滤光器217e。滤光器217e可透射具体波长的光或反射具体波长的光。此外,当具体波长的光被滤光器217e反射时,其他波长的光可通过滤光器217e。
透过滤光器217e的具有具体波长的光可经由分隔壁217b’而不通过磷光体217a照射到磷光体膜217的上部。被滤光器217e反射的具体波长的光不会通过滤光器217e并且可在发光元件211的方向上反射。在此,滤光器217e被示出为设置在第一透明膜217c与分隔壁217b’之间,但不限于此,滤光器217e可设置在第二透明膜217d与分隔壁217b’之间。
参照图9,其示出了具有380nm至480nm波长范围的光具有1的透射率,具有不同波长范围的光具有小于1的透射率。此外,参照图10,其示出了具有490nm或更高波长范围的光具有1的反射率,具有小于490nm的波长范围的光具有接近零的反射率。就是说,滤光器217e可如图9中所示透射具有380nm至480nm波长范围的光,或者可如图10中所示反射具有490nm或更高波长范围的光。就是说,滤光器217e可透射蓝色光或反射非蓝色光。
图11是示出根据本发明的磷光体膜的实施方式的平面图。
参照图11,磷光体膜217可通过分隔壁217b在第一方向A上延伸。当向显示面板100附接用于控制横向视角或左右视角的膜时,可使用具有在第一方向A上延伸的分隔壁的磷光体膜217。然而,本发明不限于此,分隔壁217b可在第二方向B上延伸。
图12A至图12C是图解形成根据本发明实施方式的磷光体的工序的示图.
参照图12A至图12C,如图12A中所示,可在第一透明膜217c上涂覆并固化树脂,以形成分隔壁217b。然后,如图12B中所示,可在由分隔壁217b形成的空间中设置磷光体217a。然后,如图12C中所示,可在其上形成有分隔壁217b的第一透明膜217c上设置第二透明膜217d。当设置第二透明膜217d时,可施加预定热量和压力,使得第二透明膜217d可固定至分隔壁。第一透明膜217c和第二透明膜217d各自可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
图13是示出根据本发明实施方式的磷光体膜的平面图,图14是示出图13中所示的磷光体膜的剖面图。
参照图13和图14,磷光体膜可包括第一透明膜217c和第二透明膜217d。此外,磷光体217a’可设置在第一透明膜217c与第二透明膜217d之间。此外,第二透明膜217d在顶部上可包括圆锥形结构217f。由于圆锥形结构,第二透明膜217d与设置在其上的材料(例如,光学片)之间的边界可具有具体斜度,因而通过第二透明膜217d的光的发射角可改变。因此,光可被圆锥形结构217f散射,并且黄色光经过的距离可缩短。
图15是图解根据本发明实施方式的背光单元中包括的反射器的透视图。
参照图15,反射器212可对应于基板210设置。反射器212可包括多个孔。反射器212可设置在基板210上,使得发光元件211设置在孔的中央。在此,孔的形状被示出为圆形,但孔的形状不限于此。
图16A至图16E是图解制造图2中所示的背光单元的工序的剖面图。
参照图16A,在基板210上设置多个发光元件211。可设置涂布在基板210上的反射膜。涂布的反射膜可以是白色颜料。就是说,可在基板210上涂布白色颜料。
参照图16B,可在基板210上的除了设置有发光元件211的区域之外的区域的至少一部分上设置反射器212。
反射器212可形成为与发光元件211对应的区域敞开的结构并且可设置在基板210上。此外,反射器212可将从发光元件211发射的光反射到背光单元200的前表面,以增加背光单元200的光效率。
在此,在发光元件211设置成芯片形式的情况下,由于发光元件211的尺寸很小,因此反射器212的高度可大于发光元件211的高度。
因此,在发光元件211的横向方向上发射的光可从反射器212的侧面反射并且可发射到背光单元200的前表面,由此可进一步增加背光单元200的光效率。
参照图16C,可在多个发光元件211和反射器212上设置光源保护层215。光源保护层215例如可包括树脂。可通过在基板210的外侧或在基板210上在设置有多个发光元件211的区域外侧的区域中设置分隔壁,并且通过在分隔壁的内侧涂布树脂,在基板210上形成光源保护层215。光源保护层215可用于保护设置在基板210上的多个发光元件211,并且可扩散从发光元件211发射的光,从而提供导光板的功能。从发光元件211发射的光可通过光源保护层215尽可能均匀地分散到光源保护层215的顶表面。此时,尽管通过光源保护层215分散光的方向由反射器212调节,但在发光元件211的垂直方向上发射的光的强度仍可相对较大,因此背光单元的亮度均匀性可降低。
在本发明的实施方式中,在光源保护层215上与发光元件211对应的位置处设置具有光学特性的光转换图案216p,由此在减小背光单元200的厚度的同时提高亮度均匀性。
参照图16D,可在光源保护层215上设置光转换片216,并且可在光转换片216的下表面上设置多个光转换图案216p。然而,本发明不限于此,多个光转换图案216p可设置在光转换片216的上表面上。此外,光转换片216可通过粘合剂膜219粘附至光源保护层215。粘合剂膜219可以是光学透明粘合剂(OCA)膜。此外,光转换片216例如可由PET形成,但不限于此。
设置在光转换片216的下表面或上表面上的多个光转换图案216p的每一个可设置成对应于设置在基板210上的多个发光元件211的每一个。例如,光转换图案216p可设置成使得至少一部分与发光元件211交叠。就是说,考虑到光的扩散特性,光转换图案216p可布置成与包括设置有发光元件211的区域在内的区域交叠。光转换图案216p可散射、反射、衍射或透射从发光元件211发射的光。例如,光转换图案216p可散射从发光元件211发射的光,从而发射光。此外,光转换图案216p可反射在垂直方向上从发光元件211发射的光并且通过反射器212向回反射,使得光发射到位于发光元件211之间的区域。
这样,从发光元件211发射的光可被光转换图案216p散射、反射、衍射或透射,使得可提高背光单元200的亮度均匀性。
参照图16E,可在光转换片216上设置磷光体膜217。此外,可在磷光体膜217上设置一个或多个光学片218。磷光体膜217可包括分隔壁。
磷光体膜217可包括具有具体颜色的磷光体并且可激发入射的光,从而发射具体波段中的光。因此,通过磷光体膜217的光可具有磷光体膜217中包括的具体颜色或者与具体颜色混合的颜色。例如,当发光元件211发射第一波段中的光(例如,蓝色光)时,磷光体膜217可响应于入射光而发射第二波段中的光(例如,绿色光)和第三波段中的光(例如,红色光)。因此,在发光元件211发射蓝色光的情况下,当从发光元件211发射的光通过磷光体膜217时,其可转换为白色光并发射。
因此,在发光元件211发射蓝色光的情况下,当蓝色光通过磷光体膜217时,从磷光体膜217的磷光体激发并发射的光和蓝色光可混合,背光单元200可发射转换的白色光。
如上所述,本发明的实施方式包括:光转换片216,光转换片216包括设置在与发光元件211对应的位置处的光转换图案216p;和各种光学元件,由此在减小背光单元200的厚度的同时提高由背光单元200呈现的图像质量。
下文中,将与设置在光转换片216上的光转换图案216p的具体实例一起描述本发明的实施方式。
图17是图解根据本发明实施方式的背光单元的结构的第一实施方式的示图。
参照图17,基板210可设置在底盖300上,并且基板210可通过设置在底盖300与基板210之间的胶带210a粘附至底盖300。
可在基板210上设置多个发光元件211,并且可在除了设置有发光元件211的区域之外的区域的至少一部分中设置反射器212。
发光元件211例如可以是发光二极管(LED),并且可包括发光单元211a和电极单元211b,发光单元211a包括n型半导体层、有源层和p型半导体层。可在多个发光元件211和反射器212上设置光源保护层215。可在光源保护层215上与发光元件211对应的位置处设置其上设置有光转换图案216p的光转换片216。此外,可在光转换片216上设置磷光体膜217和光学片218。
可通过在光转换片216上印刷具有光转换特性的材料形成设置在光转换片216的下表面上的光转换图案216p。例如,可通过在光转换片216上印刷包含二氧化钛(TiO2)的油墨形成光转换图案216p。此外,设置在光转换片216的下表面上的光转换图案216p可布置在一层中或者可布置成多层结构。就是说,如图17中所示,设置在光转换片216的下表面上的光转换图案216p可由三层构成。可通过在光转换片216上三次印刷光转换材料的方法形成光转换图案216p,并且印刷的光转换材料的面积可逐渐减小。此外,可通过将其上设置有光转换图案216p的光转换片216翻转并放置在光源保护层215上,将光转换图案216p设置在发光元件211上。
因此,光转换图案216p的面积可从光转换片216的底部朝下逐渐变小,并且光转换图案216p的中央部分的厚度可大于外围部分的厚度。
就是说,由于在垂直方向上从发光元件211发射的光的强度最强,因此光转换图案216p的中央部分可设置得更厚。然而,并不限于此。
以这种方式,通过使光转换图案216p设置在发光元件211上,在垂直方向上从发光元件211发射的光的至少一部分可被阻挡,结果,可防止在设置有发光元件211的区域中出现热点。其上设置有光转换图案216p的光转换片216可通过粘合剂膜219粘附至光源保护层215。此时,粘合剂膜219可设置在光转换片216的下表面上的除了设置有光转换图案216p的区域之外的区域的至少一部分上。
因此,粘合剂膜219可不设置在设置有光转换图案216p的区域中,在光转换图案216p与光源保护层215之间可存在空气间隙。此外,光转换图案216p的侧部与粘合剂膜219可彼此分隔开。由于在光转换图案216p与光源保护层215之间存在空气间隙,所以在光转换图案216p的横向方向上发射的光可被空气间隙反射。就是说,在光转换图案216p的横向方向上发射的光可通过具有低折射率的空气层以较大的折射角发射或者可从空气层反射。此外,从空气层反射的光被反射器212再次反射并发射,由此在辅助光转换图案216p的光转换功能的同时增大光效率。
如上所述,通过使用在与发光元件211对应的位置处设置光转换图案216p和空气间隙的结构,可在防止热点的同时增大背光单元的光效率。此外,设置在光转换片216下方的光转换图案216p可根据位置而布置成不同的结构。
图18A和图18B是图解基于图17中所示的背光单元中包括的光转换图案的位置的结构示例的示图。
图18A图解了根据光转换图案216p的结构,背光单元200的亮度的示例,<EX1>是当光转换图案216p以恒定结构布置时测量的亮度的示例,<EX2>表示当光转换图案216p根据位置而以不同结构布置时测量的亮度的示例。
如图18A的<EX1>中所示,在设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216pa和设置在中央区域中的光转换图案216pd的结构相同的情况下,背光单元的外围区域的亮度或辉度可表现为低于中央区域。
就是说,由于在背光单元200的外围区域中用于向相应区域提供光的发光元件211的数量相对较少,因此当设置具有相同级别的光转换特性的光转换图案216p时,与背光单元的中央区域相比,亮度可降低。
因此,如图18A的<EX2>中所示,设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216pa和设置在中央区域中的光转换图案216pd的结构可布置成彼此不同,由此防止背光单元200的外围区域中的亮度的降低并且提高整体亮度的均匀性。
例如,光转换图案216p可设置成使得设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216pa的厚度T1小于设置在中央区域中的光转换图案216pd的厚度T2。
可选地,光转换图案216p可设置成使得与背光单元200的外围区域相邻设置的光转换图案216pb中的最厚部分的面积W1小于布置在中央区域中的光转换图案216pd的最厚部分的面积W2。就是说,在设置于背光单元200的外围区域或与外围区域相邻的区域中的光转换图案216pa和216pb中,具有较强阻挡特性的部分的面积可较小。
此外,在一些情况下,通过使用其中发光元件211的数量或发光元件211之间的距离不同的方式,可在背光单元200的中央区域和外围区域中不同地布置光转换图案216p的结构。
图18B示出了光转换图案216p设置在光转换片216的下表面上的结构的另一示例。
在此,设置在背光单元200的外围区域中的发光元件211之间的距离可小于设置在背光单元200的中央区域中的发光元件211之间的距离。就是说,在背光单元200的外围区域中,发光元件211可设置成更密集的结构,使得背光单元200的中央区域和外围区域的亮度可更均匀。
此外,由于设置在光转换片216的下表面上的光转换图案216p设置成对应于发光元件211,因此设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216p之间的距离可与设置在中央区域中的光转换图案216p之间的距离不同。
例如,设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216p沿第一方向的距离D1可小于设置在中央区域中的光转换图案216p沿第一方向的距离D2。此外,设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216p沿第二方向的距离D3可小于设置在中央区域中的光转换图案216p沿第二方向的距离D4。
在这种情况下,设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216p的尺寸、厚度等可与设置在背光单元200的中央区域中的光转换图案216p的尺寸、厚度等不同。
例如,如图18B中所示,设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216pe和216pf的尺寸S1可小于设置在背光单元200的中央区域中的光转换图案216pg的尺寸S2。
可选地,光转换图案216p可如上所述具有多层结构。在这种情况下,设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216pe和216pf中的具有最大厚度的部分的厚度或面积可小于设置在背光单元200的中央区域中的光转换图案216pg中的具有最大厚度的部分的厚度或面积。
就是说,通过减小设置在背光单元200的外围区域中的光转换图案216pe和216pf的尺寸,光转换图案可布置成对应于以较窄间隔布置的发光元件211。因此,可防止在背光单元200的外围区域中在与发光元件211对应的位置处产生热点。
此外,通过降低在背光单元200的外围区域中从发光元件211发射的光的阻挡水平,发射的光的量可增大,可防止背光单元200的外围区域中的亮度劣化,由此确保背光单元200的整个区域中的亮度均匀性。
如上所述,通过根据背光单元200的区域不同地布置光转换图案216p的结构,可防止背光单元200的外围区域中的亮度降低并且可提高亮度均匀性。
此外,通过使用如上所述的光转换图案216p的布置结构,可防止背光单元200的热点并且可提高亮度均匀性。
此外,根据本发明的实施方式,可提供一种通过衍射在发光元件211的垂直方向上发射的光来提高背光单元200的图像质量并且提高光效率的方法。
上面的描述和附图仅为了举例说明的目的提供了本发明的技术思想的实例。本发明所属技术领域的普通技术人员将理解到,在不背离本发明的实质特征的情况下,构造的形式上的各种修改和变化,比如组合、分离、替换和改变是可能的。因此,本发明中公开的实施方式旨在举例说明本发明的技术思想的范围,本发明的范围不受实施方式限制。本发明的范围应当基于所附权利要求书解释为:权利要求书等同范围内包括的全部技术思想都属于本发明。

Claims (20)

1.一种背光单元,包括:
具有多个发光元件的发光单元;
光转换片,所述光转换片具有设置在与所述多个发光元件对应的位置处的多个光转换图案;和
磷光体膜,所述磷光体膜设置在所述光转换片上,并且包括将发光表面分成多个子块的分隔壁和分别设置在所述多个子块上的磷光体层。
2.根据权利要求1所述的背光单元,其中所述磷光体膜还包括分别设置在所述分隔壁的上部和下部的第一透明膜和第二透明膜。
3.根据权利要求2所述的背光单元,其中所述分隔壁包括透明树脂。
4.根据权利要求3所述的背光单元,还包括滤光器,所述滤光器设置在所述第一透明膜与所述透明树脂之间或在所述第二透明膜与所述透明树脂之间。
5.根据权利要求1所述的背光单元,其中所述分隔壁具有锥形形状。
6.根据权利要求1所述的背光单元,其中所述发光单元还包括设置在所述多个发光元件周围的反射器。
7.根据权利要求1所述的背光单元,还包括设置在所述磷光体膜上的光学片。
8.根据权利要求7所述的背光单元,其中所述分隔壁的最大厚度是所述光学片的厚度。
9.根据权利要求1所述的背光单元,其中所述光转换图案调节从所述发光元件发射的光的发射方向。
10.根据权利要求1所述的背光单元,其中所述光转换图案形成为中央部分最厚。
11.一种显示装置,包括:
显示面板;和
背光单元,所述背光单元设置在所述显示面板的下方并且向所述显示面板发射光,
其中所述背光单元包括:具有多个发光元件的发光单元;光转换片,所述光转换片具有设置在与所述多个发光元件对应的位置处的多个光转换图案;和磷光体膜,所述磷光体膜设置在所述光转换片上,并且包括将发光表面分成多个子块的分隔壁和分别设置在所述多个子块上的磷光体层。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其中所述磷光体膜还包括分别设置在所述分隔壁的上部和下部的第一透明膜和第二透明膜。
13.根据权利要求12所述的显示装置,其中所述分隔壁包括透明树脂。
14.根据权利要求13所述的显示装置,还包括滤光器,所述滤光器设置在所述第一透明膜与所述透明树脂之间或在所述第二透明膜与所述透明树脂之间。
15.根据权利要求11所述的显示装置,其中所述分隔壁具有锥形形状。
16.根据权利要求11所述的显示装置,其中所述发光单元还包括设置在所述多个发光元件周围的反射器。
17.根据权利要求11所述的显示装置,还包括设置在所述磷光体膜上的光学片。
18.根据权利要求17所述的显示装置,其中所述分隔壁的最大厚度是所述光学片的厚度。
19.根据权利要求11所述的显示装置,其中所述光转换图案调节从所述发光元件发射的光的发射方向。
20.根据权利要求11所述的显示装置,其中所述光转换图案形成为中央部分最厚。
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