(57)【要約】【課題】面状照明装置の、ＬＥＤの放熱性の確保と、コストの低減との両立を図る。【解決手段】ＬＥＤ１２が実装される基板１４は、ＬＥＤ１２が実装される実装面が、支持部材１６と対向するようにして支持部材１６に固定され、ＬＥＤ１２からの発熱は、支持部材１６に伝わる。ＬＥＤ１２から支持部材１６に伝わった熱は、更に、基部１６ａを介してケース２０へと伝わり、ケース２０の表面から外部へと放出される。基板１４の実装面が、導光板１８の側端面と基板１４との間に介在する支持部材１６に固定されることで、基板１４の実装面に実装されるＬＥＤ１２は、導光板１８の側端面に対向するようにして、位置決めされる。又、支持部材１６の基部１６ａが、ケース２０の床部２０ａの床面に沿って摺動可能に載置されていることにより、ＬＥＤ１２からの発熱を受けて、ＬＥＤ１２と対向する導光板１８等に伸縮が生じても、それらの寸法変化を吸収する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、該導光板の側端面に対向して配置される点状光源と、該導光板の側端面に対向して配置され前記点状光源が実装される基板と、該基板を保持する熱伝導部材と、これらの各構成要素を収納するケースとを備え、
前記熱伝導部材は前記ケースとの接触部を具備して、前記導光板の側端面と前記基板との間に介在しており、前記基板の前記点状光源が実装される実装面が、前記熱伝導部材と対向するようにして前記熱伝導部材に固定されていることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記ケースは、床部と該床部の端部から起立する壁部とを有し、前記熱伝導部材の接触部は、前記ケースの床部の床面に沿って摺動可能に載置され、前記熱伝導部材と前記ケースの壁部との間に、弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材は、前記接触部を構成する基部と、該基部から起立する基板保持部を備え、該基板保持部に前記基板が固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記基板保持部に、前記点状光源を貫通させる開口部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記熱伝導部材は、金属製であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記基板の導体パターンの幅は、前記点状光源の幅以上に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）の高性能化に伴い、ＬＥＤを光源に用いた面状照明装置が広く用いられるようになっている。面状照明装置は、発光面を構成する導光板と、導光板の側端面に対向して配置されるＬＥＤと、ＬＥＤが実装される回路基板とで構成される、サイドライト型と呼ばれる面状照明装置が一般的である。
【０００３】
図４には、従来の、面状照明装置をバックライトとして備える液晶表示装置１００の構造が概略的に示されている。この液晶表示装置１００は、導光板１０２と、導光板の側端面に対向して配置される点状光源としてのＬＥＤ１０４と、導光板１０２の側端面に対向して配置されＬＥＤ１０４が実装される基板１０６と、導光板１０２の表面（光出射面）に配置されるＬＣＤ１０８と、導光板１０２の裏面に配置される反射シート１１０と、これらの各構成要素を収納するケース１１２とで構成されている。
【０００４】
図４の例では、基板１０６は金属基板であり、ケース１１２も銅、アルミニウム等で構成されていることから、ＬＥＤ１０４から発生する熱は、基板１０６からケース１１２へと伝わり、ケース１１２の表面から外部へと放出されるものである。このように、ＬＥＤ１０４の放熱経路が確保されることで、ＬＥＤ１０４の温度上昇による発光効率の低下を防ぐことが可能となる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０９８４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の面状照明装置において、ＬＥＤからの発熱を逃がすための放熱経路を構成するべく採用された金属基板は、ＰＣＢ、ＦＰＣ等の一般的なプリント基板に比べて高コストとなることが指摘されている（特開２００８−１８６７８０号公報の段落０００７参照）。
本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、面状照明装置において、ＬＥＤの放熱性の確保とコストの低減との両立を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００８】
（１）導光板と、該導光板の側端面に対向して配置される点状光源と、該導光板の側端面に対向して配置され前記点状光源が実装される基板と、該基板を保持する熱伝導部材と、これらの各構成要素を収納するケースとを備え、前記熱伝導部材は前記ケースとの接触部を具備して、前記導光板の側端面と前記基板との間に介在しており、前記基板の前記点状光源が実装される実装面が、前記熱伝導部材と対向するようにして前記熱伝導部材に固定されている面状照明装置（請求項１）。
【０００９】
本項に記載の面状照明装置は、基板の点状光源が実装される実装面が、熱伝導部材と対向するようにして熱伝導部材に固定されていることにより、点状光源からの発熱は、効率的に熱伝導部材へと伝わる。熱伝導部材は、ケースとの接触部を具備していることから、点状光源から熱伝導部材に伝わった熱は、更に、接触部を介してケースへと伝わり、ケースの表面から外部へと放出される。なお、基板の実装面が、導光板の側端面と基板との間に介在する熱伝導部材に固定されることで、基板の実装面に実装される点状光源は、導光板の側端面に対向するようにして、位置決めされることとなる。
【００１０】
（２）上記（１）項において、前記熱伝導部材の接触部は、少なくとも前記基板の長手方向の全体に渡る長さを有している面状照明装置。
本項に記載の面状照明装置は、熱伝導部材の接触部は、少なくとも基板の長手方向の全体に渡る長さを有していることで、ケースに対する前記熱伝導部材の接触面積を十分に確保するものである。そして、熱伝導部材からケースへの熱伝導効率を高めるものである。
【００１１】
（３）上記（１）（２）項において、前記ケースは、床部と該床部の端部から起立する壁部とを有し、前記熱伝導部材の接触部は、前記ケースの床部の床面に沿って摺動可能に載置され、前記熱伝導部材と前記ケースの壁部との間に、弾性部材が配置されている面状照明装置（請求項２）。
本項に記載の面状照明装置は、熱伝導部材の接触部が、ケースの床部の床面に沿って摺動可能に載置されていることにより、点状光源からの発熱を受けて、点状光源と対向する導光板やケース等に伸縮が生じても、その寸法変化を、熱伝導部材がケースに対して移動することで吸収するものである。又、熱伝導部材とケースの壁部との間に配置された、弾性部材の弾性力によって、上記寸法変化の有無に関わらず、点状光源と導光板との適切な位置関係を保持するものである。
【００１２】
（４）上記（１）から（３）項において、前記熱伝導部材は、前記接触部を構成する基部と、該基部から起立する基板保持部を備え、該基板保持部に前記基板が固定されている面状照明装置（請求項３）。
本項に記載の面状照明装置は、熱伝導部材の基部から起立する基板保持部の、導光板との対向面とは反対側の面に、基板が固定されることで、基板の実装面に実装される点状光源は、導光板の側端面に対向して配置されることとなる。そして、基板保持部に固定された基板に実装された点状光源からの発熱は、熱伝導部材の基板保持部から基部へと伝わり、更に、基部からケースの床部へと伝わるものである。
【００１３】
（５）上記（４）項において、前記基板保持部に、前記点状光源を貫通させる開口部が形成されている面状照明装置（請求項４）。
本項に記載の面状照明装置は、熱伝導部材の基板保持部に形成されている開口部を介して、基板の実装面に実装される点状光源が、導光板の側端面に対面するものである。この開口部は、点状光源の外形に倣った形状の開口が基板保持部に形成されたものであっても良く、又、基板保持部の端辺に一部が開放する切り欠きであっても良い。いずれにせよ、基板保持部は、開口部を設けることにより、基板保持部に点状光源の貫通路を確保した上で、点状光源の周囲の少なくとも二辺を取囲むように基板の実装面との接触面を形成することで、基板の実装面との必要な接触面積を確保するものである。
【００１４】
（６）上記（１）から（５）項において、前記熱伝導部材は、金属製である面状照明装置（請求項５）。
本項に記載の面状照明装置は、熱伝導部材が金属製であることにより、必要な熱伝導率を確保するものである。
（７）上記（１）から（６）項において、前記基板の導体パターンの幅は、前記点状光源の幅以上に形成されている面状照明装置（請求項６）。
本項に記載の面状照明装置は、基板の導体パターンを介して点状光源からの発熱を熱伝導部材へと伝える際に、基板の熱伝導に大きく寄与する領域（導体パターン）を広くすることで、基板から熱伝導部材への放熱経路を広げるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明はこのように構成したので、面状照明装置において、ＬＥＤの放熱性の確保とコストの低減との両立を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る面状照明装置を示す模式図であり、（ａ）は外観図、（ｂ）は内部構造を示す部分拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＡ部拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る面状照明装置の構造を示す要部断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る面状照明装置の基板及びＬＥＤを示す平面図である。
【図４】従来の、面状照明装置をバックライトとして備える液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１、図２に示されるように、本発明の実施の形態に係る面状照明装置１０は、点状光源としてのＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２が実装される基板１４と、基板１４を保持する支持部材１６と、ＬＥＤ１２を側端面（入光面）に配置し、入光面から入光した光を主平面（出射面）から出射させる導光板１８と、支持部材１６（ＬＥＤ１２）および導光板１８を収納するケース２０と、基板１４の実装面側とは反対側に配置されるクッション（弾性部材）２２と、ケース２０と対をなし、導光板１８の出射面の外周部分を覆うカバー２４とを備えている。
【００１８】
ＬＥＤ１２は、本実施の形態では、いわゆる擬似白色ＬＥＤが用いられている。又、ＬＥＤ１２を実装する基板１４は、本実施の形態では、安価なＰＣＢを短冊状に形成したものであり、導光板１８の入光面に沿って配置されている。又、基板１４の実装面には、図３に示されるように、銅箔パターン２６がＬＥＤ１２の幅以上に形成され、それによって、可能な限り広い面積が確保されるように考慮されている。図３の例では、ランドおよび隣接するランドを結ぶ配線の幅を広く形成した銅箔パターン２６が採用されている。なお、銅箔パターン２６と支持部材１６の間の少なくとも一部に、カバーレイ２８を介在させることにより、必要な絶縁性を確保している。
【００１９】
支持部材１６は、金属材料、好ましくは、伝熱性に優れ安価なアルミニウムが用いられることで、熱伝導部材を構成するものである。図示の例では、アルミ板を断面Ｌ字状に成形することで、ケース２０と直接的に接触する接触部を構成する基部１６ａと、基部１６ａに直交するようにして基部１６ａから起立する基板保持部１６ｂとを有している。又、図示の例では、基部１６ａ及び基板保持部１６ｂは、少なくとも基板の長手方向の全体に渡る長さを有している。又、基板保持部１６ｂには、各ＬＥＤ１２に対応した位置に貫通させる開口部１６ｃが形成されている。図示の例では、開口部１６ｃはＬＥＤ１２の外形に倣った矩形状の開口であるが、基板保持部１６ｂの端辺に一部が開放する切り欠きであっても良い。そして、基板保持部１６ｂの外側の面、すなわち、導光板１８との対向面とは反対側の面に対して、基板１４の実装面が対向するようにして、基板１４は熱伝導性両面テープ（図示省略）を用いて固定されている。又、基板保持部１６ｂの外側の面に基板１４が固定された状態で、ＬＥＤ１２は開口部１６ｃを貫通し、ＬＥＤ１２の発光面が基板保持部１６ｂの内側の面、すなわち、導光板１８との対向面から導光板１８側に幾分突き出るように、基板保持部１６ｂの肉厚が設定されている。従って、図２の例では、開口部１６ｃを貫通したＬＥＤ１２は、導光板１８の側端面に当接している。
更に、支持部材１６は、基部１６ａから切り起こされ、基部１６ａと平行な面を構成する台座部１６ｄ（支持部材１６の台座１６ｄ）を備えている。そして、支持部材１６の台座部１６ｄに、導光板１８が載置されるものである。
【００２０】
導光板１８は透明樹脂材料を成形してなる板状の導光体であり、矩形平板状に形成されている。そして、入光面から入射した光を出射面から面状に出射させるために、出射面と対向する面（支持部材１６の台座部１６ｄ側の面）には、例えばドット状の光路変更手段が形成されている。導光板１８の好適な透明樹脂材料には、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポレオレフィン樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、エポキシ樹脂等が含まれる。
【００２１】
ケース２０は、金属材料（例えば、ステンレス）を用いて全体として無蓋箱状に形成された板金部品であり、低コストに製造することが可能である。このケース２０は、床部２０ａと、床部の外周側から起立する壁部２０ｂを有している。床部２０ａには、支持部材１６の基部１６ａが（固定されずに）載置されている。従って、支持部材１６は、ケース２０の床部２０ａの床面に沿った所定幅の範囲が、摺動可能に配置されたものである。又、ケース２０の床部２０ａの中央部に開口２０ｃが形成され、かつ、開口２０ｃに沿って切り起こされることで、床部２０ａ（基部１６ｄ）と平行な面を構成する台座部２０ｄ（ケース２０の台座部２０ｄ）が形成されている。ケース２０の台座部２０ｄは、支持部材１６の台座部１６ｄと同様に、導光板１８が載置されるものであるが、その位置が固定されている点が、支持部材１６の台座部１６ｄと相違する。なお、ケース２０の開口２０ｃは、ケース２０の軽量化を主目的として形成されたものであり、それに起因するケース２０の強度低下を、台座部２０によって補うことも可能となる。
なお、支持部材１６の台座部１６ｄ、及び、ケース２０の台座部２０ｄは、導光板１８の入光面とＬＥＤ１２の発光面とが対向するように、それらの高さが調整されている。
【００２２】
クッション２２は、図示の例では、直方体状に形成されたゴム等の弾性部材が、ケース２０の壁部２０ｂと基板１４との間に配置されたものであるが、ケース２０の壁部２０ｂから基板１４の方向へと向かう弾性力を付与するものであれば、ばねその他の機械的構造を有するものであっても良い。
【００２３】
カバー２４は、金属材料（例えば、ステンレス）を用いて全体として無蓋箱状に形成された板金部材であり、低コストで製造することが可能である。そして、ケース２０と組み合わさることで、上記各構成要素を収納するように、ケース２０の各壁部２０ｂ（一般的には４辺）にそれぞれ対向する壁部２４ａと、各壁部２４ａの一端（図示上端）から内側に張り出し、全体として枠状に形成された庇部２４ｂを有している。又、庇部２４ｂに囲まれ、導光板１８の出射面よりも一回り小さい大きさの開口部２４ｃを有している。そして、この開口部２４ｃから外部に照明光が出射するように構成されている。また、カバー２４の庇部２４ｂとケース２０の床部２０ａとにより、支持部材１６および導光板１８の厚み方向（図示上下方向）の移動が規制される。
なお、カバー２４の壁部２４ａは、ケース２０の壁部２０ｂの外周面をそれぞれ覆うように配置され、カバー２４の壁部２４ａとケース２０の壁部２０ｂとは、例えば、ねじ等によって互いに固定されるものである。
【００２４】
更に、本実施の形態では、導光板１８の裏面（出射面と反対側の面）側に反射シート３０が配置され、導光板１８の出射面側に拡散シート３２が配置されている。
又、本実施の形態は、導光板１８の４つの側面に複数のＬＥＤ１２がそれぞれ配置（４辺配置）され、いずれの側面においても上記の構成が採用されているが、本発明は、かかる４辺配置に限定されるものでなく、例えば、１辺配置（１つの側面に配置）を採用する場合にも適用可能なものである。
【００２５】
さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、本発明の実施の形態に係る面状照明装置１０は、基板１４のＬＥＤ１２が実装される実装面が、熱伝導部材を構成する支持部材１６と対向するようにして、支持部材１６に固定されていることにより、ＬＥＤ１２からの発熱は、支持部材１６に伝わる。熱伝導部材である支持部材１６は、ケース２０との接触部である基部１６ａを具備していることから、ＬＥＤ１２から支持部材１６に伝わった熱は、更に、基部１６ａを介してケース２０へと伝わり、ケース２０の表面から外部へと放出される。しかも、基板１４の実装面が、導光板１８の側端面と基板１４との間に介在する支持部材１６に固定されることで、基板１４の実装面に実装されるＬＥＤ１２は、導光板１８の側端面に対向するようにして、位置決めされることとなる。
【００２６】
又、支持部材１６の基部１６ａ及び基板保持部１６ｂは、少なくとも基板１４の長手方向の全体に渡る長さを有していることで、基板１４及びケース２０に対する支持部材１６の接触面積を十分に確保し、支持部材１６からケース２０への熱伝導効率を高めることができる。
又、支持部材１６の基部１６ａが、ケース２０の床部２０ａの床面に沿って摺動可能に載置されていることにより、ＬＥＤ１２からの発熱を受けて、ＬＥＤ１２と対向する導光板１８や、ケース２０等に伸縮が生じても、それらの寸法変化を、支持部材１６がケース２０に対して移動することで吸収することができる。又、支持部材１６とケース２０の壁部２０ｂとの間に配置された、弾性部材２２の弾性力によって、上記寸法変化の有無に関わらず、ＬＥＤ１２と導光板１８との適切な位置関係を保持し、面状照明装置１０の照度を安定させることが可能となる。
【００２７】
又、支持部材１６の基部１６ａから起立する基板保持部１６ｂの、導光板１８との対向面とは反対側の面に、基板１４が固定されることで、基板１４の実装面に実装されるＬＥＤは、導光板１８の側端面に対向して配置されることとなる。そして、基板保持部１６ｂに固定された基板１４に実装されたＬＥＤ１２からの発熱は、支持部材１６の基板保持部１６ｂから基部１６ａへと伝わり、更に、基部１６ａからケース２０の床部２０ａへと伝わり、必要な放熱効果が得られるものである。
【００２８】
更に、支持部材１６の基板保持部１６ｂに形成されている開口部１６ｃを介して、基板１４の実装面に実装される点状光源１２は、導光板１８の側端面に対面することとなる。そして、この開口部１６ｃにより、基板保持部１６ｂにＬＥＤ１２の貫通路を確保した上で、ＬＥＤ１２の周囲の少なくとも二辺を取囲むように基板１４の実装面との接触面を形成することで、基板１４の実装面との必要な接触面積を確保することができる。
【００２９】
又、支持部材１６が金属製であることにより、熱伝導部材として必要な熱伝導率を確保することができる。
加えて、基板１４の導体パターンを介してＬＥＤ１２からの発熱を支持部材１６へと伝える際に、基板１４の熱伝導に大きく寄与する領域（導体パターン）を広くすることで、基板１４から支持部材１６への放熱経路を広げることが可能となる。
【００３０】
以上の如く、本発明の実施の形態によれば、基板１４の実装面に、熱伝導性に優れた金属材料からなる支持部材１６の基板保持部１６ｂを接触させることで、ＬＥＤ１２が放出した熱を、支持部材１６の基板保持部１６ｂに効率的に伝えるものである。そして、基板保持部１６ｂに伝わった熱は、支持部材１６の基部１６ａとケース２０の床部２０ａとが比較的広い面積で接触していることにより、基部１６ａを介してケース２０に効率的に伝えることが可能となっている。このため、従来の如く、高価な金属基板を使用することなく、安価なＰＣＢを用いることで、ＬＥＤ１２の温度上昇を抑制することができ、安価で照度の大きい照明装置１０を実現することが可能となるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１０：面状照明装置、１２：ＬＥＤ、１４：基板、１６：支持部材、１６ａ：基部、１６ｂ：基板保持部、１６ｃ：開口部、１６ｄ：台座部、１８：導光板、２０：ケース、２０ａ：床部、２０ｂ：壁部、２０ｄ：台座部、２２：クッション（弾性部材）、２６：銅箔パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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