JP4911624B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源に使用したサイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、比較的表示領域の大きい液晶表示パネル用のバックライトに適した面状照明装置に関するものである。

薄型であること等に特徴を有する液晶表示パネルは、自ら発光しないことから、画像を表示するには照明手段が必要となる。この照明手段としては、光源を導光板の側面（入光面）に配置した所謂サイドライト方式の面状照明装置が、薄型化に有利であることから、携帯電話等の小型携帯情報機器の分野を中心に広く採用されている。そして、導光板の入光面に配置される光源としては、小型化および低消費電力化等に優れたＬＥＤが多用されている。

近時では、ＬＥＤを光源としたサイドライト方式の面状照明装置の高性能化に伴い、その適用分野は広がりを見せ、カーナビゲーション用またはノートパソコンもしくはデスクトップパソコン用等の比較的表示領域の大きい液晶表示パネル（以下、中型液晶表示パネルという）にも適用されつつある。

このように、ＬＥＤを光源としたサイドライト方式の面状照明装置を中型液晶表示パネルに適用するには、照明領域の拡大に対応して、導光板の入光面に配置するＬＥＤの個数を増加させるか、ＬＥＤに供給する電流を大きくして１個当りのＬＥＤの発光量を大きくする必要がある。ＬＥＤの個数を増加させる手段としては、従来の１つのパッケージに１つのＬＥＤチップ（ベアチップ）を配置して構成された光源に代えて、１つのパッケージに複数のＬＥＤチップを近接配置して構成された光源を用いることが検討されている。

１つのパッケージに複数のＬＥＤチップを配置して構成された光源として、例えば、図１２に示す線状照明装置７０が知られている。線状照明装置７０は、白色に塗装された絶縁性基板７１上に実装された複数（３個）のＬＥＤチップ７２を透光性封止樹脂７３で樹脂封止して構成されている。また、絶縁性基板７１の両端部には、白色樹脂により形成されたハウジング（枠体）７４が取り付けられている。そして、絶縁性基板７１にはリード線が接続され、このリード線を介して絶縁性基板７１に設けられた配線パターンからＬＥＤチップ７２に電力が供給されるように構成されている（特許文献１参照）。

特開２００４−１６５１２４号公報

ところで、導光板の入光面に沿って比較的多くのＬＥＤを互いに近接して配置させた場合には、ＬＥＤチップの発光にともなう発熱によってＬＥＤチップの温度が上昇し、ＬＥＤの発光効率が低下するとともにＬＥＤの製品寿命が短くなるという問題があった。また、複数のＬＥＤチップからなる単位光源を導光板の入光面に沿って複数配置させた場合には、ＬＥＤに電力を供給する配線回りが複雑になることから、装置を組み立てる際に断線等に十分に注意を払う必要があり、装置の組み立て作業性が低下することが懸念された。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、導光板の入光面に沿って配置させるＬＥＤチップの数を多くした場合であっても、ＬＥＤチップから発生する熱を効率的に外部に放出可能な構成とするともに、配線回りを簡素化して各構成部材をコンパクトにまとめた構成とすることにより、装置の組み立て作業性に優れ、高効率で耐久性および信頼性に優れた面状照明装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の面状照明装置は、絶縁性基板の一方の面上に、透光性封止部で覆われたＬＥＤと、該ＬＥＤを駆動するための配線とが設けられた複数のＬＥＤパッケージと、入光面に沿って前記ＬＥＤパッケージが配置される導光板と、前記ＬＥＤパッケージと前記導光板の入光面側部とを収納するケースと、前記ＬＥＤパッケージにおける前記絶縁性基板の他方の面に隣接して配置されるヒートシンクと、前記ケースの外部に配置される基配線部と、該基配線部に接続されるとともに、前記ケースにおける開口部の、透光性封止部の前方部から外れた位置から、前記ケースの内部に引き回すことによって、前記絶縁性基板の前記一方の面に端子部を介して電気的に接続される枝配線部とが形成されたフレキシブルプリント基板とを備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、一方の面（実装面）にＬＥＤチップが実装された絶縁性基板の他方の面（裏面）に、ヒートシンクを隣接して配置させる構成としたことから、ＬＥＤチップの発光にともなって発生する熱をヒートシンクにより効率的に外部に放出させることができる。これにより、ＬＥＤチップに大きな電流を流すことができるとともに、ＬＥＤチップの寿命を延ばすことができる。また、絶縁性基板の裏面にはＬＥＤに電力を供給するための配線部材が一切存在しない構成とするために、配線部材としてフイルム状のフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）をケースの開口部側から収納部内に引き回すことによって、絶縁性基板の実装面に接続させる構成とした。これにより、絶縁性基板の裏面の全面に対してヒートシンクを隣接して配置することができ、放熱経路を最大限に確保することができる。
また、ＦＰＣを、基配線部と、本基配線部に接続する枝配線部と、本枝配線部に接続する端子部とから構成し、基配線部をケースの外部に配置させるとともに、端子部を介して絶縁性基板の実装面に接続させる枝配線部をケース内に収める構成とした。これにより、配線回りが簡素化され、装置の組み立て作業性を向上させることができる。また、枝配線部を、ケース開口部の、透光性封止部の前方部から外れた位置から引き回す構成としたことから、ＬＥＤパッケージから発せられた光のＦＰＣによる光の吸収を抑制することができる。また、ＦＰＣの基材（例えば、ポリイミド樹脂など）による光の吸収が抑制されるため、発光スペクトルが変化されることなく、ＬＥＤパッケージから発せられた光を導光板に導くことができる。
そして、上記の構成とすることにより、各構成部材をケースを中心としてコンパクトにまとめることができ、この点によっても装置の耐久性および信頼性を向上させることができる。

また、本発明の請求項２に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１に記載の面状照明装置において、前記ヒートシンクは、基板部に一体化された複数の突起部を有し、該複数の突起部が前記ケースの背面部に形成された複数の貫通孔のそれぞれに挿入されていることを特徴とするものであり、各ＬＥＤパッケージに対応してヒートシンクを隣接して配置させる好適な形態を示すものである。

また、本発明の請求項３に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１または２に記載の面状照明装置において、前記フレキシブルプリント基板は、互いに略平行に延びる一対の基配線部と、該一対の基配線部を連結する枝配線部と、該枝配線部の略中間部に接続する端子部とを有し、前記一対の基配線部は、前記ケースの上側面部および下側面部を挟むように配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ＦＰＣを構成する一対（２本）の基配線部をケースの側面（上側面部および下側面部）の外面を挟むように配置する構成としたことから、ＦＰＣをケースに沿って確実に固定させることができる。また、配線パターンが形成された面が必然的にケースの外面と対向して固定されることから、配線パターンがＦＰＣの基材で覆われた状態となり、配線パターンが外部に露出することはない。これにより、外部の部材等と接触することによって発生する配線パターンの損傷が抑制される。さらに、ＦＰＣの端子部が、互いに略平行に配置された２本の基配線部に連結する枝配線部によって支持されることから、端子部を絶縁性基板に半田接続する際の端子部の位置が定まり易くなる。これにより、ＦＰＣの端子部をＬＥＤパッケージのパッドに半田付けする際の作業性を向上させることができる。

また、本発明の請求項４に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から３のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ケースの上側面部または下側面部には、前記枝配線部を位置決めするための凹部が形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ケースにＦＰＣの基配線部に接続する枝配線部を位置決めするための凹部が形成されていることから、ケースに対するＦＰＣの位置合わせが容易となり、装置の組み立て作業性を向上させることができる。

また、本発明の請求項５に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から４のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ケースの上側面部または下側面部の内面には、前記ケースの開口部側から背面部側に延びる、前記枝配線部を収容するための溝が形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ケースの内面に形成された溝にＦＰＣの枝配線部を収めることによって、導光板の入光面側部をケースに隙間なく嵌合させることができる。これにより、ＬＥＤチップから発せられた光のケース外への漏れを確実に抑制することができる。

また、本発明の請求項６に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から５のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ヒートシンクと前記絶縁性基板とは、導電性接着剤で接合されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ＬＥＤチップを実装した絶縁性基板の裏面にはＦＰＣ等の配線部材が存在しない構成としたことから、ＬＥＤパッケージを構成する絶縁性基板の裏面とヒートシンクとの接合に、導電性を有する接着剤を用いることができる。導電性接着剤は、熱伝導性に優れていることから、ＬＥＤチップから発生する熱をヒートシンクがより効率的に吸収することができる。

また、本発明の請求項７に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から６のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記絶縁性基板の他方の面には、光の反射率が高い金属材料が成膜されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、絶縁性基板の裏面に、光の反射性能に優れた金属材料を成膜したことから、導光板側から絶縁性基板側に向かって逆行する光を金属膜にて導光板側に反射させることができ、照明光として有効利用することができる。これにより、照明輝度を向上させることができる。

また、本発明の請求項８に記載の面状照明装置は、本発明の請求項７に記載の面状照明装置において、前記ヒートシンクと前記絶縁性基板とは、半田付けされていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ＬＥＤチップを実装した絶縁性基板の裏面に金属材料が成膜されていることから、絶縁性基板とヒートシンクとを、熱伝導性に優れた半田により接合することができる。これにより、ＬＥＤチップから発生する熱をより効率的にヒートシンクに吸収させることができるとともに、ヒートシンクと絶縁性基板とを確実に結合させことができる。

また、本発明の請求項９に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から８のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ケースには、前記導光板の入光面と前記ＬＥＤパッケージの透光性封止部の先端面との間に所定の隙間が形成されるように、前記導光板の位置決め用の段部が形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ケースに導光板の位置決め用の段部を設けたことにより、導光板を機械的に位置決めすることができる。また、導光板の入光面とＬＥＤパッケージを構成する透光性封止部の先端面（発光面）との間に所定の隙間が形成されるように位置決め用の段部を設けたことから、ＬＥＤチップの発光にともなって発生する熱の導光板への伝熱が遮断され、熱による導光板（入光プリズム）の変形を抑制することができる。なお、本発明においては、導光板の入光面側部がケースで覆われていることから、導光板の入光面と透光性封止部の先端面との間に所定の隙間を設けても、外部に光が漏れること抑制することができる。

また、本発明の請求項１０に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から９のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ケースには、前記ＬＥＤパッケージの側方に傾斜面が形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記ＬＥＤパッケージの透光性封止部から側方に漏れた光を、ケースに形成された傾斜面にて導光板側に反射させることができ、照明光として有効利用することができる。これにより、照明輝度を向上させることができる。

また、本発明の請求項１１に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から１０のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ケースと前記ヒートシンクとは、インサートモールド成形により一体化されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ケースとヒートシンクとが一体に成形されていることから、装置を組み付ける際の部品点数が低減され、組み立て作業性をより向上させることができる。

また、本発明の請求項１２に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から１１のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ヒートシンクが、前記導光板と前記ケースとを覆う金属フレームと一体化されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、導光板およびケースを覆う筐体としての金属フレームとヒートシンクとを一体化させたことから、ＬＥＤチップから発生した熱がヒートシンクを介して面積の広い金属フレームに伝達される。これにより、放熱面積が広くなり、放熱性を向上させることができる。

また、本発明の請求項１３に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から１２のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ＬＥＤチップが、直列配線されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、各ＬＥＤを直列駆動させるように配線したことから、ＬＥＤチップに電力を供給するＦＰＣ等の配線を最小限で構成することができる。これにより、ＦＰＣひいては面状照明装置の耐久性および信頼性をより向上させることができる。

また、本発明の請求項１４に記載の面状照明装置は、本発明の請求項１から１３のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記ケースの下側面部を、前記導光板の入光面と対向する側端面に向かって延ばすことによって、前記下側面部に前記導光板を保持する座部が設けられていることを特徴とするものである。
本発明によれば、ケースに導光板全体を保持するハウジングフレームの機能を持たせることができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る面状照明装置の一例を示す分解斜視図である。面状照明装置１は、複数（２個）のＬＥＤパッケージ１０と、ケース２０と、ヒートシンク３０と、ＦＰＣ４０と、導光板５０と、反射シート６０と、拡散シート６２と、２枚のプリズムシート６４，６５とを備えている。
以下では、初めに構成部材ごとの構成を中心に説明し、その後に各構成部材が組み付けられた状態での構成（全体構成）について詳しく説明する。

（各構成部材の構成）
ＬＥＤパッケージ１０は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、長方形状の絶縁性基板１２と、絶縁性基板１２の一方の面である実装面１２ａに直線状に配置され実装された３個のＬＥＤチップ１４と、３個のＬＥＤ１４を一体に覆う略直方体形状の透光性封止部１６とを備えている。この場合、透光性封止部１６の先端面１６ａが主な発光面となる。絶縁性基板１２の実装面１２ａ側の両端部には、外部からＬＥＤチップ１４に電力を供給するための一対のパッド１８（以下、ＬＥＤパッケージのパッド１８ともいう）が露出している。一対のパッド１８間には、３個のＬＥＤチップ１４を直列に接続する配線が形成されている。なお、配線方式としては、並列配線も可能であるが、本実施形態では配線を最小限で構成できる直列配線としている。

絶縁性基板１２は、熱伝導性に優れたセラミクス材料(例えば、アルミナセラミクスなど)を用いて形成されている。アルミナセラミクス基板は、熱伝導率が２０〜３０Ｗ/ｍＫ程度あり、金属アルミの熱伝導率２３７Ｗ/ｍＫに比べると小さいが、電気絶縁性が高い樹脂材料の熱伝導率に比べ２桁程度大きい絶縁性基板である。なお、アルミナセラミクスなどのセラミクス材料は光の透過率が大きいため、絶縁性基板１２に十分な光の反射機能を持たせる必要がある場合には、絶縁性基板１２の実装面１２ａとは反対側の面（裏面）１２ｂに、光の反射率の大きい金属材料(例えば、銀、アルミニウムなど)を成膜するのが好ましい。

ＬＥＤチップ１４には、青色光（４１０ｎｍから４８０ｎｍ）を発光する青色ＬＥＤが用いられている。また、透光性封止部１６は、透光性材料（例えば、シリコーン樹脂など）から形成され、透光性材料内には、青色ＬＥＤが発光する青色光を受けて黄色成分の光を発光する黄色蛍光体が分散されている。すなわち、青色ＬＥＤが発光する青色光と、黄色蛍光体が発光する黄色光とを混色させることによって所定の白色光が得られるように、透光性封止部１６が構成されている。なお、透光性封止部１６には、拡散粒子（例えば、酸化チタンなど）が分散されていてもよい。

ケース２０は、高反射材（例えば、ＴｉＯ_２など）の微粉末を高密度で混合した高耐熱性絶縁樹脂（例えば、液晶ポリマーなど）を用いて成形されている。ケース２０は、図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、横長の箱型形状をしており、横断面および縦断面ともに略コ字形状をしている。すなわち、ケース２０は、箱の底面に相当する横長の長方形状をした背面部２１ａと、背面部２１ａの上下両端から起立する横長の長方形状をした上側面部２１ｂおよび下側面部２１ｃと、背面部２１ａの左右両端から起立する右側面部２１ｄおよび左側面部２１ｅとを備えている。なお、４つの側面部２１ｂ〜２１ｅの先端側で構成される開口部２３は、後述する導光板５０の入光面側部５０ｂが嵌入または挿入可能な形状をしている。

ケース２０の背面部２１ａには、複数（２つ）の貫通孔２２が設けられている。貫通孔２２の形状は、後述するヒートシンク３０の突起部３４が挿入可能な形状である。また、本実施形態では、上側面部２１ｂおよび下側面部２１ｃの開口部２３側には、厚み方向に貫通する４つの凹部２４ａがそれぞれに形成されている。そして、上側面部２１ｂおよび下側面部２１ｃの内面（互いに対向する面）には、凹部２４ａの底辺部２４ａａから背面部２１ａに向かって延びる溝２４ｂが形成されている。溝２４ｂの断面形状は、溝２４ｂ内に後述するＦＰＣ４０の枝配線部４４を収納できる程度の大きさの断面形状である。また、上側面部２１ｂの４つの凹部２４ａと、下側面部２１ｃの４つの凹部２４ａとは、上面視略重なる位置にそれぞれ設けられている。同様に、上側面部２１ｂの４本の溝２４ｂと、下側面部２１ｃの４本の溝２４ｂとは、それぞれ上面視略重なる位置にそれぞれ設けられている。そして、各溝２４ｂは、貫通孔２２と後述する傾斜面２７ａ〜２７ｄとの間に位置する背面部２１ａと略垂直に交わるように配置されている。

また、本実施形態では、ケース２０の右側面部２１ｄおよび左側面部２１ｅの内側には、それぞれ上側面部２１ｂ側から下側面部２１ｃ側に延びる段部２６ａ，２６ｂと、段部２６ａ，２６ｂと背面部２１ａとをつなぐ傾斜面２７ａ，２７ｂとが形成されている。段部２６ａ，２６ｂは、導光板５０を位置決めするためのものであり、傾斜面２７ａ，２７ｂは、ＬＥＤパッケージ３０の側方に漏れた光を導光板５０に向けて反射させるためのものである。傾斜面２７ａ，２７ｂの背面部２１ａに対する傾斜角度は、本実施形態の例では４５°であり、２つの傾斜面２７ａ，２７ｂは、導光板５０に向かって広がるように形成されている。
また、右側面部２１ｄと左側面部２１ｅとの中間位置には、仕切り部２８が形成されている。仕切り部２８は、上側面部２１ｂ側から下側面部２１ｃ側に延びる段部２６ｃと、段部２６ｃの左右端辺と背面部２１ａとをつなぐ２つの傾斜面２７ｃ，２７ｄとから構成されている。そして、一対をなす傾斜面２７ａと傾斜面２７ｃとの間に、一方のＬＥＤパッケージ３０を収納する一方の収納部２９が形成され、一対をなす傾斜面２７ｂと傾斜面２７ｄとの間に、他方のＬＥＤパッケージ３０を収納する他方の収納部２９が形成されている。
また、３つの段部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、同一仮想平面状上に配置されるように構成されている。そして、その位置は、凹部２４ａの底辺部２４ａａの位置よりも背面部２１ａ寄りである（図３（Ｂ）参照）。

ヒートシンク３０は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、熱伝導性のよい金属材料（例えば、銅、アルミニウムなど）から構成され、本実施形態では、略直方体形状をした２つの突起部３４と、複数（２つ）の突起部３４をつなぐ略直方体形状をした基板部３２とを備えている。基板部３２には、放熱フィンが設けられていてもよい。なお、２つの突起部３４は、ケース２０の背面部２１ａに形成された２つの貫通孔２２にそれぞれ配置されるものである。

ＦＰＣ４０は、図５にその展開形状を示すように、互いに略平行に延びる横長の長方形状をした一対（２本）の基配線部４２（４２ａ，４２ｂ）と、２本の基配線部４２を略垂直につなぐ細線状、すなわち基配線部よりも幅の狭い４本の枝配線部４４（４４ａ〜４４ｄ）と、各枝配線部４４の略中央部にそれぞれ形成された４つの端子部４６（４６ａ〜４６ｄ）（以下、ＦＰＣの端子部４６ともいう）とから構成されている。４つの端子部４６ａ〜４６ｄのうち、端子部４６ａと端子部４６ｂとが一方の対をなし、端子部４６ｃと端子部４６ｄとが他方の対をなすように構成されている。具体的には、各対をなす端子部４６ａ，４６ｂおよび端子部４６ｃ，４６ｄは、互いに相手側を向く方向に、各枝配線部４４ａ〜４４ｄから略垂直に突き出すように構成されている。
また、ＦＰＣ４０には、図示していない所定の直列配線パターンが一方の面に形成されている。そして、本実施形態では、２本の基配線部４２のうち一方の基配線部４２ａに配線が施されている。なお、２つのＬＥＤパケージ１０をそれぞれ独立に駆動させるために、基配線部４２ａに一方のＬＥＤパッケージ１０用の配線を施し、基配線部４２ｂに他方のＬＥＤパケージ１０用の配線を施すように構成してもよい。
また、基配線部４２には、液晶表示パネルの制御回路と電気的に接続するための端子（図示せず）が設けられている。

導光板５０は、図１に示すように、略矩形平板状をした透明樹脂(例えば、ポリカーボネートなど)により成形されている。導光板５０の一側面（入光面）５０ａには、入光プリズム（図示せず）が形成されている。入光プリズムは、ＬＥＤパッケージ１０から出射された光が、所定の広がり角をもって導光板５０内を伝搬するようにするためのものである。また、導光板５０の下面には、ＬＥＤパッケージ１０から導光板５０内に入射した光を散乱させて導光板５０の上面(出射面)から出射させるための光路変換手段(図示せず)が形成されている。

反射シート６０は、図１に示すように、導光板５０の下面側に配置され、同下面の略全面を覆う大きさに構成されている。反射シート６０は、導光板５０の下面から漏れ出した光を導光板５０に戻す機能を有するものである。
また、拡散シート６２およびプリズムシート６４，６５は、図１に示すように、導光板５０の上面側に配置され、同上面の略全面を覆う大きさに構成されている。拡散シート６２は、導光板５０から出射した光を拡散して輝度を均一にする機能を有するものであり、プリズムシート６４，６５は、拡散シート６２により輝度が均一化された光の２軸方向の視野角度分布を調整する機能を有するものである。なお、これらの光学シート類は、照明装置に対して要求される仕様に応じて適宜選択されるものである。

（全体構成）
次に、各構成部材を組み付けた状態での面状照明装置１の全体構成について、図６および図７を参照して詳しく説明する。なお、図６は面状照明装置１の要部を示す横断面図であり、図７は面状照明装置１の要部を示す縦断面図である。

２つのＬＥＤパッケージ１０は、絶縁性基板１２の実装面１２ａがケース２０の開口部２３側を向くようにしてケース２０の２つの収納部２９にそれぞれ配置されている。また、ヒートシンク３０の２つの突起部３４が、ケース２０の背面部２１ａに設けられている２つの貫通孔２２にそれぞれ挿入されている。そして、２つのＬＥＤパッケージ１０とヒートシンク３０とは、各絶縁性基板１２の裏面１２ｂとヒートシンク３０の突起部３４の上端面３４ａ（図４（Ｂ）参照）とを対向させるようにして、隣接して配置させている。ここで、本発明における「隣接して配置」とは、絶縁性基板１２とヒートシンク３０とを密着して配置させる場合以外に、絶縁性基板１２とヒートシンク３０との間に僅かな隙間を介在させて配置させる場合、および、絶縁性基板１２とヒートシンク３０との間に空気以外の物質を介在させて配置させる場合も含むものである。
この点、本実施形態では、ヒートシンク３０への熱の伝導性を向上させるために、絶縁性基板１２の裏面１２ｂと、ヒートシンク３０の突起部３４の上端面３４ａとを、熱伝導性のよい接着剤で接合している。熱伝導性のよい接着剤としては、熱伝導率に優れた導電性接着剤（例えば、銀粉を混合させたエポキシ系接着剤など）が好ましい。また、半田を用いて両面を接合してもよい。絶縁性基板１２の裏面１２ｂに、前記の光の反射率の大きい金属材料が成膜されている場合には、半田接合が容易に行える。

ＦＰＣ４０は、図７および図８に示すように、ＦＰＣ４０を構成する一対（２つ）の基配線部４２ａ，４２ｂを、ケース２０の上側面部２１ｂおよび下側面部２１ｃの外面（内面の反対側の面）にそれぞれ貼り付けることによって、ケース２０に固定されている。この場合、ＦＰＣ４０の配線パターンが形成された面は必然的にケース２０の外面と対向することになり、配線パターンはＦＰＣ４０を構成する基材で覆われた構成となる。なお、基配線部４２ａ，４２ｂは、他の部材、例えばヒートシンク３０に固定することも可能である。
また、ＦＰＣ４０の基配線部４２ａ，４２ｂから前方（ケース２０の開口部２３側）に向かって略垂直に延びる枝配線部４４ａ〜４４ｄは、ケース２０の上側面部２１ｂおよび下側面部２１ｃにそれぞれ４つずつ設けられている凹部２４ａにて折り返されている。そして、枝配線部４４ａ〜４４ｄは、上側面部２１ｂ側および下側面部２１ｃの内面にそれぞれ４つずつ設けられた溝２４ｂに沿ってケース２０の背面部２１ａ側に向かって配置されている。さらに、枝配線部４４ａ〜４４ｄは、背面部２１ａの手前で背面部２１ａと平行になるように向きが変えられている。このように枝配線部４４ａ〜４４ｄをケース２０の内部に配置することによって、枝配線部４４ａ〜４４ｄの略中央部に設けられた端子部４６ａ〜４６ｄが、ＬＥＤパッケージ１０の実装面１２ａに設けられたパッド１８と向かい合う。そして、ＦＰＣの端子部４６がＬＥＤパッケージのパッド３８に半田付けされることによって、両者は電気的に接続されるとともに接合されている。
上記のようにＦＰＣ４０の枝配線部４４をケース２０の内部に配置させた場合には、ケース２０の開口部２２側から見ると、各枝配線部４４は対応する透光性封止部１６の長手方向の両端から外れた位置（枝配線部４４が透光性封止部１６に重ならない位置）に配置されることになる。本発明では、このように枝配線部４４をケース２０の内部へ引き回す、ケース２０の開口部２３側における位置を、「透光性封止部の前方部から外れた位置」という。

導光板５０は、その入光面側部５０ｂがケース２０の内部に開口部２３側から嵌入または挿入されている。そして、入光面５０ａをケース２０の段部２６ａ，２６ｂ，２６ｃに突き当てることによって位置決めされている。このとき、導光板５０の入光面５０ａとＬＥＤパッケージ１０の透光性封止部１６の先端面（発光面）１６ａとの間に一定の隙間Ｓが生じるように、段部２６ａ，２６ｂ，２６ｃの位置が設定されている。

反射シート６０、拡散シート６２およびプリズムシート６４，６５は、導光板５０の下面および上面にそれぞれ積層配置されている。

（作用・効果）
次に、本発明における面状照明装置１の作用・効果について説明する。
面状照明装置１は、ＬＥＤパッケージ１０から発せられた光を、導光板５０の入光面５０ａから導光板５０内に入射させ、その光を導光板５０の内部を伝播させつつ導光板５０の上面から均一に出射させるものである。

本発明では、ＬＥＤパッケージ１０と導光板５０の入光面側部５０ｂとを、箱型形状をした光反射機能を有するケース２０の内部に収納させたことから、ＬＥＤパッケージ１０から発せられた光を効率的に導光板５０に導くことができる。なお、ＬＥＤパッケージ１０を構成する透光性封止部１６の側方に漏れ出した光は、ケース２０に反射面２７ａ〜２７ｄを設けることにより、その反射面２７ａ〜２７ｄにて導光板５０の入光面５０ａ側に反射させ、照明光として有効利用することができる。また、導光板５０側からＬＥＤパッケージ１０側に向かって逆行する光は、ＬＥＤパッケージ１０を構成する絶縁性基板１２の裏面１２ｂに光の反射率の大きい金属材料を反射膜として設けることにより、その反射膜にて導光板５０側に反射させ、照明光として有効利用することができる。

また、本発明では、ＬＥＤチップ１４を実装する絶縁性基板１２の裏面１２ｂに直接ヒートシンクを隣接して配置させる構成としたことから、ＬＥＤチップ１４の発光にともなって発生する熱をヒートシンクが吸収することができ、ＬＥＤチップ１４の温度上昇を抑制することができる。これにより、ＬＥＤチップに比較的大きな電流を流すことができるとともに、ＬＥＤチップの寿命を延ばすことができる。さらに、ＬＥＤパッケージ１０に電力を供給するＦＰＣ４０を、絶縁性基板１２の実装面１２ａ側に配置させることにより、絶縁性基板１２の裏面３２ｂには配線部材を一切設けない構成としたことから、絶縁性基板１０の裏面１２ｂとヒートシンク３０とを、半田を含む熱伝導性に優れた導電性接着剤を用いて接合することができる。これにより、より放熱性を向上させることができる。

また、本発明では、ＬＥＤパッケージ１０に電力を供給するＦＰＣ４０を、基配線部４２と、基配線部４２から延びる細線状の枝配線部４４と、枝配線部に接続する端子部４６とから構成している。そして、基配線部をケース２０の外部に配置させるとともに、基配線部４２と端子部４６とをつなぐ枝配線部４４を、ケース２０の開口部２３側からケース２０の内部に引き込むようにして、ＦＰＣの端子部４６をＬＥＤパッケージ１０（絶縁性基板１２）の両端部に形成されたパッド１８に接続させている。これにより、枝配線部４４をケース２０の内部に収めることができ、装置の組み立て作業時における断線のおそれがなくなる。また、配線回りが整然と簡素化され、装置の組み立て作業性を向上させることができる。
この場合、ＦＰＣ４０がＬＥＤパッケージ１０の前方（出射方向）にも存在することになるが、ＦＰＣ４０の枝配線部４４をＬＥＤパッケージ１０の透光性封止部１６の前方部から外れた位置（本実施形態では、絶縁性基板３２の前方部からも離れた位置）に配置させることにより、ＬＥＤパッケージ１０から出射する光のＦＰＣ４０による吸収、およびそれにともなう発光スペクトルの変化が抑制される。

また、基配線部４２を、互いに略平行に配置された一対（２本）の基配線部４２（４２ａ，４２ｂ）から構成するともに、２本の基配線部４２を略垂直に連結する枝配線部４４（４４ａ〜４４ｄ）の略中央部に端子部４６（４６ａ〜４６ｄ）を設ける構成とすることができる。そして、一方の基配線部４２ａをケース２０の上側面部２１ｂの外面に貼り付け、他方の基配線部４２ｂを下側面部２１ｃの外面に貼り付けることができる。これにより、ＦＰＣの端子部４６の、基配線部４２の長手方向に対する変位が拘束されることから、ＦＰＣの端子部４６の位置が定まり易くなる。この結果、ＦＰＣの端子部４６をＬＥＤパッケージのパッド１８に位置合わせする作業が容易になり、ＦＰＣの端子部４６をＬＥＤパッケージのパッド１８に半田付けする際の作業性を向上させることができる。また、ケース２０の上下側面部２１ａ，２１ｂの形状と概ね相似して面積の広い基配線部４２ａ，４２ｂを、ケース２０の上側面部２１ｂおよび下側面部２１ｃの外面に貼り付けることにより、ＦＰＣ４０をケース２０に確実に固定することができる。また、このとき、配線パターンが形成された面が必然的にケースの外面に対向して固定されることから、配線パターンはＦＰＣ４０を構成する基材により覆われた状態となり、配線パターンの損傷を抑制することができる。

また、ケース２０の上側面部２１ｂ側または下側面部２１ｃに凹部２４ａを設け、その凹部２４ａにＦＰＣ４０の枝配線部４４を配置する構成とすることにより、ＦＰＣ４０の位置決めが容易になる。また、上側面部２１ｂ側または下側面部２１ｃの内面側に、枝配線部４４を収容するための溝２４ｂを設けた場合には、導光板５０とケース４０とを隙間なく嵌合することが可能となり、隙間からの光漏れを確実に防止することができる。

また、ケース２０に導光板５０の位置決め用の段部２６ａ、２６ｂ、２６ｃを設け、導光板５０の入光面５０ａとＬＥＤパッケージ１０を構成する透光性封止部１６の先端面１６ａとの間に所定の隙間を設けるように構成することができる。これにより、ＬＥＤチップ１４から発生する熱の導光板５０への伝達を抑制することができる。この結果、導光板５０の入光面５０ａに形成されている入光プリズムの変形を抑制することができる。なお、導光板５０とＬＥＤパッケージ１０との間に隙間を設ける構成とした場合には、ＬＥＤパッケージ１０から出射する光がその隙間から漏れるおそれがある。しかし、本実施形態では、導光板５０の入光面側部５０ｂを光反射機能を有するケース２０内に配置させていることから、隙間から漏れ出した光は、ケース２０にて反射され、照明光として有効利用することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい一実施形態について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではない。
例えば、ケース２０とヒートシンク３０とは、インサートモールド成形により一体成形されていてもよい。
また、電磁遮蔽のために面状照明装置１を金属フレーム（筐体）で覆う構成とする場合には、図９に示すように、ヒートシンク３０を金属フレーム６９と一体化させてもよい。ヒートシンク３０と金属フレーム６９との一体化は、ヒートシンク３０と金属フレーム６９とを溶接および接着などで接合して行なうことができる。また、金属フレーム６９を構成する光源側の折り曲げ部に、例えばプレス加工によって突起部３４を形成することにより、金属フレーム６９にヒートシンク３０を一体的に設ける構成としてもよい。これにより、ＬＥＤパッケージ１０から発生する熱を、ヒートシンク３０を介して面積の大きい金属フレーム６９に逃がすことができる。この結果、放熱面積が大きくなり、ヒートシンク４０の吸放熱性をより向上させることができる。
また、ケース２０の貫通孔２２は、ＬＥＤパッケージ１０の個数に対応して散在させて設ける必要はなく、連続した一つの貫通孔として設けるようにしてもよい。

また、ヒートシンク３０の突起部３４の上端面３４ａと、ＬＥＤパッケージ１０の絶縁性基板１２の裏面１２ｂとは、必ずしも接着固定する必要はない。例えば、突起部３４の上端面３４ａと絶縁性基板１２の裏面１２ｂとの間に、接着性を有しない熱伝導性のよい物質を介在させるようにしてもよい。この場合には、絶縁性基板１２の裏面１２ｂの両端（熱伝導性のよい物質が存在しない部位）を、ケース２０の背面部２１ａに接着固定するとよい。

また、図１０に示すように、ケース２０の下側面部２１ｃの先端側（開口部２３側）を導光板５０の入光面５０ａと対向する側端面に向かって突き出させて、導光板５０を載置する枠状または平面状の座部６８を設けることにより、導光板５０全体を収容するためのハウジングフレームの機能を有する構成としてもよい。
また、図１１に示すように、ケース２０の上側辺部２１ｂおよび下側辺部２１ｃの先端内側に段部２１ｂｂ，２１ｃｃを設け、本段部２１ｂｂ，２１ｃｃに反射シート６０、拡散シート６２およびプリズムシート６４，６５のそれぞれの一端側を挿入させる構成としてもよい。これにより、光学シート類も含めて、ケース２０に各構成部材を一体化させることができる。

さらに、ＦＰＣ４０を構成する基配線部４２の本数は２本に限定されるものではなく、１本であってもよい。すなわち、図５に示すＦＰＣ４０の展開形状において、基配線部４２ｂおよび枝配線部４４の約下半分をカットした構成である。この場合には、１本の基配線部４２がケース２０の上側辺部２１ｂまたは下側辺部２１ｃのいずれか一方に固定されることになる。基配線部４２が２本で構成されている場合と比べて、ＦＰＣ４０を構成する部材が約半分で足りる利点がある。
また、一つのＬＥＤパッケージ１０に実装されるＬＥＤチップ１４の数およびケース２０内に配置されるＬＥＤパッケージ１０の数も、上記実施形態に限定されるものではなく、ＬＥＤ１個当りの光量、照明領域の大きさ、および要求される照明輝度に応じて適宜選択されるものである。また、ＬＥＤチップ１４の種類についても、上記実施形態に限定されるものではない。
さらに、ケース２０の設けられる凹部２４ａ、溝２４ｂ、段部２６ａ〜２６ｃおよび傾斜面２７ａ〜２７ｄについては、適宜選択して適用されるものである。絶縁性基板１２の裏面１２ｂに成膜される金属反射膜についても同様である。

本発明の実施形態に係る面状照明装置の全体構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るＬＥＤパッケージを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図である。 本発明の実施形態に係るケースを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は横断面図、（Ｃ）は縦断面図である。 本発明の実施形態に係るヒートシンクを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図である。 本発明の実施形態に係るＦＰＣの展開図である。 本発明の実施形態に係る面状照明装置を組み付けた状態における要部を示す横断面図である。 本発明の実施形態に係る面状照明装置を組み付けた状態における要部を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係るＦＰＣとＬＥＤパッケージとの接合部分を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るヒートシンクの変形例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るケースの変形例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るケースの他の変形例を示す縦段面図である。 従来の線状照明装置を示す斜視図である。

符号の説明

１：面状照明装置、１０：ＬＥＤパッケージ、１２：絶縁性基板、１４：ＬＥＤチップ、１６：透光性封止部、１８：パッド、２０：ケース、２１ａ：背面部、２１ｂ：上側面部、２１ｃ：下側面部、２２：貫通孔、２３：開口部、２４ａ：凹部、２４ｂ：溝、２６ａ〜２６ｃ：段部、２７ａ〜２７ｄ：傾斜面、２９：収納部、３０：ヒートシンク、３２：基板部、３４：突起部４０：ＦＰＣ、４２（４２ａ，４２ｂ）：基配線部、４４（４４a〜４４ｄ）：枝配線部、４６（４６ａ〜４６ｄ）：端子部、５０：導光板、５０ａ：入光面、入光面側部：５０ｂ

Claims (14)

1. 絶縁性基板の一方の面上に、透光性封止部で覆われたＬＥＤと、該ＬＥＤを駆動するための配線とが設けられた複数のＬＥＤパッケージと、
   入光面に沿って前記ＬＥＤパッケージが配置される導光板と、
   前記ＬＥＤパッケージと前記導光板の入光面側部とを収納するケースと、
   前記ＬＥＤパッケージにおける前記絶縁性基板の他方の面に隣接して配置されるヒートシンクと、
   前記ケースの外部に配置される基配線部と、該基配線部に接続されるとともに、前記ケースにおける開口部の、透光性封止部の前方部から外れた位置から、前記ケースの内部に引き回すことによって、前記絶縁性基板の前記一方の面に端子部を介して電気的に接続される枝配線部とが形成されたフレキシブルプリント基板とを備えることを特徴とする面状照明装置。
2. 前記ヒートシンクは、基板部に一体化された複数の突起部を有し、該複数の突起部が前記ケースの背面部に形成された複数の貫通孔のそれぞれに挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記フレキシブルプリント基板は、互いに略平行に延びる一対の基配線部と、該一対の基配線部を連結する枝配線部と、該枝配線部の略中間部に接続する端子部とを有し、前記一対の基配線部は、前記ケースの上側面部および下側面部を挟むように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
4. 前記ケースの上側面部または下側面部には、前記枝配線部を位置決めするための凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の面状照明装置。
5. 前記ケースの上側面部または下側面部の内面には、前記ケースの開口部側から背面部側に延びる、前記枝配線部を収容するための溝が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の面状照明装置。
6. 前記ヒートシンクと前記絶縁性基板とは、導電性接着剤で接合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項に記載の面状照明装置。
7. 前記絶縁性基板の他方の面には、光の反射率が高い金属材料が成膜されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の面状照明装置。
8. 前記ヒートシンクと前記絶縁性基板とは、半田付けされていることを特徴とする請求項７に記載の面状照明装置。
9. 前記ケースには、前記導光板の入光面と前記ＬＥＤパッケージの透光性封止部の先端面との間に所定の隙間が形成されるように、前記導光板の位置決め用の段部が形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の面状照明装置。
10. 前記ケースには、前記ＬＥＤパッケージの側方に傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の面状照明装置。
11. 前記ケースと前記ヒートシンクとは、インサートモールド成形により一体化されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の面状照明装置。
12. 前記ヒートシンクが、前記導光板と前記ケースとを覆う金属フレームと一体化されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の面状照明装置。
13. 前記ＬＥＤチップが、直列配線されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の面状照明装置。
14. 前記ケースの下側面部を、前記導光板の入光面と対向する側端面に向かって延ばすことによって、前記下側面部に前記導光板を保持する座部が設けられていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の面状照明装置。

Images