JP4544619B2

JP4544619B2 - 発光ダイオードランプ

Info

Publication number: JP4544619B2
Application number: JP2004170385A
Authority: JP
Inventors: 登美男井上
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: JP2005353699A

Description

本発明は、例えば、液晶表示装置におけるバックライト光源用のランプ等に使用される発光ダイオードランプに関するものである。

一般に、液晶表示装置におけるバックライト光源装置は、図１及び図２に示すように、液晶表示装置の裏面側に移設した透明板１、或いは、前記液晶表示装置における二枚の透明板のうち裏面側に位置する透明板の内部に、発光ダイオードランプ２にて発光した光を、当該透明板１における一端面１ａから入れることによって、前記透明板１の全体を光らせるように構成したものである。

従来、このようになバックライト光源装置に使用される前記発光ダイオードランプ２は、例えば、特許文献１等に記載され、且つ、図１及び図２に示すように、厚さ寸法Ｔ１を前記透明板１の厚さ寸法Ｔ０と略同じにした絶縁板３の先端面３ａに、矩形にした凹所４を設け、この凹所４内における底面に、発光ダイオードチップ５を搭載する一方、前記凹所４における左右両内側面を、前記先端面３ａに対して角度θ１だけ傾斜した光の反射面４ａ，４ｂに構成することににより、前記発光ダイオードチップ５で発光した光を、前記先端面３ａから直角の方向に出射するように構成している。

この場合、前記左右両反射面４ａ，４ｂにおける前記先端面３ａに対する傾き角度θ１を、左右の両反射面４ａ，４ｂについて等しくするように構成している。
特開平５−３４７４３５号公報

しかし、従来の発光ダイオードチップ５においては、前記左右両反射面４ａ，４ｂにおける先端面３ａに対する傾き角度θ１を左右の両反射面４ａ，４ｂについて等しく構成していることにより、この発光ダイオードチップ５を、前記バックライト光源に使用した場合には、以下に述べるような問題があった。

つまり、この発光ダイオードチップ５における厚さ寸法Ｔ１は、前記透明板１の厚さ寸法Ｔ０と略同じに構成される。この厚さ寸法Ｔ１には、その凹所４内における底面に搭載される発光ダイオードチップ５における大きさも含まれる。

しかし、前記発光ダイオードチップ５を小さくすることには限界が存在することにより、この状態で、前記左右両内側面の各々を、先端面３ａに対して角度θ１だけ傾斜する光の反射面４ａ，４ｂに構成することは、この左右両反射面４ａ，４ｂにおける先端面３ａに対する傾き角度θ１は、前記厚さ寸法Ｔ１の減少に比例して大きくる。換言すると、前記したバックライト光源装置において、透明板１の厚さ寸法Ｔ０を薄くした場合に、先端面３ａに対して直角に近づくように大きくなるから、発光ダイオードチップ５における発光する光のうち、前記傾斜する反射面４ａ，４ｂにおける反射によって前記先端面３ａから直角の方向に出射する光の成分、ひいては、前記バックライト光源装置において、透明板１内に入る光の成分が減少することになる。

本発明は、この問題を解消した発光ダイオードランプを提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため請求項１は、
「板状絶縁体はその表面及び裏面に直交して先端面を備え、前記先端面に凹所を設け、この凹所内の底面に発光ダイオードチップを搭載して成る発光ダイオードランプにおいて、
前記凹所は、前記先端面と直角の方向から見て長方形の形状であり、且つ、この凹所における内面のうち、少なくとも相対向する二つの両内側面は、前記先端面と直角の方向から見て、前記絶縁体の前記表面及び前記裏面と平行であり、この両内側面には、光の反射面が形成されており、この左右の両反射面のうち一方の反射面は、前記先端面と直角又は略直角に、他方の反射面は、前記先端面に対して傾斜する構成である一方、前記発光ダイオードチップは、前記凹所内の底面のうち前記一方の反射面側に偏倚した部位に位置している。」
ことを特徴としている。

請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記発光ダイオードチップに接続する金属線は、前記凹所内に、前記絶縁体の前記表面及び前記裏面と平行な方向に延びるように配設されている。」
ことを特徴としている。

請求項３は、
「前記請求項１又は２の記載において，前記凹所の内面における光の反射面は、前記絶縁体の表面に形成した端子電極膜から延長する構成である。」
ことを特徴としている。
請求項４は、
「前記請求項１〜３のいずれかの記載において，前記絶縁体における凹所内には、液体の状態で充填し硬化して成る封止用透明樹脂を備えている一方、前記絶縁体における前記先端面には、前記凹所に透明樹脂を液体の状態で充填するとき凹所より溢れた樹脂が流れ込むようにした窪み部を備えている。」
ことを特徴としている。

前記請求項１に記載の構成にすることにより、左右両反射面のうち他方の反射面の先端面に対する傾き角度を、一方の反射面を先端面と直角又は略直角にし、且つ、発光ダイオードチップを凹所内の底面のうち前記一方の反射面側に偏倚した部位に位置した分だけ、前記した従来の場合によりも、直角から遠ざかるように小さくすることができる。

従って、発光ダイオードチップにおいて発光する光のうち、前記傾斜する反射面における反射によって前記先端面から直角の方向に出射される光の成分を大幅に増大することができて、特に、前記したバックライト光源装置に適用した場合に、透明板内に入れることが光の成分を大幅に増大できるから、より明るいバックライト光源にできる利点がある。

ところで、前記絶縁体における凹所内に搭載した発光ダイオードチップは、一般的に、前記凹所内に液体の状態で充填し硬化して成る透明樹脂に封止するように構成される。

この場合において、前記凹所内に対する封止用透明樹脂の充填量に、多い少ないのバラ付きが存在すると、このバラ付きにて前記封止用透明樹脂における表面から発光ダイオードチップまでの高さ寸法や、前記封止用透明樹脂の外形形状によるレンズ作用等が変化するから、前記バラ付きが、直ちに、前記封止用透明樹脂から出射される光の強弱のバラ付きになって現れることになる。

これに対して、本発明の請求項４は、前記凹所内に、封止用の透明樹脂を液体の状態で充填する場合において、前記先端面に、前記封止用透明樹脂を液体の状態で充填するとき余分の樹脂が流れ込むようにした窪み部を設けるという構成にした。

これにより、前記凹所内に、封止用透明樹脂を、少しだけ余分に充填することで、この透明樹脂は、前記凹所内に一杯に充満したのち余分のものが、前記凹所内から前記窪み部内に溢れ出て、この窪み部内に溜められることになるから、前記凹所内に充填される透明樹脂は、常に、一定の量になる。

つまり、前記凹所内への透明樹脂の充填量を略一定に揃えることができるから、前記透明樹脂から出射される光の強弱のバラ付きを確実に小さくできる。

以下、本発明の実施の形態を、図３〜図８の図面について説明する。

これらの図のうち図３〜図７は、第１の実施の形態を示す。

この図３〜図７において、符号１１は、前記図１のバックライト光源装置における透明板１と略同じ板厚さＴにした絶縁体を示し、この絶縁体１１における先端面１１ａには、凹所１２が設けられている。この凹所１２は、前記先端面１１ａに対して直角の方向から見て、表面１１ｂ及び裏面１１ｃと平行な方向を長辺に前記絶縁体１１の板厚さ方向を短辺にして成る長方形の形状である。

前記絶縁体１１における先端面１１ａのうち前記凹所１２より外側における一端部には、一方の端子電極膜１３が形成されている一方、前記先端面１１ａのうち前記一方の端子電極膜１３とは前記凹所１２を挟んで反対側の他端部には、他方の端子電極膜１４が形成されている。

前記一方の端子電極膜１３を、前記凹所１２における内面の全体にわたって延びるように延長することにより、前記凹所１２における内面のうち、少なくとも、前記絶縁体１１の表面１１ｂ及び裏面１１ｃと平行に延びる両内側面、つまり、長方形の凹所１２においてその長手方向に延びる両内側面を、光の反射面１５，１６に構成する。

この場合において、図５に示すように、前記左右両反射面１５，１６のうち一方の反射面１５は、前記先端面１１ａに対して直角又は略直角であるが、他方の反射面１６は、前記先端面１１ａに対して角度θだけ外向きに傾斜している。

また、前記凹所１２内の底面には、発光ダイオードチップ１７が、当該底面のうち前記一方の反射面１５側に偏倚した（ずらせた）部位に搭載され、この発光ダイオードチップ１７と、前記他方の端子電極膜１４との間は、細い金属線１８によるワイヤボンディングにて電気的に接続されており，この金属線１８は，前記先端面１１ａと直角の方向から見て、前記凹所１２内をその長方形の長手方向に延びるように配設されている。

更にまた、前記絶縁体１１の先端面１１ａにおける前記凹所１２内に、前記発光ダイオードチップ１７及び金属線１８を封止するための透明樹脂１９が充填されている。

この透明樹脂１９は、図６に示すように、液体の状態でノズル２０から前記凹所１２内に注入したのち硬化されるもので、この液体の充填に際しては、前記先端面１１ａに、前記凹所１２との間に堰部２１を備えた窪み部２２を設けて、前記凹所１２内に液体の状態で注入した透明樹脂が前記凹所１２内に一杯に充満し、残りの余分のものが、前記堰部２１を溢れ出るように越えて前記窪み部２２内に流れ込むようにしている。
前記凹所１２と，前記窪み部２２とは，前記凹所１２における長方形の長手方向に沿って並べて配置されている。

前記したように、前記左右両反射面１５，１６のうち一方の反射面１５を、前記先端面１１ａに対して直角又は略直角にする一方、他方の反射面１６を、前記先端面１１ａに対して角度θだけ外向きに傾斜し、更に、前記発光ダイオードチップ１７を、前記凹所１２内の底面のうち前記一方の反射面１５側に偏倚した部位に搭載したことにより、前記他方の反射面１６における先端面１１ａに対する傾き角度θは、前記従来のように、左右両反射面の各々を傾斜した場合よりも、直角から遠ざかるように小さくなるから、前記発光ダイオードチップ１７において発光する光のうち、前記傾斜する反射面１６における反射によって前記先端面１１ａから直角の方向に出射される光の成分は、前記従来の場合によりも大幅に増大するのである。

また、前記凹所１２内に封止用の透明樹脂１９を液体の状態で充填するに際して、前記凹所１２内に一杯に充満したあとの残りの透明樹脂は、凹所１２から前記堰部２１を溢れ出るように越えて前記窪み部２２内に流れ込むことにより、前記凹所内への封止用透明樹脂１９の充填量を、略一定の量にすることができる。

そして、前記発光ダイオードチップ１７を、青色発光にする一方、前記封止用の透明樹脂１９に、螢光物質の粉末を含有することにより、白色光の発光ダイオードランプにすることができる。

また、青色発光の発光ダイオードチップを使用して白色光の発光ダイオードランプにする場合においては、青色発光の発光ダイオードチップにおける青色光をＹＡＧ系螢光物質の粉末で黄色光に変換し、この黄色光と元の青色光で白色光にしたり、或いは、青色発光の発光ダイオードチップにおける青色光を二種類の螢光物質の粉末で緑色光及び赤色光に変換し、この緑色光及び赤色光と元の青色光で白色光にしたりすることができる。

更にまた、紫外線発光の発光ダイオードチップを使用して白色光の発光ダイオードランプにする場合においては、紫外線発光の発光ダイオードチップにおける紫外線光を二種類の螢光物質の粉末で青色光及び黄色光に変換し、この青色光及び黄色光で白色光にしたり、或いは、紫外線発光の発光ダイオードチップにおける紫外線光を三種類の螢光物質の粉末で青色光及び黄色光並びに赤色光に変換し、これらの青色光及び黄色光並びに赤色光で白色光にしたりすることができる。

次に、図８は、第２の実施の形態を示す。

この第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態を基本として、前記封止用透明樹脂１９を充填する凹所１２の左右両側に、前記窪み部２２を設けて、この両窪み部２２内に、一部の封止用合成樹脂が流れ込むように構成したものであり、前記凹所１２内に充填したた封止用透明樹脂１９の一部が両側における前記窪み部２２に流れ込むことにより、前記封止用透明樹脂の充填量の精度をより向上できる。

なお、この第２の実施の形態において、発光ダイオードチップ１７は、絶縁体１１に埋設した金属板製の端子電極リード１３′にダイボンディングされ、且つ、前記絶縁体１１に埋設した金属板製の端子電極リード１４′に対して金属線１８によるワイヤボンディングにて接続されており、前記凹所１２の内面には、光の反射面が形成されている。

従来の発光ダイオードランプを使用したバックライト光源装置を示す斜視図である。図１のII−II視拡大断面図である。本発明の第１の実施の形態による発光ダイオードランプを示す縦断正面図である。図３のIV−IV視平面図である。図３のＶ−Ｖ視断面図である。本発明の第１の実施の形態による発光ダイオードランプにおいて封止用透明樹脂を充填する前の状態を縦断正面図である。図６のVII −VII 視平面図である。本発明の第２の実施の形態による発光ダイオードランプを示す縦断正面図である。

符号の説明

１１絶縁体
１１ａ先端面
１２凹所
１３，１４端子電極膜
１５，１６反射面
１７発光ダイオードチップ
１８金属線
１９封止用透明樹脂
２１堰部
２２窪み部

Claims

板状絶縁体はその表面及び裏面に直交して先端面を備え、前記先端面に凹所を設け、この凹所内の底面に発光ダイオードチップを搭載して成る発光ダイオードランプにおいて、
前記凹所は、前記先端面と直角の方向から見て長方形の形状であり、且つ、この凹所における内面のうち、少なくとも相対向する二つの両内側面は、前記先端面と直角の方向から見て、前記絶縁体の前記表面及び前記裏面と平行であり、この両内側面には、光の反射面が形成されており、この左右の両反射面のうち一方の反射面は、前記先端面と直角又は略直角に、他方の反射面は、前記先端面に対して傾斜する構成である一方、前記発光ダイオードチップは、前記凹所内の底面のうち前記一方の反射面側に偏倚した部位に位置していることを特徴とする発光ダイオードランプ。
前記請求項１の記載において、前記発光ダイオードチップに接続する金属線は、前記凹所内に、前記絶縁体の前記表面及び前記裏面と平行な方向に延びるように配設されていることを特徴とする発光ダイオードランプ。
前記請求項１又は２の記載において，前記凹所の内面における光の反射面は、前記絶縁体の表面に形成した端子電極膜から延長する構成であることを特徴とする発光ダイオードランプ。
前記請求項１〜３のいずれかの記載において，前記絶縁体における凹所内には、液体の状態で充填し硬化して成る封止用透明樹脂を備えている一方、前記絶縁体における前記先端面には、前記凹所に透明樹脂を液体の状態で充填するとき凹所より溢れた樹脂が流れ込むようにした窪み部を備えていることを特徴とする発光ダイオードランプ。