JP2020506496A - バックライト、バックライトの製造方法、導光板、導光板の製造方法及び表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、バックライト、バックライトの製造方法、導光板、導光板の製造方法及び表示装置を提供する。直接型バックライトは、板状の本体を有する導光板と、導光板の平面側に向けて配置された複数の発光ユニットとを備え、導光板は、本体のほぼ平坦な第１表面に量子ドット（ＱＤ）層を備える。

Description

本願は出願日２０１７年０１月１２日、出願番号２０１７１００２１７８７.３の中国特許出願の優先権を主張し、その内容は全体として本明細書に引用される。

本発明は、表示技術に関し、特に、バックライト、バックライトの製造方法、導光板、導光板の製造方法及び表示装置に関するものである。

バックライトは、液晶ディスプレイ（LCD）の背面に取り付けられた光源である。一般的に、直接型のバックライトは、導光板と導光板の第１表面に位置しマトリクス状に配置された複数の発光ダイオード（LED）を含む。LEDにより出射された光は、導光板を介して伝達されている。

直接型のバックライトにより出射された光を均一にするためには、LEDを配置する際に、LEDの発光側を導光板から一定の距離を置く必要がある。このような距離は、光が導光板に入る前に、隣接するLEDにより出射された光を混合して予め均一化することを確保し、その結果、バックライトの光学品質を確保することができる。

このように、直接型のバックライトにおいて、LEDと導光板の間に一定の距離を置く必要がある。これにより、バックライトの構造は発光ユニット（例えばLED）と導光板の間の距離により制限されている。この結果、バックライトを柔軟に調整する能力が相対的に低下する。

本実施例は、バックライト及びその製造方法、導光板とその製造方法、及び表示装置を提供する。

第１の態様において、直接型のバックライトを提供する。本発明のバックライトは、板状の本体を有する導光板と、前記導光板の平面側に向けて配置された複数の発光ユニットとを備え、前記導光板は、前記本体のほぼ平坦な第１表面に量子ドット（ＱＤ）層を備える。

また、前記ＱＤ層は複数のＱＤブロックを備え、表面における前記複数のＱＤブロックの各々の正投影は、前記第１表面における前記複数の発光ユニットのうちの少なくとも一つの正投影と重なっていることが好ましい。

また、前記導光板は、前記第１表面に複数のキャビティを備え、前記複数のキャビティの各々は前記複数のＱＤブロックのうちの一つを含むことが好ましい。

また、前記導光板は、前記複数のＱＤブロックに対し１対１の関係を持つように、前記本体のほぼ平坦な第２表面に複数のリフレクタをさらに備え、前記第１表面における前記複数のリフレクタの各々の正投影は前記第１表面における対応する前記ＱＤブロックの正投影を覆って、前記複数のリフレクタの各々の反射面は対応する前記ＱＤブロックに面することが好ましい。

また、前記複数の発光ユニットから離れて配置され、前記導光板の一方側に位置する光学フィルム層と、前記導光板から離れて配置され、前記光学フィルム層の一方側に位置するカップリング構造と、前記光学フィルム層と前記導光板の間に位置する透明接着剤層と、をさらに備え、透明接着剤の屈折率ｔ０は、前記導光板の屈折率ｔ１より大きく、前記光学フィルム層の第２屈折率ｔ２より小さいことが好ましい。

また、前記導光板は、前記第１表面と前記第２表面のいずれかに配置された前記カップリング構造をさらに備えることが好ましい。

また、前記カップリング構造は、格子点構造、格子構造、マイクロレンズ構造又はマイクロプリズム構造であることが好ましい。

また、基板をさらに備え、前記複数の発光ユニットは基板の表面に固定され、前記複数の発光ユニットの各々は前記導光板の前記第１表面に取り付けられた発光面を備えることが好ましい。

また、前記基板は透明基板であり、前記基板の第２表面には反射層が配置されていることが好ましい。

また、前記発光ユニットはマイクロ発光チップであり、前記複数の発光ユニットは前記本体の前記第１表面に接続されていることが好ましい。

また、前記第１表面の前記発光ユニット以外の部分は反射層に覆われていることが好ましい。

また、前記発光ユニットは青色発光ダイオード（LED）であることが好ましい。

また、複数のＱＤブロックは、基材と配位子材料と散乱粒子とを備えたＱＤ材料から作られ、前記基材はポリエーテルイミド（PEI）と過硫酸アンモニウム（APS）を含み、前記配位子材料はエポキシ樹脂を含み、前記散乱粒子は二酸化ケイ素粒子を含むことが好ましい。

第２の態様において、導光板を提供する。本発明の導光板は、板状の本体と、前記本体の第１表面に位置する複数のキャビティと、前記本体に位置する複数の量子ドット（ＱＤ）ブロックとを備え、前記複数のキャビティの各々は前記複数のＱＤブロックのうちの一つを含む導光板である。

また、導光板は、導光板本体の発光面に配置された複数のリフレクタをさらに備え、前記複数のＱＤブロックと前記複数のリフレクタは、１対１の関係を持ち、前記導光板の前記第１表面における前記複数のリフレクタの各々の正投影は前記導光板の前記第１表面における対応する前記ＱＤブロックの正投影を覆って、前記複数のリフレクタの各々の反射面は対応する前記ＱＤブロックに面することが好ましい。

また、導光板は、前記導光板本体の複数の表面のうちの一つに配置された格子構造をさらに備えることが好ましい。

また、前記複数のＱＤブロックは、基材と配位子材料と散乱粒子とを備えたＱＤ材料から作られ、前記基材はポリエーテルイミド（PEI）と過硫酸アンモニウム（APS）を含み、前記配位子材料はエポキシ樹脂を含み、前記散乱粒子は二酸化ケイ素粒子を含むことが好ましい。

また、パッケージ接着剤層は前記複数のＱＤブロックに位置することが好ましい。

第３の態様において、導光板の製造方法を提供する。導光板の製造方法は、板状の本体を形成するステップと、導光板の平面側に向ける複数の発光ユニットを形成するステップとを含み、前記導光板は、前記本体のほぼ平坦な第１表面に量子ドット（ＱＤ）層を備える。

第４の態様において、表示装置を提供する。表示装置は本明細書に記載のバックライトを備える。

以上の一般的な記述及び以下の詳細な説明は例示に過ぎず、本開示を限定するものではないことが理解できる。

本発明の実施形態に係るバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る他のバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るもう一つのバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るさらに他のバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係る他のバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るもう一つのバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るさらに他のバックライトの構造を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係るさらに他のバックライトの構造を示す模式図である。 図１−８に示したバックライトの光透過を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る導光板の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る他の導光板の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るもう一つの導光板の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るさらに他の導光板の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るさらに他の導光板の構造を示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係る導光板の構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るバックライトの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る導光板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る導光板の製造方法を示すフローチャートである。

当業者は、図の中の要素を簡単かつ明瞭に図示させ、それ以上に描く必要がないことを認識している。例えば、他の要素に対して図の中のいくつかの要素の寸法と/又は相対的な位置を拡大することは、本開示の具体例についての理解を向上させることができる。また、これらの種々の例を容易に表示するために、共通だがよく知られている商業的に実現可能な例に役立つ或は必要な要素を図示しない。具体的に説明すると、このようなシーケンスについての特徴が実際に必要でないことが理解できるが、特定の操作及び/又はステップは特定の順序で説明されている。また、異なる特定の意味を持つ場合を除き、ここで使用される用語と表現としては、前述のように当業者が使用している用語と表現の通常の技術的な意味を有する。

以下、図面を参照し本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明で使用される用語は、典型的な例を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。特に明記しない限り、本発明と本発明の範囲で使用される、単数形「一つ」、「１個」は複数形も含めることを意図している。また、特に明記しない限り、ここで使用される「又は」と「及び/又は」という用語は、関連項目の一つ以上の可能な組み合わせのいずれか又はすべてを含めることを意図している。

ここで、「第１」、「第２」、「第３」などの用語が様々な情報を記述するのに用いられるが、当該情報はこれらの用語に制限されない。これらの用語は、カテゴリーを区別するためのものである。例えば、本発明の範囲から逸脱しない限り、第１情報は第２情報と呼ばれる場合があり、同様に、第２情報は第１情報と呼ばれる場合もある。

本明細書において、「単数」や「複数」の形で表示された「一実施例」、「一つの実施例」、「例示である実施例」は、実施例に記載された一つ以上の特定の機能、構造或は特徴が本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本明細書において、「単数」や「複数」の形で表示された「一実施例において」、「一つの実施例において」、「例示である実施例において」などの用語は、必ずしも同一の実施形態を指していない。なお、各実施例の特定の機能、構造或は特徴を適宜組み合わせることも可能である。

本発明の実施例はバックライトを提供する。図１に示すように、バックライトは直接型バックライトである。バックライトは導光板１０と導光板１０の第１表面に配置された複数の発光ユニット２０を備えている。導光板１０の複数の発光ユニット２０の近くにある表面は光入射面と呼ばれている。導光板１０の複数の発光ユニット２０から遠い表面は発光面と呼ばれている。光入射面を第１表面と呼び、発光面を第２表面と呼ぶ場合もある。

また、発光ユニット２０の発光面は導光板１０の第１表面に取り付けられている。

導光板１０は板状の本体１０１と導光板本体１０１に配置された量子ドット（ＱＤ）層１０２を備えている。導光板において、複数の発光ユニットは導光板の平面側に向けて配置されている。導光板は、本体１０１のほぼ平坦な第１表面にＱＤ層を備えている。

また、図１−１に示すように、ＱＤ層は層構造を有する。ＱＤ層は導光板１０の第１表面側、あるいは導光板１０の発光面側に位置する。また、ＱＤ層は導光板１０と関連している他の場所に位置してもよい。導光板１０は、有機材料やガラスから作られている。導光板１０は他の材料から作られてもよい。

複数の発光部２０により出射された第１波長の光が第２波長の光を発するＱＤ層１０２を照らすことができる。

以上のことから、本発明の実施例に係るバックライトによれば、バックライトは直接型である。バックライトは導光板１０と導光板１０の第１表面に配置された複数の発光ユニット２０を備えている。

ＱＤ層１０２は導光板に配置され、光の均一化の効果を達成するためには、発光ユニット２０によって散乱光を発する恐れがある。従って、光を混合するために発光ユニット２０の発光側を導光板１０の第１表面から一定の距離を離す必要がない。例えば、発光ユニット２０を導光板１０の第１表面に取り付けることができる。このように、バックライトの構造は、光の均一化を達成するために発光ユニット２０と導光板１０の間の距離に制限されることを防止でき、バックライトを調整する自由度が向上する。

発光ユニットは発光ダイオード（LED）であってもよい。なお、LEDは青色発光ダイオードであってもよい。あらかじめLEDから発せられた光を均一化するために、LED２０は導光板１０から一定の距離を離れて保つ必要があり、当該一定の距離は隣接するLEDから発せられた光を混合させることが確保できる。

本発明の実施例において、ＱＤ層の厚さは一定の距離よりもはるかに小さい。バックライトにはＱＤ層が設けられており、バックライトの構造は、発光ユニットと導光板の間の距離を減らしてバックライトの全体の厚みを減らした。発光ユニットと導光板の間に隙間を形成してもよく、発光ユニットと導光板は一体的に形成されてもよい。

ＱＤ層が層構造である場合、発光ユニットと導光板の間の距離とＱＤ層の厚さを加え得られた全体の厚さは一定の距離よりも小さいことにより、バックライトの全体の厚みを減らした。発光ユニットの発光面を導光板に取付けた場合、これらの間の距離が０になって、ＱＤ層の厚さはバックライトの全体の厚さに対しては殆ど無視することができる。このように、バックライトの全体の厚みをさらに減らすことができ、バックライトの明るさと厚さを向上させることができる。

また、図１−２に示すように、ＱＤ層１０２は複数のＱＤブロックを備えている。複数のＱＤブロックと複数の発光ユニット２０とは１対１の関係を持つ。導光板１０の第１表面における複数のＱＤブロックの各々の正投影は、導光板１０の第１表面における対応する発光ユニット２０の正投影と重なっている。図１−１に示したバックライトと比べて、図１−２に示したバックライトはＱＤ材料の節約と生産コストの削減につながる。

導光板の第１表面におけるＱＤブロックの正投影と導光板の第１表面における発光ユニットの正投影は一致するように重なっている。発光ユニットより出射された光は、光の均一化の効果や光の均質化効果を達成するようにＱＤブロックから散乱光を発する。

導光板の第１表面におけるＱＤブロックの正投影が、導光板の第１表面における発光ユニットの正投影と重なっていると、導光板の第１表面におけるＱＤブロックの正投影は導光板の第１表面における発光ユニットの正投影を覆う。或は、導光板の第１表面における発光ユニットの正投影は導光板の第１表面におけるＱＤブロックの正投影を覆う。導光板の第１表面におけるＱＤブロックの正投影は導光板の第１表面における発光ユニットの正投影を完全に重なっている場合もある。特定の状況において、導光板の第１表面におけるＱＤブロックの正投影は導光板の第１表面における発光ユニットの正投影を部分的に重なっている場合もある。両者の間にはその他の状況も存在し、本明細書で詳しく述べないが、依然として本公開の範囲内である。

また、図１−２に示すように、導光板本体１０１の表面には複数のキャビティＨが形成され、複数のキャビティＨの各々にはＱＤブロック１個が配置されている。複数のキャビティＨは、アレイの形式で導光板本体１０１の表面に形成されている。

また、図１−２に示すように、アレイに配置された複数のキャビティＨは、導光板１０の第１表面に形成されている。又は、図１−３に示すように、アレイに配置された複数のキャビティＨは、導光板の第２表面に形成されている。これにより、ＱＤブロックは導光板本体に配置され、バックライトの厚みを小さくすることができる。

また、ＱＤブロックの表面にはパッケージ接着剤層が配置されている。例えば、パッケージ接着剤層は、キャビティが形成された導光板本体の表面に形成されている。また、ＱＤブロックは、パッケージ接着剤層がキャビティにおける複数のＱＤブロックの各々の表面に塗布されることによりシールされている。このように、ＱＤブロックはシールされていることにより、ＱＤ材料は水と酸素によって腐食されることを避け、ＱＤ材料の発光の信頼性を向上させるとともに、導光板の安定性を向上させることができる。

他の実施例において、図１−１に示すように、図１−１に示したバックライトにおけるＱＤ層のエッジは、空気中の水と酸素によって腐食されやすい。このように、エッジにおけるＱＤ材料の不良が生じ、ある程度までバックライトの発光品質に影響する。

本発明の実施例において、図１−２と図１−３に示したバックライトにおけるＱＤブロックはしっかりシールされていることにより、エッジの不良の問題を解決することができる。

例示として、複数のキャビティＨはアレイに配置され、導光板の第１表面に形成されている。図１−４に示すように、導光板１０は導光板本体１０１の発光面に配置された複数のリフレクタ１０３をさらに備えている。複数のＱＤブロックと複数のリフレクタ１０３は１対１の関係を持つ。例として、一つのＱＤブロックは一つのリフレクタを有し、リフレクタの大きさは、ＱＤブロックを含むキャビティ以上である。例示において、リフレクタとＱＤブロックを含むキャビティの外側エッジの両方は円形状と２５０μｍの直径を有する。このように、リフレクタとＱＤブロックを目で認識できない。

導光板１０の第１表面における複数のリフレクタ１０３の各々の正投影は導光板１０の第１表面における対応するＱＤブロックの正投影を覆って、複数のリフレクタの各々の反射面は対応するＱＤブロックに面する。リフレクタは導光板１０に光を連続的に伝達するようにＱＤブロックによって出射された散乱光を導光板体に反射する。これにより、光の均一化や均質化を一層向上させ、バックライトの光学品質を向上させることができる。

また、導光板本体の発光面において、複数のリフレクタによって拡散反射アレイが形成され、リフレクタの反射面は凹面である。このようなリフレクタは光の比率を増やし、全反射を実現するので、光の利用率が増加する。

また、図１−５、図１−６や図１−７に示すように、バックライトは、導光板１０の発光面側に位置する光学フィルム層３０をさらに備えている。光学フィルム層は輝度向上フィルムと拡散フィルムを含んでいる。

カップリング構造は、バックライトにより出射された光を調節するために採用されている。なお、本発明の実施例においては、カップリング構造は、導光板と一体化した構造であってもよく、導光板から独立した構造であってもよい。カップリング構造は以下のようにする。

一実施例においては、図１−５に示すように、カップリング構造３０１は、光学フィルム層３０の導光板１０から離れた一方側に配置されている。光学フィルム層３０の中央にある複数のリフレクタ１０３と導光板本体１０１の間には、透明接着剤１３で充填されている。

透明接着剤の屈折率ｔ０はｔ１≦ｔ０≦ｔ２を満たし、ただし、ｔ１は導光板の屈折率であり、ｔ２は光学フィルム層の屈折率である。光学フィルム層と導光板本体との間に透明接着剤が充填される。透明接着剤の屈折率は導光板の屈折率以上であり、光学フィルム層の屈折率以下である。このように、光が導光板を介して光学フィルムへ伝達された過程において、光が常に光学的に薄い媒体から光学的に厚い媒体へ伝達される。従って、伝達された過程における光の一部の全反射を効果的に防止でき、光の利用を増加させることができる。

他の実施形態において、図１−６や図１−７に示すように、カップリング構造は導光板と一体的に形成され、カップリング構造１０４は導光板本体１０１の表面に配置されている。

図１−６に示すように、カップリング構造１０４は、隣接する二つのリフレクタ１０３の間であって、導光板本体１０１の発光面に配置されている。また、図１−７に示すように、カップリング構造１０４は導光板本体１０１の第１表面であって、隣接するＱＤブロック１０２の間に配置されている。

また、カップリング構造は、格子点構造、格子構造、マイクロレンズ構造とマイクロプリズム構造のうちの一つの構造を有する。カップリング構造が格子構造であるとき、格子定数、キャビティの深さ、デューティ比、格子線方向のような格子パラメータは波長、方向、格子構造からの光の結合効率を制御するために設定されている。三次元（３D）表示、モニター表示等の表示はバックライトによって実行される。

また、本発明の実施例では、発光ユニットの第１アレイ構造と第２アレイ構造を提供する。

発光ユニットの第１アレイ構造は図１−８に示されている。バックライトは基板４０をさらに備えている。複数の発光ユニット２０は基板の表面４０に固定されている。複数の発光ユニットの発光面は導光板１０の第１表面に取り付けられている。この実施例において、光を混合するために短い距離が必要であり、バックライトがさらに薄くなっている。本実施形態では、発光ユニットの発光面は導光板の第１表面に取り付けられている。これにより、バックライトの厚みを効果的に減らすことができ、バックライトの明るさと厚さを向上させることができる。

基板４０は透明基板である。図１−８に示したように、基板の他方の表面には反射層４０１が配置されている。図１−８では、基板の他方の表面はLEDが配置された反対側にある。反射層４０１は、導光板から脱出した光を反射し導光板へ戻すことにより、光の利用率を向上させることができる。

また、銀やアルミニウムなどの反射材を塗布することによって、反射層４０１は、基板の他方の面に形成されている。そして、保護層を反射層上に塗布することによって、反射材を保護する。なお、反射フィルムは基板の他方の表面に付着する。

発光ユニットの第２アレイ構造は図１−９に示されている。複数の発光ユニット２０は導光板１０の第１表面に接着されている。発光ユニットはマイクロ青色LEDのようなマイクロ発光チップである。マイクロ発光チップのサイズが相対的に小さくなっている。マイクロ発光チップアレイの全部又は一部は駆動基板に接着されている。駆動回路は導光板の第１表面に配置され、導光板は駆動基板として採用される。また、複数の発光ユニットは溶接することにより導光板１０の第１表面に接着されている。このような構造を採用することにより、プロセスが簡単になり、コストも相対的に低くなっている。

図１−９に示したように、駆動回路は導光板の第１表面に配置されている。本実施例において、駆動回路とカップリング構造の間の干渉を防止するために、カップリング構造を導光板の第１表面に配置しない。図１−９に示したように、例えば、カップリング構造１０４は光学フィルム層の出射側に配置されてもよい。

そして、図１−９に示したように、反射層１０５は、導光板１０の第１表面における発光ユニット２０が配置された領域以外の領域に配置されている。反射層は、導光板の第１表面で受けた光を反射し導光板へ戻せる。光の利用率を向上させることができる。

また、銀やアルミニウムなどの反射材を塗布することによって、反射層は、導光板の第１表面に形成されてもよい。マイクロ発光チップは導光板の第１表面に接着されてもよい。反射層は、導光板の第１表面における発光ユニットが配置された領域以外の領域に配置されてもよい。基板を必要としないため、バックライトの厚みをさらに低減させることができる。

本実施形態に係るバックライトによれば、アレイ状に配置された発光ユニットは、独立の制御ユニットによって光を発射するかどうかを制御することができる。エリアライトの制御はこのように達成される。

一実施例において、発光ユニットはLEDである。また、本実施形態における発光ユニットは青色LEDである。例えば、発光ユニットはマイクロ青色LEDである。青色LEDはＱＤ層から散乱光を効果的に発する。

ＱＤ層は、基材と配位子材料と散乱粒子とを備えたＱＤ材料から作られている。基材はポリエーテルイミド（PEI）と過硫酸アンモニウム（APS）を含む。配位子材料はエポキシ樹脂を含む。散乱粒子は二酸化ケイ素粒子を含む。基材と配位子材料は、高温、高強度の光、水と酸素の環境のＱＤへの影響を軽減することができる。散乱粒子はＱＤにより出射された光を容易に散らすことができ、ＱＤはセレン化カドミウムＱＤである。

一例として、図１−１０は図１−８に示したバックライトの光透過を示す模式図である。図１−１０に示したように、発光ユニット２０により出射した光はＱＤ層から光を発すると、ＱＤにより出射された散乱光の一部は導光板本体１０１の遠端に伝達され、他の部分の光はリフレクタ１０３により反射された。リフレクタ１０３により反射された光の一部は導光板本体１０１の遠端に伝達され、他の部分の光は導光板から逃げた後に反射層４０１に反射され導光板へ戻せる。遠端に伝達された光はカップリング構造１０４によって調整可能である。このようなバックライトは光をよく均一化することができ、光の利用率を効果的に向上させることができる。

以上により、本実施形態に係るバックライトによれば、バックライトは直接型のバックライトであり、導光板と導光板の第１表面に配置された複数の発光ユニットとを備えている。ＱＤ層は導光板に配置され、光の均一化の効果を達成するように発光ユニットにより散乱光を出射する。

そこで、他の例と比べて、光を混合するために発光ユニットの発光側を導光板の第１表面から一定の距離を離す必要がない。例えば、発光ユニットを導光板の第１表面に取り付けることができる。この結果、バックライトの構造は、光の均一化を達成するために発光ユニットと導光板の間の距離に制限されることを防止できる。バックライトを調整する自由度が向上し、発光ユニットの発光面の接着配置と導光板の第１表面はバックライトの明るさと厚さを向上させることができる。

図２−１に示したように、本実施形態は導光板１０に関する。導光板１０は導光板本体１０１と導光板本体１０１に配置されたＱＤブロック１０２を備えている。複数のキャビティＨは導光板本体１０１の表面に形成され、複数のキャビティの各々には一つのＱＤブロックが配置されている。

アレイに配置された複数のキャビティＨは、導光板本体１０１の表面に形成されている。また、アレイに配置された複数のキャビティＨは導光板１０の第１表面又は導光板１０の発光面に形成されている。

以上により、本実施形態に係る導光板によれば、複数のキャビティは導光板本体の表面に形成され、複数のキャビティの各々には一つのＱＤブロックが配置されている。光は導光板に入った後、ＱＤブロックから散乱光を発することにより、導光板の光の均一化の効果を他の例と比較して向上させた。

また、図２−２に示したように、導光板１０は導光板本体１０１の発光面に配置された複数のリフレクタ１０３をさらに備えている。複数のＱＤブロック１０２の各々と複数のリフレクタ１０３の各々とは１対１の関係を有する。

導光板１０の第１表面における複数のリフレクタ１０３の各々の正投影は導光板の第１表面における対応するＱＤブロックの正投影を覆っている。複数のリフレクタの各々の反射面は対応するＱＤブロックに面する。リフレクタは導光板１０に光を連続的に伝達するようにＱＤブロックによって出射された散乱光を導光板体に反射する。これにより、導光板の光の均一化の効果を向上させ、バックライトの光学品質を一層向上させることができる。

また、導光板本体の発光面において、複数のリフレクタによって拡散反射アレイが形成されている。リフレクタの反射面は凹面とすることにより、リフレクタは光の比率を増やし、全反射を生成し、光の利用率が増加する。

さらに、図２−３と図２−４に示したように、導光板１０は導光板本体１０１の表面に配置された格子構造１０４をさらに備える。図２−３に示したように、格子構造１０４は、隣接するリフレクタ１０３の間であって、導光板本体１０１の発光面に配置されている。又は、図２−４に示したように、格子構造１０４は、隣接するＱＤブロック１０２の間であって、導光板本体１０１の第１表面に配置されている。

格子定数、キャビティの深さ、デューティ比、格子線方向のような格子パラメータは波長、方向、格子構造からの光の結合効率を制御するために設定されている。さらに、３D表示、モニター表示等の表示はバックライトによって実行される。

また、格子構造はカップリング構造に属し、バックライトの発光を調整するために使われている。導光板本体の表面に配置されたカップリング構造は格子点構造、マイクロレンズ構造やマイクロプリズム構造をさらに備える。

ＱＤブロックは、基材と配位子材料と散乱粒子とを備えたＱＤ材料から作られている。基材はPEIとAPSを含む。配位子材料はエポキシ樹脂を含む。散乱粒子は二酸化ケイ素粒子を含む。基材と配位子材料は、高温、高強度の光、水、酸素と光の環境によるＱＤへの影響を軽減することができる。散乱粒子はＱＤにより出射された光を容易に散らすことができる。ＱＤはセレン化カドミウムＱＤである。

さらに、図２−５に示したように、ＱＤブロック１０２にはパッケージ接着剤１０２aが配置されている。また、図２−５に示したように、パッケージ接着剤層１０２aは、キャビティＨが形成された導光板本体１０１の表面に形成されている。また、図２−６に示したように、キャビティにおいて、ＱＤブロックの表面はパッケージ接着剤１０２aにより覆われている。

図２−４に示した導光板において、格子構造１０４は導光板本体１０１の第１表面に配置されている。図２−４は一例を説明するためのものであり、格子構造の特定の位置を限定するものではない。パッケージ接着剤はＱＤブロックに配置されることにより、キャビティにおけるＱＤブロックに対する良好なシール効果が得られる。導光板の寿命が増加できる。

また、本実施形態に係る導光板構造は上述の実施形態におけるバックライトの導光板構造を採用することができ、本実施形態では述べない。

以上により、本実施形態に係る導光板によれば、キャビティは導光板本体の表面に形成され、複数のキャビティの各々には一つのＱＤブロックが配置され、LEDから出射した光は導光板に入った後、ＱＤブロックから散乱光を発せることにより、導光板の光の均一化の効果を向上させることができる。

本実施形態では、バックライトの製造方法を提供する。バックライトは直接型のバックライトである。図３−１に示すように、当該製造方法は以下のステップを含む。

ステップ５０１において、導光板本体と導光板本体に配置されたＱＤ層を備えた導光板を製造する。

ステップ５０２において、複数の発光ユニットを導光板の第１表面に配置する。

複数の発光ユニットにより出射した光はＱＤ層を照らすことによりＱＤ層から光を発することができる。

以上により、本実施形態に係るバックライトの製造方法によれば、バックライトは直接型のバックライトであり、導光板と導光板の第１表面に配置された複数の発光ユニットを含む。ＱＤ層は導光板に配置され、発光ユニットから出射した光により散乱光を発することによって、光の均一化の効果を達成することができる。

従って、他の実施形態と比べて、光を混合するために発光ユニットの発光側を導光板の第１表面から一定の距離を離す必要がない。例えば、発光ユニットを導光板の第１表面に取り付けることができる。この結果、バックライトの構造は、光の均一化を達成するために発光ユニットと導光板の間の距離に制限されることを防止できる。バックライトを調整する自由度が向上する。

また、図３−２に示すように、導光板の製造方法は以下のステップを含む。

ステップ５０１１において、導光板本体を用意する。

また、導光板本体の材料は、有機材料やガラスである。他の材料を用いてもよく、本実施形態は材料の使用を制限するためのものではない。

ステップ５０１２において、複数のキャビティは導光板本体の表面に形成されている。

アレイに配置された複数のキャビティＨは、導光板本体１０１の表面に配置されている。また、図１−２に示すように、アレイに配置された複数のキャビティＨは、導光板１０の第１表面に形成されている。又は、図１−３に示すように、アレイに配置された複数のキャビティＨは、導光板１０の発光面に形成されている。

また、導光板本体の表面には複数のキャビティを形成するために種々の手段を採用することができる。例えば、レーザ照射により、導光板本体の表面に複数のキャビティが形成されている。

また、以下のステップを含む工程により、複数のキャビティは導光板本体の表面に形成されている。

ステップＳ１において、マスクパターンは導光板本体に形成されている。マスクパターンは複数の中空エリアを含む。

一例として、フォトレジスト層は導光板本体に塗布され、フォトレジストを露光することにより、マスクパターンが得られる。

ステップＳ２において、マスクパターンが形成された導光板本体をエッチングすることにより、導光板本体において、中空エリアの各々に一つのキャビティが形成されている。

ステップＳ３において、マスクパターンを剥離する。

また、ウェットエッチング又は機械的な穿孔法を採用することによって、キャビティを導光板本体に形成する。導光板本体の表面に複数のキャビティが形成される方法が多くある。本実施形態は当該方法を制限するためのものではない。

ステップ５０１３において、複数のキャビティの各々はＱＤ材料で充填されたことにより、複数のＱＤブロックを形成する。

また、複数のキャビティの各々をＱＤ材料で充填することにより複数のＱＤブロックを形成する方法は以下のステップを含む。

上記の方法は複数のキャビティの各々をＱＤ材料で充填するステップとＱＤ材料に対し熱硬化処理を実施することにより複数のＱＤブロックを形成するステップを含む。ＱＤ材料は基材と配位子材料と散乱粒子とを含む。基材はPEIとAPＳを含む。配位子材料はエポキシ樹脂を含む。散乱粒子は二酸化ケイ素粒子を含む。基材と配位子材料は、高温、高強度の光、水、酸素と光の環境によるＱＤへの影響を軽減することができる。散乱粒子はＱＤにより出射された光を容易に散らすことができる。また、ＱＤはセレン化カドミウムＱＤである。

ＱＤ材料の熱硬化処理時の温度を２００℃より小さくすることにより、高温でのＱＤの発光性能への影響を避け、低温でのＱＤ材料の硬化効果の達成不能を避けることができる。また、熱硬化処理のための加熱温度を１００℃に設定しても良い。

ステップ５０１４において、パッケージ接着剤を複数のＱＤブロックの表面に塗布する。

また、図２−５には、パッケージ接着剤層は、キャビティＨが形成された導光板本体１０１の表面に形成されている。或は、図２−６に示したように、キャビティにおいて、ＱＤブロックの表面はパッケージ接着剤により覆われている。パッケージ接着剤はＱＤブロックに配置されることにより、キャビティにおけるＱＤブロックに対する良好なシール効果が得られる。導光板の寿命が増加できる。本実施形態はパッケージ接着剤を制限するためのものではない。

図２−６に示した導光板において、格子構造１０４は導光板本体１０１の発光面に配置されてもよい。図２−６は一例を説明するためのものであり、格子構造の特定の位置を限定するものではない。

ステップ５０１５において、格子構造は転写プリントの方法により導光板本体の表面に形成されている。

また、格子構造はナノインプリントの方法により導光板体の表面に形成されてもよい。

格子構造はカップリング構造に属し、バックライトの発光を調整するために使われている。導光板本体の表面に配置されたカップリング構造は格子点構造、マイクロレンズ構造やマイクロプリズム構造をさらに備える。本実施形態はカップリング構造を限定するものではない。

本実施形態に係るバックライトの製造方法のステップの順序を適切に調整可能であり、条件によってステップの追加又は除去が可能であり、当業者にとって、本実施形態に係る任意の方法は、本開示の保護の範囲内に属し、よって、本明細書では詳しく述べない。

以上から、本実施形態に係るバックライトの製造方法によれば、直接型のバックライトを製造でき、バックライトは導光板と導光板の第１表面に配置された複数の発光ユニットとを備えている。ＱＤ層は導光板に配置され、発光ユニットから出射された光により、光の均一化の効果を達成するように散乱光を発する。

そこで、他の例と比べて、光を混合するために発光ユニットの発光側を導光板の第１表面から一定の距離を離す必要がない。例えば、発光ユニットを導光板の第１表面に取り付けることができる。この結果、バックライトの構造は、光の均一化を達成するために発光ユニットと導光板の間の距離に制限されることを防止できる。バックライトを調整する自由度が向上する。発光ユニットの発光面の接着配置と導光板の第１表面はバックライトの明るさと厚さを向上させることができる。

本実施形態では、導光板の製造方法を提供する。図４に示すように、当該製造方法は以下のステップを含む。

ステップ６０１において、板状の本体を用意する。

ステップ６０２において、複数のキャビティは導光板本体の表面に形成されている。

ステップ６０３において、複数のキャビティの各々はＱＤ材料で充填されたことにより、複数のＱＤブロックを形成する。

以上から、本実施形態に係る導光板の製造方法によれば、複数のキャビティは導光板本体の表面に形成され、複数のキャビティの各々には一つのＱＤブロックが配置され、光は導光板に入った後、ＱＤブロックから散乱光を発する。導光板の光の均一化の効果を向上させた。

また、本実施形態に係る導光板の製造方法の具体的な内容はステップ５０１１〜ステップ５０１５等の上記実施形態に係るバックライトの製造方法における導光板の製造方法を参照し、本実施形態では詳細に説明しない。

本実施形態に係る導光板の製造方法のステップの順序を適切に調整することが可能であり、条件によってステップの追加又は除去が可能であり、当業者にとって、本実施形態に係る任意の方法は、本開示の保護の範囲内に属し、よって、本明細書では詳しく述べない。

本実施形態は図１−１〜図１−９何れかに示したバックライトを備える表示装置を提供する。

具体的な実施例において、本実施形態に係る表示装置は、携帯電話、タブレットコンピュータ、テレビ、ディスプレイ、ノートパソコン、デジタルフォトフレームとナビゲーターなどの表示機能を持つ任意の製品又は製品の一部である。

以上から、本実施形態に係る表示装置は導光板と導光板の第１表面に配置された複数の発光ユニットとを備える直接型のバックライトを有する。ＱＤ層は導光板に配置され、発光ユニットから出射した光により散乱光を発することによって、光の均一化の効果を達成することができる。

従って、他の実施形態と比べて、光を混合するために発光ユニットの発光側を導光板の第１表面から一定の距離を離す必要がない。例えば、発光ユニットを導光板の第１表面に取り付けることができる。この結果、バックライトの構造は、光の均一化を達成するために発光ユニットと導光板の間の距離に制限されることを防止できる。バックライトを調整する自由度が向上する。

上記実施形態は、本発明の好ましい実施形態であり、本発明を限定するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、変更、改良され得ることはいうまでもない。本発明の原理は、本開示の保護の範囲内に属する。

１０ 導光板
２０ 発光ユニット
３０ 光学フィルム層
４０ 基板
１０１ 導光板本体
１０２ 量子ドット（ＱＤ）層
１０３ リフレクタ
１０４ カップリング構造
４０１ 反射層

Claims (20)

1. 板状の本体を有する導光板と、
   前記導光板の平面側に向けて配置された複数の発光ユニットと、
   を備え、
   前記導光板は、前記本体のほぼ平坦な第１表面に量子ドット（ＱＤ）層を備えることを特徴とする直接型のバックライト。
2. 前記ＱＤ層は複数のＱＤブロックを備え、表面における前記複数のＱＤブロックの各々の正投影は、前記第１表面における前記複数の発光ユニットのうちの少なくとも一つの正投影と重なっていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
3. 前記導光板は、前記第１表面に複数のキャビティを備え、前記複数のキャビティの各々は前記複数のＱＤブロックのうちの一つを含むことを特徴とする請求項２に記載のバックライト。
4. 前記導光板は、前記複数のＱＤブロックに対し１対１の関係を持つように、前記本体のほぼ平坦な第２表面に複数のリフレクタをさらに備え、
   前記第１表面における前記複数のリフレクタの各々の正投影は前記第１表面における対応する前記ＱＤブロックの正投影を覆って、前記複数のリフレクタの各々の反射面は対応する前記ＱＤブロックに面することを特徴とする請求項２又は３に記載のバックライト。
5. 前記複数の発光ユニットから離れて配置され、前記導光板の一方側に位置する光学フィルム層と、
   前記導光板から離れて配置され、前記光学フィルム層の一方側に位置するカップリング構造と、
   前記光学フィルム層と前記導光板の間に位置する透明接着剤層と、
   をさらに備え、
   透明接着剤の屈折率ｔ０は、前記導光板の屈折率ｔ１より大きく、前記光学フィルム層の第２屈折率ｔ２より小さいことを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
6. 前記導光板は、前記第１表面と前記第２表面のいずれかに配置された前記カップリング構造をさらに備えることを特徴とする請求項４又は５に記載のバックライト。
7. 前記カップリング構造は、格子点構造、格子構造、マイクロレンズ構造又はマイクロプリズム構造であることを特徴とする請求項５又は６に記載のバックライト。
8. 基板をさらに備え、
   前記複数の発光ユニットは前記基板の表面に固定され、前記複数の発光ユニットの各々は前記導光板の前記第１表面に取り付けられた発光面を備えることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
9. 前記基板は透明基板であり、前記基板の第２表面には反射層が配置されていることを特徴とする請求項８に記載のバックライト。
10. 前記発光ユニットはマイクロ発光チップであり、前記複数の発光ユニットは前記本体の前記第１表面に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
11. 前記第１表面の前記発光ユニット以外の部分は反射層に覆われていることを特徴とする請求項１０に記載のバックライト。
12. 前記発光ユニットは青色発光ダイオード（LED）であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
13. 複数のＱＤブロックは、基材と配位子材料と散乱粒子とを備えたＱＤ材料から作られ、
    前記基材はポリエーテルイミド（PEI）と過硫酸アンモニウム（APS）を含み、前記配位子材料はエポキシ樹脂を含み、前記散乱粒子は二酸化ケイ素粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
14. 板状の本体と、
    前記本体の第１表面に位置する複数のキャビティと、
    前記本体に位置する複数の量子ドット（ＱＤ）ブロックと、
    を備え、
    前記複数のキャビティの各々は前記複数のＱＤブロックのうちの一つを含むことを特徴とする導光板。
15. 導光板本体の発光面に配置された複数のリフレクタをさらに備え、
    前記複数のＱＤブロックと前記複数のリフレクタは、１対１の関係を有し、
    前記導光板の前記第１表面における前記複数のリフレクタの各々の正投影は前記導光板の前記第１表面における対応する前記ＱＤブロックの正投影を覆って、前記複数のリフレクタの各々の反射面は対応する前記ＱＤブロックに面することを特徴とする請求項１４に記載の導光板。
16. 前記導光板本体の複数の表面のうちの一つに配置された格子構造をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の導光板。
17. 前記複数のＱＤブロックは、基材と配位子材料と散乱粒子とを備えたＱＤ材料から作られ、
    前記基材はポリエーテルイミド（PEI）と過硫酸アンモニウム（APS）を含み、前記配位子材料はエポキシ樹脂を含み、前記散乱粒子は二酸化ケイ素粒子を含むことを特徴とする請求項１４に記載の導光板。
18. 前記複数のＱＤブロックに位置するパッケージ接着剤層をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の導光板。
19. 板状の本体を形成するステップと、
    導光板の平面側に向ける複数の発光ユニットを形成するステップと、
    を含み、
    前記導光板は、前記本体のほぼ平坦な第１表面に量子ドット（ＱＤ）層を備えることを特徴とする導光板の製造方法。
20. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のバックライトを備えることを特徴とする表示装置。

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