JP2010238540A - 発光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型・大画面液晶ディスプレイのバックライトユニットに組み込まれる発光モジュールの薄型化を推進する。
【解決手段】トップビュー型のＬＥＤパッケージ１１が実装された発光モジュールをエッジブロック方式のバックライトユニットに組み込んだときに、液晶表示パネルの厚さ方向の実装高さを低減するため、ＬＥＤパッケージ１１が実装される領域の近傍の配線基板１０に切り欠き１７を設け、この配線基板１０を折り曲げ領域に沿ってＬ字状に折り曲げることにより、トップビュー型のＬＥＤパッケージ１１が実装された発光モジュールの実装高さを最小化する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、発光モジュールおよびその製造技術に関し、特に、液晶表示パネルのバックライトユニットに組み込まれる発光モジュールおよびその製造に適用して有効な技術に関するものである。

携帯電話機などの小型モバイル機器やノート型ＰＣの分野では、液晶表示パネルのバックライトとして、導光板の一端に発光ダイオード(Light Emitting Diode：以下、ＬＥＤという)などの点光源を配置し、この点光源から出射した光を導光板の表面で反射させて面状照射光に変換するサイドライト（エッジライトともいう）方式が多用されている。

特許文献１には、上記サイドライト方式を採用した面光源装置の一例が開示されている。この面光源装置の導光板の一端には、複数のＬＥＤを等間隔に並べて搭載したフレキシブル配線基板が配置されている。このフレキシブル配線基板の各ＬＥＤ搭載部は、フレキシブル配線基板に穿設された複数のスリットによってそれぞれの隣接部と切り離され、導光板の一端に固定されている。そして、各ＬＥＤ搭載部に搭載されたＬＥＤは、その光射出面が導光板の光入射端面に密着圧接されている。この構造によれば、フレキシブル配線基板に搭載された各ＬＥＤが導光板の光入射面に対して正確、かつ確実に位置決めされるので、輝度分布が均一な面状照射光を出射することが可能となる。

特許文献２に記載されたサイドライト方式の液晶表示モジュールは、液晶表示パネルに接合されたフレキシブル配線基板を折り曲げて導光板の裏面側に配置し、この裏面側に配置されたフレキシブル配線基板に光源を搭載している。この構造によれば、光源搭載用の専用の回路基板および光源用配線用の専用のフレキシブル配線基板が不要となるので、液晶表示モジュールの部品点数を少なくすることができる。

特許文献３には、バックライトユニットに組み込まれる発光モジュールの一例が開示されている。この発光モジュールは、熱伝導性樹脂を介して金属基板上に搭載されたリードフレーム上にＬＥＤ等の発光素子が直接実装された構造になっている。また、このリードフレームは、発光素子が実装された部分の両側が上方に折り曲げられ、発光素子から出射された光を所定の方向へ反射する反射板（リフレクタ）として機能している。この構造によれば、リードフレームが電極、光の反射板および放熱板としての機能を兼ね備えているので、放熱性および発光効率に優れた発光モジュールを実現することができる。

一方、小型モバイル機器やノート型ＰＣよりも画面サイズが大きい液晶テレビの分野では、従来より、液晶表示パネルの裏面に複数のＬＥＤを並べて配置し、各ＬＥＤから出射された光を拡散シートによって面状照射光に変換する直下型方式のバックライトユニットが使用されている。しかし、この直下型方式は、前述したサイドライト方式に比べて単位面積当たりのＬＥＤ数が多くなるので、液晶表示パネルを大型化しようとすると、多数のＬＥＤが必要となり、コストや消費電力が増加する。また、照射光の均一性を確保するために、拡散シートの枚数を増やしたり、ＬＥＤから拡散シートまでの距離を一定以上に保ったりする必要があるので、パネルの薄型化に限界がある。

また、前記サイドライト方式のバックライトユニットを液晶テレビに適用した場合は、液晶表示パネルが大型化するにつれて、光源に近いパネル端部と光源から離れたパネル中央部とで光量のばらつきが大きくなるので、パネルの大型化には限界がある。

このような理由から、近年、大画面液晶テレビの分野では、エッジブロック方式と呼ばれるバックライトユニットの導入が進められている。これは、バックライトユニットを複数のブロックにマトリクス分割し、分割されたブロック単位で前記サイドライト方式を採用するものである。このエッジブロック方式によれば、液晶表示パネルを大型化しても導光板１枚当たりの面積は大きくならないので、照射光の光量をパネル全面で均一化することができる。また、この方式は、導光板を使用して面状照射光を得る方式であることから、液晶表示パネルの裏面に複数のＬＥＤを配置する直下型方式に比べて、液晶表示パネルを薄型化することができ、かつ消費電力も少ない。

特開２００７−６６７１９号公報 特開２００２−１５６６４８号公報 特開２００７−１６５８４３号公報

本発明者は、液晶テレビの大画面化および薄型化を推進するために、前述したエッジブロック型バックライトユニットに組み込まれる発光モジュールのパッケージ構造について検討した。

通常、液晶ディスプレイの光源となるＬＥＤは、パッケージに封止された状態で発光モジュールの配線基板に実装されるが、液晶ディスプレイ用ＬＥＤパッケージには、大別してトップビュー型と呼ばれる構造とサイドビュー型と呼ばれる構造とがある。

図２２は、トップビュー型のＬＥＤパッケージを示しており、（ａ）は光照射面を示す上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は側面透視図、（ｄ）は基板実装面を示す下面図である。一方、図２３は、サイドビュー型のＬＥＤパッケージを示しており、（ａ）は光照射面を示す正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面透視図、（ｄ）は基板実装面を示す下面図である。

トップビュー型パッケージは、アルミナ等のセラミックまたはそれと同程度の高耐熱性・高放熱性を備えた材料からなるハウジング３０を備えている。ハウジング３０の内部には、ＬＥＤチップ２７が封止されており、Ａｕワイヤ２９を介して一対の電極３１と電気的に接続されている。また、ハウジング３０の内壁は光反射面となっており、図２２（ｃ）の矢印で示す方向に光が出射される構造になっている。

上記一対の電極３１のそれぞれは、ハウジング３０に形成されたビアホール３２を通じて電極パッド３３と電気的に接続されている。これらの電極３１および電極パッド３３は、ハウジング３０の表面に印刷した導体膜を焼結することによって形成される。

一方、サイドビュー型パッケージは、熱可塑性樹脂からなるハウジング３５を備えている。ハウジング３５の内部には、ＬＥＤチップ２８が封止されており、Ａｕワイヤ２９を介して一対の電極３６ａと電気的に接続されている。また、ハウジング３５の内壁は光反射面となっており、図２３（ｃ）の矢印で示す方向に光が出射される構造になっている。

上記ハウジング３５の外部には、電極パッド３６ｂが形成されている。電極３６ａおよび電極パッド３６ｂは、銅あるいは鉄−ニッケル合金などのリードフレームによって一体に形成されている。すなわち、ハウジング３５の内部に形成された電極３６ａは、その一部が樹脂製のハウジング３５を貫通して外部に引き出され、電極パッド３６ｂを構成している。

このように、トップビュー型パッケージのハウジングは、セラミックのような高耐熱性・高放熱性材料で構成されているので、経時劣化が少なく、放熱特性も優れている。従って、高出力のＬＥＤチップを実装することができ、大画面の液晶テレビ向けのＬＥＤパッケージとして好適である。

これに対し、サイドビュー型パッケージのハウジングは、セラミックに比べて耐熱性が劣る合成樹脂で構成されているので、ＬＥＤチップの熱によって光反射面が経時的に黄変（白色から黄色に変色）し、光反射率が次第に低下するという欠点がある。また、樹脂製のハウジングは放熱性も低く、ＬＥＤチップの熱が主としてリードフレームを介してしか外部に放散しないので、ＬＥＤチップの温度上昇に伴って光量が低下し易いという欠点もある。従って、サイドビュー型パッケージは、高出力のＬＥＤチップを実装することが困難である。

しかしながら、サイドビュー型パッケージは、トップビュー型パッケージに比べて配線基板の表面からの実装高さを低くすることができるという利点がある。これは、サイドビュー型パッケージの場合、ハウジング３５の内部の電極３６ａと外部の電極パッド３６ｂがリードフレームで一体形成されているので、電極パッド３６ｂを自在に折り曲げることによって、パッケージの実装高さが低くなるような位置に電極パッド３６ｂを配置することができるからである。一方、電極パッド３３の形成に用いられる印刷法は、面積の狭いパッケージ側面への電極形成が難しいことから、サイドビュー型パッケージに適用することが困難であり、専らトップビュー型パッケージの電極形成に限定される。

図２４（ａ）は、上記トップビュー型パッケージを配線基板３７に実装した発光モジュールを示しており、図２４（ｂ）は、上記サイドビュー型パッケージを配線基板３７に実装した発光モジュールを示している。

これらの図に示すように、トップビュー型パッケージは、配線基板３７の実装面に対して垂直の方向に光が出射し、サイドビュー型パッケージは、配線基板３７の実装面に対して水平の方向に光が出射する。従って、前述した導光板を使用するサイドライト方式やエッジブロック方式のバックライトユニットにこれらの発光モジュールを組み込んだ場合、トップビュー型パッケージが実装された発光モジュールよりもサイドビュー型パッケージが実装された発光モジュールの方が液晶表示パネルの厚さ方向の実装高さを小さくすることができる。

しかしながら、サイドビュー型パッケージは、前述したように、ハウジングの放熱性や耐熱性が乏しいことから、高出力の光源を必要とする大画面の液晶テレビには不向きである。他方、高出力のＬＥＤチップを実装できるトップビュー型パッケージは、大画面の液晶テレビ向けのＬＥＤパッケージとして好適であるが、前述したように、エッジブロック方式のバックライトユニットに適用した場合には、液晶表示パネルの厚さ方向の実装高さが大きくなる。

従って、液晶テレビの大画面化および薄型化を推進するためには、トップビュー型パッケージを実装した発光モジュールをエッジブロック方式のバックライトユニットに組み込んだときに、液晶表示パネルの厚さ方向の実装高さをできるだけ小さくすることのできる工夫が必要となる。

本発明の目的は、エッジブロック型バックライトユニットを有する液晶ディスプレイの薄型化を実現することのできる発光モジュールを提供することにある。

本発明の他の目的は、放熱性に優れ、安定した光量を得ることのできるバックライトユニット用発光モジュールを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明の一態様である発光モジュールは、ＬＥＤチップを封止したトップビュー型パッケージが一辺に沿って複数個実装された配線基板を有し、前記複数個のパッケージのそれぞれの実装領域の近傍の前記配線基板には、前記配線基板を貫通する切り欠きが設けられ、前記配線基板は、前記一辺と交差する方向に沿ってＬ字状に折り曲げられている。

本発明の他の態様である発光モジュールは、前記一態様の配線基板が両面配線基板で構成され、前記配線基板の一面に形成された配線と他面に形成された配線は、前記配線基板の両面を貫通する金属柱状体を介して電気的に接続されている。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。

トップビュー型パッケージが実装された配線基板を有する発光モジュールの実装高さを最小化することができる。

また、トップビュー型パッケージが実装された配線基板の放熱特性を向上させることができる。

本発明の発光モジュールが組み込まれたバックライトユニットを有する液晶テレビの主要部を示す分解斜視図である。 本発明の発光モジュールが組み込まれたバックライトユニットの一部を示す平面図である。 本発明の発光モジュールが組み込まれたバックライトユニットの一部を示す断面図である。 放熱シャーシの一面に搭載された発光モジュールのレイアウトを示す平面図である。 本発明の発光モジュールが組み込まれたバックライトユニットの一部を示す拡大断面図である。 本発明の発光モジュールの斜視図である。 （ａ）は配線基板のパッケージ実装面を示す平面図、（ｂ）は、配線基板のコネクタ実装面を示す平面図である。 本発明の発光モジュールの回路図である。 （ａ）は配線基板の一部を拡大して示す平面図、（ｂ）は配線基板の一部を拡大して示す断面図である。 （ａ）は従来のガラエポ両面配線基板一部を拡大して示す平面図、（ｂ）は従来のガラエポ両面配線基板の一部を拡大して示す断面図である。 配線基板のパッケージ搭載領域を拡大して示す平面図である。 本発明の発光モジュールを放熱シャーシに搭載した状態を示す断面図である。 切り欠きを有していない配線基板のパッケージ搭載領域を拡大して示す平面図である。 図１３に示す配線基板を備えた発光モジュールを放熱シャーシに搭載した状態を示す断面図である。 本発明の発光モジュールの組み立てフローの一例を説明する図である。 本発明の発光モジュールの組み立てに用いる折り曲げ治具の概略平面図である。 本発明の発光モジュールの組み立てに用いる折り曲げ治具の概略平面図である。 本発明の発光モジュールの組み立てに用いる折り曲げ治具の概略断面図である。 本発明の発光モジュールの組み立て方法を示す概略断面図である。 本発明の発光モジュールの組み立て方法を示す概略断面図である。 本発明の発光モジュールの組み立て方法を示す概略断面図である。 （ａ）はトップビュー型パッケージの光照射面を示す上面図、（ｂ）はトップビュー型パッケージの側面図、（ｃ）はトップビュー型パッケージの側面透視図、（ｄ）はトップビュー型パッケージの基板実装面を示す下面図である。 （ａ）はサイドビュー型パッケージの光照射面を示す正面図、（ｂ）はサイドビュー型パッケージの側面図、（ｃ）はサイドビュー型パッケージの上面透視図、（ｄ）はサイドビュー型パッケージの基板実装面を示す下面図である。 （ａ）はトップビュー型パッケージを配線基板に実装した発光モジュールを示す概略断面図、（ｂ）はサイドビュー型パッケージを配線基板に実装した発光モジュールを示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。また、以下の実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために、平面図であってもハッチングを付す場合がある。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態の発光モジュールが組み込まれた液晶テレビの主要部を示す分解斜視図である。図１に示すように、液晶テレビは、４辺がフレーム１ａで支持された液晶表示パネル１と、この液晶表示パネル１の背面に設置されたバックライトユニット２とで構成されている。液晶表示パネル１は、例えば３７インチ程度の大画面を有している。また、バックライトユニット２は、エッジブロック方式を採用したものであり、拡散シート３、導光板４、発光モジュール５、放熱シャーシ６、回路基板７、パックパネル８などによって構成されている。

図２は、バックライトユニット２の一部を示す平面図、図３は、バックライトユニット２の一部を示す断面図である。

エッジブロック方式を採用するバックライトユニット２は、マトリクス状に配置された複数個の導光板４を備えている。例えば図２に示すバックライトユニット２は、図の縦方向に８枚、横方向に９枚、合計で８×９＝７２枚の導光板４がマトリクス状に配置された構成になっている。これらの導光板４は、長方形の平面形状を有しており、それぞれの一端には、発光モジュール５が配置されている。これらの導光板４および発光モジュール５は、長方形のアルミニウム板などからなる放熱シャーシ６の一面に搭載されている。

後述するように、発光モジュール５は、複数個のＬＥＤパッケージが等間隔、かつ一列に実装された配線基板を備えている。例えば図２に示すバックライトユニット２は、図の縦方向に２個の発光モジュール５が配置された構成になっている。前述したように、このバックライトユニット２には、図２の縦方向に８枚の導光板４が配置されているので、図の縦方向に配置された４枚の導光板４に対して１個の割合で発光モジュール５が配置されている。また、図２の横方向には９枚の導光板４が配置されているので、このバックライトユニット２は、合計で２×９＝１８個の発光モジュール５を備えている。図４は、放熱シャーシ６の一面に搭載された１８個の発光モジュール５のレイアウトを示す平面図であり、導光板４を取り除いた状態を示している。

図５は、上記バックライトユニット２の一部を拡大した断面図、図６は、バックライトユニット２に組み込まれた発光モジュール５の斜視図である。

図５に示すように、バックライトユニット２の導光板４は、その一端が入射面とされ、上面が出射面とされている。また、導光板４は、その一端から他端に向かって厚さが次第に薄くなるように傾斜した傾斜面を有しており、この傾斜面には、入射面に導入された光を上面側に反射して面状照射光に変換する反射板４ａが取り付けられている。

導光板４の一端（入射面）に配置された発光モジュール５の配線基板１０は、Ｌ字状に折り曲げられた断面形状を有しており、導光板４と対向する配線基板１０の一面には、図示しない半田を介して複数個のＬＥＤパッケージ１１が実装されている。これらのＬＥＤパッケージ１１は、前記図２２に示したトップビュー型パッケージである。トップビュー型パッケージの構造および特性については、図２２を用いて詳細に説明したので、ここでは説明を省略する。

上記配線基板１０の他の一面には、この配線基板１０を回路基板７（図１参照）と電気的に接続するためのコネクタ１２が実装されている。また、配線基板１０の一面は、図示しない熱伝導性接着剤あるいはネジを介して放熱シャーシ６に固定されており、ＬＥＤパッケージ１１の熱が配線基板１０を通じて放熱シャーシ６に伝達されるようになっている。

次に、上記発光モジュール５の構成について詳述する。図７は、配線基板１０を折り曲げる前の発光モジュール５を示しており、（ａ）は、配線基板１０のパッケージ実装面を示す平面図、（ｂ）は、配線基板１０のコネクタ実装面を示す平面図である。また、図８は、発光モジュール５の回路図である。

発光モジュール５の配線基板１０は、絶縁層の両面にＣｕ（銅）系の配線が形成された厚さ＝約０．２ｍｍ、長さ＝約２２６ｍｍ、幅＝１３ｍｍの両面配線基板である。

図７（ａ）に示すように、配線基板１０の一面（パッケージ実装面）には、長さ方向の一辺に沿って複数個（例えば２４個）のＬＥＤパッケージ１１が等間隔で一列に実装されている。また、この一面の他の領域には、配線１３が形成されている。配線１３は、放熱用のダミー配線であり、上記ＬＥＤパッケージ１１が実装された領域およびその近傍を除き、配線基板１０の一面のほぼ全域を覆う広いパターンで構成されている。発光モジュール５を放熱シャーシ６に搭載する際は、放熱用の配線１３が形成された面（パッケージ実装面）を放熱シャーシ６に接触させる。なお、実際の配線基板１０は、配線１３の表面がソルダレジストで覆われているが、ソルダレジストの図示は省略する。

図７（ｂ）に示すように、配線基板１０のもう一方の面（コネクタ実装面）には、コネクタ１２が実装されると共に、このコネクタ１２とＬＥＤパッケージ１１とを電気的に接続する信号配線１４が形成されている。また、このコネクタ実装面において、信号配線１４が形成されていない領域には、信号配線１４よりも幅の広い配線１５が形成されている。配線１５は前記配線１３と同じく放熱用のダミー配線である。なお、実際の配線基板１０は、信号配線１４および配線１５の表面がソルダレジストで覆われているが、ソルダレジストの図示は省略する。

前述したように、放熱シャーシ６には、４枚の導光板４に対して１個の割合で発光モジュール５が搭載される（図２参照）。そのため、図８に示すように、配線基板１０に実装された複数個（例えば２４個）のＬＥＤパッケージ１１は、４つのグループ（グループ１〜グループ４）に分割され、それぞれのグループの属する複数個（例えば６個）のＬＥＤパッケージ１１が１枚の導光板４に光を出射する構成になっている。

また、図８に示すように、配線基板１０に実装されたＬＥＤパッケージ１１のそれぞれは、信号配線１４、コネクタ１２、および接続ケーブル１８を介して回路基板７と電気的に接続されている。コネクタ１２は、８個のピン（Ｎｏ１〜Ｎｏ８）を備えており、ＬＥＤパッケージ１１のそれぞれにグループ単位で電源を供給する。

上記配線基板１０の第１の特徴は、絶縁層が厚さが約４０〜６０μｍ程度のプリプレグ材で構成されているので、折り曲げが容易なことである。プリプレグ材は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等に未硬化の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂など）を含浸させたシートである。一方向性プリプレグ、織物プリプレグ、ロービングプリプレグなど各種の形態があり、金属に比べて軽量化・高強度・高剛性を実現できる材料である。また、配線基板１０の第２の特徴は、図９に示すように、ＬＥＤパッケージ実装面に形成された放熱用の配線１３とコネクタ実装面に形成された信号配線１４とが大径のＣｕバンプ（柱状金属体）１６によって接続されているので、配線１３と信号配線１４との間の熱伝導性が非常に高いことである。これにより、高出力のＬＥＤチップが搭載されたトップビュー型のＬＥＤパッケージ１１から発生する熱を信号配線１４、Ｃｕバンプ１６および放熱用の配線１３を通じて効率よく放熱シャーシ６に逃がすことができるので、ＬＥＤパッケージ１１の過剰な温度上昇による性能の劣化が抑制され、長期間にわたる安定な動作が可能となる。

これに対し、図１０に示すように、通常のガラエポ両面配線基板４０は、表面側の配線４１と裏面側の配線４２とをサーマルビア４３で接続している。しかし、サーマルビア４３は、大径化が困難であることから、放熱性を向上させるためには、多数のサーマルビア４３を設けなければならないが、その場合でもＣｕバンプ１６と同程度の断面積には及ばないので、高い熱伝導性は得られない。また、通常のガラエポ両面配線基板４０は、折り曲げも困難である。

このように、本実施の形態の発光モジュール５は、フレキシブル配線基板のような薄さと折り曲げ易さとを兼ね備えており、しかも配線１３と信号配線１４との間の熱伝導性が非常に高いという特性を備えている。

配線基板１０の第３の特徴は、図１１に示すように、ＬＥＤパッケージ１１が実装される領域の近傍に、配線基板１０を貫通する切り欠き１７を設けたことである。なお、図１１のハッチングで示した領域は配線基板１０の折り曲げ領域を示している。また、一点鎖線は、この折り曲げ領域の中心を示している。

図１１に示すように、切り欠き１７は、配線基板１０に実装されたＬＥＤパッケージ１１の３辺を取り囲むコの字状の平面パターンを有している。すなわち、この切り欠き１７は、その一部が折り曲げ領域の延在方向、すなわち配線基板１０の長辺方向に延在し、かつその両端部が配線基板１０の幅方向に延在している。配線基板１０の長辺方向に沿った切り欠き１７の長さは、この方向に沿ったＬＥＤパッケージ１１の一辺の長さよりも長くなっている。

ＬＥＤパッケージ１１が実装される領域の近傍の配線基板１０に上記のような形状の切り欠き１７を設けた場合には、ＬＥＤパッケージ１１の周囲の配線基板１０に空隙が生じるので、配線基板１０の折り曲げが容易になる。また、ＬＥＤパッケージ１１の実装領域と折り曲げ領域とが切り欠き１７によって分離されるので、図１２に示すように、半田１９を介してＬＥＤパッケージ１１を配線基板１０に実装した後、折り曲げ領域に沿って配線基板１０をＬ字状に折り曲げたときに、配線基板１０に加わる曲げ応力がＬＥＤパッケージ１１に達することがない。すなわち、ＬＥＤパッケージ１１と配線基板１０とを接続する半田１９に曲げ応力が加わらないので、配線基板１０を折り曲げてもＬＥＤパッケージ１１と配線基板１０との接続信頼性が低下することはない。

また、切り欠き１７の両端部を配線基板１０の幅方向に延在させ、ＬＥＤパッケージ１１の３辺を取り囲むコの字状の平面パターンとしたことにより、配線基板１０の折り曲げ中心がＬＥＤパッケージ１１の実装領域と交差するようになり、配線基板１０の端部から折り曲げ中心までの距離（Ｌ１）がこの方向に延在するＬＥＤパッケージ１１の一辺の長さよりも短くなる。これにより、図１２に示すように、Ｌ字状に折り曲げた配線基板１０を放熱シャーシ６に搭載したとき、配線基板１０の実装高さ（Ｈ１）が、この高さ方向に沿ったＬＥＤパッケージ１１の一辺の長さと実質的に等しくなる。

これに対し、配線基板１０に切り欠き１７を設けない場合は、切り欠き１７を設けた場合に比べて配線基板１０が折り曲げ難くなるだけでなく、図１３に示すように、配線基板１０の折り曲げ領域がＬＥＤパッケージ１１の実装領域よりも内側（配線基板１０の中心側）に位置することになる。そのため、配線基板１０の端部から折り曲げ中心までの距離（Ｌ２）は、この方向に延在するＬＥＤパッケージ１１の一辺の長さよりも長くなる。

従って、上記折り曲げ領域に沿って配線基板１０をＬ字状に折り曲げた後、放熱シャーシ６に搭載すると、図１４に示すように、配線基板１０の実装高さ（Ｈ２）は、切り欠き１７を設けたときの実装高さ（Ｈ１）に比べて、ほぼ折り曲げ領域の曲率半径（Ｒ）に相当する分だけ高くなる（Ｈ２≒Ｒ＋Ｈ１）。また、配線基板１０に切り欠き１７を設けない場合は、ＬＥＤパッケージ１１の近傍の配線基板１０が折り曲げられることによって、半田１９に強い曲げ応力が加わるので、ＬＥＤパッケージ１１と配線基板１０との接続信頼性が低下する。

なお、配線基板１０をＬ字状に折り曲げると、配線基板１０の折り曲げ領域に配置された放熱用の配線１３、１５や信号配線１４に曲げ応力が加わる。特に、配線基板１０の外側の面には強い引っ張り応力が加わるので、放熱用の配線１３、１５に比べて線幅が狭い信号配線１４が配線基板１０の外側の面に形成されていると、断線する恐れがある。しかし、本実施の形態の配線基板１０は、図１２に示すように、折り曲げたときに内側となる面に信号配線１４が形成されているので、信号配線１４が断線する可能性を小さくすることができる。

このように、本実施の形態によれば、配線基板１０のパッケージ実装領域の近傍に切り欠き１７を設けることにより、ＬＥＤパッケージ１１の実装領域と折り曲げ領域とが分離される。これにより、配線基板１０の折り曲げ中心がＬＥＤパッケージ１１の実装領域と交差するようになり、配線基板１０の端部から折り曲げ中心までの距離（Ｌ１）がこの方向に延在するＬＥＤパッケージ１１の一辺の長さよりも短くなるので、Ｌ字状に折り曲げた配線基板１０の実装高さを最小化することができる。これにより、トップビュー型のＬＥＤパッケージ１１が実装された発光モジュール５をエッジブロック方式のバックライトユニット２に組み込んだときに、液晶表示パネル１の厚さ方向の実装高さを最小化することができるので、液晶テレビの薄型化を実現することができる。

また、配線基板１０のパッケージ実装領域の近傍に切り欠き１７を設けることにより、配線基板１０を折り曲げたときの応力がパッケージ実装領域に加わらないようになるので、ＬＥＤパッケージ１１と配線基板１０との接続信頼性が高い発光モジュール５を実現することができる。

また、配線１３と信号配線１４との間の熱伝導性が非常に高い配線基板１０を使って発光モジュール５を作製することにより、放熱性に優れ、安定した光量を得ることのできる発光モジュール５を実現することができる。

図１５は、上記のように構成された発光モジュール５の組み立てフローの一例を示している。

発光モジュール５を組み立てるには、まず、配線基板１０の裏面（コネクタ実装面）のコネクタ実装領域に印刷法で半田（半田ペースト）を供給し、続いてコネクタ１２を搭載した後、半田をリフローさせることによって、コネクタ１２を実装する。

次に、配線基板１０の表面（パッケージ実装面）のパッケージ実装領域に印刷法で半田を供給し、続いて複数個（例えば２４個）のＬＥＤパッケージ１１を搭載した後、半田をリフローさせることによって、ＬＥＤパッケージ１１を実装する。

ここでは、コネクタ１２を実装してから、ＬＥＤパッケージ１１を実装する順序で説明したが、ＬＥＤパッケージ１１を実装してから、コネクタ１２を実装してもよい。ＬＥＤパッケージ１１の実装を後に行った方が、ＬＥＤチップのリフローによる熱ストレスを、１回分少なくすることができる。

また、配線基板１０の表面（パッケージ実装面）と裏面（コネクタ実装面）の両面に先に半田を印刷してからそれぞれの面にＬＥＤパッケージ１１とコネクタ１２を搭載し、リフローを１回行ってもよい。このようにすることで、リフロー工程を１回少なくすることができる。

次に、前記図１１に示した折り曲げ領域に沿って配線基板１０をＬ字状に折り曲げた後、ＬＥＤパッケージ１１の点灯検査を行い、良品を選別することにより、前記図６に示すような発光モジュール５が完成する。

発光モジュール５の配線基板１０をＬ字状に折り曲げる際には、例えば次のような折り曲げ治具を使用する。図１６は、折り曲げ治具の概略平面図、図１７は、折り曲げ治具に配線基板１０をセットした状態を示す概略平面図、図１８は、折り曲げ治具に配線基板１０をセットした状態を示す概略断面図である。

折り曲げ治具は、上面に長方形の凹溝５１が設けられたステージ５２と、ステージ５２の凹溝５１内に配置されて上下動する下金型５３と、下金型５３の上方に配置されて上下動する上金型５４とを備えている。

配線基板１０は、パッケージ実装面を下に向けた状態で下金型５３の上面に位置決めされる。凹溝５１内に配置された下金型５３の上面は、初期状態では、ステージ５２の上面とほぼ同じ高さになっている。ステージ５２の上面には、凹溝５１の一方の長辺に沿って複数の逃げ溝５６が等しいピッチで一列に設けられている。逃げ溝５６の数およびピッチは、配線基板１０に実装されたＬＥＤパッケージ１１の数およびピッチと同じである。また、ステージ５２の上面において、逃げ溝５６と逃げ溝５６の間に位置する領域は、折り曲げガイド部５７となっている。すなわち、ステージ５２の上面には、凹溝５１の一辺に沿って複数の逃げ溝５６と複数の折り曲げガイド部５７とが交互に配置されている。

従って、パッケージ実装面を下に向けた状態で配線基板１０を下金型５３の上面に位置決めすると、図１７に示すように、ＬＥＤパッケージ１１のそれぞれは、対応する逃げ溝５６の内部に収容され、ステージ５２の上面と非接触状態になる。また、配線基板１０のパッケージ実装面のうち、ＬＥＤパッケージ１１とＬＥＤパッケージ１１との間の領域は、折り曲げガイド部５７と接触した状態になる。

一方、上金型５４の底面の一辺には、配線基板１０を折り曲げるための折り曲げガイド部５５が設けられている。この折り曲げガイド部５５は、凸状の部分と凹状の部分とがステージ５２の凹溝５１の長辺方向に沿って交互に配置された櫛歯状の外形を有しており、櫛歯の数およびピッチは、配線基板１０に実装されたＬＥＤパッケージ１１の数およびピッチと同じである。

配線基板１０が下金型５３の上面に位置決めされ、ＬＥＤパッケージ１１が逃げ溝５６の内部に収容されると、図１９に示すように、上金型５４が下降し、その底面と下金型５３の上面とによって配線基板１０がクランプされる。このとき、上金型５４の底面に設けられた折り曲げガイド部５５が配線基板１０の折り曲げ領域に接触し、折り曲げ領域に下向きの力を加える。

次に、図２０に示すように、上金型５４および下金型５３が配線基板１０をクランプしたまま同時に下降する。このとき、配線基板１０のパッケージ実装面のうち、下金型５３の上面と接触している部分は下降するが、ＬＥＤパッケージ１１とＬＥＤパッケージ１１との間の領域は、ステージ５２の折り曲げガイド部５７によって支持されているので、配線基板１０は、上金型５４の折り曲げガイド部５５と接触している領域、すなわち折り曲げ領域を基点としてＬ字状に折り曲げられる。また、このとき、ＬＥＤパッケージ１１のそれぞれは、ステージ５２の逃げ溝５６の内部に収容され、ステージ５２とは非接触の状態を保つので、ＬＥＤパッケージ１１の表面や、ＬＥＤパッケージ１１と配線基板１０との接合部に無理な力が加わることはない。

次に、図２１に示すように、上金型５４および下金型５３が上昇し、下金型５３の上面が初期状態の位置に戻った後、上金型５４がさらに上昇することにより、配線基板１０の折り曲げ工程が完了する。

このように、本実施の形態によれば、配線基板１０のパッケージ実装領域の近傍に切り欠き１７を設けることにより、Ｌ字状に折り曲げた配線基板１０の実装高さを最小化することができる。これにより、トップビュー型のＬＥＤパッケージ１１が実装された発光モジュール５をエッジブロック方式のバックライトユニット２に組み込んだときに、液晶表示パネル１の厚さ方向の実装高さを最小化することができるので、液晶テレビの薄型化を実現することができる。

また、配線基板１０のパッケージ実装領域の近傍に切り欠き１７を設けることにより、配線基板１０を折り曲げたときの応力がパッケージ実装領域に加わらないようになるので、ＬＥＤパッケージ１１と配線基板１０との接続信頼性が高い発光モジュール５を実現することができる。

また、配線１３と信号配線１４との間の熱伝導性が非常に高い配線基板１０を使って発光モジュール５を作製することにより、放熱性に優れ、安定した光量を得ることのできる発光モジュール５を実現することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

発光モジュールの配線基板に実装するＬＥＤパッケージは、トップビュー型パッケージに限定されない。例えば配線基板にＣＯＢ方式でＬＥＤチップを直接搭載し、このＬＥＤチップの周囲に反射板（リフレクタ）を取り付けることによって、トップビュー型パッケージと同等の機能を持たせた構造にも採用することができる。

本発明は、液晶表示パネルのバックライトユニットに組み込まれる発光モジュールに適用することができる。

１ 液晶表示パネル
１ａ フレーム
２ バックライトユニット
３ 拡散シート
４ 導光板
４ａ 反射板
５ 発光モジュール
６ 放熱シャーシ
７ 回路基板
８ パックパネル
１０ 配線基板
１１ ＬＥＤパッケージ
１２ コネクタ
１３ 配線
１４ 信号配線
１５ 配線
１６ Ｃｕバンプ（柱状金属体）
１７ 切り欠き
１８ 接続ケーブル
１９ 半田
２０ 切り欠き
２７、２８ ＬＥＤチップ
２９ Ａｕワイヤ
３０ ハウジング
３１ 電極
３２ ビアホール
３３ 電極パッド
３５ ハウジング
３６ａ 電極
３６ｂ 電極パッド
３７ 配線基板
４０ ガラエポ両面配線基板
４１ 表面側の配線
４２ 裏面側の配線
４３ サーマルビア
５１ 凹溝
５２ ステージ
５３ 下金型
５４ 上金型
５５ 折り曲げガイド部
５６ 逃げ溝
５７ 折り曲げガイド部

Claims (18)

1. ＬＥＤチップが封止されたトップビュー型パッケージが配線基板の一辺に沿って複数個実装された発光モジュールであって、
   前記配線基板は、前記一辺と交差する方向に沿ってＬ字状に折り曲げられていることを特徴とする発光モジュール。
2. 前記複数個のトップビュー型パッケージのそれぞれの実装領域の近傍の前記配線基板には、前記配線基板を貫通する切り欠きが設けられており、
   前記一辺に沿った前記切り欠きの長さは、前記一辺に沿った前記トップビュー型パッケージの長さよりも長いことを特徴とする請求項１記載の発光モジュール。
3. 前記切り欠きは、前記配線基板の折り曲げ部に設けられていることを特徴とする請求項２記載の発光モジュール。
4. ＬＥＤチップが封止されたセラミックパッケージが配線基板の一辺に沿って複数個実装された発光モジュールであって、
   前記配線基板は、前記一辺と交差する方向に沿ってＬ字状に折り曲げられていることを特徴とする発光モジュール。
5. 前記セラミックパッケージは、トップビュー型パッケージであることを特徴とする請求項４記載の発光モジュール。
6. 前記複数個のセラミックパッケージのそれぞれの実装領域の近傍の前記配線基板には、前記一辺に沿った方向の長さが前記セラミックパッケージよりも長い切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項４記載の発光モジュール。
7. ＬＥＤチップが封止されたパッケージが配線基板の一辺に沿って複数個実装された発光モジュールであって、
   前記複数個のパッケージのそれぞれの実装領域の近傍の前記配線基板には、前記一辺に沿った方向の長さが前記パッケージよりも長い切り欠きが設けられており、
   前記配線基板は、前記一辺と交差する方向に沿ってＬ字状に折り曲げられていることを特徴とする発光モジュール。
8. 前記切り欠きは、前記実装領域を取り囲むコの字状の平面パターンを有していることを特徴とする請求項７記載の発光モジュール。
9. 前記パッケージは、セラミックハウジングを有するトップビュー型パッケージであることを特徴とする請求項７記載の発光モジュール。
10. 前記配線基板は、両面配線基板であり、前記配線基板の一面に形成された配線と他面に形成された配線は、前記配線基板の両面を貫通する金属柱状体を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項７記載の発光モジュール。
11. 前記配線基板の一面に形成された前記配線は、前記ＬＥＤチップに電源を供給する配線であり、前記配線基板の他面に形成された前記配線は、放熱用のダミー配線であることを特徴とする請求項１０記載の発光モジュール。
12. 前記配線基板は、前記ＬＥＤチップに電源を供給する前記配線が形成された面を内側に向けてＬ字状に折り曲げられていることを特徴とする請求項１１記載の発光モジュール。
13. 前記金属柱状体は、銅であることを特徴とする請求項１０記載の発光モジュール。
14. （ａ）一辺に沿って所定の間隔で配置された複数のパッケージ実装領域を有し、前記複数のパッケージ実装領域のそれぞれの近傍に切り欠きが設けられた配線基板を用意する工程と、
    （ｂ）前記複数のパッケージ実装領域のそれぞれに、ＬＥＤチップが封止されたパッケージを実装する工程と、
    （ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記配線基板を、前記一辺と交差する方向に沿ってＬ字状に折り曲げる工程と、
    を有することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
15. 前記（ｃ）工程では、上面に長方形の凹溝が設けられたステージと、前記ステージの前記凹溝内に配置されて上下動する下金型と、前記下金型の上方に配置されて上下動し、かつ底面に櫛歯状の折り曲げガイド部を備えた上金型とを有する折り曲げ治具を使用し、
    前記下金型の上面に前記配線基板を位置決めした後、前記上金型の前記折り曲げガイド部を前記配線基板の折り曲げ部に押し付けることによって、前記配線基板をＬ字状に折り曲げる工程を含むことを特徴とする請求項１４記載の発光モジュールの製造方法。
16. 前記パッケージは、セラミックハウジングを有するトップビュー型パッケージであることを特徴とする請求項１４記載の発光モジュールの製造方法。
17. 前記切り欠きは、前記パッケージ実装領域を取り囲むコの字状の平面パターンを有していることを特徴とする請求項１４記載の発光モジュールの製造方法。
18. 前記配線基板は、両面配線基板であり、前記配線基板の一面に形成された配線と他面に形成された配線は、前記配線基板の両面を貫通する金属柱状体を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１４記載の発光モジュールの製造方法。

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