JP4686643B2 - 半導体発光素子搭載用基板、バックライトシャーシ、表示装置、及び、テレビ受信装置 - Google Patents

半導体発光素子搭載用基板、バックライトシャーシ、表示装置、及び、テレビ受信装置 Download PDF

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Description

本発明は、半導体発光素子搭載用基板、バックライトシャーシ、表示装置、及び、テレビ受信装置に関し、より詳しくは、フリップチップ型の半導体発光素子を液晶表示装置のバックライト光源として用いる際に好適な半導体発光素子搭載用基板、バックライトシャーシ、表示装置、及び、テレビ受信装置に関する。
近年、テレビの薄型化が進み、その一手法として液晶テレビにおいても半導体発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）をバックライト光源として用いることが普及し始めている。
ＬＥＤバックライトの光照射方式には、サイドエッジ方式および直下方式の２種類が存在する。サイドエッジ方式は、映像表示装置の画面の側面にＬＥＤを配置して導光板に光を入射させる方式である。一方、直下方式は、画面直下に、マトリクス（２次元）状にＬＥＤを配置して出射光を直接利用する方式である。直下方式は、サイドエッジ方式よりも、輝度を高めやすいため、大型の液晶表示素子を用いた映像表示装置においては、主に、直下方式のＬＥＤバックライトが採用される。
また、半田バンプや半田ボールを介して基板上の配線パターンとの接続をとるフリップチップ型の構造がある。フリップチップ型の構造は、フェイスアップ型の構造に比べて、配線を行うためにワイヤが不要となるため、ワイヤボンディング工程が不要となり、比較的簡単な工程で小型の電子部品を基板に搭載できる。またフリップチップ型の構造は薄型化も可能なことから、ＬＥＤバックライトへの適用も検討されている。
しかし、ＬＥＤは点光源であるため、全面に光源を配置する必要がある。そして、ＬＥＤは効率の良い光源ではあるが、液晶表示装置のバックライトに用いるためには、高輝度で発光させる必要がある。このため、ＬＥＤを用いた光源は、大電流に応じた発熱への対策が必要となる。
通常、ＬＥＤの発熱は、ＬＥＤチップを搭載した基板に伝わり放熱される。例えば、特許文献１には、ＬＥＤチップを搭載した基板にサーマルビアを設け、このサーマルビアを介してＬＥＤの発熱を基板裏面に設けた放熱用パッドに逃がす構造が開示されている。また、特許文献２には、集積回路搭載基板ではあるが、配線パターンの非形成領域に放熱パターンを別途設け、この放熱パターンにグランド配線用バンプやダミーバンプを接続することにより、集積回路の熱を放熱パターンに伝達させることが開示されている。
ここで、従来のフリップチップ型のＬＥＤチップの構造について図２２に示す。ＬＥＤチップ２００は、サファイア基板２０１、Ｎ型層２０２、活性層２０３、Ｐ型層２０４、正電極（アノード電極）２０５、及び負電極（カソード電極）２０６で構成される。
また、従来の他のフリップチップ型のＬＥＤチップの構造として、パッケージ型のチップ構造を図２３に示す。ＬＥＤパッケージ３００は、ＬＥＤチップ３０１、蛍光体層３０２、保護層３０３、底部電極（正電極及び負電極）３０４、ビア３０５、接触パッド３０５ａ，３０５ｂ、及びシリコンサブマウント３０６で構成される（例えば、特許文献３を参照）。
図２２又は図２３に示したようなＬＥＤのチップ構造では、通常、半田付け性が十分に満足できればよいため、ＬＥＤの発熱量の大きさに係わらず、ＬＥＤの正電極と負電極の、大きさと形状は電流経路、電流値等を考慮して決定していた。
特開２００８−３４７４８号公報 特開２００５−１０９２５４号公報 特開２００９−１１１００６号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、基板にビアホールを設け、さらに基板の裏面に放熱用パットを設ける必要があることから、このための製造工程が増え、生産コストが高くなるという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、グランド配線用バンプやダミーバンプの配設が可能な集積回路では可能であるが、ＬＥＤのような二極素子には適用することが困難であった。
また、フリップチップ型のＬＥＤチップでは正電極及び負電極が実装基板と接するため、ＬＥＤチップから実装基板への放熱量は各電極の電極面積に依存することになる。特に、ＬＥＤチップを構成する活性層での発熱量が多くなるため、この活性層の近くに配置される正電極の電極面積を大きくすることで、より効率的にＬＥＤチップを冷却することができるものと考えられる。
表示装置として液晶表示装置は、種々の製品に適用できるが、光源を含むバックライト部分の放熱は、製品全体の放熱に対して主要な部分となる。このため、光源を搭載する基板部分の放熱手段の重要性は高い。しかしながら、図２２又は図２３に示したように、従来のＬＥＤチップでは、ＬＥＤの正電極と負電極の大きさ及び形状は、電流経路や電流値等により決定していたため、ＬＥＤチップ側から実装基板への放熱効果を高めることについて何ら考慮されていなかった。
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、フリップチップ型の半導体発光素子を実装するための基板として、製造工程を増やすことなく、簡単な構造で半導体発光素子からの熱を良好に放熱し、半導体発光素子を実装した際に、温度上昇を抑えるとともに、製造時の信頼性を高めた半導体発光素子搭載用基板を提供すること、さらに、この基板を備えたバックライトシャーシ、表示装置、及び、テレビ受信装置を提供することをその目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、同一平面側に正電極及び負電極を有する半導体発光素子を搭載するための半導体発光素子搭載用基板であって、長尺の短冊形状を有する絶縁基板と、該絶縁基板上で長手方向に延びかつ幅が異なるとともに前記正電極及び負電極がそれぞれ接続される一対の電極パターンと、該一対の電極パターンからそれぞれ引き出された配線パターンとを具備し、前記一対の電極パターンのそれぞれが前記配線パターンよりも広い面積を有し、前記一対の電極パターンは、略平行に所定の間隙を介して対向する対向部分を有するとともに、前記半導体発光素子の正電極及び負電極が載置される前記一対の電極パターン部分には、少なくとも幅の狭い電極パターン及び幅の広い電極パターンのいずれか一方に、他方の電極パターン側へ突出する突出部が形成され、他方の電極パターン側には、前記突出部と所定の間隙を介して対向する凹部が形成されていることを特徴としたものである。
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記半導体発光素子の正電極及び負電極の内、活性層に遠い側の電極が前記幅の狭い電極パターンに接続されることを特徴としたものである。
第３の技術手段は、第１または２の技術手段において、前記突出部と前記凹部との間隙が、前記一対の電極パターンの幅方向の中央に位置することを特徴としたものである。
第４の技術手段は、第１から第３のいずれか１の技術手段において、前記凹部の長手方向両側に切り欠きを形成したことを特徴としたものである。
第５の技術手段は、第１から第４のいずれか１の技術手段において、前記突出部が階段状になっていることを特徴としたものである。
第６の技術手段は、第１から第５のいずれか１の技術手段において、前記半導体発光素子は、正電極及び負電極が同一面側に形成され、かつ一方の電極の電極面積が他方の電極の電極面積よりも大きく形成され、電極面積の大きな電極が、前記幅の広い電極パターン側に接続されていることを特徴としたものである。
第７の技術手段は、第６の技術手段において、前記半導体発光素子の電極面積の大きな電極は、電極面積の小さな電極よりも活性層に近いことを特徴としたものである。
第８の技術手段は、第１から第７のいずれか１の技術手段において、前記一対の電極パターンのそれぞれから引き出された配線パターンの引出し方向が相互に異なる方向となっていることを特徴としたものである。
第９の技術手段は、第１から第８のいずれか１の技術手段において、前記絶縁基板が長尺の短冊形状を有し、該短冊形状の長手方向に沿って前記一対の電極パターンが複数形成され、前記半導体発光素子が複数個配列可能であることを特徴としたものである。
第１０の技術手段は、第１から第９のいずれか１の技術手段において、前記半導体発光素子の電力をＷ（ｗ）、前記一対の電極パターンの面積をＳ（ｍ２）、前記絶縁基板の厚みをＬ（ｍ）、前記絶縁基板の熱伝導率をρ（Ｗ／（ｍ／Ｋ））とする場合、ΔＴ＝Ｗ・Ｌ／Ｓ／ρによって算出される前記絶基板の一面と他面間の平均温度差ΔＴが１２℃以下であることを特徴としたものである。
第１１の技術手段は、第１から第１０のいずれか１の技術手段である半導体発光素子搭載用基板を備えたバックライトシャーシである。
第１２の技術手段は、第１から第１０のいずれか１の技術手段である半導体発光素子搭載用基板を備えた表示装置である。
第１３の技術手段は、第１２の技術手段である表示装置を備えるテレビ受信装置である。
本発明によれば、半導体発光素子の電極が接続される部分の電極パターンが配線パターンよりも大きな面積を有する。このため、半導体発光素子から電極を通して電極パターンに伝わった熱は、広い電極パターンから放熱するとともに、広い電極パターンを介して絶縁基板に良好に伝わり、さらに絶縁基板を介して放熱する。したがって、本発明の半導体発光素子搭載用基板は半導体発光素子の温度上昇を抑制することができる。
また、本発明によれば、幅の狭い電極パターン側に形成した突出部に、活性層から遠い側の半導体発光素子の電極を接続し、この突出部と間隙を介して対向する幅の広い電極パターン部分に、活性層に近い側の半導体発光素子の電極を接続することができるため、半導体発光素子からの熱が両電極から各電極パターンを通じて効率的に絶縁基板に伝えることができる。したがって、本発明の半導体発光素子搭載用基板は半導体発光素子の温度上昇を効率よく抑えることができる。
また、電極パターンに突出部を形成しているため、半導体発光素子の各電極を電極パターンに半田ペーストを用いて接続する際に、リフローの信頼性を高めることができる。
また、本発明によれば、半導体発光素子を構成する正電極または負電極のいずれかの電極面積を大きくすることにより、簡単な構造で発熱を良好に基板側に放熱し、基板に実装した際に温度上昇を抑えることができる。
本発明の一実施形態に係るテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図である。 テレビ受信装置が備える液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明に係る半導体発光素子搭載用基板を液晶表示装置のバックライトに使用した例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。 図４に示した半導体発光素子搭載用基板にＬＥＤチップを搭載した際の断面図である。 ＬＥＤ温度の変化と電極パターンの熱流速の変化を求めるために用いたモデルを示す図である。 熱回路網として、熱伝導、熱伝達、熱放射のシミュレーションを行う際の概念図を示す図である。 シミュレーションの結果を示すグラフである。 ＬＥＤチップのＷ数を電極パターンの面積で割った値を熱流速値として推定したグラフである。 絶縁基板を移動する熱を模式的に説明するための図である。 電極パターン面積と絶縁基板の一面と他面間の温度差との関係を推定したグラフである。 本発明の他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。 図１５に示した半導体発光素子搭載用基板にＬＥＤチップを搭載した際のＸ−Ｘに沿った断面を示す図である。 図１６に示したＬＥＤチップをＹ方向から見た図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。 ＬＥＤパッケージ構造を有する半導体発光素子の断面を示す図である。 半導体発光素子搭載用基板の一例を示す図である。 従来のフリップチップ型のＬＥＤチップの構造について示す図である。 従来のＬＥＤチップ構造の他の例を示す図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るテレビ受信装置の概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、テレビ受信装置が備える液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。
テレビ受信装置１００は、図１に示すように、液晶表示装置１１０と、この液晶表示装置１１０を挟むようにして収容する表裏両キャビネット１１１、１１２と、電源１１３と、チューナー１１４と、スタンド１１５とを備えて構成される。
液晶表示装置（表示装置）１１０は、全体として横長の方形（矩形状）を成し、縦置き状態で収容されている。この液晶表示装置１１０は、図２に示すように、表示パネルである液晶パネル１２０と、外部光源であるバックライト装置（照明装置）１３０とを備え、これらが枠状のベゼル１４０などにより一体的に保持されるようになっている。図２では、画面サイズが４２インチで横縦比が１６：９の液晶表示装置を例示している。
液晶パネル１２０は、一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された構成を有する。一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子（例えばＴＦＴ）と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられる。また、他方のガラス基板には、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや対向電極、さらには配向膜等が設けられる。
バックライト装置１３０は、図２に示すように、光出射面側（液晶パネル１２０側）に開口した略箱型をなすバックライトシャーシ１５０と、バックライトシャーシ１５０の開口部を覆うようにして取り付けられる拡散板１６１、および、拡散板１６１よりも更に光出射面側に配された光学シート群１６２からなる光学部材１６０とを有している。そして、光学部材１６０は、バックライトシャーシ１５０と、バックライトシャーシ１５０の周囲に沿って配されたフレーム１７０とで保持される。
図３は、本発明に係る半導体発光素子搭載用基板を液晶表示装置のバックライト装置に使用した例を示す図である。
バックライト装置１３０は、バックライトシャーシ１５０上に、本発明に係る半導体発光素子搭載用基板（以下、ＬＥＤ基板という。）１を複数配置している。個々のＬＥＤ基板１は、直線状（アレイ状）に複数のＬＥＤチップ２を搭載しているとともに、長尺の短冊形状を有しており、長手方向が液晶表示装置の画面の水平方向に一致するように配置されている。
図３では、４２インチワイド型の画面（横９３０ｍｍ×縦５２３ｍｍ）の映像表示装置に適用されるアレイ型のＬＥＤバックライト装置１３０を例示している。一般的に、ＬＥＤ基板１には、製造時における縦横の最大外形寸法、すなわち定尺が存在する。定尺は、ＬＥＤ基板１の材料や製造装置によって異なるが、例えば縦が５１０ｍｍ、横が３４０ｍｍなどとなっている。
このため、ＬＥＤ基板１の縦横のいずれかの寸法が定尺を超える場合は、その実装基板１を幾つかに分割して作製される。図３の場合、この定尺を超えるため、実装基板を横方向に２分割し、横方向に２枚、縦方向に各１０枚、合計２０枚のＬＥＤ基板１が配置されている。また、各ＬＥＤ基板１には、例えば８個のＬＥＤ２が、同一直線状に並んで配置されている。
つまり、図３のバックライト装置１３０は、画面全体で、合計１６０個のＬＥＤチップ２が使用されている。なお、図３では、隣接ＬＥＤチップ２間の間隔は６０ｍｍとし、全体としてＬＥＤチップ２が六方格子状に配置されている。六方格子状の配置では、あるＬＥＤチップ２を中心として形成される仮想的な正六角形の頂点に他のＬＥＤチップ２が配置されるようになっている。これにより、ＬＥＤバックライト装置１３０は、液晶パネルに対し、均一なバックライト光を照射することができる。
また、横方向に２分割したＬＥＤ基板１間の電気的な接続を取るために、１０本のハーネス１０２を設けている。さらに、ＬＥＤ基板１の一方と図示しない外部のドライバ基板との電気的な接続するために、１０本のハーネス１０３を設けている。これらのハーネス１０２，１０３は各ＬＥＤ基板１に設けたコネクタ１０４に接続される。
ここで、液晶パネル１２０の背面に設けるバックライト装置１３０としては、画面サイズとほぼ同じ面積の基板上に多数のＬＥＤチップをマトリクス状に敷き詰めて構成したマトリクス型のＬＥＤバックライト装置がある。しかし、マトリクス型のＬＥＤバックライト装置は、画面サイズとほぼ同じ面積の基板が必要となるため、部材価格が非常に高価となってしまう。これに対し、アレイ型のＬＥＤバックライト装置では、複数のＬＥＤ基板１が必要となるが、互いに間隔を空けて配置されるため、大画面の液晶表示装置であるほど、マトリクス型のＬＥＤバックライト装置よりも、安価に製造することができる。また、アレイ型のＬＥＤバックライト装置は、画面サイズに応じてＬＥＤ基板１の数を増減することで種々の画面サイズに適用することが可能となる。
図４は、本発明の一実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。
ＬＥＤ基板１は、長尺の短冊形状を有しエポキシ樹脂等からなる絶縁基板３の上に、後述するＬＥＤチップの電極を接続するための一対の矩形状の電極パターン４，５ 及び、この一対の電極パターン４，５からそれぞれ引き出された配線パターン６を有している。そして、一対の電極パターン４，５と配線パターン６とはほぼ同じ厚みに形成されているが、一対の電極パターン４，５の方が配線パターン６よりも面積が大きくなるように形成されている。
また、一対の電極パターン４，５は、略平行に所定の間隙を介して対向する対向部分Ａを有し、この対向部分ＡにＬＥＤチップ２が半田等を用いて実装される。なお、ＬＥＤチップ２は短冊形状のＬＥＤ基板の幅方向のほぼ中央に載置される。図４に示したＬＥＤ基板１では、対向部分ＡがＬＥＤ基板１の長手方向（図４では左右の方向）に沿って形成されている。また、一対の電極パターン４，５からそれぞれ引き出された配線パターン６の引出し方向は相互に異なる方向となっている。
このように、対向部分ＡがＬＥＤ基板１の長手方向に沿って形成された場合、この対向部分Ａに実装されるＬＥＤチップ２の正負それぞれの電極は、ＬＥＤ基板１の長手方向に沿った載置長さを長くすることができる。このため、ＬＥＤ基板１を取り扱う際に、長手方向に折れ曲がった場合でも、実装したＬＥＤチップ２の電極とＬＥＤ基板１の電極パターン４，５の接続部に加わるストレスが小さくなり、ＬＥＤチップの接続不良を少なくすることができる。
ここで、配線パターン６の幅は、ＬＥＤチップ２に流す電流の最大値によって定めているが、電極パターン４，５の面積は、後述するようにＬＥＤチップ２に最大値の電流を流した時の温度上昇から決定している。また、電極パターン４，５と配線パターン６との区別は、電流の流れる方向と直交する、幅の狭い部分が配線パターン６であり、ＬＥＤチップ２を搭載する対向部分Ａを短絡した場合に、電流の流れる方向と直交する、幅の広い部分が電極パターン４，５であると区別することができる。
図４に示すＬＥＤ基板では、電極パターン４，５と配線パターン６とは銅（Ｃｕ）で形成している。電極パターン４，５と配線パターン６の形成方法は、絶縁基板３上に設けた銅箔からエッチングによって両者を形成するほか、種々の一般的方法を用いることができる。また、銅以外の他の材質の金属箔、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）またはアルミ（Ａｌ）などによって形成しても構わない。
図５は、図４に示した半導体発光素子搭載用基板にＬＥＤチップを搭載した際のＸ−Ｘに沿った断面を示す図である。
ＬＥＤチップ２は、一例として、絶縁性の透明のサファイア基板２１上にＡｌＩｎＧａ系のＮ型層２２、活性層２３、Ｐ型ＡｌＩｎＧａＮ層２４を積層した構造を有している。そして、Ｐ型層２４に設けたアノード側の正電極２５とＮ型層２２に設けたカソード側の負電極２６とをそれぞれ一対の電極パターン４，５に接続し、正電極２５から負電極２６へ順方向電流を流すことによって活性層２３を発光させ、サファイア基板２１を通して外部に光を取り出している。
このように、フリップチップ型のＬＥＤチップ２は、ボンディングワイヤーやリードを使用せずに、ＬＥＤチップ２に形成した正電極２５と負電極２６とが、それぞれＬＥＤ基板１の電極パターン４、５に直接対向して密着、接合させる構造をとる。なお、ＬＥＤチップ２の構造は、フリップチップ型のものであれば、この例に限らずどのようなものであってもよい。
ＬＥＤチップ２に順方向電流を流して発光させた際、ＬＥＤチップ２からの発熱は、正電極２５と負電極２６からそれぞれ電極パターン４，５に伝わり、さらに電極パターン４，５を介して絶縁基板３に伝わる。また、絶縁基板３は図示しないバックライトシャーシ（図３で示すバックライトシャーシ１５０）に取り付けられているため、熱はさらに絶縁基板３を介してバックライトシャーシに伝わることになる。本発明では、ＬＥＤチップ２を載置した部分の電極パターン４，５の面積を広くしているため、ＬＥＤチップ２からの熱は、電極パターン４，５自身から外部へ放熱されるとともに、絶縁基板３へ広い面積で伝導するため、バックライトシャーシへも良好に伝わり、ＬＥＤチップ２の温度上昇を抑えることができる。
一般的に、発熱源からの熱は、基板の大きさや厚みによって放熱効率が変わることが知られていたが、ＬＥＤのような点光源素子に大電流を流した場合は、ＬＥＤチップの電極部分が極めて高温になり、電極付近の温度分布は電極パターンおよび配線パターンの大きさと形状に大きく影響を受けることとなる。ちなみに、絶縁基板をエポキシ樹脂、電極パターン４，５を銅（Ｃｕ）から作製した場合、熱伝導率は、エポキシ樹脂が約１Ｗ/（ｍ・Ｋ）、銅が約４００Ｗ/（ｍ・Ｋ）であるため、電極パターン４，５の大きさと形状によって、ＬＥＤチップ２から絶縁基板３へ伝わる熱流束の分布が大きく変化することになり、電極パターンが広いほど絶縁基板３へ逃がすことができる熱量は大きくなる。
例えば、図２１に示したＬＥＤ基板１では、電極パターン５４，５５の幅が配線パターン６と同じ幅となっているため、ＬＥＤチップ２からの熱は、電極パターン５４，５５を介して絶縁基板３に伝わるものの充分ではない。したがって、ＬＥＤチップ２の温度分布は、ＬＥＤチップ２の付近で極端に高くなり、ＬＥＤチップ２の発光効率が悪化する。また、ＬＥＤチップ２に流せる電流値を小さく抑えなければならない。
ここで、絶縁基板に電極パターンを形成し、この電極パターンにＬＥＤチップを搭載したモデルについて、ＬＥＤチップを熱源として、熱回路網を用いて電極パターンのサイズを変えた場合のＬＥＤ温度の変化及び電極パターンの熱流速の変化を求めた。
図６は、ＬＥＤ温度の変化と電極パターンの熱流速の変化を求めるために用いたモデルを示す図である。
モデル６０は、バックライトシャーシ６５、裏面パターン６４、絶縁基板６３、電極パターン６２、ＬＥＤチップ６１を順次積み重ねたものである。
ここで、モデル６０を構成する各部材の諸元は次の通りとした。
ＬＥＤチップ６１：一辺２．８ｍｍの正方形とし、電力０．６８Wとした。
電極パターン６２：厚さ３５μｍの銅箔で熱伝導率３９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）とした。
絶縁基板６３：高熱伝導タイプで厚さ１ｍｍ、面積は５０ｍｍｘ３０ｍｍ、熱伝導率は１Ｗ／（ｍ・Ｋ）とした。
裏面パターン６４：厚さ３５μｍの銅箔で、熱伝導率は３９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、面積は絶縁基板６３と同じとし、絶縁基板６３の背面に全面に裏面パターン６４が設けられているものとした。
バックライトシャーシ６５：鉄製で厚さ０．８ｍｍ、熱伝導率は５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）で十分な面積があるものとした。
そして、電極パターン６２の面積を一辺６ｍｍの正方形から一辺１５ｍｍの正方形まで一辺を１ｍｍおきに変化させた場合の、ＬＥＤ温度の変化と電極パターンの熱流速の変化をシミュレーションによって求めた。
図７は、熱回路網として、熱伝導、熱伝達、熱放射のシミュレーションを行う際の概念図を示す図である。シミュレーションは図７で示すように熱伝導、熱伝達、熱放射について行った。熱伝導とは主に物質内の熱移動であり、熱伝達とは、主に物質の表面上の熱移動である。また、熱放射は、熱線としての熱移動である。このシミュレーションでは、空気６６の温度を２５℃とした場合のＬＥＤチップ６１の温度と電極パターン６２の熱流速を求めた。ただし、ＬＥＤチップ６１の温度は電極パターン６２の平均温度と等しいものとした。
図８は、シミュレーションの結果を示すグラフであり、電極パターン６２の面積をＸ軸、ＬＥＤチップ６１の温度（電極パターン６２の平均温度）と、電極パターン６２の平均熱流速をＹ軸にとった図である。
ここで熱流速とは、単位面積当たりの熱の移動量である。熱流速が大きければそれだけ単位面積あたりの温度変化量が大きくなる。したがって、電極パターン６２上の熱流速値を下げることができれば、温度変化量が減り、結果的にＬＥＤチップ６１の温度が下がる。
図８において、裏面パターン６４の平均温度は約４２．３℃で各電極パターンともほぼ同じである。図８では、左側のマークから順に、電極パターン６２が一辺６mmの正方形、一辺７ｍｍの正方形、・・・一辺１５mmの正方形までプロットしている。
電極パターン６２が一辺６mmの正方形では、ＬＥＤチップ温度が６０℃程度、熱流速が１８０００W/m2程度であり、電極パターン６２の面積が大きくなるとＬＥＤチップの温度、電極パターンの熱流速とも下がっていく。電極パターンが一辺１１mmの正方形程度以降は温度変化も小さくなり、飽和状態であることが分かる。
なお、このシミュレーションでは、ＬＥＤチップ温度（電極パターン温度）、裏面パターン温度、熱流速とも平均値をプロットしているが、平均値ベースで温度等を推定することで、計算の単純化を図っている。
まず、ＬＥＤチップ６１と電極パターン６２の熱移動を考えると熱伝導が支配的であり、熱伝達、熱放射の率は数％にとどまる場合も多い。したがって、熱伝導についてのみを考慮したとしても、結果に大きな差は出ないと考えられる。
次に、熱伝導のみと考えると、ＬＥＤチップ６１からの熱は絶縁基板６３の表側の電極パターン６２を設けた部分全体に広がることになる。これは、電極パターン６２の熱伝導率が絶縁基板６３の熱伝導率よりも大幅に高いからである。
図９は、ＬＥＤチップのＷ数を電極パターンの面積で割った値を熱流速値として推定したグラフである。
図８及び図９における熱流速値はほぼ同じ値となっていることが分かる。
次に、絶縁基板６３の電極パターンを設けた部分全体にＬＥＤチップの熱０．６８Wが拡がった後、熱伝送率の低い絶縁基板６３側に熱が移動することを考える。
図１０は、絶縁基板を移動する熱を模式的に説明するための図である。
絶縁基板６３の熱伝導率は、高熱伝導タイプであっても、１W/（ｍ・Ｋ）と極めて低い。これに対して、絶縁基板６３の裏面側の裏面パターン６４は、３９０W／（ｍ・Ｋ）であることから、絶縁基板６３上の熱は絶縁基板６３の長手方向（平面方向）に移動する量よりも、絶縁基板６３の裏面側に移動する量のほうがはるかに多いと考えられる。したがって、大部分の熱は図１０に示すように移動すると推定できる。すなわち、絶縁基板６３の電極パターン６２を設けていない部分は、ＬＥＤチップ６１からバックライトシャーシ６５への熱伝導による放熱に寄与していないと推定できる。
したがって、電極パターン６２の面積を変えることは、熱が伝達する絶縁基板６３の面積を変えることと言い変えることができる。その際、絶縁基板６３の熱抵抗値は、電極パターン６２の面積と絶縁基板６３の厚さと絶縁基板６３の熱伝送率によって算出できる。これは、ＬＥＤチップ６１の熱が電極パターン６２で均等化された場合を想定しているからである。
ここで、絶縁基板６３の一面と他面間の温度差ΔＴを推定すると、次式であらわせる。
温度差ΔＴ＝Ｗ・Ｒ （式１）
Ｒは熱抵抗値（長さ／断面積／熱伝導率）である。
図１１は、電極パターン面積と絶縁基板の一面と他面間の温度差との関係を推定したグラフであり、ＬＥＤチップ６１の電力Ｗを０．６８Ｗとした際に、電極パターン６２の面積を一辺６ｍｍの正方形から一辺１５ｍｍの正方形まで一辺１ｍｍおきに、その温度差をプロットしたものである。図８に示すＬＥＤチップ温度の変化と図１１に示す絶縁基板の一面と他面間の温度差の変化量はほぼ同じであることが分かる。
温度差ΔＴを、発熱源の電力Ｗ（ｗ）、電極パターンの面積Ｓ（ｍ２）、絶縁基板の厚みＬ（ｍ）、熱伝導率ρ（Ｗ／（ｍ／Ｋ））で表すと、次式のようになる。
ΔＴ＝Ｗ・Ｌ／Ｓ／ρ （式２）
例として、発熱源の電力Ｗが０．６８Ｗ、絶縁基板６３の厚さが１ｍｍ、絶縁基板６３の熱伝導率ρが１Ｗ／（ｍ・Ｋ）の際の電極パターン面積ＳとΔＴの関係を見る。
まず、通常用いられる電極パターンとして６ｍｍ角の場合を考える。
電極パターンの面積Ｓは３６ｍｍ２
この時の温度差ΔＴは
ΔＴ＝０．６８ｘ０．００１／０．００００３６／１．０
＝１８．８℃
電極パターン６ｍｍ角は、通常の電極パターンの面積とほぼ同等である。そのため、この温度差１８．８℃は、本発明を用いない場合の温度差と考えられる。
次に、図８の温度シミュレーションから温度が飽和しつつある電極パターンの大きさは１１ｍｍ角程度であるので、その際のΔＴを算出する。電極パターンの面積Ｓは１２１ｍｍ２ である。
ΔＴ＝０．６８ｘ０．００１／０．０００１２１／１．０
＝５．６℃
この温度差５．６℃は、効果的に電極パターンと絶縁基板との関係による放熱を行っている状態と考えられる。したがって、平均温度差６℃以下であれば、放熱を最も効果的に行っていると考えられる。
また、通常の電極パターンの場合と放熱を意識した電極パターンの場合との切り分けは、両者の中間程度と考えられる。中間温度差ΔＴ１は１８．８℃と５．６℃の中間とするとΔＴ１＝１２．２℃であり、約１２℃である。
よって、式２で求まるΔＴが１２℃より大きければ、通常の電極パターンの範囲であり、１２℃以下であれば放熱を意識した電極パターンと考えられる。
次に、例として、通電時のバックライトシャーシ６５の温度が６０℃の際に、電極パターン６２の温度が＋５℃の６５℃に抑えるための電極パターン６２の面積を算出する。
発熱源の電力Ｗが０．６８Ｗ、絶縁基板６３の厚さが１ｍｍ、絶縁基板６３の熱伝導率ρが１Ｗ／（ｍ・Ｋ）で、絶縁基板の一面と他面間の温度差を５℃以下とするための電極パターン面積Ｓは、式２を変形して、
Ｓ＝Ｗ・Ｌ／ρ／ΔＴ （式３）
から算出できる。それぞれの値を入れると、
Ｓ＝０．６８・０．００１／１／５
＝１３６ｍｍ２（一辺１１．６ｍｍの正方形）
となり、電極パターンは一辺１１．６ｍｍ以上の正方形であれば良い。
なお、式２が成立するためには、次の要件を満たす必要がある。
（１）基板が高熱伝導部材であること。
これは、基板の熱伝導率がきわめて低いと、電極パターンからの熱が基板に流れず、放熱がスムーズに行えなくなるからである。
（２）基板の裏面に放熱部材が張りつけてある。または、裏面がバックライトシャーシ等の放熱部に接触していること。
これは、基板の熱がスムーズに裏面から排出されないと、電極パターンの温度と基板裏面の温度の差が大きくなり推定値との差が大きくなるからである。
通常、液晶表示装置では、バックライトシャーシはバックカバーに覆われており、バックカバーとバックライトシャーシとの間の対流によって、外部に放熱される構造を有している。液晶表示装置に設けられている電源や制御回路などの電子部品への影響を考慮すれば、バックライトシャーシの温度は６０℃程度以下となるようにしておくことが望ましい。そして、ＬＥＤ基板の表裏の温度差は５℃以内に止まるようにしておくことが望ましい。
図１２は、本発明の他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。
図１２に示したＬＥＤ基板１は、図４に示したＬＥＤ基板１の配線パターン６を変更し、配線パターン３６としたものである。この配線パターン３６は隣接する電極パターン４，５と幅方向に同じ側、すなわち、上側と上側、下側と下側とを接続しているため、電極パターン４，５に載置するＬＥＤチップ２は、隣接する者同士で正電極と負電極とが交互に配置されることになる。
図１３は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。
図１３に示したＬＥＤ基板１は、長尺の短冊形状を有しエポキシ樹脂等からなる絶縁基板３の上に、ＬＥＤチップ２の電極を接続するための一対の矩形状の電極パターン３４，３５ 及び、この一対の電極パターン３４，３５からそれぞれ引き出された配線パターン４６を有している。そして、一対の電極パターン３４，３５と配線パターン４６とはほぼ同じ厚みに形成されているが、一対の電極パターン３４，３５の方が配線パターン４６よりも面積が大きくなるように形成されている。
また、一対の電極パターン３４，３５は、略平行に所定の間隙を介して対向する対向部分Ａを有し、この対向部分ＡにＬＥＤチップ２が実装される。なお、ＬＥＤチップ２は短冊形状のＬＥＤ基板の幅方向のほぼ中央に載置され、ＬＥＤチップ２の電極はＬＥＤ基板１の長手方向に沿って配列される。図１３に示したＬＥＤ基板１は、図４で示したＬＥＤ基板１と、具体的な電極パターン及び配線パターンの形状が異なるが、ＬＥＤチップ２からの放熱のメカニズムやその他の構成については同じであるので、詳細な説明は省略する。
図１４は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図である。
図１４に示したＬＥＤ基板１は、一対の電極パターン４４、４５が半円状である点で図１３に示したＬＥＤ基板１とその構成が異なっているが、その他の構成は同じである。
ＬＥＤチップ２は一対の電極パターン４４，４５の略平行する対向部分Ａに載置されるが、ＬＥＤチップ２からの熱は、ＬＥＤチップ２の電極部分を中心にして放射状に伝わるため、電極パターン４４，４５を円弧状とすることで、ＬＥＤチップ２付近の温度が高くなるのを防止している。
図１５は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図であり、図１５（Ａ）は半導体発光素子搭載用基板の一部概略図、また、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）の一部を拡大した図である。
ＬＥＤ基板１は、長尺の短冊形状を有しエポキシ樹脂等からなる絶縁基板３の上に、後述するＬＥＤチップの電極を接続するための一対の電極パターン１４，１５を有しており、この電極パターン１４，１５はそれぞれ長手方向に延びている。そして、一方の電極パターン１４の幅Ｗ１は他方の電極パターン１５の幅Ｗ２よりも、例えば２倍程度広く形成されている。
また、一対の電極パターン１４，１５は略平行に所定の間隙を介して対向する対向部分Ａを有するとともに、この対向部分Ａには幅の狭い電極パターン１５から幅の広い電極パターン１４側に突出する突出部１５ａが形成され、幅の広い電極パターン１４側には、突出部１５ａと所定の間隙Ｂを介して対向するように凹部１４ａが形成されている。
そして、フリップチップ型のＬＥＤチップ２の電極は、電極パターン１５の突出部１５ａとこの突出部１５ａと間隙Ｂを介して対向する電極パターンの凹部１４ａを形成した部分に半田等を用いて接続される。ここで、電極パターン１５の突出部１５ａとこの突出部１５ａと対向する電極パターンの凹部１４ａとの間隙Ｂは、一対の電極パターンの幅方向の略中央に位置するため、ＬＥＤチップ２も一対の電極パターンの幅方向の略中央に載置されることになる。
ここで、電極パターン１４の幅Ｗ１と電極パターン１５の幅Ｗ２とを異ならせているのは、後述するようにＬＥＤチップ２からの熱を、電極パターン１４，１５を介して効率よく絶縁基板３に伝わるようにするためであり、また、突出部１５ａを設けているのは、ＬＥＤチップ２を半田ペーストによって電極パターン１４、１５に接続する際に、リフロー工程での信頼性を高めるためである。
図１５に示すＬＥＤ基板１では、一対の電極パターン１４，１５は絶縁基板３の長手方向に沿って複数形成され、複数個のＬＥＤチップ２を搭載することができるようになっている。そして、幅の広い電極１４及び幅の狭い電極１５は、それぞれ絶縁基板３の幅方向に同じ側に形成されており、搭載されるＬＥＤチップ２が直列接続となるように、幅の広い電極１４と長手方向に隣接する幅の狭い電極１５とが配線パターン１６によって連結されている。また、配線パターンの幅１６は電極パターン１４，１５の幅よりも狭くなっており、配線パターン１６の面積は電極パターン１４，１５の面積よりも小さくなっている。
ＬＥＤチップ２の電極はそれぞれ、間隙Ｂを介してＬＥＤ基板１の幅方向に対向して載置されるため、ＬＥＤチップ２の正負それぞれの電極は、ＬＥＤ基板１の長手方向に沿った載置長さを長くすることができ、ＬＥＤ基板１を取り扱う際に、長手方向に折れ曲がった場合でも、実装したＬＥＤチップ２の電極とＬＥＤ基板１の電極パターン１４，１５の接続部に加わるストレスが小さくなり、ＬＥＤチップ２の接続不良を少なくすることができる。
図１６は、図１５（Ａ）に示した半導体発光素子搭載用基板にＬＥＤチップを搭載した際のＸ−Ｘに沿った断面を示す図である。また、図１７は、図１６に示したＬＥＤチップをＹ方向から見た図である。
ＬＥＤチップ２の構成は、基本的に図５で示したＬＥＤチップ２の構成と同じであるので詳細な説明は省略するが、本実施態様では、後述する理由から、Ｐ型層２４に設けた正電極２５’の面積を、Ｎ型層２２に設けた負電極の面積よりも大きくしている。
正電極２５’と負電極２６とはバンプ電極とも呼ばれるが、それぞれＬＥＤチップ２のＰ型層、Ｎ型層と良好なオーミックコンタクトが取れる材料からなり、ＬＥＤチップ２が化合物半導体材料からなる場合は多層電極構造を採用することができる。そして、正電極２５’から負電極２６へ順方向電流を流すことによって活性層２３を発光させ、サファイア基板２１を通して外部に光を取り出している。
また、ＬＥＤチップ２の正電極２５’と負電極２６を電極パターン１４、１５に密着、接合させるために、リフロー方式の半田付けを行っている。
この方法は、まず、それぞれ正電極２５’と負電極２６が密着するパターン電極１４，１５の箇所に、予め半田ペーストを印刷し、印刷した半田ペースト上にそれぞれ正電極２５’と負電極２６を位置決めした状態でＬＥＤチップ２をＬＥＤ基板１上に載置する。その後、リフロー炉の中で、ＬＥＤ基板１とＬＥＤチップ２とを予熱（プリヒート）する。この予熱温度は一般的には１５０℃から１７０℃程度で行われる。次に、本加熱として半田が溶ける温度まで短時間高温にし、パターン電極４，５とＬＥＤチップ２の各電極とを半田付けしている。本加熱は,半田の成分組成により溶融温度が異なるが、一般的には２２０℃から２６０℃で行われる。
ここで、本加熱はＬＥＤ素子２やＬＥＤ基板１への熱の影響を小さくするために、短時間で行う必要があり、図１５で示したＬＥＤ基板１では、半田ペーストを印刷した部分を早めに高温にするために突出部５ａを設けている。
なお、リフローの際に電極パターンにおけるＬＥＤチップ２の電極載置部分の温度を早く上昇させなければならない要求と、ＬＥＤチップ２の駆動時にＬＥＤチップ２からの熱を効果的放熱することの要求は相反するものであるが、リフローでの高温状態での時間は極めて短く（１０秒程度）、また、ＬＥＤチップ２の駆動時の温度はリフロー時の温度よりも低いため、ＬＥＤチップ２の駆動時において、電極パターン１５の突出部１５ａによる放熱への影響は大きくない。
また、ＬＥＤチップ２における発熱を考慮した場合、電流は、電極パターン１４、正電極２５’、Ｐ型層２４、活性層２３、Ｎ型層２２、負電極２６、および電極パターン５の経路で流れ、各部分で発熱するが、主に活性層２３での発熱が大きいと考えられる。また、図１６で示したフリップチップ型のＬＥＤチップ２の場合、正電極２５’はＰ型層２４の全面に設けることができるが、負電極２６は、絶縁を考慮して、Ｎ型層２２の露出面の一部にしか設けることができない。
したがって、ＬＥＤチップ２からの熱は、活性層２３に近い電極側、すなわち、図１６に示したＬＥＤチップ２では正電極２５’から外部へ逃がす方が負電極２６から外部へ逃がすよりも効率的に放熱することができる。このことから、図５あるいは図１６に示したＬＥＤチップ２では、正電極２５，２５’の方が負電極２６よりも放熱効果の大きい電極であるといえる。
このため、この実施態様では、活性層２３に近い正電極２５’が接続される電極パターン１４の幅を負電極２６が接続される電極パターン１５の幅よりも大きくすることによって、ＬＥＤ２からの発熱を効果的に電極パターン１４，１５を介して絶縁基板３へ伝えるようにしている。すなわち、ＬＥＤチップ２の電極のうち、より放熱効果の大きい方の電極を幅の広い電極パターン側に接続するようにしている。
なお、ＧａＮを用いた青色ＬＥＤの場合、Ｎ型層２２とＰ型層２４とでは、Ｐ型層２４の方が導電率が低いため、抵抗が大きく、発熱量が多くなるものと考えられる。このためＰ型層２４での発熱を放熱する必要があるが、上述のように、Ｐ型層２４に接合されている正電極２５’の電極面積を大きくすることによって効果的に絶縁基板３に放熱することができる。
また、図１５に示したＬＥＤ基板１では、幅の広い電極パターン１４側に、幅の狭い電極パターン１５からの突出部１５ａと所定の間隙Ｂを介して対向するように凹部１４ａを形成したが、電極パターン１４の面積が十分とれる場合は、凹部１４ａを形成する必要はない。さらに、電極パターン１４側に、電極パターン１５からの突出部１５ａと対向する突出部を形成し、リフロー工程での信頼性を高めるようにしてもよい。
図１８は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図であり、図１８（Ａ）は半導体発光素子搭載用基板の一部概略図、また、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）の一部を拡大した図である。
一対の電極パターン１４，１５のうち、幅の広い電極パターン１５に形成した凹部１４ａの長手方向両側にさらに切り欠き１４ｂを形成している。このため、図１８に示したＬＥＤ基板１は、図１６に示したＬＥＤ基板１と比べ、ＬＥＤチップ２の正電極２５’が載置される部分に突出部１４ｃが形成されている点で異なる。これにより、リフロー時に電極パターン１５の突出部１５ａと同様に、電極パターン１４の突出部１４ｃも、印刷した半田ペーストを早めに高温にすることができ、よりリフローの信頼性を増すことができる。
図１９は、本発明のさらに他の実施形態に係る半導体発光素子搭載用基板を示す図であり、図１９（Ａ）は半導体発光素子搭載用基板の一部概略図、また、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）の一部を拡大した図である。
図１９に示したＬＥＤ基板１は、図１８に示したＬＥＤ基板１と比べ、一対の電極パターン１４，１５のうち、幅の狭い電極パターン１５に形成した突出部１５ａを階段状に突出させ、段差１５ｂを設けた点で異なる。また、段差１５ｂと対向する電極パターン１４側には凹み１４ｄを設けている。
電極パターン１５の突出部１５ａに設けた段差１５ｂの部分は、突出部１５ａの先端部に比べて長手方向の幅を大きくできるため、電極パターン１５の突出部１５ａに半田接合される負電極２６からの熱は、幅の広い段差１５ｂと電極パターン１５を介して絶縁基板３へより伝わりやすくなる。また、段差を設けた突出部について説明したが、電極からの熱が電極パターンを介して効率よく絶縁基板に伝熱される形状であれば良い。すなわち、突出部の先端部から電極パターン側に向かうに従って、突出部の面積が大きくなるように形成してあればよい。例えば、先端部を短辺とする台形形状や、半円形状などでも良い。
以上、本発明の実施態様の一例では、フリップチップ型のＬＥＤチップ２の正電極を幅の広いパターン電極に、また負電極を幅の狭い電極パターンに半田接合するようにしているが、電極チップの構造に応じて、活性層に近い側の電極を幅の広い電極パターンに半田接合するようにすればよい。
例えば、図１６に示すＬＥＤチップの代わりに、Ｎ型層２２とＰ型層２４の順番を逆にしたチップ構造としてもよい。すなわち、サファイア基板から順に、Ｐ型層、活性層、Ｎ型層のチップ構造とした場合、負電極の方が正電極よりも活性層の近くに配置される。この場合、負電極の電極面積を正電極の電極面積よりも大きくすればよい。
また、本発明の半導体発光素子搭載用基板に搭載される半導体発光素子としては、パッケージ構造を有するものであってもよい。
図２０は、ＬＥＤパッケージ構造を有する半導体発光素子の断面を示す図である。
ＬＥＤパッケージ７０は、ＬＥＤチップ７１、蛍光体層７２、保護層７３、正電極７４ａ，負電極７４ｂ、ビア７５、接触パッド７５ａ，７５ｂ、及び、シリコンサブマウント７６で構成される。
ここで、ＬＥＤパッケージ７０の製造方法について簡単に説明する。まず、少なくとも１つの溝を備えたシリコンサブマウント７６を湿式エッチングで形成する。そして、２つのビア７５をシリコンサブマウント７６の溝底部に設ける。各ビア７５の上部には接触パッド７５ａ，７５ｂが設けられ、下部には正電極７４ａ，負電極７４ｂが設けられる。本例の場合、正電極７４ａ及び負電極７４ｂは、ビア７５を介してそれぞれＬＥＤチップ７１のＰ型層、Ｎ型層に接続されることになる。
次に、シリコンサブマウント７６の溝に、ＬＥＤチップ７１をマウントする。この際、ＬＥＤチップ７１の電極が接触パッド７５ａ，７５ｂに接合され、電気的に接続される。そして、シリコンサブマウント７６の溝に、蛍光体層７２を充填して上面を形成し、さらに、その上面に保護層７３を印刷により形成する。
図２０に示したＬＥＤパッケージの場合、正電極７４ａ及び負電極７４ｂが、ＬＥＤパッケージ７０の実装基板上の電極パターン１４，１５に接続される。そして、図１６に示したＬＥＤチップと同様に、正電極７４ａ（アノード）の電極面積を負電極７４ｂ（カソード）の電極面積よりも大きくしている。これにより、図１６に示したＬＥＤチップの場合と同様に、ＬＥＤパッケージ７での発熱を効果的に基板側に放熱させることができる。
ここで、本発明に係る半導体発光素子搭載用基板に搭載される半導体発光素子の構造は、上記したフリップチップ型のＬＥＤチップ２あるいはパッケージ構造を有するＬＥＤパッケージ７０のいずれであってもよいが、さらに。本発明は、このフリップチップ型に限定されるものではなく、例えば、ワイヤボンディング型のチップ構造にも適用することができる。
以上、本発明の半導体発光素子搭載用基板を備えた表示装置として、液晶表示装置について説明したが、このような液晶表示装置は、種々の用途、例えばテレビ受信装置に適用できる。また、別の形態として、パソコン等の情報機器の表示部分として適用される。その際は、情報機器とＤＳＵＢ（D-subminiature）等のケーブルで接続され、情報機器の映像データを表示する場合もあるし、情報機器として一体として形成される場合もある。さらに、別の形態として、インフォメーションディスプレイあるいはデジタルサイネージ（電子看板）として用いられる場合もある。この場合は、表示部が縦位置で使用される場合もある。
１…ＬＥＤ基板、２，２００…ＬＥＤチップ、３…絶縁基板、４，５，１４，１５，３４，３５，４５，４４，４５，５４，５５…電極パターン、６，１６，３６，４６…配線パターン、１５ａ…突出部、２１，２０１…サファイア基板、２２，２０２…Ｎ型層、２３，２０３…活性層、２４，２０４…Ｐ型層、２５，２５’、２０５…正電極、２６，２０６…負電極、６０…モデル、６１…ＬＥＤチップ、６２…電極パターン、６３…絶縁基板、６４…裏面パターン、６５…バックライトシャーシ、６６…空気、７０，３００…ＬＥＤパッケージ、７１，３０１…ＬＥＤチップ、７２，３０２…蛍光体層、７３，３０３…保護層、７４ａ…正電極，７４ｂ…負電極、７５，３０５…ビア、７５ａ，７５ｂ，３０５ａ、３０５ｂ…接触パッド、７６，３０６…シリコンサブマウント、１００…テレビ受信装置、１０２，１０３…ハーネス、１０４…コネクタ、１１０…液晶表示装置、１１１，１１２…キャビネット、１１３…電源、１１４…チューナー、１１５…スタンド、１２０…液晶パネル、１３０…バックライト装置、１４０…ベゼル、１５０…バックライトシャーシ、１６０…光学部材、１６１…拡散板、１６２…光学シート群、１７０…フレーム、３０４…底部電極。

Claims (13)

  1. 同一平面側に正電極及び負電極を有する半導体発光素子を搭載するための半導体発光素子搭載用基板であって、長尺の短冊形状を有する絶縁基板と、該絶縁基板上で長手方向に延びかつ幅が異なるとともに前記正電極及び負電極がそれぞれ接続される一対の電極パターンと、該一対の電極パターンからそれぞれ引き出された配線パターンとを具備し、前記一対の電極パターンのそれぞれが前記配線パターンよりも広い面積を有し、前記一対の電極パターンは、略平行に所定の間隙を介して対向する対向部分を有するとともに、前記半導体発光素子の正電極及び負電極が載置される前記一対の電極パターン部分には、少なくとも幅の狭い電極パターン及び幅の広い電極パターンのいずれか一方に、他方の電極パターン側へ突出する突出部が形成され、他方の電極パターン側には、前記突出部と所定の間隙を介して対向する凹部が形成されていることを特徴とする半導体発光素子搭載用基板。
  2. 前記半導体発光素子の正電極及び負電極の内、活性層に遠い側の電極が前記幅の狭い電極パターンに接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  3. 前記突出部と前記凹部との間隙が、前記一対の電極パターンの幅方向の中央に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  4. 前記凹部の長手方向両側に切り欠きを形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  5. 前記突出部が階段状になっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  6. 前記半導体発光素子は、正電極及び負電極が同一面側に形成され、かつ一方の電極の電極面積が他方の電極の電極面積よりも大きく形成され、電極面積の大きな電極が、前記幅の広い電極パターン側に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  7. 前記半導体発光素子の電極面積の大きな電極は、電極面積の小さな電極よりも活性層に近いことを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  8. 前記一対の電極パターンのそれぞれから引き出された配線パターンの引出し方向が相互に異なる方向となっていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  9. 前記絶縁基板上に、短冊形状の長手方向に沿って前記一対の電極パターンが複数形成され、前記半導体発光素子が複数個配列可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  10. 前記半導体発光素子の電力をＷ（ｗ）、前記一対の電極パターンの面積をＳ（ｍ２）、前記絶縁基板の厚みをＬ（ｍ）、前記絶縁基板の熱伝導率をρ（Ｗ／（ｍ／Ｋ））とする場合、
    ΔＴ＝Ｗ・Ｌ／Ｓ／ρによって算出される前記絶基板の一面と他面間の平均温度差ΔＴが１２℃以下であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板。
  11. 請求項１から１０のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板を備えたバックライトシャーシ。
  12. 請求項１から１０のいずれか１に記載の半導体発光素子搭載用基板を備えた表示装置。
  13. 請求項１２に記載の表示装置を備えるテレビ受信装置。
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