JP5276990B2 - 発光装置および面発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置および面発光装置に係り、より詳しくは、固体発光素子を含んで構成される発光装置等に関する。
近年、例えば液晶テレビや液晶モニタに代表される液晶表示装置などの表示装置では、表示パネルの背面や側面などから光を照射するために、発光装置としてバックライト装置が採用されている。このバックライト装置としては、透明な樹脂製の導光板の二辺または一辺に光源を設置し、導光板に入射させた光を導光板の裏面に設けた反射部によって反射させて液晶パネル面を照射させるいわゆるエッジライト（サイドライト）型が存在する。
このようなバックライト装置としては、熱陰極型や冷陰極型などの蛍光管を用いるのが一般的である。その一方で、このような蛍光管を用いたバックライト装置に代わるものとして、近年、固体発光素子の１つである発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源として使用するバックライト装置の技術開発が進められている。
そして、発光ダイオードを用いたサイドライト型のバックライト装置として、複数の発光ダイオードを基板上に実装してなる光源を、導光板の一側面に配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、基板上に複数の発光素子を取り付けてなる発光素子アレイモジュールを、折り曲げによって第１の側壁、第２の側壁および底壁が形成された金属板の底壁に配置し、この金属板の第１の側壁および第２の側壁に反射板を形成したものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平６−３５２７号公報 特開２００６−３１０２２１号公報
ところで、上述したバックライト装置では、基板に、各発光ダイオードと電源とを接続するための配線が形成される。特に、最近では、表示パネルの大型化や高画質化といった要請に応えるため、基板に実装する発光ダイオードの数が増大してきており、その分、基板に形成される配線の数も多くなっている。このように基板に形成される配線の数が多くなってくると、配線の引き回しに必要な面積が増大することになる。ここで、配線を引き回すのに必要な面積を増大させるための手法として、例えば、基板の面積自体を大きくしたり、あるいは、基板における配線の層数を増加させたりすることが考えられる。
しかしながら、例えば前者の手法を採用した場合には、基板の幅すなわちバックライト装置の表示パネルの面に垂直な方向の厚さが増大し、結果として表示装置の厚みも増加することになってしまう。一方、例えば後者の手法を採用した場合には、確かに、前者のような問題は生じにくくなるものの、配線の層数が増加する分、基板の製造コストが嵩むことに繋がってしまう。
本発明は、上述した技術を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、固体発光素子を備えた発光装置の薄型化を図ることにある。
かかる目的のもと、本発明が適用される発光装置は、凹状の断面を有し、配線が形成される配線基板と、配線基板の凹部内側に実装され、配線に接続される複数の固体発光素子と、配線基板の凹部内側に形成され、複数の固体発光素子より出射される光を反射する反射部材とを含み、配線基板は、複数の固体発光素子が実装される基部と、基部の一端部側から複数の固体発光素子が実装される側に突出する第１側壁と、基部の他端部側から複数の固体発光素子が実装される側に突出する第２側壁とを備え、第１側壁よりも第２側壁の突出長を大きく設定し、基部および第２側壁には配線を形成する一方、第１側壁には配線を形成しないことを特徴としている。
また、本発明が適用される発光装置は、凹状の断面を有し、配線が形成される配線基板と、配線基板の凹部内側に実装され、配線に接続される複数の固体発光素子と、配線基板の凹部内側に形成され、複数の固体発光素子より出射される光を反射する反射部材とを含み、配線は、１系統あたり２以上の固体発光素子に給電を行い、１系統の配線にて給電される２以上の固体発光素子同士が、隣接していないことを特徴としている。
このような発光装置において、配線基板の凹部内側に設けられ、複数の固体発光素子を保護する保護部材をさらに含むことを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明は、側面から入射した光を上面側に出射する導光板と、導光板の側面から導光板に光を照射する光源とを含む面発光装置であって、光源は、導光板の側面に沿って複数配列される固体発光素子と、導光板の側面との対向部が谷となるように屈曲形成された凹部を有し、凹部の内側に複数の固体発光素子を実装するとともに複数の固体発光素子に給電を行うための配線を備えた基板と、基板に形成された凹部の内側に設けられ、複数の固体発光素子から出射された光を導光板に向けて反射する反射層とを備え、基板は、複数の固体発光素子が実装される基部と、基部の一端部側から導光板の側面に向けて突出する第１側壁と、基部の他端部側から導光板の側面に突出する第２側壁とを備え、第１側壁よりも第２側壁の突出長を大きく設定し、基部および第２側壁には配線を形成する一方、第１側壁には配線を形成しないことを特徴としている。
このような面発光装置において、複数の固体発光素子は、赤色光を出射する赤色発光素子、緑色光を出射する緑色発光素子、および青色光を出射する青色発光素子を順番に配列したものからなることを特徴とすることができる。
また、配線は、１系統あたり２以上の固体発光素子に給電を行い、１系統の配線にて給電される２以上の固体発光素子同士が、隣接していないことを特徴とすることができる。
また、本発明は、側面から入射した光を上面側に出射する導光板と、導光板の側面から導光板に光を照射する光源とを含む面発光装置であって、光源は、導光板の側面に沿って複数配列される固体発光素子と、導光板の側面との対向部が谷となるように屈曲形成された凹部を有し、凹部の内側に複数の固体発光素子を実装するとともに複数の固体発光素子に給電を行うための配線を備えた基板と、基板に形成された凹部の内側に設けられ、複数の固体発光素子から出射された光を導光板に向けて反射する反射層とを備え、配線は、１系統あたり２以上の固体発光素子に給電を行い、１系統の配線にて給電される２以上の固体発光素子同士が、隣接していないことを特徴としている。
このような面発光装置において、複数の固体発光素子は、赤色光を出射する赤色発光素子、緑色光を出射する緑色発光素子、および青色光を出射する青色発光素子を順番に配列したものからなり、１系統の配線にて給電される２以上の固体発光素子同士が、同色の光を出力するものであることを特徴とすることができる。
また、基板は、複数の固体発光素子が実装される基部と、基部の一端部側から導光板の側面に向けて突出する第１側壁と、基部の他端部側から導光板の側面に突出する第２側壁とを備え、反射層が、第１側壁および第２側壁に形成されることを特徴とすることができる。
さらに、配線は、直列接続および並列接続を組み合わせることで複数の固体発光素子に給電を行うことを特徴とすることができる。
本発明によれば、固体発光素子を備えた発光装置の薄型化を図ることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される液晶表示装置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、液晶表示モジュール５０と、この液晶表示モジュール５０の背面側（図１では下部側）に設けられるバックライト装置１０とを備えている。なお、本実施の形態では、サイドエッジ型のバックライト装置１０が用いられる。
面発光装置としてのバックライト装置１０は、発光モジュール１１、導光板１２、反射板１３、拡散板１４、プリズムシート１５、１６、および輝度向上フィルム１７を備える。
発光装置あるいは光源としての発光モジュール１１は、導光板１２の一辺（長辺）の側面に対向配置される。本実施の形態において、発光モジュール１１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の各色の光を出射するＬＥＤチップを複数配列して構成されている。なお、発光モジュール１１の構成については、後で詳細に説明する。
導光板１２は、液晶パネル５１に対応した長方形状を有しており、例えば光透過性に優れたアクリル樹脂等で構成される。この導光板１２の液晶表示モジュール５０との対向面の反対面には、凹凸あるいは白色インク等にて構成された反射ドット（ともに図示せず）が形成される。
反射板１３は、導光板１２のドット形成面側に密着配置されている。この反射板１３は、白色あるいは金属光沢を有する板（またはフィルム）で構成される。
拡散板１４は、導光板１２の反射板１３とは逆側の面に密着配置されている。この拡散板１４は、例えば光学フィルムの積層体で構成された板（またはフィルム）である。
プリズムシート１５、１６は、反射板１３の上部（液晶表示モジュール５０に近い側）に設けられる。このプリズムシート１５、１６は、互いに直交する方向の回折格子フィルムで構成される。
輝度向上フィルム１７は、例えば偏光分離機能を備えたＰＣＦ（Polarization Conversion Film）にて構成される。
一方、液晶表示モジュール５０は、２枚のガラス基板により液晶が挟まれて構成される表示パネルの一種としての液晶パネル５１と、この液晶パネル５１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５２、５３とを備えている。更に、液晶表示装置には、図示しない駆動用ＬＳＩなどの周辺部材も装着される。
液晶パネル５１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１０の構成単位は任意に選択される。例えば、発光モジュール１１および導光板１２だけの単位にて「バックライト装置（バックライト）」と呼び、反射板１３、拡散板１４、プリズムシート１５、１６や輝度向上フィルム１７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。
では、このバックライト装置１０の動作について説明する。
発光モジュール１１においてＲＧＢ各色のＬＥＤチップが点灯すると、各ＬＥＤチップから出射されたＲＧＢの各色の光が導光板１２の一側面から入射する。すると、導光板１２では、発光モジュール１１から導光板１２内に導かれた光を、導光板１２を構成する材料（例えばアクリル樹脂）の全反射を用いて導光板１２の全面に導く。このとき、導光板１２の裏面側に設けられた反射ドットに当たった光はその進路を変え、全反射角よりも小さい角度になった光が導光板１２の表面（拡散板１４側の面）から出てくる。また、導光板１２の反射ドットに当たらなかった光は反射板１３にて反射され、さらに導光板１２の表面にて反射される。これを繰り返すことにより、導光板１２の表面からは、全面にわたってほぼ均一に光が出射される。この間、ＲＧＢの各色の光は混色され、白色光として出射されることになる。
このようにして導光板１２の表面から出射された光は、拡散板１４にて散乱・拡散され、さらに均一化された状態で出射される。次いで、拡散板１４から出射された光は、プリズムシート１５、１６にて前方すなわち輝度向上フィルム１７（液晶表示モジュール５０）に向けて集光される。そして、プリズムシート１６から出射された光は、輝度向上フィルム１７にて偏光分離されることにより、その輝度が向上した状態で、液晶表示モジュール５０に向けて出射される。したがって、液晶表示モジュール５０には、十分な混色により白色化され、且つ、全面にわたってその強度が均一化され、さらに全面にわたって輝度が向上した光が入射されることになる。
では次に、上述したバックライト装置１０で用いられる発光モジュール１１について詳細に説明する。
図２（ａ）は発光モジュール１１の構成を示す斜視図である。この発光モジュール１１は、ＬＥＤチップを搭載する発光装置２１および発光装置２１を支持する支持部材２２を備えている。また、図２（ｂ）は発光モジュール１１を発光装置２１および支持部材２２に分解した状態を示している。
発光装置２１は配線基板３０を備える。本実施の形態において、配線基板３０は凹字状に折り曲げられた構造を有している。このため、配線基板３０は、形成された凹部の底部となる基部３０ａと、基部３０ａの一端からほぼ直角に突出する第１側壁３０ｂと、基部３０ａの他端から第１側壁３０ｂと同じ方向に突出する第２側壁３０ｃとを備える。ここで、第２側壁３０ｃの突出長は、第１側壁３０ｂの突出長よりも大きく設定されている。
また、配線基板３０に形成された凹部内側の基部３０ａには、図示しないＬＥＤチップが長手方向に沿って多数配置されており、これらＬＥＤチップを保護するためのレンズ３３が配線基板３０の凹部を充填するように形成されている。なお、これらの詳細な構造については後述する。
一方、支持部材２２は配線基板３０をはめ込んで保持するために、配線基板３０と同様に凹字状に折り曲げられた構造を有している。このため、支持部材２２は、形成された凹部の底部２２ａ、底部２２ａの一端から直角方向に突出する第１側部２２ｂ、底部２２ａの他端から第１側部２２ｂと同方向に突出する第２側部２２ｃを備える。ここで、第２側部２２ｃの突出長は、第１側部２２ｂの突出長よりも大きく設定されている。この支持部材２２は、例えばステンレスなどの金属板で構成することができる。
ここで、発光装置２１の配線基板３０に設けられた第１側壁３０ｂの突出長は、支持部材２２に設けられた第１側部２２ｂの突出長よりも小さく設定される。一方、発光装置２１の配線基板３０に設けられた第２側壁３０ｃの突出長は、支持部材２２に設けられた第２側部２２ｃの突出長よりも大きく設定される。
このため、支持部材２２によって発光装置２１を支持した状態では、第１側部２２ｂが第１側壁３０ｂよりも突出する一方で、第２側壁３０ｃが第２側部２２ｃよりも突出する。なお、第２側壁３０ｃの突出部の下側（外側）には、後述するように配線基板３０に対し給電を行うコネクタパッドが設けられる。
図３は発光装置２１の構成を示す図である。ここで、図３（ａ）は発光装置２１を図１に示す導光板１２側からみた正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の要部拡大図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のIIIＣ−IIIＣ断面図である。
発光装置２１は、配線基板３０、複数のＬＥＤチップ３１、レンズ３３、およびレジスト層３４にてその主要部が構成されている。
配線基板３０は、例えばガラス布基材エポキシ樹脂をベースとした所謂ガラエポ基板にて構成される。なお、ガラエポ基板の他に、例えば可とう性を有し折り曲げ加工が可能なフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）を使用することもできる。この配線基板３０は、各ＬＥＤチップ３１に給電を行うための配線（図示せず）を備えている。本実施の形態では、配線基板３０の両面に配線が形成される所謂二層基板を用いている。なお、配線基板３０に形成される配線の詳細については後述する。
固体発光素子として機能する複数のＬＥＤチップ３１は、配線基板３０の凹部内側の基部３０ａ上に直線状に直接実装される。本実施の形態では、基部３０ａに合計で４２個のＬＥＤチップ３１が取り付けられている。４２個のＬＥＤチップ３１は、赤色光を発光する赤色発光素子としての赤色ＬＥＤチップＲ１〜Ｒ１４、緑色を発光する緑色発光素子としての緑色ＬＥＤチップＧ１〜Ｇ１４、および青色を発光する青色発光素子としての青色ＬＥＤチップＢ１〜Ｂ１４からなる。そして、各ＬＥＤチップ３１は、赤、緑、青の順、具体的にはＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、…、Ｒ１４、Ｇ１４、Ｂ１４の順番に並べられている。
また、配線基板３０の凹部内側の基部３０ａには、各ＬＥＤチップ３１を挟むように、それぞれ２つずつ合計８４個の電極パッド３２が形成されている。各ＬＥＤチップ３１はその両端にある電極パッド３２にそれぞれボンディングワイヤを介して電気的に接続される。なお、各電極パッド３２には配線基板３０に形成された配線を介して給電が行われる。
保護部材として機能するレンズ３３は、封止部３３ａおよびレンズ部３３ｂを備えている。レンズ３３は、各ＬＥＤチップ３１を保護するとともに、対応するＬＥＤチップ３１から出射される光を、図１に示す導光板１２に効率よく且つほぼ均一に導くための機能を有している。
ここで、封止部３３ａは、折り曲げ加工された配線基板３０の凹部を埋めるように、すなわち、配線基板３０の凹部内面と接するように形成される。また、レンズ部３３ｂは、封止部３３ａ上に半円状に形成される。なお、本実施の形態では複数のＬＥＤチップ３１が直線状に配列されているため、封止部３３ａは全体として四角柱状の形状を有し、レンズ部３３ｂ全体は半円柱状の形状を有している。そして、これら封止部３３ａおよびレンズ部３３ｂは、赤、緑、青の各色光に対してほぼ透明な光透過性能を有している。
レジスト層３４は、配線基板３０の両面に形成される。ただし、レジスト層３４は、配線基板３０の基部３０ａにおいてＬＥＤチップ３１が実装される位置や電極パッド３２が設けられる位置などには形成されない。このレジスト層３４は、配線基板３０の両面に形成された配線および基板そのものを保護する。また、レジスト層３４のうち、配線基板３０の凹部内側に形成されるものは、ＬＥＤチップ３１から照射される光を反射する反射部材あるいは反射層としても機能する。
図４は、配線基板３０に形成される配線パターンを示す図である。ここで、図４（ａ）はＬＥＤチップ３１が実装される配線基板３０の表面の配線パターンを示している。また、図４（ｂ）は表面とは反対側の配線基板３０の裏面の配線パターンを示している。なお、図４は、配線基板３０に折り曲げ加工やレジスト層３４の形成を施す前の状態を示している。
図４（ａ）に示すように、配線基板３０の表面側には表面配線３５が形成される。本実施の形態において、表面配線３５は、配線基板３０の表面のうち第１側壁３０ｂを除く基部３０ａおよび第２側壁３０ｃに形成される。図４（ａ）に示す配線基板３０において、一点鎖線は、後で折り曲げ加工（谷折り）が施される部位を示している。
一方、図４（ｂ）に示すように、配線基板３０の裏面側には裏面配線３６が形成される。本実施の形態において、裏面配線３６は、配線基板３０の裏面のうち基部３０ａおよび第１側壁３０ｂを除く第２側壁３０ｃに形成される。したがって、配線基板３０の第１側壁３０ｂには、表面配線３５および裏面配線３６のいずれもが形成されていないことになる。図４（ｂ）に示す配線基板３０において、破線は、後で折り曲げ加工（山折り）が施される部位を示している。
なお、表面配線３５および裏面配線３６は、配線基板３０に貫通形成されたスルーホールを介して電気的に接続される。
また、配線基板３０の裏面には、表面配線３５および裏面配線３６を介して各ＬＥＤチップ３１に給電を行うための第１のコネクタパッド３７および第２のコネクタパッド３８が設けられている。ここで、第１のコネクタパッド３７は電源に接続される。一方、第２のコネクタパッド３８は接地される。第１のコネクタパッド３７および第２のコネクタパッド３８にはそれぞれ２１個の電極パッドが形成されており、各電極パッドは、配線基板３０に貫通形成されたスルーホールを介して表面配線３５と電気的に接続される。
なお、これら第１のコネクタパッド３７および第２のコネクタパッド３８は、図２に示す配線基板３０を備えた発光装置２１が支持部材２２に装着された際に、第２側部２２ｃよりも突出した位置に配置される。これにより、配線基板３０に対する給電を容易なものとしている。
図５は、配線基板３０に形成される配線パターンに基づく給電系統を説明するための図である。第１のコネクタパッド３７は、２１個の電極パッド３７ａ〜３７ｕを備える。また、第２のコネクタパッド３８は、２１個の電極パッド３８ａ〜３８ｕを備える。
本実施の形態では、合計４２個のＬＥＤチップ３１を、２１系統の給電ラインを用いて接続している。したがって、１系統の給電ラインはそれぞれ２個のＬＥＤチップ３１に接続されることになる。つまり、この給電系統では、２個ずつ直列接続されたＬＥＤチップ３１が、２１個並列接続されている。例えば第１のコネクタパッド３７に設けられた電極パッド３７ａは、赤色ＬＥＤチップＲ１およびＲ８を介して第２のコネクタパッド３８に設けられた電極パッド３８ａに接続される。また、例えば第１のコネクタパッド３７に設けられた電極パッド３７ｂは、緑色ＬＥＤチップＧ１およびＧ８を介して第２のコネクタパッド３８に設けられた電極パッド３８ｂに接続される。さらに、例えば第１のコネクタパッド３７に設けられた電極パッド３７ｃは、青色ＬＥＤチップＢ１およびＢ８を介して第２のコネクタパッド３８に設けられた電極パッド３８ｃに接続される。つまり、本実施の形態では、１系統の給電ラインによって同色の２つのＬＥＤチップ３１に給電を行っている。また、１系統の給電ラインは、同色のＬＥＤチップ３１を６個ずつ跨ぎながら、同色の２つのＬＥＤチップ３１を接続している。逆にいえば、１系統の給電ラインは、隣接する同色のＬＥＤチップ３１には給電を行っていないことになる。
では次に、発光装置２１の製造方法について、図６および図７を参照しながら説明を行う。図６は本実施の形態に係る発光装置２１の製造プロセスを示したフローチャートであり、図７は図６に示すフローチャートにおける各工程の具体的なプロセスを説明するための図である。
まず、配線基板３０を作成する（ステップ１０１）。配線基板３０の作成には、例えば表裏両面に銅箔が貼り付けられたガラエポ基板やポリイミドフィルム等を出発材料とし、穴開け、めっき、エッチング等によって表面配線３５、裏面配線３６、スルーホール、電極パッド３２、第１のコネクタパッド３７および第２のコネクタパッド３８等を形成するめっきスルーホール法を利用することができる。また、例えばめっきスルーホール法等によって作成された基板や絶縁基板などを出発材料とし、その上に絶縁層を形成、導体パターンを作り、層間接続をして導体層を積み上げていくことにより多層化を実現するビルドアップ法を利用することもできる。図７（ａ）は、このようにして作成された配線基板３０を示している。なお、図７（ａ）では、配線等の記載を省略している。
次に、作成された配線基板３０に対してレジスト処理を施す（ステップ１０２）。具体的に説明すると、図７(ｂ)に示すように、配線基板３０の両面に、樹脂からなるレジスト層３４を形成する。ただし、このとき、基部３０ａのうち、後でＬＥＤチップ３１の実装がなされる部位や電極パッド３２が形成される部位には、レジスト層３４を形成しないようにする。また、第２側壁３０ｃのうち、後で電極パッド３７ａ〜３７ｕおよび３８ａ〜３８ｕが形成される部位にも、同様にレジスト層３４を形成しないようにする。本実施の形態では、例えばスクリーン印刷の手法を用いることで、配線基板３０上に選択的にレジスト層３４を形成できるようになっている。なお、レジスト層３４は、例えば熱硬化性レジストや紫外線硬化(ＵＶキュア)型のレジストにて形成することができる。また、レジスト層３４は例えば白色など、可視領域における光反射率が高い材料で構成される。
なお、レジスト処理が施された配線基板３０に対し、例えば基部３０ａの表面側に露出する電極パッド３２や第２側壁３０ｃの裏面側に露出する電極パッド３７ａ〜３７ｕおよび電極パッド３８ａ〜３８ｕに無電解銀めっきによる表面処理を施すことができる。また、レジスト層３４上に、例えば部品記号や部品アドレスあるいは完成後の配線基板３０の名称等をシルク印刷にて形成する工程を挿入することも可能である。
次いで、レジスト層３４が形成された配線基板３０の基部３０ａ上に必要個数（この例では４２個）のＬＥＤチップ３１を取り付ける（ステップ１０３）。具体的に説明すると、図７（ｃ）に示すように、各ＬＥＤチップ３１は、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、あるいはアクリル樹脂等を用いた接着によって、基部３０ａ上の対応する位置（図３（ｂ）に示す電極パッド３２の間）に装着される。その後、各ＬＥＤチップ３１と対応する２つの電極パッド３２とを、ワイヤボンディングによって電気的に接続する（ステップ１０４）。
そして、ＬＥＤチップ３１の取り付けおよびワイヤボンディングがなされた配線基板３０に折り曲げ加工を施す（ステップ１０５）。具体的に説明すると、図７（ｄ）に示すように、配線基板３０における基部３０ａと第１側壁３０ｂとの境界部および基部３０ａと第２側壁３０ｃとの境界部に対し、型枠等を用いて折り曲げを行う。その結果、配線基板３０は凹字状に変形し、基部３０ａと第１側壁３０ｂと第２側壁３０ｃとによって凹部が形成される。そして、配線基板３０に形成された凹部の内側の基部３０ａ上に、４２個のＬＥＤチップ３１が直線状に並べられた状態となる。
次に、ＬＥＤチップ３１が実装され、且つ、折り曲げ加工がなされた配線基板３０の凹部を樹脂で封止する（ステップ１０６）。具体的に説明すると、図７（ｅ）に示すように、各ＬＥＤチップ３１が覆われるように第１側壁３０ｂの高さまで液状の樹脂を注入し、その後固化させることで封止部３３ａを形成させる。なお、封止部３３ａを構成する樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、あるいはアクリル樹脂など、可視領域において高い光透過性を有するものを使用することができる。
そして、封止部３３ａの上にレンズ部３３ｂを取り付ける（ステップ１０７）。具体的に説明すると、図７（ｆ）に示すように、樹脂からなる半円柱状のレンズ部３３ｂを、透明な接着樹脂等を用いて封止部３３ａの上面に取り付ける。なお、レンズ部３３ｂを構成する樹脂としては、封止部３３ａと同様、例えばエポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、あるいはアクリル樹脂など、可視領域において高い光透過性を有するものを使用することができる。以上により、発光装置２１が完成する。
このようにして作成された発光装置２１は、その後、図７（ｇ）に示すように支持部材２２に対するはめ込みが行われ、発光モジュール１１が得られる。
図８は、このようにして製造された発光装置２１から照射される光の経路を説明するための図である。
第１のコネクタパッド３７および第２のコネクタパッド３８（図４参照）を介してＬＥＤチップ３１に所定の電流が流れると、ＬＥＤチップ３１が発光する。そして、ＬＥＤチップ３１から出射された光は各方向に広がっていく。
出射された光のうち、図中において上方向に出射された光は、レンズ３３を介して、そのまま図１に示す導光板１２に向けて進んでいく。
一方、出射された光のうち、例えば図中において斜め上方向に出射された光は、配線基板３０の第１側壁３０ｂおよび第２側壁３０ｃに設けられたレジスト層３４に入射する。このとき、レジスト層は可視光に対して高い反射特性を有しており、レジスト層３４に入射した光は、反射層として機能するレジスト層３４によって反射されながら、図中上方向に向けて進んでいく。
以上説明したように、本実施の形態では、複数のＬＥＤチップ３１が実装される配線基板３０を折り曲げるようにした。そして、配線基板３０には、折り曲げ部を跨いで配線を形成するようにした。このため、ＬＥＤチップ３１の実装数の増加や、直並列接続による複雑な配線パターン形成に伴い、配線に必要な面積が増大した場合であっても、配線基板３０における配線層数の増加を抑えながら、バックライト装置１０の厚さ方向における発光モジュール１１の厚みの増大を抑制することができる。その結果、バックライト装置１０の薄型化を図ることが可能になる。ここで、本実施の形態では、配線基板３０のうち、突出長の短い第１側壁３０ｂには配線を形成しないようにした。これにより、配線基板３０を折り曲げた際に配線に断線が発生するリスクを低減することができる。
そして、本実施の形態では、配線基板３０に形成された凹部内側にレジスト層３４を形成することで、各ＬＥＤチップ３１から出射された光を、反射により導光板１２側へと導くようにした。これにより、バックライト装置１０の発光効率を高めることが可能になる。
さらに、本実施の形態では、配線基板３０に形成された凹部内側に封止部３３ａを形成し、その上にレンズ部３３ｂを形成するようにした。ここで、封止部３３ａは、配線基板３０を型枠として樹脂を流し込めばよいので、その形成が容易になる。
なお、本実施の形態では、配線基板３０の凹部内側に設けられたレジスト層３４を反射部材あるいは反射層として機能させていたが、これに限られるものではない。例えば配線基板３０の凹部内側にアルミニウム膜などの金属反射膜を形成しておき、これを反射部材あるいは反射層として機能させるようにしてもよい。
また、本実施の形態では、ＲＧＢ各色のＬＥＤチップ３１を４２個並べて発光装置２１を構成するようにしていたが、配線基板３０上に実装するＬＥＤチップ３１の数については、例えば液晶パネル５１の大きさや要求される光学的な特性等に応じて適宜設計変更して差し支えない。
さらに、本実施の形態では、発光モジュール１１を液晶表示モジュール５０のバックライト装置１０に適用する例について説明を行ったが、発光モジュール１１の適用対象はこれに限られるものではない。この発光モジュール１１は、例えば蛍光灯などの照明器具に代えて、室内、室外照明機器等として利用することも可能である。
本実施の形態が適用される液晶表示装置の全体構成を示す図である。 （ａ）は発光モジュールを、（ｂ）は発光モジュールを構成する発光装置および支持部材を、それぞれ説明するための図である。 （ａ）は発光装置の正面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は（ｂ）のIIIＣ−IIIＣ断面図である。 （ａ）は配線基板の表面（ＬＥＤチップの実装面）に形成される配線パターン、（ｂ）は配線基板の裏面に形成される配線パターンを、それぞれ示す図である。 各ＬＥＤチップに対する給電経路を説明するための図である。 発光装置の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。 発光装置の製造プロセスを説明するための図である。 発光モジュールから照射される光の経路を説明するための図である。
符号の説明
１０…バックライト装置、１１…発光モジュール、１２…導光板、１３…反射板、１４…拡散板、２１…発光装置、２２…支持部材、３０…配線基板、３０ａ…基部、３０ｂ…第１側壁、３０ｃ…第２側壁、３１…ＬＥＤチップ、３２…電極パッド、３３…レンズ、３４…レジスト層、３５…表面配線、３６…裏面配線、３７…第１のコネクタパッド、３８…第２のコネクタパッド、５０…液晶表示モジュール、Ｒ１〜Ｒ１４…赤色ＬＥＤチップ、Ｇ１〜Ｇ１４…緑色ＬＥＤチップ、Ｂ１〜Ｂ１４…青色ＬＥＤチップ

Claims (10)

  1. 凹状の断面を有し、配線が形成される配線基板と、
    前記配線基板の凹部内側に実装され、前記配線に接続される複数の固体発光素子と、
    前記配線基板の凹部内側に形成され、複数の前記固体発光素子より出射される光を反射する反射部材とを含み、
    前記配線基板は、複数の前記固体発光素子が実装される基部と、当該基部の一端部側から複数の当該固体発光素子が実装される側に突出する第１側壁と、当該基部の他端部側から複数の当該固体発光素子が実装される側に突出する第２側壁とを備え、
    前記第１側壁よりも前記第２側壁の突出長を大きく設定し、
    前記基部および前記第２側壁には前記配線を形成する一方、前記第１側壁には当該配線を形成しないことを特徴とする発光装置。
  2. 凹状の断面を有し、配線が形成される配線基板と、
    前記配線基板の凹部内側に実装され、前記配線に接続される複数の固体発光素子と、
    前記配線基板の凹部内側に形成され、複数の前記固体発光素子より出射される光を反射する反射部材とを含み、
    前記配線は、１系統あたり２以上の前記固体発光素子に給電を行い、
    １系統の前記配線にて給電される２以上の前記固体発光素子同士が、隣接していないことを特徴とする発光装置。
  3. 前記配線基板の凹部内側に設けられ、複数の前記固体発光素子を保護する保護部材をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。
  4. 側面から入射した光を上面側に出射する導光板と、当該導光板の側面から当該導光板に光を照射する光源とを含む面発光装置であって、
    前記光源は、
    前記導光板の側面に沿って複数配列される固体発光素子と、
    前記導光板の側面との対向部が谷となるように屈曲形成された凹部を有し、当該凹部の内側に複数の前記固体発光素子を実装するとともに複数の当該固体発光素子に給電を行うための配線を備えた基板と、
    前記基板に形成された前記凹部の内側に設けられ、複数の前記固体発光素子から出射された光を前記導光板に向けて反射する反射層とを備え、
    前記基板は、複数の前記固体発光素子が実装される基部と、当該基部の一端部側から前記導光板の側面に向けて突出する第１側壁と、当該基部の他端部側から当該導光板の側面に突出する第２側壁とを備え、
    前記第１側壁よりも前記第２側壁の突出長を大きく設定し、
    前記基部および前記第２側壁には前記配線を形成する一方、前記第１側壁には当該配線を形成しないことを特徴とする面発光装置。
  5. 複数の前記固体発光素子は、赤色光を出射する赤色発光素子、緑色光を出射する緑色発光素子、および青色光を出射する青色発光素子を順番に配列したものからなることを特徴とする請求項４記載の面発光装置。
  6. 前記配線は、１系統あたり２以上の前記固体発光素子に給電を行い、
    １系統の前記配線にて給電される２以上の前記固体発光素子同士が、隣接していないことを特徴とする請求項４または５記載の面発光装置。
  7. 側面から入射した光を上面側に出射する導光板と、当該導光板の側面から当該導光板に光を照射する光源とを含む面発光装置であって、
    前記光源は、
    前記導光板の側面に沿って複数配列される固体発光素子と、
    前記導光板の側面との対向部が谷となるように屈曲形成された凹部を有し、当該凹部の内側に複数の前記固体発光素子を実装するとともに複数の当該固体発光素子に給電を行うための配線を備えた基板と、
    前記基板に形成された前記凹部の内側に設けられ、複数の前記固体発光素子から出射された光を前記導光板に向けて反射する反射層とを備え、
    前記配線は、１系統あたり２以上の前記固体発光素子に給電を行い、
    １系統の前記配線にて給電される２以上の前記固体発光素子同士が、隣接していないことを特徴とする面発光装置。
  8. 複数の前記固体発光素子は、赤色光を出射する赤色発光素子、緑色光を出射する緑色発光素子、および青色光を出射する青色発光素子を順番に配列したものからなり、
    １系統の前記配線にて給電される２以上の前記固体発光素子同士が、同色の光を出力するものであることを特徴とする請求項７記載の面発光装置。
  9. 前記基板は、複数の前記固体発光素子が実装される基部と、当該基部の一端部側から前記導光板の側面に向けて突出する第１側壁と、当該基部の他端部側から当該導光板の側面に突出する第２側壁とを備え、
    前記反射層が、前記第１側壁および前記第２側壁に形成されることを特徴とする請求項７または８記載の面発光装置。
  10. 前記配線は、直列接続および並列接続を組み合わせることで複数の前記固体発光素子に給電を行うことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項記載の面発光装置。
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