特許 7197765 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-20

(45)【発行日】2022-12-28

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20221221BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20221221BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20221221BHJP

   F21V 29/70 20150101ALI20221221BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20221221BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20221221BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20221221BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 424

H01L33/00 L

F21V29/503

F21V29/70

H05K1/02 F

H05K1/02 B

G02F1/13357

F21Y115:10

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2018146393

(22)【出願日】2018-08-03

(65)【公開番号】P2020021689

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-07-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104949

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100074354

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康弘

(72)【発明者】

【氏名】▲吉▼永 智

(72)【発明者】

【氏名】坂本 香奈

【審査官】河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１７３０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０６００９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－００４１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７８０７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｈ０１Ｌ ３３／００

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｆ２１Ｖ ２９／７０

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の発光素子を実装した複数の発光モジュールと、
前記複数の発光モジュールを同一面上にマトリックス状に並べて構成された発光画面を保持する枠体と、
前記複数の発光モジュールを電気的に接続するための可撓性を有する配線基板と、
を備える発光装置であって、
前記発光モジュールは、その背面に、該発光モジュールに含まれる複数の発光素子を直列又は並列に接続した状態で、これら複数の発光素子を駆動する電流を供給するためのアノード側端子及びカソード側端子を設けており、
前記配線基板は、前記マトリックス状に並べられた複数の発光モジュールの行又は列方向に沿って延長された複数の櫛歯部を有する櫛歯状に形成されており、
各櫛歯部には、導電パターンが形成されており、
前記配線基板の櫛歯部の導電パターンに、前記複数の発光モジュールのアノード側端子及びカソード側端子が接続されてなる発光装置。

【請求項2】

請求項１に記載の発光装置であって、
前記発光モジュールは、外形を平面視矩形状とし、
前記アノード側端子及びカソード側端子を、該矩形状の対向する二辺にそれぞれ設けてなる発光装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の発光装置であって、
前記櫛歯部は、前記発光モジュールを複数並べた延長線の幅方向のいずれかに配置されてなる発光装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記櫛歯部は、その幅を前記発光モジュールの幅の１／２よりも小さくしてなる発光装置。

【請求項5】

複数の発光素子を実装した複数の発光モジュールと、
前記複数の発光モジュールを同一面上にマトリックス状に並べて構成された発光画面を保持する枠体と、
前記マトリックス状に並べられた複数の発光モジュールの行又は列方向に沿って延長された複数のスリット部を形成した、前記複数の発光モジュールを電気的に接続するための可撓性を有する配線基板と、
前記複数のスリット部にそれぞれ配置された放熱板と、
を備える発光装置。

【請求項6】

請求項５に記載の発光装置であって、
前記配線基板は、複数の櫛歯部を有する櫛歯状に形成され、隣接する櫛歯部同士の間に前記スリット部が形成されてなる発光装置。

【請求項7】

請求項６に記載の発光装置であって、
前記スリット部は、一方が開放された開放端としてなる発光装置。

【請求項8】

請求項６又は７に記載の発光装置であって、
前記複数のスリット部は、それぞれの幅を等しくしてなる発光装置。

【請求項9】

請求項８に記載の発光装置であって、
前記複数のスリット部は、それぞれ前記櫛歯部の延長方向に沿って略等間隔に形成されてなる発光装置。

【請求項10】

請求項５～９のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記放熱板は、前記スリット部に沿った形状に形成されてなる発光装置。

【請求項11】

請求項５～１０のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記放熱板は、短冊状に形成されてなる発光装置。

【請求項12】

請求項６～９のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記放熱板は、前記櫛歯部と略等しい厚さに形成されてなる発光装置。

【請求項13】

請求項５～１２のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記放熱板は、金属製の板状に形成されてなる発光装置。

【請求項14】

請求項１～４又は６～９の内、いずれか一項に記載の発光装置であって、さらに、
前記複数の発光モジュールの駆動を制御する駆動回路を備え、
前記配線基板は、前記複数の櫛歯部の一端を互いに接続すると共に、前記駆動回路と接続する回路接続部を有してなる発光装置。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記複数の発光モジュールはそれぞれ、前記複数の発光素子をマトリックス状に配置してなる発光装置。

【請求項16】

請求項１～１５のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記配線基板が、ＦＰＣで構成されてなる発光装置。

【請求項17】

請求項１～１６のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記発光モジュールが、さらに、前記複数の発光素子を含む透光性の導光板を備え、
前記導光板は、
外部に光を放射する発光面となる第一主面と、
前記第一主面の反対側の面である第二主面と
を有する発光装置。

【請求項18】

請求項１７に記載の発光装置であって、
前記導光板が、前記第二主面に複数の凹部を形成しており、
前記複数の凹部のそれぞれに、前記発光素子の発光面を接合してなる発光装置。

【請求項19】

請求項１～１８のいずれか一項に記載の発光装置であって、
前記複数の発光素子が、その発光面に波長変換部材を設けてなる発光装置。

【請求項20】

請求項１～１９のいずれか一項に記載の発光装置であって、さらに、
前記発光画面に重ねて配置される液晶パネルと、
前記発光画面と前記液晶パネルとの間に配置されるパネル体と
を備える発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を用いた発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトやディスプレイ等の各種の光源として広く利用されている（例えば特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－０６９６７３号公報

【文献】特開２０１３－０６５４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

液晶ディスプレイのバックライトに発光素子を用いる例においては、発光素子を複数マトリックス状に実装した発光モジュールを、マトリックス状に複数並べて大画面を構成することが行われている。このような複数の発光モジュール同士を電気的に接続するため、従来はコネクタが用いられていた。

【0005】

しかしながら、発光モジュール同士が隣接する面同士を隙間なく敷き詰めると、コネクタの配置スペースが確保できなくなるなど、設計の自由度が小さくなる。

【0006】

本発明の目的の一は、複数の発光モジュール間の接続を容易に行えるようにした発光装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面に係る発光装置は、複数の発光素子を実装した複数の発光モジュールと、前記複数の発光モジュールを同一面上に並べて構成された発光画面を保持する枠体と、前記複数の発光モジュールを電気的に接続するための可撓性を有する配線基板と、を備える発光装置であって、前記発光モジュールは、その背面に、該発光モジュールに含まれる複数の発光素子を直列又は並列に接続した状態で、これら複数の発光素子を駆動する電流を供給するためのアノード側端子及びカソード側端子を設けており、前記配線基板は、前記マトリックス状に並べられた複数の発光モジュールの行又は列方向に沿って延長された複数の櫛歯部を有する櫛歯状に形成されており、各櫛歯部には、導電パターンが形成されており、前記配線基板の櫛歯部の導電パターンに、前記複数の発光モジュールのアノード側端子及びカソード側端子が接続されている。

【0008】

また本発明の他の側面に係る発光装置は、複数の発光素子を実装した複数の発光モジュールと、前記複数の発光モジュールを同一面上にマトリックス状に並べて構成された発光画面を保持する枠体と、前記マトリックス状に並べられた複数の発光モジュールの行又は列方向に沿って延長された複数のスリット部を形成した、前記複数の発光モジュールを電気的に接続するための可撓性を有する配線基板と、前記複数のスリット部にそれぞれ配置された放熱板とを備える。

【発明の効果】

【0009】

一側面に係る発光装置においては、マトリックス状に配置された発光モジュール同士の電気接続を、櫛歯状の配線基板を用いて容易に行うことができる。

【0010】

また他の側面に係る発光装置においては、配線基板のスリット部に放熱板を配置することで、配線基板に沿って接続された発光モジュールを効率良く放熱することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１に係るディスプレイを示す模式平面図である。

【図2】図１のディスプレイの分解斜視図である。

【図3】図２から液晶パネル及びパネル体を外した状態を示す模式平面図である。

【図4】発光モジュールの平面図である。

【図5】図４の発光モジュールの底面図である。

【図6】発光モジュールに含まれる発光素子の接続状態を示す回路図である。

【図7】変形例に係る発光装置の発光素子の接続状態を示す回路図である。

【図8】発光モジュールと配線基板の接続状態を示す模式平面図である。

【図9】図８の配線基板を示す模式平面図である。

【図10】実施形態２に係る発光装置の発光モジュールと配線基板の接続状態を示す模式平面図である。

【図11】実施形態３に係る発光装置を示す模式平面図である。

【図12】図１１の発光装置の模式断面図である。

【図13】実施形態４に係る発光装置を示す模式平面図である。

【図14】実施形態５に係る発光装置を示す模式平面図である。

【図15】実施形態６に係る発光装置を示す斜視図である。

【図16】図１６Ａは図１５の発光装置の配線基板を示す平面図、図１６Ｂは図１６Ａの断面図である。

【図17】実施形態１に係る発光モジュールの一部拡大模式断面図であって、導光板を下にして上下を反転した図である。

【図18】変形例に係る発光モジュールの模式底面図である。

【図19】背景技術に係る発光モジュールを示す平面図である。

【図20】背景技術に係る他の発光モジュールを示す平面図である。

【図21】背景技術に係るさらに他の発光モジュールを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の一実施形態に係る発光装置によれば、前記発光モジュールは、外形を平面視矩形状とし、前記アノード側端子及びカソード側端子を、該矩形状の対向する二辺にそれぞれ設けることができる。上記構成により、発光モジュールの対向する二辺に設けたアノード側端子及びカソード側端子を設けることで、当該辺の任意の位置で櫛歯部の導電パターンと電気接続を確立できるので、設計の自由度が増す。

【0013】

前記櫛歯部を、前記発光モジュールを複数並べた延長線の幅方向のいずれかに配置することができる。

【0014】

前記櫛歯部は、その幅を前記発光モジュールの幅の１／２よりも小さくすることができる。上記構成により、複数が並べられた発光モジュール同士を櫛歯部でもって効率良く電気接続することが可能となる。

【0015】

前記配線基板は、複数の櫛歯部を有する櫛歯状に形成され、隣接する櫛歯部同士の間に前記スリット部を形成することができる。上記構成により、櫛歯部同士の間に交互に配置された放熱板でもって放熱性を向上できる。

【0016】

前記スリット部を、一方が開放された開放端とすることができる。

【0017】

前記複数のスリット部の、それぞれの幅を同等にすることができる。

【0018】

前記複数のスリット部を、それぞれ前記櫛歯部の延長方向に沿って略等間隔に形成することができる。上記構成により、配線基板を製造するにあたり、１枚のシートから櫛歯部を交互に配置した状態で２枚の配線基板を得ることができる。

【0019】

前記放熱板を、前記スリット部に沿った形状に形成することができる。

【0020】

前記放熱板を、短冊状に形成することができる。

【0021】

前記放熱板を、前記櫛歯部と同等の厚さに形成することができる。

【0022】

前記放熱板を、金属製の板状に形成することができる。

【0023】

発光装置は、さらに、前記複数の発光モジュールの駆動を制御する駆動回路を備え、前記配線基板は、前記複数の櫛歯部の一端を互いに接続すると共に、前記駆動回路と接続する回路接続部を有することができる。

【0024】

前記複数の発光モジュールはそれぞれ、前記複数の発光素子をマトリックス状に配置することができる。

【0025】

前記配線基板を、ＦＰＣで構成することができる。

【0026】

前記発光モジュールが、さらに、前記複数の発光素子を含む透光性の導光板を備え、前記導光板は、外部に光を放射する発光面となる第一主面と、前記第一主面の反対側の面である第二主面とを有する。

【0027】

前記導光板が、前記第二主面に複数の凹部を形成しており、前記複数の凹部のそれぞれに、前記発光素子の発光面を接合することができる。

【0028】

前記複数の発光素子が、その発光面に波長変換部材を設けることができる。

【0029】

前記発光素子が、その主発光面を覆う透光性部材と、その側面を覆う第一光反射性部材とを備えることができる。

【0030】

さらに、前記発光画面に重ねて配置される液晶パネルと、前記発光画面と前記液晶パネルとの間に配置されるパネル体とを備えることができる。上記構成により、発光装置をバックライトとする液晶ディスプレイを構築できる。

【0031】

以下、図面に基づいて実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。なお、本明細書において「備える」とは、別部材として備えるもの、一体の部材として構成するものの何れをも含む意味で使用する。

【0032】

さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

【0033】

以下、実施形態１に係る液晶ディスプレイのバックライトに用いた発光装置の例について説明する。なお本発明の発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトに限らず、例えばＬＥＤを画素として用いるＬＥＤディスプレイや、表示板、照明等にも利用できる。
［実施形態１］

【0034】

実施形態１に係る発光装置を用いたディスプレイ１０００の模式平面図を図１に、分解斜視図を図２に、図２から液晶パネル１２０及びパネル体１１０を外した状態の模式平面図を図３に、それぞれ示す。これらの図に示すディスプレイ１０００は、平面視を矩形状とし、パネル体１１０の裏面側、すなわち図３の発光画面に、多数の発光素子１１を備える発光モジュール集合体１００ＡＳを配置している。このディスプレイ１０００は、液晶パネル１２０の背面側に多数の発光素子１１を配置した、いわゆる直下型のバックライトを採用している。また発光素子を一定の数でグループ分けして、グループ単位で発光素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する、バックライトのいわゆるローカルディミングを行うことができる。
（ディスプレイ１０００）

【0035】

ディスプレイ１０００は、図２の分解斜視図に示すように、液晶パネル１２０と、この液晶パネル１２０の裏面側に配置されるパネル体１１０と、このパネル体１１０の裏面側に配置される発光モジュール集合体１００ＡＳと、この発光モジュール集合体１００ＡＳの裏面側に配置される配線基板５０と、配線基板５０と接続される駆動回路４０と、これらを配置するための枠体３０とを備え、液晶ディスプレイ装置として機能する。

【0036】

ディスプレイ１０００は、発光モジュール１００から照射される光を、パネル体１１０を介して液晶パネル１２０に照射する。パネル体１１０は、上側から順に、２枚のレンズシート１１０ａ、１１０ｂ、拡散シート１１０ｃで構成される。またパネル体１１０は、これらの部材以外に、偏光フィルムやカラーフィルタ等を適宜追加してもよい。
（発光モジュール集合体１００ＡＳ）

【0037】

発光モジュール集合体１００ＡＳは、図２、図３に示すように複数の発光モジュール１００を同一平面状にマトリックス状に並べて構成される。各発光モジュール１００の発光面を同一面側（図２において上面側）として、マトリックス状に並べられた発光モジュール集合体１００ＡＳは、発光画面を構成する。
（発光モジュール１００）

【0038】

発光モジュール１００の平面図を図４、底面図を図５に、それぞれ示す。これらの図に示すように発光モジュール１００は、平面視を矩形状に形成している。また各発光モジュール１００は、複数の発光素子１１を実装している。発光素子１１は、好ましくはマトリックス状に発光モジュール１００の発光面に実装される。ただ、発光素子１１の配置パターンは、マトリックス状に限られず、行毎に発光素子の配置をオフセットさせたり、斜め方向に配置したり、渦巻き状に配置するなど、任意のパターンが適宜利用できる。また図４の例では、４行×４列の計１６個の発光素子を発光モジュール１００の発光面に配列しているが、発光素子の総数や行数、列数も、任意の数に変更できる。好ましくは一定のピッチで発光素子を配置することにより、均一な輝度が得られる。
［変形例］

【0039】

一の発光モジュール１００に含まれる複数の発光素子１１は、直列又は並列に接続される。例えば図４に示す発光モジュール１００は、図６に示すように、４個の発光素子１１を直列に接続した発光素子列１１Ｒを、４組並列に接続している。また接続状態はこの例に限られず、例えば図７に示す変形例に係る発光装置のように、２個の発光素子１１を直列に繋いだ発光素子列１１Ｒを８組、並列に接続してもよい。なお変形例は、実施形態１に限らず、後述する他の実施形態に対しても適宜適用できる。

【0040】

このように複数の発光素子１１を直列や並列、又はこれらの組み合わせで接続した発光モジュール１００は、各発光素子１１に給電するための電極端子として、アノード側端子２６及びカソード側端子２７を設けている。実施形態１の説明に戻って説明を続けると、アノード側端子２６及びカソード側端子２７は、発光モジュール１００単位で全体の総端子として設けることにより、電気接続の柔軟性を増すことができる。例えば発光モジュール１００の背面に、一対のアノード側端子２６、カソード側端子２７を設けることで、複数の発光素子１１の電気接続のための配線をまとめて、電気接続を確立し易くなり、レイアウト上の制約も緩和される。

【0041】

さらに図５の底面図に示すように、これらアノード側端子２６及びカソード側端子２７は、発光モジュール１００の裏面側において、矩形状の対向する二辺にそれぞれ設けることが好ましい。これにより、発光モジュール１００の対向する二辺に設けたアノード側端子２６及びカソード側端子２７を設けることで、辺の任意の位置で、後述する櫛歯部５２の導電パターンと電気接続を確立できるので、設計の自由度が増す。

【0042】

発光モジュール集合体１００ＡＳの裏面側には、配線基板５０が配置されている。各発光モジュール１００は、図８や図９、図１０等に示すように、アノード側端子２６及びカソード側端子２７を介して、配線基板５０と電気的に接続している。各発光モジュール１００は、配線基板５０を介して駆動回路４０と接続される。駆動回路４０は、各発光モジュール１００の駆動を制御する。
（配線基板５０）

【0043】

配線基板５０は、複数の発光モジュール１００を電気的に接続するための部材である。この配線基板５０は、可撓性を有する基板とする。好ましくは、ＦＰＣ基板とする。配線基板５０は、例えばポリイミド等の材質で構成される。配線基板５０の表面には、図９に示すように発光モジュール１００のアノード側端子２６やカソード側端子２７との電気接続のための導電パターンが設けられる。
（櫛歯部５２）

【0044】

また配線基板５０は、マトリックス状に並べられた複数の発光モジュール１００の行又は列方向に沿って延長された複数の櫛歯部５２を有する櫛歯状に形成されている。この配線基板５０は、複数の櫛歯部５２の一端を互いに接続すると共に、駆動回路４０と接続する回路接続部５１を有している。櫛歯部５２及び回路接続部５１の表面には、発光モジュール１００と電気接続するための導電パターンが形成されている。また櫛歯部５２は、好ましくは発光モジュール１００を複数並べた延長線の幅方向の任意の位置に配置されてもよいし、ほぼ中心に配置されてもよい。
（枠体３０）

【0045】

枠体３０は、配線基板５０と接続された発光モジュール集合体１００ＡＳや回路基板を保持するための部材であり、例えば上方を開口した有底箱状に形成される。この枠体３０は、十分な強度を発揮できるよう、樹脂製や金属製等とする。
（ローカルディミング）

【0046】

以上の構成を備える発光装置は、ローカルディミングを発光モジュール単位で行いつつ、発光モジュール間の接続にコネクタを用いることなく、近接して配置できる利点が得られる。液晶ディスプレイのバックライトに発光素子を用いる例においては、液晶ディスプレイの背面にバックライト光源として多数の発光素子を配置し、発光素子を常時点灯させるのでなく、部分的に消灯するローカルディミングを行うことで、高精細な画像表示を実現することが行われている。このため、発光素子を複数のブロックに分割して、ブロック単位で発光素子のＯＮ／ＯＦＦを制御することが一般的である。特に近年は液晶ディスプレイの大画面化が求められており、多数の発光素子を一枚の大きな実装基板に実装することは困難であることから、図１９に示すように一定個数の発光素子１１を実装した矩形状の発光モジュール１００Ｘを複数個用意し、この発光モジュール１００Ｘを敷き詰めて一枚の大きな発光画面を構成することが行われている。この場合は、制御の容易さを考慮し、発光モジュール１００Ｘ単位でＯＮ／ＯＦＦの制御が行われることが多い。

【0047】

一方、複数の発光モジュールを組み合わせてより大きな発光画面を構成する場合、発光モジュール同士を電気的に接続する必要がある。従来、接続の容易さを考慮してコネクタを各発光モジュールに設け、隣接するコネクタ同士を数珠つなぎに接続して給電や信号の授受を行うことが行われてきた。このような構成において、隣接する発光モジュール同士は隙間なく敷き詰めることが求められる。高精細な表示を実現するためには、発光素子同士の間隔を詰めることが求められているからである。一方で、コネクタの実装時の公差や接続の容易さを考慮すると、コネクタをケーブルを介して発光モジュールから引き出して接続することが好ましい。この場合において、発光モジュール同士が隣接する面においては、ケーブルを引き出すことが困難であることから、図２０に示すように、発光モジュール１００Ｙを並べて発光画面を構成した状態で、発光モジュール１００Ｙの外周を構成する面や辺の内、何れかが他の発光モジュールと隣接せず、発光画面の外部に表出するように、発光モジュール１００Ｙの切り分けを行っていた。

【0048】

しかしながらこの方法では、発光画面を分割した発光モジュールの大きさや形状の制約を受け、より高精細な表示に対応できない。かといって図２１に示すように、発光画面を細かく分割すると、中間の発光モジュール１００Ｚは、すべての面が他の発光モジュールと隣接してしまい、コネクタでの接続ができなくなるおそれがある。

【0049】

これに対して実施形態１に係る発光装置では、上述の通り可撓性を有する配線基板５０を用いると共に、配線基板５０に櫛歯部５２を形成し、さらに各発光モジュール１００の裏面側にアノード側端子２６及びカソード側端子２７を設けたことで、図８に示すように各発光モジュール１００を配線基板５０の櫛歯部５２と直接接続することができる。この構成によって、コネクタやケーブル等の接続用の部材を用いることなく、またこれらの製造公差を考慮することなく、発光モジュール同士を比較的高い自由度でもって接続することができる。すなわち、コネクタやケーブル等を配置するために各発光モジュールの周囲の何れかの辺が発光画面の外縁に位置するような切り分けを行わずとも、言い換えると発光画面の外周に位置しない発光モジュールが存在しても、発光モジュール間の電気接続が可能となる。またコネクタ等を用いないため、コネクタ等を設けるためのスペースを発光モジュールの周囲に用意する必要がなく、隣接する発光モジュール同士の間隔を詰めて配置することが可能となり、この点においても発光モジュールの配置上有利となる。

【0050】

各発光モジュール１００の対向する辺にそれぞれアノード側端子２６及びカソード側端子２７を配置する構成においては、発光モジュール１００に沿って櫛歯部５２を、アノード側端子２６及びカソード側端子２７を横切るように配置することで、電気接続が得られる。この結果、櫛歯部５２の幅ｄ１は発光モジュール１００の横幅ｄ２よりも狭くすることが可能となる。櫛歯部５２を細長く形成することで、配線基板５０の可撓性を高められると共に、部材コストも低減できる。また櫛歯部５２に設けられる導電パターンは、櫛歯部５２の幅とほぼ等しいか、これよりも若干狭くする。

【0051】

好ましくは、櫛歯部５２の横幅を、発光モジュール１００の横幅の１／２以下とする。特に図８等に示すように発光モジュール１００を碁盤目状に敷き詰めて配置する場合は、発光モジュール１００の幅方向のほぼ中央に櫛歯部５２を配置することで、製造公差によらず信頼性高く発光モジュール１００と櫛歯部５２の電気接続を実現できる。

【0052】

さらに櫛歯部５２の長さは、図８等に示すように櫛歯部５２上に発光モジュール１００を実装した状態で、櫛歯部５２の端縁が、最端部に実装された発光モジュール１００の端縁とほぼ重なるように設計することが好ましい。これによって、発光モジュール１００の実装を広い面積で行いながら、外観の見栄えを向上できる。ただ、実装の公差等を考慮し、最端部の発光モジュール１００を実装状態で、櫛歯部５２の端縁が多少突出してもよい。あるいは逆に、櫛歯部５２の端縁が最端部の発光モジュール１００に隠れるように、櫛歯部５２を短く形成してもよい。
［実施形態２］

【0053】

図８の例では、一本の櫛歯部５２上に沿って、複数の発光モジュール１００を並べるように配置している。これにより、一本の櫛歯部５２上に配置された発光モジュール１００同士を直列に接続した発光モジュール列１００Ｒを構成することが可能となる。この例では各櫛歯部５２は並列に接続されているので、全体として、８本の発光モジュール列１００Ｒを並列に接続している。いいかえると、櫛歯部５２の幅方向においては任意の位置で一個の発光モジュール１００のみを配置している。ただ、本発明はこの構成に限られず、一本の櫛歯部を複数の発光モジュール列を跨ぐように配置してもよい。例えば図１０に示す実施形態２に係る発光装置では、発光モジュール１００を配置した発光モジュール列１００Ｒ同士の間に跨がって櫛歯部５２を配置している。この配置では、一本の櫛歯部で２個の発光モジュール列１００Ｒを並列に接続しながら、全体として実施形態１と同様、８本の発光モジュール列１００Ｒを並列に接続している。この構成によれば、櫛歯部の数を減らすことができるので、構成を簡素化できる利点が得られる。なお実施形態２に係る発光装置において、他の構成は上述した実施形態１に係る発光装置と同様の構成を採用できる。
（スリット部５３）

【0054】

また配線基板５０は、マトリックス状に並べられた複数の発光モジュール１００の行又は列方向に沿って延長された複数のスリット部５３を形成している。図２等に示す例では、スリット部５３は隣接する櫛歯部５２同士の間に形成されている。このスリット部５３は、一方が開放された開放端としている。このような形状とすることで、櫛歯部５２を細く長く形成したことと相俟って、後述するように発光画面を湾曲させ易くなる。

【0055】

複数のスリット部５３は、それぞれの幅を等しくすることが好ましい。また複数のスリット部５３は、それぞれ櫛歯部５２の延長方向に沿って略等間隔に形成することが好ましい。これにより、配線基板を製造するにあたり、１枚のシートから櫛歯部５２を交互に配置した状態で２枚の配線基板を得ることができる。
［実施形態３］

【0056】

このように、櫛歯部５２同士のスリット部５３を設けたことで、隣接する櫛歯部５２を離間させて、放熱性を向上できる利点が得られる。さらに放熱性を向上させるため、スリット部５３に放熱用の板材などの放熱板を配置してもよい。このような例を実施形態３として、図１１の模式平面図に示す。このように配線基板５０のスリット部５３に放熱板６０を配置することで、配線基板５０に沿って接続された発光モジュール１００を効率良く放熱することが可能となる。特に、発光モジュールをマトリックス状に複数並べて大画面のディスプレイ等を構成する場合は、発光モジュールを多数隣接させるため、放熱性の確保が難しくなる。さらに発光モジュールの高輝度化に伴って放熱量も大きくなる傾向にあることから、放熱対策は一層重要となる。そこで本実施形態に係る発光装置においては、配線基板５０に形成されたスリット部５３を、放熱板６０の配置スペースとして利用することで、放熱性を向上できる。なお実施形態３に係る発光装置においても、他の構成は上述した実施形態１等に係る発光装置と同様の構成を採用できる。
（放熱板６０）

【0057】

放熱板６０は、スリット部５３に沿った形状に形成されている。例えば放熱板６０は、スリット部５３の幅ｄ３とほぼ等しいか、これよりも若干小さい大きさに形成される。特に櫛歯部５２の導電パターンと物理的に離間させることで、これらの間を効果的に絶縁できる。また放熱板６０は、図１２の断面図に示すように、櫛歯部５２と略等しい厚さに形成されている。

【0058】

さらに放熱板６０は熱伝導性に優れた材質、例えば金属板やセラミック板とする。このように櫛歯部５２同士の間に交互に放熱板６０を配置することで、放熱性を向上できる。なお、放熱板６０をスリット部５３の幅ｄ３よりも大きくして、放熱性能を高めることもできる。
［実施形態４］

【0059】

図１１の例では、各放熱板６０は短冊状に形成されている。ただ本発明は、放熱板６０の形状を短冊状に限定せず、スリット部５３に配置可能な任意の形状とすることができる。例えば図１３に示すように放熱板６０Ｂを折れ線状としてもよい。また湾曲させたり正弦波状とするなど、曲線状とすることもできる。特に放熱板を直線状でなく折曲させることで、放熱板の距離の長くして放熱面の面積を稼いで放熱性能を向上できる。なお実施形態４に係る発光装置においても、他の構成は上述した実施形態１等に係る発光装置と同様の構成を採用できる。
［実施形態５］

【0060】

さらに、以上の例では放熱板を複数、互いに離間させた島状に形成する例を説明したが、複数の放熱板を一つにまとめて配置してもよい。このような例を実施形態５として図１４に示す。この図に示す発光装置は、櫛歯状の櫛歯部５２を形成したことの反作用として、スリット部５３も複数が離間して形成される。そこで、この櫛歯状のスリット部５３に噛み合うように、同じく櫛歯状の放熱板６０Ｄを形成することで、効率良く放熱板６０Ｄを発光装置に配置できる。特にこの構成であれば、複数の放熱板６０Ｄを位置に纏めることで、相対的な面積を大きくでき、放熱性の向上の観点からは有利となる。加えて、放熱板６０Ｄを櫛歯状に形成したことで、放熱板６０Ｄの製造工程において、上述した配線基板５０と同様、一枚のシートからオフセット配置させた放熱板を取ることができ、歩留まりを向上できる利点も得られる。なお実施形態５に係る発光装置においても、他の構成は上述した実施形態１等に係る発光装置と同様の構成を採用できる。
［実施形態６］

【0061】

以上の例では、発光画面を平板状に構成する例を説明した。ただ本発明はこの構成に限られず、発光画面を湾曲させることもできる。このような例を実施形態６に係る発光装置を示す図１５の斜視図及び図１６Ａの平面図並びに図１６Ｂの断面図に基づいて説明する。これらの図に示すディスプレイ２０００は、複数の発光モジュール１００を並べて大画面の発光画面を構成すると共に、発光画面を長手方向に湾曲させている。ここでは、複数の櫛歯部５２の延長方向と直交する方向に、発光画面を湾曲させるよう、枠体３０Ｂを湾曲させている。ここで、上述の通り配線基板５０を、複数の櫛歯部５２を有する櫛歯状とし、さらに櫛歯部５２同士の間にスリット部５３を設けたことで、櫛歯同士が平行に並んだ状態で自由度を付与して、隣り合う櫛歯同士をずらすようにして湾曲させ易くしている。これによって、発光ダイオード等の半導体発光素子を使用しながらも発光画面を湾曲させることが可能となる。すなわち、従来は有機ＥＬのようなフレキシブル基板を用いるディスプレイでのみ発光画面を湾曲させることが可能で、液晶ディスプレイ装置では湾曲させることはできないとされていたところ、櫛歯状の配線基板５０を用いることで発光ダイオードを用いた液晶ディスプレイ装置でも表示画面を湾曲させることが可能となる。加えて、必要に応じて上述した放熱板６０などを付加できる。なお実施形態６に係る発光装置においても、他の構成は上述した実施形態１等に係る発光装置と同様の構成を採用できる。
（発光モジュール１００の詳細）

【0062】

以下、発光モジュール１００の詳細について、上述した図２、図４及び発光モジュール１００の一部拡大模式断面図である図１７に基づいて説明する。
（導光板１）

【0063】

発光モジュール１００は図２、図４に示すように、内部に発光素子１１を含む透光性の導光板１を備える。導光板１は、図２に示すように裏面側に封止樹脂部１５を接合している。この導光板１は、図１７に示すように、外部に光を放射する発光面となる第一主面１ｃと、第一主面１ｃの反対側の面である第二主面１ｄを有する。さらに導光板１は、第二主面１ｄに複数の凹部を形成している。また複数の凹部のそれぞれには、発光素子１１の発光面を接合している。さらに複数の発光素子１１は、その発光面に波長変換部材を設けることができる。

【0064】

各発光モジュール１００は、導光板１の第二主面１ｄに封止樹脂部１５を接合している。封止樹脂部１５は、好ましくは光を反射する添加物である白色粉末等を透明樹脂に添加している白色樹脂である。白色樹脂の封止樹脂部１５は、発光素子１１からの光を反射させることで、導光板１の第一主面１ｃから外部に放射させる。

【0065】

図１７に示す発光モジュール１００は、１枚の導光板１に複数の凹部１ｂを設けて、各々の凹部１ｂに対応して発光素子１１を配置している。ただし、発光モジュール１００は、図１８の模式底面図に示すように、導光板１’に一つの凹部１ｂを設けて、凹部１ｂに発光素子１１を配置して発光ビット５とし、複数の発光ビット５を配列して発光モジュール１００’とすることもできる。

【0066】

図１７の発光モジュール１００は、導光板１と、導光板１の凹部１ｂに配設された光拡散部１３と、光拡散部１３に積層している波長変換部１２と、波長変換部１２の表面に接合している発光素子１１とを備える。図１７の発光モジュール１００Ａは、波長変換部１２と光拡散部１３とを積層している光調整部１０と発光素子１１を一体構造とする発光素子ユニット３Ａの状態で導光板１に固着している。さらに、図１７に示す発光モジュール１００Ａの発光素子ユニット３Ａは、発光素子１１を埋設する第一封止樹脂部１５Ａを備えており、第一封止樹脂部１５Ａの外周面を、波長変換部１２と光拡散部１３とを積層している光調整部１０の外周面と同一平面としている。さらに、この発光モジュール１００Ａは、発光素子ユニット３Ａを固着している導光板１の第二主面１ｄに、発光素子ユニット３Ａを埋設する第二封止樹脂部１５Ｂを設けている。以下、図１７に示すように、波長変換部１２と光拡散部１３とを積層している光調整部１０と発光素子１１を一体構造として発光素子ユニット３Ａとし、この発光素子ユニット３Ａを導光板１の凹部１ｂに固着してなる発光モジュール１００Ａについて詳述する。

【0067】

図１７の発光素子ユニット３Ａは、波長変換部１２と光拡散部１３とを積層している光調整部１０の表面に発光素子１１を固着している。発光素子１１は、上面を電極形成面１１ｄとして、下面を光放射面１１ｃとしている。発光素子１１は、主として光放射面１１ｃから光を放射して波長変換部１２に光を照射する。図４と図１７の発光モジュール１００Ａは、複数の発光素子ユニット３Ａを、導光板１上にマトリクス状に設けた凹部１ｂに配置して導光板１に固着している。導光板１は、第一主面１ｃを光を外部に放射する発光面として、第二主面１ｄに、複数の凹部１ｂを設けている。この凹部１ｂ内には、発光素子ユニット３Ａの一部、図１７において光拡散部１３に波長変換部１２を積層している光調整部１０を配置している。光調整部１０は、波長変換部１２を発光素子１１側に、光拡散部１３を導光板１の凹部１ｂの底面側に接合している。この光調整部１０は、波長変換部１２を透過する光を光拡散部１３で拡散して導光板１に照射して、導光板１から放射される光をより均一にできる。

【0068】

各実施形態に係る発光モジュール１００は、導光板１に凹部１ｂを設けて、この凹部１ｂに、発光素子ユニット３の光調整部１０を配置するので、全体を薄型化できる。また、導光板１に凹部１ｂを設けて、凹部１ｂに発光素子ユニット３の光調整部１０を配置するので、基板上に発光素子を実装して導光板を組み合わせる発光モジュールに比べて、発光素子ユニット３と導光板１との位置ずれを防止できる。さらに、発光素子１１と波長変換部１２とを一体構造とする発光素子ユニット３を導光板１の凹部１ｂに配置する発光モジュール１００は、波長変換部１２と発光素子１１の両方を導光板１の正確な位置に配置して、良好な光学特性を実現できる。特に、発光素子１１の光を波長変換部１２に透過させて導光板１に案内して外部に放射する発光モジュール１００においては、発光素子１１と波長変換部１２と導光板１とを位置ずれなく配置できることから、導光板１から外部に放射される光の色むらや輝度ムラ等の発光特性を改善して、特に優れた発光特性を実現する。

【0069】

直下型の液晶ディスプレイ装置では、液晶パネルと発光モジュールとの距離が近いため、発光モジュールの色ムラや輝度ムラが液晶ディスプレイ装置の色ムラや輝度ムラに影響を及ぼす可能性がある。そのため、直下型の液晶ディスプレイ装置の発光モジュールとして、色ムラや輝度ムラの少ない発光モジュールが望まれている。

【0070】

本実施形態の発光モジュール１００の構成をとれば、発光モジュール１００の厚みを、５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、１ｍｍ以下等と、薄くしながら、輝度ムラや色ムラを少なくできる。

【0071】

本実施形態に係る発光モジュール１００を構成する各部材および製造方法について以下に詳述する。
（導光板１の詳細）

【0072】

導光板１は、光源から入射される光を面状にして外部に放射する透光性の部材である。本実施形態の導光板１は、図４に示すように、発光面となる第一主面１ｃと、第一主面１ｃと反対側の第二主面１ｄと、を備える。この導光板１は、第二主面１ｄに複数の凹部１ｂを設けて、隣接する凹部１ｂの間にはＶ溝１ｅを設けている。凹部１ｂ内に発光素子ユニット３の一部を配置している。発光素子１１の一部を導光板１の凹部１ｂに挿入することで、発光モジュール全体の薄型化が可能になる。導光板１は、図４及び図１７に示すように、複数の凹部１ｂを設けて各々の凹部１ｂに発光素子ユニット３を配置して発光モジュール１００とし、あるいは、図１８に示すように、ひとつの凹部１ｂのある導光板１’にひとつの発光素子ユニット３を配置して発光ビット５とし、複数の発光ビット５を平面状に配置して発光モジュール１００’とすることができる。複数の凹部１ｂを設けている導光板１は、図１７に示すように、凹部１ｂの間に格子状のＶ溝１ｅを設けている。図１８に示すように、ひとつの凹部１ｂを設けている導光板１’は、第二主面１ｄの外周部に、外周縁に向かって下り勾配となる傾斜面１ｆを設けている。

【0073】

Ｖ溝１ｅや傾斜面１ｆは、光を反射する、後述する封止樹脂部１５が設けられる。Ｖ溝１ｅに充填される封止樹脂部１５は、好ましくは光を反射する白色樹脂で、白色樹脂の封止樹脂部１５は、発光素子１１の発光が、Ｖ溝１ｅで区画された隣の導光板１に入射するのを防止して、各々の発光素子１１の光が隣に漏れるのを防止する。ひとつの導光板１’の第二主面１ｄの外周部に設けている傾斜面１ｆに接合される封止樹脂部１５は、導光板１’の周囲に光が漏れるのを防止して、導光板１’の第一主面１ｃからの発光強度低下を防止する。

【0074】

導光板１の大きさは、凹部１ｂの個数によって最適な大きさに設定されるが、例えば、複数の凹部１ｂのある導光板１にあっては、一辺が１ｃｍ～２００ｃｍ程度とすることができ、３ｃｍ～３０ｃｍ程度が好ましい。厚みは０．１ｍｍ～５ｍｍ程度とすることができ、０．５ｍｍ～３ｍｍが好ましい。導光板１の平面形状は例えば、略矩形や略円形等とすることができる。

【0075】

導光板１の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料やガラスなどの光学的に透明な材料を用いることができる。特に、熱可塑性の樹脂材料は、射出成型によって効率よく製造することができるため、好ましい。中でも、透明性が高く、安価なポリカーボネートが好ましい。製造工程において、リフロー半田のような高温環境にさらされることなく製造される発光モジュールは、ポリカーボネートのような熱可塑性であり耐熱性の低い材料であっても用いることができる。

【0076】

導光板１は、例えば、射出成型やトランスファーモールドで成形することができる。導光板１は、凹部１ｂのある形状に金型で形成して、凹部１ｂの位置ずれを低減しながら、安価に多量生産できる。ただし、導光板は、板状に成形した後、ＮＣ加工機等で切削加工して凹部を設けることもできる。

【0077】

本実施形態の導光板１は単層で形成されていてもよく、複数の透光性の層が積層されて形成されていてもよい。複数の透光性の層が積層されている場合には、任意の層間に屈折率の異なる層、例えば空気の層等を設けることが好ましい。これにより、光をより拡散させやすくなり、輝度ムラを低減した発光モジュールとすることができる。このような構成は、例えば、任意の複数の透光性の層の間にスペーサを設けて離間させ、空気の層を設けることで実現することができる。また、導光板１の第一主面１ｃ上に透光性の層と、導光板１の第一主面１ｃと該透光性の層の間に屈折率の異なる層、例えば空気の層等を設けてもよい。これにより、光をより拡散させやすくなり、輝度ムラを低減した液晶ディスプレイ装置とすることができる。このような構成は、例えば、任意の導光板１と透光性の層の間にスペーサを設けて離間させ、空気の層を設けることで実現することができる。
（光学機能部１ａ）

【0078】

導光板１は、第一主面１ｃ側に光学機能部１ａを備えていてもよい。光学機能部１ａは、例えば、光を導光板１の面内で広げる機能を有することができる。例えば、導光板１の材料と屈折率の異なる材料が設けられている。具体的には、第一主面１ｃ側に設けられた逆円錐台や逆多角錐台等の凹み、あるいは、逆円錐や逆四角錐、逆六角錐等の逆多角錐形等の凹みであって、導光板１と屈折率の異なる材料（例えば空気）と凹みの傾斜面との界面で照射された光を発光素子ユニット３の側方方向に反射するものを用いることができる。また、例えば、傾斜面を有する凹部１ｂに光反射性の材料（例えば金属等の反射膜や白色の樹脂）等を設けたものであってもよい。光学機能部１ａの傾斜面は、断面視において直線でもよく、曲線でもよい。光学機能部１ａは、後述するように、それぞれの発光素子ユニット３に対応する、つまり、第二主面１ｄ側に配置された発光素子ユニット３と反対側の位置に設けられることが好ましい。特に、発光素子ユニット３の光軸と、光学機能部１ａの光軸とが略一致することが好ましい。光学機能部１ａの大きさは、適宜設定することができる。
（凹部１ｂ）

【0079】

導光板１は、第二主面１ｄ側に、凹部１ｂを設けている。凹部１ｂは、発光素子ユニット３の一部を内側に配置して定位置に配置する。図１７に示す凹部１ｂは、第二主面１ｄの一部を切除する形状の凹部１ｂを設けている。ただ、図示しないが、凹部は、第二主面に環状に凸条を設けて、凸条の内側に設けることもできる。凹部１ｂの内形は、発光素子ユニット３を凹部１ｂに配置する挿入部１７の外形よりも大きく、発光素子ユニット３の挿入部１７を配置する状態で、凹部１ｂの内周と発光素子ユニット３の挿入部１７の外周との間にリング隙間１８を設ける。リング隙間１８は、接合剤１４が充填されて接合壁１９となる。凹部１ｂの内形は、リング隙間１８の容積が、発光素子ユニット３の挿入部１７の体積よりも大きくなる形状とする。本実施形態の発光モジュール１００は、導光板１の凹部１ｂに光調整部１０を配置しているので、光調整部１０を発光素子ユニット３の挿入部１７としている。ただ、発光素子ユニット３の挿入部１７は光調整部１０に特定されず、たとえば、光調整部１０と発光素子１１の一部を凹部１ｂ内に配置する挿入部１７とすることもできる。
（発光素子ユニット３）

【0080】

発光素子ユニット３は、発光モジュール１００の光源である。発光素子ユニット３Ａは、図１７に示すように、発光素子１１に光拡散部と波長変換部１２とを積層している光調整部１０を接合している。さらに、本実施形態の発光素子ユニット３Ａは、外周面を光調整部１０の外周面と同一平面とし、かつ発光素子１１を埋設する第一封止樹脂部１５Ａを設けている。発光素子ユニット３Ａは、導光板１の凹部１ｂに配置されて、導光板１を介して発光を外部に放射する。図の発光素子ユニット３Ａは、光調整部１０を導光板１の凹部１ｂ内に配置する挿入部１７として、凹部１ｂの内側に配置している。発光素子ユニット３Ａは、光調整部１０を凹部１ｂの底面に接合して、導光板１に設けた凹部１ｂに固着される。

【0081】

図１７の発光素子ユニット３Ａは、光調整部１０を発光素子１１の光放射面１１ｃに接合している。発光素子１１は、電極形成面１１ｄの反対側を光放射面１１ｃとして、この表面に光調整部１０を接合している。本実施形態の発光モジュール１００は、電極形成面１１ｄの反対側を光放射面１１ｃとして、光放射面１１ｃを発光面とするフェイスダウンタイプを使用しているが、フェイスアップタイプの発光素子も使用できる。図１７の発光素子１１は、光放射面１１ｃと反対側を電極形成面１１ｄとして、電極形成面１１ｄには一対の電極１１ｂを設けている。一対の電極１１ｂは後述する構造で配線されて電気接続される。発光素子ユニット３Ａと導光板１とは透光性樹脂等の透光性を有する接合剤１４を介して接合される。

【0082】

発光素子１１は、例えば、サファイア等の透光性基板と、透光性基板の上に積層された半導体積層構造とを有する。半導体積層構造は、発光層と、発光層を挟むｎ型半導体層およびｐ型半導体層とを含み、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層にｎ側電極およびｐ側電極１１ｂがそれぞれ電気的に接続される。発光素子１１は、例えば透光性基板を備える光放射面１１ｃが導光板１と対向して配置され、光放射面１１ｃと反対側の電極形成面１１ｄに一対の電極１１ｂを有する。

【0083】

発光素子１１としては、縦、横および高さの寸法に特に制限は無いが、好ましくは平面視において縦および横の寸法が１０００μｍ以下の半導体発光素子１１を用い、より好ましくは縦および横の寸法が５００μｍ以下であり、さらに好ましくは、縦および横の寸法が２００μｍ以下の発光素子１１を用いる。このような発光素子１１を用いると、ディスプレイ１０００のローカルディミングを行った際に、高精細な映像を実現することができる。また、縦および横の寸法が５００μｍ以下の発光素子１１を用いると、発光素子１１を安価に調達することができるため、発光モジュール１００を安価にすることができる。なお、縦および横の寸法の両方が２５０μｍ以下である発光素子１１は、発光素子１１の上面の面積が小さくなるため、相対的に発光素子１１の側面からの光の出射量が多くなる。つまり、このような発光素子１１は発光がバットウィング形状になりやすくなるため、発光素子１１が導光板１に接合され、発光素子１１と導光板１との距離がごく短い本実施形態の発光モジュール１００に好ましく用いられる。

【0084】

さらに、導光板１は、レンズ等の反射や拡散機能を有する光学機能部１ａを設けることができる。この導光板１は、発光素子１１からの光を側方に広げ、導光板１の面内における発光強度を平均化させることができる。しかし、複数の発光素子１１の対応位置に複数の光学機能部１ａを形成した導光板１は、全ての発光素子１１と光学機能部１ａとの相対位置を正確に維持することが難しくなる場合がある。とくに、小さい発光素子１１を多数設ける構造にあっては、全ての発光素子１１と光学機能部１ａとの相対位置を正確に維持するのが難しい。発光素子１１と光学機能部１ａの相対位置のずれは、光学機能部１ａによって光を十分に広げることができず、明るさが面内において部分的に低下するなどして、輝度のムラになるという問題がある。特に、配線基板に発光素子１１を実装した後に導光板１を組み合わせる方法においては、配線基板と発光素子１１との位置ずれと、導光板１の光学機能部１ａとの位置ずれとを、それぞれ平面方向及び積層方向において考慮に入れる必要があるため、発光素子１１と光学機能部１ａとを良好に光学的に結合することが一層困難となる場合がある。

【0085】

本実施形態における発光モジュール１００は、導光板１に複数の凹部１ｂと光学機能部１ａとを設けて、凹部１ｂに発光素子ユニット３を配置する構造によって、発光素子１１と光学機能部１ａとの両方を高い位置精度で配置できる。このことにより、発光素子１１からの光を光学機能部１ａで精度よく均一化させ、輝度ムラや色ムラの少ない良質なバックライト用光源とすることができる。

【0086】

発光素子１１を配置する凹部１ｂの反対側の面に光学機能部１ａを設ける導光板１は、平面透視において、発光素子１１を配置する凹部１ｂの位置に光学機能部１ａを設けることで、発光素子１１と光学機能部１ａとの位置決めをより容易にして、高い位置精度で両者を相対的に位置ずれすることなく配置できる。

【0087】

発光素子１１としては、平面視において正方形又は長方形である方形状の発光素子１１を用いる。高精細なディスプレイに使用される発光素子１１は、好ましくは、長方形の発光素子を使用して、その上面形状が長手と短手を有することが好ましい。高精細なディスプレイの場合、使用する発光素子の数は数千個以上となり、発光素子の実装工程は重要な工程となる。発光素子の実装工程において、複数の発光素子の一部の発光素子に回転ずれ（例えば±９０度方向のずれ）が発生したとしても、平面視において長方形の発光素子を用いることで目視での確認が容易となる。また、ｐ型電極とｎ型電極の距離を離して形成することができるため、後述する配線２１の形成を容易に行うことができる。一方、平面視において正方形の発光素子１１を用いる場合は、小さい発光素子１１を量産性良く製造することができる。発光素子１１の密度（配列ピッチ）、すなわち発光素子１１間の距離は、例えば、０．０５ｍｍ～２０ｍｍ程度とすることができ、１ｍｍ～１０ｍｍ程度が好ましい。

【0088】

複数の凹部１ｂのある導光板１に複数の発光素子ユニット３を配置する発光モジュール１００Ａは、導光板１の平面視において、発光素子ユニット３を二次元に配列する。好ましくは、複数の発光素子ユニット３は、図４に示すように、直交する二方向、つまり、ｘ方向およびｙ方向に沿って二次元的に配列される凹部１ｂに配設される。複数の発光素子ユニット３を配置する凹部１ｂのｘ方向の配列ピッチｐ_xと、ｙ方向の配列ピッチｐ_yは、図４の例に示すように、ｘ方向およびｙ方向の間でピッチが同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、配列の二方向は必ずしも直交していなくてもよい。また、ｘ方向またはｙ方向の配列ピッチは等間隔に限られず、不等間隔であってもよい。例えば、導光板１の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように発光素子ユニット３を配置する凹部１ｂが配列されていてもよい。なお、凹部１ｂに配置される発光素子ユニット３間のピッチとは、発光素子ユニット３の光軸間の距離、すなわち中心間の距離である。

【0089】

発光素子１１には、公知の半導体発光素子を利用することができる。本実施形態においては、発光素子１１としてフェイスダウンタイプの発光ダイオードを例示する。発光素子１１は、例えば青色光を出射する。発光素子１１には、青色以外の光を出射する素子も使用でき、またフェイスアップタイプの発光素子も使用できる。また、複数の発光素子１１として異なる色の光を発する発光素子を用いてもよい。発光素子１１から出射される光は、波長変換部１２で外部に放射される発光色が調整される。

【0090】

発光素子１１として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体（Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）またはＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料およびその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。用いる発光素子の組成、発光色、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択すればよい。
（光調整部１０）

【0091】

本実施形態において、発光素子ユニット３Ａは、発光素子１１からの発光色を調整して導光板１に入射する光調整部１０を設けている。光調整部１０は発光素子１１の発光色を調整する波長変換部１２に、光を拡散する光拡散部１３を積層している。波長変換部１２は、発光素子１１の光放射面１１ｃに接合されて、発光素子１１の発光色を調整する。光拡散部１３は、発光素子１１の発光を拡散して導光板１に入射させる。波長変換部１２と光拡散部１３を接合する光調整部１０は、波長変換部１２を発光素子１１側に配置して、光拡散部を凹部１ｂの底面に配置している。光調整部１０は、複数の波長変換部１２や光拡散部１３を積層することもできる。本実施形態の発光モジュール１００Ａは、光調整部１０を導光板１の凹部１ｂに配置して、発光素子ユニット３Ａの挿入部１７としている。光調整部１０は、発光素子１１から入射される光を透過させて導光板１に入射する。光調整部１０は、発光モジュール１００Ａの薄型化等の目的から、好ましくは、図１７に示すように、導光板１の凹部１ｂの内側にあって、第二主面１ｄから表面側にはみ出ることなく凹部１ｂ内に配置される。図１７の光調整部１０は、凹部１ｂの深さに等しい厚さとして、その表面を第二主面１ｄと同一平面に配置している。したがって、この発光モジュール１００Ａは、光調整部１０が凹部１ｂ内に配置されて、発光素子１１が凹部１ｂの外部に配置される。ただ、図示しないが光調整部は、凹部の内側にあって、導光板の第二主面からわずかに表面側に出る厚さとすることもできる。

【0092】

図１７の発光素子ユニット３は、光調整部１０の外形を発光素子１１の外形よりも大きくしている。この発光素子ユニット３は、発光素子１１の光放射面１１ｃから出射される全ての光を光調整部１０に透過させて導光板１に入射して色ムラを少なくできる。

【0093】

波長変換部１２は、母材に波長変換材を添加しており、光拡散部１３は母材に拡散材を添加している。母材の材料は、たとえば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、または、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。光調整部１０の耐光性および成形容易性の観点からは、母材としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。光調整部１０の母材としては、導光板１の材料よりも高い屈折率を有する材料が好ましい。

【0094】

波長変換部１２が含有する波長変換材としては、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体またはＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体などが挙げられる。特に、複数種類の波長変換部材を１つの波長変換部１２において用いること、より好ましくは、波長変換部１２が緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体と赤色系の発光をするＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことにより、発光モジュールの色再現範囲を広げることができる。この場合、発光素子１１は、波長変換部材を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物半導体（Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を備えることが好ましい。また、例えば、青色系の光を出射する発光素子１１を用いた際に、赤色系の光を得ることができるように、波長変換部１２にＫＳＦ系蛍光体（赤色蛍光体）を６０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有させてもよい。つまり、特定の色の光を出射する波長変換部材を波長変換部１２に含有させることで、特定の色の光を出射するようにしてもよい。また、波長変換材は量子ドットであってもよい。波長変換部１２内において、波長変換材はどのように配置されていてもよい。例えば、略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。また、波長変換部材をそれぞれ含有する複数の層が積層されて設けられていてもよい。

【0095】

光拡散部１３は、例えば上述した樹脂材料を母材として、これに白色粉末を分散状態に添加している。白色粉末には、好ましくはＳｉＯ₂やＴｉＯ₂等の無機微粒子を使用する。
（封止樹脂部１５）

【0096】

図１７の発光モジュール１００は、導光板１の第二主面１ｄに封止樹脂部１５を接合して設けている。封止樹脂部１５は、好ましくは光を反射する添加物である白色粉末等を透明樹脂に添加している白色樹脂である。白色樹脂の封止樹脂部１５は、発光素子１１の外周部や電極面から放射される光と、光調整部１０の裏面から放射される光と、接合壁１９の裏面から放射される光と、導光板１の第二主面１ｄから放射される光を反射して、発光素子１１の発光を有効に導光板１の第一主面１ｃから外部に放射させる。図１７の発光モジュール１００は、封止樹脂部１５を、第一封止樹脂部１５Ａと第二封止樹脂部１５Ｂとに区画している。この図の発光モジュール１００は、封止樹脂部１５を、発光素子ユニット３と一体構造の第一封止樹脂部１５Ａと、導光板１の第二主面１ｄに接合してなる第二封止樹脂部１５Ｂとに区間するが、封止樹脂部は、第一封止樹脂部と第二封止樹脂部とを区画することなく一体構造とすることもできる。この発光モジュール１００は、第一封止樹脂部を設けていない発光素子ユニットを導光板に固着した後、導光板の第二主面に封止樹脂部を接合して製作される。

【0097】

第一封止樹脂部１５Ａと第二封止樹脂部１５Ｂとを区画する発光モジュール１００は、発光モジュール１００の製造工程において、発光素子１１と光調整部１０に第一封止樹脂部１５Ａを接合して、第一封止樹脂部１５Ａを発光素子１１と光調整部１０を一体構造のブロックとする状態で製作される。第二封止樹脂部１５Ｂは、第一封止樹脂部１５Ａを設けてなる発光素子ユニット３を導光板１に接合する状態で、導光板１の第二主面１ｄに接合されて、第一封止樹脂部１５Ａの隙間に充填される。

【0098】

第一封止樹脂部１５Ａと第二封止樹脂部１５Ｂは互いに密着される。さらに、第一封止樹脂部１５Ａは、発光素子１１にも密着される。第一封止樹脂部１５Ａは、発光素子１１の周囲にあって発光素子１１を埋設して、発光素子１１の電極１１ｂを表面に露出させている。第一封止樹脂部１５Ａは、外周面を光調整部１０の外周面と同一平面として、光調整部１０にも密着している。第一封止樹脂部１５Ａは、発光素子１１と光調整部１０と一体構造に接合された発光素子ユニット３として製作されて導光板１に固着される。また、第一封止樹脂部１５Ａは、好ましくは白色樹脂で、この第一封止樹脂部１５Ａは、発光素子１１の外周面方向に出射された光を反射して、発光モジュール１００の発光効率を高めることができる。第二封止樹脂部１５Ｂは、導光板１の第二主面１ｄと接合壁１９の裏面との境界で密着される。第二封止樹脂部１５Ｂは、第一封止樹脂部１５Ａの電極１１ｂを露出させている面と同一平面に設けられる。第二封止樹脂部１５Ｂは、第一封止樹脂部１５Ａを一体構造とする発光素子ユニット３が固着された導光板１の第二主面１ｄに接合されて、第一封止樹脂部１５Ａの間に設けられる。

【0099】

第二封止樹脂部１５Ｂは、導光板１に積層されて導光板１を補強する。また、第二封止樹脂部１５Ｂは、好ましくは白色樹脂で、この封止樹脂部１５は発光素子１１からの発光を導光板１に効率よく取り入れて導光板１の第一主面１ｃの発光出力を大きくできる。さらにまた、白色樹脂である第二封止樹脂部１５Ｂは、発光素子１１を保護する部材と導光板１の第二主面１ｄの表面を反射する層とを兼ねることにより、発光モジュール１００の薄型化を図ることができる。

【0100】

封止樹脂部１５は、発光素子１１から出射される光に対して６０％以上の反射率を有し、好ましくは９０％以上の反射率を有する白色樹脂が適している。この封止樹脂部１５は、白色粉末等の白色の顔料を含有させた樹脂であることが好ましい。特に、酸化チタン等の無機白色粉末を含有させたシリコーン樹脂が好ましい。これにより、導光板１の一面を被覆するために比較的大量に用いられる材料として酸化チタンのような安価な原材料を多く用いることで、発光モジュール１００を安価にすることができる。
（透光性接合部材）

【0101】

図１７の発光モジュール１００は、波長変換部１２と光拡散部１３、光調整部１０と発光素子１１、発光素子ユニット３と導光板１を透光性接合部材で接合している。透光性接合部材は、波長変換部１２と光拡散部１３と接合して光調整部１０とし、光調整部１０と発光素子１１とを接合して発光素子ユニット３としている。発光素子ユニット３と導光板１の凹部１ｂの底面とを接合する接合剤１４である透光性接合部材１６は、発光素子ユニット３を導光板１に固着し、凹部１ｂと発光素子ユニット３の挿入部１７との間のリング隙間１８に充填してなる接合剤１４である透光性接合部材１６は、接合壁１９を構成して、光調整部１０を凹部１ｂの内面に接合している。

【0102】

透光性接合部材は、光の透過率を６０％以上とし、好ましくは９０％以上とする。透光性接合部材１６は、発光素子１１から出射される光を導光板１に伝播する。この透光性接合部材１６は、拡散部材等を含み、あるいは光を反射する添加物である白色粉末等を含むことは可能であるが、拡散部材や白色粉末等を含まない透光性の樹脂材料のみで構成されてもよい。

【0103】

透光性接合部材の材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の熱硬化性の樹脂材料等を用いることができる。

【0104】

以上の実施形態の発光モジュール１００において、複数の発光素子ユニット３は、それぞれが独立で駆動するように配線されてもよい。また、導光板１を複数の範囲に分割し、１つの範囲内に実装された複数の発光素子ユニット３を１つのグループとし、該１つのグループ内の複数の発光素子ユニット３同士を直列又は並列に電気的に接続することで同じ回路に接続し、このような発光素子ユニットグループを複数備えるようにしてもよい。このようなグループ分けを行うことで、ローカルディミング可能な発光モジュールとすることができる。

【0105】

本実施形態の発光モジュール１００は、１つが１つの液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いられてもよい。また、複数の発光モジュール１００が並べられて１つのディスプレイ１０００のバックライトとして用いられてもよい。小さい発光モジュール１００を複数作り、それぞれ検査等を行うことで、大きく実装される発光素子１１の数が多い発光モジュール１００を作成する場合と比べて、歩留まりを向上させることができる。

【0106】

なお、導光板１上には、拡散等の機能を有する透光性の部材をさらに積層してもよい。その場合、光学機能部１ａが凹みである場合には、凹みの開口（つまり、導光板１の第一主面１ｃに近い部分）を塞ぐが、凹みを埋めないように、透光性の部材を設けることが好ましい。これにより、光学機能部１ａの凹み内に空気の層を設けることができ、発光素子１１からの光を良好に広げることができる。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本実施形態に係る発光装置は、例えば、液晶ディスプレイ装置のバックライト、照明器具等として利用することができる。

【符号の説明】

【0108】

１、１’…導光板
１ａ…光学機能部
１ｂ…凹部
１ｃ…第一主面
１ｄ…第二主面
１ｅ…Ｖ溝
１ｆ…傾斜面
３、３Ａ…発光素子ユニット
５…発光ビット
１０…光調整部
１１…発光素子
１１Ｒ…発光素子列
１１ｂ…電極
１１ｃ…光放射面
１１ｄ…電極形成面
１２…波長変換部
１３…光拡散部
１４…接合剤
１５…封止樹脂部
１５Ａ…第一封止樹脂部
１５Ｂ…第二封止樹脂部
１６…透光性接合部材
１７…挿入部
１８…リング隙間
１９…接合壁
２４…導電膜
２６…アノード側端子
２７…カソード側端子
３０、３０Ｂ…枠体
４０…駆動回路
５０…配線基板
５１…回路接続部
５２…櫛歯部
５３…スリット部
６０、６０Ｂ、６０Ｄ…放熱板
１００、１００’、１００Ａ、１００Ｘ、１００Ｙ、１００Ｚ…発光モジュール
１００ＡＳ…発光モジュール集合体
１００Ｒ…発光モジュール列
１１０…パネル体
１１０ａ…レンズシート
１１０ｂ…レンズシート
１１０ｃ…拡散シート
１２０…液晶パネル
１０００、２０００…ディスプレイ
ｄ１…櫛歯部の幅
ｄ２…発光モジュールの横幅
ｄ３…スリット部の幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】