專利名稱：發(fā)光裝置、顯示裝置、以及固體發(fā)光元件基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于液晶顯示裝置等的發(fā)光裝置等。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，例如像液晶顯示裝置等那樣的、在顯示面板背面?zhèn)葌溆斜彻?源的顯示裝置被廣泛采用。
液晶電視機(jī)、液晶監(jiān)視器的背光源，有稱為直下型的背光源，該直下 型的背光源，是將滎光管等的發(fā)光裝置呈平面狀地配置在液晶面板的緊下 方(背面)而構(gòu)成的。
作為該直下型的背光源，近年來(lái)逐漸增加了將固體發(fā)光元件之一 的發(fā)
光二極管(LED: Light Emitting Diode )作為光源代替已往使用的螢光管 這樣的背光源。尤其是采用相當(dāng)于紅、藍(lán)、綠3原色的3色LED構(gòu)成大畫 面液晶TV的背光源時(shí)，可以擴(kuò)大色再現(xiàn)范圍，實(shí)現(xiàn)高像質(zhì)。
這里，用直下型構(gòu)成大畫面液晶TV用的背光源時(shí)，為了得到大光量， 必須配置多個(gè)LED。但是，LED的發(fā)光效率(從電能轉(zhuǎn)換為光能的轉(zhuǎn)換 效率)目前只有例如50。/。以下的程度，所以，投入的能量的一半以上，作 為熱輸出。結(jié)果，LED的溫度上升，導(dǎo)致發(fā)光效率更低以及LED的壽命 縮短。為此，希望能高效率地將LED的熱M掉。
與LED光源、電子零件的散熱有關(guān)的公報(bào)記栽的已往技術(shù)，例如有專 利文獻(xiàn)l至3揭示的技術(shù)。
專利文獻(xiàn)l揭示的技術(shù)是，在側(cè)光型的背光源中，在安裝LED組件的 安裝基板的安裝面上，形成安裝金屬膜、金屬驅(qū)動(dòng)布線、金屬膜圖形，在 安裝基板的背面形成散熱用金屬膜，將其間與金屬通孔接合，這樣，抑制LED組件自身的溫度上升。
專利文獻(xiàn)2揭示的技術(shù)，涉及散熱裝置和顯示裝置。該技術(shù)是，對(duì)于 畫面尺寸比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)顯示面板大的應(yīng)用顯示面板，將第1降溫裝置 和第2降溫裝置組合起來(lái)，構(gòu)成降溫裝置。第1降溫裝置，是把具有適合 于標(biāo)準(zhǔn)顯示面板用的標(biāo)準(zhǔn)寬度并形成冷卻風(fēng)扇的安裝部、呈長(zhǎng)條狀的通用 降溫素材，切斷為適合于應(yīng)用顯示面板的長(zhǎng)度而形成的。第2降溫裝置， 補(bǔ)充相對(duì)于應(yīng)用顯示面板所需的散熱容量，第1降溫裝置的散熱容量的不 足量。這樣，可以使散熱零件與顯示面板的畫面尺寸的變更以及與此相伴 的發(fā)光二極管的數(shù)量變更相對(duì)應(yīng)，并可以減低成本、提高生產(chǎn)性。
專利文獻(xiàn)3揭示的技術(shù)，涉及把電子零件產(chǎn)生的熱傳遞給降溫裝置的 散熱部件。在該技術(shù)中，使在常溫下為非流動(dòng)性、會(huì)因電子零件的發(fā)熱而 粘度降低呈流動(dòng)性的熱傳導(dǎo)性充填材，含浸在與降溫裝置相向側(cè)的表面層 區(qū)域是多孔質(zhì)或蜂窩狀的構(gòu)造的、金屬制散熱M的層內(nèi)空孔中。該構(gòu)造 的散熱部件中，在電子零件的通電狀態(tài)，軟化并流動(dòng)的熱傳導(dǎo)充填材，將 夾在散熱基板/降溫管的傳熱面的空隙掩埋，提高傳熱性。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2006-11239號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-58486號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-347500號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
把多個(gè)LED配置在安裝基板上而構(gòu)成的直下型背光源的散熱構(gòu)造中， 將LED的熱，通過安裝基板散發(fā)到與安裝基板結(jié)合著的散熱部件(框架、 降溫裝置等)，這樣，抑制LED的加熱。
該散熱構(gòu)造中，為了高效率地散發(fā)LED的熱，必須極力減小從安裝基 板往散熱部件的接觸熱阻。
這里，接觸配置著的部件間的熱移動(dòng)，是由通過微觀上實(shí)際接觸的部 分的"固體接觸傳導(dǎo)"、通過形成在兩部件之間的微觀的間隙(空氣層) 的"空氣傳遞"、和"輻射"這樣三種形式的復(fù)合進(jìn)行的，但是，固體接觸傳導(dǎo)的熱傳導(dǎo)效率，比其它二種形式高得多。所以，實(shí)際的熱移動(dòng)，取 決于固體接觸傳導(dǎo)的面積(固體接觸面積)。因此，加大實(shí)際接觸著的固 體接觸面積，可以減小部件間整體的熱阻(接觸熱阻)。
即，使安裝基板與散熱部件更大面積地密合，由此可以高效地從LED 散熱。
但是，安裝基板與散熱部件的結(jié)合，通常是用以預(yù)定間隔間斷配置著 的、例如螺絲等的固定部件進(jìn)行的。因此，很難做到全面地密合，有時(shí)安 裝基板翹曲，與散熱部件之間會(huì)產(chǎn)生間隙(空氣層)。結(jié)果，間隙部位的 接觸熱阻增大，散熱遲緩，熱滯留在間隙的空氣層內(nèi)(高溫化)，導(dǎo)致該 部分的LED的發(fā)光效率降低，造成顏色不均勻。
為了防止該問題，例如，在安裝基板與散熱部件之間，夾設(shè)熱傳導(dǎo)片、 熱傳導(dǎo)復(fù)合物、或者熱傳導(dǎo)油脂等的熱傳導(dǎo)媒介物(下面稱為熱界面材料 (thermal interface material))，可以增大固體接觸面積，同時(shí)防止間隙 的形成。
但是，采用這種熱界面材料的構(gòu)造，需要熱界面材料的材料費(fèi)、以及 夾設(shè)這些熱界面材料的作業(yè)，使得制造成本提高。
本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)課題而作出的，其目的是提供能抑制制造 成本、能高效率地散熱的發(fā)光裝置等。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的發(fā)光裝置，其特征在于，備有安裝基板、 支承安裝基板的支承部件、和把安裝基板安裝在支承部件上的安裝機(jī)構(gòu)。 安裝基板備有若干個(gè)固體發(fā)光元件、和用于向若干個(gè)固體發(fā)光元件供給驅(qū) 動(dòng)電流的電路。在安裝基板上，形成了傳遞熱的傳熱部、和把若干個(gè)固體 發(fā)光元件發(fā)出的熱分別傳導(dǎo)給傳熱部的若干個(gè)熱傳導(dǎo)路。安裝機(jī)構(gòu)使傳熱 部與支承部件可熱傳導(dǎo)地接觸，把安裝基板安裝在支承部件上。
這里，可以為若干個(gè)熱傳導(dǎo)路的熱阻約相等。
另外，可以為若干個(gè)熱傳導(dǎo)路，形成在安裝基板的、與設(shè)置若干個(gè) 固體發(fā)光元件的面相反的面上，若干個(gè)固體發(fā)光元件和若干個(gè)熱傳導(dǎo)路， 通過可熱傳導(dǎo)地貫通安裝基板的若干個(gè)傳熱貫通部連接。另外，可以為安裝機(jī)構(gòu)，借助貫通安裝M的傳熱部的固定部件， 使傳熱部與支承部件可熱傳導(dǎo)地接觸，將安裝基板固定在支承部件上。
本發(fā)明的顯示裝置，包含進(jìn)行圖像顯示的顯示面板、和從背面照射顯 示面板的背光源，其特征在于，背光源具有安裝基板、框架、和將安裝部 件固定在框架上的固定部件。安裝基板備有若干個(gè)固體發(fā)光元件、和向若 干個(gè)固體發(fā)光元件供給驅(qū)動(dòng)電流的電路?？蚣苤С邪惭b基板，朝向顯示面 板將若干個(gè)固體發(fā)光元件配置成直下型。安裝基板備有將安裝基板固定在 框架上的固定部、形成在固定部上并將熱傳遞給框架的傳熱部、和將若干 個(gè)固體發(fā)光元件發(fā)出的熱分別傳導(dǎo)到傳熱部的若干個(gè)熱傳導(dǎo)路。借助固定 部件把安裝基板固定在框架上，由此把若干個(gè)固體發(fā)光元件發(fā)出的熱，通 過若干個(gè)熱傳導(dǎo)路，從傳熱部傳遞到框架。
這里，可以為若干個(gè)熱傳導(dǎo)路的熱阻約相等。
本發(fā)明的固體發(fā)光元件基板，其特征在于，備有安裝基板、安裝在安 裝基板上的若干個(gè)固體發(fā)光元件、形成在安裝基板上并向若干個(gè)固體發(fā)光 元件供給驅(qū)動(dòng)電流的電路、形成在安裝基板上并將安裝基板固定在安裝對(duì) 象部件上的固定部、形成在固定部上并與安裝對(duì)象部件相接的傳熱部、形
個(gè)熱傳導(dǎo)i。若干個(gè)熱傳導(dǎo)路的熱阻約相等。'、 ' '、- '
根據(jù)上述構(gòu)造的本發(fā)明，與不采用這些構(gòu)造時(shí)相比，可以在抑制制造 成本的情況下，構(gòu)成能將固體發(fā)光元件的熱高效率散熱的發(fā)光裝置等。


圖l是表示應(yīng)用本實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置整體構(gòu)造的分解立體圖。 圖2表示背光源裝置，(a )是其俯視圖，(b )是(a )的B-B剖面圖。
圖3 (a)是LED基板的俯視圖，(b)是LED基板的背面圖。 圖4是安裝LED的安裝部的放大圖。 圖5是傳熱回路的放大圖。圖6是安裝了 LED的安裝部的放大剖面圖。 圖7是用安裝螺絲緊固連接的部位的放大剖面圖。 圖8是備有不同長(zhǎng)度的傳熱回路的LED基板的背面圖。 圖9是圖8所示LED基板的傳熱回路的放大圖。 標(biāo)號(hào)說(shuō)明
10:背光源裝置(發(fā)光裝置、背光源)，11:背光源框架(支承部件、 框架)，17:安裝螺絲(安裝機(jī)構(gòu)、固定部件)，20、 40: LED基板(安 裝基板)，21: LED (固體發(fā)光元件)、22:安裝孔(固定部)，30:液 晶顯示組件(顯示面板)，300:傳熱系統(tǒng)回路，310:傳熱用焊盤(land)， 320:傳熱回路(熱傳導(dǎo)路)，330:接觸傳熱焊盤(傳熱部)，340:通孔 (傳熱貫通部)
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
圖1是表示應(yīng)用本實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置整體構(gòu)造的分解立體圖。 圖2表示背光源裝置10， (a)是俯視圖，(b)是(a)的B-B剖面圖。
圖l所示的液晶顯示裝置，由作為顯示面板的液晶顯示組件30、和作 為發(fā)光裝置的背光源裝置(背光源)IO構(gòu)成。另外，在液晶顯示裝置上， 配置著圖未示的驅(qū)動(dòng)用LSI等的外圍部件。
液晶顯示組件30，備有液晶面板31和偏振板(偏振濾波器)32、 33。 液晶面板31，在2片玻璃基板之間夾著液晶。偏振板32、 33疊置在該液 晶面板31的各玻璃基板上，用于將光波的振動(dòng)限制在某一方向。
液晶面板31，包含圖未示的各種構(gòu)造要素。例如，在2片玻璃基板上， 備有圖未示的顯示電極、薄膜晶體管(TFT: Thin Film Transistor)等的 有源元件、液晶、襯墊、密封劑、取向膜、共用電極、保護(hù)膜、濾色器等。
背光源裝置10,是把LED基板20安裝在作為支承部件的背光源框架 (框架)11的內(nèi)部而構(gòu)成的。該LED基板20，是備有若干個(gè)固體發(fā)光元 件即LED21的安裝基板。另外，背光源裝置10，在LED基板20的前面?zhèn)?，備有擴(kuò)散(漫射)板(或擴(kuò)散膜)13和棱鏡片14、 15。擴(kuò)散板13， 是用于將整個(gè)面形成均勻的亮度而使光散射 擴(kuò)散的透明板(或膜)。棱 鏡片14、 15是具有朝前方聚光效果的衍射光柵膜。
這樣，背光源裝置10，形成為相對(duì)于液晶顯示組件30的整個(gè)背面約 均勻地配置著LED21的所謂直下型的背光源。
另外，背光源裝置10的構(gòu)成單位，可以任意選擇。例如，也可以是將 在背光源框架11上只安裝著LED基板20的單位稱為"背光源"的、不包 含擴(kuò)散板13、棱鏡片14、 15等光學(xué)補(bǔ)償片的疊層體的通用形態(tài)。
背光源框架ll，由強(qiáng)度和熱傳導(dǎo)性良好的材料、例如鋁、鎂、鐵、或 其金屬合金等，被形成為朝前面?zhèn)?與液晶顯示組件30相向的一側(cè))開放 的箱狀。其平面形狀是與液晶顯示組件30對(duì)應(yīng)大小的矩形，在內(nèi)側(cè)面貼附 著例如白色的具有高反射性能的聚酯膜等，備有反射器的功能。另外，在 其背面部、側(cè)面部，根據(jù)需要有時(shí)可形成由排熱用冷卻風(fēng)扇等構(gòu)成的降溫 構(gòu)造。
如圖2所示，若干塊(本實(shí)施形態(tài)中是16塊)LED基板20，各自相 鄰地配置在該背光源框架11上，分別用若干個(gè)作為固定部件的安裝螺絲 17，固定在背光源框架ll上。即，安裝螺絲17構(gòu)成本發(fā)明中的安裝機(jī)構(gòu)。 本實(shí)施形態(tài)中，對(duì)一塊LED基板20，設(shè)置了4個(gè)安裝螺絲17。
在LED基板20的上面，配置了若干個(gè)(本實(shí)施形態(tài)中是16個(gè))LED21 。 下面，把安裝著該LED21的一側(cè)，稱為L(zhǎng)ED基板20的表面?zhèn)取?br> 另外，若干個(gè)LED21之中，有發(fā)出紅色光的發(fā)光二極管、發(fā)出綠色光 的發(fā)光二極管、和發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光二極管，這些各色的發(fā)光二極管按照 一定的規(guī)則配置著。使從這些各色的發(fā)光二極管發(fā)出的光混合，可以得到 色再現(xiàn)范圍大的光源。
另外，各LED21可以包含一個(gè)或若干個(gè)上述那樣分別發(fā)出紅色、綠色、 或藍(lán)色光的單體的LED，也可以采用例如把YAG螢光體與發(fā)出藍(lán)紫色光 的單體的LED組合由此發(fā)出類似白色光的類似白色發(fā)光元件。另外，也可 以包含分別發(fā)出紅色、綠色、和藍(lán)色光的若干個(gè)LED，將這些LED組合起來(lái)，發(fā)出白色光。
將這樣的LED基板20在背光源框架11上整齊地安裝若干個(gè)，由此 LED21就被均勻地配置在背光源框架11的整個(gè)面上。這樣，利用背光源 框架11上的全部LED21，能夠發(fā)出輝度和色度均勻的背照光。LED基板 20的構(gòu)成塊數(shù)等，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
下面，參照上述圖2、圖3至圖7，詳細(xì)說(shuō)明LED基板20。 圖3表示LED基板20， (a)是未安裝LED21的狀態(tài)的俯視圖(表 示表面?zhèn)鹊膱D)，(b)是該LED基板20的背面圖(表示背面?zhèn)鹊膱D)。 圖4是LED基板20的、安裝LED21的安裝部23的表面?zhèn)确糯髨D。圖5 是形成在LED基板20背面?zhèn)鹊膫鳠峄芈?20的放大圖。圖6是安裝了 LED21的安裝部23的放大剖面圖。圖7是用安裝螺絲17緊固連接的部位 的放大剖面圖。
LED基板20，是以玻璃布為基材的環(huán)氧樹脂制的、電子設(shè)備用基板， 形成為一定的厚度和一定的形狀(本實(shí)施形態(tài)中是正方形)。
在LED基板20的表面?zhèn)龋鐖D2所示，安裝著若干個(gè)LED21。本實(shí) 施形態(tài)中，安裝著16個(gè)LED21。
這些LED21，分別安裝在LED基板20的安裝部23,縱橫以均等的 間隔(LED間隔P )配置著。從LED基板20的外邊緣到最外側(cè)LED21 的距離，不足LED間隔P的一半。這樣，把若干個(gè)LED基板20并排配 置著時(shí)，可以把相鄰LED基板20的LED21設(shè)定為L(zhǎng)ED間隔P。
在LED基板20的預(yù)定位置，形成了用安裝螺絲17把LED基板20 緊固連接在背光源框架11上的安裝孔22。本實(shí)施形態(tài)中，安裝孔22設(shè)在 4個(gè)處。該安裝孔22的形成部位，是本發(fā)明中的LED基板20的固定部。
LED基板20，具有向各LED21供給驅(qū)動(dòng)電流用的電系統(tǒng)回路200、 和傳導(dǎo)各LED21所產(chǎn)生的熱的傳熱系統(tǒng)回路300。這些電氣系統(tǒng)回路200 和傳熱系統(tǒng)回路300，是將分別設(shè)在LED基板20表背面的由銅或銅合金 等構(gòu)成的預(yù)定厚度的金屬箔層，與通常的印刷布線電路形成工序同樣地， 用蝕刻工序留下預(yù)定的形狀而形成的。電氣系統(tǒng)回路200，備有與LED21電連接的端子焊盤210、和與這些 端子焊盤210連接的圖未示的布線電路。這些端子焊盤210和布線電路， 形成在LED基板20的表面?zhèn)取?br> 如圖4的放大圖所示，端子焊盤210，在LED基板20的、安裝各LED21 的部位(安裝部23)，夾著安裝部23的中心(被安裝的LED21的正下方)、 隔開預(yù)定間隔地設(shè)有一對(duì)。在該端子焊盤210上，連接著LED21的導(dǎo)線。
布線電路，與這些端子焊盤210連接，向LED21供給驅(qū)動(dòng)電力。
如圖4和圖5的放大圖所示，傳熱系統(tǒng)回路300，由形成在LED基板 20表面?zhèn)鹊膫鳠嵊煤副P310、作為熱傳導(dǎo)路的傳熱回路320、作為傳熱部 的接觸傳熱焊盤330、和作為傳熱貫通部的通孔340構(gòu)成。傳熱回路320 形成在LED基板20的背面?zhèn)?。通?40將傳熱用焊盤310和傳熱回路320 可熱傳導(dǎo)地連接。
傳熱用焊盤310，以與LED21對(duì)應(yīng)的寬度，從安裝部23中央的LED21 配置部位(一對(duì)端子焊盤210之間)，延伸到后述通孔340的形成區(qū)域。
通孔340，形成在沿與端子焊盤210的排列方向正交的方向、相對(duì)于 安裝部23的中心偏離預(yù)定量的位置，以預(yù)定的直徑(例如0.3~0.5mm) 貫通LED基板20的表背面。在其內(nèi)周面，形成了金屬(例如銅)鍍層， 該金屬鍍層將LED基板20表面?zhèn)鹊膫鳠嵊煤副P310與LED基板20背面 側(cè)的傳熱回路320可熱傳導(dǎo)地連接起來(lái)。
另外，本發(fā)明中的傳熱貫通部，并不局限于由該通孔340構(gòu)成。例如， 也可以做成在本實(shí)施形態(tài)的通孔340內(nèi)部，充填導(dǎo)電性糊漿等，用焊料保 護(hù)層塞住(即，成為不貫通的孔)的構(gòu)造。也可以為將線狀的傳熱部件貫 通LED基板20。只要能將LED基板20表面?zhèn)鹊膫鳠嵊煤副P310與LED 基板20背面?zhèn)鹊膫鳠峄芈?20可熱傳導(dǎo)地連接起來(lái)即可。
本實(shí)施形態(tài)中，通孔340是設(shè)在相對(duì)于安裝部23的中心偏離的位置， 但是，通孔340的位置并不限定于此，也可以在安裝部23的中心(LED21 的安裝位置正下方)等。這時(shí)，傳熱用焊盤310的大小可以與LED21對(duì)應(yīng)。
傳熱回路320，將通孔340的、位于LED基板20背面?zhèn)鹊拈_口部與接觸傳熱焊盤330連接起來(lái)。
接觸傳熱焊盤330，形成在安裝孔22的周圍，是與安裝孔22同心狀 的圓形。其直徑的設(shè)定原則是，用穿過安裝孔22的安裝螺絲17將LED基 板20緊固連接在背光源框架11上時(shí)，該接觸傳熱焊盤330能用預(yù)定的壓 力密合于背光源框架ll。例如，其直徑設(shè)定為與安裝螺絲17的螺絲頭或 采用的墊圏的直徑約相同。例如，在帶平墊圏的M3的組合螺絲(sems screw)時(shí)，其直徑為(J)7mm左右即可。
本實(shí)施形態(tài)中，安裝孔22設(shè)在把正方形的LED基板20前后左右4 等份分割而得的各正方形區(qū)域(單位區(qū)域20A)中的一個(gè)部位，其位置設(shè) 定在配置在單位區(qū)域20A內(nèi)的4個(gè)LED21的大致中心。更準(zhǔn)確地說(shuō)，設(shè)
線距離相等的位置。4個(gè)LED21形成正方形地配置在單位區(qū)域20A內(nèi)，安 裝孔22設(shè)在它們的中央，可滿足上述條件。
這樣，將單位區(qū)域20A的各安裝部23的通孔340與接觸傳熱焊盤330 連接起來(lái)的各傳熱回路320，它們的直線長(zhǎng)度(回路長(zhǎng)L)相等。另夕卜， 各傳熱回路320的寬度W也相同。另外，傳熱回路320的厚度(形成傳熱 回路320的金屬箔的厚度)也相同。因此，各傳熱回路320的截面積和長(zhǎng) 度相等，從各通孔340到接觸傳熱焊盤330的熱阻也相等。即，各傳熱回 路320，從熱傳導(dǎo)方面考慮，設(shè)定為相等的長(zhǎng)度。
通過上述傳熱系統(tǒng)回路300的構(gòu)造，形成了從安裝著各LED21的傳熱 用焊盤310、分別通過通孔340和傳熱回路320到達(dá)接觸傳熱焊盤330的 熱傳導(dǎo)路徑。本實(shí)施形態(tài)中，配置在單位區(qū)域20A內(nèi)的4個(gè)LED21的熱 傳導(dǎo)路徑，集中到一個(gè)接觸傳熱焊盤330。
另外，LED基板20的表面?zhèn)?，除了安裝部23以外，用非導(dǎo)電性樹脂 覆蓋，形成了保護(hù)絕緣覆蓋膜24 (圖6和圖7所示)。另外，LED基板 20的背面?zhèn)?，除了接觸傳熱焊盤330外(除了安裝孔22的周邊外)，用 非導(dǎo)電性樹脂覆蓋，形成了保護(hù)絕緣覆蓋膜25 (圖6和圖7所示)。
在LED基板20的各安裝部23，如前所述，分別安裝著LED21。LED21被安裝成，如圖6的放大剖面圖所示，在與安裝部23的傳熱 用焊盤310可熱傳導(dǎo)地接觸著的狀態(tài)，圖未示的導(dǎo)線與端子焊盤210連接 著。在LED21的外面周圍，用透明樹脂形成了半球狀的罩21C。該實(shí)施形 態(tài)中，罩21C是在把LED芯片安裝在LED基板20上之后成形的，但并 不限定于此，也可以把在LED芯片一體地備有罩21C而成的LED燈安裝 在LED基板20上。
上述的LED基板20，如圖7的放大剖面圖所示，用穿過安裝孔22的 安裝螺絲17，緊固連接在背光源框架ll上。這樣，安裝孔22周圍的接觸 傳熱焊盤330壓接在背光源框架11的表面。即，LED基板20的背面?zhèn)龋?如圖6夸張地所示，有傳熱回路320、保護(hù)絕緣覆蓋膜25，不平滑，但是， 在安裝螺絲17的緊固壓力下，LED基板20產(chǎn)生微小變形，接觸傳熱焊盤 330以預(yù)定的壓力與背光源框架11的表面接觸。
結(jié)果，如圖7中箭頭所示，熱容易從接觸傳熱焊盤330流向背光源框 架ll。即，當(dāng)接觸傳熱焊盤330與背光源框架11壓接，接觸壓增高時(shí)， 夾在兩者間的空氣層變薄，同時(shí)，固體接觸面積增大，所以，接觸熱阻減 小，熱傳導(dǎo)變得容易。
如圖7所示，在安裝孔22周圍，在比孔徑稍大(按半徑約0.5mm~ l.Omm左右)的范圍，不形成接觸傳熱焊盤330。這是為了在用沖壓等在 LED基板20上形成安裝孔22時(shí)，防止接觸傳熱焊盤330的金屬箔剝落。
備有上述構(gòu)成的LED基板20的背光源裝置10中，LED21產(chǎn)生的熱， 在傳熱系統(tǒng)回路300 (傳熱用焊盤310、通孔340、傳熱回路320、和接觸 傳熱焊盤330)中傳導(dǎo)，散發(fā)到背光源框架11。即，換言之，把LED21 產(chǎn)生的熱，借助傳熱系統(tǒng)回路300,導(dǎo)向用高壓力與背光源框架ll接觸的 安裝螺絲17的緊固連接部，進(jìn)行散熱。
這樣，即使在LED基板20與背光源框架11之間，不設(shè)置熱傳導(dǎo)片、 熱傳導(dǎo)復(fù)合物、或者熱傳導(dǎo)油脂等熱界面材料，也能高效率地將LED21 的熱散發(fā)到背光源框架11，可抑制LED21的高溫化。因此，不需要熱界 面材料的材料費(fèi)和夾設(shè)這些熱界面材料的作業(yè)，可以抑制制造成本。把單位區(qū)域20A的4個(gè)LED21與一個(gè)接觸傳熱焊盤330連接起來(lái)的 各傳熱回路320的熱阻相等(實(shí)際的長(zhǎng)度也相等)，這樣，可以使配設(shè)在 單位區(qū)域20A的各LED21的熱均等地散發(fā)。另外，傳熱回路320的熱阻， 在全部的單位區(qū)域20A中是相等的，所以，可以從配設(shè)在LED基板20上 的全部的LED21均等地散熱。另外，這些條件，在安裝在背光源框架ll 上的多個(gè)LED基板20中都是同樣的。
因此，可以從背光源裝置10的全部LED21均等地散熱，使溫度分布 平均化，可以防止因局部的溫度集中(熱滯留)引起的顏色不均勻。
這里，從熱傳導(dǎo)的角度考慮，傳熱回路320的寬度最好大一些。但是， 如果過大，則可能將背光源框架11與LED基板20間的間隙(空氣層)加 熱，產(chǎn)生熱滯留，所以其寬度的設(shè)定要避免這一點(diǎn)。
即，LED基板20，是用4個(gè)安裝螺絲17緊固連接在背光源框架11 上，所以，不容易將LED基板20的整個(gè)背面與背光源框架11密合。在背 光源框架11與LED基板20之間形成間隙(空氣層)。如果LED基板20 的背面?zhèn)热渴倾~箔，則銅箔的熱將間隙的空氣層加熱(熱從銅箔輻射到 空氣中)。介有空氣層的熱傳遞，因熱阻大，所以，熱不能迅速地傳遞到 背光源框架ll，空氣層高溫化，產(chǎn)生了所謂的熱滯留。結(jié)果，LED21的發(fā) 光效率降低，引起顏色不均勻。
為了抑制由該間隙的空氣層引起的熱滯留，傳熱回路320的表面積最 好小一些。為此，傳熱回路320用最短距離(即直線地)將通孔340與接 觸傳熱焊盤330連接，寬度則要考慮熱傳導(dǎo)和抑制熱滯留來(lái)設(shè)定。
另一方面，由于截面積大則提高熱傳導(dǎo)效率，所以傳熱回路320的厚 度最好盡量厚一些。即使將傳熱回路320做得較厚，對(duì)間隙的空氣層的熱 傳導(dǎo)也不增大。
本實(shí)施形態(tài)中，用表面積4皮限制了的傳熱回路320，將熱傳導(dǎo)到接觸 傳熱焊盤330， M到背光源框架11，所以，即使在背光源框架11與LED 基板20之間形成了間隙(空氣層)，也不容易將空氣層加熱，不容易產(chǎn)生 熱滯留。另外，本實(shí)施形態(tài)中，LED基板20的背面?zhèn)?，用熱傳?dǎo)率小的樹脂 制保護(hù)絕緣膜25覆蓋著，這樣，也能抑制從傳熱回路320往間隙的空氣層 的熱傳導(dǎo)，防止熱滯留在間隙部位。
這樣，即使在背光源框架11與LED基板20之間產(chǎn)生間隙，也不產(chǎn)生 熱滯留，可以將LED21的熱通過傳熱回路320和接觸傳熱焊盤330高效率 地傳導(dǎo)到背光源框架ll，進(jìn)4于散熱。
另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施形態(tài)。例如，配置在LED基板20 上的LED21的數(shù)目、安裝孔22的數(shù)目、與一個(gè)接觸傳熱焊盤330連接的 傳熱回路320的數(shù)目等，可以適當(dāng)變更。
另夕卜，將LED基板20安裝到背光源框架11上用的安裝機(jī)構(gòu)，并不限 定于螺絲(安裝螺絲17 )，只要是能把LED基板20 (接觸傳熱焊盤330 ) 壓接安裝在背光源框架ll上的機(jī)構(gòu)都可以。例如，可以釆用金屬制鉚釘、 樹脂形成的舟形夾(CanoeClip)等。
這里，根據(jù)把LED基板20安裝在背光源框架11上的安裝孔22的配 置、和LED21的配置，有時(shí)對(duì)于各LED21，不能把傳熱系統(tǒng)回路300的 傳熱回路320的長(zhǎng)度設(shè)定為相等。
下面，參照?qǐng)D8和圖9，說(shuō)明像這樣傳熱回路320的長(zhǎng)度不相等的例 子。圖8是備有長(zhǎng)度不同的傳熱回路320的LED基板40的背面圖。圖9 是該傳熱回路320的放大圖。圖中與前述實(shí)施形態(tài)相同的構(gòu)成要素，注以 相同標(biāo)記，其i兌明從略。
圖8所示的LED基板40，其平面形狀是長(zhǎng)方形，在其四角附近，分 別設(shè)有安裝孔22。即，LED基板40通過4個(gè)安裝孔22安裝在圖未示的背 光源框架上。
LED基板40 ，與各安裝孔22對(duì)應(yīng)地被分割為縱橫均等的4個(gè)單位區(qū) 域，在各單位區(qū)域40A ，分別設(shè)定了安裝圖未示LED的6個(gè)安裝部23( 23A、 23B、 23C)。即，在各單位區(qū)域40A，分別安裝6個(gè)LED。
單位區(qū)域40A內(nèi)，安裝部23沿圖中橫方向隔開預(yù)定間隔設(shè)置在3處 從而排成一行，并沿縱方向隔開預(yù)定間隔配置了兩個(gè)這樣的行。安裝孔22，配置在位于LED基板40側(cè)端附近的2個(gè)安裝部23A的中 間附近。
因此，形成在安裝孔22周圍的接觸傳熱焊盤330、與各安裝部23A、 23B、 23C(通孔340A、 340B、 340C)之間的距離，是三種不同的距離。 即，離得最近的安裝部23A是2處。中間距離的安裝部23B是2處。離得 最遠(yuǎn)的安裝部23C是2處。
這里，把各安裝部23 (23A、 23B、 23C)的通孔340 (340A、 340B、 340C)與接觸傳熱焊盤330連接起來(lái)的傳熱回路320(320A、 320B、 320C ) 被設(shè)定為根據(jù)其長(zhǎng)度，截面積不相同，使得熱阻成為約相等。
即，熱傳導(dǎo)的理論公式是
Q=Kx Ax厶t/L
式中，Q:熱量(W) K:熱傳導(dǎo)率(W/mK) A:截面積(m2) △ t:溫度差(K) L:長(zhǎng)度(m )。
即，傳導(dǎo)的熱量Q與截面積A成正比，與長(zhǎng)度(距離)L成反比。另 外，這時(shí)的熱阻R ( °C/W)為 R=At/Q。
基于該關(guān)系，根據(jù)傳熱回路320的長(zhǎng)度(接觸傳熱焊盤330與安裝部 23的通孔340之間的距離)，改變傳熱回路320的截面積以使傳導(dǎo)的熱量 約相等(使熱阻約相等)。
如果通過變更由銅箔等形成的傳熱回路320的厚度來(lái)變更該傳熱回路 320的截面積，是比較困難的，所以，通過變更傳熱回路320的寬度，來(lái) 變更傳熱回路320的截面積。即，傳熱回路320的寬度這樣地設(shè)定以與 最近的安裝部23A的通孔340A連接的最短傳熱回路320A的寬度(WA ) 為基準(zhǔn)，用與其長(zhǎng)度相應(yīng)的比例，加大與中間距離的安裝部23B的通孔 340B連接的傳熱回路320B的寬度(WB)，進(jìn)一步加大與最遠(yuǎn)安裝部23C的通孔340C連接的傳熱回路320C的寬度(WC)。當(dāng)然，也可以通過變 更傳熱回路320的厚度，進(jìn)行截面積的變更，另外，也可以通過變更寬度 和厚度兩者，進(jìn)行截面積的變更。
根據(jù)該構(gòu)造的LED基板40，可以使得把配置在單位區(qū)域40A的6處 的安裝部23的各LED與一個(gè)接觸傳熱焊盤330連接起來(lái)的各傳熱回路320 的熱阻約相等。這樣，可以使配設(shè)在單位區(qū)域40A的各LED的熱均等地 散發(fā)，防止產(chǎn)生局部的溫度集中(熱滯留)。另外，根據(jù)該構(gòu)造，安裝孔 22 (接觸傳熱焊盤330)和LED的配置限制較小，提高了設(shè)計(jì)自由度。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，備有安裝基板、支承部件、和安裝機(jī)構(gòu)；上述安裝基板，備有若干個(gè)固體發(fā)光元件、和用于向該若干個(gè)固體發(fā)光元件供給驅(qū)動(dòng)電流的電路；上述支承部件，支承上述安裝基板；上述安裝機(jī)構(gòu)，把上述安裝基板安裝于上述支承部件；在上述安裝基板，形成有傳遞熱的傳熱部、和把上述若干個(gè)固體發(fā)光元件發(fā)出的熱分別傳導(dǎo)給該傳熱部的若干個(gè)熱傳導(dǎo)路；上述安裝機(jī)構(gòu)，使上述傳熱部與上述支承部件能熱傳導(dǎo)地接觸，把上述安裝基板安裝于上述支承部件。
2. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光裝置，其特征在于，上述若干個(gè)熱傳導(dǎo)路 被設(shè)定成熱阻大致相等。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，上述若干個(gè)熱傳導(dǎo)路， 形成于上述安裝基板的與設(shè)置上述若干個(gè)固體發(fā)光元件的面相反的面，該 若干個(gè)固體發(fā)光元件和該若干個(gè)熱傳導(dǎo)路，通過能熱傳導(dǎo)地貫通該安裝基 板的若干個(gè)傳熱貫通部連接。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，上述安 裝機(jī)構(gòu)，借助貫通上述安裝基板的上述傳熱部的固定部件，使該傳熱部與 上述支承部件能熱傳導(dǎo)地接觸，將該安裝基板固定于該支承部件。
5. —種顯示裝置，包含進(jìn)行圖像顯示的顯示面板、和從背面照射該顯 示面板的背光源，其特征在于，上述背光源具有安裝基板、框架、和固定部件；上述安裝基板，備有若干個(gè)固體發(fā)光元件、和用于向該若干個(gè)固體發(fā) 光元件供給驅(qū)動(dòng)電流的電路；上述框架，支承上述安裝基板，朝向上述顯示面板地將上述若干個(gè)固 體發(fā)光元件配置成直下型；上述固定部件，將上述安裝基板固定于上述框架；上述安裝基板，備有將該安裝基板固定于上述框架的固定部，形成于 該固定部、將熱傳遞給該框架的傳熱部，和將上述若干個(gè)固體發(fā)光元件發(fā) 出的熱分別傳導(dǎo)到該傳熱部的若干個(gè)熱傳導(dǎo)路；借助上述固定部件把上述安裝基板固定于上述框架，由此把上述若干 個(gè)固體發(fā)光元件發(fā)出的熱，通過上述若干個(gè)熱傳導(dǎo)路，從上述傳熱部傳遞 到該框架。
6. 如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，上述若干個(gè)熱傳導(dǎo)路 被設(shè)定成熱阻大致相等。
7. —種固體發(fā)光元件基板，其特征在于，備有 安裝基板；安裝于上述安裝基板的若干個(gè)固體發(fā)光元件；形成于上述安裝基板，用于向上述若干個(gè)固體發(fā)光元件供給驅(qū)動(dòng)電流 的電路；形成于上述安裝基板，將該安裝基板固定于安裝對(duì)象部件的固定部； 形成于上述固定部，與上述安裝對(duì)象部件相接的傳熱部；和 形成于上述安裝基板，把上述若干個(gè)固體發(fā)光元件發(fā)出的熱分別傳遞 到上述傳熱部的若干個(gè)熱傳導(dǎo)路；上述若干個(gè)熱傳導(dǎo)路被設(shè)定成熱阻大致相等。
全文摘要
本發(fā)明提供能抑制制造成本、能高效率散熱的發(fā)光裝置等。背光源裝置是備有若干個(gè)LED的LED基板用安裝螺絲安裝在背光源框架上而構(gòu)成的。在LED基板上，形成了傳熱系統(tǒng)回路(300)。該傳熱系統(tǒng)回路(300)，從安裝各LED的傳熱用焊盤(310)，經(jīng)由通孔(340)和傳熱回路(320)，通過安裝螺絲到達(dá)安裝于背光源框架的部位的接觸傳熱焊盤(330)。
文檔編號(hào)F21V29/00GK101563792SQ200780046840
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者五味秀二 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社