JP2009117124A - 光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】放熱特性に優れた光源ユニットを提供する。
【解決手段】複数の凹部が設けられた放熱筐体９と、前記複数の凹部９aのそれぞれに嵌合された複数の発光エレメント１０１と、前記放熱筐体９と対向して設けられ、前面と、後面と、の間を貫通する貫通孔が複数設けられた回路基板８と、前記放熱筐体９の前記凹部９aと前記発光エレメント１０１との間に設けられ、前記発光エレメント１０１からの熱を前記放熱筐体９へ伝達可能な弾性を有する放熱部材１５と、を備え、前記複数の発光エレメント１０１のそれぞれは、前記発光エレメント１０１の前面に突出した前記封止部材４を前記貫通孔に挿入するようにして前記回路基板８の前記後面側に付設されたことを特徴とする光源ユニット１０３が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源ユニットに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、半導体レーザなどの各種の発光素子を、金属や樹脂、セラミックなどからなるパッケージに搭載した光源ユニットは種々の用途に幅広く用いられている。例えば、携帯電話などの液晶ディスプレイに用いられるバックライト光源などのように、複数の光源ユニットを備え、面状の発光を行えるようにしたものなどが知られている。
このような光源ユニットにおいて、発光ダイオードの発熱を考慮して、放熱特性を向上させた光源ユニットが提案されている（特許文献１を参照）。
特開２００７−５９２１６号公報

特許文献１に記載された光源ユニットにおいては、放熱部材を介して基板を筐体側に向けて押圧することで放熱部材を介した伝熱経路を形成し、放熱特性を向上させるようにしている。しかしながら、基板の下側のみを押圧しているため基板が傾き、上側の部分において、基板と放熱部材、または、放熱部材と筐体との間に隙間が生じ、放熱特性が低下するおそれがあった。

また、特許文献１に記載されているような光源ユニットにおける放熱経路としては、半導体発光素子が実装されたリードフレーム、或いは、電気的な接続のためのボンディングワイヤーや配線パターンを通じて放熱する経路と、半導体発光素子が実装される面の配線パターンから基板の補強材を通じて基板の補強材が密着する外部金属（例えば、金属製の筐体）に放熱する経路と、があるが、いずれの経路からの放熱も不十分なものとなっていた。

そして、放熱が不十分であると半導体発光素子の温度が上昇するため、半導体発光素子が本来持っている発光の明るさよりも暗くなるという問題を発生させる原因となっていた。また、点灯時間の経過にともない半導体発光素子の温度が上昇するため、次第に暗くなるという問題を発生させる原因となっていた。
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、放熱特性に優れた光源ユニットを提供する。

本発明の一態様によれば、複数の凹部が設けられた放熱筐体と、前記複数の凹部のそれぞれに嵌合された複数の発光エレメントと、前記放熱筐体と対向して設けられ、前面と、後面と、の間を貫通する貫通孔が複数設けられた回路基板と、前記放熱筐体の前記凹部と前記発光エレメントとの間に設けられ、前記発光エレメントからの熱を前記放熱筐体へ伝達可能な弾性を有する放熱部材と、を備え、前記複数の発光エレメントのそれぞれは、前面と、前記前面に対向した後面と、を有するパッケージと、前記前面と、前記後面と、の間を貫通する第１のヒートシンク及び第２のヒートシンクと、前記前面において、前記第１のヒートシンクに付設された発光素子と、前記発光素子と前記第２のヒートシンクとを接続するワイヤーと、前記発光素子と前記ワイヤーを封止する封止部材と、を有し、前記複数の発光エレメントのそれぞれは、前記発光エレメントの前面に突出した前記封止部材を前記貫通孔に挿入するようにして前記回路基板の前記後面側に付設されたことを特徴とする光源ユニットが提供される。

本発明によれば、放熱特性に優れた光源ユニットが提供される。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ例示をする。尚、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係る光源ユニットを例示するための模式図である。すなわち、図１（ａ）〜（ｃ）は光源ユニット１０３を第３角法を用いて描いた模式図であり、図１（ａ）は模式正面図（前面側から見た図）、図１（ｂ）は模式側面図、図１（ｃ）は模式背面図（後面側から見た図）である。また、図１（ｄ）は図１（ａ）におけるＤ−Ｄ’矢視断面図である。

図１に表すように、本実施形態の光源ユニット１０３は、放熱筐体９と、光源回路ユニット１０２と、を有する。光源回路ユニット１０２は、回路基板８と、この回路基板８に実装された複数の発光エレメント１０１と、を有する。放熱筐体９の一方の主面には、放熱部材１５を介して、光源回路ユニット１０２の回路基板８に設けられた発光エレメント１０１を嵌合可能な凹部９ａが複数設けられている。
以下、本実施形態の光源ユニット１０３に設けられた発光エレメント１０１についてまず説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係る光源ユニットに設けることができる発光エレメントの模式図である。すなわち、図２（ａ）〜（ｅ）は発光エレメント１０１を第３角法を用いて描いた模式図であり、図２（ａ）は模式正面図（前面側から見た図）、図２（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれの模式側面図、図２（ｅ）は模式背面図（後面側から見た図）である。また、図２（ｆ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ’矢視断面図である。

図２に表したように、本実施の形態に係る発光エレメント１０１は、発光ダイオードなどの発光素子１と、この発光素子１を実装するパッケージ２と、発光素子１を接続するワイヤー３と、発光素子１とワイヤー３とを封止する封止部材４と、を備える。パッケージ２は、絶縁部２ａと、この絶縁部２ａにより互いに絶縁支持された一対のヒートシンク６ａ、６ｂと、を有する。ヒートシンク６ａ、６ｂの前面には、電極部５ａ、５ｂが設けられている。後述するように、電極部５ａ、５ｂは、回路基板８（図４を参照）などに対してマウントする際にマウント面となる。

また、ヒートシンク６ａ、６ｂは、パッケージ２の前面と後面との間を貫通するようにして設けられ（厚み方向を貫通するようにして設けられ）、その後面（電極部５ａ、５ｂが設けられた面と対向する側の面）には放熱用パッド７ａ、７ｂが設けられている。放熱用パッド７ａ、７ｂは、ヒートシンク６ａ、６ｂのそれぞれの後面の全面に設けられていてもよいが、面積比で例えば８０％以上とすればよい。電極部５ａ、５ｂや放熱用パッド７ａ、７ｂは、例えば、メッキ法などにより設けるようにすることができる。

ヒートシンク６ａの前面（電極部５ａが設けられた側の面）には、発光素子１が設けられている。発光素子１は、例えば、ダイボンディング法によりマウントすることができる。そのため、ヒートシンク６ａを介して、電極部５ａと発光素子１とが電気的に接続されるようになっている。

また、発光素子１とヒートシンク６ｂとは、ワイヤー３で電気的に接続されている。ワイヤー３による接続は、例えば、ワイヤーボンディング法により行うことができる。そのため、ワイヤー３、ヒートシンク６ｂを介して、発光素子１と電極部５ｂとが電気的に接続されるようになっている。

パッケージ２は、光を放出する側となる前面と、この前面に対向した後面と、を有する。図２に例示をしたものは略直方体状を呈するが、これに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。例えば、略円柱状などとすることもできる。

パッケージ２の絶縁部２ａは、例えば、アルミナ系やムライト系のセラミックやガラスセラミック、ガラスエポキシ、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）などからなるものとすることができる。封止部材４は、シリコーンやエポキシなどからなるものとすることができる。ヒートシンク６ａ、６ｂは、熱伝導性に優れた金属からなるものとすることができ、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などとすることができる。電極部５ａ、５ｂや放熱用パッド７ａ、７ｂは、例えば、タングステン、ニッケル、銅などからなるものとすることができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。なお、発光エレメント１０１の作用については後述する。

本実施の形態によれば、パッケージ２の前面と後面との間を貫通するようにして設けられたヒートシンク６ａの前面に発光素子１を設けるようにしている。そのため、発光素子１からの熱をパッケージ２の後面から放熱させることができる。また、ヒートシンク６ａの前面に設けられた電極部５ａを介して発光素子１からの熱を放熱させることもできる。

また、ワイヤー３、ヒートシンク６ｂを介して、発光素子１と電極部５ｂとが接続されているため、電極部５ｂを介して発光素子１からの熱を放熱させることもできる。また、ヒートシンク６ｂもパッケージ２の前面と後面との間を貫通するようにして設けられているため、発光素子１からの熱をパッケージ２の後面から放熱させることができる。また、放熱量は少ないものの、ヒートシンク６ａ、６ｂを介してパッケージ２の表面からも放熱させることができる。
このように、本具体例に係る発光エレメント１０１によれば、多くの放熱経路を設けることができる。

また、ヒートシンク６ａ、６ｂに設けられた放熱用パッド７ａ、７ｂや電極部５ａ、５ｂを介して、より広い放熱面積を有する外部の部材（例えば、後述する放熱筐体９など）と接続することもできる。また、ヒートシンク６ａ、６ｂの熱伝導する部分の面積を広くすることができるので、熱伝導性をより向上させることもできる。
以上のことより、本具体例に係る発光エレメント１０１によれば、放熱特性を大幅に改善することができる。

次に、発光エレメント１０１の製造方法について例示をする。
まず、前面と後面との間を貫通するヒートシンク６ａ、６ｂが設けられたパッケージ２を作製する。
この場合、例えば、セラミックグリーンシート積層法や、予め樹脂成形金型内にヒートシンク６ａ、６ｂを載置し、絶縁部２ａを構成する樹脂を充填、成形するプリモールド成形法などを用いることができる。

次に、例えば、メッキ法などを用いて、ヒートシンク６ａ、６ｂの前面に電極部５ａ、５ｂを、後面に放熱用パッド７ａ、７ｂを形成させる。尚、メタライズペーストを用いて、スクリーン印刷法などにより電極部５ａ、５ｂや放熱用パッド７ａ、７ｂを形成させることもできる。
次に、タイボンディング法を用いて、ヒートシンク６ａの前面に発光素子１を実装する。この場合、例えば、金スズ共晶半田、銀ペースト、透明材、反射材、などを有する樹脂であるダイアタッチ材などを用いて、発光素子１をヒートシンク６ａの前面にダイボンドすることができる。
次に、ワイヤーボンディング法を用いて、発光素子１とヒートシンク６ｂとをワイヤー３で接続する。

次に、発光素子１とワイヤー３とを封止部材４により封止する。
この際、凸形状の封止部材４の高さ寸法が後述する回路基板８などの厚み寸法よりも小さく（例えば、０．０５ｍｍ以上小さく）なるようにすることが好ましい。また、青色発光の発光素子に、補色として黄色の蛍光体を用いる白色発光方式の場合には、封止部材４に蛍光体を混ぜるようにすることもできる。
この封止部材４により封止を行う方法としては、例えば、トランスファーモールド法などを例示することができる。例えば、トランスファーモールド法によれば、前述したセラミックグリーンシート積層法などにより作製され、複数のパッケージ２が縦・横に並び基板状になったものを金型内に設置し、封止部材４をポッティングして熱硬化させることで封止を行うようにすることができる。そして、封止をする際に、パッケージ２の電極部５ａ、５ｂに予めエポキシ樹脂などからなるピールコートやマスキングテープなどを貼り付けし、封止部材４を加熱して硬化させた後に、ピールコートやマスキングテープなどを剥がすようにすれば、電極部５ａ、５ｂへの封止部材４の付着を防止することができる。

最後に、封止部材４により封止がされ、複数の発光エレメント１０１がつながり基板状となっているものを、レジンベース、メタルベース、セラミックベースなどのブレードを用いてダイシングしたり、予め設けておいた凹状の割り代に沿ってブレーキングしたりすることで発光エレメント１０１を得ることができる。

次に、このような発光エレメントを用いた光源回路ユニット１０２について例示をする。
図３は、発光エレメントを実装する回路基板を例示するための模式図である。すなわち、図３（ａ）〜（ｃ）は回路基板８を第３角法を用いて描いた模式図であり、図３（ａ）は模式正面図（前面側から見た図）、図３（ｂ）は模式側面図、図３（ｃ）は模式背面図（後面側から見た図）である。また、図３（ｄ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ’矢視断面図である。

回路基板８は、発光エレメント１０１を実装して固定、配設するためのものであり、発光素子１に電力を供給するための配線パターン１９ａ〜１９ｃが設けられている。尚、配線パターン１９ａと配線パターン１９ｃは、電気的に接続されており、配線パターン１９ｂ同士、および、配線パターン１９ｂと配線パターン１９ｃは、発光エレメント１０１を実装することで電気的に接続されるようになっている。そのため、発光エレメント１０１を実装することで、配線パターン１９ａ〜１９ｃが電気的に接続されるようになっている。

回路基板８は、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板、アルミニウムや銅などの金属材料が添加された樹脂基板、アルミニウムや銅などの金属材料層と樹脂などからなる絶縁層とが積層された積層基板などとすることができる。この場合、放熱性の観点より熱伝導性に優れた材料からなるものとすることが好ましい。ただし、これら例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

配線パターン１９ａ〜１９ｃは、例えば、銅などの金属材料からなり、その厚みを２０μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。また、配線パターン１９ａ〜１９ｃには、図示しない半田ペーストなどが予め印刷されているようにすることもできる。半田ペーストは、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕなどからなり、その厚みを５０μｍ〜２００μｍ程度とすることができる。

図３に表すように、回路基板８には、複数の貫通孔１８が所定のピッチで設けられている。貫通孔１８は、回路基板８の前面と後面との間を貫通し、回路基板８の前面に光取り出し窓１８ａが、後面に光取り出し窓１８ｂが開口するようになっている。光取り出し窓１８ａの大きさは、光取り出し窓１８ｂの大きさよりも大きいものとされており、光取り出し窓１８ａと光取り出し窓１８ｂとの間にはテーパー面１８ｃが形成されている。すなわち、貫通孔１８は、回路基板８の後面から前面に向かって次第に広がる略平面形状のテーパー面１８ｃを有している。
また、回路基板８の後面には、配線パターン１９ａ〜１９ｃが設けられ、発光エレメント１０１が実装されるようになっている。

図３に例示をした光取り出し窓１８ａ、１８ｂは略矩形を呈しているが、これに限定されるわけではなく、例えば、楕円などの略円形、三角形や六角形などのような多角形、その他、任意の直線や曲線で構成されたものとすることができる。
また、光取り出し窓１８ａと光取り出し窓１８ｂとの大きさを略同一とし、貫通孔１８をストレートな孔とすることもできる。ただし、テーパー面１８ｃを設けるようにすれば、後述するように、発光素子１からの光取り出し効率を向上させることができる。

図４は、発光エレメントを回路基板に実装した光源回路ユニットを例示するための模式図である。すなわち、図４（ａ）〜（ｃ）は光源回路ユニット１０２を第３角法を用いて描いた模式図であり、図４（ａ）は模式正面図（前面側から見た図）、図４（ｂ）は模式側面図、図４（ｃ）は模式背面図（後面側から見た図）である。また、図４（ｄ）は図４（ａ）におけるＣ−Ｃ’矢視断面図である。

図４に表すように、光源回路ユニット１０２に備えられている回路基板８の後面には、複数の発光エレメント１０１が実装されている。複数の発光エレメント１０１のそれぞれは、発光エレメント１０１の前面に設けられた凸形状の封止部材４を貫通孔１８に挿入するようにして回路基板８の後面に実装されている。

また、凸形状の封止部材４の高さ寸法が回路基板８の厚み寸法よりも小さく（例えば、０．０５ｍｍ以上小さく）なるようにされている。そのため、凸形状の封止部材４の先端（凸形状の頂点）は、回路基板８の前面よりも後面に向けて後退した位置（例えば、０．０５ｍｍ以上後退した位置）にある。

また、発光エレメント１０１に設けられた電極部５ａ、５ｂと、回路基板８に設けられた配線パターン１９ｂ、１９ｃとがハンダ付けされて電気的に接続されている。また、図４（ｃ）に表すように、左右の配線パターン１９ａ〜１９ｃ毎に５個の発光エレメント１０１が直列配線されるようになっている。尚、直列配線される発光エレメント１０１の数や配設方向は図示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
尚、光源回路ユニット１０２の作用については後述する。

本実施の形態によれば、凸形状の封止部材４が光取り出し窓１８ｂを介して貫通孔１８内に挿入される方向に実装されている。
そのため、発光素子１も光取り出し窓１８ｂを介して貫通孔１８内に挿入されることになり、発光素子１から、その側面方向に出射された光をテーパー面１８ｃで反射させて前方に向かう光とすることができる。その結果、発光素子１からの光取り出し効率を向上させることができる。この場合、テーパー面１８ｃを反射率の高い材料（例えば、アルミニウムなど）で被覆するようにしたり、回路基板８自体を反射率の高い材料などで構成したりすれば、光取り出し効率をさらに向上させることができる。また、アルミニウムなどの反射率の高い金属で被覆するようにすれば、セラミックスや樹脂などのように光が透過せず、高い反射率を得ることができ、かつ、光や熱による劣化も低減させることができる。

また、特許文献１に開示された技術のように発光素子１の光の出射側と対向する側の面に回路基板８を設けるものとすれば、光源回路ユニット１０２の厚み寸法は、回路基板８の厚み寸法と、パッケージ２の厚み寸法と、凸形状の封止部材４の高さ寸法との合計となる。この場合、一般的には、パッケージ２の厚み寸法と、凸形状の封止部材４の高さ寸法とはほぼ同等となるようにされている。

これに対し、本実施の形態によれば、凸形状の封止部材４が光取り出し窓１８ｂを介して貫通孔１８内に挿入されているので、凸形状の封止部材４の高さ寸法の分、光源回路ユニット１０２の薄型化が図れることになる。また、光源回路ユニット１０２の薄型化が図れれば、後述する光源ユニットを搭載した画像表示装置の挟額縁化が図れることにもなる。

また、配線パターン１９ａ〜１９ｃと、電極部５ａ、５ｂとを介して、ヒートシンク６ａ、６ｂをより広い放熱面積を有する外部の部材（例えば、後述する放熱筐体など）と接続させることができるので、放熱性をより向上させることができる。

光源ユニット１０２の製造方法については、例えば、回路基板８上に複数個の発光エレメント１０１を載置して、リフロー炉などを用いて半田ペーストを溶融させることにより、回路基板８と発光エレメント１０１とを接合させる方法を例示することができる。ただし、これに限定されるわけではなく、例えば、図示しない加熱手段を用いて、発光エレメント１０１を１個または複数個ずつ回路基板８上にハンダ付けすることもできる。

再び図１に戻って、本実施の形態に係る光源ユニット１０３について詳細に説明する。
図１に表すように、光源ユニット１０３に備えられた放熱筐体９の一方の主面には、放熱部材１５を介して、光源回路ユニット１０２の回路基板８に設けられたパッケージ２を嵌合可能な凹部９ａが複数設けられている。また、回路基板８のパッケージ２が設けられていない部分と、放熱筐体９の凹部９ａが設けられていない部分とが密着するようになっている。この場合、凹部９ａの深さ寸法は、少なくともパッケージ２の厚み寸法よりも長いものとされている。

放熱筐体９は、光源回路ユニット１０２を保持するとともに、光源回路ユニット１０２からの熱を放熱することができる。放熱筐体９は、熱伝導性に優れた金属などからなるものとすることができ、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

放熱部材１５は、光源回路ユニット１０２と、放熱筐体９との間に設けられ、光源回路ユニット１０２からの熱を放熱筐体９へ伝達するためのものであり、熱伝導性を有する材料から構成される。この場合、弾性を有する材料からなるものとすれば、点接触部分を面接触に変換させることができるので、接触熱抵抗をより低減させることができる。そのようなものとしては、例えば、アクリル系エラストマーに熱伝導フィラーを高充填させたもの、シリコーンにセラミックスフィラーなどの熱伝導フィラーを高充填させたものなどを例示することができる。尚、放熱部材１５は、熱伝導性、弾性を有する材料のみから構成されるものとすることもできるし、ガラスクロスなどで補強されているものとすることもできる。また、表面に接着層を設け、接触熱抵抗を低減させるようにしたものであってもよい。

放熱部材１５をシート状の部材として、光源回路ユニット１０２と放熱筐体９との間に挟み込むようにして設けることができる。この場合、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９とをネジなどの機械的締結手段により固定、一体化することができるし、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９とを接着により固定、一体化することもできる。

また、常温下や加熱により硬化する液状の熱伝導性材料を光源回路ユニット１０２と放熱筐体９との間に充填、硬化させることで放熱部材１５を形成させることもできる。
尚、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９とを押圧するようにして一体化すれば、接触熱抵抗を低減させることができるとともに、光ムラを抑制した光源ユニット１０３を得ることができる。

本実施の形態によれば、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９とを密着させることができる。そのため、接触熱抵抗を低減させた上で、放熱部材１５、配線パターン１９ａ〜１９ｃ、電極部５ａ、５ｂ、放熱用パッド７ａ、７ｂなどを介して、より広い放熱面積を有する放熱筐体９と接続させることができるので、高い放熱性を得ることができる。

また、放熱筐体９の一方の主面に設けられた凹部９ａに、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２が嵌合されるようになっている。そのため、接触面積を大きくすることができ、放熱性をより向上させることができる。
また、凹部９ａの深さ寸法は、少なくともパッケージ２の厚み寸法よりも長いものとされているため、パッケージ２を凹部９ａに嵌合させることで、光源ユニット１０３の総厚みをパッケージ２の厚み分、薄くすることができる。そのため、このユニットを搭載した画像表示装置の狭額縁化が可能となる。

また、放熱部材１５と放熱用パッド７ａ、７ｂとを介して、凹部９ａの底部とヒートシンク６ａ、６ｂとを接触させることができるので、放熱経路を短縮させることができる。そのため、放熱性をより向上させることができる。
また、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９とを面接触させることができるので、前述した多経路化された放熱経路を有効に利用することができる。例えば、放熱量は少ないものの、パッケージ２のヒートシンク６ａ、６ｂ以外の部分からも放熱部材１５を介して放熱筐体９に熱を伝導させることができる。そのため、放熱性をより向上させることができる。

次に、発光エレメント１０１、光源回路ユニット１０２の作用とともに光源ユニット１０３の作用を例示する。
図示しない電源より光源回路ユニット１０２に設けられた配線パターン１９ａ〜１９ｃに電圧が印加されると、光源ユニット１０１に設けられた電極部５ａ、５ｂ、ヒートシンク６ａ、６ｂ、ワイヤー３を介して発光ダイオードなどの発光素子１に電圧が印加される。

電圧が印加された発光ダイオードなどの発光素子１は発光し、発光素子１の前方に向かう光は光取り出し窓１８ａから外部に向けて出射される。この際、発光素子１から、その側面方向に出射された光をテーパー面１８ｃで反射させて前方に向かう光とすることができるので、発光素子１からの光取り出し効率を向上させることができる。

そして、発光素子１の発熱による熱は、ヒートシンク６ａ、６ｂ、放熱用パッド７ａ、７ｂ、ワイヤー３、電極部５ａ、５ｂ、配線パターン１９ａ〜１９ｃ、放熱部材１５を介して放熱筐体９に伝導され、外部に向けて放熱される。また、放熱量は少ないものの、パッケージ２のヒートシンク６ａ、６ｂ以外の部分からも放熱部材１５を介して放熱筐体９に熱を伝導させることができる。このように、本実施の形態によれば、放熱経路の多経路化や短縮化を図ることができる。そのため、高い放熱性、高い光取り出し効率、低い輝度減衰の発光を行わせることができるようになる。

図５は、他の実施の形態に係る放熱筐体を例示するための模式斜視図である。
図５に表すように、放熱筐体９０の主面には貫通孔９０ａが設けられ、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２が嵌合されるようになっている。また、放熱筐体９０の四隅の近傍には、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９０とをネジなどの機械的締結手段により固定、一体化させるための孔１１（例えば、ねじ穴など）が設けられている。

本実施の形態においては、図１で例示をした凹部９ａの底部が設けられていないので、この部分を介した放熱性が低下する。しかしながら、パッケージ２の厚み方向の嵌合精度を考慮する必要がなくなるので、加工が容易となる。また、貫通孔９０ａには底部が存在しないので、放熱部材１５を介してパッケージ２を嵌合させる際に空気が密閉されるようなことがない。すなわち、貫通孔９０ａの一部（後面側）が凹部に設けられた空気抜き部となる。
そのため、組立性、加工性、生産性などを向上させることができる。
また、孔１１にネジなどの機械的締結手段を螺合させるなどして、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９０とを密着、押圧させることができるので、接触熱抵抗を低減させることができ、放熱性を向上させることができる。

図６も、他の実施の形態に係る放熱筐体を例示するための模式斜視図である。尚、図６（ａ）は前面側から見た図、図６（ｂ）は後面側から見た図である。
図６（ａ）、（ｂ）に表すように、放熱筐体９１の主面には凹部９１ａが設けられ、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２が嵌合されるようになっている。また、凹部９１ａの内面の一部である底部には、後面側に貫通する貫通孔９１ｂが設けられている。つまり、凹部９１ａの内面には、放熱筐体９１の凹部９１ａ以外の外面に繋がる貫通孔９１ｂが連通している。また、放熱筐体９１の四隅の近傍には、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９１とをネジなどの機械的締結手段により固定、一体化させるための孔１１（例えば、ねじ穴など）が設けられている。

貫通孔９１ｂは、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２を凹部９１ａに嵌合させる際に、空気が密閉されないようにするためのものである。すなわち、貫通孔９１ｂは、凹部に設けられた空気抜き部となる。

本実施の形態によれば、パッケージ２を凹部９１ａに嵌合させる際に空気が密閉されるようなことがない。そのため、組立性、生産性などを向上させることができる。
また、孔１１にネジなどの機械的締結手段を螺合させるなどして、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９０とを密着、押圧させることができるので、接触熱抵抗を低減させることができ、放熱性を向上させることができる。

図７も、他の実施の形態に係る放熱筐体を例示するための模式斜視図である。
図７（ａ）に表すように、放熱筐体９２の主面には凹部９２ａが設けられ、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２が嵌合されるようになっている。また、凹部９２ａの内面の一部である側面には、放熱筐体９２の一方の長辺側端面に繋がる溝部９２ｂが連通している。つまり、凹部９２ａの内面には、放熱筐体９２の凹部９２ａ以外の外面に繋がる溝部９２ｂが連通している。

溝部９２ｂは、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２を凹部９２ａに嵌合させる際に、空気が密閉されないようにするための溝である。すなわち、溝部９２ｂは、凹部に設けられた空気抜き部となる。
また、放熱筐体９２の四隅の近傍には、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９２とをネジなどの機械的締結手段により固定、一体化させるための孔１１（例えば、ねじ穴など）が設けられている。

図７（ｂ）に表すように、放熱筐体９３の主面には凹部９３ａが設けられ、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２が嵌合されるようになっている。また、凹部９３ａの側面には、放熱筐体９２の長手方向を連通する溝部９３ｂが連通しており、凹部９３ａ同士、凹部９３ａと短辺側端面とが連通するようになっている。

溝部９３ｂは、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２に設けられたパッケージ２を凹部９３ａに嵌合させる際に、空気が密閉されないようにするための溝である。すなわち、溝部９３ｂは、凹部に設けられた空気抜き部となる。

また、放熱筐体９３の四隅の近傍には、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９３とをネジなどの機械的締結手段により固定、一体化させるための孔１１（例えば、ねじ穴など）が設けられている。
本実施の形態によれば、パッケージ２を凹部９２ａ、９３ａに嵌合させる際に空気が密閉されるようなことがない。そのため、組立性、生産性などを向上させることができる。

また、孔１１にネジなどの機械的締結手段を螺合させるなどして、放熱部材１５を介して光源回路ユニット１０２と放熱筐体９２、９３とを密着、押圧させることができるので、接触熱抵抗を低減させることができ、放熱性を向上させることができる。

図８は、他の実施の形態に係る光源ユニットを例示するための模式図である。尚、図６（ａ）は正面図（前面側から見た図）、図６（ｂ）は側面図である。
図８に表すように、光源ユニット１０３ａには、放熱部材１５ａを介して、光源回路ユニット１０２ａと放熱筐体２９とが密着するようにして設けられている。本実施の形態においては、光源ユニット１０１をマトリックス状に配設するようにしたこと以外は、図１において例示をした光源ユニット１０３と同様である。そのため、詳細な説明は省略する。

本実施の形態によれば、光源ユニット１０１をマトリックス状に配設することができるので、省スペース化を図ることができる。

図９は、他の実施の形態に係る光源ユニットを例示するための模式断面図である。尚、前述したものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図９に表すものは、光源ユニット１０３ｂを液晶ディスプレイ用バックライト光源として利用した場合である。
図９に表すように、光源ユニット１０３ｂを液晶ディスプレイ用バックライト光源として利用する場合、光源ユニット１０３ｂは、例えば、枠体の側端面に沿って配置される。光源ユニット１０３ｂの前面側には導光板１３が設けられている。

光源ユニット１０３ｂに備えられた放熱筐体３９は、略Ｌ字状を呈し、Ｌ字状に立ち上がった部分の前面側（内側）には凹部３９ａが設けられている。
また、前面と後面との間を貫通する貫通孔が複数設けられた反射体１０と、前面と後面との間を貫通する貫通孔を複数有し、この貫通孔を反射体１０の貫通孔に合わせるようにして反射体１０の後面に設けられる基板８ａとが設けられている。すなわち、反射体１０と基板８ａとの積層体が、回路基板８を構成している。
また、複数の光源ユニット１０１のそれぞれが、光源ユニット１０１の前面に設けられた凸形状の封止部材４を基板８ａの貫通孔を介して反射体１０の貫通孔に挿入するようにして基板８ａの後面に設けられている。

また、凸形状の封止部材４の高さ寸法が反射体１０・基板８ａの厚み寸法よりも小さく（例えば、０．０５ｍｍ以上小さく）なるようにされている。そのため、凸形状の封止部材４の先端（凸形状の頂点）は、反射体１０の前面よりも後面に向けて後退した位置（例えば、０．０５ｍｍ以上後退した位置）にある。

また、反射体１０の貫通孔は、反射体１０の後面から前面に向かって次第に広がる略平面形状のテーパー面１８ｃを有している。
基板８ａには図示しない配線パターン（例えば、前述した配線パターン１９ａ〜１９ｃ）が設けられており、例えば、フレキシブル基板とすることで反射体１０との密着性を高めることができる。

反射体１０は、反射率の高い材料で構成され、光取り出し効率が高くなるようにされている。この場合、例えば、反射体１０をアルミニウムなどの反射率の高い金属で構成させるようにすれば、光や熱による劣化も低減させることができる。

基板８ａは、反射体１０の後面に接着剤などを用いて固定され、前述したものと同様に、図示しない配線パターンとパッケージ２に設けられた図示しない電極部とがハンダ付けにより接続されている。
そして、凹部９ａには、放熱部材１５を介して反射体１０・基板８ａ上に設けられたパッケージ２が嵌合されている。また、反射体１０・基板８ａのパッケージ２が設けられていない部分と、放熱筐体３９の凹部９ａが設けられていない部分とが密着するようになっている。

本実施の形態によれば、主に電気的接続を行う基板８ａと、主に光の取り出しを行う反射体１０とを別々に設けるようにしている。そのため、主に光の取り出しを行う反射体１０の材料選択の幅を広げることができ、最適な材質を選択することができる。例えば、アルミニウムなどの反射率の高い金属を用いるようにすれば、光取り出し効率をさらに向上させることができる。また、セラミックスや樹脂などのように光が透過せず、高い反射率を得ることができ、光や熱による劣化も低減させることができる。
尚、放熱性や画像表示装置の挟額縁化などについては前述したものと同様のため、その説明は省略する。

以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、光源ユニット１０１、光源回路ユニット１０２、光源回路ユニット１０２ａ、光源ユニット１０３、光源ユニット１０３ａ、光源ユニット１０３ｂなどが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

本実施の形態に係る光源ユニットを例示するための模式図である。 本実施形態において用いることができる発光エレメントの模式図である。 発光エレメントを実装する回路基板を例示するための模式図である。 発光エレメントを回路基板に実装した光源回路ユニットを例示するための模式図である。 他の実施の形態に係る放熱筐体を例示するための模式斜視図である。 他の実施の形態に係る放熱筐体を例示するための模式斜視図である。 他の実施の形態に係る放熱筐体を例示するための模式斜視図である。 他の実施の形態に係る光源ユニットを例示するための模式図である。 他の実施の形態に係る光源ユニットを例示するための模式断面図である。

符号の説明

１ 発光素子、２ パッケージ、２ａ 絶縁部、３ ワイヤー、４ 封止部材、５ａ 電極部、５ｂ 電極部、６ａ ヒートシンク、６ｂ ヒートシンク、７ａ 放熱用パッド、７ｂ 放熱用パッド、８ 回路基板、８ａ 基板、９ 放熱筐体、９ａ 凹部、１０ 反射体、１１ 孔、１５ 放熱部材、１８ 貫通孔、１８ａ 光取り出し窓、１８ｂ 光取り出し窓、１８ｃ テーパー面、１９ａ〜１９ｃ 配線パターン、３９ 放熱筐体、３９ａ 凹部、９０ 放熱筐体、９１ 放熱筐体、９１ａ 凹部、９１ｂ 貫通孔、９２ 放熱筐体、９２ａ 凹部、９２ｂ 溝部、９３ 放熱筐体、９３ａ 凹部、９３ｂ 溝部、１０１ 発光エレメント、１０２ 光源回路ユニット、１０２ａ 光源回路ユニット、１０３ 光源ユニット、１０３ａ 光源ユニット、１０３ｂ 光源ユニット

Claims (4)

1. 複数の凹部が設けられた放熱筐体と、
   前記複数の凹部のそれぞれに嵌合された複数の発光エレメントと、
   前記放熱筐体と対向して設けられ、前面と、後面と、の間を貫通する貫通孔が複数設けられた回路基板と、
   前記放熱筐体の前記凹部と前記発光エレメントとの間に設けられ、前記発光エレメントからの熱を前記放熱筐体へ伝達可能な弾性を有する放熱部材と、
   を備え、
   前記複数の発光エレメントのそれぞれは、
   前面と、前記前面に対向した後面と、を有するパッケージと、
   前記前面と、前記後面と、の間を貫通する第１のヒートシンク及び第２のヒートシンクと、
   前記前面において、前記第１のヒートシンクに付設された発光素子と、
   前記発光素子と前記第２のヒートシンクとを接続するワイヤーと、
   前記発光素子と前記ワイヤーを封止する封止部材と、
   を有し、
   前記複数の発光エレメントのそれぞれは、前記発光エレメントの前面に突出した前記封止部材を前記貫通孔に挿入するようにして前記回路基板の前記後面側に付設されたことを特徴とする光源ユニット。
2. 前記放熱部材は、前記放熱筐体と前記回路基板との間に延在してなることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
3. 前記回路基板は、第１の貫通孔が複数設けられた反射体と、第２の貫通孔が複数設けられ、前記第２の貫通孔を前記第１の貫通孔に合わせるようにして前記反射体と積層された基板と、を有し、
   前記反射体は、前記前面の側に設けられ、
   前記基板は、前記後面の側に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の光源ユニット。
4. 前記凹部の内面には、前記放熱筐体の前記凹部以外の外面に繋がる貫通孔及び溝部の少なくともいずれかが連通してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光源ユニット。

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