WO2011162016A1 - Ｌｅｄバックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Ｌｅｄバックライト装置および液晶表示装置 Download PDF

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健太郎 鎌田
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a backlight device that emits light from behind a liquid crystal panel and a liquid crystal display device including the backlight device, and more particularly to an LED backlight device and a liquid crystal display device that use LEDs as light sources.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • the blue LED chip was developed, a white LED light source that emits white light by combining the blue LED chip and a phosphor that is excited by light from the LED chip and emits excitation light of a predetermined wavelength, A white LED light source that synthesizes white light using three primary color LED chips of a blue LED chip, a green LED chip, and a red LED chip has been developed.
  • an LED backlight device provided with this white LED light source is used as a backlight of a liquid crystal display device or the like.
  • a direct type backlight device in which a light source is disposed on the rear surface of the display screen, and a light guide plate is disposed on the rear surface of the display screen by arranging a light source on the side of the display screen.
  • An edge light type backlight device is known in which light is incident on a light guide plate from a side portion of a display screen and light is emitted in a planar shape from a light emitting surface of the light guide plate while reflecting the light guide plate.
  • the edge-light type backlight device is equipped with a light source on the side of the display screen and a plate-shaped light guide plate behind the display screen, making it easy to reduce the thickness of liquid crystal display devices, etc. Preferred for.
  • the direct type backlight device is preferable because a light source is installed on the rear surface of the display screen to directly illuminate, so that high-luminance illumination is easy and control of light emission luminance for each area is easy.
  • Each LED light source includes an LED package that is packaged by mounting an LED chip on a submount substrate and sealing it with a transparent resin or a transparent resin containing a predetermined phosphor.
  • a plurality of packages are integrally installed on an LED mounting substrate to form a light emitting member (LED module) having a predetermined shape.
  • LED mounting boards LED modules mounted with a plurality of LED packages are arranged in parallel in the backlight chassis to constitute a lighting device having a large light emitting area such as a direct type backlight. Therefore, in the conventional LED backlight device, an LED mounting board is mounted on the backlight chassis, and an LED package is mounted on the LED mounting board.
  • a liquid crystal display device 69 includes a liquid crystal panel 59, an LED backlight device 49 that supplies light to the liquid crystal panel 59, and a housing HG (front housing HG1 and rear housing HG2) that sandwiches them. ,including.
  • an active matrix substrate 51 including a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) and an opposing substrate 52 facing the active matrix substrate 51 are bonded together with a sealing material (not shown). Then, liquid crystal (not shown) is injected into the gap between the substrates 51 and 52.
  • a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor)
  • an opposing substrate 52 facing the active matrix substrate 51 are bonded together with a sealing material (not shown). Then, liquid crystal (not shown) is injected into the gap between the substrates 51 and 52.
  • a polarizing film 53 is attached to the light receiving surface side of the active matrix substrate 51 and the emission side of the counter substrate 52.
  • the liquid crystal display panel 59 as described above displays an image using the change in transmittance caused by the inclination of the liquid crystal molecules.
  • the LED backlight device 49 located immediately below the liquid crystal display panel 59 includes an LED module MJ, a backlight chassis 41, a reflection sheet 42, a diffusion plate 43, a prism sheet 44, and a lens sheet 45.
  • the LED module MJ is configured by mounting a plurality of LED packages 1 on the mounting surface 21U of the LED mounting substrate 21.
  • the LED mounting substrate 21 is a plate-shaped and rectangular substrate, and a plurality of electrodes (not shown) are arranged on the mounting surface 21U. Then, an LED chip is mounted on these electrodes via a submount substrate. Then, the electrode and the LED chip are brought into conduction by wire bonding, for example.
  • a resist film (not shown) serving as a protective film is formed on the mounting surface 21U of the LED mounting substrate 21.
  • This resist film is, for example, white having reflectivity. This is because even if light is incident on the resist film, the light is reflected by the resist film and tends to go outside, thereby eliminating the cause of unevenness in the amount of light due to light absorption by the mounting substrate 21.
  • LED backlight device 49 for example, a relatively short mounting board 21 in which five LED packages 1 are mounted in a row on one mounting board 21, and eight mounting boards 21 on one mounting board 21.
  • a relatively long mounting substrate 21 on which the LED packages 1 are mounted in a row is mounted.
  • the rows of the five LED packages 1 and the row of the eight LED packages 1 are arranged so as to form a row of 13 LED packages 1, and further, in the direction in which the 13 LED packages 1 are arranged.
  • the two types of mounting boards 21 are also arranged in the intersecting (orthogonal) direction (note that the arrangement intervals of the LED packages 1 are equal).
  • the arrangement pattern and the number of LED packages arranged are appropriately changed according to the size of the screen and the required luminance.
  • the LED package 1 is arranged in a lattice shape (in other words, the LED module MJ is planar), and light from these LED packages 1 is mixed to generate planar light (for convenience, different types of light are used).
  • the direction in which the mounting boards 21 are arranged is the X direction
  • the direction in which the same kind of mounting boards 21 are arranged is the Y direction
  • the direction intersecting the X direction and the Y direction is the Z direction).
  • the backlight chassis 41 is a box-shaped member, for example, and accommodates the plurality of LED modules MJ by spreading the LED modules MJ on the bottom surface 41B.
  • the bottom surface 41B of the backlight chassis 41 and the LED mounting board 21 of the LED module MJ are connected via a rivet (not shown).
  • a reflection sheet 42, a diffusion plate 43, a prism sheet 44, and a lens sheet 45 are stacked in this order.
  • the reflection sheet 42 is an optical sheet having a reflection surface 42U, and covers the plurality of LED modules MJ with the back surface of the reflection surface 42U facing. However, the reflection sheet 42 includes a through hole 42H that matches the position of the LED package 1, and exposes the light emitting surface of the LED package 1 from the reflection surface 42U.
  • the presence of the reflection sheet 42 causes the light of the LED package 1 to travel toward the diffusion plate 43 facing the reflection surface 42U without loss.
  • the diffusion plate 43 is an optical sheet that overlaps the reflection sheet 42, and diffuses the light emitted from the LED module MJ and the reflection light from the reflection sheet 42U. That is, the diffusion plate 43 diffuses the planar light formed by the plurality of LED modules MJ (in other words, the plurality of LED packages 1 arranged in a matrix) and spreads the light over the entire liquid crystal display panel 59. .
  • the prism sheet 44 is an optical sheet that overlaps the diffusion plate 43.
  • the prism sheet 44 arranges, for example, triangular prisms extending in one direction (linear) in a direction intersecting with one direction in the sheet surface. Thereby, the prism sheet 44 deflects the radiation characteristic of the light from the diffusion plate 43.
  • the prisms extend along the Y direction in which the LED package 1 is arranged in a small number and are arranged in the X direction in which the LED package 1 is arranged in a large number.
  • the lens sheet 45 is an optical sheet that overlaps the prism sheet 44.
  • the lens sheet 45 disperses the fine particles that refract and scatter light inside. Thereby, the lens sheet 45 suppresses the light / dark difference (light quantity unevenness) without locally condensing the light from the prism sheet 44.
  • the LED backlight device 49 as described above supplies the planar light formed by the plurality of LED modules MJ to the liquid crystal panel 59 through the plurality of optical sheets 43 to 45.
  • the non-light-emitting liquid crystal panel 59 receives the light (backlight light) from the LED backlight device 49 and improves the display function.
  • an LED chip is first mounted on a submount substrate to produce an LED package, and this LED package is mounted on an LED mounting substrate to produce an LED module. This is a complicated process for assembling the LED module to the backlight chassis.
  • the basic substrate described in Patent Document 1 is a double substrate including a lower PCB substrate and an upper heat dissipation substrate, and an LED chip is mounted on the upper heat dissipation substrate via a chip base film made of an insulating material. Wiring for driving the LED chip is provided on the lower surface of the lower PCB substrate, and a plug penetrating the substrate is provided to electrically connect the wiring and the LED chip.
  • the basic substrate is integrated as a backlight unit together with the mold frame and the optical sheet, and is fixed to the chassis.
  • the present invention reduces the number of parts constituting the backlight device in a direct type LED backlight device and a liquid crystal display device including the backlight device, thereby simplifying the assembly process and reducing the cost.
  • An object of the present invention is to provide an LED backlight device capable of stabilizing the life of an LED package by exhibiting heat dissipation even if the number of components is reduced.
  • the present invention drives an LED package including an LED chip as a light source, a submount substrate on which the LED chip is mounted, and a sealing resin for sealing the LED chip, and the LED chip. And a heat dissipation for dissipating heat generated by driving the LED chip by mounting a plurality of LED mounting members on which a predetermined number of the LED packages are mounted, and a plurality of the LED mounting members.
  • An LED backlight device that emits light emitted from a plurality of LED packages disposed behind the liquid crystal panel, and a heat dissipation board that integrally mounts the plurality of LED packages at a predetermined pitch is provided.
  • a wiring pattern for driving the LED chip is provided on the heat dissipation board, and each sub-mover is provided on the wiring pattern.
  • the door substrate is mounted directly mounting the LED package on the heat radiation substrate, the heat radiation substrate, is characterized in that it has a structure that serves as the heat radiating member and the LED mounting member.
  • the LED package is directly mounted on the heat dissipation substrate on which the wiring pattern is formed, it is possible to omit the LED mounting substrate on which a predetermined number of LED packages used in the past are integrally mounted. Therefore, simplification of the process when manufacturing the backlight device can be achieved. Further, since the LED package is directly attached to the heat dissipation substrate, sufficient heat dissipation can be exhibited and the life of the LED package product can be stabilized.
  • the present invention is characterized in that in the LED backlight device configured as described above, the heat dissipation substrate is a backlight chassis. According to this configuration, since the backlight chassis serving as the frame of the backlight device is used as the LED package mounting substrate and the heat dissipation substrate, the substrate cost can be reduced and the heat dissipation can be improved.
  • the backlight chassis is made of metal sheet metal, a resist layer is formed on the metal sheet metal backlight chassis, and the wiring pattern is formed on the resist layer. It is characterized by that. According to this configuration, even in the case of a backlight chassis made of metal sheet metal, a wiring pattern is created on the resist layer serving as an insulating layer, so that short-circuiting and leakage are prevented and light emission control of the LED package is performed correctly. be able to.
  • the present invention is characterized in that, in the LED backlight device having the above configuration, the backlight chassis is made of an aluminum sheet metal. According to this structure, heat dissipation can be further enhanced by the good thermal conductivity of the aluminum sheet metal.
  • the present invention is characterized in that a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and the LED backlight device according to any one of claims 1 to 4 is provided. According to this configuration, the number of parts of the backlight device can be reduced to simplify the assembly process, and the backlight device with excellent heat dissipation can be provided to reduce manufacturing costs and improve reliability. A liquid crystal display device can be obtained.
  • a wiring pattern for driving the LED chip is provided on the heat dissipation substrate, and the LED chip is mounted on the wiring pattern. Since each submount board is mounted and the LED package is directly mounted on the heat dissipation board, the number of parts is reduced, the assembly process is simplified, the cost is reduced, and the number of parts is reduced. Even so, it is possible to obtain an LED backlight device capable of exhibiting heat dissipation and stabilizing the life of the LED package.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an LED backlight device according to the present invention. It is a schematic plan view of a conventional LED backlight device. It is a disassembled perspective view of a liquid crystal display device. It is a disassembled perspective view of the television receiver which mounts a liquid crystal display device.
  • the LED backlight device BL1 has a configuration in which a plurality of LED packages 1 are directly mounted on a heat dissipation board 4, for example, a resist layer 3 as an insulating layer on the heat dissipation board. Are formed, a wiring pattern 2 is formed thereon, and the LED package 1 is mounted on the wiring pattern 2.
  • the LED package 1 is similar to a conventionally known one that includes an LED chip that is a light source, a submount substrate on which the LED chip is mounted, and a sealing resin that seals the LED chip. do not do.
  • the wiring pattern 2 provided on the heat dissipation substrate 4 is, for example, a copper pattern formed on the resist layer 3, and is a wiring for driving the LED package 1 to be mounted.
  • a submount substrate of each LED package 1 is mounted and electrically connected to a predetermined portion on the wiring pattern 2 to cause the mounted LED chip to emit light.
  • the resist layer 3 that is an insulating layer is made of, for example, an insulating material mainly composed of an epoxy resin, and can be formed by screen printing on a portion where the predetermined wiring pattern 2 is provided.
  • the heat dissipation substrate 4 may be an insulator or a conductor.
  • a hard resin having heat dissipation or a metal having good heat conductivity A plate can be used.
  • a heat radiating substrate 4 made of a metal sheet metal having excellent strength and thermal conductivity can be used as the heat dissipation substrate 4, and the LED package 1 can be directly mounted on the backlight chassis constituting the frame of the LED backlight device BL1.
  • the LED mounting substrate that has been modularized by integrally mounting a predetermined number of LED packages 1 conventionally used. Therefore, the process of manufacturing the LED module on which the predetermined number of LED packages 1 are mounted can be omitted, and the process for manufacturing the LED backlight device BL1 can be simplified. Moreover, since the LED package 1 is directly attached to the heat dissipation substrate 4, it is possible to exhibit sufficient heat dissipation and stabilize the life of the LED package product.
  • the backlight chassis which is the frame of the backlight device BL1
  • the heat dissipation substrate serves as both the LED mounting member and the heat dissipation member, thereby reducing the substrate cost. In addition to being able to reduce, heat dissipation can also be improved.
  • a conventional LED backlight device BL2 has a predetermined number of LED packages 1 mounted on a wiring pattern 2 formed on an LED mounting substrate 21 which is a mounting member, and the LED mounting substrate 21 is used as a heat dissipation member. It is set as the structure arranged in multiple numbers in the thermal radiation board
  • the resist layer 3 indicated by an imaginary line is used for insulating and protecting the surface of the LED mounting substrate 21.
  • the LED mounting boards 21 are connected to each other using the connector CN to increase the number of LED packages installed in a row, and an LED backlight device corresponding to a large display area is constructed.
  • a plurality of LED mounting substrates 21 on which the LED packages 1 are mounted are vertically arranged in a plurality of rows. That is, seven LED packages 1 are mounted on the LED mounting substrate 21, and the LED substrates 21 on which the LED packages 1 are mounted are arranged in parallel in five rows on the heat dissipation substrate 4.
  • the LED backlight device BL1 has the LED packages 1 added at a predetermined pitch interval, and the LED backlight device BL2 has an LED with a predetermined number of LED packages 1 mounted thereon.
  • the mounting substrate 21 is connected via a connector CN.
  • the conventional LED backlight device BL2 has a configuration in which the LED mounting member and the heat dissipation member are separately provided.
  • the heat dissipation substrate 4 includes the LED mounting member and the heat dissipation member.
  • the LED backlight device BL1 according to the present embodiment has a configuration in which the LED mounting substrate 21 and the connector CN are omitted.
  • the conventional LED backlight device BL2 includes a step of mounting the LED package 1 on the LED mounting substrate 21 and a plurality of LED mounting substrates 21 on which the predetermined number of LED packages 1 are mounted in a predetermined arrangement on the heat dissipation substrate 4.
  • the LED backlight device BL1 according to the present embodiment is only a step of directly mounting the plurality of LED packages 1 on the heat dissipation substrate 4, it is necessary to manufacture the LED backlight device. Simplification of the process can be achieved.
  • the LED package 1 is directly attached to the heat dissipation substrate 4, it is possible to exhibit sufficient heat dissipation and stabilize the life of the LED package product.
  • the heat dissipation substrate 4 may be a backlight chassis.
  • the LED package 1 is directly mounted on the backlight chassis 41 used in the conventional LED backlight device 49 shown in FIG. That is, the backlight device 49 having a configuration in which a predetermined wiring pattern is formed on the backlight chassis 41 and the LED package 1 is directly mounted is the backlight device BL1 according to the present embodiment.
  • the backlight chassis 41 is preferably made of a heat radiating material such as a metal sheet metal.
  • the backlight chassis 41 made of aluminum sheet metal having excellent heat dissipation can be said to be more preferable because it exhibits even better heat dissipation.
  • the liquid crystal display device 69 shown in FIG. 4 includes the LED backlight device BL1 described above, the number of parts of the backlight device is reduced to simplify the assembly process, and the backlight has excellent heat dissipation. Since the liquid crystal display device is provided with the device, the liquid crystal display device 69 is preferable because the manufacturing cost can be reduced and the reliability can be improved.
  • the liquid crystal display device 69 can be used as a display unit of a liquid crystal television 79, for example, as shown in FIG. Note that such a liquid crystal television 79 can be said to be a television receiver since it receives a television broadcast signal and projects an image.
  • a wiring pattern for driving the LED chip is provided on the heat dissipation substrate, and the wiring pattern is formed on the wiring pattern. Since each LED chip mounted on each submount substrate is mounted directly on the heat dissipation substrate, the number of components is reduced, the assembly process is simplified, and the cost is reduced. Even if the number of parts is reduced, it is possible to obtain an LED backlight device capable of exhibiting heat dissipation and stabilizing the life of the LED package.
  • the heat dissipation board is a backlight chassis
  • the backlight chassis which is the frame of the backlight device
  • the board member that also serves as the heat dissipation board thereby reducing the board cost.
  • heat dissipation can be improved.
  • the LED backlight device can reduce the manufacturing cost and improve the heat dissipation, thereby improving the lifetime and reliability of the LED package.
  • the LED backlight device according to the present invention is suitably used for an LED backlight device of a liquid crystal display device that can reduce the manufacturing cost and stabilize the life of the LED package to improve the reliability. It becomes possible.

Abstract

　直下型のＬＥＤバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置において、バックライト装置を構成する部品点数を削減して組立工程を簡素にして低コスト化を図ると共に、部品点数を削減しても、放熱性を発揮してＬＥＤパッケージの寿命を安定させることが可能となるＬＥＤバックライト装置を得るために、放熱基板４に、ＬＥＤチップを駆動するための配線パターン２を設け、該配線パターン２上にＬＥＤチップが実装されたそれぞれのサブマウント基板を搭載してＬＥＤパッケージ１を放熱基板４に直接的に実装する構成としたＬＥＤバックライト装置ＢＬ１とした。

Description

ＬＥＤバックライト装置および液晶表示装置
　本発明は、液晶パネルの後方から光を照射するバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置に関し、特に、光源としてＬＥＤを用いたＬＥＤバックライト装置および液晶表示装置に関する。
　近年、発光効率の向上や発光量の増加と共に、寿命が長く消費電力が小さくて、環境にやさしいとされるＬＥＤ（Light　Emitting　Diode：発光ダイオード）を用いた照明装置が実用化されつつある。また、青色ＬＥＤチップが開発されて以来、この青色ＬＥＤチップと、このＬＥＤチップからの光に励起されて所定波長の励起光を発光する蛍光体と、を組み合わせて白色発光する白色ＬＥＤ光源や、青色ＬＥＤチップと緑色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップとの三原色のＬＥＤチップを用いて白色光を合成する白色ＬＥＤ光源が開発されている。
　そのために、液晶表示装置などのバックライトとして、この白色ＬＥＤ光源を配設したＬＥＤバックライト装置が用いられている。また、液晶表示装置などのバックライトとしては、表示画面の後面に光源を配置する直下型のバックライト装置と、表示画面の側部に光源を配置し表示画面の後面に導光板を設置して、表示画面の側部から導光板に光を入射して、導光板内を反射させながら導光板の発光面から面状に発光させるエッジライト型のバックライト装置が知られている。
　エッジライト型のバックライト装置は、表示画面の側部に光源部を設け、表示画面の後方に板状の導光板を設置する構成なので、薄型化が容易であり、液晶表示装置などの薄型化にとって好ましい。また、直下型のバックライト装置は、表示画面の後面に光源を設置して直に照明しているので、高輝度照明が容易であり、発光輝度のエリア毎の制御も容易となって好ましい。
　また、それぞれのＬＥＤ光源は、サブマウント基板にＬＥＤチップを搭載してその上を透明樹脂、あるいは所定の蛍光体を配合した透明樹脂で封止してパッケージ化されたＬＥＤパッケージからなり、このＬＥＤパッケージを、ＬＥＤ実装基板に複数一体に設置してモジュール化された所定形状の発光部材（ＬＥＤモジュール）を形成している。
　また、複数のＬＥＤパッケージを搭載したＬＥＤ実装基板（ＬＥＤモジュール）をバックライトシャーシに多数並設して、直下型バックライト等の大きな発光面積の照明装置を構成する。そのために、従来のＬＥＤバックライト装置においては、バックライトシャーシにＬＥＤ実装基板を装着し、このＬＥＤ実装基板にＬＥＤパッケージを搭載した構成とされている。
　このようなバックライト装置構成およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置は、例えば図４に示すような構成とされる。図に示すように、液晶表示装置６９は、液晶パネル５９と、この液晶パネル５９に対して光を供給するＬＥＤバックライト装置４９と、これらを挟み込むハウジングＨＧ（表ハウジングＨＧ１・裏ハウジングＨＧ２）と、を含む。
　液晶パネル５９は、ＴＦＴ（Thin　Film　Transistor）等のスイッチング素子を含むアクティブマトリックス基板５１と、このアクティブマトリックス基板５１に対向する対向基板５２とをシール材（不図示）で貼り合わせる。そして、両基板５１・５２の隙間に液晶（不図示）が注入される。
　なお、アクティブマトリックス基板５１の受光面側、対向基板５２の出射側には、偏光フィルム５３が取り付けられる。そして、以上のような液晶表示パネル５９は、液晶分子の傾きに起因する透過率の変化を利用して、画像を表示する。
　液晶表示パネル５９の直下に位置するＬＥＤバックライト装置４９は、ＬＥＤモジュールＭＪ、バックライトシャーシ４１、反射シート４２、拡散板４３、プリズムシート４４、および、レンズシート４５を含む。ＬＥＤモジュールＭＪは、ＬＥＤ実装基板２１の実装面２１ＵにＬＥＤパッケージ１を複数搭載して構成される。
　ＬＥＤ実装基板２１は、板状かつ矩形状の基板であり、実装面２１Ｕ上に、複数の電極（不図示）を並べる。そして、これらの電極上に、サブマウント基板を介して、ＬＥＤチップが取り付けられる。そして、電極とＬＥＤチップとは、例えば、ワイヤボンディングで導通する。
　なお、ＬＥＤ実装基板２１における実装面２１Ｕには、保護膜となるレジスト膜（不図示）が成膜される。このレジスト膜は、例えば、反射性を有する白色とされる。なぜなら、レジスト膜に光が入射したとしても、その光はレジスト膜で反射して外部に向かおうとするので、実装基板２１による光の吸収という光量ムラの原因が解消するためである。
　また、図示するＬＥＤバックライト装置４９では、例えば、１枚の実装基板２１に５個のＬＥＤパッケージ１を列状に実装した比較的短い実装基板２１と、１枚の実装基板２１に８個のＬＥＤパッケージ１を列状に実装した比較的長い実装基板２１と、が搭載される。
　このように、５個のＬＥＤパッケージ１の列と８個のＬＥＤパッケージ１の列とを１３個のＬＥＤパッケージ１の列にするように並び、さらに、１３個のＬＥＤパッケージ１の並ぶ方向に対して、交差（直交等）する方向にも、２種類の実装基板２１は並ぶ（なお、ＬＥＤパッケージ１の配置間隔は、等間隔である）。また、これらの配置パターンやＬＥＤパッケージの配設数量は、画面の大きさや要求される輝度などに応じて適宜変更される。
　これにより、ＬＥＤパッケージ１は格子状（別表現すると、ＬＥＤモジュールＭＪが面状）に配置され、これらＬＥＤパッケージ１からの光が混ざり合って、面状光が生成される（なお、便宜上、異種の実装基板２１の並ぶ方向をＸ方向、同種の実装基板２１の並ぶ方向をＹ方向とし、このＸ方向とＹ方向とに交差する方向をＺ方向とする）。
　バックライトシャーシ４１は、例えば箱状の部材で、底面４１ＢにＬＥＤモジュールＭＪを敷き詰めることで、それら複数のＬＥＤモジュールＭＪを収容する。なお、バックライトシャーシ４１の底面４１ＢとＬＥＤモジュールＭＪのＬＥＤ実装基板２１とは、不図示のリベット等を介して接続される。また、バックライトシャーシ４１の上に、反射シート４２、拡散板４３、プリズムシート４４、レンズシート４５をこの順で積み重ねている。
　反射シート４２は、反射面４２Ｕを有する光学シートで、複数のＬＥＤモジュールＭＪに、反射面４２Ｕの裏面を向けて覆い被さる。ただし、反射シート４２は、ＬＥＤパッケージ１の位置に合わせた通過開孔４２Ｈを含み、反射面４２ＵからＬＥＤパッケージ１の発光面を露出させる。
　すると、ＬＥＤパッケージ１から出射する光の一部が、バックライトシャーシ４１の底面４１Ｂ側に向かって進行したとしても、反射シート４２の反射面４２Ｕによって反射し、その底面４１Ｂから乖離するように進行する。したがって、反射シート４２が存在することで、ＬＥＤパッケージ１の光は損失することなく、反射面４２Ｕに対向した拡散板４３に向かう。
　拡散板４３は、反射シート４２に重なる光学シートであり、ＬＥＤモジュールＭＪから発せられる光および反射シート４２Ｕからの反射光を拡散させる。すなわち、拡散板４３は、複数のＬＥＤモジュールＭＪ（別表現すると、マトリックス配置された複数のＬＥＤパッケージ１）によって形成される面状光を拡散させて、液晶表示パネル５９全域に光をいきわたらせる。
　プリズムシート４４は、拡散板４３に重なる光学シートである。そして、このプリズムシート４４は、一方向（線状）に延びる例えば三角プリズムを、シート面内にて、一方向に交差する方向に並べる。これにより、プリズムシート４４は、拡散板４３からの光の放射特性を偏向させる。なお、プリズムは、ＬＥＤパッケージ１の配置個数の少ないＹ方向に沿って延び、ＬＥＤパッケージ１の配置個数の多いＸ方向に沿って並ぶとよい。
　レンズシート４５は、プリズムシート４４に重なる光学シートである。そして、このレンズシート４５は、光を屈折散乱させる微粒子を内部に分散させる。これにより、レンズシート４５は、プリズムシート４４からの光を、局所的に集光させることなく、明暗差（光量ムラ）を抑える。
　そして、以上のようなＬＥＤバックライト装置４９は、複数のＬＥＤモジュールＭＪによって形成される面状光を、複数枚の光学シート４３～４５を通過させ、液晶パネル５９に供給する。これにより、非発光型の液晶パネル５９は、ＬＥＤバックライト装置４９からの光（バックライト光）を受光して表示機能を向上させる。
　上記したように、従来構成のＬＥＤバックライト装置においては、ＬＥＤチップを先ずサブマウント基板に搭載してＬＥＤパッケージを作製し、このＬＥＤパッケージをＬＥＤ実装基板に実装してＬＥＤモジュールを作製し、さらに、このＬＥＤモジュールをバックライトシャーシに組み付ける複雑な作業工程となっている。
　そのために、このようなバックライト取付け工程を簡素化することが求められており、例えば、ＬＥＤチップを基礎基板上にベアチップ状態に実装し、この上に光学層を積層して一体化した面光源を用いることで、バックライトの組立工程を簡素化するとした液晶表示装置が既に公開されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６－２１０８８０号公報
　上記した特許文献１に記載された基礎基板は、下部ＰＣＢ基板と上部放熱基板とを備えた二重基板であり、上部放熱基板に絶縁物質からなるチップベース膜を介してＬＥＤチップを搭載し、下部ＰＣＢ基板の下面にＬＥＤチップを駆動するための配線が設けられ、この配線とＬＥＤチップとを電気的に接続するために、基板を貫通するプラグが設けられている。また、この基礎基板は、モールドフレームや光学シートと共にバックライト部として一体化され、シャーシに固定されている。
　そのために、基礎基板にＬＥＤチップを搭載し、この基礎基板をさらに別の基材に実装することには変わりがなく、バックライト装置の組立工程の簡素化は十分ではない。そのために、さらに、部品点数を減らすなどして、さらなる簡素化が求められる。
　また、ＬＥＤチップや基板上に実装されるＩＣチップ等の電子部品は、使用時の発熱によって温度が上昇するので、温度上昇によって誤作動が生じたり製品寿命が劣化したりするのを抑制するために、部品点数を減らして組立工程を簡素化した構成であっても、放熱性に優れた構成であることが求められる。
　そこで本発明は、上記問題点に鑑み、直下型のＬＥＤバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置において、バックライト装置を構成する部品点数を削減して組立工程を簡素にして低コスト化を図ると共に、部品点数を削減しても、放熱性を発揮してＬＥＤパッケージの寿命を安定させることが可能となるＬＥＤバックライト装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、光源であるＬＥＤチップと該ＬＥＤチップを搭載するサブマウント基板と前記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂とを備えたＬＥＤパッケージと、前記ＬＥＤチップを駆動するための配線パターンが形成され、前記ＬＥＤパッケージを所定数搭載するＬＥＤ実装部材と、前記ＬＥＤ実装部材を複数搭載して、前記ＬＥＤチップが駆動されることで発生する発熱を放熱するための放熱部材と、を備え、液晶パネルの後方に配設する複数のＬＥＤパッケージが発光する光を照射するＬＥＤバックライト装置において、前記複数のＬＥＤパッケージを所定ピッチで一体に搭載する放熱基板を設け、該放熱基板に、前記ＬＥＤチップを駆動するための配線パターンを設け、該配線パターン上にそれぞれのサブマウント基板を搭載して前記ＬＥＤパッケージを前記放熱基板に直接実装して、前記放熱基板が、前記ＬＥＤ実装部材と前記放熱部材を兼ねる構成としたことを特徴としている。
　この構成によると、ＬＥＤパッケージを配線パターンが形成された放熱基板に直接実装するので、従来用いていた所定数のＬＥＤパッケージを一体に搭載するＬＥＤ実装基板を省略することができる。そのために、バックライト装置を製造する際の工程の簡素化を図ることができる。また、放熱基板にＬＥＤパッケージを直付けするので、十分な放熱性を発揮してＬＥＤパッケージ製品の寿命を安定させることができる。
　また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記放熱基板はバックライトシャーシであることを特徴としている。この構成によると、バックライト装置の枠体となるバックライトシャーシを、ＬＥＤパッケージ搭載基板、および、放熱基板として用いるので、基板コストを低減できると共に、放熱性も向上させることができる。
　また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記バックライトシャーシは金属板金製であり、この金属板金製のバックライトシャーシにレジスト層を成層し、このレジスト層の上に前記配線パターンを作成したことを特徴としている。この構成によると、金属板金製のバックライトシャーシであっても、絶縁層となるレジスト層の上に配線パターンを作成するので、短絡や漏電などを防止して、ＬＥＤパッケージの発光制御を正しく行うことができる。
　また本発明は上記構成のＬＥＤバックライト装置において、前記バックライトシャーシがアルミ板金製であることを特徴としている。この構成によると、アルミ板金が有する良好な熱伝導性により、さらに放熱性を高めることができる。
　また本発明は、液晶パネルと請求項１から４のいずれかに記載されたＬＥＤバックライト装置を備えた液晶表示装置としたことを特徴としている。この構成によると、バックライト装置の部品点数を減らして組立工程を簡素化し、さらに、放熱性に優れたバックライト装置を備えて、製造コストを抑制すると共に信頼性の向上を図ることが可能となる液晶表示装置を得ることができる。
　本発明によれば、直下型のＬＥＤバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置において、放熱基板に、ＬＥＤチップを駆動するための配線パターンを設け、該配線パターン上にＬＥＤチップが実装されたそれぞれのサブマウント基板を搭載してＬＥＤパッケージを放熱基板に直接的に実装する構成としたので、部品点数を削減して組立工程を簡素にして低コスト化を図ると共に、部品点数を削減しても、放熱性を発揮してＬＥＤパッケージの寿命を安定させることが可能となるＬＥＤバックライト装置を得ることができる。
本発明に係るＬＥＤバックライト装置の概略説明図である。 従来のＬＥＤバックライト装置の概略説明図である。 本発明に係るＬＥＤバックライト装置の概略平面図である。 従来のＬＥＤバックライト装置の概略平面図である。 液晶表示装置の分解斜視図である。 液晶表示装置を搭載したテレビ受信装置の分解斜視図である。
　以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。
　まず、図１を用いて本発明に係るＬＥＤバックライト装置の一例について説明する。
　図１に示すように、本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬ１は、放熱基板４に複数のＬＥＤパッケージ１を直接的に実装した構成であって、例えば、放熱基板に絶縁層としてレジスト層３を成層し、この上に配線パターン２を作成して、この配線パターン２上にＬＥＤパッケージ１を実装している。
　ＬＥＤパッケージ１は、光源であるＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップを搭載するサブマウント基板と前記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂とを備えた従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
　また、放熱基板４に設ける配線パターン２は、例えば、レジスト層３の上に形成される銅パターンであって、実装するＬＥＤパッケージ１を駆動するための配線である。この配線パターン２上の所定部位に、それぞれのＬＥＤパッケージ１のサブマウント基板を搭載し電気的に接続して、実装されたＬＥＤチップを発光させる。
　絶縁層であるレジスト層３は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とする絶縁材料からなり、所定の配線パターン２を設ける部分にスクリーン印刷にて形成することができる。
　絶縁層であるレジスト層３の上に配線パターン２を作成するので、放熱基板４は絶縁体でも導電体であってもよく、例えば、放熱性を有する硬質樹脂や、熱伝導性が良好な金属板を用いることができる。特に、強度と熱伝導性に優れた金属板金製の放熱基板４を用いることが好ましい。そのために、放熱基板４としてバックライトシャーシを用いることができ、ＬＥＤバックライト装置ＢＬ１の枠体を構成するバックライトシャーシに直接的にＬＥＤパッケージ１を搭載することができる。
　上記の構成であれば、従来用いていた所定数のＬＥＤパッケージ１を一体に搭載してモジュール化されていたＬＥＤ実装基板を省略することができる。そのために、所定数のＬＥＤパッケージ１を搭載したＬＥＤモジュールを製造する工程を省略でき、ＬＥＤバックライト装置ＢＬ１を製造する際の工程の簡素化を図ることができる。また、放熱基板４にＬＥＤパッケージ１を直付けするので、十分な放熱性を発揮してＬＥＤパッケージ製品の寿命を安定させることができる。
　また、バックライト装置ＢＬ１の枠体となるバックライトシャーシを、ＬＥＤパッケージ搭載基板、および、放熱基板として用いるので、この放熱基板が、ＬＥＤ実装部材と放熱部材を兼ねる構成となって、基板コストを低減できると共に、放熱性も向上させることができる。
　従来のＬＥＤバックライト装置ＢＬ２は図２に示すように、実装部材であるＬＥＤ実装基板２１に形成された配線パターン２上に所定数のＬＥＤパッケージ１を搭載し、このＬＥＤ実装基板２１を放熱部材である放熱基板４に複数並設した構成とされる。想像線で示すレジスト層３は、ＬＥＤ実装基板２１の表面を絶縁すると共に保護するために用いる。また、ＬＥＤ実装基板２１同士をコネクタＣＮを用いて接続して、一列のＬＥＤパッケージ設置数を増やし、大きな表示面積に対応したＬＥＤバックライト装置を構築している。
　例えば、図３Ｂに示すように、横の列に７個、縦に５個の合計３５個のＬＥＤパッケージ１を配設した比較的小型のＬＥＤバックライト装置ＢＬ２の場合は、一列に７個のＬＥＤパッケージ１を搭載したＬＥＤ実装基板２１を縦に５列複数並設して構成する。つまり、ＬＥＤ実装基板２１に７個のＬＥＤパッケージ１を実装し、このＬＥＤパッケージ１を実装したＬＥＤ基板２１を放熱基板４に縦５列に並設する。
　ＬＥＤバックライト装置ＢＬ２と同じ大きさのＬＥＤバックライト装置ＢＬ１を製造する際には、図３Ａに示すように、放熱基板４に横の列に７個、縦に５個の合計３５個のＬＥＤパッケージ１を直接設置する。この際に、放熱基板４に、予め所定の配線パターンを形成して、所定ピッチ間隔で複数のＬＥＤパッケージ１を配設する。
　また、これよりも大きな表示面積に対応させる場合には、ＬＥＤバックライト装置ＢＬ１では、所定ピッチ間隔でＬＥＤパッケージ１を増設し、ＬＥＤバックライト装置ＢＬ２では、所定数のＬＥＤパッケージ１を搭載したＬＥＤ実装基板２１を、例えばコネクタＣＮを介して接続する構成とする。
　そのために、従来のＬＥＤバックライト装置ＢＬ２はＬＥＤ実装部材と放熱部材とを別々に備える構成であり、本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬ１は、放熱基板４が、ＬＥＤ実装部材と放熱部材を兼ねる構成となって、本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬ１は、従来のＬＥＤバックライト装置ＢＬ２と比較して、ＬＥＤ実装基板２１とコネクタＣＮを省略した構成となる。
　また、従来のＬＥＤバックライト装置ＢＬ２は、ＬＥＤパッケージ１をＬＥＤ実装基板２１に実装する工程と、所定数のＬＥＤパッケージ１が実装されたＬＥＤ実装基板２１を、放熱基板４に所定配置で複数設置する工程が必要であるが、本実施形態に係るＬＥＤバックライト装置ＢＬ１は、複数のＬＥＤパッケージ１を直接的に放熱基板４に実装する工程だけであるので、ＬＥＤバックライト装置を製造する際の工程の簡素化を図ることができる。また、放熱基板４にＬＥＤパッケージ１を直付けするので、十分な放熱性を発揮してＬＥＤパッケージ製品の寿命を安定させることができる。
　また、放熱基板４はバックライトシャーシであってもよく、例えば、図４に示す従来のＬＥＤバックライト装置４９に用いるバックライトシャーシ４１に直接的にＬＥＤパッケージ１を実装する構成とする。すなわち、バックライトシャーシ４１に所定の配線パターンを形成して直接的にＬＥＤパッケージ１を実装した構成のバックライト装置４９が、本実施形態に係るバックライト装置ＢＬ１となる。
　そのために、駆動することで発熱するＬＥＤパッケージ１の熱をバックライトシャーシ４１を介して速やかに放熱することができる。このバックライトシャーシ４１は放熱性を有する材質、例えば金属板金製からなることが好ましい。また、放熱性に優れたアルミ板金製のバックライトシャーシ４１であれば、さらに良好な放熱性を発揮するので、より好ましいといえる。
　また、図４に示す液晶表示装置６９が前述したＬＥＤバックライト装置ＢＬ１を備えた構成であれば、バックライト装置の部品点数を減らして組立工程を簡素化し、さらに、放熱性に優れたバックライト装置を備えた液晶表示装置となるので、製造コストを抑制すると共に信頼性の向上を図ることが可能な液晶表示装置６９となって好ましい。
　液晶表示装置６９は、例えば図５に示すように、液晶テレビ７９の表示部として用いることができる。なお、このような液晶テレビ７９は、テレビ放送信号を受信して画像を映すことから、テレビ受像装置といえる。
　上記したように、本発明によれば、直下型のＬＥＤバックライト装置およびこのバックライト装置を備える液晶表示装置において、放熱基板に、ＬＥＤチップを駆動するための配線パターンを設け、該配線パターン上にＬＥＤチップが実装されたそれぞれのサブマウント基板を搭載してＬＥＤパッケージを放熱基板に直接的に実装する構成としたので、部品点数を削減して組立工程を簡素にして低コスト化を図ると共に、部品点数を削減しても、放熱性を発揮してＬＥＤパッケージの寿命を安定させることが可能となるＬＥＤバックライト装置を得ることができる。
　また、放熱基板をバックライトシャーシとすると、バックライト装置の枠体となるバックライトシャーシを、ＬＥＤパッケージ搭載基板、および、放熱基板を兼ねる基板部材として用いる構成となって、基板コストを低減できると共に、放熱性も向上させることができる。
　このように、本発明に係るＬＥＤバックライト装置は、製造コストを低減すると共に放熱性を向上して、ＬＥＤパッケージの寿命と信頼性を向上させることができる。
　そのために、本発明に係るＬＥＤバックライト装置は、製造コストを低減すると共にＬＥＤパッケージの寿命を安定させて信頼性の向上を図ることが可能となる液晶表示装置のＬＥＤバックライト装置に好適に利用可能となる。
　　　１　　ＬＥＤパッケージ
　　　２　　配線パターン
　　　３　　レジスト層
　　　４　　放熱基板
　　２１　　ＬＥＤ実装基板
　　４９　　ＬＥＤバックライト装置
　　５９　　液晶パネル
　　６９　　液晶表示装置
　　ＢＬ１　ＬＥＤバックライト装置（本発明装置）
　　ＢＬ２　ＬＥＤバックライト（従来装置）

Claims (5)

  1. 光源であるＬＥＤチップと該ＬＥＤチップを搭載するサブマウント基板と前記ＬＥＤチップを封止する封止樹脂とを備えたＬＥＤパッケージと、
    　前記ＬＥＤチップを駆動するための配線パターンが形成され、前記ＬＥＤパッケージを所定数搭載するＬＥＤ実装部材と、
    　前記ＬＥＤ実装部材を複数搭載して、前記ＬＥＤチップが駆動されることで発生する発熱を放熱するための放熱部材と、
    を備え、液晶パネルの後方に配設する複数のＬＥＤパッケージが発光する光を照射するＬＥＤバックライト装置において、
    　前記複数のＬＥＤパッケージを所定ピッチで一体に搭載する放熱基板を設け、該放熱基板に、前記ＬＥＤチップを駆動するための配線パターンを設け、該配線パターン上にそれぞれのサブマウント基板を搭載して前記ＬＥＤパッケージを前記放熱基板に直接実装して、前記放熱基板が、前記ＬＥＤ実装部材と前記放熱部材を兼ねる構成としたことを特徴とするＬＥＤバックライト装置。
  2. 前記放熱基板はバックライトシャーシであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤバックライト装置。
  3. 前記バックライトシャーシは金属板金製であり、この金属板金製のバックライトシャーシにレジスト層を成層し、このレジスト層の上に前記配線パターンを作成したことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤバックライト装置。
  4. 前記バックライトシャーシがアルミ板金製であることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤバックライト装置。
  5. 液晶パネルと請求項１から４のいずれかに記載されたＬＥＤバックライト装置を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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