JP5507315B2

JP5507315B2 - 発光装置、バックライト光源およびその製造方法

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Publication number: JP5507315B2
Application number: JP2010087930A
Authority: JP
Inventors: 泰司小谷; 隆照酒井
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-04-06
Also published as: JP2011222628A

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ素子）を搭載した発光装置に関し、特に、液晶表示装置のバックライト光源として用いる発光装置に関する。

近年、液晶表示装置の薄型軽量化に伴い、バックライトにＬＥＤ素子が用いられるようになっている。中でも、大型、中型の機種では、導光板を用いない直下型バックライトが用いられる。直下型バックライトでは、光源となるＬＥＤが液晶パネルの平面と平行に二次元的に配置されるため、画面の全領域に渡り十分な明るさが確保でき、中央と端部との間の輝度ムラは発生しにくい。しかし、ＬＥＤ素子をそのまま用いると、ＬＥＤ素子の直上とその他の領域との間の色ムラ、輝度ムラが発生する。これらを低減するため、ＬＥＤ素子上にレンズを設置し、サイド方向に光を散乱させる技術がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、ＬＥＤ素子を封止するＬＥＤパッケージの構造を改良し、輝度特性や輝度分布を改善するものがある（例えば、特許文献２参照。）。ここでは、リードフレームを形成する金属板の一部を折り曲げて反射壁を作成し、上面に光を出射させる。

直下型バックライトの特徴に、局所輝度制御（ローカルディミング）がある。これは、液晶パネルの背後に配置されるＬＥＤ素子をグループに分割し、グループ単位で駆動を制御する技術である。この技術を用い、映像の明るい部分は明るく、暗い部分は暗く制御することにより、液晶画面のコントラストが向上する。特に、映像の黒部分に対応するＬＥＤ素子群に流す電流を最小限に絞ったり、消灯させることにより、映像の黒部分が鮮明化するとともに、消費電力を減少させることができる。

特開２００９−１９２９１５号公報特開２００４−３６３５３３号公報

ローカルディミングでは、局所輝度制御を効果的に実現するため、光源となるＬＥＤ素子群の細密な実装と正確な配光とが要求される。しかし、特許文献１に開示されるＬＥＤパッケージでは、光をレンズにより拡散させているため、光漏れが多い。また、特許文献２に開示の技術では、リードフレームが横に突出するため、出来上がったＬＥＤパッケージを細密に実装できない。

さらに、特許文献１に開示のＬＥＤパッケージは、レンズを使用しているため、レンズのコストがかかるとともに製造工程が複雑となり、それによるコストも増大する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、液晶表示装置の直下型バックライト光源として用いるＬＥＤパッケージであって、直下型バックライト光源として構成した際、高精度な局所輝度制御を実現可能なＬＥＤパッケージを、簡易な構成で安価に実現する技術を提供することを目的とする。

本発明は、ＬＥＤ素子がモールドされた金属板の端部を折り曲げて、ＬＥＤパッケージのリフレクタとし、リフレクタ内部を透光性樹脂で充填する。また、リフレクタの背面に凹凸部を設け、この凹凸部を嵌合することにより隣接するＬＥＤパッケージ同士を電気的および機械的に接続する。

具体的には、スリットを有する金属製の基板と、前記基板に搭載された１以上の発光素子と、前記基板の外周を囲むよう配置される金属製のリフレクタと、前記発光素子上で前記発光素子およびスリットを封止するよう前記リフレクタ内部に充填される透光性樹脂と、を備えることを特徴とする発光装置を提供する。

また、前記リフレクタは、電気的な接続端子である接続端子凸部および前記接続端子凸部に嵌合する接続端子凹部の少なくとも一方を備えることを特徴とする。

また、前記発光装置を複数の接続し構成されるバックライト光源であって、各発光装置間は、当該発光装置の前記接続端子凸部を、隣接して配置される前記発光装置の前記接続端子凹部に嵌合させ、塑性変形させることにより、電気的に接続されることを特徴とするバックライト光源を提供する。

さらに、所定方向に並ぶ１以上のスリットと、透光性樹脂で封止する樹脂封止領域と、リフレクタとなるリフレクタ領域と、前記リフレクタ領域に形成される接続端子となる凸部および凹部の少なくとも一方と、を備える金属製の基板を準備する基板準備工程と、前記基板の前記凸部が形成された面と反対側の面の前記樹脂封止領域内に１以上の発光素子を搭載し電気的に接続する発光素子実装工程と、前記樹脂封止領域内に透光性樹脂を充填し、前記発光素子と前記スリットとを封止する樹脂封止工程と、前記リフレクタ領域を前記透光性樹脂を囲むように折り曲げてリフレクタ面を形成するリフレクタ形成工程と、を備えることを特徴とする発光装置の製造方法を提供する。

また、前記発光装置を複数接続して構成されるバックライト光源の製造方法であって、前記発光装置の前記凸部に、隣接して配置する前記発光装置の前記凹部を位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせ後の発光装置に所定温度の熱と圧力を加え、前記凸部に金属塑性変形を起こさせ、前記凸部と前記凹部とを嵌合させる嵌合工程と、を備えることを特徴とするバックライト光源の製造方法を提供する。

本発明によれば液晶表示装置の直下型バックライト光源として用いるＬＥＤパッケージであって、直下型バックライト光源として構成した際、高精度な局所輝度制御を実現可能なＬＥＤパッケージを、簡易な構成で安価に実現できる。

（ａ）は、本発明の実施形態のＬＥＤパッケージの概略構成を説明するための斜視図、（ｂ）は、ＬＥＤパッケージの上面図、（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。（ａ）は、本発明の実施形態のＬＥＤパッケージの光の反射を説明するための説明図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態のＬＥＤパッケージの配光特性を説明するための説明図である。（ａ）〜（ｈ）は、本発明の実施形態のＬＥＤパッケージの製造工程を説明するための説明図である。本発明の実施形態の金属板を説明するための説明図である。（ａ）は、本発明の実施形態のバックライト光源モジュールの概略構成を説明するための説明図であり、（ｂ）は、接続端子凸部および接続端子凹部の拡大図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態のバックライト光源モジュールの製造工程を説明するための説明図である。本発明の実施形態のバックライト光源モジュールの実装状態を説明するための説明図である。（ａ）は、本発明の実施形態のバックライト光源モジュールの接続例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、その等価回路図である。本発明の実施形態のバックライト光源モジュールを構成する各ＬＥＤパッケージの駆動制御時の電流の流れを説明するための説明図である。本発明の実施形態のバックライト光源モジュールを構成する各ＬＥＤパッケージの駆動制御時の電流の流れを説明するための説明図である。本発明の実施形態のバックライト光源モジュールを構成する各ＬＥＤパッケージの駆動制御時の電流の流れを説明するための説明図である。本発明の実施形態のバックライト光源モジュールを構成するＬＥＤパッケージの駆動時の電流の流れを説明するための説明図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態の発光装置の変形例を説明するための説明図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態の発光装置の変形例を説明するための説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態の発光装置の接続端子凸部および接続端子凹部の変形例を説明するための説明図である。

以下、本発明を適用する実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１（ａ）は、本実施形態の発光装置の一例であるＬＥＤパッケージ１０の概略構成を説明するための斜視図である。また、図１（ｂ）はＬＥＤパッケージ１０の上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。

本実施形態のＬＥＤパッケージ１０は、電極が形成された長方形の基板１１と、基板１１上に形成され、電気的に分離するスリット１３と、基板１１の面上に配置される１以上のＬＥＤ素子１４と、ＬＥＤ素子１４を基板１１に電気的に接続するワイヤ１５と、ＬＥＤ素子１４およびワイヤ１５を封止する透光性樹脂１６と、スリット１３の両脇に形成される複数の突起１７と、ＬＥＤ素子１４から放射される光を反射するリフレクタ１８と、各ＬＥＤパッケージ１０を隣接するＬＥＤパッケージ１０または筐体に、電気的または機械的に接続するための接続端子凸部２１および接続端子凹部２２と、を備える。

基板１１は、スリット１３により分離された電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有する。

突起１７は、基板１１の、ＬＥＤ素子１４が配置される面（上面と呼ぶ。）と反対側の面（下面と呼ぶ。）に、スリット１３と平行に形成された凸条である。

リフレクタ１８は、基板１１を形成する金属板の、基板１１の外周部を基板１１に垂直に折り曲げて形成されるもので、基板１１に垂直に、基板１１の外周を囲むように配置される。リフレクタ１８も、基板１１同様、スリット１３により電気的に分離される。

透光性樹脂１６は、リフレクタ１８以下の高さであって、一定の高さとなるよう充填される。また、スリット１３とスリット１３の両脇に設けられる突起１７との間にも充填される。

透光性樹脂１６とリフレクタ１８とにより、本実施形態のＬＥＤパッケージ１０は、図２に示す配光を得る。すなわち、図２（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子１４から発せられた光はリフレクタ１８により反射され、図２（ｂ）に示すように、リフレクタ１８により囲まれるＬＥＤパッケージ１０の、略直上部にのみ配光が得られる。

接続端子凸部２１は、円柱または多角柱形状を有し、リフレクタ１８面上に、リフレクタ１８面に垂直に形成される。また、接続端子凹部２２は、接続端子凸部２１が嵌合する形状で、リフレクタ１８面の外壁面に形成される。接続端子凸部２１および接続端子凹部２２は、ＬＥＤパッケージ１０毎に、所定の給電ルートによって定まる位置にそれぞれ形成される。

なお、基板１１の裏面を外部接続端子として用いる場合は、ＮｉやＳｎなどの金属メッキを施す。

また、図１では、一例としてＬＥＤ素子１４を４つ備えるＬＥＤパッケージ１０を例示しているが、ＬＥＤ素子１４の数はこれに限られない。ただし、本実施形態のＬＥＤパッケージ１０は、後述するように、液晶表示装置のバックライト光源として用いられ、ローカルディミングの単位となるため、１つのＬＥＤパッケージ１０に備えられるＬＥＤ素子１４の数は、縦横同数が望ましい。

次に、本実施形態のＬＥＤパッケージ１０の製造工程を説明する。図３は、本実施形態のＬＥＤパッケージ１０の製造工程を説明するための図である。

まず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、最終的に基板１１およびリフレクタ１８となる金属板１１０を準備する（基板準備工程）。金属板１１０には、スリット１３、突起１７、接続端子凸部２１および接続端子凹部２２が形成される。

金属板１１０は、金属製の板状部材であり、熱伝導率および反射率が高く、加工しやすい材料からなるものが好ましい。例えば、純Ａｌ板材（ＪＩＳ規格Ａ１０５０）またはＣｕ板材等にＡｇメッキ、Ａｕメッキなどのメッキ加工した金属の板材が使用される。

また、金属板１１０は、大きさを１５〜３０ｍｍとした正方形、もしくは長手方向１５〜３０ｍｍ短手方向１５〜３０ｍｍとした矩形形状とする。これは、２０インチから５０インチクラスの液晶テレビに好適な基板サイズである。金属板１１０の厚みは、プレス加工やハンドリングの面から０．３〜１．０ｍｍ程度が好ましい。

図４は、このとき準備する金属板１１０の詳細を説明するための説明図である。本図に示すように、用意する金属板１１０は、透光性樹脂１６がモールドされるモールド領域１１０ａと、リフレクタ１８となる４箇所のリフレクタ領域１１０ｂと、リフレクタ形成時に切り落とされる２箇所の端部領域１１０ｃと４箇所の四隅領域１１０ｄとを備える。

モールド領域１１０ａは、金属板１１０の中央に設けられ、例えば、１５ｍｍ角の正方形状とする。リフレクタ領域１１０ｂは、モールド領域１１０ａの各辺に接し、外側に設けられ、例えば、１５ｍｍ×５ｍｍの長方形状とする。端部領域１１０ｃは、スリット１３を形成しても金属板１１０が分断されないよう、金属板１１０の縦方向の両端部に設けられる。

スリット１３は、エッチングレーザ加工等により形成される。リフレクタ１８も電気的に分離するため、端部領域１１０ｃにまで到達するよう形成する。一方、光漏れを抑えるため、その幅は極力小さく形成することが望ましい。エッチングレーザ加工によりスリットを形成することにより、０．１ｍｍ程度に小さくできる。

なお、スリット１３は、プレス加工により形成してもよい。ただし、プレス加工の場合、スリット１３の幅は、プレス加工の限界から、金属板１１０の厚さと同等以上になる。例えば、０．５ｍｍ厚の金属板１１０を用いる場合、スリット１３の最小の幅は０．５ｍｍとなる。

突起１７は、プレス加工等により形成される。その厚み（高さ）は、例えば、０．２ｍｍとする。突起１７は、後述の樹脂封止工程において、金属板１１０を金型に密着させ、かつ、透光性樹脂１６がスリット１３から金属板１１の裏面に漏出することを防止する役割も有する。なお、突起１７は、エッチング、切削により作製してもよい。

接続端子凸部２１および接続端子凹部２２は、プレス加工、エッチングもしくは切削により、形成する。接続端子凸部２１の素材は、金属板１１０と同じ、アルミニウムＡｌ、または、Ｃｕ等にＡｇメッキ、Ａｕメッキなどのメッキ加工を施した金属が用いられる。

なお、金属板１１０には、後述のリフレクタ形成工程において端部領域１１０ｃおよび四隅領域１１０ｄを破断により切り取りが可能なよう、例えば、Ｖ字状の破断用補助溝を形成してもよい。破断用補助溝は、プレス加工により形成される。

以上の金属板１１０の準備を終えると、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、ＬＥＤ素子１４を金属板１１０の上面側に実装する（ＬＥＤ実装工程）。

ＬＥＤ素子１４として、図１（ａ）に示すように、裏面がサファイア基板で、上面に一対の電極を備え、２本のボンディングワイヤ１５によって基板１１上の電極に接続される横導通のフェイスアップのダブルワイヤ素子の他に、導電性基板を用い、裏面電極を基板１１上の電極にメタルボンディングする縦導通のＭＢ（メタルボンディング）素子などを用いる。

ＬＥＤ素子１４は、横導通のダブルワイヤ素子の場合、例えば、白色のダイアタッチ材（シリコーン接着剤）で金属板１１０に固着される。白色のダイアタッチ材の代わりに、銀等のフィラーが入った熱伝導性の高いダイアタッチ材（シリコーン接着剤）を用いてもよい。また、ダブルワイヤ素子のかわりにフリップ実装用素子を用いることもできる。その場合には実装面の部分にＡｕメッキ加工を施し、ハンダ共晶接合してもよい。

例えば、３０ｍｍ×３０ｍｍの金属板１１０に、サイズが０．５ｍｍ×０．２９ｍｍのＬＥＤ素子１４を縦方向に２個、横方向に２個配置する。

ＬＥＤ素子１４は、ワイヤ１５により金属板１１０に電気的に接続される。すなわち、ＬＥＤ素子１４のカソード電極およびアノード電極を、ワイヤ１５により金属板１１０上に設けられた一対の電極にそれぞれボンディングする。ワイヤ１５には、例えば、Ａｕワイヤを使用する。

ＬＥＤ素子１４の実装を終えると、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、ＬＥＤ素子１４、ワイヤ１５およびスリット１３を透光性樹脂１６で封止する（樹脂モールド工程）。

透光性樹脂１６により封止する領域は、金属板１１０の上面のモールド領域１１０ａである。透光性樹脂１６として、例えば、シリコーン樹脂で、内部に蛍光体が分散されている樹脂を用いる。蛍光体には、ＬＥＤ素子１４の光を励起光として所定の波長の蛍光を発するものを用いる。

透光性樹脂１６による封止は、圧縮成型によるものが望ましい。圧縮成型の手順は以下のとおりである。まず、上金型と下金型とを用意する。上金型は金属板１１０を保持する形状である。下金型は、図１（ａ）の透光性樹脂１６の形状である。そして、金属板１１０の下面を上金型にバキュームユニットとクランバーで装着する。なお、上金型は、接続端子凸部２１および接続端子凹部２２に対応する凹凸部を設ける。次に、下金型に離形用のシートを吸着させてからディスペンサーユニットで下金型に未硬化の透光性樹脂１６を塗布する。そして、真空引きによりエア抜きをした透光性樹脂１６に、金属板１１に実装されたＬＥＤ素子１４を浸し、硬化させた後、上下の金型を外す（例えば、特開２００３−１３３３５１号公報、特開２００７−１８９１１６号公報参照。）。これにより、図３（ｅ）、（ｆ）の透光性樹脂１６が形成される。

図３（ｆ）に示すように、モールド領域１１０ａ内のスリット１３の間、スリット１３の下部と突起１７により形成される空間には、突起１７の高さ分、透光性樹脂１６が充填される。充填される透光性樹脂１６は、絶縁性のものであるため、金属板１１０の電極間を電気的に絶縁するとともに物理的に連結する。

なお、透光性樹脂１６による封止は、圧縮成型に限られない。金属板１１０面方向に均一に成形できるのであれば、射出成型であってもよい。また、通常の樹脂注入（ディスペンス方式、ポッティング方式）を用いてもよい。

以上の手順で透光性樹脂１６による封止を行った後、図３（ｇ）、（ｈ）に示すように、リフレクタ１８を形成する（リフレクタ形成工程）。

リフレクタ形成工程では、まず、金属板１１０の端部領域１１０ｃおよび四隅領域１１０ｄ（図４）を切り落とす。切り落としは、上述のように破断用補助溝が形成されている場合は、破断により行う。また、ダイシングブレードにより切断してもよい。次に、リフレクタ領域１１０ｂを四方から折り曲げ治具を用いてプレス機により押圧し、金属板１１０に略垂直になるよう折り曲げる。なお、このとき、折り曲げ治具には、接続端子凸部２１の形状の窪みを形成しておく。

以上の手順により、本実施形態のＬＥＤパッケージ１０は形成される。

次に、ＬＥＤパッケージ１０を複数接続し、作製する液晶用バックライト光源モジュール３０について説明する。

図５は、本実施形態のバックライト光源モジュール３０の概略構成を説明するための説明図である。図５（ａ）は、全体のイメージ図、図５（ｂ）は、接続端子凸部２１および接続端子凹部２２の拡大図である。

本実施形態のバックライト光源モジュール３０は、ＬＥＤパッケージ１０を複数連結し、作製される。連結は、図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤパッケージ１０の接続端子凸部２１を、隣接するＬＥＤパッケージ１０の接続端子凹部２２に嵌合させ、圧力と熱を与えて金属を塑性変形させることにより行う。

このバックライト光源モジュール３０の製造工程を説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のバックライト光源モジュール３０の製造工程を説明するための図である。

まず、図６（ａ）に示すように、ＬＥＤパッケージ１０の接続端子凸部２１と、隣接させるＬＥＤパッケージ１０の接続端子凹部２２との位置を合わせる（位置合わせ工程）。

次に、図６（ｂ）に示すように、熱と圧力とを与え、接続端子凸部２１と接続端子凹部２２とを嵌合させると同時に、接続端子凸部２１と接続端子凹部２２の接触部に塑性変形を生じさせ、両者を接合する（嵌合工程）。このとき、与える熱は、Ａｌに塑性変形を生じさせる１５０℃程度であるため、ＬＥＤ素子１４および透光性樹脂１６を劣化させることなく、嵌合および接合を実現できる。なお、接続端子凸部２１と接続端子凹部２２との接合は、熱と圧力による塑性変形に限られない。例えば、超音波等により塑性変形を生じさせ、嵌合させて接合してもよい。

なお、このとき、接続端子凸部２１および接続端子凹部２２の表面を、より融点の低い金属、例えば、錫（Ｓｎ）等で被覆することにより、さらに接着効果を高めることができる。

嵌合工程を経て、図６（ｃ）に示すように、嵌合を完了させる。なお、隣接させるＬＥＤパッケージ１０間には、電気的ショートを防ぐため、所定の隙間３１が生じるようにする。

以上の手順で所定数のＬＥＤパッケージ１０を接続することにより、所定の接続端子凸部２１で電気的に接続された回路であって、ＬＥＤパッケージ１０単位でローカルディミングが実現可能な回路が形成される。これにより、バックライト光源モジュール３０を作製する。作製したバックライト光源モジュール３０は、図７に示すように、実装基板４１または筐体４２（不図示）に接合する。

このとき、実装基板４１へは、ハンダ４３により接合することが望ましい。また、筐体４２への接合は、熱伝導性接着剤によるものが望ましい。

なお、実装基板４１は、スリット１３から漏れる光を反射するため、反射構造を有する基板を用いる。反射構造を有する基板として、白色樹脂、レジストが塗布された基板などが適する。外部基板３１に反射構造を有する基板を用いることで、基板１１の表面側からの光の取り出し効率が向上する。

筐体４２には、電源回路の接続端子が設けられ、各接続端子凸部２１が接続される。図８（ａ）に、バックライト光源モジュール３０が９個のＬＥＤパッケージ１０で構成される場合の接続例を示す。なお、図８（ａ）において、斜線が付されている接続端子凸部２１は、機械的な接続のためのものであり、電気的には導通しているが、電流は流れない。

また、図８（ｂ）は、図８（ａ）の等価回路図である。各ダイオード３１０が、それぞれＬＥＤパッケージ１０に相当する。本図に示すように各ダイオード３１０（ＬＥＤパッケージ１０）は、それぞれ電源回路に接続される。電源回路は、スイッチを備え、スイッチの開閉により、各ＬＥＤパッケージ１０への電流の流れを制御し、各ＬＥＤパッケージ１０の駆動(点灯）を独立に制御する。

図９〜図１１に、各ＬＥＤパッケージ１０を駆動させる際の電流の流れを示す。各ＬＥＤパッケージ１０を、それぞれ、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９とする。各ＬＥＤパッケージ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９を駆動させる際の電流の向きを、それぞれ、矢印２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８、２０９で示す。

ＬＥＤパッケージ１０１を例にあげ、駆動時の電流の流れを説明する。図１２は、図９のＬＥＤパッケージ１０１の拡大図である。ここでは、４つのＬＥＤ素子１４を、それぞれ、１４１、１４３、１４５、１４７とし、ワイヤ１５を、それぞれ、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１５７、１５８とし、接続端子凸部２１の電流供給側を接続端子凸部２１１、出力側を接続端子２１２とする。また、透光性樹脂１６は省略する。

ＬＥＤパッケージ１０１を駆動させる際は、接続端子凸部２１１と接続端子凸部２１２と電源回路とで閉回路を構成するよう電源回路内のスイッチを接続するとともに、接続端子凸部２１１にＶ_１１の電圧を与え、接続端子凸部２１２にＶ_１２（Ｖ_１１＞Ｖ_１２）を与える。これにより、接続端子凸部２１１から、基板１１の電極１１ａを経て、ワイヤ１５１、ＬＥＤ素子１４１、ワイヤ１５２、基板１１の電極１１ｂ、ワイヤ１５５、ＬＥＤ素子１４５、ワイヤ１５６、基板１１の電極１１ｃへの電流の流れ、および、基板１１の電極１１ａを経て、ワイヤ１５３、ＬＥＤ素子１４３、ワイヤ１５４、基板１１の電極１１ｂ、ワイヤ１５７、ＬＥＤ素子１４７、ワイヤ１５８、基板１１の電極１１ｃへの電流の流れがそれぞれ発生する。

すなわち、接続端子凸部２１１から、電極１１ａ、ＬＥＤ素子１４１およびＬＥＤ素子１４３、電極１１ｂ、ＬＥＤ素子１４５およびＬＥＤ素子１４７、電極１１ｃ、接続端子凸部２１２へ電流２０１が流れ、これにより、ＬＥＤ素子１４１、ＬＥＤ素子１４３、ＬＥＤ素子１４５、ＬＥＤ素子１４７が発光する。

他のＬＥＤパッケージ１０２〜１０９も同様に、スイッチにより閉回路を構成するとともに、電流供給側の接続端子凸部２１に電流出力側の接続端子凸部２１より高い電圧を与え、各ＬＥＤパッケージ１０内に図９から図１１に矢印で示す電流を流し、各ＬＥＤ素子１４を発光させる。

そして、電源回路において、それぞれ点灯させたい箇所のＬＥＤパッケージ１０に上述の電流が流れるよう、スイッチの開閉と、各ＬＥＤパッケージ１０の電流供給側の接続端子凸部２１および電流出力側の接続端子凸部２１に与える電圧とを制御し、個々のＬＥＤパッケージ１０を独立に駆動させる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤパッケージ１０の直上に拡散レンズを使用せず、封止を兼ねた透光性樹脂１６とリフレクタ１８とにより、ＬＥＤパッケージ１０の略直上への配光を実現する。従って、バックライト光源モジュール３０においてＬＥＤパッケージ１０単位の駆動制御時に光漏れを抑えることができ、精度のよい局所輝度制御を実現することができる。さらに、拡散レンズを使用しない分、製造工程が簡素化されるとともに、コストを抑えることができる。

また、本実施形態によれば、スリット１３で電極間を分離しているが、このスリット１３の幅を極力小さくしているため、スリット１３からの光漏れも最小限に抑えることができる。従って、簡易な構成で、精度の高い局所輝度制御を実現できる。

さらに、本実施形態によれば、各ＬＥＤパッケージ１０間を、接続端子凸部２１および接続端子凹部２２を圧力と熱とによる金属塑性変形を利用し、電気的および機械的に接続する。突出しているリード部等がないため、隣接ＬＥＤパッケージ１０間を密接することができる。これにより、バックライト光源モジュールを構成するにあたり、複数のＬＥＤパッケージ１０を、細密に実装できる。上記ＬＥＤパッケージ１０の配光およびこの細密な実装により、バックライト光源モジュールにおいて、光が届かない暗い箇所を低減することができる。

従って、本実施形態によれば、高精度な局所輝度制御を実現可能なＬＥＤパッケージを、簡易な構成で安価に実現できる。

なお、透光性樹脂１６として、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、蛍光体入りの透光性樹脂（第一の透光性樹脂）１６１と蛍光体が入っていない透光性樹脂（第二の透光性樹脂）１６２との２種類の樹脂を用いてもよい。

図１３（ａ）の例では、第一の透光性樹脂１６１を用い、レンズ形状を形成するとともに、ＬＥＤ素子１４、ワイヤ１５およびスリット１３を封止する。第二の透光性樹脂１６２を用い、第一の透光性樹脂１６１をリフレクタ１８内部に封止する。図１３（ａ）の例では、第一の透光性樹脂１６１による樹脂成型体および第二の透光性樹脂１６２による樹脂成型体は、それぞれ、例えば、圧縮成型または射出成型で成型する。

また、図１３（ｂ）の例では、第一の透光性樹脂１６１を用い、ＬＥＤ素子１４の表面あるいは表面および側面を封止する樹脂成型体を形成し、第二の透光性樹脂１６２を用い、第一の透光性樹脂１６１による樹脂成型体、ＬＥＤ素子１４、ワイヤ１５およびスリット１３を封止する。第一の透光性樹脂１６１による樹脂成型体は、ポッティング、印刷等の手法で形成する。また、第二の透光性樹脂１６２による樹脂成型体は、レンズ形状に、圧縮成型あるいは射出成型で形成する。

このように封止に蛍光体が入っていない透光性樹脂（第二の透光性樹脂）１６２も用いることにより、輝度を向上させることができる。

また、上記実施形態では、透光性樹脂１６を、リフレクタ１８内に一定の高さとなるよう充填しているが、透光性樹脂１６の充填形状はこれに限られない。図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、横方向に広がった光を中央部に集光可能なレンズ形状を構成してもよい。このように構成することにより、ＬＥＤパッケージ１０の直上への配向をさらに精度よく実現することができる。これらは、圧縮成型時の下金型の形状をこれらの形状に合わせることにより作成する。

さらに、接続端子凸部２１および接続端子凹部２２の形状も上記形状に限られない。例えば、図１５(ａ）〜（ｃ）に示すように、接続端子凸部２１ａは、多角錘台または円錐台のような先端が細くなる形状としてもよい。この場合、接続端子凹部２２ａは、穴の入口が内部より狭い形状とする。接続端子凸部２１ａおよび接続端子凹部２２ａをこのように構成することにより、接合強度が高まる。これにともない、製品歩留まりが向上し、生産性が向上する。

１０：ＬＥＤパッケージ、１１：基板、１１ａ：電極、１１ｂ：電極、１１ｃ：電極、１３：スリット、１４：ＬＥＤ素子、１５：ワイヤ、１６：透光性樹脂、１７：突起群、１８：リフレクタ、２１：接続端子凸部、２１ａ：接続端子凸部、２２：接続端子凹部、２２ａ：接続端子凹部３０：バックライト光源モジュール、３１：隙間、４１：実装基板、４２：筐体、４３：ハンダ、１０１：ＬＥＤパッケージ、１０２：ＬＥＤパッケージ、１０３：ＬＥＤパッケージ、１０４：ＬＥＤパッケージ、１０５：ＬＥＤパッケージ、１０６：ＬＥＤパッケージ、１０７：ＬＥＤパッケージ、１０８：ＬＥＤパッケージ、１０９：ＬＥＤパッケージ、１１０：金属板、１１０ａ：モールド領域、１１０ｂ：リフレクタ領域、１１０ｃ：端部領域、１１０ｄ：四隅領域、１４１：ＬＥＤ素子、１４３：ＬＥＤ素子、１４５：ＬＥＤ素子、１４７：ＬＥＤ素子、１５１：ワイヤ、１５２：ワイヤ、１５３：ワイヤ、１５４：ワイヤ、１５５：ワイヤ、１５６：ワイヤ、１５７：ワイヤ、１５８：ワイヤ、１６１：第一の透光性樹脂、１６２：第二の透光性樹脂、２０１：電流、２０２：電流、２０３：電流、２０４：電流、２０５：電流、２０６：電流、２０７：電流、２０８：電流、２０９：電流、２１１：接続端子凸部、２１２：接続端子凸部、３１０：ダイオード

Claims

複数の発光装置が接続されて構成されるバックライト光源であって、
前記発光装置は、
所定方向に並ぶ２つのスリットを有し、当該スリットにより電気的に分離される金属製の基板と、
前記基板に搭載され、ワイヤを介して前記分離された基板間を接続する、１以上の発光素子と、
前記金属製の基板を折り曲げて作成され、前記基板の外周を囲むよう配置される金属製のリフレクタと、
前記発光素子上で前記発光素子および前記２つのスリットを封止するよう前記リフレクタ内部に充填される透光性樹脂と、を備え、
前記リフレクタは、電気的な接続端子である接続端子凸部および前記接続端子凸部に嵌合する接続端子凹部の少なくとも一方を備え、
前記接続端子凸部および前記接続端子凹部の少なくとも一方は、各前記発光装置が、複数のスイッチを備える外部電源に、当該複数スイッチの開閉の組み合わせにより個別に駆動可能に接続されるよう、前記リフレクタに設けられ、
各前記発光装置間は、当該発光装置の前記接続端子凸部を、隣接して配置される前記発光装置の前記接続端子凹部に嵌合させ、塑性変形させることにより、電気的に接続され、
各前記発光装置は、端部の前記発光装置の前記接続端子凸部を介して、前記外部電源に接続されること
を特徴とするバックライト光源。
複数の発光装置が接続されて構成されるバックライト光源の製造方法であって、
前記発光装置各々は、
所定方向に並ぶ２つのスリットと、透光性樹脂で封止する樹脂封止領域と、リフレクタとなるリフレクタ領域と、前記リフレクタ領域に形成される接続端子となる凸部および凹部の少なくとも一方と、を備える金属製の基板を準備する基板準備工程と、
前記基板の前記凸部が形成された面と反対側の面の前記樹脂封止領域内に１以上の発光素子を搭載し電気的に接続する発光素子実装工程と、
前記樹脂封止領域内に透光性樹脂を充填し、前記発光素子と前記スリットとを封止する樹脂封止工程と、
前記リフレクタ領域を、前記透光性樹脂を囲むように折り曲げてリフレクタ面を形成するリフレクタ形成工程と、を含む製造方法により製造され、
前記２つのスリットは、前記金属製の基板を電気的に分離するよう設けられ、
前記発光素子は、ワイヤにより前記電気的に分離された基板間を接続し、
前記凸部および前記凹部は、各前記発光装置が、複数のスイッチを備える外部電源に、当該複数スイッチの開閉の組み合わせにより個別に駆動可能に接続されるよう、前記リフレクタに設けられ、
前記発光装置の前記凸部に、隣接して配置する前記発光装置の前記凹部を位置合わせする位置合わせ工程と、
位置合わせ後の前記発光装置に所定温度の熱と圧力を加え、前記凸部に金属塑性変形を起こさせ、前記凸部と前記凹部とを嵌合させる嵌合工程と、
端部の前記発光装置の前記凸部を介して、前記外部電源に接続する工程と、を含むこと
を特徴とするバックライト光源の製造方法。