JP2020035738A - 発光装置及びバックライトモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】発光装置及びバックライトモジュールを提供する。【解決手段】回路基板と、回路基板の表面に設けられる複数の発光ダイオードと、発光ダイオードを被覆するように、回路基板の前記表面に設けられる光学接着剤と、光学接着剤の回路基板から離れる側に設けられ、硬度が光学接着剤の硬度より大きい光透過性フィルムと、を含む発光装置。【選択図】図１Ｂ
Description
本開示は、薄型発光装置及びバックライトモジュールに関する。
現在の直下型ＬＥＤバックライトモジュールでは、ＬＥＤの各々にレンズが組み合わせられ、レンズと上方の拡散板との間の混光距離を加えると、ＬＥＤバックライトモジュールは、厚さを更に低下させるように設計されることができず、ディスプレイの薄型化を図ることの障害になる。上記問題に対しては、当業者による解決方法の提供が急に望まれている。
これに鑑みて、本開示の１つの目的は、薄型発光装置を提供することにある。
本開示のある実施形態によると、回路基板と、前記回路基板の表面に設けられる複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードを被覆するように、前記回路基板の前記表面に設けられる光学接着剤と、前記光学接着剤の前記回路基板から離れる側に設けられ、硬度が前記光学接着剤の硬度より大きい光透過性フィルムと、を含む発光装置を提供する。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記光透過性フィルムの屈折率が前記光学接着剤の屈折率より大きい。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記光透過性フィルムの材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、三酢酸セルロース及びポリプロピレンの少なくとも１つを含む。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記光透過性フィルムの前記光学接着剤から離れる表面から前記回路基板までの距離が１．５ｍｍより小さい。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記複数の発光ダイオードは、青色光を発する。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、発光装置は、前記光透過性フィルムの前記光学接着剤から離れる側に設けられ或いは前記光学接着剤と前記光透過性フィルムとの間に設けられ、青色光の一部を吸収して少なくとも１つの青色光と異なる波長光を発する波長変換層を更に含む。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記波長変換層は、主峰の波長が黄色スペクトルの範囲内にある第１の波長転換物質を含む。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記波長変換層は、主峰の波長が緑色スペクトルの範囲内にある第２の波長転換物質及び主峰の波長が赤色スペクトルの範囲内にある第３の波長転換物質を含む。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記複数の発光ダイオードは、発光ダイオードチップ、サブミリ発光ダイオードチップ、マイクロ発光ダイオードチップ又は発光ダイオードパッケージである。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、発光装置は、前記発光ダイオードに位置する第４の波長転換物質を更に含む。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、発光装置は、前記光学接着剤又は前記光透過性フィルムの中に分布される第５の波長転換物質を更に含む。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記光透過性フィルムの前記光学接着剤から離れる表面に、前記複数の発光ダイオードの発出した光を反射するための複数の光学パターン群を有する。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記光学パターン群の各々は、複数の反射パターンを含み、前記光学パターン群の各々の中心位置が前記発光ダイオードの各々に対応し、且つ前記光学パターン群内に位置する前記複数の反射パターンのサイズが前記光学パターン群の前記中心位置から離れるにつれて小さくなるように配列される。
本開示の１つ又は複数の実施形態において、前記複数の反射パターンの材料は、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、マイクロセルポリエチレンテレフタレート、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、二酸化チタン及び二酸化珪素の少なくとも１つを含む。
本開示のある実施形態によると、上記いずれかの発光装置を含むバックライトモジュールを提供する。
上記をまとめると、本開示の発光装置は、光学接着剤と光透過性フィルムで発光ダイオードパッケージのレンズに取って代わることで、発光装置の厚さを小さくする。
下記添付図面の説明は、本開示の上記及び他の目的、特徴、メリット及び実施形態をより分かりやすくするためのものである。
本開示の記述をより詳細且つ完備的にするために、添付の図面及び下記の各種の実施形態を参照してよい。図面における各素子は、比例にして描かれたものではなく、且つ本開示を説明するために提供されたものだけである。以下、本開示を全面的に理解させるために、数多くの実際的な細部を説明するが、当業者であれば、１つ又は複数の実際的な細部なしに本開示を実施できるため、これらの細部が本開示を限定するために用いられるべきではないことは理解すべきである。
図１Ａ及び図１Ｂを参照されたい。図１Ａは、本開示の一実施形態に係る発光装置１００を示す斜視透視図である。図１Ｂは、図１Ａの示す発光装置１００の断面図である。発光装置１００は、回路基板１１０と、複数の発光ダイオード１２０と、光学接着剤１３０と、光透過性フィルム１４０と、を含む。発光ダイオード１２０は、マトリクスの形態で配列するように、回路基板１１０の上面に設けられる。Ｘ方向において、隣接する何れの２つの発光ダイオード１２０が一定のピッチを有し、Ｙ方向において、隣接する何れの２つの発光ダイオード１２０が別の一定のピッチを有する。前記ピッチは、発光ダイオード１２０の数及び回路基板１１０の大きさによって決められる。発光ダイオード１２０は、発光ダイオードチップ、サブミリ発光ダイオードチップ（ｍｉｎｉ ＬＥＤ ｃｈｉｐ）、マイクロ発光ダイオードチップ（ｍｉｃｒｏ ＬＥＤ ｃｈｉｐ）或いは発光ダイオードパッケージであってよい。発光ダイオードパッケージは、少なくとも１つの発光ダイオードチップを含む。また、普通の発光ダイオードチップ（ＬＥＤ ｃｈｉｐ）の長さ、広さは５００マイクロメータ（ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ、μｍ）より大きく、サブミリ発光ダイオードチップの長さ、広さは５０〜５００マイクロメータにあり、マイクロ発光ダイオードチップの長さ、広さは５０マイクロメータより小さい。本発明の発光装置は、バックライト用途に適用されてよい。
光学接着剤１３０は、発光ダイオード１２０を被覆し、発光ダイオード１２０の間の隙間に充填されるように、回路基板１１０の上面に設けられる。光透過性フィルム１４０は、光学接着剤１３０の回路基板１１０から離れる側に設けられる。例として、図１Ｂにおいて、光透過性フィルム１４０が光学接着剤１３０の上方を直接被覆する。光透過性フィルム１４０の硬度が光学接着剤１３０の硬度より高いので、光学接着剤１３０を保護することができる。ある実施形態において、光透過性フィルム１４０の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせを含む。
上記構造配置によって、発光装置１００の厚さを大幅に低下させることができる。ある実施形態において、光透過性フィルム１４０の光学接着剤１３０から離れる表面から回路基板１１０までの距離Ｄ（つまり、光透過性フィルム１４０に光学接着剤１３０を加えた厚さ）が１．５ｍｍより小さい。
なお、従来のライトボードは、製造の過程中に発光ダイオードの各々に別々にレンズを取り付ける必要がある。その代わりに、本開示の発光装置１００は、発光ダイオード１２０の上方に光学接着剤１３０及び光透過性フィルム１４０を覆うだけでよいので、発光装置１００の製造がわりに容易になり、且つレンズを設置しなくてもよいので、生産コストを更に低下させることができる。
また、発光装置１００の構造配置により、高い信頼度を有するようになる。ある信頼度のテストにおいて、まず、テストの対象を−４０℃の雰囲気に２０分間放置し、その後、５分間内で１２５℃まで加熱し、１２５℃温度で２０分間維持した後で、５分間内で温度を−４０℃まで低下させ、次に、上記工程を繰り返す。本開示の発光装置１００と従来のライトボードに対して上記信頼度のテストを別々に行うと、従来のライトボードは約２００回のテストを経過すると失効するが、本開示の発光装置１００は少なくとも５００回のテストを通過することができる。
ある実施形態において、光透過性フィルム１４０の屈折率が光学接着剤１３０の屈折率より大きく、発光ダイオード１２０の発した光を効果的に外へ伝送することに寄与する。例として、光学接着剤１３０の屈折率は約１．４７５、ＰＥＴの屈折率は約１．５７５、ＰＥＴの屈折率は約１．６、ＰＭＭＡの屈折率は約１．４８９３〜１．４８９９である。
ある実施形態において、発光装置１００は、必要に応じて、光透過性フィルム１４０の光学接着剤１３０から離れる側に、例えば、波長変換層、拡散シート、プリズムレンズ、輝度上昇フィルム或いは他の好適な光学フィルムのような、発光装置１００の光学特性を変えるための他の光学フィルム（未図示）を積み重ねて設置してもよい。別のある実施形態において、上記光学フィルムが光透過性フィルム１４０と光学接着剤１３０との間に設けられる。本開示では、光透過性フィルム１４０と上記の各種の光学フィルムがその効果に影響を与えずに、如何なる順序で光学接着剤１３０に積み重ねて設置されてよいと仮想される。
ある実施形態において、光透過性フィルム１４０及び上記光学フィルムは、光学接着剤１３０までの距離が増えるにつれて、硬度が逓増する。ある実施形態において、光透過性フィルム１４０と上記光学フィルムは、光学接着剤１３０までの距離が増えるにつれて、屈折率が逓増する。
図２を参照されたい。図２は、本開示の別の実施形態に係る発光装置２００を示す断面図である。発光装置２００は、回路基板１１０と、複数の発光ダイオード１２０と、光学接着剤１３０と、光透過性フィルム１４０と、波長変換層１５０と、を含む。回路基板１１０、複数の発光ダイオード１２０、光学接着剤１３０及び光透過性フィルム１４０については、図１Ｂに示す実施形態と同じであるので、前記関連の記述を参照してよく、ここで詳しく説明しない。本実施形態は、発光装置２００が光学接着剤１３０と光透過性フィルム１４０との間に設けられる波長変換層１５０を更に含むことに、図１Ｂに示す実施形態と異なっている。波長変換層１５０は、発光ダイオード１２０の発出した光の色を変えることに用いられる。例として、発光ダイオード１２０が青色光を発することがあるので、波長変換層１５０は、青色光の一部を吸収して、他の色の光（例えば、白光）を発することができる。
発光装置２００に異色の光を発出させるために、必要に応じて、波長変換層１５０の材料を選択してよい。例として、発光ダイオード１２０が青色光の発光ダイオードである場合があり、波長変換層１５０は、主峰の波長が黄色スペクトルの範囲内にある黄色波長転換物質を含むことで、発光装置２００に白光を発出させることができる。或いは、波長変換層１５０は、主峰の波長が緑色スペクトルの範囲内にある緑色波長転換物質及び主峰の波長が赤色スペクトルの範囲内にある赤色波長転換物質で黄色波長転換物質に取って代わっても、同様に発光装置２００に白光を発出させることができる。
上記のように、黄色波長転換物質は、材料としてＹＡＧ：Ｃｅ、窒素酸化物、珪酸塩、窒化物、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせを含む黄色の蛍光粉であってよい。緑色波長転換物質は、緑色の蛍光粉又は緑色の量子ドットであってよい。緑色の蛍光粉の材料は、β-ＳｉＡｌＯＮ、ＹＡＧ（ｙｔｔｒｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｇａｒｎｅｔ；Ｙ３Ａｌ５Ｏ２）、珪酸塩、窒化物、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせを含んでよい。緑色の量子ドットの材料は、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＣｓＰｂＢｒ３、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせを含んでよい。赤色波長転換物質は、赤色の蛍光粉又は赤色量子ドットであってよい。赤色量子ドットの材料は、ＩｎＰ、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＣｓＰｂＩ３、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせを含んでよい。赤色の蛍光粉の材料は、Ａ２ＭＦ６：Ｍｎ４+を含んでよく、ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ４、他の好適な元素／化合物又はその組み合わせであってよく、ＭはＧｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、他の好適な元素／化合物又はその組み合わせであってよい。赤色の蛍光粉の材料も、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ、Ｂａ３ＳｉＯ５：Ｅｕ、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせを含んでよい。
図３を参照されたい。図３は、本開示の別の実施形態に係る発光装置３００を示す断面図である。本実施形態は、波長変換層１５０が光透過性フィルム１４０の光学接着剤１３０から離れる側に設けられることに、図２に示す実施形態と異なっている。図２及び図３に示す実施形態は、例示だけであるので、本開示はこれに限定されない。本開示では、波長変換層１５０が発光ダイオード１２０の回路基板１１０から離れる側の如何なる位置に設けられてよいと仮想される。
図４を参照されたい。図４は、本開示の別の実施形態に係る発光装置４００を示す断面図である。本実施形態は、発光装置４００について、波長転換物質２５０を光学接着剤１３０にドープすることで波長変換層に取って代わることに、図２及び図３に示す実施形態と異なっている。これにより、発光装置の厚さを更に低下させることができる。別のある実施形態において、図５に示すように、発光装置５００は、波長転換物質２５０を光透過性フィルム１４０にドープする。またある実施形態において、図６に示すように、発光装置６００では波長転換物質２５０を発光ダイオード１２０の上方に直接に設ける。図４、図５及び図６に示す実施形態は、例示だけであるので、本開示はこれに限定されない。本開示では、波長転換物質２５０が光学接着剤１３０の回路基板１１０から離れる側に設けられる如何なる他の光学フィルムにドープされてもよいと仮想される。
図７Ａ及び図７Ｂを参照されたい。図７Ａは、本開示の別の実施形態に係る発光装置７００を示す部分拡大上面図である。図７Ｂは、図７Ａに示す発光装置７００の部分拡大断面図である。本実施形態は、発光装置７００の光透過性フィルム１４０の光学接着剤１３０から離れる表面に、発光ダイオード１２０の発出した光を反射するための複数の光学パターン群１６０を有することに、図１Ｂに示す実施形態と異なっている。
ある実施形態において、図７Ｂに示すように、光学パターン群１６０の各々の中心１６１は、回路基板１１０に垂直である方向において対応する発光ダイオード１２０の中心に揃えている。光学パターン群１６０の各々は、複数の反射パターン１６２（例えば、円状反射パターン）を含む。反射パターン１６２は、様々な異なるサイズを有する。各種のサイズの反射パターン１６２は、光学パターン群１６０の中心１６１から外へサイズが小さくなるように配列される。具体的には、最大の反射パターン１６２が光学パターン群１６０の中心に設けられ、２番目に大きい反射パターン１６２が最大のものを取り囲んで配列し、このように類推すればよい。これにより、発光ダイオード１２０の発出した光は、外へ拡散して均一になることができる。
ある実施形態において、反射パターンの材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ホウ素（ＢＮ）、マイクロセルポリエチレンテレフタレート（ｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒ ＰＥＴ；ＭＣＰＥＴ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、他の好適な材料又は上記材料の組み合わせを含む。
図８を参照されたい。図８は、本開示の一実施形態に係るディスプレイ８００を示す側面模式図である。ディスプレイ８００は、表示パネル８１０及びバックライトモジュール８２０を含む。バックライトモジュール８２０は、前文に記載の発光装置１００、２００、３００、４００、５００、６００又は７００を含んでよい。これにより、ディスプレイ８００は、バックライトモジュールの厚さの縮減によって、より薄型化に設計されることができる。ある実施形態において、ディスプレイ８００は、表示パネル８１０とバックライトモジュール８２０との間に設けられる導光板（未図示）を更に含んでよいが、本開示はこれに限定されない。
上記をまとめると、本開示の発光装置は、光学接着剤と光透過性フィルムで発光ダイオードパッケージのレンズに取って代わることで、発光装置の厚さを小さくする。
本開示は、実施形態によって前記のように開示したが、それは本開示を限定するためのものではない。如何なる当業者であっても、本開示の精神や範囲から逸脱せずに、各種の変更や修正を加えることができるため、本開示の保護範囲は添付の特許請求の範囲により定められた範囲を基準とする。
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 発光装置
１１０ 回路基板
１２０ 発光ダイオード
１３０ 光学接着剤
１４０ 光透過性フィルム
Ｘ、Ｙ 方向
Ｄ 距離
１５０ 波長変換層
２５０ 波長転換物質
１６０ 光学パターン群
１６１ 中心
１６２ 反射パターン
８００ ディスプレイ
８１０ 表示パネル
８２０ バックライトモジュール
１１０ 回路基板
１２０ 発光ダイオード
１３０ 光学接着剤
１４０ 光透過性フィルム
Ｘ、Ｙ 方向
Ｄ 距離
１５０ 波長変換層
２５０ 波長転換物質
１６０ 光学パターン群
１６１ 中心
１６２ 反射パターン
８００ ディスプレイ
８１０ 表示パネル
８２０ バックライトモジュール
Claims (15)
- 回路基板と、
前記回路基板の表面に設けられる複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードを被覆するように、前記回路基板の前記表面に設けられる光学接着剤と、
前記光学接着剤の前記回路基板から離れる側に設けられ、硬度が前記光学接着剤の硬度より大きい光透過性フィルムと、
を含むものであることを特徴とする発光装置。 - 前記光透過性フィルムの屈折率が前記光学接着剤の屈折率より大きいものであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
- 前記光透過性フィルムの材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、三酢酸セルロース及びポリプロピレンの少なくとも１つを含むものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
- 前記光透過性フィルムの前記光学接着剤から離れる表面から前記回路基板までの距離が１．５ｍｍより小さいものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記複数の発光ダイオードは、青色光を発するものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光透過性フィルムの前記光学接着剤から離れる側に設けられ或いは前記光学接着剤と前記光透過性フィルムとの間に設けられ、青色光の一部を吸収して少なくとも１つの青色光と異なる波長光を発する波長変換層を更に含むものであることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
- 前記波長変換層は、主峰の波長が黄色スペクトルの範囲内にある第１の波長転換物質を含むものであることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
- 前記波長変換層は、主峰の波長が緑色スペクトルの範囲内にある第２の波長転換物質及び主峰の波長が赤色スペクトルの範囲内にある第３の波長転換物質を含むものであることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
- 前記複数の発光ダイオードは、発光ダイオードチップ、サブミリ発光ダイオードチップ、マイクロ発光ダイオードチップ又は発光ダイオードパッケージであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光ダイオードに位置する第４の波長転換物質を更に含むものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光学接着剤又は前記光透過性フィルムの中に分布される第５の波長転換物質を更に含むものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光透過性フィルムの前記光学接着剤から離れる表面に、前記複数の発光ダイオードの発出した光を反射するための複数の光学パターン群を有するものであることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光学パターン群の各々は、複数の反射パターンを含み、前記光学パターン群の各々の中心位置が前記発光ダイオードの各々に対応し、且つ前記光学パターン群内に位置する前記複数の反射パターンのサイズが前記光学パターン群の前記中心位置から離れるにつれて小さくなるように配列されるものであることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
- 前記複数の反射パターンの材料は、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、マイクロセルポリエチレンテレフタレート、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、二酸化チタン及び二酸化珪素の少なくとも１つを含むものであることを特徴とする請求項１３に記載の発光装置。
- 請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の発光装置を含むものであることを特徴とするバックライトモジュール。
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