JP2008028005A - Light-emitting diode module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤と緑と青(以下、「RGB」とよぶ)の発光ダイオードを用いた液晶ディスプレイ用の発光ダイオードモジュールに関する。 The present invention relates to a light emitting diode module for a liquid crystal display using red, green and blue (hereinafter referred to as “RGB”) light emitting diodes.
発光ダイオードモジュールが使用される従来の液晶用バックライトとしては、図5A〜図5Cに示される導光板(52a、52b、52c)を用いた方式や、導光板が不要な図6A〜図6Cに示される直下型方式のものが知られている。これらの方式では、発光ダイオードモジュールの基板上に発光ダイオードのみが実装されている。 As a conventional liquid crystal backlight using a light emitting diode module, a method using the light guide plates (52a, 52b, 52c) shown in FIGS. 5A to 5C, or FIGS. The direct type shown is known. In these systems, only the light emitting diode is mounted on the substrate of the light emitting diode module.
上記の液晶用バックライトには、発光ダイオードモジュールからの光の色度や輝度を補正できるように、バックライト内にセンサが埋め込まれている。そして、図7に示すように、このセンサからの出力はコントロールICを介して発光ダイオードドライバに送られて、発光ダイオードの出力光量が決定される。この図7に示す方式はオプティカルフィードバック方式とよばれており、特許文献1などに記載されている。
In the liquid crystal backlight, a sensor is embedded in the backlight so that the chromaticity and luminance of light from the light emitting diode module can be corrected. Then, as shown in FIG. 7, the output from this sensor is sent to the light emitting diode driver via the control IC, and the output light quantity of the light emitting diode is determined. The method shown in FIG. 7 is called an optical feedback method, and is described in
ここで、特許文献1などに記載されているオプティカルフィードバック方式においては、センサを置く場所が問題となる。このことを、導光板方式のバックライトを示す図5を参照して説明する。ここで、図5は、導光板の側面方向から見た場合を示している。
図5では、RGBの発光ダイオード50aからの光を受光するようにセンサ51aを配置し、RGBの発光ダイオード50bからの光を受光するようにセンサ51bを配置し、RGBの発光ダイオード50cからの光を受光するようにセンサ51cを配置している。しかしながら、図5では、発光ダイオードモジュール50bからの光は、センサ51bだけでなくセンサAによっても受光されうる。そのため、上記のオプティカルフィードバック方式を用いて、発光ダイオード50a、50b、50cに与えられる電流を高精度にそれぞれ制御するのは難しい。
Here, in the optical feedback system described in
In FIG. 5, the
さらに、図6Aおよび図6Bに示す直下型方式のバックライトの場合を説明する。ここで、図6Aはバックライトをパネル側からみた場合を示し、図6Bはバックライトをパネル側面からみた場合を示している。このような直下型方式のバックライトの場合には、パネルエリア内にセンサ(図示せず)を置くと、パネル側からみたときにセンサ(図示せず)を置いた場所が影のようにみえてしまう。このことは、バックライトまたはディスプレイの画質を劣化させる。また、RGBの発光ダイオードからの光を混ぜて白色光が得られた場所にセンサを配置する必要があるため、図6Bに示すように、奥行きxをある程度確保する必要がある。
従って、発光ダイオードモジュールの色度や輝度の変化を、画質に悪影響を及ぼすことなく高精度にフィードバック制御できるようにすることが求められている。 Accordingly, there is a demand for feedback control of the chromaticity and brightness of the light emitting diode module with high accuracy without adversely affecting the image quality.
本発明は、RGBの発光ダイオードからの光をハウジング部材内に内蔵されたセンサによりモニタすることができる発光ダイオードモジュールを提供する。具体的には、本発明は、赤と緑と青との発光ダイオードと、前記発光ダイオードからの光を透過する材料からなり、反射膜が施されているか、反射膜がない窓部をその一部に備えるハウジング部材と、前記ハウジング部材中にあって、発光ダイオードの横の位置に設けられて、前記窓部を通じて前記発光ダイオードからの光を受光するセンサと、前記センサの受光した光量をモニタして所定の基準値と比較したときの差分に応じて、前記発光ダイオードに流れる電流を変更するコントローラとを含んでなる発光ダイオードモジュールを提供する。 The present invention provides a light emitting diode module capable of monitoring light from RGB light emitting diodes with a sensor built in a housing member. Specifically, the present invention includes a red, green, and blue light emitting diode and a material that transmits light from the light emitting diode, and includes a window portion that has a reflective film or no reflective film. A housing member provided in a portion, a sensor in the housing member, provided at a position beside the light emitting diode, for receiving light from the light emitting diode through the window portion, and monitoring a light amount received by the sensor And a controller that changes a current flowing through the light emitting diode according to a difference when compared with a predetermined reference value.
ここで、前記所定の基準値は、前記発光ダイオードの色度または輝度についての値である態様や、前記発光ダイオードを覆う保護部材をさらに含む態様であることが好ましい。また、この保護部材は、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂であることがより好ましい。
さらに、前記発光ダイオードからの光の向きを前記センサの受光面へと曲げるための切り欠き部を前記ハウジング部材に備えている態様や、前記光学部材は、レンズまたはミラーである態様であることが好ましい。
Here, it is preferable that the predetermined reference value is an aspect that is a value about chromaticity or luminance of the light emitting diode, or an aspect that further includes a protective member that covers the light emitting diode. The protective member is more preferably an epoxy resin or a silicon resin.
Further, the housing member may be provided with a notch for bending the direction of light from the light emitting diode toward the light receiving surface of the sensor, or the optical member may be a lens or a mirror. preferable.
本発明によれば、RGBの発光ダイオードを個別にセンサにより制御することができるので、色度や輝度の変化を高精度にフィードバック制御することができる。また、センサがハウジング部材に内蔵されているので、導光板方式や直下型方式などの方式に依存することなく適用できる。さらに、導光板方式や直下型方式において問題であったセンサの置く位置やこれに伴う画質の劣化を解消することができる。 According to the present invention, since RGB light emitting diodes can be individually controlled by sensors, changes in chromaticity and luminance can be feedback controlled with high accuracy. Further, since the sensor is built in the housing member, the sensor can be applied without depending on a light guide plate method or a direct type method. Furthermore, it is possible to eliminate the position where the sensor is placed and the associated deterioration in image quality, which are problems in the light guide plate method and the direct type method.
図1は、本発明の実施に用いられる発光ダイオードモジュール1の斜視図である。この発光ダイオードモジュール1は、PCBまたはメタルコアPCBでありうる基板2と、基板2上に設けられた発光ダイオード3と、発光ダイオード(発光素子)3からの光を受けるセンサを内蔵したハウジング部材4と、発光ダイオード3に電流を供給し、センサからの信号をコントローラ(図示せず)に送信するための接続部コネクタ5とを含む。ここで、ハウジング部材4は、アクリル樹脂などの透明樹脂を射出成形などでモールディングしたものを使用している。ハウジング部材4の表面には金属メッキ7が施されている。また、ハウジング部材4を基板2に固定するねじ用のねじ穴6をハウジング部材4に備えている。
FIG. 1 is a perspective view of a light
次に、図1の断面II−IIで切断したときの断面図を図2に示す。ここで、RGBの各発光ダイオードに対して図2に示す構造を設けることができる。発光ダイオードモジュール1は、発光ダイオード3と発光ダイオード3からの光を受けるセンサ8とが基板2上に形成されている。基板2に結合しているハウジング部材4は、発光ダイオード3からの光に対して透明であるアクリル樹脂により成形加工されており、発光ダイオード3からの光をセンサ8に与えるための窓部40を有している。ここで、ハウジング部材4の形状は、発光ダイオード3の光放射のための反射面やセンサ8を実装するスペース等を考慮して決定される。また、ハウジング部材4の外面には、窓部40を除き、ニッケルなどの金属メッキ7が施されており、発光ダイオード3から放射された光を上方へと向けている。また、発光ダイオード3およびその配線(金線)は、エポキシまたはシリコンなどの樹脂9により覆われて保護されている。
Next, FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along section II-II in FIG. Here, the structure shown in FIG. 2 can be provided for each light emitting diode of RGB. In the light
図2に示すように、発光ダイオード3からの光は、ハウジング部材4の窓部40を介してハウジング部材4の内部を透過してセンサ8に達する。ここで、上記のセンサ8は、センサ機能と発光ダイオード3の電流制御機能とを統合した一体型センサを使用している。そして、センサ8は、発光ダイオード3からの光の色度または輝度に応じた値を求め、この光の色度または輝度に応じた値と所定の基準値とを比較して差分を求め、その差分に応じて発光ダイオード3に与える電流を変更するようオプティカルフィードバック制御を行うことができる。
なお、上記の場合に限らず、例えば、センサ8と発光ダイオード3の電流を制御するコントローラとが別々に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the light from the
For example, the
このように、発光ダイオードユニット1は、センサ8をRGBの発光ダイオード3の近くに置いているので、他の発光ダイオードからの光の影響が少ない。また、発光ダイオードユニット1をバックライトに用いた場合でも、センサの置き場所が発光ダイオードの横にあるので、センサの影による画質の劣化がおきない。
Thus, since the light
なお、窓部40の大きさや形状は、センサ8の感度や発光ダイオード3の種類に応じて定めることができる。窓部40は、横に長いスリットであってもよく、個々の発光ダイオード素子3に対応した四角または丸い形状であってもよい。また、光を散乱させる必要がある場合には、ハウジング部材4がアクリル樹脂により成形されていることから、窓部40の表面を荒らす加工をすることも容易に行うことができる。
The size and shape of the
次に、本発明の実施に用いられる別の発光ダイオードモジュール1Aの断面図を示す。図3に示す発光ダイオードモジュール1Aは、図2の発光ダイオードモジュール1と比較して、ハウジング部材4の内部に切り欠き部42を備えている点において異なる。このような切りか基部42を設けることは、ハウジング部材4がアクリルなどの樹脂により成形されているため容易に行える。そして、切り欠き部42の約45度の傾斜面によって、センサ8の受光面に直角になるように、窓部40からの光の向きを変更することができる。
なお、ハウジング部材4に集光レンズを設けることにより、センサ8への集光効率をさらに高めることもできる。
Next, sectional drawing of another light
In addition, the condensing efficiency to the
このような発光ダイオードユニット1、1Aをバックライトや照明機器に使用した場合には、別の発光ダイオードからの光がセンサに入るのを窓部40により減らすことができるので、別の発光ダイオードの影響を減少させ、バックライトやディスプレイの一部の領域だけを暗くまたは明るくするように制御することができる。
また、発光ダイオードユニット1、1Aを複数個配置した直下型方式のバックライトでは、省電力のために各発光ダイオード・ストリップを人間の目に見えない速さで順次点灯(または順次消灯)するシーケンシャル方式を採用することができる。この場合には、発光ダイオードユニット1、1Aの発光ダイオードからの光をセンサ8で受光して、光のセンシングや制御をより容易に行うことができる。ここで、発光ダイオードユニット1、1Aに占めるセンサ8の面積を小さくするために、RGBの各発光ダイオードの光量をモニタするセンサ8の個数を減らすこともできる。なお、センサ8の数は、LEDのパワー、窓部の大きさ、センサの感度に応じて変更することができる。
When such a light
In addition, in a direct type backlight having a plurality of light emitting
最後に、図4を参照して、発光ダイオードユニット1、1Aの製造工程を説明する。最初に、ステップAでは、発光ダイオード3とセンサ8とを基板2上に設置して所定の配線を行う。ステップBでは、透明樹脂を加工して、ハウジング部材4を成形する。このときに必要に応じて、光学部材42などを成形する。ステップCでは、ハウジング部材4の窓部とセンサを覆う内側部分とにマスキングを施してから、ニッケルメッキ槽に浸してハウジング部材4の外面に金属メッキ7を施す。ステップDでは、マスキングを剥離してハウジング部材に窓部40を形成する。ステップEでは、窓部40を備えたハウジング部材4を、基板2に取り付ける。最後に、ステップFでは、発光ダイオード3と配線とを保護するように、エポキシまたはシリコンなどの樹脂9を注入して固定する。
Finally, with reference to FIG. 4, the manufacturing process of the light emitting
1 発光ダイオードモジュール
2 基板
3 発光ダイオード(発光素子)
4 ハウジング部材
5 接合部コネクタ
6 ねじ穴
7 金属メッキ
8 センサ
1 Light Emitting
4 Housing member 5
Claims (7)
前記発光ダイオードからの光を透過する材料からなり、反射膜が施されているか、反射膜がない窓部をその一部に備えるハウジング部材と、
前記ハウジング部材中にあって、発光ダイオードの横の位置に設けられて、前記窓部を通じて前記発光ダイオードからの光を受光するセンサと、
前記センサの受光した光量をモニタして所定の基準値と比較したときの差分に応じて、前記発光ダイオードに流れる電流を変更するコントローラと
を含んでなる発光ダイオードモジュール。 Red, green and blue light emitting diodes;
A housing member that is made of a material that transmits light from the light emitting diode and is provided with a reflection film or a window portion that does not have a reflection film in a part thereof;
A sensor in the housing member, provided at a position beside the light emitting diode, for receiving light from the light emitting diode through the window;
A light emitting diode module comprising: a controller that changes a current flowing through the light emitting diode in accordance with a difference when the amount of light received by the sensor is monitored and compared with a predetermined reference value.
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