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発明の名称 側面発光型LEDパッケージ及びこれを用いたバックライトユニット
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−27761(P2007−27761A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2006−197053(P2006−197053)
出願日 平成18年7月19日(2006.7.19)
代理人 【識別番号】100104156
【弁理士】
【氏名又は名称】龍華 明裕
発明者 ソン、ヨン ジャエ / ロウ、ジャエ キ / ホン、ソン ジャエ / ベク、ジョン ファン / キム、チャン ウク
要約 課題
光損失を最小化して高輝度で出射することが可能な側面発光型LEDパッケージ及びこれを用いたバックライトユニットが提供される。

解決手段
LEDチップから側方向に光を出射する側面発光型LEDパッケージにおいて、電極が形成されたリードフレーム、上記リードフレーム上のLEDチップ、上記リードフレームとLEDチップを覆う射出物からなり、非対称になっている本体及び上記本体の一側に形成され上向光を下向させる反射延長部、を含む側面発光型LEDパッケージとこれを用いたバックライトユニットを提供する。これにより、光を出射するLEDチップを内蔵している本体の上部角に反射延長部を形成して光の外部漏出を効果的に遮断することにより高輝度の発光を成し得る改善された効果が得られる。
特許請求の範囲
【請求項1】
LEDチップから側方向に光を出射する側面発光型LEDパッケージにおいて、
電極が形成されたリードフレームと、
前記リードフレーム上のLEDチップと、
前記リードフレームとLEDチップを覆う射出物からなり、非対称になっている本体と、
前記本体の一側に形成され上向光を下向にする反射延長部と
を含むことを特徴とする側面発光型LEDパッケージ。
【請求項2】
前記反射延長部は前記本体の内側空間を形成する上部角に突出形成され下部角より長く形成されることを特徴とする請求項1に記載の側面発光型LEDパッケージ。
【請求項3】
前記反射延長部は反射層が形成されたものであることを特徴とする請求項2に記載の側面発光型LEDパッケージ。
【請求項4】
前記反射延長部がLEDパッケージの空間を形成する上部角全体にわたって形成され前記内側空間から出射される光が上部側に漏出されることを全て遮断することを特徴とする請求項1に記載の側面発光型LEDパッケージ。
【請求項5】
LEDチップからの光を用いてLCDを照明するバックライトユニットにおいて、
前記LEDチップが内蔵され、前記LEDチップを覆う本体には上向光を下向にする反射延長部を形成したLEDパッケージと、
前記LEDパッケージからの光を案内する導光板と、
前記導光板を通じ移動する光をLCD全面に反射する反射板と
を含むことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項6】
前記導光板はその上部側に拡散板、プリズムシート及び液晶パネルを積層構造でさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のバックライトユニット。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は光損失を最小化して高輝度で出射することが出来る側面発光型LEDパッケージ及びこれを用いたバックライトユニットに関するものとして、より詳細には光を出射するLEDチップを内蔵している本体の上部角に反射延長部を形成して光の外部漏出を効果的に遮断することにより高輝度の発光を成し得るよう改善された側面発光型LEDパッケージ及びこれを用いたバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
現在LCDバックライトユニット(LCD BLU)の光源としてLEDパッケージの使用量が次第に増加されつつある。このようなLCDバックライトユニット用として使われる高出力LEDパッケージ(High Power LED Package)200は図1に図示された通り、射出物からなっている本体210の内側空間210aにLEDチップ212とリードフレーム214が内蔵され、上記射出物本体210の内側空間210aには反射層220が形成され、上記空間210aは透明な樹脂230が充填される。
【0003】
そして、このようなLEDチップ212を内蔵している本体210はその断面が図2に図示された通り、上下対称型の構造であることが分かる。このような従来のLEDパッケージ200は図3に図示されたようなバックライトユニット300に装着して適用するとLEDチップ212の総光源の20〜30%程度のみ導光板(Light Guide Panel)310へ伝達され、この光が導光板310を通じ点光源から面光源へと変わり液晶パネル320へ光を送ることとなる。このような状態で残りの約70〜80%の光は外部に損失されてしまうのである。
【0004】
このような従来のLEDパッケージ200を適用したバックライトユニット300が図3に図示されている。
【0005】
このようなバックライトユニット300が適用される液晶表示装置(LCD)は自体に光源がないためこのようなバックライトユニット300を照明装置として使用し、バックライトユニット300はLCDを後方から照明することとなる。
【0006】
上記のような従来の技術によるバックライトユニット300はLEDパッケージ200を具備し、その一側には導光板310と反射板312、拡散板314、一対のプリズムシート316と液晶パネル320等を含む。
【0007】
そして、上記LEDパッケージ200から導光板310に入射された光を反射板312によって上部の液晶パネル320へ反射させLCDにバックライト照明を提供する。
【0008】
これをさらに詳しくみると、上記のような従来のLEDパッケージ200は光を発散するLEDチップ212と、このLEDチップ212を安着させながら電源を提供するリードフレーム214及び、これを内部に収容する射出物である本体210を具備し、上記本体210の内部空間210aに満たされた透明樹脂230を含む。
【0009】
上記LEDチップ212から発生した光は図3に図示された通り、導光板310の中に出射されその中で回りながら反射板312上に形成されたドットパターン(Dots Pattern)312aにぶつかると上方に反射され拡散板314及びプリズムシート316を通じ液晶パネル320へ到達する。
【0010】
この際、上記LEDパッケージ200は導光板310と予め定められた間隔をおいて配置されるべき構造的な結合関係によって、光がLEDパッケージ200から導光板310に入る時その一部が導光板310の外に漏れ出、光量が減ってしまう。特に、LEDパッケージ200からの光が導光板310側に出る場合、この光は内部反射層220によって上下に分散され、このような光のうちLCDの光源として効果的に利用されるためにはその光が反射板312によって反射され液晶パネル320へ進行されるべきであるが、上記LEDパッケージ200から出る光のうち上方に出射される光(P)は反射板312側へ到達できない。
【0011】
従って、従来のLEDパッケージ200はそこから出る光の約70〜80%に該当する部分が導光板310側へ伝達されず、相当部分が外部に損失される問題点を有する。即ち、図4に図示された通り、LEDパッケージ200から導光板310へ出射される光の指向角を検査してみるとLEDパッケージ200の水平中心(H)を基準に上下においてほぼ同一である。これは図2から上記LEDパッケージ200の本体210が水平中心(H)を基準に上下対称型に形成されるため、LEDパッケージ200から導光板310側へ出射される光は20〜30%程度のみ導光板110(Light Guide Panel)310側へ出射され、残り70〜80%の光源は導光板310の上部側に向いて外部に損失される。
【0012】
このように光の損失が多い従来のLEDパッケージ200とこれを用いたバックライトユニット300は高輝度を出せないようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は上記のような従来の問題点を解消するためのものとして、LEDチップから発生する光の損失を最小化して導光板(Light Guide Panel)側に提供することにより、光損失を最小化して高輝度を出すことが可能な側面発光型LEDパッケージ及びこれを用いたバックライトユニットを提供することにその目的がある。
【0014】
そして、本発明はLEDパッケージから導光板に入る時の光の下向指向角を増加させ多量の光が反射板に向うようにし、導光板の光拡散体に最大限光を集め高輝度でLCDを照明することが可能な側面発光型LEDパッケージ及びこれを用いたバックライトユニットを提供することにもその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記のような目的を達成するため本発明は、LEDチップから側方向に光を出射する側面発光型LEDパッケージにおいて、
電極が形成されたリードフレームと、
上記リードフレーム上のLEDチップと、
上記リードフレームとLEDチップを覆う射出物からなり、非対称になっている本体と、
上記本体の一側に形成され上向光を下向にする反射延長部と
を含むことを特徴とする側面発光型LEDパッケージを提供する。
【0016】
そして、本発明は上記反射延長部は上記本体の内側空間を形成する上部角に突出形成され下部角より長く形成されることを特徴とする側面発光型LEDパッケージを提供する。
【0017】
また、本発明は上記反射延長部は反射層が形成されたものであることを特徴とする側面発光型LEDパッケージを提供する。
【0018】
さらに、本発明は上記反射延長部がLEDパッケージの空間を形成する上部角の全体にわたって形成され上記内側空間から出射される光が上部側に漏出されることを全て遮断することを特徴とする側面発光型LEDパッケージを提供する。
【0019】
また、本発明は上記のような目的を達成するため、LEDチップからの光を用いてLCDを照明するバックライトユニットにおいて、
上記LEDチップが内蔵され、上記LEDチップを覆う本体には上向光を下向にする反射延長部を形成したLEDパッケージと、
上記LEDパッケージからの光を案内する導光板と、
上記導光板を通じ移動する光をLCD全面に反射する反射板と
を含むことを特徴とするバックライトユニットを提供する。
【0020】
そして、本発明は上記導光板の上部側に拡散板、プリズムシート及び液晶パネルを積層構造としてさらに含むことを特徴とするバックライトユニットを提供する。
【発明の効果】
【0021】
本発明によると、LEDチップから発生する光の損失を最小化して導光板(Light Guide Panel)に提供することにより外部への光損失を最小化して高輝度を出すことが出来る効果が得られる。
【0022】
そして、本発明はLEDパッケージから導光板に入る時の光の下向指向角を増加させ多量の光が反射板に向うようにし、導光板の光拡散体で最大限光を集めることにより高輝度を成すことが可能な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照にさらに詳細に説明する。
本発明の一実施例による側面発光型LEDパッケージ1は図5及び図6に図示された通り、電極が形成されたリードフレーム14上にLEDチップ12が形成され、上記リードフレーム14とLEDチップ12を覆うよう射出物からなり、非対称になっている本体10を具備する。
【0024】
上記本体10はその上部角が下部角より長く前方側、即ち以後説明されるバックライトユニット100の導光板110側に延長され反射延長部40を形成する。
【0025】
即ち、上記反射延長部40は上記本体10の内側空間12aを形成する上部角から突出形成され下部角より長く導光板110側に向けて形成されるもので、これは本体10の成形時に一体で成形可能なものである。
【0026】
このような反射延長部40はLEDパッケージ1の空間12aを形成する上部角全体長さにわたって形成され上記内側空間12aから出射される光が上部側へ漏出されることを全て遮断する。
【0027】
また、本実施例は上記リードフレーム14とLEDチップ12らが内蔵される本体10の空間12aを形成する内側面に反射層20を形成したものである。上記空間120aには透明な樹脂30が充填される。
【0028】
このような反射層20は反射率の高い材料を膜形態で適用して形成する。使用可能な材料としては金属と反射性塗料などがある。
【0029】
上記反射層20を形成する金属としては90%以上の高い反射率を有する高反射率の金属、例えばAg、Al、Au、Cu、Pd、Pt、Rd及びこれらの合金を単独または複合的に使用することが出来る。そして反射層20の厚さは1,000Å以上、さらに好ましくは3,000Åないし1μmの厚さに形成すれば良い。また、好ましくは蒸着を通じ反射層を形成することが可能である。蒸着方法としてはスパッタリング(sputtering)と電子ビーム工法を使用することが可能である。
【0030】
上記スパッタリング工法はスパッタリングガスを真空雰囲気になっているチャンバー(未図示)の中に注入して反射層20を形成しようとするターゲット物質と衝突させプラズマを生成した後、これを本体10の内面にコーティングさせることが可能である。
【0031】
一方、このような高反射率金属で反射層20を形成しない場合には反射性塗料を塗布させることが可能である。反射性塗料としては80ないし90%の反射率を有する酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、炭酸カルシウム(CaCo)等の反射材料が単独または混合され含有されたものを使用することが可能である。
【0032】
このような反射材料は接着剤と共に溶媒に希釈してパッケージ1の本体10の該当部分に塗布して反射層20を形成することが可能である。この際、反射材料は10ないし50wt%の濃度、好ましくは20ないし30wt%の濃度で希釈して塗布することが可能で、塗布方法にはスプレー及びローラ等を用いて塗布することが可能である。
【0033】
このように形成した反射層20は本実施例の反射延長部40に同様に適用されLEDチップ12からの光を下方に反射させる。
【0034】
また、本実施例は上記のようにLEDチップ12が内蔵され、上記LEDチップ12を覆う本体10に反射延長部40を形成したLEDパッケージ1が光源として使用されるバックライトユニット100を提供する。
【0035】
本実施例によるバックライトユニット100は図7に図示された通り、一側には上記LEDパッケージ1が位置され、その一側には上記LEDパッケージ1からの光を案内する導光板110が具備される。そして、上記導光板110の下部には上記導光板110を通じて移動する光をLCDの全面に反射する反射板112を含む構造である。
【0036】
また、本実施例によるバックライトユニット100は上記導光板110の上部側に拡散板114と一対のプリズムシート116及び液晶パネル120等を含むことが可能である。
【0037】
従って、本実施例のバックライトユニット100は上記LEDパッケージ1から導光板110に入射された光を上部の液晶パネル120へ送りLCDにバックライト照明を提供する。即ち、上記LEDチップ12から発生した光は導光板110の中に入る過程で外部に、特に上部側に損失されることなく大部分導光板110側に入射される。
【0038】
このような場合、本実施例のLEDパッケージ1は図8に図示された通り、導光板110に出射される光の指向角を検査してみるとLEDパッケージ1の水平中心(H)を基準に下部側に光が集められている。即ち、本実施例は図6に図示された通り、上記LEDパッケージ1の本体10が水平中心(H)を基準に上部側に長く突出され、下部側が短い非対称型に形成されるため、LEDパッケージ1から導光板110側に出射される光は大部分下向して反射板112側に向うようになり、液晶パネル120側に反射される。
【0039】
上記のように構成された本実施例による側面発光型LEDパッケージ1及びこれを用いたバックライトユニット100はLEDチップ12を内蔵する射出物からなる本体10の上部側角に反射延長部40を形成し、このような反射延長部40は上記本体10の内側空間12aを形成する上部角から下部角より長く導光板110側に突出形成されたものであるため上記LEDチップ12から発生した光は導光板110の中に入る過程で光が外部に、特に上部側に損失されず大部分導光板110側に流入される。
【0040】
そして、上記導光板110では光がその中で回りながら導光板110の下部側に位置された反射板112のドットパターン112aにぶつかると上方に反射され導光板110の上部側に配置された拡散板114及びプリズムシート116らを通過し、液晶パネル120を通じて外部に出射されることによりLCDを高輝度で照明させる。
【0041】
従って、本実施例によると、LEDパッケージ1から出射される光が大部分導光板110の下部側に出射されるため外部への損失が最小化され高輝度、高出力のLEDパッケージ1とバックライトユニット100を提供する。
【0042】
上記から本発明は特定の実施例に関して図示され説明したが、これは単なる例示で本発明を説明するため記載されたもので、本発明をこのような特定構造に制限することではない。当業界において通常の知識を有している者であれば以下の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変形できることが分かる。しかし、このような修正及び変形構造らは全て本発明の権利範囲内に含まれることを明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】従来の技術による側面発光型LEDパッケージを図示した平断面図である。
【図2】従来の技術による側面発光型LEDパッケージを図示した側断面図である。
【図3】従来の技術による側面発光型LEDパッケージを具備したバックライトユニットの動作関係を示した分解図である。
【図4】従来の技術による側面発光型LEDパッケージから出射される光の指向角の特性を検出して示したグラフ図である。
【図5】本発明の一実施例による側面発光型LEDパッケージを図示した平断面図である。
【図6】本実施例による側面発光型LEDパッケージを図示した側断面図である。
【図7】本実施例による側面発光型LEDパッケージを具備したバックライトユニットの動作関係を示した分解図である。
【図8】本実施例による側面発光型LEDパッケージから出射される光の指向角の特性を検出して示したグラフ図である。
【符号の説明】
【0044】
1 本発明の実施例の側面発光型LEDパッケージ
10 本体
12 LEDチップ
14 リードフレーム
20 反射層
30 透明樹脂
40 反射延長部
100 バックライトユニット
110 導光板
112 反射板
114 拡散板
116 プリズムシート
120 液晶パネル
200 従来のLEDパッケージ(High Power LED Package)
210 本体
212 LEDチップ
214 リードフレーム
220 反射層
230 透明樹脂
300 バックライトユニット
310 導光板(Light Guide Panel)
312 反射板
314 拡散板
316 一対のプリズムシート
320 液晶パネル
H LEDパッケージの水平中心




 

 


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