JP5550754B2 - Led光源及び液晶表示装置 - Google Patents
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本実施の形態1によるLED光源の構造を図1および図2を用いて説明する。図1はRGB3原色の赤色LED(R)、緑色LED(G)および青色LED(B)の3個のLEDを用いたLED光源(以下、単にRGB3原色LED光源と略す)1Aの要部平面図、図2は青色LEDチップを蛍光体で覆う白色LED(W)を用いたLED光源(以下、単に白色LED光源と略す)1Bの要部平面図である。RGB3原色LED光源1Aは、各色の発光スペクトルのピークが顕著に現れるので鮮明な色彩が得られ、また色の再現性が良いなどの利点を有する。白色LED光源1Bは、白色発光が1個のLEDから構成されるので、白色LED光源1Bから拡散板10までの距離を短くでき、RGB3原色LED光源1Aを使用する場合よりもバックライト4の薄型化(例えば0.35mm程度の厚さ)が可能となる。
前記図4には、ダイボンドエリアとタイバーとが交互に配置された2列のフレーム3を例示したが、フレームの形状はこれに限定されるものではない。以下、本実施の形態1によるフレームの様々な形状を図8〜図13に例示する。
RBG3原色LED光源1Aでは、フレームに搭載する緑色LEDの数を他の赤色LEDまたは青色LEDの数よりも増やすことにより、白色効率の向上を図ることができる。以下、本実施の形態1による白色効率を向上させるための赤色LED、青色LEDおよび緑色LEDの様々な配置を図15〜図18に例示する。フレームにはダイボンドエリア17がy方向に等間隔で配置された4列の第2フレーム16d(前記図11(b))を用いる。
LEDの発光効率にバラツキがあると輝度が変わり、LED光源に現れる色むらや濃淡が問題となる。そこで、本実施の形態1では、前工程または拡散工程と呼ばれる製造工程において半導体ウエハ上に複数個のLEDチップを形成した後、各LEDチップの電気的・光学的特性を測定し、その特性データをフロッピーディスク(登録商標)などの記憶媒体に保存するまたはネットワークを経由してデータベースに格納し、その後、上記特性データを基に同一特性または近似特性を有するLEDチップを自動で選択して、これらLEDチップをフレームに接着する手法を用いる。これにより、発光効率の差異の少ないLEDをフレームに搭載することができるので、色むらや濃淡のないLED光源を得ることができる。
フレームに搭載したLEDが破損しても、LED光源を容易に修理することができる。ここでは、1つの不灯LEDを補充用LEDと交換する方法について説明する。図19は修理方法を説明するためのRGB3原色LED光源1Aの要部平面図である。RGB3原色LED光源1Aは、2列のフレーム3に形成されている。
リール・トウ・リール(Reel to reel)方式を用いたLED光源の組み立て方法について説明する。図20はリール・トウ・リール方式を用いたLED光源の組み立て装置25の模式図である。一方のリール26に巻き付けたフレーム3を、もう一方のリール27へ巻き付ける間にダイボンディング工程28(前記図3の工程P2)、ワイヤボンディング工程29(前記図3の工程P3)、モールド工程30(前記図3の工程P4)およびタイバーカット工程31(前記図3の工程P5)を経ることによって、LEDを連続してフレーム3に搭載する。これにより、リール26,27に巻けることのできる長さの帯状のLED光源を連続して製造することができる。その後、帯状のLED光源は任意の長さに裁断することができるので、汎用性を有するLED光源を製造することができる。
本実施の形態2によるLED光源を図21を用いて説明する。図21(a)は赤色LED(R)、緑色LED(G)および青色LED(B)を用いたRGB3原色LED光源32Aの要部平面図、図21(b)は青色LEDチップを蛍光体で覆う白色LED(W)を用いた白色LED光源32Bの要部平面図を示す。本実施の形態2では、前記実施の形態1の前記図1および図2に示した2列のフレーム3に形成されたRGB3原色LED光源1Aまたは白色LED光源1Bをx方向に、例えばセパレート機を用いて背割りすることにより、1列のRGB3原色LED光源32Aを2つ、または1列の白色LED光源32Bを2つ製造している。このように、2列のフレーム3にLED2を搭載した後、背割りして1列のRGB3原色LED光源32Aまたは1列の白色LED光源32Bを製造する方法は、1列のフレーム3にLEDを搭載して1列のLED光源を製造する方法よりも製造時間を短縮することができる。さらに、フレーム3を背割りすることにより、RGB3原色LED光源32Aまたは1列の白色LED光源32Bの間隔の調整または光度の調整を容易に行うことができる。
本実施の形態3によるLED光源への電源の接続方法の一例を図22〜図25に示す。図22(a)および(b)はそれぞれ2列のフレーム33に形成され、そのフレーム33の一方の端部から電圧が印加されるRGB3原色LED光源34Aおよび白色LED光源34Bの要部平面図、図23(a)および(b)はそれぞれ2列のフレーム35に形成され、そのフレーム35の両方の端部から電圧が印加されるRGB3原色LED光源36Aおよび白色LED光源36Bの第1例の要部平面図、図24(a)および(b)はそれぞれ2列のフレーム37に形成され、そのフレーム37の両方の端部から電圧が印加されるRGB原色LED光源38Aおよび白色LED光源38Bの第2例の要部平面図、図25は4列のフレーム39に形成され、そのフレーム39の両方の端部から電圧が印加される白色LED光源40の要部平面図である。
本実施の形態4による反射板の設置方法の一例を図27〜図30に示す。図27および図28は平板型の反射板50を用いたLED光源51の要部断面図、図29および図30は凹型の反射板52を用いたLED光源53の要部断面図である。反射板50,52は、例えばシート(フィルムまたは板)であり、その厚さは、例えば0.5mm程度である。
Claims (19)
- 第1辺と、前記第1辺とは反対側の第2辺を有し、前記第1辺と前記第2辺が第1方向に延在する第1の電極と、
第1電極面と、前記第1電極面とは反対側の第2電極面とを有する第1のLEDチップと、
前記第1電極面と同一極性の第3電極面と、前記第2電極面と同一極性からなり、且つ、前記第3電極面とは反対側の第4電極面とを有する前記第2のLEDチップと、
前記第1電極面と同一極性の第5電極面と、前記第2電極面と同一極性からなり、且つ、前記第5電極面とは反対側の第6電極面とを有する前記第3のLEDチップと、
前記第1電極面と同一極性の第7電極面と、前記第2電極面と同一極性からなり、且つ、前記第7電極面とは反対側の第8電極面とを有する前記第4のLEDチップとを備え、
前記第1のLEDチップと前記第3のLEDチップは、前記第1辺に沿って前記第1の電極上に配置され、
前記第2のLEDチップと前記第4のLEDチップは、前記第2辺に沿って前記第1の電極上に配置され、
前記第1のLEDチップの前記第1電極面、前記第2のLEDチップの前記第3電極面、前記第3のLEDチップの前記第5電極面および前記第4のLEDチップの前記第7電極面は前記第1の電極を介して互いに電気的に接続され、
前記第1のLEDチップの前記第2電極面は第2の電極と電気的に接続され、
前記第2のLEDチップの前記第4電極面は第3の電極と電気的に接続され、
前記第3のLEDチップの前記第6電極面は第4の電極と電気的に接続され、
前記第4のLEDチップの前記第8電極面は第5の電極と電気的に接続され、
前記第2の電極、前記第3の電極、前記第1のLEDチップおよび前記第2のLEDチップは、前記第1方向に対して垂直な第2方向にそって、一列に並んで配置され、
前記第4の電極、前記第5の電極、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップは、前記第2方向にそって、一列に並んで配置されていることを特徴とするLED光源。 - 前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップのそれぞれは、青色LEDチップ、赤色LEDチップおよび緑色LEDチップの何れかであることを特徴とする請求項1記載のLED光源。
- 赤色LEDチップと緑色LEDチップと青色LEDチップの個数比が1:2:1であることを特徴とする請求項2記載のLED光源。
- 前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップのそれぞれは、青色LEDチップを蛍光体で覆う白色LEDであることを特徴とする請求項1記載のLED光源。
- 前記第1のLEDチップと前記第2のLEDチップは、前記第1の電極を挟んで向かい合い、前記第3のLEDチップと前記第4のLEDチップは、前記第1の電極を挟んで向かい合うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうち何れか1項記載のLED光源。
- 前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップが2行2列に配置され、赤色、緑色および青色を発光する3原色LED光源であることを特徴とする請求項2または請求項3記載のLED光源。
- 前記2行2列に配備された前記3原色LED光源が前記第1方向に沿って、複数配置されていることを特徴とする請求項6記載のLED光源。
- 前記2行2列に配備された前記3原色LED光源が前記第2方向に沿って、複数配置されていることを特徴とする請求項6記載のLED光源。
- 前記第2の電極、前記第3の電極、前記第4の電極および前記第5の電極が電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8記載のうち何れか1項記載のLED光源。
- 前記第2の電極、前記第3の電極、前記第4の電極および前記第5の電極には、前記第1の電極とは異なる極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項9記載のLED光源。
- 偏光板と、液晶素子と、カラーフィルタと、ハーフミラーとが積層された液晶表示素子と、
ボード上に、LED光源と、前記LED光源の光を反射する反射板と、前記LED光源の光を拡散する拡散板と、前記LED光源の光を集光するプリズムシートとが積層されたバックライトと、
を備えた液晶表示装置であって、
前記LED光源は、
第1辺と、前記第1辺とは反対側の第2辺を有し、前記第1辺と前記第2辺が第1方向に延在する第1の電極と、
第1電極面と、前記第1電極面とは反対側の第2電極面とを有する第1のLEDチップと、
前記第1電極面と同一極性の第3電極面と、前記第2電極面と同一極性からなり、且つ、前記第3電極面とは反対側の第4電極面とを有する第2のLEDチップと、
前記第1電極面と同一極性の第5電極面と、前記第2電極面と同一極性からなり、且つ、前記第5電極面とは反対側の第6電極面とを有する第3のLEDチップと、
前記第1電極面と同一極性の第7電極面と、前記第2電極面と同一極性からなり、且つ、前記第7電極面とは反対側の第8電極面とを有する第4のLEDチップとを備え、
前記第1のLEDチップと前記第3のLEDチップは、前記第1辺に沿って前記第1の電極上に配置され、
前記第2のLEDチップと前記第4のLEDチップは、前記第2辺に沿って前記第1の電極上に配置され、
前記第1のLEDチップの前記第1電極面、前記第2のLEDチップの前記第3電極面、前記第3のLEDチップの前記第5電極面および前記第4のLEDチップの前記第7電極面は前記第1の電極を介して電気的に接続され、
前記第1のLEDチップの前記第2電極面は第2の電極と電気的に接続され、
前記第2のLEDチップの前記第4電極面は第3の電極と電気的に接続され、
前記第3のLEDチップの前記第6電極面は第4の電極と電気的に接続され、
前記第4のLEDチップの前記第8電極面は第5の電極と電気的に接続され、
前記第2の電極、前記第3の電極、前記第1のLEDチップおよび前記第2のLEDチップは、前記第1方向に対して垂直な第2方向にそって、一列に並んで配置され、
前記第4の電極、前記第5の電極、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップは、前記第2方向にそって、一列に並んで配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップのそれぞれは、青色LEDチップ、赤色LEDチップおよび緑色LEDチップの何れかであることを特徴とする請求項11記載の液晶表示装置。
- 赤色LEDチップと緑色LEDチップと青色LEDチップの個数比が1:2:1であることを特徴とする請求項12記載の液晶表示装置。
- 前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップのそれぞれは、青色LEDチップを蛍光体で覆う白色LEDであることを特徴とする請求項13記載の液晶表示装置。
- 前記第1のLEDチップと前記第2のLEDチップは、第1の電極を挟んで向かい合い、前記第3のLEDチップと前記第4のLEDチップは、第1の電極を挟んで向かい合うことを特徴とする請求項11乃至請求項14のうち何れか1項記載の液晶表示装置。
- 前記第1のLEDチップ、前記第2のLEDチップ、前記第3のLEDチップおよび前記第4のLEDチップが2行2列に配置され、赤色、緑色および青色を発光する3原色LED光源であることを特徴とする請求項12または請求項13記載の液晶表示装置。
- 前記第2の電極、前記第3の電極、前記第4の電極および前記第5の電極が電気的に接続されていることを特徴とする請求項11乃至請求項16記載のうち何れか1項記載の液晶表示装置。
- 前記第2の電極、前記第3の電極、前記第4の電極および前記第5の電極には、前記第1の電極とは異なる極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項17記載の液晶表示装置。
- 前記第1のLEDチップと前記第2の電極は第1の樹脂で封止され、
前記第2のLEDチップと前記第3の電極は第2の樹脂で封止され、
前記第3のLEDチップと前記第4の電極は第3の樹脂で封止され、
前記第4のLEDチップと前記第5の電極は第4の樹脂で封止され、
前記第1の樹脂、前記第2の樹脂、前記第3の樹脂および前記第4の樹脂は、それぞれが機械的に分離していることを特徴とする請求項11乃至請求項18記載のうち何れか1項記載の液晶表示装置。
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