JP2006228575A - 発光ダイオード素子、バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 広い色再現範囲とする、薄型のバックライト装置を実現する。
【解決手段】入射した色光を拡散して、面状発光させる拡散板141と、拡散板141に入射する色光を発光する複数の発光ダイオード素子21からなる光源とを備え、発光ダイオード素子21は、基板32上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップ31と、基板32上に、上記複数の発光ダイオードチップ31を覆うように設けられ、複数の発光ダイオードチップ31からそれぞれ発光された赤色光、緑色光、青色光を拡散板141上の一点に集光して白色光とする集光手段33とを備えることで実現する。
【選択図】 図7
【解決手段】入射した色光を拡散して、面状発光させる拡散板141と、拡散板141に入射する色光を発光する複数の発光ダイオード素子21からなる光源とを備え、発光ダイオード素子21は、基板32上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップ31と、基板32上に、上記複数の発光ダイオードチップ31を覆うように設けられ、複数の発光ダイオードチップ31からそれぞれ発光された赤色光、緑色光、青色光を拡散板141上の一点に集光して白色光とする集光手段33とを備えることで実現する。
【選択図】 図7
Description
本発明は、高輝度の発光ダイオード素子、並びに、この発光ダイオード素子を使用したバックライト装置、このバックライト装置を備える液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)に関し、詳しくは、色ムラを低減させつつ薄型化したバックライト装置及びこのバックライト装置を備える液晶表示装置に関する。
テレビジョン放送が開始されてから長年使用されてきたCRT(Cathode Ray Tube)に代わり、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)や、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)といった非常に薄型化されたテレビジョン受像機が考案、実用化されている。特に、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置は、低消費電力での駆動が可能であることや、大型の液晶表示パネルの低価格化などに伴い、加速的に普及することが考えられ、今後の更なる発展が期待できる表示装置である。
液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた透過型の液晶表示パネルを背面側からバックライト装置にて照明することでカラー画像を表示させるバックライト方式が主流となっている。バックライト装置の光源としては、蛍光管を使った白色光を発光するCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)といった蛍光ランプが多く用いられている。
また、CCFLは、蛍光管内に水銀を封入するため、環境への悪影響が考えられるため、CCFLに代わるバックライト装置の光源として発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)素子が有望視されている(例えば、特許文献1参照)。なお、以下の説明において、発光ダイオード素子を発光ダイオードとも呼ぶ。
青色発光ダイオードの開発により、光の三原色である赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードが揃ったことになり、これらの発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、青色光を混色することで、色純度の高い白色光を得ることができる。したがって、この発光ダイオードをバックライト装置の光源とすることで、液晶表示パネルを介した色光の色純度が高くなるため、色再現範囲をCCFLと比較して大幅に広げることができる。
バックライト装置の光源として用いる発光ダイオードとしては、高出力の発光ダイオード(LED)チップを使用した発光ダイオードが有効であり、この発光ダイオードを用いることで、バックライト装置の輝度を大幅に向上させることができる。
液晶表示パネルを照明する照明光を出射するバックライト装置は、光源の配置位置によって、直下型と、エッジライト型との2つに大別される。直下型は、液晶表示パネルの背面側直下に、光源を配置させるタイプのバックライト装置であり、サイドエッジ型は、液晶表示パネルの背面側直下に光を導光する導光板を配し、導光板の側面部に光源を配置させるタイプのバックライト装置である。
直下型のバックライト装置は、エッジライト型のバックライト装置と較べて、導光板を必要としないことから部品点数が少なくなり、製造コストを下げることができる。特に、光源としてCCFLを用いた場合、CCFLは、それ自体が白色光を出射するので、バックライト装置に混色のための厚みを必要としないため、非常に薄型の液晶表示装置を構成することができる。
しかしながら、バックライト装置の光源として光の三原色である赤色光、緑色光、青色光を発光する発光ダイオードを用いた場合、この三原色光を白色光へと混色するためには、発光ダイオードから液晶表示パネルの前段に配置される拡散板までの距離を十分確保する必要がある。
具体的には、三原色光を発光する発光ダイオードは、それぞれがパッケージング化されているため、混色性を高めるために一箇所に集めて配置させたとしても、発光された三原色光が拡散板上で完全に混色することはなく、拡散板との距離が近ければ近いほどそれが顕著となってしまう。三原色光の混色が十分でない、色ムラのある白色光を照明光として液晶表示パネルを照明すると、液晶表示パネルに表示される画像も適切に色表現がなされない画像となってしまう。
したがって、色再現範囲を広げるために、光源として三原色光を発光する発光ダイオードを用い、直下型のバックライト装置を構成すると、バックライト装置を厚くする必要があり、液晶表示装置の薄型化を阻害してしまうことになる。
また、高出力の発光ダイオードチップを用いた発光ダイオードは、発熱量が多いため、発光特性、発光寿命にも多大な影響を与えてしまい、バックライト装置の信頼性を低下させてしまうといった問題もある。
そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたものであり、高輝度で信頼性の高い発光ダイオード素子、及びこの発光ダイオード素子を光源として用いることで色再現範囲を広げると共に、液晶表示パネルを照明する白色光の色ムラを低減させ且つ薄型化を実現したバックライト装置及びこのバックライト装置を用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明に係る発光ダイオード素子は、基板上の中心近傍に全て配置された、所定の波長の色光を発光する複数の発光ダイオードチップと、上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップがお互いに近い距離で配置され、一定の量混色しており、また、それぞれ発光された上記色光を一点に集光する集光手段とを備えることを特徴する。
発光ダイオードチップが十分混色できるほど近い範囲で配置される場合は、集光手段を備えていなくても良い。
また、上述の目的を達成するために、本発明に係る発光ダイオード素子は、基板上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップと、上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記赤色光、上記緑色光、上記青色光を一点に集光する集光手段とを備えることを特徴する。
また、上述の目的を達成するために、本発明に係るバックライト装置は、透過型の液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置において、入射した色光を拡散して、面状発光させる拡散板と、上記拡散板に入射する色光を発光する複数の発光ダイオード素子からなる光源とを備え、上記発光ダイオード素子は、基板上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップと、上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記赤色光、上記緑色光、上記青色光を上記拡散板上の一点に集光して白色光とする集光手段とを有することを特徴する。
さらに、上述の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、透過型の液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備える液晶表示装置において、上記バックライト装置は、入射した色光を拡散して、面状発光させる拡散板と、上記拡散板に入射する色光を発光する複数の発光ダイオード素子からなる光源とを備え、上記バックライト装置が備える発光ダイオード素子は、基板上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップと、上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記赤色光、上記緑色光、上記青色光を上記拡散板上の一点に集光して白色光とする集光手段とを有することを特徴する。
本発明は、基板上の中心近傍に全て配置された、所定の波長の色光を発光する複数の発光ダイオードチップと、上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記色光を一点に集光する集光手段とを備える。
これにより、非常に高輝度な色光を発光する発光ダイオード素子を形成することができる。
また、本発明は、液晶表示パネルを照明するバックライト装置の光源として、入射した色光を拡散して、面状発光させる拡散板に入射する色光を発光する複数の発光ダイオード素子からなる光源を備え、この発光ダイオード素子が、基板上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップと、基板上に、複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された赤色光、緑色光、青色光を拡散板上の一点に集光して白色光とする集光手段とを有している。
したがって、このようなバックライト装置から出射された照明光で液晶表示パネルを照明すると、液晶表示パネルには、色再現性のよい画像を表示させることを可能とする。また、バックライト装置は、白色光へ混色する際に必要なスペースが不要であるため、従来の直下型のバックライト装置よりも非常に薄型化できる。したがって、薄型で、色再現性の高い液晶表示装置を実現することを可能とする。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明をする。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることはいうまでもない。
本発明は、例えば図1に示すような構成の透過型のカラー液晶表示装置100に適用される。
この透過型のカラー液晶表示装置100は、透過型のカラー液晶表示パネル110と、このカラー液晶表示パネル110の背面側に設けられたバックライト装置140とからなる。また、図示しないが、この透過型のカラー液晶表示装置100は、地上波や衛星波を受信するアナログチューナー、デジタルチューナーといった受信部、この受信部で受信した映像信号、音声信号をそれぞれ処理する映像信号処理部、音声信号処理部、音声信号処理部で処理された音声信号を出力するスピーカといった音声信号出力部などを備えていてもよい。
透過型のカラー液晶表示パネル110は、ガラス等で構成された2枚の透明な基板(TFT基板111、対向電極基板112)を互いに対向配列させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック(TN)液晶を封入した液晶層113を設け、さらに、TFT基板111、対向電極基板112を、2枚の偏光板131、132によって挟むことで構成されている。TFT基板111には、マトリックス状に配列された信号線114と、走査線115と、この信号線114、走査線115の交点に配列されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ116と、画素電極117とが形成されている。薄膜トランジスタ116は、走査線115により、順次選択されると共に、信号線114から供給される映像信号を、対応する画素電極117に書き込む。一方、対向電極基板112の内表面には、対向電極118及びカラーフィルタ119が形成されている。
カラーフィルタ119は、各画素に対応した複数のセグメントに分割されている。例えば、図2に示すように、3原色である赤色フィルタCFR、緑色フィルタCFG、青色フィルタCFBの3つのセグメントに分割されている。カラーフィルタ119の配列パターンは、図2に示すようなストライプ配列の他に、図示しないが、デルタ配列、正方配列などがある。
再び、図1を用いて、透過型のカラー液晶表示装置100の構成について説明をする。透過型のカラー液晶表示装置100は、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル110を、バックライト装置140により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリックス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。
バックライト装置140は、上記カラー液晶表示パネル110を背面側から照明する。図1に示すように、バックライト装置140は、ここでは図示していない光源や、光源から出射された光を白色光へと混色する機能などが組み込まれたバックライト筐体部120内に、拡散板141や、拡散板141上に重ねて配列される拡散シート142、プリズムシート143、偏光変換シート144といった光学シート群145などを備えた構成となっている。拡散板141は、光源から出射された光を、内部拡散させることで、面発光における輝度の均一化を行う。
一般に、光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能などを備えたシートで構成されており、バックライト装置140から面発光された光をカラー液晶表示パネル110の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。したがって、光学機能シート群145の構成は、上述した拡散シート142、プリズムシート143、偏光変換シート144に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。
図3にバックライト筐体部120内の概略構成図を示す。この図3に示すように、バックライト筐体部120は、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップを備える発光ダイオード素子21を光源として用いている。発光ダイオード素子21から出射される色光は、発光ダイオードチップを覆うレンズ機能を備えたカバー部材を介して、拡散板141に集光されることで白色光となる。なお、発光ダイオード素子21の構成については、後で詳細に説明をする。
この発光ダイオード素子21を、図3に示すように、基板22上に列状に複数配列させることで、一つの発光ダイオードユニット21n(nは、自然数。)が形成される。この発光ダイオードユニット21nが、バックライト装置140において、光源である発光ダイオード素子21を配列する際の最小単位となる。なお、以下の説明においては、発光ダイオードユニット21nも光源と呼称する。
発光ダイオードユニット21nは、バックライト装置140が照明するカラー液晶表示パネル110のパネルサイズに応じた数だけ、バックライト筐体部120内に配列されることになる。バックライト筐体部120内への発光ダイオードユニット21nの配列の仕方は、図3に示すように、発光ダイオードユニット21nの長手方向が、水平方向となるように配列してもよいし、図示しないが、発光ダイオードユニット21nの長手方向が垂直方向となるように配列してもよいし、両者を組み合わせても良い。
なお、発光ダイオードユニット21nの長手方向を、水平方向或いは垂直方向とするように配列する手法は、従来までのバックライト装置の光源として利用していたCCFLの配列の仕方と同じになるため、蓄積された設計ノウハウを利用することができ、コストの削減や、製造までに要する時間を短縮することができる。
バックライト筐体部120の内壁面120aは、発光ダイオード素子21から発光された光の利用効率を高めるために反射加工がなされた反射面となっている。
このようなバックライト装置140は、光源である発光ダイオード素子21から出射された色光を、それぞれが拡散板141の所定の一点に集光することで白色光に混色させ、拡散板141、光学機能シート群145を介してバックライト装置140から面状発光させ、カラー液晶表示パネル110を背面側から照明する。
図4に、透過型のカラー液晶表示装置100を組み上げた際に、図1に示す透過型のカラー液晶表示装置100に付したXX線で切断した際の断面図を一部示す。図4に示すように、液晶表示装置100を構成するカラー液晶表示パネル110は、透過型のカラー液晶表示装置100の外部筐体となる外部フレーム101と、内部フレーム102とによって、スペーサ103a,103bを介して挟み込むように保持される。また、外部フレーム101と、内部フレーム102との間には、ガイド部材104が設けられており、外部フレーム101と、内部フレーム102によって挟まれたカラー液晶表示パネル110が長手方向へずれてしまうことを抑制している。
一方、透過型のカラー液晶表示装置100を構成するバックライト装置140は、上述したように光学シート群145が積層された拡散板141を備えている。また、拡散板141と、バックライト筐体部120との間には、反射シート126が配されている。
反射シート126は、その反射面が、拡散板141の光入射面141aと対向するように、且つ発光ダイオード素子21の発光方向よりもバックライト筐体部120側となるように配されている。反射シート126は、例えば、シート基材上に銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層することで形成された銀増反射膜などである。この反射シート126は、主に発光ダイオード素子21から発光され、拡散板141で反射されて入射した光や、バックライト筐体部120の反射加工を施され反射面とされた内壁面120aにて反射された光などを反射する。
バックライト装置140が備える拡散板141、反射シート126は、図4に示すように、それぞれが互いに対向するように配列されており、バックライト筐体部120に複数設けられた光学スタット105によって、互いの対向間隔を保ちながら当該バックライト装置140のバックライト筐体部120内に保持されている。このとき、拡散板141は、バックライト筐体部120に設けられたブラケット部材108でも保持されることになる。
このような構成の透過型のカラー液晶表示装置100は、例えば、図5に示すような駆動回路200により駆動される。駆動回路200は、カラー液晶表示パネル110や、バックライト装置140の駆動電源を供給する電源部210、カラー液晶表示パネル110を駆動するXドライバ回路220及びYドライバ回路230、外部から供給される映像信号や、当該透過型のカラー液晶表示装置100が備える図示しない受信部で受信され、映像信号処理部で処理された映像信号が、入力端子240を介して供給されるRGBプロセス処理部250、このRGBプロセス処理部250に接続された画像メモリ260及び制御部270、バックライト装置140を駆動制御するバックライト駆動制御部280などを備えている。
この駆動回路200において、入力端子240を介して入力された映像信号は、RGBプロセス処理部250により、クロマ処理などの信号処理がなされ、さらに、コンポジット信号からカラー液晶表示パネル110の駆動に適したRGBセパレート信号に変換されて、制御部270に供給されるとともに、画像メモリ260を介してXドライバ220に供給される。
また、制御部270は、上記RGBセパレート信号に応じた所定のタイミングで、Xドライバ回路220及びYドライバ回路230を制御して、上記画像メモリ260を介してXドライバ回路220に供給されるRGBセパレート信号で、カラー液晶表示パネル110を駆動することにより、上記RGBセパレート信号に応じた映像を表示する。
バックライト駆動制御部280は、電源210から供給される電圧から、パルス幅変調(PWM)信号を生成し、バックライト装置140の光源である各発光ダイオード素子21を駆動する。一般に発光ダイオードの色温度は、動作電流に依存するという特性がある。したがって、所望の輝度を得ながら、忠実に色再現させる(色温度を一定とする)には、パルス幅変調信号を使って発光ダイオード素子21を駆動し、色の変化を抑える必要がある。
ユーザインターフェース300は、上述した図示しない受信部で受信するチャンネルを選択したり、同じく図示しない音声出力部で出力させる音声出力量を調整したり、カラー液晶表示パネル110を照明するバックライト装置140からの白色光の輝度調節、ホワイトバランス調節などを実行するためのインターフェースである。
例えば、ユーザインターフェース300から、ユーザが輝度調節をした場合には、駆動回路200の制御部270を介してバックライト駆動制御部280に輝度制御信号が伝わる。
続いて、図6、図7を用いて、発光ダイオード素子21について説明をする。図6は、発光ダイオード素子21の正面図である。図6に示すように、発光ダイオード素子21は、図6中には、2つしか示されていないが、少なくとも赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する複数の発光ダイオードチップ31を備えており、基板32上の中心部近傍にまとめてマウントさせている。発光ダイオードチップ31は、いわゆる高出力発光ダイオードチップであり、通常の発光ダイオードチップより若干大きめのサイズであり、高い輝度の色光を発光することができる。
例えば、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する発光ダイオードチップ31を、赤色発光ダイオードチップ31R、緑色発光ダイオードチップ31G、青色発光ダイオードチップ31Bとすると、図7に示す平面図のように配置されることになる。図7において、緑色発光ダイオードチップ31Gを2つ配置させているのは、緑色光の波長帯域である、およそ550nm〜555nmにおいて、視感度がもっとも高くなることを考慮しているためである。
図6に示すように、発光ダイオード素子21は、基板32にマウントされた発光ダイオードチップ31を覆うように、カバー部材33が設けられている。カバー部材33は、発光ダイオードチップ31から発光された各色光を拡散板141上に集光させるレンズ機能を備えている。カバー部材33は、例えば、ガラスや、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどで形成される。各発光ダイオードチップ31は、端子部34を介して電流が供給されることで各色光を発光する。
上述したように、発光ダイオードチップ31としては、高出力発光ダイオードチップが用いられるため、それぞれが非常に高い熱を発生することになる。したがって、図7に示すように、基板32上の一箇所に各発光ダイオードチップ31をまとめて配置させた場合、互いに発生する熱で、出力の低下、寿命の低下、長時間の使用ができないなどといった問題が発生しやすい状態となっている。
そこで、発光ダイオード素子21は、図6、図7に示すように、それぞれ近傍に配置された発光ダイオードチップ31に対して熱による悪影響が及ばないように、断熱効果のある物質、例えば、耐熱性エポキシ樹脂、耐熱性PET(ポリエチレンテレフタラート)などからなる耐熱部材35を、各発光ダイオードチップ31が隣り合う領域に設けるようにする。
このような耐熱部材35を設けるには、図7に示すように、発光ダイオード21を、赤色発光ダイオードチップ31Rを有する発光ダイオード21P1、緑色発光ダイオードチップ31Gを有する発光ダイオード21P2、21P3、青色発光ダイオードチップ21Bを有する発光ダイオード21P4を組み合わせて形成するようにし、組み合わせる際に、耐熱部材35を挟み込めばよい。また、耐熱部材35を用いない場合には、耐熱部材35を挟み込む領域に空気層を設けることで代替するようにしてもよい。
なお、基板32は、発光ダイオードチップ31で発生した熱を放熱するヒートシンクを兼ねていてもよい。
このような、発光ダイオード素子21から発光される赤色光、緑色光、青色光は、基板32の中心近傍に全て配置されているため、発光波長毎にパッケージ化されている発光ダイオード素子と比較して、混色性がよくなる。さらに、カバー部材33のレンズ機能により、拡散板141上の一点にそれぞれ集光されるため、十分に混色された色ムラのない白色光となる。また、色ムラのない白色光が実現されることで、輝度ムラへの対処も容易となる。
したがって、このようなバックライト装置140から出射された照明光で液晶表示パネル110を照明すると、液晶表示パネル110には、色再現性のよい画像を表示させることができる。また、バックライト装置140は、白色光へ混色する際に必要なスペースが不要であるため、従来の直下型のバックライト装置よりも非常に薄型化でき、薄型で、色再現性の高いカラー液晶表示装置を実現することができる。
図8に示す発光ダイオード素子41は、図6、7に示した発光ダイオード素子21をさらに高輝度化させた発光ダイオード素子である。図8に示すように、発光ダイオード素子41は、高出力発光ダイオードチップである発光ダイオードチップ31を、基板42の中心近傍に8つマウントさせており、熱対策として断熱部材45も備えた構成となっている。
この発光ダイオード素子41のように熱対策として断熱部材45も備えた構成とすることによって、断熱効果により発光ダイオードチップ31を密集して配置させて、発光させることが可能になる。
上述した発光ダイオード素子21、41は、液晶表示装置100を照明するバックライト装置140の光源として使用されるため、発光ダイオードチップ31として、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を発光する赤色発光ダイオードチップ31R、緑色発光ダイオード31G、青色発光ダイオード31Bを必要としていた。
このような構成の発光ダイオード素子21、41は、複数の発光ダイオードチップ31を備えているため、バックライト装置の光源としてばかりではなく、例えば、車両のヘッドライトや、懐中電灯、街灯といった高輝度の光が要求される装置の光源などにも適用することができる。
この場合、例えば、発光ダイオードチップ31として白色光を発光する発光ダイオードチップなど、同一の色光を発光する複数の発光ダイオードチップ31のみを基板上にマウントするようにしてもよい。
図9に示す発光ダイオード素子51は、発光させる色光の色合いに変化を持たせた応用例である。基板52に発光ダイオードチップ31がマウントされ、熱対策として、断熱部材55を設けているのは、上述した発光ダイオード素子21、41と変わらないが、この発光ダイオード素子51では、断熱部材55を透明な材料で形成し、さらに、この断熱部材の表面に色の付いた、例えば赤色の反射膜を形成することで、発光ダイオードチップ31から発光された色光の色合いを変化させることができる。
断熱部材35に形成する反射膜は、例えば、SiO2、酸化ニオブ、フッ化マグネシウムといった材料で形成される。
図10に示す発光ダイオード素子61は、発光面全体を高輝度にする際の応用例である。基板62の中心近傍に発光ダイオードチップ31が、マウントされ、熱対策として、断熱部材65を設けているのは、上述した発光ダイオード素子21、41と変わらないが、この発光ダイオード素子61では、さらに高輝度化を図り、面全体で発光させるために、8個の発光ダイオードチップ31の他に、新たに発光ダイオードチップ63を2×8=16個、設けた構成となっている。すなわち、この発光ダイオード素子61では、熱対策として断熱部材65も備えた構成とすることによって、断熱効果により発光ダイオードチップ31,63を密集して配置させて発光させるようにしている。
図10に示すように、発光ダイオードチップ63は、断熱部材65で囲まれた領域内に発光ダイオードチップ31による熱干渉を受けないように、離して配置されている。また、この領域内において、2個配置された発光ダイオードチップ63同士も互いに熱干渉を受けないように、離して配置されている。
この発光ダイオード素子61は、バックライト装置140の光源には、適していないが、非常に高輝度で、広い範囲を照明することができることから、航空管制用、サーチライト、車両のヘッドライトなどに最適となっている。
21 発光ダイオード素子、31 発光ダイオードチップ、33 カバー部材、35 断熱部材、100 カラー液晶表示装置、110 カラー液晶表示パネル、140 バックライト装置
Claims (9)
- 基板上の中心近傍に全て配置された、所定の波長の色光を発光する複数の発光ダイオードチップと、
上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記色光を一点に集光する集光手段とを備えること
を特徴する発光ダイオード素子。 - 上記複数の発光ダイオードチップを、それぞれ1つずつ熱的に孤立させ、各発光ダイオードチップが発生する熱を相互に遮断する断熱手段を備えること
を特徴とする請求項1記載の発光ダイオード素子。 - 基板上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップと、
上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記赤色光、上記緑色光、上記青色光を一点に集光する集光手段とを備えること
を特徴する発光ダイオード素子。 - 上記複数の発光ダイオードチップを、それぞれ1つずつ熱的に孤立させ、各発光ダイオードチップが発生する熱を相互に遮断する断熱手段を備えること
を特徴とする請求項3記載の発光ダイオード素子。 - 透過型の液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置において、
入射した色光を拡散して、面状発光させる拡散板と、
上記拡散板に入射する色光を発光する複数の発光ダイオード素子からなる光源とを備え、
上記発光ダイオード素子は、
基板上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップと、
上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記赤色光、上記緑色光、上記青色光を上記拡散板上の一点に集光して白色光とする集光手段とを有すること
を特徴するバックライト装置。 - 上記発光ダイオード素子は、上記複数の発光ダイオードチップを、それぞれ1つずつ熱的に孤立させ、各発光ダイオードチップが発生する熱を相互に遮断する断熱手段を有すること
を特徴とする請求項5記載のバックライト装置。 - 透過型の液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを背面側から白色光で照明するバックライト装置とを備える液晶表示装置において、
上記バックライト装置は、入射した色光を拡散して、面状発光させる拡散板と、
上記拡散板に入射する色光を発光する複数の発光ダイオード素子からなる光源とを備え、
上記バックライト装置が備える発光ダイオード素子は、
基板上の中心近傍に全て配置された、少なくとも赤色光、緑色光、青色光を、それぞれ発光する複数の発光ダイオードチップと、
上記基板上に、上記複数の発光ダイオードチップを覆うように設けられ、上記複数の発光ダイオードチップからそれぞれ発光された上記赤色光、上記緑色光、上記青色光を上記拡散板上の一点に集光して白色光とする集光手段とを有すること
を特徴する液晶表示装置。 - 上記発光ダイオード素子は、上記複数の発光ダイオードチップを、それぞれ1つずつ熱的に孤立させ、各発光ダイオードチップが発生する熱を相互に遮断する断熱手段を有すること
を特徴とする請求項7記載の液晶表示装置。 - 上記発光ダイオード素子は、上記断熱手段を有する複数の発光ダイオードチップを密集して配置してなること
を特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
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JP2005041162A JP2006228575A (ja) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | 発光ダイオード素子、バックライト装置及び液晶表示装置 |
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JP2005041162A JP2006228575A (ja) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | 発光ダイオード素子、バックライト装置及び液晶表示装置 |
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JP2005041162A Withdrawn JP2006228575A (ja) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | 発光ダイオード素子、バックライト装置及び液晶表示装置 |
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2005
- 2005-02-17 JP JP2005041162A patent/JP2006228575A/ja not_active Withdrawn
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