JP2016187050A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ディスプレイ装置に関する。 The present disclosure relates to a display device.
従来、発光素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたディスプレイ装置が種々提案されている。ＬＥＤを用いたディスプレイ装置（以下、ＬＥＤディスプレイという）では、複数のＬＥＤが２次元状に配置して構成される。 Conventionally, various display devices using LEDs (Light Emitting Diodes) as light emitting elements have been proposed. In a display device using LEDs (hereinafter referred to as an LED display), a plurality of LEDs are two-dimensionally arranged.
また、このような構成のＬＥＤディスプレイでは、従来、光取り出し効率の向上を図るための技術が、種々提案されている。例えば、光取り出し効率の向上を図るため、ＬＥＤをレンズ状に造形した樹脂カプセルで封止する技術が提案されている（例えば非特許文献１参照）。 In the LED display having such a configuration, conventionally, various techniques for improving the light extraction efficiency have been proposed. For example, in order to improve the light extraction efficiency, a technique of sealing an LED with a resin capsule shaped in a lens shape has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).
上述のように、従来、ＬＥＤディスプレイにおいて、その光取り出し効率を向上させるための技術が種々提案されているが、この技術分野では、光取り出し効率の向上だけでなく、ＬＥＤディスプレイの小型化も可能にする技術の開発が望まれている。 As described above, conventionally, various technologies for improving the light extraction efficiency of LED displays have been proposed. In this technical field, not only the light extraction efficiency can be improved, but also the LED display can be downsized. Development of technology to make is desired.
本開示は、上記要望に応えるためになされたものであり、本開示の目的は、優れた光取り出し効率を有し、かつ、小型化も可能となるディスプレイ装置を提供することである。 The present disclosure has been made to meet the above-described demand, and an object of the present disclosure is to provide a display device that has excellent light extraction efficiency and can be miniaturized.
上記課題を解決するために、本開示のディスプレイ装置は、発光素子本体部と、低屈折率層部と、パッケージ部材とを備える構成とし、低屈折率層部及びパッケージ部材を次のように構成する。低屈折率層部は、発光素子本体部の光出射面上に設けられ、第１の屈折率を有する。また、パッケージ部材は、発光素子本体部及び低屈折率層部を内部に封止するように設けられ、第１の屈折率より大きい第２の屈折率を有する。 In order to solve the above problems, a display device according to the present disclosure includes a light emitting element main body, a low refractive index layer, and a package member. The low refractive index layer and the package member are configured as follows. To do. The low refractive index layer portion is provided on the light emitting surface of the light emitting element main body portion and has a first refractive index. The package member is provided so as to seal the light emitting element main body and the low refractive index layer inside, and has a second refractive index larger than the first refractive index.
本開示のそれぞれのディスプレイ装置は、さらに以下の構成を有する。
本開示の第１のディスプレイ装置は、さらに、低屈折率層部がエアギャップで構成され、発光素子本体部から低屈折率層部を介して射出される光の抽出領域と重ならない領域に設けられた遮光層を備えている。そして、遮光層は、発光素子本体部の光出射面と対向する領域に開口部を有し、この開口部の面積がパッケージ部材の光出射面における光の抽出領域の面積以上である。
本開示の第２のディスプレイ装置は、さらに、発光素子本体部から低屈折率層部を介して射出される光の抽出領域と重ならない領域に設けられた遮光層と、パッケージ部材上に設けられたスクリーンを備えている。そして、スクリーンの上に遮光層が設けられ、遮光層は、発光素子本体部の光出射面と対向する領域に開口部を有し、この開口部の面積がパッケージ部材の光出射面における光の抽出領域の面積以上である。
本開示の第３のディスプレイ装置は、さらに、発光素子本体部から低屈折率層部を介して射出される光の抽出領域と重ならない領域に設けられた遮光層を備えている。そして、遮光層は、パッケージ部材の下の発光素子本体部の配置領域と重ならない位置に設けられている。
Each display device of the present disclosure further has the following configuration.
In the first display device according to the present disclosure, the low refractive index layer portion is formed of an air gap, and is provided in a region that does not overlap with an extraction region of light emitted from the light emitting element main body portion through the low refractive index layer portion. Provided with a light shielding layer. The light shielding layer has an opening in a region facing the light emitting surface of the light emitting element body, and the area of the opening is equal to or larger than the area of the light extraction region on the light emitting surface of the package member.
The second display device of the present disclosure is further provided on a light shielding layer provided in a region that does not overlap with an extraction region of light emitted from the light emitting element body through the low refractive index layer, and on the package member. It has a screen. A light-shielding layer is provided on the screen, and the light-shielding layer has an opening in a region facing the light emitting surface of the light emitting element main body, and the area of the opening is the light on the light emitting surface of the package member. It is more than the area of the extraction region.
The third display device of the present disclosure further includes a light shielding layer provided in a region that does not overlap with an extraction region of light emitted from the light emitting element main body through the low refractive index layer. And the light shielding layer is provided in the position which does not overlap with the arrangement | positioning area | region of the light emitting element main-body part under a package member.
本開示では、発光素子本体部上に、パッケージ部材の屈折率よりも小さい屈折率を有する低屈折率層部を設ける。それゆえ、本開示では、パッケージ部材の光出射面における光の全反射の臨界角より小さな角度で、発光素子本体部からパッケージ部材の光出射面に入射される光成分を増大させることができる。 In the present disclosure, a low refractive index layer portion having a refractive index smaller than the refractive index of the package member is provided on the light emitting element main body portion. Therefore, in the present disclosure, it is possible to increase the light component incident on the light emitting surface of the package member from the light emitting element main body at an angle smaller than the critical angle of total reflection of light on the light emitting surface of the package member.
上述のように、本開示では、パッケージ部材の光出射面における光の全反射の臨界角より小さな角度で、発光素子本体部からパッケージ部材の光出射面に入射される光成分を増大させることができるので、優れた光取り出し効率を得ることができる。すなわち、本開示によれば、優れた光取り出し効率を有するディスプレイ装置を提供することができる。 As described above, in the present disclosure, the light component incident on the light emitting surface of the package member from the light emitting element body can be increased at an angle smaller than the critical angle of total reflection of light on the light emitting surface of the package member. Therefore, excellent light extraction efficiency can be obtained. That is, according to the present disclosure, a display device having excellent light extraction efficiency can be provided.
以下に、本開示の実施形態に係る発光素子、及び、それを備えるディスプレイ装置の一例を、図面を参照しながら下記の順で説明する。ただし、本開示は下記の例に限定されない。
１．第１の実施形態：発光素子の構成
２．第２の実施形態：ディスプレイ装置の構成
Hereinafter, an example of a light emitting element according to an embodiment of the present disclosure and a display device including the light emitting element will be described in the following order with reference to the drawings. However, the present disclosure is not limited to the following example.
1. First Embodiment: Configuration of Light-Emitting Element Second Embodiment: Configuration of Display Device
＜１．第１の実施形態：発光素子の構成＞
まず、第１の実施形態に係る発光素子の構成について説明する前に、ＬＥＤを用いた従来のＬＥＤディスプレイにおいて、ＬＥＤディスプレイの小型化を図る際に発生し得る課題について具体的に説明する。
<1. First Embodiment: Configuration of Light Emitting Element>
First, before describing the configuration of the light-emitting element according to the first embodiment, problems that may occur when the LED display is reduced in size in a conventional LED display using LEDs will be specifically described.
ＬＥＤディスプレイにおいて、各ＬＥＤを従来のようにレンズ状に造形された樹脂カプセルで封止した場合、ＬＥＤのパッケージ全体が大きくなる傾向があり、これにより、ＬＥＤディスプレイの小型化が制限される。この課題を解消してＬＥＤディスプレイの小型化を図る手法としては、光出射面の形状が平坦なパッケージ部材でＬＥＤを封止する手法が考えられる。すなわち、光出射面がレンズ構造を有さない平坦面であるパッケージ部材でＬＥＤを封止することによりＬＥＤディスプレイの小型化が可能になる。 In LED displays, when each LED is sealed with a resin capsule shaped like a lens as in the prior art, the entire LED package tends to be large, which limits the miniaturization of the LED display. As a method of solving this problem and reducing the size of the LED display, a method of sealing the LED with a package member having a flat light emitting surface shape is conceivable. That is, the LED display can be miniaturized by sealing the LEDs with a package member whose light exit surface is a flat surface having no lens structure.
しかしながら、この手法では、光取り出し効率が低下するという課題が発生する。この課題を、図１を参照しながら、具体的に説明する。なお、図１は、ＬＥＤを光出射面の形状が平坦な樹脂部材（パッケージ部材）で封止した場合（比較例１のパッケージ形態）における光取り出し動作の様子を示す図である。 However, this method has a problem that the light extraction efficiency is reduced. This problem will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a state of light extraction operation when the LED is sealed with a resin member (package member) having a flat light emission surface shape (package form of Comparative Example 1).
ＬＥＤ１０から射出された光（黒矢印）のうち、樹脂部材２０の光出射面２０ａに対して、光が全反射する臨界角（後述の図２中のθ０）より大きい角度θ１で入射する光成分は、光出射面２０ａから外部に取り出すことができる。一方、樹脂部材２０の光出射面２０ａに対して、全反射の臨界角より小さい角度θ２で入射する光成分は、光出射面２０ａで全反射され、外部に取り出すことができない。それゆえ、図１に示す比較例１のＬＥＤ１０のパッケージ形態では、光取り出し効率が低下する。 Of the light emitted from the LED 10 (black arrow), the light component incident on the light emitting surface 20a of the resin member 20 at an angle θ1 that is larger than the critical angle (θ0 in FIG. 2 described later) at which the light is totally reflected. Can be taken out from the light emitting surface 20a. On the other hand, the light component incident on the light emitting surface 20a of the resin member 20 at an angle θ2 smaller than the critical angle of total reflection is totally reflected by the light emitting surface 20a and cannot be extracted outside. Therefore, in the package form of the LED 10 of the comparative example 1 shown in FIG.
そこで、本実施形態では、光出射面２０ａの形状が平坦である樹脂部材２０でＬＥＤ１０を封止した際にも優れた光取り出し効率が得られる発光素子の構成を提案する。 Therefore, in the present embodiment, a configuration of a light emitting element is proposed in which excellent light extraction efficiency can be obtained even when the LED 10 is sealed with the resin member 20 having a flat light emission surface 20a.
［発光素子の構成及びパッケージ形態］
図２は、第１の実施形態に係る発光素子の断面構成、パッケージ形態、及び、光取り出し動作の様子を示す図である。なお、図２に示す本実施形態の発光素子１の構成及び樹脂部材２０（パッケージ部材）の構成において、図１に示す比較例１のそれらと同様の構成には同じ符号を付して示す。
[Configuration of light emitting element and package form]
FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration, a package configuration, and a light extraction operation of the light emitting device according to the first embodiment. In the configuration of the light-emitting element 1 and the resin member 20 (package member) of the present embodiment shown in FIG. 2, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the comparative example 1 shown in FIG.
発光素子１は、ＬＥＤ１０（発光素子本体）と、ＬＥＤ１０の光出射面上に設けられた低屈折率層部１１とを備える。なお、ＬＥＤ１０は、例えば、従来市販されている任意のＬＥＤで構成することができる。 The light emitting element 1 includes an LED 10 (light emitting element body) and a low refractive index layer portion 11 provided on the light emitting surface of the LED 10. In addition, LED10 can be comprised by arbitrary LED marketed conventionally, for example.
低屈折率層部１１は、発光素子１を封止する樹脂部材２０の屈折率（第２の屈折率）より小さな屈折率（第１の屈折率）を有する。なお、低屈折率層部１１は、樹脂部材２０の屈折率より小さい屈折率を有する材料であれば、任意の材料で形成することができる。例えば、低屈折率層部１１をＳｉＯ２やエアロジェルなどで形成してもよいし、低屈折率層部１１をエアギャップで形成してもよい。低屈折率層部１１をＳｉＯ２で形成する場合には、例えば、ＳｉＯ２の蒸着角度により、その屈折率を制御することができ、１．０８程度の屈折率を得ることができる。また、低屈折率層部１１をエアロジェルで形成した場合には、例えば１．０１程度の屈折率を得ることができる。 The low refractive index layer portion 11 has a refractive index (first refractive index) smaller than the refractive index (second refractive index) of the resin member 20 that seals the light emitting element 1. The low refractive index layer portion 11 can be formed of any material as long as it has a refractive index smaller than that of the resin member 20. For example, the low refractive index layer portion 11 may be formed of SiO 2 or airgel, or the low refractive index layer portion 11 may be formed of an air gap. When the low refractive index layer portion 11 is formed of SiO 2 , for example, the refractive index can be controlled by the deposition angle of SiO 2 , and a refractive index of about 1.08 can be obtained. Further, when the low refractive index layer portion 11 is formed of airgel, a refractive index of, for example, about 1.01 can be obtained.
また、低屈折率層部１１の厚さは、任意に設定することができ、例えば、１μｍ程度の厚さに設定することができる。なお、低屈折率層部１１の屈折率及び厚さは、例えば、後述するＬＥＤディスプレイで必要とする光取り出し開口部の寸法等の条件に応じて適宜設定することができる。 Moreover, the thickness of the low refractive index layer part 11 can be set arbitrarily, for example, can be set to the thickness of about 1 micrometer. In addition, the refractive index and thickness of the low-refractive-index layer part 11 can be suitably set according to conditions, such as the dimension of the light extraction opening part required by the LED display mentioned later, for example.
そして、本実施形態のパッケージ形態では、図２に示すように、光出射面２０ａが平坦面である樹脂部材２０により、上記構成の発光素子１の低屈折率層部１１側の表面（発光素子１の光出射面）を封止する。 In the package form of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the surface (light emitting element) on the low refractive index layer portion 11 side of the light emitting element 1 having the above structure is formed by the resin member 20 having the light emitting surface 20 a which is a flat surface. 1 light emitting surface) is sealed.
なお、樹脂部材２０は、低屈折率層部１１の屈折率より大きい屈折率を有する樹脂材料であれば任意の樹脂材料で形成することができる。また、後述の第２の実施形態のＬＥＤディスプレイのように、樹脂部材２０上にブラック樹脂層やスクリーンを設ける場合には、これらの構成部材と屈折率マッチングがとれるような材料で樹脂部材２０を形成することが好ましい。 The resin member 20 can be formed of any resin material as long as it is a resin material having a refractive index larger than that of the low refractive index layer portion 11. In addition, when a black resin layer or a screen is provided on the resin member 20 as in the LED display of the second embodiment described later, the resin member 20 is made of a material that can match the refractive index with these constituent members. It is preferable to form.
［発光素子の光取り出し動作］
次に、図２に示す本実施形態の発光素子１のパッケージ形態における光の取り出し動作を説明する。まず、ＬＥＤ１０から射出された光は、低屈折率層部１１を介して、樹脂部材２０に入射される。この際、低屈折率層部１１と樹脂部材２０との界面では、両者の屈折率差により、光の進行方向が変化する。具体的には、低屈折率層部１１の屈折率が樹脂部材２０のそれより小さいので、光の進路が、低屈折率層部１１と樹脂部材２０との界面において、図２に示すように、樹脂部材２０の厚さ方向に近づく方向に変化する。すなわち、本実施形態では、低屈折率層部１１から射出される光の角度範囲は、低屈折率層部１１を設けない場合（比較例１）に比べて狭くなる（絞り込まれる）。
[Light extraction operation of light emitting element]
Next, the light extraction operation in the package form of the light emitting device 1 of the present embodiment shown in FIG. 2 will be described. First, the light emitted from the LED 10 enters the resin member 20 through the low refractive index layer portion 11. At this time, the light traveling direction changes at the interface between the low refractive index layer portion 11 and the resin member 20 due to the difference in refractive index between the two. Specifically, since the refractive index of the low refractive index layer portion 11 is smaller than that of the resin member 20, the light path is at the interface between the low refractive index layer portion 11 and the resin member 20, as shown in FIG. It changes in the direction approaching the thickness direction of the resin member 20. That is, in this embodiment, the angle range of the light emitted from the low refractive index layer portion 11 is narrowed (squeezed) compared to the case where the low refractive index layer portion 11 is not provided (Comparative Example 1).
この際、ＬＥＤ１０から射出された光（黒矢印）のうち、樹脂部材２０の光出射面２０ａに対して、全反射の臨界角θ０より小さな角度で射出された光成分の進路も同様に低屈折率層部１１と樹脂部材２０との界面で変更される。この結果、これらの光成分の一部は、低屈折率層部１１を通過した後、その光の光出射面２０ａに対する進行方向の角度が、全反射の臨界角θ０より大きくなり、光出射面２０ａから外部に取り出せるようになる。 At this time, of the light emitted from the LED 10 (black arrow), the path of the light component emitted at an angle smaller than the critical angle θ0 of total reflection with respect to the light emitting surface 20a of the resin member 20 is similarly low-refractive. It is changed at the interface between the rate layer portion 11 and the resin member 20. As a result, after some of these light components pass through the low refractive index layer portion 11, the angle of the traveling direction of the light with respect to the light emitting surface 20a becomes larger than the critical angle θ0 of total reflection, and the light emitting surface. 20a can be taken out to the outside.
すなわち、図１に示す比較例１のパッケージ形態では外部に取り出すことのできなかった光成分の一部を、本実施形態の発光素子１を用いることにより、外部に取り出すことができる。この動作を、図３Ａ及び３Ｂを参照しながら具体的に説明する。 That is, a part of the light component that cannot be extracted to the outside in the package form of Comparative Example 1 shown in FIG. 1 can be extracted to the outside by using the light emitting element 1 of the present embodiment. This operation will be specifically described with reference to FIGS. 3A and 3B.
図３Ａは、図１に示す比較例１のパッケージ形態において、光線追跡シミュレーションにより計算された、ＬＥＤ１０からの出射光の光路を示す図である。また、図３Ｂは、図２に示す本実施形態のパッケージ形態において、光線追跡シミュレーションにより計算された、発光素子１からの出射光の光路を示す図である。なお、図３Ａ中の白線で込まれた長方形領域は、ＬＥＤ１０の配置領域であり、図３Ｂ中の白線で込まれた長方形領域は、発光素子１の配置領域である。 FIG. 3A is a diagram showing an optical path of light emitted from the LED 10 calculated by a ray tracing simulation in the package form of the comparative example 1 shown in FIG. FIG. 3B is a diagram showing the optical path of the emitted light from the light emitting element 1 calculated by the ray tracing simulation in the package form of the present embodiment shown in FIG. 3A is an arrangement area of the LED 10, and a rectangular area embedded with the white line in FIG. 3B is an arrangement area of the light emitting element 1.
図３Ａ及び３Ｂの比較から明らかなように、本実施形態の発光素子１を用いた場合には、比較例１の場合に比べて、発光素子１からの光の出射範囲が絞り込まれる（出射角度の範囲が狭くなる）。また、図３Ａ及び３Ｂの比較から明らかなように、本実施形態の発光素子１のパッケージ形態（光取り出し形態）では、比較例１に比べて、光出射面２０ａから外部に取り出される光の量が増加することが分かる。これは、ＬＥＤ１０の光出射面に低屈折率層部１１を設けたことにより、樹脂部材２０の光出射面２０ａに全反射の臨界角θ０より大きな角度で入射される光成分（全反射しない光成分）が、比較例１のそれより増加するためである。 As apparent from the comparison between FIGS. 3A and 3B, when the light emitting element 1 of the present embodiment is used, the light emission range from the light emitting element 1 is narrowed compared to the case of the comparative example 1 (the emission angle). Narrows the range). 3A and 3B, in the package form (light extraction form) of the light-emitting element 1 of the present embodiment, the amount of light extracted from the light emitting surface 20a to the outside as compared with Comparative Example 1. It can be seen that increases. This is because the low refractive index layer portion 11 is provided on the light emitting surface of the LED 10 so that the light component incident on the light emitting surface 20a of the resin member 20 at an angle larger than the critical angle θ0 of total reflection (light that is not totally reflected). This is because the component) increases from that of Comparative Example 1.
上述のように、本実施形態の発光素子１を用いることにより、比較例１の構成では外部に取り出すことのできなかった光成分の一部を、外部に取り出すことができる。それゆえ、本実施形態の発光素子１を用いた場合には、比較例１（図１）のパッケージ形態に比べて、光取り出し効率を向上させることができる。 As described above, by using the light emitting element 1 of the present embodiment, a part of the light component that cannot be extracted to the outside in the configuration of the comparative example 1 can be extracted to the outside. Therefore, when the light emitting element 1 of this embodiment is used, the light extraction efficiency can be improved as compared with the package form of the comparative example 1 (FIG. 1).
［比較例２及び３のパッケージ形態］
ここで、さらに、本実施形態のパッケージ形態（光取り出し形態）を、ＬＥＤ１０を上記従来技術のようにレンズ状に造形された樹脂カプセルで封止した場合のパッケージ形態（光取り出し形態）と比較する。図４Ａ及び４Ｂに、そのパッケージ形態を示す。
[Package Forms of Comparative Examples 2 and 3]
Here, the package form (light extraction form) of the present embodiment is further compared with the package form (light extraction form) when the LED 10 is sealed with a resin capsule shaped like a lens as in the prior art. . 4A and 4B show the package form.
図４Ａは、低屈折率層部を設けない発光素子（ＬＥＤのみ）をレンズ状に造形された樹脂カプセルで封止した場合（比較例２のパッケージ形態）における光の取り出し動作の様子を示す図である。一方、図４Ｂは、低屈折率層部を備える発光素子をレンズ状に造形された樹脂カプセルで封止した場合（比較例３のパッケージ形態）における光の取り出し動作の様子を示す図である。なお、図４Ａ及び４Ｂにそれぞれ示す比較例２及び３のパッケージ形態において、図２に示す本実施形態のパッケージ形態と同様の構成には同じ符号を付して示す。 FIG. 4A is a diagram showing a state of light extraction operation in a case where a light emitting element (LED only) not provided with a low refractive index layer portion is sealed with a resin capsule shaped like a lens (package form of Comparative Example 2). It is. On the other hand, FIG. 4B is a diagram illustrating a state of light extraction operation in a case where a light emitting element including a low refractive index layer portion is sealed with a resin capsule formed in a lens shape (package form of Comparative Example 3). In the package forms of Comparative Examples 2 and 3 shown in FIGS. 4A and 4B, the same components as those in the package form of the present embodiment shown in FIG.
図４Ａと、図１との比較から明らかなように、比較例２のパッケージ形態は、図１に示す比較例１のパッケージ形態において、ＬＥＤ１０のパッケージ部材として、光出射面３０ａがレンズ状に造形された樹脂部材３０を用いた構成である。また、図４Ｂと、図２との比較から明らかなように、比較例３のパッケージ形態は、図２に示す本実施形態のパッケージ形態において、ＬＥＤ１０のパッケージ部材として、光出射面３０ａがレンズ状に造形された樹脂部材３０を用いた構成である。 As apparent from the comparison between FIG. 4A and FIG. 1, the package form of Comparative Example 2 is the same as the package form of Comparative Example 1 shown in FIG. It is the structure using the resin member 30 made. 4B and FIG. 2, the package form of Comparative Example 3 is the same as the package form of the present embodiment shown in FIG. It is the structure using the resin member 30 shape | molded in (3).
また、図５Ａ及び５Ｂに、それぞれ比較例２及び３のパッケージ形態において、光線追跡シミュレーションにより計算された、ＬＥＤ１０（発光素子１）からの出射光の光路を示す。なお、図５Ａ及び５Ｂ中の白線で込まれた半円領域は、樹脂部材３０の配置領域である。 5A and 5B show optical paths of light emitted from the LED 10 (light emitting element 1) calculated by ray tracing simulation in the package forms of Comparative Examples 2 and 3, respectively. 5A and 5B is a semicircular region filled with a white line, which is an arrangement region of the resin member 30.
図５Ａ及び５Ｂの比較から明らかなように、比較例３ではＬＥＤ１０の発光面上に、低屈折率層部１１を設けているので、比較例２の場合に比べて、発光素子１からの光の出射範囲が絞り込まれ、光の出射角度の範囲が狭くなることが分かる。 As is clear from the comparison between FIGS. 5A and 5B, in Comparative Example 3, the low refractive index layer portion 11 is provided on the light emitting surface of the LED 10, so that the light from the light emitting element 1 is lighter than that in Comparative Example 2. It can be seen that the light emission range is narrowed down and the light emission angle range is narrowed.
［光取り出し効率の評価］
ここで、上述した第１の実施形態、比較例１〜３の各種パッケージ形態（光取り出し形態）において、樹脂部材から射出される光の輝度をシミュレーションにより算出し比較した。なお、このシミュレーション解析では、低屈折率層部１１の屈折率ｎを１．０７〜１．２の範囲内の所定の値（１．１０）とし、樹脂部材の屈折率は１．４８とした。下記表１にその評価結果を示す。なお、下記表１では、比較例１のパッケージ形態（図１）における出射光の輝度を１（基準）とし、それに対する相対的な輝度を示す。
[Evaluation of light extraction efficiency]
Here, in various package forms (light extraction form) of the first embodiment and Comparative Examples 1 to 3 described above, the luminance of light emitted from the resin member was calculated and compared by simulation. In this simulation analysis, the refractive index n of the low refractive index layer portion 11 is set to a predetermined value (1.10) within the range of 1.07 to 1.2, and the refractive index of the resin member is 1.48. . The evaluation results are shown in Table 1 below. In Table 1 below, the luminance of the emitted light in the package form (FIG. 1) of Comparative Example 1 is 1 (reference), and the relative luminance is shown.
表１から明らかなように、本実施形態のパッケージ形態では、比較例１のパッケージ形態に比べて、約２９％程度、輝度が向上することが分かる。すなわち、ＬＥＤ１０（発光素子１）を光出射面２０ａが平坦面である樹脂部材２０でパッケージする場合、ＬＥＤ１０の光出射面上に低屈折率層部１１を設けることにより、光取り出し効率が改善されることが分かる。 As apparent from Table 1, it can be seen that the brightness of the package form of this embodiment is improved by about 29% compared to the package form of Comparative Example 1. That is, when the LED 10 (light emitting element 1) is packaged with the resin member 20 having the light emitting surface 20a having a flat surface, the light extraction efficiency is improved by providing the low refractive index layer portion 11 on the light emitting surface of the LED 10. I understand that
なお、表１から明らかなように、本実施形態のパッケージ形態では、ＬＥＤ１０（発光素子１）を光出射面３０ａがレンズ状の樹脂部材３０でパッケージする場合（比較例２及び３）に比べて輝度が劣ることが分かる。しかしながら、比較例２及び３のパッケージ形態では、パッケージ部材として、光出射面３０ａがレンズ状に造形された樹脂部材３０を用いるので、上述のように、ＬＥＤディスプレイの小型化が制限される。それに対して、本実施形態では光出射面２０ａが平坦面である樹脂部材２０で発光素子１をパッケージするので、ＬＥＤディスプレイの小型化の観点では、本実施形態の構成は、比較例２及び３より優位である。 As is clear from Table 1, in the package form of the present embodiment, the LED 10 (light emitting element 1) is packaged with the resin member 30 having the light emitting surface 30a of the lens-like shape (Comparative Examples 2 and 3). It can be seen that the luminance is inferior. However, in the package forms of Comparative Examples 2 and 3, since the resin member 30 having the light emitting surface 30a shaped into a lens shape is used as the package member, as described above, downsizing of the LED display is limited. On the other hand, in the present embodiment, since the light emitting element 1 is packaged by the resin member 20 having the light emitting surface 20a which is a flat surface, the configuration of the present embodiment is compared with Comparative Examples 2 and 3 from the viewpoint of miniaturization of the LED display. It is more dominant.
また、ここでは、さらに、本実施形態のパッケージ形態（光取り出し形態）における、低屈折率層部１１の厚さ及び屈折率と、輝度の改善率との関係をシミュレーションにより評価した。その評価結果を、図６及び７に示す。 Further, here, the relationship between the thickness and refractive index of the low refractive index layer portion 11 and the luminance improvement rate in the package form (light extraction form) of the present embodiment was evaluated by simulation. The evaluation results are shown in FIGS.
図６は、低屈折率層部１１の屈折率ｎを１．０（エアギャップ）とした場合の低屈折率層部１１の厚さと、輝度改善率との関係を示す特性図であり、横軸が低屈折率層部１１の厚さであり、縦軸が輝度改善率である。また、図７は、低屈折率層部１１の厚さを１．０μｍとした場合の低屈折率層部１１の屈折率ｎと、輝度改善率との関係を示す特性図であり、横軸が低屈折率層部１１の屈折率ｎであり、縦軸が輝度改善率である。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the thickness of the low refractive index layer 11 and the luminance improvement rate when the refractive index n of the low refractive index layer 11 is 1.0 (air gap). The axis is the thickness of the low refractive index layer portion 11, and the vertical axis is the luminance improvement rate. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the refractive index n of the low refractive index layer portion 11 and the luminance improvement rate when the thickness of the low refractive index layer portion 11 is 1.0 μm. Is the refractive index n of the low refractive index layer portion 11, and the vertical axis is the luminance improvement rate.
また、このシミュレーション解析では、樹脂部材の屈折率を１．４８とし、樹脂部材の厚さを１７μｍとし、全反射の臨界角θ０は４２度とした。さらに、このシミュレーション解析において、輝度改善率は、図１に示す比較例１のパッケージ形態の輝度を基準とした。 In this simulation analysis, the refractive index of the resin member was 1.48, the thickness of the resin member was 17 μm, and the critical angle θ0 of total reflection was 42 degrees. Further, in this simulation analysis, the luminance improvement rate was based on the luminance of the package form of Comparative Example 1 shown in FIG.
図６から明らかなように、評価した低屈折率層部１１の膜厚の範囲内では、ＬＥＤ１０上に低屈折率層部１１を設けることにより輝度（光取り出し効率）が改善されることが分かる。また、図７から明らかなように、低屈折率層部１１の屈折率ｎを樹脂部材の屈折率（１．４８）より低くすることにより、輝度（光取り出し効率）が改善されることが分かる。 As is clear from FIG. 6, it is understood that the luminance (light extraction efficiency) is improved by providing the low refractive index layer portion 11 on the LED 10 within the range of the evaluated film thickness of the low refractive index layer portion 11. . Further, as apparent from FIG. 7, it is understood that the luminance (light extraction efficiency) is improved by making the refractive index n of the low refractive index layer portion 11 lower than the refractive index (1.48) of the resin member. .
以上のことから、本実施形態の発光素子１をＬＥＤディスプレイの発光素子として用い、かつ、光出射面２０ａが平坦面である樹脂部材２０で発光素子１を封止することにより、ＬＥＤディスプレイの小型化を図りつつ、優れた光取り出し効率を得ることができる。 From the above, the light-emitting element 1 of the present embodiment is used as a light-emitting element of an LED display, and the light-emitting element 1 is sealed with the resin member 20 having a flat light emission surface 20a. Thus, excellent light extraction efficiency can be obtained.
＜２．第２の実施形態：ディスプレイ装置の構成＞
次に、本開示の第２の実施形態に係るディスプレイ装置の構成例を説明する。なお、本実施形態では、ディスプレイ装置として、ＬＥＤディスプレイを例に挙げて説明する。
<2. Second Embodiment: Configuration of Display Device>
Next, a configuration example of the display device according to the second embodiment of the present disclosure will be described. In the present embodiment, an LED display will be described as an example of the display device.
［ＬＥＤディスプレイの構成］
図８に、第２の実施形態に係るＬＥＤディスプレイの概略構成を示す。図８は、本実施形態のＬＥＤディスプレイの概略構成断面図である。なお、図８に示す本実施形態のＬＥＤディスプレイ４０において、図２に示す上記第１の実施形態の発光素子１のパッケージ形態と同様の構成には同じ符号を付して示す。
[Configuration of LED display]
FIG. 8 shows a schematic configuration of the LED display according to the second embodiment. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the LED display of this embodiment. In addition, in the LED display 40 of this embodiment shown in FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the structure similar to the package form of the light emitting element 1 of the said 1st Embodiment shown in FIG.
ＬＥＤディスプレイ４０は、発光素子１と、樹脂部材２０（パッケージ部材）と、実装基板４１と、配線４２と、ブラック樹脂層４３（遮光層）と、スクリーン４４とを備える。そして、本実施形態では、実装基板４１の一方の表面上に、配線４２、発光素子１、樹脂部材２０、ブラック樹脂層４３、及び、スクリーン４４が、この順で積層される。なお、図８には、説明を簡略化するため、一つの発光素子１付近の概略構成を示すが、実際には、ＬＥＤディスプレイ４０は、複数の発光素子１を備え、該複数の発光素子１が、実装基板４１上に、２次元状に配置される。 The LED display 40 includes the light emitting element 1, a resin member 20 (package member), a mounting substrate 41, wirings 42, a black resin layer 43 (light shielding layer), and a screen 44. In this embodiment, the wiring 42, the light emitting element 1, the resin member 20, the black resin layer 43, and the screen 44 are stacked in this order on one surface of the mounting substrate 41. 8 shows a schematic configuration in the vicinity of one light emitting element 1 for the sake of simplification. Actually, the LED display 40 includes a plurality of light emitting elements 1 and the plurality of light emitting elements 1. Are two-dimensionally arranged on the mounting substrate 41.
発光素子１は、上記第１の実施形態と同様に、ＬＥＤ１０と、該ＬＥＤ１０の光出射面上に形成された低屈折率層部１１とで構成される。また、樹脂部材２０もまた、上記第１の実施形態と同様に、光出射面２０ａが平坦面である封止部材（パッケージ部材）で構成される。 The light emitting element 1 includes the LED 10 and a low refractive index layer portion 11 formed on the light emitting surface of the LED 10 as in the first embodiment. In addition, the resin member 20 is also formed of a sealing member (package member) whose light emission surface 20a is a flat surface, as in the first embodiment.
なお、本実施形態では、樹脂部材２０上にスクリーン４４及びブラック樹脂層４３を設けるので、後述する外光反射の影響を低減するために、スクリーン４４及びブラック樹脂層４３と屈折率マッチングした樹脂で樹脂部材２０を形成する。また、本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様に、発光素子１の低屈折率層部１１の屈折率は、樹脂部材２０の屈折率より小さくする。 In this embodiment, since the screen 44 and the black resin layer 43 are provided on the resin member 20, in order to reduce the influence of external light reflection, which will be described later, a resin having a refractive index matching with the screen 44 and the black resin layer 43 is used. The resin member 20 is formed. Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the refractive index of the low refractive index layer portion 11 of the light emitting element 1 is made smaller than the refractive index of the resin member 20.
実装基板４１は、発光素子１を実装可能な基板であれば、任意の基板で構成することができ、例えば、ガラス基板等で構成することができる。配線４２は、ＬＥＤ１０と電気的に接続されており、ＬＥＤ１０に電力を供給する。 The mounting substrate 41 can be composed of any substrate as long as it can mount the light emitting element 1, and can be composed of, for example, a glass substrate. The wiring 42 is electrically connected to the LED 10 and supplies power to the LED 10.
ブラック樹脂層４３は、樹脂部材２０のスクリーン４４側表面の所定領域に埋め込むように形成される。なお、ブラック樹脂層４３は、従来市販されているブラック樹脂材を用いて形成することができる。 The black resin layer 43 is formed so as to be embedded in a predetermined region on the screen 44 side surface of the resin member 20. In addition, the black resin layer 43 can be formed using the black resin material marketed conventionally.
また、ブラック樹脂層４３の発光素子１の光出射面１ａと対向する領域（光出射面１ａの直上領域）には、開口部４３ａ（光取り出し開口部）が設けられる。そして、開口部４３ａの寸法は、開口部４３ａの端部をスクリーン４４の光出射面４４ａに投影した位置と発光素子１の光出射面１ａの端部位置とを結ぶ直線（図８中の点線）と、光出射面２０ａとの間の角度が全反射の臨界角θ０となるように、設定される。すなわち、発光素子１の光出射面１ａの上部には、光出射面２０ａに対する側部の傾きが全反射の臨界角θ０となるコーン状（錘体状）の光抽出領域４０ａが形成される。 Further, an opening 43a (light extraction opening) is provided in a region of the black resin layer 43 facing the light emitting surface 1a of the light emitting element 1 (a region immediately above the light emitting surface 1a). The dimension of the opening 43a is a straight line connecting the position where the end of the opening 43a is projected onto the light emitting surface 44a of the screen 44 and the position of the end of the light emitting surface 1a of the light emitting element 1 (dotted line in FIG. 8). ) And the light exit surface 20a is set to a critical angle θ0 for total reflection. That is, a cone-shaped (weight-shaped) light extraction region 40a in which the inclination of the side with respect to the light emitting surface 20a becomes the critical angle θ0 of total reflection is formed above the light emitting surface 1a of the light emitting element 1.
本実施形態の発光素子１では、上記第１の実施形態で説明したように、低屈折率層部１１により、ＬＥＤ１０から射出された光の出射範囲を絞り込むことができるので、ブラック樹脂層４３の開口部４３ａを介して効率よく光を外部に射出することができる。 In the light emitting device 1 of the present embodiment, as described in the first embodiment, the low refractive index layer portion 11 can narrow the emission range of the light emitted from the LED 10. Light can be efficiently emitted outside through the opening 43a.
なお、本実施形態では、図８に示すように、樹脂部材２０の光出射面２０ａにおけるコーン状（錘体状）の光抽出領域４０ａの面積を、ブラック樹脂層４３の開口部４３ａの面積より小さくする例を説明するが、本開示はこれに限定されない。開口部４３ａの面積が樹脂部材２０の光出射面２０ａにおける光抽出領域４０ａの面積以上となる範囲であれば、ブラック樹脂層４３の開口部４３ａの構成（面積、形状等）を任意に設定することができる。ただし、開口部４３ａの面積を大きくしすぎると、後述する配線４２での外光反射の影響を低減する効果が小さくなる。それゆえ、本実施形態では、ブラック樹脂層４３の開口部４３ａの面積が、樹脂部材２０の光出射面２０ａにおける光抽出領域４０ａの面積により近くなるように、開口部４３ａを構成することが好ましい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the area of the cone-shaped (weight-shaped) light extraction region 40 a on the light emitting surface 20 a of the resin member 20 is larger than the area of the opening 43 a of the black resin layer 43. An example of reducing the size will be described, but the present disclosure is not limited thereto. The configuration (area, shape, etc.) of the opening 43a of the black resin layer 43 is arbitrarily set as long as the area of the opening 43a is in a range that is equal to or larger than the area of the light extraction region 40a on the light emitting surface 20a of the resin member 20. be able to. However, if the area of the opening 43a is too large, the effect of reducing the influence of external light reflection on the wiring 42 described later is reduced. Therefore, in this embodiment, it is preferable to configure the opening 43a so that the area of the opening 43a of the black resin layer 43 is closer to the area of the light extraction region 40a on the light emitting surface 20a of the resin member 20. .
スクリーン４４は、樹脂部材２０及びブラック樹脂層４３上に、設けられ、光透過性を有する材料（例えばガラス等）で形成される。 The screen 44 is provided on the resin member 20 and the black resin layer 43, and is formed of a light-transmitting material (for example, glass).
［ブラック樹脂層の機能及び効果］
次に、本実施形態のＬＥＤディスプレイ４０において、ブラック樹脂層４３を設けることにより得られる効果を、図９〜１１を参照しながら説明する。
[Function and effect of black resin layer]
Next, effects obtained by providing the black resin layer 43 in the LED display 40 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
なお、図９は、低屈折率層部を備えない発光素子（ＬＥＤのみ）を光出射面が平坦面である樹脂部材で封止した場合のＬＥＤディスプレイ（比較例４）の概略構成断面図である。また、図１０Ａ及び１０Ｂは、低屈折率層部を備えない発光素子を用いたＬＥＤディスプレイにおいて、さらにブラック樹脂層４３を設けたＬＥＤディスプレイ（比較例５及び６）の概略構成断面図である。そして、図１１は、本実施形態のＬＥＤディスプレイ４０における光取り出し動作の様子を示す図である。なお、図９、並びに、図１０Ａ及び１０Ｂに示す各種比較例のＬＥＤディスプレイにおいて、図８に示す本実施形態のＬＥＤディスプレイ４０と同様の構成には、同じ符号を付して示す。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an LED display (Comparative Example 4) when a light emitting element (only an LED) that does not have a low refractive index layer is sealed with a resin member having a flat light exit surface. is there. 10A and 10B are schematic cross-sectional views of an LED display (Comparative Examples 5 and 6) in which a black resin layer 43 is further provided in an LED display using a light emitting element that does not include a low refractive index layer portion. And FIG. 11 is a figure which shows the mode of the light extraction operation | movement in the LED display 40 of this embodiment. In addition, in the LED displays of various comparative examples shown in FIG. 9 and FIGS. 10A and 10B, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the LED display 40 of the present embodiment shown in FIG.
比較例４のＬＥＤディスプレイ１００は、図９に示すように、実装基板４１の一方の表面上に、配線４２、ＬＥＤ１０、樹脂部材１０１、及び、スクリーン４４が、この順で積層して設けられた構成を有する。また、ＬＥＤディスプレイ１００では、樹脂部材１０１は、低屈折率樹脂材料で形成される。なお、樹脂部材１０１には、ボイドが含まれていてもよい。 As shown in FIG. 9, the LED display 100 of Comparative Example 4 is provided with the wiring 42, the LED 10, the resin member 101, and the screen 44 stacked in this order on one surface of the mounting substrate 41. It has a configuration. In the LED display 100, the resin member 101 is formed of a low refractive index resin material. The resin member 101 may contain voids.
比較例４のＬＥＤディスプレイ１００の構成では、ＬＥＤディスプレイ１００の周囲からＬＥＤディスプレイ１００に入射される外光Ｌ０は、スクリーン４４及び配線４２等で反射される（図９中の白抜き矢印Ｌ１及びＬ２参照）。この場合、スクリーン４４及び配線４２からの反射光の影響により、ＬＥＤディスプレイ１００のコントラスト特性が低下する可能性がある。この課題を解消する手法としては、次の２つの手法が考えられる。 In the configuration of the LED display 100 of Comparative Example 4, external light L0 incident on the LED display 100 from the periphery of the LED display 100 is reflected by the screen 44, the wiring 42, and the like (white arrows L1 and L2 in FIG. 9). reference). In this case, the contrast characteristics of the LED display 100 may deteriorate due to the influence of the reflected light from the screen 44 and the wiring 42. The following two methods can be considered as a method for solving this problem.
まず、配線４２からの反射光を抑制する手法として、図１０Ａに示すＬＥＤディスプレイ１１０（比較例５）のように、配線４２の表面上にブラック樹脂層４３を設ける手法が考えられる。しかしながら、この手法では、スクリーン４４で反射される外光成分（図１０Ａ中の白抜き矢印Ｌ１）の影響を抑制することができない。 First, as a method of suppressing the reflected light from the wiring 42, a method of providing the black resin layer 43 on the surface of the wiring 42 as in the LED display 110 (Comparative Example 5) shown in FIG. 10A can be considered. However, with this method, the influence of the external light component reflected by the screen 44 (the white arrow L1 in FIG. 10A) cannot be suppressed.
また、上記課題を解消する別の手法としては、ＬＥＤディスプレイを、図１０Ｂに示すＬＥＤディスプレイ１２０（比較例６）のように構成する手法が考えられる。比較例６のＬＥＤディスプレイ１２０では、ブラック樹脂層４３をスクリーン４４と樹脂部材２０との間に設け、ＬＥＤ１０上の光抽出領域４０ａに対応するブラック樹脂層４３の領域に開口部４３ａを設ける。さらに、比較例６のＬＥＤディスプレイ１２０では、ＬＥＤ１０を封止する樹脂部材２０を、本実施形態と同様に、ブラック樹脂層４３及びスクリーン４４と屈折率マッチングする樹脂材料で形成する。 Further, as another method for solving the above problem, a method in which the LED display is configured like the LED display 120 (Comparative Example 6) shown in FIG. 10B can be considered. In the LED display 120 of Comparative Example 6, the black resin layer 43 is provided between the screen 44 and the resin member 20, and the opening 43 a is provided in the region of the black resin layer 43 corresponding to the light extraction region 40 a on the LED 10. Furthermore, in the LED display 120 of Comparative Example 6, the resin member 20 that seals the LED 10 is formed of a resin material that matches the refractive index of the black resin layer 43 and the screen 44 as in the present embodiment.
この場合には、スクリーン４４での外光反射を抑制することができる。また、この構成では、外光Ｌ０の入射側から見て、配線４２はブラック樹脂層４３に隠れた状態となるので、配線４２での外光反射も抑制することができる。しかしながら、比較例６のＬＥＤディスプレイ１２０では、ＬＥＤ１０上に低屈折率層部を設けないので、全反射の臨界角θ０より小さな角度でＬＥＤ１０からスクリーン４４に入射される光成分は、ブラック樹脂層４３に吸収され外部に取り出すことができない。それゆえ、比較例６のＬＥＤディスプレイ１２０では、外光反射の影響（コントラストの低下）を抑制することはできるが、光取り出し効率が低下する。 In this case, external light reflection at the screen 44 can be suppressed. Further, in this configuration, since the wiring 42 is hidden by the black resin layer 43 when viewed from the incident side of the external light L0, reflection of external light from the wiring 42 can also be suppressed. However, in the LED display 120 of Comparative Example 6, since the low refractive index layer portion is not provided on the LED 10, the light component incident on the screen 44 from the LED 10 at an angle smaller than the critical angle θ0 of total reflection is the black resin layer 43. Can not be taken out. Therefore, in the LED display 120 of Comparative Example 6, the influence of external light reflection (decrease in contrast) can be suppressed, but the light extraction efficiency decreases.
上記比較例５及び６の構成に対して、本実施形態のＬＥＤディスプレイ４０では、ブラック樹脂層４３をスクリーン４４と樹脂部材２０との間に設けるので、比較例６と同様に、外光反射の影響（コントラストの低下）を抑制することができる。また、本実施形態のＬＥＤディスプレイ４０では、ＬＥＤ１０上に低屈折率層部１１を設けるので、図１１に示すように、全反射の臨界角θ０より小さな角度で発光素子１からスクリーン４４に入射する光成分を増大させることができる。すなわち、本実施形態では、発光素子１で発光された光の大部分が、ブラック樹脂層４３の開口部４３ａ（コーン状の光抽出領域４０ａ）を介して外部に射出され、これにより、光取り出し効率を向上させることができる。 In contrast to the configurations of the comparative examples 5 and 6, in the LED display 40 of the present embodiment, the black resin layer 43 is provided between the screen 44 and the resin member 20, so Influence (decrease in contrast) can be suppressed. Further, in the LED display 40 of the present embodiment, since the low refractive index layer portion 11 is provided on the LED 10, as shown in FIG. 11, the light is incident on the screen 44 from the light emitting element 1 at an angle smaller than the critical angle θ0 of total reflection. The light component can be increased. In other words, in the present embodiment, most of the light emitted from the light emitting element 1 is emitted to the outside through the opening 43a (cone-shaped light extraction region 40a) of the black resin layer 43, whereby light extraction is performed. Efficiency can be improved.
以上のことから、本実施形態では、光取り出し効率及びコントラスト特性の両方に優れたＬＥＤディスプレイ４０を提供することができる。さらに、本実施形態では、発光素子１を光出射面が平坦面である樹脂部材２０で封止（パッケージ）するので、小フットプリントのＬＥＤディスプレイ４０（フラットパネルディスプレイ）を提供することができる。 From the above, in this embodiment, it is possible to provide the LED display 40 that is excellent in both light extraction efficiency and contrast characteristics. Furthermore, in this embodiment, since the light emitting element 1 is sealed (packaged) with the resin member 20 having a flat light emitting surface, a small footprint LED display 40 (flat panel display) can be provided.
なお、上記第２の実施形態では、外光Ｌ０の影響を除去するための遮光層として、ブラック樹脂材で形成された層を用いた例を説明したが、本開示はこれに限定されない。上記第２の実施形態では、ブラック樹脂層４３と同様の遮光機能を有する膜であれば、任意の膜で遮光層を構成することができる。 In the second embodiment, the example in which the layer formed of the black resin material is used as the light shielding layer for removing the influence of the external light L0 has been described. However, the present disclosure is not limited to this. In the second embodiment, as long as the film has a light shielding function similar to that of the black resin layer 43, the light shielding layer can be formed of any film.
また、上記第２の実施形態では、ブラック樹脂層４３をスクリーン４４と樹脂部材２０との間に設ける構成例を説明したが、本開示はこれに限定されない。ブラック樹脂層４３の配置位置は、上記第２の実施形態と同様に、高い光取り出し効率を維持しつつ、ブラック樹脂層４３を設けない場合に比べて、ＬＥＤディスプレイのコントラスト特性を改善することができる位置であれば任意である。その各種変形例（変形例１〜３）を、図１２Ａ〜１２Ｃに示す。図１２Ａ〜１２Ｃは、それぞれ変形例１〜３のＬＥＤディスプレイの概略構成断面図である。なお、図１２Ａ〜１２Ｃのそれぞれに示す各変形例のＬＥＤディスプレイにおいて、図８に示す上記第２の実施形態のＬＥＤディスプレイ４０と同様の構成には、同じ符号を付して示す。 Moreover, although the said 2nd Embodiment demonstrated the structural example which provides the black resin layer 43 between the screen 44 and the resin member 20, this indication is not limited to this. As in the second embodiment, the arrangement position of the black resin layer 43 can improve the contrast characteristics of the LED display as compared with the case where the black resin layer 43 is not provided while maintaining high light extraction efficiency. Any position can be used. Various modified examples (modified examples 1 to 3) are shown in FIGS. 12A to 12C are schematic cross-sectional views of LED displays of Modifications 1 to 3, respectively. In addition, in the LED display of each modification shown to each of FIG. 12A-12C, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the structure similar to the LED display 40 of the said 2nd Embodiment shown in FIG.
変形例１のＬＥＤディスプレイ５１では、図１２Ａに示すように、ブラック樹脂層４３が配線４２上で且つ発光素子１の配置領域と重ならない位置に設けられる。 In the LED display 51 of Modification 1, as shown in FIG. 12A, the black resin layer 43 is provided on the wiring 42 at a position that does not overlap with the arrangement region of the light emitting element 1.
また、変形例２のＬＥＤディスプレイ５２では、図１２Ｂに示すように、ブラック樹脂層４３がスクリーン４４の光出射面上に設けられる。なお、この例においても、上記第２の実施形態と同様に、発光素子１の光出射面１ａの上部に形成されるコーン状（錘体状）の光抽出領域４０ａと重ならない領域に、ブラック樹脂層４３が形成される。 Moreover, in the LED display 52 of the modification 2, the black resin layer 43 is provided on the light emission surface of the screen 44 as shown in FIG. 12B. In this example as well, in the same manner as in the second embodiment, black is formed in a region that does not overlap with the cone-shaped (weight-shaped) light extraction region 40a formed on the light emitting surface 1a of the light emitting element 1. A resin layer 43 is formed.
さらに、変形例３のＬＥＤディスプレイ５３では、図１２Ｃに示すように、２つのブラック樹脂層（第１ブラック樹脂層５４及び第２ブラック樹脂層５５）が設けられる。そして、変形例３では、第１ブラック樹脂層５４が、上記第２の実施形態と同様に、樹脂部材２０の光出射面に埋め込むようにして設けられ、第２ブラック樹脂層５５が、上記変形例１と同様に、配線４２上に設けられる。 Furthermore, in the LED display 53 of Modification 3, as shown in FIG. 12C, two black resin layers (a first black resin layer 54 and a second black resin layer 55) are provided. And in the modification 3, the 1st black resin layer 54 is provided so that it may embed in the light-projection surface of the resin member 20 similarly to the said 2nd Embodiment, and the 2nd black resin layer 55 is provided with the said deformation | transformation. Similar to Example 1, it is provided on the wiring 42.
上記変形例１〜３のＬＥＤディスプレイにおいても、ブラック樹脂層４３を設けない場合に比べて、スクリーン４４及び／又は配線４２での外光の反射の影響を低減することができ、ＬＥＤディスプレイのコントラスト特性を改善することができる。 Also in the LED displays of the first to third modifications, the influence of reflection of external light on the screen 44 and / or the wiring 42 can be reduced compared with the case where the black resin layer 43 is not provided, and the contrast of the LED display The characteristics can be improved.
さらに、上記第２の実施形態では、ブラック樹脂層４３及びスクリーン４４を備えるＬＥＤディスプレイ４０について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ブラック樹脂層４３及びスクリーン４４を設けずに樹脂部材２０がスクリーンを兼ねる構成にしてもよい。 Furthermore, in the said 2nd Embodiment, although the LED display 40 provided with the black resin layer 43 and the screen 44 was demonstrated, this indication is not limited to this. For example, the resin member 20 may also serve as a screen without providing the black resin layer 43 and the screen 44.
なお、本発明のディスプレイ装置（ＬＥＤディスプレイ）では、比較例１に対して、光取り出し効率を向上させることで、樹脂部材２０の平面内に導波する光の成分を減少させることができる。これにより、本発明では、次のような効果も得られる。 In addition, in the display apparatus (LED display) of this invention, the component of the light guided in the plane of the resin member 20 can be decreased by improving light extraction efficiency with respect to the comparative example 1. FIG. Thereby, the following effects are also obtained in the present invention.
樹脂部材２０内に導波した光は、最終的には、樹脂部材２０や周辺部材に吸収されるが、この場合、ＬＥＤ１０から射出される強力な光によって樹脂部材２０や周辺部材が劣化する可能性がある。具体的には、例えばエポキシ、アクリル、シリコーン等のＬＥＤディスプレイで一般に用いられる封止樹脂は、例えば光の吸収による着色や収縮、又は、ガス発生などの劣化の問題を有する。 The light guided into the resin member 20 is finally absorbed by the resin member 20 and the peripheral member, but in this case, the resin member 20 and the peripheral member may be deteriorated by the strong light emitted from the LED 10. There is sex. Specifically, for example, sealing resins generally used in LED displays such as epoxy, acrylic, and silicone have problems of deterioration such as coloring and shrinkage due to light absorption, or gas generation.
しかしながら、本発明のＬＥＤディスプレイでは、上述のように、樹脂部材２０内を導波する光の成分を減少させることができるので、このような問題を軽減することができ、ＬＥＤディスプレイの寿命を向上させることができる。また、上記第２の実施形態のように、ブラック樹脂層４３を設けた場合には、樹脂部材２０内を導波する光の成分をさらに低減することができる。それゆえ、本発明では、ＬＥＤ１０（発光素子１）を封止する領域に光可塑性樹脂や光硬化性樹脂などの光によって変質しやすい樹脂を用いることができる。すなわち、樹脂部材２０を光可塑性樹脂や光硬化性樹脂などの樹脂を用いて形成することができる。 However, in the LED display of the present invention, as described above, since the light component guided in the resin member 20 can be reduced, such problems can be reduced and the life of the LED display is improved. Can be made. Moreover, when the black resin layer 43 is provided as in the second embodiment, the light component guided in the resin member 20 can be further reduced. Therefore, in the present invention, a resin that is easily deteriorated by light, such as a thermoplastic resin or a photocurable resin, can be used in the region where the LED 10 (light emitting element 1) is sealed. That is, the resin member 20 can be formed using a resin such as a thermoplastic resin or a photocurable resin.
また、本発明のディスプレイ装置では、ＬＥＤ１０（発光素子１）と隣接してＬＥＤ駆動用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）やＩＣ（Integrated Circuit）チップなどの回路（発光素子駆動回路）を配置することもできる。 Further, in the display device of the present invention, a circuit (light emitting element driving circuit) such as an LED driving TFT (Thin Film Transistor) or an IC (Integrated Circuit) chip may be disposed adjacent to the LED 10 (light emitting element 1). it can.
樹脂部材２０で封止される領域内にこのようなＴＦＴやＩＣチップを設けた場合、ＬＥＤ１０から射出される光によって励起されるキャリアが、ＴＦＴやＩＣチップを誤動作させる可能性がある。しかしながら、本発明のＬＥＤディスプレイでは、上述のように、樹脂部材２０内を導波する光の成分を減少させることができ、ブラック樹脂層４３を設けても光取り出し効率が低下しない。それゆえ、本発明のディスプレイ装置において、ＬＥＤ１０（発光素子１）と隣接してＬＥＤ駆動用のＴＦＴやＩＣチップを配置しても、輝度とコントラスト比を低下させずに、安定した駆動が可能となる。 When such a TFT or IC chip is provided in a region sealed with the resin member 20, carriers excited by light emitted from the LED 10 may cause the TFT or IC chip to malfunction. However, in the LED display of the present invention, as described above, the light component guided in the resin member 20 can be reduced, and even if the black resin layer 43 is provided, the light extraction efficiency does not decrease. Therefore, in the display device of the present invention, even if an LED driving TFT or an IC chip is disposed adjacent to the LED 10 (light emitting element 1), stable driving is possible without reducing the luminance and contrast ratio. Become.
また、上記第１及び第２の実施形態では、光源としてＬＥＤを用いる例を説明したが、本開示は、これに限定されない。光源として、例えば有機ＥＬ（Electroluminescence）、無機ＥＬ等の自発光方式の光源を用いてもよい。また、光源として、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ディスプレイの各画素を構成する光透過部等のように、微小開口部を通過する光を利用する疑似光源を用いてもよい。 Moreover, although the said 1st and 2nd embodiment demonstrated the example which uses LED as a light source, this indication is not limited to this. As the light source, for example, a self-luminous light source such as organic EL (Electroluminescence) or inorganic EL may be used. Further, as the light source, for example, a pseudo light source that uses light passing through a minute opening may be used, such as a light transmitting portion that constitutes each pixel of a MEMS (Micro Electro Mechanical System) display.
なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
発光素子本体部と、
前記発光素子本体部の光出射面上に設けられ、第１の屈折率を有する低屈折率層部と、
前記発光素子本体部及び前記低屈折率層部を内部に封止するように設けられ、光出射面が平坦面であり、かつ、前記第１の屈折率より大きい第２の屈折率を有するパッケージ部材と
を備えるディスプレイ装置。
（２）
さらに、前記発光素子本体部から前記低屈折率層部を介して射出される光の抽出領域と重ならない領域に設けられた遮光層を備える
（１）に記載のディスプレイ装置。
（３）
前記遮光層が、前記発光素子本体部の光出射面側の所定位置に設けられている
（２）に記載のディスプレイ装置。
（４）
前記遮光層が、ブラック樹脂で形成されている
（２）又は（３）に記載のディスプレイ装置。
（５）
さらに、前記パッケージ部材上に設けられたスクリーンを備え、
前記パッケージ部材が、前記スクリーンと屈折率マッチングした部材で構成されている
（１）〜（４）のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
（６）
前記パッケージ部材が、光可塑性樹脂又は光硬化性樹脂で形成された樹脂部材を含む
（１）〜（５）のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
（７）
さらに、前記パッケージ部材内に設けられ、前記発光素子本体を駆動する発光素子駆動回路を備える
（１）〜（６）のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
（８）
発光素子本体部と、
光出射面が平坦面でありかつ前記発光素子本体部を内部に封止するパッケージ部材の屈折率よりも小さい屈折率を有し、前記発光素子本体部の光出射面上に設けられた低屈折率層部と
を備える発光素子。
In addition, this indication can also take the following structures.
(1)
A light emitting element body,
A low refractive index layer having a first refractive index provided on the light emitting surface of the light emitting element body;
A package that is provided so as to seal the light emitting element main body and the low refractive index layer, and has a flat light exit surface and a second refractive index that is higher than the first refractive index. A display device comprising: a member;
(2)
The display device according to (1), further comprising: a light shielding layer provided in a region that does not overlap with an extraction region of light emitted from the light emitting element main body through the low refractive index layer.
(3)
The display device according to (2), wherein the light shielding layer is provided at a predetermined position on the light emitting surface side of the light emitting element main body.
(4)
The display device according to (2) or (3), wherein the light shielding layer is formed of a black resin.
(5)
And a screen provided on the package member,
The display device according to any one of (1) to (4), wherein the package member is configured of a member having a refractive index matching with the screen.
(6)
The display device according to any one of (1) to (5), wherein the package member includes a resin member formed of a thermoplastic resin or a photocurable resin.
(7)
Furthermore, the display apparatus as described in any one of (1)-(6) provided with the light emitting element drive circuit which is provided in the said package member and drives the said light emitting element main body.
(8)
A light emitting element body,
Low refractive index provided on the light emitting surface of the light emitting element main body, the light emitting surface being a flat surface and having a refractive index smaller than the refractive index of the package member sealing the light emitting element main body inside A light emitting device comprising: a rate layer portion.
１…発光素子、１０…ＬＥＤ、１１…低屈折率層部、２０…樹脂部材、４０，５１，５２，５３…ＬＥＤディスプレイ、４０ａ…光抽出領域、４１…実装基板、４２…配線、４３…ブラック樹脂層、４４…スクリーン、５４…第１ブラック樹脂層、５５…第２ブラック樹脂層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting element, 10 ... LED, 11 ... Low refractive index layer part, 20 ... Resin member, 40, 51, 52, 53 ... LED display, 40a ... Light extraction area | region, 41 ... Mounting board, 42 ... Wiring, 43 ... Black resin layer, 44 ... screen, 54 ... first black resin layer, 55 ... second black resin layer
Claims (11)
前記発光素子本体部の光出射面上に設けられ、エアギャップで構成され、第１の屈折率を有する低屈折率層部と、
前記発光素子本体部及び前記低屈折率層部を内部に封止するように設けられ、前記第１の屈折率より大きい第２の屈折率を有するパッケージ部材と、
前記発光素子本体部から前記低屈折率層部を介して射出される光の抽出領域と重ならない領域に設けられた遮光層を備え、
前記遮光層は、前記発光素子本体部の光出射面と対向する領域に開口部を有し、前記開口部の面積が前記パッケージ部材の前記光出射面における前記光の抽出領域の面積以上である
ディスプレイ装置。 A light emitting element body,
A low refractive index layer portion provided on the light emitting surface of the light emitting element body portion, configured by an air gap, and having a first refractive index;
A package member provided so as to seal the light emitting element main body and the low refractive index layer, and having a second refractive index larger than the first refractive index;
A light shielding layer provided in a region that does not overlap with an extraction region of light emitted from the light emitting element main body through the low refractive index layer,
The light shielding layer has an opening in a region facing the light emitting surface of the light emitting element main body, and the area of the opening is equal to or larger than the area of the light extraction region on the light emitting surface of the package member. Display device.
前記発光素子本体部の光出射面上に設けられ、第１の屈折率を有する低屈折率層部と、
前記発光素子本体部及び前記低屈折率層部を内部に封止するように設けられ、前記第１の屈折率より大きい第２の屈折率を有するパッケージ部材と、
前記発光素子本体部から前記低屈折率層部を介して射出される光の抽出領域と重ならない領域に設けられた遮光層と、
前記パッケージ部材上に設けられたスクリーンを備え、
前記スクリーンの上に、前記遮光層が設けられ、
前記遮光層は、前記発光素子本体部の光出射面と対向する領域に開口部を有し、前記開口部の面積が前記パッケージ部材の前記光出射面における前記光の抽出領域の面積以上である
ディスプレイ装置。 A light emitting element body,
A low refractive index layer having a first refractive index provided on the light emitting surface of the light emitting element body;
A package member provided so as to seal the light emitting element main body and the low refractive index layer, and having a second refractive index larger than the first refractive index;
A light shielding layer provided in a region that does not overlap with an extraction region of light emitted from the light emitting element body through the low refractive index layer,
Comprising a screen provided on the package member;
The light shielding layer is provided on the screen,
The light shielding layer has an opening in a region facing the light emitting surface of the light emitting element main body, and the area of the opening is equal to or larger than the area of the light extraction region on the light emitting surface of the package member. Display device.
前記発光素子本体部の光出射面上に設けられ、第１の屈折率を有する低屈折率層部と、
前記発光素子本体部及び前記低屈折率層部を内部に封止するように設けられ、前記第１の屈折率より大きい第２の屈折率を有するパッケージ部材と、
前記発光素子本体部から前記低屈折率層部を介して射出される光の抽出領域と重ならない領域に設けられた遮光層とを備え、
前記遮光層は、前記パッケージ部材の下の前記発光素子本体部の配置領域と重ならない位置に設けられている
ディスプレイ装置。 A light emitting element body,
A low refractive index layer having a first refractive index provided on the light emitting surface of the light emitting element body;
A package member provided so as to seal the light emitting element main body and the low refractive index layer, and having a second refractive index larger than the first refractive index;
A light shielding layer provided in a region that does not overlap with an extraction region of light emitted from the light emitting element main body through the low refractive index layer,
The said light shielding layer is provided in the position which does not overlap with the arrangement | positioning area | region of the said light emitting element main-body part under the said package member.
請求項７に記載のディスプレイ装置。 Further, a screen provided on the package member is provided, and a light shielding layer is provided between the package member and the screen, and the light shielding layer between the package member and the screen is a light of the light emitting element main body. The display device according to claim 7, further comprising an opening in a region facing the emission surface, wherein an area of the opening is equal to or larger than an area of the light extraction region on the light emission surface of the package member.
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