(57)【要約】【課題】製造コストの低減、生産能力の向上、製造歩留まりの向上、および、部品としての共通化を図ることができる光源モジュールを提供する。【解決手段】本発明の光源モジュールは、ＬＥＤ素子２０、凹部１３および凸部１４、棒状端子１５ａ、１５ｂおよび穴状端子１６ａ、１６ｂを有する、複数の光源基板１００同士が、電気的に、且つ、機構的に連結された連結基板と、ＬＥＤ素子２０から出射された光を導光する導光部とを備える。【選択図】図１
2013041730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子、電気的連結手段および機構的連結手段を有する、複数の光源基板同士が、各々の上記電気的連結手段および上記機構的連結手段を用いて、電気的に、且つ、機構的に連結された連結基板と、
上記連結基板の上記複数の光源基板の各々が有する上記複数の発光素子から出射された光を導光する導光部と
を備えることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
上記光源基板は、上記光源基板を支持する基材をさらに有し、
上記複数の発光素子は、チップオンボード技術を用いて、上記基材上に実装されることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項３】
上記光源基板の長辺の長さは、３００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュール。
【請求項４】
上記複数の発光素子は、略等しい間隔で上記光源基板上に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項５】
上記複数の発光素子は、各々の電気的特性に応じ、予め複数の素子電気的ランクに分類されており、
上記複数の発光素子の各々が含まれる素子電気的ランクの各々は、上記光源基板に実装すべき発光素子が含まれるべき素子電気的ランクを表わす電気的実装規則に従うものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項６】
上記複数の発光素子は、各々の光学的特性に応じ、予め複数の素子光学的ランクに分類されており、
上記複数の発光素子の各々が含まれる素子光学的ランクの各々および当該複数の発光素子の配列のうちの少なくとも一方は、上記光源基板に実装すべき発光素子が含まれるべき素子光学的ランクおよび当該複数の発光素子が持つべき配列を表わす光学的実装規則に従うものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項７】
上記複数の光源基板は、各々の電気的特性に応じ、予め複数の基板電気的ランクに分類されており、
上記複数の光源基板の各々が含まれる基板電気的ランクの各々および当該複数の光源基板の配列のうちの少なくとも一方は、上記連結基板となる光源基板が含まれるべき基板電気的ランクおよび当該複数の光源基板が持つべき配列を表わす電気的基板規則に従うものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項８】
上記複数の光源基板は、各々の光学的特性に応じ、予め複数の基板光学的ランクに分類されており、
上記複数の光源基板の各々が含まれる基板光学的ランクの各々および当該複数の光源基板の配列のうちの少なくとも一方は、上記連結基板となる光源基板が含まれるべき基板光学的ランクおよび当該複数の光源基板が持つべき配列を表わす光学的基板規則に従うものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項９】
上記光源基板は、複数の発光素子格納部をさらに有し、
上記複数の発光素子は、上記複数の発光素子格納部のいずれかに格納されており、
上記複数の発光素子格納部の各々に格納された２つ以上の発光素子および当該２つ以上の発光素子の配列は、上記光学的実装規則に従うものであることを特徴とする請求項６に
記載の光源モジュール。
【請求項１０】
上記複数の発光素子格納部は、略等しい間隔で上記光源基板上に配置されることを特徴とする請求項９に記載の光源モジュール。
【請求項１１】
上記複数の発光素子格納部の各々においては、上記複数の発光素子は、略等しい間隔で上記光源基板上に配置されることを特徴とする請求項９または１０に記載の光源モジュール。
【請求項１２】
上記複数の発光素子の各々は、ＬＥＤ素子であり、
上記発光素子の電気的特性は、上記ＬＥＤ素子の順電圧特性であることを特徴とする請求項５または７に記載の光源モジュール。
【請求項１３】
上記発光素子の光学的特性は、上記発光素子の発光量特性および色特性のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項６、８または９に記載の光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が実装された光源基板および、この光源基板を光源として使用した光源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の発光素子が実装され、その発光素子からの光を用いる光源基板や、この光源基板を光源として使用する光源モジュールの用途が広まっている。例えば照明分野では、従来の白熱電球や蛍光管の置き換えとして、このような光源モジュールが利用されており、光源の低消費電力化や、光源の長寿命化、光源の水銀フリー化が実現されている。
【０００３】
また、液晶用バックライトの光源としても、これまで主流だった冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）から、上で述べたような、照明分野と同様の長所を備える光源である、ＬＥＤ素子を用いた光源モジュールへの置き換えが急速に進んでいる。さらに、近年では、より鮮明で、自然な色調を再現するために赤色光、緑色光、青色光の３色のＬＥＤ素子を用いたバックライトも注目されており、精力的に開発が進められている。
【０００４】
このような用途で使用される光源モジュールは、通常、ＬＥＤ素子が封止されたＬＥＤパッケージを配線基板に実装した光源基板を、光源として使用することで実現される。
【０００５】
図１７〜図１９を用いて、従来技術に関する、ＬＥＤ素子を用いた光源モジュールについて説明する。図１７に、ＬＥＤ素子を光源として用いる液晶バックライト用の光源モジュールの一構成例を示す。図１７の（ａ）は、従来の光源モジュール５０の概略構成を示す分解斜視図、図１７の（ｂ）は、光源モジュール５０の概略構成を示す断面図である。
【０００６】
光源モジュール５０は、図１７の（ａ）に示すように、複数のＬＥＤパッケージが直線状に実装された光源基板５１を線状光源として利用している。光源基板５１に実装されたＬＥＤパッケージの各々は導光板３に向けて光を出射し、それら出射光が導光板３に入射する。
【０００７】
導光板３は、光源基板５１のＬＥＤパッケージから出射される光が入射されると、その入射光を適切な密度で拡散シート５側に向けて出射する。導光板３の拡散シート５に対向する光出射面からは均一に光が出射される。一方、拡散シート５に対向する光出射面と反対側の光漏れ面から漏れ出す光は、反射シート４により、導光板３側に向けて反射する。導光板３の光漏れ面から反射シート４側に漏れ出す光は、再び、導光板３の内部に戻され、拡散シート５側に向かう光となる。
【０００８】
反射シート４は、導光板３の光漏れ面から漏れ出す光を反射し、導光板３に再び戻すためのものである。導光板３から漏れ出す光を再び、導光板３に戻すことにより、光源基板５１から出射された光の利用効率を高め、導光板３から面状に出射される光の均一化、輝度向上を図ることができる。
【０００９】
拡散シート５は、導光板３から出射される光のパターンを和らげ、均一化するためのものである。光の均一化をより高める観点からは、拡散シート５に代えて、望ましい光学的特性を備える光学シート等を配置してもよい。また、拡散シート５に加え、そのような光学シート等をさらに配置してもよい。
【００１０】
拡散シート５の拡散パターンは、例えば、印刷等により複数の乱反射領域を設け、光源基板５１から遠ざかるにつれ、乱反射領域の密度を上げる、あるいは、乱反射領域の散乱度を上げるものを用いることができる。また、その拡散パターンは、凹凸であり、光源基板５１から遠ざかるにつれ、その深さまたは高さが順次大きくなるものを用いてもよい。
【００１１】
図１７の（ｂ）に示すように、光源モジュール５０は、筐体６をさらに備えており、筐体６は、導光板３、反射シート４、拡散シート５、および、光源基板５１を収納する。筐体６は、その内部に収納する導光板３等を外力から保護し、強度が脆弱な導光板３等の劣化、破損を防止する。
【００１２】
このような光源モジュール５０は液晶用バックライトを構成し、拡散シート５側に液晶パネルが配置されることにより、液晶モジュールが実現させる。
【００１３】
上で述べたような、光源基板５１からの光を導光板３の縁（側面）から入射させ、導光板３の一方の面（光出射面）から光を出射させて、面光源を構成する光源モジュール５０は“エッジ型”の光源モジュールと称される（例えば、特許文献１を参照）。
【００１４】
これに対し、導光板３のような光を面状に出射させる導光手段を用いずに、光源を照射面の直下に配置する“直下型”と呼ばれる光源モジュールもある。例えば、陰極蛍光管や、ＬＥＤ素子といった光源を平面状に並べるものである。
【００１５】
直下型光源モジュールは、エッジ型光源モジュールと比べ、薄型化が困難という課題があり、薄型化が要望される液晶表示装置への採用は困難である。一方、エッジ型光源モジュールは、大画面化すると十分な輝度が確保できないという課題はあるものの、光源の高輝度化により、液晶表示装置への適用の余地は残されている。
【００１６】
図１８に、光源モジュール５０に使用される光源基板５１の一構成例を示す。図１８の（ａ）は、光源基板５１の斜視図、図１８の（ｂ）は、光源基板５１に実装されたＬＥＤパッケージ５４の概略断面図である。
【００１７】
光源基板５１は、図１８の（ａ）に示すように、配線基板５２、配線基板５２上に実装されたコネクタ５３、および、複数のＬＥＤパッケージ５４と、を有している。光源基板５１は、コネクタ５３を通じ、光源基板５１の外部と接続され、外部からの電気的な制御に基づき、ＬＥＤパッケージ５４が駆動される。
【００１８】
例えば、ＬＥＤパッケージ５４は、配線基板５２に配置された、複数の配線を通して、コネクタ５３と電気的に接続されている。後述するように、ＬＥＤパッケージ５４にはＬＥＤ素子６４が封止されている。ＬＥＤパッケージ５４は、そのＬＥＤ素子６４と配線基板５２の配線とを電気的に接続し、その結果、それら配線、コネクタ５３を介して、光源基板５１の外部からＬＥＤ素子６４に駆動電流が供給される。この駆動電流の供給制御により、ＬＥＤ素子６４の発光状態を調節することが可能となる。
【００１９】
図１８の（ｂ）に示すように、配線基板５２は、基材６１、基材６１上に形成された配線層６２、および、配線層６２上の、ＬＥＤパッケージ５４等の部品が実装されていない領域上に塗布されたソルダーレジスト６３を有している。
【００２０】
配線基板５２は、アルミ基板等の金属基板や、セラミック基板が選択されることが多い。これらの基板は放熱性が高く、ＬＥＤパッケージ５４から発せられる熱を効率よく放熱することができる。
【００２１】
コネクタ５３は、半田を用いて、配線基板５２に実装されている。上述したように、コネクタ５３は、ＬＥＤパッケージ５４の制御のため、ＬＥＤパッケージ５４と光源モジュール５０の外部とを電気的に接続するために使用される。
【００２２】
ＬＥＤパッケージ５４は、ＬＥＤ素子６４、ワイヤ６５、封止樹脂６６、パッケージ基板６７、および、リードフレーム６８を有している。
【００２３】
図１８の（ｂ）に示すように、ＬＥＤパッケージ５４を配線基板５２に実装するため、配線層６２とＬＥＤパッケージ５４のリードフレーム６８とが半田６９を用いて接着されている。ＬＥＤパッケージ５４のリードフレーム６８は、ＬＥＤ素子６４が備える電極と、ワイヤ６５によって接続されている。また、ＬＥＤ素子６４は、パッケージ基板６７上に配置、固定されている。この固定は、例えば、Ａｕ−Ｓｉペースト共晶接合を用いることができる。
【００２４】
ＬＥＤ素子６４とワイヤ６５とは、透光性の封止樹脂６６により封止されている。例えば、ＬＥＤパッケージ５４が白色を発光するＬＥＤパッケージである場合、ＬＥＤ素子６４は青色の光を発光するＬＥＤ素子を用い、封止樹脂６６は蛍光体を含有する封止樹脂を用いればよい。この場合、ＬＥＤ素子６４から出射された青色の光の照射により、封止樹脂６６に含まれる蛍光体が蛍光を発する。この蛍光（例えば、黄色の光）とＬＥＤ素子６４の青色の光との混色により、白色の光が発せられることになる。
【００２５】
ところで、このようなＬＥＤパッケージ５４の実装によると、ＬＥＤ素子６４にて生じる熱は、ワイヤ６５を通じてＬＥＤパッケージ５４のリードフレーム６８に伝搬される。その熱はさらに、半田６９を通じて配線基板５２へと放熱される。あるいは、ＬＥＤ素子６４の裏面からパッケージ基板６７へと伝搬され、リードフレーム６８と半田６９とを通じて配線基板５２へ放熱される。それ以外にも、ＬＥＤパッケージ５４から直接外気へ放熱される成分もあるが、大半は、リードフレーム６８や半田６９を通じて配線基板５２へ伝搬される。
【００２６】
このため、ＬＥＤ素子６４の温度は配線基板５２の表面温度と比較して上昇する。一般にＬＥＤ素子６４は、高温では発光効率の低下や寿命の低下を引き起こすため、放熱性を高め、温度を低下させることが望ましい。
【００２７】
また、ＬＥＤパッケージ５４は、半田６９を用いて、配線基板５２に実装されるが、例えば鉛を含有しない半田にてリフロー実装するためには２５０〜２６０℃程度の高温を要する。この場合、ＬＥＤパッケージ５４に使用するワイヤ６５や、封止樹脂６６、封止樹脂６６に含有される蛍光体、パッケージ基板６７等は、この高温に耐えられるものに制限される。配線基板５２の材料も同様、リフロー温度に耐えられるものに制限される。
【００２８】
ここで、図１９を用いて、エッジ型光源モジュールの構成例について説明する。図１９は模式図であり、図１８の光源基板５１に相当する光源基板５１ａ、光源基板５１ｂ、光源基板５１ｃ、および、光源基板５１ｄ、ならびに、導光板３のみが記載されている。図１９では、上述した、導光板３の光出射面は、通常の液晶用バックライトのように、長方形であることを想定している。
【００２９】
図１９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、および、（ｄ）に示す、４種類の構成はすべて、導光板３の４つの辺のうちの一辺から入光する構成である。もちろん、導光板３の一辺からの入光のみに限られることはなく、複数の辺からそろって入光する構成も可能である。入光する辺が少なければ少ないほど、光源モジュールの構成が簡単となり、コスト面で有利
である。一方、導光板３からの出射光の光量を増大させる、あるいは、光源基板５１からの発熱を分散させる目的であれば、複数の辺から入光させる構成であることが好ましい。
【００３０】
図１９の（ａ）に示す構成は、導光板３の長辺である一辺に対向するように１本の光源基板５１ａを配置し、この１本の光源基板５１ａから導光板３に入光する構成である。光源基板５１ａは１本であり、そのため、光源モジュールの構成は単純化され、光源モジュールに取り付けられるケーブルの数を最小限に抑えることができる。また、そのケーブルの取り付け工程自体が簡素化される。
【００３１】
図１９の（ｂ）に示す構成は、導光板３の長辺である一辺に対向するように２本の光源基板５１ｂを配置し、この２本の光源基板５１ｂから導光板３に入光する構成である。光源基板５１ｂは、図１９の（ａ）に示す光源基板５１ａと比較して、その長さを短くすることができる。
【００３２】
図１９の（ｃ）に示す構成は、導光板３の短辺である一辺に対向するように１本の光源基板５１ｃを配置し、この１本の光源基板５１ｃから導光板３に入光する構成である。光源基板５１ｃは１本であり、そのため、光源モジュールの構成は単純化され、光源モジュールに取り付けられるケーブルの数を最小限に抑えることができる。また、そのケーブルの取り付け工程自体が簡素化される。
【００３３】
さらに、光源基板５１ｃは、図１９の（ａ）に示す光源基板５１ａと比較して、その長さを短くすることができる。
【００３４】
図１９の（ｄ）に示す構成は、導光板３の短辺である一辺に対向するように２本の光源基板５１ｄを配置し、この２本の光源基板５１ｄから導光板３に入光する構成である。光源基板５１ｄは、図１９の（ａ）に示す光源基板５１ａや、図１９の（ｂ）に示す光源基板５１ｂ、図１９の（ｃ）に示す光源基板５１ｃと比較して、その長さを短くすることができる。
【００３５】
このように、エッジ型光源モジュールでは、通常、１本または２本の長い光源基板が使用される。例えば特許文献１では、図１９の（ｂ）に示す、導光板３の長辺である一辺に対向するように２本の光源基板５１ｂを配置し、この２本の光源基板５１ｂから導光板３に入光する構成と同様の構成が用いられている。特に、特許文献１では、長辺である二辺の各々に対し、２本の光源基板をそれぞれ、配置し、各々の二辺から入光するものである。そのため、光源基板は４本である。
【００３６】
一般に、光源基板の長さが短くなればなるほど、光源基板に用いられる基材も小口径となる。このため、大口径の基材を扱う必要はなくなり、大口径の基材を処理可能な大型の処理装置の使用が回避される。大型の処理装置は、装置価格は高く、その管理や稼動にも多大なコストが要求される。したがって、光源基板の短縮化により、このような大型の処理装置は不要となり、延いては、光源モジュールの製造コストの低減化を図ることができる。
【００３７】
さらに、導光板３の長辺側でなく短辺側から入光することは、光源基板をより短くすることができる。さらにまた、１本ではなく２本の光源基板を使うことは、１本あたりの長さをほぼ半減できるという効果がある。ただし、１本の場合と比較すると、光源基板への配線が増加するため、光源モジュールのコスト上昇や組み立て工程の増加は懸念される。
【００３８】
光源基板を実現する手段として、上で述べたような、配線基板にＬＥＤパッケージを実装するもの以外に、チップオンボード（ＣＯＢ：Chip On Board）技術を用いることも可
能である（例えば、特許文献２を参照）。ＣＯＢでは、ワイヤボンディング装置を用いてＬＥＤ素子を基板上に直接実装する。
【００３９】
ＣＯＢにより配線基板にＬＥＤ素子を直接実装することで、ＬＥＤ素子の熱は半田を介さず配線基板に放熱され、熱抵抗が減少する。そのため、放熱の課題が緩和される。また、半田付けのためのリフローは不要となり、高温であるリフロー温度に耐えられない材料であっても使用可能となる。
【００４０】
さらに、ＣＯＢでは、ＬＥＤパッケージを実装する場合と比較し、同一面積の領域に、より多数のＬＥＤ素子を実装することができる。そのため、より小さい光源基板にて必要な光量を確保することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開２０１１−１２９５０８号公報（２０１１年６月３０日公開）
【特許文献２】特開２００８−２７７５６１号公報（２００８年１１月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４２】
ところで、エッジ型光源モジュールでは、導光板の光出射面が大きくなればなるほど、光源基板の長さも長くなるのが通常である。しかしながら、上で述べたように、光源基板の長さが長くなればなるほど、その光源基板の生産や実装に使用される処理装置は大型のものとなり、その対応可能な処理装置は必然的に限られたものとなる。したがって、光源モジュールの生産コストの上昇や生産能力の低下が懸念される。
【００４３】
また、光源基板が長いということは、１本の光源基板に多数の発光素子（例えば、ＬＥＤ素子）が実装されることを意味する。このため、１本の光源基板において、発光素子の不良や実装不良が発生する確率が大きくなり、延いては、光源基板の製造工程における製造歩留まりを低下させてしまう。さらに、光源基板の使用時における、不良発生の際の損失も大きい。さらにまた、導光板の出射面のサイズに応じて、個別に光源基板を設計する必要があり、多様なサイズの導光板に汎用可能である、部品としての光源基板の共通化が困難である。このような部品の共通化ができない場合、設計の工程が個別に必要なだけではなく、光源基板に用いられる配線基板の成形のための金型等も個別に必要となる。配線基板は、例えばプレス成形にて所望の形状に成形されるが、このプレス用の金型を、光源基板の所望のサイズごとに、個別に用意しなければならない。
【００４４】
一方、ＣＯＢで用いるワイヤボンディングの技術は、ＩＣやＬＳＩの生産の後半工程（アセンブリ工程）で利用されている。リードフレームとシリコンチップをワイヤで接続することが本来の用途である。ＩＣやＬＳＩは、通常、チップ単価を削減するため可能な限り小さなサイズで製造されるため、ワイヤボンディング装置は一般的には比較的小型のデバイスに適している。光源モジュールとしてある程度のサイズが必要なもの、特に、家庭用ＴＶや屋外デジタルサイネージの液晶用バックライトなどに要望されるサイズとは大きく隔たりがある。ワイヤボンディング装置は、比較的大きなリードフレームに対応した機種であっても、対応できるリードフレームやマガジンのサイズは、それらの長辺が２７０〜３００ｍｍのものが多く、３００ｍｍ以下の仕様が普通である。代表的なワイヤボンディング装置メーカーの一般的な装置で扱えるリードフレームの長辺は、例えば、ASM Pacific Technology Ltd.社のEagle60-X2Lでは最大３００ｍｍ、株式会社カイジョーのFB-900では最大２７０ｍｍ、Kulicke&Soffa社のＣｏｎｎＸ高速ワイヤボンダでは最大３００ｍｍとなっている。
【００４５】
図２０に、画面の横と縦の寸法比が１６：９の液晶画面の対角寸法に対し、エッジ型光源モジュールの光源基板に要望される長さの一覧を示す。実際には、光源基板の端部やコネクタの実装部などの長さを調整する必要があるため、図２０に示す表の数値からは幾分か変化する。
【００４６】
図２０に示す表から明らかなように、例えば導光板の短辺（図２０の表における「画面の高さ」）から２本の光源基板で入光する場合、３００ｍｍ以下の長さの光源基板であれば、４６インチの画面サイズまでには対応することができるが、５０インチ以上の画面サイズには対応することができない。３００ｍｍ以下の長さである場合、２本の光源基板の全長は６００ｍｍ以下である。５０インチの画面サイズの場合、導光板の短辺は６２２．６ｍｍであり、導光板の短辺の一部からは光が入射されないことになる。
【００４７】
同様に、導光板の長辺（図２０の表における「画面の横幅」）から２本の光源基板で入光する場合であっても、３００ｍｍ以下の長さの光源基板であれば、２４インチの画面サイズまでは対応可能であるが、２８インチ以上の画面サイズには対応することができない。２８インチの画面サイズの場合、導光板の長辺は６１９．９ｍｍであり、やはり、導光板の長辺の一部からは光が入射されないことになる。
【００４８】
このように、一般的なワイヤボンディング装置で実装できる３００ｍｍ以下の光源基板を用いた場合、大型液晶用バックライト向けの光源モジュールを実現することが難しい。
【００４９】
また、図２１に示す、本発明の後述する光源基板のように、６０．０ｍｍや１００．０ｍｍといった短い光源基板を用いた場合、光源基板の製造コストは削減され、各種の画面サイズに対応可能となる。しかし、光源基板には多くの本数が必要となり、上で述べた従来の光源基板であれば、それらをすべてケーブルにて取り付ける部材やその手間等が必要となり、光源モジュールの製造コストは増大してしまう。
【００５０】
また、ＣＯＢを用いた場合、ＣＯＢの光源基板は、例えば射出成形により樹脂を成形することやセラミックを焼成することで実現可能である。しかし、所望の樹脂形状を得るために金型が必要となる。これらの成形に必要な金型は、上述のような配線基板を成形するためのプレス用の金型と比較しても高価であることが多く、上で述べた部品としての共通化は、配線基板を使用する場合以上に要望される。
【００５１】
以上説明したように、従来技術においては、大型の液晶バックライト用光源モジュールに用いられる光源基板を実現するにあたり、その光源基板を生産する処理装置の制限やそれに起因する製造コストの増大、生産能力の低下といった課題がある。
【００５２】
また、光源基板の製造歩留まりの低下や部品としての共通化が困難といった課題もあった。特に、ＣＯＢを用いて発光素子が実装される場合、ＩＣやＬＳＩの製造を目的としたワイヤボンディング装置を用いなければならないこと、および、その実装に用いられる金型が高価なことから、上で述べた課題が顕著になる。
【００５３】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エッジ型の光源モジュールに用いられる光源基板に関し、製造コストの低減、生産能力の向上、製造歩留まりの向上、および、部品としての共通化を図ることができる光源モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５４】
上記目的を達成するために、本発明に係る光源モジュールは、複数の発光素子、電気的連結手段および機構的連結手段を有する、複数の光源基板同士が、各々の上記電気的連結
手段および上記機構的連結手段を用いて、電気的に、且つ、機構的に連結された連結基板と、上記連結基板の上記複数の光源基板の各々が有する上記複数の発光素子から出射された光を導光する導光部とを備える。
【００５５】
上記構成によれば、複数の光源基板の各々が、電気的連結手段および機構的連結手段を有している。機構的連結手段は、例えば、光源基板全体を支持する基材の一方の端面に設けられた凹部と、他方の端面に設けられた凸部である。２つの光源基板間において、一方の光源基板の凸部と、他方の光源基板の凹部と、が嵌合する。このような嵌合により、２つの光源基板同士が機構的に連結される。
【００５６】
一方、電気的連結手段は、凹部の内部に設けられた棒状端子と、凸部１４の内部に設けられた穴状端子である。一方の光源基板の凸部内に設けられた棒状端子と、他方の光源基板の凹部内に設けられた穴状端子と、が接触し、棒状端子と穴状端子と、が電気的に接続される。このような電気的な接続により、２つの光源基板同士が電気的に連結される。
【００５７】
このような電気的連結手段および機構的手段を備えることにより、導光部の多様なサイズに応じて、適切な長さの連結基板を実現することができる。
【００５８】
それゆえ、エッジ型の光源モジュールに用いられる光源基板に関し、製造コストの低減、生産能力の向上、製造歩留まりの向上、および、部品としての共通化を図ることができる。
【００５９】
上記光源基板は、上記光源基板を支持する基材をさらに有し、上記複数の発光素子は、チップオンボード技術を用いて、上記基材上に実装されることが好ましい。
【００６０】
上記光源基板の長辺の長さは、３００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
上記構成によれば、一般的なＩＣのワイヤボンディング装置を用いて発光素子のＣＯＢ実装が可能となる。
【００６２】
上記複数の発光素子は、略等しい間隔で上記光源基板上に配置されることが好ましい。
【００６３】
上記構成によれば、均一な光を出射させることができる。
【００６４】
上記複数の発光素子は、各々の電気的特性に応じ、予め複数の素子電気的ランクに分類されており、上記複数の発光素子の各々が含まれる素子電気的ランクの各々は、上記光源基板に実装すべき発光素子が含まれるべき素子電気的ランクを表わす電気的実装規則に従うものであることが好ましい。
【００６５】
上記構成によれば、光源基板の電気的特性をより好ましい状態に設定することが可能となる。
【００６６】
上記複数の発光素子は、各々の光学的特性に応じ、予め複数の素子光学的ランクに分類されており、上記複数の発光素子の各々が含まれる素子光学的ランクの各々および当該複数の発光素子の配列のうちの少なくとも一方は、上記光源基板に実装すべき発光素子が含まれるべき素子光学的ランクおよび当該複数の発光素子が持つべき配列を表わす光学的実装規則に従うものであることが好ましい。
【００６７】
上記構成によれば、光源基板の光学的特性をより好ましい状態に設定することが可能となる。
【００６８】
上記複数の光源基板は、各々の電気的特性に応じ、予め複数の基板電気的ランクに分類されており、上記複数の光源基板の各々が含まれる基板電気的ランクの各々および当該複数の光源基板の配列のうちの少なくとも一方は、上記連結基板となる光源基板が含まれるべき基板電気的ランクおよび当該複数の光源基板が持つべき配列を表わす電気的基板規則に従うものであることが好ましい。
【００６９】
上記構成によれば、光源基板の電気的特性をより好ましい状態に設定することが可能となる。
【００７０】
上記複数の光源基板は、各々の光学的特性に応じ、予め複数の基板光学的ランクに分類されており、上記複数の光源基板の各々が含まれる基板光学的ランクの各々および当該複数の光源基板の配列のうちの少なくとも一方は、上記連結基板となる光源基板が含まれるべき基板光学的ランクおよび当該複数の光源基板が持つべき配列を表わす光学的基板規則に従うものであることが好ましい。
【００７１】
上記構成によれば、光源基板の光学的特性をより好ましい状態に設定することが可能となる。
【００７２】
上記光源基板は、複数の発光素子格納部をさらに有し、上記複数の発光素子は、上記複数の発光素子格納部のいずれかに格納されており、上記複数の発光素子格納部の各々に格納された２つ以上の発光素子および当該２つ以上の発光素子の配列は、上記光学的実装規則に従うものであることが好ましい。
【００７３】
上記構成によれば、各発光素子格納部から出射される光を均一にすることが可能となる。
【００７４】
上記複数の発光素子格納部は、略等しい間隔で上記光源基板上に配置されることが好ましい。
【００７５】
上記構成によれば、各発光素子格納部から出射される光を均一にすることが可能となる。
【００７６】
上記複数の発光素子格納部の各々においては、上記複数の発光素子は、略等しい間隔で上記光源基板上に配置されることが好ましい。
【００７７】
上記構成によれば、各発光素子格納部から出射される光を均一にすることが可能となる。
【００７８】
上記複数の発光素子の各々は、ＬＥＤ素子であり、上記発光素子の電気的特性は、上記ＬＥＤ素子の順電圧特性であることが好ましい。
【００７９】
上記構成によれば、順電圧を均一にすることで光源モジュールの構成や制御をより簡単化することができる。
【００８０】
上記発光素子の光学的特性は、上記発光素子の発光量特性および色特性のうちの少なくとも一方であることが好ましい。
【００８１】
上記構成によれば、これらの特性を均一化することにより、光源モジュールの輝度ムラや色ムラを低減することができる。
【発明の効果】
【００８２】
本発明の光源モジュールは、以上のように、複数の発光素子、電気的連結手段および機構的連結手段を有する、複数の光源基板同士が、各々の上記電気的連結手段および上記機構的連結手段を用いて、電気的に、且つ、機構的に連結された連結基板と、上記連結基板の上記複数の光源基板の各々が有する上記複数の発光素子から出射された光を導光する導光部とを備える。
【００８３】
それゆえ、エッジ型の光源モジュールに用いられる光源基板に関し、製造コストの低減、生産能力の向上、製造歩留まりの向上、および、部品としての共通化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態に係る光源基板の概略構成を示す図であり、（ａ）は、光源基板の側面図、（ｂ）は、光源基板の平面図、（ｃ）は、光源基板の側面図、（ｄ）は、光源基板の断面図である。
【図２】２つの上記光源基板を連結する場合を説明するための説明図であり、（ａ）は、連結前の側面図、（ｂ）は、連結後の側面図、（ｃ）は、連結前の平面図、（ｄ）は、連結後の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光源モジュールの概略構成を示す図であり、（ａ）は、光源モジュールの分解斜視図、（ｂ）は、光源モジュールの断面図である。
【図４】上記光源基板に実装されたＬＥＤ素子の接続関係を示す回路図であり、（ａ）は、６個のＬＥＤ素子の接続関係の一例を示す図、（ｂ）は、６個のＬＥＤ素子の接続関係の他の一例を示す図、（ｃ）は、６個のＬＥＤ素子の接続関係のさらに他の一例を示す図である。
【図５】複数の上記光源基板の連結状態を示す回路図であり、(ａ)は、４個の上記光源基板の連結状態の一例を示す図、（ｂ）は、４個の上記光源基板の連結状態の他の一例を示す図、（ｃ）は、４個の上記光源基板の連結状態のさらに他の一例を示す図である。
【図６】上記ＬＥＤ素子の順電圧のランク分けの一例を示す図表である。
【図７】上記順電圧のランク分けの実施の有無により、複数の上記ＬＥＤ素子を直列接続したときのトータルの順電圧の最小値および最大値が変動することを示す図表である。
【図８】上記ＬＥＤ素子の順電圧のランク分けを用いた上記光源基板のランク分けの一例を示す図表である。
【図９】上記ＬＥＤ素子の全光束のランク分けの一例を示す図表である。
【図１０】複数の上記ＬＥＤ素子の１個あたりの全光束の平均値を示す図表である。
【図１１】上記ＬＥＤ素子の全光束のランク分けを用いた上記光源基板のランク分けの一例を示す図表である。
【図１２】上記ＬＥＤ素子の色度のランク分けの一例を示す図表である。
【図１３】上記ＬＥＤ素子の色度のランク分けの一例を示す色度図である。
【図１４】複数のＬＥＤ素子の色度のランク分けの一例を示す図表である。
【図１５】上記ＬＥＤ素子の色度のランク分けを用いた上記光源基板のランク分けの一例を示す図表である。
【図１６】上記全光束のランク分けおよび上記色度のランク分けを用いた上記光源基板のランク分けの一例を示す図表である。
【図１７】従来の光源モジュールの概略構成を示す図であり、（ａ）は、光源モジュールの分解斜視図、（ｂ）は、光源モジュールの断面図である。
【図１８】上記従来の光源モジュールに使用される従来の光源基板の一構成例を示す図であり、（ａ）は、従来の光源基板の斜視図、（ｂ）は、従来の光源基板に実装されたＬＥＤパッケージの概略断面図である。
【図１９】従来のエッジ型光源モジュールの模式図であり、（ａ）は、従来のエッジ型光源モジュールの一例を示す図、（ｂ）は、従来のエッジ型光源モジュールの他の一例を示す図、（ｃ）は、従来のエッジ型光源モジュールのさらに他の一例を示す図、（ｄ）は、従来のエッジ型光源モジュールのさらに他の一例を示す図である。
【図２０】従来の光源基板の長さと画面サイズとの関係を示す図表である。
【図２１】本発明の光源基板の長さと画面サイズとの他の関係を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００８６】
〔実施の形態１〕
（光源モジュール１）
図３に、本発明の一実施形態に係る光源モジュールの構成を示す。図３の（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光源モジュール１の概略構成を示す分解斜視図、図３の（ｂ）は、光源モジュール１の概略構成を示す断面図である。
【００８７】
図３の（ａ）に示すように、光源モジュール１は、複数の光源基板１００が連結された連結基板２と、導光板（導光部）３と、反射シート４と、拡散シート５と、筐体６と、を備えている。光源モジュール１は、複数の光源基板１００の各々から出射される光を、導光板３の短辺である一辺から入射させるエッジ型光源モジュールである。
【００８８】
図３に示す導光板３、反射シート４、拡散シート５、および、筐体６は、図１７に示した導光板３、反射シート４、拡散シート５、および、筐体６と同一の構成および効果を備えており、ここでは、繰り返し説明することはしない。
【００８９】
光源モジュール１と図１７に示した光源モジュール５０とが異なる点は、図１７に示した光源基板５１に代えて、複数の光源基板１００が連結された連結基板２を備えた点にある。連結基板２は、お互いに、電気的に、且つ、機構的に連結可能な複数の光源基板１００を有している。すなわち、連結基板２は、それら複数の光源基板１００が直線状に連結され、一体化された基板であると言える。図３に示す連結基板２においては、４本の光源
基板１００が連結されている。もちろん、本発明は、４本の光源基板１００が連結される形態に限られるものではないことは言うまでもない。
【００９０】
（光源基板１００）
図１は、光源基板１００の概略構成を示す図であり、図１の（ａ）は、光源基板１００の側面図、図１の（ｂ）は、光源基板１００の平面図、図１の（ｃ）は、光源基板１００の側面図、図１の（ｄ）は、光源基板１００の断面図である。
【００９１】
光源基板１００は、図１に示すように、基材１０と、配線層１１と、格納部側壁１２と、凹部１３と、凸部１４と、棒状端子１５ａおよび１５ｂと、穴状端子１６ａおよび１６ｂと、ＬＥＤ素子２０と、ワイヤ２１と、封止樹脂２２と、を備えている。
【００９２】
基材１０は、光源基板１００全体を支持するための支持部材である。基材１０は、例えば、シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。このような半導体基板を切断し、所望のサイズの基材１０を同時に複数個、作製することができる。
【００９３】
配線層１１は、例えば、基材１０上に堆積された、アルミニウム等の金属膜が所望のパターンに形成されたものである。金属膜のパターンは配線を構成し、各々の配線は配線層１１上に実装されたＬＥＤ素子２０と電気的に接続されている。例えば、異なるＬＥＤ素子２０同士は、互いが接続された配線を通して、電気的に接続される。また、ＬＥＤ素子２０は、このような配線を通して、光源基板１００の外部と電気的に接続されており、光源基板１００の外部からの駆動電流の供給を受けることができる。
【００９４】
配線層１１は、単層構造であってもよいし、複数の配線層が積層された多層構造であってもよい。多層構造であれば、配線の引き回しが容易となり、金属膜のパターン形成を効率よく行なうことができる。
【００９５】
格納部側壁１２は、ＬＥＤ素子２０が実装された領域を囲むように、基材１０上に配置されている。格納部側壁１２は、例えば、基材１０上に、別途用意された格納部側壁１２を構成するための部材を配置すればよい。この場合、この部材は、例えば、基材１０と同様、シリコン等の半導体材料を用いればよい。同一の材料であれば、それらの接着を強固に行なうことができる。
【００９６】
また、格納部側壁１２は、基材１０自体を加工し、基材１０の一部として、格納部側壁１２を形成してもよい。この場合、基材１０と格納部側壁は同一の部材から構成されることになり、別途、格納部側壁１２を構成するための部材を用意する必要がない。
【００９７】
このような格納部側壁１２は、ＬＥＤ素子２９０を格納する格納部の機能を担っている。その機能の観点から言えば、格納部側壁１２に囲まれた空間は、ＬＥＤ素子２０を格納するＬＥＤ素子格納部（発光素子格納部）であると言える。
【００９８】
光源基板１００は、ＬＥＤ素子格納部となる格納部側壁１２を２個、備えているが、１個であっても、３個以上であっても構わない。３個以上であれば、同じサイズのＬＥＤ素子格納部を基材１０上において等間隔で並べることにより、光源基板１００から出射される光の均一化を図ることができる。
【００９９】
凹部１３は、基材１０の短手方向に沿った一方の端面に設けられた凹形状の部分である。また、凹部１３の内部には、２本の棒状端子１５ａおよび１５ｂが設けられている。通常、これら棒状端子１５ａおよび１５ｂは、オス端子と称される。この２本の棒状端子１５ａおよび１５ｂは、配線層１１の配線と電気的に接続されている。配線層１１の配線は
、棒状端子１５ａおよび１５ｂを通して、光源基板１００の外部とを電気的に接続可能となっている。
【０１００】
凸部１４は、基材１０の短手方向に沿った他方の端面に設けられた凸形状の部分である。また、凸部１４の内部には、２本の穴状端子１６ａおよび１６ｂが設けられている。通常、これら穴状端子１６ａおよび１６ｂは、メス端子と称される。この２本の穴状端子１６ａおよび１６ｂは、上で述べた棒状端子１５ａおよび１５ｂと同様、配線層１１の配線と電気的に接続されている。配線層１１の配線は、穴状端子１６ａおよび１６ｂを通して、光源基板１００の外部とを電気的に接続可能となっている。
【０１０１】
ここで、図２を用いて、２つの光源基板１００を連結する場合について説明する。図２は、２つの光源基板１００を連結する場合を説明するための説明図であり、図２の（ａ）は、連結前の側面図、図２の（ｂ）は、連結後の側面図、図２の（ｃ）は、連結前の平面図、図２の（ｄ）は、連結後の平面図である。
【０１０２】
図２に示すように、２つの光源基板１００の間において、一方の光源基板１００の凸部１４と、他方の光源基板１００の凹部１３と、が嵌合する。このような嵌合により、２つの光源基板１００同士が機構的に連結され、連結基板２が実現される。
【０１０３】
また、このような機構的な連結の際、一方の光源基板１００の凸部１４内に設けられた棒状端子１５ａおよび１５ｂと、他方の光源基板１００の凹部１３内に設けられた穴状端子１６ａおよび１６ｂと、が接触し、棒状端子１５ａおよび１５ｂと、各々に対応する穴状端子１６ａおよび１６ｂと、が電気的に接続される。このような電気的な接続により、２つの光源基板１００同士が電気的に連結される。
【０１０４】
このようにして、２つの光源基板１００同士は、機構的に、且つ、電気的に連結される。すなわち、光源基板１００は、このような機構的に、且つ、電気的に連結可能となる連結機能を備えるものである。特に、機構的な連結は、凹部１３および凸部１４を用いて実現され、電気的な連結は、棒状端子１５ａおよび１５ｂ、ならびに、穴状端子１６ａおよび１６ｂを用いて、それぞれ実現されている。それゆえ、凹部１３および凸部１４は、機構的連結手段であると言え、棒状端子１５ａおよび１５ｂ、ならびに、穴状端子１６ａおよび１６ｂは、電気的連結手段であると言える。
【０１０５】
ＬＥＤ素子２０は、基材１０上の配線層１１にチップオンボード（ＣＯＢ：Chip On Board）技術を用いて実装されている。ＬＥＤ素子２０は、種々の色（波長）のＬＥＤ素子が使用可能である。ただし、照明目的のためには、白色ＬＥＤ素子が人間の目には自然であるので好ましい。
【０１０６】
白色ＬＥＤ素子としては、種々の構造のものが使用できる。例えば、蛍光を発する蛍光材を青色や紫外光等のＬＥＤ素子で励起するタイプが使用可能である。また、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および、青（Ｂ）の３つのＬＥＤ素子を隣接させ、配置してもよい。あるいは、赤、緑、および、青の３つのＬＥＤ素子を縦に積層し、配置してもよい。
【０１０７】
特に、ＬＥＤ素子２０に青色または紫外線の単一波長のものを使用し、封止樹脂２２に蛍光体を含有させることで、効率的に白色の光源を実現できる。
【０１０８】
また、ＬＥＤ素子２０を、ＬＥＤ素子格納部の各々において、あるいは、基材１０の全体において、等間隔で実装することにより、光源基板１００から出射される光の均一化を図ることができる。
【０１０９】
ワイヤ２１は、隣接し合うＬＥＤ素子２０同士の間において、各々が備える電極同士を接続するボンディングワイヤである。また、ワイヤ２１は、ＬＥＤ素子２０の電極と、配線層１１の配線とを接続するボンディングワイヤである。
【０１１０】
封止樹脂２２は、格納部側壁１２に囲まれたＬＥＤ素子格納部に充填されている。封止樹脂２２は、ＬＥＤ素子格納部に格納されたＬＥＤ素子２０およびワイヤ２１を封止して、ＬＥＤ素子２０およびワイヤ２１を湿気や外気等から保護するものである。このような保護により、ＬＥＤ素子２０やワイヤ２１の経時的な劣化を抑制する。封止樹脂２２は、透光性材料、例えば透光性樹脂、具体的には熱硬化性のシリコーン樹脂を用いることができる。封止樹脂２２は、未硬化の液状状態でＬＥＤ素子格納部に注入され、例えば、加熱炉で加熱されることにより硬化される。格納部側壁１２に囲まれたＬＥＤ素子格納部に封止樹脂２２を流し込むことで、容易に封止樹脂２２を所望の位置および形状に形成することができる。
【０１１１】
封止樹脂２２には、例えば、蛍光体が分散されている。この蛍光体は、ＬＥＤ素子２０からの光が照射されることにより、励起され、ＬＥＤ素子２０の光とは異なる色の蛍光を放射する。それによって、光源基板１００から出射される光の色を調節することができる。例えば、光源基板１００から出射される光の色を白色光とするために、ＬＥＤ素子２０が放出する青色の光に対し、補色の関係にある黄色の光を放射する蛍光体を使用すればよい。封止樹脂２２は、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。また、エポキシ系の透光性樹脂や透光性の低融点ガラス等も用いることができる。
【０１１２】
（ＬＥＤ素子２０の等価回路図）
図４に、光源基板１００に実装された６個のＬＥＤ素子２０の等価回路図を示す。ここでは、光源基板１００に６個のＬＥＤ素子２０（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６）が実装される例を挙げている。
【０１１３】
先ず、図４の（ａ）の光源基板１００ａでは、６個のＬＥＤ素子２０（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６）は、棒状端子１５ａと穴状端子１６ｂとの間において、配線３２および配線３３を通して、直列接続されている。棒状端子１５ａと穴状端子１６ａとは、配線３０を通して、短絡されており、棒状端子１５ｂと穴状端子１６ｂとは、配線３１を通して、短絡されている。
【０１１４】
次に、図４の（ｂ）の光源基板１００ｂでは、６個のＬＥＤ素子２０（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６）は、３個ずつが直列接続された２つのＬＥＤ列（ＬＥＤ１〜３とＬＥＤ４〜６）に分けられる。一方のＬＥＤ列（ＬＥＤ１〜３）は、棒状端子１５ａと穴状端子１６ｂとの間において、配線３４、配線３６、配線３７および配線３５を通して、直列接続されている。他方のＬＥＤ列（ＬＥＤ４〜６）は、棒状端子１５ａと穴状端子１６ｂとの間において、配線３４、配線３８、配線３９および配線３５を通して、直列接続されている。棒状端子１５ａと穴状端子１６ａとは、配線３４を通して、短絡されており、棒状端子１５ｂと穴状端子１６ｂとは、配線３５を通して、短絡されている。
【０１１５】
最後に、図４の（ｃ）の光源基板１００ｃでは、６個のＬＥＤ素子２０（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６）は、棒状端子１５ａと穴状端子１６ｂとの間において、配線４０および配線４１を通して、直列接続されている。棒状端子１５ｂと穴状端子１６ｂとは、配線４２を通して、短絡されている。
【０１１６】
次に、図５に、これらの図４の（ａ）〜（ｃ）に示す光源基板１００ａ〜１００ｃをそれぞれ、４個連結した場合における連結基板２の回路図を示す。
【０１１７】
先ず、図５の（ａ）は、図４の（ａ）の光源基板１００ａを４個、連結したときの連結基板２の等価回路図である。この連結基板２では、６個のＬＥＤ素子２０が直列接続された、４個のＬＥＤ列が形成されている。
【０１１８】
次に、図５の（ｂ）は、図４の（ｂ）の光源基板１００ｂを４個、連結したときの連結基板２の等価回路図である。この連結基板２では、３個のＬＥＤ素子２０が直列接続された、８個のＬＥＤ列が形成されている。
【０１１９】
次に、図５の（ｃ）は、図４の（ｃ）の光源基板１００ｃを４個、連結したときの連結基板２の等価回路図である。この連結基板２では、２４個のＬＥＤ素子２０がすべて、直列接続されている。
【０１２０】
図５の（ａ）〜（ｂ）に示した連結基板２のいずれであっても、連結基板２の両端のいずれか一端の２つの端子（棒状端子１５ａおよび棒状端子１５ｂ、あるいは、穴状端子１６ａおよび穴状端子１６ｂ）を外部から電気的に制御するだけで、２４個すべてのＬＥＤ素子２０を駆動することができる。図５の（ｃ）に示した連結基板２は、いずれか一方の２つの端子を短絡させることで、他方の２つの端子の制御で２４個すべてのＬＥＤ素子２０を駆動することができる。例えば穴状端子１６ａと穴状端子１６ｂを短絡すると、棒状端子１５ａおよび棒状端子１５ｂを制御することで２４個すべてのＬＥＤ素子２０を駆動することができる。
【０１２１】
図５の（ｃ）の連結基板２では、すべてのＬＥＤ素子２０が直列接続されている。このため、すべてのＬＥＤ素子２０に等しい電流が流れる。一方、図５の（ａ）および（ｂ）の連結基板２では、複数のＬＥＤ列が並列に接続されている。このため、各ＬＥＤ列間に流れる電流の差異が生じる。これを最小限に抑えるため、後述する実施の形態３および４における電気的特性を揃える手法を採用することが望ましい。
【０１２２】
〔実施の形態２〕
上記の実施の形態１では、光源基板１００にＬＥＤ素子２０がＣＯＢにて実装される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されることはない。本発明の実施の形態２では、図１８に示した従来技術と同様、配線基板上にＬＥＤパッケージを実装する形態である。本実施形態の場合、例えば、上記の実施の形態１における機構的連結手段（凹部１３および凸部１４）と電気的連結手段（棒状端子１５ａおよび１５ｂ、ならびに、穴状端子１６ａおよび１６ｂ）を兼ねたコネクタを光源基板の両端に実装し、このコネクタを用いて光源基板同士を連結し、連結基板を構成することができる。
【０１２３】
〔実施の形態３〕
次に、ＬＥＤ素子２０の順電圧のランク分けについて、具体例を説明する。図６は、ＬＥＤ素子２０の順電圧のランク分けの一例である。通常、液晶バックライト用光源等のＬＥＤ素子には青色ＬＥＤ素子が使われることが多く、蛍光体と組み合わせることで白色ＬＥＤとして機能させる。青色ＬＥＤ素子の順電圧は、通常３．５Ｖ程度である。ここでは３．５Ｖをセンター値として説明する。また、順電圧の仕様範囲を３．１５〜３．８５Ｖとし、０．１Ｖ刻みの等間隔で７ランク（ランク１〜ランク７）（素子電気的ランク）に分類されるものとする。
【０１２４】
このように順電圧によりランク分けされたＬＥＤ素子２０は、一定の実装ルール（電気的実装規則）に従って、光源基板１００に実装される。具体的なルールを例示する。ＬＥＤ素子２０が直列接続されたＬＥＤ列について、ｉ番目のＬＥＤ素子２０のランクをＮｉとすると、Ｎｉの合計が図７に示す表のＮｉ総和の欄に記載の値になるよう選択する。
【０１２５】
順電圧によるランク分けを実施しない場合、ＬＥＤ素子２０の１個当たりの順電圧は０．７Ｖの範囲で変動する。複数のＬＥＤ素子２０を直列接続した場合におけるトータルの順電圧のばらつきは、上記の０．７Ｖに、ＬＥＤ列のＬＥＤ素子２０の数を乗じたものになる。すなわち、図７の表における、ランク分け未実施の欄に記載する範囲で、順電圧がばらつく。
【０１２６】
一方、０．１Ｖ刻みのランク分けを実施し、上記の実装ルールに準じてＬＥＤ素子２０を実装した場合、ＬＥＤ列の順電圧のばらつきは、０．１Ｖに、直列接続するＬＥＤ素子の数を乗じたものになる。すなわち、図７の表における、ランク分け実施の欄に記載する範囲で、順電圧がばらつく。
【０１２７】
以上から明らかなように、各ＬＥＤ素子２０を順電圧によりランク分けし、上で述べたような一定の実装ルールに従って、ＬＥＤ素子２０を実装することによって、光源基板１００で直列接続されるＬＥＤ列の順電圧のバラツキを小さく抑制することが可能である。
【０１２８】
光源モジュール１のＬＥＤ素子２０の接続方法については、上記の実施の形態１にて説明したように、直列接続されたＬＥＤ列の順電圧を複数列、並列に接続することが効果的である。しかしながら、このようなＬＥＤ列間で順電圧のばらつきが大きければ、不具合が生じる。順電圧が低いＬＥＤ列には順電圧が高いＬＥＤ列よりも大きな電流が流れ、温度上昇、寿命低下、輝度のばらつきといった不都合が生じる。これを防ぐため、ＬＥＤ列間の順電圧を可能な限り揃えることが望ましい。本実施形態にて例示した手法は、そのために有効である。
【０１２９】
順電圧のバラツキを緩和できる場合、Ｎｉの総和を決まった１つの値とせず、ある程度の幅を持った範囲に許容することで対応できる。逆に、順電圧のバラツキをさらに低減するには、ランク分けを細かくすることで対応できる。
【０１３０】
〔実施の形態４〕
次に、ＬＥＤ素子２０の順電圧のランク分けについて、他の具体例を説明する。上記の実施の形態３で例示した順電圧をセンター値付近に揃える手法は、使用するＬＥＤ素子２０が平均するとセンター値付近の特性を持つことを前提としており、ＬＥＤ素子２０の製造時の傾向的な変動などがあった場合は対応できなくなる可能性がある。
【０１３１】
より具体的には、低い順電圧のＬＥＤ素子２０を使用する場合、高い順電圧のＬＥＤ素子２０と組み合わせるという方法であるので、例えば傾向的に低い順電圧のＬＥＤ素子２０が大量に生産された場合、高い順電圧のＬＥＤ素子２０が供給されるまでは使用できない。
【０１３２】
上記のような状況を回避するため、本実施形態では、光源基板１００を、実装するＬＥＤ列の順電圧に応じて複数の基板ランク（基板電気的ランク）に分類し、同一の基板ランクのものを使用して光源モジュール１を構成する。
【０１３３】
図８に、実装ルール（電気的基板規則）の一例を示す。この例では、光源基板１００は順電圧により４種類の基板ランクに分類される。例えば基板ランク１は、Ｎｉ総和が直列数の２倍となっているので、出荷されるＬＥＤ素子２０の順電圧のランクが、ランク２が平均となるように推移しても基板ランク１の光源基板を生産することができる。同様に、基板ランク４は、Ｎｉ総和が直列数の５倍となっているので、出荷されるＬＥＤ素子２０の順電圧のランクが、ランク５が平均で推移しても基板ランク４の光源基板を生産することができる。
【０１３４】
以上のように各光源基板１００はいずれかの基板ランクに分類されるよう製造され、さらに、光源モジュール１を構成する連結基板２を構成するに当たり、使用する光源基板１００の基板ランクを制限する。例えば、同一の基板ランクのもののみ連結する。
【０１３５】
このように、本実施形態によれば、ＬＥＤ素子２０の順電圧が非常に偏っていても、それに柔軟に対応して光源モジュール１を生産できる。
【０１３６】
〔実施の形態５〕
次に、ＬＥＤ素子２０の全光束のランク分けについて、具体例を説明する。図９は、ＬＥＤ素子２０の全光束のランク分けの一例である。ＬＥＤ素子２０の発光の明るさを表現する手段はいくつかあるが、ここでは、全光束で表わすものとする。
【０１３７】
この例では、全光束の仕様はセンター値が５０ｌｍ、仕様範囲が４５〜５５ｌｍである。それを等間隔に２ｌｍ刻みで５ランク（ランク１〜５）（素子光学的ランク）に分類する。もし無作為にこのＬＥＤ素子２０を実装した場合、使用されるＬＥＤ素子２０の全光束はＬＥＤ素子２０の１個あたり、センター値が５０ｌｍ、仕様範囲が４５〜５５ｌｍとなる。
【０１３８】
全光束によりランク分けされたＬＥＤ素子２０について、ｉ番目のＬＥＤ素子の全光束をＩｉとした場合、実装されるＬＥＤ素子２０のＩｉの総和が図１０に示す表に示すものになるよう制限する。この制限（光学的実装規則）により、使用されるＬＥＤ素子２０の全光束は、ＬＥＤ素子２０の１個あたり、図１０の表に記載する値になる。図１０の表から明らかなように、１個あたりの全光束は、４９〜５１ｌｍとなり、ランク分けを実施しない場合のバラツキ範囲である４５〜５５ｌｍと比較して均一化できている。
【０１３９】
上記の実施の形態３にて説明した順電圧のランク分けの場合は、直列接続されたＬＥＤ素子２０間であれば接続される順序はトータルの順電圧には影響しなかった。しかし、全光束といった、光学的特性の場合、例えば光源基板１００の中で極端に他と異なる特性のものが混じっていたり、光源基板１００上の位置による偏りが大きかったりすると、光源モジュール１の光学的特性に影響を与える可能性がある。そこで、さらに別の制限を設け、上述の制限と同時に適用することで改善できる。
【０１４０】
例えば、ある程度近い特性のものを選択すること、具体的な例としては、同一の光源基板１００に実装されるＩｉの差が２以下である、などの制限を加えることで、極端に異なる特性のものが同じ光源モジュール１に実装されることを防ぐことができる。また、光源基板１００単位でＩｉの総和を規制するのではなく、光源基板１００を複数の領域に分けて制限する、具体的には１２個のＬＥＤ素子２０を実装する場合、１２個でＩｉの総和を規制するのではなく、４個ずつ３箇所でＩｉの総和を規制するなどの手段で、光源基板１００上の偏りを防止することができる。
【０１４１】
順電圧のランク分けの場合と同様、全光束のバラツキを緩和できる場合、Ｉｉの総和を決まった１つの値とせず、ある程度の幅を持った範囲に許容することで対応できる。逆に、全光束のバラツキをさらに低減するには、ランク分けを細かくすることで対応できる。
【０１４２】
上記の実施の形態４にて順電圧の特性について説明した場合と同様、光源基板１００単位で複数の基板ランクに分類することで、ＬＥＤ素子２０の特性に傾向的なバラツキが生じたときも柔軟に対応できる。この例を図１１に示す。全光束の特性により光源基板１００を３段階の基板ランク（基板光学的ランク）に分類し、光源モジュール１内では同一ランクあるいは近いランクの基板ランクのものを選択・連結して連結基板２を構成する。この方法により、光源基板１００間の明るさの差異を抑制でき、光源モジュール１の輝度ム
ラを低減する効果が得られる。
【０１４３】
また、別の制限方法として、同一の光源基板１００上に、同一の全光束のランクのＬＥＤ素子２０のみを実装し、１つの基板ランクとする方法も可能である。
【０１４４】
〔実施の形態６〕
次に、ＬＥＤ素子２０の全光束のランク分けについて、他の具体例を説明する。図１２および図１３は、ＬＥＤ素子２０の発光色を、ＣＩＥのｘｙ色度によりランク分けする例である。図１２の表に記載される４点を結んだ４角形の内部が、各ランクの色度となる。図１３は、各ランクの色度をグラフ化したものである。ランクＢと比較し、ランクＡは青色側、ランクＣは赤色側へ偏っている。
【０１４５】
ランク分けをせずにＬＥＤ素子２０を実装した場合、光源基板１００内、あるいは光源基板１００間で、照射される光の色に差異が生じ、光源モジュール１として色ムラが生じる可能性がある。ＬＥＤ素子２０から発光される色を近いものに揃える、あるいは異なる色を混ぜ合わせて均すことで、このような色ムラを防止または低減することができる。
【０１４６】
例えば、ある領域内に実装されるＬＥＤ素子２０について、その色度のランクを図１４に示すように制限する。ここで示す制限方法では、ランクＡとランクＣのＬＥＤ素子２０について、どちらか一方が極端に多くならないよう、制限している。したがって、色度は平均的にはランクＡとランクＣの間の、ランクＢ寄りになる。ランク分けを実施しない場合、これらのランクＡ〜Ｃの範囲内に広く分布するが、ランク分けによる制限のため、中央寄りに分布を狭くすることができる。以上の方法にて、光源基板１００から照射される光の色を均一化し、光源モジュール１の色ムラを低減する。
【０１４７】
色度のランク分けについても、上記の実施の形態５にて示した全光束によるランク分けと同様、光源基板１００を複数の基板ランクに分類し、連結基板２として用いるものを、光源基板１００の基板ランクにより制限してもよい。基板ランクを分類するための実装の制限（光学的基板規則）例を、図１５に示す。上記の実施の形態５と同様、光源モジュール１により発生する光の色度を均一化でき、ＬＥＤ素子２０の特性が偏っていても効率的に利用することができる。
【０１４８】
また、別の制限方法として、同一の光源基板１００上には同一の色度ランクのＬＥＤ素子２０のみを実装し、１つの基板ランクとする方法も可能である。
【０１４９】
本実施形態で説明した色度による基板ランク分けと、上記の実施の形態５で説明した全光束による基板ランク分けは、併用することが可能である。図１６に示すように、例えば全光束により３ランク、色度により３ランクに分類されるとき、これら２種類の基板ランクの組み合わせにより９種類の基板ランク（Ａ〜Ｉ）に分類できる。上記の実施の形態４で説明した、順電圧による基板ランク分類をも組み合わせても良い。ただし、光源基板１００のランク数が増えると管理が煩雑になったり、組み合わせる相手が生産されずに使用できない光源基板が生じやすくなったりするので、それぞれの特性のランク数を適度な数に抑え、必要最低限の基板ランクの種類に収めることが好ましい。
【０１５０】
〔実施の形態７〕
次に、光源モジュール１の光学的ランク分けについて、具体例を説明する。図１にて、光源モジュール１を構成する光源基板１００を例示したが、この例による光源基板１００はＬＥＤ素子２０を格納するためのＬＥＤ素子格納部が複数に分けられ、複数の格納部側壁１２によりそれぞれのＬＥＤ素子格納部が形成される。このような構成では、各ＬＥＤ素子格納部でＬＥＤ素子２０から発生した光が混ざることができるので、ＬＥＤ素子格納
部内に実装するＬＥＤ素子２０の光学的特性をＬＥＤ素子格納部単位で規制することが有効である。
【０１５１】
各ＬＥＤ素子格納部に実装されるＬＥＤ素子２０について、上記の実施の形態５および６にて説明したように光学的特性を規制することにより、各ＬＥＤ素子格納部から生じる光の特性が均一化できる。上記の実施の形態５および６にて説明した基板ランクは、ＬＥＤ素子格納部のランクと読み替えることで同じ手法が適用できる。ＬＥＤ素子格納部のランクは同一の光源基板１００内では統一、あるいは差異が小さいものに制限され、さらに、そのような制限を設けて作られた光源基板１００を連結する際にも、このランクの組み合わせを制限することで、光源モジュール１として均一な特性の照射を得ることが可能になる。
【０１５２】
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。
【０１５３】
なお、本発明は、以下のようにも表現することができる。すなわち、本発明は、複数の発光素子と、電気的連結手段と、機構的連結手段と、を有する光源基板を複数連結した連結基板と、該複数の発光素子から照射された光が入射される導光手段と、を備える光源モジュールである。
【０１５４】
前記複数の発光素子は前記光源基板にＣＯＢにて実装されることが好ましい。
【０１５５】
前記光源基板は長辺の長さが３００ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１５６】
前記複数の発光素子は略等しい間隔で前記光源基板上に実装されることが好ましい。
【０１５７】
前記複数の発光素子は予め個別に電気的特性に応じて複数の電気的ランクに分類され、前記光源基板に実装される発光素子またはその配列が該電気的ランクにより制限されることが好ましい。
【０１５８】
前記複数の発光素子は予め個別に光学的特性に応じて複数の光学的ランクに分類され、前記光源基板に実装される発光素子またはその配列が該光学的ランクにより制限されることが好ましい。
【０１５９】
前記光源基板は予め電気的特性に応じて複数の電気的ランクに分類され、前記連結基板に使用される光源基板またはその配列が該電気的ランクにより制限されることが好ましい。
【０１６０】
前記光源基板は予め光学的特性に応じて複数の光学的ランクに分類され、前記連結基板に使用される光源基板またはその配列が該光学的ランクにより制限されることが好ましい。
【０１６１】
前記基材に複数の発光素子格納部が設けられ、前記複数の発光素子は該複数の発光素子格納部に格納され、各発光素子格納部に格納される発光素子またはその配列が前記光学的ランクにより制限されることが好ましい。
【０１６２】
前記複数の発光素子格納部は略等しい間隔で前記光源基板に設けられることが好ましい。
【０１６３】
前記発光素子格納部内に複数の発光素子が略等しい間隔で実装されることが好ましい。
【０１６４】
前記発光素子はＬＥＤであり、前記電気的特性は順電圧であることが好ましい。
【０１６５】
前記光学的特性は発光量、色のいずれか、あるいは両方の組み合わせであることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いることができると共に、電気泳動型ディスプレイ、ツイストボール型ディスプレイ、微細なプリズムフィルムを用いた反射型ディスプレイ、デジタルミラーデバイス等の光変調素子を用いたディスプレイの他、発光素子として、有機ＥＬ発光素子、無機ＥＬ発光素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光輝度が可変の素子を用いたディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイにも利用することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
１、５０    光源モジュール
２    連結基板
３    導光板（導光部）
４    反射シート
５    拡散シート
６    筐体
１０、６１    基材
１１、６２    配線層
１２    格納部側壁
１３    凹部
１４    凸部
１５ａ、１５ｂ    棒状端子
１６ａ、１６ｂ    穴状端子
２０、６４    ＬＥＤ素子
２１、６５    ワイヤ
２２、６６    封止樹脂
３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２  
配線
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ    光源基板
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ    配線基板
５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ    コネクタ
５４    ＬＥＤパッケージ
６３    ソルダーレジスト
６７    パッケージ基板
６８    リードフレーム
６９    半田
【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】
2013041730.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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