JP5956499B2 - 光源装置及び該光源装置を含むディスプレイ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光源装置及びそれを含むディスプレイ装置、特に、広い放射角と熱効率が向上した性能を有する光源装置と、直下型バックライトモジュールに対応する該光源装置を含むディスプレイ装置に関する。
一般的に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルのバックライトモジュールは、十分で均一な光源をＬＣＤパネルに提供するのに用いられ、画像が通常ＬＣＤパネルに映しだされる。近年では、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えたバックライトモジュールが、低消費電力、長寿命、及び暖気時間がない点で利点を有し、新しい光源としてＬＣＤパネルに実装されている。さらに、バックライトモジュールは、ＬＥＤがどこに位置するかに応じて、直下型光源設計とエッジ型光源設計に分類できる。例えば、直下型光源設計はバックライトモジュールのＬＥＤはＬＣＤパネルの真下に配置し、高い光強度及びより大きいサイズの仕様のディスプレイモジュールに採用される。
ＬＥＤテレビの価格が下がるにつれ、ＬＥＤを備えるバックライトモジュールの価格も下がる。実際にＬＥＤを備えるバックライトモジュールの価格を下げるために、バックライトモジュールのＬＥＤの数が減った機構が採用される。
しかし、ＬＥＤの数が減少している上述の機構は、ＬＣＤパネルへ投射するＬＥＤの発光密度も減ってしまい、ＬＣＤパネルは十分で均一な光を得ることができない。設計に関する限り、１つのＬＥＤが貢献するＬＣＤパネルの投射領域を増加させるためにＬＥＤの放射角を広げることで、ＬＣＤパネルの光の均一性は向上できる。
さらに、ＬＥＤの数が削減した上述の機構は、ＬＣＤパネルを投射するＬＥＤの発光強度が減少するので、ＬＣＤパネルは十分な発光強度を得られない。従来、単一ＬＥＤの光束を増加させるために、ＬＥＤの駆動電流を増やすことが採用されていた。
ＬＥＤの駆動電流を増やす上述の設計では、熱がより多く生じてしまうことにより、ＬＥＤを機能させているときの温度を上昇させ、及び、ＬＥＤ構成要素の寿命の短縮を引き起こしてしまう。従って、より広い放射角と熱効率を向上させた光源装置をいかに設計するかが産業間において課題となっていた。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、ある実施形態では、光のパワーの損失を低減し、放射角を広げることができる光源装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のある実施形態では、光源装置は、環状構造のフレームと、前記フレーム内に配置され、発光するための少なくとも一つの発光チップと、前記少なくとも１つの発光チップを接触して覆い、前記フレームと一体的に設けられる、光変換層と、前記環状構造の前記フレームの上面及び外周面の上部分に接触して形成されたレンズ層と、前記少なくとも１つの発光チップに接続され、前記少なくとも１つの発光チップを発光させるように駆動する回路基板と、前記フレーム及び前記回路基板に接続され、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を、前記回路基板へ伝導する熱伝導部材と、を有する。前記レンズ層は、前記少なくも１つの発光チップから発光された光が前記光変換層を通った後に前記レンズ層へ直接入射するように、前記光変換層と接触して結合され、発光表面を有しており、前記発光表面は、前記光変換層から離れた前記レンズ層の一面に形成されており、前記少なくとも１つの発光チップから発光され前記光変換層及び前記レンズ層を通った後の光を、ある光形へ変換し、前記レンズ層と前記光変換層とは、一体的に構成されている。前記熱伝導部材と、前記レンズ層とは非接触である。
本発明のある実施形態では、光源装置は、前記少なくとも１つの発光チップに接続され、前記少なくとも１つの発光チップを発光させるように駆動する回路基板と、前記フレーム及び前記回路基板に接続され、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を、前記回路基板へ伝導する熱伝導部材と、をさらに有する。
本発明のある実施形態では、前記フレームは環状構造であり、前記熱伝導部材は、 第一の側部及び第二の側部を持つ本体と、前記本体の前記第一の側部から延びる２つの第一翼部と、前記本体の前記第二の側部から延びる２つの第二翼部と、を有する。前記少なくとも１つの発光チップは前記本体上に配置され、前記フレームの前記環状構造の内部に位置し、前記２つの第一翼部は、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じ前記本体から伝導された熱を前記回路基板へ伝導し、前記２つの第二翼部は、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた前記本体から伝導された熱を前記回路基板へ伝導する。
本発明のある実施形態では、前記少なくとも１つの発光チップ及び前記熱伝導部の前記本体の間に形成される熱伝導フィルムであって、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を前記本体、前記２つの第一翼部及び前記２つの第二翼部へ伝導する熱伝導フィルムをさらに有する。
本発明のある実施形態では、前記レンズ層と前記光変換層とは、インサート成型又は取り付けによって、一体的に形成されており、前記光変換層は前記環状構造のフレームの中心部が光変換層で満たされるように前記フレームと結合されている。
本発明の他の実施形態では、ディスプレイ装置は、ディスプレイモジュールと、前記ディスプレイモジュールの下に搭載され、前記ディスプレイモジュールに光源を提供する、直下型バックライトモジュールと、を有する。前記直下型バックライトモジュールは、回路基板、及び、前記回路基板に接続された光源装置を有する。前記光源装置は、前記回路基板と前記ディスプレイモジュールに間に配置される、環状構造のフレームと、前記フレーム内に配置され、発光するための少なくとも一つの発光チップと、前記少なくとも１つの発光チップを接触して覆い、前記フレームと一体的に設けられる、光変換層と、前記環状構造の前記フレームの上面及び外周面の上部分に接触して形成されたレンズ層と、前記少なくとも１つの発光チップに接続され、前記少なくとも１つの発光チップを発光させるように駆動する回路基板と、前記フレーム及び前記回路基板に接続され、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を、前記回路基板へ伝導する熱伝導部材と、を有する。前記レンズ層は、前記少なくも１つの発光チップから発光された光が前記光変換層を通った後に前記レンズ層へ直接入射するように、前記光変換層と接触して結合され、発光表面を有しており、前記発光表面は、前記光変換層から離れた前記レンズ層の一面に形成されており、前記少なくとも１つの発光チップから発光され前記光変換層及び前記レンズ層を通った後の光を、ある光形へ変換し、前記レンズ層と前記光変換層とは、一体的に構成されている。前記熱伝導部材と、前記レンズ層とは非接触である。
本発明のある実施形態によれば、光のパワーの損失を低減し、放射角を広げることができる。
本発明のある実施形態におけるディスプレイ装置の概要図である。 本発明のある実施形態におけるディスプレイ装置の拡大図である。 本発明のある実施形態における光源装置を含むディスプレイ装置の部分断面図である。 本発明のある実施形態のある状態における光源装置の組立図である。 本発明のある実施形態の他の状態における光源装置の組立図である。 本発明のある実施形態の他の状態における光源装置の組立図である。 本発明のある実施形態の他の状態における光源装置の組立図である。 本発明のある実施形態におけるレンズ層の発光表面の光分布曲線を示す。 本発明の別の実施形態における光源装置の断面図である。 本発明のさらに別の実施形態における光源装置の部分断面図である。
本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の発光装置及びその製造方法を例示するものであって、本発明を以下の形態に限定するものではない。ただし、方向に関する用語について、上面、下面等は図の示すための方位の参照である。本発明の構成要素は、いくつもの異なる方位であってもよい。例えば、方向の用語は図のために用いられるのであり、これに限られるものではない。
また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に限定するものでは決してない。特に、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
「持つ」、「含む」、「有する」という用語やこれらの変形は、述べた項目以外も包含しうるものであり、同等の追加の項目を含むこともできる。限定しない限り、「接続される」、「設置する、搭載する」やこの変形例は、直接または間接的な接続、設置、搭載を包含することができる。従って、図や詳細の説明は単なる事実上の説明であり、これに限定するものではない。
図１〜図３を参照する。図１は、本発明のある実施形態にかかわるディスプレイ装置３０を示す。図２は、本発明の実施形態にかかわるディスプレイ装置３０の拡大図を示す。図３は、本発明の実施形態にかかわるディスプレイ装置３０の部分的な断面図を示す。
図１〜図３に示すように、ディスプレイ装置３０は、ディスプレイモジュール３２と直下型バックライトモジュール３４とを有する。直下型バックライトモジュール３４は、ディスプレイモジュール３２の下に搭載され、ディスプレイモジュール３２に、画像が正常にディスプレイモジュール３２に映る光源を提供するために搭載される。
この実施形態において、ディスプレイ装置３０は発光ダイオードテレビ（ＬＥＤテレビ）であり、ディスプレイモジュール３２は、前記ＬＥＤテレビ対応型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルである。直下型バックライトモジュール３４は、ＬＣＤパネルへ十分で均一は光源を提供するのに用いられる。ディスプレイ装置３０の実施は上述の実施形態に限られない。
例えば、ディスプレイ装置は、モニターやノート型パソコン又はデスクトップパソコン等などにできる。いずれかの設計を適用するかは実際の需要に基づく。
さらに、直下型バックライトモジュール３４は、少なくとも１つの回路基板３６及び少なくとも１つの光源装置３８を有する。光源装置３８は、光源装置３８が回路基板３６により駆動されて発光できるように、回路基板に接続されている。
この実施形態において、直下型バックライトモジュール３４は、４つの回路基板３６を有し、それぞれに回路基板３６は３つの光源装置３８を搭載している。回路基板３６と光源装置３８の数は、この実施形態の上述の記載に限られない。例えば、直下型バックライトモジュール３４は１つの回路基板３６を有し、回路基板３６が同様に１つの光源装置３８を搭載してもよい。言い換えると、１より多い回路基板３６と１より多い光源装置３８とを有する機構も同様に、本発明の範囲内である。実際には、回路基板３６はプリント回路基板（ＰＣＢ）とすることができる。
さらに、直下型バックライトモジュール３４はディスプレイモジュール３２を下に設置されたケース６０をさらに有してもよい。ケース６０は回路基板３６と光源装置３８とを支持し、回路基板３６、光源装置３８や直下型バックライトモジュール３４の他の内部構成要素を衝突のダメージからを保護するために用いられる。
図３に示すように、光源装置３８はフレーム４０と少なく１つの発光チップ４２とを有する。フレーム４０は回路基板３６とディスプレイモジュール３２との間に配置され、発光チップ４２はフレーム４０の内部に配置される。実際には、回路基板３６により駆動させて発光するために発光チップ４２をフレーム４０内に配置されるように、フレーム４０は発光チップ４２をパッケージするのに用いられる。
従って、画像が正常にディスプレイモジュール３２に映るように、光源装置３８は、ディスプレイモジュール３２に光源を提供することができる。
本実施形態において、光源装置３８は１つの発光チップ４２を有する。発光チップ４２の数は上述の実施形態に限られず、例えば、光源装置３８は２又は３の発光チップ４２を有してもよく、１より多い発光チップ４２を有する機構も本発明の範囲内である。いずれかの設計を適用するかは実際の需要に基づく。
本実施形態において、発光チップ４２は発光ダイオードチップにすることができる。
光源装置３８は、フレーム４０と回路基板３６とに接続された熱伝導部材４４をさらに有する。発光チップ４２が発光しているときに、熱伝導部材４４は、発光チップ４２で発光しているときに生じた熱を放散するため、発光チップ４２で生じた熱を回路基板３６へ伝導するのに用いられる。本実施形態では、熱伝導部材４４は金属材料で作られる。例えば、熱伝導部材４４は銅部材で作られてもよいが、それに限られず、例えばアルミニウム材料など、で作られてもよい。いずれかの設計を適用するかは実際の需要に基づく。
図３〜５を参照する。図４と図５は、本発明の実施形態の異なる状態にある光源装置３８の組立図を示す。図３〜図５に示すように、熱伝導部材４４は本体４４１を有し、該本体４４１は、第一の側部Ｓ１及び第二の側部Ｓ２を有する。
光源装置３８が組み立てられる際、まず、発光チップ４２は図４のように本体４４１の上に配置される、例えば、発光チップ４２は本体４４１に取り付けることができる。そして、フレーム４０と熱伝導部材４４を結合するように、熱伝導部材４４とフレーム４０とが一体的に形成される。実際には、熱伝導部材４４とフレーム４０はインサート成型により一体的に形成される。
本実施形態において、フレーム４０は環状構造であり、発光チップ４２は環状構造であるフレーム４０の内部に配置される。このように、下記の工程により発光チップ４２が環状構造であるフレーム４０の内部にパッケージされることにより、本体４４１は発光チップ４２に置き場所を提供することができる。
さらに、発光チップ４２が発光するよう回路基板３６によって駆動されているとき、発光チップ４２で発光しているときに生じた熱を放散する（放熱する）ため、発光チップ４２で生じた熱を、本体４４１を介して回路基板３６へ伝導する。
熱伝導部材４４は２つの第一翼部４４３と２つの第二翼部４４５とをさらに有する。２つの第一翼部４４３は、本体４４１の第一の側部Ｓ１から延びており、２つの第一翼部４４３の周辺は環状構造であるフレーム４０からはみ出している。２つの第二翼部４４５は、本体４４１の第一の側部Ｓ２から延びており、２つの第二翼部４４５の周辺は環状構造であるフレーム４０からはみ出している。
発光チップ４２が発光するように回路基板３６によって駆動されているとき、発光チップ４２で生じた熱は、本体４４１を介してだけではなく、２つの第一翼部４４３と２つの第二翼部４４５とをさらに介して、回路基板３６へ伝導する。言い換えると、２つの第一翼部４４３と２つの第二翼部４４５は、発光チップ４２で発光しているときに生じ本体４４１から伝導された熱を回路基板３６へ伝導するのに用いられる。即ち、本発明の２つの第一翼部４４３と２つの第二翼部４４５は、熱伝導部材の放熱効率を向上するため、発光チップ４２で生じた熱を回路基板３６へすばやく伝導するように、熱伝導部材４４の熱伝導領域を増やすために利用される。
図３〜図５に示すように、光源装置３８は、発光チップ４２と熱伝導部材４４の本体４４１との間に形成された熱伝導フィルム層４６をさらに有する。この実施形態において、熱伝導フィルム層４６はダイヤモンド状炭素膜層である。実際には、ダイヤモンド状炭素膜層である熱伝導フィルム層４６は、スパッタリング法によって、本体４４１上に形成されている。
さらに、ダイヤモンド状炭素膜層は横向きの熱伝導特性を持つ。発光チップ４２が発光している時、ダイヤモンド状炭素膜層である熱伝導フィルム層４６は、本発明の本体４４１、２つの第一翼部４４３及び２つの第二翼部４４５の周辺の熱を横方向に伝導するために利用できる。
従って、光源装置３８の放熱効率を向上するために、発光チップ４２で発光しているときに生じた熱を回路基板３６へすばやく伝導することに本発明の本体４４１と、２つの第一翼部４４３と、２つの第二翼部４４５とをすべて、用いることができる。
要するに、本発明の２つの第一翼部４４３と２つの第二翼部４４５とは、光源装置３８の放熱効率を向上するために発光チップ４２で生じた熱を回路基板３６へすばやく伝導するように、熱伝導部材４４の熱伝導領域を増やすために利用される。
さらには、本発明の熱伝導フィルム層４６は、横向きの熱伝導特性を持つので、熱伝導フィルム層４６は、発光チップ４２で発光しているときに生じた熱を、横方向に、本体４４１、２つの第一翼部４４３及び２つの第二翼部４４５の周辺へ伝導する。
従って、本体４４１、２つの第一翼部４４３及び２つの第二翼部４４５の熱伝導領域をすべて、光源装置３８の放熱効率をより向上するために利用できる。この方法により、本発明は、２つの第一翼部４４３及び２つの第二翼部４４５と、熱伝導フィルム層４６とを、光源装置３８の放熱効率の向上に利用できるので、高い駆動温度下でも、発光チップ４２の寿命の短縮を防ぐことができる。
なお、熱伝導部材４４は第一給電ストリップ構造４４７と第二給電ストリップ構造４４９とをさらに有することもできる。第一給電ストリップ構造４４７は第一翼部４４３の端部Ｐ１に接続され、第二給電ストリップ構造４４９は第二翼部４４５の端部Ｐ２に接続される。
熱伝導部材４４が製造される際、熱伝導部材４４の製造工程の進行を容易にするため、製造工程の間、第一給電ストリップ構造４４７と第二給電ストリップ構造４４９とは２つの第一翼部４４３及び２つの第二翼部４４５とを支持するために利用され得る。
図３〜図５に示すように、光源装置３８は、さらに第一電極４８、第二電極５０、及び２つの導電ワイヤ５２を有する。第一電極４８は、回路基板３６に接続され、本体４４１と２つの第一翼部４４３との間に位置し、第二電極５０は、回路基板３６に接続され、本体４４１と２つの第二翼部４４５との間に位置する。２つの導電ワイヤ５２は、発光チップ４２を回路基板３６に接続させるように、発光チップ４２と、第一電極４８と第二電極５０とをそれぞれ電気的に接続している。
従って、光源装置３８がディスプレイモジュール３２に光源を提供して画像をディスプレイモジュール３２に正常に映すように、回路基板３６は、第一電極４８、第二電極５０、及び２つの導電ワイヤ５２を介して発光チップ４２を発光させるために駆動する。
図３と図６を参照する。図６は、本発明の実施形態に係る別の状態にある光源装置３８の組立図を示す。図３及び図６に示すように、光源装置３８は、発光チップ４２を覆っており、フレーム４０と結合する光変換層５４をさらに有する。
実際に、発光チップ４２とフレーム４０とが熱伝導部材４４と結合される場合、環状構造であるフレーム４０の中心部が光変換層５４で満たされる。
さらに、図３に示すように、光変換層５４は、ユーザーの要望に応じて少なくとも１つの発光チップ４２から発光された光（例えば青色）を白色光へ変換する色変換材料層５４１を含むこともできる。
言い換えると、光変換層５４の色変換材料層５４１と光源装置３８の発光チップ４２とを組み合わせは、発光チップ４２から発光された光を一般的な白色光への変換に利用され、光源装置３８及び発光チップ４２の適応性を向上させることができる。実際には、色変換材料層５４１は蛍光体粉体により作られる。
図３と図７を参照する。図７は本発明のある実施形態の他の状態にある光源装置３８の組立図を示す。図３と図７を参照して、光源装置３８は、フレーム４０上に形成されたレンズ層５６をさらに有し、レンズ層５６は光変換層５４と接触し結合している。例えば、本発明において、光源装置３８のレンズ層５６と光変換層５４とは空隙（ＡＩＲ ＧＡＰ）なく接触している。
本実施形態において、レンズ層５６と光変換層５４はインサート成型により一体的に形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、レンズ層５６と光変換層５４は装着成型によっても同様に一体的に形成できる。いずれかの設計を適用するかは実際の需要に基づく。
実際には、光変換層５４とレンズ層５６とは例えばシリカゲル材料のような同じ材料で作られる。図３に示すように、発光表面５８は、光変換層５４から離れたレンズ層５６の一面に形成される。このように、光変換層５４とレンズ層５６とは同じ材料で形成される。
従って、発光チップ４２から発光された光Ｌは光変換層５４を通ってレンズ層５６に入ったとき、光Ｌは同じ材料の光変換層５４とレンズ層５６を通るため、光変換層５４からの光Ｌは反射しないでレンズ層５６へ直接入射する。
さらに、レンズ層５６と光変換層５４は互いに空隙を形成することなしに接触しており、光Ｌは、空隙を通ることなしに光変換層５４からレンズ層５６へ直接入射する。言い換えると、光変換層５４とレンズ層５６との間の境界で反射が起きない、即ち、光Ｌは光変換層５４からレンズ層５６に空隙へ、及びそして空隙からレンズ層５６への屈折をしないため、本発明では光Ｌのパワーの損失を低減する。
言い換えると、レンズ層５６と光変換層５４が一体的に形成されている本発明の構造設計は、光源装置３８の発光効率を維持できるように、光束を維持しやすくなる。実験的には、上記構造設計を適用する光源装置３８の発光効率は、６４．９％である。
図３及び図８を参照する。図８は、本発明のある実施形態におけるレンズ層５６の発光表面５８での光分布曲線を示す。
図３と図８に示すように、光Ｌが、光変換層５４とレンズ層５６とを介してレンズ層５６の発光表面５８へ投射されるとき、ディスプレイモジュール３２に光源を提供するために、発光表面５８のアーク（弧）は発光表面５８を通っている光をある光形に変換する。即ち、発光表面５８は、少なくとも１つの発光チップ４２から発光され光変換層５４及びレンズ層５６を通った後の光を、ある光形（図８の光分布をもつ光形）へ変換する。
さらに、発光チップ４２から発光された光Ｌがレンズ層５６へ入射するプロセスの間、光変換層５４にまず集光してそしてレンズ層５６の発光表面５８に進む代わりに、図８に示すような光形を形成するように、光Ｌはレンズ層５６の発光表面５８で１回屈折する。
言い換えると、レンズ層５６と光変換層５４が一体的に形成されている本発明の光源装置３８の構造設計では、発光チップ４２から発光された光が、集光しないで、光変換層５４及びレンズ層５６の中で発散することが可能になる。
その結果、上述の設計は光源装置３８の放射角を容易に広げることができる。このようにして、本発明は、ディスプレイモジュール３２の照明の均一性を向上するように、１つの光源装置３８がディスプレイモジュール３２を投射する投射領域を広げることができる。本発明の光源装置３８の放射角は光学シミュレーションにおいて１５０°を達成できる。本発明の光源装置３８の光分布曲線は上述の図８に限られず、実際の需要に基づいて適用する。
さらに、本発明の光変換層５４は、発光チップ４２から発光された光Ｌの集約を必要としないため、構造的な設計局面から、本発明の光変換層５４はレンズ構造を形成する必要がなくなり、光変換層５４とレンズ層５６との境界での体積の制約となる。
このようにして、本発明は、発光チップ４２と光変換層５４とをパッケージするのに適するフレーム４０を大きくするために光変換層５４を大きくすることができる。その結果、本発明は、光源装置３８の放熱効率を向上するため、熱伝導を高めるようにフレーム４０を大きくすることを可能にする。
本実施形態において、本発明のフレーム４０はシリカゲル材料で作られている。
本発明の別の実施形態として、光源装置３８の発光チップ４２は、表面実装技術（ＳＭＴ）方法により回路基板に固定されることができる。表面実装技術プロセスの加工温度は２８０℃程度であるが、本発明のフレーム４０と、光変換層５４と、レンズ層５６とは融点が３８０℃よりも大きいシリカゲルによって作られている。言い換えると、本発明のフレーム４０、光変換層５４とレンズ層５６はＳＭＴプロセスの加工温度に耐えることができる。
その結果、本発明は、フレーム４０内の発光チップ４２と光変換層５４とレンズ層５６とのパッケージを最初に行った後、ＭＴプロセスによって発光チップ４２と光変換層５４とレンズ層５６を備えるフレーム４０を回路基板３６と一緒に固定する。従って、組立コストを削減し、市場においての製品の利点を向上させることができる。
図９を参照する。図９は、本発明の他の実施形態に係る光源装置３８Ａの断面図を示す。上述の光源装置３８と光源装置３８Ａとの主な違いは、光源装置３８Ａは、ランプマスク６２とランプマスク６２内に配置された発光チップ４２を有することである。
この実施形態において、光源装置３８Ａは照明ランプ等の照明装置である。上述のように、回路基板３６により駆動されて発光チップ４２が発光するとき、ランプマスク６２は、発光チップ４２から発光された光を対象物に投射するのに利用される。
本実施形態では、対象物はクロッパ（ＣＲＯＰＰＥＲ）である、即ち、本発明の照明装置である光源装置３８Ａは、発光装置を備えた成長用クロッパを提供するのに用いられる。本発明の照明装置である光源装置３８Ａは、本実施形態の上述の例に限られない。例えば、本発明の照明装置である光源装置３８Ａは、一般的な照明目的、例えば、交通照明、ランプ等にも用いることができ、実用的な需要に基づく。本実施形態で示された構成要素は上述の実施形態と同様の構造と機能を有するため、説明の簡素化のため詳細な説明を省略する。
図１０を参照する。図１０は本発明のさらに他の実施形態の光源装置３８Ｂの断面図である。光源装置３８Ｂの、上述の光源装置３８との主な違いは、光源装置３８Ｂは、凹部（窪み）５６１がレンズ層５６上に設けられており、該凹部５６１を覆う反射層６４をさらに有することである。
図１０に示すように、凹部５６１は、発光表面５８の幾何学的な対称中心に位置している、例えば、凹部５６１は発光チップ４２の真上に位置している。従って、反射層６４は、光源装置３８Ｂの放射角を広げるように、凹部５６１への投射された光を側方へ反射することに利用できる。本実施形態で示された構成要素は上述の実施形態と同様の構造と機能を有するため、説明の簡素化のため詳細な説明を省略する。
従来例と比較して、本発明の熱伝導部材の第一翼部と第二翼部は、光源装置の放熱効率を向上させるために、素早く発光チップで生じた熱を回路基板へ伝導するように、熱伝導部材の熱伝導領域を増加させるのに、役立つ。
さらに、本発明の熱伝導フィルム層は横向きの熱伝導特性を持つため、熱伝導フィルムは、発光チップで発光しているときに生じた熱を、横方向に、本体、２つの第一翼部、及び２つの第二翼部の周辺へ伝導する。従って、光源装置の放熱効率を向上させるために、本体、２つの第一翼部、及び２つの第二翼部の熱伝導領域を、すべて利用することができる。
このようにして、本発明は、２つの第一翼部、２つの第二翼部、及び熱伝導フィルムを、光源装置の放熱効率を向上させるために役立たせることができ、高い駆動温度下でも、発光チップの寿命の短縮を防ぐことができる。
さらには、レンズ層と光変換層が一体的に形成されている本発明の構造設計は、光Ｌは、空隙を通ることなしに光変換層からレンズ層へ直接入射するので、光のパワーの損失を減らし、さらに光Ｌの束を維持する。また、レンズ層と光変換層が一体的に形成されている本発明の構造設計は、発光チップから発光された光が、集光しないで、光変換層５４及びレンズ層５６の中で発散することを可能にする。その結果、光源装置の放射角を広げるように促進できる。このようにして、本発明は、ディスプレイモジュールの照明の均一性を向上するように、１つの光源装置がディスプレイモジュールを投射する投射領域を広げることができる。
その上、本発明の光変換層は、発光チップから発光された光Ｌの集約を必要としないため、構造的な設計局面から、本発明の光変換層はレンズ構造を形成する必要がなくなり、光変換層とレンズ層との境界での体積の制約となる。
このようにして、本発明は、発光チップと光変換層とをパッケージするのに適するフレームを大きくするための光変換層を大きくすることができる。その結果、本発明は、光源装置３８の放熱効率を向上するように、熱伝導を高めるためのフレームを大きくすることを可能にする。
そのうえ、本発明のフレームはシリカゲル材料で作られている。光源装置３８の発光チップは、（表面実装技術）ＳＭＴにより回路基板に固定されることができる。表面実装技術の加工温度は、は２８０℃程度であるが、本発明のフレームと、光変換層と、レンズ層とは融点が３８０℃よりも大きいシリカゲルによって作られている。言い換えると、本発明のフレーム、光変換層及びレンズ層はＳＭＴプロセスの加工温度に耐えることができる。
その結果、本発明は、フレーム内の発光チップと光変換層とレンズ層のパッケージを最初に行った後、発光チップと光変換層とレンズ層とを有するフレームをＳＭＴプロセスによって回路基板と一緒に固定する。このことにより、組立コストを削減し、市場において製品の利点を向上させることができる。
本発明は、上述の実施形態及び添付の図面により限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲により規定される。従って、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で、当該技術分野の通常の知識を有している者には様々な形態の置換、変形及び変更が可能で、これらもまた本発明の範囲に属する。
３２ ディスプレイモジュール
３６ 回路基板
３８、３８Ａ、３８Ｂ 光源装置
４０ フレーム
４２ 発光チップ
４４ 熱伝導部材
４６ 熱伝導フィルム層
４８ 第一電極
５０ 第二電極
５２ 導電ワイヤ
５４ 光変換層
５６ レンズ層
５８ 発光表面
６０ ケース
６２ ランプマスク
６４ 反射層
４４１ 本体
Ｓ１ 第一の側部Ｓ１
Ｓ２ 第二の側部Ｓ２
４４３ 第一翼部
４４５ 第二翼部
４４７ 第一給電ストリップ構造
４４９ 第二給電ストリップ構造
５６１ 凹部

Claims (18)

  1. 環状構造のフレームと、
    前記フレーム内に配置され、発光するための少なくとも一つの発光チップと、
    前記少なくとも１つの発光チップを接触して覆い、前記フレームと結合されている、光変換層と、
    前記環状構造の前記フレームの上面、及び外周面の上部分に接触して形成されたレンズ層と、
    前記少なくとも１つの発光チップに接続され、前記少なくとも１つの発光チップを発光させるように駆動する回路基板と、
    前記フレーム及び前記回路基板に接続され、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を、前記回路基板へ伝導する熱伝導部材と、を有し、
    前記レンズ層は、前記少なくも１つの発光チップから発光された光が前記光変換層を通った後に前記レンズ層へ直接入射するように、前記光変換層と接触して結合され、発光表面を有しており、
    前記発光表面は、前記光変換層から離れた前記レンズ層の一面に形成されており、前記少なくとも１つの発光チップから発光され前記光変換層及び前記レンズ層を通った後の光をある光形へ変換し、
    前記レンズ層と前記光変換層とは、一体的に構成されている、
    前記熱伝導部材と、前記レンズ層とは非接触である、
    光源装置。
  2. 前記光変換層と前記レンズ層とは同じ材料で作られている、請求項１記載の光源装置。
  3. 前記光変換層と前記レンズ層とはそれぞれシリカゲル材料で作られている、請求項２記載の光源装置。
  4. 前記光変換層は、前記少なくとも１つの発光チップから発光された光を白色光に変換する色変換材料層を有する、請求項３記載の光源装置。
  5. 前記フレームはシリカゲル材料で作られている、請求項１記載の光源装置。
  6. 前記光変換層は前記環状構造のフレームの中心部が光変換層で満たされるように前記フレームと結合されている、請求項１記載の光源装置。
  7. 前記フレームは環状構造であり、
    前記熱伝導部材は、
    第一の側部及び第二の側部を持つ本体と、
    前記本体の前記第一の側部から延びる２つの第一翼部と、
    前記本体の前記第二の側部から延びる２つの第二翼部と、を有し、
    前記少なくとも１つの発光チップは前記本体上に配置され、前記フレームの前記環状構造の内部に位置し、
    前記２つの第一翼部は、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じ前記本体から伝導された熱を前記回路基板へ伝導し、
    前記２つの第二翼部は、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた前記本体から伝導された熱を前記回路基板へ伝導する、
    請求項１記載の光源装置。
  8. 前記少なくとも１つの発光チップ及び前記熱伝導部材の前記本体の間に形成される熱伝導フィルムであって、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を前記本体、前記２つの第一翼部及び前記２つの第二翼部へ伝導する熱伝導フィルムをさらに有する、請求項７記載の光源装置。
  9. 前記熱伝導フィルムは、前記熱伝導部材の前記本体の上に形成されたダイヤモンド状炭素膜層である、請求項８記載の光源装置。
  10. 前記回路基板に接続され、前記熱伝導部材の前記本体と前記２つの第一翼部との間に位置する、第一電極と、
    前記回路基板に接続され、前記熱伝導部材の前記本体と前記２つの第二翼部との間に位置する、第二電極と、
    前記少なくとも１つのチップを前記回路基板に接続させるように、前記少なくとも１つのチップを、前記第一電極に及び前記第二電極にそれぞれ電気的に接続する、２つの導電ワイヤと、をさらに有する、
    請求項７記載の光源装置。
  11. 前記熱伝導部材は金属材料から作られており、前記熱伝導部材と前記フレームは一体的に構成されている、請求項１記載の光源装置。
  12. 前記少なくとも１つの発光チップに接続され、前記少なくとも１つの発光チップを発光させるよう駆動する回路基板と、
    前記少なくとも１つの発光チップが内部に配置され、前記少なくとも１つの発光チップから発光された光をある対象物へ投射するランプマスクと、
    をさらに有する、
    請求項１記載の光源装置。
  13. 凹部が前記レンズ層上に形成され、
    前記光源装置は、前記凹部を覆う反射層であって、前記凹部へ投射された光を側方へ反射する反射層をさらに有する、
    請求項１記載の光源装置。
  14. ディスプレイモジュールと、
    前記ディスプレイモジュールの下に搭載され、前記ディスプレイモジュールに光源を提供する、直下型バックライトモジュールと、を有し、
    前記直下型バックライトモジュールは、
    回路基板、及び、
    前記回路基板に接続された光源装置を有し、
    前記光源装置は、
    前記回路基板と前記ディスプレイモジュールに間に配置され、環状構造のフレームと、
    前記フレーム内に配置され、発光するための少なくとも一つの発光チップと、
    前記少なくとも１つの発光チップを接触して覆い、前記フレームと結合している、光変換層と、
    前記環状構造の前記フレームの上面及び外周面の上部分に接触して形成されたレンズ層と、
    前記少なくとも１つの発光チップに接続され、前記少なくとも１つの発光チップを発光させるように駆動する回路基板と、
    前記フレーム及び前記回路基板に接続され、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を、前記回路基板へ伝導する熱伝導部材と、を有し、
    前記レンズ層は、前記少なくも１つの発光チップから発光された光が前記光変換層を通った後に前記レンズ層へ直接入射するように、前記光変換層と接触して結合され、発光表面を有しており、
    前記発光表面は、前記光変換層から離れた前記レンズ層の一面に形成されており、前記少なくとも１つの発光チップから発光され前記光変換層及び前記レンズ層を通った後の光をある光形へ変換し、
    前記レンズ層と前記光変換層とは、一体的に構成されており、
    前記熱伝導部材と、前記レンズ層とは非接触である、
    ディスプレイ装置。
  15. 前記光変換層と前記レンズ層はそれぞれシリカゲル材料で作られている、請求項１４記載のディスプレイ装置。
  16. 前記光変換層は前記環状構造のフレームの中心部が光変換層で満たされるように前記フレームと結合されている、
    請求項１４記載のディスプレイ装置。
  17. 前記フレームは環状構造であり、
    前記熱伝導部材は、
    第一の側部及び第二の側部を有する本体と、
    前記本体の前記第一の側部から延びる２つの第一翼部と、
    前記本体の前記第二の側部から延びる２つの第二翼部と、を有し、
    前記少なくとも１つの発光チップは前記本体上に配置され、前記フレームの前記環状構造の中に位置し、
    前記２つの第一翼部は、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じ前記本体から伝導された熱を前記回路基板へ伝導し、
    前記２つの第二翼部は、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた前記本体から伝導された熱を前記回路基板へ伝導する、
    請求項１５記載のディスプレイ装置。
  18. 前記光源装置は、
    前記回路基板に接続され、前記熱伝導部材の前記本体と前記２つの第一翼部との間に位置する、第一電極と、
    前記回路基板に接続され、前記熱伝導部材の前記本体と前記２つの第二翼部との間に位置する、第二電極と、
    前記少なくとも１つのチップを前記回路基板に接続させるように、前記少なくとも１つのチップと、前記第一電極とで前記第二電極とを電気的に接続する、２つの導電ワイヤと、
    前記少なくとも１つの発光チップ及び前記本体の間に形成される熱伝導フィルムであって、前記少なくとも１つの発光チップで発光しているときに生じた熱を、前記本体、前記２つの第一翼部、及び前記２つの第二翼部、へ伝導する、熱伝導フィルムと、をさらに有する、
    請求項１７記載のディスプレイ装置。
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