(57)【要約】【課題】バックライトからの出力光のムラを抑制する。【解決手段】ＬＥＤ光源基板（１）は、基板（２）と、フリップチップ型の複数個のＬＥＤ（３）と、貼り合せシート（４）と、複数枚の反射層（６）と、複数枚の反射層（６）の間を通って貼り合せシート（４）に入射した第１の光を反射するために基板（２）の上に形成された基板反射層（３５）とを備え、第１の光を反射する基板反射層（３５）の反射率が、反射層（６）に対して基板（２）と反対側から入射する第２の光を反射する反射層（６）の反射率と実質的に等しい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に実装されたフリップチップ型の複数個のＬＥＤと、
前記複数個のＬＥＤを埋めるように前記基板上に形成され、屈折率が１よりも大きい透明層と、
前記透明層上に前記複数個のＬＥＤに対応して形成された複数枚の反射層と、
前記複数枚の反射層の間を通って前記透明層に入射した第１の光を反射するために前記基板の上に形成された基板反射層とを備え、
前記第１の光を反射する前記基板反射層の反射率が、前記反射層に対して前記基板と反対側から入射する第２の光を反射する前記反射層の反射率と実質的に等しいことを特徴とするＬＥＤ光源基板。
【請求項２】
前記ＬＥＤはベアチップである請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項３】
前記基板反射層が、前記反射層と同じ材料により構成される請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項４】
前記基板反射層の厚みと前記反射層の厚みとの比率が、１以上１．５以下である請求項３に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項５】
前記基板反射層は、その端面が前記反射層の端面に対応する位置よりも前記ＬＥＤに近い位置まで延伸するように形成され、
前記基板反射層の前記端面と前記ＬＥＤとの間の隙間が０．３ｍｍよりも広い請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項６】
前記第１の光が、前記複数枚の反射層の間を前記基板に対して斜めに通って前記透明層に入射する斜入射光を含み、
前記基板反射層が、前記斜入射光を反射するために前記ＬＥＤの周りに形成される斜光反射部を有する請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項７】
前記第１の光が、前記複数枚の反射層の間を前記基板に対して実質的に垂直に通って前記透明層に入射する入射光をさらに含み、
前記基板反射層が、前記入射光を反射するための入射光反射部をさらに有し、
前記斜光反射部が前記入射光反射部よりも薄く形成される請求項６に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項８】
前記透明層が、前記ＬＥＤを埋めるように前記基板上に形成された樹脂層と、前記樹脂層の上に形成された基材とを含む請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項９】
前記樹脂層が粘着層を含む請求項８に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１０】
前記樹脂層のヘイズが３０％以下である請求項８に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１１】
前記樹脂層の屈折率が１よりも大きい請求項８に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１２】
前記樹脂層がアクリル系材料、エポキシ系材料、及びウレタン系材料のうちの少なくとも一つを含む請求項８に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１３】
前記反射層の寸法が、前記ＬＥＤの寸法の２倍以上１０倍以下である請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１４】
前記反射層が、円形状を有しており、
前記反射層の中心軸が、前記ＬＥＤの中心軸と対応する位置に配置される請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１５】
前記樹脂層の厚みが、前記ＬＥＤの厚みよりも厚い請求項８に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１６】
前記透明層が、前記ＬＥＤの実装位置に応じた凸形状を有する請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１７】
前記凸形状の高さが、前記ＬＥＤの厚みに略等しい請求項１６に記載のＬＥＤ光源基板。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７の何れか一項に記載のＬＥＤ光源基板を備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ型のＬＥＤを備えたＬＥＤ光源基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置等に付設される照明装置（バックライト）の各種光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）を用いたものが知られている。従来、表示パネルの直下に光源が配される直下型の照明装置には、表面実装型のＬＥＤが使用されてきた。ＬＥＤが実装される光源基板としては、複数のＬＥＤを同一回路基板に実装したＬＥＤ光源基板であって、モールド樹脂が複数のＬＥＤを被覆するよう跨設されているＬＥＤ光源基板が知られている。このモールド樹脂の上のＬＥＤの直上部に白色インクによる反射層が形成される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-53352号公報（2007年3月1日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤ光源基板に設けられた回路基板の表面には、回路を形成する銅箔の上に、一般にレジストと呼ばれる白色で反射率の高い絶縁層が設けられる。このレジストの反射率や色味などが、ＬＥＤの直上部のモールド樹脂上に形成された反射層の反射率や色味などと相違している場合には、回路基板を反射層側から見たときに、複数の反射層の間を通ってモールド樹脂に入射してレジストにより反射される光の反射率と、反射層に対して回路基板と反対側から入射して反射層により反射される光の反射率とが相違する。このため、レジストによる反射光と反射層による反射光との間で反射率等の分布が存在してしまう。
【０００５】
このようなＬＥＤ光源基板を備えたバックライトは、このＬＥＤ光源基板の上方に拡散シートやプリズムシート等が積層されており、ＬＥＤから発光された光を、拡散シートやプリズムシート等の屈折や反射や散乱等により回路基板の表面に戻して再利用しながら、バックライトから出力される光の均整度を高める構造を有している。
【０００６】
このため、回路基板のレジストによる反射光と反射層による反射光との間の反射率の分布があると、バックライトからの出力光が当該反射率の分布を拾ってしまい、バックライトからの出力光にムラが生じるという問題がある。
【０００７】
本発明の一態様は、バックライトからの出力光のムラを抑制することができるＬＥＤ光源基板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】
【０００８】
本発明の一態様に係るＬＥＤ光源基板は、基板と、前記基板上に実装されたフリップチップ型の複数個のＬＥＤと、前記複数個のＬＥＤを埋めるように前記基板上に形成され、屈折率が１よりも大きい透明層と、前記透明層上に前記複数個のＬＥＤに対応して形成された複数枚の反射層と、前記複数枚の反射層の間を通って前記透明層に入射した第１の光を反射するために前記基板の上に形成された基板反射層とを備え、前記第１の光を反射する前記基板反射層の反射率が、前記反射層に対して前記基板と反対側から入射する第２の光を反射する前記反射層の反射率と実質的に等しい。
【０００９】
本発明の一態様に係る照明装置は、本発明の一態様に係るＬＥＤ光源基板を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様は、バックライトからの出力光のムラを抑制することができるＬＥＤ光源基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係るＬＥＤ光源基板の断面図である。
【図２】（ａ）は上記ＬＥＤ光源基板に設けられるフリップチップ型ＬＥＤの実装状態を示す断面図であり、（ｂ）はフェースアップ型ＬＥＤの実装状態を示す断面図であり、（ｃ）は上記フリップチップ型ＬＥＤの構成を示す断面図であり、（ｄ）は上記フェースアップ型ＬＥＤの構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は上記ＬＥＤ光源基板のＬＥＤの拡大断面図であり、（ｂ）は比較例に係るＬＥＤ光源基板のＬＥＤの拡大断面図である。
【図４】（ａ）は上記ＬＥＤ光源基板の基板と貼り合せシートと反射層とに係る断面図であり、（ｂ）はその上面図である。
【図５】（ａ）は上記貼り合せシートの形成方法を示す断面図であり、（ｂ）は上記基板に貼り合せシートが形成された状態を示す断面図である。
【図６】（ａ）は上記貼り合せシートに設けられた粘着層の効果を説明するための断面図であり、（ｂ）は比較例に係る粘着層を示す断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は上記ＬＥＤ光源基板に設けられた基板反射層の効果を説明するための断面図である。
【図８】（ａ）は実施形態２に係るＬＥＤ光源基板の断面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図９】（ａ）は実施形態２に係るＬＥＤ光源基板の効果を説明するための断面図であり、（ｂ）は上記ＬＥＤ光源基板に設けられた貼り合せシートの基材を示す断面図であり、（ｃ）は比較例に係る貼り合せシートの基材を示す断面図である。
【図１０】（ａ）は実施形態３に係るＬＥＤ光源基板の断面図であり、（ｂ）は上記ＬＥＤ光源基板に設けられた基板反射層とＬＥＤとの間の関係を示す断面図であり、（ｃ）は比較例に係る基板反射層とＬＥＤとの間の関係を示す断面図であり、（ｄ）は変形例に係る基板反射層とＬＥＤとの間の関係を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は実施形態４に係るＬＥＤ光源基板の断面図であり、（ｂ）は上記ＬＥＤ光源基板に設けられた基板反射層とＬＥＤとの間の関係を示す断面図であり、（ｃ）は比較例に係る基板反射層とＬＥＤとの間の関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書において、「反射率」とは、ＪＩＳ（日本工業規格、Japanese Industrial Standards）  Ｚ  ８７２２に規定される測定方法に従って、分光測色計により測定される反射率を言う。分光測色計は、例えば、コニカミノルタ製ＣＭ−５（https://www.konicaminolta.jp/instruments/products/color/cm5/spec.html）を使用することができる。
【００１３】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係るＬＥＤ光源基板１の断面図である。ＬＥＤ光源基板１は、基板２と、基板２上に実装されたフリップチップ型の複数個のＬＥＤ３と、複数個のＬＥＤ３を埋めるように基板２上に形成された透光性を有する貼り合せシート４（透明層）と、複数個のＬＥＤ３から基板２に垂直な方向に向かってそれぞれ出射される光を抑制するために、貼り合せシート４上に複数個のＬＥＤ３に対応して形成された複数枚の反射層６とを備える。
【００１４】
そして、複数枚の反射層６の間を通って貼り合せシート４に入射した第１の光Ｌ１を反射するための基板反射層３５が基板２の上に形成される。第１の光Ｌ１を反射する基板反射層３５の反射率は、反射層６に対して基板２と反対側から入射する第２の光Ｌ２を反射する反射層６の反射率と実質的に等しい。
【００１５】
また、第１の光Ｌ１を反射する基板反射層３５の色度は、反射層６に対して基板２と反対側から入射する第２の光Ｌ２を反射する反射層６の色度と実質的に等しいと、さらに好ましい。なお、反射率が実質的に等しい範囲とは、例えば分光測色計で測定した反射率が±５％以内であり、色度が実質的に等しい範囲とは、例えば同様に分光測色計で測定したｘｙ色度座標でｘ＝±０．０１以内、かつｙ＝±０．０１以内である。
【００１６】
基板反射層３５は、反射層６と同じ材料により構成されることが好ましい。基板反射層３５の厚みと反射層６の厚みとの比率は、１以上１．５以下であることが好ましい。
【００１７】
貼り合せシート４は、ＬＥＤ３を埋めるように基板２上に形成された粘着層７（樹脂層、透明層）と、粘着層７の上に形成された基材８（透明層）とを含む。
【００１８】
粘着層７のヘイズは３０％以下であることが好ましい。粘着層７の屈折率は１よりも高いことが好ましい。粘着層７は、アクリル系材料、エポキシ系材料、及びウレタン系材料のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。
【００１９】
貼り合せシート４は、少なくとも屈折率が１よりも大きい透明層であれば良い。従って、貼り合せシート４は、必ずしも基材８が必要な訳ではなく、また、貼り合せシート４は、粘着層７の代わりに透明樹脂層や透明ゲル層等を含んでもよい。
【００２０】
反射層６の寸法は、ＬＥＤ３の寸法の２倍以上１０倍以下であることが好ましい。反射層６は、円形状を有しており、反射層６の中心軸は、ＬＥＤ３の中心軸と実質的に同じ位置に配置されることが好ましい。
【００２１】
粘着層７の厚みは、ＬＥＤ３の厚みよりも厚いことが好ましい。
【００２２】
ＬＥＤ３は、パッケージ化されていないベアチップである。ベアチップであるため発光色は単色であり、典型的には青である。または、ＲＧＢ３色のＬＥＤ３をそれぞれ並べて使用しても良い。ＬＥＤ３の素子構造は後述するフリップチップ型であって、ＬＥＤ３はバンプやハンダによってベアチップのまま基板２に直接実装されている。本実施形態では、ＬＥＤ３としてベアチップを使用したが、それに限られることはなく、パッケージ化されたＬＥＤを使用しても同様の効果が得られる。
【００２３】
基板２は、ガラスエポキシやポリイミド、アルミニウムなどを基材とする一般的な回路基板である。通常は特定の間隔をあけて複数のＬＥＤ３がマトリクス状に実装されている。ＬＥＤ３と接続される電極パッドは、基板２上に形成される配線を通して、さらに図示しないケーブル等により、電源に接続されている。電源から各ＬＥＤ３に特定の電流を制御して印加できることが好ましい。電極パッドの上には、光反射率を高めるために、基板反射層３５が設けられている。この基板反射層３５は、貼り合せシート４の上に形成された反射層６と同じ材料、及び、実質的に同じ膜厚で形成されている。
【００２４】
ＬＥＤ光源基板１は蛍光シート１３を備える。蛍光シート１３は、ＬＥＤ３から発光される光の波長を吸収して、その補色となる色の光を発光して出射光を白色化する。蛍光シート１３は、ＬＥＤ３から発光される光が青色であれば、黄色や緑色＋赤色に発光する蛍光材料を樹脂などに分散しシート化したものである。蛍光シート１３の具体的な製品としては、３Ｍ（登録商標）製ＱＤＥＦなどが存在する。ＲＧＢの３原色をそれぞれ発光する３種類のＬＥＤ３が基板２に配置されている場合等、他に白色化する方法があるのであれば不要である。パッケージ化されたＬＥＤを使用するのであれば、パッケージの封止樹脂に蛍光体を添加することにより、白色発光させることもできる。
【００２５】
ＬＥＤ光源基板１は光学シート１４をさらに備える。光学シート１４は、点（ＬＥＤ３）から発する光を均一な面光源に変えるための光学部材であり、拡散板や拡散シート、プリズムシート、偏光反射シートなどが必要に応じて使用される。
【００２６】
拡散板としては、住友化学製スミペックス（登録商標）オパール板などが、ムラけしのために光学シート１４に使用される。拡散シートとしては、株式会社ツジデン製Ｄ１１４などが、ムラけしのために光学シート１４に使用される。プリズムシートとしては、３Ｍ（登録商標）製ＢＥＦなどが、輝度を高めるために光学シート１４に使用される。偏光反射シートとしては、３Ｍ（登録商標）製ＤＢＥＦなどが、輝度を高めるために光学シート１４に使用される。
【００２７】
また、ＬＥＤ３から発光される色の光を透過し、その補色となる光を反射するように設計された誘電体ミラーシートを備えると、輝度が高まる場合がある。
【００２８】
光学シート１４は、典型的には、ＬＥＤ／誘電体ミラーシート／蛍光発光シート／拡散シート／プリズムシート／プリズムシート／偏光反射シートの順番に積層される。
【００２９】
貼り合せシート４は、ＰＥＴなどの透光性の基材８の上に、透光性の粘着層７を形成したものであって、基板２のＬＥＤ実装面に貼り合せることによって、柔らかい粘着層７が変形しながら気泡を押し出して貼り合せられている。粘着層７の屈折率は高い方が、ＬＥＤ３の発光効率が上がる効果がある。
【００３０】
ＬＥＤ光源基板１はフレーム１２をさらに備える。フレーム１２は、光学部材を保持するためのフレームであり、反射率の高い樹脂などで金型形成される。上記反射率の高い樹脂の代表的な例は白色のポリカーボネイトである。
【００３１】
図２（ａ）はＬＥＤ光源基板１に設けられるフリップチップ型のＬＥＤ３の実装状態を示す断面図であり、（ｂ）はフェースアップ型のＬＥＤ９３の実装状態を示す断面図であり、（ｃ）はフリップチップ型のＬＥＤ３の構成を示す断面図であり、（ｄ）はフェースアップ型のＬＥＤ９３の構成を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００３２】
ＬＥＤにはフェイスアップ型とフリップチップ型の二種類がある。フェイスアップ型のＬＥＤ９３は、図２（ｂ）（ｄ）に示すように、電極面が上面にあるために、基板２と電気的に接続するために、ワイヤーボンディング９２が用いられる。フリップチップ型のＬＥＤ３は、図２（ａ）（ｃ）に示すように、電極面が下面にあるために、金バンプ１５やハンダで基板２に直接実装できる。
【００３３】
本実施形態では、粘着層７を設けた貼り合せシート４をＬＥＤ３上から基板２に貼り合せるために、フェイスアップ型の場合はワイヤーボンディング９２が貼り合せの邪魔をして粘着層７に気泡が入ったり、またはワイヤーボンディング９２が切れたり他の箇所と接触したりして故障する場合がある。したがって、本実施形態ではフリップチップ型のＬＥＤ３を用いる。
【００３４】
図３（ａ）はＬＥＤ光源基板１のＬＥＤ３の拡大断面図であり、（ｂ）は比較例に係るＬＥＤ光源基板のＬＥＤ３の拡大断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００３５】
ＬＥＤ３の周辺が、空気層である場合には、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ３の発光層１７から広い角度で出射する光がサファイヤ基板１８の内面で全反射してしまうため、ＬＥＤ３内から光が出づらくなって、ＬＥＤ３の発光効率が低下することが知られている。
【００３６】
一方、ＬＥＤ３の周辺の屈折率が高いと、ＬＥＤ３の発光層１７から広い角度で出射する光がサファイヤ基板１８の内面で全反射しなくなるために、ＬＥＤ３の発光効率が向上する。ＬＥＤ３の周辺が特にサファイヤ基板１８よりも大きい屈折率（ｎ＞１．７５）の物質である場合には、サファイヤ基板１８の内面で全反射することなく、発光層１７から出射された光がすべてサファイヤ基板１８から出射するため、屈折率ｎ＞１．７５以上にすることはあまり意味がない（厳密にはさらに屈折率の高いＧａＮ層などが存在するため、まったく意味がないわけではないが、かなり薄い層なので影響は少ない）。屈折率ｎ＜１．７５の場合でも、なるべく屈折率が高い方が発光効率は向上する。このため、粘着層７が少なくとも空気より大きい屈折率を有する粘着層であれば効果があるといえる。
【００３７】
ＬＥＤ３は点灯時に高温になるために、粘着層７は高温状態でも変色などが少ない粘着層であることが好ましい。また、粘着層７は、透明性も高い方が、輝度が高まる点で好ましい。
【００３８】
上記条件に最も当てはまる粘着層７の材料は、シリコン系粘着剤である（屈折率ｎ＝約１．４１）。シリコン系粘着剤は、耐熱性にも優れており、変色は少ない。シリコン系粘着剤は若干屈折率が低い。
【００３９】
アクリル系粘着剤（屈折率ｎ＝１．４９）も、耐熱性はシリコン系粘着剤に及ばないものの、非常に高い透明性を有することから、粘着層７の材料に適用することができる。
【００４０】
なお、これらの材料をベースとして、ＴｉＯ２やＺｒＯ２などの高屈折率の金属酸化物ナノ粒子を粘着層７に分散させたり、原子屈折の高い硫黄などを導入して粘着層７の屈折率を高めることは、ＬＥＤ３の発光効率を格段に向上できる点で特に好ましい。
【００４１】
なお、当然のことながら、ＬＥＤ３は、非常に小さく（例えば０．１ｍｍ×０．２ｍｍ等）、ハンダ２０等の基板２との接続部の面積も小さいことから、何かの衝撃で基板２から剥がれてしまうことがあるが、本実施形態に従うと、貼り合せシート４の基材８がＬＥＤ３を保護している役割も果たすため、ＬＥＤ３が故障しにくいとう効果もある。
【００４２】
図４（ａ）はＬＥＤ光源基板１の基板２と貼り合せシート４と反射層６とに係る断面図であり、（ｂ）はその上面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００４３】
基板２の上には、貼り合せシート４が貼り合せてある。貼り合せシート４の表面の、ＬＥＤ３の直上付近には、反射層６が設けられる。反射層６は白色インク層により構成されることが好適である。この構成により、ＬＥＤ３から直上に向かって出射される強度の強い光を反射層６により反射して緩和できるので、輝度ムラが改善される。
【００４４】
反射層６は、ＬＥＤ３の側面から出射する光も反射できるように、ＬＥＤ３の外径寸法よりも多少大きい寸法を有することが好ましい。例えば、図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤ３の１辺の寸法をＬとすると、反射層６の寸法は２Ｌ以上１０Ｌ以下であることが好ましい。
【００４５】
反射層６の形状は、典型的には図４（ｂ）に示すように、円形であり、ＬＥＤ３の中心軸と反射層６の円形の中心軸とは実質的に一致する。このように構成することで、ＬＥＤ３から全方位に出射する光を効率的に遮蔽することができる。
【００４６】
反射層６の形成方法としては、インクジェット印刷機で白色インクを貼り合せシート４に印刷する方法がもっとも効率的である。その他、スクリーン印刷などの他の印刷方法でもよい。反射層６のその他の形成方法として、蒸着等の方法で金属薄膜を形成してもよい。
【００４７】
反射層６は、基板２の上にマトリックス状に配置された複数個のＬＥＤ３に対応してマトリックス状に複数枚設けられる。
【００４８】
ところで、基板２の表面には金属配線が設けられており、その上に、反射層６と同じ材料で基板反射層３５が形成される。したがって、反射層６の材料が導電性であると金属配線間で漏電して、基板２の不良が発生するため、反射層６は電気的に絶縁性を有する必要が有る。すなわち、アルミニウムや銀などの高反射金属材料は反射層６に使用できず、反射層６に使用できる材料はインク材料など絶縁性の材料に限られる。ただし、基板２の金属配線の上に別途絶縁層を設ける場合には、この限りではなく、反射層６は絶縁性を有する必要が無い。
【００４９】
図５（ａ）は貼り合せシート４の形成方法を示す断面図であり、（ｂ）は基板２に貼り合せシート４が形成された状態を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００５０】
図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ３が実装された基板２に対し、ＰＥＴなどの透光性の基材８上に、透光性の粘着層７を形成した貼り合せシート４を、ローラー２１などを使って貼り合せる。これにより、ＬＥＤ３の周辺の空気を容易に押し出して粘着層７で埋めることができる。多少気泡がＬＥＤ３の周辺に残ったとしても、オートクレーブを行うことで気泡を消失することができる。オートクレーブの条件は、例えば４５℃／０．５ＭＰａ／２０分等である。
【００５１】
基材８は透明性の高い材料が好ましい。例えばＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネート等である。粘着層７の材料としては、透明性が良く、基板２の面に対する粘着強度が高いものが好ましい。例えばアクリル系やエポキシ系、ウレタン系などの粘着材料が好ましい。粘着層７の粘着強度は、例えば１０Ｎ／ｃｍ以上の強度であることが好ましい。
【００５２】
ＬＥＤ３の周辺を空気界面無く密着させるためには、ある程度厚い粘着層７が必要である。ＬＥＤ３の高さをｈとすると、粘着層７の厚みがｈ以下だと、オートクレーブを行ったとしてもうまく空間が埋まらず気泡が残ってしまう場合が多い。従って、粘着層７の厚みはｈよりも厚いことが好ましい。また、貼り合せシート４の代わりとして、ＬＥＤ３が実装された基板２上に透明樹脂をスプレーなどで吹き付けること等によって、透明層を形成してもよい。
【００５３】
図６（ａ）は貼り合せシート４に設けられた粘着層７の効果を説明するための断面図であり、（ｂ）は比較例に係る粘着層９７を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００５４】
粘着層７は、なるべく透明であって、光拡散粒子などを含まない方が好ましい。もし酸化チタンなどからなる光拡散粒子などが混入している粘着層９７の場合には、その光拡散粒子の濃度にもよるが、ＬＥＤ３から発光した光が、ＬＥＤ３の近傍で光散乱してしまって、ＬＥＤ３自身に再入光したり、基板２上の反射率の低い電極パッド１６や、はんだ２０などに、ＬＥＤ３から発光した光が当たって吸光されてしまうためである。なるべく粘着層７は透明であって、一度ＬＥＤ３から出た光は遠くまで離れていくことが好ましい。具体的には粘着層７のヘイズは３０％以下であることが好ましい。
【００５５】
図７（ａ）（ｂ）はＬＥＤ光源基板１に設けられた基板反射層３５の効果を説明するための断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００５６】
本実施形態では、反射層６と基板反射層３５とが、同じ材料、及び、実質的に同じ膜厚で形成される。すなわち、本実施形態では、反射層６と基板反射層３５との反射率や色味が実質的に同じとなる。このため、ＬＥＤ光源基板１を反射層６に対して基板２と反対側の上面側から見た場合に、ＬＥＤ３は反射層６により隠されて一見ＬＥＤ３も何もないように見える。この状態がバックライトのムラの低減に大変効果があることが判明した。
【００５７】
蛍光シート１３は、ＬＥＤ３から出射された光Ｌ５を吸収して、その吸収した光Ｌ５の補色となる色を発光する。蛍光シート１３は、図７（ａ）に示すように、吸収した光Ｌ５の補色となる色を略全方位に向かって均等に発光する。つまり、蛍光シート１３が発光する光のうちの１／２は基板２側に向けて出射される。
【００５８】
蛍光シート１３が基板２側に出射した光のうち、反射層６で反射された光Ｌ２と、基板反射層３５で反射された光Ｌ１との反射率や色味が違っていると、バックライトのムラとして認識されやすいことが分かった。特に色味が違っている場合にムラは見えやすい。反射層６の色味は材料固有の特性であるため、反射層６と基板反射層３５とは同一の材料で形成されることが、最も容易であり、且つ、効果が高いため好ましい。
【００５９】
また、やむを得ず反射層６と基板反射層３５とを違う材料で構成する必要が有る場合であっても、反射層６に含まれる顔料の微調整などにより反射層６の色味と基板反射層３５の色味とを厳密に合わせ込めば、同様にバックライトのムラが低減される効果が得られる。反射率は、反射層６と基板反射層３５との材料と厚みとに依存する。材料が同じで厚みが略同等であれば、反射層６と基板反射層３５とは同様の反射率が得られる。
【００６０】
但し、厳密には、粘着層７に覆われている基板反射層３５の方が、反射層６と同じ厚みでも、反射率が反射層６よりも低くなる。従って、基板反射層３５は反射層６よりも多少膜厚が厚い方が良い場合がある。このため、基板反射層３５の厚みと反射層６の厚みとの比率は、１以上１．５以下であることが好ましい。
【００６１】
光学シート１４に含まれるプリズムシートや拡散シート、偏光反射シートも、ＬＥＤ３からの光を基板２側に戻しながら、輝度を高めたり、均整度を高める効果があるシートである。従って、蛍光シート１３の場合と同様に、反射層６の反射率や色味がムラに影響してしまう。基板反射層３５の反射率を反射層６の反射率と実質的に等しくすることにより、光学シート１４により発生するバックライトのムラも、蛍光シート１３の場合と同様に低減することができる。
【００６２】
（実施形態２）
図８（ａ）は実施形態２に係るＬＥＤ光源基板１Ａの断面図であり、（ｂ）はその平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６３】
ＬＥＤ光源基板１Ａは貼り合せシート４Ａを備える。貼り合せシート４Ａは粘着層７Ａ及び基材８Ａを有する。ＬＥＤ３の高さをｈとすると、粘着層７Ａの厚みはｈ以上２ｈ未満である。そして、基材８Ａの厚みは、２５μｍ以上２００μｍ未満である。
【００６４】
【表１】
2020188073.tif 000003
【００６５】
このように構成すると、上記（表１）、及び図８（ａ）に示すように、基材８Ａが、ＬＥＤ３に追従して変形してＬＥＤ３に対応して凸状になり、ＬＥＤ３の光取り出し効率が格段に高まることが分かった。
【００６６】
粘着層７Ａの厚みが２ｈ以上の場合には、基材８ＡはＬＥＤ３の有無にかかわらず略平坦なままとなるために、光取り出し効率の向上効果は限定的である。また、基材８Ａの厚みが２００μｍ以上の場合も、基材８ＡがＬＥＤ３に追従して変形せず平坦となるために、光取り出し効率の向上効果は限定的である。
【００６７】
図９（ａ）は実施形態２に係るＬＥＤ光源基板１Ａの効果を説明するための断面図であり、（ｂ）はＬＥＤ光源基板１Ａに設けられた貼り合せシート４Ａの基材８Ａを示す断面図であり、（ｃ）は比較例に係る貼り合せシート８４の基材８８を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６８】
基材８Ａの表面形状がＬＥＤ３を中心に凸状になった場合には、基材８Ａと空気との間の界面に、ＬＥＤ３から入射する光の角度が変わって、ＬＥＤ３から発光された光が出射し易くなりＬＥＤ３の発光効率がアップする。基材８Ａの表面形状の凹凸の高さは、ほぼＬＥＤ３の高さｈ程度になる。
【００６９】
粘着層７Ａが厚かったり、基材８Ａが厚かったりして、基材８Ａの表面形状がＬＥＤ３を中心に凸状にならなかった場合は、図９（ｃ）に示すように、基材８８の表面形状が平面となって、ＬＥＤ３の効率アップは限定的である。
【００７０】
（実施形態３）
図１０（ａ）は実施形態３に係るＬＥＤ光源基板１Ｂの断面図であり、（ｂ）はＬＥＤ光源基板１Ｂに設けられた基板反射層３５ＢとＬＥＤ３との間の関係を示す断面図であり、（ｃ）は比較例に係る基板反射層９５とＬＥＤ３との間の関係を示す断面図であり、（ｄ）は変形例に係る基板反射層３５とＬＥＤ３との間の関係を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７１】
基板反射層３５Ｂは、その端面２３が反射層６の端面２２に対応する位置よりもＬＥＤ３に近い位置になるまで延伸するように形成される。そして、基板反射層３５Ｂの端面２３とＬＥＤ３との間の隙間は０．３ｍｍよりも広い。
【００７２】
反射層６は厚みに応じて反射率が増大する。従って、ＬＥＤ光源基板１Ｂを備えたバックライトをより薄くするためには、反射層６の反射率を上げて、ＬＥＤ３から直上に向けて出射される強度の強い光を、より有効に遮蔽する必要がある。
【００７３】
基板反射層３５Ｂの厚みｄが大きい場合（厚みｄがほぼＬＥＤ３の高さｈ、例えば０．３ｍｍ等、に近い場合）には、図１０（ｃ）に示すように、基板反射層３５ＢとＬＥＤ３との間の距離Ｘが小さいと、基板反射層３５ＢとＬＥＤ３との間の隙間に粘着層７Ｂが入り込まず、オートクレーブなどを行っても、その基板反射層３５ＢとＬＥＤ３との間の隙間に噛んだ気泡が消えない場合がある。これはＬＥＤ３の出射面が空気層に接することを意味し、光の出射効率が低下する原因となる。距離Ｘは、ＬＥＤ３や基板反射層３５Ｂの厚みｄにも依存するが、０．３ｍｍ以下の場合に気泡が顕著に発生することが判明した。従ってＸ＞０．３ｍｍであることが好ましい。また距離Ｘが長すぎて、基板反射層３５Ｂの端面２３が、基材８Ｂ上に形成されている反射層６の端面２２に対応する位置よりもＬＥＤ３から離れてしまうと、基板２の基材８Ｂ側から見て電極パッド１６が露出してしまうことになるから、バックライトのムラが発生するので好ましくない。
【００７４】
基板反射層３５Ｂの厚みｄがＬＥＤ３の高さｈに比較して十分薄い場合、図１０（ｄ）に示すように、ＬＥＤ３の出射面は、空気層に接しておらず、粘着層７Ｂに埋め込まれるので、光の出射効率の低下は生じない。
【００７５】
（実施形態４）
図１１（ａ）は実施形態４に係るＬＥＤ光源基板１Ｃの断面図であり、（ｂ）はＬＥＤ光源基板１Ｃに設けられた基板反射層３５ＣとＬＥＤ３との間の関係を示す断面図であり、（ｃ）は比較例に係る基板反射層９５ＢとＬＥＤ３との間の関係を示す断面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７６】
複数枚の反射層６の間を通って貼り合せシート４Ｃに入射する第１の光Ｌ１は、反射層６の間を基板２に対して斜めに通って貼り合せシート４Ｃに入射する斜入射光Ｌ３と、反射層６の間を基板２に対して実質的に垂直に通って貼り合せシート４Ｃに入射する入射光Ｌ４とを含む。
【００７７】
基板反射層３５Ｃは、斜入射光Ｌ３を反射するためにＬＥＤ３の周りに形成される斜光反射部２４と、入射光Ｌ４を反射するための入射光反射部２５とを有する。斜光反射部２４は入射光反射部２５よりも薄く形成される。
【００７８】
このように、ＬＥＤ３の近辺の基板反射層３５Ｃに、厚みの薄い斜光反射部２４を設けるとさらに効果的である。斜光反射部２４を設けないと、図１１（ｃ）に示すように、電極パッド１６やＬＥＤ３等が斜めから見えてしまうからである。斜光反射部２４を設けると、基板２を斜めから見たときの斜入射光Ｌ３の反射率も略一定にすることができるので、斜め視野でのバックライトのムラも効果的に低減することが可能である。
【００７９】
このような厚みの異なる斜光反射部２４及び入射光反射部２５を有する基板反射層３５Ｃは、まずＬＥＤ３の周囲に近接したエッジを有するパターンで薄い反射層を作成した後、ＬＥＤ３から離れたエッジを有するパターンで厚い反射層を形成することによって、特に問題なく形成可能である。
【００８０】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、基板２と、前記基板２上に実装されたフリップチップ型の複数個のＬＥＤ３と、前記複数個のＬＥＤ３を埋めるように前記基板２上に形成され、屈折率が１よりも大きい透明層（貼り合せシート４・４Ａ・４Ｂ・４Ｃ）と、前記透明層（貼り合せシート４・４Ａ・４Ｂ・４Ｃ）上に前記複数個のＬＥＤ３に対応して形成された複数枚の反射層６と、前記複数枚の反射層６の間を通って前記透明層（貼り合せシート４・４Ａ・４Ｂ・４Ｃ）に入射した第１の光Ｌ１を反射するために前記基板２の上に形成された基板反射層３５・３５Ｂ・３５Ｃとを備え、前記第１の光Ｌ１を反射する前記基板反射層３５・３５Ｂ・３５Ｃの反射率が、前記反射層６に対して前記基板２と反対側から入射する第２の光Ｌ２を反射する前記反射層６の反射率と実質的に等しい。
【００８１】
上記の構成によれば、複数枚の反射層の間を通って前記透明層に入射した第１の光と、反射層に対して前記基板と反対側から入射する第２の光とが同じ反射率で反射される。このため、基板反射層により反射された第１の光と、反射層により反射された第２の光との間で反射率の分布が発生しない。この結果、ＬＥＤ光源基板を備えたバックライトからの出力光のムラを抑制することができる。
【００８２】
本発明の態様２に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様１において、前記ＬＥＤ３はベアチップであることが好ましい。
【００８３】
上記の構成によれば、ベアチップ型ＬＥＤを有するＬＥＤ光源基板を備えたバックライトからの出力光のムラを抑制することができる。
【００８４】
本発明の態様３に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様１において、前記基板反射層３５・３５Ｂ・３５Ｃが、前記反射層６と同じ材料により構成されることが好ましい。
【００８５】
上記の構成によれば、基板反射層の反射率と反射層の反射率とが実質的に同じになる。
【００８６】
本発明の態様４に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様３において、前記基板反射層３５・３５Ｂ・３５Ｃの厚みと前記反射層６の厚みとの比率が、１以上１．５以下であることが好ましい。
【００８７】
上記の構成によれば、基板反射層の反射率と反射層の反射率とを厳密に同じに近づけることができる。
【００８８】
本発明の態様５に係るＬＥＤ光源基板１Ｂは、上記態様１において、前記基板反射層３５Ｂは、その端面２３が前記反射層６の端面２２に対応する位置よりも前記ＬＥＤ３に近い位置まで延伸するように形成され、前記基板反射層３５Ｂの前記端面２３と前記ＬＥＤ３との間の隙間（距離Ｘ）が０．３ｍｍよりも広いことが好ましい。
【００８９】
上記の構成によれば、基板反射層の端面とＬＥＤとの間の隙間における気泡の発生を抑制することができる。
【００９０】
本発明の態様６に係るＬＥＤ光源基板１Ｃは、上記態様１において、前記第１の光Ｌ１が、前記複数枚の反射層６の間を前記基板２に対して斜めに通って前記透明層（貼り合せシート４Ｃ）に入射する斜入射光Ｌ３を含み、前記基板反射層３５Ｃが、前記斜入射光Ｌ３を反射するために前記ＬＥＤ３の周りに形成される斜光反射部２４を有することが好ましい。
【００９１】
上記の構成によれば、ＬＥＤ光源基板を備えたバックライトからの出力光の斜め視野でのムラを効果的に低減することができる。
【００９２】
本発明の態様７に係るＬＥＤ光源基板１Ｃは、上記態様６において、前記第１の光Ｌ１が、前記複数枚の反射層６の間を前記基板２に対して実質的に垂直に通って前記透明層（貼り合せシート４Ｃ）に入射する入射光Ｌ４をさらに含み、前記基板反射層３５Ｃが、前記入射光Ｌ４を反射するための入射光反射部２５をさらに有し、前記斜光反射部２４が前記入射光反射部２５よりも薄く形成されることが好ましい。
【００９３】
上記の構成によれば、上記バックライトからの出力光の斜め視野でのムラをさらに効果的に低減することができる。
【００９４】
本発明の態様８に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様１において、前記透明層（貼り合せシート４・４Ａ・４Ｂ・４Ｃ）が、前記ＬＥＤ３を埋めるように前記基板２上に形成された樹脂層（粘着層７・７Ａ・７Ｂ・７Ｃ）と、前記樹脂層（粘着層７・７Ａ・７Ｂ・７Ｃ）の上に形成された基材８・８Ａ・８Ｂ・８Ｃとを含むことが好ましい。
【００９５】
上記の構成によれば、ＬＥＤが実装された基板に対し、基材上に樹脂層を形成した貼り合せシートを、ローラーなどを使って容易に貼り合せることができる。
【００９６】
本発明の態様９に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様８において、前記樹脂層が粘着層７・７Ａ・７Ｂ・７Ｃを含むことが好ましい。
【００９７】
上記の構成によれば、粘着層の高い屈折率によりＬＥＤの発光効率が向上する。
【００９８】
本発明の態様１０に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様８において、前記樹脂層（粘着層７・７Ａ・７Ｂ・７Ｃ）のヘイズが３０％以下であることが好ましい。
【００９９】
上記の構成によれば、ＬＥＤから発光した光が、ＬＥＤの近傍で光散乱することを抑制することができる。
【０１００】
本発明の態様１１に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様８において、前記樹脂層（粘着層７・７Ａ・７Ｂ・７Ｃ）の屈折率が１よりも大きいことが好ましい。
【０１０１】
上記の構成によれば、粘着層の高い屈折率によりＬＥＤ３発光効率が向上する。
【０１０２】
本発明の態様１２に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様８において、前記樹脂層（粘着層７・７Ａ・７Ｂ・７Ｃ）がアクリル系材料、エポキシ系材料、及びウレタン系材料のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。
【０１０３】
上記の構成によれば、樹脂層の透明性を高めることができるし、樹脂層の基板に対する粘着強度を高めることができる。
【０１０４】
本発明の態様１３に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様１において、前記反射層６の寸法が、前記ＬＥＤ３の寸法の２倍以上１０倍以下であることが好ましい。
【０１０５】
上記の構成によれば、ＬＥＤの側面から出射する光も反射層６により反射することができる。
【０１０６】
本発明の態様１４に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様１において、前記反射層６が、円形状を有しており、前記反射層６の中心軸が、前記ＬＥＤ３の中心軸と対応する位置に配置されることが好ましい。
【０１０７】
上記の構成によれば、ＬＥＤから全方位に出射する光を反射層により効率的に遮蔽することができる。
【０１０８】
本発明の態様１５に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様８において、前記樹脂層（粘着層７・７Ａ・７Ｂ・７Ｃ）の厚みが、前記ＬＥＤ３の厚みよりも厚いことが好ましい。
【０１０９】
上記の構成によれば、ＬＥＤを空気との間の界面無く樹脂層と密着させることができる。
【０１１０】
本発明の態様１６に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様１において、前記透明層（貼り合せシート４・４Ａ・４Ｂ・４Ｃ）が、前記ＬＥＤ３の実装位置に応じた凸形状を有することが好ましい。
【０１１１】
上記の構成によれば、ＬＥＤの光取り出し効率を格段に高めることができる。
【０１１２】
本発明の態様１７に係るＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃは、上記態様１６において、前記凸形状の高さが、前記ＬＥＤ３の厚みに略等しいことが好ましい。
【０１１３】
上記の構成によれば、貼り合せシートと空気との間の界面にＬＥＤから入射する光の角度が、凸形状でない場合に比べて変化する。このため、上記界面にＬＥＤから入射する光の全反射が抑制される。この結果、ＬＥＤから発光された光が貼り合せシートを通って出射し易くなりＬＥＤ３の発光効率がアップする。
【０１１４】
本発明の態様１８に係る照明装置は、上記態様１から１７の何れか一態様におけるＬＥＤ光源基板１・１Ａ・１Ｂ・１Ｃを備える。
【０１１５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  ＬＥＤ光源基板
２  基板
３  ＬＥＤ
４  貼り合せシート（透明層）
６  反射層
７  粘着層（樹脂層、透明層）
８  基材（透明層）
２２  端面
２３  端面
２４  斜光反射部
２５  入射光反射部
３５  基板反射層
Ｌ１  第１の光
Ｌ２  第２の光
Ｌ３  斜入射光
Ｌ４  入射光
【図１】
2020188073.tif 000004
【図２】
2020188073.tif 000005
【図３】
2020188073.tif 000006
【図４】
2020188073.tif 000007
【図５】
2020188073.tif 000008
【図６】
2020188073.tif 000009
【図７】
2020188073.tif 000010
【図８】
2020188073.tif 000011
【図９】
2020188073.tif 000012
【図１０】
2020188073.tif 000013
【図１１】
2020188073.tif 000014