JP2007201448A - 発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発光素子より成る発光素子実装パッケージの各発光素子より発せられる光を混色させて、白色の光を発することができるとともに、この光を均一に横方向に広げることができ、さらに生産コストを抑えることができる発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法を提供すること。
【解決手段】発光色が異なる複数種類の発光素子が、発光素子実装用基板に実装されるとともに、前記発光素子の上部には、上面に凹部を有するレンズが配設された発光素子実装パッケージであって、前記発光素子が、前記レンズの凹部の中心位置より外れた位置に実装されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、照明や液晶ディスプレイ用バックライトの光源として有用な発光素子が実装された発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法に関する。

さらに詳しくは、白色光源として有用な発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法に関する。

従来、液晶ディスプレイ用のバックライト光源は、薄型化、低消費電力化のため、光源として冷陰極管を筐体の端面に配置した、いわゆるエッジライト型のものが主流であった。

このようなエッジライト型のバックライト光源としては、図９に示した構造のものが用いられている。
すなわち、このエッジライト型のバックライト光源１００は、筐体１０２の端部に、冷陰極管１０４が配置されている。そして、この冷陰極管１０４の側方に、導光板１０６が面状に配置され、この導光板１０６の上面に、拡散シート１０８が配置されて、バックライト光源１００が構成されている。

なお、導光板１０６の下面には、例えば、微小凹凸やドット形状の反射インキなどからなる反射層１１６が形成されている。
そして、このバックライト光源１００の拡散シート１０８の上面に、液晶パネル１１０が配置されることによって、液晶表示装置１１２が構成されるものである。

このエッジライト型のバックライト光源１００では、冷陰極管１０４を発光させることによって、冷陰極管１０４から照射された光が、導光板１０６の側部１１４から入射する。

そして、導光板１０６に入射した光は、導光板１０６の下面に設けられた、例えば微小凹凸やドット形状の反射インキなどからなる反射層１１６により、導光板１０６の内部を反射を繰り返しながら拡散されて、導光板１０６の上方へ均一に導光される。

これにより、拡散シート１０８で均一に拡散されて、液晶パネル１１０の輝度むらが低減するようになっている。
しかしながら、液晶ディスプレイは、近年大型化の要求が高まり、このようなエッジライト型のバックライト光源１００では、輝度の向上および均一化を図るには限界がある。

そのため、大型の液晶ディスプレイ用では、直下型ライトの採用が検討されている。
しかしながら、このような冷陰極管を直下型ライトとして用いた場合には、冷陰極管が比較的大型であるため、液晶ディスプレイの厚みが厚くなってしまう。また、冷陰極管は色再現性、応答性が良好ではなく、残像現象が生じてしまうなどの問題がある。

このため、近年、発光効率が著しく向上し、照明への応用が進んでいる発光素子の中で、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と言う。）を液晶ディスプレイ用のバックライト光源（面光源装置）として用いることが検討されている。

このようにＬＥＤを用いることによって、良好な色再現性と高速応答性が実現でき、高品位な画質を達成することが期待されている。
このため、液晶パネルの下方に、ＬＥＤを複数個一定間隔で配置した直下型のバックライト光源が提案されている。

この直下型のバックライト光源としては、図１０に示した構造のものが提案されている。
すなわち、この直下型のバックライト光源２００は、筐体２０２の底面２０４に、アレイ状に、複数個のＬＥＤランプ２０６が一定間隔離間して配置されている。

そして、この筐体２０２の上面に、これらのＬＥＤランプ２０６と一定間隔離間して、拡散シート２０８が配置され、この拡散シート２０８の上面にプリズムシート２１０が配置されて、バックライト光源２００が構成されている。

なお、筐体２０２の底面２０４と側面２１２には、例えば反射シートなどによって反射層２１４が形成されている。
このように構成される直下型のバックライト光源２００では、ＬＥＤランプ２０６を発させることによって、ＬＥＤランプ２０６から出射された光が、拡散シート２０８に向かって直接、および筐体２０２の底面２０４と側面２１２の反射層２１４に反射されることによって、拡散シート２０８に向かって進むようになっている。

そして、拡散シート２０８に入射された光は、拡散シート２０８によって乱反射され、拡散シート２０８の上面のプリズムシート２１０を通過することによって、垂直方向に光線が傾けられ、プリズムシート２１０の上面に配置された液晶パネル（図示せず）に入射するようになっている。

また、ＬＥＤランプ２０６から出射された光は、拡散シート２０８との間の空間で混じりあい、さらに、拡散シート２０８内で乱反射することにより混合が促進され、これによって、輝度と色度が均一化されるようになっている。

ところで、このような直下型のバックライト光源にＬＥＤを用いる場合には、光の三原色である赤色、緑色、青色の光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを１パッケージに入れ、これらが混色されることによって白色を発光させる、いわゆるスリーインワンパッケージのＬＥＤランプが好適に使用されている（例えば、非特許文献１（スタンレー電気株式会社ホームページ）参照）。

このようなスリーインワンパッケージ３００は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示したように、外形が数ｍｍ角である略矩形状の発光素子実装用基板３１０の中心に、略０．３５ｍｍ角の赤色に発光するＬＥＤチップ３０２と、緑色に発光するＬＥＤチップ３０４と、青色に発光するＬＥＤチップ３０６とが、各々１つずつ略正三角形の各頂点に近接して配置されている。

また、ＬＥＤチップ３０２、３０４、３０６の外周域には、ＬＥＤチップ３０２、３０４、３０６に向かって開口径が小さくなるように傾斜して形成された開口部３１２を有するリフレクター枠体３０８が配置され、リフレクター枠体３０８内には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂に代表される透明な封止樹脂３１４が充填されている。

このようなスリーインワンパッケージ３００では、ＬＥＤチップ３０２、３０４、３０６より発光される３色の発光が、リフレクター枠体３０８の開口部３１２の側面で反射す
ることによってこれらの色の混色が向上され、白色光を容易に得ることができるようになっている。

このようにスリーインワンパッケージ３００は、従来よりＬＥＤチップ３０２、３０４、３０６より発光される３色の光の反射、混色がなされるリフレクター枠体３０８が具備されることにより、効率良く白色光を得るようになっている。

しかしながら、このようなスリーインワンパッケージ３００を用いた面光源装置は、発光された光の反射および混色にリフレクター枠体３０８を用いるため、ＬＥＤチップ３０２、３０４、３０６の直上部分の輝度が高くなる傾向にある。

また、一般的にリフレクター枠体３０８は透明ではなく、表面が白色や金属色の有色であるため、光が反射を繰り返すうちに光線輝度が低下し、輝度が低くなるという問題がある。

このような問題を解決するため、従来、単色のＬＥＤチップが実装されたＬＥＤパッケージ４００においては、図１２に示したように、ＬＥＤチップ４０２の上部に、上面がじょうご形状（じょうご形状部４０６）で外周が鋸歯状（鋸歯状部４０８）のレンズ４０４を設け、これによりＬＥＤチップ４０２より発せられた光が、じょうご形状部４０６と鋸歯状部４０８で反射され、光の照射領域を横方向に広げ、輝度および色度を均一にする工夫がなされている（特許文献１（特開２００３−８０６８号公報参照））。
スタンレー電気株式会社ホームページ、[online]、インターネット＜http://www.stanley-components.com＞ 特開２００３−８０６８号公報

しかしながら、このようなレンズを用いたＬＥＤパッケージは、レンズに設けられたじょうご形状部や鋸歯状部に当たった光が屈折され、光の照射領域を横方向に広げる工夫がなされてはいるものの、依然としてＬＥＤチップの直上の輝度及び色度が、それ以外の箇所と比べて高いため、輝度むらや色むらの発生を完全に抑えることはできない。

またじょうご形状部や鋸歯状部といった複雑な形状は、レンズ作成の際のコスト高を招く要因となってしまう。
またレンズは、単色のＬＥＤチップが実装されたＬＥＤパッケージに用いられているのみであり、発光色の異なる複数のＬＥＤチップが実装されたＬＥＤパッケージ、いわゆるスリーインワンパッケージに対応するものではないのが現状である。

本発明は、このような現状に鑑み、発光色の異なる複数の発光素子が実装された発光素子実装パッケージの各発光素子より発せられる光を混色させて、この光を均一に横方向に広げることにより輝度および色度のむらのない白色の光を発することができるとともに、生産コストを抑えた発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法を提供するものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果本発明の発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法を見出した。
すなわち、本発明は例えば以下の（１）〜（１５）の態様を含む。
（１）
発光色が異なる複数種類の発光素子が、発光素子実装用基板に実装されるとともに、
前記発光素子の上部には、上面に凹部を有するレンズが配設された発光素子実装パッケージであって、
前記発光素子が、
前記レンズの凹部の中心位置より外れた位置に実装されていることを特徴とする発光素子実装パッケージ。
（２）
前記発光素子実装用基板に実装された前記発光素子の上部に、
前記発光素子を取り囲むよう、開口部を有するリフレクター枠体が設けられ、
さらに、前記リフレクター枠体の前記開口部の上部に、前記上面に凹部を有するレンズが配設されていることを特徴とする前記（１）に記載の発光素子実装パッケージ。
（３）
前記発光素子が、
前記レンズの凹部の中心からの半径距離の２０％から９５％の間の位置に実装されていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の発光素子実装パッケージ。
（４）
前記発光素子が、
前記発光素子を取り囲むように設けられた前記リフレクター枠体の前記開口部の最外縁に設けられていることを特徴とする前記（２）に記載の発光素子実装パッケージ。
（５）
前記発光素子が、
前記発光素子実装用基板上に等間隔に配置されていることを特徴とする前記（１）から（４）のいずれかに記載の発光素子実装パッケージ。
（６）
前記発光素子が、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする前記（１）から（５）のいずれかに記載の発光素子実装パッケージ。
（７）
前記発光ダイオード（ＬＥＤ）が、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップであることを特徴とする前記（６）に記載の発光素子実装パッケージ。
（８）
前記レンズの凹部に、反射部が設けられていることを特徴とする前記（１）から（７）のいずれかに記載の発光素子実装パッケージ。
（９）
前記（１）から（８）のいずれかに記載の発光素子実装パッケージを配設したことを特徴とする面光源装置。
（１０）
前記面光源装置が、表示装置用のバックライトであることを特徴とする前記（９）に記載の面光源装置。
（１１）
前記（９）または（１０）に記載の面光源装置の上面に、液晶パネルを配置することを特徴とする表示装置。
（１２）
発光色が異なる複数種類の発光素子を、発光素子実装用基板に実装する工程と、
前記発光素子の上部に、上面に凹部を有するレンズを配設する工程と、
を有する発光素子実装パッケージの製造方法であって、
前記発光素子を発光素子実装用基板に実装する工程において、
前記レンズの凹部の中心位置より外れた位置に、前記発光素子を実装することを特徴とする発光素子実装パッケージの製造方法。
（１３）
前記発光素子実装用基板に実装された前記発光素子の上部に、
前記発光素子を取り囲むよう、開口部を有するリフレクター枠体を設ける工程と、
さらに、前記リフレクター枠体の前記開口部の上部に、前記上面に凹部を有するレンズを配設する工程と、
を有することを特徴とする前記（１２）に記載の発光素子実装パッケージの製造方法。（１４）
前記（１２）または（１３）に記載の製造方法によって得られた発光素子実装パッケージを準備する工程と、
前記発光素子実装パッケージを面状に複数配設する工程と、
を有することを特徴とする面光源装置の製造方法。
（１５）
前記（１４）に記載の製造方法によって得られた面光源装置を準備する工程と、
前記面光源装置の上面に液晶パネルを配置する工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。

本発明の発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法によれば、発光素子をレンズの凹部の中心位置より外れた位置に実装することにより、発光素子実装パッケージの各発光素子より発せられる光を混色させて、この光を均一に横方向に広げることにより輝度および色度のむらのない白色の光を発することができるとともに、生産コストを抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
図１は、本実施の形態が適用される代表的な液晶表示装置の一例の全体構成を示す図である。

本実施の形態が適用される液晶表示装置は、直下型のバックライト装置（バックライト）５０として、発光部を収容するバックライトフレーム（筐体）５１と、発光源として固体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）を複数個、配列させた基板としてのＬＥＤ基板（発光素子実装用基板）５２とを備えている。

また、バックライト装置５０は、光学補償シートの積層体として、面全体を均一な明るさとするために光を散乱・拡散させる透明な拡散部材（板、シート）５３と、前方への集光効果を持たせた回折格子フィルムであるプリズムシート５４，５５とを備えている。

また、液晶表示モジュール６０として、２枚のガラス基板により液晶が挟まれている液晶パネル６１と、この液晶パネル６１の各々のガラス基板に積層され、光波の振動をある方向に制限するための偏光板（偏光フィルタ）６２，６３とを備えている。さらに、液晶表示装置には、図示しない駆動用ＬＳＩなどの周辺部材が配置される。

この液晶パネル６１は、図示しない各種構成要素を含んで構成されている。例えば、２枚のガラス基板に、図示しない表示電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などのアクティブ素子、液晶、スペーサ、シール剤、配向膜、共通電極、保護膜、カラーフィルタ等を備えている。

なお、バックライト装置５０の構成単位は任意に選択される。例えば、ＬＥＤ基板５２を有するバックライトフレーム５１だけの単位にて「バックライト装置(バックライト)」と呼び、拡散部材（板、シート）５３やプリズムシート５４，５５などの光学補償シートの積層体を含まない流通形態もあり得る。

バックライトフレーム５１は、例えばアルミニウムやマグネシウム、鉄、またはそれらの金属合金などで生成される筐体構造を形成している。そして、その筐体構造の内側に、例えば白色高反射の性能を有するポリエステルフィルムなどが貼られ、リフレクターとしての機能を備えている。

この筐体構造としては、液晶表示モジュール６０の大きさに対応して設けられる背面部と、この背面部の四隅を囲う側面部を備えている。また、この背面部や側面部には、排熱のための冷却フィン等からなるヒートシンク構造が必要によって形成される場合がある。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板に３色のＬＥＤチップが取付けられた状態を示す概略図であり、図２（ａ）は、上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板上にリフレクター枠体を配設した状態を示す概略図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板上にリフレクター枠体を配設し、さらにリフレクター枠体の上部にレンズを配設した状態を示す概略図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。

本発明の発光素子実装パッケージは、発光色の異なる複数のＬＥＤチップが実装された発光素子実装パッケージの各ＬＥＤチップより発せられる光を混色させて、この光を均一に横方向に広げることにより輝度および色度のむらのない白色の光を発するものである。

このような発光素子実装パッケージは、まず、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、赤色に発光するＬＥＤチップ１２、緑色に発光するＬＥＤチップ１４、青色に発光するＬＥＤチップ１６の３色のＬＥＤチップが所定間隔離間して実装された、発光素子実装用基板１０ａを用意する。

なお、ＬＥＤチップ１２、１４、１６は、ＬＥＤチップ１２、１４、１６の発熱を良好に外部に放熱させるように、下地の熱伝導性が良好な銅やアルミニウム等の金属ベース基板または金属箔上に、ペースト、放熱グリース等により接着されている。

また、発光素子実装用基板１０ａに実装されたＬＥＤチップ１２、１４、１６は、後述するリフレクター枠体１８の開口部２０の最外縁部分にＬＥＤチップ１２、１４、１６が位置するように設けられている。

次に図３（ａ）および図３（ｂ）に示したように、発光素子実装用基板１０ａ上に実装されたＬＥＤチップ１２、１４、１６を取り囲むよう、開口部２０を有するリフレクター枠体１８を発光素子実装用基板１０ａ上に配置する。

開口部２０の大きさは、実装されたＬＥＤチップ１２、１４、１６の形成域よりも若干大きく形成され、また開口部２０の断面形状は、図３（ｂ）に示したようにＬＥＤチップ１２、１４、１６に向かって開口径が小さくなるように傾斜された傾斜面となっている。なお、傾斜面の傾斜角度θ１は、９０度以上とすることが好ましい。

発光素子実装用基板１０ａ上にリフレクター枠体１８を配置する場合には、エポキシ樹脂やウレタンアクリレート樹脂、シアノアクリレート樹脂に代表される接着剤や接着性シートを用いることができる。

また、リフレクター枠体１８の開口部２０内に、シリコーン樹脂等の封止樹脂１９を充
填すれば、ボンディングワイヤ（図示せず）などを保護することができる。
さらに、リフレクター枠体１８の材質は、特に限定されるものではないが、ポリオレフィンやポリスチレンなどの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミドやポリカーボネートなどのエンジニアリングプラスチックを所望のリフレクター枠体１８の形状に成形し、表面にアルミニウムや銀などの反射能の良好な金属膜を被覆させるか、白色塗料を用いて塗装することにより作成することができる。

また、材料そのものが白色に調整された樹脂材料（例えば（株）クラレ製；白色タイプ（ジェネスタ：登録商標））等を成形しそのままリフレクター枠体１８として使用することも可能であり、さらにアルミニウムやステンレス等の金属材料を加工したものも適用可能である。この場合のリフレクター枠体１８の全反射率は可視光領域で８０％以上が望ましく、９０％以上がさらに好ましい。

次に、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したように、リフレクター枠体１８の上部に、上面に円錐形状の凹部２４を有するレンズ２２ａを配設する。
レンズ２２ａは、その材質としてアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、液晶ポリマー樹脂、シリコーン樹脂などの透明性の高い樹脂を用いることができる。

また、レンズ２２ａに設けられた凹部２４の角度θ２は、凹部２４のＬＥＤチップ１２、１４、１６からの距離、レンズ２２ａの径、レンズ２２ａ中心部からのＬＥＤチップ１２、１４、１６の位置などによって変化するものである。

詳しくは、凹部２４とＬＥＤチップ１２、１４、１６との距離が近い場合、レンズ２２ａ中心部からＬＥＤチップ１２、１４、１６との距離が遠い場合、またはレンズ２２ａの径が大きい場合には、角度θ２は好ましくは６０度から１５０度、より好ましくは９０度から１２０度である。

このように凹部２４の角度θ２を設ければ、実装されるＬＥＤチップ１２、１４、１６から発せられる光を効率良く均一に横方向に広げることができる。
また、レンズ２２ａに設けられた凹部２４には、反射部（図示せず）を設けても良い。

この反射部の反射の程度をコントロールすることで、実装されるＬＥＤチップ１２、１４、１６から発せられた光の横方向および上部方向への制御がより可能となる。例えば、反射率は２０％〜９５％であり、白色塗料を塗布や印刷で形成して反射部としたり、アルミ蒸着した金属光沢層を反射部とすることができる。

このように、レンズ２２ａに設けられた凹部２４に反射部を設ければ、ＬＥＤチップ１２、１４、１６から上方に向かう光線の中で、入射角が深く、直上に抜ける光を強制的に横方向に反射させることができる。

なお、リフレクター枠体１８へのレンズ２２ａの取付け方法については、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂やウレタンアクリレート樹脂、シアノアクリレート樹脂に代表される接着剤や接着性シートを用いて接着する方法や、レンズ２２ａに嵌合凸部２３を設け、リフレクター枠体１８の開口部２０に嵌合凸部２３を嵌合させて固定する方法、またはこれらを併用する方法などを用いることができる。

また、レンズ２２ａの凹部２４の中心から、各ＬＥＤチップ１２、１４、１６までの距離Ｌは、発光素子実装パッケージ３４ａの大きさによっても異なるが、レンズ２２ａの半
径距離の２０％から９５％の距離であることが好ましい。

このような位置に各ＬＥＤチップ１２、１４、１６を実装することにより、各ＬＥＤチップ１２、１４、１６より発せられる光を混色させて、この光を均一に横方向に広げることにより輝度および色度のむらのない白色の光を発することのできる発光素子実装パッケージ３４ａが得られる。

また、このようにして得られた発光素子実装パッケージ３４ａを液晶ディスプレイなどに用いられる面光源装置（バックライト）に用いれば、簡単に大型の面光源装置を低製造コストで作成することが可能で、さらには光を均一に横方向に広げることにより輝度および色度のむらのない白色の光を発し、鮮明な画像を得ることが可能である。

また、ＬＥＤチップ１２、１４、１６を、意図的にレンズ２２ａの凹部２４の中心Ｏより外れた位置、すなわちリフレクター枠体１８の開口部２０の最外縁付近に設けることにより、レンズ２２ａ側面での各色の光の反射を起こしやすくさせ、リフレクター枠体１８内およびレンズ２２ａ内での混色を高め、ＬＥＤチップ１２、１４、１６より発せられた光を均一に横方向に広げることにより輝度および色度のむらのない白色の光を発することができる。

図５から図７は本発明の第２の実施形態による発光素子実装パッケージの製造工程を簡略化して示したものである。
図５から図７に示した第２の実施形態による発光素子実装パッケージの製造工程は、図２から図４に示した上記実施形態と主要部は同じ構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

図５から図７に示した第２の実施形態による発光素子実装パッケージの製造工程で用いられる、発光色の異なる複数のＬＥＤチップ１２、１４、１６を実装した発光素子実装用基板１０ｂは、発光素子実装用基板１０ｂ上の中心Ｏより３方向に発光素子搭載部２６が設けられ、発光素子搭載部２６には各々３つのＬＥＤチップが搭載可能な搭載箇所を有する構成である。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示したように、発光素子実装用基板１０ｂ上の中心Ｏより３方向に発光素子搭載部２６が設けられ、発光素子搭載部２６には各々３つのＬＥＤチップが搭載可能な構成の発光素子実装用基板１０ｂを用意する。

この際、発光素子実装用基板１０ｂ上に搭載されるＬＥＤチップ１２、１４、１６は、次工程にてＬＥＤチップ１２、１４、１６を取り囲むリフレクター枠体１８の開口部２０の最外縁付近にＬＥＤチップ１２、１４、１６が配置されるような発光素子搭載部２６の位置を選択して、ＬＥＤチップ１２、１４、１６を搭載する。本実施形態においては、発光素子搭載部２６のうち、真中の搭載部３０にそれぞれＬＥＤチップ１２、１４、１６を搭載している。

さらに、図６（ａ）および図６（ｂ）に示したように、発光素子実装用基板１０ｂ上に実装されたＬＥＤチップ１２、１４、１６を取り囲むよう、リフレクター枠体１８を発光素子実装用基板１０ｂ上に配置する。

発光素子実装用基板１０ｂ上にリフレクター枠体１８を配置する場合には、上記実施形態１と同様、エポキシ樹脂やウレタンアクリレート樹脂、シアノアクリレート樹脂に代表される接着剤や接着性シートを用いることができる。

また、リフレクター枠体１８の材質についても、上記実施形態１で用いられた材質を同様に用いることができる。
さらに、リフレクター枠体１８の開口部２０内に、シリコーン樹脂等の封止樹脂１９を充填する。

そして、図７（ａ）および図７（ｂ）に示したように、上記実施形態１と同様にリフレクター枠体１８の上部に、上面に円錐形状の凹部２４を有するレンズ２２ａを配設することにより、レンズ２２ａが装着された発光素子実装パッケージ３４ｂを得ることができる。

このように、予め発光素子実装用基板１０ｂ上の中心Ｏより３方向に発光素子搭載部２６が設けられ、発光素子搭載部２６は各々３つのＬＥＤチップが搭載可能な構成であれば、ＬＥＤチップ１２、１４、１６の実装作業が極めて容易である。

また、発光素子搭載部２６におけるＬＥＤチップの搭載位置２８、３０、３２にあわせてリフレクター枠体１８の開口部２０の径を決定したり、逆にリフレクター枠体１８の開口部２０の径にあわせて、発光素子搭載部２６におけるＬＥＤチップの搭載位置２８、３０、３２を決定することができる。

また、これらを幾つかのサイズにあわせて規格化して設ければ、組立作業性が極めて容易であり、ＬＥＤチップの大きさや発熱量が異なるタイプであっても、同一の発光素子実装パッケージ３４ｂとして実装することができるため、種々の発光素子実装用基板１０ｂ、発光素子実装パッケージ３４ｂを設計、製造する必要がなくコスト低減を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれらに限定されることはない。
例えば、本発明の発光素子実装パッケージ、面光源装置および表示装置ならびにこれらの製造方法では、発光素子として赤色に発光するＬＥＤチップ１２、緑色に発光するＬＥＤチップ１４、青色に発光するＬＥＤチップ１６を用いて説明したが、図８に示したように、４色以上のＬＥＤチップを使用することも可能である。

４色使用の場合、第４の色としては、例えば演色効果を有する黄緑色に発光するＬＥＤチップ３２を用いることが好ましい。
また、リフレクター枠体１８に設けられた開口部２０に対応するＬＥＤチップの数は、必ずしも揃える必要はない。例えば、赤色に発光するＬＥＤチップを２つ、緑色に発光するＬＥＤチップを１つ、青色に発光するＬＥＤチップを１つ、合計４つを１つの開口部２０に対応させても良いものであり、その組み合わせは限定されるものではない。

さらに発光素子は、ＬＥＤチップに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更や機能追加が可能なものである。
［実施例］
まず、以下に示す発光素子実装用基板１０ａ、リフレクター枠体１８、レンズ２２ａ（反射部：あり・なし）、ＬＥＤチップ１２、１４、１６（発光色：赤・緑・青）を準備した。

発光素子実装用基板１０ａ：
寸法３５ｍｍ角であって、厚さ８０μｍの銅ベース基板上に、厚さ４０μｍの白色絶縁層を形成し、さらに銅配線パターンを形成したもの。

リフレクター枠体１８：
寸法３５ｍｍ角、厚さ３ｍｍであって、その厚み方向に貫通する上部径３４ｍｍ、下部径２４ｍｍの開口部２０が設けられ、材質が白ジェネスタ（（株）クラレ製 耐熱性ポリアミド樹脂で白色タイプ（ジェネスタ：登録商標））からなるもの。

レンズ２２ａ（反射部あり）：
径３４ｍｍ、高さ１８ｍｍであって、レンズ２２ａの上部に１２０度の角度θ２を有する凹部２４が設けられ、材質がゼオネックス（日本ゼオン（株）製）からなるもの。レンズ２２ａの凹部２４には、アクリルラッカースプレー白型番０１（ニッペホームプロダクツ（株）製）塗装で反射部が形成されている。

レンズ２２ａ（反射部なし）：
径３４ｍｍ、高さ１８ｍｍであって、レンズ２２ａの上部に１２０度の角度θ２を有する凹部２４が設けられ、材質がゼオネックス（日本ゼオン（株）製）からなるもの。

赤色に発光するＬＥＤチップ１２：
寸法１ｍｍ角であって、０．５Ｗ級のもの。
緑色に発光するＬＥＤチップ１４：
寸法１ｍｍ角であって、１Ｗ級のもの。

青色に発光するＬＥＤチップ１６：
寸法１ｍｍ角であって、１Ｗ級のもの。

上記の発光素子実装用基板１０ａ上に、赤色に発光するＬＥＤチップ１２、緑色に発光するＬＥＤチップ１４、青色に発光するＬＥＤチップ１６を、発光素子実装用基板１０ａの中心からそれぞれ１０ｍｍの位置に所定間隔離間して実装した（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）。

さらに、ＬＥＤチップ１２、１４、１６が実装された発光素子実装用基板１０ａ上に、接着性シートを介してリフレクター枠体１８を配置した（図３（ａ）および図３（ｂ）参照）。

次いで、リフレクター枠体１８上に、接着性シートを介してレンズ２２ａ（反射部なし）を設置した（図４（ａ）および図４（ｂ）参照）。
このようにして、発光素子実装パッケージ３４ａ１を作成した。

さらに、発光素子実装パッケージ３４ａ１を、寸法が底面縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ５０ｍｍで、上面が開口したアルミニウム製筐体（図示せず）に配置して固定した。
次いで、開口部以外の筐体内面部には、白色反射フィルム ルミラー（登録商標）６０Ｌ（東レ製）を貼り合わせ、反射部（図示せず）を形成した。

さらに、アルミニウム製筐体の開口部前面に、ポリカーボネート（商品名ＰＣ９３９１−５０ＨＬ（帝人化成製））から成る厚さ１ｍｍの拡散シート（図示せず）を固定し、面光源装置（図示せず）を作成した。

このような面光源装置の赤色に発光するＬＥＤチップ１２に電流値２２０ｍＡ、緑色に発光するＬＥＤチップ１４に電流値２８０ｍＡ、青色に発光するＬＥＤチップ１６に電流値１１０ｍＡの電流をそれぞれ印加した。

そして、面光源装置の拡散シート上の全体平均輝度と色度座標を、色彩度計（商品名ＣＳ１０００（コニカミノルタ製））で測定した。
また、拡散シート上で、レンズ中心位置の法線にあたる点から対角線上２ｍｍ間隔で直径１０ｍｍ領域の輝度と色度座標を測定したときの、各点の輝度のばらつき、色度のばらつきを以下のようにして求めた。

各点の輝度のばらつき：（最大輝度−最小輝度）／平均輝度×１００％
色度のばらつき：色度座標Ｘ、Ｙそれぞれの最大値と最小値と差
このようにして得られた各値を、表１に示した。

上記発光素子実装用基板１０ａ上に、赤色に発光するＬＥＤチップ１２、緑色に発光するＬＥＤチップ１４、青色に発光するＬＥＤチップ１６を、発光素子実装用基板１０ａの中心からそれぞれ５ｍｍの位置に所定間隔離間して実装して発光素子実装パッケージ３４ａ２を作成した事以外は、実施例１と同様にして面光源装置を作成し、全体平均輝度、輝度ばらつき、全体平均色度、色度ばらつきを求めた。

このようにして得られた各値を、表１に示した。

上記リフレクター枠体１８上に反射部を有するレンズ２２ａを配置して発光素子実装パッケージ３４ａ３を作成した事以外は、実施例１と同様にして面光源装置を作成し、全体平均輝度、輝度ばらつき、全体平均色度、色度ばらつきを求めた。

このようにして得られた各値を、表２に示した。

上記リフレクター枠体１８上に反射部を有するレンズ２２ａを配置して発光素子実装パッケージ３４ａ４を作成した事以外は、実施例２と同様にして面光源装置を作成し、全体平均輝度、輝度ばらつき、全体平均色度、色度ばらつきを求めた。

このようにして得られた各値を、表２に示した。
［比較例１］
上記発光素子実装用基板１０ａ上に、赤色に発光するＬＥＤチップ１２、緑色に発光するＬＥＤチップ１４、青色に発光するＬＥＤチップ１６を、発光素子実装用基板１０ａの中心からそれぞれ２ｍｍの位置に所定間隔離間して実装して発光素子実装パッケージ３４ａ５を作成した事以外は、実施例１と同様にして面光源装置を作成し、全体平均輝度、輝度ばらつき、全体平均色度、色度ばらつきを求めた。

このようにして得られた各値を、表１に示した。
［比較例２］
上記発光素子実装用基板１０ａ上に、赤色に発光するＬＥＤチップ１２、緑色に発光するＬＥＤチップ１４、青色に発光するＬＥＤチップ１６を、発光素子実装用基板１０ａの中心からそれぞれ２ｍｍの位置に所定間隔離間して実装し、さらに上記リフレクター枠体１８上に反射部を有するレンズ２２ａを配置して発光素子実装パッケージ３４ａ６を作成した事以外は、比較例１と同様にして面光源装置を作成し、全体平均輝度、輝度ばらつき、全体平均色度、色度ばらつきを求めた。

このようにして得られた各値を、表２に示した。

表１に示したように、実施例１、２と比較例１とを対比してみると、実施例１、２の方が比較例１に比べ輝度のばらつきが解消されていることが確認された。
さらに、各ＬＥＤチップ１２、１４、１６の位置を発光素子実装用基板１０ａの中心からリフレクター枠体１８の開口部２０の外縁方向に離すほど、輝度のばらつきが解消されることが確認された。

表２に示したように、実施例３、４と比較例２とを対比してみると、実施例３、４の方が比較例２に比べ輝度のばらつきが解消されていることが確認された。
さらに、各ＬＥＤチップ１２、１４、１６の位置を発光素子実装用基板１０ａの中心からリフレクター枠体１８の開口部２０の外縁方向に離すほど、輝度のばらつきが解消されることが確認された。

さらに、表１に示したようにレンズ２２ａの凹部２４に反射部を有していない場合と、
表２に示したようにレンズ２２ａの凹部２４に反射部を有する場合とを比較してみると、反射部を有していない場合は、全体平均輝度は若干高く、輝度のばらつきは若干多いことが確認された。

また、反射部を有する場合は、全体平均輝度は若干低く、輝度のばらつきは若干少ないことが確認された。
以上、実施例と比較例より、面光源装置の発光素子実装用基板１０ａにおいて、ＬＥＤチップ１２、１４、１６の位置を、発光素子実装用基板１０ａの中心からリフレクター枠体１８の開口部２０の外縁方向に離すほど、輝度のばらつきが解消されることが確認された。

さらに、レンズ２２ａの凹部２４に反射部を有する場合には、輝度のばらつきが少なく、レンズ２２ａの凹部２４に反射部を有しない場合には、全体平均輝度が高まることが確認された。

図１は、本実施の形態が適用される液晶表示装置の一例の全体構成を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板に３色のＬＥＤチップが取付けられた状態を示す概略図であり、図２（ａ）は、上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板上にリフレクター枠体を配設した状態を示す概略図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板上にリフレクター枠体を配設し、さらにリフレクター枠体の上部にレンズを配設した状態を示す概略図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板に３色のＬＥＤチップが取付けられた状態を示す概略図であり、図５（ａ）は、上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板上にリフレクター枠体を配設した状態を示す概略図であり、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る発光素子実装パッケージに用いられる発光素子実装用基板上にリフレクター枠体を配設し、さらにリフレクター枠体の上部にレンズを配設した状態を示す概略図であり、図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ線による断面図である。 図８は、本発明のさらに他の実施形態において採用された発光素子の概略図である。 図９は、従来のエッジライト型のバックライト光源を示す概略断面図である。 図１０は、従来の直下型のバックライト光源を示す概略断面図である。 図１１は、従来のスリーインワンパッケージの概略図であり、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸ−Ｘ線による組立断面図である。 図１２は、従来のレンズを備えたＬＥＤパッケージの概略図である。

符号の説明

１０ａ・・発光素子実装用基板
１０ｂ・・発光素子実装用基板
１２・・・赤色に発光するＬＥＤチップ
１４・・・緑色に発光するＬＥＤチップ
１６・・・青色に発光するＬＥＤチップ
１８・・・リフレクター枠体
１９・・・封止樹脂
２０・・・開口部
２２ａ・・レンズ
２２ｂ・・レンズ
２３・・・嵌合凸部
２４・・・凹部
２６・・・発光素子搭載部
２８・・・搭載位置
３０・・・搭載部
３２・・・黄緑色に発光するＬＥＤチップ
３４ａ・・発光素子実装パッケージ
３４ａ１・発光素子実装パッケージ
３４ａ２・発光素子実装パッケージ
３４ａ３・発光素子実装パッケージ
３４ａ４・発光素子実装パッケージ
３４ａ５・発光素子実装パッケージ
３４ａ６・発光素子実装パッケージ
３４ｂ・・発光素子実装パッケージ
Ｌ・・・距離
Ｏ・・・中心
θ１・・角度
θ２・・角度
５０・・・バックライト装置（バックライト）
５１・・・バックライトフレーム（筐体）
５２・・・ＬＥＤ基板（発光素子実装用基板）
５３・・・拡散部材（板、シート）
５４・・・プリズムシート
５５・・・プリズムシート
６０・・・液晶表示モジュール
６１・・・液晶パネル
６２・・・偏光板（偏光フィルタ）
６３・・・偏光板（偏光フィルタ）
１００・・・バックライト光源
１０２・・・筐体
１０４・・・冷陰極管
１０６・・・導光板
１０８・・・拡散シート
１１０・・・液晶パネル
１１２・・・液晶表示装置
１１４・・・側部
１１６・・・反射層
２００・・・バックライト光源
２０２・・・筐体
２０４・・・底面
２０６・・・ＬＥＤランプ
２０８・・・拡散シート
２１０・・・プリズムシート
２１２・・・側面
２１４・・・反射層
３００・・・スリーインワンパッケージ
３０２・・・赤色に発光するＬＥＤチップ
３０４・・・緑色に発光するＬＥＤチップ
３０６・・・青色に発光するＬＥＤチップ
３０８・・・リフレクター枠体
３１０・・・発光素子実装用基板
３１２・・・開口部
３１４・・・封止樹脂
４００・・・ＬＥＤパッケージ
４０２・・・ＬＥＤチップ
４０４・・・レンズ
４０６・・・じょうご形状部
４０８・・・鋸歯状部

Claims (15)

1. 発光色が異なる複数種類の発光素子が、発光素子実装用基板に実装されるとともに、
   前記発光素子の上部には、上面に凹部を有するレンズが配設された発光素子実装パッケージであって、
   前記発光素子が、
   前記レンズの凹部の中心位置より外れた位置に実装されていることを特徴とする発光素子実装パッケージ。
2. 前記発光素子実装用基板に実装された前記発光素子の上部に、
   前記発光素子を取り囲むよう、開口部を有するリフレクター枠体が設けられ、
   さらに、前記リフレクター枠体の前記開口部の上部に、前記上面に凹部を有するレンズが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子実装パッケージ。
3. 前記発光素子が、
   前記レンズの凹部の中心からの半径距離の２０％から９５％の間の位置に実装されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子実装パッケージ。
4. 前記発光素子が、
   前記発光素子を取り囲むように設けられた前記リフレクター枠体の前記開口部の最外縁に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子実装パッケージ。
5. 前記発光素子が、
   前記発光素子実装用基板上に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発光素子実装パッケージ。
6. 前記発光素子が、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発光素子実装パッケージ。
7. 前記発光ダイオード（ＬＥＤ）が、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップであることを特徴とする請求項６に記載の発光素子実装パッケージ。
8. 前記レンズの凹部に、反射部が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の発光素子実装パッケージ。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の発光素子実装パッケージを配設したことを特徴とする面光源装置。
10. 前記面光源装置が、表示装置用のバックライトであることを特徴とする請求項９に記載の面光源装置。
11. 請求項９または１０に記載の面光源装置の上面に、液晶パネルを配置することを特徴とする表示装置。
12. 発光色が異なる複数種類の発光素子を、発光素子実装用基板に実装する工程と、
    前記発光素子の上部に、上面に凹部を有するレンズを配設する工程と、
    を有する発光素子実装パッケージの製造方法であって、
    前記発光素子を発光素子実装用基板に実装する工程において、
    前記レンズの凹部の中心位置より外れた位置に、前記発光素子を実装することを特徴とする発光素子実装パッケージの製造方法。
13. 前記発光素子実装用基板に実装された前記発光素子の上部に、
    前記発光素子を取り囲むよう、開口部を有するリフレクター枠体を設ける工程と、
    さらに、前記リフレクター枠体の前記開口部の上部に、前記上面に凹部を有するレンズを配設する工程と、
    を有することを特徴とする請求項１２に記載の発光素子実装パッケージの製造方法。
14. 請求項１２または１３に記載の製造方法によって得られた発光素子実装パッケージを準備する工程と、
    前記発光素子実装パッケージを面状に複数配設する工程と、
    を有することを特徴とする面光源装置の製造方法。
15. 請求項１４に記載の製造方法によって得られた面光源装置を準備する工程と、
    前記面光源装置の上面に液晶パネルを配置する工程と、
    を有することを特徴とする表示装置の製造方法。

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