(57)【要約】【課題】薄型の液晶表示装置に搭載される好適なバックライト光源を提供すること。【解決手段】基板上に載置された発光ダイオードと、前記発光ダイオードを覆うドーム状に形成され、高さＬ１を有する第１光学樹脂と、前記発光ダイオードが放射した光を拡散させる拡散材料が混入された光学樹脂を用いて前記第１光学樹脂上に柱状に形成され、高さＬ２（＞Ｌ１）を有する第２光学樹脂と、を備える、照明装置が提供される。【選択図】図５
2010114406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に載置された発光ダイオードと、
前記発光ダイオードを覆うドーム状に形成され、高さＬ１を有する第１光学樹脂と、
前記発光ダイオードが放射した光を拡散させる拡散材料が混入された光学樹脂を用いて前記第１光学樹脂上に柱状に形成され、高さＬ２（＞Ｌ１）を有する第２光学樹脂と、
を備える、照明装置。
【請求項２】
前記第２光学樹脂は、連続して閉曲線を描くように前記第１光学樹脂の表面に塗布された撥水材の内側に前記光学樹脂をポッティングすることで形成される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１光学樹脂は、連続して閉曲線を描くように前記基板上に塗布された撥水材の内側に拡散材料が混入されていない光学樹脂をポッティングすることで形成され、
前記第２光学樹脂は、連続して閉曲線を描くように前記第１光学樹脂の表面に塗布された撥水材と前記基板上に塗布された撥水材との間に前記拡散材料が混入された光学樹脂をポッティングすることで形成される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２光学樹脂は、前記光学樹脂がポッティングされ、当該光学樹脂が硬化する前に、所定方向にかけられる加速度又は重力により延伸されて前記柱状に形成される、請求項２又は３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記発光ダイオード、前記第１光学樹脂、及び前記第２光学樹脂により発光ユニットが形成され、
赤色に対応する１つの前記発光ユニット、青色に対応する１つの前記発光ユニット、及び緑色に対応する２つの前記発光ユニットにより発光ダイオードクラスタが形成され、
複数の前記発光ダイオードクラスタが縦方向ピッチ１０ｍｍ〜２０ｍｍ、かつ、横方向ピッチ２５ｍｍ〜３５ｍｍで千鳥格子状に配列された、請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記発光ダイオードクラスタは、前記各発光ユニットの中心を結んだ線が平行四辺形を成し、当該平行四辺形のいずれの２辺が成す角も９０度ではない、請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１光学樹脂は、前記第１光学樹脂の中心軸が前記発光ダイオードの中心軸から所定距離だけずれるように形成される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第２光学樹脂は、前記第１光学樹脂と同じ樹脂材料に対し、粒径が３μｍ〜１２μｍの粒子で構成される拡散材が３０％〜８０％の重量比で混入された光学樹脂を用いて形成される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
前記基板には、所定角度だけ折り曲げ可能な折り曲げ領域が形成されており、
前記発光ダイオードは前記折り曲げ領域に形成されており、
前記折り曲げ領域が所定角度だけ折り曲げられている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
基板上に載置された発光ダイオードと、
前記発光ダイオードを覆うドーム状に形成され、高さＬ１を有する第１光学樹脂と、前記発光ダイオードが放射した光を拡散させる拡散材料が混入された光学樹脂を用いて前記第１光学樹脂上に柱状に形成され、高さＬ２（＞Ｌ１）を有する第２光学樹脂と、により形成される照明装置をバックライト光源として搭載する、液晶表示装置。
【請求項１１】
深さＬ１を有するドーム状の第１凹部、及び当該第１凹部の最深部から柱状に形成された深さＬ２（＞Ｌ１）の第２凹部を有する金型に対し、光を拡散させる拡散材料が混入された光学樹脂を前記第２凹部に供給する第１工程と、
前記第１凹部が満たされるまで所定の光学樹脂を供給する第２工程と、
発光ダイオードが載置された基板で前記第１凹部を封止すると共に、前記第２工程で供給された光学樹脂に前記発光ダイオードを挿入する第３工程と、
前記光学樹脂が硬化することで一体に成型された当該光学樹脂、前記発光ダイオード、及び前記基板を前記金型から分離する第４工程と、
を含む、照明装置の製造方法。
【請求項１２】
前記金型の表面には、撥水コーティングが施されている、請求項１１に記載の照明装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１凹部の縁部に樹脂製のパッキンが設けられている、請求項１１に記載の照明装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第３工程において前記第１凹部が封止された後で前記光学樹脂が加熱される工程をさらに含む、請求項１１に記載の照明装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、液晶表示装置、及び照明装置の製造方法に関する。特に、発光ダイオードを光源に用いた照明装置、及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）、携帯電話、携帯情報端末、携帯ゲーム機等に用いられる表示装置には、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が広く利用されるようになってきている。通常、液晶表示装置には、カラーフィルタを有する透過型の液晶表示パネル、及びこの液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト装置が設けられている。液晶表示装置においては、バックライト装置から発せられた光が液晶表示パネルに照射され、液晶表示パネルにより選択的に透過された光が映像として出力される。バックライト装置の光源には、例えば、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）や発光ダイオード発光ダイオード（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）が用いられる。
【０００３】
特に、発光ダイオードは、消費電力が低く、かつ、色再現性が高いため、バックライト装置の光源に有用である。バックライト装置の光源に発光ダイオードを用いる場合、光の三原色である赤色、緑色、青色に対応する３種類の発光ダイオードが組み合わせて用いられる。つまり、３種類の発光ダイオードから発せられた赤色光、緑色光、青色光が混合されて生成される白色光が液晶表示パネルに照射される。発光ダイオードを用いると、色純度の高い白色光が得られるため、ＣＣＦＬを用いる場合に比べて出力光の色再現範囲を大きく広げることができる。また、発光ダイオードの出力は比較的高いため、高出力の発光ダイオードを用いることでバックライト装置の輝度を高めることができる。
【０００４】
しかしながら、個々の発光ダイオードは点光源であるため、液晶表示パネルを透過して出力される光には輝度むらや色むらが発生してしまうことがある。例えば、液晶表示パネルに対して発光ダイオードから発せられた光が垂直に入射されるように、発光ダイオードが液晶表示パネルの直下に配置されるような状況において輝度むらや色むらが発生する。このような輝度むらや色むらの発生を抑制するために、例えば、下記の特許文献１には、発光ダイオードの直上に発せられる光を拡散させるために、拡散材料が混入された光学樹脂により発光ダイオードの上面部を覆う構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８６９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液晶表示装置の厚みが薄くなると、単純に直上方向への照明光を拡散するだけでは足りず、拡散光を直上周辺に均一に拡散させることが求められる。発光ダイオードが載置される基板と液晶表示パネルの対向面との間の距離を光学距離と定義すると、光学距離が十分に短くなるにつれ、同じ方向に発せられた光が液晶表示パネルに達するまで平均行程は短くなる。そのため、隣接する複数の発光ダイオードから発せられた光が混合される領域が狭くなる。つまり、高い色純度の白色光を効率良く取り出すには、上記の平均行程を延ばしつつ、三原色が混合される領域を絞り込むことが有用である。そこで、各色光の発光ダイオードから発せられる光の放射方向、及び拡散方向を制御し、輝度むらや色むらの発生を抑制しつつ、取り出し効率を高めることが求められている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、光学距離が短い場合でも、輝度むらや色むらを抑え、光の取り出し効率を向上させることが可能な、新規かつ改良された照明装置、及び液晶表示装置を提供することにある。さらに、本発明の目的とするところは、このような照明装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基板上に載置された発光ダイオードと、前記発光ダイオードを覆うドーム状に形成され、高さＬ１を有する第１光学樹脂と、前記発光ダイオードが放射した光を拡散させる拡散材料が混入された光学樹脂を用いて前記第１光学樹脂上に柱状に形成され、高さＬ２（＞Ｌ１）を有する第２光学樹脂と、を備える、照明装置が提供される。
【０００９】
また、前記第２光学樹脂は、連続して閉曲線を描くように前記第１光学樹脂の表面に塗布された撥水材の内側に前記光学樹脂をポッティングすることで形成されるものであってもよい。
【００１０】
また、前記第１光学樹脂は、連続して閉曲線を描くように前記基板上に塗布された撥水材の内側に拡散材料が混入されていない光学樹脂をポッティングすることで形成されるものであってもよい。この場合、前記第２光学樹脂は、連続して閉曲線を描くように前記第１光学樹脂の表面に塗布された撥水材と前記基板上に塗布された撥水材との間に前記拡散材料が混入された光学樹脂をポッティングすることで形成される。
【００１１】
また、前記第２光学樹脂は、前記光学樹脂がポッティングされ、当該光学樹脂が硬化する前に、所定方向にかけられる加速度又は重力により延伸されて前記柱状に形成されるものであってもよい。
【００１２】
また、上記の照明装置は、前記発光ダイオード、前記第１光学樹脂、及び前記第２光学樹脂により発光ユニットが形成され、赤色に対応する１つの前記発光ユニット、青色に対応する１つの前記発光ユニット、及び緑色に対応する２つの前記発光ユニットにより発光ダイオードクラスタが形成され、複数の前記発光ダイオードクラスタが縦方向ピッチ１０ｍｍ〜２０ｍｍ、かつ、横方向ピッチ２５ｍｍ〜３５ｍｍで千鳥格子状に配列されていてもよい。
【００１３】
また、前記発光ダイオードクラスタは、前記各発光ユニットの中心を結んだ線が平行四辺形を成し、当該平行四辺形のいずれの２辺が成す角も９０度ではない構成を有していてもよい。
【００１４】
また、前記第１光学樹脂は、前記第１光学樹脂の中心軸が前記発光ダイオードの中心軸から所定距離だけずれるように形成されるものであってもよい。
【００１５】
また、前記第２光学樹脂は、前記第１光学樹脂と同じ樹脂材料に対し、粒径が３μｍ〜１２μｍの粒子で構成される拡散材が３０％〜８０％の重量比で混入された光学樹脂を用いて形成されるものであってもよい。
【００１６】
また、前記基板には、所定角度だけ折り曲げ可能な折り曲げ領域が形成されており、前記発光ダイオードは前記折り曲げ領域に形成されており、前記折り曲げ領域が所定角度だけ折り曲げられていてもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基板上に載置された発光ダイオードと、前記発光ダイオードを覆うドーム状に形成され、高さＬ１を有する第１光学樹脂と、前記発光ダイオードが放射した光を拡散させる拡散材料が混入された光学樹脂を用いて前記第１光学樹脂上に柱状に形成され、高さＬ２（＞Ｌ１）を有する第２光学樹脂と、により形成される照明装置をバックライト光源として搭載する、液晶表示装置が提供される。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、深さＬ１を有するドーム状の第１凹部、及び当該第１凹部の最深部から柱状に形成された深さＬ２（＞Ｌ１）の第２凹部を有する金型に対し、光を拡散させる拡散材料が混入された光学樹脂を前記第２凹部に供給する第１工程と、前記第１凹部が満たされるまで所定の光学樹脂を供給する第２工程と、発光ダイオードが載置された基板で前記第１凹部を封止すると共に、前記第２工程で供給された光学樹脂に前記発光ダイオードを挿入する第３工程と、前記光学樹脂が硬化することで一体に成型された当該光学樹脂、前記発光ダイオード、及び前記基板を前記金型から分離する第４工程と、を含む、照明装置の製造方法が提供される。
【００１９】
また、前記金型の表面には、撥水コーティングが施されていてもよい。
【００２０】
また、前記第１凹部の縁部に樹脂製のパッキンが設けられていてもよい。
【００２１】
また、前記第３工程において前記第１凹部が封止された後で前記光学樹脂が加熱される工程をさらに含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、光学距離が短い場合でも、輝度むらや色むらを抑え、光の取り出し効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの構造を示す説明図である。
【図２】同実施形態に係るバックライト装置の構造を示す説明図である。
【図３】同実施形態に係る液晶表示装置の構造を示す説明図である。
【図４】同実施形態の液晶表示装置に係る駆動回路の構成を示す説明図である。
【図５】同実施形態に係る発光ダイオード装置の一構成例を示す説明図である。
【図６】同実施形態に係る発光ダイオード装置の一構成例を示す説明図である。
【図７】同実施形態の一構成例により得られる輝度の角度分布を示す説明図である。
【図８】同実施形態の説明に用いられる光学距離の定義を示す説明図である。
【図９】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図１０】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図１１】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図１２】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図１３】同実施形態に係る発光ダイオード装置の一構成例を示す説明図である。
【図１４】同実施形態に係る発光ダイオード装置の一構成例を示す説明図である。
【図１５】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図１６】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図１７】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図１８】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図１９】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図２０】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図２１】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図２２】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図２３】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図２４】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図２５】同実施形態の光学樹脂形成方法で形成された形成物の実例である。
【図２６】同実施形態に係る発光ダイオード装置の一構成例を示す説明図である。
【図２７】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図２８】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図２９】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図３０】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図３１】同実施形態に係る発光ダイオードクラスタの構成例を示す説明図である。
【図３２】同実施形態に係る発光ダイオードクラスタの構成例を示す説明図である。
【図３３】同実施形態に係る発光ダイオードクラスタの構成例を示す説明図である。
【図３４】同実施形態に係る発光ダイオードクラスタの構成例を示す説明図である。
【図３５】同実施形態に係る発光ダイオードクラスタの実装方法の一例を示す説明図である。
【図３６】同実施形態に係る発光ダイオードクラスタの実装方法の一例を示す説明図である。
【図３７】同実施形態に係る発光ダイオードクラスタの実装方法の一例を示す説明図である。
【図３８】同実施形態の一構成例により得られる輝度分布を示す説明図である。
【図３９】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４０】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４１】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４２】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４３】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４４】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４５】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４６】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４７】同実施形態に係る光学樹脂の形成方法を用いて形成された発光ダイオード装置により得られる輝度分布を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係る技術は、薄型の液晶表示装置に搭載されるバックライト光源に関し、特に、発光ダイオードをバックライト光源として用いる液晶表示装置に関する。また、本実施形態に係る技術は、光学距離が短い薄型の液晶表示装置においても、輝度むらや色むらを抑え、光の取り出し効率を向上させるための技術に関するものである。以下、本実施形態に係る液晶表示装置１００について詳細に説明する。特に、液晶表示装置１００に搭載される発光ダイオード装置１８４等について、具体例を挙げながら、その構成及び形成方法等について順次説明していくことにする。
【００２６】
（説明項目）
１：液晶表示装置１００の構造について（図１〜図４）
２：発光ダイオード装置１８４の構成例について（図５〜図１２）
３：光学樹脂の形成方法について（図１３〜図２９）
４：発光ダイオードクラスタ２４０の構成例について（図３０〜図３８）
５：光学樹脂の他の形成方法について（図３９〜図４７）
【００２７】
［１：液晶表示装置１００の構造について（図１〜図４）］
本実施形態に係る液晶表示装置１００の構造について説明する。まず、図１を参照しながら、液晶表示装置１００に搭載される液晶表示パネル１１０の構造について説明する。次いで、図２を参照しながら、液晶表示装置１００に搭載されるバックライト装置１５０の構造について説明する。次いで、図３を参照しながら、液晶表示パネル１１０、及びバックライト装置１５０を含む液晶表示装置１００の構造について説明する。次いで、図４を参照しながら、液晶表示装置１００に搭載される駆動回路の構成例について説明する。
【００２８】
上記の通り、液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１１０、及びバックライト装置１５０を有する。また、バックライト装置１５０は、液晶表示パネル１１０の背面側に設けられている。なお、液晶表示装置１００は、地上波放送の受信チューナや衛星波放送の受信チューナ等を搭載していてもよい。さらに、液晶表示装置１００は、これらの受信チューナで受信した映像信号や音声信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部を搭載していてもよい。そして、液晶表示装置１００は、信号処理部から出力された音声信号を出力するための音声出力部を搭載していてもよい。
【００２９】
（液晶表示パネル１１０の構造について）
さて、図１に示すように、液晶表示パネル１１０は、ガラス等で形成された２枚の透明な基板（ＴＦＴ基板１１４、対向電極基板１１２）を有している。また、対向配置されたＴＦＴ基板１１４、及び対向電極基板１１２の間隙には、液晶層１１６が形成される。液晶層１１６には、例えば、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶が封入される。
【００３０】
ＴＦＴ基板１１４には、複数の信号線１２４及び走査線１２６がマトリックス状に配列されている。信号線１２４と走査線１２６との交点には、画素電極１３０、及び薄膜トランジスタ１３２が形成されている。但し、図１においては、画素電極１３０、及び薄膜トランジスタ１３２の詳細な構成が明示されていない点に注意されたい。薄膜トランジスタ１３２は、個々の画素に対応するスイッチング素子である。薄膜トランジスタ１３２は、走査線１２６を流れる走査信号により選択される。走査信号により画素が選択されると、その画素に対応する薄膜トランジスタ１３２は、その画素に対応する画素電極１３０に対して信号線１２４から供給される映像信号を書き込む。
【００３１】
また、対向電極基板１１２には、ＴＦＴ基板１１４に対向する面に、対向電極１２８及びカラーフィルタ１２２が形成されている。カラーフィルタ１２２は、各画素に対応する複数のセグメントに分割されている。さらに、カラーフィルタ１２２は、三原色である赤色、緑色、青色に対応して赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、青色フィルタＢに分割されている。カラーフィルタ１２２の配列パターンとしては、例えば、ストライプ配列パターン、デルタ配列パターン、正方配列パターン等がある。
【００３２】
また、液晶表示パネル１１０は、２枚の偏光板１１８、１２０を有する。偏光板１１８、１２０は、対向電極基板１１２、液晶層１１６、ＴＦＴ基板１１４で形成される積層構造を挟み込むようにして配置される。そのため、後述するバックライト装置１５０により発せられた白色光は、偏光板１２０を通じてＴＦＴ基板１１４に入射され、液晶層１１６、対向電極基板１１２、及び偏光板１１８を順に通過する。このとき、液晶表示パネル１１０がアクティブマトリクス方式で駆動されることでフルカラー映像が表示される。
【００３３】
以上、図１を参照しながら、液晶表示パネル１１０の構造について簡単に説明した。次に、図２を参照しながら、バックライト装置１５０について説明する。
【００３４】
（バックライト装置１５０の構造について）
図２に示すように、バックライト装置１５０は、筐体部１５２と、拡散板１５４と、拡散シート１５６と、プリズムシート１５８と、偏光変換シート１６０とにより構成されている。但し、筐体部１５２の構造については後述する。また、拡散シート１５６、プリズムシート１５８、偏光変換シート１６０を纏めて光学機能シート群と呼ぶ場合がある。
【００３５】
上記の通り、バックライト装置１５０は、液晶表示パネル１１０を背面側から照明するものである。筐体部１５２は、内部に各色の光源を有する。また、拡散板１５４、拡散シート１５６、プリズムシート１５８、偏光変換シート１６０は、筐体部１５２の内部に設けられた各色の光源が発する光を混色させるために設けられている。なお、拡散シート１５６は、拡散板１５４に載置される。プリズムシート１５８は、拡散シート１５６に載置される。偏光変換シート１６０は、プリズムシート１５８に載置される。
【００３６】
拡散板１５４は、筐体部１５２から出射された光を内部で拡散させる。そのため、拡散板１５４が設けられることで、面発光における輝度の均一化が図られる。光学機能シート群は、例えば、入射光を２つの直交偏光成分に分解する機能、光波の位相差を補償して広角視野角化や着色防止を図る機能、入射光を拡散させる機能、輝度向上を図る機能等を備える。つまり、光学機能シート群は、筐体部１５２から発せられた光の光学特性を液晶表示パネル１１０の照明に適した光学特性に変換するものである。そのため、このような変換機能が実現されるのであれば、図２に示した光学機能シート群の構成に限定されない。
【００３７】
以上、図２を参照しながら、バックライト装置１５０の構造について簡単に説明した。ここで、筐体部１５２の構成について説明を補足する。
【００３８】
筐体部１５２の内部には、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発光する３種類の発光ダイオードが設けられている。例えば、赤色光の発光ダイオードから発光される光は、６４０ｎｍ程度の波長を有する。また、緑色光の発光ダイオードから発光される光は、５３０ｎｍ程度の波長を有する。そして、青色光の発光ダイオードから発光される光は、４５０ｎｍ程度の波長を有する。但し、赤色光の発光ダイオードから発せられる光のピーク波長を長波長側へシフトさせたり、青色光の発光ダイオードから発せられる光のピーク波長を短波長側へシフトさせたりして色域を広げる調整が施されていてもよい。このような色域の調整を行うことにより、液晶表示パネル１１０に表示される画像の色再現範囲を拡大することができる。なお、各発光ダイオードの配置方法については様々なパターンが考えられる。その一例については後述する。また、各発光ダイオードから発せられた光の利用効率を高めるため、筐体部１５２の内壁面には反射加工が施されていてもよい。
【００３９】
以上、筐体部１５２の構成について簡単に補足説明を行った。次に、図３を参照しながら、筐体部１５２の内部構造及び液晶表示装置１００の全体的な構造について説明する。
【００４０】
（液晶表示装置１００の構造について）
図３に示すように、液晶表示装置１００は、主に、図１に示した液晶表示パネル１１０、及び図２に示したバックライト装置１５０により構成される。また、液晶表示パネル１１０、及びバックライト装置１５０の一部は、ガイド部材１７２、外部フレーム１７４、内部フレーム１７６、内壁面１７８、ブラケット部材１８０を用いて固定されている。
【００４１】
外部フレーム１７４は、液晶表示装置１００の外部筐体を成すものである。外部フレーム１７４の内側には、内部フレーム１７６が設けられている。液晶表示パネル１１０は、外部フレーム１７４と内部フレーム１７６との間に挟み込まれる形で固定されている。また、液晶表示パネル１１０の偏光板１１８と外部フレーム１７４との間にはスペーサが挟み込まれている。そして、液晶表示パネル１１０の偏光板１２０と内部フレーム１７６との間にはスペーサが挟み込まれている。さらに、内部フレーム１７６、外部フレーム１７４、及び液晶表示パネル１１０で囲まれた空間には、ガイド部材１７２が設けられている。ガイド部材１７２は、液晶表示パネル１１０が外部フレーム１７４の方向（−Ｘ方向）にずれ込んでしまうのを防止するために設けられている。
【００４２】
一方、バックライト装置１５０を形成する光学機能シート群及び拡散板１５４は、内壁面１７８に設けられたブラケット部材１８０と内部フレーム１７６との間に挟み込まれる形で固定されている。また、光学機能シート群を形成する偏光変換シート１６０と内部フレーム１７６との間にはスペーサが挟み込まれている。そして、ブラケット部材１８０は、拡散板１５４の底面（−Ｚ方向の端面）を支持する形で拡散板１５４を固定している。筐体部１５２の枠に相当する内壁面１７８には、基板１８６が載置されている。また、基板１８６には、反射シート１８２、及び発光ダイオード装置１８４が載置されている。
【００４３】
反射シート１８２は、反射面が拡散板１５４の底面と対峙するように設置されている。また、反射シート１８２は、発光ダイオード装置１８４の発光部分よりも低い位置（−Ｚ方向寄り）に設置されている。このような構成にすることで、反射シート１８２は、発光ダイオード装置１８４から下向きに放射された光や内壁面１７８で反射された光を反射して拡散板１５４に入射させることができる。反射シート１８２には、例えば、シート基材上に銀反射膜、低屈折率膜、及び高屈折率膜を順に積層して形成される反射膜等が用いられる。なお、内壁面１７８についても反射シート１８２と同様、光を反射させるような鏡面加工が表面に施されていてもよい。
【００４４】
以上、図３を参照しながら、液晶表示装置１００の全体的な構造について簡単に説明した。上記の通り、液晶表示装置１００には、発光ダイオード装置１８４が設けられている。そして、発光ダイオード装置１８４により発せられた光は、拡散板１５４、及び光学機能シート群を通じて液晶表示パネル１１０に入射される。既に述べた通り、本実施形態は、発光ダイオード装置１８４の構成及び形成方法等に関するものである。本実施形態に係る発光ダイオード装置１８４の構成等については後段において詳述するが、その前に、図４を参照しながら、液晶表示装置１００に搭載される駆動回路の構成について説明する。
【００４５】
（駆動回路の構成例について）
液晶表示装置１００には、例えば、図４に示すような駆動回路が搭載される。この駆動回路には、入力端子１０と、ＲＧＢプロセス処理部１２と、制御部１４と、ユーザインターフェース１６と、バックライト駆動部１８と、電源２０と、画像メモリ２２と、Ｘドライバ２４と、Ｙドライバ２６とが含まれる。
【００４６】
電源２０は、液晶表示パネル１１０やバックライト装置１５０に駆動電源を供給するものである。Ｘドライバ２４、Ｙドライバ２６は、液晶表示パネル１１０を駆動するものである。バックライト駆動部１８は、バックライト装置１５０を駆動制御するものである。入力端子１０には、外部から供給される映像信号や映像信号処理部（非図示）で処理された映像信号が入力される。入力端子１０から入力された映像信号は、ＲＧＢプロセス処理部１２に入力される。ＲＧＢプロセス処理部１２には、制御部１４、及び画像メモリ２２が接続されている。
【００４７】
ＲＧＢプロセス処理部１２は、入力された映像信号に対してクロマ処理等の信号処理を施す。さらに、ＲＧＢプロセス処理部１２は、コンポジット信号から液晶表示パネル１１０の駆動に適したＲＧＢセパレート信号に変換する。そして、ＲＧＢプロセス処理部１２から出力されたＲＧＢセパレート信号は、制御部１４に入力されると共に、画像メモリ２２を介してＸドライバ２４に入力される。制御部１４は、ＲＧＢセパレート信号に応じた所定のタイミングで、Ｘドライバ２４及びＹドライバ２６を駆動する。このように、液晶表示パネル１１０は、Ｘドライバ２４及びＹドライバ２６により、ＲＧＢセパレート信号に基づいて駆動制御される。その結果、液晶表示パネル１１０には、ＲＧＢセパレート信号に相当する映像が出力される。
【００４８】
バックライト駆動部１８は、電源２０から電力の供給を受けてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成する。そして、バックライト駆動部１８は、パルス幅変調信号に基づいてバックライト装置１５０の光源である個々の発光ダイオード装置１８４を発光させる。発光ダイオードの色温度は動作電流に依存する。そのため、所定以上の輝度を維持しながら忠実に色再現性を保つ（色温度を一定にする）には、パルス幅変調信号に基づいて発光ダイオード装置１８４に供給される電流量が制御される。このようにパルス幅変調信号を用いることで、色温度の変化を抑え、所望の輝度を維持しながら色再現性を保つことができる。
【００４９】
ユーザインターフェース１６は、映像信号の受信チャンネルを選択したり、音声出力量を調整したりするために用いられる操作入力手段である。また、ユーザインターフェース１６は、バックライト装置１５０の輝度調節やホワイトバランスの調節等を行うために用いられる。例えば、ユーザインターフェース１６を用いて輝度調節が行われると、制御部１４は、バックライト駆動部１８に対してユーザ操作に応じた輝度制御信号を入力する。さらに、バックライト駆動部１８は、入力された輝度制御信号に応じてパルス幅変調信号のデューティ比を色毎に調整して各色の発光ダイオード装置１８４を制御する。
【００５０】
以上、液晶表示装置１００に搭載された駆動回路の構成について簡単に説明した。以下では、本実施形態に係る発光ダイオード装置１８４について詳細に説明する。
【００５１】
［２：発光ダイオード装置１８４の構成例について（図５〜図１２）］
本実施形態に係る発光ダイオード装置１８４について説明する。まず、図５、図６を参照しながら、発光ダイオード装置１８４の構造について説明する。次いで、図７を参照しながら、発光ダイオード装置１８４の発光特性について説明する。次いで、図８〜図１２を参照しながら、発光ダイオード装置１８４の発光特性について、光学距離の違いによる影響について考察する。
【００５２】
（発光ダイオード装置１８４の構造について）
図５に示すように、発光ダイオード装置１８４は、発光ダイオード１９２（チップ）と、第１光学樹脂１９４と、第２光学樹脂１９６とにより構成される。
【００５３】
発光ダイオード１９２は、基板１８６の上に形成される。また、図中には明示しないが、発光ダイオード１９２は、基板１８６の上に形成されるバッファ層、第１クラッド層、活性層、第２クラッド層、キャップ層等により構成される。これらの層は、例えば、結晶成長法により形成される。さらに、図中には明示しないが、発光ダイオード１９２の配線は、ワイヤボンディング等により電極に接続される。そして、発光ダイオード１９２は、接続された電極から供給される電力により駆動される。
【００５４】
発光ダイオード１９２の上には、発光ダイオード１９２の天面（発光面）を覆うように第１光学樹脂１９４が形成されている。第１光学樹脂１９４は、発光ダイオード１９２から発せられた光Ｌｉの取り出し効率を向上させるためのレンズを形成する。また、第１光学樹脂１９４は、発光ダイオード１９２を保護する役割も担っている。第１光学樹脂１９４は、例えば、シリコーン等により形成される。
【００５５】
また、第１光学樹脂１９４の上には、第２光学樹脂１９６が形成されている。第２光学樹脂１９６の材質は、例えば、第１光学樹脂１９４と同じ材料の中に、重量比で約３０％〜約８０％の割合だけ拡散材粒子が混練されたものである。また、拡散材粒子は、直径が３μｍ〜１２μｍ程度の大きさであることが好ましい。さらに、拡散材粒子の形状は、略球状であることが好ましい。なお、第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６の一方又は両方には、蛍光体材料が含まれていてもよい。
【００５６】
図５に示すように、発光ダイオード装置１８４を形成する第１光学樹脂１９４は、発光ダイオード１９２の全体を覆うような略半球の形状を成している。つまり、第１光学樹脂１９４は、Ｘ−Ｙ面上に形成され、Ｚ方向に盛り上がったドーム型である。また、第１光学樹脂１９４は、その頭頂部と発光ダイオード１９２の発光中心とが同じ軸（中心軸Ｃ）上に並ぶように形成されている。なお、第１光学樹脂１９４のＺ方向に沿った高さはＬ１である。さらに、第２光学樹脂１９６は、第１光学樹脂１９４の上面に形成されている。
【００５７】
図５に示すように、第２光学樹脂１９６は、Ｚ方向に沿った高さＬ２を有している。この高さＬ２は、第１光学樹脂１９４の高さＬ１との間に関係Ｌ１＝（０．５〜３．０）＊Ｌ２を有する。特に、高さＬ２は、高さＬ１よりも大きく高々３倍程度であることが好ましい。また、第２光学樹脂１９６は、第１光学樹脂１９４の上面（但し、頭頂部を含む。）を底面とするＺ方向に盛り上がったドーム型である。さらに、第２光学樹脂１９６は、その中心軸（又は頭頂部）が中心軸Ｃ上に位置するように形成されている。そして、第２光学樹脂１９６のＸ−Ｙ断面の最大直径は、第１光学樹脂１９４のＸ−Ｙ断面の最大直径よりも小さい。つまり、第２光学樹脂１９６は、中心軸Ｃを軸とするＸ−Ｙ平面内の回転に対して略対称な柱状であると言える。
【００５８】
発光ダイオード１９２から発せられた光Ｌｉは、第１光学樹脂１９４を通じて第２光学樹脂１９６に入射される。但し、第１光学樹脂１９４が設けられていることにより、発光ダイオード１９２から発せられた光は、全てが第２光学樹脂１９６に入射されるわけではない。つまり、発光ダイオード１９２から発せられた光の一部は、第１光学樹脂１９４の表面から直接的に筐体部１５２の内部空間に放射される。一方、第２光学樹脂１９６に入射された入射光Ｌｉは、第２光学樹脂１９６により散乱され、散乱光Ｌｓとして第２光学樹脂１９６の表面から筐体部１５２の内部空間に放射される。
【００５９】
上記の通り、第２光学樹脂１９６には拡散材が混入されているため、入射光Ｌｉは、拡散材粒子により散乱され、Ｚ方向とは異なる角度に放射される。既に述べた通り、本実施形態においては、個々の発光ダイオード１９２から放射された光が効率的かつ均一に混合されるようにすることが大きな目的の１つである。そのため、発光ダイオード１９２からＺ方向に放射された光の軌道をＺ方向から離れた方向（Ｚ方向との成す角が大きい方向）に変化させたい。そのためには第２光学樹脂１９６の散乱断面積を大きくすればよい。
【００６０】
本実施形態においては、第２光学樹脂１９６がＺ方向に伸びた形状とされている。このような形状により、第２光学樹脂１９６の中をＺ方向に進行する光の行程が伸び、Ｚ方向に進行する光の散乱確率が高まるのである。一方で、第２光学樹脂１９６は、Ｘ−Ｙ断面の直径（半径）が比較的短い。つまり、第２光学樹脂１９６の内部で散乱された散乱光Ｌｓが第２光学樹脂１９６の表面に到達するまでの行程が短い。そのため、Ｚ方向から離れた方向に散乱された散乱光Ｌｓは、比較的容易に筐体部１５２の内部空間に放射される。結果として、Ｚ方向に放射される光の輝度が相対的に小さく、Ｚ方向から離れた方向に放射される光の輝度が相対的に大きくなる。
【００６１】
また、第２光学樹脂１９６が第１光学樹脂１９４の上面全体を覆うのではなく、直上（Ｚ方向）近辺だけを覆うように形成されていることにより、第１光学樹脂１９４の表面から直接的に光が取り出される分だけ、散乱による強度の損失が低減されている。このように、発光ダイオード１９２の直上（Ｚ方向）近辺に放射される光Ｌｉのみを効率的に散乱させることにより、十分な取り出し効率を維持しつつ、輝度むらを抑えることができる。ここで、図６を参照しながら、発光ダイオード装置１８４のＸ−Ｙ断面形状について確認しておくことにする。但し、図５を参照しながら説明した構造的な特徴により得られる作用効果が実現されるのであれば、必ずしも図６に例示する断面形状でなくてもよい。
【００６２】
図６には、最大直径部分における第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６のＸ−Ｙ断面形状と、発光ダイオード１９２のＸ−Ｙ断面形状とが模式的に示されている。但し、第２光学樹脂１９６の直径はＤである。また、発光ダイオード１９２の対角長さはＫである。そして、第１光学樹脂１９４の直径に比べて第２光学樹脂１９６の直径Ｄは短い。本実施形態においては、第２光学樹脂１９６の直径Ｄが発光ダイオード１９２の対角長さＫに比べて約１〜４倍の関係を有するものとする。このような関係にすることで、Ｚ方向を中心とした輝度分布が均一になり、輝度むら等を効果的に低減させることができる。
【００６３】
以上、発光ダイオード装置１８４の構造について説明した。次に、図７〜図１２を参照しながら、発光ダイオード装置１８４の光学特性について説明する。
【００６４】
（発光ダイオード装置１８４の発光特性について）
まず、図７を参照する。図７には、発光ダイオード装置１８４における輝度の放射角度依存性が示されている。特に、図７においては、第２光学樹脂１９６の有無により得られる発光特性の違いが比較されている。
【００６５】
なお、データ（Ａ）は、第２光学樹脂１９６を設けた場合に得られる発光特性を示すデータである。データ（Ｂ）は、第２光学樹脂１９６を設けていない場合に得られる発光特性を示すデータである。また、縦軸に示した相対輝度とは、発光ダイオード１９２の直上（Ｚ方向）で観測される輝度を１として算出される相対的な輝度値である。また、横軸に示した放射角度は、Ｚ方向を０度とし、Ｚ方向からＸ−Ｙ平面に向けて傾斜する角度である。例えば、９０度は、Ｘ−Ｙ平面に平行な方向に放射される光の輝度を表している。
【００６６】
まず、データ（Ｂ）を参照する。データ（Ｂ）は、発光ダイオード１９２により発せられた光が全て第１光学樹脂１９４の表面から放射される場合である。第１光学樹脂１９４のレンズ効果により、絶対値が大きな放射角度においても、ある程度の相対輝度が得られている。しかしながら、放射角度の絶対値が大きくなるに連れて相対輝度が低下してしまっている。上記の通り、Ｚ方向に輝度が集中してしまうと、複数の発光ダイオード１９２から発せられた光の混合確率が低下してしまうため、高純度の白色光が得られない。また、個々の発光ダイオード１９２の色光が液晶表示パネル１１０に照射され、色むら等が発生してしまう。従って、放射角度が十分に大きい方向に対し、直上方向の輝度に比べて十分な輝度の光が放射される必要がある。つまり、データ（Ｂ）の結果では不十分である。
【００６７】
次に、データ（Ａ）を参照する。データ（Ａ）は、発光ダイオード１９２の直上近辺に放射された光が第２光学樹脂１９６により散乱される場合である。但し、第１光学樹脂１９４のレンズ効果により放射角度が十分に大きい方向に屈折された光については、第２光学樹脂１９６を介さずに第１光学樹脂１９４の表面から直接的に放射されている。データ（Ａ）から明らかなように、第２光学樹脂１９６を設けると、放射角度の大きな方向に放射される光の相対強度が非常に大きくなる。例えば、放射角度の絶対値が６０度近辺において相対輝度の値が２を越えている。つまり、直上に放射される光の輝度に比べて２倍の輝度が観測されたのである。なお、マイナス方向に放射された光は、発光ダイオード装置１８４の直下にある反射シート１８２等により反射され、プラス方向に放射された光とも混合される。
【００６８】
以上、第２光学樹脂１９６を設けることで光学特性に現れる効果について説明した。次に、図８〜図１２を参照しながら、光学距離及び第２光学樹脂１９６の設定条件を変えながら発光特性が受ける影響について考察する。
【００６９】
まず、図８を参照しながら、以下の説明において用いる「光学距離」という表現について定義を述べる。図８には、発光ダイオード装置１８４が載置された基板１８６、導光部材、及び液晶表示パネル１１０が模式的に示されている。導光部材とは、例えば、拡散板１５４、及び光学機能シート群のことを指している。このような構成において、「光学距離」は、互いに対向配置された基板１８６及び導光部材を基準にして、基板１８６の対向面から導光部材の対向面までの距離により定義される。以下の説明において、「光学距離」と表現した場合には、図８に示した定義を用いることにする。
【００７０】
次に、図９、図１０を併せて参照する。図９は、４６インチ画面を想定して測定された画面上の輝度分布である。但し、光学距離は２７ｍｍに設定されている。さらに、第２光学樹脂１９６の高さＬ２には、Ｌ２＜０．５＊Ｌ１の条件が課せられている。また、第２光学樹脂１９６の直径Ｄには、Ｄ＞４＊Ｋの条件が課せられている。この場合、縦にＳ１３からＳ１の方向、及びＳ１７からＳ２９の方向に向かって相対輝度が低下している。また、横に１から９、６９から７７の付近で相対輝度が低下してしまっている。図９の輝度分布をグラフにしたものが図１０である。
【００７１】
図１０には、水平方向（横）及び垂直方向（縦）の輝度分布が示されている。水平方向のグラフを参照すると、座標４００〜４５０（図９の６９から７７に相当）、及び座標−４５０〜−４００（図９の１から９に相当）において相対輝度の低下が見られる。一方、垂直方向のグラフを参照すると、座標５０〜１６０（図９のＳ１３からＳ１に相当）、及び座標−５０〜−１６０（図９のＳ１７からＳ２９に相当）において相対輝度の低下が見られる。しかしながら、その他の領域においては十分に高い相対輝度が得られており、第２光学樹脂１９６を設けた効果が得られている。
【００７２】
次に、図１１、図１２を併せて参照する。図１１は、図９と同様に、４６インチ画面を想定して測定された画面上の輝度分布である。但し、光学距離は１５ｍｍに設定されている。さらに、第２光学樹脂１９６の高さＬ２には、０．５＊Ｌ２＜Ｌ１の条件が課せられている。また、第２光学樹脂１９６の直径Ｄには、Ｄ＜４＊Ｋの条件が課せられている。この場合、図９の輝度分布とは異なり、画面のエッジ付近で輝度の低下が観測されることもなく、画面全体で十分に高い輝度が得られている。図１１の輝度分布をグラフにしたものが図１２である。図１２からも明らかなように、水平方向、及び垂直方向のいずれにおいても満遍なく十分な輝度が得られている。特に、画面のエッジ部分で輝度が低下することがなく、均一な輝度分布が得られていることが分かる。このように、光学距離が短縮されているにも関わらず、図５及び図６に示した構造の発光ダイオード装置１８４を用いることで均一な輝度分布が得られるのである。
【００７３】
以上、発光ダイオード装置１８４の光学特性について説明した。上記の通り、第２光学樹脂１９６を設けることにより、発光ダイオード装置１８４から放射される光の輝度分布が横方向に傾斜され、液晶表示パネル１１０上における輝度分布が均一化される。特に、光学距離が非常に短い（１５ｍｍ程度）条件においても、本実施形態に係る発光ダイオード装置１８４の構造を適用することで輝度分布の均一化が実現される。その結果、取り出し効率を向上させつつ、輝度むら、色むら等を低減させることが可能になる。
【００７４】
［３：光学樹脂の形成方法について（図１３〜図２９）］
次に、本実施形態の発光ダイオード装置１８４を形成する第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６の形成方法について説明する。また、当該形成方法により形成可能な発光ダイオード装置１８４の変形例、及び当該変形例により得られる効果についても説明する。まず、図１３〜図１６を参照しながら、図５に示した発光ダイオード装置１８４の形成方法について説明する。さらに、図１７〜図２９を参照しながら、当該形成方法を応用して生成可能な発光ダイオード装置１８４の様々な変形例について説明する。
【００７５】
（発光ダイオード装置１８４の形成方法について）
まず、図１３を参照する。図１３には、撥水材２０２を用いて第１光学樹脂１９４を形成する方法が示されている。上記の通り、第１光学樹脂１９４は、発光ダイオード１９２を覆うドーム状に形成される。本実施形態においては、金型を利用せず、樹脂材料のポッティングにより第１光学樹脂１９４、及び第２光学樹脂１９６を形成する。
【００７６】
まず、発光ダイオード１９２が載置された基板１８６の表面に撥水材２０２が塗布される。このとき、撥水材２０２の形状は、第１光学樹脂１９４の底面形状を成す。そのため、所望する第１光学樹脂１９４の大きさや形状を考慮し、発光ダイオード１９２を囲むように撥水材２０２が塗布される。基板１８６の表面に撥水材２０２が塗布されると、撥水材２０２で囲まれた領域に第１光学樹脂１９４の樹脂材料がポッティングされる。ポッティングされた樹脂材料は、表面張力により撥水材２０２の内側に堆積され、中心付近の盛り上がったドーム状に成形される。適量の樹脂材料がポッティングされ、樹脂材料が硬化すると、発光ダイオード１９２を覆うドーム状の第１光学樹脂１９４が形成される。
【００７７】
次に、図１４を参照する。図１４には、撥水材２０２を用いて第２光学樹脂１９６を形成する方法が示されている。まず、上記の方法で形成された第１光学樹脂１９４の上面に撥水材２０４が塗布される。このとき、撥水材２０４は、第２光学樹脂１９４の表面上で連続した閉曲線を描くように塗布される。次いで、撥水材２０４で描かれた閉曲線の内側に撥水材料がポッティングされる。ポッティングされた樹脂材料は、表面張力により撥水材２０４の内側に堆積され、中心付近の盛り上がったドーム状に成形される。適量の樹脂材料がポッティングされ、樹脂材料が硬化すると、第１光学樹脂１９４の表面にドーム状の第２光学樹脂１９６が形成される。
【００７８】
本実施形態においては、第１光学樹脂１９４の高さＬ１と第２光学樹脂１９６の高さＬ２との間に所定の関係が存在する。そのため、第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６の高さを適切に調整する技術が求められる。そこで、図１５、図１６を参照しながら、ポッティングにより適切な高さの光学樹脂を成形する方法について述べる。
【００７９】
まず、図１５を参照する。図１５には、第１光学樹脂１９４の具体的な形成方法が示されている。図１５に示すように、樹脂材料は、ポッティング装置２１２から射出され、ノズル２１４を通じて基板１８６の上にポッティングされる。このとき、十分に細いノズル２１４を用いると、樹脂材料に働く表面張力の影響により空気中で略球形の樹脂材料が形成される。そのまま、樹脂材料を静かに発光ダイオード１９２の上に滴下し、硬化させることでドーム状の第１光学樹脂１９４が形成される。
【００８０】
なお、基板１８６を水平面上に載置し、鉛直上部から樹脂材料をポッティングしている場合、樹脂材料には鉛直下方向に重力がかかる。そのため、樹脂材料は自身の重みでＺ方向にやや潰れたドーム型の形状になる。一方、樹脂材料を射出させつつ、ポッティング装置２１２、及び基板１８６を鉛直方向に移動させることで、樹脂材料をＺ方向に伸縮させることができる。例えば、（Ａ）の方向に加速度が加われば、樹脂材料が延伸され、Ｚ方向に伸びた第１光学樹脂１９４が形成される。一方、（Ｂ）の方向に加速度が加われば、樹脂材料が圧縮され、Ｚ方向に縮んだ第１光学樹脂１９４が形成される。このように、樹脂材料のポッティングにより第１光学樹脂１９４を形成することで、その高さＬ１を容易に調整することができる。
【００８１】
次に、図１６を参照する。図１６には、第２光学樹脂１９６の具体的な形成方法が示されている。第１光学樹脂１９４の場合と同様に、樹脂材料は、ポッティング装置２１２から射出され、ノズル２１４を通じて第１光学樹脂１９４の上にポッティングされる。上記の通り、第２光学樹脂１９６は、第１光学樹脂１９４よりもＺ方向に高く形成されることが好ましい。そこで、第１光学樹脂１９４の上に樹脂材料がポッティングされた後、基板１８６及び基板１８６に載置された部材が逆さまにされ（天地が反転され）、重力を利用して樹脂材料が延伸される。そのまま樹脂材料が硬化することでＺ方向に延伸した第２光学樹脂１９６が成形される。もちろん、図１５を参照しながら説明したように、ポッティング装置２１２と基板１８６とを鉛直方向に移動させて樹脂材料を延伸させてもよい。こうした方法により、第２光学樹脂１９６が成形される。
【００８２】
（応用例１：第２光学樹脂１９６の傾斜配置（図１７））
以上、樹脂材料のポッティングによる光学樹脂の形成方法について説明した。上記のポッティングによる第２光学樹脂１９６の成形方法を応用すると、Ｚ方向からＸ−Ｙ平面方向に傾斜した第２光学樹脂１９６を成形することができる。ここでは、図１７を参照しながら、傾斜配置された第２光学樹脂１９６の形成方法について説明する。
【００８３】
まず、第１光学樹脂１９４の場合と同様に、樹脂材料は、ポッティング装置２１２から射出され、ノズル２１４を通じて第１光学樹脂１９４の上にポッティングされる。さらに、第１光学樹脂１９４の上に樹脂材料がポッティングされた後、基板１８６及び基板１８６に載置された部材が角度θだけ斜めに傾けられ、重力を利用して樹脂材料が延伸される。このとき、重力は鉛直方向（−Ｚ方向）にかかるため、第２光学樹脂１９６はθだけ傾斜配置された形に成形される。もちろん、図１５を参照しながら説明したように、ポッティング装置２１２と基板１８６とを傾斜方向に移動させて樹脂材料を延伸させてもよい。こうした方法により、傾斜配置された第２光学樹脂１９６が成形される。なお、斜めに加速度を加えて延伸された場合においても、樹脂材料は表面張力により撥水材２０４の内側に留まるため、撥水材２０４を底面とする柱状の第２光学樹脂１９６が形成される。
【００８４】
（応用例２：第２光学樹脂１９６の側面配置（図１８〜図２０））
上記の通り、樹脂材料のポッティングによる光学樹脂の形成方法は、樹脂材料の粘性又は流動性を利用したものである。そのため、撥水材２０２、２０４で囲まれた領域であれば、工夫次第で様々な位置に光学樹脂を形成することができる。
【００８５】
例えば、図１８に示すように、２つの撥水材２０２、２０４で囲まれた領域に第２光学樹脂１９６を形成することもできる。まず、第１光学樹脂１９４の場合と同様に、樹脂材料は、ポッティング装置２１２から射出され、ノズル２１４を通じて第１光学樹脂１９４の上にポッティングされる。第１光学樹脂１９４の上に樹脂材料がポッティングされた後、図１９に示すように、基板１８６及び基板１８６に載置された部材が逆さまにされ（天地が反転され）、重力を利用して樹脂材料が延伸される。そのまま樹脂材料が硬化することでＺ方向に延伸した第２光学樹脂１９６が成形される。このようにして形成された発光ダイオード装置１８４’の発光特性は図２０のようになる。図２０の（Ａ）（Ｂ）を比較すると、第１光学樹脂１９４の両側面付近に第２光学樹脂１９６を形成したことで、放射角度の絶対値が大きい領域において高い相対輝度が得られることが分かる。
【００８６】
（応用例３：光学樹脂の立体形成（図２１〜図２５））
上記のように、樹脂材料のポッティングによる光学樹脂の形成方法を用いると、様々な形状の光学樹脂を形成することができる。なお、上記の応用例１、２においては、樹脂材料に重力又は加速度を作用させて樹脂材料を延伸させる方法が提案された。この方法では、樹脂材料をポッティングした後で重力又は加速度が所望の方向に作用され、樹脂材料が所望の方向に延伸される。樹脂材料を延伸させる方法としては、当該方法の他にも、例えば、図２１、図２２のような方法が考えられる。図２１、図２２に示された方法は、樹脂材料を吐出させながらポッティング装置２１２を移動させる方法である。
【００８７】
この方法では、ポッティング装置２１２と基板１８６との間の距離が変化させられる。図２１に示すように、樹脂材料を吐出させながらポッティング装置２１２を移動させると、樹脂材料の粘性により、樹脂材料がポッティング装置２１２の移動に引きずられる形で延伸する。なお、図２１には、樹脂材料を加熱するためのヒーター２２２を示した。このように、ヒーター２２２により樹脂材料を加熱しながら延伸又は変形作業を行うことで、樹脂材料の硬化速度が抑制され、作業時間の制限が緩くなるため、より精緻な作業を行い易くなる。樹脂材料にシリコーンを利用する場合、基板１８６の加熱温度は１６０度以上に設定される。樹脂材料の延伸工程が完了して樹脂材料が硬化したら、図２２に示すように、ノズル２１４が第１光学樹脂１９４から離れる位置までポッティング装置２１２が移動される。このような方法によっても、樹脂材料の延伸処理が実現される。
【００８８】
また、ポッティング装置２１２を移動させて樹脂材料を成形する方法においては、図２３に示すように、延伸工程の途中で樹脂材料の吐出量を変化させて特殊な形状に成形することが可能である。図２３の例には、ポッティング装置２１２を移動させながら、樹脂材料の射出量を増加させた場合に形成される第１光学樹脂１９４の形状が示されている。図２３に示された第１光学樹脂１９４の形状は一例であるが、ポッティング装置２１２の射出量を制御することで様々な光学樹脂が形成される。さらに、樹脂材料の硬化状況を見ながらポッティング装置２１２を移動させることで、図２４に示すように、３次元的な立体構造物２２４を形成することもできる。上記の方法を用いると、直径が４００μｍ〜３０００μｍ程度、アスペクト比が１０以下の柱状光学樹脂（第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６）が形成可能になる。なお、図２５は、実際に樹脂材料のポッティングにより形成された第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６の実例である（直径８００μｍ、アスペクト比が４）。
【００８９】
（応用例４：第１光学樹脂１９４のずらし配置（図２６〜図２９））
上記の応用例においては、光学樹脂の延伸に関する種々の方法が提案された。ここでは、第１光学樹脂１９４の形成位置に関する応用例について説明する。上記の説明においては、発光ダイオード１９２の中心軸と第１光学樹脂１９４の中心軸とが一致する構成が前提にされていた。しかしながら、樹脂材料のポッティングによる第１光学樹脂１９４の形成方法を用いれば、第１光学樹脂１９４が形成される位置を容易に調整することが可能になる。つまり、撥水材２０２の位置を調整することで、発光ダイオード１９２と第１光学樹脂１９４との間の位置関係、及び第１光学樹脂１９４の直径Ｄ１を容易に制御することができる。この点について、図２６を参照しながら説明を行う。
【００９０】
図２６には、図１３の例と同様に、撥水材２０２を用いて形成された発光ダイオード装置１８４が示されている。この発光ダイオード装置１８４は、図１３に例示したものと同様、基板上１８６に塗布された撥水材２０２の内側に樹脂材料をポッティングして形成された第１光学樹脂１９４を有するものである。但し、発光ダイオード１９２の中心軸と第１光学樹脂１９４の中心軸とが、ずれ量Ｘだけ離れている。このような第１光学樹脂１９４を形成するには、例えば、撥水材２０２によって基板１８６の表面に形成される閉曲線の中心を発光ダイオード１９２の中心軸からずれ量Ｘだけ離せばよい。後は、撥水材２０２の内側に樹脂材料をポッティングするだけで、図２６に示すような第１光学樹脂１９４が形成される。
【００９１】
図２６に例示した発光ダイオード装置１８４の発光特性は図２７のようになる。データ（Ａ）は、ずれ量Ｘ＝０の場合に得られる発光特性である。データ（Ｂ）は、ずれ量Ｘが約０．３ｍｍ、高さＬ１が約１ｍｍ、直径Ｄ１が約３ｍｍの場合に得られる発光特性である。データ（Ａ）に示すように、ずれ量Ｘ＝０の場合、放射角度０度を中心にしてプラス領域とマイナス領域とでほぼ対称的な輝度分布が得られている。一方、データ（Ｂ）においては、ずれ量Ｘが０でないため、放射角度がマイナスの領域で相対輝度が高く、プラスの領域で相対輝度が低くなっている。このように、発光ダイオード１９２の中心軸と第１光学樹脂１９４の中心軸とをずらすことで、輝度分布に傾斜が生じるのである。
【００９２】
さらに、Ｘ−Ｙ面上で観測される平面的な輝度分布を図２８に示した。図２８を参照すると、平面的な輝度分布においても、発光ダイオード１９２の中心から第１光学樹脂１９４の中心がずれている分だけ、明るい均一な照射エリアに空間的な偏りが生じている。また、明るい均一な照射エリアの反対側に暗い均一な照射エリアが生じていることが分かる。この発光特性を利用し、複数の発光ダイオード装置１８４でクラスタを形成する方法について考える。例えば、図２９に示すように、基板１８６の表面に４つの発光ダイオード装置１８４を矩形パターンで載置する場合について考える。また、個々の発光ダイオード装置１８４に含まれる発光ダイオード１９２は、矩形パターンの中心から遠い方向に向かって、第１光学樹脂１９４の中心からずれるように配置されている。このような配置にすることで、輝度の高いエリアが矩形パターンの中心付近に集中される。
【００９３】
以上、光学樹脂の形成方法について説明し、当該形成方法を応用することで形成される発光ダイオード装置１８４の構成例について説明した。但し、上記の形成方法は、個々の発光ダイオード装置１８４に関するものである。しかし、液晶表示装置１００においては、複数の発光ダイオード装置１８４がクラスタとして用いられる。また、応用例４の中でも説明した通り、クラスタを形成する際には、個々の発光ダイオード装置１８４の発光特性を考慮してクラスタパターンが設定される。そこで、以下では、複数の発光ダイオード装置１８４により形成される発光ダイオードクラスタ２４０の構成例について説明する。
【００９４】
［４：発光ダイオードクラスタ２４０の構成例について（図３０〜図３８）］
まず、発光ダイオードクラスタ２４０の構成について説明するに先立ち、以下の説明において想定される個々の発光ダイオード装置１８４の発光特性について説明する。個々の発光ダイオード装置１８４としては、図３０に示すように、直上から離れた放射角度の領域に相対輝度のピークを持つような発光特性を有するものが想定される。既に説明した通り、光学樹脂の形状に応じて発光特性が異なる。しかし、本実施形態に係る発光ダイオード装置１８４が用いられれば、図３０に示すような良好な発光特性が得られる。そこで、図３０に示したデータ（Ａ）、データ（Ｂ）の間に位置するような発光特性を有する発光ダイオード装置１８４を想定する。
【００９５】
以下、図３１〜図３３を参照しながら、発光ダイオードクラスタ２４０の配置パターンについて説明する。さらに、図３４〜図３８を参照しながら、発光ダイオードクラスタ２４０の上部で三原色が効率的に混合されるような発光ダイオード装置１８４の実装方法について説明する。
【００９６】
（発光ダイオードクラスタ２４０の配置パターンについて）
まず、図３１を参照する。白色光を得るために、発光ダイオードクラスタ２４０には、赤色、緑色、青色の発光ダイオード装置１８４が少なくとも１つずつ含まれている必要がある。例えば、発光ダイオードクラスタ２４０は、図３１に示すように、赤色、青色の発光ダイオード装置１８４を１つずつ含み、緑色の発光ダイオード装置１８４を２つ含む、４つの発光ダイオード装置１８４で構成される。この場合、発光ダイオードクラスタ２４０に含まれる発光ダイオード装置１８４の間隔は、３ｍｍ〜６ｍｍ程度に設定される。
【００９７】
図３０に示した発光特性のデータを参照すると、個々の発光ダイオード装置１８４から発せられる光は、放射角度が６０度付近の領域に輝度のピークがある。そのため、個々の発光ダイオード装置１８４から約６０度の放射角度で放射された光が光学距離だけ進んだ位置において混合されるように発光ダイオード装置１８４の間隔が設定される。このように、発光ダイオードクラスタ２４０に含まれる発光ダイオード装置１８４の配置間隔は、配置パターン、光学距離、個々の発光ダイオード装置１８４の発光特性に依存する。
【００９８】
ところで、筐体部１５２の内壁面１７８には、複数の発光ダイオード装置１８４が載置される。このとき、複数の発光ダイオード装置１８４により、図３１に示すような発光ダイオードクラスタ２４０が形成される。そして、複数の発光ダイオードクラスタ２４０が所定の配置パターンで配置される。例えば、図３２に示すように、複数の発光ダイオードクラスタ２４０は、縦方向のピッチが１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度、横方向のピッチが２５ｍｍ〜３５ｍｍ程度の千鳥格子状に配置（三角形配置）される。なお、図３０に示したデータ（Ａ）及びデータ（Ｂ）の平均値程度の発光特性を示す発光ダイオード装置１８４を用い、縦方向のピッチ４ｍｍ、横方向のピッチ３０ｍｍに設定すると、輝度ユニフォミティーが隣接４％以下となる。
【００９９】
ここで、個々の発光ダイオードクラスタ２４０に含まれる発光ダイオード装置１８４の配置パターンについて考えてみる。発光ダイオード装置１８４の配置パターンとしては、例えば、図３１に示した矩形配置がある。矩形配置を採用する場合、発光ダイオード装置１８４の間隔に自由度がある。例えば、図３３の（Ａ）に示すように、発光ダイオード装置１８４の間隔が広い場合、４つの発光ダイオード装置１８４の中心付近に暗いエリアが発生してしまう。また、図３３の（Ｂ）に示すように、発光ダイオード装置１８４の間隔を狭めると、暗いエリアが無くなるものの、発光ダイオード装置１８４が密に配置され、発光ダイオードクラスタ２４０のサイズが小さくなってしまう。この場合、液晶表示パネル１１０の全面を照明するために、より多くの発光ダイオードクラスタ２４０が必要になり、コストが増大してしまう。
【０１００】
そこで、本実施形態においては、図３３の（Ｃ）に示すように、４つの発光ダイオード装置１８４の中心を結んだ補助線が２つの三角形を形成するような三角形配置が提案される。三角形配置にすることで、発光ダイオード装置１８４の間隔を均等にすることが可能になり、発光ダイオードクラスタ２４０の内部で暗いエリアが発生せず、均一な発光特性が得られるようになる。また、三角形配置にしたとしても、発光ダイオード装置１８４の間隔が極端に狭まることはない。そのため、（Ｂ）のクラスタほどに発光ダイオードクラスタ２４０のサイズが小さくならず、コストの増大は発生しない。
【０１０１】
以上、図３１〜図３３を参照しながら、発光ダイオードクラスタ２４０の配置パターンについて説明した。上記の通り、発光ダイオードクラスタ２４０の内部で三角配置にすることにより、コストの増大を抑制しつつ、個々の発光ダイオードクラスタ２４０から発せられる光において均一な発光特性が得られるようになる。例えば、ＲＧＢ直下タイプバックライトにおいて、光学距離１５ｍｍにて色ユニフォミティー２ＪＮＤ以内、輝度ユニフォミティー隣接ポイント４％以内が得られる。
【０１０２】
（発光ダイオード装置１８４の実装方法について）
次に、図３４〜図３８を参照しながら、発光ダイオードクラスタ２４０を形成する発光ダイオード装置１８４の実装方法について説明する。上記の例においては、個々の発光ダイオード装置１８４が実装基板の上に直上を向けて配置されていた。確かに、本実施形態に係る発光ダイオード装置１８４は、比較的大きな放射角度（例えば、６０度程度）に輝度のピークが現れるような発光特性を実現することが可能である。しかしながら、より大きな放射角度に輝度ピークが現れる発光特性を実現するには、もう一工夫が必要である。その１つの解決策として、ここでは、個々の発光ダイオード装置１８４が載置される実装基板の一部を傾斜させる方法が提案される。
【０１０３】
図３４に示すように、発光ダイオードクラスタ２４０を形成する個々の発光ダイオード装置１８４が互いに向き合う形で傾斜配置されることで、個々の発光ダイオード装置１８４から発せられた光が効率良く混合される。また、これまで説明してきた方法により、ある程度自由に発光ダイオード装置１８４の発光特性を制御することができる。そのため、図３４の傾斜配置方法と、これまで説明してきた発光ダイオード装置１８４に係る構成とを組み合わせることにより、光学距離が非常に短い状況においても、効果的に各色光を混合させ、色純度の高い白色光を得ることができる。その結果、薄型の液晶表示装置１００においても、光取り出し効率の向上はもちろんのこと、輝度むらや色むらを抑えることが可能になる。
【０１０４】
しかしながら、実装基板上で多数の発光ダイオード装置１８４を傾斜配置させると製造コストが増大してしまうため、より簡易な方法で効率的かつ精度良く発光ダイオード装置１８４を傾斜実装する必要がある。そこで、本実施形態においては、図３５に示すように、実装基板（基板１８６）上に折り曲げ用スリット３０２を設け、発光ダイオード装置１８４が載置される部分に傾斜を付ける方法が提案される。
【０１０５】
図３５には、複数の折り曲げ用スリット３０２が設けられた実装基板の平面図、及び、Ｉ−Ｉ線、ＩＩ−ＩＩ線、ＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図が示されている。これらの断面図から理解される通り、これらの折り曲げ用スリット３０２は、実装基板を貫通している。そのため、Ｘ−Ｙ面内に配置された実装基板の折り曲げ用スリット３０２は、Ｚ方向に傾斜させることができる。実装される発光ダイオード装置１８４の個数分だけ折り曲げ用スリット３０２が形成された後、図３６に示すように、個々の折り曲げ用スリット３０２で囲まれた位置に発光ダイオード装置１８４が載置される。発光ダイオード装置１８４の形成方法については既に説明した通りである。また、４つの発光ダイオード装置１８４により発光ダイオードクラスタ２４０が構成される場合には、４つ分の折り曲げ用スリット３０２、及び発光ダイオード装置１８４が形成される。
【０１０６】
次いで、図３７に示すように、発光ダイオード装置１８４が載置された折り曲げ用スリット３０２が所定角度φだけＺ方向に折り曲げられる。その結果、発光ダイオード装置１８４は、Ｚ方向に角度φだけ傾斜配置されることになる。このように個々の発光ダイオード装置１８４が傾斜配置されることで、平面配置する場合に比べて光学距離を短くすることができる。また、製造工程が簡易である分だけ製造コストを低減させることができる。さらに、折り曲げ用スリット３０２が実装基板上に設けられているが、特殊な実装基板を使用しているわけではないため、既に説明した発光ダイオード装置１８４の形成方法を採用して発光ダイオード装置１８４を形成することができる。なお、折り曲げ用スリット３０２が形成できるものであれば、実装基板の材質及び外形寸法に制限はない。
【０１０７】
４つの発光ダイオード装置１８４が含まれる発光ダイオードクラスタ２４０に関し、傾斜角度φを変化させた場合に得られる発光特性の違いについて考察する。図３９は、傾斜角度φ＝０度の場合（Ａ）、及び傾斜角度φ＝４５度の場合（Ｂ）について、Ｘ−Ｙ平面上で観測される輝度の平面分布を示したものである。輝度分布（Ａ）を参照すると、４つの発光ダイオード装置１８４が存在する位置を中心として４つの高輝度エリアが観測されることが分かる。一方、輝度分布（Ｂ）を参照すると、４つの発光ダイオード装置１８４の中心付近から所定範囲にわたって均一な高輝度エリアが観測されることが分かる。このように、複数の発光ダイオード装置１８４を互いに向き合うように傾斜配置することで、短い光学距離でも均一な輝度分布が得られるのである。なお、発光ダイオード装置１８４以外の部品も傾斜配置されるため、熱伝導性能の向上にも寄与する。
【０１０８】
［５：光学樹脂の他の形成方法について（図３９〜図４７）］
次に、図３９〜図４７を参照しながら、本実施形態の発光ダイオード装置１８４を構成する第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６の他の形成方法（以下、「本手法」と呼ぶ場合がある。）について説明する。なお、第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６の形成方法については、図１３〜図２９を参照しながら、撥水材を利用したポッティングによる形成方法を既に説明している。
【０１０９】
ここで説明する他の形成方法は、上記の撥水材を用いたポッティングによる形成方法とは異なり、特徴的な形状を有する金型を用いて第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６を成型する手法を採用している。より詳細に述べると、当該他の形成方法は、キャスティング成型方式に基づいて光学樹脂を封止することにより発光ダイオード装置１８４を製造する方法に関する。なお、光学樹脂を封止するために利用可能な手法としては、キャスティング成型方式の他にも、トランスファー成型方式やインジェクション成型方式、或いは、ディスペンス成型方式等が例として挙げられる。
【０１１０】
但し、トランスファー成型方式やインジェクション成型方式では、樹脂注入時に樹脂とボンディングワイヤが接触することでボンディングワイヤへのダメージが発生してしまう。さらに、これらの成型方式では、樹脂注入時に金型の磨耗が発生してしまう。また、ディスペンス成型方式では、封止樹脂の外形を精密に成型することが難しい。そのため、ディスペンス成型方式は、本実施形態のように放射角度分布が高精度に調整された発光ダイオード装置１８４を形成する手法としては適さない。こうした理由から、以下で説明する他の形成方法においては、キャスティング成型方式が採用される。
【０１１１】
（発光ダイオード装置１８４の製造工程について）
まず、図３９を参照しながら、上記他の形成方法に係る発光ダイオード装置１８４の全体的な製造工程について説明する。この中で、図４０〜図４６を適宜参照しながら、各製造工程の詳細について説明する。図３９は、上記他の形成方法に係る発光ダイオード装置１８４の全体的な製造工程を示す説明図である。
【０１１２】
（金型の構造について）
ここで説明する他の形成方法は、特徴的な形状を有する金型に光学樹脂を供給し、本実施形態に係る特徴的な形状を持つ第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６を成型する工程に大きな特徴がある。そこで、図４０を参照しながら、当該他の形成方法において用いられる金型の構造について説明する。図４０は、当該他の形成方法において用いられる金型の構造を示す説明図である。
【０１１３】
図４０には、当該他の形成方法で用いられる金型本体４０２の上面図、及びＩ−Ｉ切断線で切断した場合の断面図が記載されている。図４０に示すように、金型本体４０２には、樹脂成型用第１凹部４０６、及び樹脂成形用第２凹部４０８が設けられている。さらに、樹脂成型用第１凹部４０６の縁部分には、パッキン４０４が設けられている。樹脂成型用第１凹部４０６は、金型本体４０２の表面からドーム状に形成された凹状構造である。また、金型本体４０２の表面から樹脂成型用第１凹部４０６の最深部までの深さはＬ１である。一方、樹脂成型用第２凹部４０８は、樹脂成型用第１凹部４０６の最深部から更に深さＬ２だけ掘り下げられた円筒状の凹状構造である。
【０１１４】
なお、樹脂成型用第１凹部４０６、及び樹脂成型用第２凹部４０８の表面には、フッ素等の撥水材がコーティングされていることが好ましい。このように撥水材がコーティングされていることで、樹脂成型用第１凹部４０６、及び樹脂成型用第２凹部４０８に充填された光学樹脂が硬化した後で、硬化した光学樹脂を容易に分離されることが可能になる。また、当該他の形成方法では、樹脂成型用第１凹部４０６、樹脂成型用第２凹部４０８、及びパッキン４０４の組み合わせを複数持つ金型本体４０２が用いられる。
【０１１５】
（全体的な製造工程の流れについて）
次に、図３９を参照しながら、当該他の形成方法に係る発光ダイオード装置１８４の製造方法に関し、全体的な製造工程の流れについて説明する。
【０１１６】
図３９に示すように、まず、第２光学樹脂１９６が金型本体４０２に供給される（Ｓ４０２）。Ｓ４０２の工程により、金型本体４０２の樹脂成型用第２凹部４０８に第２光学樹脂１９６が充填される。次いで、第１光学樹脂１９４が金型本体４０２に供給される（Ｓ４０４）。Ｓ４０４の工程により、金型本体４０２の樹脂成型用第１凹部４０６に第１光学樹脂１９４が充填される。
【０１１７】
次いで、発光ダイオード１９２が載置された基板１８６で金型本体４０２の樹脂成型用第１凹部４０６が封止される（Ｓ４０６）。なお、Ｓ４０６の工程において、発光ダイオード１９２が樹脂成型用第１凹部４０６に充填された第１光学樹脂１９４に挿入される。第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６が硬化すると、第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６、発光ダイオード１９２、及び基板１８６が一体に成型される。
【０１１８】
そこで、一体に成型された第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６、発光ダイオード１９２、及び基板１８６が金型本体４０２から分離する（Ｓ４０８）。上記のように、金型本体４０２には、樹脂成型用第１凹部４０６等が複数組設けられている。そのため、分離された基板１８６には、発光ダイオード装置１８４を構成する光学樹脂等のパッケージが複数個形成されている。そこで、ダイシングにより基板１８６が切断され、個々の発光ダイオード装置１８４が分離される（Ｓ４１０）。このように、当該他の形成方法によると、複数の発光ダイオード装置１８４が一度に成型される。
【０１１９】
（各製造工程について）
以上説明した発光ダイオード装置１８４の製造方法に関し、図４１〜図４６を参照しながら、各製造工程について詳細に説明する。
【０１２０】
（Ｓ４０２：第２光学樹脂１９６の成型工程）
まず、図４１を参照する。図４１には、第２光学樹脂１９６の成型工程が示されている。上記の通り、Ｓ４０２の工程では、金型本体４０２の樹脂成型用第２凹部４０８に第２光学樹脂１９６が充填される。第２光学樹脂１９６の充填処理は、第２樹脂供給装置４１２、及び第２樹脂供給ノズル４１４を用いて行われる。第２樹脂供給装置４１２は、第２光学樹脂１９６の樹脂材料を供給する装置である。一方、第２樹脂供給ノズル４１４は、第２樹脂供給装置４１２から供給された第２光学樹脂１９６の樹脂材料を所定の位置に精度良く吐出するための供給経路を提供する。
【０１２１】
また、第２樹脂供給ノズル４１４は、複数の先端部を有し、第２樹脂供給装置４１２から供給された第２光学樹脂１９６の樹脂材料を複数の先端部から同時に吐出することができる。そして、第２樹脂供給ノズル４１４の各先端部は、金型本体４０２の各樹脂成型用第２凹部４０８に向けて設置される。このように設置されると、第２樹脂供給ノズル４１４を通じて供給された第２光学樹脂１９６の樹脂材料は、各先端部から金型本体４０２の各樹脂成形用第２凹部４０８に向けて吐出され、当該各樹脂成形用第２凹部４０８に充填される。なお、第２光学樹脂１９６の樹脂材料は、樹脂成型用第２凹部４０８が満たされるまで第２樹脂供給装置４１２から供給される。
【０１２２】
（Ｓ４０４：第１光学樹脂１９４の成型工程）
次に、図４２を参照する。図４２には、第１光学樹脂１９４の成型工程が示されている。上記の通り、Ｓ４０２の工程で第１光学樹脂１９６が樹脂成型用第２凹部４０８に充填されている。そこで、Ｓ４０４の工程では、第２光学樹脂１９６の上から、金型本体４０２の樹脂成型用第１凹部４０６に第１光学樹脂１９４が充填される。第１光学樹脂１９４の充填処理は、第１樹脂供給装置４２２、及び第１樹脂供給ノズル４２４を用いて行われる。第１樹脂供給装置４２２は、第１光学樹脂１９４の樹脂材料を供給する装置である。一方、第１樹脂供給ノズル４２４は、第１樹脂供給装置４２２から供給された第１光学樹脂１９４の樹脂材料を所定の位置に精度良く吐出するための供給経路を提供する。
【０１２３】
また、第１樹脂供給ノズル４２４は、複数の先端部を有し、第１樹脂供給装置４２２から供給された第１光学樹脂１９４の樹脂材料を複数の先端部から同時に吐出することができる。そして、第１樹脂供給ノズル４２４の各先端部は、金型本体４０２の各樹脂成型用第１凹部４０６に向けて設置される。このように設置されると、第１樹脂供給ノズル４２４を通じて供給された第１光学樹脂１９４の樹脂材料は、各先端部から金型本体４０２の各樹脂成形用第１凹部４０６に向けて吐出され、当該各樹脂成形用第１凹部４０６に充填される。なお、第１光学樹脂１９４の樹脂材料は、樹脂成型用第１凹部４０６が満たされるまで第１樹脂供給装置４２２から供給される。
【０１２４】
上記の通り、Ｓ４０２、Ｓ４０４の工程では、ポッティングにより開放金型（金型本体４０２）に対して第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６の樹脂材料が供給される。そのため、樹脂成型用第２凹部４０８に供給された第２光学樹脂１９６、及び樹脂成型用第１凹部４０６に供給された第１光学樹脂１９４の内部には気泡が発生せず、気泡の発生による光学特性の劣化を防止することができる。また、金型本体４０２に磨耗を発生させることもない。なお、金型本体４０２の開口部は後で基板１８６により封止されるため、第１光学樹脂１９４は、樹脂成型用第１凹部４０６の縁部に設けられたパッキン４０４の上面付近まで充填されることが好ましい。
【０１２５】
（Ｓ４０６：基板１８６による封止工程）
次に、図４３を参照する。図４３には、基板１８６により金型本体４０２の開口部が封止される工程が示されている。上記の通り、Ｓ４０２、Ｓ４０４の工程を経て金型本体４０２の樹脂成型用第１凹部４０６及び樹脂成型用第２凹部４０８には、それぞれ第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６が充填されている。そこで、Ｓ４０６の工程では、樹脂成型用第１凹部４０６に充填された第１光学樹脂１９４に発光ダイオード１９２を挿入すると共に、基板１８６により金型本体４０２の開口部（樹脂成型第１凹部４０６の開口部）を封止する。
【０１２６】
なお、Ｓ４０６の工程を行う際、基板１８６には発光ダイオード１９２が載置され、ワイヤ４３４（ボンディングワイヤ）が接合されているものとする。また、基板１８６は、十分な強度を持つ基板ホルダ４３２に吸着又はクランプされ、機械的に密着保持されているものとする。さらに、基板１８６には、反射剤がコーティングされているものとする。そして、Ｓ４０６の工程では、金型本体４０２の開口部と基板１８６上の発光ダイオード１９２とが対向配置され、金型本体４０２と基板１８６とが近づく方向に基板ホルダ４３２が移動される。基板ホルダ４３２の移動により発光ダイオード１９２は、樹脂成型用第１凹部４０６に充填された第１光学樹脂１９４に挿入される。
【０１２７】
さらに、基板ホルダ４３２は、基板１８６が樹脂成型用第１凹部４０６の縁部に設置されたパッキン４０４に当接するまで移動される。図４４に示すように、基板１８６がパッキン４０４に密着すると、樹脂成型第１凹部４０６の開口部は封止され、樹脂成型第１凹部４０６内が密閉される。樹脂成型第１凹部４０６内が密閉された後、金型本体４０２は、第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６の硬化温度まで加熱される。加熱処理が施されることで、第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６の樹脂材料が硬化する。このように第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６を同時に加熱することで、樹脂同士の密着強度が強固になる。
【０１２８】
なお、樹脂材料がシリコーンの場合、加熱温度は１６０度程度である。この程度の硬化温度を持つ樹脂材料を用いる場合、樹脂製のパッキン４０４を用いることができる。樹脂製のパッキン４０４を用いると、密閉度が高まり、光学樹脂の成型時にバリの発生を抑制する効果が期待できる。また、本手法では、予めポッティングしてある第１光学樹脂１９４に発光ダイオード１９２、及びワイヤ４３４を挿入させる形になるので、挿入速度を比較的自由に制御することが可能である。そのため、ワイヤ４３４にダメージを発生させない程度の適切な挿入速度で金型本体４０２の開口部を封止することができる。
【０１２９】
（Ｓ４０８：金型本体４０２からの分離工程）
次に、図４５を参照する。図４５には、金型本体４０２から第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６と一体化された発光ダイオード１９２及び基板１８６を分離する工程が示されている。図４４に示した状態で金型本体４０２に加熱処理が施されることで、第１光学樹脂１９４、第２光学樹脂１９６、発光ダイオード１９２、ワイヤ４３４、基板１８６が一体に成型されている。そこで、Ｓ４０８の工程では、一体に成型された発光ダイオード１９２等を金型本体４０２から分離する。この分離操作は、基板ホルダ４３２を金型本体４０２から遠ざける方向に移動させることが行われる。
【０１３０】
上記の通り、樹脂成型用第１凹部４０６及び樹脂成型用第２凹部４０８の表面には、撥水材がコーティングされている。撥水材のコーティングが予め施されていると、第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６の表面にキズ等の損傷が発生するのを防止することができる。そのため、基板ホルダ４３２と金型本体４０２とを単純に引き離すことで、発光ダイオード１９２等と一体に成型された第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６を容易に分離することができる。なお、密閉環境で加熱処理が施されたため、第１光学樹脂１９４及び第２光学樹脂１９６と、基板１８６及び発光ダイオード１９２との間では、このような分離処理に耐えるだけの十分な接着強度が維持されている。
【０１３１】
（Ｓ４１０：ダイシング工程）
次に、図４６を参照する。図４６には、金型本体４０２から分離された基板１８６をダイシングして個々の発光ダイオード装置１８４を切り出す工程が示されている。上記の通り、本手法で用いる金型本体４０２には、複数の樹脂成型用第１凹部４０６等が設けられている。そのため、Ｓ４０２〜Ｓ４０８の工程を経て、基板１８６上には複数の発光ダイオード装置１８４に相当する第１光学樹脂１９４等のパッケージが成型される。そこで、Ｓ４１０の工程では、図４６に示すように、基板ホルダ４３４が取り外された基板１８６を所定の形状に切断する（ダイシング）。すると、１つの基板１８６から複数の発光ダイオード装置１８４が得られる。
【０１３２】
このように、Ｓ４０２〜Ｓ４１０の工程により、１つの金型本体４０２から複数の発光ダイオード装置１８４が製造されるため、金型費用が非常に安価になる。また、開放型の金型本体４０２を用いて光学樹脂を封止できるため、量産性が高く、製造費用を大幅に削減できるという効果が得られる。その結果、低コストで大量の発光ダイオード装置１８４を製造することが可能になる。
【０１３３】
（本手法で製造される発光ダイオード装置１８４の配光特性について）
ここで、図４７を参照しながら、本手法により製造される発光ダイオード装置１８４の配光特性について簡単に説明する。図４７は、本手法により製造される発光ダイオード装置１８４の配光特性を示す説明図である。上記の通り、本手法を用いると、第２光学樹脂１９６を有する発光ダイオード装置１８４が安価に大量生産できる。
【０１３４】
そこで、第２光学樹脂１９６の有無による配光特性について考察する。図４７には、第２光学樹脂１９６を設けた発光ダイオード装置１８４の配光特性が白丸で示されている。一方、第２光学樹脂１９６を取り除いた発光ダイオード装置１８４の配光特性が黒丸で示されている。これらの結果を対比すると、第２光学樹脂１９６を設けることで、角度の絶対値が大きい領域に高い発光強度のピークが得られることが分かる。つまり、本手法を用いると、図４７に示したような良好な配光特性を有する発光ダイオード装置１８４を安価に大量生産することができるのである。
【０１３５】
このように、本手法を適用することで、放射角度制御された発光ダイオード装置１８４が安価な製造コストで供給可能になり、照明や液晶テレビに用いられるバックライト光源を安価な製造コストで作成可能となる。
【０１３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１３７】
１０    入力端子
１２    ＲＧＢプロセス処理部
１４    制御部
１６    ユーザインターフェース
１８    バックライト駆動部
２０    電源
２２    画像メモリ
２４    Ｘドライバ
２６    Ｙドライバ
１００    液晶表示装置
１１０    液晶表示パネル
１１２    対向電極基板
１１４    ＴＦＴ基板
１１６    液晶層
１１８、１２０    偏光板
１２２    カラーフィルタ
１２４    信号線
１２６    走査線
１２８    対向電極
１３０    画素電極
１３２    薄膜トランジスタ
１５０    バックライト装置
１５２    筐体部
１５４    拡散板
１５６    拡散シート
１５８    プリズムシート
１６０    偏光変換シート
１７２    ガイド部材
１７４    外部フレーム
１７６    内部フレーム
１７８    内壁面
１８０    ブラケット部材
１８２    反射シート
１８４    発光ダイオード装置
１８６    基板
１９２    発光ダイオード
１９４    第１光学樹脂
１９６    第２光学樹脂
２０２、２０４    撥水材
２１２    ポッティング装置
２１４    ノズル
２２２    ヒーター
２２４    立体構造物
２４０    発光ダイオードクラスタ
３０２    折り曲げ用スリット
４０２    金型本体
４０４    パッキン
４０６    樹脂成型用第１凹部
４０８    樹脂成型用第２凹部
４１２    第２樹脂供給装置
４１４    第２樹脂供給ノズル
４２２    第１樹脂供給装置
４２４    第１樹脂供給ノズル
４３２    基板ホルダ
４３４    ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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