JP2009038188A - 表示装置用ｌｅｄランプ及びｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示装置に使用されるＬＥＤランプにおいてグレアの発生を低減し、Ｓ／Ｎ比（シグナルノイズ比）を向上させること。
【解決手段】ＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップを封止する封止部材と、を備える表示装置用ＬＥＤランプにおいて、可視光の波長以下のピッチの凹凸パターンを封止部材の表面に形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は表示装置（ディスプレイ）の光源として使用されるＬＥＤランプに関する。また、当該ＬＥＤランプを用いたＬＥＤ表示装置に関する。

ＬＥＤランプの用途が拡がりをみせる中、基礎研究から応用開発・研究に至るまで様々なレベルで研究・開発が進められている。例えば、ＬＥＤランプの特性の中で最も重要なものの一つである光取り出し効率の向上を目指して精力的な検討が行われた結果、輝度の大幅な向上がもたらされた。光取り出し効率を向上させるための手段として、特許文献１〜４には、発光素子表面や装置表面に凹凸構造を形成することが提案されている。
特開２００５−５７２６６号公報 特開２００５−１６６９４１号公報 特開２００５−４１４１５号公報 特開２００６−２２２２８８号公報

ＬＥＤランプをマトリクス状に配置し、その点灯状態を制御することによって文字や映像などを表示する表示装置が実用化されている。このような表示装置においても、高輝度のＬＥＤランプを使用すれば視認性を高めることができる。しかしながら、屋外ディスプレイなど、外光の多い環境下で使用される表示装置では外光の反射（グレア）が発生することで発光状態と非発光状態のコントラストが低下する。従って、例え高輝度のＬＥＤランプを使用したとしても十分な視認性を得られないことがある。
ＬＥＤランプの高輝度化に関しては様々な取り組みが行われ一定の成果をあげているのに対し、ＬＥＤランプを表示装置に使用した場合に特有の上記問題に対しては有効な対策が講じられていないのが現状である。
そこで本発明は、表示装置に使用されるＬＥＤランプにおいてグレアの発生を低減し、Ｓ／Ｎ比（シグナルノイズ比）を向上させることを課題とする。

以上の課題を解決すべく本発明は以下の構成からなる。即ち、
ＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップを封止する封止部材と、を備える表示装置用ＬＥＤランプであって、
可視光の波長以下のピッチの凹凸パターンが前記封止部材の表面に形成されていることを特徴とする表示装置用ＬＥＤランプである。

本発明のＬＥＤランプでは、可視光の波長以下のピッチの凹凸パターンが封止部材の表面（光取り出し面）に形成されている。これによって光取り出し面、即ちＬＥＤランプ表面における外光の反射率が低減し、いわゆるアンチグレア効果を発揮する。その結果、ＬＥＤランプの発光状態と非発光状態のコントラスト（見かけ上の輝度の差）が向上する。このように本発明の構成によれば、表示装置用として好適なＳ／Ｎ比の高いＬＥＤランプとなる。

本発明は様々なタイプのＬＥＤランプに適用可能である。ＬＥＤランプのタイプの例として、ＳＭＤ（表面実装型）タイプ、砲弾タイプ、ＣＯＢ（チップオンボード）タイプを挙げることができる。また、トップビュータイプに限らず、サイドビュータイプにも本発明を適用することができる。

本発明のＬＥＤランプは表示装置の光源として用いられる。即ち、本発明のＬＥＤランプを所定のパターンで配列することによって表示装置（以下「ＬＥＤディスプレイ」）の表示部が構成される。ＬＥＤランプの配列パターンは特に限定されず、公知の例に準ずればよい。配列パターンの代表例はドットマトリクス状であるが、特定の数字や文字などのパターンでＬＥＤランプを配列することにしてもよい。

本発明のＬＥＤランプが単色発光の場合、典型的には１個のＬＥＤランプで一画素（絵素）を構成するが、これに限られるものではない。即ち、２個以上のＬＥＤランプで一画素を構成するようにＬＥＤランプを配列することにしてもよい。

多色表示可能なＬＥＤディスプレイの表示部を構成するためには例えば、単色発光のＬＥＤランプを２種以上用意するか、多色発光のＬＥＤランプを用意すればよい（多色発光のＬＥＤランプを２種以上組み合わせることも可能である）。ここでの「多色表示」とは、ＬＥＤランプの発光状態を制御することにより２色以上を表示することをいい、フルカラー表示を含む概念である。

一画素あたりに使用するＬＥＤランプの個数に特に限定はない。フルカラー表示可能なＬＥＤディスプレイの場合を例にとれば、各画素が任意の色を発光可能なように、例えば、赤色発光ＬＥＤチップを搭載した赤色ＬＥＤランプ、緑色発光ＬＥＤチップを搭載した緑色ＬＥＤランプ、及び青色発光ＬＥＤチップを搭載した青色ＬＥＤランプを画素あたり１個〜数個ずつ使用すればよい。同等の輝度を有しないＬＥＤランプを組み合わせることにしてもよい。その場合には発光色毎の総輝度が等しくなるようにＬＥＤランプの使用数を調整すればよい。ＲＧＢ３種のＬＥＤチップが搭載された、いわゆる３イン１タイプのＬＥＤランプを画素あたり１個〜数個使用してフルカラーＬＥＤディスプレイを構成することにしてもよい。
以下、本発明を構成する各要素について説明する。

（ＬＥＤチップ）
本発明のＬＥＤランプには１個又は複数個のＬＥＤチップが搭載される。ＬＥＤチップには例えば、赤色発光ＬＥＤチップ、緑色発光ＬＥＤチップ、青色発光ＬＥＤチップ、又は中間色（例えば青緑色や橙色）発光ＬＥＤチップを使用する。本発明の一形態では赤色発光ＬＥＤチップ、緑色発光ＬＥＤチップ及び青色発光ＬＥＤチップを搭載した、いわゆる３イン１タイプのフルカラーＬＥＤランプが提供される。

ＬＥＤチップの構成は特に限定されない。赤色発光ＬＥＤチップであれば例えば、ＧａＡｌＡｓ系半導体、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体、ＧａＡｓＰ系半導体層、又はＧａＰ系半導体層を備えるＬＥＤチップを採用することができる。一方、緑色発光ＬＥＤチップ及び青色発光ＬＥＤであれば、III族窒化物系化合物半導体層を備えるＬＥＤチップを好適に用いることができる。III族窒化物系化合物半導体は、一般式としてＡｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮのいわゆる２元系、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ、Ａｌ_ｘＩｎ_１−ｘＮ及びＧａ_ｘＩｎ_１−ｘＮ（以上において０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系を包含する。

III族窒化物系化合物半導体は任意のドーパントを含むものであっても良い。ｎ型不純物として、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、カーボン（Ｃ）等を用いることができる。ｐ型不純物として、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）等を用いることができる。なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による加熱にさらすことができるが必須ではない。
III族窒化物系化合物半導体は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）のほか、周知の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法などによっても形成することができる。

III族窒化物系化合物半導体層を成長させる基板の材質はIII族窒化物系化合物半導体層を成長させられるものであれば特に限定されないが、例えば、サファイア、窒化ガリウム、スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、III族窒化物系化合物半導体単結晶などを基板の材料として挙げることができる。中でも、サファイア基板を用いることが好ましく、サファイア基板のａ面を利用することが更に好ましい。

ＬＥＤランプあたりのＬＥＤチップの数は特に限定されない。換言すれば、本発明のＬＥＤランプには１個又は２個以上のＬＥＤチップが搭載される。２個以上のＬＥＤチップを搭載する場合には、異なる種類のＬＥＤチップを組み合わせてもよい。

（封止部材）
ＬＥＤチップは封止部材によって封止される。封止部材によって外部環境からＬＥＤチップが保護される。本発明では封止部材の表面（即ち光取り出し面）に可視光の波長以下のピッチ（周期）の凹凸パターンを形成する。即ち、本発明のＬＥＤランプではその表面に微細な繰り返し凹凸構造（説明の便宜上、以下では当該構造のことを「微細構造」という）が形成される。これによって封止部材にアンチグレア機能が付与される。封止部材の表面の一部のみが光取り出し面として利用される場合には、当該部分のみに微細構造を設けることにしてもよい。また、光取り出し面の全体ではなく一部の領域のみに微細構造を設けることもできる。

ここで、ＪＩＳ（日本工業規格）によれば、「可視光」の波長は短波長側が３６０ｎｍ〜４００ｎｍであり、長波長側が７６０〜８３０ｎｍである。従って、本発明の微細構造のピッチは３６０ｎｍより短く、好ましくは１５０ｎｍ〜３００ｎｍ、更に好ましくは２００ｎｍ〜２５０ｎｍである。ピッチが短すぎれば加工が困難となり、ピッチが長すぎるとアンチグレア効果が得られにくくなる。

本発明の微細構造は一定のパターンを形成するものであればその具体的な構成は特に問わない。本発明の微細構造の一例を図６に示す。この例では円柱状の突起がピッチ２５０ｎｍでドットマトリクス状に形成されている。この例の微細構造の詳細は後述の実施例で説明する。本発明の微細構造の他の例として、三角柱状や四角柱状など、多角柱状の突起が上記例と同様に配列するものを挙げることができる。

本発明の微細構造の深さも特に限定されるものではないが、例えば深さをピッチで割った値（アスペクト比）が０．５〜２．５、好ましくは１．０〜２．０となるように深さを設定する。アンチグレア効果を高めるという観点からは、アスペクト比を可能な限り高くすることが好ましい。但し、アスペクト比が高くなるにつれて一般に加工が困難になる。

微細構造は封止部材の成形の際に形成することができる。例えば、所望の微細構造に対応した凹凸を表面に備えた金型を用いて型成形すればよい。金型の製造には光リソグラフィー法、熱リソグラフィー、電子線リソグラフィー等を利用できる。
一方、成型後の封止部材を加熱した状態で金型を押し当てることによって表面加工する方法などを採用すれば、封止部材の成型後に微細構造を形成することも可能である。

封止部材の表面に微細構造を形成することは光取り出し効率の点からも好ましい。即ち、本発明の構成によれば光取り出し効率も改善され、Ｓ／Ｎ比の一層の向上が図られる。
微細加工の如何によっては、ＬＥＤチップが発する光の内、一部の光のみが射出するように構成することも可能である。つまり、出射光の選択をするフィルター機能を封止部材の表面に付与することもできる。

封止部材の材料としてはＬＥＤチップの光に対して透明であり、且つ耐久性、耐候性などに優れたものを採用することが好ましい。例えばシリコーン（シリコーン樹脂、シリコーンゴム、及びシリコーンエラストマーを含む）、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ガラス等の中から、ＬＥＤチップの発光波長との関係で適当なものを選択することができる。ＬＥＤチップの光が短波長側の光（青色光や紫外光）を含む場合には、シリコーン等の当該光に対する耐性の高い材料を採用することが好ましい。
封止部材の材料は、ＬＥＤチップの光に対する透過性、硬化した状態の硬度、取り扱いの容易さ等を考慮して適当なものが採用される。

封止部材に蛍光体を含有させてもよい。蛍光体を用いることによりＬＥＤチップからの光の一部を異なる波長の光に変換することができる。即ち、ＬＥＤチップの光と蛍光との混合（混色）によって所望の発光色が得られることになる。ＬＥＤチップからの光により励起可能なものであれば任意の蛍光体を用いることができ、その選択においてはＬＥＤランプの発光色が考慮される。蛍光体の種類は特に限定されず、有機系、無機系を問わず採用することができる。様々な蛍光色を有する蛍光体を採用することができ、例えば光の三原色である赤色、緑色、又は青色の蛍光色を有する蛍光体の他、それらの中間色を蛍光する蛍光体（例えば黄色系蛍光体）を用いることができる。複数の蛍光体を組み合わせて用いることもでき、例えば赤色系蛍光体、緑色系蛍光体、及び青色系蛍光体を混合して用いることができる。

蛍光体を封止部材に一様に分散させても、また一部の領域に局在させてもよい。例えば蛍光体をＬＥＤチップの近傍に局在させることにより、ＬＥＤチップから放出された光を効率的に蛍光体に照射できる。

複数種類の蛍光体を組み合わせて封止部材に含有させることもできる。この場合にはＬＥＤチップからの光により励起されて発光する蛍光体と当該蛍光体からの光により励起されて発光する蛍光体とを組み合わせて用いることもできる。

封止部材に光拡散材を含有させて封止部材内での光の拡散を促進させ、発光ムラの減少を図ることもできる。特に上記のように蛍光体を用いる構成においては、ＬＥＤチップからの光と蛍光体からの光との混色を促進させて発光色のムラを少なくするためにこのような光拡散材を用いることが好ましい。

（リフレクタ）
本発明の一形態では、ＬＥＤチップの周囲にカップ状の反射面を形成するリフレクタ（反射部材）が更に備えられる。反射面はＬＥＤチップから横又は斜め上方向に放出された光を反射し、光の取り出し方向の光へと変換する。ここでのカップ状とは、ＬＥＤチップの光軸に垂直方向の断面の面積がその底部側からＬＥＤランプの光の取り出し方向に向かって連続的又は段階的に増加する空間を囲む形状をいう。かかる条件を満たす範囲において反射面の形状は特に限定されるものではない。

リフレクタの形成材料は特に限定されず、金属、合金、合成樹脂等から適当な材料を選択して用いることができる。但し、ＬＥＤチップに対向する面、即ち反射面はＬＥＤチップの光に対して反射性であることが要求される。例えば白色系の樹脂など、光反射率の高い樹脂でリフレクタを作製することができる。樹脂製のリフレクタは成形が容易であるという利点を有する。リフレクタの材質としてポリアミド系樹脂（芳香族ポリアミド系樹脂を含む）、液晶ポリマー、ポリフタルアミド、ナイロン６Ｔ等を例示することができる。酸化チタン、チタン酸カリウム、及びガラス繊維等を含有した材料を用いてリフレクタを構成してもよい。

リフレクタの材料としてＬＥＤチップの光に高い反射性を有しないものを選択した場合には、少なくとも反射面となる領域の表面に反射率の高い層を形成する。このような反射層は例えばＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｐｄ等から選択される一以上の金属又はその合金を材料として形成することができる。その他、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタルなどの金属窒化物を反射層の材料として用いることもできる。特に、Ａｌ又はその合金によって反射層を構成することが好ましい。反射層の形成には蒸着、塗付、印刷等の方法を採用できる。特に、蒸着法によれば厚さが均一でかつ表面が平滑な反射層を容易に形成することができる。反射層は必ずしもカップ状部の内周面表面の全体に形成されなくてもよいが、反射層による発光効率の改善効果が最大限発揮されるようにＬＥＤチップから横又は斜め上方向に放出された光が照射する領域についてはその全体に反射層を設けることが好ましい。
反射層の厚さはＬＥＤチップからの光を反射するのに十分な厚さであれば特に限定されず、例えば約０．１〜約２．０μｍの範囲とする。好ましくは約０．５〜約１．０μｍの範囲とする。
尚、光反射性に優れた材料を用いてリフレクタを作製する場合であっても、高光反射性の材料からなる層を反射面となる部分の表面に形成してもよい。

反射面の表面はできるだけ平滑であることが好ましい。平滑なほど反射面における鏡面反射が起こりやすくなり、反射効率の向上ひいては発光効率の向上が図られるからである。
リフレクタの反射面の角度は光軸方向への反射効率を考慮して設計することができ、ＬＥＤチップの光軸に対して２０°〜６０°の範囲にすることが好ましい。さらに好ましくは４０°〜５０°の範囲とする。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

本発明の実施例であるＬＥＤランプ１を図１〜４に示す。図１はＬＥＤランプ１の斜視図であり、図２は同上面図であり、図３は同正面図、図４は同断面図（図１のＡ−Ａ線位置での断面）である。ＬＥＤランプ１は表面実装型（ＳＭＤタイプ）ＬＥＤランプである。
ＬＥＤランプ１は大別してＬＥＤチップ１０、リフレクタ２０、リードフレーム３０、及び封止樹脂４０から構成される。

ＬＥＤランプ１に使用されるＬＥＤチップ１０の模式断面図を図５に示す。ＬＥＤチップ１０はサファイア基板上に複数のIII族窒化物系化合物半導体層が積層された構成からなり、発光ピーク波長を４７０ｎｍ付近に有する。ＬＥＤチップ１０の各層のスペックは次の通りである。
層 ： 組成
ｐ型層１５ ： ｐ−ＧａＮ：Ｍｇ
発光する層を含む層１４ ： ＩｎＧａＮ層を含む
ｎ型層１３ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ
バッファ層１２ ： ＡｌＮ
基板１１ ： サファイア

基板１１の上にはバッファ層１２を介してｎ型不純物としてＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型層１３を形成した。ここで、基板１１にはサファイアを用いたが、これに限定されることはなく、サファイア、スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、III族窒化物系化合物半導体単結晶等を用いることができる。さらにバッファ層はＡｌＮを用いてＭＯＣＶＤ法で形成されるがこれに限定されることはなく、材料としてはＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮ等を用いることができ、製法としては分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等を用いることができる。III族窒化物系化合物半導体を基板として用いた場合は、当該バッファ層を省略することができる。
さらに基板とバッファ層は半導体素子形成後に、必要に応じて、除去することもできる。
ここでｎ型層１３はＧａＮで形成したが、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ若しくはＡｌＩｎＧａＮを用いることができる。
また、ｎ型層１３はｎ型不純物としてＳｉをドープしたが、このほかにｎ型不純物として、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることもできる。
ｎ型層１３は発光する層を含む層１４側の低電子濃度ｎ^-層とバッファ層１２側の高電子濃度ｎ^＋層とからなる２層構造とすることができる。
発光する層を含む層１４は量子井戸構造（多重量子井戸構造、若しくは単一量子井戸構造）を含んでいてもよく、また発光素子の構造としてはシングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどでもよい。
発光する層を含む層１４はｐ型層１５の側にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンドギャップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を含むこともできる。これは発光する層を含む層１４中に注入された電子がｐ型層１５に拡散するのを効果的に防止するためである。
発光する層を含む層１４の上にｐ型不純物としてＭｇをドープしたＧａＮからなるｐ型層１５を形成した。このｐ型層はＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮとすることもできる、また、ｐ型不純物としてはＺｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを用いることもできる。
さらに、ｐ型層１５を発光する層を含む層１４側の低ホール濃度ｐ⁻層と電極側の高ホール濃度ｐ^＋層とからなる２層構造とすることができる。
上記構成の発光素子において、各III族窒化物系化合物半導体層は一般的な条件でＭＯＣＶＤを実行して形成するか、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等の方法で形成することもできる。

ｎ電極１９はＡｌとＶの２層で構成され、ｐ型層１５を形成した後、ｐ型層１５、発光する層を含む層１４、及びｎ型層１３の一部をエッチングにより除去し、蒸着によりｎ型層１３上に形成される。
透光性電極１７は金を含む薄膜であり、ｐ型層１５の上に積層される。ｐ電極１８も金を含む材料で構成されており、蒸着により透光性電極１７の上に形成される。
上記の工程により各半導体層及び各電極を形成した後、各チップの分離工程を行う。

発光する層を含む層１４と基板１１との間、又は基板１１の半導体層が形成されない面に反射層を設けることもできる。反射層を設けることにより、発光する層を含む層１４で生じ、基板側に向かった光を効率的に光の取り出し方向へと反射でき、その結果、発光効率の向上を図れる。反射層は、窒化チタン、窒化ジルコニウム、及び窒化タンタルの中から選択される１種類又は２種類以上により形成することができる。また、Ａｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属の単体又はこれらの中から任意に選択される２種以上の金属からなる合金を用いて反射層を形成することもできる。

リフレクタ２０は白色系樹脂（ポリフタルアミド）からなる。リフレクタ２０にはカップ状の凹部２１が形成されている。当該凹部２１の内周面２２はＬＥＤチップ１０を囲繞する。また、内周面２２は、ＬＥＤチップ１０の光軸に対して所望の角度となるように成形されている。尚、リフレクタ２０の下部はリードフレーム３０をインモールドしている。このようにＬＥＤランプ１は、白色系の樹脂でリードフレーム３０をインモールドしたパッケージ構造を備える。尚、リードフレーム３０はいずれも銅（Ｃｕ）合金からなる。

リフレクタ２０の凹部２１内には封止樹脂４０が充填される。本実施例では封止樹脂４０の材料としてエポキシ樹脂が用いられる。封止樹脂４０の上面（最表層）４１には図６に示す微細凹凸構造４２が形成されている。微細凹凸構造４２は、円柱状の突起４３が一定のピッチでドットマトリクス状に形成されたものである。微細凹凸構造のピッチ（図６（ｂ）のＡ）は約２５０ｎｍであり、突起４３上部の直径（図６（ｂ）のＢ）は約８０ｎｍ、突起の高さ（図６（ｂ）のＣ）は約３５０ｎｍである。

封止樹脂４０内に拡散剤を分散させてもよい。拡散剤を用いることにより封止樹脂５０内において光の拡散、混色を促進でき、発光ムラを低減することができる。拡散剤としては酸化チタン、窒化チタン、窒化タンタル、酸化アルミニウム、酸化珪素、チタン酸バリウム等が用いられる。

次にＬＥＤランプ１の製造方法を説明する。まず、上記の手順でＬＥＤチップ１０を用意する。一方、リードフレーム３０の形状に合わせて型抜きした銅合金製の金属板を用意し、リードフレーム部に白色系樹脂をインジェクションモールドし、リフレクタ２０を成形する。次に、所望の位置で金属板を切断することで、リードフレーム３０が白色系樹脂でインモールドされたパッケージを分離し、リードフレーム３０の端部を整形する。続いて常法に従いＬＥＤチップ１０のリードフレーム３０への搭載及びワイヤーボンディングを実施する。
一方、光リソグラフィーによって表面に微細凹凸構造が形成された、封止樹脂用の金型を用意する。そして、当該金型を用いた型成形によって、上記方法で得られたパッケージのリフレクタ２０の凹部２１内に封止樹脂を充填・成形する。

続いてＬＥＤランプ１の発光態様を説明する。まず、給電を受けてＬＥＤチップ１０から青色系の光が出射する。上方に出射した光の多くは、封止樹脂４０を通り、封止樹脂４０の上面４１を介して外部に取り出される。一方、横方向に出射した光はリフレクタ２０の凹部内周面２２に至り、そこで反射されることによって上方へとその進行方向を変える。このようにリフレクタ２０の反射作用によって上方へと進行する光が生成し、光の取り出し効率が向上する。

ところで、屋外など、外光の多い環境下でＬＥＤランプ１を使用する場合、ＬＥＤランプ１の封止樹脂４０の上面４１に対して外光が入射することになるが、封止樹脂４０の上面４１に形成した微細凹凸構造４２がアンチグレア効果を発揮し、入射光の反射が抑えられる。即ち、外光の映り込みが低減されることになり、点灯状態と非点灯状態のコントラスト（見かけ上の輝度の差）が高められる。その結果、ＬＥＤランプ１のＳ／Ｎ比が向上する。

以上、青色光を発光するＬＥＤランプ１について説明したが、使用するＬＥＤチップを適宜選択することによって所望の発光色のＬＥＤランプを構成することができる。ＬＥＤチップの例としては、青緑色光を出射するＬＥＤチップや、緑色光を出射するＬＥＤチップを挙げることができる。

青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ及び赤色ＬＥＤチップを各１個使用した、いわゆる３イン１タイプのＬＥＤランプ２の上面図を図７に示す。尚、実施例１のＬＥＤランプ１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

青色ＬＥＤチップにはＬＥＤチップ１０を使用し、緑色ＬＥＤチップにはＬＥＤチップ１０と同様の構成（即ちＡｌＧａＩｎＮ系）を有するＬＥＤチップ５０を使用し、赤色ＬＥＤチップにはＧａＡｌＡｓ系ＬＥＤチップ５１を使用する。ＬＥＤランプ２の製造方法は、ＬＥＤランプ１の製造方法と同様であり、インジェクションモールドによるリフレクタ２０の成形後、各ＬＥＤチップの搭載、ワイヤーボンディングを実施し、最後に所定の金型を用いた型成形によって上面に微細凹凸構造４２が形成された封止樹脂４０を成形する。

ＬＥＤランプ２では、各ＬＥＤチップの発光状態を制御することによって任意の色の光が発光する。尚、ＬＥＤランプ２においても、封止樹脂４０の上面に形成した微細凹凸構造４２によるアンチグレア効果が奏される結果、点灯状態と非点灯状態のコントラスト（見かけ上の輝度の差）が向上する。

本発明のＬＥＤランプの用途の一例を図８に示す。図８はフルカラー表示可能なＬＥＤディスプレイ６０の正面図である。ＬＥＤディスプレイ６０の表示部６１では、図９に示すように、基板６２上に上記３イン１タイプのＬＥＤランプ２がドットマトリクス状に実装されている。ＬＥＤランプ３の配列パターン及び実装密度は目的に応じて任意に選択できる。

以下、図１０を参照しながらＬＥＤディスプレイ６０の表示方法を説明する。入力部６３より入力される画像データは画像データ記憶手段６４に一時的に保存される。制御部６５には図示しないパターン選択回路、輝度変調回路、点滅回路が内蔵され、画像データ記憶手段６４に保存される画像データに従い各ＬＥＤランプ２の点灯状態を制御する制御信号を出力する。各ＬＥＤランプ２は制御信号に応じた輝度及び色に点灯する。これによって表示部６１には所望の数字、記号、文字、図形、画像などが表示される。

ＬＥＤディスプレイ６０ではＲＧＢ各色のＬＥＤチップを内蔵したＬＥＤランプ２をドットマトリクス状に配置し、フルカラー表示可能な表示部とした。この例に限らず、例えば赤色ＬＥＤチップを内蔵した赤色ＬＥＤランプ、緑色ＬＥＤチップを内蔵した緑色ＬＥＤランプ、及び青色ＬＥＤチップを内蔵した青色ＬＥＤランプを一定のパターンで配列させることにしてもよい。また、赤色ＬＥＤランプ、緑色ＬＥＤランプ及び青色ＬＥＤランプ（ＬＥＤランプの使用数は同一でなくてもよい）を組み合わせてユニット化した上で、当該ＬＥＤユニットを所定のパターンで配列することにしてもよい。

尚、単色表示又は二色表示など、フルカラー表示以外のＬＥＤディスプレイの光源としても本発明のＬＥＤランプを使用することができる。例えば、実施例１に示したＬＥＤランプ１をドットマトリクス状に配列して表示部を構成すれば、所望の文字や数字などを青色で表示可能なＬＥＤディスプレイとなる。

本発明のＬＥＤランプはＬＥＤ表示装置の光源として利用される。本発明のＬＥＤランプは封止部材表面の微細凹凸構造によってアンチグレア効果を発揮する。従って、外光の多い環境下で使用される屋外用ＬＥＤディスプレイ等、外光の反射が問題となるディスプレイの光源として本発明のＬＥＤランプは好適である。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

実施例のＬＥＤランプ１の斜視図。 実施例のＬＥＤランプ１の上面図。 実施例のＬＥＤランプ１の正面図。 実施例のＬＥＤランプ１の断面図。 ＬＥＤランプ１に搭載されるＬＥＤチップ１０の構造を示す模式断面図。 封止樹脂の上面に形成される微細凹凸構造４２の上面図（ａ）及び断面図（ｂ）。 実施例のＬＥＤランプ３の上面図。 実施例のＬＥＤディスプレイ６０の正面図。 ＬＥＤディスプレイ６０の表示部の部分拡大図。 ＬＥＤディスプレイ６０の回路構成を示すブロック図。

符号の説明

１ ＬＥＤランプ
２ ３イン１タイプのＬＥＤランプ
１０ ＬＥＤチップ（青系）
２０ リフレクタ
２１ リフレクタの凹部
２２ リフレクタの凹部内周面
３０ リード
４０ 封止樹脂
４１ 封止樹脂の上面
４２ 微細凹凸構造
４３ 微細凹凸構造を構成する突起
５０ ＬＥＤチップ（緑系）
５１ ＬＥＤチップ（赤系）
６０ ＬＥＤディスプレイ
６１ 表示部
６２ 基板
６３ 入力部
６４ 画像データ記憶手段
６５ 制御部

Claims (6)

1. ＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップを封止する封止部材と、を備える表示装置用ＬＥＤランプであって、
   可視光の波長以下のピッチの凹凸パターンが前記封止部材の表面に形成されていることを特徴とする表示装置用ＬＥＤランプ。
2. 前記ピッチが２００ｎｍ〜２５０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置用ＬＥＤランプ。
3. 前記ＬＥＤチップを囲繞するリフレクタを備えた表面実装型ＬＥＤランプであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の表示装置用ＬＥＤランプ。
4. 前記ＬＥＤチップが、青色〜緑色の光を発するＬＥＤチップであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置用ＬＥＤランプ。
5. 前記ＬＥＤチップとして、赤色発光ＬＥＤチップ、緑色発光ＬＥＤチップ、及び青色ＬＥＤチップの三種が備えられ、多色発光可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置用ＬＥＤランプ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置用ＬＥＤランプを配列してなる表示部を備えるＬＥＤ表示装置。

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