(57)【要約】【課題】発光ダイオードを光源に用いたバックライトを有する液晶表示装置において、発光ダイオードの温度上昇を抑制する。【解決手段】発光ダイオード３０に電流を供給するフレキシブル配線基板４０がＡｌ基板５０に両面接着テープ４５を介して接着している。発光ダイオード３０の一方の端子は、フレキシブル配線基板４０に形成された銅配線４１と半田６０で接続し、発光ダイオードの他の端子は、Ａｌ基板５０に形成された凸部５１と半田６０で接続している。Ａｌ基板５０の凸部５１には半田接続可能なように、銅コート５２が形成されている。発光ダイオード３０の他の端子はＡｌ基板５０の凸部５１と直接接続しているので、この端子を通して発光ダイオード３０で発生した熱を効率的にＡｌ基板５０に伝導することが出来る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、
前記バックライトは光源に発光ダイオードを使用し、前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と接続し、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と接続することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と半田によって接続しており、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と半田によって接続していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記発光ダイオードは複数設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記金属基板はＡｌであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、
前記バックライトは導光板と光学シートを含み、前記導光板の側面には、光源である発光ダイオードが設置され、
前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と接続し、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と接続することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と半田によって接続しており、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と半田によって接続していることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記発光ダイオードは複数設置されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記金属基板はＡｌであることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に使用温度環境が広範囲にわたり、高輝度が要求される液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やＤＳＣ（Digital Still Camera）等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。さらに、自動車の各種表示に液晶表示装置を使用する動きが広がっている。これは車載用液晶表示装置と呼ばれている。
【０００３】
車載用液晶表示装置は、運転席から見やすくするために、高輝度であることが要求される。さらに、自動車は、内部の環境が季節によって大きく異なる。最近は、自動車内のエアコンが普及しているが、表示装置は、エアコンの効果が十分にいきわたる前でも、正確に動作しなければならない。したがって、液晶表示装置は、高温下または、低温下でも正確に動作することが要求される。
【０００４】
一方、車載用液晶表示装置は信頼性が高く、長寿命であることが要求される。液晶表示装置は自分では光らないので、バックライトを必要とする。バックライトの光源として、発光ダイオードは比較的寿命が長く、場所をとらないので、車載用液晶表示装置の光源として好適である。
【０００５】
発光ダイオードを光らせるには、電流を流す必要があるが、電流によって発光ダイオードが発熱する。発光ダイオードの発熱は、液晶表示装置が必要とする輝度によって異なる。すなわち、発光ダイオードに流す電流によって異なるが、通常の使用方法では、発光ダイオードの電極付近で、雰囲気よりも３０℃〜４０℃程度高くなる。発光ダイオードの温度が高いと、信頼性に問題を生ずる。また、発光ダイオードの熱が液晶表示パネルに伝わると、液晶表示パネルの動作が正確に行われなくなる。
【０００６】
したがって、発光ダイオードに発生した熱を外部に放散させる必要がある。「特許文献１」には、発光ダイオードを光源に使用した場合に、発光ダイオードに発生した熱をヒートパイプによって、バックパネル（下フレーム）に熱を放散させる構成が、記載されている。「特許文献１」に記載の構成は、液晶表示パネルの直下に発光ダイオードを配置するいわゆる直下型のバックライトである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６０９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発光ダイオードは配線基板に設置されなければならない。配線基板としては、一般には、フレキシブル配線基板が使用される。フレキシブル配線基板の基板には樹脂が使用され、一般にはポリイミドが使用される。樹脂は熱伝導率が低い。したがって、「特許文献１」に記載のように、発光ダイオードと下カバーとの間にヒートパイプを設置しても、発光ダイオードからの熱は、フレキシブル配線基板に使用されているポリイミドによって遮断され、十分な熱放散が出来ない。
【０００９】
本発明の課題は、発光ダイオードに発生する熱を効果的に放散し、発光ダイオードおよびその周辺の温度上昇を防止し、液晶表示装置全体の信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。
【００１１】
（１）液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは光源に発光ダイオードを使用し、前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と接続し、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と接続することを特徴とする液晶表示装置。
【００１２】
（２）前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と半田によって接続しており、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と半田によって接続していることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１３】
（３）前記発光ダイオードは複数設置されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１４】
（４）前記金属基板はＡｌであることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１５】
（５）液晶表示パネルとバックライトを有する液晶表示装置であって、前記バックライトは導光板と光学シートを含み、前記導光板の側面には、光源である発光ダイオードが設置され、前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と接続し、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と接続することを特徴とする液晶表示装置。
【００１６】
（６）前記発光ダイオードの一方の端子は、金属基板に接着したフレキシブル配線基板の配線と半田によって接続しており、他の端子は、前記金属基板に形成された凸部と半田によって接続していることを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。
【００１７】
（７）前記発光ダイオードは複数設置されていることを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。
【００１８】
（８）前記金属基板はＡｌであることを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、発光ダイオードの温度上昇を大幅に低減することが出来、液晶表示装置の信頼性を向上させることが出来る。また、温度上昇を従来例と同様に許容するのであれば、発光ダイオードに、より多くの電流を流すことが可能になり、画面輝度を向上させることが出来る。また、画面輝度が従来と同一で良いならば、発光ダイオードに流す電流を多くすることによって発光ダイオードの数を減らすことが出来、液晶表示装置の製造コストを低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施例にしたがって本発明の内容を詳細に開示する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明が使用される車載用液晶表示装置の断面模式図である。図１において、フレーム、モールド等は省略されている。また、各光学部品は互いに分離して記載されている。液晶表示装置は液晶表示パネルとバックライトとから構成されている。図１において、液晶表示パネルは、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０、下偏光板１１、上偏光板２１から構成されている。また、バックライトは光源、導光板７０、各種光学シート等から構成されている。
【００２２】
図１に示す液晶表示パネルにおいて、ＴＦＴ基板１０には、画素電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む画素がマトリクス状に形成され、また、走査線、映像信号線等が配線されている。ＴＦＴ基板１０に対向して、対向基板２０が設置されている。対向基板２０には、ＴＦＴ基板１０の画素電極に対応してカラーフィルタが形成されている。
【００２３】
ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間の周辺部にはシール部が形成されている。ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に液晶が挟持され、液晶はシール部によって封止されている。ＴＦＴ基板１０は対向基板２０よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１０が対向基板２０よりも大きくなった部分に端子部が形成されている。この端子部に液晶表示パネルに電源、映像信号、走査信号等を供給するための、図示しないフレキシブル配線基板が接続される。このフレキシブル配線基板は後に述べる発光ダイオード用のフレキシブル配線基板とは別物である。また、端子部には映像信号線、走査線等を駆動する図示しないドライバＩＣが設置される。
【００２４】
ＴＦＴ基板１０の下には、下偏向板が貼り付けられ、対向基板２０の上には上偏向板が貼り付けられている。液晶表示装置は画素毎に液晶層の透過率を制御することによって画像を形成する。液晶が制御できる光は偏光光のみであるから、下偏光板１１によってバックライトからの光を直線偏光に偏光する。直線偏光した光を液晶層によって制御する。透過する偏光光の制御は、画素電極と対向電極の間に電圧を印加して、液晶分子を回転させること等によって行われる。
【００２５】
上偏光板２１は、液晶層を透過した光を再び偏光（この場合は、検光とも呼ばれる）する。上偏光板２１は、液晶層によって透過光が受けた影響を反映して、外部に光を出射することによって、画像が形成される。
【００２６】
液晶表示パネルからは、例えば、５０μｍ程度の距離をおいて、バックライトが設置されている。バックライトは、光源、導光板７０、反射板７１、各種光学シート等から形成されている。導光板７０、反射板７１、各種光学シート等は重ねて設置されるが、図１では、わかり易くするために離して記載されている。
【００２７】
図１において、光源は導光板７０の側部に設置されている。このようなバックライトの構成をサイドライト型バックライトと呼ぶが、サイドライト型バックライトは、液晶表示装置の奥行きを小さく出来るという利点がある。液晶表示装置はこの他に導光板７０の背後に光源を配置する直下型バックライトを用いるタイプもある。直下型バックライトでは、光源を配置するスペースが大きいので、画面輝度を大きくすることが出来るという利点がある。なお、直下型バックライトでは、導光板７０の代わりに拡散板が使用される。
【００２８】
図１において、光源には発光ダイオード３０が使用されている。発光ダイオード３０はＣＣＦＬ（冷陰極管）に比べて小型であり、また、寿命特性も優れているので車載用の液晶表示装置には好適である。発光ダイオード３０はフレキシブル配線基板４０に設置されている。このフレキシブル配線基板４０には、発光ダイオード３０に電流を供給するための配線が形成されている。なお、発光ダイオード３０は紙面直角方向に複数設置されている。輝度向上と輝度ムラの改善のためである。
【００２９】
フレキシブル配線基板４０の基板はポリイミド樹脂で形成され、ポリイミド樹脂の上に配線が形成されている。フレキシブル配線基板４０は強度が弱いので、フレキシブル配線基板４０を金属板に貼り付けて、フレーム内に固定可能としている。金属板としては、特に熱伝導の良いＡｌ基板５０が使用される。後で述べるように、Ａｌ基板５０は発光ダイオード３０の熱を外部に放散する役割を有する。
【００３０】
図１において、光源に対向して導光板７０が設置されている。発光ダイオード３０からの光は、液晶表示パネルの面と平行な方向に向かうので、この光を液晶表示パネル方向に向ける必要がある。導光板７０は、発光ダイオード３０からの光を特定方向に反射等させることによって、液晶表示パネル方向に向ける。導光板７０の材料としては、例えば、ポリカーボネートが使用される。導光板７０からの光は、液晶表示パネルと反対方向にも出射するので、この光を液晶表示パネル方向に向けて、光の利用効率を上げるために、導光板７０の背面に反射板７１が設置される。反射板７１は下フレームが兼用する場合もある。
【００３１】
図１１は導光板７０の上に設置される光学シート類の例である。光学シート類は導光板７０に近い側から、下拡散シート７２、下プリズムシート７３、上プリズムシート７４、上拡散シート７５の順で配置されている。いずれも厚さが５０μｍから７０μｍ程度の薄い透明樹脂によって形成されている。透明樹脂としては、例えばアクリル樹脂が使用される。
【００３２】
導光板７０から液晶表示パネル方向に向かう光は、光源の影響によって光の強度にムラが生じている。すなわち、導光板から出射する光は、光源付近の強度が他の場所に比べて大きくなっている。このような導光板７０からの光のムラを解消するために、下拡散シート７２が設置されている。下拡散シート７２は、厚さが５０μｍ程度の透明なアクリル樹脂で、表面に細かな凹凸が形成されており、この細かな凹凸によって導光板７０からの光を拡散し、光のムラを抑える。
【００３３】
下拡散シート７２の上には下プリズムシート７３が設置される。下プリズムシート７３のＤ−Ｄ断面は図１２のようになっており、多数の小さなプリズムが形成されている。このプリズムのピッチＰＰは例えば５０μｍである。この下プリズムシート７３は、図１１に示すａ方向に広がろうとするバックライトからの光を液晶パネル方向に集光する役割を持つ。下プリズムシート７３には例えば、３Ｍ製のＢＥＦIII９０／５０−Ｔ（Ｈ）が使用される。
【００３４】
下プリズムシート７３の上には上プリズムシート７４が設置される。上プリズムシート７４のＥ−Ｅ断面は上プリズムシート７４と同様、図１２のようになっており、ピッチＰＰも下プリズムシート７３と同様に、例えば、５０μｍである。上プリズムシート７４は、図１１に示すｂ方向に広がろうとするバックライトからの光を液晶パネル方向に集光する役割を持つ。上プリズムシート７４には、例えば、３Ｍ製のＢＥＦIII９０／５０−Ｔ（Ｖ）が使用される。
【００３５】
上プリズムシート７４の上には上拡散シート７５が設置される。液晶表示パネルのＴＦＴ基板１０には、走査線が例えば横方向に延在し、縦方向に配列している。また、映像信号線が例えば縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線あるいは映像信号線の部分は光を通過させないので、明るい部分と暗い部分が縦方向、横方向とも交互に生ずる。
【００３６】
一方、下プリズムシート７３は例えば横方向にプリズムの稜線が延在しているので、縦方向に明るい線と暗い線を交互に発生させる。そうすると、例えば、ＴＦＴ基板１０に形成された走査線との間で干渉を生じてモアレを発生させる。また、上プリズムシート７４は例えば縦方向にプリズムの稜線が延在しているので、横方向に明るい線と暗い線を交互に発生させる。そうすると、例えば、ＴＦＴ基板１０に形成された映像信号線との間で干渉を生じてモアレを発生させる。
【００３７】
上拡散シート７５はプリズムシートを通過する光を拡散させることによって、上プリズムシート７４あるいは下プリズムシート７３と、ＴＦＴ基板１０に設置された走査線による明暗の縞、あるいは映像信号線による明暗の縞との干渉を緩和して、モアレの発生を抑える役割を有する。
【００３８】
図２は、例えば、表示領域１００の対角径Ｄ１が３．５インチの車載用液晶表示装置の表示面２００および光源のみを描いた模式図である。図２において、バックライトは表示面２００の背面に設置されている。光源は、バックライトの短辺サイドに設置されており、発光ダイオード３０が４個使用されている。各発光ダイオード３０には、電流がたとえば、６６ｍＡ程度流される。したがって、図２では発光ダイオード３０が設置された短辺サイドが発熱することになる。
【００３９】
発光ダイオード３０はフレキシブル配線基板４０に設置されており、このフレキシブル配線基板４０は、図２には図示しない両面粘着テープによってＡｌ基板５０に接着している。本発明では、発光ダイオード３０からの熱放散の効率を上げるために、後で述べるように、発光ダイオード３０に対する接続を特殊な構成としている。
【００４０】
図３は、例えば、表示領域１００の対角径Ｄ２が１２．３インチの車載用液晶表示装置の表示面２００および光源のみを描いた模式図である。図３において、バックライトは表示面２００の背面に設置されている。光源は、バックライトの長辺サイドに設置されており、発光ダイオード３０が３９個使用されている。各発光ダイオード３０には、電流がたとえば、８５ｍＡ程度流される。図３では、画面サイズが大きい分発光ダイオード３０の数も多く、流す電流も大きくしている。したがって、図３では発光ダイオード３０が設置された長辺サイドが発熱することになる。
【００４１】
図３においても、発光ダイオード３０はフレキシブル配線基板４０に設置されており、このフレキシブル配線基板４０は、図３には図示しない両面粘着テープによってＡｌ基板５０に接着している。図３に示す構成においても、本発明では、発光ダイオード３０からの熱放散の効率を上げるために、後で述べるように、発光ダイオード３０に対する接続を特殊な構成としている。
【００４２】
図４は、図１の光源の斜視図である。図４の例では、発光ダイオード３０は３個使用されている。発光ダイオード３０は内部に発光ダイオードチップが設置され、発光ダイオードチップの周りを樹脂で保護している。発光ダイオードチップの周辺には、蛍光体が設置され、設置される蛍光体によって発光ダイオード３０から出射される光を所定の波長とする場合もある。
【００４３】
発光ダイオード３０はフレキシブル配線基板４０に設置されている。フレキシブル配線基板４０の基板はポリイミド樹脂で形成されている。ポリイミド樹脂の熱伝導率は０．５２Ｗ／ｍＫであり、熱伝度率は良くない。フレキシブル配線基板４０はＡｌ基板５０に対して、両面接着テープ４５によって接着されている。両面接着テープ４５も樹脂で形成されており、熱伝導率は０．６Ｗ／ｍＫ程度であり、熱伝度率は良くない。
【００４４】
Ａｌ基板５０を使用する理由は、発光ダイオード３０で発生した熱をＡｌ基板５０を介して放散させるためである。Ａｌの熱伝導率は２３７Ｗ／ｍＫであり、ポリイミド樹脂等に比較してはるかに高い。このように、Ａｌ基板５０に熱が伝われば、Ａｌ基板５０を通して熱はただちに放散される。しかし、問題は、フレキシブル配線基板４０の材料である、ポリイミド樹脂等の熱伝導率が小さいためにＡｌ基板５０までの熱伝導が悪いという点である。
【００４５】
図７はこのような従来技術の問題点を示す断面図である。図７において、発光ダイオード３０の端子は、半田６０を介してフレキシブル配線基板４０に銅で形成された配線４１に接続されている。フレキシブル配線基板４０の基板はポリイミド樹脂で形成されている。また、フレキシブル配線基板４０は、両面接着テープ４５によってＡｌ基板５０に貼り付けられている。
【００４６】
図７において、フレキシブル配線基板４０を形成するポリイミド樹脂および両面接着テープ４５は熱絶縁体に近い。したがって、Ａｌ基板５０の上にフレキシブル配線基板４０等を設置しても熱が十分にＡｌ基板５０に伝わらないという問題がある。そうすると、発光ダイオード３０の冷却が十分行われず、発光ダイオードの温度が、周囲温度よりも３０℃〜４０℃も上昇するという現象を生じていた。たとえば、周囲温度が８０℃の場合、発光ダイオード３０の温度は１２０℃にまで、上昇する可能性があった。このような高温では、発光ダイオード３０およびその周りの部品の信頼性を大きく損ねる。
【００４７】
このような問題を解決する手段の一つとして、ポリイミド樹脂を用いたフレキシブル配線基板４０を使用せずに、Ａｌ配線基板５５を使用することが考えられる。Ａｌ配線基板５５は、Ａｌ基板５０の表面に酸化アルミ層５６（Ａｌ２Ｏ３）を形成し、酸化アルミ層５６の表面に必要な配線を施したものである。図８は酸化アルミ層５６の表面に必要な配線を施してその上に発光ダイオード３０を設置している状態を示している。
【００４８】
図８において、Ａｌ基板５０の片側には陽極酸化によって、酸化アルミ層５６が形成されている。酸化アルミ層５６の上の配線によって発光ダイオード３０に電流を供給する。発光ダイオード３０は電流によって発熱する。しかし、酸化アルミ層５６の熱伝導率は１５〜２１Ｗ／ｍＫであり、ポリイミド樹脂よりもはるかに高い。したがって、発光ダイオード３０で発生した熱は、酸化アルミ層５６を介して比較的早くＡｌ基板５０に伝わるので、発光ダイオード３０の過度な温度上昇を抑制することが出来る。
【００４９】
しかし、この構成は、次のような問題を生ずる。図９は、図８のＢ−Ｂ断面図である。図９において、Ａｌ基板５０の表面には陽極酸化によって酸化アルミ層５６が形成されている。酸化アルミ層５６の上には、発光ダイオード３０に電流を供給するための、配線が施されている。この配線に対して発光ダイオード３０の端子が半田６０を介して接続される。
【００５０】
発光ダイオード３０チップはセラミックパケージに収納されている。したがって、発光ダイオード３０の端子は、セラミックパッケージの熱膨張と同様に熱膨張すると考えてよい。一方、配線は酸化アルミ層５６の上に形成されているが、酸化アルミ層５６は薄く、この部分の熱膨張は、Ａｌ基板５０の熱膨張によって決まると考えられる。
【００５１】
セラミックパッケージの熱膨張係数は５×１０−６程度であるのに対し、Ａｌ基板５０の熱膨張係数は２．３×１０−５程度であり、Ａｌ基板５０のほうが、熱膨張ははるかに大きい。車載用液晶表示装置は周囲環境の温度がたとえば、−４０℃から８０℃まで変化することがありうる。また、発光ダイオード３０の発熱によって、発光ダイオード３０の温度は最高１２０℃程度まで上昇する可能性がある。そうすると、セラミックパッケージとＡｌ基板５０とに大きな熱膨張差が生ずる。
【００５２】
環境温度が大きく変化しないような場合であっても、発光ダイオード３０がＯＮになっているときとＯＦＦとなっているときでは、発光ダイオードおよびその周辺の温度が上昇したり下降したりする。そうすると、セラミックパッケージとＡｌ基板５０との間の熱膨張差によって発光ダイオード３０とＡｌ基板５０の接続部には大きなストレスが繰り返しかかることになる。
【００５３】
この熱膨張差によるストレスは、Ａｌ基板５０に形成された配線と発光ダイオード３０の端子を接続する半田部に集中してかかることになる。半田部に繰り返しストレスがかかると半田６０がクラックし、導通不良を生ずる。これは信頼性にとって重要な問題となる。
【００５４】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するものである。図５は図４のＡ−Ａ断面図であり、本発明を示す断面図である。図５において、Ａｌ基板５０の上には、両面接着テープ４５を介してフレキシブル配線基板４０が接着している。フレキシブル配線基板４０の基板はポリイミド樹脂で形成されている。フレキシブル配線基板４０には、銅箔をエッチングすることによって形成された配線が形成されている。この配線の上には、発光ダイオード３０の一方の端子が接続されることになる。配線と発光ダイオード３０の端子の接続は半田６０によって行われる。
【００５５】
Ａｌ基板５０には凸部５１が形成されている。この凸部５１はＡｌ基板５０をエッチングすることによって形成される。凸部５１の高さは、Ａｌ基板５０上に設置されたフレキシブル配線基板４０のポリイミド樹脂の厚さと両面接着テープ４５の厚さをあわせたのと同程度である。ここで、ポリイミド樹脂の厚さは３０μｍ、両面接着テープ４５の厚さを２０μｍとすると、Ａｌ基板５０の凸部５１の高さは５０μｍ程度である。実際は、凸部５１を残してＡｌ基板５０の他の部分をエッチングすることになるが、この程度のエッチングは可能である。
【００５６】
Ａｌ基板５０の凸部５１の上には発光ダイオード３０の他の端子が半田６０によって接続することになる。半田６０とＡｌとは融着させることができないので、Ａｌ基板５０の凸部５１の上に銅コート５２を行っており、凸部５１と発光ダイオード３０の端子の半田接続を可能とする。
【００５７】
本発明の特徴は、発光ダイオード３０に電流が流れることによって発光ダイオード３０が発熱しても、発光ダイオード３０に生じた熱をＡｌ基板５０の凸部５１と直接接続している発光ダイオードの端子を通じてＡｌ基板５０にすばやく伝導することが出来るという点である。したがって、発光ダイオード３０の温度上昇を抑えることが出来る。
【００５８】
実験によれば、本発明の構成によって、発光ダイオード３０の温度上昇は２０℃〜３０℃に抑えることが出来る。同じ電流条件で、従来構造である、図７に示すような構成では、発光ダイオード３０の温度上昇は３０℃〜４０℃であるから、本発明による発光ダイオード３０の温度上昇を１０℃も低減することが出来る。これは非常に大きな効果である。
【００５９】
温度を１０℃低減させることが出来れば、発光ダイオード３０および液晶表示装置の信頼性を大幅に向上させることが出来る。もし、発光ダイオード３０の温度上昇を従来と同じに許容するのであれば、その分発光ダイオード３０に多くの電流を流すことが出来、画面をより明るくすることが出来る。また、画面の明るさを同じで良いとすれば、発光ダイオード３０に多くの電流を流せる分、発光ダイオード３０の数を減らすことが出来る。車載用の液晶表示装置においては、発光ダイオード３０が複数使用されるので、発光ダイオード３０の数を減らした分、部品コストの低減になり、液晶表示装置の製造コストを下げることが出来る。
【００６０】
図５において、Ａｌ基板５０の熱膨張と発光ダイオード３０がパッケージされているセラミックパッケージの熱膨張の差は次のように解決することが出来る。すなわち、発光ダイオード３０の一方の端子が接続しているフレキシブル配線基板４０の配線は、両面接着テープ４５を介してＡｌ基板５０に接着している。発光ダイオード３０を収容しているセラミックパッケージとＡｌ基板５０との間に熱膨張差が生ずると、このストレスは端子接続の半田部のみに集中するのではなく、フレキシブル配線基板４０とＡｌ基板５０を接着している両面接着テープ４５にもかかる。
【００６１】
両面接着テープ４５にセラミックパッケージとＡｌ基板５０との熱膨張差によるストレスがかかると、両面接着テープ４５は、Ａｌ基板５０あるいは、フレキシブル配線基板４０の基板であるポリイミド樹脂との間にすべりを生ずる。すべりが生ずると熱膨張差によるストレスは解消してしまう。そうすると、発光ダイオード３０の端子部においても、セラミックパッケージとＡｌ基板５０との熱膨張差によるストレスは解消する。したがって、発光ダイオード３０の端子部において、ストレスによって半田６０が破壊する現象は生じず、発光ダイオード３０に対する接続の信頼性を維持することが出来る。
【００６２】
なお、本実施例の構成においては、発光ダイオード３０の一方の端子はフレキシブル配線基板４０の配線と接続し、他の端子はＡｌ基板５０と接続するので、発光ダイオード３０を流れる電流はＡｌ基板５０を流れることになる。したがって、本実施例においては、発光ダイオード３０をＡｌ基板５０上に複数形成する場合は、並列接続になる。発光ダイオード３０をＡｌ基板５０上に直列接続で配置するためには、Ａｌ基板に絶縁層を形成し、その上にＣｕ配線を形成し、直列接続とすればよい。発光ダイオードは電圧制御よりも電流制御の方が制御し易い。そのため直列接続が好ましい。
【００６３】
図６は、図５において、発光ダイオード３０を取り去った状態でのＡｌ基板５０とフレキシブル配線基板４０の平面図である。図６において、一部を切り欠いたフレキシブル配線基板４０がＡｌ基板５０に接着している。フレキシブル配線基板４０を切り欠いた部分にはＡｌ基板５０の凸部５１が存在している。
フレキシブル配線基板４０には、発光ダイオード３０の一方の電極となる銅配線４１が形成されている。この銅配線４１は、フレキシブル配線基板において発光ダイオード間を接続する配線が分岐したものである。発光ダイオード３０の他の端子はＡｌ基板５０に形成された凸部５１と接続するが、凸部５１には半田接続可能とするために、銅コート５２形成されている。なお、図６において、フレキシブル配線基板４０の幅とＡｌ基板５０の幅は同一となっている。
【００６４】
以上のように、本発明によれば、発光ダイオード３０の温度上昇を大幅に低減することが出来、液晶表示装置の信頼性を向上させることが出来る。また、温度上昇を従来例と同様に許容するのであれば、画面輝度を向上させることが出来る。また、画面輝度が従来と同一で良いならば、発光ダイオード３０に流す電流を多くすることによって発光ダイオード３０の数を減らすことが出来、液晶表示装置の製造コストを低減することが出来る。
【実施例２】
【００６５】
図１０は本発明の第２の実施例である。図１０は図４におけるＡ−Ａ断面の他の例である。図１０において、Ａｌ基板５０の上にフレキシブル配線基板４０が両面接着テープ４５を介して接着している。フレキシブル配線基板４０上には、銅配線４１が形成されており、この銅配線４１は発光ダイオード３０の一方の端子と半田６０によって接続することは実施例１と同様である。
【００６６】
図１０において、Ａｌ基板５０には凸部５１が形成されている。本実施例における凸部５１は、エッチングで形成するのではなく、Ａｌ基板５０の裏側をプレスすることによって形成されている。裏側のプレスは図１０において、矢印Ｐで示されている。実施例１においては、凸部５１はエッチングによって形成したが、凸部５１高さが大きくなると、エッチングによる凸部５１の形成は効率が良くない。
【００６７】
発光ダイオード３０の大きさは使用される液晶表示装置に応じてさまざまなものが使用される。発光ダイオード３０が比較的大きい場合は、発光ダイオード３０の端子間隔も大きくなる。このような場合、比較的薄いＡｌ基板５０を用いれば、Ａｌ基板５０の裏側をプレスすることによって形成された凸部５１であっても、発光ダイオード３０の電極として使用することが可能である。
【００６８】
図１０において、プレスによって形成されたＡｌ基板５０の凸部５１は発光ダイオード３０の他の端子と半田６０によって接続する。半田６０によって発光ダイオード３０の端子と接続可能とするために、凸部５１の上面に銅コート５２を行っている。
【００６９】
このようにして形成したＡｌ基板５０と発光ダイオード３０の接続も実施例１の構成と同様に、発光ダイオード３０の温度上昇を低減させることが出来る。また、発光ダイオード３０を収容するセラミックパッケージとＡｌ基板５０の熱膨張差によるストレスも、両面接着テープ４５がすべることによって解消されることも実施例１と同様である。本実施例は実施例１に比較して、Ａｌ基板５０の凸部５１をＡｌ基板５０の裏側をプレスすることによって形成するので、Ａｌ基板５０の製造コストを低減することが出来るというメリットを有する。
【００７０】
以上の説明では、発光ダイオード３０は導光板７０のサイドに設置される、いわゆるサイドライト型バックライトであるとして説明したが、発光ダイオード３０が拡散板の背後に設置されるいわゆる直下型バックライトの場合にも使用することが出来る。直下型バックライトの場合は、発光ダイオード３０を設置するスペースが多いこと等がから画面輝度を取易い。したがって、光学シートからは、プリズムシートが省略される場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】液晶表示装置の断面模式図である。
【図２】液晶表示装置の画面と光源の関係を示す例である。
【図３】液晶表示装置の画面と光源の関係を示す他の例である。
【図４】本発明の光源の斜視図である。
【図５】本発明の要部断面図である。
【図６】本発明の発光ダイオードを載置する配線基板の平面図である。
【図７】従来例を示す光源の断面図である。
【図８】他の従来例を示す光源の斜視図である。
【図９】他の従来例を示す光源の断面図である。
【図１０】実施例２を示す光源の要部断面図である。
【図１１】光学シートの分解斜視図である。
【図１２】プリズムシートの断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…ＴＦＴ基板、  ２０…対向基板、  １１…下偏光板、  ２１…上偏光板、  ３０…発光ダイオード、  ４０…フレキシブル配線基板、  ４１…銅配線、  ４５…両面接着テープ、  ５０…Ａｌ基板、  ５１…凸部、  ５２…銅コート、  ５５…Ａｌ配線基板、  ５６…酸化アルミ層、  ６０…半田、  ７０…導光板、  ７１…反射板、  ７２…下拡散シート、  ７３…下プリズムシート、  ７４…上プリズムシート、  ７５…上拡散シート、  １００…表示領域、  ２００…表示面。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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