(57)【要約】【課題】ＬＥＤモジュール内に腐食性ガスが侵入することを防止して、ＬＥＤモジュールの輝度が長期間低下することがないようにするとともに、導光板の形状を簡素化して生産性の良い「バックライト用ＬＥＤモジュール」とする。【解決手段】ＬＥＤ素子を固定するＬＥＤモジュールと、導光板と、各種光学シートと、ＬＣＤ等を備えることにより、ＬＥＤモジュールからの光を導光板を介してＬＣＤの裏面に導くバックライト用ＬＥＤモジュールとする。そのＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ素子をＦＰＣ上に固定し、そのＦＰＣを金属製のフレームに固定して放熱を良くし、ＬＥＤモジュールの内部を各種手法により外部と密封して隔離する。この隔離手法として、例えばＦＰＣを固定する金属製のフレームをＬ字形に形成し、透明材料の蓋を逆Ｌ字形にして被せて、端部と共に密封する。導光板の下部を凹部にしてＬＥＤモジュールを密封しても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＬＥＤ素子を固定するＬＥＤモジュールと、導光板と、ＬＣＤとを備え、ＬＥＤモジュールからの光を導光板を介してＬＣＤの裏面に導くバックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、
前記ＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤ素子をＦＰＣ上に固定し、当該ＦＰＣを金属製のフレームに固定し、且つ当該ＬＥＤモジュールの内部を外部と密封して隔離したことを特徴とするバックライト用ＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記フレームに対して透明材料からなる蓋を被せると共に端部を密封することにより、前記ＬＥＤモジュールの内部を外部と密封して隔離することを特徴とする請求項１記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記フレームはＬ字形をなし、これに被せる蓋は逆Ｌ字形をなして内部を密封することを特徴とする請求項２記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記フレームは上部が開口したコ字形をなし、これに被せる蓋は平板状をなして内部を密封することを特徴とする請求項２記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記フレームは平板状をなし、これに被せる蓋は下方が開口したコ字形をなして内部を密封することを特徴とする請求項２記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。
【請求項６】
前記導光板の下端に凹部を形成し、平板状の前記フレームを前記凹部に対して蓋をするように被せて端部と共に密封固定することにより、前記ＬＥＤモジュールの内部を外部と密封して隔離することを特徴とする請求項１記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトとして用いるＬＥＤ（Light Emitting Diode）において、当該ＬＥＤを実装するＦＰＣ(Flexible Printed Circuits)、即ちフレキシブルプリント基板を含むバックライト用ＬＥＤモジュールに関し、特にＬＥＤモジュールを設けている周囲の部品から発生するガスによってＬＥＤの輝度が低下することがないようにしたバックライト用ＬＥＤモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置はバックライトを用いることによりいつでも明瞭に表示することができるため、多くの液晶装置にはバックライトを備えている。そのバックライトとしては現在では環境適合などの理由でＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）からＬＥＤが多く用いられている。このようなバックライト用ＬＥＤは、例えば図４（ａ）に模式図として示すように、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ・Liquid Crystal Display）１の背面にアルミ製等の金属製シャーシ２を設け、その中に導光板３を配置し、導光板３とＬＣＤ１との間に必要に応じて選択して用いる各種の光学シート４を、光学シート固定用モールド５によって所定位置に配置している。導光板３の下部には光源としてのＬＥＤモジュール６を配置し、ＬＥＤモジュール６からの光を導光板３に導き、.導光板３から発する光は各種光学シート４を通った後、ＬＣＤ１の背面に入射し、ＬＣＤ１の画像を明瞭に表示している。
【０００３】
一般にＬＥＤ単体では、高温信頼性試験で１００００時間使用時に１０％の輝度低下であり、長寿命となっている。しかしながらこのようなＬＥＤでも使用環境によってはその寿命は急速に減衰してしまうことが知られている。特に車載におけるＬＣＤのバックライトとしてＬＥＤを用いる時には、真夏の直射日光下の駐車中では極めて高温となり、また太陽光の影響を減らすように高輝度化しており、発熱しやすくなっている。そのためこのようなＬＥＤでは５０００時間で３０％の輝度低下が生じている。
【０００４】
その原因の一つとして、図４（ａ）に示すようにＬＣＤ内部の各種部材から前記のような高温によって種々のガスが発生することが考えられている。即ち、一般的にバックライトに使用されている各種光学シートや、シート類を固定するモールド部品は耐熱性に乏しいため、高温環境下ではＬＥＤの発熱による輻射熱も加わり、変質してガスを発生してしまう。
【０００５】
長期使用時の輝度低下の原因を更に検討すると次のようなことが考えられる。即ち、現在使用されているＬＥＤモジュールは図５（ａ）に模式図を示すように、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の電極１３上に固定したＬＥＤ素子１２を固定するケース８は、その内面９に銀の薄膜を形成して反射鏡としており、またＬＥＤ素子１２の光は底面部分のリードフレームの表面も反射部１０としており、ケース８の内部には所定の蛍光塗料を混ぜ込んだシリコン樹脂１１を埋め込む構成としている。
【０００６】
なお、セラミック基盤上にＬＥＤを搭載後、ＬＥＤ及び接続部が収まる必要最小限の空間と樹脂注入孔が形成されているガラスレンズをかぶせて接着を行い、その後、ガラスレンズの樹脂注入孔から透明シリコン樹脂を注入することによりＬＥＤ光源モジュールを製造する技術は特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、ＬＥＤチップと、このチップを搭載するサブマウント基板と、この基板を囲む配線基板と、サブマウント基板の周囲を取り囲むと共に配線基板の上に設けられたウォールと、ＬＥＤチップ及びウォールの上に設けられた透明材料からなるレンズキャップと、ＬＥＤチップとレンズキャップとの間の空間に透明樹脂を注入して封止するＬＥＤ光源モジュールは特許文献２に開示されている。
【０００８】
また、基板と、その基板上に配置されＬＥＤ群と、このＬＥＤ群を含み基板上部を密封するとともに一つの交点において出会う球面形状を有する４個の曲面からなる上面を有するモールド部を含み、球面形状の曲面はＬＥＤから放出される光が全反射する曲率を有するように構成した液晶表示装置用バックライトは特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２４７６６０号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９０７９号公報
【特許文献３】特開２００８−２２０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記のように、従来のＬＣＤのバックライト用ＬＥＤモジュールにおいては、図４（ａ）に示すようにバックライトモジュール内部で発生した各種ガスのうち、特に硫黄成分を含む腐食性ガスがＬＥＤモジュール４に流入することが考えられる。即ち、図５（ａ）のようなＬＥＤ光源モジュールにおいて、ケース８内に充填しているシリコン樹脂１１が高温を受ける回数を重ねるにつれて熱収縮し、例えば図５（ｂ）の模式図の様にケース８の内面との間に僅かな隙間１５を形成し、この隙間に前記のような硫黄を含むガスが流入することが考えられる。そのため特にリードフレーム上面の反射部１０が硫化により反射率が低下し、このＬＥＤモジュールから出る光の量が少なくなり、前記のような輝度低下となる。
【００１０】
また、従来のＬＣＤバックライト用ＬＥＤモジュールでは前記のように、シャーシ２の導光板３の下部にＬＥＤモジュール４を配置する構成となっているが、この液晶モジュールの導光板３の下部は、これを正面から見た図である図４（ｂ）に示すように、液晶モジュールの配置に合わせて導光板を支持する脚部１４を形成しなければならず、凹凸を有する複雑な形状とならざるを得なかった。そのため成形時の部止まりが悪く、作業性も悪いという問題もあった。
【００１１】
したがって本発明は、ＬＥＤモジュール内に腐食性ガスが侵入することを防止して、ＬＥＤモジュールの輝度が長期間低下することがないようにし、同時に導光板の形状を簡素化して生産性の良い液晶モジュールとすることができるバックライト用ＬＥＤモジュールを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るバックライト用ＬＥＤモジュールは、前記課題を解決するため、少なくともＬＥＤ素子を固定するＬＥＤモジュールと、導光板と、ＬＣＤとを備え、ＬＥＤモジュールからの光を導光板を介してＬＣＤの裏面に導くバックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤ素子をＦＰＣ上に固定し、当該ＦＰＣを金属製のフレームに固定し、且つ当該ＬＥＤモジュールの内部を外部と密封して隔離したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る他のバックライト用ＬＥＤモジュールは、前記バックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、前記フレームに対して透明材料からなる蓋を被せると共に端部を密封することにより、前記ＬＥＤモジュールの内部を外部と密封して隔離することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る他のバックライト用ＬＥＤモジュールは、前記バックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、前記フレームはＬ字形をなし、これに被せる蓋は逆Ｌ字形をなして内部を密封することを特徴とする請求項２記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。
【００１５】
また、本発明に係る他のバックライト用ＬＥＤモジュールは、前記バックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、前記フレームは上部が開口したコ字形をなし、これに被せる蓋は平板状をなして内部を密封することを特徴とする請求項２記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。
【００１６】
また、本発明に係る他のバックライト用ＬＥＤモジュールは、前記バックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、前記フレームは平板状をなし、これに被せる蓋は下方が開口したコ字形をなして内部を密封することを特徴とする請求項２記載のバックライト用ＬＥＤモジュール。
【００１７】
また、本発明に係る他のバックライト用ＬＥＤモジュールは、前記バックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、前記導光板の下端に凹部を形成し、平板状の前記フレームを前記凹部に対して蓋をするように被せて端部と共に密封固定することにより、前記ＬＥＤモジュールの内部を外部と密封して隔離することを特徴とする
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上記のように構成したので、ＬＥＤモジュール内に腐食性ガスが侵入することを防止して、ＬＥＤモジュールの輝度が長期間低下することがないようにし、同時に導光板の形状を簡素化して生産性の良い液晶モジュールとすることができるバックライト用ＬＥＤモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、ＬＥＤモジュール内に腐食性ガスが侵入することを防止して、ＬＥＤモジュールの輝度が長期間低下することがないようにすると共に、導光板の形状を簡素化して生産性の良い液晶モジュールとするという目的を、少なくともＬＥＤ素子を固定するＬＥＤモジュールと、導光板と、ＬＣＤとを備え、ＬＥＤモジュールからの光を導光板を介してＬＣＤの裏面に導くバックライト用ＬＥＤモジュールにおいて、前記ＬＥＤモジュールは、前記ＬＥＤ素子をＦＰＣ上に固定し、当該ＦＰＣを金属製のフレームに固定し、且つ当該ＬＥＤモジュールの内部を外部と密封して隔離することにより実現した。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。図１には本発明の基本的な考え方を示す模式図を示しており、前記従来例を示す図４（ａ）と対応させてわかりやすく模式的に示している。本発明においては図１（ａ）に示すように、ＬＣＤ１の背面にアルミ製等のシャーシ２を設け、その中に導光板３を配置し、導光板３とＬＣＤ１との間に各種の光学シート４を、光学シート固定用モールド５によって所定位置に配置している点では図４（ａ）の従来例と同様であるが、図１（ａ）に示す本発明においては、導光板３の下部に設けるＬＥＤモジュール６を後述するような各種の手法により完全に密封する構造としている。
【００２１】
即ち、図１（ａ）に示すように、液晶モジュール６はシャーシ２とは独立させて密封構造とし、ＬＥＤ素子の光を前記図５のＬＥＤモジュールと同様にして上方から出射し、この出射光を導光板に導入するため、シャーシ２に開口７を設けている。このような液晶モジュールにおけるＬＥＤモジュール６とシャーシ２の関係を図１（ｂ）に斜視図で示しており、各種構成部材の分解状態の斜視図を図１（ｃ）に示している。
【００２２】
上記のような構成を採用することにより、前記図４と同様にして発生した液晶モジュール内のガスは、図１（ａ）に模式的に示すように、ＬＥＤモジュール６内に入ることを確実に防止することができる。それと同時に、図２（ａ）に示すように導光板３はシャーシ２の平坦な底面８に載置する形状とすれば良く、したがって平坦な形状とすることができるため、その成形は容易であり、生産時の歩留まりが良く、生産性を向上することができる。
【００２３】
液晶モジュールを密封する手法としては種々の手法が存在し、例えば図２（ｂ）及び（ｃ）に示すようにして実施することができる。即ち図２（ｃ）の断面図に示すように、ＬＥＤ素子２０を固定しているＦＰＣ２１を、図中断面Ｌ字形に形成しているアルミ製のフレーム２２に接着剤等により固定している。また、このＬ字形のフレーム２２に対向して、内部のＬＥＤモジュール２３を囲むように、逆Ｌ字形のアクリル製等の透明な材料からなる透光性蓋２４で覆って、接着剤等によって密封する。更に図２（ｂ）に示すように、それらの端部は封止材２５によって封止し、必要に応じて内部も従来と同様に蛍光材を含むシリコン樹脂を注入して密封する。
【００２４】
前記のようにＬＥＤ素子２０を固定しているＦＰＣ２１は熱伝導性の良いアルミ材のフレーム２２に固定することにより、高輝度のＬＥＤ２０で発生する熱をアルミ材に素早く逃がすことができ、更にこのアルミ材からなるフレーム２２を液晶モジュール全体を固定するシャーシ２６、或いはバックライトユニットのシャーシと接触させる構造とすることにより、放熱性をより向上させることができる。
【００２５】
前記のようにＬＥＤモジュール２３全体を密封構造とする手法として、アルミ製のフレーム２２をＬ字形とする以外に、図２（ｄ）に示すようにコ字形として開口を上方に向けた状態にし、その開口部を覆うように平板状のアクリル製等の透明な材料からなる透光性蓋２６を被せて、接着剤等により密封する構造としても良い。このときにおいてもそれらの端部及び内部を図２（ｂ）のように封止することは同様である。
【００２６】
また、更に例えば図２（ｅ）に示すように、アルミ製のフレーム２２を平板状とし、このフレーム２２に対して断面コ字形のアクリル製等の透明な材料からなる透光製蓋２７を被せて接着剤等により密封する構造としても良い。このときにおいてもそれらの端部及び内部を図２（ｂ）のように封止することは同様である。
【００２７】
本発明は更に例えば図３に示すようにして実施することもできる。即ち図３に示す例においては、同図（ａ）に示すように導光板３の下端面に凹部２８を設け、この凹部２８にＬＥＤモジュール２９を挿入して密封状態としている。その際には例えば図３（ｂ）のような導光板３の下端の凹部２８に対して、同図（ｃ）のように、アルミ材からなる１枚板のフレーム３０にＬＥＤ素子２０を固定したＦＰＣ２１を接着し、全体を同図（ｂ）の導光板２の凹部２８に被せて同図（ｄ）のように固定する。
【００２８】
その後図３（ｅ）に示すような下部に溝３０を形成した蓋３１を、同図（ｆ）のように凹部２８の端部を覆うように接着剤等により固定しつつ隙間を密封することによって、凹部２８の内部を密封する。このときにおいても凹部内にシリコン樹脂等を注入して封止することもできる。このような構造によって、内部にシリコン樹脂を注していても高温環境下で使用しているうちにシリコン樹脂が収縮して隙間が生じてしまうことがあっても、アルミ材のフレーム２９と端部の蓋３１によって内部を密封しているので、外部から腐食性のガスが侵入することがない。また、この手法は前記の各種の例と比較して、ＬＥＤモジュール２９が導光板３と一体となっており、図２の実施例のようなアクリル材等を使用する必要がないので、透過率が良いというメリットがある。
【００２９】
なお、前述の実施例ならびに図面では、ＬＥＤモジュールとして複数のＬＥＤ素子１２を密封する構造としているが、この構造に拘らず、例えば、１個のＬＥＤ素子１２を個別に密封して１つのＬＥＤモジュールとし、当該ＬＥＤモジュールを複数個組み合わせることで、本発明内容を実現することも可能である。
【００３０】
本発明は前記の様な種々の態様で実施することができるが、更に同様な趣旨で各種態様により実施することができるのは当然なことである。  
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例の全体概要を示す図である。
【図２】本発明のより具体的各種実施例を示す図である。
【図３】本発明の更に他の実施例を示す図である。
【図４】従来の液晶モジュールの課題を説明する模式図である。
【図５】従来のＬＥＤモジュールの課題を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ＬＣＤ
２  シャーシ
３  導光板
４  光学シート
５  光学シート固定用モールド
６  ＬＥＤモジュール
７  開口
８  底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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