JP2010165581A

JP2010165581A - 光源装置及び表示装置

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Publication number: JP2010165581A
Application number: JP2009007525A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ide; 明彦井出
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2029-01-16
Also published as: JP5343571B2

Abstract

【課題】光源からの熱量を放熱しやすくする。
【解決手段】光源装置は、複数の光源と、複数の光源を実装するフレキシブル基板と、フレキシブル基板を支持するフレームと、複数の光源、フレキシブル基板及びフレームを収容するケースとを備える。フレキシブル基板は、複数の光源が電気的に接続される配線パターンと、配線パターンから離間して配置され、配線パターンとは電気的に独立した金属製の放熱領域とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源装置及び表示装置に関する。

従来、例えば液晶表示装置等に用いられる光源装置には、光源と、光源が実装されたフレキシブル基板と、光源からの光を面光源に変換する導光板とが設けられている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−２８１９２４号公報

近年においては、照度を高めるために多数の光源をフレキシブル基板上に配置したものも開発されているが、光源の間隔が狭まってしまうために各光源からの熱量が光源自体に悪影響を及ぼし、光源寿命を低下させたり、発光効率を低下させてしまうおそれがあった。
本発明の課題は、光源からの熱量を放熱しやすくするができる光源装置及び表示装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
複数の光源と、
複数の前記光源を実装するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板を支持するフレームと、
複数の前記光源、前記フレキシブル基板及び前記フレームを収容するケースとを備え、
前記フレキシブル基板は、複数の前記光源が電気的に接続される配線パターンと、前記配線パターンから離間して配置され、前記配線パターンとは電気的に独立した金属製の放熱領域とを有することを特徴とする光源装置が提供される。

上記光源装置において、好ましくは、前記放熱領域は、前記フレキシブル基板における前記光源が実装された第一面に形成されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記放熱領域は、前記フレキシブル基板における前記第一面とは反対側の第二面に形成されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記フレキシブル基板には、複数の前記光源のうち、少なくとも１つの前記光源に対向する位置に貫通孔が形成されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記フレキシブル基板には、複数の前記光源のうち、少なくとも１つの前記光源に対して、少なくとも一部が重畳する貫通孔が形成されている。
上記光源装置において、好ましくは、前記放熱領域は前記ケースの内面に接触している。
上記光源装置において、好ましくは、前記フレキシブル基板は、前記ケースの外側に引き出されて設けられ、前記放熱領域は、前記ケースの外面に接触している。
上記光源装置において、好ましくは、前記フレキシブル基板は、前記ケースの外側に引き出されて設けられ、前記放熱領域は、前記光源装置の外部に露出している。
上記光源装置において、好ましくは、前記放熱領域は前記フレームに接触している。

また、本発明の他の態様によれば、
上記光源装置と、
前記光源装置からの出射光を利用して表示を行う表示パネルと、を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

本発明によれば、フレキシブル基板に配線パターンとは電気的に独立した金属製の放熱領域が形成されているので、この放熱領域によって各光源で発生した熱量を効率よく放熱することが可能な光源装置及び表示装置を提供することができる。

本実施形態の光源装置の要部構成を示す斜視図である。図１の表示装置に備わる光源装置の一部の分解斜視図である。図１の表示装置のうち光源装置のIII−III切断線に沿った断面図である。図１の光源装置に備わるフレキシブル基板の表面（第一面）側を示す説明図である。図４のフレキシブル基板の裏面（第二面）側を示す説明図である。図１の表示装置のうち、光源装置の第一の変形例を示す斜視図である。図１の表示装置のうち、光源装置の第二の変形例を示す斜視図である。図７の表示装置のうち、光源装置のVIII−VIII切断線に沿った断面図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は本実施形態の表示装置の要部構成を示す斜視図であり、図２は表示装置に備わる光源装置の一部の分解斜視図、図３は表示装置のうち光源装置のIII−III切断線に沿った断面図である。これら図１〜３に示すように、表示装置１０には、フレキシブル基板２と、フレキシブル基板２に接続された導光板３と、フレキシブル基板２、一対のガラス基板５２，５３とそれらの間に注入された液晶を含む表示パネル５４、導光板３及び表示パネル５４を支持するフレーム４、これらフレキシブル基板２、導光板３、フレーム４及び表示パネル５４を収容する下側ケース５及び上側ケース５５が設けられている。本実施形態の表示パネル５４は、液晶表示パネルであり、駆動回路５６からスイッチング素子としての薄膜トランジスタに所定の電圧を印加することにより、一対のガラス基板５２，５３の間に注入された液晶を駆動し、光源装置１からの出射光を利用して表示を行うものである。また、表示パネル５４は、一対のガラス基板５２，５３のうち一方の基板５３に、他方の基板５２から突出し、上述の駆動回路５６が搭載された突出部が設けられているとともに、マトリクス状に形成された複数の画素電極（不図示）と、各画素電極に接続された複数の薄膜トランジスタ（不図示）、及び各薄膜トランジスタを駆動するための複数の配線（不図示）が形成されている。

図４はフレキシブル基板２の表面（第一面）側を示す説明図であり、図５は裏面（第二面）側を示す説明図である。図２，３に示すようにフレキシブル基板２は、光源６が実装される光源実装部２１と、光源実装部２１の一端部から延出し、外部の接続端子に接続される接続部２２とを有する。光源実装部２１は、導光板３の一辺の長さに対応した幅の第一段部２１１と、第一段部２１１よりも短い幅の第二段部２１２とを有する。この第二段部２１２から接続部２２が延出している。

光源実装部２１における第一段部２１１の表面２１１ａには、複数の光源６が半田６１を介して実装されている。複数の光源６はＬＥＤであり、所定の間隔を空けて一列に配列されている。光源６としてはＬＥＤ以外にも例えば冷陰極管等が用いられる。また、光源実装部２１における第一段部２１１の表面２１１ａ、第二段部２１２の表面２１２ａ及び接続部２２の表面２２ａには、複数の光源６が電気的に接続される配線パターン２３が形成されている。第二段部２１２の表面２１２ａには、配線パターン２３から離間して配置され、配線パターン２３とは電気的に独立した金属膜２４，２５が形成されている。

一方、図５に示すように、光源実装部２１の裏面２１ｂには、その略全面にわたって金属膜２６が形成されている。光源実装部２１に形成された金属膜２４，２５，２６は、光源６からの熱を放熱する放熱領域である。光源実装部２１には、複数の光源６のそれぞれに対向する位置に貫通孔２７が形成されている。この貫通孔２７を介して光源６の熱が裏面２１ｂにある金属膜２６に伝導することになる。

導光板３は、点光源である光源６から照射された光を拡散し面光源とするものである。図１〜３に示すように導光板３は、直方板状に形成されていて、その一端部にフレキシブル基板２の第一段部２１１が接着層８を介して接続されている。この際、導光板３の一側面にフレキシブル基板２上の光源６が接触するように配置されている（図３参照）。これにより、光源６から照射された光が導光板３内に入射する。導光板３の一側面と光源６とが直接接触するように配置すると、光源６からの出射光が導光板３の一側面で乱反射することを抑制でき、光源６からの出射光を効率良く光源として利用することができる。しかしながら、光源６から照射された光が導光板３内に入射するようになっていればよいので、導光板３の一側面と光源６とが離間していてもよい。

フレーム４は、樹脂製の下フレーム４１と上フレーム４２とを有する。下フレーム４１には、導光板３が収容される開口４１１が設けられている。下フレーム４１の一端部には、フレキシブル基板２が接着層９を介して接続されている。また、上フレーム４２には、導光板３の発光部分を露出する開口４２１が設けられている。表示パネル５４は、この開口４２１内に配置される。上フレーム４２における下面には、導光板３を位置決めする突部４２２が、開口４２１の周囲にわたって形成されている。

下側ケース５及び上側ケース５５は、それぞれ板金により形成された箱体であり、下側ケース５及び上側ケース５５により形成される筐体内には、フレキシブル基板２の一部、下フレーム４１、導光板３及び表示パネル５４が格納される。また、下側ケース５及び上側ケース５５の一側壁には、フレキシブル基板２を外部に引き出すための切欠５１ａ，５１ｂがそれぞれ形成されている。この下側ケース５の開口部分には上フレーム４２が取り付けられ、上フレーム４２の上に、下側ケース５と嵌合するように上側ケース５５が取り付けられる。

ここで、図３を参照して、下側ケース５格納時におけるフレキシブル基板２と各部の接触状態を説明する。下側ケース５に格納されると、フレキシブル基板２における光源６及び導光板３に接する部分は、上フレーム４２の突部４２２に接触する。また、フレキシブル基板２のうち光源実装部２１の第二段部２１２と接続部２２とは、下側ケース５の切欠５１ａから引き出されて、折り曲げられ下側ケース５の下面に接触されている。具体的に説明すると、フレキシブル基板２の表面２１１ａに形成された金属膜２４，２５が下側ケース５の下面に接触しており、裏面２１ｂに形成された金属膜２６が上フレーム４２の突部４２２に接触するとともに下側ケース５の外部に露出している。

次に、本実施形態の作用について説明する。
各光源６から発せられた熱量は、半田６１を介してフレキシブル基板２に伝導するとともに、貫通孔２７を介して裏面２１ｂの金属膜２６に伝導する。フレキシブル基板２に伝導した熱量は、裏面２１ｂの金属膜２６及び表面２１１ａの金属膜２４，２５に伝導する。裏面２１ｂの金属膜２６では、突部４２２から上フレーム４２に対して放熱されたり、下側ケース５の外部に放熱される。一方、表面２１１ａの金属膜２４，２５では下側ケース５に対して放熱される。

以上のように、本実施形態によれば、フレキシブル基板２に配線パターン２３とは電気的に独立した金属製の放熱領域（金属膜２４，２５，２６）が形成されているので、この放熱領域によって各光源６で発生した熱量を効率よく放熱することが可能となる。したがって、光源６からの発熱が光源６自体に悪影響を及ぼすことを防止でき、光源寿命の延命化を図ることができる。

また、フレキシブル基板２の表面２１１ａに光源６及び放熱領域（金属膜２４，２５）が設けられているので、光源６からの熱量を放熱領域に容易に伝導することが可能となる。
また、フレキシブル基板２の裏面２１ｂにも放熱領域（金属膜２６）が設けられているので、放熱領域を広範囲に設置することができ、放熱効率を高めることが可能となる。
また、フレキシブル基板２における、複数の光源６のうち、少なくとも１つの光源６に対向する位置に貫通孔２７が形成されているので、光源６の熱量を貫通孔２７を介すことで裏面２１ｂの放熱領域に伝導しやすくなる。
また、放熱領域が金属製の下側ケース５に接触しているので、放熱効率をより高めることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。なお、以下の図において上記実施形態と同様の箇所は同一の符号を付してその説明を省略する。
例えば、本実施形態では、フレキシブル基板２ａにおける表面２１１ａの金属膜２４，２５と、配線パターン２３とが同一領域（第二段部２１２）に形成されている場合を例示しているが、図６の光源装置１Ａに示すように、フレキシブル基板２ａの光源実装部２１ａから直接延在した接続部２２に配線パターン２３ａを形成し、光源実装部２１ａに対して接続部２２と並列に配置された第二段部２１２ａのうち表面２１１ａに放熱領域２４ａ（不図示）、裏面２１ｂに放熱領域２６ａを形成してもよい。図６においては、表示パネル及び上側ケースは図示を省略している。この場合、放熱領域２４ａの設計上の自由度が高くなるために、より放熱領域２４ａを広範囲に形成することが可能となる。また、フレキシブル基板２ａの表面２１１ａから裏面２１ｂにかけて複数の貫通孔２７ａをそれぞれ形成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、フレキシブル基板２の裏面２１ｂの金属膜２６が下側ケース５の裏面と接触する場合を例示したが、下側ケース５の内面に接触する構成とすることも可能である。この場合、図６と同様、図７，８に示す光源装置１Ｂのように、フレキシブル基板２ｂの光源実装部２１ｂから直接延在した接続部２２に配線パターン２３ｂを形成し、光源実装部２１ｂに対して接続部２２と並列に配置された第二段部２１２ａのうち表面２１１ａに放熱領域２４ｂ（図８参照）、裏面２１ｂに放熱領域２６ｂ（図８参照）を形成している。図７，８においては、表示パネル及び上側ケースは図示を省略している。配線パターン２３ｂが形成された接続部２２は、下側ケース５ｂの外部に引き出され（図７参照）、放熱領域２４ｂが形成された第二段部２１２ｂは、下フレーム４１に巻き付けられる（図８参照）。ここで、フレキシブル基板２ｂの表面２１１ａに形成された放熱領域２４ｂは下フレーム４１の外面に接触し、フレキシブル基板２ｂの裏面２１ｂに形成された放熱領域２６ｂは下側ケース５の内面に接触することになる。また、フレキシブル基板２ｂの表面２１１ａから裏面２１ｂにかけて複数の貫通孔２７ｂをそれぞれ形成するようにしてもよい。

また、上述の実施形態及び各変形例では、貫通孔２７の全体が複数の光源６と重畳する場合を例示したが、貫通孔２７のうち少なくとも一部が、複数の光源６のうち少なくとも１つと重畳するように設けることも可能である。こうすることにより、光源６からの熱量が貫通孔２７に伝導しやすくなるため、貫通孔２７が光源６と重畳しない場合よりも放熱効果を高めることができる。

１，１Ａ，１Ｂ光源装置
２フレキシブル基板
３導光板
４フレーム
５下側ケース
６光源
１０表示装置
２１光源実装部
２２接続部
２１ｂ裏面（第二面）
２２ａ表面（第一面）
２３配線パターン
２４，２５，２６金属膜（放射領域）
２７貫通孔
４１下フレーム
４２上フレーム
５４表示パネル
５５上側ケース
２１１ａ表面（第一面）
２１２ａ表面（第一面）

Claims

複数の光源と、
複数の前記光源を実装するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板を支持するフレームと、
複数の前記光源、前記フレキシブル基板及び前記フレームを収容するケースとを備え、
前記フレキシブル基板は、複数の前記光源が電気的に接続される配線パターンと、前記配線パターンから離間して配置され、前記配線パターンとは電気的に独立した金属製の放熱領域とを有することを特徴とする光源装置。
請求項１記載の光源装置において、
前記放熱領域は、前記フレキシブル基板における前記光源が実装された第一面に形成されていることを特徴とする光源装置。
請求項１又は２記載の光源装置において、
前記放熱領域は、前記フレキシブル基板における前記第一面とは反対側の第二面に形成されていることを特徴とする光源装置。
請求項３記載の光源装置において、
前記フレキシブル基板には、複数の前記光源のうち、少なくとも１つの前記光源に対向する位置に貫通孔が形成されていることを特徴とする光源装置。
請求項３記載の光源装置において、
前記フレキシブル基板には、複数の前記光源のうち、少なくとも１つの前記光源に対して、少なくとも一部が重畳する貫通孔が形成されていることを特徴とする光源装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記放熱領域は前記ケースの内面に接触していることを特徴とする光源装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記フレキシブル基板は、前記ケースの外側に引き出されて設けられ、
前記放熱領域は、前記ケースの外面に接触していることを特徴とする光源装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記フレキシブル基板は、前記ケースの外側に引き出されて設けられ、
前記放熱領域は、前記光源装置の外部に露出していることを特徴とする光源装置。
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記放熱領域は前記フレームに接触していることを特徴とする光源装置。
請求項１〜９のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの出射光を利用して表示を行う表示パネルと、を備えることを特徴とする表示装置。