JP2019160787A - 光源モジュールおよびその面光源アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は発光素子、導光板および量子ドット層を含む面光源アセンブリを提供し、さらに、複数個の上記面光源アセンブリを含む光源モジュールを提供する。【解決手段】発光素子は環状発光側面を有し、導光板が対向する底面および出光面を有し、底面が発光素子を収容する収容槽を有し、収容槽が入光面を有し、入光面が環状発光側面を囲み、量子ドット層が環状発光側面を囲む。【選択図】図１

Description

本発明は光源モジュールに関し、特に面光源を提供できる光源モジュールおよびその面光源アセンブリに関する。

液晶表示装置の液晶表示パネルは発光しないため、バックライトモジュールによって面光源を提供する必要がある。バックライトモジュールは直下型バックライトモジュールとエッジライト型バックライトモジュールを含む。今よく見られるエッジライト型バックライトモジュールは、導光板の横側に発光ダイオードライトバーを配置し、導光板の内部に網点を設置して、発光ダイオードライトバーが提供した光線が導光板に入った後、網点によって光線が導光板の出光面から出射される。しかし、発光ダイオードライトバーが導光板の横側に配置されるため、輝度ムラの問題になり易く、かつローカルディミング（ｌｏｃａｌ ｄｉｍｍｉｎｇ）に不利である。

今よく見られる直下型バックライトモジュールは、二次元アレイ状に配列された複数の発光ダイオードを拡散板の下方に配置したものである。エッジライト型バックライトモジュールに比較すると、直下型バックライトモジュールはより優れた輝度均一性を有し、かつローカルディミングに有利であるが、厚さが比較的に厚いという問題がある。

また、色彩表現を高めるために、従来のバックライトモジュールでは量子ドットフィルム（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ
Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）を拡散板の上方に設置しているが、量子ドットフィルムのサイズを拡散板のサイズに合わせる必要があるため、コストが比較的に高いという問題がある。量子ドットフィルムは量子ドット層および量子ドット層の上、下両側に配置される保護層によって構成され、量子ドット層の周辺に保護用の保護層がないため、湿気の影響を受けやすく、幅１〜２ｍｍの無効領域が形成され、細縁の製品に応用するには不向きである。

この「背景技術」部分は、本発明の内容の理解を促すためにあり、「背景技術」部分で開示された内容には、当業者が既知の従来技術を構成しないものも含まれている可能性がある。「背景技術」部分で開示された内容は、当該内容または本発明の一つ若しくは複数の実施例で解決しようとする課題を示すものではなく、また本発明が出願前に既に当業者に把握され、または認識されていることを意味するものではない。

本発明は、厚さを縮減しコストを削減するための面光源アセンブリを提供する。

また、本発明は厚さを縮減しコストを削減するための光源モジュールを提供する。

本発明が開示する技術特徴から、本発明のその他の目的と利点についてさらに理解を深めることができる。

上記一つ、一部またはすべての目的またはその他の目的を達成するために、本発明の実施例が提供する面光源アセンブリは、発光素子、導光板および量子ドット層を含む。発光素子は環状発光側面を有し、導光板は対向する底面および出光面を有し、底面は発光素子を収容する収容槽を有し、収容槽が入光面を有し、入光面が環状発光側面を囲む。量子ドット層は環状発光側面を囲む。

上記一つ、一部またはすべての目的またはその他の目的を達成するために、本発明の一実施例が提供する光源モジュールは複数個の面光源アセンブリを含み、各面光源アセンブリは発光素子、導光板および量子ドット層を含む。発光素子は環状発光側面を有し、導光板は対向する底面および出光面を有する。底面は発光素子を収容する収容槽を有し、収容槽が入光面を有し、入光面が環状発光側面を囲み、量子ドット層が環状発光側面を囲む。光源アセンブリの導光板は互いにつなぎ合わせられる。

本発明の実施例の面光源アセンブリは発光素子が導光板底面の収容槽中に設置されるため、面光源アセンブリの厚さを縮減することができる。かつ、量子ドット層は発光素子の環状発光側面を囲むだけで十分であるため、量子ドット層の材料を節約し、コストを低減することができる。本発明の実施例の光源モジュールは、複数個の上記面光源アセンブリを用いるため、厚さが比較的に薄く、かつコストが比較的に低いという利点を有するほか、ローカルディミング機能も実現できる。

本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点をより明確に、わかり易く示すために、以下は実施例に基づき、図面を参照しながら詳しく説明する。

本発明の一実施例の面光源アセンブリの断面概略図。 図の発光素子、導光板および量子ドット層の底面概略図。 本発明の別の実施例の面光源アセンブリの断面概略図。 本発明の別の実施例の面光源アセンブリの断面概略図。 本発明の一実施例の光源モジュールの上面概略図。

本発明の前記およびその他の技術内容、特徴および効果について、以下は図面を参照しながらその好ましい実施例を詳しく説明することで明確に示す。以下の実施例において言及される方向用語、例えば、上、下、左、右、前または後などは図面を参照する方向のみである。従って、これらの方向用語は説明を目的とするものであり、本発明を制限するものではない。

図１は本発明の一実施例の面光源アセンブリの断面概略図であり、図２は図１の発光素子、導光板および量子ドット層の底面概略図である。図１と図２が示すように、本実施例の面光源アセンブリ１００は発光素子１１０、導光板１２０および量子ドット層１３０を含む。発光素子１１０は環状発光側面１１１を有し、導光板１２０は対向する底面１２１および出光面１２２を有し、底面１２１が発光素子１１０を収容する収容槽１２３を有し、収容槽１２３が入光面１２４を有し、入光面１２４が環状発光側面１１１を囲んでいる。量子ドット層１３０は環状発光側面１１１を囲んでいる。

本実施例において、上記の発光素子１１０は例えば発光ダイオードであるが、これに限定されない。発光素子１１０は対向して配置された頂面１１２と下底面１１３を有し、下底面１１３が導光板１２０の底面１２１に近接し、環状発光側面１１１が頂面１１２と下底面１１３との間に接続され、頂面１１２は発光しない。その他、面光源アセンブリ１００はさらに、導光板１２０の底面１２１の下方に配置され、かつ発光素子１１０を搭載する基板１４０を含んでもよい。発光素子１１０の下底面１１３は例えば基板１４０上に固定される。基板１４０は例えば電気回路板であり、発光素子１１０を発光させるものである。基板１４０の材料は酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）および／または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などを含むが、これらに限定されない。また、導光板１２０の底面１２１から漏れた光線を反射するよう、基板１４０の導光板１２０の底面１２１に面した側に反射層１４１を設けてもよい。反射層１４１は白い反射シート、シルバ反射シートまたは二酸化チタン（ＴｉＯ_２）反射層であってもよいが、これらに限定されない。

本実施例の導光板１２０の底面１２１は例えば、収容槽１２３を囲む環状溝１２５をさらに有し、量子ドット層１３０が環状溝１２５の中に配置される。量子ドット層１３０は基材および基材の中に位置する複数個の量子ドットを含む。本実施例において、量子ドット層１３０中にさらに複数個の散乱粒子が含まれ、各散乱粒子の直径が３〜１０μｍである。

本実施例において、発光素子１１０の頂面１１２が発光しないため、発光素子１１０の環状発光側面１１１から発した光線Ｌ１が環状発光側面１１１を囲む入光面１２４を経由して導光板１２０に進入し、かつ量子ドット層１３０まで伝達されると、一部の光線Ｌ１が量子ドット層１３０に吸収されて、異なる色の光線Ｌ２に変換されるが、その他の一部の光線Ｌ１および変換された光線Ｌ２が混合された後、導光板１２０の出光面１２２から出射される。一実施例において、発光素子１１０は青色発光ダイオードを含み、発する光線Ｌ１が例えば青色光であり、量子ドット層１３０は赤色量子ドットおよび緑色量子ドットを含み、青色光を赤色光および緑色光に変換することができるため、赤色光、緑色光および量子ドット層１３０に吸収されなかった青色光が混合されて白光になる。別の実施例において、発光素子１１０は青色発光ダイオード（図示せず）および青色発光ダイオードを覆う赤色蛍光体層（図示せず）を含み、青色発光ダイオードが発した青色光の一部が赤色蛍光体層によって赤色光に変換されるため、発光素子１１０が発する光線Ｌ１は赤色光および青色光を含み、量子ドット層１３０が緑色量子ドットを含むため、一部の青色光を緑色光に変換することが可能であり、そのゆえ、この赤色光、緑色光および量子ドット層１３０に吸収されなかった青色光が混合されて白光になる。

本実施例の面光源アセンブリ１００は、発光素子１１０が導光板１２０の底面１２１の収容槽１２３の中に設置されるため、面光源アセンブリ１００の厚さを低減することができる。また、量子ドット層１３０が導光板１２０の環状溝１２５に設置され、導光板１２０の出光面１２２全体に対応して設置する必要がないため、量子ドット層１３０の材料を節約し、コストを削減することができる。また、量子ドット層１３０が導光板１２０の環状溝１２５内に設置されることは導光板１２０に被覆されること同然であるため、導光板１２０によって外部の湿気を遮断し、量子ドット層１３０が湿ることを防ぎ、従来の量子ドットフィルムであれば量子ドット層１３０の上、下両側に配置される保護膜を省き、さらにコストを削減することができる。量子ドット層１３０において、環状溝１２５から露出する表面１３１のみが導光板１２０に被覆されないため、表面１３１が湿って厚さ１〜２ｍｍ（表面１３１から出光面１２２への方向は厚さ方向である）の無効領域が発生しても、面光源アセンブリ１００全体の機能効果を大きく影響することなく、面光源アセンブリ１００を細縁の製品に適用することができる。一層の湿気防止が必要な場合、面光源アセンブリ１００はさらに保護層１５０を含み、量子ドット層１３０の環状溝１２５から露出される表面１３１を被覆してもよい。

なお、色彩表現をさらに高めるために、発光半値幅が２０ｎｍ〜６０ｎｍの量子ドット層１３０、例えばセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）量子ドット層を用いることができる。これにより、Ｒｃｅ．２０２０色域（ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ）の９０％に到達できる。

図３は本発明の別の実施例の面光源アセンブリの断面概略図である。図３が示すように、本実施例の面光源アセンブリ１００ａは上記面光源アセンブリ１００に類似しているため、以下は主な相違点についてのみ説明する。面光源アセンブリ１００ａにおいて、量子ドット層１３０ａは導光板１２０ａの収容槽１２３内に配置され、かつ収容槽１２３の入光面１２４と発光素子１１０の環状発光側面１１１との間に位置する。従って、導光板１２０ａには図１の環状溝１２５を設ける必要がない。また、面光源アセンブリ１００ａはさらに透光管体１６０を含み、量子ドット層１３０ａを被覆し、量子ドット層１３０ａが湿ることを防ぐようにしてもよい。

図４は本発明の別の実施例の面光源アセンブリの断面概略図である。図４が示すように、本実施例の面光源アセンブリ１００ｂは図１の面光源アセンブリ１００に類似しており、主な相違点は面光源アセンブリ１００ｂの導光板１２０ｂの出光面１２２ｂが凸面である。具体的には、出光面１２２ｂの高さが例えば中心から側面１２６へ次第に低くなり、かつ前記凸面が曲面であり、または中心から側面１２６へ傾斜した一つの傾斜面若しくは複数個の傾斜面を含んでもよい。

出光面１２２ｂが凸面であるため、導光板１２０ｂ内の光線（例えば光線Ｌ３）の出光面１２２ｂにおける入射角が変更され、本来の出光面１２２ｂが平面である場合なら導光板１２０ｂの側面１２６まで全反射されて側面１２６から漏れてしまう光線Ｌ３を導光板１２０ｂの底面１２１まで反射し、かつ底面１２１の反射により出光面１２２ｂから出射させて、導光板１２０ｂの側面１２６の光漏れ問題を改善できる。図３の面光源アセンブリ１００ａの導光板１２０ａの出光面１２２が凸面であってもよい。

図５は本発明の一実施例の光源モジュールの上面概略図である。図５が示すように、本実施例の光源モジュール２００は複数個の面光源アセンブリ２１０を含み、各面光源アセンブリ２１０が発光素子２１１、導光板２１２および量子ドット層２１３を含み、かつこれらの面光源アセンブリ２１０の導光板２１２を繋ぎ合わせて一つの大きいサイズの導光構造を形成する。一実施例において、これらの導光板２１２を一枚に整合してもよい。また、面光源アセンブリ２１０は上記何れかの実施例の面光源アセンブリ、例えば面光源アセンブリ１００、１００ａ、１００ｂを用いることができるため、本実施例の光源モジュール２００は厚さが比較的に薄く、かつコストが比較的に低いという利点を有するほか、ローカルディミングの機能も実現できる。

以上をまとめると、本発明の実施例の面光源アセンブリは、発光素子が導光板の底面の収容槽中に設置されるため、厚い面光源アセンブリの厚さを減縮することができる。かつ、量子ドット層が発光素子の環状発光側面を囲むのみであるため、量子ドット層のサイズを大幅に縮小させ、コストを削減することができる。本発明の実施例の光源モジュールは複数個の上記面光源アセンブリを用いるため、厚さが比較的に薄く、かつコストが比較的に低いという利点を有するほか、ローカルディミングの機能も実現できる。

以上に記載したのは本発明の好ましい実施例であり、本発明の実施範囲がこれに限定されるべきではない。即ち、本発明の請求の範囲および発明の詳細な説明を基に行った簡単な等価変更および修正も本発明の請求範囲内に属する。また、本発明の実施例または請求項のいずれかが必ずしも本発明の開示した目的または利点または特徴を全て満たすとは限らない。その他、要約書と発明の名称は特許文献の検索のために用いられるものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。

Claims (14)

1. 面光源アセンブリであって、
   発光素子、導光板および量子ドット層を含み、
   前記発光素子は環状発光側面を有し、
   前記導光板は対向する底面および出光面を有し、前記底面が前記発光素子を収容する収容槽を有し、前記収容槽が入光面を有し、前記入光面が前記環状発光側面を囲み、
   前記量子ドット層は前記環状発光側面を囲むことを特徴とする面光源アセンブリ。
2. 前記導光板の前記底面はさらに環状溝を有し、
   前記環状溝が前記収容槽を囲み、前記量子ドット層が前記環状溝の中に配置されることを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
3. 前記面光源アセンブリはさらに保護層を含み、前記保護層が前記量子ドット層の前記環状溝から露出する表面を被覆することを特徴とする請求項２に記載の面光源アセンブリ。
4. 前記量子ドット層は前記収容槽内に配置され、かつ前記入光面と前記環状発光側面との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
5. 前記面光源アセンブリはさらに透光管体を含み、前記透光管体が前記量子ドット層を被覆することを特徴とする請求項４に記載の面光源アセンブリ。
6. 前記発光素子は青色発光ダイオードを含み、前記量子ドット層が赤色量子ドットおよび緑色量子ドットを含むことを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
7. 前記発光素子は青色発光ダイオードおよび前記青色発光ダイオードを被覆する赤色蛍光体層を含み、
   前記量子ドット層は緑色量子ドットを含むことを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
8. 前記量子ドット層中に複数個の散乱粒子が含まれ、各散乱粒子の直径が３μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の面光源アセンブリ。
9. 前記量子ドット層の発光半値幅が２０ｎｍ〜６０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
10. 前記面光源アセンブリはさらに基板を含み、
    前記基板は前記導光板の前記底面の下方に配置され、かつ前記発光素子を搭載することを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
11. 前記基板において前記導光板の前記底面に面した側に反射層が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の面光源アセンブリ。
12. 前記導光板の前記出光面が凸面であることを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
13. 前記発光素子は対向して配置された頂面と下底面を含み、前記下底面が前記導光板の前記底面に近接し、
    前記環状発光側面は前記頂面と前記下底面との間に接続され、前記頂面が発光しないことを特徴とする請求項１に記載の面光源アセンブリ。
14. 光源モジュールであって、
    複数個の面光源アセンブリを含み、
    複数個の前記面光源アセンブリはそれぞれ発光素子、導光板および量子ドット層を含み、
    前記発光素子が環状発光側面を有し、
    前記導光板が対向する底面および出光面を有し、前記底面が前記発光素子を収容する収容槽を有し、前記収容槽が入光面を有し、前記入光面が前記環状発光側面を囲み、
    前記量子ドット層が前記環状発光側面を囲み、
    複数個の前記面光源アセンブリの複数個の前記導光板が互いにつなぎ合わせられていることを特徴とする光源モジュール。

Images