JP2006286908A - 発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置 - Google Patents
発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006286908A JP2006286908A JP2005104501A JP2005104501A JP2006286908A JP 2006286908 A JP2006286908 A JP 2006286908A JP 2005104501 A JP2005104501 A JP 2005104501A JP 2005104501 A JP2005104501 A JP 2005104501A JP 2006286908 A JP2006286908 A JP 2006286908A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitting diode
- light emitting
- light
- liquid crystal
- crystal display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
【課題】 複数色の発光ダイオードから同じ放射特性で光を放射させることを可能にする発光ダイオードモジュールを提供する。
【解決手段】 少なくとも2色以上の発光ダイオード10B,10G,10Rを有して成り、各発光ダイオード10B,10G,10Rから発光した光がそれぞれ独立して放射され、かつ各発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rが、略垂直方向に積層されている発光ダイオードモジュール20を構成する。
【選択図】 図1
【解決手段】 少なくとも2色以上の発光ダイオード10B,10G,10Rを有して成り、各発光ダイオード10B,10G,10Rから発光した光がそれぞれ独立して放射され、かつ各発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rが、略垂直方向に積層されている発光ダイオードモジュール20を構成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数色の発光ダイオードを備えて成る発光ダイオードモジュールに係わる。また、この発光ダイオードモジュールをバックライト光源に使用したカラー液晶表示装置に係わる。
発光ダイオード(LED)を含む発光素子は、光スペクトルの特定の領域にピーク波長を有する光を発生させることができるよく知られた固体デバイスである。
この発光ダイオードは、典型的には、照明器、表示器及びディスプレイとして使用されている。
この発光ダイオードは、典型的には、照明器、表示器及びディスプレイとして使用されている。
また近年、青色光を効率的に放射することができる窒化ガリウム(GaN)系の発光ダイオードが開発され、その用途も大きく拡大している。
特に、窒化ガリウム系の発光ダイオードが発する青色光を変換して、より長波長の光を発生させるものも多く流通している(例えば、特許文献1参照)。これらは、可視光の青色光を発光するサファイア基板上に形成された窒化ガリウム系半導体から成る発光素子と、この発光素子からの青色光を吸収し、補色となる黄色が発光可能なCeで付活されたYAG蛍光体とを組み合わせることによって、白色発光を得ており、従来よりも演色性の高い光を発光させることが可能となっている。
しかしながら、上述した白色発光る発光ダイオード(いわゆる白色LED)をカラー液晶表示装置のバックライト光源として使用した場合には、蛍光体の発光帯域が非常にブロードであるため、カラー液晶表示装置のカラーフィルタによってカットされる波長帯域が非常に大きくなってしまう、という問題点があった。
さらに、赤色の発色が弱いため、液晶を通過した光の色域が狭くなり、色再現性に欠ける、という問題点があった。
さらに、赤色の発色が弱いため、液晶を通過した光の色域が狭くなり、色再現性に欠ける、という問題点があった。
上述の問題を解決する方法として、例えば、光の3原色であるR,G,Bそれぞれの発光をする3つの半導体発光素子を横に並べて、これらの半導体発光素子を単一のモジュール内に搭載することが考えられる。
しかしながら、このような構成とすると、半導体発光素子がそれぞれ有限の大きさを有しているため、半導体発光素子を平面的に近接して配置したとしても、その上部にあるレンズとの位置関係がそれぞれ異なるため、放射特性(放射角と強度の分布等)が各色(R,G,B)で異なってくる。
このように各色の放射特性が異なる発光ダイオードモジュールを、液晶表示装置のバックライト光源として用いた場合、本来均一な白色発光をすべきところが色が分かれてしまい、表示画像とは無関係な色が表示されてしまう、という問題があった。
上述した問題の解決のために、本発明においては、複数色の発光ダイオードから同じ放射特性で光を放射させることを可能にする発光ダイオードモジュールを提供するものである。また、この発光ダイオードモジュールをバックライト光源に使用したカラー液晶表示装置を提供するものである。
本発明の発光ダイオードモジュールは、少なくとも2色以上の発光ダイオードを有して成り、各発光ダイオードから発光した光がそれぞれ独立して放射され、かつ各発光ダイオードのチップが略垂直方向に積層されているものである。
また、本発明のカラー液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、このカラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成り、バックライト光源が、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有する上記本発明の発光ダイオードモジュール(即ち、各発光ダイオードから発光した光がそれぞれ独立して放射され、かつ各発光ダイオードのチップが略垂直方向に積層されている発光ダイオードモジュール)を備えて成るものである。
上述の本発明の発光ダイオードモジュールの構成によれば、少なくとも2色以上の発光ダイオードを有して成り、各発光ダイオードから発光した光がそれぞれ独立して放射され、かつ各発光ダイオードのチップが略垂直方向に積層されていることにより、各発光ダイオードの水平方向の位置が揃えられており、各発光ダイオードから発光した光を、ほぼ平行な方向に揃えることが可能になる。これにより、2色以上の発光ダイオードの出射光をほぼ均一に混合することができる。
また、上述の本発明のカラー液晶表示装置の構成によれば、バックライト光源が、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有する上記本発明の発光ダイオードモジュールを備えているため、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードからの光を均一に混合して、均一な白色光が得られる。これにより、前述した色が分かれる問題を解決することができ、カラー液晶表示装置において、表示すべき画像と対応した色を表示することができる。
上述の本発明の発光ダイオードモジュールによれば、2色以上の発光ダイオードの出射光をほぼ均一に混合することができるため、混合して得られる光を良好な放射特性とすることができる。
また、本発明のカラー液晶表示装置によれば、発光ダイオードの色域の広さを活かして色域を広くすることができると共に、バックライト光源内での混色が容易になり、高い表示特性を実現することができる。
本発明は、複数色(少なくとも2色以上)の発光ダイオードから成る発光ダイオードモジュールにおいて、各発光ダイオードから発光した光がそれぞれ独立して放射され、かつ各発光ダイオードのチップが略垂直方向に積層されていることを特徴とする。
このような構成とすることにより、各発光ダイオードの水平方向の位置が揃えられており、各発光ダイオードから発光した光を、ほぼ平行な方向に揃えることが可能になるため、2色以上の発光ダイオードの出射光をほぼ均一に混合することができる。
従って、混合して得られる光を良好な放射特性とすることができる。
このような構成とすることにより、各発光ダイオードの水平方向の位置が揃えられており、各発光ダイオードから発光した光を、ほぼ平行な方向に揃えることが可能になるため、2色以上の発光ダイオードの出射光をほぼ均一に混合することができる。
従って、混合して得られる光を良好な放射特性とすることができる。
この発光ダイオードモジュールにおいて、各発光ダイオードチップが、それぞれ光学多層膜による反射面を有するベースの中央部に配置されている構成とすることもできる。
このような構成としたときには、各発光ダイオードのチップから出射した光が、光学多層膜による反射面で反射して、反射した後の光を光軸がほぼ同じで、ほぼ平行な方向に揃えることが可能になる。そして、この場合、反射面を使用しない構成と比較して、上層の発光ダイオードのチップ内を通過する光の割合を少なくすることができるため、チップ内を通過する際の減衰がなく、効率よく出射光を利用することができる。
このような構成としたときには、各発光ダイオードのチップから出射した光が、光学多層膜による反射面で反射して、反射した後の光を光軸がほぼ同じで、ほぼ平行な方向に揃えることが可能になる。そして、この場合、反射面を使用しない構成と比較して、上層の発光ダイオードのチップ内を通過する光の割合を少なくすることができるため、チップ内を通過する際の減衰がなく、効率よく出射光を利用することができる。
この発光ダイオードモジュールにおいて、さらに、反射面の光学多層膜が、対応するベースの中央部に配置された発光ダイオードの発光波長帯域の光のみを反射する構成とすることもできる。
このような構成としたときには、反射面の光学多層膜は、下層側に積層されたチップからの光を透過して、対応するベースに配置された発光ダイオードからの光を反射するので、反射した光と透過した光をそれぞれ上方に放射することができる。
このような構成としたときには、反射面の光学多層膜は、下層側に積層されたチップからの光を透過して、対応するベースに配置された発光ダイオードからの光を反射するので、反射した光と透過した光をそれぞれ上方に放射することができる。
この発光ダイオードモジュールにおいて、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有して成り、これらの発光ダイオードの積層順序が、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオードの順に上層に配置されている構成とすることもできる。
このような構成としたときには、下層に配置された発光ダイオードからの光が、上層に配置された発光ダイオードのチップ内を透過するので、このチップ内を透過する光も利用することが可能になる。
このような構成としたときには、下層に配置された発光ダイオードからの光が、上層に配置された発光ダイオードのチップ内を透過するので、このチップ内を透過する光も利用することが可能になる。
本発明の一実施の形態として、発光ダイオードモジュールの概略構成図を図1に示す。
この発光ダイオードモジュール20は、上面が凹面形状となっているベース基板16の上に、3原色(青B・緑G・赤R)の発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rがそれぞれ1個ずつ設けられた構造が、3つ積層されて構成されている。
それぞれの発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rから発光した光L1,L2,L3は、それぞれ独立して放射される。
この発光ダイオードモジュール20は、上面が凹面形状となっているベース基板16の上に、3原色(青B・緑G・赤R)の発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rがそれぞれ1個ずつ設けられた構造が、3つ積層されて構成されている。
それぞれの発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rから発光した光L1,L2,L3は、それぞれ独立して放射される。
各ベース基板16の間の領域17は、透明材料(樹脂等)により充填されている、或いは、中空になっている。
そして、発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rを備えたベース基板16全体がケース18に収納されている。
なお、図1では、ケース18の上面を平面としているが、レンズ形状の凸曲面或いは凹曲面としてもよい。
なお、図1では、ケース18の上面を平面としているが、レンズ形状の凸曲面或いは凹曲面としてもよい。
ここで、図1の発光ダイオードモジュール20の青色Bの発光ダイオードのチップ10Bに対応する1色分(青色発光モジュール)の構成を図2及び図3に示す。図2は斜視図であり、図3は図2のA−A´における断面図である。
図2及び図3に示すように、ベース基板16は、ベースフィルム13の表面(上面)側にダイクロイックミラー12が形成され、ベースフィルム13の裏面(下面)側に透明配線14が形成され、さらに透明配線14を覆って絶縁材15が形成されて成る。
ダイクロイックミラー12は、青色の波長帯域を反射し、それ以外の波長帯域の可視光線を透過する特性とする。
また、透明配線14には、通常透明電極等に使用される材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)を使用することができる。
絶縁材15には、透明な絶縁材料、例えばアクリル樹脂を使用する。
ダイクロイックミラー12は、青色の波長帯域を反射し、それ以外の波長帯域の可視光線を透過する特性とする。
また、透明配線14には、通常透明電極等に使用される材料、例えばITO(インジウム錫酸化物)を使用することができる。
絶縁材15には、透明な絶縁材料、例えばアクリル樹脂を使用する。
青色Bの発光ダイオードのチップ10Bは、ベース基板16の凹面の中心部に設けられている。そして、好ましくは、ベース基板16の凹面の中心軸と、発光ダイオードチップ10Bからの放射光の光軸とが略一致するように配置する。
また、青色Bの発光ダイオードのチップ10Bは、ベース基板16内を貫通して透明配線14に達するスタッドバンプ11を介して、透明配線14と電気的に接続されている。これにより、透明配線14を通じてチップ10Bに電圧が供給される。
また、青色Bの発光ダイオードのチップ10Bは、ベース基板16内を貫通して透明配線14に達するスタッドバンプ11を介して、透明配線14と電気的に接続されている。これにより、透明配線14を通じてチップ10Bに電圧が供給される。
なお、緑色Gの発光ダイオードのチップ10Gに対応する緑色発光モジュール及び赤色Rの発光ダイオードのチップ10Rに対応する赤色発光モジュールも、青色Bの発光代オードのチップ10Bに対応する青色発光モジュールと同様の構成とされる。
ただし、緑色発光ダイオードでは、ダイクロイックミラーを、緑色の波長帯域を反射し、それ以外の波長帯域の可視光線を透過する特性とする。
また、赤色発光ダイオードでは、ダイクロイックミラーを、赤色の波長帯域を反射し、それ以外の波長帯域の可視光線を透過する特性とするか、或いはダイクロイックミラーの代わりに単なる反射ミラーとする。
ただし、緑色発光ダイオードでは、ダイクロイックミラーを、緑色の波長帯域を反射し、それ以外の波長帯域の可視光線を透過する特性とする。
また、赤色発光ダイオードでは、ダイクロイックミラーを、赤色の波長帯域を反射し、それ以外の波長帯域の可視光線を透過する特性とするか、或いはダイクロイックミラーの代わりに単なる反射ミラーとする。
そして、3色の発光モジュールを、下層から、赤色Rの発光ダイオードのチップ10Rに対応する赤色発光モジュール、緑色Gの発光ダイオードのチップ10Gに対応する緑色発光モジュール、青色Bの発光ダイオードのチップ10Bに対応する青色発光モジュールの順に積層して、ケース18に収納することにより、図1に示す発光ダイオードモジュール20を構成することができる。
ベース基板16の透明配線14は、図1に示す接点19によりケース18内の配線(図示せず)と接続され、外部から透明配線14を通じて、発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rに電圧が供給される。
ベース基板16の透明配線14は、図1に示す接点19によりケース18内の配線(図示せず)と接続され、外部から透明配線14を通じて、発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rに電圧が供給される。
このとき、各色の発光ダイオードのチップ10R,10G,10Bは、発光面に対して略垂直に並ぶように位置合わせされた配置となっている。
また、3枚のベース基板16は、その上面(ダイクロイックミラー12)の曲面の曲率が同等となっている。
これにより、図1にそれぞれ矢印で示す、青色Bの発光ダイオードのチップ10Bからの出射光L1と、緑色Gの発光ダイオードのチップ10Gからの出射光L2と、赤色Rの発光ダイオードのチップ10Rからの出射光L3とが、それぞれベース基板16のダイクロイックミラーで反射されて、ほぼ平行で光軸がほぼ揃った光になる。
また、3枚のベース基板16は、その上面(ダイクロイックミラー12)の曲面の曲率が同等となっている。
これにより、図1にそれぞれ矢印で示す、青色Bの発光ダイオードのチップ10Bからの出射光L1と、緑色Gの発光ダイオードのチップ10Gからの出射光L2と、赤色Rの発光ダイオードのチップ10Rからの出射光L3とが、それぞれベース基板16のダイクロイックミラーで反射されて、ほぼ平行で光軸がほぼ揃った光になる。
なお、図1に示した光線L1,L2,L3は、チップ10B,10G,10Rから放射される光の一例を示したものであり、実際にはチップ10B,10G,10Rの中心軸から外側へ向かうように放射される。
また、各色の発光ダイオードのチップ10B,10G,10Rは、チップ10B,10G,10Rの上方向よりも横方向に主として放射する放射特性を有するように構成することが望ましい。
このように構成すれば、ベース基板16の凹面の曲率をそれほど大きくしなくても、上方に光を反射させることができる。
このように構成すれば、ベース基板16の凹面の曲率をそれほど大きくしなくても、上方に光を反射させることができる。
本実施の形態の発光ダイオードモジュール20の構成によれば、各色の発光ダイオードのチップ10R,10G,10Bを、略垂直方向に並ぶように、3色の発光モジュールを積層していることにより、3色の放射特性をほぼ同じ特性に揃えることができる。
これにより、均一な白色発光が得られる。
これにより、均一な白色発光が得られる。
従って、例えば液晶表示装置のバックライト光源に用いた場合には、色が分かれることを防いで表示画像に対応した色を表示することができ、発光ダイオードの広い色域を有する特徴を充分に生かして、広い色域を表示することができる。また、バックライト光源内での混色も容易になり、色再現範囲も広くなるため、高い表示特性を実現することができる。
本実施の形態の発光ダイオードモジュール20は、例えば以下のようにして製造することができる。
まず、ベースフィルム13の表面側に、青色の波長帯域を反射し、それ以外の可視光は透過するダイクロイックミラー12を形成する。
次に、ベースフィルム13の裏面に、例えばITO(インジウム錫酸化物)から成る透明配線14を形成する。
これらダイクロイックミラー12及び透明配線14は、好適にはスパッタリング法を用いて形成される。
さらに、ベースフィルム13の裏面側の透明配線14を覆って、絶縁材15を形成して、ベース基板16を作製する。
次に、ベースフィルム13の裏面に、例えばITO(インジウム錫酸化物)から成る透明配線14を形成する。
これらダイクロイックミラー12及び透明配線14は、好適にはスパッタリング法を用いて形成される。
さらに、ベースフィルム13の裏面側の透明配線14を覆って、絶縁材15を形成して、ベース基板16を作製する。
次に、ベース基板16の中央部に、青色に発光する半導体発光素子のチップ10Bを、スタッドバンプ11を介して透明配線14と電気的に接続できるようにマウントする。
その後、加熱処理によって、ダイクロイックミラー12の成型を行い、凹面形状とする。これにより、青色発光用モジュールが形成される。
その後、加熱処理によって、ダイクロイックミラー12の成型を行い、凹面形状とする。これにより、青色発光用モジュールが形成される。
また、赤色、緑色についても、青色と同様の製造工程を経ることにより、各色のモジュールを形成する。製造工程が同様であるため、詳細な説明は省略する。
こうしてそれぞれ形成した各色のモジュールを積層して、ケース18に収納する。このとき、接点19によりベース基板の透明配線14とケース18内の配線とを接続する。
このようにして、図1に示した発光ダイオードモジュール20を製造することができる。
こうしてそれぞれ形成した各色のモジュールを積層して、ケース18に収納する。このとき、接点19によりベース基板の透明配線14とケース18内の配線とを接続する。
このようにして、図1に示した発光ダイオードモジュール20を製造することができる。
上述の実施の形態の発光ダイオードモジュール20を、バックライト光源に用いて、例えば、以下に示すようなカラー液晶表示装置を構成することができる。
カラー液晶表示装置の概略構成図(分解斜視図)を図4に示す。
このカラー液晶表示装置100は、透過型のカラー液晶表示装置であり、透過型のカラー液晶表示パネル110と、このカラー液晶表示パネル110の背面側に設けられたバックライト装置140とからなる。
カラー液晶表示装置の概略構成図(分解斜視図)を図4に示す。
このカラー液晶表示装置100は、透過型のカラー液晶表示装置であり、透過型のカラー液晶表示パネル110と、このカラー液晶表示パネル110の背面側に設けられたバックライト装置140とからなる。
なお、図示しないが、カラー液晶表示装置100に、地上波や衛星波を受信するアナログチューナー、デジタルチューナーといった受信部、この受信部で受信した映像信号、音声信号をそれぞれ処理する映像信号処理部、音声信号処理部、音声信号処理部で処理された音声信号を出力するスピーカといった音声信号出力部等を備えていてもよい。
透過型のカラー液晶表示パネル110は、ガラス等で構成された2枚の透明な基板(TFT基板111、対向電極基板112)を互いに対向配列させ、その間隙に、例えば、ツイステッドネマチック(TN)液晶を封入した液晶層113を設けた構成となっている。TFT基板111には、マトリックス状に配列された信号線114と、走査線115と、この信号線114、走査線115の交点に配列されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ116と、画素電極117とが形成されている。薄膜トランジスタ116は、走査線115により、順次選択されると共に、信号線114から供給される映像信号を、対応する画素電極117に書き込む。一方、対向電極基板112の内表面には、対向電極118及びカラーフィルタ119が形成されている。このカラーフィルタ119は、各画素に対応した複数のセグメントに分割されている。
カラー液晶表示装置100は、このような構成の透過型のカラー液晶表示パネル110を2枚の偏光板131,132で挟み、バックライト装置140により背面側から白色光を照射した状態で、アクティブマトリックス方式で駆動することによって、所望のフルカラー映像を表示させることができる。
バックライト装置140は、カラー液晶表示パネル110を背面側から照明する。図4に示すように、バックライト装置140は、光源(図5参照)と、光源から出射された光を白色光へと混色するための光学フィルタ(図示せず)とを設けたバックライト筐体部120と、拡散板141と、拡散板141上に重ねて配列される拡散シート142、プリズムシート143、偏光変換シート144といった光学機能シート群145とを備えた構成となっている。
拡散板141は、バックライト筐体部120から出射された光を内部拡散させることで、面発光における輝度の均一化を行う。
一般に、光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能等を備えたシートで構成されており、バックライト装置140から面発光された光をカラー液晶表示パネル110の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。従って、光学機能シート群145の構成は、上述した拡散シート142、プリズムシート143、偏光変換シート144に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。
バックライト装置140は、カラー液晶表示パネル110を背面側から照明する。図4に示すように、バックライト装置140は、光源(図5参照)と、光源から出射された光を白色光へと混色するための光学フィルタ(図示せず)とを設けたバックライト筐体部120と、拡散板141と、拡散板141上に重ねて配列される拡散シート142、プリズムシート143、偏光変換シート144といった光学機能シート群145とを備えた構成となっている。
拡散板141は、バックライト筐体部120から出射された光を内部拡散させることで、面発光における輝度の均一化を行う。
一般に、光学機能シート群は、例えば、入射光を直交する偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能等を備えたシートで構成されており、バックライト装置140から面発光された光をカラー液晶表示パネル110の照明に最適な光学特性を有する照明光に変換するために設けられている。従って、光学機能シート群145の構成は、上述した拡散シート142、プリズムシート143、偏光変換シート144に限定されるものではなく、様々な光学機能シートを用いることができる。
図5に、バックライト筐体部120内の概略構成図を示す。この図5に示すように、バックライト筐体部120は、図1に示した発光ダイオードモジュール20を光源として用いている。
そして、図1に示した発光ダイオードモジュール20において、例えば、赤色Rの発光ダイオードのチップ10Rで発光される赤色光、緑色Gの発光ダイオードのチップ10Gで発光される緑色光、青色Bの発光ダイオードのチップ10Bで発光される青色光のピーク波長は、それぞれ640nm、530nm、450nm程度とされる。
なお、赤色光と青色光のピーク波長は、それぞれ640nmから長波長側へ、450nmから短波長側へシフトしてもよい。このようにピーク波長を、長波長側、短波長側へシフトさせると、色域を広げることができるため、カラー液晶表示パネルに表示させる画像の色再現範囲を拡大することができる。
そして、図1に示した発光ダイオードモジュール20において、例えば、赤色Rの発光ダイオードのチップ10Rで発光される赤色光、緑色Gの発光ダイオードのチップ10Gで発光される緑色光、青色Bの発光ダイオードのチップ10Bで発光される青色光のピーク波長は、それぞれ640nm、530nm、450nm程度とされる。
なお、赤色光と青色光のピーク波長は、それぞれ640nmから長波長側へ、450nmから短波長側へシフトしてもよい。このようにピーク波長を、長波長側、短波長側へシフトさせると、色域を広げることができるため、カラー液晶表示パネルに表示させる画像の色再現範囲を拡大することができる。
発光ダイオードモジュール20を、図5に示すように、基板22上に列状に複数配列させることで、発光ダイオードユニット21n(nは、自然数。)が形成される。
バックライト筐体部120内への発光ダイオードユニット21nの配列の仕方は、図5に示すように、発光ダイオードユニット21nの長手方向が、水平方向となるように配列してもよいし、図示しないが、発光ダイオードユニット21nの長手方向が垂直方向となるように配列してもよいし、両者を組み合わせても良い。
なお、発光ダイオードユニット21nの長手方向を、水平方向或いは垂直方向とするように配列する手法は、従来までのバックライト装置の光源として利用していたCCFL(冷陰極管)の配列の仕方と同じになるため、蓄積された設計ノウハウを利用することができ、コストの削減や、製造までに要する時間を短縮することができる。
バックライト筐体部120の内壁面120aは、発光ダイオードモジュール20から発光された光の利用効率を高めるために反射加工がなされた反射面となっている。
バックライト筐体部120内への発光ダイオードユニット21nの配列の仕方は、図5に示すように、発光ダイオードユニット21nの長手方向が、水平方向となるように配列してもよいし、図示しないが、発光ダイオードユニット21nの長手方向が垂直方向となるように配列してもよいし、両者を組み合わせても良い。
なお、発光ダイオードユニット21nの長手方向を、水平方向或いは垂直方向とするように配列する手法は、従来までのバックライト装置の光源として利用していたCCFL(冷陰極管)の配列の仕方と同じになるため、蓄積された設計ノウハウを利用することができ、コストの削減や、製造までに要する時間を短縮することができる。
バックライト筐体部120の内壁面120aは、発光ダイオードモジュール20から発光された光の利用効率を高めるために反射加工がなされた反射面となっている。
そして、このカラー液晶表示装置100は、バックライト装置140の光源として、図1に示した発光ダイオードモジュール20を使用していることにより、発光ダイオードモジュール20により均一な白色発光が得られるので、色が分かれることを防いで表示画像に対応した色を表示することができ、発光ダイオードの広い色域を有する特徴を充分に生かして、広い色域を表示することができる。また、バックライト光源内での混色も容易になり、色再現範囲も広くなるため、高い表示特性を実現することができる。
上述の実施の形態の発光ダイオードモジュール20では、3原色の発光ダイオード(R,G,B)をそれぞれ1個ずつ積層してモジュールを構成したが、その他の構成にも本発明を適用することができる。
本発明は、発光ダイオードの発光色が複数ある構成であれば適用可能であり、複数の発光色の組み合わせは限定されず、例えば上記の3原色から2色を選定したり、可視光線の他の帯域の発光色を有する発光ダイオードを含む組み合わせとしたりしても構わない。また、各発光色の発光ダイオードは1個ずつに限らず、一部又は全ての発光色の発光ダイオードを複数個積層してもよい。
本発明は、発光ダイオードの発光色が複数ある構成であれば適用可能であり、複数の発光色の組み合わせは限定されず、例えば上記の3原色から2色を選定したり、可視光線の他の帯域の発光色を有する発光ダイオードを含む組み合わせとしたりしても構わない。また、各発光色の発光ダイオードは1個ずつに限らず、一部又は全ての発光色の発光ダイオードを複数個積層してもよい。
なお、複数色の発光ダイオードの積層順序は、発光波長の短いものほど上層に配置することが望ましい。
これは、発光波長の長い順に上層に配置すると、発光波長の短い発光ダイオードからの光が発光波長の長い発光ダイオードのチップ内を透過しないため、その分放射光が減少してしまう等の理由による。なお、この放射光の減少が無視できる量である場合には、積層順序は問わない。
図1に示した実施の形態でも、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードの積層順序が、発光波長の短い順、即ち青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオードの順に上層に配置されている。
これは、発光波長の長い順に上層に配置すると、発光波長の短い発光ダイオードからの光が発光波長の長い発光ダイオードのチップ内を透過しないため、その分放射光が減少してしまう等の理由による。なお、この放射光の減少が無視できる量である場合には、積層順序は問わない。
図1に示した実施の形態でも、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードの積層順序が、発光波長の短い順、即ち青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオードの順に上層に配置されている。
また、積層する発光ダイオードのチップは、チップの大きさ及び水平位置を全く同一にすることが理想的であるが、光軸をほぼ揃えた各色の光を混合により均一な光(例えば白色光)とすることができる限りは、チップの大きさや位置に若干のずれがあっても構わない。
さらに、上述の実施の形態の発光ダイオードモジュール20では、ベース基板16の上面が凹曲面になっていて、反射面としてダイクロイックミラー12が形成された構成であったが、本発明では、ベース基板の上面に反射面が形成されている構成に限定されるものではない。
例えば、各発光ダイオードのチップが横方向よりも上方向に多く光を出射する構成として、平板状の透明なベース基板上に発光ダイオードのチップを配置した発光モジュールを積層させて、反射面を経ないで直接出射させることも可能である。この場合も、各発光ダイオードからの出射光をほぼ平行に揃えて均一な混色を行うことができる。
例えば、各発光ダイオードのチップが横方向よりも上方向に多く光を出射する構成として、平板状の透明なベース基板上に発光ダイオードのチップを配置した発光モジュールを積層させて、反射面を経ないで直接出射させることも可能である。この場合も、各発光ダイオードからの出射光をほぼ平行に揃えて均一な混色を行うことができる。
反射面で反射させて出射させる構成とした場合には、反射面を経ないで直接出射させる構成とした場合と比較して、各発光ダイオードの出射光の光軸の位置もほぼ揃えることができ、また上層に積層された発光ダイオードのチップ内を通過する光の割合を少なくしてチップ内の通過による損失を低減した分、光の利用効率を向上することができる利点を有する。
なお、本発明の発光ダイオードモジュールは、図4及び図5に示したようなカラー液晶表示装置のバックライトの光源に限らず、その他照明装置等の幅広い範囲の機器の光源として利用することができる。
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
10B 青色の発光ダイオードのチップ、10G 緑色の発光ダイオードのチップ、10R 赤色の発光ダイオードのチップ、11 スタッドバンプ、12 ダイクロイックミラー、13 ベースフィルム、14 透明配線、15 絶縁材、16 ベース基板、18 ケース、20 発光ダイオードモジュール、100 カラー液晶表示装置、110 カラー液晶表示パネル、120 バックライト筐体部、140 バックライト装置
Claims (5)
- 少なくとも2色以上の発光ダイオードを有して成り、
各前記発光ダイオードから発光した光がそれぞれ独立して放射され、
かつ各前記発光ダイオードのチップが略垂直方向に積層されている
ことを特徴とする発光ダイオードモジュール。 - 各前記発光ダイオードのチップは、それぞれ光学多層膜による反射面を有するベースの中央部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードモジュール。
- それぞれの前記反射面の前記光学多層膜は、対応する前記ベースの中央部に配置された前記発光ダイオードの発光波長帯域の光のみを反射する構成であることを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオードモジュール。
- 赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有して成り、これらの発光ダイオードの積層順序が、上層から青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、赤色発光ダイオードの順に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードモジュール。
- カラーフィルタを備えた透過型のカラー液晶表示パネルと、
前記カラー液晶表示パネルを背面側から照明する液晶表示用バックライト光源とから成るカラー液晶表示装置であって、
赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを有して成り、各発光ダイオードから発光した光がそれぞれ独立して放射され、かつ各発光ダイオードのチップが略垂直方向に積層されている発光ダイオードモジュールを備えて、前記バックライト光源が構成されている
ことを特徴とするカラー液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005104501A JP2006286908A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005104501A JP2006286908A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006286908A true JP2006286908A (ja) | 2006-10-19 |
Family
ID=37408485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005104501A Pending JP2006286908A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006286908A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101569209B1 (ko) * | 2014-05-27 | 2015-11-13 | 주식회사 디닷 | 영상디스플레이 백라이트 구조 |
JP2018533223A (ja) * | 2015-11-10 | 2018-11-08 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品 |
-
2005
- 2005-03-31 JP JP2005104501A patent/JP2006286908A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101569209B1 (ko) * | 2014-05-27 | 2015-11-13 | 주식회사 디닷 | 영상디스플레이 백라이트 구조 |
JP2018533223A (ja) * | 2015-11-10 | 2018-11-08 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | ガラス材料を含むキャリアおよびオプトエレクトロニクス半導体部品を備える組み立て品 |
US10651346B2 (en) | 2015-11-10 | 2020-05-12 | Osram Oled Gmbh | Assembly including a carrier having a glass material and an optoelectronic semiconductor component |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8066418B2 (en) | Lighting device and display device | |
JP4935004B2 (ja) | 表示装置 | |
US7447416B2 (en) | Light emitting assembly, backlight unit and display having the same | |
JP4539851B2 (ja) | バックライトモジュール、および表示装置 | |
US7690805B2 (en) | Lighting device, and liquid crystal display device using same | |
US20060181866A1 (en) | Multi-chip light emitting diode unit, and backlight unit and liquid crystal display device employing the same | |
US20050146652A1 (en) | Light source device including a planar light source having a single, substantially continuous light emission area and display device incorporating the light source device | |
KR101694191B1 (ko) | 하나 이상의 광원을 구비한 광파이프를 사용하여 휘도를 증가시키기 위한 리사이클링 시스템 및 방법, 및 이를 포함하는 프로젝터 | |
US8425043B2 (en) | Projector having a plurality of optical devices with a purality of optical modulators | |
US8049838B2 (en) | Direct light type backlight unit and color filterless liquid crystal display apparatus employing the same | |
KR20100103697A (ko) | 광 다중화기 및 재활용기와 이를 포함하는 마이크로 프로젝터 | |
JP2010507134A (ja) | Led照明器用フィルタ | |
JP2005107181A (ja) | バックライト装置、液晶表示装置 | |
JP2004118205A (ja) | 波長変換発光デバイスを用いるカラーlcdのバックライト | |
JP2009157276A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2008227423A (ja) | 光源装置及び液晶表示装置 | |
JP2006310640A (ja) | 発光ダイオード、バックライト装置及び液晶表示装置 | |
JP2006228576A (ja) | バックライト装置及び液晶表示装置 | |
JP4844443B2 (ja) | 照明装置及び表示装置 | |
EP4062100A1 (en) | Polarizing edge coupled light in backlight | |
US20060285037A1 (en) | Apparatus for mixing light beams and backlight module having the same | |
JP2006228575A (ja) | 発光ダイオード素子、バックライト装置及び液晶表示装置 | |
JP6713498B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2006286908A (ja) | 発光ダイオードモジュール、カラー液晶表示装置 | |
JP2006284906A (ja) | バックライト装置及び液晶表示装置 |