WO2010146902A1 - 発光モジュール、照明装置、表示装置、およびテレビ受像装置 - Google Patents

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啓太朗 松井
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting module including a light source such as a light emitting element, an illumination device that employs the light emitting module, a display device that includes the illumination device, and a television receiver that includes the display device.
  • a light emitting module including a light source such as a light emitting element, an illumination device that employs the light emitting module, a display device that includes the illumination device, and a television receiver that includes the display device.
  • a backlight unit for supplying light is usually mounted on the liquid crystal display panel.
  • the light source is an LED (Light Emitting Diode).
  • an LED (light emitting element) 122 mounted on a mounting substrate 121 is covered with a lens 111 having a recess dh that can accommodate the LED 122 (note that the LED 122 and the lens 111 A module including the mounting substrate 121 is referred to as a light emitting module mj). Then, the light from the LED 122 travels through the lens 111 while diffusing in a desired direction.
  • the LED 122 is heated with light emission. If the heat is excessively high, the LED 122 causes a decrease in light emission luminance. Then, in the case of the LED module mj as shown in FIG. 10, the heat of the LED 122 is confined in a narrow space surrounded by the mounting substrate 121 and the storage recess dh of the lens 111.
  • the LED 122 reduces the light emission luminance due to its own heat. Therefore, it is difficult for the LED module mj on which the LED 122 is mounted to ensure a desired luminance.
  • the present invention has been made to solve the above problems. And the objective is to provide the light emitting module etc. which can ensure the brightness
  • the light emitting module includes a light emitting element, a mounting substrate having a mounting surface on which the light emitting element is mounted, and a lens that emits light from the light emitting element from the lens surface. And in this light emitting module, the leg part which protrudes from the back surface is formed in the back surface of a lens surface, and a lens is attached to a mounting substrate because the front-end
  • the number of legs is at least 3 or more.
  • the lens is supported at three points on the mounting substrate via the leg portions, and is not easily tilted with respect to a desired position. Therefore, a situation in which the transmitted light from the lens does not travel in the desired direction due to the tilt of the lens does not occur.
  • an opening for accommodating at least the tip of the leg portion is formed on the mounting surface.
  • the leg portion of the lens and the opening of the mounting surface are engaged with each other, and the lens does not move in the in-plane direction on the mounting surface. Therefore, the situation where the transmitted light from the lens does not travel in the desired direction does not occur because the desired position of the lens with respect to the light emitting element changes.
  • the lens and the mounting substrate are bonded by applying an adhesive inside the opening.
  • the lens can be more stably attached to the mounting substrate.
  • the adhesive since the adhesive is buried in the opening, the adhesive does not adhere to the back surface of the lens. Then, the light that travels through the lens is not easily absorbed by the adhesive. Therefore, loss of transmitted light from the lens can be suppressed.
  • a lighting device including the above light emitting module can be said to be the present invention
  • a display device including the lighting device and a display panel that receives light from the lighting device can also be said to be the present invention.
  • the light emitting element since the light emitting element is easily exposed to the outside air, the heat generated by the light emitting element is easily radiated. Therefore, it is difficult for the light emitting element to reduce the luminance by its own heat, and as a result, the light emitting module can ensure a desired luminance of a certain level or more.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an LED module. These are top views of the front side of an LED module.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the LED module shown in FIG. 2A taken along line A1-A1 ′. These are top views of the LED module of the back side. These are top views of the front side of a lens.
  • FIG. 3B is a sectional view taken along line B-B ′ of the lens shown in FIG. 3A.
  • FIG. 3 is a plan view of the back side of the lens.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an LED module. These are top views of the front side of an LED module.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the LED module shown in FIG. 5A taken along line A2-A2 ′.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device. These are the exploded perspective views of the liquid crystal television which mounts a liquid crystal display device. These are sectional drawings which show the conventional LED module.
  • FIG. 9 shows a liquid crystal television 89 equipped with a liquid crystal display device (display device) 69.
  • a liquid crystal television 89 can be said to be a television receiver because it receives a television broadcast signal and projects an image.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display device (display device) 69.
  • a liquid crystal display device 69 includes a liquid crystal display panel (display panel) 59, a backlight unit (illumination device) 49 that supplies light to the liquid crystal display panel 59, and a housing HG that sandwiches them. (Front housing HG1 and back housing HG2).
  • an active matrix substrate 51 including a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) and a counter substrate 52 facing the active matrix substrate 51 are bonded together with a sealant (not shown). Then, liquid crystal (not shown) is injected into the gap between the substrates 51 and 52.
  • a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor)
  • a counter substrate 52 facing the active matrix substrate 51 are bonded together with a sealant (not shown). Then, liquid crystal (not shown) is injected into the gap between the substrates 51 and 52.
  • a polarizing film 53 is attached to the light receiving surface side of the active matrix substrate 51 and the emission side of the counter substrate 52.
  • the liquid crystal display panel 59 as described above displays an image using the change in transmittance caused by the inclination of the liquid crystal molecules.
  • the backlight unit 49 includes an LED module (light emitting module) MJ, a backlight chassis 41, a large reflective sheet 42, a diffusion plate 43, a prism sheet 44, and a microlens sheet 45.
  • LED module light emitting module
  • the backlight unit 49 includes an LED module (light emitting module) MJ, a backlight chassis 41, a large reflective sheet 42, a diffusion plate 43, a prism sheet 44, and a microlens sheet 45.
  • the LED module MJ is an exploded perspective view of FIG. 1, a front plan view of FIG. 2A, a cross-sectional view taken along line A1-A1 ′ of FIG. 2A, and a rear plan view.
  • FIG. 2C is a diagram (for convenience, in these drawings, the adhesive BD described later is omitted except for FIG. 2B).
  • the LED module MJ includes a mounting substrate 21, an LED (Light Emitting Diode) 22, and a lens 11.
  • the mounting substrate 21 is a plate-shaped and rectangular substrate, and a plurality of electrodes (not shown) are arranged on the mounting surface 21U. And LED22 which is a light emitting element is attached on these electrodes.
  • a resist film (not shown) serving as a protective film is formed on the mounting surface 21U of the mounting substrate 21.
  • the resist film is not particularly limited, but is desirably white having reflectivity. This is because even if light is incident on the resist film, the light is reflected by the resist film and tends to go outside, thereby eliminating the cause of unevenness in the amount of light due to light absorption by the mounting substrate 21.
  • the LED 22 is a light source and emits light by a current through the electrodes of the mounting substrate 21. And there are many kinds of LED22, and the following LED22 is mentioned.
  • the LED 22 includes a blue light emitting LED chip (light emitting chip) and a phosphor that receives light from the LED chip and fluoresces yellow light (the number of LED chips is the same). Not particularly limited).
  • Such an LED 22 generates white light by the light from the LED chip emitting blue light and the light emitting fluorescence.
  • the phosphor incorporated in the LED 22 is not limited to a phosphor that emits yellow light.
  • the LED 22 includes a blue light emitting LED chip and a fluorescent material that receives light from the LED chip and emits green light and red light, and emits blue light and fluorescent light emitted from the LED chip ( White light may be generated with green light and red light.
  • the LED chip built in the LED 22 is not limited to a blue light emitting device.
  • the LED 22 may include a red LED chip that emits red light, a blue LED chip that emits blue light, and a phosphor that emits green light by receiving light from the blue LED chip. This is because such an LED 22 can generate white light from red light from the red LED chip, blue light from the blue LED chip, and green light that emits fluorescence.
  • the LED 22 may not include any phosphor.
  • the LED 22 may include a red LED chip that emits red light, a green LED chip that emits green light, and a blue LED chip that emits blue light, and generates white light using light from all the LED chips.
  • a relatively long mounting board 21 mounted in a row is mounted.
  • the two types of mounting boards 21 are arranged such that a row of five LEDs 22 and a row of eight LEDs 22 are arranged to form a row of 13 LEDs 22, and further, with respect to the direction in which the 13 LEDs 22 are arranged.
  • Two types of mounting boards 21 are also arranged in the direction of crossing (orthogonal, etc.).
  • the LEDs 22 are arranged in a matrix and emits planar light (for convenience, the direction in which different types of mounting boards 21 are arranged is defined as the X direction, and the direction in which the same type of mounting boards 21 are arranged is defined as the Y direction.
  • the direction intersecting with the Z direction is defined as Z).
  • the thirteen LEDs 22 arranged in the X direction are electrically connected in series, and the thirteen LEDs 22 connected in series are connected to another thirteen LEDs 22 connected in series along the Y direction. Electrically connected in parallel.
  • the LEDs 22 arranged in a matrix are driven in parallel.
  • the lens 11 receives light from the LED 22 and transmits (emits) the light. More specifically, the lens 11 is shown in a front plan view shown in FIG. 3A, a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 3A shown in FIG. 3B, and a rear plan view shown in FIG. 3C.
  • the lens 11 has the accommodation hollow DH which can accommodate LED22 in the back surface 11B side of the lens surface 11S which is a permeation
  • the housing dent DH and the LED 22 are aligned, and the lens 11 covers the LED 22 on the mounting substrate 21. Then, the LED 22 is embedded in the lens 11, and the light from the LED 22 is reliably supplied to the lens 11. And most of the supplied light is emitted to the outside through the lens surface 11S.
  • the lens 11 includes a columnar leg portion 12 (12A to 12C) that protrudes from the rear surface 11B of the lens at the outer edge 11E of the lens 11 itself. And the front-end
  • coating adhesive BD (refer FIG. 2B)
  • the material for the lens 11 is not particularly limited as long as it can transmit light.
  • the material for the lens 11 includes an acrylic resin (an acrylic resin having a refractive index nd of 1.49 to 1.50).
  • the backlight chassis 41 is, for example, a box-like member, and houses the plurality of LED modules MJ by spreading the LED modules MJ on the bottom surface 41B.
  • the bottom surface 41B of the backlight chassis 41 and the mounting substrate 21 of the LED module MJ are connected via a rivet (not shown).
  • Support pins for supporting the diffusion plate 43, the prism sheet 44, and the microlens sheet 45 may be attached to the bottom surface 41B of the backlight chassis 41. Then, the diffusion plate 43, the prism sheet 44, and the microlens sheet 45 may be stacked and supported in this order).
  • the large reflective sheet 42 is an optical sheet having a reflective surface 42U, and covers the plurality of LED modules MJ arranged in a matrix with the back surface of the reflective surface 42U facing.
  • the large reflective sheet 42 includes a through hole 42H that matches the position of the lens 11 of the LED module MJ, and exposes the lens 11 from the reflective surface 42U (note that the above-described rivets and support pins are not exposed). There should be holes).
  • the light emitted from the lens 11 travels toward the bottom surface 41B side of the backlight chassis 41, it is reflected by the reflecting surface 42U of the large reflective sheet 42 and travels away from the bottom surface 41B. To do. Accordingly, the presence of the large reflective sheet 42 causes the light of the LED 22 to travel toward the diffusion plate 43 facing the reflective surface 42U without loss.
  • the diffusion plate 43 is an optical sheet that overlaps the large reflective sheet 42, and diffuses the light emitted from the LED module MJ and the reflected light from the large reflective sheet 42U. That is, the diffusing plate 43 diffuses the planar light formed by the plurality of LED modules MJ and spreads the light over the entire liquid crystal display panel 59.
  • the prism sheet 44 is an optical sheet that overlaps the diffusion plate 43.
  • the prism sheet 44 arranges, for example, triangular prisms extending in one direction (linear) in a direction intersecting with one direction in the sheet surface. Thereby, the prism sheet 44 deflects the radiation characteristic of the light from the diffusion plate 43.
  • the prisms extend along the Y direction with a small number of LEDs 22 arranged, and are arranged along the X direction with a large number of LEDs 22 arranged.
  • the microlens sheet 45 is an optical sheet that overlaps the prism sheet 44.
  • the microlens sheet 45 disperses the fine particles that refract and scatter light inside. As a result, the microlens sheet 45 suppresses the light / dark difference (light intensity unevenness) without locally condensing the light from the prism sheet 44.
  • the backlight unit 49 as described above supplies the planar light formed by the plurality of LED modules MJ through the plurality of optical sheets 43 to 45 to the liquid crystal display panel 59.
  • the non-light-emitting liquid crystal display panel 59 receives the light (backlight light) from the backlight unit 49 and improves the display function.
  • the leg portion 12 of the lens 11 will be described in detail.
  • the leg 12 is formed so as to protrude from the back surface 11B of the lens surface 11S.
  • the lens 11 is attached to the mounting substrate 21 by the tip 12t of the leg 12 and the mounting surface 21U of the mounting substrate 21 being in close contact with each other.
  • a gap is generated between the mounting surface 21U and the lens 11 (specifically, a gap is generated between the back surface 11B of the lens 11 and the mounting surface 21U of the mounting substrate 21). Then, even if the LED 22 is heated for light emission, the heat is cooled through the gap.
  • the outside air enters the housing recess DH that houses the LED 22 through the gap, and the heat applied to the LED 22 is easily escaped (in short, the leg portion 12 of the lens 11 causes the rear surface 11B of the lens 11 and the mounting surface 21U to move).
  • the gap is generated, the driving heat of the LED 22 is easily escaped outside without being confined in the narrow space DH of the lens 11).
  • the junction temperature of the LED 22 does not become high, and the LED 22 emits light without lowering the luminance.
  • the LED 22 is preferably a power LED (an LED that can ensure brightness of several tens to 100 lumens or more with relatively large power of several watts).
  • the power LED has a relatively large power consumption as compared with a normal LED, and is thus easily heated. Therefore, in the LED module MJ in which the LED 22 is not heated, if the LED 22 is a power LED, it can be said that heat radiation using the gap between the lens 11 and the mounting substrate 21 is extremely effective.
  • the number of the leg portions 12 of the lens 11 is three, but it may be at least two.
  • the two leg portions 12 are arranged in rotational symmetry (for example, point symmetry) around the accommodation recess DH, the lens 11 rises on the mounting surface 21U using the leg portions 12.
  • the lens 11 rises from the mounting surface 21 ⁇ / b> U using the legs 12, but easily tilts (that is, the mounting surface 21 ⁇ / b> U and the back surface 11 ⁇ / b> B of the lens 11 are not easily parallel). . If the lens 11 is tilted from a desired position (for example, a position parallel to the mounting surface 21U), the light (transmitted light) that has passed through the lens 11 does not travel in the desired direction. Then, unevenness in the amount of light may be included in the planar light emitted from the LED module MJ.
  • the number of leg portions 12 of the lens 11 is three or more.
  • the lens 11 is supported at three points and does not tilt (however, the length of the three leg portions 12 is parallel to the back surface 11B of the lens 11 with respect to the mounting surface 21U, for example). Well-designed to point to). If the lens 11 is not tilted in this way (in short, the lens surface 11S is arranged as designed), the planar light emitted from the LED module MJ does not include light amount unevenness.
  • the leg portion 12 of the lens 11 and the planar mounting surface 21U are bonded with an adhesive BD (see FIG. 2B).
  • adhesive BD see FIG. 2B.
  • FIGS. 4 and 5A to 5C Such an LED module MJ is shown in FIGS. 4 and 5A to 5C.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the LED module MJ.
  • 5A is a plan view of the front side
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line A2-A2 ′ of FIG. 5A
  • FIG. 5C is a plan view of the back side (for convenience, in these figures, The adhesive BD is omitted except for FIG. 5B).
  • the LED module MJ according to the second embodiment is different from the LED module MJ according to the first embodiment (see FIGS. 1 and 2A to 2C) in that the mounting board 21 has a leg portion 12. Opening 25 (25A to 25C) for fitting is formed.
  • apertures 25 have an inner circumference slightly wider than the circumference of the pillar of the leg portion 12 and a depth shorter than the length of the leg portion 12 (this depth penetrates the mounting substrate 21). Possible or impossible length). Then, the opening 25 designed in accordance with the arrangement of the leg portion 12 can accommodate at least the tip 12 t of the leg portion 12.
  • the leg 12 and the mounting substrate 21 are bonded. And in the case of such adhesion
  • the lens 11 is less likely to fluctuate in the in-plane direction on the mounting surface 21U. Therefore, the position of the lens 11 with respect to the LED 22 is fixed, and the transmitted light from the lens 11 becomes light as designed. As a result, the LED module MJ generates planar light that does not include light amount unevenness.
  • the legs 12A to 12C and the openings 25A to 25C can only be engaged in one way. That is, the leg portion 12 fits only into the opening 25, the leg portion 12 fits into the opening 25, and the leg portion 12 fits only into the opening 25. Then, as shown in FIG. 6, for example, when the lens surface 11 ⁇ / b> S when viewed from the front is elliptical, the lens 11 that biases the transmitted light from the lens surface 11 ⁇ / b> S in a specific direction is attached to the mounting substrate 21. It is effective for.
  • leg 12 is rotationally symmetric, the positioning of the lens 11 can be facilitated.
  • the legs 12A to 12C have a rotationally symmetrical arrangement (regular triangular arrangement), and the openings 25A to 25C have the same rotationally symmetrical arrangement.
  • the legs 12A to 12C are of different shapes, for example, as shown in FIG. 7, the legs 12A and 12C are cylinders and the legs 12B are triangular prisms (of course, the openings 25A and 25C The shape is cylindrical and the opening 25B is a triangular prism), and the legs 12A to 12C and the openings 25A to 25C can only be engaged with each other in one way. Therefore, even with such an LED module MJ, it can be said that positioning of the lens 11 is easy.
  • the driving heat of the LED 22 tends to be confined in a narrow space called the accommodation recess DH of the lens 11 (and the LED 22 cannot maintain a relatively high light intensity due to its own driving heat).
  • the LED module MJ is attached to the backlight chassis 41 formed of a material with high heat dissipation, for example, metal.
  • a separate heat dissipation member is not required between the mounting substrate 21 and the bottom surface 41B of the backlight chassis 41.
  • the LED 22 which is a light emitting element is used as the light source.
  • the present invention is not limited to this.
  • it may be a light emitting element formed of a self-luminous material such as organic EL (Electro-Luminescence) or inorganic EL.
  • the adhesive BD is not always used for the connection between the lens 11 and the mounting substrate 21.
  • the adhesive BD may not be used.

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Abstract

　脚部（１２）は、レンズ面（１１Ｓ）の背面（１１Ｂ）から突き出るように形成される。そして、この脚部（１２）の先端（１２ｔ）と実装基板（２１）の実装面（２１Ｕ）とが密着することで、レンズ（１１）が実装基板（２１）に取り付けられる。

Description

発光モジュール、照明装置、表示装置、およびテレビ受像装置
　本発明は、発光素子のような光源を含んだ発光モジュール、その発光モジュールを採用する照明装置、その照明装置を搭載する表示装置、さらには、表示装置を搭載するテレビ受像装置に関する。
　非発光型の液晶表示パネル（表示パネル）を搭載する液晶表示装置（表示装置）では、通常、その液晶表示パネルに対して、光を供給するバックライトユニット（照明装置）も搭載される。バックライトユニットにおける光源には、種々の種類が存在する。例えば、特許文献１に示されるバックライトユニットの場合、光源はＬＥＤ（Light　Emitting　Diode)である。
　このバックライトユニットでは、図１０に示すように、実装基板１２１に実装されたＬＥＤ（発光素子）１２２は、ＬＥＤ１２２を収容可能な窪みｄｈを有するレンズ１１１で覆われる（なお、ＬＥＤ１２２とレンズ１１１と実装基板１２１とを含むモジュールを発光モジュールｍｊと称する）。そして、ＬＥＤ１２２からの光は、レンズ１１１を介して、所望方向に拡散しつつ進行する。
特開２００６－９２９８３号公報
　ところで、一般的に、ＬＥＤ１２２は、発光とともに熱を帯びてしまう。そして、その熱が過剰に高温であると、それに起因して、ＬＥＤ１２２は発光輝度を低下させてしまう。すると、図１０に示されるようなＬＥＤモジュールｍｊの場合、ＬＥＤ１２２の熱は、実装基板１２１とレンズ１１１の収納窪みｄｈとで囲まれる狭空間に閉じこめられる。
　このようになっていると、熱が放熱されにくくなり、その結果、ＬＥＤ１２２は、自身の熱に起因して、発光輝度を落とすことになる。そのため、このＬＥＤ１２２を搭載するＬＥＤモジュールｍｊは、所望の輝度を確保しづらい。
　本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。そして、その目的は、発光素子に帯びた熱を効率よく放熱することで、発光素子の輝度を一定以上に確保可能な発光モジュール等を提供することにある。
　発光モジュールは、発光素子と、発光素子を実装する実装面を有する実装基板と、発光素子からの光をレンズ面から出射させるレンズと、を含む。そして、この発光モジュールでは、レンズ面の背面には、その背面から突き出る脚部が形成されており、脚部の先端と実装面とが密着することで、レンズが実装基板に取り付けられる。
　このようになっていると、実装基板とレンズとの間に隙間が生じる。すると、発光素子が発光のために熱を帯びたとしても、その熱が隙間を通じて冷やされる。すると、発光素子が自身の発熱に起因して高温にならず、高温に起因した輝度低下は生じない。その結果、発光素子の輝度を一定以上に確保可能な発光モジュールが実現する。
　また、脚部の本数が、少なくとも３本以上であると望ましい。このようになっていると、レンズは、脚部を介して実装基板に３点支持されることになり、所望位置に対して傾きにくい。そのため、レンズからの透過光が、レンズの傾きに起因して、所望方向に進行しないという事態は起きない。
　また、実装面には、脚部における少なくとも先端を収容する開孔が形成されると望ましい。このようになっていると、レンズの脚部と実装面の開孔とが係り合い、実装面における面内方向にて、レンズが不動になる。そのため、発光素子に対するレンズの所望位置が変化することで、レンズからの透過光が、所望方向に進行しないという事態は起きない。
　また、開孔の内部に接着剤が塗られることで、レンズと実装基板とが接着されていると、さらに望ましい。このようになっていると、より安定的に、レンズが実装基板に取り付けられる。その上、接着剤が開孔に埋まることで、その接着剤はレンズの背面に付着しない。すると、レンズ内部を行き交う光が、接着剤に吸収されにくい。したがって、レンズからの透過光の損失が抑えられる。
　また、以上の発光モジュールを含む照明装置も本発明といえ、さらに、その照明装置と、照明装置からの光を受ける表示パネルと、を含む表示装置も本発明といえる。
　本発明によると、発光素子が外気に触れやすいので、その発光素子に帯びた熱が放熱されやすい。そのため、発光素子が自身の熱で、輝度を落としにくく、その結果、発光モジュールは、一定以上の所望の輝度を確保できる。
は、ＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 は、ＬＥＤモジュールの正面側の平面図である。 は、図２Ａに示されるＬＥＤモジュールのＡ１－Ａ１’ 線矢視断面図である。 は、背面側のＬＥＤモジュールの平面図である。 は、レンズの正面側の平面図である。 は、図３Ａに示されるレンズのＢ－Ｂ’線矢視断面図である。 は、レンズの背面側の平面図である。 は、ＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 は、ＬＥＤモジュールの正面側の平面図である。 は、図５Ａに示されるＬＥＤモジュールのＡ２－Ａ２’ 線矢視断面図である。 は、背面側のＬＥＤモジュールの平面図である。 は、ＬＥＤモジュールの分解平面図である。 は、ＬＥＤモジュールの分解平面図である。 は、液晶表示装置の分解斜視図である。 は、液晶表示装置を搭載する液晶テレビの分解斜視図である。 は、従来のＬＥＤモジュールを示す断面図である。
　［実施の形態１］
　実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。逆に、断面図以外の図であっても、便宜上、ハッチングを付す場合もある。
　図９は、液晶表示装置（表示装置）６９を搭載する液晶テレビ８９である。なお、このような液晶テレビ８９は、テレビ放送信号を受信して画像を映すことから、テレビ受像装置といえる。図８は、液晶表示装置（表示装置）６９を示す分解斜視図である。この図に示すように、液晶表示装置６９は、液晶表示パネル（表示パネル）５９と、この液晶表示パネル５９に対して光を供給するバックライトユニット（照明装置）４９と、これらを挟み込むハウジングＨＧ（表ハウジングＨＧ１・裏ハウジングＨＧ２）と、を含む。
　液晶表示パネル５９は、ＴＦＴ（Thin　Film　Transistor）等のスイッチング素子を含むアクティブマトリックス基板５１と、このアクティブマトリックス基板５１に対向する対向基板５２とをシール材（不図示）で貼り合わせる。そして、両基板５１・５２の隙間に液晶（不図示）が注入される。
　なお、アクティブマトリックス基板５１の受光面側、対向基板５２の出射側には、偏光フィルム５３が取り付けられる。そして、以上のような液晶表示パネル５９は、液晶分子の傾きに起因する透過率の変化を利用して、画像を表示する。
　次に、液晶表示パネル５９の直下に位置するバックライトユニット４９について説明する。バックライトユニット４９は、ＬＥＤモジュール（発光モジュール）ＭＪ、バックライトシャーシ４１、大判反射シート４２、拡散板４３、プリズムシート４４、および、マイクロレンズシート４５を含む。
　ＬＥＤモジュールＭＪは、図８に加えて、分解斜視図である図１、正面側の平面図である図２Ａ、図２ＡのＡ１－Ａ１’ 線矢視断面図である図２Ｂ、背面側の平面図である図２Ｃに示される（なお、便宜上、これらの図では、図２Ｂ以外、後述の接着剤ＢＤを省略する）。これらの図に示すように、ＬＥＤモジュールＭＪは、実装基板２１、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）２２、およびレンズ１１を含む。
　実装基板２１は、板状かつ矩形状の基板であり、実装面２１Ｕ上に、複数の電極（不図示）を並べる。そして、これらの電極上に、発光素子であるＬＥＤ２２が取り付けられる。なお、実装基板２１における実装面２１Ｕには、保護膜となるレジスト膜（不図示）が成膜される。このレジスト膜は、特に限定されるものではないが、反射性を有する白色であると望ましい。なぜなら、レジスト膜に光が入射したとしても、その光はレジスト膜で反射して外部に向かおうとするので、実装基板２１による光の吸収という光量ムラの原因が解消するためである。
　ＬＥＤ２２は、光源であり、実装基板２１の電極を介した電流によって発光する。そして、ＬＥＤ２２の種類は多々あり、以下のようなＬＥＤ２２が挙げられる。例えば、ＬＥＤ２２は、青色発光のＬＥＤチップ（発光チップ）と、そのＬＥＤチップからの光を受けて、黄色光を蛍光発光する蛍光体と、を含むものが挙げられる（なお、ＬＥＤチップの個数は特に限定されない）。このようなＬＥＤ２２は、青色発光のＬＥＤチップからの光と蛍光発光する光とで白色光を生成する。
　ただし、ＬＥＤ２２に内蔵される蛍光体は、黄色光を蛍光発光する蛍光体に限らない。例えば、ＬＥＤ２２は、青色発光のＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップからの光を受けて、緑色光および赤色光を蛍光発光する蛍光体と、を含み、ＬＥＤチップからの青色光と蛍光発光する光（緑色光・赤色光）とで白色光を生成してもよい。
　また、ＬＥＤ２２に内蔵されるＬＥＤチップは、青色発光のものに限られない。例えば、ＬＥＤ２２は、赤色発光の赤色ＬＥＤチップと、青色発光の青色ＬＥＤチップと、青色ＬＥＤチップからの光を受けて、緑色光を蛍光発光する蛍光体と、を含んでいてもよい。なぜなら、このようなＬＥＤ２２であれば、赤色ＬＥＤチップからの赤色光と、青色ＬＥＤチップからの青色光と、蛍光発光する緑色光とで白色光を生成できるためである。
　また、全く蛍光体を含まないＬＥＤ２２であってもよい。例えば、赤色発光の赤色ＬＥＤチップと、緑色発光の緑色ＬＥＤチップと、青色発光の青色ＬＥＤチップと、を含み、全てのＬＥＤチップからの光で白色光を生成するＬＥＤ２２であってもよい。
　また、図８に示されるバックライトユニット４９では、１枚の実装基板２１に５個のＬＥＤ２２を列状に実装した比較的短い実装基板２１と、１枚の実装基板２１に８個のＬＥＤ２２を列状に実装した比較的長い実装基板２１と、が搭載される。
　特に、２種類の実装基板２１は、５個のＬＥＤ２２の列と８個のＬＥＤ２２の列とを１３個のＬＥＤ２２の列にするように並ばせ、さらに、１３個のＬＥＤ２２の並ぶ方向に対して、交差（直交等）する方向にも、２種類の実装基板２１が並ぶ。これにより、ＬＥＤ２２はマトリックス状に配置され、面状光を発する（便宜上、異種の実装基板２１の並ぶ方向をＸ方向、同種の実装基板２１の並ぶ方向をＹ方向とし、このＸ方向とＹ方向とに交差する方向をＺ方向とする）。
　なお、Ｘ方向に並ぶ１３個のＬＥＤ２２は、電気的に直列接続され、さらに、この直列につながった１３個のＬＥＤ２２は、Ｙ方向に沿って隣り合う別の１３個の直列接続されたＬＥＤ２２と電気的に並列に接続される。そして、これらマトリックス状に並ぶＬＥＤ２２は、並列駆動される。
　レンズ１１は、ＬＥＤ２２からの光を受け、その光を透過（出射）させる。詳説すると、レンズ１１は、図３Ａに示される正面側の平面図、図３Ｂに示される図３ＡのＢ－Ｂ’線矢視断面図、および、図３Ｃに示される背面側の平面図に示すように、透過面であるレンズ面１１Ｓの背面１１Ｂ側に、ＬＥＤ２２を収容可能な収容窪みＤＨを有する（なお、この収容窪みＤＨの位置は、レンズ面１１Ｓおよびレンズの背面１１Ｂの中心付近であると望ましい）。
　そして、その収容窪みＤＨとＬＥＤ２２とが位置を合わされ、レンズ１１が実装基板２１上のＬＥＤ２２に覆い被さる。すると、レンズ１１の内部に、ＬＥＤ２２が埋め込まれ、ＬＥＤ２２からの光が、確実に、レンズ１１の内部に供給される。そして、その供給された光の大部分が、レンズ面１１Ｓを介して外部に出射する。
　なお、レンズ１１は、自身の外縁１１Ｅに、レンズの背面１１Ｂから乖離するように突出する柱状の脚部１２（１２Ａ～１２Ｃ）を含む。そして、この脚部１２の先端１２ｔが、実装基板２１の実装面２１Ｕに接触し、この接触部分に接着剤ＢＤ（図２Ｂ参照）が塗られることで、レンズ１１と実装基板２１とが接着される。
　また、レンズ１１となる材料は、光を透過させられれば、特に限定されるものではない。例えば、レンズ１１となる材料としては、アクリル樹脂が挙げられる（屈折率ｎｄが１．４９以上１．５０以下のアクリル樹脂が挙げられる）。
　バックライトシャーシ４１は、図８示すように、例えば箱状の部材で、底面４１ＢにＬＥＤモジュールＭＪを敷き詰めることで、それら複数のＬＥＤモジュールＭＪを収容する。なお、バックライトシャーシ４１の底面４１ＢとＬＥＤモジュールＭＪの実装基板２１とは、不図示のリベットを介して接続される。
　また、バックライトシャーシ４１の底面４１Ｂには、拡散板４３、プリズムシート４４、マイクロレンズシート４５を支える支持ピンが取り付けられてもよい（なお、バックライトシャーシ４１は、支持ピンとともに、側壁の頂きで、拡散板４３、プリズムシート４４、マイクロレンズシート４５をこの順で積み重ねて支えてもよい）。
　大判反射シート４２は、反射面４２Ｕを有する光学シートで、マトリックス配置された複数のＬＥＤモジュールＭＪに、反射面４２Ｕの裏面を向けて覆い被さる。ただし、大判反射シート４２は、ＬＥＤモジュールＭＪのレンズ１１の位置に合わせた通過開孔４２Ｈを含み、反射面４２Ｕからレンズ１１を露出させる（なお、上述のリベットおよび支持ピンを露出させるための開孔があるとよい）。
　すると、レンズ１１から出射する光の一部が、バックライトシャーシ４１の底面４１Ｂ側に向かって進行したとしても、大判反射シート４２の反射面４２Ｕによって反射し、その底面４１Ｂから乖離するように進行する。したがって、大判反射シート４２が存在することで、ＬＥＤ２２の光は損失することなく、反射面４２Ｕに対向した拡散板４３に向かう。
　拡散板４３は、大判反射シート４２に重なる光学シートであり、ＬＥＤモジュールＭＪから発せられる光および大判反射シート４２Ｕからの反射光を拡散させる。すなわち、拡散板４３は、複数のＬＥＤモジュールＭＪによって形成される面状光を拡散させて、液晶表示パネル５９全域に光をいきわたらせる。
　プリズムシート４４は、拡散板４３に重なる光学シートである。そして、このプリズムシート４４は、一方向（線状）に延びる例えば三角プリズムを、シート面内にて、一方向に交差する方向に並べる。これにより、プリズムシート４４は、拡散板４３からの光の放射特性を偏向させる。なお、プリズムは、ＬＥＤ２２の配置個数の少ないＹ方向に沿って延び、ＬＥＤ２２の配置個数の多いＸ方向に沿って並ぶとよい。
　マイクロレンズシート４５は、プリズムシート４４に重なる光学シートである。そして、このマイクロレンズシート４５は、光を屈折散乱させる微粒子を内部に分散させる。これにより、マイクロレンズシート４５は、プリズムシート４４からの光を、局所的に集光させることなく、明暗差（光量ムラ）を抑える。
　そして、以上のようなバックライトユニット４９は、複数のＬＥＤモジュールＭＪによって形成される面状光を、複数枚の光学シート４３～４５を通過させ、液晶表示パネル５９に供給する。これにより、非発光型の液晶表示パネル５９は、バックライトユニット４９からの光（バックライト光）を受光して表示機能を向上させる。
　ここで、レンズ１１の脚部１２について詳説する。脚部１２は、レンズ面１１Ｓの背面１１Ｂから突き出るように形成される。そして、この脚部１２の先端１２ｔと実装基板２１の実装面２１Ｕとが密着することで、レンズ１１が実装基板２１に取り付けられる。
　このようになっていると、実装面２１Ｕとレンズ１１との間に隙間が生じる（具体的には、レンズ１１の背面１１Ｂと実装基板２１の実装面２１Ｕとの間に隙間が生じる）。すると、ＬＥＤ２２が発光のために熱を帯びたとしても、その熱が隙間を通じて冷やされる。
　詳説すると、隙間を通じて、外気がＬＥＤ２２を収容する収容窪みＤＨに入り込み、ＬＥＤ２２に帯びた熱が逃げやすくなる（要は、レンズ１１の脚部１２によって、レンズ１１の背面１１Ｂと実装面２１Ｕとに隙間が生じると、ＬＥＤ２２の駆動熱は、レンズ１１の収容窪みＤＨという狭空間にこもらずに外部に逃げやすくなる）。
　この結果、ＬＥＤ２２におけるジャンクション温度が高温にならず、そのＬＥＤ２２は輝度を低下させることなく発光する。そして、このようにＬＥＤ２２が冷やされる場合、そのＬＥＤ２２がパワーＬＥＤ（比較的大きな数ワットの電力によって、数１０～１００ルーメン以上の明るさを確保できるＬＥＤ）であるとよい。
　なぜなら、パワーＬＥＤは、通常のＬＥＤに比べて消費電力が比較的大きいために、熱を帯びやすいためである。そのため、ＬＥＤ２２に熱を帯びさせないようにしたＬＥＤモジュールＭＪにて、そのＬＥＤ２２がパワーＬＥＤであれば、レンズ１１と実装基板２１との間の隙間を利用した放熱が極めて有効といえる。
　その上、このようなＬＥＤモジュールＭＪにて、パワーＬＥＤが搭載されるのであれば、各ＬＥＤ２２の発光輝度が比較的高いので、それらのＬＥＤ２２の個数は比較的少なくてすむ。したがって、ＬＥＤモジュールＭＪコストダウンが図れる。
　なお、以上では、レンズ１１の脚部１２の本数は３本であったが、少なくとも２本以上であればよい。例えば、２本の脚部１２が、収容窪みＤＨを中心に回転対称（例えば、点対称）に配置されていれば、脚部１２を使ってレンズ１１が実装面２１Ｕに立ち上がれるからである。
　ただし、脚部１２が２本の場合、レンズ１１は、脚部１２を使って実装面２１Ｕから立ち上がれるものの傾きやすい（すなわち、実装面２１Ｕとレンズ１１の背面１１Ｂとが、平行になりにくい）。そして、レンズ１１が所望位置（例えば、実装面２１Ｕに対して平行な位置）から傾いてしまうと、レンズ１１を経た光（透過光）も、所望方向に進行しなくなる。すると、ＬＥＤモジュールＭＪから発せられる面状光に光量ムラが含まれかねない。
　そのため、レンズ１１の脚部１２は３本以上であると望ましい。このようになっていると、レンズ１１は３点支持されることになり傾かない（ただし、３本の脚部１２の長さは、例えば、実装面２１Ｕに対してレンズ１１の背面１１Ｂを平行に向けるように、適切に設計されている）。そして、このようにレンズ１１が傾かなければ（要は、レンズ面１１Ｓが設計通りに配置されれば）、ＬＥＤモジュールＭＪから発せられる面状光に光量ムラが含まれない。
　［実施の形態２］
　実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
　実施の形態１のＬＥＤモジュールＭＪでは、レンズ１１の脚部１２と平面状の実装面２１Ｕとが、接着剤ＢＤ（図２Ｂ参照）で接着されていた。このような接着剤の種類は、多々あるが、光吸収性を有する接着剤もある。そこで、このような光吸収性の接着剤を使用する場合に適したＬＥＤモジュールＭＪがある。
　そのようなＬＥＤモジュールＭＪは、図４および図５Ａ～図５Ｃに示される。図４は、ＬＥＤモジュールＭＪの分解斜視図である。図５Ａは正面側の平面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＡ２－Ａ２’線矢視断面図であり、図５Ｃは背面側の平面図である（なお、便宜上、これらの図では、図５Ｂ以外、接着剤ＢＤを省略する）。
　これらの図に示すように、実施の形態２のＬＥＤモジュールＭＪが、実施の形態１のＬＥＤモジュールＭＪ（図１および図２Ａ～図２Ｃ参照）と異なる点は、実装基板２１に、脚部１２を嵌める開孔２５（２５Ａ～２５Ｃ）が形成されている点である。
　これらの開孔２５は、脚部１２の柱周りよりも若干広い内周を有し、かつ、脚部１２の長さよりも短い深さを有する（なお、この深さは、実装基板２１を貫通可能な長さであっても不可能な長さであってもよい）。すると、脚部１２の配置に合わせて設計された開孔２５は、脚部１２における少なくとも先端１２ｔを収容できる。
　さらに、この開孔２５の内部に接着剤ＢＤが付着していると、脚部１２と実装基板２１とが接着される。そして、このような接着の場合、接着剤ＢＤが光吸収性を有していたとしても、ＬＥＤ２２の光は吸収されにくい。なぜなら、接着剤ＢＤが開孔２５の内部に付着し、レンズ１１の背面１１Ｂに付着しないので、レンズ１１の背面１１Ｂに向かってくる光が接着剤ＢＤで吸収されにくくなるからである。
　また、このように脚部１２が開孔２５に嵌ると、レンズ１１は、実装面２１Ｕに面内方向にて変動しにくくなる。そのため、ＬＥＤ２２に対するレンズ１１の位置が、不動になり、レンズ１１からの透過光が設計通りの光になる。その結果、ＬＥＤモジュールＭＪは、光量ムラを含まない面状光を生成する。
　ところで、このような開孔２５が実装基板２１に形成される場合、開孔２５の配置と脚部１２の配置は、当然に同じ配置であるが、その配置が非回転対称になっているとよい。図に示すと、図６の分解平面図に示すように、３本の脚部１２Ａ～１２Ｃが非回転対称に配置されている場合、３つの開孔２５Ａ～２５Ｃも非回転対称に配置される（なお、この図６では、さらに、破線矢印の先に位置する部材が破線矢印の根元側の部材に覆い被さる）。
　このようになっていると、脚部１２Ａ～１２Ｃと、開孔２５Ａ～２５Ｃとは、１通りの互いの係り合いしかできない。つまり、脚部１２は開孔２５に、脚部１２は開孔２５に、脚部１２は開孔２５にしか嵌らない。すると、図６に示すように、例えば正面視のレンズ面１１Ｓを楕円状にすることで、そのレンズ面１１Ｓからの透過光を特定の方向に偏らせるレンズ１１が、実装基板２１に取り付けられる場合に有効である。
　なぜなら、このようなレンズ１１の場合、各レンズ１１の実装基板２１上の位置（レンズ１１の向き）は正確に定められているが、そのレンズ１１の位置決めが容易に行えるからである。つまり、レンズ１１の脚部１２Ａ～１２Ｃの配置に合わせて、実装基板２１に開孔２５Ａ～２５Ｃを適切に形成しておけば、製造者は、レンズ１１を所定以外の箇所に取り付けできないので、レンズ１１の位置決めが容易に行える。
　また、脚部１２が回転対称であったとしても、レンズ１１の位置決めを容易にすることもできる。例えば、図７の分解斜視図に示すように、脚部１２Ａ～１２Ｃが回転対称な配置（正三角形状の配置）で、開孔２５Ａ～２５Ｃも同様な回転対称な配置であったとする。
　しかしながら、３本の脚部１２Ａ～１２Ｃが異種の形、例えば、図７に示すように、脚部１２Ａ・１２Ｃが円柱で、脚部１２Ｂが三角柱であると（もちろん、開孔２５Ａ・２５Ｃの形が円柱状で、開孔２５Ｂは三角柱状である）、脚部１２Ａ～１２Ｃと、開孔２５Ａ～２５Ｃとは、１通りの互いの係り合いしかできない。したがって、このようなＬＥＤモジュールＭＪであっても、レンズ１１の位置決めは容易といえる。
　［その他の実施の形態］
　なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
　例えば、図８に示すＬＥＤモジュールＭＪが搭載されるバックライトユニット４９では、多数のＬＥＤ２２が搭載され、さらに、各ＬＥＤ２２は、レンズ１１で覆われる。そのため、そのＬＥＤ２２の駆動熱は、レンズ１１の収容窪みＤＨという狭空間にこもりやすい（ひいては、ＬＥＤ２２が自身の駆動熱に起因して、比較的高い光強度を維持できない）。
　そこで、ＬＥＤモジュールＭＪは、放熱性の高い材料、例えば金属で形成されたバックライトシャーシ４１に取り付けられると望ましい。このようになっていると、例えば、実装基板２１とバックライトシャーシ４１の底面４１Ｂとの間に、別個の放熱部材が不要になる。
　また、以上では、光源として、発光素子であるＬＥＤ２２が挙げられたが、これに限定されるものではない。例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）または無機ＥＬのような自発光材料で形成される発光素子であってもかまわない。
　また、レンズ１１と実装基板２１との接続に接着剤ＢＤが必ず用いられるとは限らない。例えば、脚部１２の先端に、開孔２５の縁に係り合う係合片があり、レンズ１１が実装基板２１に対して不動になるのであれば、接着剤ＢＤは使用しなくてもよい。
　　　１１　　　　レンズ
　　　１１Ｓ　　　レンズ面
　　　１１Ｂ　　　レンズの背面
　　　１１Ｅ　　　レンズの外縁
　　　１２　　　　脚部
　　　１２Ｔ　　　脚部の先端
　　　ＭＪ　　　　ＬＥＤモジュール（発光モジュール）
　　　２１　　　　実装基板
　　　２１Ｕ　　　実装面
　　　２２　　　　ＬＥＤ（発光素子）
　　　２５　　　　開孔
　　　４１　　　　バックライトシャーシ
　　　４２　　　　大判反射シート
　　　４３　　　　拡散板
　　　４４　　　　プリズムシート
　　　４５　　　　マイクロレンズシート
　　　４９　　　　バックライトユニット（照明装置）
　　　５９　　　　液晶表示パネル（表示パネル）
　　　６９　　　　液晶表示装置（表示装置）
　　　８９　　　　液晶テレビ（テレビ受像装置）

Claims (8)

  1. 　発光素子と、
    　上記発光素子を実装する実装面を有する実装基板と、
    　上記発光素子からの光をレンズ面から出射させるレンズと、
    を含む発光モジュールにあって、
    　上記レンズ面の背面には、その背面から突き出る脚部が形成されており、
    　上記脚部の先端と上記実装面とが密着することで、上記レンズが上記実装基板に取り付けられる発光モジュール。
  2. 　上記脚部の本数が、少なくとも３本以上である請求項１に記載の発光モジュール。
  3. 　上記実装面には、上記脚部における少なくとも先端を収容する開孔が形成される請求項１または２に記載の発光モジュール。
  4. 　上記開孔の内部に接着剤が塗られることで、レンズと実装基板とが接着される請求項３に記載の発光モジュール。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の発光モジュールを含む照明装置。
  6. 　請求項５に記載の照明装置と、
    　上記照明装置からの光を受ける表示パネルと、
    を含む表示装置。
  7. 　上記表示パネルが液晶表示パネルである請求項６に記載の表示装置。
  8. 　請求項６または７の表示装置を搭載するテレビ受像装置。
PCT/JP2010/054304 2009-06-15 2010-03-15 発光モジュール、照明装置、表示装置、およびテレビ受像装置 WO2010146902A1 (ja)

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