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JP2014165490A - 発光ダイオードバックライトモジュール - Google Patents

発光ダイオードバックライトモジュール Download PDF

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Abstract

【課題】ＬＥＤチップの量を低減でき、かつＬＥＤチップの照射効率を高めたＬＥＤバックライトモジュールを提供する。
【解決手段】発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライトモジュール（１００）は、電極支持面（２１１）及び電極支持面（２１１）に設けられた複数の透明導電性電極（２２）を備える透明導電性基板（２）と、フリップチップパッケージング技術によって透明導電性電極（２２）に固着されるＬＥＤチップ（３）と、ＬＥＤチップ（３）から発生した光を透明導電性基板（２）へ反射するようにＬＥＤチップ（３）から離間され、しかもＬＥＤチップ（３）に位置対応している反射部材（４）とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、バックライトモジュールに関し、特に反射部材を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライトモジュールに関するものである。
現在、ダイレクト型のＬＥＤバックライトモジュールの殆どは、光源としてプラスチックリードチップキャリア（ＰＬＣＣ）パッケージに包装されるＬＥＤを用いている。ＬＥＤの発光角度はおよそ１２０°であるので、ＬＥＤから発生した光を案内しかつ一様に拡散させるために、光ガイドプレートや光拡散シート等のような光学コンポーネントを含む光学系が必要となる。しかし、上記のＬＥＤバックライトモジュールの構造上の構成は、次のような欠点をもっている。
（１）光学系はＬＥＤで発生した光の一部を吸収する傾向があるので、バックライトモジュールの照射効率が低下して、輝度が十分でなくなる。従って、従来のバックライトモジュールでは、十分な輝度を維持するため多数のＬＥＤを使用しなければならず、これは結果として製造コストの増大につながる。
（２）光学系は、光を所定の散乱角に到達させるように全体にわたって所定の厚さにする必要がある。そのため、従来の光学系と組み合わせるバックライトモジュールは、必然的に厚さが比較的大きくなる。
（３）従来の光学系を使用することは、結果として、バックライトモジュールの製造コストを増大させることにつながり、バックライトモジュールの組立プロセスは相対的に複雑となり、不都合である。さらに、光学コンポーネント組立作業中にずれや継目が生じやすく、それによりハロー効果が生じ得る。
従って、本発明の目的は、ＬＥＤバックライトモジュールの製造コストを下げるようにＬＥＤチップの量を低減でき、かつＬＥＤチップの照射効率を高めることができるＬＥＤバックライトモジュールを提供することにある。
本発明の別の目的は、ＬＥＤバックライトモジュールの製造コストを下げるようにＬＥＤバックライトモジュールの厚さ及び量を低減でき、それにより組立プロセスを簡単化できしかも使いやすいＬＥＤバックライトモジュールを提供することにある。
本発明によれば、ＬＥＤバックライトモジュールは、透明導電性基板、ＬＥＤチップ及び反射部材を備えている。
透明導電性基板は、電極支持面及び電極支持面に設けられた複数の透明導電性電極を備えている。ＬＥＤチップは、フリップチップパッケージング技術によって透明導電性電極に固着される。反射部材は、ＬＥＤチップから発生した光を透明導電性基板へ反射するようにＬＥＤチップから離間され、そしてＬＥＤチップに位置対応している。
好ましくは、反射部材は、透明導電性基板へ向かって分散する少なくとも一つの第一反射面を備えている。
好ましくは、第一反射面の他に、反射部材はさらに、第一反射面に接続されかつ透明導電性基板へ向かって集束する少なくとも一つの第二反射面を備えている。
好ましくは、反射部材は、同心波形状でありそして複数の第一反射面及び複数の第二反射面を備えている。第一反射面及び第二反射面は、放射状に交互に配列されている。
好ましくは、反射部材は、カップ形状でありそして第一反射面の他に、さらに電極支持面に向かって突出した湾曲反射面を備えている。第一反射面は、反射部材の湾曲反射面の外周部に接続され、そして電極支持面に向かって延びている。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して実施形態についての以下の詳細な説明から明らかとなる。
ＬＥＤバックライトモジュールの構成要素の間の組立関係を例示した本発明によるＬＥＤバックライトモジュールの第一の実施形態を示す概略断面図。 ＬＥＤバックライトモジュールの反射部材を例示するため第一の実施形態の概略上面図。 ＬＥＤチップによって発生した光の光路を例示するため第一の実施形態の概略部分断面図。 ＬＥＤバックライトモジュールの構成要素の間の組立関係を例示した本発明によるＬＥＤバックライトモジュールの第二の実施形態を示す概略断面図。 ＬＥＤバックライトモジュールの反射部材を例示した第二の実施形態の概略上面図。 ＬＥＤチップによって発生した光の光路を例示した第二の実施形態の概略部分断面図。
本発明を詳細に説明するにあたって、同様な要素は本明細書を通して同じ参照番号で示すことが認められるべきであろう。
図１を参照すると、本発明によるＬＥＤバックライトモジュール１００の第一実施形態は、フレーム１、透明導電性基板２、複数のＬＥＤチップ３及び複数の反射部材４を有している。
図１、図２及び図３を参照すると、フレーム１は、ベースプレート１１及びベースプレート１１の周縁部から上向きに突出する包囲壁１２を備えている。包囲壁１２には、肩部が形成され、この肩部はベースプレート１１から離間され、そして支持面１２１を備えている。透明導電性基板２は、プレート本体２１と複数の透明導電性電極２２とを備えており、プレート本体２１は肩部に支持され、包囲壁１２の肩部の支持面１２１に当接する電極支持面２１１を備えている。プレート本体２１はガラス、プラスチックスなどのような透明材料から成る。プレート本体２１の電極支持面２１１上には酸化インジウムスズ導電層で被覆される。透明導電性電極２２の各々は酸化インジウムスズから成り、そしてプレート本体２１の電極支持面２１１上に配置され、透明導電性電極２２と電極支持面２１１との間には酸化インジウムスズ導電層が介在され、それらに電気的に接続されている。
ＬＥＤチップ３の各々は、フリップチップパッケージング技術によって透明導電性電極２２の対応したものに固着される。さらに、ＬＥＤチップ３の各々は、透明導電性基板２の酸化インジウムスズ導電層に電気的に接続されるように、結合パッド３１の対応したものを介して対応した透明導電性電極２２に固着される。
反射部材４の各々は、フレーム１のベースプレート１１上に配置され、透明導電性基板２のプレート本体２１の電極支持面２１１から離間され、そして対応したＬＥＤチップ３から発生した光を透明導電性基板２へ反射するようにＬＥＤチップ３の対応したチップに位置対応している。
ＬＥＤチップ３の各々は、フリップチップパッケージング技術によって透明導電性基板２上に固着され、また透明導電性基板２のプレート本体２１及び透明導電性電極２２はそれぞれ透明材料で形成されているので、ＬＥＤチップ３から発生した光は、ブロックされず、殆ど全ての方向すなわち約３６０°までの発光角度で伝達する。ＬＥＤチップ３から発生して透明導電性基板へ向かって発光する光は、液晶ディスプレイパネル（図示していない）へ入射するように透明導電性基板２を直接透過しそして透明導電性基板２によって屈折されることになる。これに対して、ＬＥＤチップ３から発生してベースプレート１１へ向かって発光する光は、反射部材４で反射され、そして光の光路の数を増やし、電極支持面２１１の照射エリアを広げるように散乱角を変化することになる。従って、反射した光は、透明導電性基板２を一様に透過しそして透明導電性基板２によって屈折されて液晶ディスプレイパネルに入射することができる。透明導電性基板２で屈折する光の一部は相対的に僅かであるので、図３において、光の光路は、透明導電性基板２を直接貫通する直線で主として表わされる。上記の構成により、ＬＥＤチップ３の照射効率は増大され、ＬＥＤチップ３の数量及び製造コストは共に低減される。
ＬＥＤバックライトモジュール１００の構造を以下詳細に例示する。
図２及び図３を参照すると、この実施形態において、反射部材４の各々はプレート状構造である。図２の概略上面図に示すように、反射部材４の各々は、同心波形状であり、ベースプレート１１から透明導電性基板２へ向かって分岐する複数の第一反射面４１及びＬＥＤチップ３から発生した光が対応して反射するようにベースプレート１１から透明導電性基板２へ向かって集束する複数の第二反射面４２を備えている。好ましくは、第一反射面４１及び第二反射面４２の各々は、スパッタリング又は蒸着技術によって銀又はアルミニウムから成る金属被覆を備えている。好ましくは、第一反射面４１及び第二反射面４２は、放射状に交互に配置される。各反射部材４の中心において、第二反射面４２は、対応したＬＥＤチップ３の真下で円錐状を成している。第一反射面４１及び第二反射面４２の構造設計により、反射部材４で反射した光の散乱角は有効に増大され、そして反射光で照射される透明導電性基板２のプレート本体２１のエリアは広げられる。
従来のダイレクト型のＬＥＤバックライトモジュールと比較して、この実施形態のＬＥＤバックライトモジュール１００では、光ガイドプレート、拡散シート等のような光学コンポーネントから成る光学系は不要にできる。したがって、従来のＬＥＤバックライトモジュールにおける照射効率低下の欠点は効果的に回避することができ、そして減少した数のＬＥＤチップ３によって十分な照射を得ることができる。従って、ＬＥＤバックライトモジュール１００の製造コストは相当に低減される。さらに、光学系が必要でないことによって、ＬＥＤバックライトモジュール１００の総体厚さ及び体積を有効に低減できるだけでなく、反射部材４の相対的な低コストによりＬＥＤバックライトモジュール１００の製造コストもさらに低減でき、それによりＬＥＤバックライトモジュール１００の組立プロセスを簡単化できかつ使いやすくできる。
この実施形態において、電極支持面２１１に対向したプレート本体２１の他の面には、射出成形又はエッチング技術によって光学構造体が形成できることが認められるべきである。従って、プレート本体２１に入射する光は、プレート本体２１内で混合され拡散された後、プレート本体２１の他の面から一様に放射することができる。代わりに、透明導電性基板２の製造プロセス中に透明導電性基板２に拡散剤が添加され得る。その他、この実施形態では、反射部材４の第一及び第二反射面４１、４２は複数例示されている。しかし、実際には、第一及び第二反射面４１、４２の数は、実際の要求に従って調整でき、例えば一つでも設定できる。さらに、ベースプレート１１に対する第一及び第二反射面４１、４２各々の傾斜角も実際の要求に従って調整でき、図面に示したものに限定されない。
図４、図５及び図６を参照すると、本発明のＬＥＤバックライトモジュール１００の第二実施形態が示され、この第二実施形態は反射部材４’の構造設計を除いて第一実施形態とほぼ同じである。
この実施形態では、各反射部材４’は各々カップ形状であり、そして電極支持面２１１に向かって突出した湾曲反射面４０及び湾曲反射面４０の外周囲に接続される第一反射面４１を備えている。湾曲反射面４０は、対応したＬＥＤチップ３の真下に位置している。湾曲反射面４０及び第一反射面４１は、スパッタリング又は気相蒸着法によって銀又はアルミニウムから成る金属被覆を備え、ＬＥＤチップ３の対応したものから発生した光を反射するように構成されている。第一反射面４１及び湾曲反射面４０の構造設計により、反射光の散乱角は効果的に増大され、反射光で照射されるプレート本体２１の電極支持面２１１のエリアを広げるようにしている。
上記の観点において、第一及び第二実施形態によるＬＥＤバックライトモジュール１００を参照すると、各ＬＥＤチップ３を透明導電性基板２の電極支持面２１１に固着し、そしてＬＥＤチップ３から発生した光を反射して光の発光角度を広げるように反射部材４、４’を設ける構造設計によって、ＬＥＤチップ３の照射効率は相当に高められ、またＬＥＤチップ３の数量及び製造コストは共に相当に低減される。さらに、ＬＥＤバックライトモジュール１００の総体厚さ及び体積は低減され、ＬＥＤバックライトモジュール１００の全体製造コストは低減され、またＬＥＤバックライトモジュール１００の組立プロセスは簡単化されより使いやすくなる。従って、本発明の目的は達成される。
考察してきたものに関連して最も実践的な実施形態について記載してきたが、本発明は記載した実施形態に限定されるものではなく、全ての変更及び等価アレンジメントを包含するように最広義の解釈の精神及び範囲内に含まれた種々の構成をカバーするものである。
本発明は、反射部材を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライトモジュールに関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
１：フレーム
２：透明導電性基板
３：ＬＥＤチップ
４、４’：：反射部材
１１：ベースプレート
１２：包囲壁
２１：プレート本体
２２：透明導電性電極
３１：結合パッド
４０：湾曲反射面
４１：第一反射面
４２：第二反射面
１００：ＬＥＤバックライトモジュール
１２１：支持面
２１１：電極支持面

Claims (5)

  1. 電極支持面（２１１）及び前記電極支持面（２１１）に設けられた複数の透明導電性電極（２２）を備える透明導電性基板（２）と、
    フリップチップパッケージング技術によって前記透明導電性電極（２２）に固着されるＬＥＤチップ（３）と、
    前記ＬＥＤチップ（３）から発生した光を前記透明導電性基板（２）へ反射するように前記ＬＥＤチップ（３）から離間され、しかも前記ＬＥＤチップ（３）に位置対応している反射部材（４、４’）と
    を有することを特徴とする発光ダイオードバックライトモジュール。
  2. 前記反射部材（４、４’）が、前記透明導電性基板（２）に対向する前記ＬＥＤチップ（３）の側に配置され、前記透明導電性基板（２）へ向かって分散する少なくとも一つの第一反射面（４１）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードバックライトモジュール。
  3. 前記反射部材（４）がさらに、前記第一反射面（４１）に接続されかつ前記透明導電性基板（２）へ向かって集束する少なくとも一つの第二反射面（４２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードバックライトモジュール。
  4. 前記反射部材（４）が、同心波形状であり、そして複数の前記第一反射面（４１）及び複数の前記第二反射面（４２）を備え、前記第一反射面（４１）及び前記第二反射面（４２）が、放射状に交互に配列されていることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードバックライトモジュール。
  5. 前記反射部材（４’）が、カップ形状であり、またさらに前記電極支持面（２１１）に向かって突出した湾曲反射面（４０）を備え、前記第一反射面（４１）が、前記反射部材（４’）の前記湾曲反射面（４０）の外周部に接続され、そして前記電極支持面（２１１）に向かって延びていることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードバックライトモジュール。
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