(57)【要約】      （修正有）【課題】安価で且つ軽量に製造することができ、しかも必要十分な放熱性能を得ることができるバックライトモジュールを提供する。【解決手段】回路基板の基板表面３１Ａ及び基板裏面３１Ｂに形成された銅箔パターン３２Ａ及び３２Ｂに、発光ダイオードＬＥＤからなる複数の発光素子３８への給電を行う給電用銅箔パターン３７Ａと放熱構造の一部を構成する放熱用銅箔パターン３７Ｂが含まれている。導光板５の回路基板の基板表面と対向する導光板裏面部５２には、一対の光源列収納用凹部５３の間に、基板表面に向かって開口し且つ一対の光源列が延びる方向の両側に向かって開口して放熱構造の一部を構成する空気流通用凹部５４が形成されている。導光板裏面部５２の少なくとも空気流通用凹部５４を囲む面には、導光板内に光を反射する主反射層５５が形成されている。【選択図】図１
0003217613.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを有する回路基板の基板表面の少なくとも一辺に沿って複数の発光素子が光源列を構成するように配置されている基板ユニットと、  前記基板ユニットから放熱される熱を放熱する放熱構造と、  前記回路基板の上に配置されて、前記複数の発光素子から照射された光を導光板表面部から放射する導光板と、  前記導光板表面部側に配置されて前記導光板表面部の外縁部と前記導光板表面部と連続する外周面の少なくとも一部を覆う光透過性を有しないフロントパネルとを備え、  前記回路基板は、絶縁基板の表面及び裏面に前記放熱構造の一部を構成する放熱用銅箔パターンが形成され、前記絶縁基板の少なくとも前記基板表面上に前記複数の発光素子への給電を行う給電用銅箔パターンが形成されており、  前記導光板の前記回路基板の基板表面と対向する導光板裏面部には、前記基板表面に向かって開口し、前記光源列との間に間隔をあけて前記光源列の周囲を囲む光源列収納用凹部と、前記基板表面に向かって開口し且つ前記光源列が延びる方向の両側に向かって開口して前記放熱構造の一部を構成する空気流通用凹部とが形成されており、  前記導光板裏面部の少なくとも前記空気流通用凹部を囲む面には前記導光板内に光を反射する主反射層が形成されていることを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項２】
前記基板表面の面方向に対向する一対の辺に沿って、それぞれ前記複数の光源素子からなる一対の前記光源列が配置されている請求項１に記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
前記導光板裏面部には、前記一対の光源列をそれぞれ収納する一対の前記光源列収納用凹部が形成されており、  前記空気流通用凹部が、前記一対の光源列収納用凹部の間に形成されている請求項２に記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
前記空気流通用凹部は、前記導光板表面部側に向かって凸となるように湾曲し且つ前記光源列が延びる方向と直交する方向の断面形状が弓形を呈する形状を有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
前記導光板裏面部の前記基板表面と接触する部分には前記導光板内に光を反射する第１の副反射層が形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項６】
前記フロントパネルの前記導光板表面部と接触する前記導光板内に光を反射する第２の副反射層が形成されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項７】
主反射層、前記第１の副反射層及び前記第２の副反射層が、メッキ、スパッタリング等の金属薄膜または光反射性の白色系樹脂により形成されている請求項１、５及び６のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項８】
前記フロントパネルと前記基板ユニットとは、前記導光板を間に挟んだ状態で、連結構造により相互に連結されている請求項１に記載のバックライトモジュール。
【請求項９】
前記発光素子がＬＥＤである請求項１乃至８のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項１０】
前記フロントパネルと前記導光板とは２色成形により一体に成形されたものであり、  前記導光板中には光拡散物質が全体的に分散しており、  前記導光板の前記導光板表面部には、フレネルレンズを構成する連続する凹凸部が形成されている請求項１に記載のバックライトモジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液晶装置のバックライト等に使用されるバックライトモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  特許第４５２５４９２号公報には、導光板の一対の側面に対向してそれぞれ複数のＬＥＤ素子（発光素子）からなる光源列を備えた回路基板を配置し、導光板の裏面側には放熱部を構成するために金属材料からなる放熱フレームを配置したバックライトモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５２５４９２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  従来は、金属材料からなる放熱フレームを用いて、複数の発光素子からの放熱を行っている。しかしながら金属材料からなる放熱フレームは、価格が高く、しかも重量が重くなる問題がある。【０００５】  本発明の目的は、従来よりも安価で且つ軽量に製造することができて、しかも必要十分な放熱性能を得ることができるバックライトモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明のバックライトモジュールは、配線パターンを有する回路基板の基板表面には、該基板表面の少なくとも一辺に沿って複数の発光素子が光源列を構成するように配置されている基板ユニットと、基板ユニットから放熱される熱を放熱する放熱構造と、回路基板の上に配置されて、複数の発光素子から照射された光を導光板表面部から放射する導光板と、導光板表面部側に配置されて導光板表面部の外縁部と導光板表面部と連続する外周面の少なくとも一部を覆う光透過性を有しないフロントパネルとを備えている。本発明においては、回路基板が、絶縁基板の表面及び裏面に放熱構造の一部を構成する放熱用銅箔パターンが形成され、絶縁基板の少なくとも基板表面上に複数の発光素子への給電を行う給電用銅箔パターンが形成されている。また導光板の回路基板の基板表面と対向する導光板裏面部には、基板表面に向かって開口し、光源列との間に間隔をあけて光源列の周囲を囲む光源列収納用凹部と、基板表面に向かって開口し且つ光源列が延びる方向の両側に向かって開口して放熱構造の一部を構成する空気流通用凹部とが形成されている。そして導光板裏面部の少なくとも空気流通用凹部を囲む面には、導光板内に光を反射する主反射層が形成されている。【０００７】  本発明によれば、回路基板上に積極的に放熱用銅箔パターンを設け、さらに空気流通用凹部を設けたので、従来のように金属製の放熱フレームを設けることなく、必要十分な放熱性能を得ることができる。そして金属製の放熱フレームがないことからバックライトモジュールの価格を安くして、しかも全体重量を軽くすることができる。【０００８】  基板表面の面方向に対向する一対の辺に沿って、それぞれ複数の光源素子からなる一対の光源列が配置されているのが好ましい。このようにすると大型化をしたときにも必要な照度を得ることができる。【０００９】  導光板裏面部には、一対の光源列をそれぞれ収納する一対の前記光源列収納用凹部が形成されており、空気流通用凹部が、一対の光源列収納用凹部の間に形成されているのが好ましい。空気流通用凹部を最大限大きく形成することができる。【００１０】  空気流通用凹部は、導光板表面部側に向かって凸となるように湾曲し且つ光源列が延びる方向と直交する方向の断面形状が弓形を呈する形状を有しているのが好ましい。導光板に空気流通用凹部を設けても導光板の機械的強度が低下することを抑制できる。【００１１】  導光板裏面部の前記基板表面と接触する部分には導光板内に光を反射する第１の副反射層が形成されているのが好ましい。効率を高めることができる。【００１２】  フロントパネルの導光板表面部と接触する前記導光板内に光を反射する第２の副反射層が形成されているのが好ましい。効率を高めることができる。【００１３】  主反射層、第１の副反射層及び第２の副反射層が、メッキ、スパッタリング等の金属薄膜または光反射性の白色系樹脂により形成されているのが好ましい。空気流通用凹部に冷却用空気が流れた場合でも、埃が反射層と導光板との間に入り込むことを防止できる。【００１４】  フロントパネルと基板ユニットとは、導光板を間に挟んだ状態で、連結構造により相互に連結されているのが好ましい。組立が容易である。【００１５】  発光素子は、任意であるが、消費電力が少ないＬＥＤでもよい。【００１６】  またフロントパネルと導光板とは２色成形により一体に成形されたものを用いるのが好ましい。フロントパネルと導光板との間に塵埃が入ることなく、しかもモジュールの組立性を高めることができる。また導光板中には光拡散物質が全体的に分散しており、導光板の導光板表面部にフレネルレンズを構成する連続する凹凸部が形成されている場合には、光の配向性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態のバックライトモジュールの横断面である。
【図２】本実施の形態のバックライトモジュールの分解斜視図である。
【図３】基板ユニットの底面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、導光板とフロントパネルとが組み合わされてなるユニットの斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】  以下、図面を参照しながら本発明に係るバックライトモジュールの実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態のバックライトモジュール１の横断面であり、図２は本実施の形態のバックライトモジュール１の分解斜視図である。本実施の形態のバックライトモジュール１は、基板ユニット３と、導光板５と、フロントパネル７とを備えている。基板ユニット３は、例えば、ガラスエポキシ樹脂基板等の絶縁基板３１の基板表面３１Ａ及び基板裏面３１Ｂに銅箔パターン３２Ａ及び３２Ｂが形成された両面銅箔基板３４によって構成された回路基板３５を備えている。なお絶縁基板としては、ガラスエポキシ樹脂以外の他の高熱伝導性ガラスコンポジット材料、例えばパナソニック株式会社がECOOL（登録商標）で販売している基板材料：熱伝導率１．５Ｗ／ｍ・Ｋ等を用いてもよいのは勿論である。
【００１９】  回路基板３５の基板表面３１Ａ及び基板裏面３１Ｂに形成された銅箔パターン３２Ａ及び３２Ｂには、発光ダイオードＬＥＤからなる複数の発光素子３８への給電を行う給電用銅箔パターン３７Ａと放熱構造の一部を構成する放熱用銅箔パターン３７Ｂが含まれている。本実施の形態では、矩形状の回路基板３５の基板表面３１Ａの一対の辺に沿って形成された給電用銅箔パターン３７Ａに含まれる図示しない複数の電極に４つの発光素子３８が光源列３９を構成するように配置されている。給電用銅箔パターン３７Ａは、図示しない一対の電源電極に接続されている。そして４つの発光素子３８は電気的に直列に接続されている。そして回路基板３５の四隅には、４つの取付孔４０が形成され、また一対の光源列３９が配置されていない回路基板３５の他の一対の辺の中央部にも一対の取付孔４１が形成されている。
【００２０】  導光板５とフロントパネル７とは、ダブルモールド（二色成形/異材質成形）すなわち、異材質（材料）どうしを組み合わせて一体に成形する成形技術により一体に成形されている。一次側となる導光板５の部分を成形してから同一金型内で二次側となるフロントパネル７の部分を一次側の導光板５と一体に成形すればよい。なお本実施の形態では、後述する第２の副反射層を形成するために、導光板５とフロントパネル７とを別に形成している。導光板５は、光透過性を有するアクリル材料により形成されており、回路基板３５の上に配置されて、８つの発光素子３８から照射された光を導光板表面部５１から放射する。導光板５の材料としては、ポリカーボネート（PC）樹脂、シクロオレフィン系樹脂（COP）等を使用することもできる。本実施の形態では、導光板５中には光拡散物質が全体的に分散している。光拡散物質としては、雲母や二酸化チタン被覆雲母等を用いることができる。なお光拡散物質を導光板５中に添加しなくてもよいのは勿論である。
【００２１】  そしてフロントパネル７は、導光板表面部５１側に配置されて導光板表面部５１の外縁部と導光板表面部５１と連続する外周面の一部を覆って導光板５からの光の漏れを阻止するために、光透過性を有しないアクリル材料等の樹脂材料により形成されている。
【００２２】  具体的には、導光板５の回路基板３５の基板表面と対向する導光板裏面部５２には、基板表面３１Ａに向かって開口し、一対の光源列３９との間に間隔をあけて一対の光源列３９の周囲をそれぞれ囲む光源列収納用凹部５３が形成されている。また導光板５の回路基板３５の基板表面と対向する導光板裏面部５２には、一対の光源列収納用凹部５３の間に、基板表面３１Ａに向かって開口し且つ一対の光源列３９が延びる方向の両側に向かって開口して放熱構造の一部を構成する空気流通用凹部５４が形成されている。空気流通用凹部５４は、導光板表面部５１側に向かって凸となるように湾曲し且つ一対の光源列３９が延びる方向と直交する方向の断面形状が弓形を呈する形状を有している。このような形状にすると導光板５に空気流通用凹部５４を設けても導光板５の機械的強度が低下することを抑制できる。そして導光板裏面部５２の空気流通用凹部５４を囲む面には、導光板５内に光を反射する主反射層５５が形成されている。また導光板裏面部５２の基板表面３１Ａと接触する部分には導光板５内に光を反射する第１の副反射層５６が形成されている。また導光板５の導光板表面部５１には、フレネルレンズを構成するように導光板５の長手方向に連続する凹凸部５９が形成されている。この凹凸部５９は、断面形状がノコギリ状になる形状を有している。
【００２３】  一対の光源列収納用凹部５３は、それぞれ発光素子３８の光放射部に対応する部分に、基板表面３１Ａに向かって開口し且つ光源列３９が延びる方向に延びる、断面が円弧状を呈する円弧状凹部５３Ａを備えている。導光板５の長手方向の両端に位置する導光板表面部５１の一対の縁部分には、光源列３９が延びる方向に延びて断面が円弧状を呈する一対の円弧状凸部５７を含む一対の変形角部５８が形成されている。
【００２４】  フロントパネル７は、中央部に導光板５の導光板表面部５１の大部分を露出させる矩形状の開口部７１を形成するように構成された枠部７２を備えている。枠部７２を構成する４つのフレーム７２Ａ乃至７２Ｄのうちの一対のフレーム７２Ａ及び７２ｂには、導光板５の一対の変形角部５８とそれぞれ相似形の形状となる凹部７３がそれぞれ形成されている。そしてこの凹部７３の内面には、導光板５内に光を反射する第２の副反射層７４が形成されている。円弧状と凸部５７の形状と凹部７３の形状と、主反射層５５，第１の副反射層５６及び第２の副反射層７４によって、導光板５内に発光素子３８から入射した光が反射する。導光板５内で反射した光は、導光板５の導光板表面部５１に形成されたフレネルレンズを通して直線的に放射される。フロントパネル７のフレーム７２Ｃ及び７２Ｄには、それぞれ回路基板３５に設けられた取付孔４１に嵌合されて、嵌合用突起７５が一体に設けられている。嵌合用突起７５は、取付孔４１の縁部に係止されて、取付孔４１から簡単に抜けることが防止できる形状を有している。また図示していないが、図４に示すように、フロントパネル７の枠部７２の四つの角部には、図２に示すピン部材８が嵌合される有底の取付孔部７８がそれぞれ形成されている。ピン部材８が、回路基板３５の四隅に設けられた取付孔４０を貫通してフロントパネル７の枠部７２の四つの角部に設けた取付孔部７８に嵌合されて、フロントパネル７と、導光板５と基板ユニット３とが一体化される。本実施の形態では、ピン部材８と、嵌合用突起７５と、取付孔４０及び４１と、取付孔部７８とにより連結構造が構成されている。
【００２５】  なお主反射層５５、第１の副反射層５６及び第２の副反射層７４は、拡散反射するクロム、亜鉛等のメッキ、スパッタリング等の金属薄膜または光反射性の白色系樹脂により形成することができる。
【００２６】  ちなみに本実施の形態の各部の寸法は、以下の通りである。フロントパネル７の縦横寸法は、３インチ×７インチ（７６．２mm×１０１．６mm）であり、バックライトモジュール１の厚み寸法は１０mmであり、通路９の最大厚み寸法は５mmであった。
【００２７】  本実施の形態によれば、回路基板３５の両面に設けられた銅箔パターン３２Ａ及び３２Ｂによる放熱構造と、導光板５の空気流通用凹部５４と基板ユニット３の基板表面３１Ａとの間に形成された通路９（放熱構造）に冷却用空気が流れることによる放熱により、基板ユニット３が冷却できる。その結果、本実施の形態によれば、従来のように金属製の放熱フレームを設けることなく、必要十分な放熱性能を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】  本発明によれば、回路基板上に積極的に放熱用銅箔パターンを設け、さらに空気流通用凹部を設けたので、従来のように金属製の放熱フレームを設けることなく、必要十分な放熱性能を得ることができる。そして金属製の放熱フレームがないことからバックライトモジュールの価格を安くして、しかも全体重量を軽くすることができる。
【符号の説明】
【００２９】  １  バックライトモジュール  ３  基板ユニット  ５  導光板  ７  フロントパネル  ８  ピン部材  ９  通路  ３１  絶縁基板  ３１Ａ  基板表面  ３１Ｂ  基板裏面  ３２Ａ，３２Ｂ  銅箔パターン  ３４  両面銅箔基板  ３５  回路基板  ３７Ａ  給電用銅箔パターン  ３７Ｂ  放熱用銅箔パターン  ３８  発光素子  ３９  光源列  ４０  取付孔  ４１  取付孔  ５１  導光板表面部  ５２  導光板裏面部  ５３  光源列収納用凹部  ５４  空気流通用凹部  ５３Ａ  円弧状凹部  ５５  主反射層  ５６  副反射層  ５７  円弧状凸部  ５８  変形角部  ５９  凹凸部  ７１  開口部  ７２  枠部  ７３  凹部  ７４  副反射層  ７５  嵌合用突起  ７８  取付孔部
【図１】
0003217613.tif 000003
【図２】
0003217613.tif 000004
【図３】
0003217613.tif 000005
【図４】
0003217613.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月2日(2018.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを有する回路基板の基板表面の少なくとも一辺に沿って複数の発光素子が光源列を構成するように配置されている基板ユニットと、
前記基板ユニットから放熱される熱を放熱する放熱構造と、
前記回路基板の上に配置されて、前記複数の発光素子から照射された光を導光板表面部から放射する導光板と、
前記導光板表面部側に配置されて前記導光板表面部の外縁部と前記導光板表面部と連続する外周面の少なくとも一部を覆う光透過性を有しないフロントパネルとを備え、
前記回路基板は、絶縁基板の表面及び裏面に前記放熱構造の一部を構成する放熱用銅箔パターンが形成され、前記絶縁基板の少なくとも前記基板表面上に前記複数の発光素子への給電を行う給電用銅箔パターンが形成されており、
前記導光板の前記回路基板の基板表面と対向する導光板裏面部には、前記基板表面に向かって開口し、前記光源列との間に間隔をあけて前記光源列の周囲を囲む光源列収納用凹部と、前記基板表面に向かって開口し且つ前記光源列が延びる方向の両側に向かって開口して前記放熱構造の一部を構成する空気流通用凹部とが形成されており、
前記導光板裏面部の少なくとも前記空気流通用凹部を囲む面には前記導光板内に光を反射する主反射層が形成されており、
前記フロントパネルは前記空気流通用凹部の前記両側に向かって開口する部分を塞がないことを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項２】
前記基板表面の面方向に対向する一対の辺に沿って、それぞれ前記複数の光源素子からなる一対の前記光源列が配置されている請求項１に記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
前記導光板裏面部には、前記一対の光源列をそれぞれ収納する一対の前記光源列収納用凹部が形成されており、
前記空気流通用凹部が、前記一対の光源列収納用凹部の間に形成されている請求項２に記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
前記空気流通用凹部は、前記導光板表面部側に向かって凸となるように湾曲し且つ前記光源列が延びる方向と直交する方向の断面形状が弓形を呈する形状を有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
前記導光板裏面部の前記基板表面と接触する部分には前記導光板内に光を反射する第１の副反射層が形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項６】
前記フロントパネルの前記導光板表面部と接触する前記導光板内に光を反射する第２の副反射層が形成されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項７】
主反射層、前記第１の副反射層及び前記第２の副反射層が、メッキ、スパッタリング等の金属薄膜または光反射性の白色系樹脂により形成されている請求項１、５及び６のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項８】
前記フロントパネルと前記基板ユニットとは、前記導光板を間に挟んだ状態で、連結構造により相互に連結されている請求項１に記載のバックライトモジュール。
【請求項９】
前記発光素子がＬＥＤである請求項１乃至８のいずれか１項に記載のバックライトモジュール。
【請求項１０】
前記フロントパネルと前記導光板とは２色成形により一体に成形されたものであり、
前記導光板中には光拡散物質が全体的に分散しており、
前記導光板の前記導光板表面部には、フレネルレンズを構成する連続する凹凸部が形成されている請求項１に記載のバックライトモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
３９が延びる方向に延びて断面が円弧状を呈する一対の円弧状凸部５７を含む一対の変形角部５８が形成されている。
［００２４］
フロントパネル７は、中央部に導光板５の導光板表面部５１の大部分を露出させる矩形状の開口部７１を形成するように構成された枠部７２を備えている。枠部７２を構成する４つのフレーム７２Ａ乃至７２Ｄのうちの一対のフレーム７２Ａ及び７２Ｂには、導光板５の一対の変形角部５８とそれぞれ相似形の形状となる凹部７３がそれぞれ形成されている。そしてこの凹部７３の内面には、導光板５内に光を反射する第２の副反射層７４が形成されている。円弧状と凸部５７の形状と凹部７３の形状と、主反射層５５，第１の副反射層５６及び第２の副反射層７４によって、導光板５内に発光素子３８から入射した光が反射する。導光板５内で反射した光は、導光板５の導光板表面部５１に形成されたフレネルレンズを通して直線的に放射される。フロントパネル７のフレーム７２Ｃ及び７２Ｄには、それぞれ回路基板３５に設けられた取付孔４１に嵌合されて、嵌合用突起７５が一体に設けられている。嵌合用突起７５は、取付孔４１の縁部に係止されて、取付孔４１から簡単に抜けることが防止できる形状を有している。また図示していないが、図４に示すように、フロントパネル７の枠部７２の四つの角部には、図２に示すピン部材８が嵌合される有底の取付孔部７８がそれぞれ形成されている。ピン部材８が、回路基板３５の四隅に設けられた取付孔４０を貫通してフロントパネル７の枠部７２の四つの角部に設けた取付孔部７８に嵌合されて、フロントパネル７と、導光板５と基板ユニット３とが一体化される。本実施の形態では、ピン部材８と、嵌合用突起７５と、取付孔４０及び４１と、取付孔部７８とにより連結構造が構成されている。
［００２５］
なお主反射層５５、第１の副反射層５６及び第２の副反射層７４は、拡散反射するクロム、亜鉛等のメッキ、スパッタリング等の金属薄膜または光反射性の白色系樹脂により形成することができる。
［００２６］
ちなみに本実施の形態の各部の寸法は、以下の通りである。フロントパネル７の縦横寸法は、３インチ×７インチ（７６．２ｍｍ×１０１．６ｍｍ）であ