KR20200111240A - 직하형 백라이트 유닛들을 갖는 디스플레이들 - Google Patents

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KR20200111240A
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에드워드 에이치. 강
야노스 씨. 케레스테스
조슈아 에이. 스페클러
준 치
링 한
무경 손
피 키암 소
수라즈 피. 고르칼리
빅터 에이치. 인
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Abstract

디스플레이는 액정 픽셀 어레이와 같은 픽셀 어레이를 가질 수 있다. 픽셀 어레이는 백라이트 유닛으로부터의 백라이트 조명으로 조명될 수 있다. 백라이트 유닛은 인쇄 회로 보드, 인쇄 회로 보드 상에 실장된 복수의 발광 다이오드들, 복수의 발광 다이오드들로부터 수광된 광을 확산시키는 인쇄 회로 보드 위에 형성된 적어도 하나의 광 확산 층, 적어도 하나의 광 확산 층 위에 형성된 부분 반사 층, 부분 반사 층 위에 형성된 색 변환 층, 색 변환 층 위에 형성된 시준 층, 시준 층 위에 형성된 휘도 향상 필름, 및 휘도 향상 필름 위에 형성된 확산기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광 확산 층은 서로에 대해 회전되는 세장형 돌출부들을 갖는 2개의 광 확산 층을 포함할 수 있다.

Description

직하형 백라이트 유닛들을 갖는 디스플레이들
본 출원은 2018년 3월 13일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/642,539호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 출원은 일반적으로 디스플레이들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트형 디스플레이들에 관한 것이다.
전자 디바이스들은 종종 디스플레이들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터들 및 셀룰러 전화기들에는 때때로 백라이트형 액정 디스플레이들이 제공된다. 에지형(edge-lit) 백라이트 유닛들은 도광판의 에지 표면 내로 광을 방출하는 발광 다이오드들을 갖는다. 이어서, 도광판은 방출된 광을 디스플레이를 가로질러 측방향으로 분배하여 백라이트 조명으로서 역할하게 한다.
직하형(direct-lit) 백라이트 유닛들은 디스플레이를 통해 수직으로 광을 방출하는 발광 다이오드들의 어레이들을 갖는다. 그러나, 주의를 기울이지 않으면, 직하형 백라이트는 부피가 커질 수 있거나, 불균일한 백라이트 조명을 생성할 수 있다.
디스플레이는 액정 픽셀 어레이와 같은 픽셀 어레이를 가질 수 있다. 픽셀 어레이는 백라이트 유닛으로부터의 백라이트 조명으로 조명될 수 있다. 백라이트 유닛은 발광 다이오드들의 어레이 및 발광 다이오드들로부터의 광을 픽셀 어레이를 통해 반사하는 것을 돕는 광 반사기를 포함할 수 있다. 각각의 발광 다이오드는 개개의 셀에 위치될 수 있다.
백라이트 유닛은 인쇄 회로 보드, 인쇄 회로 보드 상에 실장된 복수의 발광 다이오드들, 복수의 발광 다이오드들로부터 수광된 광을 확산시키는 인쇄 회로 보드 위에 형성된 적어도 하나의 광 확산 층, 적어도 하나의 광 확산 층 위에 형성된 부분 반사 층, 부분 반사 층 위에 형성된 색 변환 층, 색 변환 층 위에 형성된 시준 층, 시준 층 위에 형성된 휘도 향상 필름, 및 휘도 향상 필름 위에 형성된 확산기를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, 디스플레이를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 예시적인 디스플레이의 측단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 직하형 백라이트 유닛에 대한 예시적인 발광 다이오드 어레이의 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 발광 다이오드들을 갖는 인쇄 회로 보드에 부착된 열 전도성 층을 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 발광 다이오드들을 갖는 인쇄 회로 보드 상에 방사 냉각 코팅을 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 각각의 셀 내에 4개의 직사각형 발광 다이오드들을 갖는 직하형 백라이트 유닛에 대한 예시적인 발광 다이오드 어레이의 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 각각의 셀 내에 상이한 속성들을 갖는 발광 다이오드들을 갖는 직하형 백라이트 유닛에 대한 예시적인 발광 다이오드 어레이의 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 발광 다이오드들 사이에 광 방향전환 층을 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른, 분산 브래그-반사기와 같은 반사기 층을 갖거나 갖지 않는 예시적인 발광 다이오드들의 측단면도들이다.
도 11은 일 실시예에 따른, 반사 층을 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른, 발광 다이오드들 위에 평면 상부 표면을 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른, 각각의 발광 다이오드 위에 만곡된 상부 표면을 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른, 각각의 발광 다이오드 위에 만곡된 상부 표면 및 리세스된 부분을 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른, 봉지재 재료 전체에 걸쳐 균일하게 분포된 도펀트를 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른, 봉지재 재료의 상부 표면에 도펀트를 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 17은 일 실시예에 따른, 봉지재 재료의 하부 표면에 도펀트를 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 18은 일 실시예에 따른, 상이한 밀도들을 갖는 부분들을 갖는 예시적인 도펀트의 측단면도이다.
도 19는 일 실시예에 따른, 봉지재 재료에서의 도펀트의 배향을 제어하기 위한 형상을 갖는 예시적인 도펀트의 측단면도이다.
도 20은 일 실시예에 따른, 봉지재 재료 상에 형성된 패턴화된 층을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 21은 일 실시예에 따른, 발광 다이오드들 위에 텍스처화된 상부 표면을 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다.
도 22는 일 실시예에 따른, 백라이트 유닛 내의 땜납을 가열하기 위한 방법을 보여주는 측단면도이다.
도 23은 일 실시예에 따른, 봉지재에 결합된 광 확산 층을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 24는 일 실시예에 따른, 제2 광 확산 층 아래에 제1 광 확산 층을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 25는 일 실시예에 따른, 개재하는 도파관 층을 갖는 제2 광 확산 층 아래에 제1 광 확산 층을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 26은 일 실시예에 따른, 각각의 발광 다이오드 위에 포물선형 상부 표면을 갖는 각각의 부분들을 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 27은 일 실시예에 따른, 각각의 발광 다이오드 사이에 광 누출 촉진 구조체들을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 28은 일 실시예에 따른, 광 확산 층의 상부 표면 및 하부 표면 상에 마이크로렌즈들을 갖는 광 확산 층을 갖는 예시적인 디스플레이의 측단면도이다.
도 29는 일 실시예에 따른, 서로에 대해 회전되는 2개의 광 확산 층들을 갖는 예시적인 디스플레이의 측단면도이다.
도 30은 일 실시예에 따른, 돌출부들을 갖는 예시적인 광 확산 층의 측단면도이다.
도 31은 일 실시예에 따른, 리세스들을 갖는 예시적인 광 확산 층의 측단면도이다.
도 32는 일 실시예에 따른, 돌출부들 또는 리세스들을 갖는 예시적인 광 확산 층의 평면도이다.
도 33 및 도 34는 일 실시예에 따른, 부분-큐브 구조체들에 의해 형성된 돌출부들을 갖는 예시적인 광 확산 층들의 평면도들이다.
도 35는 일 실시예에 따른, 테이퍼진 피라미드의 형상인 광 확산 층을 위한 예시적인 돌출부의 사시도이다.
도 36은 일 실시예에 따른, 부분 반사 층의 하부 표면 상의 마이크로렌즈들 및 발광 다이오드들 위의 평면 상부 표면을 갖는 봉지재를 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 37은 일 실시예에 따른, 부분 반사 층의 하부 표면 상의 마이크로렌즈들 및 각각의 발광 다이오드 위의 평면 상부 표면들을 갖는 봉지재 부분들을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 38은 일 실시예에 따른, 부분 반사 층의 하부 표면 상의 마이크로렌즈들 및 각각의 발광 다이오드 위의 만곡된 상부 표면들을 갖는 봉지재 부분들을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 39는 일 실시예에 따른, 에어 갭에 의해 발광 다이오드들로부터 분리된 기판 상에 마이크로렌즈들을 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다.
도 40은 일 실시예에 따른, 예시적인 별도로 형성된 백라이트 향상 필름 및 시준 층의 측단면도이다.
도 41은 일 실시예에 따른, 백라이트 향상 필름 및 시준 층 둘 모두로서의 역할을 하는 예시적인 광학 필름의 측단면도이다.
도 42는 일 실시예에 따른, 에지 코팅들을 갖는 예시적인 디스플레이의 측단면도이다.
전자 디바이스들에 백라이트형 디스플레이들이 제공될 수 있다. 백라이트형 디스플레이들은 직하형 백라이트 유닛으로부터의 광에 의해 백라이트 조명되는(backlit) 액정 픽셀 어레이들 또는 다른 디스플레이 구조체들을 포함할 수 있다. 직하형 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이가 제공될 수 있는 유형의 예시적인 전자 디바이스의 사시도가 도 1에 도시된다. 도 1의 전자 디바이스(10)는, 랩톱 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 디바이스, 임베디드 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 모니터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 또는 다른 핸드헬드 또는 휴대용 전자 디바이스, 더 작은 디바이스, 예컨대 손목시계 디바이스, 펜던트(pendant) 디바이스, 헤드폰 또는 이어피스 디바이스, 안경 또는 사용자의 머리에 착용되는 다른 장비 내의 임베디드 디바이스, 또는 다른 착용형 또는 소형 디바이스, 텔레비전, 임베디드 컴퓨터를 포함하지 않는 컴퓨터 디스플레이, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 디스플레이를 갖는 전자 장비가 키오스크(kiosk) 또는 자동차 내에 장착된 시스템과 같은 임베디드 시스템, 이들 디바이스들 중 2개 이상의 기능을 구현하는 장비, 또는 다른 전자 장비일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 디스플레이(14)와 같은 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 하우징(12) 내에 장착될 수 있다. 때때로 인클로저 또는 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합재들, 금속(예를 들어, 스테인리스강, 알루미늄 등), 다른 적합한 재료들, 또는 이들 재료 중 임의의 2개 이상의 조합으로 형성될 수 있다. 하우징(12)은, 하우징(12)의 일부 또는 전부가 단일 구조체로서 기계가공 또는 성형되는 일체형 구성을 사용하여 형성될 수 있거나, 또는 다수의 구조체들(예를 들어, 내부 프레임 구조체, 외부 하우징 표면들을 형성하는 하나 이상의 구조체들 등)을 사용하여 형성될 수 있다.
하우징(12)은 스탠드를 가질 수 있고/있거나, 다수의 부품들(예를 들어, 서로에 대해 이동하여 가동 부품들을 갖는 랩톱 컴퓨터 또는 다른 디바이스를 형성하는 하우징 부분들)을 가질 수 있고/있거나, 셀룰러 전화 또는 태블릿 컴퓨터의 형상을 가질 수 있고/있거나, 다른 적합한 구성들을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 하우징(12)에 대한 배열은 예시적인 것이다.
디스플레이(14)는, 전도성 용량성 터치 센서 전극들의 층 또는 다른 터치 센서 컴포넌트들(예를 들어, 저항성 터치 센서 컴포넌트들, 음향 터치 센서 컴포넌트들, 힘 기반 터치 센서 컴포넌트들, 광 기반 터치 센서 컴포넌트들 등)을 통합하는 터치 스크린 디스플레이일 수 있거나, 또는 터치 감응형이 아닌 디스플레이일 수 있다. 용량성 터치 스크린 전극들은 인듐 주석 산화물 패드들의 어레이 또는 다른 투명 전도성 구조체들로부터 형성될 수 있다.
디스플레이(14)는 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트들로부터 형성된 픽셀들(16)의 어레이를 포함할 수 있거나, 다른 디스플레이 기술들에 기초한 픽셀들의 어레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)의 측단면도가 도 2에 도시된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이(14)는 픽셀 어레이(24)와 같은 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이(24)는 도 1의 픽셀들(16)과 같은 픽셀들의 어레이(예컨대, 픽셀들(16)의 행들 및 열들을 가진 픽셀들의 어레이)를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이(24)는 액정 디스플레이 모듈(때때로 액정 디스플레이 또는 액정 층들로 지칭됨) 또는 다른 적합한 픽셀 어레이 구조체들로부터 형성될 수 있다. 픽셀 어레이(24)를 형성하기 위한 액정 디스플레이는, 예로서, 상부 편광기 및 하부 편광기, 상부 편광기와 하부 편광기 사이에 개재된 색 필터 층과 박막 트랜지스터 층, 및 색 필터 층과 박막 트랜지스터 층 사이에 개재된 액정 재료의 층을 포함할 수 있다. 원한다면, 픽셀 어레이(24)를 형성하는 데 다른 유형들의 액정 디스플레이 구조체들이 사용될 수 있다.
디스플레이(14)의 동작 동안, 이미지들이 픽셀 어레이(24) 상에 디스플레이될 수 있다. 백라이트 유닛(42)(때때로 백라이트, 백라이트 층들, 백라이트 구조체들, 백라이트 모듈, 백라이트 시스템 등으로 지칭될 수 있음)은 픽셀 어레이(24)를 통과하는 백라이트 조명(45)을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이는 픽셀 어레이(24) 상에, 방향(22)으로, 디스플레이(14)를 관찰하고 있는 관찰자(20)와 같은 관찰자에 의한 관찰을 위한 임의의 이미지들을 조명한다.
백라이트 유닛(42)은 발광 다이오드 어레이(36) 위에 형성된 복수의 광학 필름들(26)을 포함할 수 있다. 발광 다이오드 어레이(36)는 백라이트 조명(45)을 생성하는 발광 다이오드들(38)과 같은 광원들의 2-차원 어레이를 포함할 수 있다. 발광 다이오드들(38)은, 예로서, 행들 및 열들로 배열될 수 있고, 도 2의 X-Y 평면 내에 놓일 수 있다. 발광 다이오드들(38)은 인쇄 회로 보드(50)(때때로 기판(50)으로 지칭됨) 상에 실장될 수 있고, 봉지재(52)(때때로 투명 봉지재(52)로 지칭됨)에 의해 봉지될 수 있다.
발광 다이오드들(38)은 디바이스(10) 내의 제어 회로부에 의해 일제히 제어될 수 있거나, 개별적으로 제어될 수 있다(예컨대, 픽셀 어레이(24) 상에 디스플레이되는 이미지들의 동적 범위를 개선하는 것을 돕는 로컬 디밍 기법(local dimming scheme)을 구현하기 위함). 각각의 발광 다이오드(38)에 의해 생성된 광은 픽셀 어레이(24)를 통과하기 전에 광학 필름들(26)을 통해 차원 Z를 따라 상향으로 이동할 수 있다.
광학 필름들(26)은 광 확산 층(28), 부분 반사 층(30), 색 변환 층(34)(형광체 층(40) 및 부분 반사 층(41)을 포함할 수 있음), 시준 층(44), 휘도 향상 필름(46), 확산기 층(48), 및/또는 다른 광학 필름들과 같은 필름들을 포함할 수 있다.
발광 다이오드들(38)은 임의의 적합한 색(예컨대, 청색, 적색, 녹색, 백색 등)의 광을 방출할 수 있다. 본 명세서에 기술된 하나의 예시적인 구성으로, 발광 다이오드들(38)은 청색 광을 방출한다. 백라이트 유닛(42)을 가로질러 균일한 백라이트를 제공하는 것을 돕기 위해, 발광 다이오드들(38)로부터의 광은 광 확산 층(28)에 의해 확산될 수 있다. 광 확산 층(28)을 통과한 후에, 발광 다이오드들(38)로부터의 광은 부분 반사 층(30)을 통과할 수 있다. 부분 반사 층(30)(때때로 이색성 층(30) 또는 이색성 필터 층(30)으로 지칭됨)은 LED들로부터의 일부 광을 반사하고 LED들로부터 일부 광을 투과시키도록 구성될 수 있다. 부분 반사 층은 하나의 가능한 실시예에서 다중-브래그 반사기 및 확산기 층을 포함할 수 있다. 부분 반사 층(30)으로부터 반사되는 광은 재순환될 수 있다(예를 들어, 반사된 광은 부분 반사 층(30)에 다시 도달하기 전에 기판(50)과 같은 다른 층들로부터 반사될 것이다). 이어서, 부분 반사 층(30)을 통해 투과되는 광은 색 변환 층(34)(때때로 광발광(photoluminescent) 층으로 지칭될 수 있음)을 통과한다.
부분 반사 층(30)의 투과율은 디스플레이(14)의 효율을 최대화하도록 선택될 수 있다. 부분 반사 층을 통한 (예를 들어, 발광 다이오드들로부터의) 청색 광의 투과율을 낮추는 것은 재순환되는 청색 광의 양을 증가시킨다. 그러나, 더 많은 광을 재순환시키는 것은 인쇄 회로 보드(50)(또는 부분 반사 층(30) 아래의 다른 층들)에 의해 더 많은 광이 흡수되게 할 수 있다. 그러나, 청색 광의 투과율을 증가시키는 것은 더 많은 가시 아티팩트를 야기할 수 있다. 따라서, 부분 반사 층의 투과율은 디스플레이의 효율 및 균일성을 최적화하도록 선택될 수 있다. 인쇄 회로 보드(50)의 반사율은 부분 반사 층(30)의 최적 투과 레벨에 영향을 줄 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 인쇄 회로 보드(50)는 약 90%의 반사율을 가질 수 있고, 부분 반사 층(30)은 발광 다이오드들(38)로부터의 청색 광의 50%를 반사할 수 있다. 인쇄 회로 보드(50)의 반사율을 증가시키는 것은 부분 반사 층(30)의 최적 반사율을 증가시킬 것이다.
색 변환 층(34)은 LED들(38)로부터의 광을 제1 색으로부터 상이한 색으로 변환할 수 있다. 예를 들어, LED들이 청색 광을 방출할 때, 색 변환 층(34)은 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광체 층(40)(예를 들어, 백색 형광체 재료 또는 다른 광발광 재료의 층)을 포함할 수 있다. 원한다면, 다른 광발광 재료들이 청색 광을 상이한 색들의 광(예를 들어, 적색 광, 녹색 광, 백색 광 등)으로 변환하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 층(34)은 (예컨대, 적색, 녹색 및 청색 성분들 등을 포함하는 백색 백라이트 조명을 생성하기 위해) 청색 광을 적색 및 녹색 광으로 변환하는 양자점들을 포함하는 형광체 층(40)을 가질 수 있다. 발광 다이오드들(38)이 백색 광을 방출하는 구성들(예컨대, 원한다면, 층(34)이 생략될 수 있도록)이 또한 사용될 수 있다. 형광체 층(40)에 더하여, 색 변환 층(34)은 부분 반사 층(41)을 포함할 수 있다. 부분 반사 층(41)(때때로 이색성 층 또는 이색성 필터 층으로 지칭됨)은, 예를 들어, 모든 적색 및 녹색 광을 반사하고 청색 광을 부분적으로 반사할 수 있다.
원한다면, 색 변환 층(34) 및 부분 반사 층(30)은 단일 일체형 층으로서 형성될 수 있다. 이는 광학 필름 적층물의 두께를 감소시킬 수 있다.
발광 다이오드들(38)로부터의 광이 시준 층(44)에 도달할 때까지, 광은 청색으로부터 백색으로 변환되었고 (예를 들어, 광 확산 층에 의해) 균질화되었다. 시준 층(44)(때때로 마이크로렌즈 층(44) 또는 마이크로렌즈 어레이 확산기(44)로 지칭됨)은 축외 광을 시준할 수 있다. 광(45)을 시준하는 것을 추가로 돕고 그럼으로써 사용자(20)에 대한 디스플레이(14)의 휘도를 증가시키기 위해 하나 이상의 휘도 향상 필름들(46)이 포함될 수 있다. 마지막으로, 백라이트 유닛(42)은 발광 다이오드들의 어레이로부터의 광을 균질화하기 위한 확산기 층(48)을 포함할 수 있다.
도 3은 백라이트(42)에 대한 예시적인 발광 다이오드 어레이의 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 어레이(36)는 발광 다이오드들(38)의 행 및 열들을 포함할 수 있다. 각각의 발광 다이오드(38)는 개개의 셀(타일 구역)(38C)과 연관될 수 있다. 셀들(38C)의 에지들의 길이(D)는 2 mm, 18 mm, 1 내지 10 mm, 1 내지 4 mm, 10 내지 30 mm, 5 mm 초과, 10 mm 초과, 15 mm 초과, 20 mm 초과, 25 mm 미만, 20 mm 미만, 15 mm 미만, 10 mm 미만, 1 mm 미만, 0.1 mm 미만, 0.01 mm 초과, 0.1 mm 초과, 또는 다른 원하는 크기일 수 있다. 원한다면, 육각형 타일형 어레이들, 및 다른 적합한 어레이 패턴들로 조직화된 발광 다이오드들(38)을 갖는 어레이들이 사용될 수 있다. 직사각형 셀들을 갖는 어레이들에서, 각각의 셀은 동일한 길이의 측면들을 가질 수 있거나(예컨대, 각각의 셀은 4개의 동일-길이 셀 에지들이 개개의 발광 다이오드를 둘러싸는 정사각형 윤곽을 가질 수 있거나), 각각의 셀들은 상이한 길이들의 측면들(예컨대, 정사각형이 아닌 직사각형 형상)을 가질 수 있다. 발광 다이오드 어레이(36)가 셀들(38C)과 같은 정사각형 발광 다이오드 영역들의 행들 및 열들을 가진 도 3의 구성은 예시적일 뿐이다.
원한다면, 각각의 셀(38C)은 발광 다이오드 다이들(예컨대, 각각의 셀(38C)의 중심에서 발광 다이오드들의 2 × 2 클러스터와 같은 어레이로 배열된 다수의 개별 발광 다이오드들(38))의 어레이로 형성된 광원을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3의 최좌측 및 최하측 셀(38C) 내의 광원(38')은 발광 다이오드들(38)의 2 × 2 어레이(예컨대, 4개의 별개의 발광 다이오드 다이들)로 형성되었다. 일반적으로, 각각의 셀(38C)은 단일 발광 다이오드(38), 한 쌍의 발광 다이오드들(38), 2 내지 10개의 발광 다이오드들(38), 적어도 2개의 발광 다이오드들(38), 적어도 4개의 발광 다이오드들(38), 적어도 8개의 발광 다이오드들(38), 5개 미만의 발광 다이오드들(38), 또는 다른 적합한 개수의 발광 다이오드들을 갖는 광원(38')을 포함할 수 있다. 각각의 셀(38C)이 단일 발광 다이오드(38)를 가진 예시적인 구성들이 때때로 본 명세서에서 예로서 기술될 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐이다. 각각의 셀(38C)은 임의의 적합한 수의 하나 이상의 발광 다이오드들(38)을 갖는 광원(38)을 가질 수 있다. 발광 다이오드 어레이(36) 내의 다이오드들(38)은 어레이(36)를 가로질러 연장되는 인쇄 회로 보드 기판 상에 실장될 수 있거나, 다른 적합한 배열들을 사용하여 어레이(36) 내에 실장될 수 있다.
발광 다이오드 어레이(36) 내의 발광 다이오드들(38)은 열을 발생시킬 수 있다. 주의를 기울이지 않으면, (예를 들어, 발광 다이오드들에 더 가까운 어레이의 영역들이 발광 다이오드들 사이의 어레이의 영역들보다 더 고온인 것에 의한) 결과적인 열 구배(heat gradient)는 픽셀 어레이(24)에서 열 구배를 야기할 수 있다. 픽셀 어레이(24)에 의해 방출된 광의 색은 온도에 의존할 수 있다. 따라서, 픽셀 어레이에서의 높은 열 구배는 디스플레이 성능에 악영향을 줄 수 있다.
도 4 및 도 5는 발광 다이오드들(38)로부터 열을 분배하는 것을 돕는(그리고 픽셀 어레이(24)에서의 열 구배를 방지하는) 층들을 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이들의 측단면도들이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드들(38)은 전도성 재료(예컨대, 땜납)(56)를 사용하여 인쇄 회로 보드(50)의 전도성 패드들(54)(예컨대, 땜납 패드들)에 부착될 수 있다. 열 전도성 층(60)이 접착제 층(58)을 사용하여 인쇄 회로 보드(50)의 저부 표면에 부착될 수 있다. 접착제 층(58)은 (예컨대, 인쇄 회로 보드(50)로부터) 음의 Z-방향으로 열 전도성 층(60)으로 열을 전도할 수 있다. 이어서, 열 전도성 층(60)은 XY-평면 내에 열을 분배할 수 있다.
열 전도성 층(60)은 임의의 원하는 재료로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 전도성 층(60)은 알루미늄, 흑연, 탄소-섬유 강화 시트, 탄소 나노튜브, 또는 금속 입자로부터 형성될 수 있다. 열 전도성 층(60)은 200 W/mK 초과, 300 W/mK 초과, 400 W/mK 초과, 200 W/mK 내지 400 W/mK, 또는 다른 원하는 열 전도율을 가질 수 있다. 열 전도성 층(60)은 0.1 밀리미터 미만, 0.2 밀리미터 미만, 약 55 마이크로미터, 20 마이크로미터 초과, 또는 다른 원하는 두께의 두께(62)를 가질 수 있다.
접착제 층(58)은 감압 접착제 층일 수 있다. 원한다면, 접착제 층(58)은 접착제 층의 열 전도율을 증가시키기 위해 첨가제(64)(예컨대, 금속 입자)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 다른 실시예에서, 방사 냉각 코팅이 인쇄 회로 보드(50)에 부착될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 층(66)(때때로 코팅 층, 방사 냉각 층 또는 방사 냉각 코팅으로 지칭됨)이 (예컨대, 접착제(58)를 사용하여) 인쇄 회로 보드(50)의 저부 표면에 부착될 수 있다. 층(66)은 중합체 시트에 매립되는 금속 입자들을 포함할 수 있다. 금속 입자들은, 예를 들어, 적외선을 방출하며, 이에 의해 인접한 층들을 냉각시킬 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드들(38)은 땜납을 사용하여 인쇄 회로 보드(50) 상의 땜납 패드들에 부착된다. 땜납과 발광 다이오드들 사이의 중첩 면적이 낮으면, 땜납과 발광 다이오드들 사이의 접합의 강도가 낮을 수 있다. 땜납과 발광 다이오드들 사이의 중첩 면적(및 그에 따른, 접합 강도 및 SMT 수율)을 증가시키기 위해, 발광 다이오드들은 도 6에 도시된 바와 같이 직사각형 설계를 가질 수 있다.
도 6은 직사각형(정사각형이 아닌) 형상을 갖는 예시적인 발광 다이오드들의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 어레이(36) 내의 각각의 발광 다이오드는 폭(W), 및 폭보다 긴 길이(L)(예를 들어, 폭보다 큰, 폭의 적어도 2배, 폭의 적어도 1.5배, 폭의 적어도 3배, 폭보다 3배 미만 더 긴 등)를 가질 수 있다. 다시 말하면, 각각의 발광 다이오드는 정사각형이 아닌 직사각형 형상을 가질 수 있다. 각각의 셀(타일 영역)(38C)은 연관된 4개의 발광 다이오드들(38-1, 38-2, 38-3, 38-4)을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드들(38-1, 38-2, 38-3, 38-4)은 셀(38C) 내에서 2x2 그리드로 배열된다. 발광 다이오드(38-1)는 그리드의 상부-좌측에 있고, 발광 다이오드(38-2)는 그리드의 상부-우측에 있고, 발광 다이오드(38-3)는 그리드의 하부-좌측에 있고, 발광 다이오드(38-3)는 그리드의 하부-우측에 있다. 발광 다이오드들(38-1, 38-4)은 Y-축에 평행한 길이들을 가질 수 있는 반면, 발광 다이오드들(38-2, 38-3)은 X-축에 평행한(그리고 38-1 및 38-4의 길이들에 대해 90° 회전된) 길이들을 가질 수 있다. 이러한 배열에 의해, 각각의 발광 다이오드는 (증가된 접합 강도를 위해) 정사각형이 아닌 직사각형 윤곽을 가지면서 (각각의 타일 내의 4개의 발광 다이오드들이 함께 균일한 백라이트를 방출할 것이기 때문에) 균일한 백라이트를 보장할 수 있다. 각각의 타일 내의 발광 다이오드들은 함께 제어될 수 있다. 주어진 셀 내의 각각의 발광 다이오드는 임의의 원하는 위치설정 및 배향을 가질 수 있다. 주어진 셀 내의 각각의 발광 다이오드는 임의의 원하는 패턴의 땜납을 가질 수 있다. 주어진 셀 내의 각각의 발광 다이오드는 임의의 원하는 입자 크기 및 분포의 임의의 원하는 봉지재 첨가제를 가질 수 있다.
발광 다이오드 어레이(36) 내의 발광 다이오드들에 대한 다른 배열이 도 7에 도시된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 타일(38C)은 연관된 복수의(예컨대, 2개, 3개, 3개 초과의 등) 발광 다이오드들을 가질 수 있다. 도 7의 예에서, 각각의 타일(38C)은 발광 다이오드들(38-1, 38-2, 38-3)을 포함한다. 이들 발광 다이오드는 셀로부터 방출되는 광을 조정하는 것을 돕기 위해 상이한 속성들을 가질 수 있다. 도 7의 예에서, 발광 다이오드(38-2)는 발광 다이오드(38-1)보다 더 크고, 발광 다이오드(38-1)는 발광 다이오드(38-3)보다 더 크다. 각각의 발광 다이오드는 동일하거나 상이한 크기를 가질 수 있다. 각각의 발광 다이오드가 정사각형이 아닌 직사각형 형상을 갖는 도 7의 예는 단지 예시적인 것이며, 각각의 발광 다이오드는 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 다른 가능한 실시예에서, 발광 다이오드들은 상이한 피크 파장 방출을 가질 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 발광 다이오드는 봉지재(52)에 의해 커버될 수 있다. 타일(38C) 내의 각각의 발광 다이오드는 상이한 형상의 봉지재 또는 상이한 도펀트를 갖는 봉지재에 의해 커버될 수 있다.
일반적으로, 주어진 타일 내의 다수의 발광 다이오드들은 그 타일로부터 방출되는 광을 조정하기 위해 상이한 속성들을 가질 수 있다. 이들 속성은 발광 다이오드들에 부착된 땜납의 위치설정, 배향, 속성들, 봉지제 첨가제의 입자 크기, 및 봉지재 첨가제의 분포를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 예에서, 발광 다이오드들(38-1, 38-2, 38-3)은 각각 적색, 청색 및 녹색 발광 다이오드들일 수 있다(그리고 타일(38C)은 백색 광을 방출함).
도 2는 발광 다이오드 어레이(36) 내의 발광 다이오드들(38)로부터의 광을 확산시키는 데 사용되는 광 확산 층(28)을 도시한다. 도 8은 발광 다이오드들에 인접한 인쇄 회로 보드 상에 광 방향전환 층을 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드들(38)은 인쇄 회로 보드(50)의 상부 표면 상에 실장된다. 광 방향전환 층(68)이 또한 인쇄 회로 보드(50)의 상부 표면 상에 실장된다. 광 방향전환 층(68)은 발광 다이오드들(38)의 에지들로부터 방출된 광을 방향전환시키는 것을 돕는 프리즘형 반사기일 수 있다. 층(68)은 인쇄 회로 보드(50)에 라미네이팅된 별개의 필름일 수 있거나, 인쇄 회로 보드 상의 UV 경화성 또는 열 경화성 코팅 상에 엠보싱될 수 있다.
층(68)은 광학 균일성 및 효율을 개선하기 위해 특정 방향으로 광을 안내하도록 설계될 수 있다. 층은 확산, 굴절, 및/또는 회절 광학 속성들을 포함할 수 있다. 층(68)은 마이크로 구조체, 포물선형 반사기, 소정 파장을 회절시키는 엠보싱된 구조체, 또는 정의된 원추각에서 광을 방출하는 프리즘형 구조체를 포함할 수 있다. 층(68)은 광 확산층(28)과 조합하여 작동할 수 있거나, 광 확산 층(28)을 대체할 수 있다. 도 8의 예에서, 층(68)은 각각의 인접한 발광 다이오드(38) 사이에 2개의 돌출부를 포함한다.
도 9 및 도 10은 발광 다이오드 어레이(36) 내의 발광 다이오드들(38)이 반사기 층을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있는 방식을 보여주는 측단면도들이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드는 발광 다이오드(38)로부터 방출된 광을 측방으로 지향시키는 것을 돕기 위해 반사기 층(70)(예를 들어, 분산 브래그-반사기)을 포함할 수 있다. 이는 발광 다이오드(38)에 의해 방출된 광의 축상 강도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 이는 인쇄 회로 보드(50), 땜납 패드들(54), 및 땜납(56)의 상부 표면에 부딪치는 광의 양을 증가시킨다. 인쇄 회로 보드(50), 땜납 패드들(54), 및 땜납(56)은 높은 반사율을 갖지 않을 수 있다. 따라서, 반사기 층(70)의 존재는 높은 광 손실을 초래할 수 있다. 광 손실을 감소시키기 위해, 발광 다이오드는 (도 10에 도시된 바와 같이) 반사기 층(70)을 포함하지 않을 수 있다.
도 10은 또한 땜납 두께 및 인쇄 회로 보드에 대한 발광 다이오드의 대응하는 높이를 감소시키고 발광 다이오드 아래에 둘러싸인 공기를 감소시킴으로써 땜납 품질을 개선하기 위한 다양한 방식을 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 땜납 패드들(54)은 땜납(56)의 부분들을 수용하는 (예컨대, 땜납 패드들의 상부 표면 내의) 리세스들(53B)을 가질 수 있다. 리세스들(53B)은 땜납(56)이 모세관력 및 중력으로 인해 땜납 패드(54)에 더 잘 부착되게 한다. 유사하게, 발광 다이오드(38)의 하부 표면은 땜납(56)의 부분들을 수용하는 하나 이상의 리세스들(53A)을 가질 수 있다. 또한, 리세스들(53A)은 땜납(56)이 발광 다이오드(38)에 더 잘 부착되게 할 수 있다. 하나 이상의 리세스들은 원한다면 전도성 코팅으로 코팅될 수 있다.
또한, 코팅(57)이 발광 다이오드(38) 아래의 인쇄 회로 보드(50) 상에 포함될 수 있다. 코팅(57)은 유전체(예컨대, 비전도성) 코팅일 수 있다. 코팅(57)은 소수성일 수 있어서, 땜납(56)이 코팅을 가로질러 유동하게 할 수 있다. 땜납(56)이 침착될 때, 과도한 땜납이 코팅(57)을 가로질러 인쇄 회로 보드(50) 내의 리세스들(55) 내로 유동할 수 있다. 리세스들(55)은 인쇄 회로 보드(50)를 통해 부분적으로 연장될 수 있거나, 또는 회로 보드를 통해 전체적으로(예컨대, 상부 표면으로부터 하부 표면으로) 통과할 수 있다. 다이를 정렬하고 과도한 공기를 제거하기 위해 진공 흡입이 또한 적용될 수 있다(예컨대, 땜납 침착 동안). 기술된 바와 같이 리세스들(55) 내로의 과도한 땜납 유동을 갖는 것은 땜납 품질 및 배치 신뢰성을 개선하고, 다이 틸팅을 감소시키고, 다이 아래의 공기를 감소시킬 수 있다.
도 11은 인쇄 회로 보드 및 다른 인접 층들의 반사율을 증가시킴으로써 광 손실을 감소시키는 방식을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 땜납 마스크(72)(때때로 땜납 마스크 반사기 또는 반사 층으로 지칭됨)가 발광 다이오드 어레이(36)에 포함될 수 있다. 땜납 마스크(72)는 발광 다이오드(38)로부터의 광이 땜납 마스크(72)에 부딪칠 때 손실을 감소시키기 위해 고반사성 재료로부터 형성될 수 있다. 땜납 마스크는 반사율을 증가시키기 위해 이산화티타늄(TiO2)(예컨대, 중합체 내에 분산된 이산화티타늄 입자) 또는 다른 원하는 재료들을 포함할 수 있다. 땜납 마스크 내의 이산화티타늄의 입자 크기뿐만 아니라 중합체 굴절률은 반사율을 최적화하도록 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 땜납 마스크는 인쇄 회로 보드의 상부 표면 상에 직접 라미네이팅될 수 있다. 다른 실시예에서, 땜납 마스크는 열 경화성 코팅 또는 자외선 경화성 코팅일 수 있다. 땜납 마스크는 임의의 원하는 두께(예컨대, 50 마이크로미터, 50 마이크로미터 초과, 100 마이크로미터 미만, 50 마이크로미터 미만 등)를 가질 수 있다.
인쇄 회로 보드(50)의 속성들은 또한 높은 반사율을 위해 최적화될 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유 재료 또는 백색 폴리이미드 중합체가 인쇄 회로 보드(50)의 코어를 형성할 수 있다. 땜납 마스크 및 인쇄 회로 보드의 반사율은 동일할 수 있거나 상이할 수 있다(예컨대, 80% 초과, 50% 초과, 90% 초과, 92% 초과, 94% 초과, 85% 내지 95%, 90% 미만, 99% 미만, 80% 내지 95% 등). 인쇄 회로 보드의 열 전도율을 조정하기 위해 열 전도성 충전제가 또한 인쇄 회로 보드(50)에 추가될 수 있다.
인쇄 회로 보드(50) 상의 발광 다이오드들을 봉지하는(예를 들어, 그에 합치되는) 봉지재에 대한 다수의 가능한 실시예가 있다. 도 12는 평면 상부 표면을 갖는 봉지재(52)를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 봉지재(52)는 발광 다이오드 위로 연장되는 평면 상부 표면(74)을 가질 수 있다. 봉지재(52)(이 실시예에서 때때로 봉지재의 슬래브로 지칭됨)는 발광 다이오드(38)에 대한 추가적인 구조적 완전성을 제공한다. 또한, 봉지재(52)와 인접 재료(76)(예컨대, 공기) 사이의 계면에서의 발광 다이오드(38)로부터 방출된 광의 내부 전반사를 감소시키기 위해, 봉지재(52)는 발광 다이오드(38)와 재료(76)의 굴절률 사이에 있는 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 봉지재(52)는 1.2 내지 1.5, 1.3 내지 1.4, 1.4 미만, 1.5 미만, 1.1 초과, 1.2 초과, 1.3 초과, 약 1.35 등의 굴절률을 가질 수 있다. 도 12에 도시된 봉지재(52)의 슬래브는 발광 다이오드 어레이(36) 내의 발광 다이오드들 전부를 커버할 수 있다. 봉지재(52)는 임의의 원하는 두께(78)(예컨대, 0.1 내지 0.4 밀리미터, 0.5 밀리미터 미만, 0.3 밀리미터 미만, 0.2 내지 0.4 밀리미터, 0.15 내지 0.25 밀리미터, 0.25 밀리미터 내지 0.35 밀리미터, 약 0.2 밀리미터, 약 0.3 밀리미터 등)를 가질 수 있다.
도 13은 만곡된 상부 표면을 갖는 봉지재(52)를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 봉지재(52)는 만곡된 상부 표면(80)(예컨대, 볼록한 상부 표면)을 가질 수 있다. 봉지재는 발광 다이오드 위에 돔 형상을 형성할 수 있다. 이 실시예에서, 봉지재는 액적 렌즈(droplet lens)로 지칭될 수 있다. 봉지재(52)는 발광 다이오드(38)에 추가적인 구조적 완전성을 제공한다. 또한, 봉지재(52)와 인접 재료(76)(예컨대, 공기) 사이의 계면에서의 발광 다이오드(38)로부터 방출된 광의 내부 전반사를 감소시키기 위해, 봉지재(52)는 발광 다이오드(38)와 재료(76)의 굴절률 사이에 있는 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 봉지재(52)는 1.2 내지 1.5, 1.3 내지 1.4, 1.4 미만, 1.5 미만, 1.1 초과, 1.2 초과, 1.3 초과, 약 1.35 등의 굴절률을 가질 수 있다. 각각의 발광 다이오드는 대응하는 봉지재 부분(예컨대, 각각의 발광 다이오드에 대한 하나의 봉지재 돔)을 가질 수 있다. 봉지재(52)는 임의의 원하는 두께(82)(예컨대, 0.1 내지 0.4 밀리미터, 0.5 밀리미터 미만, 0.3 밀리미터 미만, 0.2 내지 0.4 밀리미터, 0.15 내지 0.25 밀리미터, 0.25 밀리미터 내지 0.35 밀리미터, 약 0.2 밀리미터, 약 0.3 밀리미터 등) 및 임의의 원하는 폭(84)(예컨대, 0.3 내지 2.5 밀리미터, 0.3 내지 0.7 밀리미터, 0.8 내지 0.9 밀리미터, 0.5 밀리미터 초과, 1.0 밀리미터 초과, 2.0 밀리미터 초과, 2.0 밀리미터 미만 등)을 가질 수 있다. 폭 대 두께의 비는 5 대 1 초과, 3 대 1 초과, 4 대 1 내지 6 대 1, 10 대 1 미만 등일 수 있다.
도 14는 만곡된 상부 표면 및 리세스를 갖는 봉지재(52)를 갖는 예시적인 발광 다이오드 어레이의 측단면도이다. 도 14의 봉지재는 (예컨대, 돔 형상을 갖는) 도 13의 봉지재와 유사하다. 그러나, 도 14에서, 봉지재(52)는 발광 다이오드(38) 위에 형성된 리세스(86)를 추가로 갖는다. 리세스(86)는 또한 딥(dip)으로 지칭될 수 있다. 리세스(86)는 임의의 원하는 형상(예컨대, 피라미드 형상)을 가질 수 있다. 리세스(86)는 축상(예컨대, 0차) 광의 세기를 감소시킴으로써 (리세스 없는) 도 13의 실시예에 비해 균일성을 추가로 증가시킬 수 있다.
도 15 내지 도 17은 봉지재(52) 내에 포함되는 도펀트의 예들을 도시한다. 도 15는 도펀트(88)를 포함하는 봉지재(52)에 의해 커버된 발광 다이오드(38)를 도시하는 측단면도이다. 도펀트(88)(때때로 첨가제(88)로 지칭됨)는 산란 도펀트일 수 있다. 도펀트(88)의 존재는 발광 다이오드(38)의 발광 면적을 증가시킬 수 있다. 산란 도펀트가 없으면, 발광 다이오드(38)로부터 방출된 광은 발광 다이오드(38) 바로 위에 집중될 것이다. 그러나, 산란 도펀트는 발광 다이오드(38)로부터의 광이 봉지재(52) 전체에 걸쳐 확산되게 할 수 있다. 따라서, 봉지재(52)의 전체 면적이 발광 다이오드(38)로부터의 광을 방출한다. 광의 이러한 확산은 예를 들어 도 2에서의 광 확산 층(28)과 조합하여 작동하거나 그를 대체할 수 있다.
임의의 원하는 도펀트가 도펀트(88)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도펀트(88)는 중합체 나노입자, 무기 나노입자, 공극(예컨대, 기포), 또는 임의의 다른 원하는 도펀트를 포함할 수 있다. 봉지부(encapsulation)(52) 내의 도펀트의 분포는 봉지 재료(예를 들어, 봉지 수지) 내의 도펀트의 부력을 통해 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 15는 중성 부력 예를 도시한다. 따라서, 도 15의 도펀트(88)는 봉지부(52) 전체에 걸쳐 균일하게 분포된다(예를 들어, 도펀트는 봉지 재료 내의 어디에나 현탁될 수 있다). 도 16은 도펀트(88)가 높은 부력을 갖고, 따라서 (예를 들어, 도펀트가 봉지재의 상부로 부유하기 때문에) 봉지재의 상부 표면을 따라 분포되는 경향이 있는 예를 도시한다. 대조적으로, 도 17은 도펀트(88)가 낮은 부력을 갖고, 따라서 (예를 들어, 도펀트가 봉지재의 저부로 가라앉기 때문에) 봉지재의 하부 표면을 따라 분포되는 경향이 있는 예를 도시한다.
도펀트(88)의 위치는 원한다면 제어될 수 있다. 예를 들어, 도펀트는 발광 다이오드(38)의 상부 바로 위에 배치될 수 있다. 도펀트(88)는 또한 봉지재(52)에서의 도펀트(88)의 배향이 제어될 수 있도록 설계될 수 있다. 도 18에 도시된 일 예에서, 도펀트(88)(예컨대, 특정 입자)는 2개의 상이한 밀도를 갖는 2개의 부분을 가질 수 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 도펀트(88)는 부분(88-1) 및 부분(88-2)을 포함할 수 있다. 부분(88-2)은 부분(88-1)과는 상이한 밀도(예컨대, 더 높음)를 가질 수 있다. 도 19에 도시된 다른 예에서, 도펀트(88)의 형상은 도펀트(88)의 배향을 제어하도록 설계될 수 있다. 도 19에 도시된 형상(때때로, 버섯 형상으로 지칭됨)은 봉지재(52)에서의 도펀트(88)의 배향의 제어를 허용할 수 있다.
돔형 봉지재 영역 내의 도펀트(88)를 보여주는 전술한 예들은 단지 예시적인 것이다. 일반적으로, 임의의 원하는 봉지재(예컨대, 도 12에서와 같은 평면 상부 표면 또는 도 14에서와 같은 리세스된 부분을 갖는 봉지재)는 도펀트를 포함할 수 있다.
도 20은 발광 다이오드 어레이(36)가 봉지부(52) 상에 패턴화된 층(90)을 어떻게 포함할 수 있는지를 보여주는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다. 패턴화된 층(90)은 발광 다이오드(38)로부터의 광을 확산시키는 데 도움을 줄 수 있다(예를 들어, 도 2의 광 확산 층(28)과 조합하여 작동하거나 이를 대체함). 패턴화된 층(90)은 또한 광학 필름들(26)과 봉지재(52) 사이의 갭(92)(예컨대, 에어 갭)을 유지하는 것을 도울 수 있다. 패턴화된 층(90)은 봉지재(52)의 상부 표면에 부착되는 별개의 필름일 수 있다. 대안적으로, 패턴화된 층(90)은 봉지재 재료의 패턴화된 부분으로부터 형성될 수 있다(예컨대, 패턴화된 층(90)은 봉지재(52)의 일부일 수 있다).
도 21은 발광 다이오드 어레이(36)가 텍스처화된 표면을 갖는 봉지부(52)를 어떻게 포함할 수 있는지를 보여주는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다. 도 21에 도시된 바와 같이, 봉지부(52)는 텍스처화된 상부 표면(94)을 갖는다. 텍스처화된 상부 표면(94)은 대체로 평면일 수 있다(예컨대, 봉지부는 슬래브로서 형성된다). 그러나, 상부 표면은 (매끄러운 대신에) 거칠 수 있다. 텍스처화된 상부 표면은 발광 다이오드(38)로부터 방출된 광의 내부 전반사를 방지하여, 효율을 증가시킬 수 있다. 상부 표면의 텍스처는 랜덤일 수 있다.
백라이트 유닛에서의 인쇄 회로 보드의 반사율을 증가시키기 위해, 반사 층이 사용될 수 있다. 예를 들어, 반사 재료가 인쇄 회로 보드 상에 라미네이팅될 수 있다. 그러나, 땜납 리플로우 동안 반사 재료가 손상되지 않는 것을 보장하도록 주의해야 한다. 반사 재료는 땜납의 융점 이하의 융점을 가질 수 있다. 따라서, 땜납을 리플로우하는 것은 반사 재료를 용융(및 손상)시킬 수 있다.
반사 층의 손상을 방지하기 위해, 반사 층은 땜납 리플로우 후에 회로 보드에 라미네이팅될 수 있다. 대안적으로, 반사 층은 땜납 리플로우 전에 인쇄 회로 보드에 부착될 수 있다. 이어서, 땜납 리플로우 동안 반사 층을 손상으로부터 보호하기 위해 땜납 마스크가 사용될 수 있다. 이러한 종류의 배열이 도 22에 도시되어 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 반사 층(96)이 인쇄 회로 보드(50) 상에(예를 들어, 인쇄 회로 보드(50)의 상부 표면 상에) 형성될 수 있다. 반사 층은 임의의 원하는 재료로부터 형성될 수 있다. 반사 층은 하나 이상의 층들로부터 형성될 수 있다. 반사 층은 발광 다이오드들에 의해 방출된 파장에서 광의 높은 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드가 청색 광을 방출하는 경우, 반사 층(96)은 청색 광의 높은 반사율(예를 들어, 80% 초과, 90% 초과, 92% 초과, 94% 초과, 96% 초과, 99% 미만 등)을 가질 수 있다. 땜납(56)은 또한 인쇄 회로 보드(50) 상에(예를 들어, 반사 층에 의해 커버되지 않을 수 있는 인쇄 회로 보드의 상부 표면 상의 전도성 패드들 상에) 형성될 수 있다. 열원(100)이 리플로우를 위해 땜납(56)을 가열하는 데 사용될 수 있다. 열원(100)은 땜납 마스크(98)를 통해 에너지(예를 들어, 적외선)를 방출함으로써 땜납(96)을 가열할 수 있다. 땜납 마스크(98)는 땜납(56)과 중첩되는 개구들을 가질 수 있다. 땜납(56)에 의해 커버되지 않는 인쇄 회로 보드(50)의 부분들은 땜납 마스크(98)에 의해 커버될 수 있다. 이러한 방식으로, 땜납 마스크(98)는 땜납(56)의 가열 동안 반사 층(96)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 땜납 마스크(98)는 열원(100)에 의해 방출된 에너지(102)에 대해 불투명하거나 저항성인 임의의 재료로부터 형성될 수 있다. 열원(100)은 예를 들어 적외선을 방출하는 레이저일 수 있다.
소정 실시예들에서, 백라이트 유닛(42)은 발광 다이오드들(38)에 의해 방출되는 광의 점 확산 함수(point spread function, PSF) 폭을 증가시키는 것을 돕는 편광 격자를 포함할 수 있다. PSF 폭을 증가시키는 것은 재활용을 위해 인쇄 회로 보드의 반사율에 대한 의존성을 감소시킬 수 있다. 도 23 내지 도 25는 편광 격자 층(때때로 회절 층, 광 확산 층, 편광 위상 격자 층, 편광 격자, 또는 편광 위상 격자로 지칭됨)을 갖는 예시적인 백라이트 유닛들의 측단면도들이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(42)은 봉지부(52)에 의해 커버되는 인쇄 회로 보드(50) 상의 발광 다이오드들(38)을 포함한다. 백라이트 유닛은 또한 광 확산 층(28)을 포함하는 광학 필름들(26)을 가질 수 있다. 그러나, 백라이트 유닛은 추가적인 광 확산 층(104)을 포함할 수 있다. 편광 격자 층(104)(때때로 회절 층, 광 확산 층, 편광 위상 격자 층, 편광 격자, 또는 편광 위상 격자로 지칭됨)은 발광 다이오드들(38)로부터 수광된 광을 2개의 상이한 편광들로 분할할 수 있다. 광 확산 층(104)은 발광 다이오드들과 연관된 축상 강도 피크를 감소시킬 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 광 확산 층(104)은 발광 다이오드들을 커버하는 봉지부(52)에 결합될 수 있다(예컨대, 광 확산 층(104)은 봉지부(52)와 직접 접촉할 수 있다). 이러한 예는 단지 예시적인 것이다. 도 24에 도시된 다른 예에서, 광 확산 층(104)은 광 확산 층(28)의 하부 표면 상에 형성된다. 광 확산 층(28) 및 광 확산 층(104)은 임의의 원하는 방식으로 함께 부착될 수 있다. 광 확산 층(28)은 광 확산 층의 상부 표면 상에 균일하게 패턴화된 돌출부들을 가질 수 있다. 도 25에 도시된 또 다른 실시예에서, 도파관 층(106)(때때로 도광 층으로 지칭됨)이 광 확산 층(28)과 광 확산 층(104) 사이에 개재될 수 있다. 광 확산 층(28)은 이 실시예에서 불균일하게 이격되는(예컨대, 도파관 확산을 제어하도록 통계적으로 이격되는) 광 확산 층의 상부 표면 상의 돌출부들을 가질 수 있다.
발광 다이오드들(38)에 의해 방출된 광의 점 확산 함수(PSF) 폭을 증가시키기 위해 다른 구조체들이 사용될 수 있다. 도 26 및 도 27은 고반사성 인쇄 회로 보드와 조합하여 발광 다이오드들(38)에 의해 방출되는 광의 점 확산 함수(PSF) 폭을 증가시키는 구조체들을 포함하는 백라이트 유닛들의 측단면도들이다. 도 26에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드들(38)은 인쇄 회로 보드(50) 상에 위치될 수 있고, 봉지재(52)에 의해 커버될 수 있다. 각각의 발광 다이오드(38)는 개개의 포물선형 상부 표면(108)을 갖는 봉지재의 개개의 부분에 의해 커버될 수 있다. 인접한 봉지재 부분들의 포물선형 상부 표면들은 정점(110)에서 만날 수 있다. 이 부분은 봉지재(52)의 딤플형 또는 리세스된 부분으로 지칭될 수 있다.
발광 다이오드들(38)로부터 방출된 광(112)은 내부 전반사(TIR)에 의해 정점(110)을 향해 반사될 수 있다. 광(112)이 정점(110)(때때로, 광 누출 촉진 구조체(110)로 지칭됨)에 도달할 때, 광은 관찰자의 방향으로 봉지재(52)를 빠져나갈 가능성이 더 클 수 있다. 이러한 방식으로, 발광 다이오드들로부터의 광은 인접한 발광 다이오드들 사이의 영역으로 지향되고 그로부터 방출될 수 있다(이에 의해 PSF 폭을 증가시킨다). 이러한 유형의 배열은 인쇄 회로 보드(50)로부터 반사되는 광에 의존한다(예를 들어, 광이 발광 다이오드로부터 방출되고, 내부 전반사로 인해 봉지재의 포물선형 상부 표면으로부터 반사되고, 이어서 인쇄 회로 보드의 상부 표면으로부터 반사된다). 따라서, 인쇄 회로 보드의 반사율이 낮으면, 도 26의 배열을 갖는 백라이트 유닛의 효율은 낮을 수 있다. 따라서, 도 26의 배열은 인쇄 회로 보드가 높은 반사율(예를 들어, 90% 초과, 94% 초과, 96% 초과 등)을 갖는 실시예들에 적합할 수 있다.
도 27에 도시된 다른 실시예에서, 발광 다이오드들(38)은 다시 인쇄 회로 보드(50) 상에 위치되고, 봉지재(52)에 의해 커버될 수 있다. 이 실시예에서, 발광 다이오드들은 평면 상부 표면(예컨대, 봉지재의 슬래브)을 갖는 봉지재에 의해 커버된다. 광 누출 촉진 구조체(114)가 각각의 발광 다이오드 사이에 개재될 수 있다. 도 27에서의 광 누출 촉진 구조체(114)는 불투명한 백색 구조체로부터 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 광 누출 촉진 구조체(114)는 봉지재(52) 내의 에어 갭(때때로 공극으로 지칭됨)일 수 있다.
발광 다이오드들(38)로부터 방출된 광은 내부 전반사(TIR)에 의해 광 누출 촉진 구조체(114)를 향해 반사될 수 있다. 광이 광 누출 촉진 구조체(114)에 도달할 때, 광은 관찰자의 방향으로 봉지재(52)를 빠져나갈 가능성이 더 클 수 있다. 이러한 방식으로, 발광 다이오드들로부터의 광은 인접한 발광 다이오드들 사이의 영역으로 지향되고 그로부터 방출될 수 있다(이에 의해 PSF 폭을 증가시킨다). 이러한 유형의 배열은 인쇄 회로 보드(50)로부터 반사되는 광에 의존한다(예를 들어, 광이 발광 다이오드로부터 방출되고, 내부 전반사로 인해 봉지재의 상부 표면으로부터 반사되고, 이어서 인쇄 회로 보드의 상부 표면으로부터 반사된다). 따라서, 도 27의 배열은 인쇄 회로 보드가 높은 반사율(예를 들어, 90% 초과, 94% 초과, 96% 초과 등)을 갖는 실시예들에 적합할 수 있다.
광 확산 층(28)(예를 들어, 도 2에 도시됨)이 광을 확산시키기 위한 많은 가능한 방식이 있다. 도 28은 상부 표면 및 하부 표면 둘 모두 상에 마이크로렌즈 구조체들을 갖는 광 확산 층을 갖는 예시적인 디스플레이의 측단면도이다. 도 28에 도시된 바와 같이, 광 확산 층(28)은 상부 표면(116) 및 하부 표면(118)을 갖는다. 상부 표면(116)은 광 확산 층의 상부 표면 내의 리세스들로부터 형성되는 복수의 마이크로렌즈들(120)을 갖는다. 마이크로렌즈들(120)은 상부 표면(116)에서 구형 형상의 리세스들 또는 임의의 다른 원하는 형상의 리세스들로부터 형성될 수 있다. 하부 표면(118)은 또한 광 확산 층의 하부 표면 내의 리세스들로부터 형성되는 복수의 마이크로렌즈들(122)을 갖는다. 마이크로렌즈들(122)은 하부 표면(118)에서 구형 형상의 리세스들 또는 임의의 다른 원하는 형상의 리세스들로부터 형성될 수 있다. 마이크로렌즈들(122)은 (도 28에 도시된 바와 같이) 마이크로렌즈들(120)보다 더 클 수 있다. 그러나, 이 예는 단지 예시적인 것이며, 마이크로렌즈들(122)은 또한 마이크로렌즈들(120)과 동일한 크기이거나 그보다 작을 수 있다. 또한, 마이크로렌즈 어레이(120) 내의 각각의 마이크로렌즈는 동일한 크기 또는 상이한 크기를 가질 수 있고, 마이크로렌즈 어레이(122) 내의 각각의 마이크로렌즈는 동일한 크기 또는 상이한 크기를 가질 수 있다.
광 확산 층(28)을 위한 다른 배열이 도 29에 도시되어 있다. 도 29에 도시된 바와 같이, 광 확산 층은 2개의 필름들(층들)을 포함할 수 있다. 도 29의 예에서, 광 확산 층(28-1)이 광 확산 층(28-2) 위에 위치된다. 광 확산 층(28-1) 및 광 확산 층(28-2)은 예를 들어 접착제(128)(예컨대, 감압 접착제)를 사용하여 부착될 수 있다. 접착제(128)는 원한다면 확산 속성들을 가질 수 있다.
도 29에 도시된 바와 같이, 광 확산 층(28-2)은 마이크로렌즈들(132)을 갖는 상부 표면을 갖는다. 마이크로렌즈들(132)은 광 확산 층(28-2)의 상부 표면 내의 복수의 리세스들로부터 형성될 수 있다. 광 확산 층(28-2)은 또한 복수의 돌출부들(130)을 포함할 수 있다. 돌출부들(130)은 발광 다이오드들을 향해 돌출될 수 있다. 돌출부들(130)은 (예컨대, 도 29의 Y-축에 평행한) 층을 가로지르는 종축을 따라 연장되는 세장형 돌출부들(때때로, 리지(ridge)들로 지칭됨)일 수 있다. 광 확산 층(28-1)은, 광 확산 층(28-2)에 대해 90° 회전되는 것을 제외하고는, 광 확산 층(28-2)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 광 확산 층(28-1)은 또한 층을 가로질러 종축을 따라 연장되는 복수의 돌출부들을 갖는다. 그러나, 광 확산 층(28-1)의 돌출부들은 X-축에 평행하게(광 확산 층(28-2)의 돌출부들에 수직으로) 연장될 수 있다. 광 확산 층(28-1)은 또한 마이크로렌즈들(126)을 포함한다. 마이크로렌즈들(126)은 광 확산 층(28-1)의 상부 표면(124) 내의 복수의 리세스들로부터 형성될 수 있다.
발광 다이오드들(38)로부터 방출된 광은 광 확산 층(28-2)에 도달할 때 제1 축에 대해(예를 들어, 점광원(point source)로부터 2개의 지점으로) 확산될 것이다. 마이크로렌즈들(132)은 광 확산 층(28-1)으로 통과하는 광을 촉진하기 위해 내부 전반사를 감소시킬 수 있다. 광 확산 층(28-1)은 (층(28-1)의 돌출부들이 층(28-2)의 돌출부들에 수직이기 때문에) 제1 축에 수직인 제2 축에 대해(예컨대, 2개의 지점으로부터 4개의 지점으로) 입사광을 확산시킬 것이다. 마이크로렌즈들(126)은 층(28-1)으로부터 층(30)을 향한 광의 누출을 촉진하기 위해 내부 전반사를 감소시킬 수 있다. 층들(28-1, 28-2)은 각각 임의의 원하는 두께(예컨대, 20 내지 30 마이크로미터, 20 내지 25 마이크로미터, 50 마이크로미터 미만, 25 마이크로미터 미만, 약 22 마이크로미터, 15 마이크로미터 초과, 100 마이크로미터 미만 등)를 가질 수 있다. 층들(28-1, 28-2)의 두께는 동일할 수 있다.
종축을 따라 연장되는(그리고 입사 점광원을 2개의 지점으로 분할하는) 세장형 돌출부들을 갖는 광 확산 층(28)의 예는 단지 예시적이다. 원한다면, 광 확산 층(28)은 대신에 돌출부들 또는 리세스들의 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 돌출부는 입사 점광원을 3개 이상의 지점으로 분할할 수 있다. 도 30은 돌출부들(134)을 포함하는 광 확산 층(28)의 측단면도이다. 돌출부들(134)은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출부들은 피라미드 형상(예컨대, 정사각형 밑면 및 정점(136)에서 만나는 4개의 삼각형 면을 가짐) 또는 삼각형 피라미드 형상(예컨대, 삼각형 밑면 및 정점(136)에서 만나는 3개의 삼각형 면을 가짐)을 가질 수 있다. 피라미드형 돌출부들은 점광원을 4개의 지점으로 분할할 수 있는 반면, 삼각형 피라미드형 돌출부들은 점광원을 3개의 지점으로 분할할 수 있다. 도 31에 도시된 다른 실시예에서, 광 확산 층(28)은 복수의 리세스들(138)을 포함할 수 있다. 리세스들(138)은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 리세스들은 피라미드 형상(예컨대, 정사각형 밑면 및 정점(140)에서 만나는 4개의 삼각형 면을 가짐) 또는 삼각형 피라미드 형상(예컨대, 삼각형 밑면 및 정점(140)에서 만나는 3개의 삼각형 면을 가짐)을 가질 수 있다. 피라미드형 리세스들은 점광원을 4개의 지점으로 분할할 수 있는 반면, 삼각형 피라미드형 리세스들은 점광원을 3개의 지점으로 분할할 수 있다. 도 32는 돌출부들(134)(또는 리세스들(138))이 어떻게 어레이로 배열될 수 있는지를 보여주는 광 확산 층(28)의 평면도이다. 돌출부들 및/또는 리세스들은 임의의 원하는 형상들을 가질 수 있고 임의의 원하는 유형의 어레이로 배열될 수 있다.
도 33은 부분-큐브 구조체들(때때로 코너-큐브들로 지칭됨)로부터 형성된 돌출부들(134)을 갖는 광 확산 층의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 각각의 돌출부(또는 리세스)는 정점(136)에서 만나는 3개의 정사각형 면(예를 들어, 코너 큐브)에 의해 형성될 수 있다. 도 34에서, 각각의 돌출부(134)는 서로로부터 오프셋된 2개의 부분-큐브 구조체로부터 형성된다. 따라서, 도 34의 각각의 돌출부(134)는 6개의 면을 갖는다(그리고 입사 점광원을 6개의 지점으로 분할한다).
도 35에 도시된 또 다른 실시예에서, 돌출부(134)는 테이퍼진 피라미드 구조체로부터 형성될 수 있다. 도 35에 도시된 바와 같이, 돌출부는 정점(148)에서 만나는 4개의 면(142)을 가질 수 있다. 각각의 면은 서로에 대해 각도(150)에 있는 하부 부분(144) 및 상부 부분(146)을 가질 수 있다. 각도(150)는 광 확산 층의 광 확산 기능을 최적화하도록 선택될 수 있다.
발광 다이오드들(38)로부터 광을 확산시키기 위한 추가의 실시예들이 도 36 내지 도 39에 도시되어 있다. 도 36은 부분 반사 층(30)의 하부 표면 상에 형성된 마이크로렌즈 어레이를 갖는 예시적인 백라이트 유닛의 측단면도이다. 마이크로렌즈들(152)은 부분 반사 층(30)의 하부 표면으로부터 돌출될 수 있다. 마이크로렌즈들은 발광 다이오드들(38)로부터 수광된 광을 확산시키는 것을 도울 수 있다. 마이크로렌즈들(152)은 관련 초점 거리(f)를 가질 수 있다. 봉지재(52)의 두께(154)는 초점 거리의 함수일 수 있다(예를 들어, t = n × f, 여기서 t는 두께(154)이고 n은 봉지재 재료의 굴절률임).
도 37은 도 36의 배열과 유사한 배열을 도시한다. 그러나, 도 36에서, 봉지재(52)는 어레이 내의 모든 발광 다이오드들(예컨대, 봉지재 슬래브)에 걸쳐 형성된다. 도 37에서, 각각의 발광 다이오드는 봉지재(52)의 개개의 부분을 갖는다. 도 37에서, 각각의 봉지재 부분의 두께(154)는 여전히 마이크로렌즈들(152)의 초점 거리 및 봉지재 재료의 굴절률에 기초하여 선택될 수 있다.
도 38은 부분 반사 층(30)의 하부 표면 상에 마이크로렌즈들(152)을 갖는 또 다른 실시예를 도시한다. 도 38에서, 각각의 발광 다이오드는 (도 37에서와 같이 평면 상부 표면 대신에) 만곡된 상부 표면을 갖는 봉지재 부분(52)에 의해 커버될 수 있다. 도 38에서, 각각의 봉지재 부분의 두께(154)는 마이크로렌즈들(152)의 초점 거리에 기초하여 선택될 수 있다(예컨대, t = f, 여기서 t는 두께(154)이고, f는 마이크로렌즈들(152)의 초점 거리임).
부분 반사 층(30)의 하부 표면 상에 형성된 마이크로렌즈들(152)의 도 36 내지 도 38에서의 예는 단지 예시적인 것이다. 원한다면, 마이크로렌즈들(152)은 디스플레이 내의 다른 위치들에 형성될 수 있다. 도 39는 마이크로렌즈들(152)이 (부분 반사 층(30)과는 별개로) 기판(156) 상에 형성되는 실시예를 도시한다. 마이크로렌즈들(152)에 대해 기판(156)과 발광 다이오드들(38) 사이에 에어 갭(158)이 있을 수 있다.
도 36 내지 도 39에 도시된 실시예들에서, 광 확산 층(28)은 생략된다(마이크로렌즈들(152)은 발광 다이오드로들부터의 광을 확산시키기 때문임). 그러나, 이는 단지 예시적인 것이다. 원한다면, 광 확산 층(28)은 도 36 내지 도 39의 실시예들 중 임의의 것에 포함될 수 있다(그리고 마이크로렌즈들(152)과 조합하여 광을 확산시킬 수 있다).
도 2는 백라이트 유닛(42)이 휘도 향상 필름(46) 및 시준 층(44)을 포함하는 예를 도시하였다. 이들 층의 예들이 다시 도 40에 도시되어 있다. 도 40에 도시된 바와 같이, 휘도 향상 필름(46)은 필름의 상부 표면 상에 돌출부들(160)을 포함할 수 있다. 시준 층(44)은 필름의 하부 표면 상에 마이크로렌즈들(162)의 어레이를 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(42) 내의 층들의 수를 감소시키기 위해, 휘도 향상 필름(46) 및 시준 층(44)은 단일 필름으로 조합될 수 있다. 도 41은 (휘도 향상 필름의 기능을 제공하는) 상부 표면 상의 돌출부들(160) 및 (시준 층의 기능을 제공하는) 하부 표면 상의 마이크로렌즈들(162)을 갖는 예시적인 광학 층(164)의 측단면도이다.
광학 필름들(26)의 에지로부터 누출되는 광은 디스플레이의 에지가 바람직하지 않은 청색 색조를 갖게 할 수 있다(픽셀 어레이(24)가 발광 다이오드들(38)로부터 과량의 청색 광을 수광하는 것으로 인해). 이러한 문제를 완화시키기 위해, 하나 이상의 코팅들이 디스플레이의 에지에 포함될 수 있다. 도 42에 도시된 바와 같이, 디스플레이(14)는 픽셀 어레이(24)의 하부 층 상에 코팅(168)을 포함할 수 있다. 디스플레이는 디스플레이(14) 내의 하나 이상의 다른 층들을 지지하는 섀시(166)(예컨대, 때때로 p-섀시라고 지칭되는 플라스틱 섀시)를 포함할 수 있다. 섀시의 하나 이상의 표면들(예컨대, 에지 표면(176))은 코팅(174)에 의해 코팅된다. 광학 층들의 상부 표면은 코팅(170)으로 코팅된다. 광학 층들의 에지 표면은 코팅(172)으로 코팅된다. 코팅들(168, 170, 172, 174)(이는 모두 디스플레이의 에지에 있음)은 흑색 재료, 회색 재료, 황색 재료, 또는 형광체 재료로부터 형성될 수 있다. 흑색 재료, 회색 재료, 및 황색 재료는 청색 광의 반사율을 조정 또는 제거할 수 있다(이에 의해 디스플레이의 에지에서 과도한 청색 광을 감소시킬 수 있다). 형광체 재료는 청색 광을 백색 광으로 변환시킬 수 있다(이에 의해 디스플레이의 에지에서 과도한 청색 광을 감소시킬 수 있다).
일 실시예에 따르면, 복수의 픽셀들, 및 복수의 픽셀들에 대해 백라이트 조명을 생성하도록 구성된 백라이트를 포함하는 디스플레이가 제공되며, 백라이트는, 광을 방출하도록 구성되고 복수의 개개의 셀들로 배열되는 광원들, 광원들로부터 광을 수광하고 제1 방향으로 연장되는 제1 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제1 광 확산 층, 및 제1 광 확산 층으로부터 광을 수광하고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 제2 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제2 광 확산 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 광원들은 인쇄 회로 보드 상에 실장된 발광 다이오드들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 백라이트는 접착제를 이용해 인쇄 회로 보드의 하부 표면에 부착되는 열 전도성 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 접착제는 열 전도성 첨가제를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 백라이트는 인쇄 회로 보드의 하부 표면 상에 방사 냉각 코팅을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 백라이트는 발광 다이오드들 위에 형성되는 평면 상부 표면을 갖는 봉지재의 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 백라이트는 봉지재를 포함하며, 각각의 발광 다이오드는 만곡된 상부 표면을 갖는 개개의 봉지재 부분에 의해 커버된다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 개별 봉지재 부분의 만곡된 상부 표면은 발광 다이오드 위에 개개의 리세스를 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 백라이트는 발광 다이오드들 위에 형성되고 산란 도펀트를 포함하는 봉지재의 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 백라이트는 봉지재를 포함하며, 각각의 발광 다이오드는 포물선형 상부 표면을 갖는 개개의 봉지재 부분에 의해 커버된다.
다른 실시예에 따르면, 백라이트는 인접한 발광 다이오드들 사이에 개재되는 광 누출 촉진 구조체를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 개별 셀은 정사각형이 아닌 직사각형 형상을 갖는 4개의 발광 다이오드들을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 개별 셀은 제1 크기를 갖는 제1 발광 다이오드 및 제1 크기와는 상이한 제2 크기를 갖는 제2 발광 다이오드를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 개별 셀은 적색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드, 및 녹색 발광 다이오드를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 제1 복수의 세장형 돌출부들은 제1 광 확산 층의 하부 표면으로부터 연장되고, 제1 광 확산 층은 제1 광 확산 층의 상부 표면 상에 형성된 마이크로렌즈들의 제1 어레이를 갖고, 제2 복수의 세장형 돌출부들은 제2 광 확산 층의 하부 표면으로부터 연장되고, 제2 광 확산 층은 제2 광 확산 층의 상부 표면 상에 형성된 마이크로렌즈들의 제2 어레이를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 복수의 픽셀들, 및 복수의 픽셀들에 대해 백라이트 조명을 생성하도록 구성된 백라이트를 포함하는 디스플레이가 제공되며, 백라이트는 인쇄 회로 보드, 인쇄 회로 보드 상에 실장된 복수의 발광 다이오드들, 복수의 발광 다이오드들로부터 수광된 광을 확산시키는 인쇄 회로 보드 위에 형성된 적어도 하나의 광 확산 층, 적어도 하나의 광 확산 층 위에 형성된 부분 반사 층, 부분 반사 층 위에 형성된 색 변환 층, 및 색 변환 층 위에 형성된 시준 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 색 변환 층은 추가적인 부분 반사 층 위에 형성된 형광체 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 광 확산 층은 복수의 발광 다이오드들로부터 광을 수광하고 제1 방향으로 연장되는 제1 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제1 광 확산 층, 및 제1 광 확산 층으로부터 광을 수광하고 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 제2 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제2 광 확산 층을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 복수의 픽셀들, 및 복수의 픽셀들에 대해 백라이트 조명을 생성하도록 구성된 백라이트를 포함하는 디스플레이가 제공되며, 백라이트는 광을 방출하는 복수의 발광 다이오드들을 포함하는 발광 다이오드 어레이, 발광 다이오드 어레이 위에 형성된 복수의 광학 필름들, 및 복수의 발광 다이오드들에 의해 방출된 광을 수광하고 광의 색을 변화시키는 복수의 광학 필름들의 에지 상에 형성된 코팅을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 코팅은 흑색 재료, 회색 재료, 황색 재료, 또는 형광체 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅을 포함한다.
전술한 것은 단지 예시적인 것이며 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 디스플레이로서,
    복수의 픽셀들; 및
    상기 복수의 픽셀들에 대해 백라이트 조명을 생성하도록 구성된 백라이트를 포함하고, 상기 백라이트는,
    광을 방출하도록 구성되고 복수의 개개의 셀들로 배열되는 광원들;
    상기 광원들로부터 광을 수광하고 제1 방향으로 연장되는 제1 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제1 광 확산 층; 및
    상기 제1 광 확산 층으로부터 광을 수광하고 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 제2 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제2 광 확산 층을 포함하는, 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원들은 인쇄 회로 보드 상에 실장된 발광 다이오드들을 포함하는, 디스플레이.
  3. 제2항에 있어서, 상기 백라이트는 접착제를 이용해 상기 인쇄 회로 보드의 하부 표면에 부착되는 열 전도성 층을 추가로 포함하는, 디스플레이.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접착제는 열 전도성 첨가제를 포함하는, 디스플레이.
  5. 제2항에 있어서, 상기 백라이트는 상기 인쇄 회로 보드의 하부 표면 상에 방사 냉각 코팅을 추가로 포함하는, 디스플레이.
  6. 제2항에 있어서, 상기 백라이트는 상기 발광 다이오드들 위에 형성되는 평면 상부 표면을 갖는 봉지재의 층을 추가로 포함하는, 디스플레이.
  7. 제2항에 있어서, 상기 백라이트는 봉지재를 추가로 포함하며, 각각의 발광 다이오드는 만곡된 상부 표면을 갖는 개개의 봉지재 부분에 의해 커버되는, 디스플레이.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 개별 봉지재 부분의 상기 만곡된 상부 표면은 상기 발광 다이오드 위에 개개의 리세스를 갖는, 디스플레이.
  9. 제2항에 있어서, 상기 백라이트는 상기 발광 다이오드들 위에 형성되고 산란 도펀트를 포함하는 봉지재의 층을 추가로 포함하는, 디스플레이.
  10. 제2항에 있어서, 상기 백라이트는 봉지재를 추가로 포함하며, 각각의 발광 다이오드는 포물선형 상부 표면을 갖는 개개의 봉지재 부분에 의해 커버되는, 디스플레이.
  11. 제2항에 있어서, 상기 백라이트는 인접한 발광 다이오드들 사이에 개재되는 광 누출 촉진 구조체를 추가로 포함하는, 디스플레이.
  12. 제1항에 있어서, 각각의 개별 셀은 정사각형이 아닌 직사각형 형상을 갖는 4개의 발광 다이오드들을 포함하는, 디스플레이.
  13. 제1항에 있어서, 각각의 개별 셀은 제1 크기를 갖는 제1 발광 다이오드 및 상기 제1 크기와는 상이한 제2 크기를 갖는 제2 발광 다이오드를 포함하는, 디스플레이.
  14. 제1항에 있어서, 각각의 개별 셀은 적색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드, 및 녹색 발광 다이오드를 포함하는, 디스플레이.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 복수의 세장형 돌출부들은 상기 제1 광 확산 층의 하부 표면으로부터 연장되고, 상기 제1 광 확산 층은 상기 제1 광 확산 층의 상부 표면 상에 형성된 마이크로렌즈들의 제1 어레이를 갖고, 상기 제2 복수의 세장형 돌출부들은 상기 제2 광 확산 층의 하부 표면으로부터 연장되고, 상기 제2 광 확산 층은 상기 제2 광 확산 층의 상부 표면 상에 형성된 마이크로렌즈들의 제2 어레이를 갖는, 디스플레이.
  16. 디스플레이로서,
    복수의 픽셀들; 및
    상기 복수의 픽셀들에 대해 백라이트 조명을 생성하도록 구성된 백라이트를 포함하고, 상기 백라이트는,
    인쇄 회로 보드;
    상기 인쇄 회로 보드 상에 실장된 복수의 발광 다이오드들;
    상기 복수의 발광 다이오드들로부터 수광된 광을 확산시키는, 상기 인쇄 회로 보드 위에 형성된 적어도 하나의 광 확산 층;
    상기 적어도 하나의 광 확산 층 위에 형성된 부분 반사 층;
    상기 부분 반사 층 위에 형성된 색 변환 층; 및
    상기 색 변환 층 위에 형성된 시준 층을 포함하는, 디스플레이.
  17. 제16항에 있어서, 상기 색 변환 층은 추가적인 부분 반사 층 위에 형성된 형광체 층을 포함하는, 디스플레이.
  18. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 확산 층은,
    상기 복수의 발광 다이오드들로부터 광을 수광하고 제1 방향으로 연장되는 제1 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제1 광 확산 층; 및
    상기 제1 광 확산 층으로부터 광을 수광하고 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 제2 복수의 세장형 돌출부들을 갖는 제2 광 확산 층을 포함하는, 디스플레이.
  19. 디스플레이로서, 상기 디스플레이는,
    복수의 픽셀들; 및
    상기 복수의 픽셀들에 대해 백라이트 조명을 생성하도록 구성된 백라이트를 포함하고, 상기 백라이트는,
    광을 방출하는 복수의 발광 다이오드들을 포함하는 발광 다이오드 어레이;
    상기 발광 다이오드 어레이 위에 형성된 복수의 광학 필름들; 및
    상기 복수의 발광 다이오드들에 의해 방출된 상기 광을 수광하고 상기 광의 색을 변화시키는, 상기 복수의 광학 필름들의 에지 상에 형성된 코팅을 포함하는, 디스플레이.
  20. 제19항에 있어서, 상기 코팅은 흑색 재료, 회색 재료, 황색 재료, 또는 형광체 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅을 포함하는, 디스플레이.
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