專利名稱：光源單元、照明裝置及使用該照明裝置的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用發(fā)光二極管的光源單元、照明裝置及使用該照明裝置作為非發(fā)光型圖像顯示板的照明裝置的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光效率的提高，各種照明裝置的光源從燈或熒光燈置換成發(fā)光二極管。這是因?yàn)榘l(fā)光二極管具有尺寸小、可多色化、容易控制、耗電少等許多特征。然而，在要求高光輸出的用途中，發(fā)光二極管1個(gè)的光輸出還不夠，所以，排列多個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成照明裝置。
例如，在作為使用非發(fā)光型圖像顯示板的顯示裝置的典型例的液晶顯示器(液晶顯示裝置)中，如非專利文獻(xiàn)1所說(shuō)明的那樣，將排列多個(gè)發(fā)光成紅色、綠色、藍(lán)色的發(fā)光二極管的組而獲得的照明裝置用作背光燈。另外，如非專利文獻(xiàn)2說(shuō)明的那樣，照明裝置將紅色、綠色、藍(lán)色配置在同一組內(nèi)，將排列了多個(gè)這些組的群與導(dǎo)光板組合，將該照明裝置用作背光燈。另外，在專利文獻(xiàn)1～8記載了在一連串的引線架安裝發(fā)光二極管的機(jī)動(dòng)車用信號(hào)燈。
SID03 Digest，pp.1262-1265(2003)[非專利文獻(xiàn)2]SID04 Digest，pp.1222-1225(2004)[專利文獻(xiàn)1]日本特開平8-339707號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本實(shí)公平7-1804號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本特開平7-235624號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本特開平2000-262265號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]日本特開平2001-351404號(hào)公報(bào) 日本專利2519341號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)7]日本實(shí)用新型登錄2521493號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)8]日本特開平9-33924號(hào)公報(bào)然而，如非專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)2記載的那樣，在將發(fā)光二極管形成為組、排列多個(gè)該組的場(chǎng)合，需要用錫焊等將各組進(jìn)一步安裝到印刷電路板上，所以，不僅需要安裝成本，而且由于成為在組的安裝和在印刷電路板的安裝這樣雙重安裝，所以，在可靠性方面也成為問題。
另外，如專利文獻(xiàn)1～8記載的那樣，在將多個(gè)發(fā)光二極管排列到一連串的引線架的場(chǎng)合，由于用錫焊等對(duì)引線架進(jìn)行配線連接的部位可較少，所以，安裝成本下降。然而，在用作需要白色照明光源的非發(fā)光型圖像顯示板的照明裝置的場(chǎng)合，特別是沒有使用紅色、綠色、藍(lán)色的發(fā)光二極管的場(chǎng)合的混色單元，所以為了混色獲得白色照明光，在光利用效率、厚度這些方面不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用多個(gè)多色的發(fā)光二極管芯片、成本低、光利用效率高而且薄、均勻性高的白色光源單元、使用該光源單元的照明裝置、及使用該照明裝置的圖像顯示裝置。另外，本發(fā)明的其它目的在實(shí)施例的記載中得到明確。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光源單元具有發(fā)光二極管芯片、引線架、及透明密封劑；其中至少具有大于等于3組的引線架，在各引線架串聯(lián)多個(gè)放射(以下也稱出射)同色的光的發(fā)光二極管芯片，用透明密封劑一體地密封至少不同的3色或3色以上的發(fā)光二極管芯片。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的照明裝置按M行×N列(M、N為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù))排列上述光源單元，在上述光源單元的上部(光出射側(cè))隔開空隙配置擴(kuò)散板。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的顯示裝置將上述照明裝置用作非發(fā)光型圖像顯示板的背光燈。
另外，用于實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的其它目的的光源單元、照明裝置、顯示裝置的構(gòu)成在后述的實(shí)施例的記述中變得明確。
通過(guò)形成為本發(fā)明的構(gòu)成，從而可實(shí)現(xiàn)成本低、光利用效率高而且薄、均勻性高的白色的光源單元、照明裝置、及使用該照明裝置的顯示裝置。


圖1為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例1的說(shuō)明圖。
圖2為說(shuō)明發(fā)光二極管芯片在引線架2的各種安裝方式的截面示意圖。
圖3為說(shuō)明圖2(c)所示發(fā)光二極管芯片的安裝方式的另一例的上面示意圖。
圖4為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例2的說(shuō)明圖。
圖5為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例3的說(shuō)明圖。
圖6為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例4的說(shuō)明圖。
圖7為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例5的說(shuō)明圖。
圖8為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例6的說(shuō)明圖。
圖9為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例7的說(shuō)明圖。
圖10為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例8的說(shuō)明圖。
圖11為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例9的說(shuō)明圖。
圖12為說(shuō)明使用本發(fā)明光源單元的照明裝置和使用該照明裝置的顯示裝置的實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的光源單元、照明裝置、及使用該照明裝置的顯示裝置的最佳實(shí)施形式。
圖1為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例1的說(shuō)明圖，圖1(a)為上面圖，圖1(b)示出圖1(a)的A-A′的截面，圖1(c)示出圖1(a)的B-B′截面(沿引線架23的縱向的截面)。實(shí)施例1的光源單元70由多個(gè)(在這里為4個(gè))發(fā)光二極管芯片1(11～14)、多組(在這里為4組)引線架2(21～24)、及透明密封劑3構(gòu)成。
在引線架的兩端部設(shè)置朝發(fā)光二極管芯片的光放射側(cè)折曲的折曲部分210～240。該折曲部分210～240具有安裝于顯示裝置時(shí)相對(duì)鄰接構(gòu)件定位或作為供電端子的功能等，具有使得容易進(jìn)行安裝作業(yè)的功能。因此，該折曲部分210～240的折曲方向、形狀為任意，另外，不限于設(shè)在引線架的兩端部。該折曲部分210～240不為必須。這在后述的其它實(shí)施例中也同樣。
在圖1中，將引線架2繪成4組，但考慮到紅色、綠色、藍(lán)色的發(fā)光二極管芯片的安裝，只要大于等于3組就沒有問題。另外，發(fā)光二極管芯片1采用11(紅色)、12(綠色)、13(綠色)、14(藍(lán)色)的發(fā)光二極管芯片。各發(fā)光二極管芯片1(11～14)分別由焊錫4分別安裝于引線架2(21～24)。然后，將其作為一體用透明密封劑3進(jìn)行密封。在實(shí)施例1中，將透明密封劑3和密封于透明密封劑3的發(fā)光二極管芯片群及引線架2作為1個(gè)單位，稱為“光源單元”。在圖1中，形成1個(gè)光源單元。
本發(fā)明的光源單元在安裝了發(fā)光二極管芯片11～14的各引線架21～22的兩端加預(yù)定的電壓，通過(guò)流過(guò)電流而使其發(fā)光。發(fā)光二極管芯片1的發(fā)光顏色可通過(guò)改變發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體層的組成、構(gòu)造、制法等從可見光整個(gè)區(qū)域選擇任意的發(fā)光色。
另外，在實(shí)施例1中，發(fā)光二極管芯片使用3色，通過(guò)鄰接配置該3色，一體地用透明密封劑密封，從而可按良好的效率對(duì)其進(jìn)行混色。另外，通過(guò)進(jìn)一步串聯(lián)相同顏色的發(fā)光二極管芯片，從而可對(duì)各色獨(dú)立地控制，而且，可同時(shí)控制多個(gè)發(fā)光二極管芯片，所以，不僅可對(duì)顏色進(jìn)行任意控制，而且可減少控制電路數(shù)。另外，各色的明亮度調(diào)制最好使得各色的色變化少、可任意改變明亮度地使用脈寬調(diào)制。
圖2為說(shuō)明發(fā)光二極管芯片在引線架2的各種安裝方式的截面示意圖。發(fā)光二極管芯片1配置2個(gè)電極，換言之，可按在引線架2的安裝方式如圖2(a)、(b)、(c)所示那樣分類成3種方式。
在圖2(a)中示出電極存在于上面和下面的發(fā)光二極管芯片。引線架2側(cè)的電極(下面電極)1a由焊錫4電連接于引線架2的一方側(cè)2a。與引線架2相反側(cè)的電極(上面電極)1b由連接線5電連接于引線架的另一方側(cè)2b。也可使用與焊錫同樣地滿足導(dǎo)電性和固定發(fā)光二極管的功能的各種導(dǎo)電膏，或僅在任意的方向具有導(dǎo)電性的各向異性導(dǎo)電膏，或?qū)⑵湫纬蔀槠瑺畹牟牧系?，代替焊錫4。
圖2(b)示出電極存在于上面即引線架2的相反側(cè)的2個(gè)部位的發(fā)光二極管芯片的安裝例。發(fā)光二極管芯片1的上面的電極1a、1b由連接線5a、5b分別電連接于引線架2的一方側(cè)2a和另一側(cè)2b(1對(duì)的引線架)。另外，發(fā)光二極管芯片1用焊錫4固定于引線架2的一方側(cè)2a。該場(chǎng)合的發(fā)光二極管芯片1的固定不需要導(dǎo)電性，所以，也可使用沒有導(dǎo)電性的粘接劑代替焊錫4。
圖2(c)示出電極存在于下面即引線架2側(cè)的2個(gè)部位的發(fā)光二極管芯片。下面的電極1a、1b分別由焊錫4a、4b電連接于引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b并固定。
在圖1中，作為一例，示出電極處于下面的2個(gè)部位、它們由焊錫4安裝于引線架2的圖2(c)的形式。下面，在其它實(shí)施例也包含的說(shuō)明中，主要以圖2(c)的安裝形式為例，但只要沒有事先說(shuō)明，也可使用圖2(a)、(b)、(c)所示的所有的發(fā)光二極管芯片安裝方式。圖2(a)、(b)、(c)的安裝方式即使引線架的間隙寬也可安裝，容易安裝，可進(jìn)行可靠性高的安裝。另一方面，圖2(c)的安裝方式也被稱為倒裝片安裝，需要使引線架的間隙小到發(fā)光二極管的芯片尺寸或其以下，但可進(jìn)行從發(fā)光層的散熱性高的安裝，發(fā)光效率、可靠性優(yōu)良。
另外，在圖1中，引線架2的表面積相同，但當(dāng)使用紅色、綠色、藍(lán)色的發(fā)光二極管時(shí)，紅色的溫度依存性特別大，當(dāng)溫度高時(shí)，與綠色、藍(lán)色相比，效率急劇下降，所以，通過(guò)增大紅色的發(fā)光二極管芯片連接的引線架的表面積，從而可使散熱特性良好，防止效率下降。
引線架2通過(guò)對(duì)厚0.1mm～3.0mm左右的金屬平條或存在厚壁部分和薄壁部分的異形條進(jìn)行沖裁或腐蝕加工而形成。其材料使用銅或以銅為主成分的合金或鐵鎳合金等。發(fā)光二極管芯片由于投入電力的大部分成為熱，另外，該熱使發(fā)光效率下降，所以，從發(fā)光效率、可靠性考慮，最好盡可能地使用導(dǎo)熱系數(shù)大的銅或以銅為主成分的合金。另外，通過(guò)在安裝發(fā)光二極管芯片1的部分的引線架2的表面鍍銀或鍍金，從而可提高安裝的可靠性。
另外，通過(guò)形成這樣的鍍層，當(dāng)發(fā)光二極管芯片1的放射光入射到引線架2時(shí)，具有高效率地反射、提高照明裝置的光利用效率的效果。這種鍍層存在全面鍍層或線狀鍍層、點(diǎn)狀鍍層等，它們都可使用。在以下的本發(fā)明的說(shuō)明中，包含其它實(shí)施例在內(nèi)，除了事先說(shuō)明的場(chǎng)合外，不區(qū)別引線架表面的鍍層的有無(wú)地進(jìn)行說(shuō)明。另外，同樣，引線架的平面形狀只要沒有事先說(shuō)明，以最簡(jiǎn)化的長(zhǎng)方形為基本形狀進(jìn)行以后的說(shuō)明，但當(dāng)然也可由此外的形狀形成引線架。
透明密封劑3可利用各種透明樹脂，可通過(guò)注射模、轉(zhuǎn)移模、澆灌、各種印刷法等形成，最好透射率高，具有耐熱性、耐光性，透濕性低。另外，將其形狀形成為凸面或凹面的透鏡形狀，有效地使發(fā)光二極管芯片放射的光聚光或發(fā)散，高效率地組合一體配置在透明密封劑3內(nèi)、發(fā)出不同顏色的光的多個(gè)發(fā)光二極管芯片，進(jìn)行混色使其出射。
另外，也可在透明密封劑中混入折射率不同的串珠，提高擴(kuò)散性，提高均勻性和從發(fā)光二極管芯片的光的取出效率，也可層疊含有擴(kuò)散串珠的透明密封劑和不含有透明密封劑地使用。下面，在本發(fā)明的說(shuō)明中，包含其它實(shí)施例在內(nèi)，說(shuō)明按單層使用透明密封劑的例子，但也可使用上述的所有透明密封劑。
按照實(shí)施例1，如上述那樣，由透明密封劑密封不同的3色(紅色、綠色、藍(lán)色)的發(fā)光二極管，而且串聯(lián)4個(gè)相同顏色的發(fā)光二極管芯片，從而可容易地進(jìn)行顏色的混色，提高照明光的特性的均勻性，并且，用于各色的控制的控制電路可簡(jiǎn)化。另外，在實(shí)施例1中，由于綠色的發(fā)光二極管芯片的效率低，所以，配置2個(gè)綠色的發(fā)光二極管芯片，用透明密封劑密封，因此，也可同時(shí)控制引線架22和23。
在實(shí)施例1中，串聯(lián)了4個(gè)相同顏色的發(fā)光二極管芯片，但如增大該數(shù)，則可相應(yīng)地提高明亮度，不增加控制電路，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)成的簡(jiǎn)化。然而，當(dāng)增加串聯(lián)數(shù)時(shí)，即使有1個(gè)安裝不合格，光源單元都不合格，其損害增大，所以，最好串聯(lián)小于等于10個(gè)。
在示于圖1或圖2(c)的發(fā)光二極管芯片的安裝方式，即發(fā)光二極管芯片1的電極存在于下面2個(gè)部位的電極配置中，各下面電極由焊錫電連接并固定于引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b。這樣在下面存在2個(gè)電極的發(fā)光二極管芯片1的安裝，成為發(fā)光二極管芯片1自身跨過(guò)1組的引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b的狀態(tài)。為此，引線架2的一方側(cè)2a與另一方側(cè)2b的間隙最好盡可能地狹窄，但考慮加工精度時(shí)，引線架2的一方側(cè)2a與另一方側(cè)2b的間隙盡可能大時(shí)容易制造。
圖3為說(shuō)明圖2(c)所示發(fā)光二極管芯片的安裝方式的另一例的上面示意圖。電極存在于下面2個(gè)部位的電極配置的發(fā)光二極管芯片1如圖3(a)所示那樣，使該發(fā)光二極管芯片1的底面(與引線架相對(duì)的一側(cè))的對(duì)角方向相對(duì)引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b平行，而且電極1a、1b分別重合于引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b進(jìn)行連接地安裝，這樣，即使降低引線架2的加工精度或發(fā)光二極管芯片1安裝時(shí)的定位精度，也可實(shí)現(xiàn)所期望的安裝。
另外，如圖3(b)所示那樣，將引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b的相對(duì)邊緣形成為V形(例如頂角約270度)和倒V形(例如頂角為90度)，與圖3(a)同樣地安裝發(fā)光二極管芯片1，使對(duì)角方向平行于引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b，而且電極1a、1b分別位于引線架2的一方側(cè)2a和另一方側(cè)2b上地安裝。
圖4為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例2的說(shuō)明圖。圖4(a)為上面圖，圖4(b)為沿圖4(a)的B-B′線的截面圖。實(shí)施例2的光源單元在上述實(shí)施例1的構(gòu)成中增加了反射模7。本發(fā)明的光源單元70可由反射模7按良好的效率朝前面出射發(fā)光二極管芯片1的放射光。另外，如反射模7使用擴(kuò)散反射的材質(zhì)，則具有可良好地對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管芯片1的光進(jìn)行混色的效果。
反射模7可使用由樹脂或陶瓷形成的?；蛟诟鞣N金屬制環(huán)的底面進(jìn)行了絕緣處理的模，另外，也可使用在其表面通過(guò)蒸鍍、電鍍、濺鍍等形成金屬薄膜、提高反射率的模。在引線架2的至少接觸于透明密封劑3的部分形成銀鍍層8。通過(guò)形成鍍層8，從而具有可按高反射率對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管芯片1的光或來(lái)自反射模7的擴(kuò)散光、反射光進(jìn)行反射、高效率地利用光的效果。在這里，反射模7與引線架2一體化，注射模、轉(zhuǎn)移模等制作，最好具有耐熱性、耐光性，透濕性低，光吸收小。
圖5為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例3的說(shuō)明圖，與沿圖4(a)的B-B′線的截面圖相當(dāng)。實(shí)施例3的光源單元上面圖與圖4(a)同樣。實(shí)施例3的光源單元70在實(shí)施例2的構(gòu)成中增大引線架2的安裝發(fā)光二極管芯片2的部分的板厚。這樣，具有使由發(fā)光二極管芯片1發(fā)生的熱更有效地逸出到引線架2的效果。即使將該引線架2的構(gòu)成適用于實(shí)施例1，也可獲得同樣的效果。在實(shí)施例3中，由于發(fā)光二極管芯片1的安裝位置比反射模7的底面高，所以，具有使光有效地射到反射模7而朝上面(與引線架2相反側(cè))反射的效果。另外，考慮到制造的余量(margin)等，由于反射模7的底面(與鍍層8接觸的面的發(fā)光二極管芯片側(cè)端部)不能消除厚度，所以，對(duì)提高光利用效率有效。
圖6為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例4的說(shuō)明圖，與沿圖4(a)的B-B′線的截面圖相當(dāng)。實(shí)施例4的光源單元上面圖與圖4(a)同樣。在實(shí)施例3中，通過(guò)增大引線架2的安裝部分的厚度，使發(fā)光二極管芯片1的安裝位置比反射模7的底面高，但在實(shí)施例4中，如圖6所示那樣，朝反射模7側(cè)折曲引線架2的發(fā)光二極管芯片1的安裝位置，提高發(fā)光二極管芯片1的安裝位置。由該構(gòu)成，也可獲得使光有效地射到反射模7、使其朝上面方向反射的效果。
圖7為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例5的說(shuō)明圖，圖7(a)為上面圖，圖7(b)為沿圖7(a)的B-B′線的截面圖。實(shí)施例5的光源單元70在上述實(shí)施例2的構(gòu)成中增加了反射模7、絕緣層9、散熱基板30。實(shí)施例5的光源單元70可由反射模7按良好的效率朝前面出射發(fā)光二極管芯片1的放射光。另外，如反射模7使用擴(kuò)散反射的材質(zhì)，則具有可良好地對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管芯片1的光進(jìn)行混色的效果。
反射模7可使用由樹脂或陶瓷形成的?；蛟诟鞣N金屬制環(huán)的底面進(jìn)行了絕緣處理的模，另外，也可使用在其表面通過(guò)蒸鍍、電鍍、濺鍍等形成金屬薄膜、提高了反射率的模。在引線架2的至少接觸于透明密封劑3的部分形成銀鍍層8。通過(guò)形成鍍層8，從而具有可利用銀鍍層8按高反射率對(duì)來(lái)自發(fā)光二極管芯片1的光或來(lái)自反射模7的擴(kuò)散光、反射光進(jìn)行反射、高效率地利用光的效果。
另外，在引線架2的下面設(shè)有絕緣層9，在絕緣層9的下面安裝散熱基板30。在這里，散熱基板30采用導(dǎo)熱系數(shù)大的金屬或陶瓷制的基板時(shí)，由發(fā)光二極管芯片1發(fā)生的熱按良好的效率散失到散熱基板30，所以，可抑制隨著發(fā)光二極管芯片1的溫度上升而產(chǎn)生的發(fā)光效率下降，具有可效率良好地利用光的效果。
另外，通過(guò)對(duì)散熱基板30的底面進(jìn)行微細(xì)加工，增加表面積，從而可提高散熱特性，提高發(fā)光效率。另外，在散熱基板30使用陶瓷那樣的絕緣性基板的場(chǎng)合，絕緣層當(dāng)然也可沒有。
圖8為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例6的說(shuō)明圖，與沿圖7(a)的B-B′線的截面圖相當(dāng)。在實(shí)施例6中，與實(shí)施例5不同之點(diǎn)在于，增大了引線架2的安裝發(fā)光二極管芯片1的部分的板厚。實(shí)施例6具有使由發(fā)光二極管芯片1發(fā)生的熱更有效地散失到引線架2的效果。增大該板厚的構(gòu)成對(duì)使用均勻的板厚的引線架的實(shí)施例都可適用。
另外，由于發(fā)光二極管芯片1的安裝位置比反射模7的底面高，所以，具有使光有效地射到反射模7而朝上面方向反射的效果。另外，考慮到制造的余量等，由于反射模7的底面(與銀鍍層8接觸的面的發(fā)光二極管芯片側(cè)端部)不能消除厚度，所以，對(duì)提高光利用效率有效。在實(shí)施例6中，通過(guò)增大引線架2的安裝部分的厚度，從而使發(fā)光二極管芯片1的安裝位置比反射模7的底面高，但如圖6那樣通過(guò)引線架2的折曲加工等提高安裝位置，當(dāng)然也可獲得同樣的效果。
圖9為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例7的說(shuō)明圖。圖9(a)、(b)示出上面，圖9(b)的一部分示出截面，另外，圖9(c)示出沿圖9(a)的C-C′線的截面圖。實(shí)施例7的光源單元70具有4個(gè)發(fā)光二極管芯片1、4組引線架2、透明密封劑3、及反射模7。另外，發(fā)光二極管芯片1的安裝面形成銀(Ag)鍍層8。另外，在這里為了提高銀鍍層與反射模7的緊密接觸性，采用條狀的局部鍍層。
在實(shí)施例7中，與實(shí)施例1不同的引線架2的配線圖形采用同色可串聯(lián)地按偶數(shù)個(gè)成為線對(duì)稱的配線。引線架2通過(guò)按長(zhǎng)條連續(xù)地制作多個(gè)光源單元，從而可提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)大幅度的成本降低。另外，在圖9中，引線架2作為4組示出，但考慮紅色、綠色、藍(lán)色的發(fā)光二極管芯片的安裝，只要大于等于3組，則沒有問題。
另外，實(shí)施例7的光源單元70為了提高反射模7與引線架2的緊密接觸性、提高可靠性，如圖9(c)所示那樣，通過(guò)在各部分設(shè)置折曲部分2A，從而可形成抗偏移和應(yīng)力的能力強(qiáng)的構(gòu)成。反射模7與引線架2一體化，可由注射模、轉(zhuǎn)移模等制作，最好具有耐熱性、耐光性，透濕性低，光吸收小。除此以外，適用上述各實(shí)施例，可獲得同樣的效果。
圖10為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例8的說(shuō)明圖。圖8(a)、(b)示出上面，圖8(b)的一部分示出截面。實(shí)施例8與實(shí)施例7的不同之點(diǎn)在于，僅在反射模7的光出射部分(開口部分)配置反射型偏振片51。作為反射型偏振片51，可使用日東電工制PCF，該日東電工制PCF使用各向異性和各向同性的多層疊層膜，例如3M公司制的DBEF，或膽甾醇聚合物薄膜。通過(guò)使用反射型偏振片51，從而使從發(fā)光二極管芯片1輸出的無(wú)偏振的出射光入射到反射型偏振片51。
另一方面，直線偏振光(或圓偏振光)透射，另一方的直線偏振光(或圓偏振光)受到反射，返回到發(fā)光二極管芯片1側(cè)，但由反射模7消除偏振后，再次入射到反射型偏振片51。通過(guò)使其反復(fù)進(jìn)行，可出射效率良好的偏振光。反射型偏振片51當(dāng)大面積制作時(shí)，異物、缺陷等問題發(fā)生的概率高，面積單價(jià)增大。因此，如實(shí)施例8那樣，僅將其配置到開口部分，所以，反射型偏振片的面積可較小，可大幅度降低成本。除此以外，適用上述實(shí)施例1～5，可獲得同樣的效果。
圖11為本發(fā)明光源單元的實(shí)施例9的說(shuō)明圖，與沿圖9(a)的C-C′線的截面圖相當(dāng)。實(shí)施例9與上述實(shí)施例不同之點(diǎn)在于，透明密封劑3成為擴(kuò)散層3A與透明層3B的2層構(gòu)造。通常的透明密封劑的折射率為1.5左右，通過(guò)在該透明密封劑中混入折射率高的透明微粒子，從而可提高擴(kuò)散性，提高均勻性和從發(fā)光二極管的光的取出效率。
在實(shí)施例9中，在發(fā)光二極管芯片1側(cè)配置擴(kuò)散層3A，用透明層3B覆蓋其上，提高光取出效率。另外，發(fā)光二極管芯片1的基板或發(fā)光層的折射率大于等于2，另外，發(fā)光二極管芯片1通常為長(zhǎng)方體，所以，不能按全反射出射的光較多，難以提高光取出效率。為了解決這一問題，在實(shí)施例9中，在發(fā)光二極管芯片1側(cè)的透明密封劑中混入折射率高的透明微粒子形成擴(kuò)散層3A，在該擴(kuò)散層3A，上述全反射條件被破壞，從發(fā)光二極管芯片1的光取出效率提高。
雖然混入的透明微粒子的折射率最好大于等于2，但如大于等于1.6，則具有充分的效果。通過(guò)這樣將透明密封劑3形成為2層構(gòu)造，從而可提高均勻性，提高光利用效率，同時(shí)，如可由3B的透明層確保耐濕性，則擴(kuò)散層3A不考慮其性能地提高取出效率，所以，可選擇折射率高的材料。而且，除上述構(gòu)成以外，其它與上述各實(shí)施例相同，可在實(shí)施例9的效果的基礎(chǔ)上增加上述各實(shí)施例的效果。
圖12為說(shuō)明使用本發(fā)明光源單元的照明裝置和使用該照明裝置的顯示裝置的實(shí)施例的透視圖。照明裝置40以在上述各實(shí)施例中說(shuō)明的光源單元70為單位，將其排列多個(gè)，配置隔有間隙的擴(kuò)散板或棱鏡片等光學(xué)構(gòu)件群50。
然后，在該照明裝置40上配置非發(fā)光型顯示板60，構(gòu)成顯示裝置。由于在非發(fā)光型顯示板60的內(nèi)面(背面)配置照明裝置40，所以，也將照明裝置40稱為背光燈。
為了提高從光源單元70出射的光的均勻性，在非發(fā)光型顯示板60側(cè)與光源單元70隔有間隙地配置擴(kuò)散板或?yàn)榱颂岣吖獾亩ㄏ蛐远渲美忡R片。非發(fā)光型顯示板60對(duì)各像素任意地控制來(lái)自處于背面的照明裝置40的光的透射和隔斷，從而可顯示任意的圖像和文字。非發(fā)光型顯示板60通過(guò)控制來(lái)自照明裝置40的光的透射光量，從而對(duì)圖像進(jìn)行可視顯示。
作為實(shí)施例10的非發(fā)光型顯示板60，按其顯示模式例示，具有液晶顯示模式(液晶顯示板)、電泳顯示模式(電泳顯示板)、電致變色顯示模式(電致變色顯示板)、電子粉流體顯示模式(電子粉流體顯示裝置)等，此外，可利用所有自身不發(fā)光的透射型的顯示模式。
另外，光學(xué)構(gòu)件群50單獨(dú)或適當(dāng)組合利用擴(kuò)散板、反射板、棱鏡片、偏振反射板等，使得可獲得任意的定向性或光均勻性。作為更為理想的場(chǎng)合，通過(guò)在光源單元的光出射部分以外配置反射板，從而可再利用來(lái)自光學(xué)構(gòu)件群的反射光，可提高光利用效率。另外，在顯示裝置設(shè)有照明裝置驅(qū)動(dòng)電路，使得可對(duì)各色的行獨(dú)立地控制明亮度。
實(shí)施例10的顯示裝置使用多個(gè)(M行×N列為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù))在上述各實(shí)施例中說(shuō)明的光源單元作為照明裝置，所以，可按低成本制造照明裝置，進(jìn)而具有降低顯示裝置整體的成本的效果。另外，與過(guò)去的使用熒光管的照明裝置相比，發(fā)光二極管的開·關(guān)的響應(yīng)速度快，要提高顯示裝置的動(dòng)畫特性。另外，特別是在將發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色的光的發(fā)光二極管用作照明裝置、構(gòu)成顯示裝置的場(chǎng)合，與過(guò)去的使用熒光管的照明裝置相比，顏色再現(xiàn)范圍寬，可提供非常鮮明的顯示。另外，發(fā)光二極管由于不包含水銀，所以，具有環(huán)境優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。
下面參照?qǐng)D12說(shuō)明實(shí)施例11的構(gòu)成。基本構(gòu)成與實(shí)施例10相同，如在實(shí)施例10說(shuō)明的那樣，發(fā)光二極管芯片由于開·關(guān)的響應(yīng)速度快，所以，有利于動(dòng)畫特性的提高。具體地說(shuō)，如圖12的光源單元的行方向401～408那樣，朝縱向?qū)庠磫卧M(jìn)行8分割驅(qū)動(dòng)，控制發(fā)光。即，非發(fā)光型顯示板60也由線掃描(掃描信號(hào))顯示圖像，所以，在根據(jù)掃描信號(hào)使非發(fā)光型顯示板60的光透射狀態(tài)穩(wěn)定后，依次從401到408使發(fā)光二極管進(jìn)行工作滾動(dòng)(duty scroll)，從而可獲得更鮮明的動(dòng)畫圖像。
下面參照?qǐng)D12說(shuō)明實(shí)施例12的構(gòu)成。基本構(gòu)成與實(shí)施例10、實(shí)施例11相同。顯示裝置具有檢測(cè)明亮度的光傳感器411或檢測(cè)溫度的溫度傳感器412的一方或雙方。從光傳感器411或上述溫度傳感器412的一方或雙方的輸出輸入到明亮度控制電路413。明亮度控制電路413根據(jù)光傳感器411或上述溫度傳感器412的一方或雙方的輸出控制照明裝置驅(qū)動(dòng)電路，按各色的行獨(dú)立地進(jìn)行明亮度控制。
明亮度控制電路413可使得與非發(fā)光型顯示板60的每行的掃描信號(hào)同步地對(duì)上述每行控制照明裝置40的明亮度。發(fā)光二極管芯片由于芯片間的偏差及溫度帶來(lái)的明亮度變化明顯，所以，如實(shí)施例12那樣，在照明裝置40內(nèi)配置光或溫度傳感器，根據(jù)從傳感器的輸出，如圖12所示光源單元的行方向401～408那樣在縱向進(jìn)行8分割，通過(guò)PM調(diào)制控制發(fā)光強(qiáng)度，從而即使環(huán)境變化，也可將明亮度、顏色變化保持一定。
在上述各實(shí)施例中，將2維地平面配置了光源單元的照明裝置40作為重合到非發(fā)光型顯示板60的背面的所謂的正下型背光燈，說(shuō)明了使用該背光燈的顯示裝置。然而，本發(fā)明不限于此，也可使用與實(shí)施例同樣的多色的發(fā)光二極管芯片作為1維排列的光源，形成將其組合到導(dǎo)光板的所謂的側(cè)緣型背光燈。
權(quán)利要求
1.一種光源單元，具有發(fā)光二極管芯片、引線架、及透明密封劑；其特征在于至少具有大于等于3組的上述引線架，在上述各引線架上串聯(lián)多個(gè)同色的發(fā)光二極管芯片，用上述透明密封劑一體密封至少不同的3色或3色以上的上述發(fā)光二極管芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于在串聯(lián)了多個(gè)同色的上述發(fā)光二極管芯片的上述引線架的端部，具有折曲部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于上述發(fā)光二極管芯片由紅色、綠色、藍(lán)色這樣3色構(gòu)成，連接了紅色的發(fā)光二極管芯片的引線架的表面積比連接了其它顏色的發(fā)光二極管芯片的引線架的表面積大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于在用透明密封劑密封上述至少不同的3色或3色以上的上述發(fā)光二極管芯片的周圍，形成使來(lái)自上述發(fā)光二極管芯片的光出射到前方的反射模。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源單元，其特征在于在由上述反射模包住的上述引線架的一部分，具有折曲部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光源單元，其特征在于在上述發(fā)光二極管芯片的光放射部分配置反射型偏振片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于安裝了上述發(fā)光二極管芯片的上述引線架的、搭載了該發(fā)光二極管芯片的部分的厚度比其它部分厚。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于安裝了上述發(fā)光二極管芯片的上述引線架的、搭載了該發(fā)光二極管芯片的部分的高度比其它部分高。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于上述引線架由銅或以銅為主材料的合金制成，而且，在上述引線架的至少上述發(fā)光二極管芯片的安裝部分，形成銀或以銀為主材料的鍍層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于上述透明密封劑大于等于2層，至少接觸于上述發(fā)光二極管芯片的一側(cè)的上述透明密封劑具有包含折射率不同的微粒子的散射性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光源單元，其特征在于在具有上述散射性的透明密封劑中含有的微粒子的折射率大于等于1.6。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于上述發(fā)光二極管芯片的2個(gè)電極分別處于同一面，朝上述引線架側(cè)將上述電極安裝于該引線架。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于上述發(fā)光二極管芯片的上述2個(gè)電極分別處于不同的面，將處于與上述引線架相反側(cè)的面的電極用導(dǎo)線連接于上述引線架。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于上述引線架隔著絕緣層粘貼于金屬基板。
15.一種照明裝置，其特征在于將權(quán)利要求1所述的光源單元按M行×N列排列，在上述光源單元的光出射側(cè)隔開空隙配置擴(kuò)散板，其中，M、N為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù)。
16.一種照明裝置，其特征在于將權(quán)利要求1所述的光源單元按M行×N列排列，在上述光源單元的光出射側(cè)隔開空隙配置擴(kuò)散板，在上述光源單元的光出射部分以外配置反射板，其中，M、N為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù)。
17.一種照明裝置，其特征在于將權(quán)利要求1所述的光源單元按M行×N列排列，在上述光源單元的光放射側(cè)隔開空隙配置擴(kuò)散板，在上述光源單元的光放射部分以外配置反射板，其中，M、N為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù)。
18.一種照明裝置，其特征在于將權(quán)利要求1所述的光源單元按M行×N列排列，在上述光源單元的光放射側(cè)隔開空隙配置擴(kuò)散板，在上述光源單元的光放射部分以外配置反射板，同色的上述發(fā)光二極管芯片在上述每行全部串聯(lián)，獨(dú)立地進(jìn)行明亮度控制，其中，M、N為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù)。
19.一種照明裝置，其特征在于將權(quán)利要求1所述的光源單元按M行×N列排列，在上述光源單元的光放射側(cè)隔開空隙配置擴(kuò)散板，在上述光源單元的光放射部分以外配置反射板，同色的上述發(fā)光二極管芯片在上述每行全部串聯(lián)，其中，M、N為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù)，按上述發(fā)光二極管芯片的各色通過(guò)PM調(diào)制控制進(jìn)行明亮度控制。
20.一種照明裝置，其特征在于將權(quán)利要求1所述的光源單元按M行×N列排列，在上述光源單元的光放射側(cè)隔開空隙配置擴(kuò)散板，在上述光源單元的光放射部分以外配置反射板，同色的上述發(fā)光二極管芯片在上述每行全部串聯(lián)，其中，M、N為大于等于1的整數(shù)，至少一方為大于等于2的整數(shù)，而且，具有檢測(cè)明亮度的光傳感器或檢測(cè)溫度的溫度傳感器的一方或雙方，具有根據(jù)從上述光傳感器或上述溫度傳感器的一方或雙方的輸出，按各色的上述行獨(dú)立地進(jìn)行明亮度控制的明亮度控制電路。
21.一種顯示裝置，其特征在于具有非發(fā)光型圖像顯示板和處于上述非發(fā)光型圖像顯示板的背面的、權(quán)利要求15與所述的照明裝置，上述非發(fā)光型圖像顯示板通過(guò)控制來(lái)自上述照明裝置的光的透射光量而可視地顯示圖像。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其特征在于上述明亮度控制電路與上述各行的掃描信號(hào)同步地按上述各行控制上述照明裝置的明亮度，上述各行的掃描信號(hào)用于控制來(lái)自上述照明裝置的光的透射光量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用多個(gè)多色的發(fā)光二極管芯片、成本低、光利用效率高而且厚度小、均勻性高的白色光源單元、使用該光源單元的照明裝置、及使用該照明裝置的圖像顯示裝置。構(gòu)成具有發(fā)光二極管芯片(1)、引線架(2)、及透明密封劑(3)的光源單元。在大于等于3組的引線架串聯(lián)多個(gè)同色的發(fā)光二極管芯片(1)，用透明密封劑一體地密封至少不同的3色或3色以上的發(fā)光二極管(1)。
文檔編號(hào)F21S4/00GK1783485SQ20051011603
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者檜山郁夫, 金子浩規(guī), 田中俊明, 山本恒典, 紺野哲豐, 近藤克己, 赤星晴夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器