JP2011054470A - Led搭載コネクタ及びそれを備えた光源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数を増加させずにLEDの放熱性を向上させる。
【解決手段】LED搭載コネクタは、第1LED41と、これに直列に接続された第2LED42とを有する少なくとも1つのLEDユニット40を備えている。LEDユニット40は、第1端子45と、第2端子46と、第1LED41のカソードと第2LED42のアノードとを電気的に接続する接続部50とを有し、接続部は、第1LED41及び第2LED42で生じた熱を放熱する放熱板を構成している。
【選択図】図4

Description

本発明は、複数のLEDが搭載されたコネクタ、及びそれを備えた光源装置に関するものである。
近年、液晶表示装置等の薄型表示装置の需要が高まっている。例えば液晶表示装置は、液晶表示パネルと、このパネルに対向して配置された光源としてのバックライトユニットを有している。バックライトユニットは、一般に、導光板と、この導光板の側面に配置された複数のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)とを有している。
ところで、LEDは、消費電力が低く長寿命であるという利点を有するものの、発光時に発熱を伴うため、その発光による温度上昇が、輝度の低下や寿命の短縮等を招くこととなる。そこで、従来より、種々の放熱対策が検討されている。
例えば、特許文献1には、図11に示すように、1つのLED102が回路基板101に実装された発光モジュール100が開示されている。LED102は、回路基板101の表面における法線方向に光を出射するように実装されている。
この回路基板101には、複数の配線パターン103と、複数の放熱用金属パターン104とが形成されている。一方、LED102は、上記配線パターン103にハンダ105によって接続された通電用端子106と、上記放熱用金属パターン104に銀ペースト107によって接続された放熱用端子108とを備えている。そして、放熱用端子108の幅は、通電用端子106の幅よりも広くなっている。そのことにより、LED102の放熱性を高めようとしている。
また、特許文献2には、貫通部が形成された回路基板を放熱用基板に積層し、その回路基板の貫通部にLEDを配置することが開示されている。すなわち、LEDは、接着剤層等を介して放熱用基板に接着されている。そうして、放熱用基板によりLEDの放熱を行うようにしている。
特開2002−368285号公報 特開2008−028377号公報
しかし、上記特許文献1の構成では、比較的面積が大きい放熱用の部材(放熱用端子等)によって、回路基板の表面が占有されてしまう問題がある。その結果、装置全体を小型化することが難しくなる。
また、上記特許文献2の構成では、放熱用基板というLEDとは別の部材を設ける必要があるため、部品点数が増加する問題がある。さらに、放熱用基板を設ける以上、装置全体も大型化することが避けられない。
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のLEDが搭載されたコネクタについて、その部品点数を増加させず、LEDの放熱性を向上させることにある。
上記の目的を達成するために、第1の発明は、第1LEDと、該第1LEDに対して直列に接続された第2LEDとを有する少なくとも1つのLEDユニットを備えたLED搭載コネクタを対象としている。そして、上記LEDユニットは、上記第1LEDのアノードに設けられた第1端子と、上記第2LEDのカソードに設けられた第2端子と、上記第1LEDのカソードと上記第2LEDのアノードとを電気的に接続する接続部とを有し、上記接続部は、上記第1LED及び第2LEDで生じた熱を放熱する放熱板を構成している。
第2の発明は、上記第1の発明において、上記第1LED及び第2LEDは、互いに同じ方向に光を出射するように並んで配置され、上記放熱板を構成する接続部の一端には、上記第1LEDのカソード及び上記第2LEDのアノードが接続される一方、当該接続部の他端側は折り曲げられている。
第3の発明は、上記第1又は2の発明において、上記放熱板を構成する接続部には、ヒートシンクが伝熱可能に設けられている。
第4の発明は、光源装置を対象としている。そして、上記第1乃至3の何れか1つの発明に係るLED搭載コネクタと、上記LED搭載コネクタにおける上記第1端子及び第2端子が接続された中継端子部材と、上記中継端子部材が接続された回路基板とを備えている。
−作用−
次に、本発明の作用について説明する。
第1の発明では、LEDユニットにおいて、電流が第1端子から第1LEDへ流れて、さらに接続部を経て第2LED及び第2端子へ流れる。このことにより、第1LED及び第2LEDが点灯するが、その点灯に伴って各LEDが発熱する。本発明では、上記接続部が放熱板を構成しているため、各LEDでの発熱は、その放熱板としての接続部によって好適に放熱される。すなわち、LEDユニットは、互いに直列に接続された第1LED及び第2LED同士を接続する接続部自体によって構成された放熱板により、効率良く放熱することが可能になる。しかも、各LED同士の接続部というLEDユニットの構成部材によって放熱板を構成したので、放熱用の部材を新たに設ける必要がない結果、部品点数を増加させず、LEDの放熱性を向上させることが可能になる。
第2の発明では、接続部の一端に第1LED及び第2LEDを接続する一方、接続部の他端側を折り曲げるようにしたので、接続部の放熱面積を小さくせずに、全体としてよりコンパクトに形成することが可能になる。
第3の発明では、放熱板を構成する接続部にヒートシンクを伝熱可能に設けるようにしたので、これら接続部及びヒートシンクによって、各LEDで生じた熱をより効率良く放熱されることとなる。
第4の発明では、光源装置が上記接続部を含むLED搭載コネクタを有する構成としたので、放熱性を高めながらも装置全体の小型化が図られることとなる。
本発明によれば、互いに直列に接続された第1LED及び第2LED同士を接続する接続部自体によって構成された放熱板により、各LEDから生じた熱を効率良く放熱することができる。しかも、第1LED及び第2LED同士の接続部というLEDユニットの構成部材によって放熱板を構成したので、放熱用の部材を新たに設ける必要がない結果、部品点数を増加させず、LEDの放熱性を向上させることができる。
図1は、本実施形態1における光源装置の構造を示す断面図である。 図2は、本実施形態1における光源装置の正面側の外観を示す斜視図である。 図3は、本実施形態1における光源装置の構成の正面側を示す分解斜視図である。 図4は、本実施形態1におけるLEDユニットの正面側外観を示す斜視図である。 図5は、本実施形態1における光源装置の背面側の外観を示す斜視図である。 図6は、本実施形態1における光源装置の構成の背面側を示す分解斜視図である。 図7は、本実施形態1におけるLEDユニットの背面側外観を示す斜視図である。 図8は、本実施形態1におけるLEDユニットの接続部が展開された状態を示す正面図である。 図9は、本実施形態1におけるLED搭載コネクタの端子が差し込まれた中継端子を示す平面図である。 図10は、本実施形態2における光源装置の構造を示す断面図である。 図11は、従来の光源装置の要部外観を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《発明の実施形態1》
図1〜図9は、本発明の実施形態1を示している。
図1は、本実施形態1における光源装置10の構造を示す断面図である。図2は、本実施形態1における光源装置10の正面側の外観を示す斜視図である。図3は、本実施形態1における光源装置10の構成の正面側を示す分解斜視図である。図4は、本実施形態1におけるLEDユニット40の正面側外観を示す斜視図である。図5は、本実施形態1における光源装置10の背面側の外観を示す斜視図である。図6は、本実施形態1における光源装置10の構成の背面側を示す分解斜視図である。
また、図7は、本実施形態1におけるLEDユニット40の背面側外観を示す斜視図である。図8は、本実施形態1におけるLEDユニット40の接続部50が展開された状態を示す正面図である。図9は、本実施形態1におけるLED搭載コネクタ12の端子45,46が差し込まれた中継端子21を示す平面図である。
本実施形態1の光源装置10は、図1〜図3、図5及び図6に示すように、回路基板11と、LED搭載コネクタ12と、回路基板11及びLED搭載コネクタ12を中継して互いに導通させるように構成された中継端子部材20とを備えている。そして、例えば、図示を省略するが、液晶表示装置のバックライトユニットを構成する導光板に光を供給する光源装置として用いられる。
(回路基板)
回路基板11は、いわゆるプリント基板であって、銅箔からなる配線パターン(不図示)が絶縁性基板の表面に形成されるとともに、当該配線パターンがソルダレジストによって覆われている。回路基板11には、図3及び図6に示すように、中継端子部材20を接続するための複数の端子16が、所定の間隔で1列に並んで配置されている。上記複数の端子16は、ソルダレジストに覆われずに露出している。
また、回路基板11には、図3及び図6に示すように、複数の貫通孔17が、各端子16の列に沿って設けられると共に当該複数の端子16と同じ間隔で並ぶように形成されている。各貫通孔17には、後述するLED搭載コネクタ12の端子45,46が挿通されるようになっている。
(LED搭載コネクタ)
LED搭載コネクタ12は、図1〜図7に示すように、複数のLEDユニット40と、これらLEDユニット40の全体を保持するコネクタ本体43とを備えている。
各LEDユニット40は、第1LED41と、第1LED41に対して直列に接続された第2LED42とをそれぞれ有している。
第1LED41及び第2LED42は、互いに同じ方向に光を出射するように並んで配置されている。そして、各LEDユニット40は、図4に示すように、各第1LED41及び第2LED42が全て同じ方向に光を出射するように、一列に並んで配置されている。
ここで、図示を省略するが、上記液晶表示装置の導光板は、回路基板11の表面に平行に配置される。よって、各第1LED41及び第2LED42は、上記導光板の側面に光を入射させるために、回路基板11の表面に平行な方向に光を出射するように配置されている。
また、LEDユニット40は、図8に示すように、第1LED41のアノード51に設けられた第1端子45と、第2LED42のカソード52に設けられた第2端子46と、第1LED41のカソード53と第2LED42のアノード54とを電気的に接続する接続部50とを有している。
第1端子45は、図8に示すように、第1導電板56を介して第1LED41のアノード51に接続されている。一方、第2端子46は、第2導電板57を介して第2LED42のカソード52に接続されている。
第1端子45及び第2端子46は、それぞれピン状に形成され、回路基板11の複数の端子16に対応して設けられている。第1端子45及び第2端子46の断面は、例えば0.5mm四方の断面矩形状に形成されている。また、第1端子45及び第2端子46の先端は、例えば四角錐台状に形成されている。
上記第1導電板56及び第2導電板57は、第1端子45及び第2端子46と共に、それぞれ例えばリン青銅などの金属材料によって形成されている。
一方、上記接続部50は、第1導電板56及び第2導電板57よりも大きな矩形板状に形成されている。さらに、接続部50は、第1導電板56及び第2導電板57よりも熱伝導性が高い例えば銅などのタフピッチ銅よりも高い強度を有する銅合金からなる金属板によって形成されている。このことにより、接続部50は、第1LED41及び第2LED42で生じた熱を放熱する放熱板を構成している。
この放熱板を構成する接続部50の一端には、図8に示すように、第1LED41のカソード53及び第2LED42のアノード54が接続されている。一方、当該接続部50の他端側は、各LED41,42の背面側(すなわち、各LED41,42の光の出射側とは反対側)に折り曲げられている。そのことにより、接続部50は、上記他端が回路基板11への接続側へ向かって延びるように、側方から見てコ字状に折れ曲がっている。
尚、図1では、接続部50が角部を有するように(コ字状に)折り曲げられているが、角部がないU字状や、LED41,42の背面側以外の方向に折り曲げた構成としてもよい。
このように、接続部50を各LED41,42の背面側に折り曲げることにより、放熱板の面積を小さくせずに小型化(コンパクト化)できる点で好ましい。
コネクタ本体43は、電気的に絶縁性を有する合成樹脂(例えば、熱可塑性樹脂)によって構成されると共に、モールド成型によって形成され、その内部に上記複数のLEDユニット40の一部が埋設されている。コネクタ本体43の正面側には、図1〜図3に示すように、第1LED41及び第2LED42の光出射部が露出している。
一方、コネクタ本体43の背面側には、図1、図5及び図6に示すように、放熱板としての接続部50が露出している。このことにより、各LED41,42の接続部50は、コネクタ本体43の背面側で空冷されることとなる。
また、コネクタ本体43の下側には、各第1端子45及び第2端子46が突出して延びており、これらの端子45,46が中継端子部材20に接続されるようになっている。
(中継端子部材)
中継端子部材20は、図1、図3及び図6に示すように、例えば銅等の金属材料からなる複数の板片状の中継端子21と、中継端子21の一部をそれぞれ覆う被覆部22とを備えている。
中継端子21は、図1及び図5に示すように、板状の本体部24と、本体部24に一体に形成された端子部25とを有している。
端子部25は、本体部24に一体に形成され、図1に示すように、先端が回路基板11の表面側に一段下がった段差状に形成されている。このことにより、図5に示すように、中継端子部材20は、端子部25の先端において、回路基板11の端子16に接続され、接続方法としては、半田や溶接などが適用できる。
また、中継端子21の本体部24には、開口部27が貫通形成されている。開口部27は、LED搭載コネクタ12の第1端子45又は第2端子46を差し込むためのものであり、図9に拡大して示すように、その中心に対して対称な位置に形成され、径方向外側に切れ込まれた4つの切り込み部28を有している。
互いに隣り合う切り込み部28同士の間には、開口部27の内側に湾曲して突出した凸状部29が形成されている。そうして、開口部27は、図5に示すように、第1端子45又は第2端子46の4つの角部分が凸状部29にそれぞれ接触するようにして、各第1端子45及び第2端子46がそれぞれ差し込まれるようになっている。
また、中継端子21の本体部24は、図1に示すように、板状の被覆部22における厚み方向中央位置に埋設されている。
一方、上記被覆部22は、絶縁性材料からなり、例えば耐熱性樹脂であるポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)によって形成されている。また、被覆部22は、中継端子21の開口部27に対応する位置にそれぞれ貫通形成された複数の孔部30を有している。孔部30の位置は、回路基板11の貫通孔17の位置にも対応している。孔部30は例えば円形状に形成され、その内部に上記凸状部29の先端が突出している。
したがって、上記光源装置10は、各LEDユニット40において、電流が第1端子45から第1LED41へ流れて、さらに接続部50を経て第2LED42及び第2端子46へ流れる。このことにより、第1LED41及び第2LED42が点灯する。各LED41,42から出射した光は、導光板(不図示)の側面に入射する。そうして、導光板で拡散された光は、液晶表示パネルに供給され、当該液晶表示装置による画像表示が行われることとなる。
また、第1LED41及び第2LED42では、その点灯に伴って発熱するが、これらLED41,42同士を接続する上記接続部50が放熱板を構成しているため、各LED41,42での発熱は、その接続部50によって好適に放熱される。
−製造方法−
以下に、LED搭載コネクタ12を製造の一例を示すが、これに限るものはない。まず、第1LED41及び第2LED42に、接続部50、第1導電板56及び第2導電板57をそれぞれ接続すると共に、第1導電板56に第1端子45を接続し、第2導電板57に第2端子46を接続する。続いて、必要に応じて、接続部50を折り曲げて、複数のLEDユニット40を製造する。その後、各LEDユニット40を一列に配置した状態で、その一部を埋設するように樹脂をモールド成型する。そのことにより、LED搭載コネクタ12を製造する。
次に、光源装置10を製造する場合には、まず、回路基板11における複数の端子16にクリームハンダを塗布し、このクリームハンダ上に、中継端子部材20の端子部25を載置する。続いて、この中継端子部材20及び回路基板11を高温の炉の内部に移動させて、短時間でクリームハンダを溶かして硬化させる。そのことにより、中継端子部材20の複数の端子部25を、回路基板11の各端子16にそれぞれハンダ接合する。このとき、中継端子部材20の被覆部22は耐熱性を有するPPS樹脂により形成しているので、上記加熱により変形することはない。
その後、図1、図2及び図5に示すように、LED搭載コネクタ12を中継端子部材20に接続する。このとき、LED搭載コネクタ12における複数の第1端子45及び第2端子46を、中継端子部材20における孔部30内の開口部27にそれぞれ差し込んで固定する。
また、別の製造方法としては、1枚の金属板(例えば、タフピッチ銅又はリン青銅)から、接続部50と、第1及び第2導電板56,57と、第1及び第2端子45,46とを、一部において互いに連結しているように(例えば連結部を介して互いに一体となっているように)打抜いた後、当該金属部材を折り曲げて、第1及び第2端子45,46と、放熱板たる接続部50とを形成する。その後、この各端子45,46及び接続部50が形成された金属部材を、互いに連結した状態でモールド成型する。次いで、上記連結部等を切断して各部を互いに分離する。その後、所定の箇所に第1及び第2LED41,42を搭載するといった方法が可能である。
この方法であれば、一連の作業を一括して行うことができるので、作業効率の点で好適である。
また、接続部50と、第1及び第2導電板56,57と、第1及び第2端子45,46とをそれぞれ別々の金属板から形成する場合には、各部材に要求される特性を有する金属材料を適用すればよい。従って、この場合には、例えば、接続部50には高い放熱性を有する金属材料を適用し、第1及び第2端子45,46には高い強度を有する金属材料を適用することが好ましい。
そして、図1及び図5に示すように、第1端子45及び第2端子46が孔部30及び開口部27に差し込まれると、第1端子45及び第2端子46の先端部分は、孔部30内に突出している中継端子21の凸状部29の先端部分に接触する。続いて、そのまま第1端子45及び第2端子46が下方に差し込まれると、当該第1端子45及び第2端子46は、中継端子21の凸状部29の先端部分を孔部30の内壁側へ変形させる。
その結果、LED搭載コネクタ12の第1端子45及び第2端子46が、中継端子部材20の中継端子21に導通する一方、中継端子21が端子部25において回路基板11の端子16に導通するため、LED搭載コネクタ12は、中継端子部材20を介して回路基板11に導通することとなる。以上の工程によって、光源装置10を製造する。
−実施形態1の効果−
したがって、この実施形態1によると、互いに直列に接続された第1LED41及び第2LED42同士を接続する接続部50自体によって構成された放熱板により、各LED41,42から生じた熱を効率良く放熱することができる。しかも、第1LED41及び第2LED42同士の接続部50というLEDユニット40の構成部材によって放熱板を構成したので、放熱用の部材を新たに設ける必要がない結果、部品点数を増加させず、コンパクトな構成によって、各LED41,42の放熱性を向上させることができる。
さらに、接続部50の一端に第1LED41及び第2LED42を接続する一方、接続部50の他端側を当該LED41,42の光の出射方向と反対側(つまりLED41,42の背面側)に折り曲げるようにしたので、接続部50の放熱面積を大きくしながらも、全体としてよりコンパクトに形成することができる。
さらにまた、光源装置10が上記接続部50を含むLED搭載コネクタ12を有する構成としたので、放熱性を高めながらも装置全体の小型化を図ることができる。
《発明の実施形態2》
図10は、本発明の実施形態2を示している。
図10は、本実施形態2における光源装置10の構造を示す断面図である。尚、以降の各実施形態では、図1〜図9と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態2におけるLED搭載コネクタ12は、図10に示すように、接続部50が側方から見てL字状に折れ曲がっている。つまり、接続部50におけるLED41,42が接続されていない上記他端側の部分が、回路基板11と平行に延びている。
そして、接続部50の回路基板11と平行に延びている部分に、ヒートシンク60がで熱可能に設けられている。ヒートシンク60は、例えば金属材料によって構成され、回路基板11側へ向かって延びる複数の放熱フィンを有している。
−実施形態2の効果−
したがって、この実施形態2によると、第1LED及び第2LED42同士を接続する接続部50自体によって放熱板を構成しているので、上記実施形態1と同様に、部品点数を増加させず、LED41,42の放熱性を向上させることができる。そのことに加え、上記接続部50にヒートシンク60を伝熱可能に設けるようにしたので、これら接続部50及びヒートシンク60によって、各LED41,42で生じた熱をより効率良く放熱させることができる。
《その他の実施形態》
上記実施形態1及び2では、LED搭載コネクタ12が複数のLEDユニット40を有する例について説明したが、本発明はこれに限らず、少なくとも1つのLEDユニット40を有していればよい。
また、上記実施形態1及び2では、液晶表示装置に用いられる光源装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば照明装置等の他の光源装置として広く適用することが可能である。
以上説明したように、本発明は、複数のLEDが搭載されたコネクタ、及びそれを備えた光源装置について有用である。
10 光源装置
11 回路基板
12 LED搭載コネクタ
20 中継端子部材
40 LEDユニット
41 第1LED
42 第2LED
45 第1端子
46 第2端子
50 接続部
51 第1LEDのアノード
52 第2LEDのカソード
53 第1LEDのカソード
54 第2LEDのアノード
60 ヒートシンク

Claims (4)

  1. 第1LEDと、該第1LEDに対して直列に接続された第2LEDとを有する少なくとも1つのLEDユニットを備えたLED搭載コネクタであって、
    上記LEDユニットは、上記第1LEDのアノードに設けられた第1端子と、上記第2LEDのカソードに設けられた第2端子と、上記第1LEDのカソードと上記第2LEDのアノードとを電気的に接続する接続部とを有し、
    上記接続部は、上記第1LED及び第2LEDで生じた熱を放熱する放熱板を構成している
    ことを特徴とするLED搭載コネクタ。
  2. 請求項1に記載されたLED搭載コネクタにおいて、
    上記第1LED及び第2LEDは、互いに同じ方向に光を出射するように並んで配置され、
    上記放熱板を構成する接続部の一端には、上記第1LEDのカソード及び上記第2LEDのアノードが接続される一方、当該接続部の他端側は折り曲げられている
    ことを特徴とするLED搭載コネクタ。
  3. 請求項1又は2に記載されたLED搭載コネクタにおいて、
    上記放熱板を構成する接続部には、ヒートシンクが伝熱可能に設けられている
    ことを特徴とするLED搭載コネクタ。
  4. 上記請求項1乃至3の何れか1つに記載されたLED搭載コネクタと、
    上記LED搭載コネクタにおける上記第1端子及び第2端子が接続された中継端子部材と、
    上記中継端子部材が接続された回路基板とを備えている
    ことを特徴とする光源装置。
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