JP2008288230A - バックライト光源 - Google Patents

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Abstract

【課題】LEDからの照射光の中心は、LEDを搭載するチップ基板の厚み分だけ高くなる。また、チップ基板の厚み分だけ照射光の中心が高いため、LEDからの照射光を導光する導光板の下面側への照射光が減ずる。
【解決手段】半円状凹部の壁面に第1の反射部を形成した第1の基板と、半円状凹部の壁面に第2の反射部を形成した第2の基板と、LED搭載部とで構成し、前記LED搭載部は前記第1の基板の下面に前記LEDが前記第1の反射部の半円状凹部内に位置するように配設し、前記第2の基板は前記第1の基板の上面に前記第1の反射部の半円状凹部と前記第2の反射部の半円状凹部がほぼ同一円心となるように配設する。
【選択図】図3

Description

本発明は、液晶表示装置等の導光板方式バックライト光源に用いるチップ型LED(発光ダイオード:light-emitting diode)に関するものであり、そのチップ型LEDの構造に係る。
一般的に、バックライト光源用のLEDは、チップ基板上にLEDを搭載し、このLEDを囲うように反射壁面を形成し、この壁面の一部に開口部を設けて、導光板に光を照射する。(例えば、特許文献1参照)
以下、特許文献1に記載された従来のバックライト光源を図面にもとづいて説明する。
図6は、従来のバックライト光源に用いるチップ型LEDの斜視図である。図6において、50は側面発光型のチップ型LEDである。52はチップ基板、53a、53bは電極端子、54はLED、55は光透過樹脂、56は反射枠体、59は実装基板の配線パターンを示す。
LED54は、電極端子53a、53bとダイボンドパターン53cが形成されたチップ基板52の上に実装してある。LED54の周囲の3面は反射枠体56で囲ってあり、反射枠体56の内壁56a、56b、56cは金属メッキ等による反射面となっている。また、反射枠体56の内部は光透過樹脂55でモールドしてあり、反射枠体56で囲っていない開口部の光出射面55aから外部に向けてLED54の発光光を出射するのである。
LED54の正負両極はチップ基板52の両端面の電極端子53a、53bにダイボンドおよび、ワイヤボンドにより導通され、両電極端子53a、53bは実装基板59の配線パターン59に導通接続される。
つまり、従来のチップ型LED50は、チップ基板52の上に実装したLED54の発光光を反射壁面56a、56b、56cにより反射し、光出射面55aから外部に向けて効率よく光を照射するチップ型LEDの構造となっている。
特開2005−223082号(第3−4頁、第1図)
しかしながら、前述の特許文献1に記載の従来のチップ形LED50は、LED54をチップ基板52の上に搭載実装し、更にLED54の上面からワイヤボンド線を引き出すため、チップ型LED50は厚みがあり、以下の問題があった。この様子を図面にもとづいて説明する。
図7は、従来のチップ型LEDと導光板の配置の部分断面図である。チップ型LED50は、チップ基板52上にLED54を搭載する。その総厚は符号64で示す。また、その発光光は、隣接する導光板60の側面に照射される。
ここで、LED54は、厚みを符号61で示すチップ基板52の上に搭載してあるので、LED54からの照射光65の中心はチップ基板52の厚み分だけ高くなる。従って、導光板60もチップ型LED50の厚みに合わせて厚いものとしなければならないという課題があった。
また、チップ基板52の厚み分だけ照射光65の中心が高いため、導光板60の下面側への照射光65が減ずるという問題もあった。
すなわち、本発明の目的は、バックライト光源用チップ型LEDの厚みを薄くし、照射効率の低下なく薄型の導光板に適したバックライト光源を提供することにある。
本発明のバックライト光源は、基本的には下記記載の構成要件を採用するものである。
まず、半円状凹部の壁面に第1の反射部を形成した第1の基板と、半円状凹部の壁面に第2の反射部を形成した第2の基板と、前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部とで構成し、前記LED搭載部は前記第1の基板の下面に前記LEDが前記第1の反射部の半円状凹部内に位置するように配設し、前記第2の基板は前記第1の基板の上面に前記第1の反射部の半円状凹部と前記第2の反射部の半円状凹部がほぼ同一円心となるように配設したことを特徴とする。
また、半円状凹部の壁面に反射部を形成した第1の基板と、前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部とで構成し、前記LED搭載部は前記第1の基板の下面に前記LEDが前記第1の反射部の半円状凹部内に位置するように配設したことを特徴とする。
また、前記LEDの第1および第2取り出し電極と前記第1の基板上に設けた第1電極および第2電極間は各々金属線で結線することを特徴とする。
また、前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部は、金属板あるいは基板の下面電極の一部であることを特徴とする。
また、前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部は、金属板あるいは基板の下面電極の一部であって、前記第1の基板上に設けた第1電極あるいは第2電極間と導通することを特徴とする。
また、前記半円状凹部の壁面で形成される空間は、透明樹脂もしくは蛍光粒子入り樹脂によりモールドしたことを特徴とする。
また、前記透明樹脂もしくは蛍光粒子入り樹脂の上面はモールド材あるいはメッキなどで塞いだことを特徴とする。
また、前記壁面の反射部は、方形形状、あるいは、多角形形状、あるいは、楕円形状であることを特徴とする。
つまり、本発明によれば、薄い基板等にLEDを搭載し、このLED搭載部を下段の第1の基板と、この第1の基板上に配置した第2の基板の双方の反射部を形成する凹部にLEDが位置するように配置し、このLEDからの取り出し結線を第1の基板上に配置することで、LED搭載部とLED結線の高さを押さえ、かつ、充分な大きさの反射部を備えた薄型のバックライト光源を提供できるのである。
本発明によるバックライト光源の第1の実施形態を図面にもとづき説明する。本発明の最も特徴的な構造は、薄い基板にLEDを搭載し、反射凹部を設けた第1の基板の前記反射凹部に前記LEDが位置するように、前記第1の基板下面に前記LED搭載部を配置したことにある。
図1は、本発明によるバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。図2は、本発明によるバックライト光源のチップ型LEDの正面図である。図3は、本発明によるバックライト光源のチップ型LEDの斜視図である。
図1、図2、図3において、符号10はバックライト光源のチップ型LEDである。以下、符号12は第1の基板、12aは第1の反射面、13は第2の基板、13aは第2の反射面、14はLED、15はLED搭載部、16は枠体、16aと16bは第1および第2スルーホール、17aと17bは第1および第2電極、18aと18bは第1および第2ボンディングワイヤ、19は光透過樹脂、19aは光出射面である。
まず、本発明によるバックライト光源用チップ型LEDの構造を説明する。
チップ型LED20の厚み方向の配置は、図2の正面図に示すように、LED14をLED搭載部15の上に配置し、LED搭載部15は第1の基板12の下面に配置する。また、第2の基板13は第1の基板12の上面に配置する。なお、LED14は、第1および第2の正負両取り出し電極ともLED14の上面に位置するものであり、LED搭載部15は金属または絶縁体のいずれであっても良い。
あるいは、LED搭載部15は、第1の基板12の半円状凹部の下面側を塞ぐ金属板あるいは基板12の下面電極の一部であっても良い。下面電極の一部の場合は、LED搭載部15は第1スルーホール16aあるいは第2スルーホール16bと導通する。図2では、LED搭載部15と第2スルーホール16bが符号15bで導通している例を示す。
次に、チップ型LED20の平面配置は、図1の平面図に示すように、LED14は第1の基板12の凹部に形成した第1の反射面12aおよび第2の基板13の凹部に形成した第1の反射面13aのほぼ中央に配置する。つまり、第1の基板12の凹部と第2の基板13の凹部は、ほぼ同心円で、双方の凹部のほぼ中央にLED14の発光部を配置する。そして、LED14をほぼ中央に配置した第1の基板12と第2の基板13の凹部を形成する枠体16で囲われた空間は、図2の正面図に示すように、光透過樹脂19で満たしてある。
また、LED14の第1および第2取り出し電極は、図1の平面図に示すように、第1ボンディングワイヤ18aにより第1の基板上に設けた第1電極17aと、第2ボンディングワイヤ18bにより第2の基板上に設けた第1電極17bと金属線でボンディング結線する。第1電極17aと第2電極17bは、各々第1および第2スルーホール16a、16bと第1の基板12上で導通しているので、LED14の正負両極はチップ型LED20の両端面の第1および第2スルーホール16a、16bを経てチップ型LED搭載部と導通接続している。
つまり、図3の斜視図に示すように、第1および第2の基板12、13の凹部に形成した第1および第2反射面12a、12bのほぼ中央に配置したLED14の発光光は、第1および第2反射面12a、12bで反射し、光透過樹脂19でモールドした開口光出射面19aから効率よく照射するのである。
なお、ここで説明した光透過樹脂19は、LEDの発光色をそのまま使用する場合は光透過性の樹脂を、青色あるいは短波長のLEDから白色光等を得る場合は蛍光粒子入り樹脂により第1の基板12と第2の基板13の凹部を形成する空間をモールドする。
また、図2に示す光透過樹脂19の上面19bは前記第1の基板の電極の厚みと略等しいモールド材あるいはメッキなどで塞ぎ、不要方向へのLED14の発光光の放射を押さえ、後述の導光板への光の入射のバランスを良くしている。
次に、本発明による第2の実施形態を図面にもとづき説明する。
図4は、本発明による第2のバックライト光源用チップ型LEDの斜視図である。
図4において、符号20はバックライト光源のチップ型LEDである。以下、符号22は第1の基板、22aは第1の反射面、24はLED、25はLED搭載部、29は光透過樹脂、29aは光出射面である。つまり、図1、図2、図3にもとづいて説明した第1の実施形態のバックライト光源と類似形状であるが、第2の基板が無い。従って、第2の反射面が無いため、チップ型LED20の総厚を薄くできる利点がある。
次に、本発明による第3、第4、第5の実施形態を図面にもとづき説明する。
まず、第3の実施形態であるが、図5aは、本発明による第3のバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。
図5aにおいて、30aはバックライト光源のチップ型LEDである。32aは第1の基板、33aは第2の基板、34aはLEDである。
ここで、第1の基板32a、および第2の基板33aの反射部の形状は、方形状であり、LED34aは、第1の基板32a、および第2の基板33aの反射部のほぼ中央に配置する。方形状は形状がシンプルで、反射面の面ダレが少ない。
次に、第4の実施形態であるが、図5bは、本発明による第4のバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。
図5bにおいて、30bはバックライト光源のチップ型LEDである。32bは第1の基板、33bは第2の基板、34bはLEDである。
ここで、第1の基板32b、および第2の基板33bの反射部の形状は、多角形形状であり、図5bでは、六角形の部分形状例を示す。LED34aは、第1の基板32a、および第2の基板33aの反射部のほぼ中央に配置する。多角形形状は反射面の面ダレが少なく、第1の実施形態の半円状凹部に近い出射光が得られる。
次に、第5の実施形態であるが、図5cは、本発明による第5のバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。
図5cにおいて、30cはバックライト光源のチップ型LEDである。32cは第1の基板、33cは第2の基板、34cはLEDである。
ここで、第1の基板32c、および第2の基板33cの反射部の形状は、楕円形状であり、図5cでは、楕円形の部分形状例を示す。LED34cは、第1の基板32c、および第2の基板33cの反射部のほぼ中央に配置する。楕円形状は放物線形状に近く、出射光の収束性が良い。
以上、第1の基板、および第2の基板の形状が異なる、本発明の第3、第4、第5の実施形態について説明したが、前述の本発明の第2の実施形態と同様に、第1の基板のみであれば、チップ型LED20と同様に、チップ型LED20の総厚を薄くできる。
次に、本発明によるチップ型LEDの厚みに対する優位性を、先の図7にもとづいて述べた従来のチップ型LED50との厚みと比較説明する。
図8は、本発明によるチップ型LEDと導光板の配置の部分断面図である。チップ型LED10は、LED14をLED搭載部15の上に配置し、このLED搭載部15は第1の基板12の下面に配置してある。また、第2の基板13は第1の基板12の上面に配置してある。
LED搭載部15は極めて薄い基板であり、LED14の発光位置を下げることができる。また、LED14の取り出し電極は、先に述べたように、第1の基板上でボンディングするので、ボンディング結線の高さを低く押さえることができる。
つまり、本発明によるチップ型LED10の符号44で示す総厚は、LED搭載部15の厚み41と、第1の基板12の厚み42と、第2の基板13の厚みにチップ型LED10上面の僅かな光透過樹脂19部分を加えた厚み43の総和である。
ちなみに、図7にもとづいて述べた従来のチップ型LEDのチップ基板52の厚みは、約0.1mmである。対して、本発明によるチップ型LED10のLED搭載部15の厚みは、約0.05mmであり、さらに薄くても良い。従って、LED14の発光位置は、従来のチップ型LEDに比べて0.05mm以上下がり、かつ、LED14のボンディング結線の高さが第1の基板12上であり、第2の基板13の高さより低いので、総体厚みを押さえることができる。この結果、導光板40もチップ型LED10の厚みに合わせて薄くでき、LED14の発光位置が下がった分だけ照射光45の中心が低いため、導光板40の下面側への照射光45が増加するという利点がある。
以上に述べたように、本発明によるバックライト光源用チップ型LEDは、薄い基板にLEDを搭載し、このLED搭載部を下段の第1の基板と、この第1の基板上に配置した第2の基板の双方の反射部を形成する凹部にLEDが位置するように配置し、このLEDからの取り出し結線を第1の基板上に配置することで、LED搭載部とLED結線の高さを押さえ、かつ、充分な大きさの反射部を確保した照射効率の良いチップ型LEDによる薄型のバックライト光源を提供できるのである。
本発明によるバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。 本発明によるバックライト光源のチップ型LEDの正面図である。 本発明によるバックライト光源のチップ型LEDの斜視図である。 本発明による第2のバックライト光源用チップ型LEDの斜視図である。 本発明による第3のバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。 本発明による第4のバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。 本発明による第5のバックライト光源用チップ型LEDの平面図である。 従来のバックライト光源に用いるチップ型LEDの斜視図である。 従来のチップ型LEDと導光板の配置の部分断面図である。 本発明によるチップ型LEDと導光板の配置の部分断面図である。
符号の説明
10、20、30a、30b、30c チップ型LED
12、22、32a、32b、32c 第1の基板
12a、22a 第1の反射面
13、33a、33b、33c 第2の基板
13a、22a 第2の反射面
14、24、34a、34b、34c LED
15、25 LED搭載部
16 枠体
16a、16b スルーホール
17a、17b 電極
18a、18b ボンディングワイヤ
19 光透過樹脂
19a 光出射面

Claims (10)

  1. 半円状凹部の壁面に第1の反射部を形成した第1の基板と、半円状凹部の壁面に第2の反射部を形成した第2の基板と、前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部とで構成し、前記LED搭載部は前記第1の基板の下面に前記LEDが前記第1の反射部の半円状凹部内に位置するように配設し、前記第2の基板は前記第1の基板の上面に前記第1の反射部の半円状凹部と前記第2の反射部の半円状凹部がほぼ同一円心となるように配設したことを特徴とするバックライト光源。
  2. 半円状凹部の壁面に反射部を形成した第1の基板と、前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部とで構成し、前記LED搭載部は前記第1の基板の下面に前記LEDが前記第1の反射部の半円状凹部内に位置するように配設したことを特徴とするバックライト光源。
  3. 前記LEDの第1および第2取り出し電極と前記第1の基板上に設けた第1電極および第2電極間は各々金属線で結線することを特徴とする請求項1乃至請求項2記載のバックライト光源。
  4. 前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部は、金属板あるいは基板の下面電極の一部であることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のバックライト光源。
  5. 前記半円状凹部の下面側を塞ぐLED搭載部は、金属板あるいは基板の下面電極の一部であって、前記第1の基板上に設けた第1電極あるいは第2電極間と導通することを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のバックライト光源。
  6. 前記半円状凹部の壁面で形成される空間は、透明樹脂もしくは蛍光粒子入り樹脂によりモールドしたことを特徴とする請求項1乃至請求項5記載のバックライト光源。
  7. 前記透明樹脂もしくは蛍光粒子入り樹脂の上面はモールド材あるいはメッキなどで塞いだことを特徴とする請求項1乃至請求項6記載のバックライト光源。
  8. 前記壁面の反射部は、方形形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項7記載のバックライト光源。
  9. 前記壁面の反射部は、多角形形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項7記載のバックライト光源。
  10. 前記壁面の反射部は、楕円形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項7記載のバックライト光源。
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