JPWO2007004450A1 - 線状光源装置、面発光装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

導光板の側面に配置される線状光源装置（１）であって、長尺状の第１基板と前記第１基板の一方の主面に列状に搭載された複数の発光素子とを有する複数の線状光源部（３）と、それら線状光源部（３）が実装された第２基板（２）とを備えた線状光源装置（１）とする。これにより、線状光源装置（１）を長尺化しても面発光装置や液晶表示装置に輝度ムラが生じ難い。

Description

本発明は、例えば、携帯電話、ディジタルカメラ等の液晶表示装置の面発光装置等に利用できる線状光源装置、並びに、当該線状光源装置を備えた面発光装置および液晶表示装置に関する。

従来から、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を光源とする線状光源装置や面発光装置がある。
例えば、特許文献１には、チップＬＥＤを導光板の側面に複数配置してなる面発光装置が開示されている。各チップＬＥＤには１つずつ発光素子が内包されており、それらチップＬＥＤは１つのプリント基板にそれぞれ独立した状態で搭載されている。

また、特許文献２には、複数の発光素子を１つの長尺状の基板に搭載し、樹脂で封止してモジュール化した線状光源装置を、導光板の側面に１本配置してなる面発光装置が開示されている。
特開２００１−６７９１７号公報 特開２００４−２３５１３９号公報

近年、液晶表示装置の用途が広がり、その画面サイズが大型化している。例えば、携帯電話装置に用いられる液晶表示装置は、画面サイズが２〜３インチ（５．０８〜７．６２ｃｍ）程度であるが、カーナビゲーション装置では６〜８インチ（１５．２４〜２０．３２ｃｍ）であり、パーソナルコンピュータでは１４〜２０インチ（３５．５６〜５０．８ｃｍ）を超えるものもある。このように画面サイズが大型化すると、それに合わせて線状光源装置を長尺化させたり、面発光装置を大型化させたりする必要が生じる。また、輝度を維持するために、光源である発光素子の数を増やす必要も生じる。

ところが、特許文献１の構成の場合、チップＬＥＤの数を増やすと、導光板に光を均一に入射させることが困難となり、面発光装置に輝度ムラが発生する。なぜなら、導光板に光を均一に入射させるためには、各チップＬＥＤの位置および向きを揃えて、導光板に対し直線性を維持するよう配置しなければならないが、チップＬＥＤの数が多いと、基板に半田ペーストを印刷してチップＬＥＤを配置する際に、或いはリフロー処理で半田付けを行う際に、全てのチップＬＥＤの位置および向きを揃えるのが困難だからである。例えば、１つのチップＬＥＤの位置が導光板側にずれると、そのポイントだけが明るくなって輝度ムラが生じるが、チップＬＥＤの数が増えると、このような位置ずれが起こる確率が高くなる。

上記問題は、全ての発光素子が１つの基板に搭載されモジュール化される特許文献２の構成においても同様に生じる。加えて、特許文献２の構成では、膨張係数の異なる基板と樹脂とを組み合わせてモジュール化しているため、線状光源装置が長尺化すると、発光素子の発熱等により膨張係数の違いに起因する線状光源装置の撓みが生ずるおそれがある。このような撓みが生じると、各発光素子と導光板との距離が均一でなくなり、導光板に均一に光を入射させることができなくなって輝度ムラが生じる。

本発明は、上記の課題に鑑み、液晶表示装置の画面サイズの大型化に応じて長尺化しても輝度ムラが生じ難い線状光源装置を提供することを主たる目的とする。本発明の他の目的は、そのような線状光源装置を備えた輝度ムラの少ない面発光装置および液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る線状光源装置は、導光板の側面に配置される線状光源装置であって、長尺状の第１基板と前記第１基板の一方の主面に列状に搭載された複数の発光素子とを有する複数の線状光源部と、それら線状光源部が実装された第２基板とを備えたことを特徴とする。

上記構成とすれば、線状光源装置が長尺化しても、線状光源部の１つ１つが短尺であれば、各発光素子の位置および向きを揃えるのが容易である。すなわち、特許文献１および特許文献２の構成のように、全ての発光素子の位置および向きを一度に揃える必要はなく、線状光源部単位で個別に少数ずつ発光素子の位置および向きを揃えておき、次いで線状光源部同士の位置および向きを揃えれば、全ての発光素子の位置および向きを容易に揃えることができる。また、線状光源部を短尺にすれば当該線状光源部が撓み難いため、各発光素子と導光板との距離を均一に保ち易い。したがって、導光板に均一な光を入射させることができ輝度ムラが生じ難い。

また、本発明に係る線状光源装置は、第１基板に複数の発光素子を搭載してなる線状光源部を更に第２基板に実装している。したがって、発光素子が発する熱が、第１基板に伝わり当該第１基板の表面から周囲に放熱されるとともに、第２基板にも伝わって当該第２基板の表面からも周囲に放熱される。したがって、１つの基板に全ての発光素子が搭載される特許文献１および特許文献２の構成と比べて放熱効果が高く、発光素子が高温になり難い。そのため、発光素子の寿命が長く、線状光源装置も長寿命である。しかも、放熱効果が高いため、発光素子に大電流を流しても当該発光素子が高温になり難く、発光素子に大電流を流して面発光装置を高輝度にすることが可能である。

さらに、本発明に係る線状光源装置は、上述したとおり線状光源部が撓み難いため、線状光源部と第２基板との間に大きな隙間が生じることがない。したがって、第１基板の熱が第２基板に伝わり易く放熱効果が高い。
さらに、発光素子の数が増えると、配線が複雑化し配線スペースが大きくなって基板が大型化したり、発光素子の搭載作業に手間がかかったり、接続点数の増大とともに不良が生じ易くなったりする問題が生じるが、本発明に係る線状光源装置では、線状光源部ごと発光素子の１次配線を完了させることで、当該線状光源部が実装される第２基板の配線を簡略化することができる。したがって、第２基板を小型化することができ、搭載作業にかかる手間も少なく、接続点数の不良も生じ難い。

前記複数の線状光源部は、前記各第１基板の長手方向を一致させた状態で略直線状に配置されている構成としても良い。
この構成によれば、導光板に対しての直線性を線状光源部単位で配慮すれば良く、発光素子単位で配慮する必要はないため、第２基板の所定位置に半田ペーストを印刷して線状光源部を配置する際、或いはリフロー処理で半田付けを行う際に、発光素子の位置および向きを揃え易く、それら発光素子の導光板に対しての直線性を維持し易い。

また、前記第１基板は、電源端子および伝熱端子を介して前記第２基板と接続されている構成としても良い。
この構成によれば、電源端子を介する伝導により、或いは第１基板と第２基板との隙間を介する放射により、第１基板の熱が第２基板に伝わるだけでなく、伝熱端子を介する伝導によっても伝わるため放熱効果が高い。

ところで、線状光源部を第２基板に実装する際のリフロー処理において、線状光源部の位置がずれて例えばその一端が導光板に近づき他端が遠ざかると、導光板に近い側は輝度が明るくなり遠い側は輝度が暗くなるため、均一な光を入射させることができない。第１基板と第２基板とを電源端子のみで接続する場合は、このような線状光源部の位置ずれが起こり易いが、本発明に係る線状光源装置では、電源端子の他に、伝熱端子によっても第１基板と第２基板とが接続されるため、前記位置ずれに対する強度が高く、輝度ムラが生じ難い。

また、前記伝熱端子は、前記第１基板の他方の主面における前記第１基板を挟んで前記発光素子と対向する位置に設けられている構成としても良い。
この構成によれば、発光素子の熱を当該発光素子に近い位置から第２基板に伝えることができるため、熱の伝導効率が高く放熱効果が高い。
また、前記伝熱端子は、前記第１基板に形成されたスルーホールを介して、前記発光素子が導通搭載された配線パターンと接続されている構成としても良い。

この構成によれば、発光素子の熱が、導通搭載された配線パターンからスルーホールを介し伝熱端子へ伝導し、更に第２基板へ伝導するため放熱効果が高い。
また、前記スルーホールには、樹脂が充填されている構成としても良い。
この構成によれば、スルーホールを中実とすることができるので、スルーホールだけでなく、樹脂を介して熱を伝えることができる。また、高伝熱性の樹脂を用いることで更に放熱効果の向上を図ることができる。

また、前記第１基板は、セラミック基板で形成され、前記第２基板は、アルミ板に、前記配線パターンが形成された絶縁基板を貼り合わせて形成されている構成としても良い。
この構成によれば、より放熱効果の向上を図ることができる。
また、前記線状光源部は、発光素子から出射される光を光取り出し方向に反射させる反射部を備える構成としても良い。

この構成によれば、発光素子から側方へ出射された光を光取り出し方向に反射させることができるため、面発光装置の輝度向上を図ることができる。なお、反射部は発光素子と交互に配置することが考えられ、反射部間に挟まれる発光素子の数は必要な輝度に応じて適宜決めることができる。
また、前記第１基板の長手方向の長さは、整数倍すると、前記導光板の側面の長さと略等しい構成としても良い。

この構成によれば、液晶表示装置の画面サイズに合わせて、様々な長さの線状光源装置を用意する必要がない。例えば、カーナビゲーション装置や、パーソナルコンピュータに用いられる液晶表示装置は、一定の寸法差を保ち段階的に画面サイズが設定されているが、この画面サイズに応じて導光板も段階的にサイズが設定される。線状光源部の長手方向の長さを整数倍した長さが、導光板の側面の長さと略等しいと、所定数の線状光源部を直線状に配置するだけで、導光板に適合した長さの線状光源装置を得ることができる。しかも、線状光源部は、前記寸法差と同じ長さのものを１種類用意するだけで、様々な画面サイズに対応することができる。すなわち、画面サイズが１段階大きくなるごとに線状光源部を１つ増やして対応することができる。

本発明に係る面発光装置および液晶表示装置は、上記線状光源装置を備えるため輝度ムラが少ない。

第１の実施形態に係る線状光源装置を説明する斜視図および部分拡大図 第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部を説明する斜視図 第１の実施形態に係る線状光源装置が面発光装置として用いられる画面サイズと、線状光源部の子基板の長さの関係について説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部と母基板との接続部分を説明する部分拡大断面図 第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた面発光装置の概略構成を説明する図であって、図５（ａ）はその側面図、図５（ｂ）はその正面図である。 第１の実施形態に係る線状光源装置を導光板の側面に配置した状態を示す断面図 第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた液晶表示装置の概略構成を示す断面図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態の変形例に係る線状光源装置の線状光源部と母基板との接続部分を説明する部分拡大断面図

符号の説明

１ 線状光源装置
２ 母基板（第２基板）
２ａ 拡幅部
２ｂ 接続端子
３ 線状光源部
３ａ 子基板（第１基板）
３ａ−１ 搭載面
３ａ−２ 接続面
３ｂ 発光素子
３ｃ 反射部
３ｃ−１ 傾斜面
３ｄ 樹脂封止部
３ｅ 電源端子
３ｇ 搭載部
３ｆ 伝熱端子（位置合わせ端子）
４ 回路部
５ 導光板
５ａ 側面
５ｂ 主光出射面
５ｃ 反射面
６ 反射板
７ａ 上反射シート
７ｂ 下反射シート
１０ 基板材
１１ 枠体
１１ａ 開口
１２ 樹脂封止層
１５ 線状光源装置
１６ 伝熱端子（位置合わせ端子）
１７ 配線パターン
１８ スルーホール
１９ 樹脂
２０ 面発光装置
２１ 液晶表示装置
２２ 液晶表示ユニット
Ｆ 主光出射方向

（第１の実施形態）
本発明の実施の形態に係る線状光源装置の構成を、図１から図４に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る線状光源装置を説明する斜視図および部分拡大図である。図２は、第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部を説明する斜視図である。図３は、第１の実施形態に係る線状光源装置が面発光装置として用いられる画面サイズと、線状光源部の子基板の長さの関係について説明する図である。図４は、第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部と母基板との接続部分を説明する部分拡大断面図である。

図１に示すように、線状光源装置１は、長尺状の母基板２（第２基板）に、線状光源部３が１１本搭載されている。この線状光源装置１は、１１インチ（２７．９ｃｍ）用の液晶表示装置の面発光装置の光源に使用され、用紙サイズでいうＢ５判程度の大きさのノート型パーソナルコンピュータに搭載される。
母基板２に搭載される各線状光源部３は、第１基板の長手方向を一致させた状態で略直線状に、それぞれの間を約０．１５ｍｍ程度離間させて配置されている。

母基板２は、長さが約２５ｃｍ、端部の幅が約６．０ｍｍに形成されており、アルミ板をベースに、配線パターンが形成された絶縁基板であるガラスエポキシ基板を貼り付けて形成されている。母基板２は、幅が一部拡幅した拡幅部２ａに線状光源部３に流れる電流を制御する回路部４を搭載している。
図２に示すように、各線状光源部３は、長尺状の子基板３ａ（第１基板）と、この子基板３ａに搭載された光源としての計８個の発光素子３ｂと、２個の発光素子３ｂと交互に設けられた反射部３ｃと、発光素子３ｂを封止する樹脂封止部３ｄとを備えている。なお、８個の発光素子３ｂで１つの線状光源部３を構成しているが、本発明の線状光源装置はこれに限定されるものではなく、その組み合わせは無数に考えられる。

子基板３ａは、長さが約２２ｍｍ、幅が約０．８ｍｍに形成されたセラミック基板である。子基板３ａは、その長さの整数倍が、導光板の一側面の長さと略等しくなるように調整されている。
ここで、線状光源装置１が面発光装置として用いられる画面サイズと、線状光源部３の子基板３ａの長さの関係について、図３に基づいて説明する。

図３に示すように、ノート型パーソナルコンピュータは、液晶表示装置は、７インチから１１インチまでのうち、７インチ（製品Ａ）、９インチ（製品Ｂ）、および１１インチ（製品Ｃ）と段階的なのが主流である。また、横と縦の比率も１６対９とワイドと呼ばれる横長の比率となっている。
例えば、製品Ａの７インチでは、７インチは画面の対角線を示す長さであり、横と縦の比率は１６対９なので、横が約１５４．９６６ｍｍで、縦が約８７．１６８ｍｍとなる。そして画面サイズを８インチとした場合では、横が約１７７．１０４ｍｍで、縦が約９９．６２１ｍｍとなる。したがって、横の差は約２２．１３８ｍｍとなる。製品Ｂの９インチ、１０インチ、および製品Ｃの１１インチとそれぞれの横の差は、同様に２２．１３８ｍｍとなる。この長さを子基板３ａの長手方向の長さ、すなわち線状光源部３の長手方向の長さとすれば、製品Ａでは、７インチの液晶表示装置の導光板に、線状光源部３を７本搭載したものを使用すればよいし、製品Ｂでは、９インチの液晶表示装置の導光板に、線状光源部３を９本搭載したものを使用すればよい。このように線状光源部３として、１種類の長さのものを用意しておけば、液晶表示装置が１インチ大きくなるごと線状光源部３を１本追加して、様々な画面サイズに１種類の線状光源部３で対応することが可能である。

このようにして子基板３ａの長さを決めた線状光源部３を、母基板２に配置する場合に、この線状光源部３を実装する実装機の精度に応じて、隣接する線状光源部３との間に、僅かながら隙間を設ける必要がある。したがって、子基板３ａの長さを約２２．１３８ｍｍに揃えると、全体の長さがそれぞれの線状光源部３の隙間により液晶表示装置の横の長さよりも長くなってしまう。しかし、この隙間が線状光源部３の数ほど累積しても、線状光源部３を直線状に配置したときの全体の長さと比較すれば、微小なので線状光源部３の子基板３ａの長さを決めるのに影響を与えるものではない。また、上記のように基準を約２２．１３８ｍｍとした場合では、子基板３ａを２２ｍｍとし、隙間を０．１３８ｍｍとするように、合計して基準となる長さとすることもできる。

図２に戻って、子基板３ａには、発光素子３ｂを搭載する搭載面３ａ−１に、発光素子３ｂがダイボンドされ、カソードと導通接続する配線パターンと、発光素子３ｂの上部のアノードからワイヤで導通接続する配線パターンとが設けられている。
線状光源部３の８個の発光素子３ｂは、線状光源部３内で直列に接続されており、線状光源部３ごと独立した駆動系統で定電流制御される。そのための汎用のマルチチャンネルの定電流ドライバＩＣを用いた駆動回路を母基板２の回路部４に備えている。

発光素子３ｂを８個ずつを直列にしているのは、並列駆動すると僅かな特性ばらつきによりそれぞれに流れる電流が大きくばらつき均一な発光が困難になるためである。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、個々の発光素子３ｂを選別する等して特性を揃えれば並列駆動も可能である。
上記のように線状光源部３ごと１系統とすれば、母基板２の配線パターンを簡略化することが出来るため、当該母基板２の幅を小さくすることが可能であり、全体として線状光源装置１をコンパクトにすることができる。

ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、１１本の線状光源部３に含まれる８８個の発光素子３ｂを直列接続して１系統としてもよい。この場合は大きな駆動電圧を必要とする代わりに接続点数を更に減らすことが出来る。
ただし、１つの線状光源部３に搭載する発光素子３ｂの数が少なすぎるとモジュール化による効果を活かし難い。一方、１つの線状光源部３に搭載する発光素子３ｂの数が多すぎると、そのうちの一つでも不良が発生すると線状光源部３全体が使用できなくなるので製造の際の歩留まりが悪化する。そのため、１つの線状光源部３の発光素子３ｂの数は２０個以下が望ましい。

回路部４は、母基板２上に形成されている。これにより、外部との接続は回路を動作させるための電源ラインと、明るさを調整するための制御信号ラインのみとなり結線が簡略化されている。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、母基板２上には線状光源部３のみを実装して、回路部４は外部に構成してもよい。この場合、外部への接続本数が増加するが母基板２を更に小さくすることが可能になる。

子基板３ａには、搭載面３ａ−１とは反対側となる接続面３ａ−２の両端部には、母基板２と接続するための接続端子である電源端子３ｅが設けられている。この電源端子３ｅと、母基板２に形成された配線パターンの一つである電源パターンとが接続され、この接続により発光素子３ｂを発光させるための電圧が供給される。
図４に示すように、子基板３ａには、接続面３ａ−２における前記子基板３ａを挟んで発光素子３ｂと対向する位置に、伝熱端子（位置合わせ端子）３ｆが、２個の発光素子３ｂごとに１つ設けられている。そして母基板２には、この伝熱端子３ｆと接続する配線パターンの一つである接続端子２ｂが設けられている。この子基板３ａの伝熱端子３ｆと、母基板２の接続端子２ｂとは、他の配線パターンとは接続されていない端子である。

発光素子３ｂは、子基板３ａの搭載面３ａ−１に形成された配線パターンの搭載部３ｇに搭載されている。この搭載部３ｇを反射率の高いＡｇ等で形成すると、発光素子３ｂから子基板３ａ側に出射された光を反射するので、輝度効率の向上を図ることができる。
図２に戻って、発光素子３ｂは、例えば、ＧａＮ系化合物半導体を利用した白色発光のものが使用できる。本実施の形態では、発光素子３ｂ２個ごとに反射部３ｃが設けられている。

線状光源部３の反射部３ｃは、ＰＰＡ（ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）樹脂で形成され、発光素子３ｂから長手方向へ出射された光を、線状光源部３の主光出射方向Ｆへ反射するように傾斜面３ｃ−１が形成されている。
なお、反射部３は、発光素子３ｂ２個ごとに設ける場合に限らず、１個ごと反射部３ｃを設けるようにしてもよいし、３個ごと反射部３ｃを設けるようにしてもよく、その数は任意である。また、反射部３ｃを設けない場合も考えられる。

樹脂封止部３ｄは、子基板３ａを底面とし、両側に位置する反射部３ｃを壁面とした凹部にエポキシ系樹脂が充填されて発光素子３ｂを封止している。
次に、この線状光源装置１を導光板に配置した面発光装置の構成について図５および図６に基づいて説明する。図５は、第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた面発光装置の概略構成を説明する図であって、図５（ａ）はその側面図、図５（ｂ）はその正面図である。図６は、第１の実施形態に係る線状光源装置を導光板の側面に配置した状態を示す断面図である。

図５に示すように、面発光装置２０は、線状光源装置１と導光板５とを備える。導光板５は、アクリルやポリカーボネートで形成され、横が約２４．５ｃｍ、縦が約１４．０ｃｍ、厚みが約２ｍｍに形成された矩形状の板である。導光板５は、光入射面から光を入射して、内部を反射させながら進行させ、上面を主光出射面５ｂとして出射する。
図６に示すように、面発光装置２０は、子基板３ａの発光素子３ｂを搭載した搭載面３ａ−１を、導光板５の光入射面とした側面５ａに対向配置させている。また、導光板５の光入射面である側面５ａは、搭載面３ａ−１の幅より広い幅に形成され、その幅を２ｍｍとしている。この導光板５には、主光出射面５ｂの反対側となる反射面５ｃと対向して反射板６が設置されている。

線状光源装置１と、導光板５とは、線状光源部３の子基板３ａの幅方向の中心と、導光板５の側面５ａの幅方向の中心とが合致するように配置されている。
線状光源部３の子基板３ａと、導光板５の光入射面である側面５ａを包持するように、かつ間隔が光入射面に向かって徐々に広がるように帯状に形成された上反射シート７ａと下反射シート７ｂとが配置されている。

上反射シート７ａと下反射シート７ｂは、例えばＥＳＲフィルム（住友スリーエム社製）を使用することができるが、光を反射することができるものであれば他の材質のものでもよい。他に、金属光沢を有する金属箔やＡｇシート等とすることができる。
次に、この面発光装置２０を備えた液晶表示装置の構成について図７に基づいて説明する。図７は、第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。

液晶表示装置２１は、面発光装置２０と液晶表示ユニット２２とを備える。液晶表示ユニット２２は、面発光装置２０の導光板５の主光出射面５ｂ側に配置されている。
次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る線状光源装置１の製造方法を、図８から図１２を参照しながら説明する。図８から図１２は、本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図である。まず線状光源部３の製造方法を説明する。

図８に示すように、まず線状光源部３の長尺状の子基板３ａとなる基板材１０を準備する。この基板材１０は、縦７．０ｃｍ、横５．０ｃｍ程度の矩形状に形成されたＢＴレジン基板である。基板材１０には、図示しないが、発光素子３ｂを搭載する配線パターンが形成されている。
基板材１０を準備すると、図９に示すように発光素子３ｂを、２個ずつ列状に基板材１０に形成された配線パターンの所定の位置に配置する搭載工程を行う。

次に、図１０に示すように、矩形状の開口１１ａを有する枠体１１を、開口１１ａが列状に配置した発光素子３ｂに合うように配置して、接着剤で基板材１０に貼り合わせる。反射部３ｃとなるこの枠体１１は、開口１１ａの縁部が、接着面に向かって徐々に狭くなるように傾斜しており、この傾斜が傾斜面３ｃ−１となる、基板材１０に枠体１１を貼り合わせた状態を図１１に示す。

図１２に示すように、枠体１１を基板材に貼り合わせ、開口１１ａへエポキシ系樹脂を充填することで、列状に配置された発光素子３ｂを覆うように樹脂封止層１２を形成する。
そして、樹脂封止層１２が形成された基板材１０を、発光素子３ｂが横一列ずつとなるように、例えば一点鎖線で示す位置をブレードで切断して個片とし、図２に示されるような線状光源部３とする切断工程を行う。

このように形成される線状光源部３の電源端子３ｅと伝熱端子３ｆとを、母基板２の半田ペーストが印刷された電源パターンと接続端子２ｂとに合わせて載置する。また母基板２に回路部４も載置する。
線状光源部３は、長尺状の子基板３ａで形成されているので直線性を維持しやすい。また図１に示される線状光源装置１では、１１本の線状光源部３を搭載するだけなので、チップＬＥＤを個々に搭載していくよりは搭載する本数を少ないものとすることができる。したがって、要求される搭載精度が緩和される。

母基板２に線状光源部３および回路部４を載置するとリフロー処理を行って固定する。線状光源部３と母基板２とは、電源端子３ｅおよび電源パターンで接続されているだけではなく、伝熱端子３ｆおよび接続端子２ｂとで接続されているので、リフロー処理によるずれの応力に対する強度を高いものとすることができる。このようにして線状光源装置１を作製することができる。

また、リフロー処理を行う際には、線状光源部３の発光素子３ｂを封止している樹脂封止部３ｄと子基板３ａとの膨張係数の違いから撓むような応力が発生する。しかし、線状光源装置１は、複数の線状光源部３を母基板２に搭載する構成としているので、１本当たりの線状光源部３の長さを短いものとすることができる。したがって、発光素子３ｂを樹脂で封止していても、線状光源部３を母基板２に搭載する際の撓む応力を小さいものとすることができるので撓みにくい。

もし、１本の線状光源部とし、その長さを大型の導光板の側面の長さと同じ程度に形成して、リフロー処理を行うと、子基板が撓むおそれがある。そうなると発光素子から導光板への距離が均等にできないので、輝度ムラとなってしまう。
本実施の形態の線状光源装置１は、複数の線状光源部３を母基板２に搭載することにより、子基板３ａが撓むことなく母基板２に実装することができる。したがって、子基板３ａに搭載される発光素子３ｂから導光板への距離を均等にできるので輝度ムラとならない。更に、母基板２に線状光源部３を実装したときに、子基板３ａが撓んでいないので、母基板２との隙間がほとんどない状態に搭載できる。したがって、子基板３ａに伝導した発光素子３ｂからの熱が、母基板２に伝わりやすいので、放熱効果を向上させることができる。

次に、本発明の実施の形態に係る面発光装置２０として機能させるために、線状光源装置１を導光板５に配置する方法を説明する。まず反射板６が底面である反射面５ｃに設置された導光板５を準備する。
図６に示すように、導光板５の側面５ａに線状光源装置１を所定間隔ほど離間させるとともに、線状光源装置１の子基板３ａの幅方向の中心と、導光板５の側面５ａの幅方向の中心とが合致するように配置する。そして上反射シート７ａと下反射シート７ｂとを、線状光源部３の搭載面３ａ−１を覆うように、子基板３ａの側面と、導光板５の端部を貼着して、子基板３ａと導光板５の光入射面を包持する。

次に、第１の実施形態に係る線状光源装置１およびそれを用いた面発光装置２０の使用状態について、図１から図４に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、母基板２に通電すると、電源パターンおよび子基板３ａの電源端子３ｅを介して発光素子３ｂへ電流が供給され発光する。
発光素子３ｂから主光出射方向Ｆへ出射した光は、直接導光板５の側面５ａへ入射する。また、発光素子３ｂから反射部３ｃへ向かう光は、反射部３ｃで反射して、直接、または上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂで反射して、導光板５の側面５ａへ入射する。更に、発光素子３ｂから子基板３ａの短手方向へ向かう光は、樹脂封止部３ｄを通過して、上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂで反射して、導光板５の側面５ａへ入射する。

図６に示すように、面発光装置２０は、線状光源装置１が、子基板３ａより側面５ａの幅が広い導光板５に、子基板３ａの幅方向の中心と、側面５ａの幅方向の中心とが合致するように配置されているので、子基板３ａと、導光板５の光入射面とを包持するように配置された上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂは、側面５ａに向かって、反射フィルム７同士の間隔が徐々に広がるように傾斜した反射面を有することとなる。したがって、発光素子３ｂから出射され、樹脂封止部３ｄを通過する子基板３ａの短手方向への光は、この上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂに反射すると、その傾斜した反射面により、全ての反射した光が導光板５の側面５ａの方向へ向かうので、導光板５の側面５ａへ効率よく入射させることができる。

発光素子３ｂを発光させると、発光素子３ｂが発熱する。図４に示すように発光素子３ｂからの熱は、線状光源装置１の子基板３ａへ伝熱して周囲へ放熱するとともに、電源端子３ｅと、伝熱端子（位置合わせ端子）３ｆを介して母基板２へ伝熱する。特に、伝熱端子３ｆは、子基板３ａには、接続面３ａ−２における前記子基板３ａを挟んで発光素子３ｂと対向する位置に設けられているので、子基板３ａの両端部に設けられた電源端子３ｅより伝熱させやすい。また、子基板３ａと母基板２との間は、僅かな隙間なので子基板３ａから母基板２へ放熱する経路もある。

母基板２に伝わった熱は、母基板２のガラスエポキシ基板を介してベースのアルミ板まで伝わり放熱することで、線状光源装置１全体が高熱となるのを抑止している。
例えば、母基板２にチップＬＥＤが個々に搭載されているような面発光装置とした場合、チップＬＥＤから発生した熱が母基板２へ放熱するには、チップＬＥＤが母基板２に面する広さで伝わることになるが、本実施の形態の線状光源装置１では、線状光源部３に発光素子３ｂを搭載した状態で母基板２に配置しているので、母基板２へ放熱する面は、線状光源部３の子基板３ａの底面である接続面となる。したがって、母基板２に対して発光素子３ｂの１個当たりに面する広さは、母基板２にチップＬＥＤを個々に搭載していくのと比較して広くすることができる。つまり線状光源部３に発光素子３ｂを搭載して母基板２に配置することで、高い放熱効果を得ることができる。

また、面発光装置２０には上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂが貼着しているので、上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂを金属箔で形成すれば放熱板の役目をする。したがって、上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂは、面発光装置２０の輝度効率の向上を図りつつ、放熱効果を向上させることができる。
次に、第１の実施形態の変形例に係る線状光源装置１５を、図１３に基づいて説明する。図１３は、本発明の他の実施の形態に係る線状光源装置を説明する図である。なお、図１３においては、図４と同じ機能を有するものは同符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、変形例に係る線状光源装置１５は、母基板２と線状光源部３の子基板３ａとは、子基板３ａの接続面に設けられた伝熱端子（位置合わせ端子）１６と、母基板２に設けられた接続端子２ｂとで接続されている。
伝熱端子１６は、発光素子３ｂが搭載された位置に相当する反対側の接続面に設けられ、発光素子３ｂがダイボンドされているアノードと導通接続する配線パターン１７にスルーホール１８を介して接続されている。そしてこのスルーホール１８には、樹脂１９が充填されている。

このようにして、子基板３ａと母基板２が接続されているので、発光素子３ｂが発生する熱は、導通搭載された配線パターン１７からスルーホール１８を介し、伝熱端子（位置合わせ端子）１６へ伝熱し、そして母基板２へと伝えることができる。そして、スルーホール１８には樹脂１９が充填されているので、スルーホール１８は中実となる。したがって、スルーホール１８だけでなく、樹脂１９を介して熱を伝えることができるので放熱効果を向上させることができる。また樹脂１９として、樹脂に金属を含有させて伝熱性を向上させた金属ペース等とすれば、更に放熱効果を向上させることができる。

本発明は、大型の画面サイズ用の導光板であっても、均一な光を入射させることで輝度ムラが防止でき、かつ、様々な画面サイズにも容易に適応化であり、十分な放熱を可能とすることで高輝度化および長寿命化を図ることができるため、液晶表示装置の面発光装置として、導光板とともに導光板の一側面に配置される線状光源装置に好適である。

本発明は、例えば、携帯電話、ディジタルカメラ等の液晶表示装置の面発光装置等に利用できる線状光源装置、並びに、当該線状光源装置を備えた面発光装置および液晶表示装置に関する。

従来から、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を光源とする線状光源装置や面発光装置がある。
例えば、特許文献1には、チップＬＥＤを導光板の側面に複数配置してなる面発光装置が開示されている。各チップＬＥＤには１つずつ発光素子が内包されており、それらチップＬＥＤは１つのプリント基板にそれぞれ独立した状態で搭載されている。

また、特許文献２には、複数の発光素子を１つの長尺状の基板に搭載し、樹脂で封止してモジュール化した線状光源装置を、導光板の側面に１本配置してなる面発光装置が開示されている。
特開２００１−６７９１７号公報 特開２００４−２３５１３９号公報

近年、液晶表示装置の用途が広がり、その画面サイズが大型化している。例えば、携帯電話装置に用いられる液晶表示装置は、画面サイズが２〜３インチ（５．０８〜７．６２ｃｍ）程度であるが、カーナビゲーション装置では６〜８インチ（１５．２４〜２０．３２ｃｍ）であり、パーソナルコンピュータでは１４〜２０インチ（３５．５６〜５０．８ｃｍ）を超えるものもある。このように画面サイズが大型化すると、それに合わせて線状光源装置を長尺化させたり、面発光装置を大型化させたりする必要が生じる。また、輝度を維持するために、光源である発光素子の数を増やす必要も生じる。

ところが、特許文献１の構成の場合、チップＬＥＤの数を増やすと、導光板に光を均一に入射させることが困難となり、面発光装置に輝度ムラが発生する。なぜなら、導光板に光を均一に入射させるためには、各チップＬＥＤの位置および向きを揃えて、導光板に対し直線性を維持するよう配置しなければならないが、チップＬＥＤの数が多いと、基板に半田ペーストを印刷してチップＬＥＤを配置する際に、或いはリフロー処理で半田付けを行う際に、全てのチップＬＥＤの位置および向きを揃えるのが困難だからである。例えば、１つのチップＬＥＤの位置が導光板側にずれると、そのポイントだけが明るくなって輝度ムラが生じるが、チップＬＥＤの数が増えると、このような位置ずれが起こる確率が高くなる。

上記問題は、全ての発光素子が１つの基板に搭載されモジュール化される特許文献２の構成においても同様に生じる。加えて、特許文献２の構成では、膨張係数の異なる基板と樹脂とを組み合わせてモジュール化しているため、線状光源装置が長尺化すると、発光素子の発熱等により膨張係数の違いに起因する線状光源装置の撓みが生ずるおそれがある。このような撓みが生じると、各発光素子と導光板との距離が均一でなくなり、導光板に均一に光を入射させることができなくなって輝度ムラが生じる。

本発明は、上記の課題に鑑み、液晶表示装置の画面サイズの大型化に応じて長尺化しても輝度ムラが生じ難い線状光源装置を提供することを主たる目的とする。本発明の他の目的は、そのような線状光源装置を備えた輝度ムラの少ない面発光装置および液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る線状光源装置は、導光板の側面に配置される線状光源装置であって、長尺状の第１基板と前記第１基板の一方の主面に列状に搭載された複数の発光素子とを有する複数の線状光源部と、それら線状光源部が実装された第２基板とを備えたことを特徴とする。

上記構成とすれば、線状光源装置が長尺化しても、線状光源部の１つ１つが短尺であれば、各発光素子の位置および向きを揃えるのが容易である。すなわち、特許文献１および特許文献２の構成のように、全ての発光素子の位置および向きを一度に揃える必要はなく、線状光源部単位で個別に少数ずつ発光素子の位置および向きを揃えておき、次いで線状光源部同士の位置および向きを揃えれば、全ての発光素子の位置および向きを容易に揃えることができる。また、線状光源部を短尺にすれば当該線状光源部が撓み難いため、各発光素子と導光板との距離を均一に保ち易い。したがって、導光板に均一な光を入射させることができ輝度ムラが生じ難い。

また、本発明に係る線状光源装置は、第１基板に複数の発光素子を搭載してなる線状光源部を更に第２基板に実装している。したがって、発光素子が発する熱が、第１基板に伝わり当該第１基板の表面から周囲に放熱されるとともに、第２基板にも伝わって当該第２基板の表面からも周囲に放熱される。したがって、１つの基板に全ての発光素子が搭載される特許文献１および特許文献２の構成と比べて放熱効果が高く、発光素子が高温になり難い。そのため、発光素子の寿命が長く、線状光源装置も長寿命である。しかも、放熱効果が高いため、発光素子に大電流を流しても当該発光素子が高温になり難く、発光素子に大電流を流して面発光装置を高輝度にすることが可能である。

さらに、本発明に係る線状光源装置は、上述したとおり線状光源部が撓み難いため、線状光源部と第２基板との間に大きな隙間が生じることがない。したがって、第１基板の熱が第２基板に伝わり易く放熱効果が高い。
さらに、発光素子の数が増えると、配線が複雑化し配線スペースが大きくなって基板が大型化したり、発光素子の搭載作業に手間がかかったり、接続点数の増大とともに不良が生じ易くなったりする問題が生じるが、本発明に係る線状光源装置では、線状光源部ごと発光素子の１次配線を完了させることで、当該線状光源部が実装される第２基板の配線を簡略化することができる。したがって、第２基板を小型化することができ、搭載作業にかかる手間も少なく、接続点数の不良も生じ難い。

前記複数の線状光源部は、前記各第１基板の長手方向を一致させた状態で略直線状に配置されている構成としても良い。
この構成によれば、導光板に対しての直線性を線状光源部単位で配慮すれば良く、発光素子単位で配慮する必要はないため、第２基板の所定位置に半田ペーストを印刷して線状光源部を配置する際、或いはリフロー処理で半田付けを行う際に、発光素子の位置および向きを揃え易く、それら発光素子の導光板に対しての直線性を維持し易い。

また、前記第１基板は、電源端子および伝熱端子を介して前記第２基板と接続されている構成としても良い。
この構成によれば、電源端子を介する伝導により、或いは第１基板と第２基板との隙間を介する放射により、第１基板の熱が第２基板に伝わるだけでなく、伝熱端子を介する伝導によっても伝わるため放熱効果が高い。

ところで、線状光源部を第２基板に実装する際のリフロー処理において、線状光源部の位置がずれて例えばその一端が導光板に近づき他端が遠ざかると、導光板に近い側は輝度が明るくなり遠い側は輝度が暗くなるため、均一な光を入射させることができない。第１基板と第２基板とを電源端子のみで接続する場合は、このような線状光源部の位置ずれが起こり易いが、本発明に係る線状光源装置では、電源端子の他に、伝熱端子によっても第１基板と第２基板とが接続されるため、前記位置ずれに対する強度が高く、輝度ムラが生じ難い。

また、前記伝熱端子は、前記第１基板の他方の主面における前記第１基板を挟んで前記発光素子と対向する位置に設けられている構成としても良い。
この構成によれば、発光素子の熱を当該発光素子に近い位置から第２基板に伝えることができるため、熱の伝導効率が高く放熱効果が高い。
また、前記伝熱端子は、前記第１基板に形成されたスルーホールを介して、前記発光素子が導通搭載された配線パターンと接続されている構成としても良い。

この構成によれば、発光素子の熱が、導通搭載された配線パターンからスルーホールを介し伝熱端子へ伝導し、更に第２基板へ伝導するため放熱効果が高い。
また、前記スルーホールには、樹脂が充填されている構成としても良い。
この構成によれば、スルーホールを中実とすることができるので、スルーホールだけでなく、樹脂を介して熱を伝えることができる。また、高伝熱性の樹脂を用いることで更に放熱効果の向上を図ることができる。

また、前記第１基板は、セラミック基板で形成され、前記第２基板は、アルミ板に、前記配線パターンが形成された絶縁基板を貼り合わせて形成されている構成としても良い。
この構成によれば、より放熱効果の向上を図ることができる。
また、前記線状光源部は、発光素子から出射される光を光取り出し方向に反射させる反射部を備える構成としても良い。

この構成によれば、発光素子から側方へ出射された光を光取り出し方向に反射させることができるため、面発光装置の輝度向上を図ることができる。なお、反射部は発光素子と交互に配置することが考えられ、反射部間に挟まれる発光素子の数は必要な輝度に応じて適宜決めることができる。
また、前記第１基板の長手方向の長さは、整数倍すると、前記導光板の側面の長さと略等しい構成としても良い。

この構成によれば、液晶表示装置の画面サイズに合わせて、様々な長さの線状光源装置を用意する必要がない。例えば、カーナビゲーション装置や、パーソナルコンピュータに用いられる液晶表示装置は、一定の寸法差を保ち段階的に画面サイズが設定されているが、この画面サイズに応じて導光板も段階的にサイズが設定される。線状光源部の長手方向の長さを整数倍した長さが、導光板の側面の長さと略等しいと、所定数の線状光源部を直線状に配置するだけで、導光板に適合した長さの線状光源装置を得ることができる。しかも、線状光源部は、前記寸法差と同じ長さのものを１種類用意するだけで、様々な画面サイズに対応することができる。すなわち、画面サイズが１段階大きくなるごとに線状光源部を１つ増やして対応することができる。

本発明に係る面発光装置および液晶表示装置は、上記線状光源装置を備えるため輝度ムラが少ない。

（第１の実施形態）
本発明の実施の形態に係る線状光源装置の構成を、図１から図４に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る線状光源装置を説明する斜視図および部分拡大図である。図２は、第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部を説明する斜視図である。図３は、第１の実施形態に係る線状光源装置が面発光装置として用いられる画面サイズと、線状光源部の子基板の長さの関係について説明する図である。図４は、第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部と母基板との接続部分を説明する部分拡大断面図である。

図１に示すように、線状光源装置１は、長尺状の母基板２（第２基板）に、線状光源部３が１１本搭載されている。この線状光源装置１は、１１インチ（２７．９ｃｍ）用の液晶表示装置の面発光装置の光源に使用され、用紙サイズでいうＢ５判程度の大きさのノート型パーソナルコンピュータに搭載される。
母基板２に搭載される各線状光源部３は、第１基板の長手方向を一致させた状態で略直線状に、それぞれの間を約０．１５ｍｍ程度離間させて配置されている。

母基板２は、長さが約２５ｃｍ、端部の幅が約６．０ｍｍに形成されており、アルミ板をベースに、配線パターンが形成された絶縁基板であるガラスエポキシ基板を貼り付けて形成されている。母基板２は、幅が一部拡幅した拡幅部２ａに線状光源部３に流れる電流を制御する回路部４を搭載している。
図２に示すように、各線状光源部３は、長尺状の子基板３ａ（第１基板）と、この子基板３ａに搭載された光源としての計８個の発光素子３ｂと、２個の発光素子３ｂと交互に設けられた反射部３ｃと、発光素子３ｂを封止する樹脂封止部３ｄとを備えている。なお、８個の発光素子３ｂで１つの線状光源部３を構成しているが、本発明の線状光源装置はこれに限定されるものではなく、その組み合わせは無数に考えられる。

子基板３ａは、長さが約２２ｍｍ、幅が約０．８ｍｍに形成されたセラミック基板である。子基板３ａは、その長さの整数倍が、導光板の一側面の長さと略等しくなるように調整されている。
ここで、線状光源装置１が面発光装置として用いられる画面サイズと、線状光源部３の子基板３ａの長さの関係について、図３に基づいて説明する。

図３に示すように、ノート型パーソナルコンピュータは、液晶表示装置は、７インチから１１インチまでのうち、７インチ（製品Ａ）、９インチ（製品Ｂ）、および１１インチ（製品Ｃ）と段階的なのが主流である。また、横と縦の比率も１６対９とワイドと呼ばれる横長の比率となっている。
例えば、製品Ａの７インチでは、７インチは画面の対角線を示す長さであり、横と縦の比率は１６対９なので、横が約１５４．９６６ｍｍで、縦が約８７．１６８ｍｍとなる。そして画面サイズを８インチとした場合では、横が約１７７．１０４ｍｍで、縦が約９９．６２１ｍｍとなる。したがって、横の差は約２２．１３８ｍｍとなる。製品Ｂの９インチ、１０インチ、および製品Ｃの１１インチとそれぞれの横の差は、同様に２２．１３８ｍｍとなる。この長さを子基板３ａの長手方向の長さ、すなわち線状光源部３の長手方向の長さとすれば、製品Ａでは、７インチの液晶表示装置の導光板に、線状光源部３を７本搭載したものを使用すればよいし、製品Ｂでは、９インチの液晶表示装置の導光板に、線状光源部３を９本搭載したものを使用すればよい。このように線状光源部３として、１種類の長さのものを用意しておけば、液晶表示装置が１インチ大きくなるごと線状光源部３を１本追加して、様々な画面サイズに１種類の線状光源部３で対応することが可能である。

このようにして子基板３ａの長さを決めた線状光源部３を、母基板２に配置する場合に、この線状光源部３を実装する実装機の精度に応じて、隣接する線状光源部３との間に、僅かながら隙間を設ける必要がある。したがって、子基板３ａの長さを約２２．１３８ｍｍに揃えると、全体の長さがそれぞれの線状光源部３の隙間により液晶表示装置の横の長さよりも長くなってしまう。しかし、この隙間が線状光源部３の数ほど累積しても、線状光源部３を直線状に配置したときの全体の長さと比較すれば、微小なので線状光源部３の子基板３ａの長さを決めるのに影響を与えるものではない。また、上記のように基準を約２２．１３８ｍｍとした場合では、子基板３ａを２２ｍｍとし、隙間を０．１３８ｍｍとするように、合計して基準となる長さとすることもできる。

図２に戻って、子基板３ａには、発光素子３ｂを搭載する搭載面３ａ−１に、発光素子３ｂがダイボンドされ、カソードと導通接続する配線パターンと、発光素子３ｂの上部のアノードからワイヤで導通接続する配線パターンとが設けられている。
線状光源部３の８個の発光素子３ｂは、線状光源部３内で直列に接続されており、線状光源部３ごと独立した駆動系統で定電流制御される。そのための汎用のマルチチャンネルの定電流ドライバＩＣを用いた駆動回路を母基板２の回路部４に備えている。

発光素子３ｂを８個ずつを直列にしているのは、並列駆動すると僅かな特性ばらつきによりそれぞれに流れる電流が大きくばらつき均一な発光が困難になるためである。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、個々の発光素子３ｂを選別する等して特性を揃えれば並列駆動も可能である。
上記のように線状光源部３ごと１系統とすれば、母基板２の配線パターンを簡略化することが出来るため、当該母基板２の幅を小さくすることが可能であり、全体として線状光源装置１をコンパクトにすることができる。

ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、１１本の線状光源部３に含まれる８８個の発光素子３ｂを直列接続して１系統としてもよい。この場合は大きな駆動電圧を必要とする代わりに接続点数を更に減らすことが出来る。
ただし、１つの線状光源部３に搭載する発光素子３ｂの数が少なすぎるとモジュール化による効果を活かし難い。一方、１つの線状光源部３に搭載する発光素子３ｂの数が多すぎると、そのうちの一つでも不良が発生すると線状光源部３全体が使用できなくなるので製造の際の歩留まりが悪化する。そのため、１つの線状光源部３の発光素子３ｂの数は２０個以下が望ましい。

回路部４は、母基板２上に形成されている。これにより、外部との接続は回路を動作させるための電源ラインと、明るさを調整するための制御信号ラインのみとなり結線が簡略化されている。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、母基板２上には線状光源部３のみを実装して、回路部４は外部に構成してもよい。この場合、外部への接続本数が増加するが母基板２を更に小さくすることが可能になる。

子基板３ａには、搭載面３ａ−１とは反対側となる接続面３ａ−２の両端部には、母基板２と接続するための接続端子である電源端子３ｅが設けられている。この電源端子３ｅと、母基板２に形成された配線パターンの一つである電源パターンとが接続され、この接続により発光素子３ｂを発光させるための電圧が供給される。
図４に示すように、子基板３ａには、接続面３ａ−２における前記子基板３ａを挟んで発光素子３ｂと対向する位置に、伝熱端子（位置合わせ端子）３ｆが、２個の発光素子３ｂごとに１つ設けられている。そして母基板２には、この伝熱端子３ｆと接続する配線パターンの一つである接続端子２ｂが設けられている。この子基板３ａの伝熱端子３ｆと、母基板２の接続端子２ｂとは、他の配線パターンとは接続されていない端子である。

発光素子３ｂは、子基板３ａの搭載面３ａ−１に形成された配線パターンの搭載部３ｇに搭載されている。この搭載部３ｇを反射率の高いＡｇ等で形成すると、発光素子３ｂから子基板３ａ側に出射された光を反射するので、輝度効率の向上を図ることができる。
図２に戻って、発光素子３ｂは、例えば、ＧａＮ系化合物半導体を利用した白色発光のものが使用できる。本実施の形態では、発光素子３ｂ２個ごとに反射部３ｃが設けられている。

線状光源部３の反射部３ｃは、ＰＰＡ（polyphthalamide）樹脂で形成され、発光素子３ｂから長手方向へ出射された光を、線状光源部３の主光出射方向Ｆへ反射するように傾斜面３ｃ−１が形成されている。
なお、反射部３は、発光素子３ｂ２個ごとに設ける場合に限らず、１個ごと反射部３ｃを設けるようにしてもよいし、３個ごと反射部３ｃを設けるようにしてもよく、その数は任意である。また、反射部３ｃを設けない場合も考えられる。

樹脂封止部３ｄは、子基板３ａを底面とし、両側に位置する反射部３ｃを壁面とした凹部にエポキシ系樹脂が充填されて発光素子３ｂを封止している。
次に、この線状光源装置１を導光板に配置した面発光装置の構成について図５および図６に基づいて説明する。図５は、第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた面発光装置の概略構成を説明する図であって、図５（ａ）はその側面図、図５（ｂ）はその正面図である。図６は、第１の実施形態に係る線状光源装置を導光板の側面に配置した状態を示す断面図である。

図５に示すように、面発光装置２０は、線状光源装置１と導光板５とを備える。導光板５は、アクリルやポリカーボネートで形成され、横が約２４．５ｃｍ、縦が約１４．０ｃｍ、厚みが約２ｍｍに形成された矩形状の板である。導光板５は、光入射面から光を入射して、内部を反射させながら進行させ、上面を主光出射面５ｂとして出射する。
図６に示すように、面発光装置２０は、子基板３ａの発光素子３ｂを搭載した搭載面３ａ−１を、導光板５の光入射面とした側面５ａに対向配置させている。また、導光板５の光入射面である側面５ａは、搭載面３ａ−１の幅より広い幅に形成され、その幅を２ｍｍとしている。この導光板５には、主光出射面５ｂの反対側となる反射面５ｃと対向して反射板６が設置されている。

線状光源装置１と、導光板５とは、線状光源部３の子基板３ａの幅方向の中心と、導光板５の側面５ａの幅方向の中心とが合致するように配置されている。
線状光源部３の子基板３ａと、導光板５の光入射面である側面５ａを包持するように、かつ間隔が光入射面に向かって徐々に広がるように帯状に形成された上反射シート７ａと下反射シート７ｂとが配置されている。

上反射シート７ａと下反射シート７ｂは、例えばＥＳＲフィルム（住友スリーエム社製）を使用することができるが、光を反射することができるものであれば他の材質のものでもよい。他に、金属光沢を有する金属箔やＡｇシート等とすることができる。
次に、この面発光装置２０を備えた液晶表示装置の構成について図７に基づいて説明する。図７は、第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。

液晶表示装置２１は、面発光装置２０と液晶表示ユニット２２とを備える。液晶表示ユニット２２は、面発光装置２０の導光板５の主光出射面５ｂ側に配置されている。
次に、以上のように構成される本発明の実施の形態に係る線状光源装置１の製造方法を、図８から図１２を参照しながら説明する。図８から図１２は、本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図である。まず線状光源部３の製造方法を説明する。

図８に示すように、まず線状光源部３の長尺状の子基板３ａとなる基板材１０を準備する。この基板材１０は、縦７．０ｃｍ、横５．０ｃｍ程度の矩形状に形成されたＢＴレジン基板である。基板材１０には、図示しないが、発光素子３ｂを搭載する配線パターンが形成されている。
基板材１０を準備すると、図９に示すように発光素子３ｂを、２個ずつ列状に基板材１０に形成された配線パターンの所定の位置に配置する搭載工程を行う。

次に、図１０に示すように、矩形状の開口１１ａを有する枠体１１を、開口１１ａが列状に配置した発光素子３ｂに合うように配置して、接着剤で基板材１０に貼り合わせる。反射部３ｃとなるこの枠体１１は、開口１１ａの縁部が、接着面に向かって徐々に狭くなるように傾斜しており、この傾斜が傾斜面３ｃ−１となる。基板材１０に枠体１１を貼り合わせた状態を図１１に示す。

図１２に示すように、枠体１１を基板材に貼り合わせ、開口１１ａへエポキシ系樹脂を充填することで、列状に配置された発光素子３ｂを覆うように樹脂封止層１２を形成する。
そして、樹脂封止層１２が形成された基板材１０を、発光素子３ｂが横一列ずつとなるように、例えば一点鎖線で示す位置をブレードで切断して個片とし、図２に示されるような線状光源部３とする切断工程を行う。

このように形成される線状光源部３の電源端子３ｅと伝熱端子３ｆとを、母基板２の半田ペーストが印刷された電源パターンと接続端子２ｂとに合わせて載置する。また母基板２に回路部４も載置する。
線状光源部３は、長尺状の子基板３ａで形成されているので直線性を維持しやすい。また図１に示される線状光源装置１では、１１本の線状光源部３を搭載するだけなので、チップＬＥＤを個々に搭載していくよりは搭載する本数を少ないものとすることができる。したがって、要求される搭載精度が緩和される。

母基板２に線状光源部３および回路部４を載置するとリフロー処理を行って固定する。線状光源部３と母基板２とは、電源端子３ｅおよび電源パターンで接続されているだけではなく、伝熱端子３ｆおよび接続端子２ｂとで接続されているので、リフロー処理によるずれの応力に対する強度を高いものとすることができる。このようにして線状光源装置１を作製することができる。

また、リフロー処理を行う際には、線状光源部３の発光素子３ｂを封止している樹脂封止部３ｄと子基板３ａとの膨張係数の違いから撓むような応力が発生する。しかし、線状光源装置１は、複数の線状光源部３を母基板２に搭載する構成としているので、１本当たりの線状光源部３の長さを短いものとすることができる。したがって、発光素子３ｂを樹脂で封止していても、線状光源部３を母基板２に搭載する際の撓む応力を小さいものとすることができるので撓みにくい。

もし、１本の線状光源部とし、その長さを大型の導光板の側面の長さと同じ程度に形成して、リフロー処理を行うと、子基板が撓むおそれがある。そうなると発光素子から導光板への距離が均等にできないので、輝度ムラとなってしまう。
本実施の形態の線状光源装置１は、複数の線状光源部３を母基板２に搭載することにより、子基板３ａが撓むことなく母基板２に実装することができる。したがって、子基板３ａに搭載される発光素子３ｂから導光板への距離を均等にできるので輝度ムラとならない。更に、母基板２に線状光源部３を実装したときに、子基板３ａが撓んでいないので、母基板２との隙間がほとんどない状態に搭載できる。したがって、子基板３ａに伝導した発光素子３ｂからの熱が、母基板２に伝わりやすいので、放熱効果を向上させることができる。

次に、本発明の実施の形態に係る面発光装置２０として機能させるために、線状光源装置１を導光板５に配置する方法を説明する。まず反射板６が底面である反射面５ｃに設置された導光板５を準備する。
図６に示すように、導光板５の側面５ａに線状光源装置１を所定間隔ほど離間させるとともに、線状光源装置１の子基板３ａの幅方向の中心と、導光板５の側面５ａの幅方向の中心とが合致するように配置する。そして上反射シート７ａと下反射シート７ｂとを、線状光源部３の搭載面３ａ−１を覆うように、子基板３ａの側面と、導光板５の端部を貼着して、子基板３ａと導光板５の光入射面を包持する。

次に、第１の実施形態に係る線状光源装置１およびそれを用いた面発光装置２０の使用状態について、図１から図４に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、母基板２に通電すると、電源パターンおよび子基板３ａの電源端子３ｅを介して発光素子３ｂへ電流が供給され発光する。
発光素子３ｂから主光出射方向Ｆへ出射した光は、直接導光板５の側面５ａへ入射する。また、発光素子３ｂから反射部３ｃへ向かう光は、反射部３ｃで反射して、直接、または上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂで反射して、導光板５の側面５ａへ入射する。更に、発光素子３ｂから子基板３ａの短手方向へ向かう光は、樹脂封止部３ｄを通過して、上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂで反射して、導光板５の側面５ａへ入射する。

図６に示すように、面発光装置２０は、線状光源装置１が、子基板３ａより側面５ａの幅が広い導光板５に、子基板３ａの幅方向の中心と、側面５ａの幅方向の中心とが合致するように配置されているので、子基板３ａと、導光板５の光入射面とを包持するように配置された上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂは、側面５ａに向かって、反射フィルム７同士の間隔が徐々に広がるように傾斜した反射面を有することとなる。したがって、発光素子３ｂから出射され、樹脂封止部３ｄを通過する子基板３ａの短手方向への光は、この上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂに反射すると、その傾斜した反射面により、全ての反射した光が導光板５の側面５ａの方向へ向かうので、導光板５の側面５ａへ効率よく入射させることができる。

発光素子３ｂを発光させると、発光素子３ｂが発熱する。図４に示すように発光素子３ｂからの熱は、線状光源装置１の子基板３ａへ伝熱して周囲へ放熱するとともに、電源端子３ｅと、伝熱端子（位置合わせ端子）３ｆを介して母基板２へ伝熱する。特に、伝熱端子３ｆは、子基板３ａには、接続面３ａ−２における前記子基板３ａを挟んで発光素子３ｂと対向する位置に設けられているので、子基板３ａの両端部に設けられた電源端子３ｅより伝熱させやすい。また、子基板３ａと母基板２との間は、僅かな隙間なので子基板３ａから母基板２へ放熱する経路もある。

母基板２に伝わった熱は、母基板２のガラスエポキシ基板を介してベースのアルミ板まで伝わり放熱することで、線状光源装置１全体が高熱となるのを抑止している。
例えば、母基板２にチップＬＥＤが個々に搭載されているような面発光装置とした場合、チップＬＥＤから発生した熱が母基板２へ放熱するには、チップＬＥＤが母基板２に面する広さで伝わることになるが、本実施の形態の線状光源装置１では、線状光源部３に発光素子３ｂを搭載した状態で母基板２に配置しているので、母基板２へ放熱する面は、線状光源部３の子基板３ａの底面である接続面となる。したがって、母基板２に対して発光素子３ｂの１個当たりに面する広さは、母基板２にチップＬＥＤを個々に搭載していくのと比較して広くすることができる。つまり線状光源部３に発光素子３ｂを搭載して母基板２に配置することで、高い放熱効果を得ることができる。

また、面発光装置２０には上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂが貼着しているので、上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂを金属箔で形成すれば放熱板の役目をする。したがって、上反射シート７ａおよび下反射シート７ｂは、面発光装置２０の輝度効率の向上を図りつつ、放熱効果を向上させることができる。
次に、第１の実施形態の変形例に係る線状光源装置１５を、図１３に基づいて説明する。図１３は、本発明の他の実施の形態に係る線状光源装置を説明する図である。なお、図１３においては、図４と同じ機能を有するものは同符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、変形例に係る線状光源装置１５は、母基板２と線状光源部３の子基板３ａとは、子基板３ａの接続面に設けられた伝熱端子（位置合わせ端子）１６と、母基板２に設けられた接続端子２ｂとで接続されている。
伝熱端子１６は、発光素子３ｂが搭載された位置に相当する反対側の接続面に設けられ、発光素子３ｂがダイボンドされているアノードと導通接続する配線パターン１７にスルーホール１８を介して接続されている。そしてこのスルーホール１８には、樹脂１９が充填されている。

このようにして、子基板３ａと母基板２が接続されているので、発光素子３ｂが発生する熱は、導通搭載された配線パターン１７からスルーホール１８を介し、伝熱端子（位置合わせ端子）１６へ伝熱し、そして母基板２へと伝えることができる。そして、スルーホール１８には樹脂１９が充填されているので、スルーホール１８は中実となる。したがって、スルーホール１８だけでなく、樹脂１９を介して熱を伝えることができるので放熱効果を向上させることができる。また樹脂１９として、樹脂に金属を含有させて伝熱性を向上させた金属ペース等とすれば、更に放熱効果を向上させることができる。

本発明は、大型の画面サイズ用の導光板であっても、均一な光を入射させることで輝度ムラが防止でき、かつ、様々な画面サイズにも容易に適応化であり、十分な放熱を可能とすることで高輝度化および長寿命化を図ることができるため、液晶表示装置の面発光装置として、導光板とともに導光板の一側面に配置される線状光源装置に好適である。

第１の実施形態に係る線状光源装置を説明する斜視図および部分拡大図 第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部を説明する斜視図 第１の実施形態に係る線状光源装置が面発光装置として用いられる画面サイズと、線状光源部の子基板の長さの関係について説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の線状光源部と母基板との接続部分を説明する部分拡大断面図 第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた面発光装置の概略構成を説明する図であって、図５（ａ）はその側面図、図５（ｂ）はその正面図である。 第１の実施形態に係る線状光源装置を導光板の側面に配置した状態を示す断面図 第１の実施形態に係る線状光源装置を備えた液晶表示装置の概略構成を示す断面図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 第１の実施形態の変形例に係る線状光源装置の線状光源部と母基板との接続部分を説明する部分拡大断面図

符号の説明

１ 線状光源装置
２ 母基板（第２基板）
２ａ 拡幅部
２ｂ 接続端子
３ 線状光源部
３ａ 子基板（第１基板）
３ａ−１ 搭載面
３ａ−２ 接続面
３ｂ 発光素子
３ｃ 反射部
３ｃ−１ 傾斜面
３ｄ 樹脂封止部
３ｅ 電源端子
３ｇ 搭載部
３ｆ 伝熱端子（位置合わせ端子）
４ 回路部
５ 導光板
５ａ 側面
５ｂ 主光出射面
５ｃ 反射面
６ 反射板
７ａ 上反射シート
７ｂ 下反射シート
１０ 基板材
１１ 枠体
１１ａ 開口
１２ 樹脂封止層
１５ 線状光源装置
１６ 伝熱端子（位置合わせ端子）
１７ 配線パターン
１８ スルーホール
１９ 樹脂
２０ 面発光装置
２１ 液晶表示装置
２２ 液晶表示ユニット
Ｆ 主光出射方向

Claims (20)

1. 導光板の側面に配置される線状光源装置であって、
   長尺状の第１基板と、前記第１基板の一方の主面に列状に搭載された複数の発光素子とを有する複数の線状光源部と、
   それら線状光源部が実装された第２基板と
   を備えたことを特徴とする線状光源装置。
2. 前記複数の線状光源部は、前記各第１基板の長手方向を一致させた状態で略直線状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
3. 前記第１基板は、電源端子および伝熱端子を介して前記第２基板と接続されていることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
4. 前記伝熱端子は、前記第１基板の他方の主面における前記第１基板を挟んで前記発光素子と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３記載の線状光源装置。
5. 前記伝熱端子は、前記第１基板に形成されたスルーホールを介して、前記発光素子が導通搭載された配線パターンと接続されていることを特徴とする請求項３記載の線状光源装置。
6. 前記伝熱端子は、前記第１基板に形成されたスルーホールを介して、前記発光素子が導通搭載された配線パターンと接続されていることを特徴とする請求項４記載の線状光源装置。
7. 前記スルーホールには、樹脂が充填されていることを特徴とする請求項５記載の線状光源装置。
8. 前記スルーホールには、樹脂が充填されていることを特徴とする請求項６記載の線状光源装置。
9. 前記第１基板は、セラミック基板で形成され、
   前記第２基板は、アルミ板に、配線パターンが形成された絶縁基板を貼り合わせて形成されていることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
10. 前記第１基板は、セラミック基板で形成され、
    前記第２基板は、アルミ板に、前記配線パターンが形成された絶縁基板を貼り合わせて形成されていることを特徴とする請求項５記載の線状光源装置。
11. 前記第１基板は、セラミック基板で形成され、
    前記第２基板は、アルミ板に、前記配線パターンが形成された絶縁基板を貼り合わせて形成されていることを特徴とする請求項８記載の線状光源装置。
12. 前記線状光源部は、発光素子から出射される光を光取り出し方向に反射させる反射部を備えることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
13. 前記線状光源部は、発光素子から出射される光を光取り出し方向に反射させる反射部を備えることを特徴とする請求項２記載の線状光源装置。
14. 前記線状光源部は、発光素子から出射される光を光取り出し方向に反射させる反射部を備えることを特徴とする請求項１１記載の線状光源装置。
15. 前記第１基板の長手方向の長さは、整数倍すると、前記導光板の側面の長さと略等しいことを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
16. 前記第１基板の長手方向の長さは、整数倍すると、前記導光板の側面の長さと略等しいことを特徴とする請求項２記載の線状光源装置。
17. 前記第１基板の長手方向の長さは、整数倍すると、前記導光板の側面の長さと略等しいことを特徴とする請求項１４記載の線状光源装置。
18. 請求項１記載の線状光源装置と、導光板とを備えたことを特徴とする面発光装置。
19. 請求項１７記載の線状光源装置と、導光板とを備えたことを特徴とする面発光装置。
20. 請求項１８に記載の面発光装置と、液晶表示ユニットとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。

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