JP2006100196A

JP2006100196A - 照明装置

Info

Publication number: JP2006100196A
Application number: JP2004286956A
Authority: JP
Inventors: Takuo Hirokawa; 拓郎広川
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供するものである。
【解決手段】発光素子１３と、この発光素子１３に接続する端子１４とを収納するパッケージ１１からなる発光ダイオード１と、金属製のベース部材２１と、このベース部材２１の発光ダイオード１を設ける側に形成される絶縁層２２と、この絶縁層２２上に形成され端子１４と電気的に接続するパッド２３とを有する硬質基板２とを備えた照明装置において、硬質基板２の発光ダイオード１を設ける側に、発光ダイオード１からの光を透過する開口３２を備え、硬質基板２側とは反対側に光を反射すると共に発光ダイオード１の熱を放熱する放熱部材３を設けたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、その発光ダイオードが発する熱を良好に放熱する照明装置に関する。

従来の照明装置は、発光素子に接続したパッケージの端子を基板のパッドに電気的に接続したものであった（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２７０５３７号公報（図２）

従来の照明装置を用いて、光透過性の合成樹脂などからなる導光体を介して液晶表示素子などを照明すると、前記導光体内に入った光が照明装置側にもれる場合があった。この場合、従来の照明装置では、再び前記導光体に光を反射しにくく、前記液晶表示素子を照明する輝度の低下を招いていた。

また、近年では、発光ダイオードを例えば液晶表示パネルのバックライト装置に適用するようになってきている。このようなバックライト装置に使用される発光ダイオードは、光量を得るために電流を多く流す必要があるが、発光ダイオードは電流を多く流すと発熱量が多くなり、自身の発した熱により、発光素子が劣化しやすくなるなどの問題点が発生するおそれがある。このため、光量を向上させるために発光ダイオードの数を増やすことが考えられるが、これはコストの上昇を招くことになる。

そこで、本発明は、この点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供するものである。

本発明は前記目的を達成するため、発光素子と、この発光素子に接続する端子とを収納するパッケージからなる発光ダイオードと、金属製のベース部材と、このベース部材の前記発光ダイオードを設ける側に形成される絶縁層と、この絶縁層上に形成され前記端子と電気的に接続するパッドとを有する硬質基板とを備えた照明装置において、前記硬質基板の前記発光ダイオードを設ける側に、前記発光ダイオードからの光を透過する開口を備え、前記硬質基板側とは反対側に光を反射すると共に前記発光ダイオードの熱を放熱する放熱部材を設けたものである。

また、発光素子と、この発光素子に接続する端子とを収納するパッケージからなる発光ダイオードと、可撓性を有する絶縁基材と、この絶縁基材上に形成され前記端子と電気的に接続するパッドとを有する可撓性基板と、この可撓性基板の背後に設けられる金属製の補強部材とを備えた照明装置において、前記可撓性基板の前記発光ダイオードを設ける側に、前記発光ダイオードからの光を透過する開口を備え、前記可撓性基板側とは反対側に光を反射すると共に前記発光ダイオードの熱を放熱する放熱部材を設けたものである。

また、前記放熱部材と前記硬質基板との相互の位置を決める位置決め部を前記放熱部材と前記硬質基板とに設けたものである。

また、前記放熱部材と前記可撓性基板との相互の位置を決める位置決め部を前記放熱部材と前記可撓性基板とに設けたものである。

また、前記放熱部材に前記発光ダイオードを収納する凹部を設けたものである。

また、前記発光ダイオードの光を導光する導光体を備え、この導光体に前記放熱部材が接触するように配置されているものである。

以上、本発明によれば、初期の目的を達成することができ、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

本発明の照明装置は、発光素子１３と、この発光素子１３に接続する端子１４とを収納するパッケージ１１からなる発光ダイオード１と、金属製のベース部材２１と、このベース部材２１の発光ダイオード１を設ける側に形成される絶縁層２２と、この絶縁層２２上に形成され端子１４と電気的に接続するパッド２３とを有する硬質基板２とを備えた照明装置において、硬質基板２の発光ダイオード１を設ける側に、発光ダイオード１からの光を透過する開口３２を備え、硬質基板２側とは反対側に光を反射すると共に発光ダイオード１の熱を放熱する放熱部材３を設けたものである。このように構成したことによって、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

また、発光素子１３と、この発光素子１３に接続する端子１４とを収納するパッケージ１１からなる発光ダイオード１と、可撓性を有する絶縁基材７１と、この絶縁基材７１上に形成され端子１４と電気的に接続するパッド７２とを有する可撓性基板７と、この可撓性基板７の背後に設けられる金属製の補強部材７４とを備えた照明装置において、可撓性基板７の発光ダイオード１を設ける側に、発光ダイオード１からの光を透過する開口３２を備え、可撓性基板７側とは反対側に光を反射すると共に発光ダイオード１の熱を放熱する放熱部材３を設けたものである。このように構成したことによって、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

また、放熱部材３と硬質基板２との相互の位置を決める位置決め部２５、３４を放熱部材３と硬質基板２とに設けたものである。このように構成したことによって、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

また、放熱部材３と可撓性基板７との相互の位置を決める位置決め部を放熱部材３と可撓性基板７とに設けたものである。このように構成したことによって、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

また、放熱部材３に発光ダイオード１を収納する凹部３１を設けたものである。このように構成したことによって、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

また、発光ダイオード１の光を導光する導光体４を備え、この導光体４に放熱部材３が接触するように配置されているものである。このように構成したことによって、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオードが発する熱を良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

以下、図１〜図３を用いて、本発明の第１実施例を説明する。

本実施例の照明装置は、図示しない液晶表示素子などを透過照明するものであり、発光ダイオード１と、この発光ダイオード１が実装される硬質基板２と、発光ダイオード１の一部を覆う放熱部材であるカバー３と、発光ダイオード１の光が入射する導光体４と、上記の部品を収納するケース５とから構成されている。

発光ダイオード１は、熱伝導率のよいセラミックからなる直方体のパッケージ１１を備えており、このパッケージ１１は凹部１２を備えており、この凹部１２の底に発光素子１３を備えている。また、パッケージ１１内には発光素子１３が接続する端子１４を備えており、この端子１４の一部がパッケージ１１の裏面１５に露出している。また、パッケージ１１の凹部１２内には、エポキシ樹脂などの透光性の部質よりなる透光性保護体１６が設けられている。

硬質基板２は、金属製で本実施例ではアルミニウムからなるベース部材２１と、このベース部材２１の発光ダイオード１を設ける側に形成される絶縁層２２と、この絶縁層２２上に形成され端子１４と電気的に接続するパッド２３および図示していない配線パターンと、パッド２３を露出し、前記配線パターンを覆うように絶縁層２２上に形成されるレジスト層２４とを備えている。

発光ダイオード１の端子１４を硬質基板２のパッド２３に半田６で接合することによって、発光ダイオード１を硬質基板２に実装している。

カバー３は放熱を考慮して、金属で、本実施例ではアルミニウムで形成されている。このカバー３には、発光ダイオード１の上方を収納する凹部３１を備えており、発光ダイオード１は凹部３１にてカバー３と接触している。発光ダイオード１の発光素子１３で発生した熱は、パッケージ１１を介して、カバー３に伝わって放熱される。また、発光ダイオード１は発光素子１３の光が上方に射出するので、カバー３の凹部３１内には、発光素子１３からの光が透過するように貫通した孔からなる開口３２が設けられている。

また、カバー３の上面（すなわち、カバー３の硬質基板２を設けた側とは反対側の面）に、反射部３３が形成されている。この反射部３３は、アルミ蒸着や銀蒸着などによって形成された反射層であり、導光体４から漏れた光を効率よく導光体４側（すなわち、硬質基板２とは反対側）に反射するものである。なお、カバー３は金属製であるので、前記反射層を形成せず、カバー３の反射部３３を研磨して鏡面とすることで、反射部３３としてもよい。このようにすることで、前記反射層を設けるためのコストを削減することもできる。

また、硬質基板２とカバー３との相互の位置を決める位置決め部として、硬質基板２に穴部２５を、カバー３に突部３４を設けてある。カバー３の突部３４を穴部２５に挿入することで、硬質基板２とカバー３との位置を決めることができる。

導光体４は、光透過性の合成樹脂などからなり、本実施例では、図２で示すように、その断面形状は、楔型をしており、発光ダイオード１の光を受光する受光部４１と、図示しない液晶表示素子に光を射出する射出部４２と、受光部４１で入ってきた光を射出部４２に反射する反射部４３とを備えている。また、導光体４の受光部４１は、カバー３の反射部３３に接触しているので、受光部４１と反射部３３との間に、空間を設けた場合に比べて、光の損失を抑えて良好に反射することができる。

ケース５は、本実施例では、放熱性や光の反射を考えて、アルミニウムなどの金属製で、発光ダイオード１、硬質基板２、カバー３及び導光体４を収納するものである。

次に本実施例の製造方法を説明する。第１に、カバー３の凹部３１に発光ダイオード１を挿入する。第２に、硬質基板２のパッド２３上に、クリーム半田をスクリーン印刷などによって形成する。第３に、パッド２３上に、発光ダイオード１の端子１４が接触するように、硬質基板２の穴部２５にカバー３の突部３４を挿入して位置を決める。第４に、リフロー処理によって、前記クリーム半田を溶融して発光ダイオード１を硬質基板２に固定する。以上によって、発光ダイオード１が硬質基板２に実装される。

このように構成したことによって、反射部３３によって、光を効率よく反射することができ、かつ、発光ダイオード１が発する熱をカバー３に伝えることで、良好に放熱することが可能な照明装置を提供することができる。

また、本実施例では、カバー３に発光ダイオード１の上方を収納する凹部３１を設けたことにより、カバー３で発光ダイオード１の位置を決めることができ、リフロー時などで、発光ダイオード１が移動することを防止することができるので、発光ダイオード１の実装位置精度を向上させることができる。

また、本実施例では、開口３２は凹部３１内に設けてあったが、本実施例に限定されるものではなく、図４に示す第１実施例の変形例のように、本変形例の開口３５は、第１実施例の凹部３１内には設けず、発光ダイオード１のパッケージ１１の側面１７に合致するように形成したものであってもよい。また、この変形例では、発光ダイオード１と導光体４との間には、空間８を備えているが、発光ダイオード１と導光体４とを接触させて、空間部８を設けないようにしてもよい。

次に、本発明の第２実施例を図５を用いて説明する。なお、前記第１実施例と同一及び相当箇所には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施例の照明装置の第１実施例と異なる点は、回路基板に第１実施例の硬質基板２に代えて可撓性基板７を採用した点である。

可撓性基板７は、ポリイミドなどの可撓性を有する絶縁基材７１と、この絶縁基材７１上に形成され端子１４と電気的に接続するパッド７２および図示していない配線パターンと、パッド７２を露出し、前記配線パターンを覆うように絶縁基材７１上に形成されるポリイミドなどの可撓性を有するカバーフィルム７３とを備えている。そして、この可撓性基板７の背後には、アルミニウムなどの金属からなる板状の補強部材７４とを備えている。可撓性基板７は補強部材７４に接着剤によって固定されている。

発光ダイオード１の端子１４を可撓性基板７のパッド７２に半田３で接合することによって、発光ダイオード１を可撓性基板７に実装している。

また、カバー３と可撓性基板７との相互の位置を決める位置決め部として、図示していないが、カバー３に第１実施例と同様に突部３４を、また、可撓性基板７に貫通した孔を、また、補強部材７４にも穴部を設けてある。カバー３の突部３４を可撓性基板７の前記孔と補強部材７４の前記穴部に挿入することで、カバー３と可撓性基板７との位置を決めることができる。

次に本実施例の製造方法を説明する。第１に、カバー３の凹部３１に発光ダイオード１を挿入する。第２に、可撓性基板７のパッド７２上に、クリーム半田をスクリーン印刷などによって形成する。第３に、パッド７２上に、発光ダイオード１の端子１４が接触するように、可撓性基板７の前記孔と補強部材７４の前記穴部にカバー３の突部３４を挿入して位置を決める。第４に、リフロー処理によって、前記クリーム半田を溶融して発光ダイオード１を可撓性基板７に固定する。以上によって、発光ダイオード１が可撓性基板７に実装される。

このように構成したことによって、回路基板が硬質基板２に変えて可撓性を有する可撓性基板７を用いても、第１実施例と同様の作用効果をえることができる。

本発明の第１実施例の断面図。図１中Ａ−Ａ線の断面図。同実施例の要部拡大断面図。同発明の第１実施例の変形例の要部拡大断面図。本発明の第２実施例の要部拡大断面図。

符号の説明

１発光ダイオード
２硬質基板
３カバー（放熱部材）
４導光体
７可撓性基板
１１パッケージ
１２凹部
１３発光素子
１４端子
２１ベース部材
２２絶縁層
２３パッド
２５穴部（位置決め部）
３１凹部
３２、３５開口
３３反射部
３４突部（位置決め部）
７１絶縁基材
７２パッド
７４補強部材

Claims

発光素子と、この発光素子に接続する端子とを収納するパッケージからなる発光ダイオードと、金属製のベース部材と、このベース部材の前記発光ダイオードを設ける側に形成される絶縁層と、この絶縁層上に形成され前記端子と電気的に接続するパッドとを有する硬質基板とを備えた照明装置において、前記硬質基板の前記発光ダイオードを設ける側に、前記発光ダイオードからの光を透過する開口を備え、前記硬質基板側とは反対側に光を反射すると共に前記発光ダイオードの熱を放熱する放熱部材を設けたことを特徴とする照明装置。
発光素子と、この発光素子に接続する端子とを収納するパッケージからなる発光ダイオードと、可撓性を有する絶縁基材と、この絶縁基材上に形成され前記端子と電気的に接続するパッドとを有する可撓性基板と、この可撓性基板の背後に設けられる金属製の補強部材とを備えた照明装置において、前記可撓性基板の前記発光ダイオードを設ける側に、前記発光ダイオードからの光を透過する開口を備え、前記可撓性基板側とは反対側に光を反射すると共に前記発光ダイオードの熱を放熱する放熱部材を設けたことを特徴とする照明装置。
前記放熱部材と前記硬質基板との相互の位置を決める位置決め部を前記放熱部材と前記硬質基板とに設けたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記放熱部材と前記可撓性基板との相互の位置を決める位置決め部を前記放熱部材と前記可撓性基板とに設けたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記放熱部材に前記発光ダイオードを収納する凹部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
前記発光ダイオードの光を導光する導光体を備え、この導光体に前記放熱部材が接触する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に記載の照明装置。