JP4755213B2 - エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオードバックライトモジュールに関し、特に、熱エネルギと電気エネルギとを分離する構造を有する発光ダイオードバックライトモジュールに関する。
白色発光ダイオードは、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を代替し、各種サイズのパネルの主なバックライト光源として用いられている。なかでもバックライト光源にエッジライト式発光ダイオードを用いた場合、バックライトモジュールの厚さが大幅に縮小し、製品を薄型化させることができた。
しかし、発光ダイオードの放熱問題は、発光ダイオードバックライトモジュールにとって技術上の重大なボトルネックとなっていた。中大型の発光ダイオードバックライトモジュールは、蓄積された熱エネルギが時間とともに増大するにつれ、波長が変化して輝度が減衰してしまうことがあった。そのため、発光ダイオードの輝度を保ちながら、バックライトモジュールの使用寿命を延ばすためには、発光ダイオードの放熱性を良好にする必要があった。
従来のエッジライト式発光ダイオードは、チップを動作させる時にリードフレーム（ｌｅａｄｆｒａｍｅ）により放熱を行い、パッケージの放熱を行う方法であった。しかし、発光ダイオードに必要な出力が高くなるに従い、リードフレームのみで放熱を行う方法は、製品の要求を満たすことができなくなっている。
本発明の目的は、エッジライト式バックライトモジュールの放熱効果を高めるエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールを提供することにある。
本発明の一態様は、台座と、前記台座上に配置された熱伝導部と、複数の導電ワイヤが配置された上表面と、前記熱伝導部に接触された下表面とを有する回路基板と、少なくとも１つのエッジライト式発光ユニットと、を備え、前記少なくとも１つのエッジライト式発光ユニットは、ベースと、前記ベースに係合された結合内面と、該結合内面と表裏の関係にあるチップ固着面と、前記ベースの外側に配置され、前記熱伝導部に接触された結合外面と、を有する放熱基板と、前記放熱基板のチップ固着面に配置され、内部空間を有する反射凹部と、前記内部空間中に配置され、前記チップ固着面上に固定された発光ダイオードチップと、前記ベースの外側に配置され、前記ベースから延出し、前記回路基板の各前記導電ワイヤとそれぞれ接続された複数の電源ピンと、を備えることを特徴とする、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールに関する。
本発明の一態様は、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールであって、前記台座は、熱伝導が可能な金属材料またはセラミック材料を含むことを特徴とする。
本発明の一態様は、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールであって、前記熱伝導部は、銀、銅、銅合金、銅銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金、金メッキ層を有する金属および銀メッキ層を有する金属を含むことを特徴とする。
本発明の一態様は、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールであって、前記ベースは、金属、非金属および高分子の混合物を含む材料からなることを特徴とする。
本発明の一態様は、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールであって、前記放熱基板は、銀、銅、銅合金、銅銀合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、セラミック材料および高分子混合物を含んだ材料からなることを特徴とする。
本発明の一態様は、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールであって、前記放熱基板上を覆う反射メッキ層をさらに備えることを特徴とする。
本発明の一態様は、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールであって、前記反射凹部は、金属、非金属および高分子混合物を含む材料からなることを特徴とする。
本発明の一態様は、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールであって、前記反射凹部上を覆う反射メッキ層をさらに備えることを特徴とする。
本発明のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールは、熱伝導部と、エッジライト式発光ユニットの基板とを接合させることにより、基板から熱伝導部へ熱を伝導させ、大きい面積および体積により放熱を行うため、良好な放熱効果を得ることができる。さらに入力する電気エネルギのルートと、放熱ルートとを別々にして熱エネルギと電気エネルギとを分離させることにより、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールの熱エネルギと電気エネルギとの平衡を簡便に制御し、デバイスの機能を良好に維持することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１を参照する。図１は、本発明の一実施形態によるエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール１００を示す断面図である。
図１に示すように、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール１００は、エッジライト式発光ユニット１１０、熱伝導部１２０、回路基板１３０および台座１４０を含む。
エッジライト式発光ユニット１１０は、ベース１１１、放熱基板１１２、発光ダイオードチップ１１４、反射凹部１１６および複数の電源ピン１１８を含む。放熱基板１１２は、結合内面１１２ａ、チップ固着面１１２ｂおよび結合外面１１２ｃを有する。結合内面１１２ａは、ベース１１１に係合され、チップ固着面１１２ｂは、結合内面１１２ａと表裏の関係にあり、チップ固着領域が形成されている。
反射凹部１１６は、放熱基板１１２のチップ固着面１１２ｂに配置され、内部空間を有する。反射凹部１１６は、金属、非金属および高分子混合物を含む材料からなってもよい。また、反射凹部１１６の内壁には反射メッキ層を選択的に塗布してもよい。この反射メッキ層は、金メッキ層または銀メッキ層を含んでもよい。電源ピン１１８は、銀、銅、アルミニウム、銅合金、銅金合金またはアルミニウム合金からなる平板である。
発光ダイオードチップ１１４は、チップ固着面１１２ｂのチップ固着領域上に固定され、反射凹部１１６の内部空間中に配置されている。放熱基板１１２は、結合外面１１２ｃにより熱伝導部１２０に接触されているため、チップ動作時に発生する熱エネルギを放熱基板１１２から台座１４０上に固定された熱伝導部１２０へ伝導させ、熱エネルギを放出させることが可能である。本実施形態によるエッジライト式発光ユニット１１０のベース１１１は、金属、非金属および高分子の混合物からなってもよい。放熱基板１１２は、銀、銅、銅合金、銅銀合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、セラミック材料および高分子混合物を含んだ熱伝導率の高い材料からなってもよい。本発明の他の実施形態では、放熱基板１１２上に金メッキ層または銀メッキ層を塗布してもよい。
複数の電源ピン１１８は、ベース１１１の外側に配置され、ベース１１１から延出し、エッジライト式発光ユニット１１０のベース１１１に隣接した回路基板１３０上の複数の導電ワイヤ１３２とそれぞれ接続されている。回路基板１３０は、複数の導電ワイヤ１３２が配置された上表面と、熱伝導部１２０に固定された下表面とを有する。
図２を参照する。図２は、図１のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール１００を示す平面図である。
エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール１００は、複数のエッジライト式発光ユニット１１０を支持してバックライトモジュールを形成する台座１４０を含む。。この台座１４０は、例えば、銀、銅、銅合金、銅銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金、金メッキ層を有する金属および銀メッキ層を有する金属の熱伝導金属材料を含む材料からなってもよい。台座１４０は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどのセラミック材料からなってもよい。
熱伝導部１２０は、台座１４０上に配置され、銀、銅、銅合金、銅銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金、金メッキ層を有する金属、銀メッキ層を有する金属を含む材料からなってもよい。
熱伝導部１２０上には絶縁体材料からなる回路基板１３０が配置されている。この回路基板１３０は、電気エネルギの入力に用いる予め形成された複数の導電ワイヤ１３２を含む。
図１および図２を参照する。図１および図２に示すように、複数のエッジライト式発光ユニット１１０は、ベース１１１に係合された放熱基板１１２の結合外面１１２ｃが熱伝導部１２０に接触され、熱伝導部１２０上に固定されている。そのため、チップ動作時に発生する熱をベース１１１から熱伝導部１２０へ伝導させ、大きい面積および体積により放熱を行い、良好な放熱効果を得る。反射凹部１１６は、発光チップから放射された光線を反射させて光取り出し効率を向上させ、バックライトモジュールの輝度を高めることができる。
エッジライト式発光ユニット１１０のベース１１１の外側には、複数の電源ピン１１８が配置されている。各電源ピン１１８は、ベース１１１からそれぞれ延出され、回路基板１３０上の各導電ワイヤ１３２と接続され、電気エネルギを入力するために用いられる。
上述したことから分かるように、本発明のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールは、入力する電気エネルギのルートと放熱ルートとを別々にし、電源ピンを単なる電気エネルギの伝導電極として用いる。これにより、チップの動作により発生する熱エネルギを放熱基板および熱伝導部から放熱させ、熱エネルギと電気エネルギとを分離させることができる。そのため、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュールの熱エネルギと電気エネルギとは、簡便に平衡を制御し、デバイスの機能を良好に維持することができる。
当該施術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本出願による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
１００ エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール
１１０ エッジライト式発光ユニット
１１１ ベース
１１２ 放熱基板
１１２ａ 結合内面
１１２ｂ チップ固着面
１１２ｃ 結合外面
１１４ 発光ダイオードチップ
１１６ 反射凹部
１１８ 電源ピン
１２０ 熱伝導部
１３０ 回路基板
１３２ 導電ワイヤ
１４０ 台座
１１０ エッジライト式発光ユニット
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１１４ 発光ダイオードチップ
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１１８ 電源ピン
１２０ 熱伝導部
１３０ 回路基板
１３２ 導電ワイヤ
１４０ 台座
Claims (7)
- 台座と、
前記台座上に配置された熱伝導部と、
複数の導電ワイヤが配置された上表面と、前記熱伝導部に接触された下表面とを有する回路基板と、
複数のエッジライト式発光ユニットと、を備え、
前記エッジライト式発光ユニットは、
ベースと、
前記ベースに係合された結合内面と、該結合内面と表裏の関係にあるチップ固着面と、前記ベースの外側に配置され、前記熱伝導部に接触された結合外面と、を有する放熱基板と、
前記放熱基板のチップ固着面に配置され、内部空間を有する反射凹部と、
前記内部空間中に配置され、前記チップ固着面上に固定された発光ダイオードチップと、
前記ベースの外側に配置され、前記ベースから延出し、前記回路基板の各前記導電ワイヤとそれぞれ接続された複数の電源ピンと、を備え、
前記熱伝導部は、銀、銅、銅合金、銅銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金、金メッキ層を有する金属および銀メッキ層を有する金属を含むことを特徴とする、エッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール。 - 前記台座は、熱伝導が可能な金属材料またはセラミック材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール。
- 前記ベースは、金属、非金属および高分子の混合物を含む材料からなることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール。
- 前記放熱基板は、銀、銅、銅合金、銅銀合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、セラミック材料および高分子混合物を含んだ材料からなることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール。
- 前記放熱基板上を覆う反射メッキ層をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール。
- 前記反射凹部は、金属、非金属および高分子混合物を含む材料からなることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール。
- 前記反射凹部上を覆う反射メッキ層をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のエッジライト式発光ダイオードバックライトモジュール。
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