(57)【要約】【課題】照度ムラを低減できる上、小型化が容易な発光モジュールを提供する。【解決手段】開口側に広がる斜面(112a)を有する凹部(11a)が設けられたボトム部(11)と、凹部(11a)の底面(111a)に形成された配線パターン(12)に実装され、かつ凹部(11a)内に収容された複数の発光素子(13)と、凹部(11a)の開口端に連通して設けられた筒状部(14)とを含み、筒状部(14)の内面(14a)が、発光素子(13)から発せられた光の少なくとも一部を多重反射する多重反射面であることを特徴とする発光モジュール(1)とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口側に広がる斜面を有する凹部が設けられたボトム部と、前記凹部の底面に形成された配線パターンに実装され、かつ前記凹部内に収容された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、
前記凹部の開口端に連通して設けられた筒状部を含み、
前記筒状部の内面が、前記発光素子から発せられた光の少なくとも一部を多重反射する多重反射面であることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記筒状部の前記内面は、前記凹部の前記底面の略法線方向に沿って形成されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記筒状部の前記内面は、金属からなる鏡面である請求項１又は２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記凹部の前記斜面と前記凹部の前記底面とがなす角度が、９５〜１６５度である請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記筒状部における前記凹部側とは反対側の開口を覆って形成された第１レンズを更に含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記第１レンズと前記凹部との間の空間には、不活性ガスが封入されている請求項５に記載の発光モジュール。
【請求項７】
前記第１レンズ内には、蛍光体が分散されている請求項５又は６に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記第１レンズは、凸レンズである請求項５〜７のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項９】
前記筒状部内に設けられた第２レンズを更に含む請求項５に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
前記発光素子及び前記配線パターンを封止する封止樹脂層を更に含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１１】
前記筒状部における前記凹部側とは反対側の開口を覆って形成された第１レンズと、前記発光素子及び前記配線パターンを封止する封止樹脂層とを更に含み、
前記封止樹脂層は、前記第１レンズと前記凹部との間の空間に充填されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１２】
前記第１レンズは、前記封止樹脂層の構成材料と同一の材料からなる請求項１１に記載の発光モジュール。
【請求項１３】
前記筒状部の軸方向の長さを前記筒状部の内径で除した値が、１以上である請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１４】
前記発光素子は、前記凹部の前記底面にアレイ状に配置されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１５】
前記発光素子を覆って形成された蛍光体層を更に含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１６】
前記筒状部における前記凹部側とは反対側の開口を覆って形成された蛍光体層を更に含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１７】
前記蛍光体層と前記凹部との間の空間には、不活性ガスが封入されている請求項１６に記載の発光モジュール。
【請求項１８】
前記筒状部内に設けられた蛍光体層を更に含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１９】
前記筒状部内に設けられた蛍光体層を更に含み、
前記蛍光体層と前記凹部との間の空間には、不活性ガスが封入されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項２０】
前記蛍光体層は、着脱自在に設けられている請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項２１】
各前記発光素子間に配置された、前記発光素子から発せられた光を前記凹部の開口側へ反射する反射部材を更に含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の発光モジュールを光源とする投映型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を含む発光モジュールと、これを用いた投映型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下「ＬＥＤ」と称する。）や半導体レーザ等の発光素子は、液晶バックライト用光源、インジゲータ用光源、ディスプレイ用光源、読み取りセンサ用光源等に使用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ロッドインテグレータを用いることによって照度ムラを低減させたＬＥＤ光源ユニットが提案されている。図９に、特許文献１に提案されたＬＥＤ光源ユニットの構成図を示す。
【０００４】
図９に示すように、ＬＥＤ光源ユニット１００は、複数のＬＥＤ１０１を光源とするＬＥＤ光源ユニットであって、複数のＬＥＤ１０１が基板１０２に配置されており、各ＬＥＤ１０１から出射された光がロッドインテグレータ１０３に入射されるように構成されている。また、ＬＥＤ光源ユニット１００では、基板１０２の背面１０２ａにペルチェ素子１０４を配置し、このペルチェ素子１０４に放熱器１０５を設け、更に放熱器１０５を冷却ファン１０６で冷却することによって、ＬＥＤ１０１から発生した熱を放熱させている。
【０００５】
ロッドインテグレータ１０３の内面は、ＬＥＤ１０１から出射された光の少なくとも一部を多重反射する多重反射面となっている。これにより、ＬＥＤ１０１から出射された光は、まずロッドインテグレータ１０３に入射され、このロッドインテグレータ１０３の内面で複数回反射を繰り返して、ロッドインテグレータ１０３の出射端面１０３ａから外部へ照射される。従って、ＬＥＤ１０１から出射された光は、ロッドインテグレータ１０３内においてロッドインテグレータ１０３への入射角度に応じた様々な反射角度で反射して出射端面１０３ａに達する。その結果、出射端面１０３ａには光が種々の方向から届くため、出射端面１０３ａから照射された光の光軸に垂直な断面で照度が均一となる。
【特許文献１】特開２００４−２１２４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述したＬＥＤ光源ユニット１００では、外付け部品としてロッドインテグレータ１０３を用いているため、ＬＥＤ光源ユニット１００全体の小型化が困難となる可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、照度ムラを低減できる上、小型化が容易な発光モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光モジュールは、開口側に広がる斜面を有する凹部が設けられたボトム部と、前記凹部の底面に形成された配線パターンに実装され、かつ前記凹部内に収容された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、
前記凹部の開口端に連通して設けられた筒状部を含み、
前記筒状部の内面が、前記発光素子から発せられた光の少なくとも一部を多重反射する多重反射面であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の投映型表示装置は、上記本発明の発光モジュールを光源とする投映型表示装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光モジュールによれば、照度ムラを低減する筒状部と、発光素子が実装されるボトム部とが一体的に構成されているため、照度ムラを低減できる上、小型化が容易な発光モジュールを提供できる。また、本発明の投映型表示装置によれば、上記本発明の発光モジュールを光源とするため、照度ムラを低減できる上、小型化が容易な投映型表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の発光モジュールは、開口側に広がる斜面を有する凹部が設けられたボトム部と、上記凹部の底面に形成された配線パターンに実装され、かつ上記凹部内に収容された複数の発光素子とを含む。
【００１２】
本発明の発光モジュールは、上記斜面を有しているため、上記発光素子から発せられた光を上記凹部の開口側へ反射することができる。これにより、発光モジュールの光の取り出し効率を向上させることができる。上記斜面の表面を構成する材料は、アルミニウム等の光の反射率が高い金属が好ましい。また、発光モジュールの光の取り出し効率をより向上させるには、上記凹部の上記斜面と上記凹部の上記底面とがなす角度が、９５〜１６５度であることが好ましい。なお、上記発光素子の個数は、特に限定されず、要求される光量等に応じて適宜設定すればよい。また、上記凹部の大きさについても、複数の上記発光素子を収容できる限り特に限定されない。
【００１３】
上記発光素子としては、例えば、波長が５９０〜６５０ｎｍの赤色光を発する赤色ＬＥＤや、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤや、波長が４５０〜５００ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤ等を使用することができる。上記赤色ＬＥＤとしては、例えばＡｌＩｎＧａＰ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。また、上記緑色ＬＥＤや上記青色ＬＥＤとしては、例えばＩｎＧａＡｌＮ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。
【００１４】
本発明の発光モジュールを白色光源として使用する場合は、上記発光素子として上記青色ＬＥＤを使用し、かつ上記発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体層を、上記発光素子を覆うようにして形成すればよい。例えば、上記発光素子から発せられた光を吸収し蛍光を発する蛍光体をシリコーン樹脂等に分散させて蛍光体ペーストを形成し、上記発光素子上に上記蛍光体ペーストを塗布して上記蛍光体層を形成すればよい。上記蛍光体としては、例えば、ガーネット構造系Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12:Ｃｅ3+、シリケート系（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4:Ｅｕ2+等の緑色光を発する蛍光体や、サイアロン系Ｃａ-Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-Ｎ:Ｅｕ2+、シリケート系（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4:Ｅｕ2+、ガーネット構造系（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ3+等の黄色光を発する蛍光体や、ニトリドシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系ＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、硫化物系ＣａＳ:Ｅｕ2+等の赤色光を発する蛍光体等が使用できる。
【００１５】
そして、本発明の発光モジュールは、上記凹部の開口端に連通して設けられた筒状部を含む。また、この筒状部の内面は、上記発光素子から発せられた光の少なくとも一部を多重反射する多重反射面である。これにより、上記発光素子から発せられた光の少なくとも一部が、上記筒状部の内面（多重反射面）で複数回反射を繰り返した後、外部へ出射されるため、取り出される光の照度ムラを低減できる。また、本発明の発光モジュールによれば、上記筒状部と上記ボトム部とが一体的に構成されているため、小型化が容易な発光モジュールを提供できる。
【００１６】
上記筒状部の上記内面は、上記凹部の上記底面の略法線方向に沿って形成されていることが好ましい。上記発光素子から発せられた光の少なくとも一部を効率良く多重反射させることができるからである。上記発光素子から発せられた光の少なくとも一部をより効率良く多重反射させるには、上記筒状部の軸方向の長さを上記筒状部の内径で除した値が１以上であることが好ましく、２以上であることがより好ましい。なお、上記値が４以下の場合は、発光モジュールの小型化がより容易になる。
【００１７】
また、上記筒状部の上記内面は、アルミニウムや金等の金属からなる鏡面であることが好ましい。上記発光素子から発せられた光を略正反射できるため、上記光をより効率良く反射させることができるからである。なお、「鏡面」とは、その面に入射される光が略正反射することによって鏡のように物が写ることを確認できる面をいう。
【００１８】
本発明の発光モジュールは、上記筒状部における上記凹部側とは反対側の開口を覆って形成された第１レンズを含んでいてもよい。上記発光素子から発せられた光を集光することができるからである。この場合、上記筒状部内に設けられた第２レンズを更に含んでいてもよい。より効果的に集光することができるからである。なお、上記第１レンズや上記第２レンズとしては、集光性能の観点から凸レンズが好ましい。また、上記第１レンズや上記第２レンズの構成材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の耐熱性ガラス材料や、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の耐熱性樹脂材料等が使用できる。
【００１９】
また、本発明の発光モジュールは、上記発光素子及び上記配線パターンを封止する封止樹脂層を含んでいてもよい。上記発光素子と上記配線パターンとの間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。なお、上記封止樹脂層の構成材料としては、例えばエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂等の可視光を透過する樹脂が使用できる。
【００２０】
本発明の発光モジュールが上記第１レンズ及び上記封止樹脂層を含む場合、上記封止樹脂層は、上記第１レンズと上記凹部との間の空間に充填されていてもよい。上記空間における結露の発生を防ぐことができるため、上記発光素子と上記配線パターンとの間の電気接続信頼性の劣化を効果的に防ぐことができるからである。この場合、上記第１レンズは、上記封止樹脂層の構成材料と同一の材料からなることが好ましい。上記発光素子から発せられた光が、上記封止樹脂層と上記第１レンズとの間の界面を通過する際に屈折や反射を起こさないため、発光モジュールの光の取り出し効率が向上するからである。
【００２１】
また、本発明の発光モジュールが上記第１レンズを含む場合、上記第１レンズと上記凹部との間の空間に不活性ガスが封入されていてもよい。上記空間における結露の発生を防ぐことができるため、上記発光素子と上記配線パターンとの間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。なお、上記不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、アルゴン等が使用できる。
【００２２】
また、本発明の発光モジュールが上記第１レンズを含む場合、上記第１レンズ内に蛍光体が分散されていてもよい。この構成によれば、上記第１レンズに蛍光体層としての機能を付与することができる。なお、前述したように発光素子を覆うようにして蛍光体層を設けると、上記発光素子から発せられた熱により上記蛍光体層の構成材料が劣化する可能性がある。その結果、上記蛍光体層の光透過性が低下することによって発光モジュールの発光強度が低下するおそれがある。そこで、上記構成のように、上記第１レンズに蛍光体層としての機能を付与すると、上記第１レンズと上記発光素子とが接触していないため、上記発光素子から発せられた熱による上記第１レンズ（即ち、蛍光体層）の構成材料の劣化を低減できる。なお、上記第１レンズ内に分散される蛍光体としては、前述と同様の蛍光体が使用できる。
【００２３】
また、本発明の発光モジュールは、上記筒状部における上記凹部側とは反対側の開口を覆って形成された蛍光体層を含んでいてもよい。上記蛍光体層は、上記発光素子と接触していないため、この構成によっても上述と同様に上記発光素子から発せられた熱による上記蛍光体層の構成材料の劣化を低減できる。この場合、上記蛍光体層と上記凹部との間の空間に不活性ガスが封入されていてもよい。上記空間における結露の発生を防ぐことができるため、上記発光素子と上記配線パターンとの間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。また、上記蛍光体層は、着脱自在に設けられていることが好ましい。上記蛍光体層に不具合が生じた場合、リペア（交換）を容易に行うことができるからである。
【００２４】
また、本発明の発光モジュールは、上記筒状部内に設けられた蛍光体層を含んでいてもよい。この構成によっても上述と同様に上記発光素子から発せられた熱による上記蛍光体層の構成材料の劣化を低減できる。この場合、上記蛍光体層と上記凹部との間の空間に不活性ガスが封入されていてもよい。上記空間における結露の発生を防ぐことができるため、上記発光素子と上記配線パターンとの間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。また、上記蛍光体層は、着脱自在に設けられていることが好ましい。上記蛍光体層に不具合が生じた場合、リペアを容易に行うことができるからである。
【００２５】
また、本発明の発光モジュールにおいて、上記発光素子は、上記凹部の上記底面にアレイ状に配置されていてもよい。本発明の発光モジュールを投映型表示装置用光源として使用する場合に、投映される画面の縦横比に応じて複数の上記発光素子の一部（又は全部）を点灯させることによって、画面サイズの変更（例えば縦横比９：１６の画面から縦横比３：４の画面への変更）が容易となるからである。
【００２６】
また、本発明の発光モジュールは、各上記発光素子間に配置された、上記発光素子から発せられた光を上記凹部の開口側へ反射する反射部材を含んでいてもよい。発光モジュールの光の取り出し効率を向上させることができるからである。なお、上記反射部材の基材は特に限定されず、例えばシリカ、アルミナ、窒化アルミニウム等のセラミック材料からなるものや、アルミニウム、銅等の金属材料からなるものが使用できる。セラミック材料を用いる場合は、上記基材の表面が銅等の金属でコーティングされていてもよい。上記発光素子から発せられた光を効率よく反射させることができるからである。
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、参照する図面においては、説明を分かりやすくするためにハッチングを省略している場合がある。また、参照する図面においては、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の符号で示し、重複する説明を省略する場合がある。
【００２８】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図１Ａは、第１実施形態に係る発光モジュールの断面図であり、参照する図１Ｂは、第１実施形態に係る発光モジュールの概略上面図である。なお、図１Ｂでは、分かりやすくするためにレンズを除いて描いている。
【００２９】
図１Ａに示すように、第１実施形態に係る発光モジュール１は、凹部１１ａが設けられたボトム部１１と、凹部１１ａの底面１１１ａに形成された配線パターン１２に実装され、かつ凹部１１ａ内に収容された複数の発光素子１３と、凹部１１ａの開口端に連通して設けられた筒状部１４と、筒状部１４における凹部１１ａ側とは反対側の開口を覆って形成された第１レンズ１５とを含む。
【００３０】
凹部１１ａは、開口側に広がる斜面１１２ａを有している。これにより、発光素子１３から発せられた光を凹部１１ａの開口側へ反射することができるため、発光モジュール１の光の取り出し効率を向上させることができる。発光モジュール１の光の取り出し効率をより向上させるには、凹部１１ａの斜面１１２ａと凹部１１ａの底面１１１ａとがなす角度が、９５〜１６５度であることが好ましい。
【００３１】
筒状部１４は、その内面１４ａが発光素子１３から発せられた光の少なくとも一部を多重反射する多重反射面である。これにより、発光素子１３から発せられた光の少なくとも一部が、筒状部１４の内面１４ａで複数回反射を繰り返した後、外部へ出射されるため、取り出される光の照度ムラを低減できる。また、発光モジュール１によれば、筒状部１４とボトム部１１とが一体的に構成されているため、小型化が容易な発光モジュールを提供できる。なお、筒状部１４の径方向の断面形状は特に限定されず、例えば、円、楕円、六角形、八角形等の形状であればよい。特に、筒状部１４の径方向の断面形状が略正多角形の場合は、取り出される光の照度ムラをより低減できるため好ましい。
【００３２】
筒状部１４の内面１４ａは、凹部１１ａの底面１１１ａの略法線方向に沿って形成されていることが好ましい。発光素子１３から発せられた光の少なくとも一部を効率良く多重反射させることができるからである。発光素子１３から発せられた光の少なくとも一部をより効率良く多重反射させるには、筒状部１４の軸方向の長さＬを筒状部１４の内径Ｄで除した値が１以上であることが好ましい。例えば、上記長さＬが１〜１００ｍｍ程度で、上記内径Ｄが１〜３０ｍｍ程度であればよい。
【００３３】
発光モジュール１においては、発光素子１３及び配線パターン１２を封止する封止樹脂層（図示せず）を更に含んでいてもよい。発光素子１３と配線パターン１２との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。特に、上記封止樹脂層が、第１レンズ１５と凹部１１ａとの間の空間に充填されていることが好ましい。上記空間における結露の発生を防ぐことができるため、発光素子１３と配線パターン１２との間の電気接続信頼性の劣化を効果的に防ぐことができるからである。この場合、第１レンズ１５は、上記封止樹脂層の構成材料と同一の材料からなることが好ましい。発光素子１３から発せられた光が、上記封止樹脂層と第１レンズ１５との間の界面を通過する際に屈折や反射を起こさないため、発光モジュール１の光の取り出し効率が向上するからである。
【００３４】
また、発光モジュール１において、第１レンズ１５と凹部１１ａとの間の空間に不活性ガスが封入されていてもよい。この場合も上記空間における結露の発生を防ぐことができるため、発光素子１３と配線パターン１２との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができる。
【００３５】
ボトム部１１は、基板１６と、基板１６上に貼り合わされた、孔部１７ａを有する反射板１７とからなる。基板１６は特に限定されず、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等からなるセラミック基板や、Ｓｉ等からなる半導体基板や、金属層上に電気絶縁材層を積層させた積層基板等が使用できる。上記電気絶縁材層としては、例えば無機フィラ５０〜９５質量％と、熱硬化樹脂組成物５〜５０質量％とを含むコンポジット材が使用できる。反射板１７の構成材料は、光の反射率が高い材料であればよく、例えばアルミニウム等の金属が使用できる。なお、凹部１１ａは、反射板１７の孔部１７ａと、基板１６における配線パターン１２が設けられた主面（即ち底面１１１ａ）とからなる。
【００３６】
また、図１Ｂに示すように、発光素子１３は、底面１１１ａにアレイ状に配置されている。これにより、発光モジュール１を投映型表示装置用光源として使用する場合に、投映される画面の縦横比に応じて複数の発光素子１３の一部（又は全部）を点灯させることによって、画面サイズの変更が容易となる。
【００３７】
次に、第１実施形態に係る発光モジュール１を光源として用いた投映型表示装置について説明する。参照する図２は、上記投映型表示装置の構成図である。
【００３８】
図２に示すように、投映型表示装置２０は、発光モジュール１ｒ，１ｇ，１ｂを含む。発光モジュール１ｒ，１ｇ，１ｂは、いずれも上述した第１実施形態の発光モジュール１であり、このうち、発光モジュール１ｒには、発光素子１３として赤色ＬＥＤが使用されている。また、発光モジュール１ｇには、発光素子１３として緑色ＬＥＤが使用されており、発光モジュール１ｂには、発光素子１３として青色ＬＥＤが使用されている。
【００３９】
更に、投映型表示装置２０は、画像が投映されるスクリーン２６と、発光モジュール１ｒ，１ｇ，１ｂのそれぞれから出射された光を合成するプリズム２１と、プリズム２１により合成された光を集光するコンデンサレンズ２２と、コンデンサレンズ２２からの光を平行光に整形するコリメートレンズ２３と、コリメートレンズ２３から出射された光の少なくとも一部を、スクリーン２６の方向又はスクリーン２６以外の方向へ反射することにより、投映される画像の各画素に応じて表示／非表示の切り替えを行うマイクロミラーアレイスイッチ２４と、マイクロミラーアレイスイッチ２４により反射された光をスクリーン２６に結像させる投射レンズ２５とを含む。マイクロミラーアレイスイッチ２４としては、例えばＤＭＤ（テキサス・インスツルメンツ社の商標）等が使用できる。
【００４０】
投映型表示装置２０によれば、本発明の発光モジュール１ｒ，１ｇ，１ｂを用いているため、照度ムラを低減できる上、小型化が容易な投映型表示装置を提供できる。
【００４１】
以上、本発明の第１実施形態に係る発光モジュール１と、これを用いた投映型表示装置２０について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では、筒状部１４と反射板１７とがそれぞれ別の部材からなる例について説明したが、筒状部１４と反射板１７とが同一の材料から一体形成されていてもよい。また、筒状部１４と第１レンズ１５との間に、内径が筒状部１４より小さい第２筒状部（図示せず）を設けてもよい。発光素子１３から発せられる光をより効果的に集光できるからである。また、第１レンズ１５が、その光の取り出し側が平面形状で、その凹部１１ａ側が凸形状のレンズであってもよい。より小型化が容易な発光モジュール１とすることができるからである。
【００４２】
また、図３Ａに示すように、断面が略楕円形状の第１レンズ３１を用いた発光モジュール３０としてもよい。この構成によれば、発光素子１３から発せられた光を集光しながら平行光化することができる。また、図３Ｂに示すように、筒状部１４内に設けられた第２レンズ４１を更に含む発光モジュール４０としてもよい。この構成によれば、発光素子１３から発せられた光をより効果的に集光できる。この場合、第２レンズ４１が凹レンズであってもよい。発光素子１３から発せられた光が第２レンズ４１により拡散するため、上記光を効率良く多重反射させることができるからである。
【００４３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図４Ａは、第２実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【００４４】
図４Ａに示すように、第２実施形態に係る発光モジュール２は、発光素子１３を覆い、かつ凹部１１ａ内に充填された蛍光体層３を含む。発光素子１３としては、例えば青色ＬＥＤを使用することができる。また、蛍光体層３には、発光素子１３から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体が含まれている。これにより、発光モジュール２を白色光源として使用することができる。その他の構成は、上述した第１実施形態に係る発光モジュール１（図１Ａ，Ｂ参照）と同様である。よって、第２実施形態に係る発光モジュール２によっても、第１実施形態に係る発光モジュール１と同様の効果を発揮させることができる。なお、図４Ｂに示すように、蛍光体層３が発光素子１３毎に分離して形成されていてもよい。
【００４５】
次に、第２実施形態に係る発光モジュール２を光源として用いた投映型表示装置について説明する。参照する図５は、上記投映型表示装置の構成図である。
【００４６】
図５に示すように、投映型表示装置５０は、第２実施形態に係る発光モジュール２と、コンデンサレンズ２２と、コリメートレンズ２３と、コンデンサレンズ２２とコリメートレンズ２３との間に配置されたカラーホイール５１と、マイクロミラーアレイスイッチ２４と、投射レンズ２５と、スクリーン２６とを含む。
【００４７】
カラーホイール５１は、赤色光のみを透過する赤色フィルタ領域５１ａと、緑色光のみを透過する緑色フィルタ領域５１ｂと、青色光のみを透過する青色フィルタ領域５１ｃと、可視領域の全ての光を透過する透明領域５１ｄとに分割されている。このカラーホイール５１と白色光源である発光モジュール２とから、例えば、次のようにしてカラー表示を実現することができる。すなわち、カラーホイール５１を所定の回転速度（例えば毎分１０８００回転）で回転させながら、このカラーホイール５１に発光モジュール２から出射されコンデンサレンズ２２で集光された白色光を入射させて、この白色光に含まれる赤、緑及び青の３原色の光を順に循環的に透過して出射させる。そして、出射された各色の画像光を、コリメートレンズ２３、マイクロミラーアレイスイッチ２４及び投射レンズ２５によってスクリーン２６上に順に投映する。このようにして順に投映された各色の画像は、人間の目の残像効果によって合成されて１つのカラー画像となる。
【００４８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図６は、第３実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【００４９】
図６に示すように、第３実施形態に係る発光モジュール６０は、第１レンズ１５が設けられていないことと、筒状部１４における凹部１１ａ側とは反対側の開口を覆って形成された蛍光体プレート５を含むこと以外は、上述した第１実施形態に係る発光モジュール１（図１Ａ，Ｂ参照）と同様である。よって、第３実施形態に係る発光モジュール６０によっても、第１実施形態に係る発光モジュール１と同様の効果を発揮させることができる。
【００５０】
また、発光モジュール６０に設けられた蛍光体プレート５は、蛍光体層３と透光性材料層４とが積層された構造を有している。透光性材料層４としては、可視光を透過する材料であれば特に限定されないが、例えばホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の耐熱性ガラス材料や、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の耐熱性樹脂材料等が使用できる。蛍光体層３の厚みは、例えば０．１〜１ｍｍ程度である。透光性材料層４の厚みは、例えば０．１〜０．５ｍｍ程度である。蛍光体プレート５は、例えば透光性材料層４（透光性板材）上に蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層３を形成することによって得られる。蛍光体プレート５によれば、発光素子１３と接触していないため、発光素子１３から発せられた熱による蛍光体層３の構成材料の劣化を低減できる。更に、蛍光体プレート５によれば、平板形状の構造を有しているため、発光素子１３から発せられる光を面発光させることができる。
【００５１】
なお、発光モジュール６０においては、蛍光体プレート５と凹部１１ａとの間の空間に不活性ガスが封入されていてもよい。上記空間における結露の発生を防ぐことができるため、発光素子１３と配線パターン１２との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。また、蛍光体プレート５は、螺合や嵌合等によって着脱自在に設けられていることが好ましい。蛍光体プレート５に不具合が生じた場合、リペアを容易に行うことができるからである。
【００５２】
また、発光モジュール６０においては、凹部１１ａ内、又は凹部１１ａ内及び筒状部１４内に、封止樹脂層（図示せず）が充填されていてもよい。発光素子１３と配線パターン１２との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。また、蛍光体プレート５が蛍光体層３のみから構成されていてもよい。この場合、蛍光体プレート５内に層間の界面が存在しないので、蛍光体プレート５内における光の屈折や反射を防止できる。よって、発光モジュール６０の光の取り出し効率を向上させることができる。
【００５３】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図７は、第４実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【００５４】
図７に示すように、第４実施形態に係る発光モジュール７０は、蛍光体プレート５が筒状部１４内に設けられていることと、筒状部１４における凹部１１ａ側とは反対側の開口を覆って形成された第１レンズ１５を含むこと以外は、上述した第３実施形態に係る発光モジュール６０（図６参照）と同様である。発光モジュール７０によっても、蛍光体プレート５が発光素子１３と接触していないため、発光素子１３から発せられた熱による蛍光体層３の構成材料の劣化を低減できる。
【００５５】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図８は、第５実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【００５６】
図８に示すように、第５実施形態に係る発光モジュール８０は、上述した第１実施形態に係る発光モジュール１（図１Ａ，Ｂ参照）の構成要素に加え、発光素子１３から発せられた光を凹部１１ａの開口側へ反射する反射部材８１を更に含む。この反射部材８１は、各発光素子１３間に配置されている。これにより、発光モジュール８０の光の取り出し効率を向上させることができる。また、発光モジュール８０の第１レンズ１５には、蛍光体が分散されている。即ち、第１レンズ１５は蛍光体層３としての役割も果たす。この第１レンズ１５（蛍光体層３）は発光素子１３と接触していないため、発光素子１３から発せられた熱による第１レンズ１５（蛍光体層３）の構成材料の劣化を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の発光モジュールは、小型化が要求される光源として有用であり、例えば、リアプロジェクションテレビ用光源等の投映型表示装置用光源として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】Ａは本発明の第１実施形態に係る発光モジュールの断面図であり、Ｂは本発明の第１実施形態に係る発光モジュールの概略上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る発光モジュールを光源として用いた投映型表示装置の構成図である。
【図３】Ａ，Ｂは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図４】Ａは本発明の第２実施形態に係る発光モジュールの断面図であり、ＢはＡに示す発光モジュールの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る発光モジュールを光源として用いた投映型表示装置の構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【図９】従来のＬＥＤ光源ユニットの構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，１ｂ，１ｇ，１ｒ，２，３０，４０，６０，７０，８０  発光モジュール
３  蛍光体層
４  透光性材料層
５  蛍光体プレート
１１  ボトム部
１１ａ  凹部
１２  配線パターン
１３  発光素子
１４  筒状部
１４ａ  内面
１５，３１  第１レンズ
１６  基板
１７  反射板
１７ａ  孔部
２０，５０  投映型表示装置
２１  プリズム
２２  コンデンサレンズ
２３  コリメートレンズ
２４  マイクロミラーアレイスイッチ
２５  投射レンズ
２６  スクリーン
４１  第２レンズ
５１  カラーホイール
５１ａ  赤色フィルタ領域
５１ｂ  緑色フィルタ領域
５１ｃ  青色フィルタ領域
５１ｄ  透明領域
８１  反射部材
１１１ａ  底面
１１２ａ  斜面
【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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