JP2011171365A - 半導体発光モジュール、光源装置、および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置の色特性を低下させることなく液晶パネルの有効領域を広げることが可能な発光モジュールを提供する。
【解決手段】導光板１３を備える光源装置１の光源として、前記導光板１３の光入射面１３ａ側に配置される発光モジュール１００について、一主面１０１ａが前記光入射面１３ａと対向するよう配置される基板１０１と、前記一主面１０１ａ上に設けられ、複数の半導体発光素子１０２およびそれら半導体発光素子１０２を覆う透光性部材１０３を有する光源部１１０と、前記一主面１０１ａ上に設けられ、前記光源部１１０から当該光源部１１０の照射角度以上の方向かつ前記光入射面１３ａへ向けた方向に放射される光の少なくとも一部を遮蔽する光遮蔽部１１１と、を備える構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源装置の光源として、当該光源装置の導光板の光入射面側に配置され使用される発光モジュール、当該発光モジュールを備えた光源装置および液晶表示装置に関する。

従来から、ＬＥＤ（発光ダイオード）モジュールなどの発光モジュールが、バックライトユニットなどの光源装置や、当該光源装置を備えた液晶表示装置に光源として用いられている。例えば、図１１に示す液晶表示装置７００では、バックライトユニット７０１の導光板７０２の光入射面７０２ａ側にＬＥＤモジュール７０３が配置されており、前記ＬＥＤモジュール７０３から液晶パネル７０４側に向けて放射された光路Ｌ１の光は、導光板７０２に入射したのち拡散シート７０５、プリズムシート７０６および偏光シート７０７を透過し、さらに液晶パネル７０４を透過してパネル前面７０４ａから外部へ出射する。一方、液晶パネル７０４とは反対側に向けて放射された光路Ｌ２の光は、導光板７０２に入射したのち反射シート７０８で反射され、拡散シート７０５、プリズムシート７０６、偏光シート７０７および液晶パネル７０４を透過してパネル前面７０４ａから外部へ出射する。

ところで、ＬＥＤモジュール７０３が白色発光である場合、青色発光のＬＥＤ素子７０９から発せられた青色光の一部が、波長変換体７１０に含まれる蛍光体によって黄緑色光に変換され、変換後の黄緑色光と未変換の青色光との混色によって白色光が作り出される。ところが、ＬＥＤモジュール７０３の出射光は、導光板の光入射面７０２ａの方向（ＬＥＤモジュール７０３の直上方向）から見ると白色であっても、ＬＥＤモジュールを斜め方向から見ると黄色味を帯びた色に見える場合がある。その理由は、ＬＥＤ素子７０９から出た青色光は直上方向へ強く照射されるため、斜め方向に出る青色光の量が少なく不足しがちであるが、青色光ほど黄緑色光は不足しないので、青色光と黄緑色光とのバランスにおいて黄緑色光が過多になるため、と考えられる。このように黄緑色が過多になり黄色味を帯びた白色光がパネル前面７０４ａから外部へ出射されると、液晶表示装置７００の色の均一性（色特性）が低下するため問題である。

そこで、従来から、表示色の均一性を向上させるための様々な技術が検討されている。例えば、光源にＬＥＤモジュールを用いた光源装置において、複数のＬＥＤチップ群が実装された配線基板上であってＬＥＤチップ群の出射光の混合領域外に、ＬＥＤチップの少なくとも１つをその静電破壊から保護するための保護素子を実装することにより、発光素子の静電耐圧を高めつつも、光源の色の混色性を損なうことなく光学特性に優れた所望の白色光を形成することができる光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、予てより、液晶パネル７０４側へ向けて放射される光路Ｌ４の光は、折り返しがないため導光板７０２内での光路長が短く、前記導光板７０２内において黄色味が低減しにくいため、大きな問題になりやすいものの、ＬＥＤモジュール７０３の照射角度以上の方向に放射される光の中でも、液晶パネル７０４とは反対側へ向けて放射される光路Ｌ３の光は、一度反射シート７０８で反射して折り返すぶんだけ導光板７０２内での光路長が長く、前記導光板７０２内において光路Ｌ１や光路Ｌ２の白色光と混色して黄色味が低減しやすいため、大きな問題にはなりにくい。そこで、バックライトユニット７０１の前面枠７１１、または液晶表示装置７００の前面枠７１２を利用し、光路Ｌ４の光を遮蔽し、光路Ｌ４の光がパネル前面７０４ａから外部へ出射するのを防止することによって、液晶表示装置における色の均一性を高く保持する方法が汎用されている。

特開２００８−２２７４２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光源装置では、光源となりうる複数色のＬＥＤチップからの光を混色することは可能であるが、光源として白色ＬＥＤを利用した場合における出射光色の角度特性を均一化することは困難である。なぜなら、白色ＬＥＤモジュールから発せられた光のうち、混色領域に入光する光に含まれる青色光成分は、直上方向に出射される光に含まれる青色光成分に対して比較的少なくなってしまうからである。

また、近年、装置自体のコンパクト性を維持しつつも液晶表示装置を大画面化することへの要求が高い。本要求を受けて、装置自体を大型化させずに画面を大型化させる手段の１つとして、バックライトユニット７０１の前面枠７１１の開口７１１ａ、および液晶表示装置７００の前面枠７１２の開口７１２ａを大きくして、液晶パネル７０４の有効領域を広げるという手法が検討されている。例えば、各開口７１１ｂ，７１２ｂを位置Ｈ１から位置Ｈ２まで広げると、幅Ｗの分だけ液晶パネル７０４の有効領域が広がるため、装置自体を大型化させずに大画面化することが可能である。しかしながら、この場合、バックライトユニット７０１の前面枠７１１や液晶表示装置７００の前面枠７１２で遮蔽することができていた黄緑色を帯びた光路Ｌ４の光を遮蔽できなくなり、光路Ｌ４の光が二点鎖線で示すようにパネル前面７０４ａから外部へ出射して液晶表示装置７００の色特性が低下してしまう。

本発明は、上記の課題に鑑み、液晶表示装置の色特性を低下させることなく液晶パネルの有効領域を広げることが可能な発光モジュールおよび光源装置を提供することを主たる目的とする。本発明の他の目的は、色特性が高く液晶パネルの有効領域が広い液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る発光モジュールの一態様は、導光板を備える光源装置の光源として、前記導光板の光入射面側に配置される発光モジュールであって、一主面が前記光入射面と対向するよう配置される基板と、前記一主面上に設けられ、複数の半導体発光素子およびそれら半導体発光素子を覆う透光性部材を有する光源部と、前記一主面上に設けられ、前記光源部から当該光源部の照射角度以上の方向かつ前記光入射面へ向けた方向に放射される光の少なくとも一部を遮蔽する光遮蔽部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る光源装置の一態様は、上記発光モジュールと、前記発光モジュールが対向配置される光入射面を有する導光板とを備えることを特徴とする。
本発明に係る液晶表示装置の一態様は、上記光源装置と、液晶パネルとを備えることを特徴とする。

本発明に係る光源装置は、光源部から当該光源部の照射角度以上の方向かつ導光板の光入射面へ向けた方向に放射される光の少なくとも一部を遮蔽する光遮蔽部を備えるため、前記光路Ｌ３や光路Ｌ４の光を前記光遮蔽部によって遮蔽することができる。したがって、それら光路Ｌ３や光路Ｌ４の光のような目的外方向へ放射される光を光源装置や液晶表示装置の前面枠で遮蔽する必要がなくなり、前面枠の開口を大きくすることができるため、液晶表示装置の色特性を低下させることなく液晶パネルの有効領域を広げることができる。

第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図 第１の実施形態に係る発光モジュールを示す斜視図 第１の実施形態に係る発光モジュールの回路図 第１の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図 白色発光のＬＥＤモジュールの視野角特性を表す図 第２の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図 第３の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図 第４の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図 第５の実施形態に係る発光モジュールを示す斜視図 第５の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図 従来例に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図 変形例に係る光源装置などを示す斜視図

以下、本実施の形態に係る光源モジュール、光源装置および液晶表示装置について、図面を参照しながら説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置１は、エッジライト型のバックライトユニット（光源装置）１０、アクティブマトリクス型の液晶パネル２０、および、それらを収容する筐体３０などを備える。

バックライトユニット１０は、筐体１１、反射シート１２、導光板１３、拡散シート１４、プリズムシート１５、偏光シート１６、ヒートシンク１７、点灯回路１８、および、複数のＬＥＤモジュール（発光モジュール）１００などを備える。なお、発光モジュールは、ＬＥＤモジュールに限定されず、例えばＬＤ（レーザーダイオード）素子やＯＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）素子などＬＥＤ素子以外の半導体発光素子を有する発光モジュールであってもよい。

筐体１１は、例えば亜鉛メッキ鋼板などからなる金属製であり、開口が前面に位置する箱形の筐体本体１１ａと、当該筐体本体１１ａの前面側に取り付けられる略方形の前面枠１１ｂとを備え、前記前面枠１１ｂの開口１１ｃが光取出口となっている。筐体１１の内部には、反射シート１２、導光板１３、拡散シート１４、プリズムシート１５、および、偏光シート１６が筐体本体１１ａの底面側からその順で積層されている。また、筐体１１の内部における導光板１３の光入射面１３ａ側には、ヒートシンク１７に載置された状態で複数のＬＥＤモジュール１００が配置されている。

各ＬＥＤモジュール１００から放射された光は、導光板１３の光入射面１３ａから導光板１３内に入射し、導光板１３の前面である光取出し主面１３ｂから出射して、拡散シート１４、プリズムシート１５、および、偏光シート１６を透過し、前面枠１１ｂの開口１１ｃからバックライトユニット１０の外部へ出射し、さらに液晶パネル２０を透過して液晶表示装置１の外部へ出射する。

反射シート１２は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の略方形のシートであって、導光板１３の背面側に配置されており、導光板１３の背面に到達した光を光取出し主面１３ｂへ向けて反射する。なお、反射シート１２は、金属光沢を有する金属箔やＡｇシート等であってもよい。
導光板１３は、例えば略方形のＰＣ（ポリカーボネート）樹脂製の板材であって、ＬＥＤモジュール１００の配置に応じてドットパターン（不図示）が形成されており、ＬＥＤモジュール１００から放射された光は、導光板１３を透過する際に混色および平均化されて光取出し主面１３ｂから出射する。

拡散シート１４は、例えばＰＥＴまたはＰＣ樹脂製の略方形のフィルムであって、導光板１３の光取出し主面１３ｂにほぼ密着した状態で積層されている。
プリズムシート１５は、例えばポリエステル樹脂からなる面材の一方の表面にアクリル樹脂で均一なプリズムパターンを成形してなる略方形の光学シートであって、拡散シート１４に密着した状態で積層されている。

偏光シート１６は、例えばＰＣフィルムとポリエステルフィルムとアクリル系樹脂とを接合させたものまたはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）製の略方形のフィルムであって、プリズムシート１５に密着した状態で積層されている。
ヒートシンク１７は、例えばアルミ製の略直方体形状であって、ＬＥＤモジュール１００を搭載するための搭載面１７ａを有し、当該搭載面１７ａが導光板１３の光入射面１３ａと対向するように、前記搭載面１７ａと前記光入射面１３ａの長手方向を一致させた状態で配置されている。

点灯回路１８は、筐体１１の背面に取り付けられており、各ＬＥＤモジュール１００に電力を供給すると共に、前記ＬＥＤモジュール１００に流れる電流を制御する。
液晶パネル２０は、表示画素毎にスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備え、バックライトユニット１０の前面側に導光板１３の光取出し主面１３ｂと対向するようにして配設されており、点灯回路１８から供給される電気信号によって所望の画像を表示する。

筐体３０は、前面に開口３１を有する箱状であって、内部にはバックライトユニット１０および液晶パネル２０が収容されており、開口３１は前記液晶パネル２０で塞がれており、下面にはスタンド３２が設けられている。開口３１を介して筐体３０の外部から見える領域が液晶パネル２０の有効領域であり、前記有効領域は開口３１の大きさによって規定されており、前記開口３１を広げるほど前記有効領域は大きくなる（但し、液晶パネル２０の大きさを超えない範囲に限る）。

図２は、第１の実施形態に係る発光モジュールを示す斜視図である。図２に示すように、ＬＥＤモジュール１００は、導光板１３の光入射面１３ａと対向するよう配置される上面（一主面）１０１ａを有する基板１０１と、複数のＬＥＤ素子（半導体発光素子）１０２および波長変換体（透光性部材）１０３からなる光源部１１０と、複数のツェナーダイオード（静電対策部品）１０４および遮光性部材１０５からなる光遮蔽部１１１とを備える。

基板１０１は、例えば長尺状のセラミック基板であり、上面１０１ａは平面であってＬＥＤ素子１０２から基板１０１側に出射された光を反射させる反射面になっている。また、基板１０１の上面１０１ａには、一対の給電端子１０６，１０７と、ＬＥＤ素子１０２用の配線パターン１０８と、ツェナーダイオード１０４用の配線パターン１０９とが形成されており、前記一対の給電端子１０６，１０７は、光源部１１０および光遮蔽部１１１を挟んで基板１０１の長手方向両側に配置されている。

光源部１１０は、例えば、長尺状の略直方体形状であって、基板１０１の上面１０１ａに前記基板１０１の長手方向に沿って設けられており、導光板１３の光入射面１３ａに向けて光を放射する。
ＬＥＤ素子１０２は、例えば、青色発光の発光ダイオードであって、基板１０１の上面１０１ａに前記基板１０１の長手方向に沿って一列に、等間隔を空けながら１２個が実装されている。

波長変換体１０３は、例えば、シリコーン樹脂に、珪窒化物よりなる赤および緑蛍光体の混合物、または、ＹＡＧ蛍光体などを分散させたもので形成されており、１２個全てのＬＥＤ素子１０２を覆って封止するようにして、基板１０１の長手方向に沿って形成されている。
光遮蔽部１１１は、例えば、長尺状の略直方体形状であって、基板１０１の上面１０１ａに前記基板１０１の長手方向に沿って、かつ、光源部１１０との間に間隔を空けながら平行して設けられており、光源部１１０から当該光源部１１０の照射角度以上の方向かつ導光板１３の光入射面１３ａへ向けた方向に放射される光の少なくとも一部を遮蔽する。

ここで、照射角度とは、いわゆる２分の１ビーム角である。すなわち、光源部１１０の直上方向から見た明るさに対して半分の明るさとなる角度のことを言う。光源部１１０から当該光源部１１０の照射角度以上の方向かつ導光板１３の光入射面１３ａへ向けた方向に放射される光とは、後述する光路Ｌ３の光や光路Ｌ４の光のような出射角が大きい光であって、このような光は後述するように黄色味を帯びている。本実施の形態では、その中でも特に、液晶パネル２０側へ向かう光路Ｌ４の光を光遮蔽部１１１によって遮蔽する。

ツェナーダイオード１０４は、例えば、基板１０１の上面１０１ａに前記基板１０１の長手方向に沿って一列に、かつ、ＬＥＤ素子１０２の配列方向と平行して、ＬＥＤ素子１０２の配列間隔と同じ間隔を空けながら、一方の給電端子１０６側に偏った状態で、４個が実装されている。なお、ツェナーダイオード１０４の接続数は、ツェナーダイオード１０４自身の耐圧を考慮して適宜選定される。また、ツェナーダイオード１０４の配置は、特に限定されず、給電端子１０６から給電端子１０７の間において、均等ピッチで配置してもよい。

遮光性部材１０５は、４個のツェナーダイオード１０４を覆って封止するよう形成されており、さらに基板１０１の長手方向に沿って前記ツェナーダイオード１０４が実装されていない領域にも延出されている。
遮光性部材１０５は、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアからなる群より選ばれる１以上の酸化物からなる無機充填材を含む樹脂材料からなり、これにより光遮蔽部１１１の表面は白色の光反射面となっている。なお、遮光性部材１０５は上記以外の材料で形成されていてもよい。また、光遮蔽部１１１の表面は必ずしも光反射面である必要はないが、光反射面とすれば後述するようなバックライトユニット１０の輝度向上の効果が得られる。さらに、光遮蔽部１１１の表面は、その全体が光反射面である必要はないが、少なくとも光源部１１０と対向する面は光反射面であることが好ましい。加えて、光遮蔽部１１１の表面色は白色に限定されないが、反射率を高めるためには白色が好ましい。

図３は、第１の実施形態に係る発光モジュールの回路図である。図３に示すように、各ＬＥＤ素子１０２は、配線パターン１０８を介して給電端子１０６，１０７と導通接続されており、前記給電端子１０６，１０７は配線（不図示）を介してＤＣ電源と導通接続されており、これら接続により各ＬＥＤ素子１０２を発光させるための電力がＤＣ電源から供給される。各ツェナーダイオード１０４は、配線パターン１０９を介して給電端子１０６，１０７と導通接続されている。

ここで、複数のＬＥＤ素子１０２は直列接続されており、複数のツェナーダイオード１０４も直列接続されているが、前記複数のＬＥＤ素子１０２と前記複数のツェナーダイオード１０４とは逆並列接続されている。
上記回路では、ＬＥＤ素子１０２の逆耐圧電圧以下のツェナーダイオード１０４が逆並列接続されており、ＬＥＤ素子１０２には逆耐圧電圧以上の電圧がかからないため、ＬＥＤ素子１０２を逆方向極性の静電気から保護可能である。さらに、ツェナーダイオード１０４の降伏電圧はＬＥＤ素子１０２に印加する電圧よりも高めに設定されており、通常時は前記ＬＥＤ素子１０２のみに電流が流れるが、前記ツェナーダイオード１０４の降伏電圧を超えて高電圧が発生すると、前記ツェナーダイオード１０４の抵抗が前記ＬＥＤ素子１０２を下回ってＬＥＤ素子１０２に電流が流れなくなるため、ＬＥＤ素子１０２を順方向極性の静電気から保護可能である。

なお、静電対策部品は、電流の流れる向きが単方向であるツェナーダイオード１０４に限定されず、双方向のバリスタでも代用可能である。また、順方向極性の静電気からＬＥＤ素子１０２を保護できなくなるが、単なるダイオードでも代用可能である。
図４は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。図４に示すように、出射角の小さい照射領域の光に関して、ＬＥＤモジュール１００から液晶パネル２０側に向けて放射された光路Ｌ１の光は、導光板１３に入射したのち拡散シート１４、プリズムシート１５および偏光シート１６を透過し、さらに液晶パネル２０を透過してパネル前面２０ａから外部へ出射する。一方、液晶パネル２０とは反対側に向けて放射された光路Ｌ２の光は、導光板１３に入射したのち反射シート１２もしくは導光板１３の反射シート１２と対向する面に設けられた反射パターン（不図示）などで反射され、拡散シート１４、プリズムシート１５、偏光シート１６および液晶パネル２０を透過してパネル前面２０ａから外部へ出射する。

図５は、白色発光のＬＥＤモジュールの視野角特性を表す図である。なお、図５のＸ軸において、マイナスの値は液晶パネル２０側に向けた角度であることを意味し、プラスの値は前記液晶パネル２０とは反対側に向けた角度であることを意味する。図５に示すように、白色発光のＬＥＤモジュール１００では、出射角が大きくなるほど光源色度のｘ値およびｙ値が増加する傾向にある。すなわち、出射角が大きくなるほど白色光が黄色味を帯びる傾向にある。

図５から明らかなように、出射角が０°の光に対して、出射角が±３０°以内の光は、ｘ値およびｙ値の増加量が０．００５以内である。出射角が±６０°以内の光は、ｘ値およびｙ値の増加量が０．０１０以内である。出射角が±７０°以上の光は、ｘ値およびｙ値の増加量が０．０１０を超えており、白色光が顕著に黄色味を帯びている。したがって、色特性の観点からは、出射角が±７０°未満の光のみを利用することが好ましく、出射角が±６０°以下の光のみを利用することがより好ましく、出射角が±３０°以下の光のみを利用することがさらに好ましいといえる。

図４に戻って、出射角の小さい照射領域の光に関して、液晶パネル２０とは反対側へ向けて放射される光路Ｌ３の光は、一度反射シート１２で反射して折り返すぶんだけ導光板１３内での光路長が長く、前記導光板１３内において光路Ｌ１や光路Ｌ２の光と混色して黄色味が低減しやすい。本実施の形態では、液晶パネル２０とは反対側へ向けて放射される光路Ｌ３の光のような光は、目的外方向へ放射される光に該当しないとして遮蔽していない。

一方、液晶パネル２０側へ向けて放射される光路Ｌ４の光は、導光板１３に直接入射させると、前記導光板１３内での光路長が短くなり、前記導光板１３内で黄色味が低減し難くいため利用に適さない。そこで、本実施の形態では、液晶パネル２０側へ向けて放射される光路Ｌ４の光のような光を目的外方向へ放射される光として光遮蔽部１１１で遮蔽する。

光遮蔽部１１１の光遮蔽機能について具体的に説明すると、まず、図２に示すように、光遮蔽部１１１の高さ（基板１０１の上面１０１ａに垂直な方向の寸法）Ｔ１は、光源部１１０の高さ（基板１０１の上面１０１ａに垂直な方向の寸法）Ｔ２よりも大きい。したがって、基板１０１の上面１０１ａが平面である場合において、ＬＥＤモジュール１００から発せられる出射角±９０°以上の光は光遮蔽部１１１によって確実に遮蔽される。

さらに、図４に示すように、導光板１３の光入射面１３ａおよび光取出し主面１３ｂのそれぞれと垂直な断面において、光源部１１０の上面（頂面）における光遮蔽部１１１側端縁上の点Ｐ１と、前記光遮蔽部１１１の上面（頂面）における前記光源部１１０側端縁上の点Ｐ２とを結ぶ線Ｓと、基板１０１の上面１０１ａに垂直な仮想軸Ｊとのなす角度θが７０°に設計されている。これにより、出射角７０°以上で液晶パネル２０側に放射される光を光遮蔽部１１１で遮蔽することができる。したがって、図５を用いて説明したような、白色光が顕著に黄色味を帯びている光が液晶パネル２０側へ向けて導光板１３へと入射しにくい。

なお、前述したように、色特性の観点からは、出射角が±７０°未満の光のみを利用することが好ましく、出射角が±６０°以下の光のみを利用することがより好ましく、出射角が±３０°以下の光のみを利用することがさらに好ましいといえるが、そのためには、前記角度θは、７０°以下が好ましく、６０°以下がより好ましく、３０°以下がさらに好ましい。

また、本実施の形態では、光遮蔽部１１１が光源部１１０よりも導光板１３の光取出し主面１３ｂ側に位置している。したがって、光源部１１０から当該光源部１１０の照射角度以上の方向かつ導光板１３の光入射面１３ａへ向けた方向に放射される光のうち、液晶パネル２０側に向けて放射される光路Ｌ４の光だけを遮蔽し、前記液晶パネル２０と反対側に向けて放射される光路Ｌ３の光は遮蔽しない。

加えて、光遮蔽部１１１の表面が光反射性を有するため、光路Ｌ４の光は前記光遮蔽部１１１で反射されて液晶パネル２０とは反対側に向けて導光板１３に入射する。これにより、導光板１３内において一度反射シート１２で反射して折り返す光路になるため、導光板１３内において効果的に黄色味を低減させることができ、さらに、光路Ｌ４の光も光源光として有効に利用できるためバックライトユニット１０の輝度も向上する。

その上、導光板１３は、図１に示すように、光源部１１０の基板上面１０１ａに垂直な中心軸Ｃ１（図１に示すように光源部１１０の短手方向の中央を通過する軸）に対して、前記導光板１３の光入射面１３ａに垂直な中心軸Ｃ２（図１に示すように導光板１３の厚み方向の中央を通過する軸）が光遮蔽部１１１寄りに配置されている。すなわち、導光板１３は、光源部１１０に対して光遮蔽部１１１寄りに位置するように配置されており、ＬＥＤモジュール１００は、導光板１３の厚み方向の中心位置よりも液晶パネル２０と反対側に配置されている。このようにＬＥＤモジュール１００が液晶パネル２０から遠い位置にあると、出射角が同じであっても、ＬＥＤモジュール１００から放射される光がバックライトユニット１０の前面枠１１ｂでより遮蔽されにくくなるため、光遮蔽部１１１による遮蔽効果がより有効である。

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成は、基本的に上記第１の実施形態に係る光源装置１と共通するが、光遮蔽部がツェナーダイオードを有さない点が大きく相違する。以下では、共通する構成の説明は省略または簡略するにとどめ、相違する点を中心に説明する。

図６に示すように、第２の実施形態に係る液晶表示装置のＬＥＤモジュール２００は、基板２０１と、複数のＬＥＤ素子２０２および波長変換体２０３からなる光源部２１０と、光遮蔽部２１１とを備える。
光源部２１０の構成は、第１の実施形態に係る光源部１１０と略同じである。
光遮蔽部２１１は、例えば長尺状の略直方体形状であって、基板２０１の上面２０１ａに前記基板２０１の長手方向に沿って、かつ、光源部２１０と平行して設けられている。当該光遮蔽部２１１は、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアから選定された無機粉末をエポキシなどの樹脂で固めたものからなり、表面は光反射面となっており、光源部２１０から当該光源部２１０の照射角度以上の方向かつ導光板１３の光入射面１３ａへ向けた方向に放射される光の少なくとも一部を、液晶パネル２０とは反対側へ反射して遮蔽する。具体的には、光路Ｌ４の光のような光を目的外方向へ放射される光として液晶パネル２０とは反対側へ反射する。

なお、光遮蔽部２１１にツェナーダイオードなどの素子が含まれない場合は、光遮蔽部２１１を比較的硬い材料で構成することが望ましい。その理由は、ＬＥＤモジュール２００の点灯時に発生した熱により導光板１３が膨張した場合でも、光遮蔽部２１１が障壁となり、光源部２１０へ圧力がかかることを防止することができ、信頼性を高めることができる。

第２の実施形態に係る液晶表示装置では、光遮蔽部２１１がツェナーダイオードを有さないため、ツェナーダイオードの実装位置や大きさなどに制限されることなく、光遮蔽効果により重点をおいて前記光遮蔽部２１１の位置や形状を設計することができる。
［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成は、基本的に上記第１の実施形態に係る光源装置１と共通するが、光遮蔽部が光源部と接触している点が大きく相違する。以下では、共通する構成の説明は省略または簡略するにとどめ、相違する点を中心に説明する。

図７に示すように、第３の実施形態に係る液晶表示装置のＬＥＤモジュール３００は、基板３０１と、複数のＬＥＤ素子３０２および波長変換体３０３からなる光源部３１０と、複数のツェナーダイオード３０４および遮光性部材３０５からなる光遮蔽部３１１とを備える。
光源部３１０の構成は、第１の実施形態に係る光源部１１０と略同じである。

光遮蔽部３１１は、例えば長尺状の略直方体形状であって、基板３０１の上面３０１ａに前記基板３０１の長手方向に沿って、かつ、光源部３１０との間に隙間を空けずに平行して設けられている。遮光性部材３０５は、例えばアルミや白色フィラーを樹脂で固めたものなどの光反射性材料からなり、光遮蔽部３１１の表面は光反射面となっており、光源部３１０から当該光源部３１０の照射角度以上の方向かつ導光板１３の光入射面１３ａへ向けた方向に放射される光の少なくとも一部を、液晶パネル２０とは反対側へ反射して遮蔽する。具体的には、第１の実施形態に係る光路Ｌ４の光（図４参照）のような液晶パネル２０側へ向けて放射されようとする光を、光源部３１０から放射される前に液晶パネル２０とは反対側へ反射する。

第３の実施形態に係る液晶表示装置では、光遮蔽部３１１が光源部３１０に接触しているため、前記光源部３１０から目的外方向へ放射される光をより確実に遮蔽することができる。さらに、光遮蔽部３１１が光源部３１０に接触しているため、前記光遮蔽部３１１の高さ（基板１０１の上面１０１ａに垂直な方向の寸法）を前記光源部３１０の高さ（基板１０１の上面１０１ａに垂直な方向の寸法）よりも少し高くするだけで比較的広範囲の光を遮蔽することができ、光遮蔽部３１１の高さをそれ程高くしなくて済む。

［第４の実施形態］
図８は、第４の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成は、基本的に上記第１の実施形態に係る光源装置１と共通するが、第２の光遮蔽部が設けられている点、および、光遮蔽部が反射ではなく吸収によって光を遮蔽する点において大きく相違する。以下では、共通する構成の説明は省略または簡略するにとどめ、相違する点を中心に説明する。

図８に示すように、第４の実施形態に係る液晶表示装置のＬＥＤモジュール４００は、基板４０１と、複数のＬＥＤ素子４０２および波長変換体４０３からなる光源部４１０と、複数のツェナーダイオード４０４および遮光性部材４０５からなる第１の光遮蔽部４１１と、ツェナーダイオードを有さない第２の光遮蔽部４１２とを備える。
光源部４１０の構成は、第１の実施形態に係る光源部１１０と略同じである。

第１の光遮蔽部４１１は、例えば長尺状の略直方体形状であって、基板４０１の上面４０１ａに前記基板３０１の長手方向に沿って、かつ、光源部４１０との間に隙間を空けながら平行して設けられている。
遮光性部材４０５は、ツェナーダイオード５０４を覆って封止するよう形成されており、さらに基板４０１の長手方向に沿って前記ツェナーダイオード４０４が実装されていない領域にも延出されている。

第２の光遮蔽部４１２は、例えば長尺状の略直方体形状であって、基板４０１の上面４０１ａに前記基板３０１の長手方向に沿って、かつ、光源部４１０との間に隙間を空けながら平行して設けられている。
第１の光遮蔽部４１１の遮光性部材４０５、および、第２の光遮蔽部４１２は、それぞれ例えば第２の光遮蔽部４１２は、それぞれ例えばカーボン系の粉末を樹脂で固めたものなどの光吸収材料からなり、これにより前記第１の光遮蔽部４１１および前記第２の光遮蔽部４１２の表面は、それぞれ黒色の光吸収面となっている。なお、第１の光遮蔽部４１１および第２の光遮蔽部４１２の表面は、必ずしも光吸収面である必要はないが、光吸収面とすれば後述するように色特性がさらに向上する効果が得られる。さらに、第１の光遮蔽部４１１および第２の光遮蔽部４１２の表面は、その全体が光吸収面である必要はないが、少なくとも光源部１１０と対向する面は光吸収面であることが好ましい。加えて、第１の光遮蔽部４１１および第２の光遮蔽部４１２の表面色は黒色に限定されないが、吸収率を高めるためには黒色が好ましい。

なお、第１の光遮蔽部４１１および第２の光遮蔽部４１２のいずれか一方の表面のみが光吸収面であってもよい。さらに、第１の光遮蔽部４１１および第２の光遮蔽部４１２のいずれか一方の表面が光吸収面であって、他方の表面が光反射面であってもよい。
第４の実施形態に係る液晶表示装置では、液晶パネル２０側へ放射される光路Ｌ４の光のような光は、第１の光遮蔽部４１１によって吸収されるため導光板１３へは入射しにくい。したがって、反射させて利用する場合と比べて黄色味を帯びた光をより抑制することができ、色特性がより向上している。さらに、液晶パネル２０側へ放射される光路Ｌ３の光のような光も、第２の光遮蔽部４１２によって吸収されるため導光板１３へは入射しにくい。したがって、黄色味を帯びた光を更に抑制することができ、色特性が更に向上している。

また、第４の実施形態に係る液晶表示装置では、第１の光遮蔽部４１１および第２の光遮蔽部４１２の上面（頂面）はそれぞれ平面である。そして、第１の光遮蔽部４１１および第２の光遮蔽部４１２の高さ（基板１０１の上面１０１ａに垂直な方向の寸法）は同じであって、いずれも導光板１３と基板４０１との最適間隔と同じである。そのため、第１の光遮蔽部４１１の上面および第２の光遮蔽部４１２の上面を、導光板１３の光入射面１３ａに当接させるだけで、前記導光板１３に対してＬＥＤモジュール４００を最適な位置に位置決めすることができる。

［第５の実施形態］
図９は、第５の実施形態に係る発光モジュールを示す斜視図である。図１０は、第５の実施形態に係る液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。第５の実施形態に係る液晶表示装置の構成は、基本的に上記第１の実施形態に係る光源装置１と共通するが、光源部に含まれる複数の半導体発光素子が、発光色の異なる２種類以上の半導体発光素子で構成される点が大きく相違する。以下では、共通する構成の説明は省略または簡略するにとどめ、相違する点を中心に説明する。

図９に示すように、第５の実施形態に係る液晶表示装置のＬＥＤモジュール５００は、上面５０１ａが導光板１３の光入射面１３ａと対向するよう配置される基板５０１と、複数のＬＥＤ素子５０２（図面上では５０２（Ｒ）、５０２（Ｇ１）、５０２（Ｇ２）または５０２（Ｂ）と表している。）および透光性部材５０３からなる光源部５１０と、複数のツェナーダイオード５０４および遮光性部材５０５からなる光遮蔽部５１１とを備える。

基板５０１は、例えば長尺状のセラミック基板であって、上面５０１ａには一対の給電端子５０６，５０７、ＬＥＤ素子５０２用の配線パターン５０８ａ，５０８ｂ、およびツェナーダイオード５０４用の配線パターン５０９が形成されており、前記一対の給電端子５０６，５０７は、光源部５１０および光遮蔽部５１１を挟んで基板５０１の長手方向両側に配置されている。

光源部５１０は、例えば長尺状の略直方体形状であって、基板５０１の上面５０１ａに前記基板５０１の長手方向に沿って設けられており、導光板１３の光入射面１３ａに向けて光を出射する。
複数のＬＥＤ素子５０２は、赤色発光のＬＥＤ素子５０２（Ｒ）、緑色発光のＬＥＤ素子５０２（Ｇ１），５０２（Ｇ２）、および、青色発光のＬＥＤ素子５０２（Ｂ）で構成されており、基板５０１の上面５０１ａに前記基板５０１の長手方向に沿って二列で、それぞれの列において等間隔を空けながら１２個ずつ実装されている。

具体的には、第１列群５１２では、ＬＥＤ素子５０２（Ｒ）とＬＥＤ素子５０２（Ｇ１）とが交互に並べられており、第２列群５１３では、ＬＥＤ素子５０２（Ｇ２）とＬＥＤ素子５０２（Ｂ）とが交互に並べられており、１個の赤色発光のＬＥＤ素子５０２（Ｒ）と、２個の緑色発光のＬＥＤ素子５０２（Ｇ１），５０２（Ｇ２）と、１個の青色発光のＬＥＤ素子５０２（Ｂ）とを１組として、それらの混色により白色光を作り出す。

第１列群５１２のＬＥＤ素子５０２（Ｒ），５０２（Ｇ１）は、配線パターン５０８ａを介して給電端子５０６，５０７と導通接続されており、第２列群５１３のＬＥＤ素子５０２（Ｇ２），５０２（Ｂ）は、配線パターン５０８ｂを介して給電端子５０６，５０７と導通接続されており、さらに、給電端子５０６，５０７は配線（不図示）を介してＤＣ電源と導通接続されており、これら接続により各ＬＥＤ素子５０２を発光させるための電力がＤＣ電源から供給される。各ツェナーダイオード５０４は、配線パターン５０９を介して給電端子５０６，５０７と導通接続されている。

また、第１列群５１２のＬＥＤ素子５０２（Ｒ），５０２（Ｇ１）は直列接続されている。第２列群５１３のＬＥＤ素子５０２（Ｇ２），５０２（Ｂ）は、直列接続され、かつ、第１列群５１２のＬＥＤ素子５０２（Ｒ），５０２（Ｇ１）とは順並列接続されている。複数のツェナーダイオード５０４は、直列接続され、かつ、第１列群５１２のＬＥＤ素子５０２（Ｒ），５０２（Ｇ１）および第２列群５１３のＬＥＤ素子５０２（Ｇ２），５０２（Ｂ）と逆並列接続されている。

透光性部材５０３は、シリコーン樹脂からなる無色透明であり、２４個全てのＬＥＤ素子５０２を覆って封止するよう形成されている。
光遮蔽部５１１の構成は、第１の実施形態に係る光遮蔽部１１１と略同じである。
第５の実施形態に係る液晶表示装置のように、透光性部材５０３に蛍光体が含まれない場合であっても、光源部５１０から当該光源部５１０の照射角度以上の方向に放射される目的外の光が導光板１３の光入射面１３ａへ入射する可能性がある。すなわち、図１０に示すように、例えば、液晶パネル２０側に近い位置に配置されたＬＥＤ素子５０２（Ｇ２）から照射角度以上の方向に放射される光路Ｌ５の光は、十分に導光板１３内で混色されにくい目的外の光であり、液晶パネル２０のパネル前面２０ａから外部へ出射すると色特性を低下させる原因となる。そこで、光遮蔽部５１１によって、光路Ｌ５の光を反射させ遮蔽することによって、色特性の低下を防止している。

［変形例］
以上、本発明に係る発光モジュール、光源装置、および液晶表示装置を、第１〜第５の実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の内容は、上記の第１〜第５の実施形態に限定されない。例えば、上記の第１〜第５の実施形態の部分的な構成を適宜組み合わせた構成であってもよい。

また、本発明に係る光源装置は、上記のように液晶パネルと組み合わせて液晶表示装置として用いる以外に、平面光源などのベース照明として使用することも可能である。例えば、図１２に示す光源装置６１０は、避難経路の誘導灯や看板などに利用される面状のベース照明であって、筐体６１１、反射板６１２、導光板６１３、拡散シート６１４および複数の発光モジュール６１５を備え、各発光モジュール６１５は、基板６１６、光源部６１７および光遮蔽部６１８を備える。筐体６１１は箱状であって、その内部には、反射板６１２、導光板６１３および拡散シート６１４が前記筐体６１１の底面側からその順で積層されている。導光板６１３の両側面はそれぞれ光入射面６１３ａとなっており、各光入射面６１３ａに対して、それぞれ複数の発光モジュール６１５が対向配置されている。

光源装置６１０は、例えば、掲示板６２０の背面に配置して前記掲示板６２０を背面から照らすベース照明として使用される。各発光モジュール６１５から放射された光は、導光板６１３の光入射面６１３ａから導光板６１３内に入射し、導光板６１３の前面である光取出し主面６１３ｂから出射して、拡散シート６１４を透過し、さらに掲示板６２０を透過して前記掲示板６２０の前面から出射する。

本発明に係る発光モジュールは、例えば液晶テレビ、液晶ディスプレイのような画像表示装置の線状光源として、または、一般照明用の線状あるいは面状光源として、または、避難経路の誘導灯や看板などに利用される面状のベース照明の光源として、などに利用可能である。

１ 液晶表示装置
１０，６１０ 光源装置
１３，６１３ 導光板
１３ａ，６１３ａ 光入射面
１３ｂ，６１３ｂ 光取出し主面
１００，２００，３００，４００，５００，６１５ 発光モジュール
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６１６ 基板
１０１ａ，２０１ａ，３０１ａ，４０１ａ，５０１ａ 一主面
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２ 半導体発光素子
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３ 透光性部材
１０４，３０４，４０４，５０４ 静電対策部品
１０５，３０５，４０５，５０５ 遮光性部材
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１７ 光源部
１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１８ 光遮蔽部

Claims (13)

1. 導光板を備える光源装置の光源として、前記導光板の光入射面側に配置される発光モジュールであって、
   一主面が前記光入射面と対向するよう配置される基板と、
   前記一主面上に設けられ、複数の半導体発光素子およびそれら半導体発光素子を覆う透光性部材を有する光源部と、
   前記一主面上に設けられ、前記光源部から当該光源部の照射角度以上の方向かつ前記光入射面へ向けた方向に放射される光の少なくとも一部を遮蔽する光遮蔽部と、
   を備えることを特徴とする発光モジュール。
2. 前記基板の前記一主面は平面であって、前記光遮蔽部は前記光源部よりも前記一主面に垂直な方向の寸法が大きいことを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記基板は、長尺状であって、前記光入射面と長手方向を一致させて配置され、
   前記光源部および前記光遮蔽部は、それぞれ前記基板の長手方向に沿って平行して設けられており、
   前記光遮蔽部は、前記光源部よりも前記導光板の光取出し主面側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の発光モジュール。
4. 前記導光板の前記光入射面および前記光取出し主面のそれぞれと垂直な断面において、前記光源部の頂面における前記光遮蔽部側端縁上の点Ｐ１と、前記光遮蔽部の頂面における前記光源部側端縁上の点Ｐ２とを結ぶ線Ｓと、前記一主面に垂直な仮想線Ｊとのなす角度θが７０°以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光モジュール。
5. 前記透光性部材は、蛍光体を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光モジュール。
6. 前記光遮蔽部の表面が光反射性を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光モジュール。
7. 前記光遮蔽部は、前記基板の前記一主面に実装された静電対策部品、および当該静電対策部品を覆う遮光性部材を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発光モジュール。
8. 前記遮光性部材は、無機充填材を含む樹脂材料によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載の発光モジュール。
9. 前記無機充填材は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアからなる群より選ばれる１以上の酸化物からなることを特徴とする請求項８に記載の発光モジュール。
10. 前記複数の半導体発光素子は、発光色の異なる２種類以上の半導体発光素子で構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の発光モジュール。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の発光モジュールと、前記発光モジュールが対向配置される光入射面を有する導光板とを備えることを特徴とする光源装置。
12. 前記導光板は、前記光源部の前記一主面に垂直な中心軸Ｃ１に対して、前記導光板の前記光入射面に垂直な中心軸Ｃ２が前記光遮蔽部寄りに配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の光源装置。
13. 請求項１１または１２に記載の光源装置と、液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。

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