(57)【要約】【課題】表示装置の表示部における輝度ムラの発生を低減することができる発光素子モジュールを提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る発光素子モジュールは、基板上に配置された少なくとも一の発光素子と、発光素子を覆って前記基板に取り付けられると共に、発光素子からの光を前記発光素子の光軸周りに広げて出射させる光束制御部材とを備える。光束制御部材は、発光素子の出射光を以下のように制御する、１）ピーク光Ｉｐが配光角６０度〜９０度の間に存在し、２）ピーク光度Ｉｐを１とする場合の配光角０°における相対光度をＩ０°、配光角３０度における相対光度をＩ３０°、および配光角６０°における相対光度をＩ６０°とするとき、以下の式を満たす。      (i)  １．５×Ｉ０°≦  Ｉ３０°  ≦  ２×Ｉ０°     （ii）  ４．５×Ｉ３０°  ≦  Ｉ６０°【選択図】図１７
2017033923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された少なくとも一の発光素子と、
前記発光素子を覆って前記基板に取り付けられると共に、前記発光素子からの光を前記発光素子の光軸周りに広げて出射させる光束制御部材と、を備え、
前記光束制御部材は、前記発光素子の出射光を以下のように制御する、発光素子モジュール。
１）ピーク光度Ｉｐが配光角６０度〜９０度の間に存在し、
２）ピーク光度Ｉｐを１とする場合の配光角０°における相対光度をＩ０°、配光角３０度における相対光度をＩ３０°、および配光角６０°における相対光度をＩ６０°とするとき、以下の式を満たす。
(i)  １．５×Ｉ０°≦  Ｉ３０°  ≦  ２×Ｉ０° 
（ii）  ４．５×Ｉ３０°  ≦  Ｉ６０°
【請求項２】
前記光束制御部材は、前記発光素子に対向する内側に形成された凹状レンズ部と、前記凹状レンズ部の反対側である外側に形成された凸状レンズ部と、を備え、
前記凹状レンズ部は、前記光軸との交点を内側頂点とした円錐の一部となる内側円錐面部を備え、
前記凸状レンズ部は、前記光軸との交点を外側頂点とした円錐の一部となる外側円錐面部を備える、請求項１に記載の発光素子モジュール。
【請求項３】
前記光軸に沿った基準直線と、前記発光素子の光源と前記内側円錐面部の底面側の端部とを結ぶ内側仮想直線との夾角をθ１とし、
前記基準直線と、前記発光素子の光源と前記外側円錐面部の底面側の端部とを結ぶ外側仮想直線との夾角をθ２とした場合に、
夾角θ２は、夾角θ１よりも大きい、請求項２記載の発光素子モジュール。
【請求項４】
前記外側円錐面部の基礎となる前記円錐の頂角は、前記内側円錐面部の基礎となる前記円錐の頂角よりも大きい、請求項２または３記載の発光素子モジュール。
【請求項５】
前記発光素子モジュールの総光束が、３５０ルーメン以上である、請求項１から４のいずれか一項記載の発光素子モジュール。
【請求項６】
前記発光素子モジュールの総消費電力が、３ワット以上である、請求項１から４のいずれか一項記載の発光素子モジュール。
【請求項７】
前記基板の前記発光素子とは反対側には、前記基板に対して同等以上の熱伝導性を有する放熱板が重ねられて固定されている、請求項１から６のいずれか一項記載の発光素子モジュール。
【請求項８】
前記放熱板は、前記基板に重なる主板部と、前記基板から張り出す笠部とを備え、
前記笠部は、前記主板部から屈曲され、側面視で少なくとも前記基板の端部を覆う、請求項７記載の発光素子モジュール。
【請求項９】
前記基板上には、複数の前記発光素子が固定され、
前記光束制御部材は、前記複数の発光素子それぞれに対応する複数の前記凹状レンズ部、及び複数の前記凸状レンズ部を備えている、請求項１から８のいずれか一項記載の発光素子モジュール。
【請求項１０】
基板上に配置された発光素子を覆って前記基板に取り付けられると共に、前記発光素子からの光を前記発光素子の光軸周りに広げて出射させる光束制御部材であって、
前記発光素子に対向する内側に形成された凹状レンズ部と、前記凹状レンズ部の反対側である外側に形成された凸状レンズ部と、を備え、
前記凹状レンズ部は、前記光軸との交点を内側頂点とした円錐の一部となる内側円錐面部を備え、
前記凸状レンズ部は、前記光軸との交点を外側頂点とした円錐の一部となる外側円錐面部を備える、光束制御部材。
【請求項１１】
表示面と当該表示面背面に対向する基体面を有する筐体部と、
前記筐体内の前記基体面上に配置された複数の、前記請求項１から１０のいずれか一項記載の発光素子モジュールを有し、
前記基体面上に配置された複数の発光素子モジュールの最短隣接間距離Ｐと前記表示面と前記基体面との距離Ｄとの比（Ｐ／Ｄ)が、２．６以上である、内照式照明装置を備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子モジュール及び光束制御部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
看板などの表示装置は、表示部に発光素子からの光を照射させて、文字などの表示を行っている。特許文献１には、発光素子からの光を、光束制御部材を介して出射させるようになっている発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２４２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの発光装置は、液晶ディスプレイや看板等の表示装置に対するバックライトとして使用されている。例えば、看板用途では、表示面となる光出射面を備えた筐体内の底面上に、複数の発光装置（発光素子モジュール）が均等に配置された内照式表示装置が使用されている。これらの表示装置では、大型化、画面の高輝度化、輝度の均一化に対する要望が高い。
【０００５】
しかしながら、これらの表示装置では、表示画面が大型化する程、また表示画面の輝度を上昇させる程必要となる発光素子モジュール数が増加する。また、使用する発光素子モジュール数の増大は、部材コストのみならず、発光素子モジュールの配置作業の負担に伴う人件費の増大をも招く。
そこで、本発明は、表示装置の表示画面における輝度ムラの発生を抑制しながら、使用する発光素子モジュール数を低減することが可能な発光素子モジュール、それを用いた表示装置、および当該発光素子モジュールに使用される光束制御部材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】
【０００６】
本発明の一形態に係る発光素子モジュールは、基板上に配置された少なくとも一の発光素子と、前記発光素子を覆って前記基板に取り付けられると共に、前記発光素子からの光を前記発光素子の光軸周りに広げて出射させる光束制御部材とを備え、前記光束制御部材は、前記発光素子の出射光を以下のように制御する。
１）ピーク光度Ｉｐが配光角６０度〜９０度の間に存在し、
２）ピーク光度Ｉｐを１とした場合の、配光角０°における相対光度をＩ０°、配光角３０度における相対光度をＩ３０°、および配光角６０°における相対光度をＩ６０°とするとき、以下の式を満たす。
(i)  １．５×Ｉ０°≦  Ｉ３０°  ≦  ２×Ｉ０° 
（ii）  ４．５×Ｉ３０°  ≦  Ｉ６０°
【０００７】
本発明の一態様に係る光束制御部材は、基板上に配置された発光素子を覆って基板に取り付けられると共に、発光素子からの光を発光素子の光軸周りに広げて出射させる光束制御部材であって、発光素子に対向する内側に形成された凹状レンズ部と、凹状レンズ部の反対側である外側に形成された凸状レンズ部と、を備え、凹状レンズ部は、光軸との交点を内側頂点とした円錐の一部となる内側円錐面部を備え、凸状レンズ部は、光軸との交点を外側頂点とした円錐の一部となる外側円錐面部を備える。
【０００８】
本発明の一態様に係る表示装置は、表示面と当該表示面背面に対向する基体面を有する筐体部と、前記筐体内の前記基体面上に配置された複数の上記本発明の発光素子モジュールを有し、前記基体面上に配置された複数の発光素子モジュールの最短隣接間距離Ｐと前記表示面と前記基体面との距離Ｄとの比（Ｐ／Ｄ)が、２．６以上である、内照式照明装置を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面の光束制御部材を用いた発光素子モジュールによれば、光束制御部材により個々の発光素子モジュールから出射される光の配光分布を、配光角６０度〜９０度の間にピーク光度Ｉｐを持ち、光度がピークに至る、配光角０度、３０度、６０度における光度変化を制御する。これにより、発光素子モジュール直上の水平面のより広い領域に均一な照度領域を形成できる。よって、この発光素子モジュールを表示装置に用いた場合、表示面での輝度ムラの発生を抑制し、使用する発光素子モジュール数を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る発光素子モジュールを概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る光束制御部材の凹状レンズ部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る光束制御部材の凸状レンズ部を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る発光素子モジュールの内側円錐面部の効果を検証するために便宜的に採用した参考例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【図５】図５は、内側円錐面部を備えない第１比較例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【図６】図６は、第１比較例に係る発光素子モジュールの表示面での光強度プロファイルを示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【図８】図８は、外側円錐面部を備えない第２比較例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【図９】図９は、外側円錐面部を備えない第３比較例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る発光素子モジュールの配向角と光度との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る発光素子モジュールの外観図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る発光素子モジュールが壁に取り付けられた様子を示す図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る発光素子モジュールの分解斜視図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態に係る放熱板の笠部の他の態様を示し、図１４（ａ）、１４（ｂ）は各変形例を示す断面図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【図１７】図１７は、本実施形態の発光素子モジュールにおける配向角と相対光度を示すグラフである。
【図１８】図１８は、本実施形態の発光素子モジュールの直上１５０ｍｍの距離にある水平面における照度分布を示すグラフである。
【図１９】図１９は、本実施形態の発光素子モジュールを複数個備えた内照式表示装置の概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係る発光素子モジュールは、基板上に配置された少なくとも一の発光素子と、この発光素子を覆って基板に取り付けられると共に、発光素子からの光を発光素子の光軸周りに広げて出射させる光束制御部材とを備える。この光束制御部材は、発光素子の出射光のピーク光度Ｉｐを配光角６０度〜９０度の間に存在するよう制御するとともに、ピーク光度Ｉｐを１とする場合の配光角０°における相対光度をＩ０°、配光角３０度における相対光度をI３０°、および配光角６０°における相対光度をＩ６０°とするとき、以下の式を満たすよう制御することを特徴とする。
(i)  １．５×Ｉ０°≦  Ｉ３０°  ≦  ２×Ｉ０° 
（ii）  ４．５×Ｉ３０°  ≦  Ｉ６０°
【００１２】
本発明の実施形態に係る発光素子モジュールは、光束制御部材により個々の発光素子モジュールの出射光の光軸付近の光度を低減させ、ピーク光度を光軸から離れた配光角、例えば６０度〜９０度の範囲に存在させるとともに、配光角０度、３０度、６０度における光度変化幅を所定の比となるよう、光軸（配光角０度）からピーク光度に至る配光角までの配光分布、特にその途中の配光角３０度から６０度に至る光度変化の制御を図ることで、結果的に、個々の発光素子モジュール直上の水平面においてより広い領域に均一な照度領域を形成できる。このような発光素子モジュールを表示装置に利用することで、単一の発光素子モジュールで、表示面により広い均一な照度領域を提供できる。その結果、表示面における輝度ムラの発生を抑制しながら、使用する発光素子モジュール数を低減できる表示装置の提供が可能になる。
【００１３】
図１７は、本発明の実施形態に係る発光素子モジュールの配光角０度〜９０度における相対光度の変化（配光分布）の例を示すグラフである。ここに示す縦軸の光度Ｉは、ピーク光度Ｉｐを１とした場合の相対光度を示す。比較のために、光束制御部材を有さない、発光素子（ＬＥＤ）のみの配光分布を破線で示す。同グラフに示すように、本発明の実施形態の発光素子モジュールは、光束制御部材により、出射光のピーク光度Ｉｐが光軸から離れた角度、例えば、配光角６０度以上、もしくは６５度以上であって、９０度以下、８０度以下、もしくは７５度以下に存在するように制御する。これは、発光素子モジュールの出射光のピーク光度が、６０度〜９０度、６５度〜８０度、あるいは７０度〜７５度範囲に存在するということもできる。なお、図１７に示す配光分布は、後述する第１の実施形態の発光素子モジュールの配光分布（図１０）に相当するものであるが、この例では、配向角約７０度付近に、ピーク光度を有している。
【００１４】
また、本発明の実施形態の発光素子モジュールは、光軸近傍である、配向角０度から配光角３０度においては、比較的低い光度で緩やかに配向角が上昇し、３０度、４０度、あるいは４５度を過ぎるあたりから徐々に光度の上昇が高まりピーク光度Ｉｐに達する。このような出射光の変化である配光分布は、各配向角度間の光度の比として表現することもできる。例えば、配向角３０度における光度Ｉ３０°は、配向角０度における光度Ｉ０°の１．５倍以上、あるいは１．６倍以上であり、かつ２倍以下、あるいは１．８倍以下である。一方、配向角６０度における光度Ｉ６０°は、配向角３０度における光度Ｉ３０°の４．５倍以上あるいは５倍以上である。光度Ｉ６０°は、光度Ｉ３０°の８倍以下、あるいは６倍以下であってもよい。また、配向角５０度における光度Ｉ５０°は、例えば、配向角３０度における光度Ｉ３０°の２倍以上、２．５倍以上であり、４倍以下、あるいは３．５倍以下であってもよい。  
【００１５】
図１８は、本発明の実施形態の発光素子モジュールにより得られる発光素子モジュール直上の水平面における照度分布を示す。縦軸は照度、横軸は発光素子モジュールの最表面から約１５０ｍｍの距離にある水平面において、発光素子モジュール直上の点を中心点としてそこからの距離を示す。同図中に示す実線は、図１７のグラフ中に示す配光分布を持つ本発明の実施形態に係る発光素子モジュールを使用した場合の照度分布測定値を示す。なお、比較のため、光束制御部材を有さない、発光素子（ＬＥＤ）のみの配光分布を破線で示す。同図に示すように、本発明の実施形態に係る発光素子モジュールによれば、光束制御部材を有さない場合に生じる光軸付近のピーク照度の発生がなく、光軸中心から半径０．３ｍ（３００ｍｍ）に至る広い領域で、均一な照度分布を示していることがわかる。
【００１６】
図１９に、看板等の表示装置に使用される内照式照明装置の部分的断面図を示す。内照式照明装置は、表示面１１０とこの表示面背面に対向する基体面１２０を持つ筐体部１００を有し、通常、複数の発光素子モジュールＬＨが基体面１２０上に配置される。筐体部１００を構成する表示面１１０と基体面１２０の距離Ｄに限定はないが、内照式照明装置の典型的な距離Ｄは約１５０ｍｍである。この距離は、図１８に示す照度分布測定条件の際の発光素子モジュールから照度測定を行った水平面までの距離にほぼ相当する。したがって、本発明の実施形態に係る発光素子モジュールを使用すれば、個々の発光素子モジュールが表示面の広い領域に均一な照度分布を形成する。すなわち、均一な輝度分布を表示面の広い領域に形成できるので、発光素子モジュールの最短隣接間距離Ｐを広げることができる。
【００１７】
例えば、本発明の実施形態の発光素子モジュールを使用すれば、個々の発光素子モジュールで半径２００ｍｍ以上、あるいは半径３００ｍｍ以上の均一な輝度分布領域を表示面に形成できる。これは、最短隣接間距離Ｐと表示面と基体面との距離Ｄとの比（Ｐ／Ｄ)としては、２．６以上、３以上、もしくは３．５以上とすることができる。このように、本発明の実施形態に係る発光素子モジュールによれば、輝度ムラの発生を抑制しながら、使用する発光素子モジュール数を低減することが可能な発光素子モジュール、それを用いた表示装置が提供可能になる。その結果、材料費および人件費のコストダウンを図ることが可能になる。
【００１８】
なお、本発明の実施形態に係る発光素子モジュールに使用する発光素子の総光束は、３５０ルーメン以上であることが望ましい。より好ましくは５００ルーメン以上、あるいは８００ルーメン以上であってもよい。このように高い総光束を持つことで、十分な明るさを維持した上で、表示装置に適用する場合は、使用する発光素子モジュールの数をさらに低減させることができる。
【００１９】
また、本発明の別態様に係る発光素子の総消費電力は、３ワット以上であることが望ましい。より好ましくは５ワット以上、あるいは６ワット以上であってもよい。このように高い消費電力は、高い光度を提供するため、表示装置に適用する場合は、使用する発光素子モジュールの数をさらに低減させることができる。
【００２０】
なお、単一の発光素子モジュールにおいて使用する発光素子の数は限定されない。必要な総光束を得るために例えば２個、３個、４個等複数の発光素子を使用してもよい。
【００２１】
なお、上述する光束制御部材の具体的材料や構造は限定されない。発光素子から出射される光の出射角を上述する条件に調整できるものであればよく、代表的にはレンズ等の光学部材が使用できる。レンズを使用する場合も、凹部を有するレンズでも凸部を有するレンズでもよく、単一、あるいは複数のレンズを組み合わせた複合的なレンズであってもよく、その形状に限定されない。
以下、本発明の実施の形態の具体的な発光素子モジュールとそこに使用される光束制御部材の具体的な構成例について説明する。
【００２２】
本発明の実施の形態の発光素子モジュールは、基板上に配置された発光素子と発光素子を覆って基板に取り付けられると共に、発光素子からの光を発光素子の光軸周りに広げて出射させる光束制御部材とを備える。この光束制御部材は、発光素子に対向する内側に形成された凹状レンズ部と、この凹状レンズ部の反対側である外側に形成された凸状レンズ部とを備える。凹状レンズ部は、光軸との交点を内側頂点とした円錐の一部となる内側円錐面部を備え、凸状レンズ部は、光軸との交点を外側頂点とした円錐の一部となる外側円錐面部を備える。
【００２３】
発光素子に対向する内側に形成された凹状レンズ部にある内側円錐面部の存在により、発光素子から発せられる出射光のうち、主に光軸直上方向に出射する高強度の光の強度を効果的に低減させるとともに、外側に形成された凸状レンズ部にある外側円錐面部の存在により、光軸周囲の出射光の光強度を相対的に低減させ、光軸から離れた出射光の光強度を相対的に増大させることができる。こうして、本発明の実施の形態の発光素子モジュールによれば、より広域の光照射領域において光強度の均一化を図ることが可能になる。
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る発光素子モジュール及び光束制御部材の実施形態について詳細に説明する。本説明において、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、第１の実施形態に係る発光素子モジュールを概略的に示す断面図である。発光素子モジュール１は、看板などを含む表示装置において、その表示部に光を照射させて、文字などの表示を行う。発光素子モジュール１は、実装面１０Ａを有する基板１０と、基板１０の実装面１０Ａ上に固定された光源ユニット２０とを備える。光源ユニット２０は、発光素子３０と光束制御部材４０とによって形成される。基板１０は、発光素子３０が実装される矩形状の板状部材であり、例えば、アルミニウム、銅、ガラスエポキシ、又はガラスコンポジットを含む。
【００２６】
発光素子３０は、光出力部（光源）３１を有し、本実施形態では、光出力部３１から出射される光束の代表となる光線を発光素子３０の光軸ＲＬと定義する。また、光出力部３１の中心を基準点ＢＰと仮定し、基準点ＢＰを通り、光軸ＲＬに沿った直線を発光素子モジュール１の基準直線ＳＬと定義する。なお、本実施形態では、基準直線ＳＬと光軸ＲＬとは一致する。
【００２７】
発光素子３０は、例えば、ガリウム砒素、窒化ガリウムなどの化合物に電流を流して光を発生させる発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を含む。発光素子３０は、ＬＥＤ自体の発光色以外の光を得るために蛍光体を備えてもよい。また、発光素子３０は、例えば、蛍光体を混ぜ合わせた樹脂材料やシートで覆われたＬＥＤを含んでもよく、発光面に蛍光体を塗布したＬＥＤを含んでもよい。発光素子３０には、例えば、ドーム３２が設けられてもよく、このドーム３２は、光出力部３１の保護等を行う。ドーム３２は、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はシリコーン樹脂等を含む。本実施形態では、各図に対してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定しているが、これらの各軸は、説明のために便宜的に設定されており、光軸ＲＬが延びる方向にＺ軸が設定される。発光素子モジュール１からの光は、Ｚ軸方向に出射される。
【００２８】
光束制御部材４０は、発光素子３０を覆って基板１０に取り付けられ、また、発光素子３０からの出力光Ｌ１を発光素子３０の光軸ＲＬ周りに広げて出射させる。光束制御部材４０は、凹状レンズ部４１と凸状レンズ部４５とを有する。凹状レンズ部４１は、光束制御部材４０の内側に形成され、発光素子３０に対向する。凸状レンズ部４５は、光束制御部材４０の外側に形成され、凹状レンズ部４１の反対側に位置する。出力光Ｌ１は、凹状レンズ部４１から光束制御部材４０に入射し、凸状レンズ部４５を介して光束制御部材４０から出射する。凹状レンズ部４１は、基準直線ＳＬ（光軸ＲＬ）との交点である第１交点Ｎ１を有し、凸状レンズ部４５は、基準直線ＳＬ（光軸ＲＬ）との交点である第２交点Ｎ２を有する。基準点ＢＰ、第１交点Ｎ１及び第２交点Ｎ２は、この順で配列している。光束制御部材４０は、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はシリコーン樹脂を含み、また、金型を用いた成形、切削研磨などの方法によって製造されることができる。
【００２９】
発光素子モジュール１は、光束制御部材４０と基板１０との間に封止部１１を備えることができる。封止部１１は、例えば、内側に中空部を有する円柱形状を有し、その中空部によって発光素子３０を取り囲むことができる。封止部１１は、基板１０と光束制御部材４０との間の空間のうち、発光素子３０が配置される中空部の空間ＳＰ１を封止することによって、封止部１１の外側領域からの水などの浸入を防止する。
【００３０】
また、封止部１１は、例えば、黒色の材質を用いることにより、光を吸収する特性をも有することができる。封止部１１を、光を吸収する特性を有する形態とすることにより、発光素子３０から出射される光の乱反射を低減でき、想定外の光が光束制御部材４０から出射されるのを防ぐことができる。なお、水などの浸入防止及び光吸収の特性を有する封止部１１を構成する材質としては、例えば、カーボン、金属酸化物などの顔料を含有させたＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、フッ素ゴム、又はシリコーンゴムが好適である。また、本実施形態では、封止部１１は、光束制御部材４０とは別体の封止部材によって構成されているが、封止部１１は、例えば、光束制御部材４０と一体に形成されることもできる。
【００３１】
図２は凹状レンズ部４１を拡大して示す断面図である。図２に示されるように、凹状レンズ部４１は、第１交点Ｎ１を含む第１エリアＡ１と、第１エリアＡ１を囲む第２エリアＡ２とを有する。第１エリアＡ１は、第１交点Ｎ１を内側頂点とした円錐の一部となる内側円錐面部４２を有し、第２エリアＡ２は、例えば、内側凹形状部４３を有する。なお、図２では、夾角θ１が約５度のときの内側円錐面部４２と、夾角θ１が約４５度のときの内側円錐面部４２とが示されている。第１交点Ｎ１は、微視的には湾曲しているが、内側円錐面部４２は、実質的には第１交点Ｎ１に連続している。
【００３２】
夾角θ１について説明する。まず、内側円錐面部４２の円形の下端部ＭＰを規定する。この下端部ＭＰは、内側円錐面部４２の底面を仮定した場合の当該底面と内側円錐面部４２との交点であり、内側円錐面部４２の底面側の端部に相当する。発光素子３０の光出力部３１（基準点ＢＰ）と内側円錐面部４２の下端部ＭＰとを結ぶ直線は内側仮想直線ＭＬであり、夾角θ１は、基準直線ＳＬ（光軸ＲＬ）と内側仮想直線ＭＬとのなす角である。
【００３３】
夾角θ１は、例えば、０度より大きく、かつ４５度以下、もしくは、５度以上、かつ２５度以下の角度範囲で任意の値を有することができる。光束制御部材４０では、夾角θ１が大きくなるに従って、内側円錐面部４２が凹状レンズ部４１内で占める第１エリアＡ１の割合が増大し、これに合わせて、内側凹形状部４３が凹状レンズ部４１内で占める第２エリアＡ２の割合が減少する。図２では、ドーム３２の表示は省略されている。
【００３４】
内側円錐面部４２の底面の半径、即ち、基準直線ＳＬと内側円錐面部４２の下端部ＭＰとの距離ＲＭは限定されないが、夾角θ１が約５度のときに、例えば約０．３ｍｍであり、夾角θ１が約４５度のときに、例えば約１．６ｍｍである。内側円錐面部４２の基礎となる円錐の頂角α１は、夾角θ１が約５度のとき約１１６度であり、夾角θ１が約４５度のとき約３９度である。なお、内側凹形状部４３は、例えば、円錐頂点部を曲面とする（以下、内側曲面部と呼ぶ）とすることもできる。内側曲面部の曲率半径は限定されないが、例えば、０．０３ｍｍ〜０．５ｍｍである。下端部ＭＰでは、内側円錐面部４２と内側凹形状部４３とが互いに接し、図２の断面図を含む二次元平面において、下端部ＭＰでの内側凹形状部４３の接線は、内側円錐面部４２を表す直線にほぼ一致する。
【００３５】
図３は凸状レンズ部４５を拡大して示す断面図である。図３に示されるように、凸状レンズ部４５は、第２交点Ｎ２を含む第３エリアＡ３と、第３エリアＡ３を囲む第４エリアＡ４とを有し、第３エリアＡ３は、第２交点Ｎ２を外側頂点とした円錐の一部となる外側円錐面部４６を有する。第４エリアＡ４は、例えば、外側凸形状部４７を有する。なお、図３では、夾角θ２が約２５度のときの外側円錐面部４６と、夾角θ２が約４５度のときの外側円錐面部４６とが示されている。第２交点Ｎ２は、微視的には湾曲しているが、外側円錐面部４６は、実質的には第２交点Ｎ２に連続している。
【００３６】
夾角θ２について説明する。まず、外側円錐面部４６の円形の下端部ＥＰを規定する。この下端部ＥＰは、外側円錐面部４６の底面を仮定した場合の当該底面と外側円錐面部４６との交点であり、外側円錐面部４６の底面側の端部に相当する。発光素子３０の光出力部３１（基準点ＢＰ）と外側円錐面部４６の下端部ＥＰとを結ぶ直線は外側仮想直線ＥＬであり、夾角θ２は、基準直線ＳＬ（光軸ＲＬ）と外側仮想直線ＥＬとのなす角である。
【００３７】
夾角θ２は、例えば、０度より大きく、かつ４５度以下の角度範囲で任意の値を有することができる。なお、典型的には、表示装置の表示部における輝度ムラの発生を低減するためには、夾角θ２は夾角θ１より大きいことが望ましい。外側円錐面部４６は、内側円錐面部４２に比べて発光素子３０から離れているので、外側円錐面部４６で規定される夾角θ２は、内側円錐面部４２で規定される夾角θ１と比べて、輝度ムラの低減に対する単位角度あたりの影響が小さいからである。また、外側円錐面部４６では、内側円錐面部４２に比べて、より広い角度範囲において、輝度ムラの発生を低減するために夾角θ２が調整されるからである。なお、外側凸形状部４７は、例えば、外側曲面部を備えることができる。外側曲面部の曲率半径は、限定されるものではないが、例えば、０．０３ｍｍ〜１ｍｍである。下端部ＥＰでは、外側円錐面部４６と外側凸形状部４７とが互いに接し、図３の断面図を含む二次元平面において、下端部ＥＰでの外側凸形状部４７の接線は、外側円錐面部４６を表す直線にほぼ一致する。
【００３８】
光束制御部材４０では、夾角θ２が大きくなるに従って、外側円錐面部４６が凸状レンズ部４５内で占める第３エリアＡ３の割合が増大し、これに合わせて、外側凸形状部４７が凸状レンズ部４５内で占める第４エリアＡ４の割合が減少する。図３では、ドーム３２の表示は省略されている。外側円錐面部４６の底面の半径、即ち、基準直線ＳＬと外側円錐面部４６の下端部ＥＰとの距離ＲＥは限定されるものではないが、例えば、夾角θ２が約２５度のときに、約３．０ｍｍであり、夾角θ２が約４５度のときに、約５．７ｍｍである。
【００３９】
本実施形態では、外側円錐面部４６の基礎となる円錐の頂角α２は、夾角θ２が約２５度のとき約１７０度であり、夾角θ２が約４５度のとき約１４７度である。しかし、頂角α２及び頂角α１との大小関係については、表示装置の表示部における輝度ムラの発生を低減するためには、頂角α２が頂角α１より大きいことが望ましい。外側円錐面部４６は、内側円錐面部４２に比べて発光素子３０から離れているので、外側円錐面部４６では、内側円錐面部４２に比べて、より広い角度範囲において、輝度ムラの発生を低減するために頂角α２が調整されるからである。
【００４０】
図４〜図６は、本実施形態に係る光束制御部材の内側円錐面部が有する効果を示す図である。これらの図の横軸は、基準直線ＳＬからの距離（ｍｍ）を示す。以下、図４〜図６を用いて、光束制御部材の内側円錐面部が有する効果について説明する。
【００４１】
図４は、本実施形態に係る発光素子モジュールの内側円錐面部の効果を検証するために便宜的に採用した参考例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。参考例に係る発光素子モジュールの光束制御部材４０は、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３に外側円錐面部４６を備えないが、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２を備える。内側円錐面部４２では、その夾角θ１は、例えば、３度であり、このときの頂角α１は、例えば、１３０度である。凸状レンズ部４５には、外側円錐面部４６を備えていない従来のレンズが使用されている。参考例に係る発光素子モジュールでは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともに、基準直線ＳＬの近傍において照度の緩やかなピークを示し、また、基準直線ＳＬから離れるに従って、照度の強度が減少している。照度の強度が相対値０．５以上を示す距離の範囲は、約８００ｍｍ以上である。
【００４２】
図５は、内側円錐面部を備えない第１比較例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。第１比較例に係る発光素子モジュールは、凹状レンズ部４１に内側円錐面部４２を備えず、また、凸状レンズ部４５にも外側円錐面部４６を備えない。第１比較例に係る発光素子モジュールでは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともに、参考例に係る発光素子モジュールと同様に、基準直線ＳＬの近傍において照度の緩やかなピークが示され、また、基準直線ＳＬから離れるに従って、照度の強度が減少している。しかし、第１比較例に係る発光素子モジュールでは、参考例に係る発光素子モジュールと異なり、基準直線ＳＬの近傍で急激なピークＰ１が現れている。
【００４３】
図６は、第１比較例に係る発光素子モジュールの表示面での光強度プロファイルを示す図である。図５の照度プロファイルに対応して、図６では、基準直線ＳＬ近傍において光強度が際立って高い領域Ｅ１が出現している。この領域Ｅ１の出現は、表示装置の表示部における輝度ムラを増大させる。これに対し、参考例に係る発光素子モジュール（図４参照）では、第１比較例に係る発光素子モジュールのように、光強度の高い領域Ｅ１は出現しない（図６参照）。以上の結果は、光束制御部材４０の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２が備えられると、表示装置の表示部における輝度ムラを低減できることを示している。
【００４４】
図７〜図９は、本実施形態に係る光束制御部材の外側円錐面部が有する効果を示す図である。これらの図の横軸は、基準直線ＳＬからの距離（ｍｍ）を示す。以下、図７〜図９を用いて、光束制御部材の外側円錐面部が有する効果について説明する。
【００４５】
図７は、本実施形態に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。本実施形態に係る発光素子モジュール１では、光束制御部材４０が、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２を有し、また、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３に外側円錐面部４６を備える。内側円錐面部４２では、その夾角θ１は、例えば、３度であり、このときの頂角α１は、例えば、１３０度である。外側円錐面部４６では、その夾角θ２は、例えば、２０度であり、このときの頂角α２は、例えば、１７０度である。図７の発光素子モジュール１では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともに、基準直線ＳＬの近傍において照度の緩やかなピークを示し、また、基準直線ＳＬから離れるに従って、照度が単調に減少している。図７では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともに、基準直線ＳＬ近傍で照度のプロファイルがなだらかに変化しており、図４のように、基準直線ＳＬの近傍での照度プロファイルに微細な構造は出現していない。
【００４６】
図８は、外側円錐面部を備えない第２比較例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図であり、図９は、外側円錐面部を備えない第３比較例に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。
【００４７】
第２比較例に係る発光素子モジュール（図８）では、光束制御部材４０が、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２を有し、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３には外側円錐面部４６に替わって内側曲面部を備える。また、第３比較例に係る発光素子モジュール（図９）では、光束制御部材４０が、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２を有し、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３には外側円錐面部４６に替わって外側フラット部を備える。外側フラット部は、第３エリアＡ３にほぼ平面と見做せる領域を含む。
【００４８】
図８及び図９に示されるように、第２比較例及び第３比較例に係る発光素子モジュールは、本実施形態に係る発光素子モジュール１の照度プロファイル（図７参照）と異なり、照度の強度ピークを有する。具体的には、第２、第３比較例に係る発光素子モジュールは、第１比較例とは異なり、基準直線ＳＬ近傍に照度の強度ピークは有さないが、逆に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともに、基準直線ＳＬ近傍から、例えば、１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度離れた位置に二つのピークＰ２を有している。この二つのピークＰ２は、表示部の輝度ムラを増大させる一因となる。図７〜図９での結果は、光束制御部材４０が、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２を有するとともに、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３に外側円錐面部４６を有すると、表示装置の表示部の輝度ムラを低減できることを示している。
【００４９】
図１０は、本実施形態に係る発光素子モジュールの配向角と光度との関係を示す図である。なお、図１０では、本実施形態に係る発光素子モジュールの配向角と光度との関係を実線で示す一方で、比較として、円錐面部を有さない光束制御部材を備える発光素子モジュール（第４比較例）の配向角と光度との関係を一点鎖線のグラフとして示している。配向角は、基準点ＢＰを原点とし、光軸ＲＬに沿った基準直線ＳＬに対する角度を示す。光度は、その最大値が１として表され、その他の光度は、最大値との相対的な強度として表される。
【００５０】
なお、本実施形態に係る発光素子モジュール１の光束制御部材４０は、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２を備え、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３に外側円錐面部４６を備える。この発光素子モジュール１の内側円錐面部４２では、その夾角θ１は、例えば、３度であり、このときの頂角α１は、例えば、１３０度である。外側円錐面部４６では、その夾角θ２は、例えば、２０度であり、このときの頂角α２は、例えば、１７０度である。
【００５１】
また、第４比較例に係る発光素地モジュールの光束制御部材は、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側曲面部を備え、また、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３に外側曲面部を備える。円錐面部を有さない光束制御部材は、凹状レンズ部４１の第２エリアＡ２及び凸状レンズ部４５の第４エリアＡ４では、本実施形態に係る発光素子モジュール１の光束制御部材４０とほぼ同一の形状を有する。
【００５２】
例えば、発光素子がＬＥＤであり、更に光束制御部材が設けられていない発光素子モジュールの場合、その光度は、配向角が０度近傍（光軸付近）で強度の最大値を示し、配向角が大きくなるに従って単調に減少する。そして、この種の発光素子モジュールを、看板などの表示装置に採用して場合、光軸付近で眩しくなり過ぎてしまい、光軸付近に表示される文字等の視認性が悪くなる。そのため、光軸付近での光度の強度を相対的に低減させる必要があり、そのために光束制御部材を設けることが重要になる。しかしながら、表示装置の表示部に表示される文字の視認性を向上させるためには、光軸付近での光度の強度を低減させるだけでは足らず、配向角のできるだけ広い角度範囲で、所望の強度以上の光度を確保する必要がある。
【００５３】
ここで、第４比較例に係る発光素子モジュールでは、配向角が約０〜３０度のときの光度の強度（相対値）は、０．２程度を下回っている。そして、配向角が大きくなるに従って、光度の強度が単調に増加し、配向角が約７５度近傍のときに、光度の強度が最大値を示す。第４比較例では、光度の強度として相対値０．５以上となる角度範囲は約６７度〜７７度であり、その角度範囲は１０度程度である。また、光度の強度の最大値を示す配向角（約７５度）と相対値０．５以上となる角度範囲の最小値（６７度）との差は、１０度未満である。
【００５４】
本実施形態に係る発光素子モジュール１では、配向角が約０〜３０度のときの光度の強度（相対値）は、０．２程度を下回っている。そして、配向角が大きくなるに従って、光度の強度が単調に増加し、配向角が約７０度近傍のときに、光度の強度が最大値を示す。本実施形態の場合、光度の強度として相対値０．５以上となる角度範囲は、約５７度〜７３度であり、第４比較例に係る角度範囲の１０度を大きく超えている。また、光度の強度の最大値を示す配向角（約７０度）と相対値０．５以上となる角度範囲の最小値（５７度）との差は、１０度以上である。光度の強度として相対値０．５以上となる角度範囲が１０度以上であると、発光素子モジュール１は、広い範囲に渡りほぼ均一または緩やかな変化を持つ照度を実現し易くなる。また、光度の強度の最大値を示す配向角（約７０度）と相対値０．５以上となる角度範囲の最小値（５７度）との差が１０度以上であると、発光素子モジュール１は、広い範囲に渡りほぼ均一または緩やかな変化を持つ照度を実現し易くなる。
【００５５】
以上、本実施形態に係る発光素子モジュール１によれば、発光素子３０からの光のうち、光軸ＲＬ近傍の方向に出射される光の強度を相対的に低減させ、光軸ＲＬから離れた方向に出射される光の強度を相対的に増大させることができる。また、光軸ＲＬから離れた方向に出射される光は、凹状レンズ部４１に入射する際に屈折して拡散し、更に凸状レンズ部４５から屈折して出射することで拡散し、広範囲の光強度分布を実現する。ここで、凹状レンズ部に入射する際の屈折や反射、更に、凸状レンズ部での屈折や反射が不規則であれば、任意の場所で輝度ムラが生じ易くなる。これに対し、発光素子モジュール１では、凹状レンズ部４１の内側円錐面部４２、及び凸状レンズ部４５の外側円錐面部４６で光の屈折や反射を規則的に整えやすくなり、より広い照射領域において輝度ムラを防ぐことができる。その結果、一つの表示装置あたりの発光素子３０の数を低減させてコストダウンを図るのにも有効である。
【００５６】
次に、図１１〜図１６を参照し、第２の実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐについて説明する。第２の実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐは、基本的に第１の実施形態に係る発光素子モジュール１と共通する構造、及び要素や部材等を備えており、これらの共通する構造等については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
図１１は、第２の実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐの外観斜視図である。図１２は、本実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐが壁に取り付けられた状態の縦断面図であり、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面に対応する。また、図１３は、本実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐの分解斜視図である。
【００５８】
図１１〜図１３に示されるように、発光素子モジュール１Ｐは、実装面１０Ａを有する基板１０と、基板１０の実装面１０Ａ上に固定された光源ユニット２０Ｐとを備える。光源ユニット２０Ｐは、基板１０に固定された３つの発光素子３０とレンズ一体カバー５０を備える。レンズ一体カバー５０は、各発光素子３０に対応した３つの光束制御部４０Ｐを備える。レンズ一体カバー５０は、光束制御部材の一例である。
【００５９】
本実施形態に係る光束制御部４０Ｐは、第１の実施形態に係る光束制御部材４０と実施的に共通し、発光素子３０に対向する内側に形成された凹状レンズ部４１と、凹状レンズ部４１の反対側である外側に形成された凸状レンズ部４５と、を備える。また、凹状レンズ部４１は内側円錐面部４２を備え、凸状レンズ部４５は外側円錐面部４６を備える。
【００６０】
発光素子モジュール１Ｐは、３つの発光素子３０と、これらに対応する３つの光束制御部４０Ｐとが一体化されて一つの光源ユニット２０Ｐが形成されているので、光量が増大すると共に、光源ユニット２０Ｐの作製工程が簡便となる。３つの光束制御部４０Ｐと基板１０の間には、例えば、各発光素子３０を囲む３つの封止部１１を設けることができる。図１１では、基板１０は、実装面１０Ａが光軸ＲＬに沿った基準直線ＳＬと直交するようにＸ軸方向及びＹ軸方向に広がるように配置されており、正方形状のような形状を有しているが、基板１０の形状は、この正方形状に限定されず、長方形状又は円形状など、あらゆる形状を有することができる。
【００６１】
また、発光素子モジュール１Ｐは、電極部５１と、この電極部５１に接続されるワイヤ５２とを有する。電極部５１は、基板１０の実装面１０ＡのＸ軸方向の両端側の位置に１つずつ設けられている。電極部５１は、例えば、半田付けによってワイヤ５２に接続されている。各電極部５１に接続されたワイヤ５２は、基板１０のＸ軸方向の両側の縁部から外側へ向かって引き出されている。電極部５１を設ける位置やワイヤ５２の引き出し方向は特に限定されるものではなく、基板１０のＹ軸方向の端部側に電極部５１が設けられてＹ軸方向にワイヤ５２が引き出されてもよい。発光素子モジュール１Ｐでは、その外部の電源（不図示）から、ワイヤ５２を介して電極部５１に電力が供給される。供給された電力は、電極部５１から配線パターン（不図示）を介して発光素子３０に供給される。ワイヤ５２は、複数の発光素子モジュール１を直列または並列に電気的に接続することができる。配線パターンは、例えば、銅箔を含む。なお、電極部５１の露出面は、シリコーン等で被覆されることで防水機能が付与されることが望ましい。
【００６２】
発光素子モジュール１Ｐでは、基板１０の実装面１０Ａと反対側の面１０Ｂには、放熱板６０が重ねられて固定されている。放熱板６０は、基板１０に対して同等以上の熱伝導性を有し、例えば、アルミニウム板、鉄板、その他の金属板、アルミナ、窒化アルミナ等のセラミックス、あるいは、金属フィラー等の熱伝導性フィラー等であっても良い。なお、放熱板６０では、金属が使用される場合、アルマイト処理等の酸化被膜処理が行われてもよい。また、放熱板６０では、その表面に塗装等を行うことで、表面に微細な凹凸が形成されることが望ましい。放熱板６０の表面積が実質的に広がることで輻射率が上がり、放熱効率が改善される。一つの基板１０に複数の発光素子３０が設けられるので、大光量化につながるが、一方で、発光素子モジュール１Ｐの発熱量が増大する可能性もある。この発熱量の増大に対し、基板１０の裏面である面１０Ｂに放熱板６０を設けることにより、基板１０の発熱を効率よく緩和できる。
【００６３】
また、放熱板６０は、基板１０に重なって固着されると共に、基板１０との間で熱交換する主板部６１と、主板部６１に連続した状態で基板１０から張り出し、基板１０の側縁である端部１０Ｃに沿って屈曲された板状の笠部６２とを備える。
【００６４】
発光素子モジュール１Ｐの放熱板６０（主板部６１）の裏面には、接着部６３が設けられている。接着部６３は接着剤の他、例えば、両面テープ等であっても良い。発光素子モジュール１Ｐは、接着部６３によって看板内部の壁などに取り付けられる。発光素子モジュール１Ｐは、放熱板６０の笠部６２が上側となるように看板内部の壁７０に取り付けられる。
【００６５】
看板は、野外に設置されることも多く、雨天時には、雨滴ＷＲが壁７０を伝わって降下し、発光素子モジュール１Ｐまで到達する。しかしながら発光素子モジュール１Ｐの放熱板６０は、主板部６１から屈曲され、側面視で少なくとも基板１０の端部１０Ｃを覆う笠部６２を備えており、更に、笠部６２が上側となるように設置されているので、笠部６２が雨滴ＷＲの侵入を効果的に防止できる。なお、笠部６２がＺ軸方向となす角度φは、例えば、５度以上かつ９０度未満であれば良い。
【００６６】
図１３を参照し、発光素子モジュール１Ｐの組み立てについて更に詳しく説明する。発光素子モジュール１Ｐでは、放熱板６０とレンズ一体カバー５０とが、例えばネジ５３によって連結されている。基板１０の実装面１０Ａ上には、３つの発光素子３０が搭載され、また、電極部５１とワイヤ５２とが搭載される。３つの発光素子３０を囲むように、封止部１１が基板１０の実装面１０Ａ上に搭載される。封止部１１は、ネジ５３による放熱板６０とレンズ一体カバー５０との締め付けによって隙間を埋めるように変形し、外部からの水などの浸入を防止することができる。なお、放熱板６０とレンズ一体カバー５０との取り付けは、ネジ５３に限定されず、ボルト及びナット、リベット、または嵌め合い構造によってもよい。
【００６７】
図１４は、本実施形態に係る放熱板の笠部の他の態様を示す断面図である。放熱板６０の笠部６２は、雨滴ＷＲなどの発光素子モジュール１Ｐ内への侵入を防ぐことができれば、基本的にはいかなる態様であってもよい。例えば、二段に屈曲された断面逆Ｌ字状の笠部６２（図１４（ａ）参照）としたり、三段に屈曲された断面Ｃ字状の笠部６２（図１４（ｂ）参照）としたりすることもできる。なお、笠部６２は、Ｙ軸方向に沿って一対を成して設けられているが（図１１参照）、このＹ軸方向に沿って設けられた一対に加えて、例えば、Ｘ軸方向にも沿って更に一対を成すように設けられても良い。また、笠部６２は、一対を成さず、例えば、雨滴ＷＲなどが侵入する方向に単体で設けられても良い。
【００６８】
図１５は、本実施形態に係る発光素子モジュールの照度プロファイルを示す図である。横軸は、基準直線ＳＬからの距離（ｍｍ）を示す。本実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐでは、３つの光束制御部材４０は、凹状レンズ部４１の第１エリアＡ１に内側円錐面部４２を有し、また、凸状レンズ部４５の第３エリアＡ３に外側円錐面部４６を備える。
【００６９】
本実施形態に係る発光素子モジュールでは、図１５に示されるように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともに、基準直線ＳＬの近傍で照度の強度ピークを示し、また、基準直線ＳＬから離れるに従って、単調に照度が減少している。また、図１５では、第１の実施形態に係る１つの発光素子３０を有する発光素子モジュール１と同様に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ともに、基準直線ＳＬの近傍で照度のプロファイルがなだらかに変化しており、表示部の輝度ムラが低減している。照度の大きさを比較すると、本実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐは、第１の実施形態に係る発光素子モジュール１に比べて、３倍の発光素子３０を備えていることに起因して約３倍大きくなっている。
【００７０】
図１６は、第２の実施形態に係る発光素子モジュールを等間隔で複数配置した態様における照度プロファイルを示す図である。具体的には、６００ｍｍの間隔でＸ軸方向に３列、Ｙ軸方向に３列となるように計９個の発光素子モジュールを配置し、更に、９個の発光素子モジュール１Ｐを一体化した照明モジュールについての照度プロファイルが示されている。図１６に示されるように、照明モジュールの照度プロファイルによれば、上述の図１５に示された照度プロファイルと同様に、表示部の輝度ムラが低減している。また、９個の発光素子モジュール１Ｐが配置される領域の中央付近において照度のピークが現れているが、その中央付近でもほぼ均一の照度を保持されている。更に、この照度は、中央付近からほぼ８００ｍｍ程度離れてから、ようやくその強度が減少し始めている。この結果は、表示装置の表示部における輝度ムラの発生を低減できる発光素子モジュールが提供されることを示している。
【００７１】
以上、本実施形態に係る発光素子モジュール１Ｐによれば、第１の実施形態に係る発光素子モジュール１と同様に、凹状レンズ部４１の内側円錐面部４２、及び凸状レンズ部４５の外側円錐面部４６で光の屈折や反射を規則的に整えやすくなり、より広い照射領域において輝度ムラを防ぐことができる。その結果、一つの表示装置あたりの発光素子３０の数を低減させてコストダウンを図るのにも有効である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ｐ、ＬＰ…発光素子モジュール、１０…基板、１０Ａ…実装面、１０Ｃ…端部、２０…光源ユニット、３０…発光素子、３１…光出力部（光源）、４０…光束制御部材、４１…凹状レンズ部、４２…内側円錐面部、４５…凸状レンズ部、４６…外側円錐面部、６０…放熱板、６１…主板部、６２…笠部、ＥＬ…外側仮想直線、ＭＬ…内側仮想直線、ＲＬ…光軸、ＳＬ…基準直線。
【図１】
2017033923.tif 000003
【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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