(57)【要約】【課題】薄型化しながら輝度ムラを抑制できる発光モジュールを提供する。【解決手段】発光モジュールは、外部に光を放射する発光面となる第１主面１ｃと、第１主面１ｃと反対側にある第２主面１ｄと、を有する透光性の導光板１と、導光板１の第２主面１ｄに配置されて、導光板１に向かって光を照射する発光素子１１とを備える。導光板１は、第１主面１ｃであって発光素子１１から照射される光の光軸に、発光素子１１の発光面１１ａよりも大きい光学機能部２を配置しており、導光板１の第１主面１ｃ側であって発光素子１１の光軸には遮光散乱層３が配置されており、平面視において、遮光散乱層３は光学機能部２を覆っている。【選択図】図２Ｂ
2020087889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に光を放射する発光面となる第１主面と、前記第１主面と反対側にある第２主面と、を有する透光性の導光板と、
前記導光板の第２主面に配置されて、前記導光板に向かって光を照射する発光素子とを備える発光モジュールであって、
前記導光板は、前記第１主面であって前記発光素子から照射される光の光軸に、前記発光素子の発光面よりも大きい光学機能部を配置しており、
前記導光板の第１主面側であって前記発光素子の光軸には遮光散乱層が配置されており、
平面視において、前記遮光散乱層が前記光学機能部を覆っていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載する発光モジュールであって、
前記導光板が、隣接して配置してなる前記発光素子の間であって、前記第２主面に区画凹部を配置しており、前記区画凹部は前記第２主面に連続する複数の傾斜面を有し、
平面視において、前記光学機能部の外形が前記区画凹部で囲まれた領域よりも小さいことを特徴とする発光モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する発光モジュールであって、
前記発光素子と前記導光板との間に、前記発光素子の光を波長変換して前記導光板に入射する波長変換部を配置しており、
平面視において、前記光学機能部の外形が、前記波長変換部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部が凹部であって、前記光学機能部の内周面が中央部に向かって前記発光素子に接近する傾斜面を含むことを特徴とする発光モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部の傾斜面が、中央部に向かって次第に傾斜角（α）が大きくなる形状であることを特徴とする発光モジュール。
【請求項６】
請求項４又は５に記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部が底部に平面部を有することを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部の前記平面部が、前記発光素子の光軸上に配置されてなることを特徴とする発光モジュール。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載する発光モジュールであって、
前記導光板の第１主面に積層してなる透光性シートを有し、
前記透光性シートに前記遮光散乱層が設けられてなることを特徴とする発光モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載する発光モジュールであって、
前記透光性シートが、透過光を散乱して透過させる散乱シートであることを特徴とする発光モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載する発光モジュールであって、
前記遮光散乱層が前記透光性シートの前記導光板との対向面に接合されてなることを特徴とする発光モジュール。
【請求項１１】
請求項６又は７に記載する発光モジュールであって、
平面視において、前記遮光散乱層の外形が、前記光学機能部に設けてなる前記平面部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載する発光モジュールであって、
平面視において、前記遮光散乱層の外形が、前記光学機能部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、導光板の一方の表面に複数の発光素子を配置してなる面状の発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
導光板の一方の面に複数の発光ダイオード等の発光素子を用いた発光モジュールは、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に開示される光源装置は、導光板の一方の面に、複数の発光素子を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導光板の片面に所定の間隔で複数の発光素子を配置する発光モジュールは、薄型化して輝度ムラを抑制することが要求されている。本開示は、薄型化しながら輝度ムラを抑制できる発光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の発光モジュールは、外部に光を放射する発光面となる第１主面と、第１主面と反対側にある第２主面と、を有する透光性の導光板と、導光板の第２主面に配置されて、導光板に向かって光を照射する発光素子とを備える。導光板は、第１主面であって発光素子から照射される光の光軸に、発光素子の発光面よりも大きい光学機能部を配置しており、導光板の第１主面側であって発光素子の光軸には遮光散乱層が配置されており、平面視において、遮光散乱層は光学機能部を覆っている。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によると、薄型化しながら輝度ムラを抑制できる発光モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置の各構成を示す構成図である。
【図２Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの模式平面図である。
【図２Ｂ】実施形態にかかる発光モジュールの一部拡大模式断面図である。
【図２Ｃ】実施形態にかかる導光板の一例を示す拡大模式平面図と拡大模式断面図である。
【図３】発光素子ユニットの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｂ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｃ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｄ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｅ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｆ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｇ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｈ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図４Ｉ】実施形態にかかる発光モジュールの製造工程の一例を示す拡大模式断面図である。
【図５】他の実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図６Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの模式平面図である。
【図６Ｂ】実施形態にかかる発光モジュールの構成を示す回路図である。
【図７】実施形態にかかる発光モジュールを液晶ディスプレイ装置に用いた場合の模式平面図である。
【図８Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図８Ｂ】実施形態にかかる導光板の一例を示す平面図、縦断面図、横断面図、底面図である。
【図９Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図９Ｂ】実施形態にかかる導光板の一例を示す平面図、縦断面図、横断面図、底面図である。
【図１０Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図１０Ｂ】実施形態にかかる導光板の一例を示す平面図、縦断面図、横断面図、底面図である。
【図１１Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図１１Ｂ】実施形態にかかる導光板の一例を示す平面図、縦断面図、横断面図、底面図である。
【図１２】実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図１３】実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図１４】実施形態にかかる発光モジュールの拡大模式断面図である。
【図１５Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの模式断面図である。
【図１５Ｂ】実施形態にかかる導光板の一例を示す平面図、縦断面図、横断面図、底面図である。
【図１６Ａ】実施形態にかかる発光モジュールの模式断面図である。
【図１６Ｂ】実施形態にかかる導光板の一例を示す平面図、縦断面図、横断面図、底面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ａに示す発光モジュールの導光板の要部拡大断面図である。
【図１７】実施形態にかかる発光モジュールの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。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。
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モジュール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。
【０００９】
（液晶ディスプレイ装置３０００）
図１は、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置３０００の各構成を示す構成図である。図１で示す液晶ディスプレイ装置３０００は、上側から順に、液晶パネル１２０と、２枚のレンズシート１１０ａ、１１０ｂと、拡散シート１１０ｃと、発光モジュール１００とを備える。本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置３０００は、液晶パネル１２０の下方に発光モジュール１００を配置するいわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置である。液晶ディスプレイ装置３０００は、発光モジュール１００から照射される光を、液晶パネル１２０に照射する。なお、上述の構成部材以外に、さらに偏光フィルムやカラーフィルタ、ＤＢＥＦ等の部材を備えてもよい。
【００１０】
１．実施形態１
（発光モジュール１００）
本実施形態の発光モジュールの構成を図２Ａから図２Ｃに示す。
図２Ａは、本実施形態にかかる発光モジュール１００の模式平面図である。図２Ｂは、本実施形態にかかる発光モジュール１００を示す一部拡大模式断面図である。図２Ｃは、実施形態にかかる導光板１の光学機能部２と、導光板１に波長変換部を設ける凹部１ｂの一例を示す一部拡大模式平面図と一部拡大模式断面図である。
【００１１】
発光モジュール１００は、導光板１と、導光板１に配置された複数の発光素子１１と、導光板１の表面に積層している遮光散乱層３とを備える。各々の発光素子１１は導光板１上にマトリクス状に配置されている。発光モジュール１００の導光板１は、外部に光を放射する発光面である第１主面１ｃと、第１主面１ｃと反対側の第２主面１ｄと、を備える。導光板１は、第２主面１ｄに、複数の区画凹部１ｅを設けて、隣接する区画凹部１ｅの間に波長変換部１２を配置している。波長変換部１２は、導光板１に設けた凹部１ｂに設けられており、発光素子１１と導光板１との間に配置される。波長変換部１２は、発光素子１１の発光を波長変換して導光板１に入射する。波長変換部１２のそれぞれに１つの発光素子１１が配置されている。
【００１２】
図２Ｂに示す発光モジュール１００は、図３に示すように、発光素子１１と、発光素子１１の主発光面１１ｃを覆う波長変換部１２と、発光素子１１の側面を覆う光反射性部材１６とを備える発光素子ユニット１０を形成すると共に、この発光素子ユニット１０を、図４に示すように、導光板１の凹部１ｂに接合することにより、導光板１の定位置に波長変換部１２と発光素子１１とを配置して、発光素子１１から放射される光を波長変換部１２を介して導光板１に入射するようにしている。ただ、発光モジュールは、必ずしも波長変換部や発光素子を発光素子ユニットとして導光板に配置する必要はなく、導光板に形成された凹部に波長変換材料を充填して波長変換部を形成すると共に、この波長変換部に発光素子を接合して導光板の定位置に波長変換部と発光素子とを配置することもできる。
【００１３】
さらに、図２Ｂに示す発光モジュール１００は、導光板１の第１主面１ｃ側に光学機能部２を設けて、平面視において光学機能部２を覆う位置に遮光散乱層３を配置している。光学機能部２は、発光素子１１の光軸上に配置され、この光軸上には遮光散乱層３も配置され、発光素子１１の発光は、光学機能部２と遮光散乱層３を介して外部に放射される。
【００１４】
発光素子１１から放射される光は、波長変換部１２を介して導光板１に入射される。以上の発光モジュール１００は、発光素子１１の発光が波長変換部１２を介して導光板１に入射される。本明細書において、「発光素子の発光面」は、発光素子の光が導光板に入射される面を意味するので、発光素子の発光が波長変換部を介して導光板に入射する発光モジュールでは、波長変換部の表面（発光素子ユニットの表面）が発光素子の発光面となる。発光モジュールは、発光素子の発光を、波長変換部を介して導光板に入射する構造には特定しない。たとえば、発光モジュールは、光調整層を介して発光素子の光を導光板に入射することもできる。発光素子の光が光調整層を介して導光板に入射される発光モジュールは、発光素子の発光面が光調整層の表面となる。光調整層は、たとえば、発光素子の光を散乱して導光板に入射する層など、発光素子の光をコントロールして導光板に入射する全ての層とすることができる。また、この場合、波長変換部に代わって光調整層を備える発光素子ユニットを形成し、この発光素子ユニットを導光板に配置することにより、光調整層を介して発光素子の光を導光板に入射することができる。
【００１５】
本開示に係る発光モジュールは、導光板１の第２主面１ｄに発光素子１１を配置し、第１主面１ｃには光学機能部２を配置して、光学機能部２を覆うように遮光散乱層３を積層している。この構造の発光モジュール１００は、薄型化しながら輝度ムラを抑制できる。発光素子１１の光軸上に光学機能部２と遮光散乱層３とを多層に配置する発光モジュール１００は、発光素子１１の発光面１１ａから導光板１に入射される光を光学機能部２で光軸から周囲に拡散し、さらに、導光板１と光学機能部２を透過した光軸上の光を遮光散乱層３で遮光して、発光素子１１の光軸上の強い発光を遮光して周囲に拡散することで、全体を薄型化しながら輝度ムラを効果的に抑制できる。また、発光素子１１の光軸上に配置した光学機能部２を覆うように遮光散乱層３を配置しているので、光学機能部２を透過した発光を遮光散乱層３で遮光、拡散して、輝度ムラをさらに少なくできる。さらに、光学機能部２と発光素子１１との位置ずれによる輝度ムラを遮光散乱層３で抑制して、薄型化しながら輝度ムラの少ない発光モジュール１００を効率よく多量生産できる。
【００１６】
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、発光モジュールの輝度ムラが液晶ディスプレイ装置の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、輝度ムラの少ない発光モジュールが望まれている。
【００１７】
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、薄くすることができる。
【００１８】
本実施形態にかかる発光モジュール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。
【００１９】
（導光板１）
導光板１は、発光素子１１からの光が入射され、面状の発光を行う透光性の部材である。
本実施形態の導光板１は、発光面となる第１主面１ｃと、第１主面１ｃと反対側の第２主面１ｄと、を備える。
この導光板１は第２主面１ｄに複数の発光素子１１を配置している。図２に示す導光板１は、第２主面１ｄに設けた凹部１ｂに発光素子ユニット１０を配置しており、これにより、導光板１と発光素子１１との距離を縮めることができ、発光モジュール１００の薄型化が可能になる。
導光板１の大きさは、例えば、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。
【００２０】
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。導光板１に発光素子１１を実装した後に配線基板を貼りつける発光モジュールは、リフロー半田のような高温がかかる工程を省略できるため、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。
導光板１は、例えば、射出成型やトランスファーモールド、熱転写等で成形することができる。導光板１が後述する光学機能部２や凹部１ｂ、区画凹部１ｅを備えている場合には、これらも一括して金型で形成することが好ましい。これにより、光学機能部２と凹部１ｂ、区画凹部１ｅの成形位置ずれを低減することができる。
【００２１】
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１主面１ｃ上に透光性の層と、導光板１の第１主面１ｃと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。
【００２２】
（光学機能部２）
導光板１は、第１主面１ｃ側に光学機能部２を備えている。
光学機能部２は、例えば、導光板１に入射される光を光学機能部２で面内に広げる機能を有することができる。光学機能部２は、例えば、導光板１の材料と屈折率の異なる材料で設けられる。光学機能部２は、具体的には、図２Ｂに示すように、導光板１に設けた凹部１ａで構成することができる。この図の光学機能部２は、凹部１ａの内周面に傾斜面１ｘを設けている。傾斜面１ｘは、凹部１ａの中央に向かって発光素子１１に接近するように、図において上り勾配に傾斜する。図２Ｂの断面図に示す光学機能部２は、傾斜面１ｘを、中央部に向かって次第に傾斜角（α）が大きくなる形状としている。このような形状の光学機能部２を設けることにより、発光素子１１の発光面１１ａから導光板１に入射される光をより効果的に導光板１の面方向に広げることができる。さらに、光学機能部２は、底部に平面部１ｙを設けている。光学機能部２は、平面部１ｙを凹部１ａの中央部に配置している。凹部１ａの中央部に平面部１ｙを設けた光学機能部２は、凹部１ａを設けて導光板１の強度が低下する弊害を少なくできる。中央部に設けた平面部１ｙが、導光板１の最小厚さを厚くできるからである。光学機能部２は、発光素子１１の光軸上に配置することが好ましく、より好ましくは、光学機能部２に設けた平面部１ｙを発光素子１１の光軸上に配置することが好ましい。平面部１ｙのある光学機能部２は、平面部のない光学機能部に比較して、発光素子１１と光学機能部２との相対的な位置ずれによる輝度ムラを少なくできる。平面部１ｙが光入射面である発光素子１１の発光面１１ａと平行に配置されて、平面部１ｙと光入射面との相対的な位置ずれによる輝度ムラが少なくなるからである。ただ、光学機能部は、図示しないが、第１主面側に設けられた逆円錐や逆四角錐、逆六角錐等の逆多角錐形等の凹みとして、底部に平面部を設け、あるいは平面部を設けない形状とすることもできる。
【００２３】
光学機能部２は、導光板１と屈折率の異なる材料（例えば空気）と凹部１ａの傾斜面１ｘとの界面で、発光素子１１から入射される光を発光素子１１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１ｘを有する凹部１ａ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２の傾斜面１ｘは、断面視において曲線とするが、直線でもよい。図２Ｂ及び図２Ｃの断面図に示す光学機能部２の傾斜面１ｘは、断面視において凹部１ａの中央に向かって次第に傾斜角（α）を大きくする曲線とするが、断面視において傾斜角（α）が異なる直線として、中央に向かって次第に傾斜角（α）を大きくすることもできる。
【００２４】
光学機能部２は、後述するように、それぞれの発光素子１１に対応する、つまり、第２主面１ｄ側に配置された発光素子１１と反対側の位置に配置される。
【００２５】
光学機能部２の大きさは、適宜設定することができる。図２Ｂに示す光学機能部２は、平面視において円形の開口部の外形を、発光素子１１の発光面１１ａである、波長変換部１２の外形よりも大きくしている。この光学機能部２は、発光素子１１の発光面１１ａから導光板１に入射される光をより効果的に導光板１の内部に反射して導光板１の面方向に広げることができる。発光素子１１の発光を波長変換部１２を介して導光板１に入射する発光モジュール１００は、波長変換部１２から全方向に光が導光板１に入射される。導光板１に入射される発光は、光学機能部２との界面で全反射して導光板１の面方向に効率よく広げられるが、導光板１の入射光は、一部が全反射して導光板１の面方向に反射され、一部は光学機能部２との界面で全反射することなく光学機能部２を透過して導光板１の第１主面１ｃから外部に放射される。とくに、凹部１ａの中央部に設けた平面部１ｙは、傾斜面１ｘに比較して、光学機能部２と導光板１との界面における光の入射角が小さくなって、全反射する確率が低下して外部に放射される光が強くなる。光学機能部２を透過して導光板１の第１主面１ｃから外部に放射される光は、輝度ムラを低下させる原因となる。
【００２６】
（遮光散乱層３）
発光モジュール１００は、導光板１に光学機能部２を設けて、発光素子１１からの光を側方に広げて、導光板１の第１主面１ｃから外部に放射される光の発光強度を平均化させるが、このことは、輝度ムラを少なくすることから好ましい。発光モジュール１００は、発光素子１１間の間隔を狭くして、輝度ムラを少なくできるが、発光素子１１の間隔を狭くすると、導光板１に固定する発光素子数が増加して部品コストと製造コストが高くなる。発光モジュール１００は、発光素子１１の個数を少なくしてコストダウンしながら、輝度ムラを少なくするという難しい課題がある。また、導光板１に複数の光学機能部２を設け、各々の光学機能部２に発光素子１１を配置する発光モジュール１００は、光学機能部２と発光素子１１との相対的な位置ずれによる輝度ムラも課題となる。導光板１に凹部１ａを設けて光学機能部２を構成する発光モジュール１００は、光学機能部２の中央部において導光板１が薄くなって強度が低下する。光学機能部２の凹部中央部に平面部１ｙを設る構造は、凹部中央部の強度を高くでき、また、平面部１ｙによって発光素子１１との相対的な位置ずれによる輝度ムラを少なくできるが、光学機能部２の平面部１ｙにおいて、発光素子１１の光の透過率が高くなって、輝度ムラの抑制効果は減少する。
【００２７】
そこで、本実施形態における発光モジュールは、光学機能部２を覆う位置に遮光散乱層３を設けることで、導光板１の強度低下を防止しながら、光学機能部２を透過した発光素子１１からの入射光を散乱し、遮光することで、光学機能部２の弊害を少なくして、輝度ムラを抑制する。本実施形態の発光モジュールは、光学機能部２と遮光散乱層３を積層構造に配置する独特の構造で、発光素子１１からの光を精度よく均一化して、輝度ムラの少ない良質なバックライト用光源とする。
【００２８】
遮光散乱層３は、導光板１の第１主面１ｃに、光学機能部２を覆う位置に配置される。遮光散乱層３は、光学機能部２を透過する光を拡散し、遮光して輝度集中を緩和する。遮光散乱層３は、具体的には、透光性のプラスチックやガラス等のシート材に、顔料や染料を添加した層である。顔料や染料は好ましくは白色で、光の反射率を高くして、遮光散乱層３による発光モジュール１００の輝度低下を防止しながら輝度ムラを抑制する。遮光散乱層３は、透過する光を吸収して遮光するのではなく、透過光を散乱して遮光する。ただし、遮光散乱層３の顔料や染料は、着色された顔料、たとえば赤色、橙色、黄色等として、透過光の一部を吸収して発光モジュール１００の発光色をコントロールして散乱し、遮光することもできる。とくに、発光素子１１を青色発光ダイオードとする発光モジュールは、遮光散乱層３に、青色を吸収する顔料や染料を使用することで、青色発光ダイオードの青色を波長変換して外部に放射することもできる。
【００２９】
遮光散乱層３は、好ましくは白色の顔料等を含有させた樹脂であることが好ましい。遮光散乱層３は、顔料や染料の添加量で遮光量をコントロールできる。遮光散乱層３は、シリコーン樹脂に、白色顔料として酸化チタンを添加したものが好ましい。遮光散乱層３は、白色顔料の添加量で透過光の透過率をコントロールする。遮光散乱層３は、樹脂に添加する白色顔料の添加量を多くして、透過光の透過率を低くできる。透過率は、遮光散乱層３を厚さ方向に直線状に透過する光の減衰比率で、「遮光散乱層３を厚さ方向に透過する光強度／入射光の強度」の比率である。遮光散乱層３は、好ましくは、６０重量％以下の白色顔料を添加して、透過率を最適値に設定する。遮光散乱層３は、顔料や染料の添加率をコントロールして透過率を調整できる。
【００３０】
遮光散乱層３は、透過する光を反射し、散乱して遮光する。遮光散乱層３は、平面視において、光学機能部２を覆っている。導光板１の第１主面１ｃに設けている光学機能部２は、波長変換部１２から入射する光を導光板１の面方向に広げて輝度ムラを抑制する。光学機能部２は、図２Ｂの矢印Ｂで示すように、導光板１との境界で全反射する光を１００％反射して導光板１の面方向に拡散する。光の全反射は、入射角（θ）が臨界角を越える状態で発生する。光の入射角（θ）が臨界角よりも小さい光は、光学機能部２と導光板１との境界で全反射することなく、外部にも放射される。図２Ｂにおいて矢印Ａで示す光は、入射角（θ）が小さく、光学機能部２の平面部１ｙを透過する。遮光散乱層３は、光学機能部２を透過して外部に放射される光学機能部２の透過光を遮光して発光モジュール１００の輝度ムラを抑制する。
【００３１】
図２の発光モジュール１００は、透光性シート４を介して遮光散乱層３を定位置に配置する。透光性シート４は、導光板１の第１主面１ｃに積層されて、遮光散乱層３を光学機能部２を覆う位置に配置する。遮光散乱層３は透光性シート４に積層して設けられる。透光性シート４は、透過光を散乱して透過させる散乱シートである。透光性シート４を散乱シートとする発光モジュール１００は、透光性シート４で発光モジュール１００の輝度ムラを抑制することに加えて、遮光散乱層３でさらに輝度ムラを抑制できる。ただ、透光性シート４は、白色顔料の添加されない透光性の高いシートとすることもできる。透光性シート４は、好ましくは膜厚を約１００μｍ以上であって１０００μｍ以下、さらに好ましく１００μｍ以上であって５００μｍ以下とするＰＥＴ等の透光性樹脂シートに白色顔料を混合しているシートを使用できる。透光性シート４の白色顔料には酸化チタンなどの無機白色粉末が適している。
【００３２】
遮光散乱層３は、シリコーン樹脂などの透光性樹脂に白色顔料を添加した層とすることが好ましい。遮光散乱層３は、透光性シート４よりも、厚さ方向に透過する光の透過率を小さくすることが好ましい。透光性シート４が、発光モジュール全面の輝度ムラを抑制するのに対し、遮光散乱層３が発光素子１１近傍において中央部に輝度が集中するのを緩和して輝度ムラを解消するからである。遮光散乱層３が厚さ方向に透過する光を遮光する透過率は、好ましくは、０．１／１０〜７／１０、より好ましくは０．３／１０〜５／１０の範囲に設定することができる。ただし、遮光散乱層３の透過率は、導光板１の厚さ、発光素子１１の発光面１１ａの面積、発光素子１１の発光強度、光学機能部２の形状等を考慮して最適値に調整することができる。
【００３３】
遮光散乱層３は、透光性シート４の表面に積層され、あるいは透光性シート４と一体構造として、光学機能部２を覆う位置に配置される。透光性シート４に積層される遮光散乱層３は、好ましくは、透光性シート４よりも透過光の透過率を低くすることが好ましい。遮光散乱層３が、光学機能部２からの入射光を遮光することで、発光モジュール１００が外部に放射する光を局部的に遮光して輝度ムラを少なくするのに対し、散乱シートである透光性シート４は発光モジュール１００の全面から放射される光を散乱して輝度ムラを少なくするからである。
【００３４】
透光性シート４に積層して定位置に配置される遮光散乱層３は、透光性シート４の表面であって導光板１との対向面に接合される。この発光モジュール１００は、光学機能部２を透過した光を遮光散乱層３に透過し、さらに遮光散乱層３を透過した光を透光性シート４に透過させて、輝度ムラを効率よく抑制できる。とくに、透光性シート４を散乱シートとする発光モジュール１００は、遮光散乱層３を導光板１との対向面に配置して、輝度ムラを効果的に抑制できる。ただし、遮光散乱層は透光性シートの導光板との対向面の反対側に積層することもできる。この発光モジュールは、光学機能部を透過し、透光性シートを透過した光を遮光散乱層に透過させる。散乱シートの透光性シート４に遮光散乱層３を積層する発光モジュール１００は、遮光散乱層３を導光板１との対向面に配置することで、遮光散乱層３を対向面との反対側に配置するよりも輝度ムラをより効果的に抑制できる。遮光散乱層３で輝度ムラの抑制された光を、散乱シートに透過させるからである。
【００３５】
発光モジュール１００は、遮光散乱層３と透光性シート４とを一体構造として、透光性シート４に部分的に遮光散乱層３を設けることができる。この透光性シート４は、透光性のプラスチックシートに、遮光散乱層３を構成する領域に、顔料や染料を添加して遮光散乱層３を構成する。透光性シート４のプラスチックシートは、例えばフッ素樹脂フィルムが使用でき、厚さは、好ましくは５０μｍ以上であって５００μｍ以下とすることができる。散乱シートと遮光散乱層３とを一体構造とする透光性シート４は、遮光散乱層３の領域と、散乱シートの領域とで、顔料や染料の濃度や材質を変更する。遮光散乱層３は、好ましくは、散乱シートよりも光の透過率を低くするので、顔料や染料の添加量を、散乱シートの領域よりも多くして実現できる。
【００３６】
透光性シート４で定位置に配置される遮光散乱層３は、光学機能部２を覆う位置に配置される。透光性シート４は、部分的に導光板１に接合されて、導光板１の定位置に配置される。方形状の導光板１の第１主面１ｃ側に、方形状の透光性シート４を積層する発光モジュール１００は、透光性シート４の一辺を導光板１に接合して導光板１の定位置に配置できる。この発光モジュール１００は、温度変化で透光性シート４と導光板１との熱収縮が異なる状態で、透光性シート４を平面状に保持して導光板１の表面に積層して、遮光散乱層３を導光板１の光学機能部２の位置に接近して配置できる。
【００３７】
遮光散乱層３の大きさは、適宜設定することができる。平面視において、遮光散乱層３の外形は、光学機能部２の外形よりも大きく、光学機能部２の全面を覆うように配置される。この遮光散乱層３は、光学機能部２から照射される光を散乱し、遮光し、輝度集中を緩和して、輝度ムラを抑制して外部に放射する。導光板１の第２主面１ｄに発光素子１１をマトリクスに配置する発光モジュール１００は、発光素子１１の近傍の輝度が高くなる。発光素子１１の発光は、波長変換部１２から光学機能部２に、光学機能部２から遮光散乱層３を透過して輝度ムラを抑制して外部に放射される。光学機能部２を凹部１ａで構成する導光板１は、光学機能部２の中央部が薄くなる。さらに、中央部に平面部１ｙのある凹部１ａは、平面部１ｙによって光学機能部２と発光素子１１との相対的な位置ずれによる輝度ムラ等の弊害を少なくできるが、平面部１ｙによって、導光板１の特定領域が薄くなり、この領域における透過光の強度が強くなって輝度ムラの原因となる。遮光散乱層３は、平面部１ｙの透過光をも散乱し、遮光して輝度集中を緩和して透過光による輝度ムラをより効果的に抑制する。光学機能部２の透過光は、種々の方向から遮光散乱層３に入射するが、遮光散乱層３は、種々の方向から入射する光を遮光し、散乱して透過光の強度を低下して輝度ムラを抑制する。
【００３８】
（凹部１ｂ）
導光板１は、第２主面１ｄ側に、凹部１ｂを備えていてもよい。凹部１ｂは、発光素子１１の実装位置の目標とすることができればどのような形態でもよい。具体的には、例えば、図２Ｂ、図２Ｃ及び図４Ａに示すような凹部や、凸部、溝等とすることができる。
凹部１ｂの平面視における大きさは、例えば、０．０５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができ、０．１ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。深さは０．０５ｍｍ〜４ｍｍとすることができ、０．１ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。光学機能部２と凹部１ｂの間の距離は光学機能部２と凹部１ｂが離間している範囲で適宜設定できる。
凹部１ｂの平面視形状は、例えば、略矩形、略円形とすることができ、凹部１ｂの配列ピッチ等によって選択可能である。凹部１ｂの配列ピッチ（最も近接した２つの凹部の間の距離）が略均等である場合には、略円形または略正方形が好ましい。なかでも、略円形とすることで、発光素子１１からの光を良好に広げることができる。
【００３９】
（発光素子ユニット１０）
発光素子ユニット１０は、発光素子１１と、発光素子１１の主発光面１１ｃを覆う波長変換部１２と、発光素子１１の側面を覆う光反射性部材１６とを備えている。
図３の発光素子ユニット１０は、波長変換部１２の表面に発光素子１１を接合して、発光素子１１の主発光面１１ｃを波長変換部１２で被覆している。発光素子１１は、透光性接着部材１７を介して、波長変換部１２の表面に接合している。図３の発光素子ユニット１０は、平面視において、波長変換部１２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１０は、発光素子１１の主発光面１１ｃから照射されるより多くの光を波長変換部１２に透過させて導光板１に入射して色ムラや輝度ムラを少なくできる。さらに、発光素子ユニット１０は、発光素子１１の側面を光反射性部材１６で被覆している。図に示す発光素子ユニット１０は、光反射性部材１６の外側面と波長変換部１２の外側面を略同一平面としている。
【００４０】
（波長変換部１２）
本実施形態の発光モジュール１００は、発光素子１１からの光を拡散して、発光素子１１からの光の波長を変換する波長変換部１２を備えていてもよい。
波長変換部１２は、図２Ｂに示すように、発光素子１１と導光板１との間に設けられ、導光板１の第２主面１ｄ側に配置されている。波長変換部１２は、それに照射された発光素子１１からの光を内部で拡散、均等化する。図の発光モジュール１００は、発光素子ユニット１０として、発光素子１１と波長変換部１２とを一体的に形成することにより、発光素子１１の主発光面１１ｃを波長変換部１２で被覆している。波長変換部１２は、発光モジュールの薄型化等の目的から、図２Ｂに示すように、前述の導光板１の凹部１ｂ内に配置されていることが好ましい。
【００４１】
ただ、波長変換部１２は、図５に示す発光モジュール２００のように、平坦な導光板２０１の第２主面２０１ｄ上に配置することもできる。図に示す発光モジュール２００は、平坦な導光板２０１の第２主面２０１ｄ上に、発光素子ユニット１０の波長変換部１２を接合して固定することにより、導光板２０１と発光素子１１の間に波長変換部１２を配置している。この発光素子ユニット１０は、例えば、透光性接着部材１７を介して接合される。このように、波長変換部１２は、第２主面２０１ｄの面から突出するように設けられていてもよい。
【００４２】
さらに、発光モジュールは、図示しないが、導光板に形成された凹部に波長変換材料を充填して波長変換部を形成することもできる。この発光モジュールは、それぞれ離間した複数の波長変換部を備えることが好ましい。これにより、波長変換材料を削減することができる。また、それぞれの発光素子の１つに対して、１つの波長変換部が設けられることが好ましい。これにより、発光素子からの光を波長変換部において均一化させることで、輝度ムラや色ムラを低減することができる。
【００４３】
凹部に波長変換材料を充填して形成される波長変換部は、例えば、ポッティング、印刷、スプレー等の方法で形成することができる。導光板の凹部内に波長変換材料を配置して波長変換部を形成する場合には、例えば、液状の波長変換材料を導光板の第２主面に載せた後、スキージ等で複数の凹部内にすり込むことで、量産性良く波長変換部を形成することができる。
【００４４】
また、凹部に充填される波長変換部は、あらかじめ成形されたものを準備し、その成形品を導光板の凹部内、又は、導光板の第２主面上に配置してもよい。波長変換部の成形品の形成方法は、例えば、板状又はシート状の波長変換材料を、切断、パンチング等によって個片化する方法が挙げられる。あるいは、金型等を用いて射出成形、トランスファーモールド法、圧縮成形などの方法によって小片の波長変換部の成形品を形成することができる。波長変換部の成形品は、接着剤等を用いて凹部内、又は、導光板の第２主面上に接着することができる。
【００４５】
波長変換部１２の大きさや形状は、例えば、上述の凹部１ｂと同等程度とすることができる。波長変換部１２の高さは、凹部１ｂの深さと同程度とすることが好ましい。
【００４６】
なお、導光板１の第１主面２ｃは、光学機能部２以外の部分に光拡散、反射等をさせる加工を有していてもよい。例えば、光学機能部２から離間した部分に微細な凹凸を設ける、または粗面とすることで、さらに光を拡散させ、輝度ムラを低減するようにすることができる。
【００４７】
波長変換部１２は、例えば、母材の材料として、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。波長変換部１２の耐光性および成形容易性の観点からは、波長変換部１２の母材としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。波長変換部１２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。
【００４８】
波長変換部１２が含有する波長変換部材としては、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。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、波長変換部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、波長変換部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。
【００４９】
波長変換部１２は、例えば上述した樹脂材料にＳｉＯ２やＴｉＯ２等の微粒子を含有させて、発光素子１１の光を散乱させる層とすることもができる。
【００５０】
（発光素子１１）
発光素子１１は、発光モジュール１００の光源である。導光板１は、複数の発光素子１１を配置している。
【００５１】
発光素子１１は、主に発光を取り出す主発光面１１ｃと、主発光面１１ｃと反対側にあって、一対の電極１１ｂを有する電極形成面１１ｄとを有する。一対の電極１１ｂは配線基板２０と対向して配置され、任意に配線１５等を介して、適宜配線基板２０の基板配線と電気的に接続される。
【００５２】
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主発光面１１ｃが導光板１と対向して配置され、主発光面１１ｃと反対側の電極形成面１１ｄに一対の電極１１ｂを有する。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（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を備えることが好ましい。
【００５３】
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。発光素子１１は、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以下の発光素子を用いる。このような発光素子を用いると、液晶ディスプレイ装置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は、発光素子の上面の面積が小さくなるため、相対的に発光素子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。
【００５４】
さらに、発光モジュールは、導光板１にレンズ等の反射や拡散機能を有する光学機能部２を設けて、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好ましい。しかし、導光板１の複数の発光素子１１と対応する位置に複数の光学機能部２を配置する構造は、小さい発光素子１１と光学機能部２の位置決めが難しくなる場合がある。
また、発光素子１１や光学機能部２の位置ずれが発生すると、光学機能部２と発光素子１１との相対的な位置が設計からずれて、光学機能部２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、輝度ムラになるという問題がある。
【００５５】
そこで、本実施形態における発光モジュール１００は、導光板１に予め設けられた複数の位置決め部（特に、凹部１ｂ）もしくは光学機能部２を目印として、導光板１上に複数の発光素子ユニット１０を実装することで、このような発光素子１１の位置決めを容易に行うことができる。このことにより、発光素子１１からの光を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。
【００５６】
また、上述のように、光学機能部２が設けられた面の反対側の面において光学機能部２と対応した、つまり平面透視において光学機能部２と重なる位置に、発光素子１１を位置決め可能な位置決め部を設けることが好ましい。なかでも、位置決め部として凹部１ｂを形成し、この凹部１ｂに発光素子ユニット１０の波長変換部１２を接合することで、発光素子１１と光学機能部２との位置決めをより容易に行うことができる。
また、発光素子を発光素子ユニットとして凹部に配置することなく、導光板に設けた凹部に波長変換材料を充填して波長変換部を設けて、この波長変換部に発光素子を接合する構造においては、位置決め部として形成された凹部の内部に導光板１の部材とは異なる部材であって、製造装置の位置認識に利用可能な波長変換部を形成することで、発光素子と光学機能部との位置決めをより容易に行うことができる。
【００５７】
また、発光素子１１の側面を光反射性部材１６で被覆して発光の方向を限定し、また発光素子１１の主発光面１１ｃと対向する凹部１ｂの内部に波長変換部１２を配置し、この波長変換部１２から主に光を取り出すことで、発光を内部で拡散させることが可能な波長変換部１２を発光部とみなすことができる。これにより、波長変換部１２と対向してはいるものの、平面視の範囲内において発生する発光素子１１の位置ずれの影響をより低減することができる。
【００５８】
発光素子１１としては、平面視において方形状の発光素子を用いることが好ましい。さらに、発光素子１１はその上面形状が長手と短手を有する長方形とすることが好ましい。高精細な液晶ディスプレイ装置の場合、使用する発光素子１１の数は数千個以上となり、発光素子１１の実装工程は重要な工程となる。発光素子１１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１５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を用いる場合は、小さい発光素子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）は、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。
【００５９】
複数の発光素子１１は、導光板１の平面視において、多段多列に配列される。好ましくは、複数の発光素子１１は、図２Ａに示すように、直交する二方向、つまり、ｘ方向およびｙ方向に沿って所定のピッチで配列される。複数の発光素子１１のｘ方向の配列ピッチｐｘ、及びｙ方向の配列ピッチｐｙは、図２Ａ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。配列の二方向が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１１が配列されていてもよい。なお、発光素子１１間のピッチとは、発光素子１１の光軸間の距離である。
【００６０】
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。また、発光素子１１として、白色光を出射する光源を用いてもよい。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。例えば、発光モジュール１００が、赤、青、緑の光を出射する発光素子を含み、赤、青、緑の光が混合されることにより白色光が出射されてもよい。
【００６１】
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（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−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。
【００６２】
（透光性接着部材１７）
透光性接着部材１７は、波長変換部１２の表面と発光素子１１の主発光面１１ｃとを接合している。さらに、透光性接着部材１７は、図３に示すように、発光素子１１の側面の一部および波長変換部１２の一部も被覆している。なお、透光性接着部材１７の外側面は、発光素子１１の側面から波長変換部１２に向かって広がる傾斜面であることが好ましく、発光素子１１側に凸状の曲面であることがより好ましい。
さらに、透光性接着部材１７は、導光板１の第１主面１ｃ側から見た平面視において、波長変換部１２の外縁より内側の範囲に限定して配置されることが好ましい。これにより、発光素子１１の側面から出る光を波長変換部１２により効率的に入光させることができるため、光取り出し効率を高めることができる。
また、発光素子１１の主発光面１１ｃと波長変換部１２の間には、透光性接着部材１７を有してもよい。これにより、例えば、透光性接着部材１７に拡散剤等を含有することで発光素子１１の主発光面１１ｃから出る光が、透光性接着部材１７で拡散され、波長変換部１２に入ることで輝度ムラを少なくできる。
透光性接着部材１７は、後述する透光性接合部材１４と同じ部材を使用することができる。
【００６３】
（光反射性部材１６）
さらに、発光素子ユニット１０は、発光素子１１に波長変換部１２を設けた状態で、発光素子１１の側面を光反射性部材１６で被覆している。詳細には、透光性接着部材１７で覆われていない発光素子１１の側面および透光性接着部材１７の外側面を光反射性部材１６で被覆している。
光反射性部材１６は、光反射性に優れた材質で、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。発光素子ユニット１０は、発光素子１１の主発光面１１ｃを除く他の面をこの光反射性部材１６で被覆することにより、主発光面１１ｃ以外の方向への光の漏れを抑制している。すなわち、光反射性部材１６は、発光素子１１の側面や電極形成面１１ｄから出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１主面１ｃから外部に放射させて、発光モジュール１００の光取り出し効率を高めることができる。
【００６４】
光反射性部材１６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。この光反射性部材１６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。
【００６５】
光反射性部材１６は、発光素子１１の側面の少なくとも一部に接しており、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。光反射性部材１６は、波長変換部１２と接しており、光反射性部材１６の外側面と波長変換部１２の外側面は同一平面である。光反射性部材１６は、発光素子１１と波長変換部１２と一体構造に接合された発光素子ユニット１０を介して導光板１に配置される。
【００６６】
（透光性接合部材１４）
発光素子ユニット１０は、透光性接合部材１４によって導光板１に接合することができる。本実施形態においては、透光性接合部材１４は、凹部１ｂの内側面および発光素子ユニット１０の外側面と接している。また、透光性接合部材１４は、凹部１ｂの外側に位置する光反射性部材１６の一部と接するように、言い換えると、波長変換部１２の外側面から光反射性部材１６の外側面に跨がる領域を被覆するように配置されている。これにより、発光素子ユニット１０の側面方向に出射された光を透光性接合部材１４内に効率的に取り出し、発光モジュール１００の発光効率を高めることができる。透光性接合部材１４が発光素子ユニット１０の側面を被覆する場合には、図２Ｂに示すように、導光板１の方向に向かって断面視において広がる形状に形成することが好ましい。さらに、透光性接合部材１４の外側面は傾斜面としており、光反射性部材１６の外側面との間でなす傾斜角が鋭角となるようにしている。これにより、発光素子１１の側面方向に出射された光を効率的に導光板１の方向に取り出すことができる。
また透光性接合部材１４は、波長変換部１２と凹部１ｂの底面の間に配置されてもよい。
【００６７】
さらに、図３に示すように、透光性接合部材１４は、導光板１の第２主面１ｄと接している。これにより、傾斜面が形成される領域を広くして、多くの光を反射できるようになり、輝度ムラを低減できるようにしている。
また、図３に示すように、透光性接合部材１４は、断面視において傾斜面を有している。この形状は、透光性接合部材１４を透過して傾斜面に入射する光を一様な状態で発光面側に反射できる。
【００６８】
透光性接合部材１４として、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。また、透光性接合部材１４は、光の透過率を６０％以上とし、好ましくは９０％以上とする。さらに、透光性接合部材１４は、拡散材等を含み、あるいは光を反射する添加物である白色粉末等を含んでもよいし、拡散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。
【００６９】
透光性接合部材１４は、発光素子１１が透光性基板を備える場合、その透光性基板の少なくとも側面の一部を被覆することが好ましい。これにより、発光層から出射される光のうち透光性基板内を伝播して横方向に出射される光を、上方に取り出すことができる。透光性接合部材１４は、高さ方向において透光性基板の側面の半分以上を被覆することが好ましく、発光素子１１の側面と電極形成面１１ｄとがなす辺に接触するように形成することがさらに好ましい。
【００７０】
（封止部材１３）
封止部材１３は、複数の発光素子ユニット１０の側面と導光板１の第２主面１ｄと透光性接合部材１４の側面とを封止している。これにより、発光素子ユニット１０と導光板１を補強することができる。また、この封止部材１３を光反射性部材とすることで、発光素子１１からの発光を導光板１に効率よく取り入れることができる。また、封止部材１３が、発光素子ユニット１０を保護する部材と導光板１の出射面と反対側の面に設けられる反射部材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。
【００７１】
封止部材１３は、光反射性部材であることが好ましい。
光反射性部材の封止部材１３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。
光反射性部材の封止部材１３の材料は、白色の顔料等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。
【００７２】
（配線１５）
発光モジュール１００には、複数の発光素子１１の電極１１ｂと電気的に接続される配線１５が設けられていてもよい。配線１５は、封止部材１３等の表面であって、導光板１の第１主面１ｃと反対側の面に形成することができる。配線１５を設けることにより、例えば複数の発光素子１１同士を電気的に接続することができ、液晶ディスプレイ装置３０００のローカルディミング等に必要な回路を容易に形成することができる。
配線１５は、例えば、図４Ｇ〜図４Ｈに示すように、発光素子１１の正負の電極１１ｂを封止部材１３の表面に露出させ、発光素子１１の電極１１ｂ及び封止部材１３の表面の略全面に金属膜１５ａを形成し、この金属膜１５ａをレーザ等で一部除去してパターンニングすることにより、配線１５を形成することができる。
【００７３】
（配線基板２０）
本開示の発光モジュール１００は、図４Ｉに示すように、配線基板２０を有していてもよい。これにより、ローカルディミング等に必要な複雑な配線を容易に形成することができる。この配線基板２０は、発光素子１１を導光板１に実装し、任意に封止部材１３及び配線１５を形成した後に、別途配線層２０ｂを備える配線基板２０を発光素子の電極１１ｂないし配線１５と接合することで形成することができる。また、発光素子１１と接続する配線１５を設ける際、配線１５を発光素子１１の電極１１ｂの平面形状よりも大きい形状とすることで、この配線基板２０と発光素子１１等との電気的な接合を容易に行うことができる。
【００７４】
配線基板２０は、絶縁性の基材２０ａと、複数の発光素子１１と電気的に接続される配線層２０ｂ等を備える基板である。配線基板２０は、例えば、絶縁性の基材２０ａに設けられた複数のビアホール内に充填された導電性部材２０ｃと、基材２０ａの両面側において導電性部材２０ｃと電気的に接続された配線層２０ｂが形成されている。
【００７５】
配線基板２０の材料としては、どのようなものであってもよい。例えば、セラミックスおよび樹脂を用いることができる。低コストおよび成形容易性の点から、樹脂を基材２０ａの材料として選択してもよい。樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、不飽和ポリエステル、ガラスエポキシ等の複合材料等を挙げることができる。また、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。本実施形態の発光モジュール１００においては、発光素子１１と導光板１との位置関係が予め定められているため、配線基板２０の材料としては、熱等で反りが発生したり、伸びたりするような材料を基材２０ａに用いる場合であっても、発光素子１１と導光板１との位置ずれの問題が発生しづらいため、ガラスエポキシ等の安価な材料や厚みの薄い基板を適宜用いることができる。
【００７６】
配線層２０ｂは、例えば、基材２０ａ上に設けられた導電箔（導体層）であり、複数の発光素子１１と電気的に接続される。配線層２０ｂの材料は、高い熱伝導性を有していることが好ましい。このような材料として、例えば銅などの導電材料が挙げられる。また、配線層２０ｂは、メッキや導電性ペーストの塗布、印刷などで形成することができ、配線層２０ｂの厚みは、例えば、５〜５０μｍ程度である。
【００７７】
配線基板２０は、どのような方法で導光板１等と接合されていてもよい。例えば、シート状の接着シートを、導光板１の反対側に設けられた封止部材１３の表面と、配線基板２０の表面との間に配置し、圧着することで、接合することができる。また、配線基板２０の配線層２０ｂと発光素子１１との電気的接続はどのような方法で行われてもよい。例えば、ビアホール内に埋め込んだ金属である導電性部材２０ｃを加圧と加熱により溶かして配線１５と接合することができる。
【００７８】
なお、配線基板２０は、積層構造を有していてもよい。例えば、配線基板２０として、表面に絶縁層が設けられた金属板を用いてもよい。また、配線基板２０は複数のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有するＴＦＴ基板であってもよい。
【００７９】
（発光モジュール１００の製造工程）
以下、本実施形態の発光モジュールの製造方法の一例を示す。
まず、発光素子ユニット１０を準備する。図３は、発光素子ユニット１０の製造工程の一例を示している。
図３（ａ）に示す工程で、発光素子１１の主発光面１１ｃを覆う波長変換部１２を形成する。この工程では、ベースシート４１の表面に均一な厚さで波長変換部１２を形成し、このベースシート４１をプレート４２に剥離できるように配置する。
【００８０】
図３（ｂ）に示す工程で、波長変換部１２に発光素子１１が接合される。発光素子１１は、主発光面１１ｃ側を波長変換部１２に接合する。発光素子１１は、波長変換部１２に所定の間隔で接合される。
発光素子１１は、透光性接着部材１７を介して波長変換部１２に接合する。透光性接着部材１７は、波長変換部１２上および／または発光素子１１の主発光面１１ｃ上に塗布されて、発光素子１１と波長変換部１２を接合する。この時、図３（ｂ）に示すように、塗布された透光性接着部材１７が発光素子１１の側面に這い上がり、発光素子１１の側面の一部を透光性接着部材１７が被覆する。また、波長変換部１２と発光素子１１の主発光面１１ｃの間にも透光性接着部材１７を配置してもよい。
発光素子１１の間隔は、図３（ｅ）で示すように、発光素子１１の間を切断して、波長変換部１２の外形が所定の大きさとなる寸法に設定される。発光素子１１の間隔が、波長変換部１２の外形を特定するからである。
【００８１】
図３（ｃ）に示す工程で、発光素子１１を埋設するように、光反射性部材１６を形成する。光反射性部材１６は、好ましくは白色樹脂である。光反射性部材１６は、波長変換部１２上に配置され、発光素子１１を埋設する状態で硬化する。光反射性部材１６は、発光素子１１を完全に埋設する厚さ、図３（ｃ）にあっては発光素子１１の電極１１ｂを埋設する厚さに配置される。光反射性部材１６は、圧縮成形、トランスファー成形または塗布等で成形することができる。
【００８２】
図３（ｄ）に示す工程で、硬化した光反射性部材１６の一部を除去して発光素子１１の電極１１ｂを露出させる。
【００８３】
図３（ｅ）に示す工程で、光反射性部材１６と、波長変換部１２を裁断して発光素子ユニット１０に個片化する。個片化された発光素子ユニット１０は、波長変換部１２に発光素子１１が接合され、発光素子１１の周囲には光反射性部材１６が設けられて、電極１１ｂを光反射性部材１６の表面に露出させている。
以上、発光素子ユニットの準備について、上述の全ての工程を行ってもよいし、一部の工程を行ってもよい。あるいは、発光素子ユニットを購入によって準備してもよい。
【００８４】
以上の工程で製造された発光素子ユニット１０は、図４Ａ〜図４Ｃに示す工程で、導光板１の凹部１ｂに接合される。
【００８５】
まず、図４Ａに示すように、導光板１を準備する。導光板１は、材料としては例えばポリカーボネートを用い、第１主面１ｃに凹部１ａの光学機能部２を設け、第２主面１ｄには発光素子ユニット１０の波長変換部１２を定位置に配置するために、開口部を略四角形とする凹部１ｂと、Ｖ溝の区画凹部１ｅを設ける。区画凹部１ｅは、隣接して配置してなる発光素子１１の間に線状に設ける。区画凹部１ｅは、第２主面１ｄに連続する複数の傾斜面を有している。平面視において、光学機能部２は、発光素子１１が光を導光板１に入射する発光素子の発光面１１ａよりも大きく、導光板１に設けた区画凹部１ｅで囲まれる領域よりも小さくする。図２Ｂの発光モジュール１００は、発光素子１１の光を波長変換部１２を介して導光板１に入射するので、平面視において、光学機能部２の外形は、発光素子の発光面１１ａとなる波長変換部１２よりも大きくする。光学機能部２は導光板１に設けた中空の凹部１ａで実現し、凹部１ａの内周面には傾斜面１ｘを設ける。傾斜面１ｘは、凹部１ａの中央に向かって発光素子１１に接近する方向に傾斜し、かつ中央部に向かって傾斜角（α）が次第に大きくなる形状として、凹部１ａの底部には平面部１ｙを設ける。平面部１ｙは、光学機能部２を構成する凹部１ａの中央部にあって、発光素子の発光面１１ａと平行な面とする。光学機能部２の凹部１ａに平面部１ｙを設ける導光板１は、最も薄くなる凹部１ａと波長変換部１２との間を厚くして、導光板１の強度を高くできる。光学機能部２は、平面部１ｙを発光素子１１の光軸上に配置する。導光板１は、光学機能部２の凹部１ａと、波長変換部１２の凹部１ｂの中心を発光素子１１の光軸上に配置して、光学機能部２の凹部１ａを波長変換部１２の中心、すなわち発光素子１１の光軸上に配置できる。平面視において、光学機能部２の外形を導光板１に設けた区画凹部１ｅで囲まれる領域よりも小さくすることにより、光学機能部２によって導光板１の面方向に広げた光を、上方に効率良く取り出すことができる。
【００８６】
以上の導光板１の凹部１ｂに、発光素子ユニット１０が接合される。発光素子ユニット１０は、図４Ｂに示すように、液状である透光性接合部材の材料１４ａを塗布した凹部１ｂ内に、発光素子ユニット１０の一部を配置する。詳細には、発光素子ユニット１０の波長変換部１２が、凹部１ｂの底面に対向するように配置する。また、光反射性部材１６の一部は、凹部１ｂの外に位置する。
発光素子ユニット１０は、平面視において、波長変換部１２の中心と凹部１ｂの中心が一致するように配置し、透光性接合部材１４を硬化させて導光板１に接合される。
【００８７】
ここで、平面視において、凹部１ｂの内側面は、発光素子ユニット１０の外側面より大きく、凹部１ｂ内に発光素子ユニット１０の一部を配置した際、凹部１ｂの内側面と発光素子ユニット１０の外側面との間にスペースが形成される。このスペースは、凹部１ｂに塗布される未硬化状態の透光性接合部材１４で充填される。
【００８８】
また、凹部１ｂ内に塗布する透光性接合部材の材料１４ａの塗布量を調整することで、凹部１ｂの内側面と発光素子ユニット１０の外側面との間のスペースから凹部１ｂの外側まで透光性接合部材１４が押し出される。凹部１ｂから押し出される透光性接合部材１４は、図４Ｃ及び図２Ｂに示すように、光反射性部材１６の一部と接する位置まで這い上がって光反射性部材１６の一部を被覆する。さらに、透光性接合部材１４は、第２主面１ｄと接する位置まで広がって、第２主面１ｄの一部を被覆するこの状態で、透光性接合部材１４の上面は、垂直断面視において、発光素子ユニット１０の上端部から外側に向かって傾斜面が形成される。透光性接合部材１４の傾斜面は、光反射性部材１６の外側面との間でなす角を鋭角とし、好ましくは傾斜角が５°〜８５°、より好ましくは５°〜５０°となるように形成される。
【００８９】
凹部１ｂに塗布する透光性接合部材の材料１４ａの塗布量は、発光素子ユニット１０を凹部１ｂに接合する状態で、発光素子ユニット１０の外側面を被覆する透光性接合部材１４が導光板１の第２主面１ｄよりも高くなる量、すなわち凹部１ｂから外側に溢れるような量とすることができる。
【００９０】
次に、図４Ｄに示すように、導光板１の第２主面１ｄと複数の発光素子ユニット１０と複数の透光性接合部材１４を埋め込むように、封止部材の材料１３ａを形成する。封止部材の材料１３ａは、酸化チタンとシリコーン樹脂が混合された光反射性の部材である。封止部材の材料１３ａは、例えばトランスファーモールド、ポッティング、印刷、スプレー等の方法で形成する。この時、発光素子１１の電極１１ｂの上面（導光板１と反対側の面）を完全に被覆するように封止部材の材料１３ａを厚く形成する。次に、図４Ｅに示すように、封止部材の材料１３ａの一部を除去し、発光素子１１の電極１１ｂを露出させ、封止部材１３を形成する。封止部材の材料１３ａを除去する方法としては、砥石による研削、ブラスト等を用いることができる。
【００９１】
次に、図４Ｆに示すように、発光素子１１の電極１１ｂと封止部材１３上の略全面に、導光板１側からＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの金属膜１５ａをスパッタ等で形成する。
【００９２】
次に、図４Ｇに示すように、金属膜１５ａをレーザアブレーションによってパターニングし、配線１５を形成する。
【００９３】
次に、図４Ｈに示すように、この配線１５と別途準備した配線基板２０の配線層２０ｂと接着シートを間に介して圧着して接合する。この時、配線層２０ｂの一部（例えばビア）内に充填された導電性材料を加圧と加熱によって一部溶解させることで、配線１５と配線層２０ｂとを電気的に接続する。
【００９４】
図４Ｉに示すように、導光板１に設けた光学機能部２の対向位置に遮光散乱層３を設ける。遮光散乱層３は、透光性シート４の表面に接合し、透光性シート４を導光板１に積層して、光学機能部２を覆う位置に配置する。透光性シート４は導光板１の外形にほぼ等しい外形、たとえば、方形状の導光板１に方形状の透光性シート４を積層して定位置に積層する。透光性シート４は、外周縁の一部を導光板１に接合して、導光板１の定位置に積層する。方形状の透光性シート４は、方形状の１辺を導光板１に接合して、導光板１の定位置に積層する。外周縁の一部を導光板１に接合して定位置に積層した透光性シート４は、温度変化による熱変形でシワなどが発生せず、平面状を保持して導光板１の表面に配置できる。ただ、透光性シート４は、外周縁の全体を、あるいは局部的に複数カ所を導光板１に接合して、導光板１の定位置に積層することもできる。
【００９５】
透光性シート４は、ＰＥＴ等の透光性樹脂シートに白色粉末として酸化チタン粉末等の白色粉末を混合した散乱シートが好ましい。散乱シートを介して遮光散乱層３を導光板１の光学機能部２との対向面に配置する発光モジュール１００は、好ましくは、図４Ｉに示すように、遮光散乱層３を導光板１との対向面に積層する。この発光モジュール１００は、導光板１から放射される発光を遮光散乱層３で散乱し遮光することで、発光素子１１のある中央部に輝度が集中するのを緩和し、さらに散乱シートで発光モジュール１００から外部に放射する発光を均等化して輝度ムラをより効果的に抑制できるからである。遮光散乱層３は、シリコーン樹脂に６０重量％以下の酸化チタン粉末を混合して膜厚を、好ましくは１０μｍ以上であって１００μｍ以下、より好ましくし１０μｍ以上であって５０μｍ以下、最適には約２０μｍとする層が好ましい。
【００９６】
遮光散乱層３は、好ましくは、平面視において、外形を光学機能部２の外形よりも大きくする。光学機能部２の平面部１ｙよりも大きい遮光散乱層３は、光学機能部２の透過光を散乱、遮光し、輝度集中を緩和して、輝度ムラを抑制する。  
【００９７】
複数の発光素子１１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１１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１１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。
【００９８】
このような発光素子グループの例を図６Ａ及び図６Ｂに示す。この例では、図６Ａに示すように、導光板１を４列×４行の１６個の領域Ｒに分割している。この１つの領域Ｒには、それぞれ４列×４行に並べられた１６個の発光素子が備えられている。この１６個の発光素子１１は、例えば、図６Ｂに示すような４並列４直列の回路に組まれて電気的に接続されている。
【００９９】
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３０００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つの液晶ディスプレイ装置３０００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。
【０１００】
１つの発光モジュール１００は１つの配線基板２０に接合されてもよい。また、複数の発光モジュール１００が、１つの配線基板２０に接合されてもよい。これにより、外部との電気的な接続端子（例えばコネクタ２０ｅ）を集約できる（つまり、発光モジュール１つごとに用意する必要がない）ため、液晶ディスプレイ装置３０００の構造を簡易にすることができる。
【０１０１】
また、この複数の発光モジュール１００が接合された１つの配線基板２０を複数並べて一つの液晶ディスプレイ装置３０００のバックライトとしてもよい。この時、例えば、複数の配線基板２０をフレーム等に載置し、それぞれコネクタ２０ｅ等を用いて外部の電源と接続することができる。
【０１０２】
このような複数の発光モジュール１００を備える液晶ディスプレイ装置の例を図６に示す。
この例では、２つの発光モジュール１００が接合された、コネクタ２０ｅを備える配線基板２０が４つ備えられ、フレーム３０に載置されている。つまり、８つの発光モジュール１００が２行×４列に並べられている。このようにすることで、大面積の液晶ディスプレイ装置のバックライトを安価に製造することができる。
【０１０３】
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２が凹みである場合には、凹みの開口（つまり、導光板１の第１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２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。
【０１０４】
１−１．実施形態１の変形例１
図８Ａは、変形例１に係る発光モジュール３００の拡大断面図である。図８Ｂは、発光モジュール３００に用いられる導光板１の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。これ等の図において、光学機能部２を覆うように配置する遮光散乱層３０３は、外形を光学機能部２の外形に実質的に等しくしている。変形例１の発光モジュール３００は、第１主面１ｃに設けられる光学機能部２の凹部１ａを、傾斜面の傾斜角（α）を外周から中央に向かって次第に大きくする円錐台状としている。この形状の光学機能部２は、傾斜面１ｘの外周部が、光学機能部２を設けない導光板１の第１主面１ｃの平面部に接近するので、光学機能部２の外周部に近づくにしたがって輝度集中を緩和できる。したがって、光学機能部２と遮光散乱層３０３の外形を実質的に同じとしながら、輝度ムラを抑制できる。
【０１０５】
１−２．実施形態１の変形例２
図９Ａは、変形例２に係る発光モジュール４００の拡大断面図である。図９Ｂは、発光モジュール４００に用いられる導光板１の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。変形例２では、遮光散乱層４０３の外形を、光学機能部２の平面部１ｙよりも大きく、光学機能部２の外形よりも小さくしている。このような形状とすることで、光学機能部２の平面部１ｙを透過した光の輝度集中を遮光散乱層４０３で散乱し、遮光することで、輝度ムラを抑制できる。また、光学機能部２の平面部１ｙが、光学機能部２と発光素子１１や波長変換部１２との相対的な位置ずれによる輝度ムラをも解消しながら、光学機能部２に平面部１ｙを設けることで、平面部１ｙにおける輝度集中を遮光散乱層４０３で緩和しながら、発光モジュール４００としての輝度ムラを抑制できる特徴も実現する。
【０１０６】
１−３．実施形態１の変形例３
図１０Ａは、変形例３に係る発光モジュール５００の拡大断面図である。図１０Ｂは、発光モジュール５００に用いられる導光板５０１の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。図１０Ｂは、光学機能部２の凹部５０１ａが、傾斜面５０１ｘの傾斜角（α）を、外周部から中央部に向かって一定とし、中央部に平面部５０１ｙを設けた円錐台状として、遮光散乱層３の外形を光学機能部２の外形よりも大きくしている。この発光モジュール５００は、光学機能部２の透過光の輝度集中を、光学機能部２よりも大きい遮光散乱層３で緩和して輝度ムラを抑制できる。また、遮光散乱層３が光学機能部２よりも大きいので、遮光散乱層３と光学機能部２との相対的な位置ずれによる輝度ムラの低下を阻止できる特徴も実現する。
【０１０７】
１−４．実施形態１の変形例４
図１１Ａは、変形例４に係る発光モジュール６００の拡大断面図である。図１１Ｂは、発光モジュール６００に用いられる導光板６０１の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。図１１Ａは、光学機能部２の凹部６０１ａが、傾斜面６０１ｘの傾斜角（α）を、外周部から中央部に向かって傾斜角（α）を一定とし、中央部に平面部を設けない円錐状として、遮光散乱層３の外形を光学機能部２の外形よりも大きくしている。この発光モジュール６００は、光学機能部２の透過光の輝度集中を、光学機能部２よりも大きい遮光散乱層３で緩和して輝度ムラを抑制できる。また、遮光散乱層３が光学機能部２よりも大きいので、遮光散乱層３と光学機能部２との相対的な位置ずれによる輝度ムラの低下を阻止できる特徴も実現する。
【０１０８】
１−５．実施形態１の変形例５
図１２は、変形例５に係る発光モジュール７００の拡大断面図である。図１２の発光モジュール７００は、光学機能部２の凹部１ａを、中央部に平面部１ｙを設けた円錐台状とし、その開口部に中央部と外周部とで透過率が異なる遮光散乱層７０３を設けている。遮光散乱層７０３は、中央部の膜厚を外周部よりも厚くして、中央部の透過率を外周部よりも低くし、光学機能部２の中央部の輝度集中を緩和して、発光モジュール７００の輝度ムラを抑制している。この遮光散乱層７０３は、透光性シート４の表面にドットプリンタで白色粉末を含む顔料インクを塗布して設けることができる。
【０１０９】
１−６．実施形態１の変形例６
図１３は、変形例６に係る発光モジュール８００の拡大断面図である。図１３の発光モジュール８００は、光学機能部２の凹部１ａを、中央部に平面部１ｙを設けた円錐台状とし、遮光散乱層８０３を透光性シート８０４と一体構造として光学機能部２を覆う位置に配置している。この透光性シート８０４は、透光性シート８０４に添加する酸化チタンなどの白色粉末の混合率を、遮光散乱層８０３の領域で透光性シート８０４の領域よりも高くして透過率を透光性シート８０４よりも低くして、透光性シート８０４の特定領域、すなわち光学機能部２を覆う領域を遮光散乱層８０３としている。この発光モジュール８００は、導光板１との対向面を平滑面とする透光性シート８０４を導光板１に積層して、光学機能部２を覆う位置に遮光散乱層８０３を設けることができる。
【０１１０】
１−７．実施形態１の変形例７
図１４は、変形例７に係る発光モジュール９００の拡大断面図である。図１４の発光モジュール９００は、光学機能部２の凹部１ａを、中央部に平面部１ｙを設けた円錐台状とし、遮光散乱層９０３を透光性シート９０４と一体構造として光学機能部２を覆う位置に配置している。この透光性シート９０４は、透光性シート９０４に添加する酸化チタンなどの白色粉末の混合率を、遮光散乱層９０３の領域で透光性シート９０４の領域よりも高くして透過率を透光性シート４よりも低くして、透光性シート９０４の特定領域に遮光散乱層９０３を設け、さらに遮光散乱層９０３は、平面部１ｙを覆う中央部の白色粉末の混合率を外周部よりも多くして、中央部の透過率を外周部よりも低くして、光学機能部２の中央部の輝度集中を緩和して、より好ましい状態で輝度ムラを抑制している。
【０１１１】
２．実施形態２
図１５Ａは、実施形態２に係る発光モジュール１０００の拡大断面図である。図１５Ｂは、発光モジュール１０００に用いられる導光板１００１の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。実施形態２に係る発光モジュール１０００の導光板１００１は、第２主面１００１ｄに光反射凹部１００１ｇを備える。光反射凹部１００１ｇは、発光素子１１側に向いており、発光素子１１からの光を反射させる光反射面１００１ｈを備える。光反射面１００１ｈは曲面であり、２つの凹部１００１ｂの中間において最も深くなっている。実施形態２では、凹部１００１ｂ以外の第２主面１００１ｄの略全域が曲面になっている例を示しており、これにより、発光素子１１からの光を効率よく反射させることができる。ただし、これに限らず、平坦な面を有していても構わない。図１５Ａでは、光反射凹部１００１ｇの深さは、凹部１００１ｂよりも深い例を図示している。これにより、発光素子１１からの光を効率よく反射することができ、均一な面発光とすることができる。
【０１１２】
さらに、図１５Ａに示す発光モジュール１０００は、光学機能部１００２の凹部１００１ａを、傾斜面１００１ｘの傾斜角（α）が外周から中央に向かって次第に大きくする形状として、中央部に平面部１００１ｙを設けた円錐台状としている。また、発光モジュール１０００は、遮光散乱層３の外形を光学機能部１００２の外形よりも大きくしており、光学機能部１００２と遮光散乱層３との相対的な位置ずれによる輝度ムラを低減している。この発光モジュール１０００は、光学機能部１００２の透過光の輝度集中を、光学機能部１００２よりも大きい遮光散乱層３で緩和して輝度ムラを抑制できる。
【０１１３】
３．実施形態３
図１６Ａは、実施形態３に係る発光モジュール１１００の拡大断面図である。図１６Ｂは、発光モジュール１１００に用いられる導光板１１０１の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。また、図１６Ｃは、図１６Ａに示す導光板１１０１の破線で囲まれた領域を拡大した図である。実施形態３に係る発光モジュール１１００の導光板１１０１は、１つの発光素子１１に対して１つの光学機能部１１０２を備えており、光反射凹部１１０１ｇが、１つの発光素子１１に対して複数備えられている。光反射凹部１１０１ｇは、発光素子１１側に向いており、発光素子１１からの光を反射させる光反射面１１０１ｈを備える。導光板１１０１として、ここでは第１〜第４の４つの光反射凹部１１０１ｇを備える例を示している。光反射凹部１１０１ｇの数は、これに限らず２以上の複数個備えることができる。各光反射凹部１１０１ｇ内には、封止部材１３が配置される。
【０１１４】
図１６Ｂに示すように、導光板１１０１の２つの凹部１１０１ｂの中間に、第２主面１１０１ｄからの深さが最も大きい第１光反射凹部１１０１ｇａを備える。第１光反射凹部１１０１ｇａは、上面視において凹部１１０１ｂを囲むように四角環状に設けられている。その第１光反射凹部１１０１ｇａの内側に、第２光反射凹部１１０１ｇｂが配置される。さらにその内側に第３光反射凹部１１０１ｇｃが配置される。さらにその内側であって、発光素子１１に最も近い位置に第４光反射凹部１１０１ｇｄが配置されている。第１〜第４光反射凹部は、それぞれ、発光素子１１側に向いた光反射面１１０１ｈａ、１１０１ｈｂ、１１０１ｈｃ、１１０１ｈｄを備えており、これらの光反射面１１０１ｈによって発光素子１１からの光は導光板１１０１の第１主面１１０１ｃ側に向けて反射される。第１光反射凹部１１０１ｇａは、それを挟む位置に配置される２つの発光素子１１からの光を反射するために、２つの光反射面１１０１ｈａを備える。第２〜第４光反射凹部は、発光素子１１から遠い側に配置される光反射補助面１１０１ｉｂ、１１０１ｉｃ、１１０１ｉｄを備える。これらの光反射補助面１１０１ｉは、対向する位置に配置される光反射面１１０１ｈによって反射された光を反射することが可能な面である。
【０１１５】
発光素子１１から最も離れた位置に配置される第１光反射凹部１１０１ｇａは、その内側の第２光反射凹部１１０１ｇｂよりも深さが深い。これにより、発光素子１１からの光のうち、第２〜第４光反射凹部の光反射面に遮られない光を反射することができる。このように、発光素子１１に近い側に配置される光反射凹部１１０１ｇほど、深さを浅くすることで、各光反射凹部１１０１ｇの光反射面１１０１ｈを有効に利用することができる。第１光反射凹部１１０１ｇａの深さは、凹部１１０１ｂの深さよりも深いことが好ましい。これにより、発光素子１１からの光を効率よく反射して、均一な面発光とすることができる。
【０１１６】
各光反射凹部１１０１ｇの光反射面１１０１ｈの角度は、目的や用途、更に発光素子１１の配光特性や導光板１１０１の厚み等、種々の要因に応じて設計することができる。一例として、厚みが１．１ｍｍのポリカーボネート製の導光板１１０１を用いる例を示す。凹部１１０１ｂは平面視が０．５ｍｍ×０．５ｍｍの正方形であり、深さが０．１ｍｍである。隣接する凹部１１０１ｂ同士の距離は０．８ｍｍである。
【０１１７】
第１光反射凹部１１０１ｇａは深さ０．８０ｍｍであり、光反射面１１０１ｈａは、第２主面１１０１ｄに対して１６度傾斜している。第２光反射凹部１１０１ｇｂは深さ０．５０ｍｍであり、光反射面１１０１ｈｂは、第２主面１１０１ｄに対して３２度傾斜している。第３光反射凹部１１０１ｇｃは深さ０．３１ｍｍであり、光反射面１１０１ｈｃは第２主面１１０１ｄに対して４５度傾斜している。第４光反射凹部１１０１ｇｄは深さ０．１５ｍｍであり、光反射面１１０１ｈｄは第２主面１１０１ｄに対して５８度傾斜している。
【０１１８】
さらに、図１６Ａに示す発光モジュール１１００は、光学機能部１１０２の凹部１１０１ａを、開口部が四角形で、傾斜面１１０１ｘの傾斜角（α）が外周から中央に向かって次第に大きくなる形状であって、中央部に平面部１１０１ｙを設けた四角錐台形状としている。さらに、開口部の四角形の角部と、発光素子１１を含む光源部の角部とが、光軸に対して４５度ずれた位置に配置されている。また、発光モジュール１１００は、遮光散乱層３の外形を光学機能部１１０２の外形よりも大きくしており、光学機能部１１０２と遮光散乱層３との相対的な位置ずれによる輝度ムラを低減している。この発光モジュール１１００は、光学機能部１１０２の透過光の輝度集中を、光学機能部１１０２よりも大きい遮光散乱層３で緩和して輝度ムラを抑制できる。
【０１１９】
４．実施形態４
図１７は、実施形態４に係る発光モジュール１２００の拡大断面図である。この図に示す発光モジュール１２００は、光学機能部１２０２が、導光板１の凹部１ａの表面に、光反射性の材料からなる光反射層１９を備えている。このような光反射性の材料として、例えば白色の樹脂が使用できる。図１７に示す光学機能部１２０２は、導光板１に設けた凹部１ａの表面であって、傾斜面１ｘの中央部（図において上端部）から平面部１ｙの領域に、光反射性の材料を所定の厚さで設けて光反射層１９としている。ただ、光反射層は、凹部の全体に設けることも、平面部のみに設けることもできる。また、図に示す光反射層は、全体の厚さを均一にしているが、凹部の外周部から中央部に向かって次第に厚くすることもできる。光反射層は、例えば、平面部と対向する領域の厚さを一定としながら、傾斜面と対向する領域においては、外周部に向かって次第に薄く形成することもできる。
以上のように、凹部１ａの表面に光反射層１９を備える発光モジュール１２００は、光学機能部１２０２の中央部に光反射層１９を設けることと、この光学機能部１２０２を覆う遮光散乱層３との相乗効果により、中央部に輝度が集中するのをさらに緩和して輝度ムラを低減できる特長が実現できる。
【０１２０】
以上、本発明に係るいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様）
外部に光を放射する発光面となる第１主面と、第１主面と反対側にある第２主面と、を有する透光性の導光板と、
導光板の第２主面に配置されて、導光板に向かって光を照射する発光素子とを備える発光モジュールであって、
導光板は、第１主面であって発光素子から照射される光の光軸に、発光素子の発光面よりも大きい光学機能部を配置しており、
導光板の第１主面側であって発光素子の光軸には遮光散乱層が配置されており、
平面視において、遮光散乱層が光学機能部を覆っていることを特徴とする発光モジュール。
（態様２）
態様１に記載する発光モジュールであって、
導光板が、隣接して配置してなる発光素子の間であって、第２主面に区画凹部を配置しており、区画凹部は第２主面に連続する複数の傾斜面を有し、
平面視において、光学機能部の外形が区画凹部で囲まれた領域よりも小さいことを特徴とする発光モジュール。
（態様３）
態様１又は２に記載する発光モジュールであって、
発光素子と導光板との間に、発光素子の光を波長変換して前記導光板に入射する波長変換部を配置しており、
平面視において、光学機能部の外形が、波長変換部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
（態様４）
態様１ないし３のいずれかに記載する発光モジュールであって、
光学機能部が凹部であって、光学機能部の内周面が中央部に向かって発光素子に接近する傾斜面を含むことを特徴とする発光モジュール。
（態様５）
態様４に記載する発光モジュールであって、
光学機能部の傾斜面が、中央部に向かって次第に傾斜角（α）が大きくなる形状であることを特徴とする発光モジュール。
（態様６）
態様４又は５に記載する発光モジュールであって、
光学機能部が底部に平面部を有することを特徴とする発光モジュール。
（態様７）
態様６に記載する発光モジュールであって、
光学機能部の平面部が、発光素子の光軸上に配置されてなることを特徴とする発光モジュール。
（態様８）
態様１ないし７のいずれかに記載する発光モジュールであって、
導光板の第１主面に積層してなる透光性シートを有し、
透光性シートに遮光散乱層が設けられてなることを特徴とする発光モジュール。
（態様９）
態様８に記載する発光モジュールであって、
透光性シートが、透過光を散乱して透過させる散乱シートであることを特徴とする発光モジュール。
（態様１０）
態様９に記載する発光モジュールであって、
遮光散乱層が透光性シートの導光板との対向面に接合されてなることを特徴とする発光モジュール。
（態様１１）
態様６又は７に記載する発光モジュールであって、
平面視において、遮光散乱層の外形が、光学機能部に設けてなる平面部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
（態様１２）
態様１ないし１１のいずれかに記載する発光モジュールであって、
平面視において、遮光散乱層の外形が、光学機能部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本開示に係る発光モジュールは、例えば、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして利用することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
３０００…液晶ディスプレイ装置
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、
１０００、１１００、１２００…発光モジュール
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
１、２０１、５０１、６０１、１００１、１１０１…導光板
１ａ、５０１ａ、６０１ａ、１００１ａ、１１０１ａ…凹部
１ｂ、１００１ｂ、１１０１ｂ…凹部
１ｃ、１００１ｃ、１１０１ｃ…第１主面
１ｄ、２０１ｄ、１００１ｄ、１１０１ｄ…第２主面
１ｅ…区画凹部
１００１ｇ、１１０１ｇ…光反射凹部
１１０１ｇａ…第１光反射凹部
１１０１ｇｂ…第２光反射凹部
１１０１ｇｃ…第３光反射凹部
１１０１ｇｄ…第４光反射凹部
１００１ｈ、１１０１ｈ…光反射面
１１０１ｈａ、１１０１ｈｂ、１１０１ｈｃ、１１０１ｈｄ…光反射面
１１０１ｉ、１１０１ｉｂ、１１０１ｉｃ、１１０１ｉｄ…光反射補助面
１ｘ、５０１ｘ、６０１ｘ、１００１ｘ、１１０１ｘ…傾斜面
１ｙ、５０１ｙ、６０１ｙ、１００１ｙ、１１０１ｙ…平面部
２、５０２、６０２、１００２、１１０２、１２０２…光学機能部
３、３０３、４０３、７０３、８０３、９０３…遮光散乱層
４、８０４、９０４…透光性シート
１０…発光素子ユニット
１１…発光素子
１１ａ…発光面
１１ｂ…電極
１１ｃ…主発光面
１１ｄ…電極形成面
１２…波長変換部
１３…封止部材
１３ａ…封止部材の材料
１４…透光性接合部材
１４ａ…透光性接合部材の材料
１５…配線
１５ａ…金属膜
１６…光反射性部材
１７…透光性接着部材
１９…光反射層
２０…配線基板
２０ａ…基材
２０ｂ…配線層
２０ｃ…導電性部材
２０ｅ…コネクタ
３０…フレーム
４１…ベースシート
４２…プレート
【図１】
2020087889.tif 000003
【図２Ａ】
2020087889.tif 000004
【図２Ｂ】
2020087889.tif 000005
【図２Ｃ】
2020087889.tif 000006
【図３】
2020087889.tif 000007
【図４Ａ】
2020087889.tif 000008
【図４Ｂ】
2020087889.tif 000009
【図４Ｃ】
2020087889.tif 000010
【図４Ｄ】
2020087889.tif 000011
【図４Ｅ】
2020087889.tif 000012
【図４Ｆ】
2020087889.tif 000013
【図４Ｇ】
2020087889.tif 000014
【図４Ｈ】
2020087889.tif 000015
【図４Ｉ】
2020087889.tif 000016
【図５】
2020087889.tif 000017
【図６Ａ】
2020087889.tif 000018
【図６Ｂ】
2020087889.tif 000019
【図７】
2020087889.tif 000020
【図８Ａ】
2020087889.tif 000021
【図８Ｂ】
2020087889.tif 000022
【図９Ａ】
2020087889.tif 000023
【図９Ｂ】
2020087889.tif 000024
【図１０Ａ】
2020087889.tif 000025
【図１０Ｂ】
2020087889.tif 000026
【図１１Ａ】
2020087889.tif 000027
【図１１Ｂ】
2020087889.tif 000028
【図１２】
2020087889.tif 000029
【図１３】
2020087889.tif 000030
【図１４】
2020087889.tif 000031
【図１５Ａ】
2020087889.tif 000032
【図１５Ｂ】
2020087889.tif 000033
【図１６Ａ】
2020087889.tif 000034
【図１６Ｂ】
2020087889.tif 000035
【図１６Ｃ】
2020087889.tif 000036
【図１７】
2020087889.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月17日(2020.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に光を放射する発光面となる第１主面と、前記第１主面と反対側にある第２主面と、を有する透光性の導光板と、
前記導光板の第２主面に配置されて、前記導光板に向かって光を照射する発光素子とを備える発光モジュールであって、
前記導光板は、前記第１主面であって前記発光素子から照射される光の光軸に、前記発光素子の発光面よりも大きい、前記導光板に入射される光を面内に広げる機能を有する光学機能部を配置しており、
前記光学機能部が凹部であって、前記光学機能部の内周面が中央部に向かって前記発光素子に接近する傾斜面を含んでおり、
前記光学機能部が底部に平面部を有しており、
前記導光板の第１主面に積層してなる透光性シートを有し、
前記透光性シートが、透過光を散乱して透過させる散乱シートであり、
前記導光板の第１主面側であって前記発光素子の光軸には遮光散乱層が配置されており、
前記遮光散乱層が平板状で、前記透光性シートの前記導光板との対向面に接合されており、
平面視において、前記遮光散乱層が前記光学機能部を覆っていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載する発光モジュールであって、
前記導光板が、隣接して配置してなる前記発光素子の間であって、前記第２主面に区画凹部を配置しており、前記区画凹部は前記第２主面に連続する複数の傾斜面を有し、
平面視において、前記光学機能部の外形が前記区画凹部で囲まれた領域よりも小さいことを特徴とする発光モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する発光モジュールであって、
前記発光素子と前記導光板との間に、前記発光素子の光を波長変換して前記導光板に入射する波長変換部を配置しており、
平面視において、前記光学機能部の外形が、前記波長変換部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部の傾斜面と前記導光板の第１主面とがなす傾斜角度αが、中央部に向かって次第に大きくなる形状であることを特徴とする発光モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部の前記平面部が、前記発光素子の光軸上に配置されてなることを特徴とする発光モジュール。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載する発光モジュールであって、
前記透光性シートが、透過光を散乱して透過させる散乱シートであることを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載する発光モジュールであって、
平面視において、前記遮光散乱層の外形が、前記光学機能部に設けてなる前記平面部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載する発光モジュールであって、
平面視において、前記遮光散乱層の外形が、前記光学機能部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。