JP6235657B2 - ディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
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、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。また、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、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。また、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。さらに、パッケージ部材上にスクリーンが設けられ、パッケージ部材とスクリーンの間にも遮光層が設けられ、パッケージ部材とスクリーンの間の遮光層は、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4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、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。また、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。
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
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
Claims (9)
- 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、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み、
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。 - 前記遮光層が、ブラック樹脂で形成されている請求項1に記載のディスプレイ装置。
- 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、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み、
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。 - 前記遮光層が、ブラック樹脂で形成されている請求項3に記載のディスプレイ装置。
- 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、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、
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と前記スクリーンの間にも遮光層が設けられ、前記パッケージ部材と前記スクリーンの間の遮光層は、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。 - それぞれの遮光層がブラック樹脂で形成されている請求項5に記載のディスプレイ装置。
- 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請求項5又は請求項6に記載のディスプレイ装置。
- 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、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み、
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。 - 前記遮光層が、ブラック樹脂で形成されている請求項8に記載のディスプレイ装置。
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