JP2008028171A - 光源モジュール、光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

光源モジュール、光源装置及び液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】輝度の均一化とＬＥＤ素子の放熱性の向上を図る。
【解決手段】本発明に係る光源モジュール１１は、赤、緑及び青の各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２ＢからなるＬＥＤチップ群１２と、ＬＥＤチップ群１２が複数組実装された配線基板１３とを備え、各組のＬＥＤチップ群１２は、各色のＬＥＤチップ間の間隔が実質的に等間隔となるようにそれぞれ三角形の各頂点上に位置しており、配線基板１３の一方の面は、複数組のＬＥＤチップ群１２と、電極取出用の外部接続端子１５と、各ＬＥＤチップ群１２と外部接続端子１５との間を電気的に接続する配線パターン１４とを有する素子形成面１３Ａとし、配線基板１３の他方の面は、素子形成面１３Ａと熱的に接続され当該素子形成面１３Ａで発生した熱を外部へ放熱するための放熱面１３Ｂとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源とする光源モジュール、光源装置及び液晶表示装置に関する。
液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）は、ブラウン管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）と比較して低消費電力であり、小型化かつ薄型化が可能で、現在では携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（Personal DIgital Assistants）等の小型機器から大型サイズの液晶テレビに至るまで、様々なサイズのものが幅広く使用されている。
液晶表示装置は、透過型、反射型等に分類され、特に透過型液晶表示装置は、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ液晶表示パネルのほか、照明光源としてバックライトユニットを備えている。バックライトユニットは、光源を液晶表示パネルの直下に配置する直下型のほか、エッジライト型がある。いわゆる薄型テレビとして知られている大画面の液晶テレビには、直下型のバックライトユニットが広く用いられている。
バックライトユニットに用いられる光源には、従来より、冷陰極管ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が広く用いられている。近年では、表示色の再現性をより高めるため、光源にＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）３原色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用したＬＥＤバックライトが使用されている。直下型のＬＥＤバックライトユニットにおいては、ＲＧＢ各色のＬＥＤを面内に二次元的に配列した白色光を得るように構成されたものがある（下記特許文献１参照）。
例えば下記特許文献１には、図１３に示すように、ＲＧＢ各色のＬＥＤ素子４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを所定の順序で配線基板４１上に同一軸線上に複数配列させた光源モジュール４２が開示されており、この光源モジュール４２を二次元的に複数組み合わせて面光源を構成した光源装置が開示されている。この光源装置は、各色のＬＥＤを発光、混色させることで得られた白色光で液晶表示パネルをその背面側から照明するバックライト装置として用いられる。
特開２００５−３５２４２７号公報
しかしながら、特許文献１に記載の光源装置においては、各色のＬＥＤ素子が一列に配列された構成であるため、各色間のＬＥＤ素子の間隔は一定ではなく、従って、各色を混色して得られる白色光の輝度ムラが比較的大きいという問題がある。
また、特許文献１に記載の光源装置においては、各色のＬＥＤ素子がパッケージングされた又は配線基板上にサブマウントされたランプ構造となっているため、各色のＬＥＤ素子を互いに近接して配置することが困難であり、輝度の均一化が困難であるという問題がある。
更に、特許文献１に記載の光源装置においては、各色のＬＥＤ素子が一列に配列された構成であるため、素子の配置間隔を狭くすると配線基板上のパターンエリアが少なくなり、ＬＥＤ素子の放熱性が低下するという問題がある。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、輝度の均一化とＬＥＤ素子の放熱性の向上を図ることができる光源モジュール、光源装置及び液晶表示装置を提供することを課題とする。
以上の課題を解決するに当たり、本発明の光源モジュールは、赤、緑及び青の各色のＬＥＤチップからなるＬＥＤチップ群と、このＬＥＤチップ群が複数組実装された配線基板とを備え、配線基板の一方の面は、複数組のＬＥＤチップ群と、電極取出用の外部接続端子と、各ＬＥＤチップ群と外部接続端子との間を電気的に接続する配線パターンとを有する素子形成面とされており、配線基板の他方の面は、上記素子形成面と熱的に接続され当該素子形成面で発生した熱を外部へ放熱するための放熱面とされている。
本発明の光源モジュールにおいては、ＬＥＤ素子として発光ダイオードのベアチップ（ＬＥＤチップ）を用いているので、各色のＬＥＤ間の配置間隔を小さくでき、色差を抑制して輝度の均一性を高めることができる。このとき、各色のＬＥＤチップが、各々のチップ間の間隔が実質的に等間隔となるようにそれぞれ三角形の各頂点上に配置されることで、ＲＧＢ各色光の混色性を高めて均一な白色光を得ることが可能となる。
また、このような構成の光源モジュールを複数２次元的に組み合わせることで所定の大きさの白色光の面内光源を得ることができ、液晶表示装置用のバックライトユニットとして好適に用いることが可能となる。
更に、本発明の光源モジュールにおいては、配線基板の一方の面を素子形成面、配線基板の他方の面を放熱面として構成することにより、配線基板に対するＬＥＤチップや外部接続端子の実装効率及び配線パターンの引き回し自由度を高められると同時に、素子形成面の放熱効率を高めてチップ特性の変化や素子寿命の低下、バックライトの機内温度上昇を防ぐことができる。
以上述べたように、本発明によれば、白色光の輝度均一化と放熱性の向上を同時に図ることができる。これにより、例えば液晶表示装置用のバックライト装置として好適な面状光源装置を構成することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態による液晶表示装置１の概略構成を示す側断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と、この液晶表示パネル２の背面側（図１において下面側）に配置され、この液晶表示パネル２の背面側を照明するバックライト装置７とを備えている。
バックライト装置７は、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられた直下型のバックライトユニット（光源装置）３を有し、このバックライトユニット３の光出射面側に拡散板４、輝度向上シート５、偏光分離素子６とが適宜組み合わされて配置されることで構成されている。
液晶表示パネル２は、液晶層を挟んで対向する一対の透明基板と、これらの透明基板の外面側に各々配置された一対の偏光板等を備えている。なお、必要に応じて、透明基板と偏光板との間に位相差板等の光学補償フィルムが配置される。透明基板の内面側には透明電極膜、配向膜、カラーフィルタ等が設けられている。
拡散板４は、光源光を所定の角度範囲で拡散出射する機能を有する。輝度向上フィルム５は例えばプリズムシートで構成され、拡散板４で拡散出射された光源光を集光し、偏光分離素子６に入射させる機能を有する。偏光分離素子６は、入射光に含まれる一定の直線偏光成分（例えばＰ波）を透過させ他の直線偏光成分（例えばＳ波）を反射する。これにより、一定の偏光光のみが液晶表示パネル２へ入射される。
偏光分離素子６から出射した偏光は、液晶表示パネル２において、その偏光方向と平行な透過軸を有する偏光板を介して液晶層に入射する。液晶層を構成する液晶分子は、画素領域毎に電圧駆動されることで配向制御され、入射偏光光に旋光性を与える。その結果、カラーフィルタを通過し、液晶表示パネル２の前面側の偏光板を透過する光と透過しない光とが画素毎に制御されることで、液晶表示パネル２の前面にカラー画像を形成する。
次に、本発明に係る光源装置としてのバックライトユニット３の構成の詳細について説明する。
図２はバックライトユニット３の概略平面図である。バックライトユニット３は、反射性の側壁を有する筐体（背面筐体）１０と、後述する光源モジュール１１が複数組み合わせて一体的に配列されてなる光源装置とによって構成されている。本実施形態において、筐体１０は平面視長方形状の金属製であり、この筐体１０の内部に光源モジュール１１が５行３列、計１５個配置されている。
なお、筐体１０に対する各光源モジュール１１の固定方法は特に限定されず、ネジ止めや嵌め込み式などの方法が採用可能である。本実施形態では、各光源モジュール１１は筐体１１に立設された固定爪（図示略）との係合作用によって嵌め込み固定されており、配線基板１３の周縁の一部には、上記固定爪と係合する係合凹所１９（図３）が任意の位置に所定個数形成されている。これにより、ワンタッチで各光源モジュール１１を所定の位置に精度よく取り付けることが可能になっている。
図３は光源モジュール１１の概略平面図である。図４は光源モジュール１１の要部平面図である。光源モジュール１１は、赤色ＬＥＤチップ１２Ｒ、緑色ＬＥＤチップ１２Ｇ及び青色ＬＥＤチップ１２Ｂと、各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが実装される略長方形状の配線基板１３とを備えている。
配線基板１３は、表面と裏面が任意の位置で層間接続された両面銅張積層基板で構成されているが、金属ベース基板を用いてもよい。配線基板１３の外形サイズは液晶表示パネル２のパネルサイズ等により決定され、本実施形態では、縦５０ｍｍ、横１６９ｍｍとされている。また、図３において破線で示す光源モジュール１１の光学カバーエリア１１Ｌは、縦５９．６ｍｍ、横１７８．８ｍｍとされている。
配線基板１３の一方の面は、図３及び図４に示すように、複数組のＬＥＤチップ群１２が実装される素子形成面１３Ａとされている。この素子形成面１３Ａには、ＬＥＤチップ群１２のほか、電極取出用の外部接続端子１５と、外部接続端子１５と各ＬＥＤチップ群１２との間を電気的に接続する配線パターン１４を有している。素子形成面１３Ａは、例えば白色に着色されて光の反射率が高められている。
図３に示すように、光源モジュール１１は、各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからなる組（以下「ＬＥＤチップ群１２」という。）が一定間隔Ｐ１で、配線基板１３の素子形成面１３Ａ上に複数組実装されている。本実施形態では、１枚の配線基板１３上にＬＥＤチップ群１２が、配線基板１３の長辺方向に２行、短辺方向に６列の計１２組実装されている。
図５は、ＬＥＤチップ群１２の配置例を示す図である。本実施形態では、各色のＬＥＤチップは、それぞれ三角形の各頂点上に位置するように配線基板１３上に実装されることにより、ＬＥＤチップ１２Ｒと１２Ｇ間、ＬＥＤチップ１２Ｇと１２Ｂ間及びＬＥＤチップ１２Ｂと１２Ｒ間がそれぞれ実質的に等間隔とされている。具体的に、図５に示すように、ＲＧＢ各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂで正三角形を構成することで、各色のチップ間隔Ｐ２が等しくされている。
なお、本実施形態では、ＬＥＤチップ群１２の配置間隔Ｐ１は２９．８ｍｍ、各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのチップ間隔Ｐ２は、４ｍｍとされている。
ＬＥＤチップ群１２を構成する各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、配線基板１３の素子形成面１３Ａに形成された配線パターン１４に電気的に接続されている。配線パターン１４は、各ＬＥＤチップに対応して色毎に相互に独立して形成された３本の配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂからなる。即ち、配線パターン１４Ｒには赤色ＬＥＤチップ１２Ｒが実装され、配線パターン１４Ｂには緑色ＬＥＤチップ１２Ｇが実装され、配線パターン１４Ｂには青色ＬＥＤチップ１２Ｂが実装されている。
本実施形態において、各配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは互いに間隔をあけて平行に形成されている。各配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、ＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対する電流の入出力配線としての機能のほか、各ＬＥＤチップの動作時に発生する熱を外部へ逃がすための放熱層としても機能する。
外部接続端子１５は、図３に示したように、配線基板１３の素子形成面１３Ａに実装されたコネクタ１６と、このコネクタ１６に接続されたフレキシブル基板１７とを有している。コネクタ１６は、四角形の四隅の各点に位置する任意の４組のＬＥＤチップ群１２の中心位置に配置されている。また、配線基板１３には、フレキシブル基板１７を収容し配線基板１３の裏面（放熱面）側へ引き出すための切欠き部１８が形成されている。以上のようにして、ＬＥＤチップ群１２から発せられる各色の光の混色作用が外部接続端子１５によって阻害されないようにしている。
図６は、配線基板１３の素子形成面１３Ａにおける配線パターン１４の回路例を示している。配線パターン１４は、複数組のＬＥＤチップ群１２を各色毎に直列的に接続する３本の配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが素子形成面１３Ａ上に引き回されてなる。本実施形態では、ＬＥＤチップ群１２は、各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの配置関係を同一にして素子形成面１３Ａに実装されている。このため、配線パターン１４は、外部接続端子１５の正極「Ｐ」から図６において左方へ引き出された後、上方へ１８０度折り返されて上段側左端のＬＥＤチップ群１２へ接続される。そして、上段側の全ＬＥＤチップ群１２を連絡した後、配線パターン１４Ｒ，１４Ｂは配線基板１３の外周縁に沿って左周りに引き出されて下段側左端のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｂへ接続され、配線パターン１４Ｇは配線基板１３の外周縁に沿って右周りに引き出されて下段側左端のＬＥＤチップ１２Ｇへ接続される。そして、下段側の全ＬＥＤチップ群１２を連絡した後、配線パターン１４は外部接続端子１５の負極「Ｎ」へ接続される。
このように、配線パターン１４は、各配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが互いに交差することなく引き回されて構成されることで、ジャンパ部品が不要となり部品コストの低減を図ることができる。また、各ＬＥＤチップ群１２は、各色のＬＥＤチップの配置関係を同一にして素子形成面１３Ａ上に実装されることで、輝度ムラの低減及びＲＧＢ各色の混色性の均一化が図られることになる。更に、配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを途中から分岐させて引き回すことで、素子形成面１３Ａに対する配線の引き回し効率を高められるとともに、配線間の絶縁耐圧を容易に確保できるようになる。
図７は、ＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが実装される配線パターン１４のランド部の構成の一例を示している。各配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、正極となる第１ランド部１４ＲＰ，１４ＧＰ及び１４ＢＰと、負極となる第２ランド部１４ＲＮ，１４ＧＮ及び１４ＢＮの対構造となっており、ＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを介してこれら第１，第２のランド部が電気的に接続されている。図示の例では、赤色ＬＥＤチップ１４Ｒは第１ランド部１４ＲＰ上に搭載され、第２ランド部１４ＲＮに対してワイヤボンド接合により接続されている。また、緑色ＬＥＤチップ１２Ｇ及び青色ＬＥＤチップ１２Ｂは、第１，第２ランド部に対してフリップチップ実装されている。
本実施形態では、図７に示したように、各配線パターン１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、第１，第２ランド部で構成されるチップ搭載領域が配線領域よりも大きな形成幅で形成されている。即ち、配線パターンの配線領域のパターン幅はＬＥＤチップより狭く形成され、配線パターンのチップ搭載領域のパターン幅はＬＥＤチップより広く形成されている。これにより、ＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの放熱効率を高めて、ＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの特性変化を抑えるようにしている。
続いて、配線基板１３の他方の面（裏面）は、素子形成面１３Ａで発生した熱を外部へ放熱するための放熱面１３Ｂとされている。この放熱面１３Ｂは、図示しない層間接続部（ビア）を介して素子形成面１３Ａと熱的に接続されている。なお、放熱面１３Ｂは、配線基板１３の裏面に形成された金属層（銅箔層）が放熱体として機能するが、この金属層を素子形成面１３Ａのグランド端子として機能させてもよい。
放熱面１３Ｂは金属層のベタ膜で構成されてもよいが、配線基板１３の反り防止を図る観点から、本実施形態では、図８に示すように金属層が所定形状にパターニングされている。即ち、上記金属層は、配線基板１３の素子形成面１３Ａに形成された配線パターン１４を放熱面１３Ｂに投影したパターン（投影パターン）２０を有している。この投影パターン２０では、金属層の形成面積を最大限確保するために、配線パターン１４のランド部における正極、負極間のスペースに対応する間隙は設けられることなく、一体化したランド形状で形成されている。そして、上記金属層は、放熱面１３Ｂにおいて、投影パターン２０とは異なる領域は格子状のパターン（格子パターン）２５が形成されている。以上のように、金属層を投影パターン２０及び格子パターン２５にパターニングすることで、配線基板１３の反りを効果的に抑えることができる。
配線基板１３の放熱面１３Ｂは、筐体１０に接触配置される。筐体１０はアルミニウムやステンレス等の金属製であり、筐体１０への放熱作用により素子形成面１３Ａを冷却する。筐体１０の外側には図示せずとも冷却ファンが設置されており、この冷却ファンにより筐体１０は常時空冷されている。また、本実施形態において、配線基板１３の放熱面１３Ｂには、ＬＥＤチップ群１２に対する入出力配線（接地用配線は除く。）が存在しないため、筐体１０との接触による配線基板１３の絶縁不良が発生することはない。
なお、配線基板１３は、図示せずとも、大面積のマザー基板から複数枚同時に作製される。このとき、配線基板１３を支持するマザー基板の外周縁部は製品化されない枠状領域とされるが、この枠状領域の表面及び裏面に存在する金属層（銅箔）を上記と同様な格子状にパターニングすることで、当該枠状領域の反りを抑制することができる。この際、枠状領域の表面と裏面とにおいて金属層の格子ピッチを半ピッチずらすことで、当該枠状領域の反り防止効果を高めることができる。
以上のように構成される本実施形態においては、バックライトユニット３から出射した各光源モジュール１１の各ＬＥＤチップ群１２の光は、ＲＧＢ３色が混色された白色光として拡散板４、輝度向上フィルム５及び偏光分離素子６を介して液晶表示パネル２へ入射される。液晶表示パネル２に入射した光源光は、液晶表示パネル２において画素領域ごとに変調されて、パネル前面に所定のカラー画像を形成する。
本実施形態によれば、光源モジュール１１に実装されるＬＥＤ素子として発光ダイオードのベアチップ（ＬＥＤチップ）を用いているので、各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間の配置間隔を小さくでき、色差を抑制して輝度の均一性を高めることができる。
また、三角形の各頂点上に位置している各色のＬＥＤチップ群１２を配線基板１３に一定間隔で複数組実装することで光源モジュール１１を構成しているので、このような構成の光源モジュール１１を複数２次元的に組み合わせることによって所定の大きさの白色光の面内光源を得ることができ、これを液晶表示装置用のバックライトユニットとして好適に用いることが可能となる。
更に、本実施形態の光源モジュール１１においては、配線基板１３の一方の面を素子形成面１３Ａ、配線基板１３の他方の面を放熱面１３Ｂとして構成することにより、配線基板１３に対するＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂや外部接続端子１５の実装効率及び配線パターン１４の引き回し自由度を高められると同時に、素子形成面１３Ａの放熱効率を高めてチップ特性の変化や素子寿命の低下、バックライトの機内温度上昇を防ぐことができる。
更に、ＬＥＤチップ群１２の配置間隔Ｐ１を２９．８ｍｍ、各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのチップ間隔Ｐ２を４ｍｍ、配線基板１３の一枚当たりのＬＥＤチップ群１２の搭載数を２行×６列の計１２組としたとき、図９に概略的に示した液晶表示装置１において、液晶表示パネル２のパネルサイズが３２インチ、４０インチ、４６インチ、５５インチの場合に所望の光学特性（輝度分布特性）が得られることが確認された。
図９において、１０は背面筐体（筐体）、３１は光源モジュール１１を複数配列してなる光源装置、３２は、背面筐体１０に対して液晶表示パネル２を支持する支持筐体である。背面筐体１０及び支持筐体３２は、液晶表示パネル２側が開口されており、これらの開口を介して光源装置３１からの光が液晶表示パネルに導入される。このとき、液晶表示パネル２の画素エリアの大きさをＡ１、支持筐体３２の開口サイズをＡ２、光源装置３１の光学カバーエリアの大きさをＡ３、背面筐体１０の開口サイズをＡ４としたときに、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４の関係を満たすように各部が構成されている。
なお、光源装置３１と液晶表示パネル２との間に形成された空間部３３は、図示せずとも拡散板、輝度向上シート、偏光分離素子等の各種光学シートの収容部である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば以上の実施形態において説明した光源モジュール１１の大きさやＬＥＤチップ群１２の実装組数、実装間隔Ｐ１、チップ間隔Ｐ２、光源モジュール１１の組合せ数は、あくまでも例示であり、上記説明に限定されず、目的とする輝度特性や光源サイズに合わせて適宜変更可能である。例えば図１０Ａは、１枚の配線基板１３上にＬＥＤチップ群１２を３行４列で配置した光源モジュール１１Ａの構成例を示している。また、図１０Ｂは、筐体１０に対する光源モジュール１１Ａの取付例を示す概略断面図である。
また、以上の実施形態では、光源モジュール１１を構成する配線基板１３の形状を長方形状としたが、これに限られない。上述したように、配線基板１３は、１枚のマザー基板に複数枚面付けされて製造されるため、同一のマザー基板サイズからより多くの製品を取り出せれば、生産上有利である。配線基板は、ＬＥＤチップ群１２、配線パターン１４及び外部接続端子１５が実装あるいは形成される領域を少なくとも確保できればよい。このような観点から、配線基板１３を「エ」の字、「コ」の字、「ヨ」の字又は「王」の字形状に形成することで、１枚のマザー基板からの取出数を増加させることができる。
図１１Ａ，Ｂは、「ヨ」の字形状の配線基板１３を備えた光源モジュール１１Ｂの概略構成を示している。配線基板１３は、筐体１０上に直接固定されてもよいが、図示の例では、光反射性の高い例えば白色のモールド樹脂からなる支持ブロック２１を介して筐体１０に固定されている。支持ブロック２１は、配線基板１３の外形形状（「ヨ」の字形状）に対応する形状の収容部２１ａを備え、係止部２１ｂにおいて配線基板１３の裏面を支持している。図１１Ｃは、このような形状の配線基板１３を複数枚組み合わせて構成された光源装置の概略平面図である。支持ブロック２１は、各配線基板１３を共通に支持する大きさに構成されている。
このような構成の光源装置においては、筐体１０は、光源モジュール１１Ｂをその裏面（放熱面）を外部に開放させた状態で支持する構成であるので、光源モジュール１１Ｂの冷却効率を高めることが可能となる。
他方、図１２Ａ，Ｂは、「王」の字形状の配線基板１３を備えた光源モジュール１１Ｃの概略構成を示している。配線基板１３は、支持ブロック２２を介して筐体１０に固定されている。支持ブロック２２は、配線基板１３の外形形状（「王」の字形状）に対応する形状の収容部２２ａを備え、係止部２２ｂにおいて配線基板１３の裏面を支持している。図１２Ｃは、このような形状の配線基板１３を複数枚組み合わせて構成された光源装置の概略平面図である。支持ブロック２２は、各配線基板１３を共通に支持する大きさに構成されている。これにより、上述と同様な効果を得ることができる。
更に、以上の実施形態において説明した光源モジュールにおいて、配線基板１３の素子形成面１３Ａに実装した各色のＬＥＤチップ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂをレンズ層としてのドーム状の透明樹脂で被覆してもよい。この場合、各色のＬＥＤチップ単位でレンズ層を形成してもよいし、１組のＬＥＤチップ群単位でレンズ層を構成してもよい。
本発明の実施形態による光源装置が適用される液晶表示装置の概略構成図である。 本発明の実施形態による光源装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の実施形態による光源モジュールの素子形成面の概略構成を示す平面図である。 図３に示した光源モジュールのＲＧＢ各色のＬＥＤチップと配線パターンとの関係を示す要部平面図である。 図４に示した光源モジュールのＲＧＢ各色のＬＥＤチップの配置関係を説明する拡大図である。 図３に示した光源モジュールの配線パターンの引き回し例を示す回路図である。 図３に示した光源モジュールの配線パターンのＬＥＤチップ実装領域の拡大図である。 本発明の実施形態による光源モジュールの放熱面の概略構成を示す平面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置の要部側断面図である。 本発明に係る光源モジュールの配線基板の構成の変形例を説明する図である。 本発明に係る光源モジュールの構成の変形例を説明する図である。 本発明に係る光源モジュールの構成の他の変形例を説明する図である。 従来のＬＥＤ光源モジュールの構成を説明する要部の斜視図である。
符号の説明
１…液晶表示装置、２…液晶表示パネル、３…バックライトユニット（光源装置）、４…拡散板、５…輝度向上シート、６…偏光分離素子、７…バックライト装置、１０…筐体（背面筐体）、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…光源モジュール、１２…ＬＥＤチップ群、１２Ｒ…赤色ＬＥＤチップ、１２Ｇ…緑色ＬＥＤチップ、１２Ｂ…青色ＬＥＤチップ、１３…配線基板、１３Ａ…素子形成面、１３Ｂ…放熱面、１４，１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…配線パターン、１５…外部接続端子、１６…コネクタ、１７…フレキシブル基板、１８…切欠き部、１９…係合凹所、２０…投影パターン、２１，２２…支持ブロック、２５…格子パターン、３１…光源装置、３２…支持筐体

Claims (23)

  1. 赤、緑及び青の各色のＬＥＤチップからなるＬＥＤチップ群と、
    前記ＬＥＤチップ群が複数組実装された配線基板とを備えた光源モジュールであって、
    前記配線基板の一方の面は、前記複数組のＬＥＤチップ群と、電極取出用の外部接続端子と、前記各ＬＥＤチップ群と前記外部接続端子との間を電気的に接続する配線パターンとを有する素子形成面とされており、
    前記配線基板の他方の面は、前記素子形成面と熱的に接続され前記素子形成面で発生した熱を外部へ放熱するための放熱面とされている
    ことを特徴とする光源モジュール。
  2. 前記各組のＬＥＤチップ群は、各色のＬＥＤチップ間の間隔が実質的に等間隔となるようにそれぞれ三角形の各頂点上に位置している
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  3. 前記各組のＬＥＤチップ群は、前記各色のＬＥＤチップの配置関係を同一にして前記素子形成面に実装されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  4. 前記配線パターンは、前記複数組のＬＥＤチップ群を各色毎に直列的に接続する３本の配線が前記素子形成面に引き回されてなる
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  5. 前記配線パターンは、前記各配線が互いに交差することなく引き回されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  6. 前記配線パターンは、色別に途中から分岐して引き回されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  7. 前記配線パターンは、配線領域のパターン幅が前記ＬＥＤチップよりも狭い
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  8. 前記配線パターンは、チップ搭載領域のパターン幅が前記ＬＥＤチップよりも広い
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  9. 前記外部接続端子は、前記素子形成面上において、四角形の四隅各点に位置する任意の４組のＬＥＤチップ群の中心位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  10. 前記外部接続端子は、前記素子形成面上に実装されたコネクタと、前記コネクタに接続されたフレキシブル基板とを有しており、
    前記配線基板には、前記フレキシブル基板を外部へ引き出すための切欠き部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  11. 前記素子形成面は、白色に着色されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  12. 前記放熱面は、前記配線基板の他方の面に形成された金属層を有している
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  13. 前記金属層は、前記配線基板の素子形成面に形成された配線パターンを前記放熱面に投影したパターン形状を有している
    ことを特徴とする請求項１２に記載の光源モジュール。
  14. 前記金属層は、前記放熱面において、前記配線パターンの投影領域とは異なる領域が格子状にパターニングされている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光源モジュール。
  15. 前記配線パターンの投影領域において、各ＬＥＤチップが実装されるランド部に対応する領域は、正極及び負極が一体化された形状を有している
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光源モジュール。
  16. 前記ＬＥＤチップ群は、前記配線基板の長辺方向に６組配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  17. 赤、緑及び青の各色のＬＥＤチップからなるＬＥＤチップ群と、
    前記ＬＥＤチップ群が複数組実装された配線基板とを備えた光源モジュールが複数組み合わされてなり、
    前記配線基板の一方の面は、前記複数組のＬＥＤチップ群と、電極取出用の外部接続端子と、前記各ＬＥＤチップ群と前記外部接続端子との間を電気的に接続する配線パターンとを有する素子形成面とされており、
    前記配線基板の他方の面は、前記素子形成面と熱的に接続され前記素子形成面で発生した熱を外部へ放熱するための放熱面とされている
    ことを特徴とする光源装置。
  18. 前記各光源モジュールは、金属製筐体上に一体的に配列されている
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光源装置。
  19. 前記各光源モジュールの配線基板の周縁部には、前記金属製筐体上の固定爪に係合される係合凹所が形成されている
    ことを特徴とする請求項１８に記載の光源装置。
  20. 前記各光源モジュールの配線基板は、「エ」の字、「コ」の字、「ヨ」の字又は「王」の字形状に形成されているとともに、当該配線基板の外形形状に対応する形状の収容部を備えた共通の支持ブロックにそれぞれ支持されている
    ことを特徴とする請求項１８に記載の光源装置。
  21. 前記各光源モジュールの配線基板は、前記他方の面側が外部に開放されている
    ことを特徴とする請求項１７に記載の光源装置。
  22. 液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトユニットとを備えた液晶表示装置において、
    前記バックライトユニットは、
    赤、緑及び青の各色のＬＥＤチップからなるＬＥＤチップ群と、
    前記ＬＥＤチップ群が複数組実装された配線基板とを備えた光源モジュールが複数組み合わされた光源装置でなり、
    前記配線基板の一方の面は、前記複数組のＬＥＤチップ群と、電極取出用の外部接続端子と、前記各ＬＥＤチップ群と前記外部接続端子との間を電気的に接続する配線パターンとを有する素子形成面とされており、
    前記配線基板の他方の面は、前記素子形成面と熱的に接続され前記素子形成面で発生した熱を外部へ放熱するための放熱面とされている
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  23. 前記バックライトユニットは、
    前記光源装置を収容するとともに前記液晶表示パネル側が開口された金属製の背面筐体と、
    前記背面筐体と前記液晶表示パネルとの間に配置され、前記液晶表示パネルを支持するとともに前記液晶表示パネル側が開口された支持筐体とを有し、
    前記液晶表示パネルの画素エリアの大きさをＡ１、前記支持筐体の開口サイズをＡ２、前記光源装置の光学カバーエリアの大きさをＡ３、前記背面筐体の開口サイズをＡ４としたときに、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４の関係を満たす
    ことを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。

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