JP2012509590A - 発光装置及びこれを備えた表示装置 - Google Patents

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Abstract

発光装置及びこれを備えた表示装置に関する。
本発明の発光装置は、第１色範囲内に含まれた第１ランクを放出するために構成された第１発光ダイオードチップを含む第１発光デバイス、及び前記第１ランクと異なる前記第１色範囲内に含まれた第２ランクの光を放出するために構成された第２発光ダイオードチップを含む第２発光デバイスを含み、前記第１及び第２発光デバイスは前記第１ランク及び前記第２ランクと異なる第３ランクの光を形成するために前記第１発光デバイスによって放出された光が前記第２発光デバイスによって放出された光と混合されるように相互に密接して配置される。

Description

本発明は発光装置及びこれを備えた表示装置に関するものである。
近年、発光ダイオード(ＬＥＤ)の研究及び開発が活発に行われている。例えば、計算機、デジタル腕時計等のような電子装置等にＬＥＤが使われている。発光ダイオードは白色光を発光し、表示分野、指示分野、照明分野等のような多様な分野の光源として利用されている。
本発明は目標色を発光するマルチランクの発光デバイスを含む発光装置及びこれを備えた表示装置を提供する。
本発明は目標色度または目標ランクから他のランクを有する少なくとも１つの発光デバイスを含む発光装置及びこれを備えた表示装置を提供する。
本発明は相互に異なるランクを有するデバイスから放出された光を混合して目標ランクを具現する発光装置及びこれを備えた表示装置を提供する。
本発明の発光装置は、第１色範囲内に含まれた第１ランクを放出するために構成された第１発光ダイオードチップを含む第１発光デバイス、及び前記第１ランクと異なる前記第１色範囲内に含まれた第２ランクの光を放出するために構成された第２発光ダイオードチップを含む第２発光デバイスを含み、前記第１及び第２発光デバイスは前記第１ランク及び前記第２ランクと異なる第３ランクの光を形成するために前記第１発光デバイスによって放出された光が前記第２発光デバイスによって放出された光と混合されるように相互に密接して配置される。
本発明の表示装置は、第１色範囲内に含まれた第１ランクを放出するために構成された第１発光ダイオードチップを含む第１発光デバイス、及び前記第１ランクと異なる前記第１色範囲内に含まれた第２ランクの光を放出するために構成された第２発光ダイオードチップを含む第２発光デバイスを含み、前記第１及び第２発光デバイスは前記第１ランク及び前記第２ランクと異なる第３ランクの光を形成するために前記第１発光デバイスによって放出された光が前記第２発光デバイスによって放出された光と混合されるように相互に密接して配置される発光装置と、情報を表示するための表示パネルと、前記発光装置の一側及び前記表示パネルの下に配置され、前記発光装置から放出された第３ランクを有する光をガイドして前記表示パネルの下面に照射する光ガイドプレートを含む。
本発明は、発光装置の構成において、複数の発光デバイスは少なくとも一種類のＬＥＤチップに対してマルチランクで構成することができる。
また、発光装置の発光デバイスに一種類のＬＥＤチップが複数個配置された場合、このＬＥＤチップの間にもマルチランクで構成することができる。このようなマルチランクの発光デバイスによって目標色度に具現することができる。
本発明の発光装置は、水平型または直下型として携帯端末機、携帯コンピュータ、放送装置等の製品のフロントライトまたは/及びバックライト等の光源、照明分野等に適用することができる。
第１実施例に係る発光デバイスを示す側断面図である。 図１の平面図である。 第２実施例に係る発光装置を示す図面である。 第３実施例に係る発光装置を示す図面である。 実施例に係るマルチランクの発光デバイスに対するＣＩＥ色座標を示すグラフである。 第４実施例に係る発光装置を示す概略図である。 第５実施例に係る発光装置を示す平面図である。 第６実施例に係る表示装置を示す図面である。 第７実施例に係る表示装置を示す概略図である。 第８実施例に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 第８実施例に係る発光デバイスのＣＩＥ Ｌａｂ空間を示すダイヤグラムである。 第８実施例に係るＣＩＥ Ｌａｂ空間を平面で示すグラフである。 第８実施例に係る発光デバイスのＣＩＥ Ｌａｂ空間でのマルチランクを示すグラフである。 第９実施例に係る発光装置製造方法において、発光デバイスの輝度レベルのランクを示す概略図である。 第１０実施例に係る発光装置製造方法を示すフローチャートである。
以下、添付された図面を参照して本発明を説明する。
図１は第１実施例に係る発光デバイス１００を示す側断面図で、図２は図１の発光デバイス１００の平面図である。図１及び図２に示すように、発光デバイス１００はパッケージボディ１１０、キャビティ１１５、複数のリード電極１３１、１３２、複数の発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４を含む。
前記パッケージボディ１１０はシリコン材、セラミック材、樹脂材等、例えばシリコン、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、ポリフタルアミド、高分子液晶等からなることができる。また、前記パッケージボディ１１０は単層基板構造物または多層基板構造物からなり、射出成型によって形成されることができる。
また、前記パッケージボディ１１０の上部には開口部を有するキャビティ１１５が形成される。前記キャビティ１１５は凹カップ形状または所定の曲率を有する凹チューブ形状を有し、その表面形状は円形または多角形等からなることができる。前記キャビティ１１５を形成せず、パッケージボディの上面に発光ダイオードを配置することができる。
また、図１のように、前記キャビティ１１５の側面１１３は外側に傾斜するように形成され、入射される光を開口方向に反射させることができる。
前記キャビティ１１５の底面には前記パッケージボディ１１０を平行に貫通する複数のリード電極１３１、１３２が配置され、前記複数のリード電極１３１、１３２の端部は前記パッケージボディ１１０の外部電極１３５、１３６として用いることができる。前記外部電極１３５、１３６はパッケージボディ１１０の前面Ｓ１または後面Ｓ２に折曲されて、水平型または直下型として用いることができる。
前記複数のリード電極１３１、１３２はリードフレーム型、金属薄膜型、ＰＣＢ(Printed circuit board)型等に形成することができる。以下、説明の便宜を図りリードフレーム型を例として説明する。
前記複数の発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４はいずれか１つのリード電極１３２に接着剤によって付着され、ワイヤ１２６を介在して複数のリード電極１３１、１３２に電気的に連結されることができる。前記発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４はワイヤボンディング、ダイボンディング、またはフリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式に限定されない。
前記発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４は複数のリード電極１３１、１３２に相互に並列または直列に連結され、このような連結方式に応じて前記リード電極１３１、１３２のパターンの個数は変更される。
前記発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４は３族と５族元素の化合物半導体、例えばＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌｌｎＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ等の半導体により製造された半導体発光素子を選択的に含むことができる。
また、前記各発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４は青色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、紫外線ＬＥＤチップ、琥珀色ＬＥＤチップ、青緑色ＬＥＤチップ等からなることができる。また、前記キャビティ１１５に配置される発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４の個数及びその種類は変更することができる。また、複数の発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２３は相互に異なる色を発光するＬＥＤチップまたは相互に同一色を発光するＬＥＤチップ、または一定グループのＬＥＤチップは同一色を発光することができる。
図１に示すように、前記キャビティ１１５には樹脂物質１５０が形成される。前記樹脂物質１５０はシリコンまたはエポキシのような透明樹脂材を用いることができる。また、前記樹脂物質１５０の表面はフラット形態、凹形態、凸形態にすることができ、前記樹脂物質１５０の上にレンズを付着することもできる。前記樹脂物質１５０には少なくとも一種類の蛍光体を添加することができる。
前記樹脂物質１５０の上にはレンズが形成され、前記レンズは機能または光分布に応じて多様な形状のレンズを選択的に配置することができる。
前記発光デバイス１００は複数の発光ダイオードチップ１２０、１２２、１２４を用いて目標光(白色)を発光することができる。前記発光デバイス１００は少なくとも一種類のＬＥＤチップを用いて具現することができ、前記のチップ個数に限定されない。ここで、前記白色発光デバイスは相互に補色関係にある色(Red/Green/Blue)のＬＥＤチップを組み合わせて構成、または青緑色ＬＥＤチップと琥珀色ＬＥＤチップを組み合わせて構成することができる。
前記発光デバイス１００のランクは、各ＬＥＤチップ１２０、１２２、１２３の光特性を色座標またはピーク波長等の基準によって細分化される領域、または前記発光デバイス１００の光特性を色度または/及び輝度等の基準によって細分化される領域である。
図３は第２実施例に係る発光装置を示す図面である。第２実施例の説明において、前記発光デバイスは図１及び図２を参照して説明する。
図３に示すように、発光装置１０２は複数の発光デバイス１００、１０１を含む。前記発光装置１０２は説明の便宜を図り図２の説明のように２個の発光デバイス１００、１０１を一例として説明する。
前記複数の発光デバイス１００、１０１は単一ではなく、マルチランクに配置することができる。
前記単一ランクとは、例えば複数の発光デバイス１００、１０１に含まれた同一種類のＬＥＤチップ、例えば青色ＬＥＤチップのピーク波長(peak wavelength)、色座標等が同一ランクに存在する場合である。前記同一ランクはピーク波長が同一、または色座標が同一である。以下、説明の便宜を図りピーク波長を基準として説明する。
ウェハから製造されるＬＥＤチップは、その製造条件及び環境等の影響によって、全部が一定のピーク波長を有するＬＥＤチップに製造できるとは言えない。例えば、１つのウェハにおいて、青色ＬＥＤチップは４５０〜４５５ｎｍのピーク波長の光に製造され、前記４５０〜４５５ｎｍを１ｎｍ単位にソーティング(順序付け)すると、４５０、４５１、４５２、４５３、４５４、４５５ｎｍのピーク波長を有する５個のランクに分類することができる。即ち、５個のＬＥＤチップはマルチランクに区分される。
しかし、従来では１つの発光装置(例えば、BLU setまたはLED Array Module)に係る青色ＬＥＤチップは単一ランクを使用していた。即ち、単一製品に使われるＬＥＤチップは５個のピーク波長(例えば、４５０〜４５５ｎｍ)中１個のランク(例えば、４５３ｎｍ)だけを各発光デバイスに配置することになる。このような単一ランクの発光デバイスは青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップを分類してＣＩＥ Lxyの目標色度(即ち、目標色度ランクまたは第３ランク)を合わせることになる。これによって、従来の発光装置は単一ランクを用いるので、チップの収率及びパッケージの収率を低下させる問題がある。
前記発光装置１０２はマルチランクの発光デバイスを混合して、色度図上で目標色座標分布で発光することができる。
前記マルチランクは、第１発光デバイス１００の第１発光ダイオードチップと第２発光デバイス１０１の第２発光ダイオードチップが相互に異なる色度ランクを有する。例えば、第１発光ダイオードチップが青色ＬＥＤチップである場合、前記第１発光デバイス１００の第１青色ＬＥＤチップ(例えば、ピーク波長は４５４ｎｍ)と前記第２発光デバイス１０１の第２青色ＬＥＤチップ(例えば、ピーク波長は４５２ｎｍ)は相互に異なるランクにあり、前記第１青色ＬＥＤチップと前記第２青色ＬＥＤチップのいずれか１つは目標ランクをはみ出た色度ランクに存在する。
前記発光装置１０２は前記第１発光デバイス１００の第１光分布Ｃ１１と前記第２発光デバイス１０１の第２光分布Ｃ１２の混色によって、目標色座標分布で発光することができる。
また、前記複数の発光デバイス１００、１０１にはマルチランクのＬＥＤチップを含むことができる。例えば、ＲＧＢ(Red、Green、Blue)色のＬＥＤチップの少なくとも１つのチップは単一ランクでなくマルチランクのＬＥＤチップ(例えば、青色ＬＥＤチップ)に配置することができる。このようなマルチランクの発光デバイス１００、１０１によって、色度図上で目標色座標分布(または目標色度ランク、または第３ランク)で具現することができる。
前記第１及び第２発光デバイス１００、１０１の少なくとも１つは基準発光デバイスの目標色度ランクをはみ出ても、相互に混色されて目標色座標分布で発光することができる。これによって、発光デバイスの使用収率を改善させることができる。
図４は第３実施例に係る発光装置を示す図面である。図４に示すように、発光装置１０６は発光デバイス１０３、１０４、１０５を含む。
前記発光デバイス１０３、１０４、１０５は目標領域内にマルチ色度ランク、または少なくとも１色のＬＥＤチップをマルチランクに配置することができる。
前記発光デバイス１０３、１０４、１０５は目標色度ランク、目標色度の周辺ランクや隣接ランク等に属することができ、混色によって目標色度ランクで発光することができる。
前記ＬＥＤチップのマルチランクは前記発光デバイス１０３、１０４、１０５が青色ＬＥＤチップを含む場合、前記青色ＬＥＤチップは相互に異なるランク(例えば、ピーク波長は４５４ｎｍ、４５４ｎｍ、４５５ｎｍ)からなる。本発明では青色ＬＥＤチップではなく、赤色ＬＥＤチップまたは/及び緑色ＬＥＤチップを相互に異なるランクに配置することができるが、これに限定されない。
前記発光デバイス１０３、１０４、１０５の光分布Ｃ２３、Ｃ２４、Ｃ２３は相互に混色されて、色度図上で目標色座標分布で発光することができる。
前記発光デバイス１０３、１０４、１０５の少なくとも１つは目標色度ランクをはみ出るのを用いることによって、ＬＥＤチップ及び発光デバイスの使用収率を改善させることができる。
具体的に、発光装置はマルチランクの発光デバイスを組み合わせて、ＣＩＥ Lxy領域における目標色度図分布に存在するように混合して配置することができる。例えば、青色ＬＥＤチップの５個のランクと単一ランクの緑色ＬＥＤチップ、単一ランクの赤色ＬＥＤチップを組み合わせると、発光デバイスの混合によって目標色度ランク(または、第３ランク)で発光することができる。
本発明はｎ(２≧ｎ)個のランクのＬＥＤチップを有する発光デバイスを組み合わせて、目標色度ランク(または、第３ランク)を構成することができる。即ち、目標色度ランクを基準として相互に対称構造及び/または相互に補色関係にある発光デバイスを相互に混用して使用することによって、目標色度ランクを作ることができる。これは、マルチランクの発光デバイスの組合せとして定義することができる。
また、ｎ(２≧ｎ)個のランクの発光デバイスを組み合わせる時、目標色座標分布に属するランクと目標色座標分布をはみ出たランク(または、隣接したランク)も含むことができる。また、複数の発光デバイスを組み合わせる時、前記各発光デバイスの構成は相互に対称されるランクにより組合、または相互に補色関係にあるランクにより組み合わせることができる。これによって、マルチランクの発光デバイスを組み合わせて目標色座標分布で発光することができる。
また、発光装置は目標色座標分布の目標ランクまたは目標色度に影響を与えない発光デバイスを含むことができる。本発明は複数の発光デバイスに搭載された少なくとも１つのＬＥＤチップをマルチランクで構成することによって、発光ダイオードチップの使用収率を改善させることができる。
図５は実施例に係るマルチランクの発光デバイスに対するＣＩＥ色座標を示す図面である。図５に示すように、発光デバイスの光特性(光度及び色度等)はＣＩＥ ｘ及びＣＩＥ ｙ座標上で領域Ｇ１内に幅広く散布される。
ここで、前記マルチランクの発光デバイスは色座標上で幅広い領域に分布される。これは、少なくとも一種類のＬＥＤチップ(例えば、青色ＬＥＤチップ)をマルチランクに配置することで、幅広い色座標分布を有するようになる。前記散布領域Ｇ１は３色の発光デバイスを測定したものであり、ＣＩＥ ｘにおいて、例えばｘ１、ｘ２、ｘ３は０.４２、０.４４、０.４６で、ｙ１、ｙ２は０.３８５、０.４２５であるが、これに限定されない。
前記マルチランクの分類基準は、例えば色座標の差によって分類することができ、前記色座標の差は個別発光デバイスの光散布特性を測定して得られた散布領域Ｇ１に対して、輝度と色度の範囲を細分化してマルチランクに分類する。前記散布領域Ｇ１において類似色で再現できる領域(目標ＣＩＥ Lxy領域)が目標ランクＥとなる。前記目標ランクは目標色度ランクまたは目標色座標分布で定義することができる。
ここで、前記散布領域Ｇ１の各ランクＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｅは、実際人間が視覚的に類似すると感じ取れる領域に分類することができる。従来の単一ランクは目標ランクＥの発光デバイスのみを用いるものであり、マルチランクは全体領域Ｇ１のランクＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｅの中で相互に異なるランクの発光デバイスを組み合わせたものである。これは、従来の単一ランクを使用するものに比べて、パッケージの使用収率が改善される。
前記マルチランクは、目標ランクＥとその周辺ランクＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２に含まれた発光デバイスを選択的に組み合わせて構成することができる。例えば、相互に補色関係にあるＡ２/Ａ１ランクの発光デバイス、Ｂ１/Ｂ２ランクの発光デバイスを組み合わせることができる。また、目標ランクを経るＡ１/Ｂ１/Ｂ２、Ａ１/Ａ２/Ｂ１、Ａ１/Ａ２/Ｂ２、Ｂ１/Ｂ２/Ａ２ランクのデバイスを組み合わせることができ、このような組合によって目標色度を合わせることができる。また、前記マルチランクには目標ランクＥのデバイスも含むことができる。
このようなマルチランクに組み合わせる基準は、色度及び/または輝度を全部考慮してＣＩＥ Ｌａｂ(人間の視覚を考慮した色空間)による色差△Ｅが０＜△Ｅ≦５の範囲を基準として１つのランクに設定し、前記設定されたランクの中で相互に異なる色空間に位置するランクを組み合わせる。
図６は第４実施例に係る発光装置１０９を示す側断面図である。第４実施例の説明において、前記実施例と同一な部分に対しては前記実施例を参照し、その詳細な説明は省略する。
図６に示すように、発光装置１０９はマルチランクの第１及び第２発光デバイス１０７、１０８を含む。
前記第１発光デバイス１０７は、パッケージボディ１１０のキャビティ１１５に複数のＬＥＤチップ１２０Ａ、１２２Ａ及び蛍光体１５１が添加された樹脂物質１５０を含む。前記第２発光デバイス１０８は、パッケージボディ１１０のキャビティ１１５に複数のＬＥＤチップ１２０Ｂ、１２２Ａ及び蛍光体１５１が添加された樹脂物質１５０を含む。
前記第１発光デバイス１０７及び前記第２発光デバイス１０８は白色発光デバイスにより具現される。
前記発光装置１０９は、前記第１発光デバイス１０７の第１ＬＥＤチップ１２０Ａと前記第２発光デバイス１０８の第１ＬＥＤチップ１２０Ｂがマルチランクで構成される。また、前記第１発光デバイス１０７の第１及び第２ＬＥＤチップ１２０Ａ、１２２Ａは同一色を発光するＬＥＤチップ、例えば青色ＬＥＤチップによってマルチランクで構成される。前記第２発光デバイス１０８の第１及び第２ＬＥＤチップ１２０Ｂ、１２２Ａは同一色を発光するＬＥＤチップ、例えば青色ＬＥＤチップによってマルチランクで構成される。
前記パッケージボディ１１０のキャビティ１１５にモールディングされた樹脂物質１５０には少なくとも一種類の蛍光体が添加される。本発明では前記青色ＬＥＤチップに対応して黄色蛍光体が添加される。
前記発光装置１０９はマルチランクの発光デバイス１０８、１０９として、マルチランクのＬＥＤチップ１２０Ａ、１２０Ｂ、単一ランクのＬＥＤチップ１２２Ａ及び蛍光体１５１を組み合わせて目標色度で発光することができる。本発明はマルチランクを、２個の発光デバイスをその例として説明したが、配置位置及び混色領域に応じて３個以上の発光デバイスを１つのマルチリンクグループに構成することができる。
図７は第５実施例に係る発光装置を示す平面図である。第５実施例の説明において、前記実施例と同一な部分に対しては前記実施例を参照し、その詳細な説明は省略する。
図７に示すように、発光装置２０２はマルチランクの第１及び第２発光デバイス２００、２０１を含む。
前記第１及び第２発光デバイス２００、２０１はキャビティ２１５を有するシリコン材質のパッケージボディ２１０から実現することができる。
前記第１発光デバイス２００は、前記キャビティ２１５のリード電極２１３、２１５に複数の発光ダイオードチップ２２０、２２２、２２４がワイヤ２２６または/及びダイボンディング方式によって電気的に搭載される。前記第２発光デバイス２０１は、前記キャビティ２１５のリード電極２１３、２１５に複数の発光ダイオードチップ２２０Ａ、２２２、２２４がワイヤ２２６及びダイボンディング方式によって電気的に連結される。前記チップの搭載方式はワイヤ方式、ダイ方式、フリップ方式を選択的に用いることができる。
前記発光デバイス２００、２０１は複数の発光ダイオードチップ２２０、２２２、２２４２２０Ａ、２２２、２２４の組合を用いて白色を発光することができる。
前記発光装置２０２はマルチランクの発光デバイス２００、２０１を用いて目標色度ランクで構成することができる。本発明はマルチランクを、２個の発光デバイスをその例として説明したが、配置位置及び混色領域に応じて３個以上の発光デバイスを１つのマルチリンクグループに構成することができる。
図８は第６実施例に係る表示装置を示す図面である。図８に示すように、表示装置３００は基板３０１及びマルチランクの発光デバイス３１０、３１１を含む発光モジュール３０２、反射プレート３５１、光ガイドプレート３５３、光学シート３５５、表示パネル３５７を含む。前記発光モジュール３０２、反射プレート３５１、光ガイドプレート３５３、光学シート３５５はライトユニットとして機能する。
前記発光モジュール３０２は基板３０１の上にマルチランクの第１及び第２発光デバイス３１０、３１１が交互に配列される。前記基板３０１は硬質基板、またはフレキシブル基板からなることができる。
前記発光モジュール３０２は、例えば第１発光デバイス３１０及び第２発光デバイス３１１は複数のＬＥＤチップ(例えば、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ)を含む。前記赤色ＬＥＤチップは同一波長帯(例えば、６１０ｎｍ)のチップをそれぞれ使用し、前記緑色ＬＥＤチップは同一波長帯(例えば、５３０ｎｍ)のチップを使用し、前記青色ＬＥＤチップは相互に異なるピーク波長を用いることができる。例えば、第１発光デバイス３１０には４５４ｎｍ波長のＬＥＤチップ、前記第２発光デバイス３１１には４５５ｎｍ波長のＬＥＤチップを使用してマルチランクで構成することができる。
ここで、前記青色ＬＥＤチップは青色光の４４０〜４６０ｎｍ波長を１ｎｍまたは２ｎｍ単位でソーティングしてマルチランクに区分することができ、前記緑色ＬＥＤチップは緑色光の波長５２５〜５３５ｎｍを１ｎｍまたは２ｎｍ単位でソーティングしてマルチランクに区分することができ、前記赤色ＬＥＤチップは赤色光の波長６１５〜６３０ｎｍを１ｎｍまたは２ｎｍ単位でソーティングしてマルチランクに区分することができる。このようなランクを選択的に前記第１発光デバイス３１０及び前記第２発光デバイス３１１に適用してマルチランクで構成することができる。
前記発光モジュール３０２は２個の発光デバイス３１０、３１１をマルチランクグループ、または３個以上の発光発光デバイスをマルチランクグループにして、一定間隔に配列することができる。例えば、第１発光デバイス３１０と第２発光デバイス３１１の順で交互配列、またはいずれか１つの発光デバイス(３１０または３２０)は複数ずつ配列することができる。マルチランクの第１及び第２発光デバイス３１０、３１１から放出される色が組み合わせられることで、目標色度ランクを作ることができる。
前記発光装置３０２の一側には光ガイドプレート３５３が配置され、前記光ガイドプレート３５３の下部には反射プレート３５１が配置され、上部には光学シート３５５が配置される。前記光ガイドプレート３５３はＰＣ材質またはＰＭＭＡ(Poly methy methacrylate)材質からなることができるが、これに限定されない。
前記発光装置３０２から放出された光は光ガイドプレート３５３に入射され、前記光ガイドプレート３５３は発光装置３０２から入射される光を全体領域にガイドして面光源として放出する。前記反射プレート３５１は光ガイドプレート３５３からの漏洩光を反射させ、前記光学シート３５５は前記光ガイドプレート３５３から入射された光を拡散、集光して表示パネルに照射する。
ここで、前記光学シートは拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、輝度強化フィルムの少なくとも１つ以上を含むことができる。前記拡散シートは入射される光を拡散し、前記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光し、前記輝度強化フィルムは輝度分布を均一にする。
前記表示パネル３５７は、例えばＬＣＤパネルとして、相互に対向する透明材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介在する液晶層を含む。前記第１基板は、例えばカラーフィルタ配列基板から具現し、第２基板は、例えばＴＦＴ配列基板、またはその反対構造から具現することができる。このような表示パネルは変更することができ、前記表示パネルの少なくとも一面には偏光板を付着することができる。
図９は第７実施例に係る表示装置を示す側断面図である。図９に示すように、表示装置４００は発光モジュール４０２、ボトムカバー４５１、光学シート４５５及び表示パネル４５７を含む。前記発光モジュール４０２、ボトムカバー４５１、光学シート４５５はライトユニット４５０として機能する。
前記ボトムカバー４５１は上部が開放されたモジュール収納部４５３を含み、前記モジュール収納部４５３の側面４５２は傾斜するように形成される。
前記発光モジュール４０２はモジュール形態に具現され、前記ボトムカバー４５１のモジュール収納部４５３の底面に少なくとも１つが配置される。前記発光モジュール４０２には基板４０１の上にマルチランクの発光デバイス４１０、４１１が交互配置される。
ここで、前記発光モジュール４０２は相互に異なるランクの３個以上の発光デバイスを交互、または１つのグループに配置することもできる。これによって、発光デバイスを一定の周期で配置することで、目標色度を作ることができる。このようなマルチランクの発光デバイスは追加または変更することができ、前記のデバイスの個数に限定されない。前記発光デバイス４１０、４１１は複数個を交互配置、または相互に対称な位置に配置、隣接する列とジグザグ形態に配列することができる。
前記光学シート４５５には拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、輝度強化フィルムの少なくとも１つ以上が配置される。前記拡散シートは入射される光を拡散し、前記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光し、前記輝度強化フィルムは輝度分布を均一にする。
前記表示パネル４５７は、例えばＬＣＤパネルとして、相互に対向する透明材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介在する液晶層を含む。前記第１基板は、例えばカラーフィルタ配列基板から具現し、第２基板は、例えばＴＦＴ配列基板、またはその反対の構造から具現することができる。このような表示パネルは変更することができ、これに限定されない。前記表示パネルの少なくとも一面には偏光板が付着され、このような偏光板の付着構造に限定されない。
本発明は、ＬＥＤパッケージの光特性、即ち色度及び輝度に応じてＣＩＢ Ｌab空間におけるランクの色差を設定し、前記ＣＩＢ Ｌab空間において前記色差を基準にランクをそれぞれ分類する。前記分類されたランクは基準色(例えば、白色)領域のランクを中心に相互に補色または/及び対称関係にある色感のＬＥＤパッケージを組み合わせることで、目標色度の合わを図る。
図１０は第８実施例に係る発光装置の製造方法を示すフローチャートである。図１０に示すように、発光デバイスの光特性、例えば輝度及び色度を測定してＣＩＥ Lxy色空間の散布を生成する(Ｓ１０１、Ｓ１０３)。
前記ＣＩＥ Lxy色空間は図１１に示すように、光の３原色である赤色、緑色、青色を、X、Y、Zの３次元空間においてXとYをそれぞれX軸、Y軸にして表したものが色度図である。例えば、マルチランクの各発光デバイスの光散布を表示することになる。Lxyにおいて、Ｌは輝度を表わす軸であり、xyは色度図をｘとｙの２次元平面座標で表わす。
前記ＣＩＥ Lxy色空間においてＬａｂ空間の変動散布によって生成する。即ち、前記ＣＩＥ Lxy色空間の散布特性を人間の視覚を考慮した色空間のＣＩＥ Ｌａｂ空間の変動散布に変換する(Ｓ１０５)。
前記ＣＩＥ Ｌａｂ色空間では輝度及び色度を全部考慮して、Ｌａｂ基準でランクを構成する(Ｓ１０７)。この時、各ランク別の△Ｅの色差範囲を設定する。前記△ＥはＬａｂ空間の色差であり、３次元空間距離値から求めることができる。
図１１に示すように、発光デバイスのＣＩＥ Ｌａｂ色空間においてＬは輝度の値を明るさ、即ち人間が感じることができる明るさに変換したものであり、ａｂにおいて＋ａはRedness（赤色）、−ａはGreenness（緑色）、＋ｂはyellowness（黄色）、−ｂはblueness（青色）の色感を有する。
図１２はＣＩＥ Ｌａｂ色空間を平面的に表す図面として、Ｌ＊は垂直軸として輝度を表わし、−ａ＊、＋ａ＊は色度を表わし水平平面の空間に構成されている。ここで、＋ａ＊が＋の方向に大きい値であるほど赤さをより多く含み、−の方向に進むほど青さをより多く含む。また、＋ｂ＊が＋の方向に大きい値であるほど黄色さをより多く含み、−の方向に大きい値であるほど青さをより多く含む。ＣＩＥ Ｌａｂ色空間において中央は無彩色である。△Ｅａｂ＊はＬａｂ空間における３次元空間での２つの点の間の距離、即ち色差を表わす。
前記Ｌ、ａ＊、ｂ＊は、下記の数学式１により求めることができる。
Ｌ＊は輝度で、ａ＊はRedness-Greennessの値で、b＊はYellowness-Bluenessの値である。前記Ｙｎ、Ｘｎ、Ｚｎは白色の三刺激値で、Ｘ、Ｙ、Ｚは色座標値である。
色差値は、
によって求められ、色差値△Ｅはランク別の２点の間の距離を表わす。このようなランク別の色差値△Ｅは０＜△Ｅ≦５の範囲になる。ここで、前記△Ｅに対する認識範囲は単色イメージである場合２〜３の色差を有し、複合イメージである場合人間の最大認識可能範囲は５〜６の色差である。即ち、色差が少ないほど視覚的に均一に見える。
図１３は実施例に係る発光デバイスのＣＩＥ Ｌａｂ空間でのマルチランクを示す図面である。図１３に示すように、ＣＩＥ Ｌａｂ色空間の変動散布は、光特性別に細分化したランクで構成することができる。前記ランクの分類基準は、目標色度の類似色度及び輝度によって様々な段階に分類することができる。ここでは、前記発光デバイスの輝度及び色度等の発光特性によってランク別に分類する。
前記分類されたランクの中で目標ランクは類似色で再現できる基準色(例えば、白色)のランクＷであり、前記目標ランクＷを中心にその周りには周辺ランク１〜８が配置される。前記目標ランクＷ及び周辺ランク１〜８はマルチランクのための利用可能ランクとして定義することができる。
また、各ランクは、各領域の中心から同一距離Ｄ内にある範囲を１つのランクとして定義することができ、各ランクの距離Ｄの値に応じて利用可能ランクの個数が変更される。
例えば、前記各ランクＷ、１〜８の色差は△Ｅ＝±３の距離Ｄに設定することができ、前記各ランクの△Ｅは０＜△Ｅ≦５の範囲に応じて変更され、この時前記色差△Ｅの値が小さくなると利用可能ランクの距離Ｄは大きくなってその個数は相対的に減少し、色差△Ｅの値が増加すると利用可能ランクの距離Ｄは小さくなってその個数は相対的に増加する。このような利用可能ランクは４、８、１６、３２個等に変更することができ、これに限定されない。
前記発光デバイスのランクが構成されると、前記構成されたランクからマルチランクの発光デバイスに組み合わせて発光装置を構成することができる(図１１のＳ１０９)。ここで、マルチランクの選定において、i）目標を中心に相互に対称領域のランクに属する発光デバイスを組み合わせることができる。一例として、図１３の変動散布領域において、３/７番ランク、１/５番ランク、４/８番ランク、２/６番ランク等を組み合わせることができる。ii）目標ランクの周辺ランクに属する発光デバイスを組み合わせることができる。一例として、図１３の変動散布領域において、３/４/８番ランク、２/４/８番ランク、２/５/８番ランク、１/５/８番ランク等を組み合わせることができる。iii）目標ランクに属する発光デバイスを更に組み合わせることもできる。
本発明の発光装置は、前記のようなランク構成によりマルチランクの発光デバイスを組み合わせて目標とする目標色度を具現することができる。本発明は色に対する利用可能ランクの組合だけでなく、明るさのレベルを細分化した輝度ランクを組み合わせて発光装置を構成することもできる。
図１４は第９実施例に係る発光装置製造方法において、前記発光デバイスの輝度レベルのランクを示す図面である。図１４に示すように、発光デバイスの輝度によるランク構成は多段階に区分することができる。前記発光デバイスの輝度レベルは、最高レベルを１００、最低レベルを９０とした場合、９０〜１００の間の１０個のレベルを一定の段階(例えば、３段階)に細分化して分類することができる。例えば、前記輝度レベルを３段階L-１、L-２、L-３に分ける場合、前記３段階の輝度レベルは利用可能ランクと組み合わせることができる。
即ち、３段階に分類された輝度レベルL-１、L-２、L-３と９個の利用可能ランクＷ、１〜８の組合により２７種類形態の数が存在し、このような形態の数によりマルチランクを選択的に組み合わせて目標色度を発光する発光装置を具現することができる。また、前記３段階に分類された輝度レベルは全ての利用可能ランクに適用することができる。例えば、輝度レベルがL-１の発光デバイスと色度による２個の利用可能ランクの発光デバイスを組み合わせて目標色度を具現することができる。即ち、色度に対する利用可能ランクと輝度に対するランクの発光デバイスを組み合わせて発光装置を構成することができる。
図１５は第１０実施例に係る発光装置製造方法を示すフローチャートである。図１５に示すように、各ＬＥＤチップの光特性パラメータ、例えばピーク波長、半値幅、インテンシティを検出して光散布を生成する(Ｓ１１１)。ここで、前記ＬＥＤチップは赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップからなることができる。
各ＬＥＤチップに対して前記のような３つの特性パラメータ(ピーク波長、半値幅、インテンシティ)の組合により全ての利用可能形態の数を組み合わせる。即ち、各ＬＥＤチップ毎に３つの特性パラメータの組合によりガウス関数を適用し、全ての利用可能形態の数を組み合わせる。
そして、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップの組合によりシミュレーションされた発光デバイスのＣＩＥ Lxy空間からＣＩＥ Lab空間に変換することで、変動散布を生成する(Ｓ１１３)。
前記ＣＩＥ Ｌａｂ空間において各デバイスのランクを構成し(Ｓ１１７)、基準色(例えば、白色)領域に対して類似ランクの組合せ数を決定する(Ｓ１１９)。ここで、各ランクは色差△Ｅの算出による範囲を設定する。即ち、ＣＩＢ Ｌab色空間において色差△Ｅの範囲に応じて利用可能ランクを設定し、前記利用可能ランクから基準色(例えば、白色)領域に対して類似ランクの組合せ数(２個以上)を決定する。以後、前記組合されるランクの発光デバイスの組合せにより目標色度を具現する(Ｓ１２１)。
本発明は発光装置の構成において、複数の発光デバイスは少なくとも一種類のＬＥＤチップに対してマルチランクで構成することを特徴とする。また、発光装置の発光デバイスに一種類のＬＥＤチップが複数個配置された場合、該ＬＥＤチップの間にもマルチランクで構成することができる。このようなマルチランクの発光デバイスにより目標色度で実現することができる。
本発明の発光装置は水平型または直下型として、携帯端末機、携帯コンピュータ、放送装置等の製品のフロントライトまたは/及びバックライト等の光源、照明分野等に適用することができる。
本発明の第１発光デバイスチップはピーク波長を変化するために、付加的な蛍光体層を除いて前記第２発光デバイスチップと同一ピーク波長を有することができる。前記第１発光ダイオードチップのランクは蛍光体層を用いて変化することができる。
以上、本発明を実施例を中心に説明したが、これの実施例は本発明を限定するものではない。本発明の精神と範囲を逸脱することなく、多様な変形と応用が可能であることは、当業者にとって自明である。例えば、本発明の実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施することが可能であり、このような変形と応用に係る差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
本発明の発光装置は水平型または直下型として、携帯端末機、携帯コンピュータ、放送装置等の製品のフロントライトまたは/及びバックライト等の光源、照明分野等に適用することができる。
１００ 発光デバイス
１１０ パッケージボディ
１１３ 側面
１１５ キャビティ
１２０、１２２、１２４ 発光ダイオードチップ
１２６ ワイヤ
１３１、１３２ リード電極
１３５、１３６ 外部電極
１５０ 樹脂物質
Ｓ１ 前面
Ｓ２ 後面

Claims (23)

  1. 第１色範囲内に含まれた第１ランクを放出するために構成された第１発光ダイオードチップを含む第１発光デバイスと、
    前記第１ランクと異なる前記第１色範囲内に含まれた第２ランクの光を放出するために構成された第２発光ダイオードチップを含む第２発光デバイスを含み、
    前記第１及び第２発光デバイスは、前記第１ランク及び前記第２ランクと異なる第３ランクの光を形成するために、前記第１発光デバイスによって放出された光が前記第２発光デバイスによって放出された光と混合されるように相互に密接して配置される発光装置。
  2. 前記第１発光ダイオードチップによって放出された第１ランクの光は前記第２発光ダイオードチップによって放出された第２ランクの光のピーク波長と異なるピーク波長を有する請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記第１発光ダイオードチップは前記第２発光ダイオードチップのピーク波長と同一ピーク波長を有し、前記第１発光ダイオードチップによって放出された第１ランクの光を前記第２発光ダイオードチップによって放出された第２ランクの光と異なるピーク波長に変化させる蛍光体層を含むのを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  4. 第１色範囲内に含まれた第２ランクの光を放出するために構成された第３発光ダイオードチップを含む第３発光デバイスを含み、前記第１、第２及び第３発光デバイスは前記第３ランクの光を形成するために前記第１、第２、及び第３発光デバイスによって放出された光が混合されるように相互に密接して配置される請求項１に記載の発光装置。
  5. 前記第１発光デバイスは、前記第１発光ダイオードチップの第１ランクと同一ランクまたは類似ランクを有する少なくとも１つの他の発光ダイオードチップを含む請求項１に記載の発光装置。
  6. 前記第２発光デバイスは、前記第２発光ダイオードチップの第２ランクと同一ランクまたは類似ランクを有する少なくとも１つの他の発光ダイオードチップを含む請求項１に記載の発光装置。
  7. 前記第１発光デバイスは前記第１発光ダイオードチップと異なる色を放出するために構成された少なくとも１つの発光ダイオードチップを含む請求項１に記載の発光装置。
  8. 前記第１ランク及び第２ランクは色度ランクであり、前記第３ランクは目標色度ランクに対応される請求項１に記載の発光装置。
  9. 前記第１及び第２発光デバイスは赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ、または紫外線ＬＥＤチップの少なくとも１つを含む請求項１に記載の発光装置。
  10. 前記第１ランク及び前記第２ランクは、前記第１発光ダイオードチップのピーク波長、色座標分布、及び輝度の少なくとも１つを基準として区分される請求項１に記載の発光装置。
  11. 前記第１ないし第３ランクの少なくとも１つは、前記第３ランクに隣接したランク、前記第３ランクを中心に相互に対向するランク、または前記第３ランクを中心に相互に補色関係にあるランクの少なくとも１つのランクを含む請求項１に記載の発光装置。
  12. 前記第１及び第２発光デバイスはボードの上に交互に配列され、前記第３ランクの光を形成するために前記第１発光デバイスによって放出された光と前記第２発光デバイスによって放出された光は相互に混色される請求項１に記載の発光装置。
  13. 前記第１ランク及び前記第２ランクの少なくとも１つは第３ランクかはみ出たランクである請求項１に記載の発光装置。
  14. 前記第１ランク及び前記第２ランクは前記第３ランクより相互に補色関係または相互に対向する領域に存在する請求項１に記載の発光装置。
  15. 前記第１発光デバイス及び前記第２発光デバイスは同一キャビティまたは別途のキャビティから形成され、前記第１及び第２発光ダイオードチップをカバーする蛍光体が添加された樹脂物質を含む請求項１に記載の発光装置。
  16. 前記第１ランク及び前記第２ランクはＣＩＥ Ｌａｂ空間において色差△Ｅが０＜△Ｅ≦５の範囲を含み、前記△ＥはＬａｂ空間上で二点の間の距離を表わす請求項８に記載の発光装置。
  17. 第１色範囲内に含まれた第１ランクを放出するために構成された第１発光ダイオードチップを含む第１発光デバイス、及び前記第１ランクと異なる前記第１色範囲内に含まれた第２ランクの光を放出するために構成された第２発光ダイオードチップを含む第２発光デバイスを含み、前記第１及び第２発光デバイスは前記第１ランク及び前記第２ランクと異なる第３ランクの光を形成するために前記第１発光デバイスによって放出された光が前記第２発光デバイスによって放出された光と混合されるように相互に密接して配置される発光装置と、
    情報を表示するための表示パネルと、
    前記発光装置の一側及び前記表示パネルの下に配置され、前記発光装置から放出された第３ランクを有する光をガイドして前記表示パネルの下面に照射する光ガイドプレートを含む表示装置。
  18. 第１色範囲内に含まれた第２ランクの光を放出するために構成された第３発光ダイオードチップを含む第３発光デバイスを含み、前記第１、第２及び第３発光デバイスはボードの上に配列され、前記第１、第２、及び第３発光デバイスによって放出された光は前記第３ランクの光を形成するために混合される請求項１７に記載の発光装置。
  19. 前記第１発光デバイスは前記第１発光ダイオードチップの第１ランクと同一ランクまたは類似ランクを有する少なくとも１つの他の発光ダイオードチップを含み、前記第２発光デバイスは前記第２発光ダイオードチップの第２ランクと同一ランクまたは類似ランクを有する少なくとも１つの他の発光ダイオードチップを含む請求項１７に記載の発光装置。
  20. 前記第１ランク及び第２ランクは色度ランクであり、前記第３ランクは前記目標色度ランクに対応される請求項１７に記載の発光装置。
  21. 前記第１及び第２ランクは、前記第１及び第２発光ダイオードチップのピーク波長、輝度及び色座標分布の少なくとも１つを基準として区分される請求項１７に記載の発光装置。
  22. 前記第１ないし第３ランクの少なくとも１つは、前記第３ランクに隣接したランク、前記第３ランクを中心に相互に対向するランク、または前記第３ランクを中心に相互に補色関係にあるランクの少なくとも１つのランクを含む請求項１７に記載の発光装置。
  23. 前記第１ランク及び前記第２ランクはＣＩＥ Ｌａｂ空間において色差△Ｅが０＜△Ｅ≦５範囲を含み、前記△ＥはＬａｂ空間上で二点の間の距離を表わす請求項２０に記載の発光装置。
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