(57)【要約】【課題】ＬＥＤの放熱基板としてセラミック基板を用いた場合、セラミック基板の加工が難しかった。【解決手段】片面に第１の凹部が形成された金属基板１１２と、第２の凹部が形成された銅を主体とするリードフレーム１００を、途中に無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物からなる放熱樹脂１０２を介して一体化し、前記第１の凹部の内部にリードフレーム１００からなる第２の凹部を形成し、前記第２の凹部の底部のリードフレーム１００にＬＥＤ１０８を実装することで、ＬＥＤ１０８の発熱を前記リードフレーム１００を介して発光モジュール全体に広げると共に、放熱樹脂１０２を介して金属基板１１２へ効果的に拡散する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に第１の凹部が形成された金属基板と、
第２の凹部が形成された銅を主体とするリードフレームと、前記金属基板と前記リードフレームの間に形成された、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層とを備え、
前記金属基板の前記第１の凹部の中に前記絶縁層を介して、前記リードフレームの前記第２の凹部が固定され、
前記第２の凹部内の前記リードフレーム上に１個以上の発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュールであって、
少なくとも前記第２の凹部は、長丸状もしくは楕円状である発光モジュール。
【請求項２】
金属基板とリードフレームの間に形成された絶縁層の厚みは５０ミクロン以上５００ミクロン以下である請求項１記載の発光モジュール。
【請求項３】
リードフレームと金属基板の間の絶縁層の厚みのバラツキは２００ミクロン以下である請求項１記載の発光モジュール。
【請求項４】
リードフレームは、凹部を形成する側面の５０％以上９５％以下の面積を占める請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項５】
発光素子は、少なくとも１種類以上の異なる発光色を有する発光素子である請求項１記載の発光モジュール。
【請求項６】
発光素子の内、１個以上は発光色が白色である請求項１記載の発光モジュール。
【請求項７】
リードフレームの厚みは０．１０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、少なくとも絶縁層と一体化される前にその一部が凹部を有する形状に加工されたものである請求項１記載の発光モジュール。
【請求項８】
絶縁層の熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項９】
無機フィラーは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＣ、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、及びＡｌＮからなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１１】
絶縁層は白色である請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１２】
凹部は底部に向かって狭くなる形状である請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項１３】
Ｓｎは０．１ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下、Ｚｒは０．０１５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下、Ｎｉは０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、Ｓｉは０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下、Ｚｎは０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、Ｐは０．００５ｗｔ％以上０．１ｗｔ％以下、Ｆｅは０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下である群から選択される少なくとも一種を含む銅を主体とするリードフレームを用いる請求項１記載の発光モジュール。
【請求項１４】
リードフレームの表出面に反射膜を設けた請求項１記載の発光モジュール。
【請求項１５】
片面に凹部が形成された金属基板と、予め凹部加工がされたリードフレームとの間に、絶縁樹脂をセットし、
前記絶縁樹脂を前記金属基板と前記リードフレームの間で硬化し、凹部を有する成型体を形成した後、
前記成型体の前記凹部に発光素子を実装し樹脂で封止する発光モジュールの製造方法。
【請求項１６】
片面に第１の凹部が形成された金属基板と、
第２の凹部が形成された銅を主体とするリードフレームと、前記金属基板と前記リードフレームの間に形成された、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層とを備え、
前記金属基板の前記第１の凹部の中に前記絶縁層を介して、前記リードフレームの前記第２の凹部が固定され、
前記第２の凹部内の前記リードフレーム上に１個以上の発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュールであって、
少なくとも前記第２の凹部は、長丸状もしくは楕円状である発光モジュールと、
バスバーと、を備えたバックライト装置であって、
前記バスバーと、前記発光モジュールの前記リードフレームとが電気的に接続しているバックライト装置。
【請求項１７】
片面に第１の凹部が形成された金属基板と、
第２の凹部が形成された銅を主体とするリードフレームと、前記金属基板と前記リードフレームの間に形成された、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層とを備え、
前記金属基板の前記第１の凹部の中に前記絶縁層を介して、前記リードフレームの前記第２の凹部が固定され、
前記第２の凹部内の前記リードフレーム上に１個以上の発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュールと、
バスバーと、を備えたバックライト装置であって、
前記発光モジュールを駆動する回路部品の一部以上を、前記バスバー側に実装している請求項１６に記載のバックライト装置。
【請求項１８】
バスバーを構成する配線の一部は、銅を主体とするリードフレームで形成している請求項１６に記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビ等のバックライトを有する表示機器のバックライト等に使われる発光モジュール及びその製造方法並びにそれを用いたバックライト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶テレビ等のバックライトには、冷陰極管等が使われてきたが、近年、ＬＥＤやレーザー等の半導体発光素子を、放熱性の基板の上に実装することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、発光モジュールの一例を示す断面図である。図８において、セラミック基板１に形成された凹部には、発光素子２が実装されている。また複数のセラミック基板１は、放熱板３の上に固定されている。また複数のセラミック基板１は、窓部４を有する接続基板５で電気的に接続されている。そしてＬＥＤから放射される光６は、接続基板５に形成された窓部４を介して、外部に放出される。なお図８において、凹部を有するセラミック基板１や接続基板５における配線及びＬＥＤの配線等は図示していない。そしてこうした発光モジュールは、液晶等のバックライトとして使われている。しかしセラミック基板１は加工が難しく高価であるため、より安価で加工性に優れた放熱基板が求められていた。
【０００４】
一方、液晶ＴＶを始めとする表示装置側からは、色表示範囲の拡大が望まれている。こうしたニーズに対しては、白色ＬＥＤ等では、限界があるため、近年では、Ｒｅｄ（赤）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｂｌｕｅ（青）の単色発光素子を、更には紫色、橙色、赤紫、コバルトブルー等の特別色を発光する特色発光素子も加えることで、色表示範囲（色表示は具体的にはＣＩＥ表色系等）を広げることが試みられている。
【０００５】
こうしたニーズに対して、図８のような発光モジュールで対応した場合、セラミック基板１の凹部に、こうした発光素子を一個一個実装しながら、全体として均一な混色（混色して白色）を出して、色バランス（例えば、後述するホワイトバランス）を調整する必要がある。一方ＬＥＤ等の固体発光素子は温度が上昇すると発光効率が低下することが知られている。更にＬＥＤの発光色の違いによって温度に対する発光効率の低下度合いも異なる。こうした理由により、例えば、液晶ＴＶをＯＮ（動作）した直後は、ＬＥＤ部分が室温（例えば２５℃）であるため、ホワイトバランスが保たれていても、ＬＥＤ部分の温度が上昇（例えば、４０℃→５０℃→６０℃）するに伴い、例えば特に赤色の発光効率が低下する等の現象が生じてしまい、色再現性やバックライトの輝度も変化してしまう可能性がある。
【０００６】
一方、図８に示すように、ＬＥＤ等の発光素子２が１個ずつ実装されたセラミック基板１を、放熱板３の上に並べた場合、放熱性の面から有利である一方、フィルターや拡散板等を用いて光を混ぜて白色を作成する（あるいはＲＧＢ＋特別色の混合によって演色性の高い白色を作成する）ことが難しくなる。
【０００７】
そのため発光素子の更なる高輝度化（その際には、大きな電流を流す必要がある）、更にはマルチＬＥＤ（複数個のＬＥＤを高密度に実装すること）に対応できる多数個の発光素子が高密度で実装できる加工性が高くそして放熱性の優れた発光モジュールが要求されている。
【特許文献１】特開２００４−３１１７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、発光素子を実装する放熱基板が、セラミック基板であったため、加工性やコスト面で不利になるという課題を有していた。
【０００９】
本発明では、前記従来の課題を解決するものであり、セラミック基板の代わりに、金属製のリードフレームと放熱性の高い絶縁体及び金属板を使うことで、加工性の良い発光モジュールとその製造方法並びにそれを用いたバックライト装置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】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明はＬＥＤ等の発光素子を、放熱性の高い金属製のリードフレームの上に直接実装し、更にリードフレームの熱は高放熱性を有する放熱樹脂を介して、裏面に形成した放熱用の金属基板に伝えることになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光モジュール並びにそれを用いたバックライト装置や、その製造方法によって得られた発光モジュールは、ＬＥＤや半導体レーザー等の発光素子によって発生した熱を効率的に拡散することができ、ＬＥＤ等の発光素子を有効に冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における発光モジュールについて、図１、図２を用いて説明する。
【００１３】
図１は実施の形態１における発光モジュールを示す図であり、図１（Ａ）はその上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の矢印１０４ａにおける断面図である。図１において、１００はリードフレーム、１０２は放熱樹脂、１０４ａは図１（Ｂ）の断面部を示す矢印、１０４ｂはＬＥＤ１０８の側面から放射された光を出す矢印、１０６はリードフレーム１００の屈曲位置を示す点線、１０８はＬＥＤであり、ＬＥＤ１０８はレーザー等の発光素子の一例として示したものであり、他の発光素子へも応用できることは言うまでもない。また１１０は透明樹脂、１１２は金属基板、１１４は放熱用のヒートシンク、１１６は凹部である。そして凹部１１６が形成された金属基板１１２と、凹部１１６が形成されたリードフレーム１００が、互いに凹部同士が重なるようにしながら放熱樹脂１０２を介して一体化されることになる。なお金属基板１１２に形成された凹部１１６は第１の凹部、リードフレーム１００に形成された凹部１１６は第２の凹部となるが、図１（Ｂ）において、第１の凹部も第２の凹部も共に凹部１１６として図示している。
【００１４】
まず図１（Ａ）を用いて説明する。図１（Ａ）において、リードフレーム１００は複数個に分割された状態で、放熱樹脂１０２を介して互いに絶縁されている。また点線１０６はリードフレーム１００の屈曲位置を示すものであり、リードフレーム１００が図１（Ａ）の点線１０６の位置で折れ曲がることで、図１（Ｂ）に示すような凹部１１６を形成する。そしてＬＥＤ１０８は、複数のリードフレーム１００の上にまたがるように配置する（なおＬＥＤ１０８は、必ずしもまたがって実装される必要はない）。なおＬＥＤ１０８の実装用のワイヤー線（ワイヤー線はワイヤーボンディング接続の場合であるが、導電性樹脂や半田（フリップチップ実装等の場合））等の部材も同様に図１において図示していない。
【００１５】
次に図１（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の矢印１０４ａにおける断面図に相当する。図１（Ｂ）において、金属基板１１２は少なくともその片面が凹状に加工形成されている。同様にリードフレーム１００も凹状に合わせてプレス加工されている。そして図１（Ｂ）に示すように、放熱樹脂１０２に埋め込まれるようにしてリードフレーム１００が金属基板１１２上に絶縁された状態で固定される。図１（Ｂ）における矢印１０４ｂは、ＬＥＤ１０８から放射される光に相当する。図１（Ｂ）に示すように、リードフレーム１００を凹状（あるいは放物線状等）に加工することで、ＬＥＤ１０８の側面から放射された光を、矢印１０４ｂのようにリードフレーム１００表面で反射させて制御することができ、発光モジュールの輝度を高められる。
【００１６】
なお、ＬＥＤ１０８を覆う透明樹脂１１０は、ＰＭＭＡ（ポリメタクリレート）やシリコン系の透明な樹脂を用いることが望ましい。ここにエポキシ系の樹脂を用いた場合、エポキシの黄化防止のＵＶ抑制剤を添加することが必要である。これはＬＥＤが白色、更には青色光によってエポキシ樹脂が黄化する場合があるためである。またここにシリコン系等の柔らかい（少なくともエポキシ系より硬度が低い）ものを用いることが望ましい。柔らかい（すなわち柔軟性を有する）樹脂材料を用いることで、ＬＥＤ１０８が発熱し熱膨張した際、ＬＥＤ１０８とリードフレーム１００の接続部への応力集中を防止できる。同様に、ＬＥＤ１０８とリードフレーム１００をボンディング接続した際の、金製ワイヤーへの応力集中を低減できる（金製ワイヤーが切断されにくくなる）。
【００１７】
図１（Ｂ）に示すように、リードフレーム１００と金属基板１１２を互いに凹状に形状を合わせることで、その間を絶縁する放熱樹脂１０２の厚みを薄く（更には均一に）することができ、リードフレーム１００から金属基板１１２への熱拡散性を高められる。そしてＬＥＤ１０８で発生した熱は、リードフレーム１００に伝わり、放熱樹脂１０２を介して、金属基板１１２、更には金属基板１１２に固定したヒートシンク１１４へ拡散する。
【００１８】
図１（Ｂ）において、放熱樹脂１０２として、硬化型樹脂中に高放熱性の無機フィラーが分散されたものを用いることが望ましい。なお無機フィラーは略球形状で、その直径は０．１ミクロン以上１００ミクロン以下が適当である（なお０．１ミクロン未満の場合、樹脂への分散が難しくなる場合がある）。そうしながら、放熱樹脂１０２における無機フィラーの充填量は、熱伝導率を上げるために７０〜９５重量％と高濃度に充填している。
【００１９】
特に、本実施の形態では、無機フィラーは、平均粒径３ミクロンと平均粒径１２ミクロンの２種類のＡｌ2Ｏ3を混合したものを用いている。この大小２種類の平均粒径のＡｌ2Ｏ3を用いることによって、大きな粒径（平均粒径１２ミクロン）のＡｌ2Ｏ3の隙間に小さな粒径（平均粒径３ミクロン）のＡｌ2Ｏ3を充填できるので、Ａｌ2Ｏ3を９０重量％近くまで高濃度に充填できるものである。この結果、放熱樹脂１０２の熱伝導率は５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度となる。なお無機フィラーとしてはＡｌ2Ｏ3の代わりに、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、及びＡｌＮからなる群から選択される少なくとも一種以上を含んでもよい。
【００２０】
なお、熱硬化性の絶縁樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂の内、少なくとも１種類の樹脂を含んでいる。これらの樹脂は耐熱性や電気絶縁性に優れている。放熱樹脂１０２の厚みは、薄くすれば、リードフレーム１００に装着したＬＥＤ１０８に生じる熱を金属基板１１２に伝えやすいが、逆に絶縁耐圧が問題となり、厚すぎると熱抵抗が大きくなるので、絶縁耐圧と熱抵抗を考慮して最適な厚さである５０ミクロン以上５００ミクロン以下に設定すれば良い。
【００２１】
図２は、実施の形態１における放熱メカニズムについて説明する上面図及び断面図である。図２において、１１６は凹部であり、ＬＥＤ１０８はリードフレーム１００や金属基板１１２で形成された凹部１１６の底部分に実装されている。図２における矢印１０４ｃ，１０４ｄはそれぞれＬＥＤ１０８に発生した熱の拡散方向を示すものである。図２（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１０８から発生した熱は、矢印１０４ｃが示すようにリードフレーム１００を伝わって高速で放熱する。これは実施の形態１において、リードフレーム１００に銅を主体とした熱伝導率の高いものを使うためである。一方リードフレーム１００に伝わった熱は、後述する図２（Ｂ）の矢印１０４ｄに示すように放熱樹脂１０２を介して、金属基板１１２に伝わる。そして金属基板１１２の熱は、ヒートシンク１１４等に伝わる。こうしてＬＥＤ１０８に発生した熱を高速で拡散できるため、ＬＥＤ１０８の効率的な冷却が可能となる。
【００２２】
このように、ＬＥＤ１０８で発生した熱は、凹部１１６の側面で反射面を兼用するリードフレーム１００の部分を介して、矢印１０４ｃに示すように広範囲へ拡散することとなり、効率的な熱拡散が可能となる。
【００２３】
また図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＬＥＤ１０８部分の断面（例えば図１（Ａ）の矢印１０４ａ相当）である。図２（Ｂ）では、ＬＥＤ１０８で発生した熱が、リードフレーム１００を通じて拡散する様子を矢印１０４ｃで、リードフレーム１００の熱が放熱樹脂１０２を介して金属基板１１２へ拡散する様子を矢印１０４ｄで示している。更に図２（Ｂ）に示すように、実施の形態１では、金属基板１１２の凹部１１６の形状と、放熱樹脂１０２やリードフレーム１００の凹部１１６の形状を合わせることによって、放熱樹脂１０２の厚みを薄く、均一にできる。そのためリードフレーム１００や金属基板１１２に比べて、熱伝導率が低い放熱樹脂１０２を用いた場合でも、その影響を最小限に抑えることができる。
【００２４】
この結果、凹部１１６の中に複数個のＬＥＤ（更には高放熱が必要なＬＥＤであっても）を高密度に実装することができる。
【００２５】
更に詳しく説明する。複数個のＬＥＤ１０８は、図１（Ａ）に示すようにリードフレーム１００の上に実装される。そして複数個のＬＥＤ１０８は、複数のリードフレーム１００から電流を供給され、所定の色に発光することになる。なお図１において、ＬＥＤ１０８とリードフレーム１００の接続部（例えば、ワイヤーボンダーによる接続）は図示していない。
【００２６】
なお、放熱樹脂１０２の色は、白色（もしくは白色に近い無色）が望ましい。黒色や赤、青等に着色されている場合、発光素子から放射された光を反射させにくくなり、発光効率に影響を与えるためである。
【００２７】
またＬＥＤ１０８の実装は、図１（Ｂ）に示すように、リードフレーム１００による凹部１１６の底部に行うことが望ましい。ＬＥＤ１０８を、凹部の底部（つまり窪みの底）に形成することで、ＬＥＤ１０８の側面から放射される光を、窪みの壁面部分となるリードフレーム１００あるいはリードフレーム１００の間に露出する放熱樹脂１０２によって効果的に求める所定の方向に反射でき、発光効率を高められる。
【００２８】
このように、複数の発光素子を凹部１１６の底面にてリードフレーム１００の上に実装し、更にリードフレーム１００を凹部１１６の側壁面にも広く形成（望ましくは側壁面の５０％以上９５％以下）する。なおリードフレーム１００の側壁に占める面積割合が５０％未満（すなわち放熱樹脂１０２の割合が５０％以上）の場合、リードフレーム１００による熱伝導に影響し、リードフレーム１００表面による光反射量を減らす可能性がある。
【００２９】
また９５％を超えた（つまり側面における放熱樹脂１０２の露出割合が５％未満となった）場合、すなわちリードフレーム１００の間隔を狭くした場合、短絡する可能性が高くなる。また金属基板１１２としては、熱伝導の良いアルミニウム、銅またはそれらを主成分とする合金が望ましい。
【００３０】
なお、凹部１１６が形成された金属基板１１２とリードフレーム１００の間に形成された放熱樹脂１０２の厚みは５０ミクロン以上５００ミクロン以下が望ましい。また更には１００ミクロン以上３００ミクロン以下が望ましい。絶縁層の厚みが５０ミクロン以下の場合、金属基板１１２とリードフレーム１００の間の絶縁性が低下し、信頼性に影響を与える場合がある。またその厚みが５００ミクロンを超えると、リードフレーム１００から金属基板１１２への熱伝導性（放熱性）を低下させ品質（発光特性）に影響を与える場合がある。
【００３１】
また絶縁層の厚みバラツキは、２００ミクロン以下（更には１００ミクロン以下）が望ましい。図１（Ｂ）で示すように、実施の形態１では金属基板１１２に凹部１１６を形成することで、リードフレーム１００と金属基板１１２の間を絶縁する放熱樹脂１０２の厚みの薄層化及び均一化が可能となる。一方、リードフレーム１００と金属基板１１２に挟まれた放熱樹脂１０２の厚みバラツキ（あるいは厚み差）が２００ミクロン以上と大きくなった場合、リードフレーム１００から金属基板１１２への熱伝導性（放熱性）に影響を与え、品質（発光特性）を低下させる可能性がある。
【００３２】
なお凹部１１６の形状は、底部に向かうにしたがって狭くなる形状が望ましい。これは光の反射効率を高めるためである。
【００３３】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における発光モジュールの一例について、図３を用いて説明する。図３は実施の形態２における発光モジュールの断面図である。図３において、１１８はレンズである。図３（Ａ）は、透明樹脂１１０をレンズ状に加工した場合、図３（Ｂ）は透明樹脂１１０の上にレンズ１１８を実装した場合の発光モジュールを示している。
【００３４】
図３（Ａ）、（Ｂ）において矢印１０４ｅは、ＬＥＤ１０８から放射された光の方向を示すものである。図３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１０８から放射された光は、矢印１０４ｅに示すように、リードフレーム１００の凹部１１６（もしくは凹部１１６を構成する壁面）で反射され、外部へと導かれる。なおここで、リードフレーム１００の表面処理の高光反射率処理を行っておくことで、光の反射率を高められる。表面処理は、金やニッケルより銀の方が望ましい。これは銀の方が光の反射率が高いためである。また表面処理は光沢処理、無光沢処理（梨地処理等）を問わない。光沢がなくとも、銀等の反射率の高い部材を使うことで反射率を高められる。なお高光反射率化処理は、少なくともリードフレーム１００の凹部１１６を形成する部分以上の広い領域が望ましい。更に、凹部１１６以外のリードフレーム１００には、半導体やチップ部品等を実装するために、半田濡れ性を高める処理を行っておくことが望ましい。こうした処理によって、リードフレーム１００の自然酸化も防止できる。
【００３５】
なお、凹部１１６を形成する側面の面積の５０％以上９５％以下をリードフレーム１００とすることが望ましい。なお、放熱樹脂１０２は白色等の光反射率の高い色にすることが望ましい。しかし放熱樹脂１０２を白色にした場合でも、リードフレーム１００の方が、光反射率が高くなる場合がある。この場合、リードフレームの面積が５０％未満の場合、側面における光反射は放熱樹脂１０２が主となり、発光モジュールの発光効率（発光特性）に影響を与える場合がある。またリードフレームの占める割合が９５％以上となった場合、リードフレーム１００の加工が難しくなり作製できなくなる場合がある。
【００３６】
なお、レンズ１１８の大きさは図３（Ｂ）に示すように凹部１１６の幅と同等、もしくはより大きくすることが望ましい。レンズ１１８の大きさを大きめにすることで、レンズ１１８を実装した時の遊び部分が大きくできるため、光学的な位置合わせが容易にできる。特にリードフレーム１００を、実施の形態３で説明するように金型成型することで、リードフレーム１００の加工精度（特に凹部１１６の底部と、凹部１１６以外の平面との平行度）が高められる。そのためＬＥＤ１０８を凹部１１６の底部に、レンズ１１８を凹部１１６の周囲を覆うようにセットしただけで、光軸を高精度に合わせることができる。
【００３７】
なお凹部１１６に実装する発光素子は、少なくとも１種類以上（望ましくは２種類以上とすることで、演色性を高めながらコストダウンできる）の異なる発光色を有する発光素子であることが望ましい。異なる発光色を有する複数個のＬＥＤ１０８を使うことで演色性を高められ、一つの凹部１１６の中にこれらを複数個高密度で実装することで互いの混色性を高められる。また複数個の発光素子の内、１個以上の発光色が白色とすることもできる。このように実施の形態２の構成では、その優れた放熱性を生かすことで、発光効率が温度の影響を受けやすい（あるいは温度の影響の程度が異なる）ＬＥＤ１０８であっても、温度の影響を受けにくい。また発光モジュール自体の温度が上昇した場合でも、リードフレーム１００を介して個別にＬＥＤ１０８を電気的に制御することができることは言うまでもない。
【００３８】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における発光モジュールの製造方法の一例について説明する。
【００３９】
図４、図５は本実施の形態３における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図である。図４において、１２０ａ，１２０ｂは金型、１２２は汚れ防止フィルム、１２４はバリである。まず、所定の金属板を、プレス等を用いて所定形状に打抜き、これをリードフレーム１００とする。なおこの打抜き加工でリードフレーム１００にバリ１２４が発生する。次に図４に示すように、リードフレーム１００の下に未硬化状態の放熱樹脂１０２や、金属基板１１２をセットする。そしてこれら部材を位置決めした状態で、金型１２０ａ，１２０ｂの間にセットする。次にプレス装置（図４に図示していない）によって、金型１２０ａ，１２０ｂを矢印１０４ｆの方向に動かすことにより、リードフレーム１００が放熱樹脂１０２に押し付けられ、そして所定温度で放熱樹脂１０２を加熱硬化する。また図４に示すように、リードフレーム１００と、金型１２０ａの間に汚れ防止フィルム１２２をセットしておくことが望ましい。また汚れ防止フィルム１２２は、例えば不織布等のようにある程度の空気透過性があるフィルム状のものを使うことが望ましい。こうすることで、リードフレーム１００を、金型１２０ａ，１２０ｂを用いて、放熱樹脂１０２の中に押し付けた際、矢印１０４ｇで示すように空気が抜けやすくなり（汚れ防止フィルム１２２を介して、空気が抜ける）、リードフレーム１００と放熱樹脂１０２の界面、あるいは金属基板１１２と放熱樹脂１０２の界面に、放熱性を低下させる要因となる空気残りの発生を防止できる。
【００４０】
なお、リードフレーム１００を金型成型によって所定の３次元形状に抜く際、リードフレーム１００の端部に発生するバリ１２４の方向は、前記汚れ防止フィルム１２２側になるようにすることが望ましい。こうすることで、リードフレーム１００をプレスした際、バリ１２４が汚れ防止フィルム１２２に喰い込むため、リードフレーム１００の表面（例えば、ＬＥＤ１０８等の実装面）に放熱樹脂１０２が回り込むことを防止できる。
【００４１】
図５は、プレス加工が終了した後の断面図である。図５に示すように、金型１２０ａ，１２０ｂを矢印１０４ｈの方向に動かすことで、発光モジュールが完成する（なお図５の状態では、まだＬＥＤ１０８等は実装されていない）。そして図５の発光モジュールに、ＬＥＤ１０８を実装し、更に樹脂（透明樹脂）１１０でカバーすることで、図１に示したような発光モジュールが完成する。なお、バリ１２４はプレス加工時に除去して無くせるが、必要な場合、プレス後も残してもよい。
【００４２】
次に、絶縁材料について更に詳しく説明する。放熱樹脂１０２は、フィラーと樹脂からリードフレーム１００と放熱樹脂１０２との成型工程を、別々に分けることによって厚みが厚くて放熱性の優れたリードフレームを使った発光モジュールを安価に形成できる。
【００４３】
更に実施の形態３の場合、ＬＥＤ１０８が実装された凹部１１６の壁面にリードフレーム１００が形成され、この凹部１１６の壁面に形成されるリードフレーム１００は、ＬＥＤ１０８から放射された光を反射させると共に、ＬＥＤ１０８から発生した熱はこの凹部１１６側面を介して、発光モジュール全体に拡散させることができ、発光効率を高めると共に、その放熱効果を更に高められる。このように金属よりなる反射面を、リードフレーム１００が兼用することで、リードフレーム１００と放熱樹脂１０２との接続面積を広げられるため、リードフレーム１００から放熱樹脂１０２へ熱を伝えやすくできる。更に図１等で示したように、金属基板１１２を予め凹部１１６に形成しておくことで、リードフレーム１００と金属基板１１２の間に形成された放熱樹脂１０２の厚みを薄く均一にできるため、リードフレーム１００→放熱樹脂１０２→金属基板１１２への熱伝導性を高められることは言うまでもない。
【００４４】
こうして、片面に凹部１１６（第１の凹部に相当）が形成された金属基板１１２と、凹部１１６（第２の凹部に相当）が形成された銅を主体とするリードフレーム１００と、前記金属基板１１２と前記リードフレーム１００の間に形成された、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層とからなる放熱樹脂１０２を備え、前記第１の凹部１１６の中に前記絶縁層である放熱樹脂１０２を介して前記第２の凹部１１６が形成され、前記第２の凹部１１６内の前記リードフレーム１００上に１個以上のＬＥＤ１０８等の発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュールを提供する。
【００４５】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４におけるバックライト装置の一例について説明する。
【００４６】
図６（Ａ）（Ｂ）は、ともにバックライト装置の一例を示す上面図である。図６（Ａ）（Ｂ）において、１２５は発光モジュール、１２６はバスバーである。図６（Ａ）において、複数本のリードフレーム１００の上には、例えばＲＥＤ（赤）、ＧＲＥＥＮ（緑）ＢＬＵＥ（青）のように、少なくとも１種類以上の異なる発光色を有する、複数個のＬＥＤ１０８が実装している。このように異なる発光色とすることで、それぞれのＬＥＤ１０８の発光効率を高めたり、色純度を高めたりする効果が得られる。なお複数個のＬＥＤ１０８の内、１個以上の発光色を白色とすることで、ホワイトバランスを安定化する効果が得られる。
【００４７】
なお図６（Ａ）において、複数個のＬＥＤ１０８を、点線１０６で囲まれた部分（この部分は、図１（Ｂ）における凹部１１６に相当する）に実装することで、図３（Ａ）（Ｂ）等で図示したように、リードフレーム１００の側面で光反射効率を高める。また複数本のリードフレーム１００を絶縁する放熱樹脂１０２を白色とすることで、リードフレーム１００の隙間に露出した放熱樹脂１０２部分での光反射効率を高める。こうして発光モジュール１２５を用意する。なお発光モジュール１２５の一部に、必要に応じて制御用半導体チップや、チップ部品等を実装することができる（図示していない）。また図６（Ａ）（Ｂ）において、発光モジュール１２５の凹部（例えば点線１０６で図示した部分）等に充填した透明樹脂１１０やレンズ１１８等は図示していない。
【００４８】
図６（Ｂ）は、複数個の発光モジュール１２５を、バスバー１２６に実装した様子を示している。図６（Ｂ）に示すように、複数本のバスバー１２６の上に（あるいはバスバー１２６の間に）、複数個のＬＥＤ１０８を実装した発光モジュール１２５を実装する。ここでバスバーとは、ＬＥＤ１０８を駆動する電流回路や、ＬＥＤ１０８の点灯を制御する信号回路を形成した配線基板（あるいは電流供給部分）である。次に、図６（Ｂ）の矢印１０４における断面について、図７を用いて説明する。
【００４９】
図７（Ａ）（Ｂ）は、ともにバックライト装置の断面図である。図７（Ａ）は、図６（Ｂ）の矢印１０４における断面に相当する。図７（Ａ）（Ｂ）において、１２７はバックライト装置、１２８は液晶パネルである。図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１０８やリードフレーム１００、金属基板１１２等からなる発光モジュール１２５を複数個、バスバー１２６の上に実装し、バックライト装置１２７を構成している。そしてバックライト装置１２７から発せられた光１０４ａは、液晶パネル１２８を介して、矢印１０４ｂとなり、所定の画像を形成する。
【００５０】
ここで発光モジュール１２５は、常時点灯する必要はなく、ＲＥＤ（赤）、ＧＲＥＥＮ（緑）、ＢＬＵＥ（青）と順番に点滅しても良い。こうして順番に点滅させる（フィールドシーケンシャル駆動とも呼ばれる）ことで、液晶パネル１２８におけるカラーフィルターを省くことができる。そしてカラーフィルターを省く結果、液晶テレビの高輝度化や低消費電力化、低コスト化を行う。なお図７（Ａ）（Ｂ）において、バックライト１２７と液晶パネル１２８の間にセットする光学フィルム等（例えば、光拡散板）は図示していない。
【００５１】
以上のようにして、片面に第１の凹部１１６が形成された金属基板１１２と、第２の凹部１１６が形成された銅を主体とするリードフレーム１００と、前記金属基板１１２と前記リードフレーム１００の間に形成された、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層とを備え、前記金属基板１１２の前記第１の凹部の中に前記絶縁層を介して、前記リードフレーム１００の前記第２の凹部が固定され、前記第２の凹部内の前記リードフレーム１００上に１個以上のＬＥＤ１０８等で代表される発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュール１２５であって、少なくとも前記第２の凹部は、長丸状もしくは楕円状である発光モジュールを提供することで、発光モジュール１２５の発光効率（低消費電力化、ホワイトバランスの高安定化、高密度化や小型化）を実現することができる。そして凹部の形状を長丸状もしくは楕円状とすることで、すり鉢状の凹部１１６の底部へ、自動部品実装機におけるＬＥＤ１０８で代表する発光素子の実装性（例えば実装機の先端が、凹部に引っかかりにくくなる）を高めることができる。また凹部の形状を長丸状、もしくは楕円状、あるいは略長方形（略弓形も含む）とすることで、発光モジュールの発光部分、あるいはその発光パターン（点線１０６で囲んだ凹部１１６）を長丸状、あるいは楕円状、あるいは略四角形、あるいは略長方形とすることができる。そして発光モジュールの発光部分の形状を積極的に、発光部分の形状（例えば、略長方形や弓形）に近づける。こうすることで、従来のフィラメントや放電によるランプ等を用いた光学装置や照明装置、あるいは自動車のヘッドライト等で行われている光学設計をそのまま活かすことができる。このように、フィラメントを用いたランプの発光部分や、ディスチャージランプ（アーク放電式ランプでＨＩＤとも呼ばれる）や、キセノンやハロゲンを用いたランプの発光部分に、発光モジュールの発光部分の形状を近づける（あるいは略相似形）とすることで、こうした発光素子の置き換え（あるいは設計変更）が容易となり、機器の高寿命化、低消費電力化（あるいは燃費の改善）が可能となる。
【００５２】
また金属基板１１２とリードフレーム１００の間に形成された絶縁層の厚みは５０ミクロン以上５００ミクロン以下とすることで、発光モジュール１２５の耐電圧特性と放熱性を両立することができる。
【００５３】
またリードフレーム１００と金属基板１１２の間の絶縁層の厚みのバラツキは２００ミクロン以下とすることで、発光モジュール１２５の耐電圧特性と放熱性を両立することができる。
【００５４】
またリードフレーム１００は、凹部を形成する側面の５０％以上９５％以下の面積を占める発光モジュール１２５とすることで、リードフレーム１００表面における光反射効果を得ることができ、またリードフレーム１００を介した放熱効果も高めることができ、発光モジュール１２５の発光効率や放熱効果を高めることができる。
【００５５】
またＬＥＤ１０８等で代表される発光素子は、少なくとも１種類以上の異なる発光色を有するＬＥＤ１０８等で代表される発光素子である発光モジュール１２５とすることで、発光モジュール１２５の発光効率を高め、低消費電力化を実現する。
【００５６】
またＬＥＤ１０８等で代表される発光素子の内、１個以上は発光色が白色である発光モジュール１２５とすることで、発光モジュール１２５のホワイトバランスの安定化を実現する。
【００５７】
またリードフレーム１００の厚みは０．１０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、少なくとも絶縁層と一体化される前にその一部が凹部を有する形状に加工されたものである発光モジュール１２５とすることで、リードフレーム１００を介した放熱（あるいは熱伝導）効果を高めることができ、またその形状の一部を凹部とすることで、リードフレーム１００表面における光反射効果も得ることができる。
【００５８】
また絶縁層の熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である発光モジュール１２５とすることで、発光モジュール１２５の放熱効果を高めることができる。
【００５９】
無機フィラーは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＭｇＯ、ＢＮ、ＳｉＣ、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、及びＡｌＮからなる群から選択される少なくとも一種を含む発光モジュール１２５とすることで、無機フィラーの添加効果による絶縁層の熱伝導効率を高めることができる。
【００６０】
熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びイソシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む発光モジュール１２５とすることで、絶縁層の機械的強度を高めることができ、長時間（あるいは長期間）に渡って発光モジュール１２５の光学的精度を保持でき、これを組み込んだ液晶テレビの安定駆動を可能にする。
【００６１】
絶縁層は白色である発光モジュール１２５とすることで、リードフレーム１００のみならず、複数のリードフレーム１００の間を絶縁する絶縁層部分での光反射効率を高めることができ、発光モジュール１２５の発光効率を高め、その消費電力の削減を行うことができる。
【００６２】
凹部は底部に向かって狭くなる形状である発光モジュール１２５とすることで、ＬＥＤ１０８から放射された光を効果的に必要方向（あるいは前面）に反射させることができ、発光モジュール１２５の発光効率を高め、更にその光学設計の自由度を高めることができる。
【００６３】
またＳｎは０．１ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下、Ｚｒは０．０１５ｗｔ％以上０．１５ｗｔ％以下、Ｎｉは０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、Ｓｉは０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下、Ｚｎは０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、Ｐは０．００５ｗｔ％以上０．１ｗｔ％以下、Ｆｅは０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下である群から選択される少なくとも一種を含む銅を主体とするリードフレーム１００を用いる発光モジュール１２５とすることで、リードフレーム１００の加工性を高めることができる。
【００６４】
またリードフレーム１００の表出面に反射膜を設けた発光モジュール１２５とすることで、リードフレーム１００の露出部分を積極的に反射部分として、その反射効率を高めることで、発光モジュール１２５の発光効率を高めることができる。なお反射膜としては、金属膜（例えば銀膜の場合、反射率は９５〜９９％程度が可能である）や、誘電体膜（レンズ等の表面コートに代表される光学薄膜を表面に形成することで）を形成したり、前記金属膜と併用することで、更にその表面での反射効率を高めることができる。
【００６５】
片面に凹部が形成された金属基板１１２と、予め凹部加工がされたリードフレーム１００との間に、絶縁樹脂をセットし、更に前記リードフレーム１００と金型の間に汚れ防止フィルムを挿入した状態で、プレスして前記絶縁樹脂を前記金属基板１１２と前記リードフレーム１００の間で硬化し、凹部を有する成型体を形成した後、前記成型体の前記凹部にＬＥＤ１０８等で代表される発光素子を実装し樹脂で封止する発光モジュール１２５の製造方法を提供することで、高精度な発光モジュール１２５を効率的に製造することができる。
【００６６】
また、片面に第１の凹部が形成された金属基板１１２と、第２の凹部が形成された銅を主体とするリードフレーム１００と、前記金属基板１１２と前記リードフレーム１００の間に形成された、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層とを備え、前記金属基板１１２の前記第１の凹部の中に前記絶縁層を介して、前記リードフレーム１００の前記第２の凹部が固定され、前記第２の凹部内の前記リードフレーム１００上に１個以上のＬＥＤ１０８等で代表される発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュール１２５と、バスバーと、を備えたバックライト装置であって、前記バスバーと、前記発光モジュール１２５の前記リードフレーム１００とが電気的に接続しているバックライト装置とすることで、液晶テレビ等におけるバックライト装置の高効率化、小型化、低コスト化を実現できる。
【００６７】
また、片面に第１の凹部が形成された金属基板１１２と、第２の凹部が形成された銅を主体とするリードフレーム１００と、前記金属基板１１２と前記リードフレーム１００の間に形成された、無機フィラーと熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物とを含んだ絶縁層とを備え、前記金属基板１１２の前記第１の凹部の中に前記絶縁層を介して、前記リードフレーム１００の前記第２の凹部が固定され、前記第２の凹部内の前記リードフレーム１００上に１個以上のＬＥＤ１０８等で代表される発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュール１２５であって、少なくとも前記第２の凹部は、長丸状もしくは楕円状である発光モジュールと、バスバーと、を備えたバックライト装置であって、前記発光モジュール１２５を駆動する回路部品の一部以上を、前記バスバー側に実装しているバックライト装置とすることで、複数個の発光モジュール１２５を、バスバーを介して一体化し、バックライト装置とすることで、液晶テレビ等への組み込みを容易にする。
【００６８】
このように発光モジュールの、少なくとも前記第２の凹部を、長丸状もしくは楕円状（なお略長方形、略弓形や略台形等も含む）として、一般の電球等に代表されるフィラメント等の発光部分の形状（例えば長丸状もしくは楕円状、あるいは略弓形等）とする（あるいはその形状に近づける）。こうすることで、従来のフィラメントを用いた光学装置や照明装置、あるいは自動車のヘッドライト等で行われている光学設計をそのまま活かすことができ、こうした従来の照明部品への応用（あるいは置き換え）が可能となる。また点線１０４で示した凹部１１６を略円形（あるいは長丸状もしくは楕円状、あるいは略弓形、略長方形等）とすることで、発光モジュールの光学設計のみならず、発光モジュールに取り付ける各種光学部品のコストダウンが可能となる。これは実施の形態で示すように本発明の発光モジュールは、放熱効果が高いため、凹部１１６の中央部にＬＥＤ１０８で代表される発光素子（半導体レーザー等も含む）を複数個、高密度に実装することができるためである。
【００６９】
バスバーを構成する配線の一部は、銅を主体とするリードフレーム１００で形成しているバックライト装置とすることで、発光モジュール１２５に発生した熱を、リードフレーム１００を介してバスバーを構成するリードフレーム１００に放熱することができ、バックライト装置の発光効率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明にかかる発光モジュールを用いることで、多数個の発光素子を、安定して点灯できるため、液晶ＴＶ等のバックライト以外に、プロジェクター、投光機器、車のヘッドライト等の小型化、高演色化の用途などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施の形態１における発光モジュールを示す上面図及び断面図
【図２】本実施の形態１における放熱メカニズムについて説明する上面図及び断面図
【図３】本実施の形態２における発光モジュールの断面図
【図４】本実施の形態３における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図
【図５】本実施の形態３における発光モジュールの製造方法の一例を示す断面図
【図６】（Ａ）（Ｂ）  ともにバックライト装置の一例を示す上面図
【図７】（Ａ）（Ｂ）  ともにバックライト装置の断面図
【図８】発光モジュールの一例を示す断面図
【符号の説明】
【００７２】
１００  リードフレーム
１０２  放熱樹脂
１０４  矢印
１０６  点線
１０８  ＬＥＤ
１１０  透明樹脂
１１２  金属基板
１１４  ヒートシンク
１１６  凹部
１１８  レンズ
１２０  金型
１２２  汚れ防止フィルム
１２４  バリ
１２５  発光モジュール
１２６  バスバー
１２７  バックライト装置
１２８  液晶パネル
【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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