(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
発光面以外のいずれかの面に複数の端子を有する光源の前記端子それぞれに半田を介して接合され、前記端子の形状に合わせて切り欠かれた切欠部を有する複数のランド部、
を備え、
前記切欠部は、前記ランド部の端辺のうち前記切欠部が設けられた端辺から、前記切欠部の先端部分に近づくにつれて前記端子と前記切欠部との距離が小さくなるように、前記端子に向かって形成される、基板。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。
【
図2】
図2は、実施形態に係る面状照明装置の断面図である。
【0009】
以下、実施形態に係る基板および面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。各図面において、説明を分かりやすくするために、面状照明装置の光の出射方向をZ軸正方向とする3次元の直交座標系を図示する場合がある。
【0010】
図1は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。
図1の例に示すように、実施形態に係る面状照明装置1の形状は、上面視で略矩形状である。面状照明装置1の長手方向(X軸方向)の一端側は、第1遮光シート10aおよび第2遮光シート10bを含む遮光シート10で覆われる。また、面状照明装置1の長手方向の他端側は、遮光シート100で覆われる。
【0011】
そして、面状照明装置1は、遮光シート10、100で覆われていない発光領域(発光エリアとも称される)Rから光を出射する。すなわち、遮光シート10、100により、発光領域Rが規定される。本実施形態に係る面状照明装置1は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる。かかる液晶表示装置は、例えば、スマートフォンにおいて用いられる。
【0012】
また、
図1に示すように、遮光シート100よりも遮光シート10の方が、幅が広い。これは、遮光シート100は、遮光シート100のZ軸負方向側である下部に存在する後述する導光板、拡散シート、プリズムシートを覆うのに対して、遮光シート10は、遮光シート10の下部に存在する後述する導光板、拡散シート、プリズムシートに加え、後述するLED(Light Emitting Diode)やFPC(Flexible Printed Circuit)等をさらに含む比較的広い領域を覆うためである。
【0013】
次に、
図2を用いて、実施形態に係る面状照明装置1の構成について説明する。
図2は、実施形態に係る面状照明装置1の断面図である。
図2では、
図1のA−A線で切断した場合の面状照明装置1の断面をY軸正方向側から見た図を示す。
【0014】
図2に示すように、面状照明装置1は、第1遮光シート10aと、第2遮光シート10bと、フレーム11と、LED12と、導光板13と、FPC14と、プリズムシート15と、拡散シート16と、第1連結部材17と、第2連結部材18とを備える。
【0015】
フレーム11は、例えば、金属材料や樹脂材料で構成される筐体であり、側壁11aおよび底部11bを有し、LED12と、導光板13と、FPC14と、プリズムシート15と、拡散シート16と、第1連結部材17と、第2連結部材18とを収容する。
【0016】
LED12は、例えば、点状の光源であり、本実施形態では、複数のLED12が、面状照明装置1の短手方向であるY軸方向に沿って配列される。また、LED12は、例えば、青色LEDと蛍光体とからなる疑似白色LEDである。
【0017】
LED12は、発光面12aと、発光面12aに対して交差(例えば、直交)する底面12bと、発光面12aとは反対側の面である裏面12cと、発光面12aおよび底面12bと交差する側面12d(
図3参照)とを有する。発光面12aは、後述する導光板13側であるX軸正方向へ向けて光を出射する面である。底面12bは、後述するFPC14の実装面14aと対向する面である。
【0018】
また、底面12bは、LED12の端子(電極端子)に対応する位置に凹部が形成され、かかる凹部に半田60が流し込まれることで、LED12の端子と後述のFPC14とが接合される。すなわち、LED12は、発光面12aと交差する底面12bがFPC14に実装されるサイドビュー型のLEDである。なお、LED12は、裏面12cがFPC14に実装されるトップビュー型のLEDであってもよい。また、LED12の端子は、底面12bに形成される場合に限らず、例えば、裏面12cでもよく、発光面12a以外のいずれかの面であればよい。
【0019】
導光板13は、例えば、透明材料(例えば、ポリカーボネート樹脂)からなる板状部材であり、Z軸負方向側から見る上面視で略矩形状に形成されている。導光板13は、2つの主面13a,13bと、側面13cとを有する。
【0020】
側面13cは、LED12の発光面12aと対向し、発光面12aから発せられる光が入射する入光面(以下、入光面13cと記載する)である。すなわち、実施形態に係る面状照明装置1は、導光板13のエッジ(入光面13c)に沿って複数のLED12が配置される、いわゆるエッジライト型の照明装置である。
【0021】
主面13aは、入光面13cと交差する主面であり、入光面13cから入射した光が出射される出射面(以下、出射面13aと記載する)である。主面13bは、出射面13aの反対側にある主面(以下、反対面13bと記載する)である。反対面13bには、例えば、複数のドットからなる光路変更パターンが形成される。これにより、導光板13内を進む光の進行方向が変更されて、出射面13aからより多くの光が出射される。
【0022】
なお、導光板13は、例えば、側面13c側に楔部が設けられてもよい。具体的には、導光板13は、側面13c側から導光板13の長手方向であるX軸正方向側へ向かって導光板13の厚さが漸減する楔部が設けられてもよい。
【0023】
FPC14は、例えばLED12が実装される柔軟性の基板(回路基板)である。なお、FPC14は、基板の一例であって、硬質性(リジッド)の基板であってもよい。また、FPC14は、例えば、Y軸方向を長手方向とする短冊状であり、かかる長手方向に沿って複数のLED12が配列される実装面14aを有する。具体的には、FPC14は、実装面14aに設けられた後述のランド部とLED12とが接合されるが、かかる点については後述する。
【0024】
また、FPC14は、図示しない駆動回路に接続され、かかる駆動回路によってLED12が点灯制御される。なお、FPC14は、フレーム11の底部11b側に設けられたが、導光板13の出射面13a側に設けられてもよい。具体的には、FPC14は、LED12の底面12bとは反対側であるZ軸正方向側の天面側に配置されてもよい。また、光源としてトップビュー型のLEDを用いる場合には、FPCはフレーム11の側壁11aに配置してもよい。
【0025】
ここで、従来の面状照明装置では、FPCにLEDを実装する場合、FPCの矩形状のランド部と、LEDの端子とが半田によって接合されることで、端子の形状に基づく接合面がランド部に形成され、LEDが実装される。しかしながら、従来のFPCでは、例えば、リフロー時における半田の流れ方によっては、ランド部と半田との接合面が本来の位置からずれるおそれがあり、接合面がずれた場合、そのずれに伴ってLEDの実装位置がずれるおそれがあった。
【0026】
そこで、実施形態に係る面状照明装置1におけるFPC14は、全体形状として例えば矩形状のランド部140(
図7参照)が端子120(
図5参照)の形状に合わせて切り欠かれた切欠部50a,50b(
図8参照)を有する。
【0027】
かかる切欠部50a,50bにより、半田60の流れが規制され、その結果、端子120の形状に基づく接合面60a(
図8参照)は、切欠部50a,50bにより位置決め(セルフアライメント)される。すなわち、リフロー時等において、端子120の位置が規制されることで端子120の位置ずれが起きにくくなるため、結果、LED12の実装位置を高精度に定めることができる。なお、切欠部50a,50bの詳細については、
図8以降で後述する。
【0028】
プリズムシート15は、後述の拡散シート16により拡散された光の配光制御を行い、配光制御が行われた光をZ軸正方向である光の出射方向へ出射する。
【0029】
拡散シート16は、導光板13の出射面13a側に設けられ、出射面13aから出射される光を拡散する。具体的には、例えば、拡散シート16は、出射面13aを覆うように配置され、出射面13aから出射された光を拡散する。
【0030】
第1連結部材17および第2連結部材18は、例えば、両面テープである。第1連結部材17は、LED12と導光板13とを光学的または構造的に連結する。具体的には、第1連結部材17は、LED12の発光面12aと導光板13の入光面13cとを連結する。
【0031】
第2連結部材18は、導光板13の反対面13bとFPC14とに挟まれて配置され、導光板13をFPC14に固定する部材である。例えば、第2連結部材18は、一方の面が、FPC14の実装面14aにおける導光板13寄りの少なくとも一部に貼り付けられるとともに、導光板13の反対面13bにおけるLED12寄りの少なくとも一部に貼り付けられる。
【0032】
次に、
図3〜
図6を用いて、LED12についてさらに説明する。
図3〜
図6は、LED12の外観を示す図である。
図3および
図4には、LED12の斜視図を示す。また、
図5には、LED12をZ軸負方向側である底面12b側から見た図を示す。
図6には、LED12をX軸負方向側である裏面12c側から見た図を示す。
【0033】
図3に示すように、1つのLED12は、Y軸方向を長手方向とする略直方体状であり、面積が略同じである2つの発光面12aを有する。なお、1つのLED12が有する発光面12aの数は、2つに限定されるものではなく、1つでも、3つ以上でもよい。また、2つの発光面12aは、面積が略同じではなく、互いに異なってもよい。
【0034】
図4〜
図6に示すように、LED12は、底面12bおよび裏面12cの交差部分である角部の一部に凹部が形成され、この凹部の内面に端子120が設けられる。かかる凹部は、底面12b(あるいは裏面12c)の一部ともいえる、つまり、端子120は、底面12b(あるいは裏面12c)に設けられるともいえる。
【0035】
具体的には、端子120は、半円柱状および半円錐状を組み合わせた形状の凹部の周面に設けられ、かかる凹部に半田60が流し込まれることでFPC14と電気的に接続される。なお、端子120が設けられる凹部は、半円柱状および半円錐状を組み合わせた形状に限定されるものではなく、任意の凹んだ形状であってよい。
【0036】
次に、
図7を用いて、FPC14についてさらに説明する。
図7は、FPC14の正面図である。なお、
図7には、理解を容易にするために、FPC14の長手方向に沿って配列された複数のLED12の実装位置を破線で示す。また、
図7では、FPC14に7つのLED12が設けられる場合を示しているが、LED12の数は任意であってよい。
【0037】
図7に示すように、FPC14は、ランド部140と、基材141とを備える。基材141は、板状の部材であり、ランド部140や配線等の金属パターンが形成される。ランド部140は、基材141の実装面14aに複数設けられる。ランド部140は、例えば、銅箔等の金属材料からなる導電性の電極であり、半田60(
図2参照)を介してLED12の端子120と接合される部位である。
図7に示すように、複数のランド部140は、FPC14の長手方向であるY軸方向に沿って直線状に配列される。
【0038】
そして、複数のランド部140それぞれは、LED12の複数の端子120それぞれに接合される。つまり、1つのLED12は、端子120(
図5参照)の数と同じ数のランド部140に接合される。すなわち、
図7に示すように、本実施形態では、1つのLED12は、3つのランド部140に接合される。
【0039】
また、FPC14の実装面14aには、ランド部140のみ設けられ、実装面14aとは反対側の図示しない裏面側に、ランド部140と電気的に接続される配線が設けられ、かかる配線がLED12を駆動する駆動回路に接続される。
【0040】
次に、
図8を用いて、ランド部140についてさらに説明する。
図8は、ランド部140の正面図である。
図8には、1つのLED12(破線)と、3つのランド部140との位置関係を示す。また、
図8には、ランド部140と半田60との接合面60aを破線で示す。
図8に示すように、LED12は、第1ランド部140aおよび第2ランド部140bを覆う位置で配置される。また、第1ランド部140aおよび第2ランド部140bは、LED12の発光面12aとは反対側である裏面12c側に設けられるとともに、LED12の2つの側面12dに挟まれて配置される。
【0041】
図8に示すように、ランド部140は、外形の異なる第1ランド部140aおよび第2ランド部140bを備える。また、第1ランド部140aには、通電部142が形成される。通電部142は、例えばビアホールであり、FPC14の図示しない裏面に設けられた配線と電気的に接続される部位である。
【0042】
なお、
図8に示す例では、第1ランド部140aにのみ、通電部142が設けられる場合を示したが、第2ランド部140bにも通電部142が設けられてもよい。
【0043】
また、
図8に示すように、第1ランド部140aおよび第2ランド部140bそれぞれは、切り欠き位置が異なる切欠部50a,50bを有する。
【0044】
具体的には、第1ランド部140aは、接合面60aよりもX軸正方向側である発光面12a側が切り欠かれた切欠部50aを有する。つまり、第1ランド部140aは、発光面12a側から切り欠かれた切欠部50aを有する。これにより、LED12の端子120を第1ランド部140aに半田60で接合する際、セルフアライメントにより接合面60aが発光面12a側へ寄りにくくできる。
【0045】
つまり、切欠部50aは、FPC14の短手方向であるX軸方向への接合面60aの位置を規制する。換言すれば、第1ランド部140aは、切欠部50aによって、FPC14の短手方向へのLED12の実装位置を規制する。これにより、FPC14の短手方向へのLED12の実装位置を高精度に定めることができる。なお、切欠部50aは、接合面60aの周縁にまで至るが、かかる点については
図9で後述する。
【0046】
また、第2ランド部140bは、接合面60aよりもY軸正方向および負方向側である側面12d側が互いに内側へ向かって切り欠かれた一対の切欠部50bを有する。つまり、第2ランド部140bは、側面12d側から切り欠かれた切欠部50bを有する。これにより、LED12の端子120を第2ランド部140bに半田60で接合する際、接合面60aを側面12d側へ寄りにくくできる。
【0047】
つまり、切欠部50bは、FPC14の長手方向であるY軸方向側への接合面60aの位置を規制する。換言すれば、第2ランド部140bは、切欠部50bによって、FPC14の長手方向へのLED12の実装位置を規制する。これにより、FPC14の長手方向へのLED12の実装位置を高精度に定めることができる。なお、切欠部50bは、端子120の周縁にまで至るが、かかる点については
図10で後述する。
【0048】
さらに、
図8に示すように、3つのランド部140は、第2ランド部140bが2つの第1ランド部140aに挟まれるように配置される。これにより、LED12は、第2ランド部140bの両側に配置された第1ランド部140aによってFPC14の短手方向への実装位置が規制され、第2ランド部140bによってFPC14の長手方向への実装位置が規制される。
【0049】
また、2つの第1ランド部140aをFPC14の長手方向の両端に配置することで、LED12がXY平面上である実装面14a上を回転する態様の位置ずれの発生を効果的に無くすことができる。
【0050】
また、
図8に示すように、第1ランド部140aおよび第2ランド部140bは、LED12によって領域全体が覆われている。つまり、Z軸正方向から見たFPC14の上面視において、ランド部140がLED12よりもFPC14の短手方向へはみ出ない。これにより、FPC14の短手方向の長さを短くできるため、面状照明装置1の更なる狭額縁化を実現できる。
【0051】
さらに、ランド部140がLED12よりもFPC14の長手方向へはみ出ない。このため、例えば、LED12同士の間隔を短くしてFPC14の単位長さあたりに配置可能なLED12の数を増やすことができ、面状照明装置1の輝度を向上させることができる。
【0052】
次に、
図9および
図10を用いて、ランド部140についてさらに説明する。
図9は、第1ランド部140aの正面図である。
図10は、第2ランド部140bの正面図である。
【0053】
まず、
図9を用いて、第1ランド部140aについて説明する。
図9に示すように、第1ランド部140aは、切欠部50aが接合面60aの周縁またはその近傍に至る。なお、
図9に示す接合面60aの周縁は、端子120の周縁でもある。つまり、第1ランド部140aは、切欠部50aが端子120の周縁に至るともいえる。具体的には、切欠部50aは、切欠部50aの先端50a2と、接合面60aの切欠部50a側であるテーパー状部分の先端とが略接するような位置で形成される。
【0054】
より具体的には、切欠部50aの先端50a2からX軸負方向側(FPC14の短手方向の導光板13とは反対側)の第1ランド部140aの周端までの長さD1と、接合面60aのX軸方向(FPC14の短手方向)の長さとが略同じとなるように、切欠部50aの切欠深さD2を決定する。これにより、接合面60aがX軸正方向側(FPC14の短手方向の導光板13側)およびX軸負方向側(FPC14の短手方向の導光板13とは反対側)それぞれへずれる余地をなくすことができるため、FPC14の短手方向へのLED12の実装位置を高精度に定めることができる。
【0055】
また、
図9に示すように、切欠部50aは、例えば、台形状に切り欠かれる。つまり、切欠部50aは、先端50a2が所定の長さD3を有するように形成される。これにより、リフロー時における接合面60aのY軸方向(FPC14の長手方向)へのずれを長さD3の分だけ許容できる。
【0056】
また、切欠部50aは、台形状に切り欠かれる、換言すれば、発光面12aから遠い側の端部である先端50a2の長さD3が発光面12aに近い側の端部である基端50a1の長さD4よりも短いテーパー状に切り欠かれる。これにより、リフロー前にランド部140の全面に塗布された半田(ペースト)のうち切欠部50a周辺の半田60が、リフロー時にテーパー形状に沿って流れやすくなり(
図9の太い矢印の方向)、接合面60a上にある端子120の凹部に流れ込む。その結果、端子120の凹部において、仮に切欠部50aがない場合に問題となっていた半田不足による空洞が形成されにくくなり、端子120の接続不良の発生を抑制することができる。
【0057】
なお、
図9に示す例では、切欠部50aの台形形状が等脚である場合を示したが、切欠部50aの台形形状は、等脚でなくともよい。あるいは、切欠部50aは、台形形状に限定されるものではなく、先端50a2が所定の長さD3を有する形状であればよい。なお所定の長さD3には0(ゼロ)が含まれるものであり、例えば、接合面60aの先端部分(切欠部50a側の部分)に平坦な面を有する場合には、切欠部50aの形状は三角形状であってもよい。
【0058】
また、
図9に示す例では、切欠部50aは、接合面60aに至るように形成される場合を示したが、例えば、製造誤差等を考慮して、切欠部50aの先端50a2と、接合面60aの先端との間に多少の隙間があってもよい。
【0059】
次に、
図10を用いて、第2ランド部140bについて説明する。
図10に示すように、第2ランド部140bは、FPC14の長手方向であるY軸正方向側およびY軸負方向側それぞれから切り欠かれた2つの切欠部50bを有する。そして、第2ランド部140bは、2つの切欠部50bそれぞれが接合面60aの周縁に至る。なお、上記したように、接合面60aの周縁は、端子120の周縁でもある。つまり、第2ランド部140bは、2つの切欠部50bそれぞれが端子120の周縁に至る。
【0060】
具体的には、切欠部50bは、切欠部50bの先端50b2と、接合面60aのテーパー状部分よりもX軸負方向側(FPC14の短手方向)にある矩形状部分とが接するような位置で形成される。より具体的には、2つの切欠部50bの先端50b2間の長さD11と、接合面60aの矩形状部分におけるY軸方向への長さとが略同じとなるように、切欠部50bの切欠き深さD12を決定する。
【0061】
これにより、接合面60aがY軸方向側(FPC14の長手方向)へずれる余地をなくすことができるため、FPC14の長手方向へのLED12の実装位置を高精度に定めることができる。
【0062】
さらに、切欠部50bは、X軸方向である高さ位置が第2ランド部140bのX軸方向における高さ位置の中心に対して下側(X軸負方向側)に形成される。これにより、切欠部50bが接合面60aの矩形状部分と接する。従って、リフロー時において、接合面60aがX軸方向へ多少ずれた場合であっても、接合面60aとの当接位置におけるY軸方向の長さが変わらないため、接合面60aがY軸方向であるFPC14の長手方向へずれることを確実に防止できる。
【0063】
また、
図10に示すように、切欠部50bは、例えば、所定の切欠き幅D13を有する略矩形状に切り欠かれる。これにより、切欠部50bがX軸正方向側(FPC14の短手方向の導光板13側)へずれて切欠部50bの一部が接合面60aのテーパー状部分側へかかったとしても、切欠き幅D13の分だけ許容できる。
【0064】
なお、
図10に示す例では、切欠部50bは、略矩形状(すなわち、基端50b1と先端50b2の切欠き幅D13が略同じ)に形成されたが、矩形状に限定されるものではなく、例えば、基端50b1より先端50b2の長さが短い台形等の他の四角形であってもよい。あるいは、切欠部50bは、四角形に限定されるものではなく、例えば、基端50b1から先端50b2に向かって切欠き幅D13が狭くなる三角形状であってもよい。
【0065】
また、
図10に示す例では、2つの切欠部50bそれぞれは、切欠き深さD12を略同じとしたが、同じでなくともよく、2つの切欠部50bの間の長さD11と、接合面60aの矩形状部分の長さが同じであれば、2つの切欠部50bの切欠き深さD12が互いに異なってもよい。また、2つの切欠部50bの切欠き幅D13も同様に、略同じでなくてもよい。
【0066】
また、
図10に示す例では、第2ランド部140bは、2つの切欠部50bを有したが、切欠部50bが接合面60aのY軸正方向側およびY軸負方向側のいずれか一方側のみに形成されてもよい。かかる場合、切欠部50bの切欠き深さD12は、
図10に示す2つの切欠部50bの切欠き深さD12を合計した長さとなる。
【0067】
つまり、接合面60aが、第2ランド部140bにおけるY軸正方向側またはY軸負方向側の端部に寄せて配置される。これにより、製造時において、切欠部50bの形成工程の数を減らしつつ、LED12の実装位置を高精度に定めることができる。
【0068】
上述したように、実施形態に係るFPC14(基板の一例)は、発光面12a以外のいずれかの面(例えば、底面12b)に複数の端子120を有するLED12(光源の一例)の端子120それぞれに半田60を介して接合され、端子120の形状に合わせて切り欠かれた切欠部50a,50bを有する複数のランド部140を備える。
【0069】
これにより、切欠部50a,50bが接合面60aの位置を規制するため、接合面60aの位置ずれが起きにくくなるため、その結果、LED12の実装位置を高精度に定めることができる。
【0070】
なお、上述した実施形態では、2つの第1ランド部140aが1つの第2ランド部140bを挟むように配置されたが、例えば、2つの第1ランド部140aが2つの第2ランド部140bを挟むように配置されてもよい。つまり、2つの第1ランド部140aに挟まれる第2ランド部140bの数は任意であってよい。
【0071】
また、上述した実施形態では、第1ランド部140aおよび第2ランド部140bそれぞれのLED12の実装位置を規制する方向は、互いに直行する方向(FPC14の短手方向および長手方向)であったが、これに限定されるものではない。
【0072】
つまり、複数のランド部140それぞれで実装位置を規制する方向が異なれば、互いに直交する方向でなくてもよい。さらに、複数のランド部140は、実装位置を規制する方向が2方向(FPC14の短手方向および長手方向)に限定されるものではなく、実装位置を3方向以上に規制してもよい。
【0073】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。