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JP2006261663A - 散乱領域を有する側面放出型発光ダイオードパッケージ及びこれを含むバックライト装置 - Google Patents

散乱領域を有する側面放出型発光ダイオードパッケージ及びこれを含むバックライト装置 Download PDF

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Abstract

【課題】発光ダイオードパッケージ及びこれを含むバックライト装置製造の工程を単純化すること。
【解決手段】発光ダイオードパッケージ１００は底面１０２と、上記底面から上記パッケージの中心軸の周縁に円筒形で延長された光出射面１０４と、上記底面側で入射する光を上記光出射面側に反射するよう上記底面の反対側に上記中心軸を中心に対称されるように形成された反射面１０６、及び上記反射面の表面に提供された散乱領域１０８とを含む。このようにＬＥＤパッケージの反射面に散乱物質を適用すれば、反射用紙の付着が省略できるため工程を単純化し製造時間及び費用が節約できる。
【選択図】図５

Description

本発明はバックライト装置用発光ダイオードパッケージに関するものであって、より具体的には反射面に散乱物質を適用した側面放出型発光ダイオードパッケージ及びこれを含むバックライト装置に関するものである。
発光ダイオード、即ちＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)を光源として使用する応用分野にはＬＣＤ(液晶表示装置)バックライト装置(システム)と照明器具などがある。この際、ＬＥＤに光学パッケージを使用すると、その効率及び機能がより一層改善され、使用しようとする部門の応用範囲が広くなることができる。
ＬＣＤバックライト装置に採用されるＬＥＤのためのパッケージの例が図１に示されている。
図１のＬＥＤパッケージは側面放出型ＬＥＤパッケージ１０として、底面１２、側面１４及び漏斗状の反射面１６を含む。パッケージ１０の内部にはＬＥＤチップ１８が配され、パッケージ１０の底面１２はプリント回路基板のような受台２０によって支持される。
この際、反射面１６はＬＥＤチップ１８で発生した光を側面１４に反射するよう軸線(Ａ)を中心に対称な形態で、ＬＥＤチップ１８の中心はこの軸線(Ａ)上に置かれる。こうすると、図１に図面符号Ｌ１で示すように、ＬＥＤチップ１８で発生した光の大部分を側面１４を介して外部へ放出する側面放出が具現できる。
しかし、ＬＥＤチップ１８で発生した一部の光(Ｌ２、Ｌ３)は先に側面１４で反射した後反射面１６を介してＬＥＤパッケージ１０の上方へ放出されたり、軸線(Ａ)に沿って反射面１６を通過して上方へ放出されたりする。また、ＬＥＤチップ１８の縁で発生した光(Ｌ３)も反射面１６の中央部を介してパッケージ１０の上方へ放出されたりする。
このように上部に放出される光は狭くて強い帯状で照らされるのでこれをなくせないと上記ＬＥＤパッケージ１０をＬＣＤバックライト装置や間接照明に適用することが困難である。
したがって、このような問題を克服するために図２に示すように上記ＬＥＤ パッケージ１０に反射用紙３０を貼り付けることもある。
反射用紙３０は上方に放出される光を反射するようＬＥＤパッケージ１０の上部に接着される。反射用紙３０によって反射された光(Ｌ１、Ｌ２)はＬＥＤパッケージ１０の内部に再び入射されたり、反射面１６と反射用紙３０との間又はＬＥＤパッケージ１０の内部で消滅する。こうすると、ＬＥＤパッケージ１０の上部に放出される光が完全に遮断されて容易に側面放出が具現できる。
この際、ＬＥＤパッケージ１０と反射用紙３０との間の接着部(Ｂ)は反射面１６の上端に形成されるため狭い面積を持ち接着力が弱いので、円滑、かつ安定した接着のためにＬＥＤパッケージ１０の一部形態を改造する必要がある。一方、反射用紙３０の付着によって必要としない光(Ｌ３)が反射されることもある。
このような反射用紙の付着は作業者の精巧な手作業が必要で、自動化が難しくバックライト装置の製造時間及び費用を増加させるとの欠点がある。さらに、貼り付けられた反射用紙は剥がされやすいためバックライト装置の信頼性を低下させる。
このような図２の構造をバックライト装置に適用すると、また次のような問題点が生じる。これを図３を参照して説明する。
図３に示すように、直下型バックライト装置４０は平坦な反射板４２、該反射板４２上に設けられた図１と２で先述した形態の側面放出型ＬＥＤパッケージ１０、上記ＬＥＤパッケージ１０上に配置された図２において先述した反射板または反射用紙３０、上記反射用紙３０から所定間隔(Ｇ１)を隔てて配された透明板４４及び上記透明板４４から所定間隔(Ｇ２)を隔てて配された拡散板４６を具備する。
ＬＥＤパッケージ１０は主に側面に光(Ｌ１、Ｌ２)を放出する。放出された光(Ｌ１)は反射板４２で反射され上部の透明板４４を通過した後、上部の拡散板４６で所望の均一度で拡散され上部にある液晶パネル４８にバックライトを提供するようになる。他の光(Ｌ２)は透明板４４の底面に当り一部(Ｌ２１)は透明板４４内に進入しその上部の拡散板４６を介して液晶パネル４８にバックライトを提供する。一方、光(Ｌ２)の他の一部(Ｌ２２)は透明板４４から反射板４２に反射された後、該反射板４２で反射され光(Ｌ１)のような方式で透明板４４及び拡散板４６を介して液晶パネル４８にバックライトを提供するようになる。
このような構造のバックライト装置４０は液晶パネル４８の下部に多数のＬＥＤパッケージ１０のアレイを設けることができるので、大画面ＬＣＤに効果的にバックライトが提供できるとの利点がある。
しかし、ＬＥＤパッケージ１０から透明板４４との間に予め定められた間隔(Ｇ１)が必要で、透明板４４と拡散板４６も所定の間隔(Ｇ２)で維持されなければならないので、この構造のバックライト装置４０は厚さが増加するとの欠点がある。
具体的に説明すれば、ＬＥＤパッケージ１０で発生した光(Ｌ)は主に反射用紙３０の間を介して上側へ反射されるため、反射用紙３０によって隠された暗い暗部(ＤＡ)が透明板４４に形成される。このような暗部(ＤＡ)及びそれによる輝線を除去するためには、光が透明板４４を通過して拡散板４６に入射する前まで互いに混合されるよう透明板４４と拡散板４６との間に一定値以上の間隔(Ｇ２)を十分確保すべきである。
このように、反射板３２で液晶パネル４８に進行する光を全体的に均一にするためには上記のような間隔(Ｇ１、Ｇ２)を一定値以上に維持しなければならないので、直下型バックライト装置４０はその特性上、厚さ増加を避けることができない。
したがって、本発明は先述した従来技術の問題を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は反射面に散乱物質を適用することにより反射用紙の付着を省略することができる側面放出型ＬＥＤパッケージ及びこれを含むＬＣＤバックライト装置を提供することである。
本発明の他の目的は反射面に散乱物質を適用して反射面に上向き放出条件で入射される一部の光を散乱させながら透過及び反射することが可能な側面放出型ＬＥＤパッケージ及びこれを含むＬＣＤバックライト装置を提供することである。
本発明の他の目的は反射面に散乱物質を適用して反射面を介して上向き放出される一部の光を軟らかくて、かつ均一に拡散させることが可能な側面放出型ＬＥＤパッケージ及びこれを含むＬＣＤバックライト装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は反射面に散乱物質を適用して反射面に上向き放出条件で入射される一部の光を下向き反射することによって従来技術の反射用紙採用による光の損失を防止することが可能な側面放出型ＬＥＤパッケージ及びこれを含むＬＣＤバックライト装置を提供することである。
本発明の目的を達成するために、本発明が提供する発光ダイオードパッケージは底面と、上記底面から上記パッケージの中心軸の周縁に円筒形で延長された光出射面と、上記底面側で入射する光を上記光出射面側に反射するよう上記底面の反対側に上記中心軸を中心に対称になるよう形成された反射面、及び上記反射面の表面に提供された散乱領域を含むことを特徴とする。
また、本発明が提供するバックライト装置は反射板と、上記反射板の上に配列された複数の発光ダイオードパッケージ、及び上記発光ダイオードの上側に配置された拡散板を含み、それぞれの上記発光ダイオードパッケージは底面、上記底面から上記パッケージの中心軸の周縁に円筒形で延長された光出射面、上記底面側で入射する光を上記光出射面側に反射するよう上記底面の反対側に上記中心軸を中心に対称になるよう形成された反射面及び上記反射面の表面に提供された散乱領域を有することを特徴とする。
上記バックライト装置は上記発光ダイオードパッケージと上記拡散板との間に配された透明板をさらに含んでも良い。
上記発光ダイオードパッケージとバックライト装置において、上記散乱領域は多数の微細な散乱粒子及び上記散乱粒子が分散された投光性結合剤を含むことを特徴とする。
また、上記散乱粒子はＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣｏ３、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ２、ＭｇＦ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｎａ３ＬａＦ６及びＬａＦ６から成る群より選択された少なくとも一つの粉末であることを特徴とする。
また、上記結合剤はアクリル系結合剤、ウレタン系結合剤、混合結合剤及びタンパク質系結合剤から成る群より選択された少なくとも一つであることを特徴とする。
一方、上記反射面は上記パッケージの上部に凹部を形成し、上記散乱領域は上記凹部を埋めるよう提供されることを特徴とする。
また、上記散乱領域は上記反射面の表面に膜状で提供されることを特徴とする。
さらに、上記光出射面は上記底面から緩やかな曲線で凸とするように延長された第１出射面と上記第１出射面から上記反射面の縁に上記パッケージ中心軸に対して斜めに傾いて延長された第２出射面を含むことを特徴とする。
本発明によれば、ＬＥＤパッケージの反射面に散乱物質を適用することで反射用紙の付着が省略できるため工程を単純化し製造時間及び費用が節約できる。
また、反射面に散乱物質を適用して反射面に上向き放出条件で入射される一部の光を散乱させながら軟らかく、かつ均一に拡散させることによって反射板から上向き反射される光パターンを均一にしＬＥＤパッケージと透明板との間の間隔を減らしたり透明板を省略することができる。こうすることで、バックライト装置の軽薄化及び軽量化が図られる。
さらに、反射面に散乱物質を適用して反射面に上向き放出条件で入射される一部の光を下向き反射することによって従来技術の反射用紙採用による光の損失を防止してそれにより全体光放出効率を高めることができる。
以下、本発明の好ましき実施例を添付の図面を参照してより詳しく説明する。
図４に示すように、本発明のＬＥＤパッケージ１００は底面１０２、底面１０２から円筒形で延長された光出射面１０４及び底面１０２の反対側に形成された反射面１０６を含む。反射面１０６は底面１０２の側から入射する光を光出射面１０４側に反射するようＬＥＤパッケージ１００の中心軸(Ａ)を中心に対称になるよう形成される。
また、本発明のＬＥＤパッケージ１００は反射面１０６の表面に提供された散乱領域１０８をさらに含む。この際、反射面１０６はＬＥＤパッケージ１００の上部に漏斗状の凹部を形成しており、散乱領域１０８は該凹部を埋め込むよう提供される。
散乱領域１０８は入射される光を拡散/散乱させる散乱物質で形成される。散乱物質は、例えば一般的な側面放出型バックライト装置の反射板にドットパターンで使用されるインクを用いて具現することができる。
この際、散乱物質は投光性結合剤、その中に分散された多数の微細な散乱粒子及び溶媒から成る。散乱粒子はＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣｏ３、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ２、ＭｇＦ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｎａ３ＬａＦ６及びＬａＦ６などから選択された少なくとも一つの粉末として、略数ｎｍから数?の粒子大きさを有し、結合剤内に均一に分散される。結合剤ではアクリル系結合剤、ウレタン系結合剤、混合結合剤及びタンパク質系結合剤及びその混合物がある。溶媒は散乱物質の粘度を調節し、略２０００ないし５０００ｃｐｓの粘度、好ましくは４０００ｃｐｓの粘度を有するように定められる。
このような散乱物質が硬化されると、溶媒は蒸発し投光性の結合剤と散乱粒子のみが残るようになって、本発明の散乱領域１０８を形成する。
以下、図５と６に参照して本発明によるＬＥＤパッケージ１００の特徴をさらに説明する。
図５と６は図４のＬＥＤパッケージ１００でＬＥＤチップ１１０を封止した状態を示す。即ち、ＬＥＤチップ１１０及びこれを支持するサブマウント１１２はＬＥＤパッケージ１００内に配され、これらを下部の基板１１４が支持している。一方、ＬＥＤパッケージ１００の内部にＬＥＤチップ１１０と選択的にはサブマウント１１２を取り囲むシリコン(図示せず)を提供することが可能である。
先ず、図５を参照すれば、ＬＥＤチップ１１０が発光すると、反射面１０６に直接当たった光(Ｌ１)は反射面１０６によって反射され出射面１０４を介して外部へ放出される。即ち、側面放出が起こるようになる。一方、一部光(Ｌ２)は出射面１０４に先に当たってから反射面１０６に入射するようになるが、該光(Ｌ２)は散乱領域１０８によって散乱されながら上側へ透過される。こうすれば、光(Ｌ２)は反射面１０６を介してＬＥＤパッケージ１００の上側へ放出される際散乱領域１０８によって拡散され軟らかい強度で均一に上向き放出される。
また、図６を参照すれば、発光したＬＥＤチップ１１０で発生した一部の光(Ｌ１)は図５のように反射面１０６に反射され、出射面１０４を介して外部へ側面放出される。一方、光(Ｌ２)は出射面１０４に先に当たってから反射面１０６に入射し、散乱領域１０８によって散乱反射され再びＬＥＤパッケージ１００を通して外部へ放出される。こうすれば、光(Ｌ２)は散乱領域１０８によって拡散され軟らかい強度で均一にＬＥＤパッケージ１００の周辺領域を照らすようになる。
図５と６を参照して説明したＬＥＤパッケージ１００の透過及び反射特性は一つのパッケージにおいて同時に具現されることができる。この際、散乱領域１０８に含まれた散乱粒子の特性、具体的には種類、量及び割合などを調節すれば、散乱領域１０８は透過特性が優勢したり、反射特性が優勢になることが可能である。
このような散乱領域１０８での光の散乱原理を以下図７（ａ）と図７（ｂ）を参照して説明する。
図７（ａ）を参照すれば、散乱領域１０８に入射した光(Ｌ１、Ｌ２)はＳｉＯ２ 粒子によって散乱される。即ち、光(Ｌ１)はＳｉＯ２粒子によって散乱されて散乱領域１０８から反射され、光(Ｌ２)は散乱領域１０８を透過しながらＳｉＯ２粒子によって散乱される。したがって、このような散乱領域１０８をＬＥＤパッケージ１００の反射面１０６に適用すれば、図５を参照して先述したように反射面１０６の全領域において光が均一に放出される。この際、ＳｉＯ２ 粒子をＴｉＯ２ 粒子に代替することも可能である。
図７（ｂ）を参照すれば、散乱領域１０８に入射した光(Ｌ３、Ｌ４)はＴｉＯ２及びＳｉＯ２粒子によって散乱される。また、図示しなかったが、図７（ａ）の光(Ｌ２)のように散乱領域１０８を透過しながらＴｉＯ２及びＳｉＯ２粒子によって散乱されることもある。このような図７（ａ）及び図７（ｂ）の散乱領域１０８において、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２の割合を調節すれば、得られる散乱領域１０８の反射(散乱)及び透過割合を調整することが可能である。
一方、図７（ａ）と図７（ｂ）のＴｉＯ２及びＳｉＯ２は例示であるだけで、本発明の散乱粒子はこれに限定されない。例えば、先述したＣａＣｏ３、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ２、ＭｇＦ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｎａ３ＬａＦ６及びＬａＦ６ などや他の均等物に代替しても良い。
図８には本発明によるＬＥＤパッケージの第２実施例が示されている。図８を参照すれば、本発明のＬＥＤパッケージ１００Ａは反射面１０６の表面に散乱膜１０８Ａが提供された点を除けば図４のＬＥＤパッケージ１００とほぼ同じである。この際、散乱膜１０８Ａは図４の散乱領域１０８と実質的に同一材料で形成されるので、光を散乱/拡散させながら、透過/反射することができ、含まれた散乱粒子の特性を調節することによって透過率及び反射率を調節することができる。
こうすると、散乱膜１０８Ａを形成する散乱粒子及び結合剤の量を図４のＬＥＤパッケージ１００の散乱領域１０８に比べ節約することができる。また、図８の散乱膜１０８Ａはその厚さが大体均―なため光の透過量が全体的に一定である。
図９には本発明によるＬＥＤパッケージの第３実施例が示されている。図９を参照すれば、本発明のＬＥＤパッケージ２００は底面２０２、底面２０２から円筒形で延長された第１及び第２光出射面(２０４、２０６)及び底面２０２の反対側に形成された反射面２０８を含む。この際、反射面２０８は底面２０２側から入射する光を第一光出射面２０４の側に反射するようＬＥＤパッケージ２００の中心軸(Ａ)を中心に対称になるよう形成される。また、第１光出射面２０４は底面２０２から緩やかな曲線で凸とするように延長され、第２光出射面２０６は第１光出射面２０４から反射面２０８の縁にパッケージ中心軸(Ａ)に対して斜めに傾いて延長される。
また、本発明のＬＥＤパッケージ２００は反射面２０８の表面に提供された散乱領域２１０をさらに含む。この際、反射面２０８はパッケージ２００の上部に漏斗状の凹部を形成しており、散乱領域２１０は該凹部を埋めるよう提供される。
散乱領域２１０は図４のＬＥＤパッケージ１００の散乱領域１０８と実質的に同一であるため追加説明は省略する。
図１０には本発明によるＬＥＤパッケージの第４実施例が示されている。図１０を参照すれば、本発明のＬＥＤパッケージ２００Ａは反射面２０８の表面に散乱膜２１０Ａが提供された点を除けば図９のＬＥＤパッケージ２００とほぼ同じである。
こうすると、散乱膜２１０Ａを形成する散乱粒子及び結合剤の量を図９のＬＥＤパッケージ２００の散乱領域２１０に比べ節約することができる。また、図１０の散乱膜２１０Ａはその厚さが大体均一なため光の透過量が全体的に一定である。
以下、図１２を参照して図４に示した側面放出型ＬＥＤパッケージ１００に散乱領域１０８を形成する工程を説明する。
先ず、図１２のａを参照すれば、図４に示すように底面１０２、底面１０２から円筒形で延長された光出射面１０４及び底面１０２の反対側に形成された反射面１０６を含むＬＥＤパッケージ１００を備える。続いて、ディスペンサー１３０を利用して定められた量の散乱物質１４０を注入して反射面１０６によって形成された凹部(Ｄ)を埋める。
この際、ディスペンサー１３０のノズル１３２を凹部(Ｄ)内に維持した状態で散乱物質１４０を注入すれば、好ましい。この際、注入された散乱物質１４０が凹部(Ｄ)を埋めることによってディスペンサー１３０を矢印(Ａ)方向に上向き移動しながら散乱物質１４０を注入する。
散乱物質１４０は液体状態であり、好適な処理によって硬化され得るものを選択する。散乱物質１４０は例えば側面放出型バックライト装置の反射板にドットパターンで使用されるインクを用いて具現することが可能である。
この際、散乱物質は投光性結合剤、その中に分散された多数の微細な散乱粒子及び溶媒から成る。散乱粒子はＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣｏ３、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ２、ＭｇＦ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｎａ３ＬａＦ６及びＬａＦ６などから選択された少なくとも一つの粉末として、好ましくは略数ｎｍから数?の粒子大きさを有し、結合剤内に均一に分散される。溶媒は散乱物質の粘度を調節し、略２０００乃至５０００ｃｐｓの粘度、好ましくは４０００ｃｐｓの粘度を有するように定められる。
続いて、図１１の（ｂ）に示すように散乱物質１４０が凹部(Ｄ)を完全に埋められるか、予め定められた水準まで埋められたら、ディスペンサー１３０を停止しこれ以上の散乱物質１４０を注入しない。
その後、図１１の（ｃ）に示すように、赤外線(ＩＲ)を照射して散乱物質１４０を硬化させ本発明の散乱領域１０８を有するＬＥＤパッケージ１００を得る。この場合、パッケージ１００を赤外線加熱装備内に入れ、室温で略３０分間赤外線を照射して散乱物質を硬化させる。
これと異なり、パッケージ１００を加熱乾燥炉に入れ、略８０℃ないし １００℃の温度で略６０分間硬化させても良い。また、乾燥した室温で略２４時間硬化させることも可能である。
このように散乱物質１４０を硬化させれば溶媒は蒸発し投光性の結合剤と散乱粒子のみが残るようになって、本発明の散乱領域１０８を形成する。
以下、図１２を参照して図８に示した側面放出型ＬＥＤパッケージ１００Ａに散乱領域１０８ａを形成する工程を説明する。
先ず、図１１の（ａ）を参照して先述したように底面１０２、底面１０２から円筒形で延長された光出射面１０４及び底面１０２の反対側に形成された反射面１０６を含むＬＥＤパッケージ１００Ａを備えディスペンサー１３０を利用して定められた量の散乱物質１４０ａを反射面１０６によって形成された凹部(Ｄ)内に注入する。
しかし、本工程は図１２の（ａ）に示すように散乱物質１４０ａを凹部(Ｄ)の一部のみを埋めるよう注入する。埋め込まれた散乱物質１４０ａの量は必要に応じて適切に調節しても良い。
この際、散乱物質１４０ａは先述した散乱物質１４０と実質的に同じである。
続いて、図２のｂに示すように、パッケージを中心軸(Ａ)を中心に矢印(Ｂ)方向に回転させながら赤外線(ＩＲ)を照射して散乱物質１４０ａを硬化させ本発明の散乱領域１０８ａを有するＬＥＤパッケージ１００Ａを得る。この場合、パッケージを赤外線加熱装備内に入れ、室温で略１０ないし２０分間赤外線を照射して散乱物質を硬化させる。
これと異なり、パッケージを加熱乾燥炉に入れ、略８０℃ないし１００℃の温度で略２０ないし３０分間硬化させることが可能である。また、乾燥した室温で略２０ないし２４時間硬化させることも可能である。
このような工程によって得られた本発明のＬＥＤパッケージ１００の光放出パターン(図１４)を従来技術のＬＥＤパッケージ１０の光放出パターン(図１３)と比較した。
先ず、図１３の（ａ）及び図１４の（ａ）を比較すれば、従来技術のＬＥＤパッケージ１０は反射面１６の縁と中心から強い光が上部に放出されることがわかる。これに反して、本発明のＬＥＤパッケージ１００は上部の縁で相対的に明るい光が上部に放出されるが、従来技術のものに比べ弱く、中心からは強い光が放出されないことがわかる。これは散乱領域１０８によって反射面を介して上向き放出される光が散乱/換算され軟らかく、かつ均一に放出されるからである。(図参照)。
図１３の（ｂ）及び図１４の（ｂ）を比較すれば、本発明のＬＥＤパッケージ１００は側面の出射面１０４を介して放出される光の強度が従来技術のＬＥＤパッケージ１０に比べ強いことが確認できる。これは散乱領域１０８によって反射された光がパッケージ１００の下方及び側方へ放出されＬＥＤパッケージ１００の側面放出効率を高めてくれるからである。(図６参照)。
以下、図１５ないし図１８を参照して本発明による散乱物質の反射率及び透過率を説明する。
ＴｉＯ２とＳｉＯ２のＷｔ％を変化させながら結合剤及び溶媒に混合して多数の散乱物質を製造し、これらを２０?厚さで透明板に塗った。散乱物質を硬化させた後、米国バリアン(Ｖａｒｉａｎ)で製造したＣａｒｙ_５００というスペクトル装備を利用して散乱物質の透過率と反射率を測定した。
この際、散乱物質を構成するＴｉＯ２は大韓民国の(株)コスモス化学で製造したＣＯＴＩＯＸ(ＫＡ-１００)を採用し、ＳｉＯ２は日本のスーテック(Ｓｏｏｔｅｃｈ)化学工業株式会社で製造したＰ７０７を採用し、結合剤では日本の(株)ナガセ(Ｎａｇａｓｅ)で捻出という製品名で製造した透明結合剤を採用し、溶媒では日本の(株)ナがセで特別ソルベント(Ｓｏｌｖｅｎｔ)という製品名で製造したものを４０００ｃｐｓの粘度で用いた。
図１５のグラフにはＳｉＯ２を０ｗｔ％とし、ＴｉＯ２を０、４、８及び４０ｗｔ％に変化させた際の散乱物質の透過率を記録した。
図１６のグラフにはＴｉＯ２を４０Ｗｔ％とし、ＳｉＯ２を２、４、６、１２及び２０Ｗｔ％に変化させた際の散乱物質の透過率を記録した。
図１７のグラフにはＳｉＯ２を０ｗｔ％とし、ＴｉＯ２を０、４、８及び５２Ｗｔ％に変化させた際の散乱物質の反射率を記録した。
図１８のグラフにはＴｉＯ２を４０Ｗｔ％とし、ＳｉＯ２を２、４、８及び２０Ｗｔ％に変化させた際の散乱物質の反射率を記録した。
図１５ないし１８で説明したように、散乱粒子、即ちＳｉＯ２及びＴｉＯ２の量を変化させることによって散乱物質の透過率と反射率が調節できることがわかる。従って、本発明のＬＥＤパッケージに採用される散乱物質を選択することでＬＥＤパッケージの散乱領域の透過率と反射率が適切に調節できる。
以下、図１９及び２０を参照して本発明による側面放出型ＬＥＤを採用したバックライト装置について説明する。
図１９に示すように、本発明によるバックライト装置１４０は平坦な反射板１４２、該反射板１４２上に設けられた複数のアレイ形態の側面放出型ＬＥＤパッケージ１００及びＬＥＤパッケージ１００の上側に所定間隔(Ｇ３)を隔てて配された透明板１４４を含む。また、透明板１４４の上側には所定間隔を隔てて拡散板１４６が配され、拡散板１４６の上側には液晶パネル１４８が配置される。
この際、ＬＥＤパッケージ１００は図４を参照して先述したような構成を有するが、これに限定されるわけではない。該ＬＥＤパッケージ１００を先述した本発明の他の実施例によるパッケージ(１００Ａ、２００、２００Ａ)及びその均等物に代替しても良い。
このような構成において、ＬＥＤパッケージ１００で側面に光(Ｌ１)が放出されれば、該光(Ｌ１)は反射板１４２で上向き反射し透明板１４４に入射する。また、直接透明板１４４に当たった光(Ｌ２)は反射板１４２に反射された後再び反射板１４２で上向き反射され透明板１４４に入射する。
一方、一部の光はＬＥＤパッケージ１００の上面、即ち反射面１０６及び散乱領域１０８を介して上向き放出されるが、放出された光は図面符号１５０で示したものと同じパターンを持つようになり図３の従来技術の暗部(ＤＡ)が生じない。従って、暗部を除去するために従来技術でＬＥＤパッケージ１０と透明板１４４の間に形成した間隔(Ｇ１)を確保する必要がない。
即ち、本発明はＬＥＤパッケージ１００と透明板１４４との間の間隔(Ｇ３)を従来技術の間隔(Ｇ１)より著しく減少させたり、しかも除去することも可能である。これは全体バックライト装置１４０の小型化に著しく寄与することができるとの利点になる。
また、図２０には本発明によるバックライト装置の他の実施例が示される。図２０のバックライト装置２４０は平坦な反射板２４２、該反射板２４２上に設けられた複数のアレイ形態の側面放出型ＬＥＤパッケージ１００及びＬＥＤパッケージ２００上側に所定間隔(Ｇ３)を隔てて配された拡散板２４６を含む。この際、ＬＥＤパッケージ１００は図４を参照して先述したものと同じ構成を有する。また、透明板２４４の上側には所定間隔を隔てて配され、拡散板２４６の上側には液晶パネル２４８が配される。
この際、ＬＥＤパッケージ１００は図４を参照して先述したものと同じ構成を有するが、これに限定されるわけではない。該ＬＥＤパッケージ１００を先述した本発明の他の実施例によるパッケージ(１００Ａ、２００、２００Ａ)及びその均等物に代替しても良い。
図２０のバックライト装置２４０は図１９のバックライト装置１４０と異なり、透明板を具備しない。これはＬＥＤパッケージ１００の上面、即ち図４の反射面１０６及び散乱領域１０８を介して上向き放出される光放出パターン１５０が形成され、反射板２４２で上向き反射されたり、拡散板２４４に当たった後反射板２４２によってさらに上向き反射される光(Ｌ１、Ｌ２)によって形成される上向き光パターンを均一にしてくれるからである。従って、透明板を省略しても拡散板２４４に均一な明るさで光が入射されることが可能である。
こうすると、従来の透明板が占めた厚さと重さを減らすことができバックライト装置の軽薄化及び軽量化が図れるとの利点がある。
上記においては、本発明の好ましき実施例を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者なら下記の特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び領域から外れない範囲内において本発明を多様に修正及び変更することができることを理解するであろう。
従来技術による側面放出型ＬＥＤパッケージの一例を示す断面図である。 従来技術による側面放出型ＬＥＤパッケージに反射用紙を適用した状態を示す断面図である。 従来技術による側面放出型ＬＥＤパッケージを採用したバックライト装置の断面図である。 本発明による側面放出型ＬＥＤパッケージの第１実施例を示す断面図である。 図４のＬＥＤパッケージの動作を説明する断面図である。 図４のＬＥＤパッケージの動作を説明する断面図である。 散乱粒子における光の散乱を説明する断面図である。 本発明による側面放出型ＬＥＤパッケージの第２実施例を示す断面図である。 本発明による側面放出型ＬＥＤパッケージの第３実施例を示す断面図である。 本発明による側面放出型ＬＥＤパッケージの第４実施例を示す断面図である。 図４に示した側面放出型ＬＥＤパッケージに散乱領域を形成する工程を説明する断面図である。 図８に示した側面放出型ＬＥＤパッケージに散乱領域を形成する工程を説明する断面図である。 従来技術による側面放出型ＬＥＤパッケージの発光パターンを示す写真である。 本発明による側面放出型ＬＥＤパッケージの発光パターンを示す写真である。 ＴｉＯ２の変化による散乱物質の透過率変化を示すグラフである。 ＳｉＯ２の変化による散乱物質の透過率変化を示すグラフである。 ＴｉＯ２の変化による散乱物質の反射率変化を示すグラフである。 ＳｉＯ２の変化による散乱物質の反射率変化を示すグラフである。 本発明による側面放出型ＬＥＤパッケージを具備したバックライト装置の第１実施例を示す断面図である。 本発明による側面放出型ＬＥＤパッケージを具備したバックライト装置の第２実施例を示す断面図である。
符号の説明
１００、１００Ａ、２００、２００Ａ ＬＥＤパッケージ
１０６、２０８ 反射面
１０８、２１０ 散乱領域
１０８ａ、２０１ａ 散乱膜
１４０、２４０ バックライト装置
１４２、２４２ 反射板
１４４ 透明版
１４６、２４６ 拡散板

Claims (15)

  1. 発光ダイオードパッケージにおいて、
    底面と、
    上記底面から上記パッケージの中心軸の周縁に円筒形で延長された光出射面と、
    上記底面側から入射する光を上記光出射面側に反射するよう上記底面の反対側に上記中心軸を中心に対称になるよう形成された反射面と、
    上記反射面の表面に提供された散乱領域と
    を含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
  2. 上記散乱領域は多数の微細な散乱粒子及び上記散乱粒子が分散された投光性結合剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
  3. 上記散乱粒子はＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣｏ３、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ２、ＭｇＦ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｎａ３ＬａＦ６及びＬａＦ６から成る群より選択された少なくとも一つの粉末であることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
  4. 上記結合剤はアクリル系結合剤、ウレタン系結合剤、混合結合剤及びタンパク質系結合剤から成る群より選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
  5. 上記反射面は上記パッケージの上部に凹部を形成し、上記散乱領域は上記凹部を埋めるよう提供されることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
  6. 上記散乱領域は上記反射面の表面に膜状で提供されることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
  7. 上記光出射面は上記底面から緩やかな曲線で凸となるように延長された第１出射面と上記第１出射面から上記反射面の縁に上記パッケージ中心軸に対して斜めに傾いて延長された第２出射面を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
  8. 反射板と、
    上記反射板上に配列された複数の発光ダイオードパッケージとを含み、
    各々の上記発光ダイオードパッケージは底面、上記底面から上記パッケージの中心軸の周縁に円筒形で延長された光出射面、上記底面側から入射する光を上記光出射面側に反射するよう上記底面の反対側に上記中心軸を中心に対称になるよう形成された反射面及び上記反射面の表面に提供された散乱領域を有することを特徴とするバックライト装置。
  9. 上記散乱領域は多数の微細な散乱粒子及び上記散乱粒子が分散された投光性結合剤を含むことを特徴とする請求項８に記載のバックライト装置。
  10. 上記散乱粒子はＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣｏ３、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ２、ＭｇＦ２、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｎａ３ＬａＦ６及びＬａＦ６から成る群より選択された少なくとも一つの粉末であることを特徴とする請求項９に記載のバックライト装置。
  11. 上記結合剤はアクリル系結合剤、ウレタン系結合剤、混合結合剤及びタンパク質系結合剤から成る群より選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項９に記載のバックライト装置。
  12. 上記反射面は上記パッケージの上部に凹部を形成し、上記散乱領域は上記凹部を埋めるよう提供されることを特徴とする請求項９に記載のバックライト装置。
  13. 上記散乱領域は上記反射面の表面に膜状で提供されることを特徴とする請求項９に記載のバックライト装置。
  14. 上記光出射面は上記底面から緩やかな曲線で凸とするように延長された第１出射面と上記第１出射面から上記反射面の縁に上記パッケージ中心軸に対して斜めに傾いて延長された第２出射面を含むことを特徴とする請求項９に記載のバックライト装置。
  15. 上記発光ダイオードの上側に配された拡散板と上記発光ダイオードパッケージとの間に配された透明板をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のバックライト装置。
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