ＬＥＤ実装用基板及びそれを備えたＬＥＤバックライト

【課題】放熱性に優れたＬＥＤ実装用基板を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ２が実装されるＬＥＤ実装用基板は放熱用のアルミ板１と、ＬＥＤが実装されると半田等を介してＬＥＤの電極に電気的に接続される配線パターン５と、アルミ板と配線パターンとを絶縁するための絶縁層４とを備え、ＬＥＤ実装用基板の少なくとも一方の面に配線パターンを埃や湿気から保護し不要部分への半田の付着を防止するレジスト３、および放熱効果を有する放熱塗料９が塗布されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ実装用基板及びそれを備えたＬＥＤバックライトに関し、特にそれらに施す放熱対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤにおいて高輝度を得るためには電流を多く流す必要があるが、ＬＥＤの発光は発熱を伴いＬＥＤに流す電流が多くなるほど発熱量も増加する。
【０００３】
ＬＥＤにおいて温度が高くなると輝度が下がるのは周知の事実である。このため、例えばＬＥＤバックライトの設計において、所望の高輝度を得るために必要なＬＥＤの個数を決定する際には、ＬＥＤの温度上昇による輝度低下を考慮する必要がある。すなわち、所望の高輝度を得るときのＬＥＤの温度が高ければ高いほど、必要なＬＥＤの個数は多くなってしまい、逆に、放熱対策を施して所望の高輝度を得るときのＬＥＤの温度を低く抑えれば抑えるほど、必要なＬＥＤの個数を少なくすることができる。
【０００４】
また、ＬＥＤは熱に弱いため、放熱対策を施さなければＬＥＤの寿命が短縮してしまうという問題もある。
【０００５】
以上の通り、ＬＥＤにとって放熱対策は非常に重要である。ＬＥＤに対する放熱対策として、ＬＥＤ実装用基板にヒートシンクなどの放熱装置を設けることが考えられる。しかしながら、薄型化が進んでいる電子機器（例えば液晶表示装置等）では、機器の構造上、ＬＥＤ実装用基板に厚みのある放熱装置を設けることは現実的に困難な状況にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１２３５７５号公報（請求項４）
【特許文献２】特開２００４−４３６１２号公報（段落００１６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このため、液晶表示装置に搭載されるＬＥＤバックライトでは、ＬＥＤ実装用基板に放熱用のアルミ板を用いる放熱対策が一般的になっている。このようなＬＥＤ実装用基板の従来例を図１０Ａ及び図１０Ｂに示す。図１０Ａは従来例のＬＥＤ実装用基板の上面図であり、図１０Ｂは図１０Ａ中の一点鎖線で切断した従来例のＬＥＤ実装用基板の部分側断面図である。
【０００８】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す従来例のＬＥＤ実装用基板は、放熱用のアルミ板１と、ＬＥＤ２が実装されると半田等（不図示）を介してＬＥＤ２の電極に電気的に接続される配線パターン５と、アルミ板１と配線パターン５とを絶縁するための絶縁層４と、配線パターン５を埃や湿気から保護し不要部分への半田の付着を防止するレジスト３とを備えている。
【０００９】
ＬＥＤ２の点灯時にＬＥＤ２で発生した熱の大半は、ＬＥＤ２の電極から半田等、配線パターン５、及び絶縁層４を経由して、アルミ板１に伝わりアルミ板１によって放熱される。したがって、図１０Ｂ中の点線で囲まれた箇所すなわちＬＥＤ２の電極設置箇所周辺の温度上昇が大きいと考えられる。
【００１０】
液晶表示装置に搭載されるＬＥＤバックライトのＬＥＤは大出力であり、そのような大出力のＬＥＤモジュールに対して、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す従来例のＬＥＤ実装用基板では十分な放熱効果を得ることができない。このため、ＬＥＤへ供給する電流量を制限して個々のＬＥＤの輝度を落としてＬＥＤの発熱を抑えるなどしてＬＥＤの長寿命化を図っており、所望の高輝度を得るために必要なＬＥＤの個数が多くなってしまっているのが現状である。
【００１１】
なお、特許文献２に記載されているように、電子・電気機器のケーシングの内表面と外表面の両方又は内表面のみに放熱塗料を塗装する構造では、図１０Ｂ中の点線で囲まれた箇所すなわちＬＥＤ２の電極設置箇所周辺の温度上昇を効果的に抑えることができない。
【００１２】
本発明は、上記の状況に鑑み、放熱性に優れたＬＥＤ実装用基板及びそれを備えたＬＥＤバックライトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明に係るＬＥＤ実装用基板は、ＬＥＤが実装されるＬＥＤ実装用基板であって、前記ＬＥＤ実装用基板の少なくとも一方の面に放熱塗料が塗布された領域が存在するような構成とする。
【００１４】
このような構成によると、放熱塗料が塗布されているため、従来例のＬＥＤ実装用基板に比べて放熱性に優れている。
【００１５】
また、前記ＬＥＤ実装用基板のＬＥＤ実装面側には、前記ＬＥＤの実装時に前記ＬＥＤの真下（前記ＬＥＤ側を上方向、前記ＬＥＤ実装用基板側を下方向としている）に該当する部分に第１の溝が形成され、前記第１の溝に前記放熱塗料が充填されていることが好ましい。
【００１６】
このような構成によると、ＬＥＤの真下部分に位置する放熱塗料の量が多くなるので、放熱効果が大きくなる。
【００１７】
また、前記ＬＥＤ実装用基板のＬＥＤ実装面の反対面側には、前記ＬＥＤの実装時に前記ＬＥＤの真下に該当する部分に第２の溝が形成され、前記第２の溝に前記放熱塗料が充填されていることが好ましい。
【００１８】
このような構成によると、ＬＥＤの真下部分に位置する放熱塗料の量がより一層多くなるので、放熱効果がより一層大きくなる。
【００１９】
また、前記第１の溝と前記第２の溝を連通させるスルーホールが設けられ、前記スルーホールに前記放熱塗料が充填されていることが好ましい。
【００２０】
このような構成によると、放熱塗料の塗装面積が大きくなるので、放熱効果が大きくなる。
【００２１】
また、前記スルーホールの内壁面に、基板本体よりも熱伝導率が高い材料の層が形成されていることが好ましい。
【００２２】
このような構成によると、スルーホールに充填されている放熱塗料と基板本体との間の熱伝達が良好になるので、より一層効率的に放熱が行われる。
【００２３】
上記目的を達成するために本発明に係るＬＥＤバックライトは、ＬＥＤと、前記ＬＥＤを実装する上記いずれかの構成のＬＥＤ実装用基板とを備える構成とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るＬＥＤ実装用基板は、ＬＥＤ実装用基板の少なくとも一方の面に放熱塗料が塗布された領域が存在する構成であるので、従来例のＬＥＤ実装用基板に比べて放熱性に優れている。これにより、本発明に係るＬＥＤ実装用基板は、従来例のＬＥＤ実装用基板では解決することができなかったＬＥＤの高輝度化・長寿命化及びＬＥＤ実装用基板の省スペース化を同時に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の上面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の部分側断面図である。
【図２】放熱塗料の放熱効果を示すグラフである。
【図３】エッジ型ＬＥＤバックライトを備える液晶テレビジョン受信機の要部構成例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の第１変形例を示す部分側断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の第２変形例を示す部分側断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の第３変形例を示す部分側断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の第４変形例を示す部分側断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の第５変形例を示す部分側断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の第６変形例を示す部分側断面図である。
【図１０Ａ】従来例のＬＥＤ実装用基板の上面図である。
【図１０Ｂ】従来例のＬＥＤ実装用基板の部分側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の構成について図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の上面図であり、図１Ｂは図１Ａ中の一点鎖線で切断した本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板の部分側断面図である。
【００２８】
図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板は、放熱用のアルミ板１と、ＬＥＤ２が実装されると半田等（不図示）を介してＬＥＤ２の電極に電気的に接続される配線パターン５と、アルミ板１と配線パターン５とを絶縁するための絶縁層４と、配線パターン５を埃や湿気から保護し不要部分への半田の付着を防止するレジスト３、放熱塗料９とを備えている。
【００２９】
図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板は、例えば以下に示す手順で作製すればよい。
（１）アルミ板１の表面上全面に絶縁層４を形成する。絶縁層４は、できるだけ薄い膜厚で絶縁層４の上と下との絶縁を確保できるものが望ましい。
（２）次に、絶縁層４上の所定領域（溝６が形成される領域以外の領域）に第１レジストを形成し、第１レジストをマスクとして、アルミ板１の表面が露出するまでエッチングを行う。当該エッチングにより削られた部分が溝６になる。そして、溝６の形成後に、第１レジストを除去する。
（３）次に、アルミ板１の表面側の全面に配線層を形成し、所定領域（配線パターン５が形成される領域）に第２レジストを形成する。その後、エッチングを行い、当該エッチング終了後に第２レジストを除去することで配線パターン５を形成する。それから、アルミ板１の表面側の所定領域（配線パターン５のうちＬＥＤ２との半田付けが必要な箇所が形成される領域と溝６の領域との二領域を除いた領域）に第３レジスト（レジスト３）を形成する。
（４）次に、アルミ板１の裏面上の所定領域（溝７が形成される領域以外の領域）に第４レジストを形成し、第４レジストをマスクとして、アルミ板１の裏面をエッチングする。当該エッチングにより削られた部分が溝７になる。そして、溝７の形成後に、第４レジストを除去する。
（５）次に、ドリル加工やレーザー加工などにより、溝６と溝７を連通させるスルーホール８を一つのＬＥＤ２当たり６個形成する。その後、スルーホール８の内壁面に銅メッキを施す。
（６）最後に、溝６、溝７、及びスルーホール８に絶縁性の放熱塗料９を流し込み、さらに、レジスト３上とアルミ板１の裏面側の全面とに絶縁性の放熱塗料９を塗布する。
【００３０】
放熱塗料９は、図２に示すような放熱効果を持つ塗料であり、一般的には建築物の外壁や歩道のアスファルト舗装等に塗装されるものである。尚、図２において、横軸は放熱アルミ板への熱量投入開始からの経過時間であり、縦軸は放熱アルミ板の温度であり、実線は放熱アルミ板に放熱塗料を塗装していない場合の温度特性を示しており、点線は放熱アルミ板に放熱塗料を塗装している場合の温度特性を示している。図２に示す温度特性から分かるように、放熱塗料９は、発熱しているアルミ板の温度上昇を抑えることができる。
【００３１】
図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板は、放熱塗料９が塗布される構成であるため、従来例のＬＥＤ実装用基板に比べて放熱性に優れている。
【００３２】
また、図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板では、アルミ板１の表面側（ＬＥＤ２の実装面側）のみならず、アルミ板１の裏面側にも放熱塗料９を塗布しているので、アルミ板１の表面側（ＬＥＤ２の実装面側）のみに放熱塗料９を塗布する構成よりも放熱効果が大きくなる。
【００３３】
また、図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板では、基板の両面においてＬＥＤ２の真下部分に溝６及び７が形成され、溝６及び７に放熱塗料９が充填されるので、ＬＥＤ２の真下部分に位置する放熱塗料９の量が多くなるので、このような溝を設けない構成よりも放熱効果が大きくなる。
【００３４】
また、図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板では、基板の両面においてＬＥＤ２の真下部分に形成される溝６及び７をスルーホール８が連通し、スルーホール８に放熱塗料９が充填されることによって、アルミ板１における放熱塗料９の塗装面積が大きくなるので、スルーホール８を設けない構成よりも放熱効果が大きくなる。さらに、一部（一つのＬＥＤ２当たり２個）のスルーホール８を、温度上昇が大きいと考えられるＬＥＤ２の電極設置箇所周辺に形成しているので、効率的に放熱が行われる。そして、スルーホール８の内壁面にアルミ板１よりも熱伝導率の高い銅メッキを形成することで、スルーホール８に充填されている放熱塗料９とアルミ板１との間の熱伝達が良好になるので、より一層効率的に放熱が行われる。
【００３５】
ここで、エッジ型ＬＥＤバックライトを備える液晶テレビジョン受信機の要部構成例について、図３を参照して説明する。
【００３６】
図３に示す液晶テレビジョン受信機のエッジ型ＬＥＤバックライトは、複数のＬＥＤの直列接続回路であるＬＥＤバックライト用第１ＬＥＤモジュール１０と、同じく複数のＬＥＤの直列接続回路であるＬＥＤバックライト用第２ＬＥＤモジュール１１と、導光板１２とによって構成されている。
【００３７】
ＬＥＤバックライト用第１ＬＥＤモジュール１０とＬＥＤバックライト用第２ＬＥＤモジュール１１とは並列接続されており、ＬＥＤドライバ１３から出力される駆動電圧によって駆動（点灯）する。導光板１２は、ＬＥＤバックライト用第１ＬＥＤモジュール１０およびＬＥＤバックライト用第２ＬＥＤモジュール１１から射出される光を液晶表示パネル１４に導いている。
【００３８】
図３に示す液晶テレビジョン受信機のエッジ型ＬＥＤバックライトは、２つのＬＥＤ実装用基板（図３において不図示）を有している。ＬＥＤバックライト用第１ＬＥＤモジュール１０のＬＥＤは一方のＬＥＤ実装用基板に実装され、ＬＥＤバックライト用第２ＬＥＤモジュール１１のＬＥＤは他方のＬＥＤ実装用基板に実装される。図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板は、図１Ａ及び図１Ｂでは２個のＬＥＤを実装する領域しか図示されていないが、実際には図１Ａ及び図１Ｂに示した構造パターンがＬＥＤモジュールを構成するＬＥＤの個数に対応する分だけ繰り返される構造となる。
【００３９】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。
【００４０】
例えば、上述した実施形態では、一つのＬＥＤ当たり６個のスルーホールを形成しているが、一つのＬＥＤ当たりのスルーホールの個数は６個でなくても良い。また、上述した実施形態では、スルーホールの内壁面に銅メッキを施しているが、基板よりも熱伝導率が高い材料であれば銅以外のものを用いてもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態では、放熱塗料９に絶縁性の放熱塗料を用いたが、放熱塗料９に導電性の放熱塗料を用いる場合には、例えば図４に示すような変形を行えばよい。図４に示す構成では、配線パターン５と溝６に充填されている放熱塗料９とが絶縁層４によって絶縁されている。
【００４２】
また、上述した実施形態では、基板としてアルミ板１を用いたが、本発明による放熱性の向上によって、アルミ板１よりも放熱性に劣る絶縁性基板（例えば、フェネール基板やガラスエポキシ基板など）を利用が可能になった場合、例えば図５に示すような変形を行い、絶縁層４を廃止すればよい。なお、図５において、符号１５は絶縁性基板を示している。
【００４３】
また、図５に示す変形と同様に、図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係るＬＥＤ実装用基板に比べると、放熱性は劣ることになるが、図６に示すように溝６、溝７、及びスルーホール８以外には放熱塗料９を塗布しない構成のＬＥＤ実装用基板、図７に示すように溝６と溝７を連通しない構成のＬＥＤ実装用基板、図８に示すようにアルミ板１の表面側（ＬＥＤ２の実装面側）のみに放熱塗料９を塗布する構成のＬＥＤ実装用基板、図９に示すように溝およびスルーホールを形成しない構成のＬＥＤ実装用基板等も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１アルミ板
２ＬＥＤ
３レジスト
４絶縁層
５配線パターン
６、７溝
８スルーホール
９放熱塗料
１０ＬＥＤバックライト用第１ＬＥＤモジュール
１１ＬＥＤバックライト用第２ＬＥＤモジュール
１２導光板
１３ＬＥＤドライバ
１４液晶表示パネル
１５絶縁性基板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤが実装されるＬＥＤ実装用基板であって、
前記ＬＥＤ実装用基板の少なくとも一方の面に放熱塗料が塗布された領域が存在することを特徴とするＬＥＤ実装用基板。
【請求項２】
前記ＬＥＤ実装用基板のＬＥＤ実装面側には、前記ＬＥＤの実装時に前記ＬＥＤの真下に該当する部分に第１の溝が形成され、前記第１の溝に前記放熱塗料が充填されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ実装用基板。
【請求項３】
前記ＬＥＤ実装用基板のＬＥＤ実装面の反対面側には、前記ＬＥＤの実装時に前記ＬＥＤの真下に該当する部分に第２の溝が形成され、前記第２の溝に前記放熱塗料が充填されていることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ実装用基板。
【請求項４】
前記第１の溝と前記第２の溝を連通させるスルーホールが設けられ、前記スルーホールに前記放熱塗料が充填されていることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ実装用基板。
【請求項５】
前記スルーホールの内壁面に、基板本体よりも熱伝導率が高い材料の層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ実装用基板。
【請求項６】
ＬＥＤと、前記ＬＥＤを実装する請求項１〜５のいずれか１項に記載のＬＥＤ実装用基板とを備えることを特徴とするＬＥＤバックライト。

【図１Ａ】