(57)【要約】  【課題】  ＬＥＤ素子からの発熱に起因した基板の湾曲を防止することで、高い安定度を保ちながらも、製造コストを抑制する。  【解決手段】  ネジ穴６は、固定用ネジを挿入するための穴であり、長円形状を示す。固定用ネジは、頭部、前記頭部よりも径が短くネジ切りが施されていない首部、及び前記首部よりも径が短くネジ切りが施されている軸部を有している。ネジ穴の長径は固定用ネジの頭部の径よりも長く、短径は頭部の径よりも短く首部の径よりも長い。また、筐体に設置された固定爪と嵌合させるためのザグリ２を備えており、ザグリ２の前記ネジ穴の長径方向の幅は、固定爪よりも長い。ザグリは、第一方向に対向する２辺の双方に形成されている（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）。【選択図】  図１
2010205868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子が実装された矩形形状のＬＥＤ基板であって、
第一方向に対向する２辺それぞれの所定位置に形成された、前記ＬＥＤ基板を支持する筐体に設置された固定爪と嵌合するためのザグリと、
頭部、前記頭部よりも径が短くネジ切りが施されていない首部、及び前記首部よりも径が短くネジ切りが施されている軸部を有した固定用ネジを挿入、締着して前記筐体と固定的に結合するためのネジ穴と、
前記第一方向に直交する第二方向に対向する２辺のうちの少なくとも１辺の所定位置に形成された、前記ＬＥＤ素子の制御回路又は別の前記ＬＥＤ基板を接続するための基板コネクタと、を備え、
前記ネジ穴は、長径が前記頭部の径よりも長く、短径が前記頭部の径よりも短く前記首部の径よりも長い長円形状であって、
前記ザグリは、前記ネジ穴の長径方向の幅が前記固定爪よりも長く、
前記固定用ネジを前記ネジ穴に挿入、締着すると、前記首部と前記頭部の境界位置が基板表面と同じ高さ位置になるよう厚みが設定されていることを特徴とするＬＥＤ基板。
【請求項２】
ＬＥＤ素子が実装された矩形形状のＬＥＤ基板であって、
頭部、前記頭部よりも径が短くネジ切りが施されていない首部、及び前記首部よりも径が短くネジ切りが施されている軸部を有した固定用ネジを挿入、締着して前記ＬＥＤ基板を支持する筐体と固定的に結合するためのネジ穴と、
１辺又は対向する２辺の所定位置に形成された、前記ＬＥＤ素子の制御回路又は別の前記ＬＥＤ基板を接続するための基板コネクタと、を備え、
前記ネジ穴は、長径が前記頭部の径よりも長く、短径が前記頭部の径よりも短く前記首部の径よりも長い長円形状であって、
前記固定用ネジを前記ネジ穴に挿入、締着すると、前記首部と前記頭部の境界位置が基板表面と同じ高さ位置になるよう厚みが設定されていることを特徴とするＬＥＤ基板。
【請求項３】
第一制御回路及び第二制御回路を含む複数の前記制御回路と、請求項１に記載のＬＥＤ基板である第一ＬＥＤ基板、第二ＬＥＤ基板、第三ＬＥＤ基板、及び第四ＬＥＤ基板をそれぞれ一以上備えた状態で前記筐体上に形成されたＬＥＤ光源装置であって、
前記第一及び第三ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺それぞれの所定位置に前記基板コネクタを備える一方、前記第二及び第四ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺のうちの１辺の所定位置に前記基板コネクタを備え、
前記筐体は、前記固定用ネジの前記軸部のねじ込みが可能な螺合部を備えており、
前記第一ＬＥＤ基板は、左側の前記基板コネクタを介して前記第一制御回路に接続し、右側の前記基板コネクタと前記第二ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第二ＬＥＤ基板と接続し、
前記第三ＬＥＤ基板は、右側の前記基板コネクタを介して前記第二制御回路に接続し、左側の前記基板コネクタと前記第四ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第四ＬＥＤ基板と接続し、
前記第一、第二、第三、及び第四ＬＥＤ基板のいずれもが、前記第一方向に対向する２辺のうち、前記第一方向を鉛直方向とした場合に鉛直下側に位置する辺上に形成された前記ザグリと前記筐体の前記固定爪とが嵌合し、更に、前記固定用ネジが前記ネジ穴を介して前記筐体の前記螺合部にねじ込まれることで、前記筐体と固定的に結合されていることを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【請求項４】
第一制御回路及び第二制御回路を含む複数の前記制御回路と、請求項２に記載のＬＥＤ基板である第一ＬＥＤ基板、第二ＬＥＤ基板、第三ＬＥＤ基板、及び第四ＬＥＤ基板をそれぞれ一以上備えた状態で前記筐体上に形成されたＬＥＤ光源装置であって、
前記第一及び第三ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺それぞれの所定位置に前記基板コネクタを備える一方、前記第二及び第四ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺のうちの１辺の所定位置に前記基板コネクタを備え、
前記筐体は、前記固定用ネジの前記軸部のねじ込みが可能な螺合部を備えており、
前記第一ＬＥＤ基板は、左側の前記基板コネクタを介して前記第一制御回路に接続し、右側の前記基板コネクタと前記第二ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第二ＬＥＤ基板と接続し、
前記第三ＬＥＤ基板は、右側の前記基板コネクタを介して前記第二制御回路に接続し、左側の前記基板コネクタと前記第四ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第四ＬＥＤ基板と接続し、
前記第一、第二、第三、及び第四ＬＥＤ基板のいずれもが、前記固定用ネジが前記ネジ穴を介して前記筐体の前記螺合部にねじ込まれることで、前記筐体と固定的に結合されていることを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ基板及びこれを備えたＬＥＤ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶自体が発光体ではないために、例えば液晶パネルの背面部に光源として機能するバックライトユニットが備えられる。
【０００３】
バックライトユニットは、例えば一次光源、導光板、反射フィルム、レンズシート或いは拡散フィルム等を備え、液晶パネルに対して全面にわたって表示光を供給する。
【０００４】
バックライトユニットには、従来一次光源として水銀やキセノンを蛍光管内に封入した冷陰極蛍光ランプが用いられていたが、冷陰極蛍光ランプの発光輝度が十分でないことや、冷陰側の低輝度領域の存在による均斉度の低下、或いは寿命が短いといった問題があった。
【０００５】
このような背景を受け、近年では高輝度・高寿命で、優れた均斉度の実現が可能な表面実装型のＬＥＤが、バックライト或いは表面スイッチの光源として広く使用されている。
【０００６】
ＬＥＤバックライト装置においては、複数のＬＥＤ素子がアレイ状やマトリクス状に配列されることで構成される。一例としては、ＬＥＤ基板上に複数のＬＥＤ素子を一方向に実装して発光ユニット体を構成し、この発光ユニット体を複数マトリクス状に配列することでＬＥＤバックライト装置を構成する。
【０００７】
従来の、ＬＥＤ基板或いはＬＥＤモジュールとして、下記先行文献が開示されている（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】登録実用新案第３２１８２４４号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７に、特許文献１に記載されたＬＥＤ基板及びＬＥＤ基板の固定方法を示す。ＬＥＤ基板１０１は、複数のＬＥＤ素子３が実装されており、両サイドの耳状に突出した凸耳部１０３には、ネジ挿入のためのネジ穴１０２が形成されている。
【００１０】
このＬＥＤ基板１０１を金属製の筐体１１０に設置する際は、筐体１１０内のネジ穴１０６と基板１０１上のネジ穴１０２の位置合わせを行い、固定用ネジ１０５を両穴に挿通させてネジ締めを行って固定する。ＬＥＤ素子３が筐体１１０内の貫通孔１０８上方に位置するように設置される。
【００１１】
図８は、固定用ネジ１０５、ネジ穴１０６、及びネジ１０５をネジ穴１０６に挿通させたときの概念図である。図８において（ａ）が斜視図を、（ｂ）が上面視の平面図をそれぞれ示している。
【００１２】
図８（ａ）に示すように、固定用ネジ１０５は、頭部１１１と軸部１１２から構成されており、軸部１１２にはネジ切りが施されている。
【００１３】
頭部１１１及び軸部１１２は共に円柱形状であり、図８（ｂ）に示すように、頭部１１１の径ｕ３は軸部１１２の径ｕ１よりも大きい。また、ネジ穴１０６は、上面視円形状の貫通孔であり、その径ｕ２は、軸部１１２の径ｕ１よりは大きく、頭部１１１の径ｕ３より小さい。なお、実際には、ｕ２はｕ３より小さい範囲内で、ｕ３の値にほぼ等しい長さで構成される。
【００１４】
固定用ネジ１０５をネジ穴１０２に挿通させた状態を図９に示す。図９（ａ）は上面から見たときの図、（ｂ），（ｃ）は正面から見たときの図である。
【００１５】
ＬＥＤ素子３は液晶表示装置等に利用されるが、近年液晶パネルが大型化するに伴って、設置されるＬＥＤ素子の個数も増加傾向にある。ＬＥＤ素子３は、発光時に発熱するため、この素子数が増加することで必然的に発熱量も増加する。
【００１６】
液晶表示装置は、液晶パネルの背面に密閉空間部を形成するため、ＬＥＤ素子から発生される熱が当該密閉空間部内にこもり、表示装置を高温化してしまう。また、この熱よって、ＬＥＤ基板１０１に熱膨張を生じさせる場合がある。
【００１７】
前述したように、ＬＥＤ基板１０１と筐体１１０とは固定用ネジ１０５によって固定化されている。従って、ＬＥＤ基板１０１が熱膨張すると、このネジによって固定化された領域は移動せず、ネジ固定されていない箇所が図９（ｃ）のように湾曲し、基板１０１が反った状態になる場合が想定される。
【００１８】
このような状態になると、ネジ１０５で固定された領域近傍に強い応力ｆ１がかかり、場合によっては基板１０１にひび割れが生じたり、ＬＥＤ素子１０３に形成されていた配線が断線する可能性がある。配線が断線すると、この断線した配線に接続されていたＬＥＤ素子１０３が非発光状態となり、液晶表示装置において輝度ムラが生じてしまう。
【００１９】
図１０に特許文献２に記載のＬＥＤ基板の例を示す。このＬＥＤ基板１２１は、同一軸状にＬＥＤ素子３を５個設置し、配線４によってこれらが直列に接続されている。また、基板コネクタ５を介して電源７及びＬＥＤドライバ８とも電気的に接続されている。
【００２０】
液晶表示装置に複数のＬＥＤ素子を用いる場合、個々のＬＥＤ素子の発光量が異なると輝度ムラができてしまう。ＬＥＤ素子には、印加電圧が所定の電圧（順方向降下電圧Ｖｆ）を超えると、電流量に応じた光量の光を発する性質がある。このため、図１０のように複数のＬＥＤ素子を直列に接続することで、各ＬＥＤ素子に流れる電流量を一定にして発光量を均一化する方法が採られている。
【００２１】
図１０では、初段のＬＥＤ素子３は、アノードを基板コネクタ５を介して電源７からのノードＮａに接続し、カソードを隣接するＬＥＤ素子のアノードに接続している。以後のＬＥＤ素子は、アノードに前段のＬＥＤ素子のカソードを接続し、カソードに後段のＬＥＤ素子のアノードを接続している。そして、最終段のＬＥＤ素子３は、カソードを基板コネクタ５を介してＬＥＤドライバ８からのノードＮｋに接続している。図１０において、「Ａ」はアノードを、「Ｋ」はカソードを示している。
【００２２】
なお、図１０における１２６ａ、１２６ｂは、筐体に固定すべく、筐体に設置された爪を嵌め込むための切れ込み（ザグリ）である。
【００２３】
例えば、図１０のＬＥＤ基板１２１を１枚駆動させるためには、電源７よりノードＮａに対して前記順方向電圧Ｖｆの５倍以上の電圧を印加する。また、ＬＥＤドライバ８内の低電流駆動用素子をノードＮｋに接続し、定電流を引き込むことで各ＬＥＤ素子３に定電流を流し、同程度の光量で発光させる。
【００２４】
上述したように、近年の液晶パネルの大型化に伴って使用されるＬＥＤ素子３の個数も増加している。ここで、輝度安定化のためにＬＥＤ素子を直列接続する技術が用いられる場合、直列接続される素子数が増加することで電源７より印加すべき電圧が高くなる。印加電圧が高くなるに連れ、ノードＮａ−Ｎｋ間には大きな電位差が生じ、場合によっては基板コネクタ５が絶縁破壊に至る。このとき、ＬＥＤ素子に定電流を供給できなくなり、動作不良を招くことになる。すなわち、直列に接続できるＬＥＤ素子３の個数には制限がある。
【００２５】
これを受け、例えば図１１に示すように、ＬＥＤ素子３の直列接続を分割し、分割されたＬＥＤ素子を別々に駆動制御する方法が用いられる。図１１では、ＬＥＤ素子３が実装されたＬＥＤ基板が、図面に向かって左側のＭ１群と右側のＭ２群に分けられており、Ｍ１群に属するＬＥＤ基板１２１上のＬＥＤ素子３はＬＥＤ制御回路３１によって駆動制御が行われ、Ｍ２群に属するＬＥＤ基板１２１上のＬＥＤ素子３はＬＥＤ制御回路３２によって駆動制御が行われる。
【００２６】
なお、図１１では、筐体１３０上に図１０に示すＬＥＤ基板１２１が複数配列された状態を図示している。また、図１１におけるＬＥＤ制御回路３１，３２には、図１０に示した電源７やＬＥＤドライバ８が含まれている。
【００２７】
図１０では、基板コネクタ５はＬＥＤ基板１２１に一箇所のみ設けられているが、図１１に示すように、ＬＥＤ制御回路３１（又は３２）に接続される基板については、左右２箇所に基板コネクタ５を設け、一方のコネクタを介してＬＥＤ制御回路３１（又は３２）と接続し、他方のコネクタを介して隣接ＬＥＤ基板と接続している。
【００２８】
特許文献２では、筐体１３０とＬＥＤ基板１２１とは固定爪１３２によって固定化されている。図１０に示したように、各ＬＥＤ基板１２１には、固定爪１３２を嵌め込むためのザグリ１２６ａ，１２６ｂが設けられており、このザグリに固定爪１３２を嵌め込むことで筐体１３０上に固定化する。特許文献２では、各ＬＥＤ基板１２１は、長手方向の一方の辺上に２箇所ザグリが設けられている。
【００２９】
ここで、ＬＥＤ基板１２１と筐体１３０とを安定的に固定することを鑑みれば、重力の関係から固定爪１３２はＬＥＤ基板１２１の下部から上向きに嵌め込むことが好ましい。すなわち、図１１の紙面上側が上方、紙面下側が下方となるように設置した場合には、ＬＥＤ基板１２１と固定爪１３２とが、紙面左側のＭ１群のような位置関係となることが好ましい。
【００３０】
しかし、図１１では、各ＬＥＤ制御回路３１，３２がＬＥＤ基板１２１を挟んで対向する位置関係にあることから、Ｍ１群とＭ２群とで、ＬＥＤ基板１２１とＬＥＤ制御回路（３１，３２）の位置関係が異なってしまう。
【００３１】
すなわち、図１１に示すように、紙面上側が上方、紙面下側が下方となるように設置した場合、Ｍ２群に属するＬＥＤ基板１２１は、同基板の上部から下向きに固定爪１３２が嵌め込まれる状態となる結果、重力の関係でＭ１群と比べて安定度が低下してしまう。このため、経時と共にＭ２群に属するＬＥＤ基板１２１が、所定の位置から大きくずれたり、筐体１３０から外れ落ちたりする可能性があり、かかる場合には、液晶表示装置の輝度ムラが生じてしまう。
【００３２】
このような問題を回避するためには、Ｍ２群に属するＬＥＤ基板１２１も下部から上向きに固定爪１３２を嵌め込めるよう、ザグリを形成すれば良い。すなわち、基板コネクタ５とザグリの形成位置の関係を異ならせた２種類のＬＥＤ基板を形成する。
【００３３】
具体的には、まず、図１２（ａ）に示すように、基板の短辺の一方に基板コネクタ５を形成し、このコネクタ５が形成された短辺に対して時計回りに隣接する長辺上にザグリ１２６ａ、１２６ｂを形成したＬＥＤ基板１２１を形成する。そしてこれに加えて、図１２（ｂ）に示すように、基板の短辺の一方に基板コネクタ５を形成し、このコネクタ５が形成された短辺に対して反時計回りに隣接する長辺上にザグリ１２６ｃ、１２６ｄを形成したＬＥＤ基板１２１ａを形成する。
【００３４】
これにより、図１２（ａ）の基板１２１をＭ１群に、図１２（ｂ）の基板１２１ａをＭ２群に配置することで、図１３に示すように両群に属する基板ともに下部から上向きに固定爪１３２を嵌め込んで筐体１３０と固定化することができ、安定度が増す。
【００３５】
しかし、図１３を実現するためには、図１２に示したように２種類のＬＥＤ基板を形成する必要があるため、例えば基板設計用の金型が複数種類必要になったり、初期設計費用が余分に必要になるなど、開発費用の増加を伴う。
【００３６】
また、図１１，図１３の構成例であっても、上述したようにＬＥＤ素子３からの発熱による基板の膨張を招く。ここで、図１１，図１３の例では、固定爪１３２のみによって筐体１３０との固定化を行っているため、基板が膨張することで同基板が湾曲し、筐体１３０から外れることも十分考えられる。
【００３７】
このため、安定度をより高めるためには、図１３の構成に加えて更に図７に示したような方法でネジ留めを行う方法が考えられる。この場合、図７と比べれば固定爪１３２による固定が加わる分、ネジ固定された箇所の近傍に集中する応力は低下することが予想されるが、それでも一定程度は応力が集中することから、基板の湾曲を招く可能性は考えられる。また、製造費用が増加するという問題は解消しない。
【００３８】
本発明は上記の問題点に鑑み、ＬＥＤ素子からの発熱に起因した基板の湾曲を防止することで、高い安定度を保ちながらも、製造コストを抑制したＬＥＤ基板及びこれを備えたＬＥＤ光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
上記目的を達成するため、本発明に係るＬＥＤ基板は、ＬＥＤ素子が実装された矩形形状のＬＥＤ基板であって、
第一方向に対向する２辺それぞれの所定位置に形成された、前記ＬＥＤ基板を支持する筐体に設置された固定爪と嵌合するためのザグリと、
頭部、前記頭部よりも径が短くネジ切りが施されていない首部、及び前記首部よりも径が短くネジ切りが施されている軸部を有した固定用ネジを挿入、締着して前記筐体と固定的に結合するためのネジ穴と、
前記第一方向に直交する第二方向に対向する２辺のうちの少なくとも１辺の所定位置に形成された、前記ＬＥＤ素子の制御回路又は別の前記ＬＥＤ基板を接続するための基板コネクタと、を備え、
前記ネジ穴は、長径が前記頭部の径よりも長く、短径が前記頭部の径よりも短く前記首部の径よりも長い長円形状であって、
前記ザグリは、前記ネジ穴の長径方向の幅が前記固定爪よりも長く、
前記固定用ネジを前記ネジ穴に挿入、締着すると、前記首部と前記頭部の境界位置が基板表面と同じ高さ位置になるよう厚みが設定されていることを特徴とする。
【００４０】
このように構成されることで、まず、ネジ穴の長径が、固定用ネジの首部の径よりも長いため、固定化時においてもなお前記長径方向に「遊び」が施された状態である。なお、実際に利用される際には、筐体に形成された螺合部に軸部のネジ切りがねじ込まれることで締着されるため、当然に、前記「遊び」の存在によって安定化が低下するということはない。また、ネジ穴の短径は首部の径よりも短く、首部と頭部の境界位置が基板表面と同じ高さ位置になるように基板の厚みが設定されているため、首部と頭部の境界と基板表面とが接されることによっても安定的に保持される。
【００４１】
このとき、ＬＥＤ素子の発熱に起因してＬＥＤ基板が膨張しても、基板そのものが前記「遊び」に沿って移動することができる。これによって、ネジ穴がネジによって完全に塞がれていた従来構成のように、基板が反るということが回避される。この結果、ネジ設置箇所近傍に応力が集中するという事態が回避されるため、基板のひび割れや、これに伴う配線の断線という事態の招来を防ぐことができる。
【００４２】
そして、上記特徴構成では、固定用ネジの首部にネジ切りが形成されていないため、ＬＥＤ基板と固定用ネジの接面における摩擦が小さい。このため、基板が熱膨張した場合には、前記「遊び」に沿って基板がスムーズに移動することができる。
【００４３】
また、上記特徴構成では、固定用ネジと固定爪の両者によって固定化が可能であるため、従来構成よりも安定度が向上する。一方で、ネジ穴の長径方向の幅に関し、固定爪よりもザグリを大きくしているため、ネジ穴と同様、ネジ穴の長径方向に「遊び」が形成される。これにより、固定爪が存在していても、熱膨張時に基板の移動を妨げるということはなく、「遊び」に沿って移動することができるため基板の「反り」を回避できる。
【００４４】
更に、ザグリを第一方向に対向する２辺それぞれに形成されるため、ＬＥＤ素子の制御装置と基板との位置関係にかかわらず、基板下部から上向きに固定爪を嵌め込ませることができる。これによって、制御装置との位置関係によって異なる基板を製造する必要がないため、製造コストの上昇を防ぐことができる。
【００４５】
なお、上記特徴構成において、ネジ穴の長径方向が前記第二方向であり、短径方向が前記第一方向であるとして構わない。この場合、熱膨張時には、基板が第二方向に移動することとなる。
【００４６】
また、本発明のＬＥＤ光源装置は、
第一制御回路及び第二制御回路を含む複数の前記制御回路と、上記特徴構成を備えたＬＥＤ基板である第一ＬＥＤ基板、第二ＬＥＤ基板、第三ＬＥＤ基板、及び第四ＬＥＤ基板をそれぞれ一以上備えた状態で前記筐体上に形成されたＬＥＤ光源装置であって、
前記第一及び第三ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺それぞれの所定位置に前記基板コネクタを備える一方、前記第二及び第四ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺のうちの１辺の所定位置に前記基板コネクタを備え、
前記筐体は、前記固定用ネジの前記軸部のねじ込みが可能な螺合部を備えており、
前記第一ＬＥＤ基板は、左側の前記基板コネクタを介して前記第一制御回路に接続し、右側の前記基板コネクタと前記第二ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第二ＬＥＤ基板と接続し、
前記第三ＬＥＤ基板は、右側の前記基板コネクタを介して前記第二制御回路に接続し、左側の前記基板コネクタと前記第四ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第四ＬＥＤ基板と接続し、
前記第一、第二、第三、及び第四ＬＥＤ基板のいずれもが、前記第一方向に対向する２辺のうち、前記第一方向を鉛直方向とした場合に鉛直下側に位置する辺上に形成された前記ザグリと前記筐体の前記固定爪とが嵌合し、更に、前記固定用ネジが前記ネジ穴を介して前記筐体の前記螺合部にねじ込まれることで、前記筐体と固定的に結合されていることを特徴とする。
【００４７】
このような構成とすることで、ＬＥＤ基板を複数配列しながらも、素子からの発熱に起因した基板の熱膨張に伴う基板の割れや配線の断線を防ぎ、更には、基板と筐体に安定的に固定化することができる。
【００４８】
ところで、熱膨張に起因した基板の反りを防ぐという目的のみに着目すれば、前記ＬＥＤ基板は、長円形状のネジ穴を備える一方、固定爪用のザグリを備えない構成としても良い。この場合は、以下のような構成となる。
【００４９】
すなわち、ＬＥＤ素子が実装された矩形形状のＬＥＤ基板であって、
頭部、前記頭部よりも径が短くネジ切りが施されていない首部、及び前記首部よりも径が短くネジ切りが施されている軸部を有した固定用ネジを挿入、締着して前記ＬＥＤ基板を支持する筐体と固定的に結合するためのネジ穴と、
１辺又は対向する２辺の所定位置に形成された、前記ＬＥＤ素子の制御回路又は別の前記ＬＥＤ基板を接続するための基板コネクタと、を備え、
前記ネジ穴は、長径が前記頭部の径よりも長く、短径が前記頭部の径よりも短く前記首部の径よりも長い長円形状であって、
前記固定用ネジを前記ネジ穴に挿入、締着すると、前記首部と前記頭部の境界位置が基板表面と同じ高さ位置になるよう厚みが設定されていることを特徴とする。
【００５０】
そして、このようなＬＥＤ基板を備えるＬＥＤ光源装置は、
第一制御回路及び第二制御回路を含む複数の前記制御回路と、上記構成のＬＥＤ基板である第一ＬＥＤ基板、第二ＬＥＤ基板、第三ＬＥＤ基板、及び第四ＬＥＤ基板をそれぞれ一以上備えた状態で前記筐体上に形成されたＬＥＤ光源装置であって、
前記第一及び第三ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺それぞれの所定位置に前記基板コネクタを備える一方、前記第二及び第四ＬＥＤ基板は、前記第二方向に対向する２辺のうちの１辺の所定位置に前記基板コネクタを備え、
前記筐体は、前記固定用ネジの前記軸部のねじ込みが可能な螺合部を備えており、
前記第一ＬＥＤ基板は、左側の前記基板コネクタを介して前記第一制御回路に接続し、右側の前記基板コネクタと前記第二ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第二ＬＥＤ基板と接続し、
前記第三ＬＥＤ基板は、右側の前記基板コネクタを介して前記第二制御回路に接続し、左側の前記基板コネクタと前記第四ＬＥＤ基板の前記基板コネクタを介して前記第四ＬＥＤ基板と接続し、
前記第一、第二、第三、及び第四ＬＥＤ基板のいずれもが、前記固定用ネジが前記ネジ穴を介して前記筐体の前記螺合部にねじ込まれることで、前記筐体と固定的に結合されていることを特徴とする。
【００５１】
ただし、安定度をより高めるという観点からは、上述したようにネジと固定爪の両者によって筐体との固定が可能にされている方がより好ましいと言える。
【発明の効果】
【００５２】
本発明のＬＥＤ基板によれば、ＬＥＤ素子からの発熱が生じても、基板の反りを防ぐことができ、これによって基板の割れや配線の断線を回避できる。また、筐体に設置される際、当該筐体との結合をより安定的にすることができ、更には、製造コストの抑制も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のＬＥＤ基板の構成図
【図２】本発明のＬＥＤ基板のネジ穴と従来のＬＥＤ基板のネジ穴を比較するための図
【図３】本発明のＬＥＤ基板を備えたＬＥＤ光源装置
【図４】本発明のＬＥＤ基板を筐体にネジ固定したときの概念図
【図５】ザグリと固定爪の位置関係を示す概念図
【図６】本発明のＬＥＤ基板が加熱されたときの状態を示す概念図
【図７】従来のＬＥＤ基板及びＬＥＤ基板の固定方法を示す図
【図８】従来のＬＥＤ基板を固定するためのネジ及びネジ穴の概念図
【図９】従来のＬＥＤ基板が加熱されたときの状態を示す概念図
【図１０】従来のＬＥＤ基板の構成例
【図１１】従来のＬＥＤ基板を備えたＬＥＤ光源装置
【図１２】従来のＬＥＤ基板を一部改良したＬＥＤ基板
【図１３】改良した従来のＬＥＤ基板を備えたＬＥＤ光源装置
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態につき、詳細に説明する。なお、以下の図１〜図６において、上述した図７〜図１３と同一の構成要素については同一の符号を付している。
【００５５】
図１に、本発明のＬＥＤ基板の構成を示す。ＬＥＤ基板１は、図１０と同様、配線４によって直列に接続された複数のＬＥＤ素子３を備えている。なお、図１０とは異なり、一組の対向する２辺の双方にザグリが形成されている。一方の辺にはザグリ２ａ，２ｂが、対向する他方の辺にはザグリ２ｃ，２ｄが形成されている。なお、以下では、各ザグリ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを適宜「ザグリ２」と総称する。
【００５６】
更に、図１では、筐体に設置する際に筐体とネジによって固定化させるためのネジ穴６を備える。このネジ穴６は、図７に示すネジ穴１０６とは異なり、長円形状を有している。
【００５７】
図２は、図７のネジ穴１０６に挿通させる固定用ネジ１０５と、図１のネジ穴６に挿通させる固定用ネジ１０とを比較させたものである。図２（１）は、従来の図７のネジ穴１０６を示しており、図８と同一の図である。一方、図２（２）は本発明のＬＥＤ基板１が備えるネジ穴６、固定用ネジ１０、及びネジ穴６に固定用ネジ１０を挿通させたときの概念図である。図２において、（ａ）が斜視図を、（ｂ）が上面視の平面図をそれぞれ示している。
【００５８】
図２（２）（ａ）に示すように、固定用ネジ１０は、頭部１１，首部１２，及び軸部１３から構成されており、軸部１３にはネジ切りが施されている。なお、頭部１１及び首部１２にはネジ切りが施されていない。
【００５９】
図２（１）に示す固定用ネジ１０６と同様、（２）に示す固定用ネジ１０は、頭部１１，首部１２，及び軸部１３が共に円柱形状である。そして、頭部１１の径ｄ１と、首部１２の径ｄ２と、軸部１３の径ｄ３は、それぞれｄ１＞ｄ２＞ｄ３の関係にある。
【００６０】
更に、図２（ｂ）（２）に示すように、ネジ穴６の長径ｄ４は、頭部１１の径ｄ３よりも長い（ｄ４＞ｄ３）。一方、ネジ穴６の短径ｄ５は、頭部１１の径ｄ４よりは短く首部１２の径ｄ２よりは長い（ｄ４＞ｄ５＞ｄ２）。
【００６１】
このような構成のＬＥＤ基板１を、筐体２０に設置した状態（ＬＥＤ光源装置）の構成を図３に示す。なお、図３では、図面が煩雑になるのを防止すべく、ネジ穴６に固定用ネジ１０を挿通する前の状態を図示している。
【００６２】
図１１と同様、図３においても複数のＬＥＤ基板１を配列している。そして、図面に向かって左側のＭ１群に属するＬＥＤ基板１上のＬＥＤ素子３は、ＬＥＤ制御回路３１によって駆動制御され、右側のＭ２群に属するＬＥＤ基板上のＬＥＤ素子３は、ＬＥＤ制御回路３２によって駆動制御される。
【００６３】
例えば、Ｍ１群に着目すると、ＬＥＤ制御回路３１に直接連結されるＬＥＤ基板と、ＬＥＤ制御回路３１には連結されずに図面上左側に隣接するＬＥＤ基板と連結されるＬＥＤ基板を有する。ここでは、便宜上、ＬＥＤ制御回路３１に直接連結されるＬＥＤ基板１を「ＬＥＤ基板１ａ」と呼び、ＬＥＤ制御回路３１に連結されずにＬＥＤ基板１ａに接続されるＬＥＤ基板１を「ＬＥＤ基板１ｂ」と呼ぶ。図３上においても、１ａ，１ｂと付している。
【００６４】
ＬＥＤ基板１ａにおいては、図面に向かって左右両方の辺に、基板コネクタ５を備えている。そして、左側の基板コネクタ５を介してＬＥＤ制御回路３１と連結され、電気的に接続されている。また、右側の基板コネクタ５を介してＬＥＤ基板１ｂと連結されている。
【００６５】
ＬＥＤ基板１ｂは、図面に向かって左側の辺のみに基板コネクタ５を備えている。そして、この基板コネクタ５を介して、ＬＥＤ基板１ａの右側の基板コネクタ５と連結されている。
【００６６】
なお、ＬＥＤ基板１ｂ上のＬＥＤ素子３も、ＬＥＤ制御回路３１と電気的に接続されており、ＬＥＤ制御回路３１によって駆動可能な状態である。この電気的接続のための配線方法としては、例えばＬＥＤ制御回路３１からＬＥＤ基板１ａの裏面を通ってＬＥＤ基板１ｂの基板コネクタ５へと接続され、この基板コネクタ５よりＬＥＤ基板１ｂ上のＬＥＤ素子３へと接続される。なお、接続方法は、この方法には限られず他の方法を用いることもできる。
【００６７】
Ｍ２群のＬＥＤ基板１については、Ｍ１群のＬＥＤ基板１と左右対称に構成されているため、その説明は割愛する。
【００６８】
ところで、図１に示したように、本発明のＬＥＤ基板１は、一組の対向する２辺の双方にザグリ２が形成されている。このため、Ｍ２群に属するＬＥＤ基板１においても、紙面に向かって下側にザグリを位置させることができる（ザグリ２ａ，２ｂ）。
【００６９】
これにより、Ｍ１群に属するＬＥＤ基板１においては、ザグリ２ｃ，２ｄに固定爪１２を嵌め込ませることで筐体２０に固定させ、Ｍ２群に属するＬＥＤ基板１においては、ザグリ２ａ，２ｂに固定爪１２を嵌め込ませることで筐体２０に固定させることで、紙面上側を鉛直上方、紙面下側を鉛直下方となるように設置した場合に、双方のＬＥＤ基板１に対し、基板下部から上向きに固定爪を嵌め込ませることができる。
【００７０】
従って、Ｍ１群とＭ２群の双方に属するＬＥＤ基板１に対して下側から上方に向かって固定爪１２で支えることができるため、図１１の場合と比較して、より安定的に筐体２０と結合させることができる。
【００７１】
そして、ネジ穴６を図２（２）のような形状とすることで、発熱による基板の湾曲を防止することができる。この理由につき、以下に説明する。
【００７２】
図４は、固定用ネジ１０をネジ穴６に挿通させた上で、同ネジ１０を筐体２０にねじ込ませた状態の概念図である。筐体２０には、固定用ネジ１０のねじ込みが可能な螺合部が備えられており、この螺合部に固定用ネジ１０の軸部１３がねじ込まれた状態を示している。
【００７３】
なお、図４において、（ａ）が図２におけるＸ１方向から見た図、（ｂ）が図２上のＸ２方向から見た図を示している。ここで、Ｘ１方向とは長円形状のネジ穴６における長径方向であり、Ｘ２方向とはネジ穴６の短径方向である。
【００７４】
Ｘ１方向（長径方向）から見た場合、頭部１１の径ｄ３はネジ穴６の短径ｄ５より大きい。そして、ＬＥＤ基板１の厚みｔ１は、首部１２の高さｔ２を超えない範囲でほぼ等しい長さに設定されている。これにより、筐体２０の上面において、頭部１１と首部１２の境界面が接する。
【００７５】
一方、Ｘ２方向（短径方向）から見た場合、頭部１１の径ｄ３よりもネジ穴６の長径ｄ４が大きいため、固定用ネジ１０が筐体２０にねじ込まれた場合においても、長径方向にわたって、ネジ１０の両サイドにネジ穴６の一部が現れたままの状態である（図４（ｂ）内におけるＡＬ）。なお、前述したように、首部１２の高さｔ２とＬＥＤ基板１の厚みｔ１はほぼ同じ長さに設定されているため、首部１２と軸部１３の境界面が筐体２０の表面に接するように位置される。
【００７６】
図５は、ザグリ２と固定爪１２の位置関係を示す拡大図であり、図３の領域Ｇ１を拡大したものである。
【００７７】
図５に示すように、ザグリ２ｄの幅ｄ１１は、固定爪１２の幅ｄ１２よりも大きく設定される。Ｇ１におけるザグリ２ｄに限らず、他のザグリにおいても、同様に、その幅が固定爪１２の幅よりも大きくなるように設定されている。なお、ここでいう「幅」とは、ネジ穴６の長径方向に係る長さを表わしている。
【００７８】
このような構成の本発明のＬＥＤ基板１が熱膨張した場合の状態を図６に示す。図９に示したように、ＬＥＤ素子３の発熱等により基板１が加熱されることで、ＬＥＤ基板１が膨張することが想定される。なお、図６において、（ａ）が上面から見たときの図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）が正面から見たときの図である。
【００７９】
図６において、基板１が加熱される前においては、（ａ）及び（ｂ）のような状態である。ここで、基板１が加熱されて膨張した場合、図９（ｃ）の場合と同様、ネジ留めされている箇所が固定されるため、それ以外の箇所が湾曲する（図６（ｃ））。
【００８０】
しかしながら、本発明の構成では、図４（ｂ）に示したように、ＬＥＤ基板１と固定用ネジ１０との間には、ネジ穴６の長径方向にわたってネジ穴６の一部が残されている（ＡＬ）。このＡＬは、いわば「遊び」として機能する。すなわち、ＬＥＤ基板１が膨張した場合において、ネジ留めされている箇所は固定されているものの、ネジ穴６の長径方向には遊びＡＬが存在するため、基板１がこの方向に移動する余裕が残されている。
【００８１】
また、図５に示したように、固定爪１２とザグリ２の関係についても、ネジ穴６の長径方向に余裕ＡＬ２が形成されている。
【００８２】
従って、図６（ｃ）のようにいったんは基板１が湾曲したとしても、このネジ穴６の長径方向に基板１が移動する余裕（遊び）が残されているため、この移動によって前記湾曲が解消される（図６（ｄ））。これにより、ネジ留めされている箇所の近傍に高い応力が発生するということがない。従って、従来構成と比べて、ＬＥＤ基板１の割れや、配線４の断線といった事態を回避することができる。
【００８３】
更に、図２（２）や図４で図示しているように、固定用ネジ１０は頭部１１及び首部１２にネジ切りが施されていない。このため、頭部１１とＬＥＤ基板１の接面、及び首部１２と筐体２０の接面は、摩擦が低く構成されることから、前記熱膨張が発生した場合においても基板１をネジ穴６の長径方向にスムーズに移動させることができる。
【００８４】
ここで、図１に示すように、ネジ穴６の長径をＬＥＤ基板１の長手方向に形成することで、ＬＥＤ基板１の反りを解消させる効果をより高めることができる。
【００８５】
また、本発明の構成によれば、固定爪１２と固定用ネジ１０の双方によってＬＥＤ基板１を筐体２０に固定させることができるので、安定度が増す。
【００８６】
更には、図１２で説明したように、ＬＥＤ制御回路との位置関係にかかわらず一方向から固定爪をザグリに嵌め込むことができるようにするためだけに異なる構成の基板を製造する必要がないため、製造コストを抑制することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１，１ａ，１ｂ：  ＬＥＤ基板
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ：  ザグリ
３：  ＬＥＤ素子
４：  配線
５：  基板コネクタ
６：  ネジ穴
７：  電源
８：  ＬＥＤドライバ
１０：  固定用ネジ
１１：  頭部
１２：  首部
１３：  軸部
２０：  筐体
１０１：  ＬＥＤ基板
１０２：  ネジ穴
１０３：  凸耳部
１０５：  固定用ネジ
１０６：  ネジ穴
１０８：  貫通孔
１１０：  筐体
１２１，１２１ａ：  ＬＥＤ基板
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ，１２６ｄ：  ザグリ
１３０：  筐体
１３２：  固定爪
Ｍ１，Ｍ２：  ＬＥＤ基板群
Ｎａ，Ｎｋ：  ノード 
【図１】
2010205868.tif 000003
【図２】
2010205868.tif 000004
【図３】
2010205868.tif 000005
【図４】
2010205868.tif 000006
【図５】
2010205868.tif 000007
【図６】
2010205868.tif 000008
【図７】
2010205868.tif 000009
【図８】
2010205868.tif 000010
【図９】
2010205868.tif 000011
【図１０】
2010205868.tif 000012
【図１１】
2010205868.tif 000013
【図１２】
2010205868.tif 000014
【図１３】
2010205868.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】登録実用新案第３１２８２４４号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１７１号公報
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図２（１）に示す固定用ネジ１０５と同様、（２）に示す固定用ネジ１０は、頭部１１，首部１２，及び軸部１３が共に円柱形状である。そして、頭部１１の径ｄ３と、首部１２の径ｄ２と、軸部１３の径ｄ１は、それぞれｄ３＞ｄ２＞ｄ１の関係にある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
更に、図２（ｂ）（２）に示すように、ネジ穴６の長径ｄ４は、頭部１１の径ｄ３よりも長い（ｄ４＞ｄ３）。一方、ネジ穴６の短径ｄ５は、頭部１１の径ｄ３よりは短く首部１２の径ｄ２よりは長い（ｄ３＞ｄ５＞ｄ２）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
これにより、Ｍ１群に属するＬＥＤ基板１においては、ザグリ２ｃ，２ｄに固定爪２２を嵌め込ませることで筐体２０に固定させ、Ｍ２群に属するＬＥＤ基板１においては、ザグリ２ａ，２ｂに固定爪２２を嵌め込ませることで筐体２０に固定させることで、紙面上側を鉛直上方、紙面下側を鉛直下方となるように設置した場合に、双方のＬＥＤ基板１に対し、基板下部から上向きに固定爪を嵌め込ませることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
従って、Ｍ１群とＭ２群の双方に属するＬＥＤ基板１に対して下側から上方に向かって固定爪２２で支えることができるため、図１１の場合と比較して、より安定的に筐体２０と結合させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
図５は、ザグリ２と固定爪２２の位置関係を示す拡大図であり、図３の領域Ｇ１を拡大したものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
図５に示すように、ザグリ２ｄの幅ｄ１１は、固定爪２２の幅ｄ１２よりも大きく設定される。Ｇ１におけるザグリ２ｄに限らず、他のザグリにおいても、同様に、その幅が固定爪２２の幅よりも大きくなるように設定されている。なお、ここでいう「幅」とは、ネジ穴６の長径方向に係る長さを表わしている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
また、図５に示したように、固定爪２２とザグリ２の関係についても、ネジ穴６の長径方向に余裕ＡＬ２が形成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
また、本発明の構成によれば、固定爪２２と固定用ネジ１０の双方によってＬＥＤ基板１を筐体２０に固定させることができるので、安定度が増す。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
１，１ａ，１ｂ：  ＬＥＤ基板
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ：  ザグリ
３：  ＬＥＤ素子
４：  配線
５：  基板コネクタ
６：  ネジ穴
７：  電源
８：  ＬＥＤドライバ
１０：  固定用ネジ
１１：  頭部
１２：  首部
１３：  軸部
２０：  筐体
２２：  固定爪
１０１：  ＬＥＤ基板
１０２：  ネジ穴
１０３：  凸耳部
１０５：  固定用ネジ
１０６：  ネジ穴
１０８：  貫通孔
１１０：  筐体
１２１，１２１ａ：  ＬＥＤ基板
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ，１２６ｄ：  ザグリ
１３０：  筐体
１３２：  固定爪
Ｍ１，Ｍ２：  ＬＥＤ基板群
Ｎａ，Ｎｋ：  ノード
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2010205868.tif 000016
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2010205868.tif 000017