JP2005310696A - 光源モジュール及び面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来は、フレキシブルプリント基板の上に発光部品を直接に実装していたので、面光源装置の品種が多数となり、在庫スペースが大きくなり、在庫リスクも大きかった。また、ユーザーにとっては、面光源装置の発注から納品までの期間が長かった。
【解決手段】 光源モジュール２２には発光部品３０を取り付けてある。光源モジュール２２の前面には、導光板２３の被連結部２７と連結させて光源モジュール２２を導光板２３に固定するための連結部３２が設けられている。また、光源モジュール２２の両端部には、ハンダを用いることなくフレキシブルプリント基板３８を接続することのできるコネクタ３９が設けられている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光源モジュール及び面光源装置に関する。特に、本発明は導光板と組み合わせて面光源装置を構成するための光源モジュールに関する。

図１は従来の面光源装置を示す平面図であり、図２はその断面図である。従来の面光源装置にあっては、ＬＥＤ（発光ダイオード）を内蔵した発光部品１１は、予めフレキシブルプリント基板１２にハンダ付けすることにより１個ないし複数個実装されている。フレキシブルプリント基板１２は、発光部品１１を導光板１３の端面（光入射面）に当接させるようにして、かしめ構造又は粘着テープ等で導光板１３に固定されている。浅い箱状をした合成樹脂製ホルダー１４内には、反射シート１５、導光板１３、拡散板１６、枠状をしたリムシート１７が重ねて納められており、フレキシブルプリント基板１２も導光板１３とホルダー１４の縁との間に納められている。この面光源装置は、液晶表示パネルの背面に配置してバックライトとして使用される。

しかし、このような面光源装置の部品のうちフレキシブルプリント基板は、液晶表示装置の用途や組み込まれる製品毎に様々な形状と寸法のものが要求される。例えば、製品のコンパクト化のためには、できるだけフレキシブルプリント基板の引き回し距離を短くすることが要求される。また、できるだけ他の部品の間の隙間を通してフレキシブルプリント基板を配線する必要がある。そのため、フレキシブルプリント基板は、面光源装置が組み込まれる各製品毎に引き回し距離や形状が多様である。

従って、フレキシブルプリント基板に発光部品がハンダ付けされた従来の面光源装置では、多種多様なフレキシブル基板に対応して面光源装置の種類も多種多様にならざるを得ず、このようなユーザーの要求に応えようとすると、多種多様な面光源装置を製品化して在庫しておくか、受注生産方式をとるかする必要がある。前者のように多種多様な面光源装置を用意しておく方法では、その製造ラインの規模増大、在庫スペース、在庫リスクなどのためにコストが高くつく。また、多種多様な面光源装置をラインナップしてあっても、必ずしもユーザーが必要とする製品が見つからないという問題がある。

また、後者のように受注生産方式をとる場合には、ユーザー側にとってみれば、発注から納品までの製作リードタイムが長くなり、製品化が遅れるという問題がある。例えば、携帯電話等の新製品の設計が完了してから、実際に新製品が組み立てられるまでの流れを簡単に説明すると、次のようになる。携帯電話等の新製品の設計が完了した場合、携帯電話のメーカー（以下、ユーザーという。）では、その製品に応じてフレキシブルプリント基板の形状や導光板のサイズ、出射面輝度などを設計し、それを要求仕様として面光源装置メーカーに面光源装置を発注する。面光源装置メーカーでは、その要求仕様と自社製の発光部品や導光板の構造を考慮してフレキシブルプリント基板の詳細設計を行ってユーザーに承認を求め、ユーザーから承認が下りると、フレキシブルプリント基板の製造部門または製造メーカーにフレキシブルプリント基板を発注する。そして、フレキシブルプリント基板等の部品が納品されると、これらを組み立てて面光源装置を製作し、検査した後にユーザーに納品する。ユーザーでは、その面光源装置を用いて携帯電話等を組み立てる。

ここで、面光源装置が注文されてから実際に納品されるまでの期間は、他の携帯電話用部品の納品期間に比べて長い。これは、フレキシブルプリント基板の注文から納品までの期間が長いためである。このようにフレキシブルプリント基板の納品までの期間が長いうえ、面光源装置メーカーとユーザーとの間で面光源装置の詳細仕様の決定までに時間が掛かると、ますます面光源装置が納品されるまでの期間が長くなり、ユーザーにおける製品の出荷時期が遅くなるのである。特に、面光源装置のような周辺部品の設計は、携帯電話等の設計作業の最終段階で行われることもあり、その場合には、ますます他の部品に比べて面光源装置の部品調達が遅くなる。

また、面光源装置のフレキシブルプリント基板の設計変更や仕様変更があった場合も、携帯電話等のメーカーでは、その都度面光源装置のメーカーを通じて設計変更を行わなければならないので、所要期間が長くなっていた。

なお、上記のようにフレキシブルプリント基板にＬＥＤを実装した面光源装置に関する文献としては、例えば特許文献１が知られている。また、プリント基板にＬＥＤを実装した別な構造の面光源装置としては、特許文献２に開示されたものがある。

特願２００３−２０４５７０ 特開２００３−２１５５４６号公報

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源モジュールに配線基板接続用のコネクタを設けることにより、上記のような問題を解決することにある。

本発明にかかる光源モジュールは、光を放出して導光板に光を供給するための発光素子を備えた光源モジュールであって、配線部材を接続するためのコネクタと、前記コネクタと前記発光素子とを導通させるための導電性ベースとを備えたことを特徴としている。

本発明の光源モジュールは、発光素子とフレキシブルプリント基板等の配線部材とを分離させ、発光素子を備えた光源モジュールには、コネクタによって配線部材を後から接続できるようにしている。従って、用途によって多様な形状を有する配線部材を分離したことによって、光源モジュールの品種を少なくすることができる。よって、光源モジュールの在庫量が少なくて済み、在庫スペースを小さくでき、在庫リスクも軽減することができる。また、面光源装置のユーザーにとっては、配線部材を自己調達して光源モジュールと接続することが可能になるので、面光源装置の入手期間を短縮することができる。特に、新製品の開発の場合では、新製品の出荷時期を早めることが可能になる。

本発明の光源モジュールのある実施態様では、前記発光素子は発光部品内に納められており、前記発光部品を前記導電性ベースに実装されている。このような実施態様では、市販の発光部品を用いることができるので、光源モジュールの製造が容易になる。

前記発光部品を前記導電性ベースに設けられた発光部品実装部の上に実装する場合においては、前記発光部品実装部の発光部品載置面を凹設することにより、光源モジュールの高さ（厚み）を小さくすることができる。

また、前記発光部品と前記導電性ベースを接続する場合、前記発光部品の側面で接続すれば、導電性ベースやハンダなどの上に発光部品が重ならないようにでき、光源モジュールの高さを小さくすることができる。

前記発光部品は、合成樹脂製のハウジング内にインサート成形してもよい。発光部品をインサートすることにより光源モジュールの組立てが容易になる。

本発明の別な実施態様においては、前記発光素子を前記導電性ベース上に実装し、合成樹脂製のハウジング内にインサート成形している。この実施態様によれば、ＬＥＤ等の発光素子を直接導電性ベース上に実装しているので、光源モジュールの組立工数が少なくなり、また、光源モジュールの小型化、薄型化が可能となる。

また、このとき前記発光素子を透明樹脂部内に封止成形されたうえで、ハウジング内にインサート成形すれば、発光素子の光を容易に外部へ取り出すことができる。

本発明のさらに別な実施態様においては、前記コネクタに接続された配線部材を解放可能にしている。従って、配線部材をコネクタに接続した後でも、再び配線部材をコネクタから外すことができ、光源モジュールや面光源装置の修理や再利用が可能になる。

本発明のさらに別な実施態様においては、前記発光部品を納めるための発光部品収納部を設け、発光部品の前面の一部を当接させることにより発光部品の前後方向の位置決めを行う位置決め面を前記発光部品収納部内に設けている。従って、発光部品を位置決め面に当接させることにより、発光部品を精度よく位置決めすることができる。

本発明にかかる面光源装置は、本発明にかかる光源モジュールと、光源モジュールから放出された光を光入射面から導入し、その光を面状に広げて光出射面から出射させる導光板とを備えたことを特徴としている。

本発明の面光源装置は、発光素子とフレキシブルプリント基板等の配線部材とを分離させ、発光素子を備えた光源モジュールには、コネクタによって配線部材を後から接続できるようにしている。従って、用途によって多様な形状を有する配線部材を分離したことによって、面光源装置の品種を少なくすることができる。よって、面光源装置の在庫量が少なくて済み、在庫スペースを小さくでき、在庫リスクも軽減することができる。また、面光源装置のユーザーにとっては、配線部材を自己調達して光源モジュールと接続することが可能になるので、面光源装置の入手期間を短縮することができる。特に、新製品の開発の場合では、新製品の出荷時期を早めることが可能になる。

本発明の面光源装置のある実施態様においては、前記光源モジュールに連結部を設け、前記導光板に前記連結部と結合する被連結部を設け、連結部と被連結部とを結合させることにより前記導光板に前記光源モジュールを固定している。よって、容易に導光板と光源モジュールとを組み立てることができる。また、導光板と光源モジュールとの位置決めも容易になる。

本発明の面光源装置の別な実施態様においては、前記光源モジュールと前記導光板とを互いに位置決めするための位置決め手段を備えているので、精度良く光源モジュールの位置決めを行うことができる。

特に、導光板と光源モジュールとの位置決め後において、光源モジュールの光放出面と導光板の光入射面との距離が、０.０５ｍｍ以下となるようにすれば、面光源装置の中央輝度の低下を少なくでき、輝度ムラも低減できる。

また、本発明の面光源装置のさらに別な実施態様においては、前記導光板は、内部を導光する光を反射させることによって光出射面から出射させるためのパターンを備え、前記パターンはある点を中心とする同心円上に配置されている。このようなパターンを用いれば、発光素子が狭い領域に局在したいわゆる点光源の場合においても光出射面から出射される光の輝度を高くすることができると共に光の利用効率を向上させることができる。

なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものでないことは勿論である。

図３は本発明の一実施例による面光源装置２１を示す斜視図、図４はその分解斜視図である。この面光源装置２１は、光源モジュール２２、導光板２３、リムシート２４等から構成されている。導光板２３は、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネイト樹脂等の屈折率の高い透明樹脂材料によって形成されており、導光板２３の下面には導光板２３内を導光する光を反射させて上面（光出射面）から出射させるためのパターン２３Ａが形成されている。パターンは、三角プリズム状をした微細な凹凸を導光板２３の下面に多数設けたものであり、各パターンは光源モジュール２２の発光点をほぼ中心とする同心円の上に配置されており、光源モジュール２２に近い領域ではパターン密度が小さく、光源モジュール２２から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなっており、それによって導光板２３の上面における輝度の均一化を図っている。

よって、光源モジュール２２から出射された光は、導光板２３の側面（光入射面）から導光板２３内に入射し、導光板２３内を導光しながら少しずつ上面から出射され、導光板２３の上面からはほぼ均一に光が出射される。リムシート２４は、枠状に形成されており、導光板２３の上面の周辺部、特に導光板２３下面にパターンの形成されていない領域を覆っている。なお、導光板２３の下面には、必要に応じて反射シート２５が設けられ、導光板２３とリムシート２４との間には、必要に応じて拡散シート２６やプリズムシート等が設けられる。

導光板２３の端面には、基部が細く先端部で幅広となった一対の被連結部２７が設けられ、被連結部２７間には台形状をした光入射部２８が設けられている。光入射部２８はその中央部が光入射面となっており、その両側に斜面が形成されている。平面視においては、被連結部２７の両側斜面の延長線２９（図３及び図４において１点鎖線で示す。）は、リムシート２４の内周面のコーナーよりも外側で、導光板２３下面のパターンを形成されている領域３３（これをパターン形成領域といい、図４において２点鎖線で示す。）のコーナーよりも内側を通過している。これにより、パターン形成領域３３よりも外側に向けて光入射面から入射した光を、被連結部２７の斜面で反射させてパターン形成領域３３に集め、光のロスを少なくしている。

一方、光源モジュール２２の前面中央部は台形状に引っ込んでおり、その中央には発光部品３０が実装されている。発光部品３０の両側では、それぞれ略台形の押当部３１が前方へ向けて突出しており、押当部３１の端部には、入口が狭く奥で幅広となった連結部３２が凹設されている。

しかして、光源モジュール２２の連結部３２内に上方から導光板２３の被連結部２７を嵌め込んで嵌合させることにより、図３のように導光板２３と光源モジュール２２とが連結されて一体化される。このとき連結部３２に被連結部２７を嵌め込み易いように、連結部３２の上面側の縁は角を落としてある。導光板２３の光入射部２８は光源モジュール２２の押当部３１間に嵌まり込んでおり、押当部３１の斜面は光入射部２８の斜面に圧接している。また、連結部３２と被連結部２７とを結合させて光源モジュール２２を導光板２３の側面に固定した状態では、発光部品３０の前面は導光板２３の光入射部２８に対向している。

図５は光源モジュール２２の正面側からの斜視図、図６は光源モジュール２２の背面側からの斜視図である。光源モジュール２２は、導電性材料からなるコンタクト（導電性ベース）３４と、コンタクト３４に取り付けられた合成樹脂製のハウジング３５と、ハウジング３５に回動自在に取り付けられたコネクタつまみ３６と、コンタクト３４に実装された発光部品３０及びツェナーダイオード３７とによって構成されている。

まず、コンタクト３４の構造を説明する。図７はコンタクト３４の斜視図、図８（ａ）（ｂ）はコンタクト３４の平面図及び正面図である。コンタクト３４は、隙間をあけてほぼ平行に配置された第１のコンタクトパーツ３４Ａと第２のコンタクトパーツ３４Ｂによって構成されており、いずれも金属板をプレス加工して成形されている。両コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂの両端部にはそれぞれコネクタ３９が設けられている。コネクタ３９は、フレキシブルプリント基板３８を掴んで各コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂをフレキシブルプリント基板３８の配線と電気的に接続させるためにある。コンタクト３４の左右のうち一方にだけコネクタ３９を設け、右側にフレキシブルプリント基板３８を接続するタイプのものと、左側にフレキシブルプリント基板３８を接続するタイプのものとに分けてもよいが、図７に示すように両側にコネクタ３９を設けておくことにより、品種を少なくできる。

また、両コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂにはそれぞれ、発光部品３０を実装するための発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂが左右に対向するように設けられ、ツェナーダイオード３７を実装するためのツェナーダイオード実装部４１Ａ、４１Ｂが前後に対向するように設けられている。発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂは、上面を窪ませて板厚を薄くしている。これは、板厚の薄い部分に発光部品３０を実装することにより、光源モジュール２２の高さ（厚み）が小さくなるようにしたものである。符号４２Ａ、４２Ｂで示すものは、両コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂにハウジング３５を取り付けるための２組の係合片である。係合片４２Ａ、４２Ｂは、ワンタッチでハウジング３５を組み付けられる構造となっているが、ネジなどを用いてハウジング３５を取り付けられるようにしても差し支えない。

コンタクト３４の上に取り付けられたハウジング３５の中央部には、前方及び上下に開口した凹所、すなわち発光部品収納部４３が設けられており、発光部品収納部４３内に発光部品３０を集めて発光部品３０をコンタクト３４に実装している。図９は発光部品３０の構造を示す斜視図である。発光部品３０は、ＬＥＤ等の発光素子４４（ベアチップ）を透明樹脂部４５内に封止し、透明樹脂部４５の上下左右の面及び背面を白色樹脂からなる被覆部４６で覆って透明樹脂部４５の前面（光放出面）を被覆部４６から露出させたものである。また、被覆部４６の左右両側には、側面から下面にかけて略Ｌ形をした外部端子４７が設けられており、両外部端子４７は発光素子４４の両電極に導通している。

図１０はハウジング３５に実装された発光部品３０を示す平面図、図１１（ａ）は図１０のＸ−Ｘ線断面図、図１１（ｂ）は図１０のＹ−Ｙ線断面図である。発光部品収納部４３の両側面には凹部４８が形成されており、凹部４８の前面が位置決め面４９となっている。また、凹部４８内の一方側面には凸部５０が突設され、凹部４８内の背面には一対の凸曲部５１が形成されている。

この発光部品収納部４３内に上方から発光部品３０が押し込むと、発光部品３０の外部端子４７が発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂの板厚の薄い部分の上に乗るので、図１１に示すように、発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂと外部端子４７の下面との間をハンダ５２で接合することにより、発光部品３０がコンタクト３４に接続される。また、凸部５０が発光部品３０の一方側面に押し当てられることにより、発光部品３０の他方側面が発光部品収納部４３の側面に押し付けられ、発光部品３０の左右方向のがたつきを防止されると共に、発光部品収納部４３内において発光部品３０が左右方向の位置決めをされる。さらに、凸曲部５１が発光部品３０の背面に押し当てられることにより、外部端子４７の前面が位置決め面４９に押し付けられ、発光部品３０の前後方向のがたつきを防止されると共に、発光部品収納部４３内において発光部品３０が前後方向で位置決めされる。このとき、発光部品３０の背面に設けられた凸部５３は、凸曲部５１間に嵌まり込んでいる。

また、ハウジング３５には、ツェナーダイオード３７を納めるためのツェナーダイオード収納部５４が開口しており、ツェナーダイオード収納部５４からはツェナーダイオード実装部４１Ａ、４１Ｂが露出している。従って、このツェナーダイオード収納部５４内にツェナーダイオード３７を納めてツェナーダイオード実装部４１Ａ、４１Ｂにツェナーダイオード３７をハンダ付けすることによってコンタクト３４にツェナーダイオード３７が実装される。

図１２は導光板２３に取り付けられた光源モジュール２２を表している。発光部品収納部４３の両側に設けられた押当部３１の前面は、導光板２３の光入射部２８の斜面と同じ傾きを有しているので、押当部３１に設けられている連結部３２に導光板２３の被連結部２７を押し込んで連結部３２と被連結部２７を係合させると、図１０に示すように、光源モジュール２２が導光板２３に引き付けられて押当部３１の前面が光入射部２８の斜面に圧接される。こうして押当部３１の前面と光入射部２８の斜面とが圧接することにより光源モジュール２２が左右方向で位置決めされ、発光部品収納部４３内で位置決めされている発光部品３０の中心が光入射部２８の前面（光入射面）の中心とが一致するように発光部品３０が位置決めされる。また、導光板２３に対して光源モジュール２２の回転方向における位置決めも精度良く行うことができる。

こうして光源モジュール２２を取り付けることによって光源モジュール２２は導光板２３に対して前後方向でも位置決めされる。発光部品３０は、外部端子４７の前面が位置決め面４９に押し付けられて前後方向で位置決めされているので、図１０に示す光入射部２８の前面と発光部品３０の前面との距離ｄも所定距離に保たれる。

図１３は、光入射部２８前面と発光部品３０前面との距離ｄ（離間距離という。）を変化させたときの、導光板２３の光出射面における輝度ムラ（輝度のばらつき）の大きさと、光出射面の中央の相対輝度の変化を表している。ここに示されているように、離間距離ｄが大きくなると、導光板２３の光出射面における中央の相対輝度が低下し、輝度ムラは大きくなる。特に、図１３によれば、離間距離ｄが０.０５ｍｍより大きくなると急激に中央相対輝度の低下と輝度ムラが大きくなる。従って、離間距離ｄは０.０５ｍｍ以下が望ましい。一方、光入射部２８の前面と発光部品３０の前面が接触すると、干渉縞が発生する恐れがある。したがって、本実施例のような構造によれば、光入射部２８の前面と発光部品３０の前面とを接触させることなく、その離間距離ｄを０.０５ｍｍ以下に保つことが望ましい。

さらに、図５及び図６に示すように、押当部３１の側端面には、係合凸部５５が突出している。一方、図１２に示すように、導光板２３においては、被連結部２７の外側にそれぞれ突出部５６が設けられており、突出部５６の内側面に凹部５７が凹設されている。そして、図１２の円内に拡大して示しているように、係合凸部５５が凹部５７の前面に当接することによって、押当部３１の端部が導光板２３側に引き付けられている。

図５及び図６に示すように、ハウジング３５の両端部には、フレキシブルプリント基板３８を挿入してコネクタ３９に接続するための基板挿入口５８が開口されている。コネクタ３９は、図８（ｂ）に示すように、一対のクリップ６１Ａ、６１Ｂと梃子６２とを有している。一方のクリップ６１Ａは、支持部６３を介してコンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂに固定されている。他方のクリップ６１Ｂは、支点部６４によって基部を支持されており、クリップ６１Ｂの基部から梃子６２が延出されている。しかして、梃子６２に負荷が掛かっていない場合には、クリップ６１Ａ、６２Ｂ間の隙間はフレキシブルプリント基板３８の厚みよりも大きくなっており、梃子６２を上に押し上げるとクリップ６１Ｂの先が下に下がってクリップ６１Ａ、３１Ｂ間が狭くなるようになっている（図１５参照）。

コネクタ３９はコネクタつまみ３６によって開閉されるようになっている。コネクタつまみ３６はハウジング３５の上面に設けられており、ドライバ等の工具で図１４に示すように起こすことができる。コネクタつまみ３６を起こした状態では、コネクタ３９のクリップ６１Ａ、６１ｂ間が開き、コネクタつまみ３６を倒した状態では、クリップ６１Ａ、６１Ｂ間が閉じるようになっている。図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はこの機構を示す概略図である。コネクタつまみ３６は、コネクタ３９の支持部６３上面に設けられた半円状の溝部６６によって軸部６５を回動可能に支持されている。コネクタつまみ３６の基部は、断面略円弧状に湾曲又は屈曲した作用部６７となっており、作用部６７の先端は梃子６２の下面と対向している。また、軸部６５は、作用部６７の外面に設けられている。

しかして、図１５（ａ）に示すように、コネクタつまみ３６を起こした状態では、作用部６７は梃子６２から離れているので、クリップ６１Ａ、６１Ｂ間は開いている。このとき、図１５（ｂ）に示すように、基板挿入口５８からフレキシブルプリント基板３８が挿入されると、フレキシブルプリント基板３８はクリップ６１Ａ、６１Ｂ間に入り込む。

ついで、コネクタつまみ３６を倒すと、図１５（ｃ）に示すように、コネクタつまみ３６は軸部６５を中心として回動し、作用部６７の先端が梃子６２の下面に当たる。さらにコネクタつまみ３６を水平になるまで押し下げると、作用部６７によって梃子６２が押し上げられ、それによってクリップ６１Ｂの先端は支点部６４を支点として下がる。その結果、図１５（ｄ）に示すように、クリップ６１Ａ、６１Ｂ間が閉じてクリップ６１Ａ、６１Ｂ間にフレキシブルプリント基板３８が把持されると共にフレキシブルプリント基板３８の配線５９と各コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂとが電気的に接続される。そして、導光板２３に取り付けられた光源モジュール２２にフレキシブルプリント基板３８が接続されることにより面光源装置２１が完成する。なお、図５又は図６に示す６０は、工具を差し込んで係合片４２Ａ、４２Ｂをハウジング３５から外すための孔である。

次に、図１６（ａ）〜（ｄ）により上記光源モジュール２２の組立手順を説明する。まず、ハウジング３５にコネクタつまみ３６を取り付けた（図１６（ａ））後、ハウジング３５の下面にコンタクト３４（コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂ）を取り付ける（図１６（ｂ））。ついで、コンタクト３４の発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂとツェナーダイオード実装部４１Ａ、４１Ｂの上にハンダ５２を塗布し（図１６（ｃ））、発光部品収納部４３内に発光部品３０を嵌め込んで、発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂの上に発光部品３０を重ねる。また、ツェナーダイオード収納部５４内にツェナーダイオード３７を納めてツェナーダイオード実装部４１Ａ、４１Ｂの上にツェナーダイオード３７を重ねる。この後、光源モジュール２２をリフロー炉に入れてハンダ５２をリフローさせ、発光部品３０及びツェナーダイオード３７をコンタクト３４に実装する（図１６（ｄ））。

図１７はこのようにして完成された光源モジュール２２の回路構成を示す図である。発光部品３０及びツェナーダイオード３７は、コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂ間に並列に接続されており、コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂからはそれぞれ２つのコネクタ３９が引き出されていて右側のコネクタ対と左側のコネクタ対が構成されている。従って、フレキシブルプリント基板３８は、右側に位置するコネクタ３９に接続することもでき、左側に位置するコネクタ３９に接続することもできる。また、発光部品３０には、並列にツェナーダイオード３７が接続されているので、コネクタ３９から過電流やサージ電流などが流れ込んだ場合には、ツェナーダイオード３７に過電流等が流れ、発光部品３０が保護される。

また、この光源モジュール２２では、金属板からなるコンタクト３４を用いているので、フレキシブルプリント基板の上に発光部品を実装した従来例に比べて放熱性が良好となる。図１８は、３５μｍ厚の銅箔を貼ったフレキシブルプリント基板に電流を流したときと、１００μｍ厚の銅箔に電流を流したときとの、通電電流と温度上昇ΔＴとの関係を計測した結果を示す図である。このようにフレキシブル基板よりも厚みの大きな銅箔の方が放熱効果が優れているので、本実施例のように金属板からなるコンタクト３４を用いることにより放熱性を良好にでき、光源モジュール２２の温度上昇を抑えることができる。

本実施例の面光源装置２１にあっては、発光部品３０とフレキシブルプリント基板３８とを分離し、光源モジュール２２に設けたコネクタ３９によって発光部品３０とフレキシブルプリント基板３８とを接続できるようにしているので、面光源装置に要求される仕様に応じたフレキシブルプリント基板３８を光源モジュール２２に接続することができる。よって、フレキシブルプリント基板３８だけを多種類製造するか、受注生産とするだけでよく、光源モジュール２２、もしくはフレキシブルプリント基板３８を除く面光源装置２１の共通化を図ることができ、光源モジュール２２や面光源装置２１の品種や在庫点数を減らし、光源モジュール２２等の在庫リスクを小さくすることができる。

また、面光源装置２１のユーザーにおいては、この光源モジュール２２を用いることにより、液晶表示パネル等を用いた新製品の開発から製品出荷までのリードタイムを短くすることが可能になる。例えば、ユーザーで携帯電話等の新製品の設計を行なう場合には、面光源装置メーカーから公表されている光源モジュール２２のデータ（特にコネクタ３９の接続のための仕様）を考慮してフレキシブルプリント基板３８の形状を設計する。そして、フレキシブルプリント基板３８を内製するか、直接フレキシブルプリント基板３８のメーカーに発注し、また、面光源装置メーカーには、導光板２３のサイズ等を指定してフレキシブルプリント基板３８を除いた面光源装置２１を発注する。これにより、面光源装置メーカーにおいてはフレキシブルプリント基板３８を詳細設計して製作する必要がなくなるので、納期を極めて短くすることができる。また、ユーザーにおいても、フレキシブルプリント基板３８の詳細を決定するために面光源装置メーカーと打ち合わせを行なう必要がなくなり、速やかにフレキシブルプリント基板３８を発注することができるので、ユーザー側において光源モジュール２２とフレキシブルプリント基板３８とを接続する作業が必要になったとしても、新製品の出荷までのリードタイムは短縮可能となる。

また、発光部品３０とフレキシブルプリント基板３８を分離し、後からフレキシブルプリント基板３８だけを接続することができるようにすることで、液晶表示パネル用のフレキシブルプリント基板と面光源装置用のフレキシブルプリント基板とを一体化することができる。

従来においては、液晶表示パネル用のフレキシブルプリント基板は液晶表示パネルのメーカーで作製し、面光源装置用のフレキシブルプリント基板は面光源装置のメーカーで作製していたので、図１９に示すように、液晶表示パネル６８につなぐフレキシブルプリント基板６９と面光源装置の発光部品１１につなぐフレキシブルプリント基板１２を別々に製作しなければならなかった。また、液晶表示パネル用の制御回路７０と面光源装置用の制御回路７１も別々に製作されていた。

これに対し、本発明の光源モジュール２２を用いる場合には、面光源装置２１のフレキシブルプリント基板３８をユーザー側で調達することが可能になるので、図２０（ａ）に示すように、液晶表示パネル６８につなぐフレキシブルプリント基板６９と面光源装置２１につなぐフレキシブルプリント基板３８を１枚のフレキシブルプリント基板７２で構成することが可能になる。さらに、液晶表示パネル用の制御回路７０と面光源装置用の制御回路７１も１枚の基板７３上にまとめることが可能になる。

なお、上記実施例では、光源モジュール２２には１個の発光部品３０が実装されていたが、光源モジュール２２に複数個の発光部品３０を実装してもよい。例えば、図２１は３個の発光部品３０を一定の間隔をあけて実装した光源モジュール２２を示している。図２２は図２１の光源モジュール２２の回路図であって、複数個の発光部品３０が直列に接続されているが、並列に接続されていてもよい。

図２３は本発明の別な実施例にかかる面光源装置２１を示す平面図、図２４は図２３の一部を拡大した図である。また、図２５（ａ）（ｂ）は導光板２３の光入射部２８の近傍を示す平面図及び正面図、図２５（ｃ）（ｄ）は光源モジュール２２の背面図及び平面図である。この実施例に示す面光源装置２１は、導光板２３のコーナー近傍に光源モジュール２２を配置し、発光部品３０から導光板２３の対角方向に向けて光を入射させるようにしたものである。

図２５（ａ）（ｂ）に示すように、台形状をした光入射部２８は、導光板２３のコーナー近傍に設けられており、光入射部２８に隣接してその一方に被連結部２７が突設されている。また、光入射部２８の他方には連結用孔７４を穿孔してあり、連結用孔７４を穿孔されている部分の裏面側を切り欠いて板厚を薄くしている。

一方、光源モジュール２２は、図２５（ｃ）（ｄ）に示すように、被連結部２７の中央部と対向する位置に発光部品３０が納められており、その両側には前面が傾斜した押当部３１が設けられている。導光板２３の連結用孔７４と対向する位置において、ハウジング３５の端部上面が切り欠かれて板厚が薄くなっており、その上面に連結用軸７５が立設されている。また、導光板２３の被連結部２７と対向する位置において、ハウジング３５には連結部３２が設けられており、連結部３２が設けられている側だけにコネクタ３９やコネクタつまみ３６、基板挿入口５８などが設けられている。

しかして、光源モジュール２２の連結用軸７５を導光板２３の連結用孔７４に下方から挿入すると共に、導光板２３の被連結部２７を光源モジュール２２の連結部３２に上方から嵌め込み、図２４に示すように、導光板２３のコーナー部分に光源モジュール２２を固定する。フレキシブルプリント基板３８は、基板挿入口５８から光源モジュール２２内に挿入されてコネクタ３９に結合される。

図２６（ａ）は本発明のさらに別な実施例による光源モジュール２２の内部構造を示す概略平面図、図２６（ｂ）は当該光源モジュール２２の概略断面図である。この実施例は、光源モジュール２２内に発光部品３０をインサート成形したものである。

コンタクトパーツ３４Ａの一方端部にはコネクタ３９が設けられ、他方端部には発光部品実装部４０Ａが垂直に立ち上げられており、発光部品実装部４０Ａの先端には接点７６が設けられている。同様に、コンタクトパーツ３４Ｂの一方端部にはコネクタ３９が設けられ、他方端部には発光部品実装部４０Ｂが垂直に立ち上げられており、発光部品実装部４０Ｂの先端には接点７６が設けられている。コンタクトパーツ３４Ａのコネクタ３９とコンタクトパーツ３４Ｂのコネクタ３９は基板挿入口５８内において平行に配置されており、コンタクトパーツ３４Ａの発光部品実装部４０Ａとコンタクトパーツ３４Ｂの発光部品実装部４０Ｂは発光部品３０の幅よりも若干小さな間隔をあけて互いに対向させられている。発光部品３０は発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂ間に圧入されており、発光部品実装部４０Ａの接点７６は発光部品３０の一方の外部端子４７に圧接し、発光部品実装部４０Ｂの接点７６は発光部品３０の他方の外部端子４７に圧接している。

ここで、発光部品３０は、第１の実施例のようにコンタクト３４の上には乗っておらず、発光部品実装部４０Ａ及び４０Ｂ間に嵌まり込んでいて、発光部品３０の下面とコンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂの下面とは同一水平面上に位置している。発光部品３０及びコンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂは、この状態を保ったままでハウジング成形用の金型内にセットされ、ハウジング３５の樹脂内にインサートされる。ハウジング３５の高さは発光部品３０の高さと同じ高さに成形されており、発光部品３０の上面及び下面はハウジング３５から露出している。

従来例では、光源モジュールの高さは、
発光部品１１の高さ＋ハンダの厚み＋フレキシブルプリント基板１２の厚み
となっていたが、この実施例によれば、
光源モジュール２２の高さ＝発光部品３０の高さ
となり、光源モジュール２２を薄型化することができる。例えば、発光部品の高さを０.６〜１.０ｍｍ、ハンダの厚みを０.０５ｍｍ、フレキシブルプリント基板の厚みを０.１〜０.１５ｍｍとすれば、本実施例の光源モジュール２２では、その高さを約１５％削減できる。

この実施例では、発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂはその接点構造によって外部端子４７に弾性的に接触して外部端子４７と電気的に導通しているだけであるが、ハウジング３５にインサート成形することによって発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂと発光部品３０との間にも樹脂が回り込むので外力の影響を受けにくくなり、発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂと外部端子４７との電気的な接触が不安定になる恐れは小さい。

なお、図２６（ａ）（ｂ）では、光源モジュール２２を導光板２３に取り付けるための連結部３２や被連結部２７等は省略している。また、コネクタ３９は片側にしか設けていないが、両方に設けても差し支えない。

図２７はコンタクト３４に直接発光素子４４を実装した本発明のさらに別な実施例を示している。この実施例では、コンタクトパーツ３４Ａ、３４Ｂの発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂをいずれも垂直に立ち上げている。そして、一方の発光部品実装部４０Ａの前面に面発光型のＬＥＤ等の発光素子４４（ベアチップ）をダイボンドし、発光素子４４と発光部品実装部４０Ｂとの間をボンディングワイヤ７７によって接続している。発光素子４４は、発光部品実装部４０Ａ、４０Ｂやボンディングワイヤ７７と共に透明樹脂部４５内に封止され、発光部品３０がコンタクト３４と一体に作られる。さらに、透明樹脂部４５の前面を露出させるようにして、コンタクト３４の上に不透明な樹脂によってハウジング３５を一体成形し、光源モジュール２２が製作される。

従来の面光源装置を示す平面図である。 同上の面光源装置の断面図である。 本発明の一実施例による面光源装置を示す斜視図である。 同上の面光源装置の分解斜視図である。 図３は本発明の一実施例による光源モジュールの正面側からの斜視図である。 同上の光源モジュールの背面側からの斜視図である。 図５に示す光源モジュールに用いられているコンタクトの斜視図である。 （ａ）（ｂ）は同上のコンタクトの平面図及び正面図である。 発光部品の構造を示す斜視図である。 図５の光源モジュールにおいて、ハウジングに実装された発光部品を示す平面図である。 （ａ）は図１０のＸ−Ｘ線断面図、（ｂ）は図１０のＹ−Ｙ線断面図である。 導光板に取り付けられた光源モジュールを示す一部破断した平面図である。 光入射部と発光部品との離間距離ｄを変化させたときの、導光板の光出射面における輝度ムラの大きさと、光出射面の中央の相対輝度の変化を表す図である。 コネクタつまみを起こした状態を示す斜視図である。 （ａ）はコネクタつまみを起こしてクリップ間を開いた状態を示す概略図、（ｂ）はクリップ間にフレキシブルプリント基板を挿入した状態を示す概略図、（ｃ）はコネクタつまみを斜めに倒してクリップ間を閉じる途中の状態を示す概略図、（ｄ）はコネクタつまみを水平に倒してクリップ間にフレキシブルプリント基板を固定した状態を示す概略図である。 （ａ）〜（ｄ）は光源モジュールの組立手順を説明する平面図である。 光源モジュールの回路構成を示す回路図である。 ３５μｍ厚の銅箔を貼ったフレキシブルプリント基板に電流を流したときと１００μｍ厚の銅箔に電流を流したときの、通電電流と温度上昇ΔＴとの関係を計測した結果を示す図である。 従来の面光源装置と液晶表示パネルとを組み合わせたときのフレキシブルプリント基板の構成を表した図である。 （ａ）は本発明の一実施例による面光源装置と液晶表示パネルとを組み合わせる際に用いることのできるフレキシブルプリント基板の平面図、（ｂ）は面光源装置と液晶表示パネルの概略側面図である。 図５の光源モジュールの変形例を示す斜視図である。 同上の光源モジュールの回路構成を示す回路図である。 本発明の別な実施例にかかる面光源装置を示す平面図である。 図２３の一部を拡大した図である。 （ａ）（ｂ）は図２３の面光源装置に用いられている導光板の光入射部の近傍を示す平面図及び正面図、（ｃ）（ｄ）は光源モジュールの背面図及び平面図である。 （ａ）は本発明のさらに別な実施例による光源モジュールの内部構造を示す概略平面図、（ｂ）は当該光源モジュールの概略断面図である。 本発明のさらに別な実施例による光源モジュールの構成を説明する概略図である。

符号の説明

２１ 面光源装置
２２ 光源モジュール
２３ 導光板
２７ 被連結部
２８ 光入射部
３０ 発光部品
３１ 押当部
３２ 連結部
３４ コンタクト
３４Ａ、３４Ｂ コンタクトパーツ
３５ ハウジング
３６ コネクタつまみ
３７ ツェナーダイオード
３８ フレキシブルプリント基板
３９ コネクタ
５２ ハンダ
５８ 基板挿入口
６１Ａ、６１Ｂ クリップ
６２ 梃子
６８ 液晶表示パネル

Claims (14)

1. 光を放出して導光板に光を供給するための発光素子を備えた光源モジュールであって、
   配線部材を接続するためのコネクタと、前記コネクタと前記発光素子とを導通させるための導電性ベースとを備えた光源モジュール。
2. 前記発光素子は発光部品内に納められており、前記発光部品を前記導電性ベースに実装したことを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記発光部品は前記導電性ベースに設けられた発光部品実装部の上に実装されており、前記発光部品実装部の発光部品載置面は凹設されていることを特徴とする、請求項２に記載の光源モジュール。
4. 前記発光部品と前記導電性ベースとは、前記発光部品の側面で接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の光源モジュール。
5. 前記発光部品を合成樹脂製のハウジング内にインサート成形したことを特徴とする、請求項２に記載の光源モジュール。
6. 前記発光素子は、前記導電性ベース上に実装され、合成樹脂製のハウジング内にインサート成形されていることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
7. 前記発光素子は、透明樹脂部内に封止成形されたうえで、ハウジング内にインサート成形されていることを特徴とする、請求項６に記載の光源モジュール。
8. 前記コネクタに接続された配線部材を解放可能にしたことを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
9. 前記発光部品を納めるための発光部品収納部を設け、発光部品の前面の一部を当接させることにより発光部品の前後方向の位置決めを行う位置決め面を前記発光部品収納部内に設けたことを特徴とする、請求項２に記載の光源モジュール。
10. 請求項１に記載の光源モジュールと、
    光源モジュールから放出された光を光入射面から導入し、その光を面状に広げて光出射面から出射させる導光板と
    を備えた面光源装置。
11. 前記光源モジュールに連結部を設け、前記導光板に前記連結部と結合する被連結部を設け、連結部と被連結部とを結合させることにより前記導光板に前記光源モジュールを固定したことを特徴とする、請求項１０に記載の面光源装置。
12. 前記光源モジュールと前記導光板とを互いに位置決めするための位置決め手段を備えたことを特徴とする、請求項１１に記載の面光源装置。
13. 前記導光板に固定された光源モジュールの光放出面と、前記導光板の光入射面との距離が、０.０５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１２に記載の面光源装置。
14. 前記導光板は、内部を導光する光を反射させることによって光出射面から出射させるためのパターンを備え、前記パターンはある点を中心とする同心円上に配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の面光源装置。

Images