(57)【要約】【課題】厚み寸法の増加を抑制しながらも放熱効率が良く、しかも発光ダイオードの選択自由度を確保することが可能な光源装置を提供する。【解決手段】発光ダイオードからなる光源７と、この光源７からの光を導入する受光面４３ａとこの受光面４３ａから導入した光で面発光する照射面４１とを有する導光板４と、光源７に電力供給を行う回路基板６とを備えており、回路基板６をその基板面が照射面４１の延在方向に延びるように配置し、光源７と回路基板６との間に、光源７をその発光面７６が受光面４３ａに対向するように回路基板６上に支持すると共に光源７と回路基板６とを電気的及び熱的に接続する光源ホルダ（構造体）８を設けた。【選択図】図２
2007095555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードからなる光源と、
この光源からの光を導入する受光面とこの受光面から導入した光で面発光する照射面とを有する導光板と、
前記光源に電力供給を行う回路基板とを備え、
前記回路基板をその基板面が前記照射面の延在方向に延びるように配置し、
前記光源と前記回路基板との間に、前記光源をその発光面が前記受光面に対向するように前記回路基板上に支持すると共に前記光源と前記回路基板とを電気的及び熱的に接続する構造体を設けたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記回路基板が少なくとも前記導光板を支持することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
少なくとも前記回路基板及び前記導光板を支持する支持体を有し、この支持体と前記回路基板とが熱伝導体を介して接触することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記回路基板が少なくとも前記導光板の一部と板厚方向において重なる位置まで延在することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
前記回路基板が折り曲げ部を有することを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項６】
前記折り曲げ部に配線パターンが位置しないことを特徴とする請求項５記載の発光装置。
【請求項７】
前記回路基板上であって少なくとも前記導光板に対向する領域に光反射層を設けたことを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項８】
前記光源が前記発光面とは反対側に前記構造体と電気接続される導通部を有する面実装型発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶パネルからなる受光式表示パネルを照明する発光装置に関するもので、特に光源として発光ダイオードからなる光源を用いた発光装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
この種の光源装置は、受光式表示パネルを背後から照らすバックライト装置あるいは受光式表示パネルを表面から照らすフロントライト装置と称され、種々のものが提案されている。例えばバックライト装置の例として下記特許文献１、２に記載のものが知られている。特許文献１に記載のバックライト装置は、液晶パネルに沿って延在する導光板と、この導光板の側端面（受光面）に沿って対向配置される複数の光源と、これら複数の光源を支持すると共に電力供給を行う回路基板とを備えている。光源としては回路基板等の搭載（実装）対象物に搭載された際、発光面が搭載対象物の面に対し面直方向を向くトップビュータイプの発光ダイオードが採用され、このようなトップビュータイプの発光ダイオードが搭載された回路基板は、その基板面が導光板の延在方向とは直交する方向に向けられて導光板の側端面に沿わせて配置されることにより、トップビュータイプの発光ダイオードの発光面を導光板の側端面に対向させる構成となっている。
一方、特許文献２に記載のバックライト装置も同じように、液晶パネルに沿って延在する導光板と、この導光板の側端面（受光面）に沿って対向配置される複数の光源と、これら複数の光源を支持すると共に電力供給を行う回路基板とを備えているが、光源のタイプと回路基板の向きが特許文献１とは異なっている。すなわち、光源としては回路基板等の搭載対象物に搭載された際、発光面が搭載対象物の面の延在方向を向くサイドビュータイプの発光ダイオードが採用され、このようなサイドビュータイプの発光ダイオードが搭載された回路基板は、その基板面が導光板の延在方向と平行となるように配置されることにより、サイドビュータイプの発光ダイオードの発光面を導光板の側端面に対向させる構成となっている。
【特許文献１】特開２００２−９０７３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、光源として発光ダイオードを用いた発光装置にあっては、その発光強度を確保するために発光ダイオード自体の発熱を抑えることがが必要であり、多くの場合、回路基板に放熱パターンを形成したり、回路基板との接触面積を増やしたりして、回路基板を通じて発光ダイオードの熱を放熱する構成が採られている。このため、放熱性を考慮すると、回路基板をある程度、大型にする必要があるが、特許文献１に記載のバックライト装置の場合、回路基板が導光板の延在方向とは直交する方向に延在する構成であるため、回路基板を大型にすると、装置の厚み寸法が増大するという問題がある。
一方、特許文献２に記載のバックライト装置の場合、回路基板が導光板の延在方向と平行に延在する構成であるため、回路基板を大型にしても厚み寸法は抑えられるが、サイドビュータイプの発光ダイオードを用いるため、製品選択自由度の低下やコストアップを招くという問題がある。すなわち、サイドビュータイプの発光ダイオードは、トップビュータイプに比べて種類が少なく、市販品の中から適した種類（寸法、特性等）のものを選択できなかったり（製品選択自由度の低下）、特注品となってコストアップとなってしまうことがあった。
そこで本発明は、厚み寸法の増加を抑制しながらも放熱効率が良く、しかも発光ダイオードの選択自由度を確保することが可能な発光装置の提供を主な目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、前記目的を達成するため、発光ダイオードからなる光源と、この光源からの光を導入する受光面とこの受光面から導入した光で面発光する照射面とを有する導光板と、前記光源に電力供給を行う回路基板とを備え、前記回路基板をその基板面が前記照射面の延在方向に延びるように配置し、前記光源と前記回路基板との間に、前記光源をその発光面が前記受光面に対向するように前記回路基板上に支持すると共に前記光源と前記回路基板とを電気的及び熱的に接続する構造体を設けたことを特徴とする。
【０００５】
また本発明は、前記回路基板が少なくとも前記導光板を支持することを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、少なくとも前記回路基板及び前記導光板を支持する支持体を有し、この支持体と前記回路基板とが熱伝導体を介して接触することを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、前記回路基板が少なくとも前記導光板の一部と板厚方向において重なる位置まで延在することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記回路基板が折り曲げ部を有することを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記折り曲げ部に配線パターンが位置しないことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記回路基板上であって少なくとも前記導光板に対向する領域に光反射層を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記光源が前記発光面とは反対側に前記構造体と電気接続される導通部を有する面実装型発光ダイオードからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、初期の目的を達成でき、厚み寸法の増加を抑制しながらも放熱効率が良く、しかも発光ダイオードの選択自由度を確保することが可能な発光装置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】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明による光源装置を適用した表示装置を例に実施形態を説明する。図１〜図３は、本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は本実施形態による表示装置の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２において光源付近を拡大して示す要部断面図である。
【００１４】
本実施形態による表示装置は、フレーム１と、表示パネル２と、光学フィルム３と、導光板４と、反射フィルム５と、回路基板６と、光源７と、光源ホルダ（構造体）８と、支持体９と、熱伝導シート（熱伝導体）１０を備えている。
【００１５】
フレーム１は、遮光性の合成樹脂からなり、表示パネル２と光学フィルム３のそれぞれを位置決め支持すると共に、支持体９と組み合わされて、光学フィルム３から熱伝導シート１０までの各構成要素を収納するハウジング（筐体）を構成するものである。
【００１６】
表示パネル２は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型の液晶表示パネルからなり、光源７の点灯に伴って所定情報を表示する。
【００１７】
光学フィルム３は、例えば断面三角形状のプリズム列が一定間隔で形成された輝度上昇用フィルムを２枚、各プリズム列が直交するように、表示パネル２の裏側であって導光板４上に配置されている。
【００１８】
導光板４は、例えば光透過率が良好な透明樹脂（例えばアクリル樹脂）によって、照射面４１と、この照射面に対向する対向面４２と、これら対向面４２と照射面４１とをつなぐ４つの側端面４３とを備えた矩形状の板材に形成され、光学フィルム３を隔てて表示パネル２の裏側に配置されている。
【００１９】
照射面４１は、表示パネル２のパネル面（裏面側）に沿って延在する平面からなり、対向面４２は、照射面４１と平行に延在する平面からなる。また４つの側端面４３のうち、所定（この場合一つ）の側端面４３は、光源７と対向し、且つ光源７からの光を導光板４内に取り入れる受光面４３ａとして形成されている。そしてこの受光面４３ａから取り入れた光で照射面４１が面発光する構成である。
【００２０】
反射フィルム５は、例えば白色の合成樹脂フィルムからなり、導光板４の裏側であって対向面４２に密着するように配置され、導光板４内の光を照射面側に反射する。
【００２１】
回路基板６は、例えばアルミニウム等の金属製の基板６１と、この基板６１上に設けられた絶縁層６２と、この絶縁層６２上に設けられた配線パターン６３と、この配線パターン６３の一部を露出する絶縁被膜６４とを備えた金属基板からなり、反射フィルム５の裏面側に位置して、その基板面が前記照射面の延在方向に延びるように配置されている。なお配線パターン６３は、少なくとも光源７への給電路を形成するものである。
【００２２】
光源７は、例えば発光面（後述）が導光板４の受光面４３ａを向き、発光面とは反対側が導通部（後述）となる、所謂、トップビュー型の面実装型発光ダイオードチップからなるもので、複数個は配置されている。これら光源７の各々は、一面に開口する凹部７１を備えた絶縁性合成樹脂材料からなるハウジング７２と、このハウジング７２の凹部７１内に配置された半導体発光素子（ベアチップ）７３と、この半導体発光素子７３への電力共通路となる金属材料からなる配線部材７４，７５とを備えており、凹部７１の解放側を発光面７６として、この発光面７６が導光板４の受光面４３ａに対向配置される。また配線部材７４，７５は、それらの一端が凹部７１に露出して半導体発光素子７３が実装されるか、または半導体発光素子７３とワイヤボンディングされ、他端側はハウジング７２の側壁面を経由して底壁面、すなわち、発光面７６とは反対側に位置する壁面に至り、ハウジング７２の外部に露出する導通部７７，７８を形成している。なお凹部７１内は、例えばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等の透光性樹脂によって封止されている。
【００２３】
光源ホルダ８は、光源７と回路基板６との間に位置し、光源７をその発光面７６が受光面４３ａに対向するように回路基板６上に支持すると共に光源７と回路基板６とを電気的及び熱的に接続する構造体からなり、各光源７の個数分設けられている。
【００２４】
この光源ホルダ８は、セラミック、耐熱性ポリマーやＡＢＳ等の絶縁性合成樹脂からなる本体部８１と、この本体部８１に保持される導電性材料からなる一対の導電部材８２，８３とで構成され、光源７の発光面７６と導光板４の受光面４３ａを対向させたとき、光源７の発光面７６を導光板４の受光面４３ａに対して適正位置に設定するスペーサとしても機能する。
【００２５】
本体部８１は、略直方体形状に形成され、光源７（ハウジング７２）の底壁面及び導通部７７，７８に対向する光源装着面８４と、回路基板６に対向する基板装着面８５とを有し、導電部材８２，８３は、それらの一端が光源装着面８４に露出して光源７の導通部７７，７８と半田付けされる第１の接続部８６，８７を形成し、それらの他端側は基板装着面８５に露出して回路基板６の配線パターン６３に半田付けされる第２の接続部８８，８９を形成する（なお第２の接続部８８は第２の接続部８９と重なるため、図中点線にて引き出し線を記載している）。
【００２６】
なお、本体部８１は、上記の通り半田付け（例えばリフロー手段による半田付け）されるため、第１の接続部８６，８７が光源７の導通部７７，７８に密着し、第２の接続部８８，８９が回路基板６の配線パターン６３に密着するのは当然であるが、光源装着面８４の一部が光源７（ハウジング７２）の底壁面に、基板装着面８５の一部が回路基板６（絶縁被膜６４）にそれぞれ接触し、接触面ＣＦを形成する。なお回路基板６との接触面ＣＦは接続部８９と重なるため、図中点線にて引き出し線を記載している。
【００２７】
支持体９は、金属材料からなる板材の端部を略Ｌ字状に折り曲げて折り曲げ部９１を形成してなり、上記のようにフレーム１と組み合わされることにより、光学フィルム３から熱伝導シート１０までの各構成要素を収納する筐体を形成すると共に、これら各構成要素を裏側から支持する裏カバーまたはシャーシとして機能する。
【００２８】
熱伝導シート１０は、熱伝導効率の良い材料、例えばシリコーンエラストマーやアクリルエラストマーを基材とする粘着シートからなる。
【００２９】
このように構成された表示装置において、光源７は、光源ホルダ８を介して回路基板６上に保持され、その発光面７６が導光板４の受光面４３ａに対向する。光源７への電力供給は、回路基板６の配線パターン６３→光源ホルダ８の導電部材８２，８３→光源７の配線部材７４，７５を通じて行われ、一方、光源７から発せられる熱は、これら給電路（光源７の配線部材７４，７５→光源ホルダ８の導電部材８２，８３→回路基板６の配線パターン６３という経路に加えて、各接触面ＣＦ（光源７の底壁面と光源ホルダ８の光源装着面との接触面ＣＦ及び光源ホルダ８の基板装着面と回路基板６との接触面ＣＦ）を通じて回路基板６に導かれた後、熱伝導シート１０を介して支持体９に導かれ、外部雰囲気中、または図示しないヒートシンク等に導かれ、放熱される。なお上記給電路だけでも充分に放熱効果を得ることができれば、接触面ＣＦは廃止してもよい。また放熱効率を考慮すると上記給電路は面積を大きくすることが有効であるが、接触面ＣＦだけでも充分に放熱効果を得ることができれば、上記給電路の面積は必要最小限の面積にとどめてもよい。さらに上記給電路や接触面ＣＦとは別に、各種導電性材料や伝熱性材料を用いて専用の放熱路を設けてもよい。
【００３０】
以上のように、本実施形態は、発光ダイオードからなる光源７と、この光源７からの光を導入する受光面４３ａとこの受光面４３ａから導入した光で面発光する照射面４１とを有する導光板４と、光源７に電力供給を行う回路基板６とを備えており、回路基板６をその基板面が照射面４１の延在方向に延びるように配置し、光源７と回路基板６との間に、光源７をその発光面７６が受光面４３ａに対向するように回路基板６上に支持すると共に光源７と回路基板６とを電気的及び熱的に接続する光源ホルダ（構造体）８を設けたことにより、厚み寸法の増加を抑制しながらも放熱効率が良く、しかも発光ダイオードの選択自由度を確保することが可能となる。
【００３１】
すなわち、回路基板６をその基板面が照射面４１の延在方向に延びるように配置することにより、放熱効率を高めるべく回路基板６のサイズを大きくしても厚み寸法の増加を抑制でき、しかも光源７と回路基板６とを電気的及び熱的に接続する光源ホルダ（構造体）８を介して光源７を回路基板６に搭載したことにより、トップビュータイプの発光ダイオードを用いることができので、製品選択の自由度を高めることができる。なお回路基板６の延在方向は、必ずしも照射面４１の延在方向と平行でなくてもよく、照射面４１の延在方向に対し、若干の交差角を持たせてもよい。
【００３２】
また本実施形態では、回路基板６及び導光板４を支持する支持体９を有し、この支持体９と回路基板６とが熱伝導体１０を介して接触させたことにより、放熱効率を高めることができる。
【００３３】
また本実施形態では、回路基板６を導光板４と板厚方向において重なるように延在させたことにより、その分、回路基板６の面積を大きくでき、これにより放熱効率を高めることができる。なお本実施形態では、回路基板６を導光板４の略全面をカバーする大きさに設定したが、少なくとも導光板４の一部と板厚方向において重なるように延在させることが望ましい。
【００３４】
また本実施形態では、光源７が発光面７６とは反対側で光源ホルダ８と電気接続される導通部７７，７８を有する面実装型発光ダイオードからなることによりコンパクトな構成を実現できる。
【００３５】
図４は、本発明の第２の実施形態を示す断面図、図５は、図４において光源付近を拡大して示す要部断面図である。
【００３６】
本実施形態では、金属製の基板６１を基材とする回路基板６に支持体として機能を付加し、前記第１の実施形態にて採用した、裏カバーまたはシャーシとして機能する支持体９を廃止したもの、換言すると回路基板６に裏カバーまたはシャーシとして機能を付加したものであり、その他は前記第１の第１の実施形態と同じである。
【００３７】
すなわち、本実施形態による回路基板６は、光源ホルダー８、光源７、導光板４の略全面をカバーするように照射面４１の延在方向に延び、光源ホルダー８及び光源７を搭載した回路基板６と、光学フィルム３を支持した導光板４を裏側から支持している。なお少なくとも光源ホルダー８及び光源７を搭載した回路基板６と、導光板４とを保持するものでれば、表示パネル２やフレーム１を回路基板６で支持してもよい。
【００３８】
また回路基板６の端部は、略Ｌ字状に折り曲げて折り曲げ部６１０を形成し、これにより、支持体としての強度を向上させている。なお折り曲げ部６１０とこの折り曲げ部６１０の基部（屈曲部）には、配線パターン６３が位置しないように配線パターン６を引き回しており（折り曲げ部６１０と前記屈曲部を避けて配線パターン６３を設けており）、これにより、絶縁層６２や絶縁被膜６４、配線パターン６３の破壊を防止し、給電信頼性を確保している。
【００３９】
また本実施形態では、回路基板６上であって少なくとも導光板４に対向する領域に、例えば白色の光反射層６２０を設けており、これにより照明効率を向上させている。
【００４０】
なお上記各実施形態では図示しなかったが、例えば光源ホルダ８を導光板４の受光面４３ａに沿って延びる長手形状（例えば直方体）に設け、この長手形状の光源ホルダ８に複数の光源７をまとめて保持すると共に、これら光源７と回路基板６との電気的及び熱的な接続を行ってもよい。
【００４１】
また回路基板６の基板６１（基材）は、金属に限らず、例えばガラスエポキシ系材料であってもよいし、柔軟性を有するＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）であってもよい。
【００４２】
また光源ホルダ８と光源７あるいは回路基板６との接続は、半田付けに限らず、端子どうしの挿入接続、コネクタ装置を介在させたプラグイン接続、かしめ、溶接等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態による表示装置を示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２において光源付近を拡大して示す要部断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す断面図。
【図５】図４において光源付近を拡大して示す要部断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１  フレーム
２  表示パネル
３  光学フィルム
４  導光板
５  反射フィルム
６  回路基板
７  光源
８  光源ホルダ（構造体）
９  支持体
１０  熱伝導シート（熱伝導体）
４１  照射面
４２  対向面
４３  側端面
４３  受光面
６１  基板
６２  絶縁層
６３  配線パターン
６４  絶縁被膜
７１  凹部
７２  ハウジング
７３  半導体発光素子（ベアチップ）
７４，７５  配線部材
７６  発光面
７７，７８  導通部
８１  本体部
８２，８３  一対の導電部材
８４ 光源装着面
８５  基板装着面
８６，８７  第１の接続部
８８，８９  第２の接続部
ＣＦ  接触面
９１，６１０  折り曲げ部
６２０  光反射層
【図１】
2007095555.tif 000003
【図２】
2007095555.tif 000004
【図３】
2007095555.tif 000005
【図４】
2007095555.tif 000006
【図５】
2007095555.tif 000007