JP5214128B2 - 発光素子及び発光素子を備えたバックライトユニット - Google Patents
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Description
さらに、上記LEDチップを封止するよう形成された透光性封止体の側面には、上記LEDチップの光出射方向に立設し、上記LEDチップからの出射光を反射して、光出射方向に設けられた光出射面へと導く金属反射板が形成されており、該金属反射板が形成されていない側面領域は、上記光出射面の形成方向と略垂直な方向に開口されている。このため、例えば、バックライトユニットの反射シートを、上記開口部を覆うように配置し、発光素子の金属反射板が形成されていない側面の開口面における金属反射板としての機能を兼ねさせることができる。
本発明に係るバックライトユニットの製造方法は、上記の構成において、上記金属反射板の外周面の少なくとも一部を含む素子外周面上に、該金属反射板で発生した熱を外部に逃がすための放熱シートを形成する工程を含むことが望ましい。
本発明に係るバックライトユニットの製造方法は、上記の構成において、上記放熱シートとして、導電性材料を用いることが望ましい。
以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光ダイオードチップの実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形態における発光素子1の斜視図、図2は発光素子1の長辺方向断面図(a−a断面)、図3は発光素子1の短辺方向断面図(b−b断面)、図4は発光素子1の短辺方向断面図(c−c断面)である。
図5は本発明の第1実施形態における発光素子1の第1の製造工程フローチャートである。図5に示すように、金属箔(ここでは銅箔)を土台に用い、この金属箔の全面に同一の金属(ここでは銅)をメッキ処理により形成する。その後に、フォトプロセスを用いてマスク材を塗布し、このマスク材を設計寸法に合うように感光、現像を行ってマスクパターンを形成する。マスクパターンに覆われていない金属部分について、金属用エッチャントを用いてエッチング処理を行うことにより、金属メッキ及び金属箔のパターニングを行う。その後に、このマスク材を剥離する。
金属反射板の裾形状の制御性をさらに向上させるため、以下の製造方法を用いることができる。図8に、第1実施形態の第2の製造工程フローを示す。金属箔にあらかじめ反射板エッチング部に合せてプレス加工を行うことにより凹形状を形成した後、メッキ、フォトプロセス・エッチング・マスク剥離、絶縁基板貼り合せ、研磨処理、積層完了、裏面層貼り合せ・メッキ・パターニング・マスク剥離、金属反射板エッチングの各工程を行い、反射率を向上させるための銀メッキ仕上げを行う。ただしメッキ工程以降は第1実施形態の第1の製造方法と同一である。本製造工程においてはウエットエッチングの前にあらかじめ凹形状を形成しているため、ウエットエッチング量を少なくすることができ、金属反射板の断面形状の制御性を向上することができ、金属反射板の断面形状の裾野を狭くすることができる。これにより、図4に示す断面の幅Wがさらに薄型化できるため、発光素子、液晶パネルバックライトのさらなる薄型化が可能である。
図9は本発明の第2実施形態における液晶パネルバックライト20の斜視図である。図9に示す発光素子1は第1実施形態における発光素子1と同じ構成である。図9に示すように反射シート16に発光素子1の側壁開口面12が透光性接着剤によって接着されている。反射シート16に接して導光板30があり、発光素子1を発し導光板30に入射した光は適度に散乱して、液晶パネル31を背面から照明する。なお、反射シート16は一般的に液晶パネルのような薄型の表示体を側面から照射する側面発光型LEDと同時に使用され、導光板30と共に液晶パネルバックライトユニットの一部である。本発明では、反射シートが本来有する液晶パネル全体に光を届ける機能だけでなく、発光素子1の金属反射板が形成されていない側壁開口面12における反射壁としての機能をも有している。そのため発光素子1から発し、側壁開口面12より出射する光を有効に用いることができる。
光出射面17及び側壁開口面12には、反射防止コーティングを行ってもよい。これらの面を粗面としてもよい。
本発明のさらに他の実施の形態について図12ないし図16を参照し以下に説明する。
表面層503は、実装面側から第2層522と第3層523とが積層された2層積層構造を有している。
中間層504は、実装面側から第4層524、第5層525、第6層526が積層された3層積層構造を有している。中間層504は、第3層523と、後述する第5層525および第6層526に形成された貫通孔515および貫通孔516に形成される各電極部とを電気的に接続するものである。
裏面層505は、実装面側から第7層527と第8層528とが積層された2層積層構造を有している。第7層527および第8層528は、ガラエポ基板等の張り合わせ基材からなり、粘着テープ514aを用いて積層されている。
上述の通り、金属反射板502には、上述の通り、LEDチップ501からの発光を効率よく反射させるために、青色光の反射率が高い銀メッキ512を施している。しかし、銀は反応性が高いため、腐食性のガスなどによって、変色、劣化しやすい。そこで、悪条件においても、銀が反応したり剥がれ落ちたりすることを防止するために、透光性封止体510によって保護している。
本実施の形態では、上述の通り、上記実装面と金属反射板502で囲まれた領域におけるLEDチップ501からの光の出射方向の上端部が光出射面513として開口されており、透光性封止体510が上記領域を充填するように形成されている。さらに、上記領域における、光出射面513(上端開口部)と底面となる実装面との間の中段部に、面方向の断面の最大幅が光出射面513の面方向の最大幅よりも大きくなる領域を有し、該中段部から光出射面513に向かって開口が絞られている。
凹凸形状としては、シャープな山と谷とが連続した形状が好ましい。表面を荒らす方法は、一般的に従来から用いられている様々な方法を用いればよく、例えば、金属反射板502をエッチングして形成する工程や、同工程後、金属反射板502と第2層522との間に設けられているニッケル層(図示しない)を実装面で除去するエッチング工程の際、エッチャントやエッチング条件を通常の場合と変更し、金属反射板502の表面が荒れるようにすることで形成することができる。
A>C-B
となるように設計することが望ましい。
本発明のさらに他の実施の形態について図17ないし図25および図34ないし図37に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお説明の便宜上、前記の実施形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
本実施の形態における中間層604は、第4層624のみからなる点において、第3実施形態の3層積層構造を有する中間層504を備えた積層基板506と異なっている。
裏面層605は、実装面側から第5層625と第6層626とが積層された2層積層構造を有している。第5層625および第6層626の構成は、第3実施形態の第7層527および第8層528とそれぞれ同様の構成を有している。
〔第5実施形態〕
本発明のさらに他の実施の形態について図28、図29および図38ないし図42に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお説明の便宜上、前記の実施形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
さらに、本実施の形態に係る金属反射板702は、上述の通り、第1アイランド電極707と第2アイランド電極708の何れからも電気的に絶縁されている。このため、図29に示すように、本発光素子700を、携帯電話等の電子機器のアルミ等の金属からなる筐体400に実装する際に、金属反射板702が電位を持つことがない。したがって、放熱性が低い樹脂等を介することなく、筐体400に金属反射板702を接触させた状態で実装することができる。これにより、金属反射板702で発生した熱を、効率よく発光素子700の外部へ逃がすことができる。
さらに、本実施の形態に係る発光素子700は、図29に示すように、金属反射板702の外周面の少なくとも一部と、積層基板506の底面を含む素子外周面上に、金属反射板702で発生した熱を外部に逃がすための放熱シート740が形成されている。
放熱シート740としては、放熱性に優れた導電性材料を用いることが望ましい。上述の通り、本実施の形態にかかる金属反射板702は他の部材から絶縁されており電位を持つことはない。このため、短絡等の問題を生じることなく、金属反射板702で発生した熱を、放熱性に優れた導電性材料からなる該放熱シートを介してより効率的に外部へ逃がすことができる。なお、上記導電性材料としては、放熱性に特に優れたグラファイト系材料を用いることが望ましい。
本発明のさらに他の実施の形態について図30、図31、図33、図40および図43ないし図45に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお説明の便宜上、前記の実施形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
本発明のさらに他の実施の形態について図32および図46ないし図48に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお説明の便宜上、前記の実施形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
2 金属反射板
2A 裾引き形状
3 LEDチップ
4 積層基板
5 表面層
6 中間層
7 裏面層
8 ダイボンドエリア・電極共通部
9 アイランド電極
10 絶縁リング
11 ワイヤ
12 側壁開口面
13 配線接続部
14 電極端子
15 中抜け底面部
16 反射シート
17 光出射面
18 上方向
19 透光性封止体
20 液晶パネルバックライト
21 切断線
24A、24B、25A、25B 光線
30 導光板
31 液晶パネル
500 発光素子
501 LEDチップ
501a 発光面
502 金属反射板
502a 表面
506 積層基板
507 ダイボンドエリア・電極共通部(第1金属部・実装面金属反射膜)
508 アイランド電極(第2金属部)
509 絶縁部
510 透光性封止体
513 光出射面
515,516 貫通孔
518,519 裏面電極(第1・第2裏面電極)
600 発光素子
606 積層基板
607 ダイボンドエリア・電極共通部(第1金属部・実装面金属反射膜)
608 アイランド電極(第2金属部)
609 絶縁リング(絶縁部)
631〜634 導電部
711,712 外部接合電極
751 一体型外部接合電極
700 発光素子
701 LEDチップ
702 金属反射板
707 第1アイランド電極(第1金属部)
708 第2アイランド電極(第2金属部)
709a 第1絶縁部
709b 第2絶縁部
720 実装面金属反射膜
733, 734 導電部
740 放熱シート
800 発光素子
802 金属反射板
807 第1アイランド電極(第1金属部)
808 第2アイランド電極(第2金属部)
809a 第1絶縁部
809b 第2絶縁部
900 発光素子
901 LEDチップ(第2LEDチップ)
908 第3金属部
909c 第3絶縁部
920 実装面金属反射膜
Claims (18)
- 積層基板の実装面上に実装される少なくとも1つのLEDチップと、
上記LEDチップの光出射方向に立設し、該LEDチップの周囲全体を取り囲むように上記実装面上に設けられ、上記LEDチップからの出射光を反射して、上記光出射方向に設けられた光出射面へと導く金属反射板と、
上記実装面上における上記金属反射板で囲まれた領域内に、上記LEDチップに駆動電流を供給する電極端子として当該LEDチップとそれぞれ電気的に接続される第1金属部と第2金属部とを備え、
上記領域内に、上記第2金属部を当該領域内の他の部位と電気的に絶縁するための絶縁部が、上記第2金属部を取り囲むように形成されており、
上記領域内における該絶縁部の外側に第1金属部が上記金属反射板と接触するように形成され、
上記第1金属部が、上記絶縁部を介して上記第2金属部の外周を取り囲むように形成され、
上記絶縁部以外の上記領域は、上記第1金属部および上記第2金属部にて形成され、
上記第1金属部は、前記金属反射板と一体的に形成され、
上記LEDチップを封止するように設けられ、上記光出射方向の上端部が、上記光出射面として開口された透光性封止体を備え、
上記透光性封止体は、その側面の一部が開口面をなし、当該開口面をなす領域以外の側面全体を覆うように、上記金属反射板が設けられており、
上記開口面が、上記光出射面の形成方向と略垂直な方向に形成されていることを特徴とする発光素子。 - 上記第1金属部の表面には、実装面金属反射膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 上記絶縁部は、環状に形成されており、上記第2金属部が、該絶縁部によって、上記金属反射板から電気的に絶縁されており、該第2金属部が、上記金属反射板と同種の金属からなるアイランドに形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子。
- 上記開口面に接して反射シートが配されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 上記開口面に反射シートが接着されていることを特徴とする請求項4に記載の発光素子。
- 上記金属反射板が、上記実装面金属反射膜と同種の金属から形成されていることを特徴とする請求項2に記載の発光素子。
- 上記金属反射板は、前記積層基板近傍において上記LEDチップに対して接近する裾引き形状を有することを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 上記積層基板における、上記実装面と反対側の裏面に、外部接続電極端子として、それぞれ上記第1金属部と上記第2金属部とに接続される第1裏面電極と第2裏面電極とが形成されていることを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の発光素子。
- 少なくとも第2裏面電極が、上記絶縁部の形成領域と積層方向に対応する領域全体を覆うように形成されていることを特徴とする請求項8に記載の発光素子。
- 少なくとも第2裏面電極が、上記絶縁部の形成領域と積層方向に対応する領域全体を覆うよう形成された少なくとも1つの導電部を介して、第2金属部に接続されていることを特徴とする請求項9に記載の発光素子。
- 上記導電部が、上記積層基板の側面よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 上記導電部のうち、上記金属反射板と絶縁されている導電部が、上記積層基板の側面よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項10に記載の発光素子。
- 上記第1金属部、第2金属部および金属反射板が、銅、銀、金またはニッケルからなることを特徴とする請求項1ないし10の何れか1項に記載の発光素子。
- 上記光出射面として、上記実装面と上記金属反射板で囲まれた領域における上記LEDチップからの光の出射方向の上端部が開口されており、
透光性封止体が上記領域を充填するように形成されており、
上記領域における、上記光出射面と底面となる実装面との間の中段に、面方向の断面の最大幅が上記光出射面の面方向の最大幅よりも大きくなる領域を有し、該中段から、上記上端部の開口へ絞られていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 - 上記金属反射板における、上記透光性封止体と接触する内周面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項14に記載の発光素子。
- 上記透光性封止体が、散乱粒子を含むことを特徴とする請求項1、14または15に記載の発光素子。
- 請求項1ないし16の何れか1項に記載の発光素子と、上記光出射面の近傍に配された導波板とを備えていることを特徴とするバックライトユニット。
- 請求項1に記載の発光素子と、
上記光出射面の近傍に配され、該光出射面から出射された光を散乱させる導光板と、
上記導光板に接するように配され、該導光板により散乱された光を、所望の領域へ照射するための反射シートとを備え、
上記反射シートは、上記透光性封止体の側面の一部をなす上記開口部全体を覆うように配されており、
上記反射シートが、上記LEDチップからの出射光を反射して、上記光出射面へと導く金属反射板としての機能を兼ねることを特徴とするバックライトユニット。
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