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WO2010146904A1 - 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

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 Download PDF

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WO2010146904A1
WO2010146904A1 PCT/JP2010/054306 JP2010054306W WO2010146904A1 WO 2010146904 A1 WO2010146904 A1 WO 2010146904A1 JP 2010054306 W JP2010054306 W JP 2010054306W WO 2010146904 A1 WO2010146904 A1 WO 2010146904A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
lens
led
light emitting
sheet
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/054306
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
香織 山本
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US13/376,395 priority Critical patent/US20120081614A1/en
Priority to CN2010800264245A priority patent/CN102460746A/zh
Publication of WO2010146904A1 publication Critical patent/WO2010146904A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
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    • G—PHYSICS
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    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
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    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
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    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

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).
  • a lens 124 that transmits light from the LED 122 mounted on the mounting substrate 121 is attached (at least the LED 122 and the lens 124 are connected).
  • the light is converged by the lens 124 and travels along a relatively vertical direction. As a result, the illuminance in front view of the backlight light from the backlight unit is improved.
  • the dot-and-dash circular image represents the light that has passed through the lens 124. Further, an image divided by a dotted-line circle is included in the inside of the one-dot-chain circular image.
  • illuminance [lumen] of these areas ar1, ar2, ar3 is ln1, ln2, ln3, the relationship between them is lm1> lm2> lm3 (note that the maximum value of illuminance is lm1, lm2, lm3) Normalized, lm1> 68%, 64% ⁇ lm2 ⁇ 68%, 50% ⁇ lm3 ⁇ 64%).
  • the wider the range of bright illuminance the better, so that the light from the backlight unit (backlight) does not include unevenness in the amount of light.
  • the area ar1 having the highest illuminance ln1 in the image of FIG. 20 is better as much as possible (however, this is only one index for suppressing unevenness in the amount of light, and naturally other indexes exist) To do).
  • the area ar1 is a small part of the entire illuminance range and is relatively small. That is, in the backlight unit that uses light passing through the hemispherical lens 124, the illuminance in the front view is improved, but the unevenness of the light amount cannot be prevented.
  • 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 illuminance range of comparatively high illumination intensity for light quantity nonuniformity suppression.
  • the light emitting module is interposed between the light emitting element, the mounting substrate on which the light emitting element is mounted, the lens that emits light from the light emitting element from the lens surface, and from the back surface of the lens surface to the mounting substrate.
  • a first reflective sheet having a reflective surface facing the back surface.
  • the light reflected from the back surface of the lens is reflected by the reflecting surface of the first reflecting sheet and travels back to the back surface of the lens. Therefore, it is avoided that the light reflected by the back surface of the lens is absorbed by the mounting substrate, or is reflected by the mounting substrate and does not enter the back surface of the lens. That is, the light from the light emitting element is emitted through the lens without loss. As a result, the illuminance of the entire illuminance range by the light emitting module increases.
  • the reflection surface of the first reflection sheet is a Lambertian scattering surface.
  • Lambertian scattering occurs on a reflecting surface, the scattered light travels in various directions. For this reason, for example, a situation in which light traveling in a specific direction travels outside the back surface of the lens, such as Gaussian scattering, is less likely to occur, and most of the light traveling in various directions due to Lambert scattering returns to the back surface of the lens. Proceed to. Therefore, the light of the light emitting element is reliably emitted through the lens without loss.
  • the back surface of the lens surface be a Lambertian scattering surface.
  • the Lambert scattering surface is preferably a textured surface or a coating surface coated with scattering particles. Further, although there are various degrees of roughness on the Lambertian scattering surface, for example, the surface roughness [Ra] is preferably 400 nm or more from the viewpoint of enhancing the light scattering property.
  • the lens is a diffusion lens.
  • the light transmitted through the diffusing lens diffuses, and thus the light from the light emitting module is less likely to include light amount unevenness.
  • the light emitting module emits light from the light emitting element without losing light from the light emitting element, so that the illuminance of the entire illuminance range by the lighting device increases.
  • the second reflecting sheet is disposed between the lenses and the reflectance of the second reflecting sheet is 97% or more. If it is in this way, it will become difficult for the light from a light emitting module to contain the dark part corresponding between lenses, and it will become difficult to contain light quantity nonuniformity in the light from the illuminating device.
  • a display device including a lighting device and a display panel (for example, a liquid crystal display panel) that receives light from the lighting device can produce a high-quality image without unevenness in light amount due to an increase in illuminance of the lighting device.
  • a display panel for example, a liquid crystal display panel
  • a television receiver is an example of a device on which such a display device is mounted.
  • the reflection sheet is interposed between the lens and the mounting substrate, so that light of the light emitting element is emitted through the lens without loss.
  • the illuminance of the entire illuminance range by the light emitting module increases.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an LED module.
  • FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of the LED module (note that the cross-sectional direction is the direction of arrow A-A ′ in FIG. 1). These are the exploded top views of a LED module. These are side views of an LED module. These are the image images which show the light radiate
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a simulation apparatus. These are images showing the illuminance distribution of light (Gaussian scattered light) emitted through two lenses. These are explanatory drawings explaining Gaussian scattering. These are explanatory drawings explaining Lambert scattering. These are the graphs which measured the Lambertian scattered light.
  • 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.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a conventional backlight unit. These are the image images which show the light radiate
  • FIG. 17 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. 16 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display device (display device) 69.
  • the 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.
  • FIGS. 1 to 4 are shown in FIGS. 1 to 4 in addition to FIG. 1 is a partial perspective view of FIG. 16, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 3 is an exploded plan view illustrating various members shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of FIG.
  • a built-in reflective sheet 11 to be described later may be illustrated by a one-dot chain line, and a member positioned at the end of the broken line arrow covers a member on the root side of the broken line arrow.
  • a built-in reflection sheet 11 and a large-format reflection sheet 42 described later are omitted for convenience.
  • the LED module MJ includes a mounting substrate 21, an LED (Light Emitting Diode) 22, a lens 24, and a built-in reflection sheet (first reflection sheet) 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.
  • the two types of mounting boards 21 are also arranged in the crossing (orthogonal) direction.
  • 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 built-in reflective sheet 11 is a sheet having a reflective surface (built-in reflective surface) 11U, and is attached with the back surface of the reflective surface 11U facing the mounting surface 21U of the mounting board 21 (for details on the built-in reflective surface 11U). Will be described later). Since the built-in reflective sheet 11 includes the LED opening 11HL for exposing the LED 22 to the built-in reflective surface 11U, light from the LED 22 is not blocked.
  • the built-in reflection sheet 11 includes a leg opening 11HF for allowing a leg 24F of the lens 24 to be described later to pass therethrough so as not to hinder the connection between the lens 24 covering the lens and the mounting substrate 21. That is, the built-in reflective sheet 11 is covered with the lens 24 and thus interposed between the lens 24 and the mounting substrate 21.
  • the built-in reflection sheet 11 prevents the mounting surface 21U of the mounting substrate 21 from being exposed through the passage opening 42H for allowing the lens 24 formed on the large-format reflection sheet 42 to pass therethrough.
  • the large reflective sheet 42 includes a passage opening 42H that is larger than the outer diameter of the lens 24 in order to expose the lens 24 to its own large reflective surface 42U. Then, when the lens 24 is exposed on the large reflective surface 42U of the large reflective sheet 42, a gap is generated between the outer edge 24E of the lens 24 and the inner edge of the passage opening 42H, and the mounting surface 21U of the mounting substrate 21 is formed from the gap. May be exposed. Therefore, the built-in reflection sheet 11 has a shape that borders the outer edge 24E of the lens 24 (an outer shape that surrounds the outer edge 24E), for example, a circle as shown in FIG.
  • the lens 24 overlaps the built-in reflective surface 11U of the built-in reflective sheet 11, receives light from the LED 22, and transmits (emits) the light. More specifically, as shown in FIG. 2, the lens 24 has an accommodation recess DH that can accommodate the LED 22 on the back surface 24B (light receiving surface) side of the lens surface 24S, and aligns the position of the accommodation recess DH and the LED 22. The LED 22 exposed from the built-in reflection sheet 11 is covered. Then, the LED 22 is embedded in the lens 24, and the light from the LED 22 is reliably supplied into the lens 24. And most of the supplied light is emitted to the outside through the lens surface 24S.
  • the lens surface 24S includes a recessed hole 24D in which a part of the lens surface 24S that overlaps the housing recess DH (that is, the LED 22) is recessed, as shown in FIGS. 1 to 4, for example.
  • a curved surface divided by the depression hole 24D is generated on the lens surface 24S, and the light passing through the lens surface 24S is compared to the light passing through the lens surface without any depression hole, Do not concentrate light with relatively strong light intensity at one point.
  • the lens 24 can be said to be a diffusing lens.
  • the light from the LED 22 covered by the depression hole 24D is guided in a radial direction around the depression hole 24D by the lens surface 24S surrounding the depression hole 24D (see the image image in FIG. 5).
  • the material for the lens 24 is not particularly limited, and examples thereof include acrylic resin (an acrylic resin having a refractive index nd of 1.49 to 1.50).
  • the attachment of the lens 24 and the mounting substrate 21 is not particularly limited.
  • a leg portion 24F that protrudes away from the lens surface 24S is formed on the outer edge 24E of the lens 24, and the mounting surface 21U and the leg portion 24F are, for example, an adhesive (not shown).
  • the built-in reflective sheet 11 interposed between the lens 24 and the mounting substrate 21 has a leg opening 11HF through which the leg 24F passes).
  • the backlight chassis 41 is, for example, a box-shaped 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 (second reflective sheet) 42 is an optical sheet having a reflective surface 42U, and covers a 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 is aligned with the position of the lens 24 of the LED module MJ, and exposes the lens 24 from the reflective surface 42U (note that the above-described rivets and support pins are not exposed). There should be holes).
  • the lens 24 travels toward the bottom surface 41B side of the backlight chassis 41, it is reflected by the reflective surface 42U of the large-sized 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 diffusion plate 43 preferably has a transmittance of 52% or more and 60% or less. This is because such a diffusing plate 43 can diffuse while appropriately transmitting light and suppress unevenness in the amount of light.
  • 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.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the simulation device 79.
  • This simulation device 79 includes an experimental unit 71 and a photographing camera 73.
  • the experimental unit 71 has an LED module MJ that includes two lenses 24 in a box 72 that includes an opening and a reflecting surface that has a reflectance of about 97% on the bottom surface and a reflecting surface that has a reflectance of approximately 100% on the inner wall. Is installed. Furthermore, the experiment unit 71 arranges the diffusion plate 43 in the opening of the box 72, thereby allowing the light from the LED module MJ to pass through the diffusion plate 43.
  • the photographing camera 73 measures the illuminance on the surface of the diffusion plate 43 by photographing the diffusion plate 43. Specifically, as shown in FIG. 7, an image that can identify the illuminance level for each area in two dimensions is taken.
  • an image showing two circles is obtained by the photographing camera 73.
  • This circular image represents the light that has passed through the lens 24.
  • a circular line shows the boundary line of the illumination intensity range with a height difference.
  • the image in FIG. 7 includes an area AR1 surrounded only by a dotted line, and an area AR2 other than that (area surrounded by a one-dot chain line frame excluding the dotted line area) AR2.
  • the LED module MJ showing the illuminance image as shown in FIG. 7 includes an LED 22, a mounting substrate 21 on which the LED 22 is mounted, a lens 24 for emitting light from the LED 22 from the lens surface 24S, and a mounting substrate from the back surface 24B of the lens surface 24S. And a built-in reflection sheet 11 having a built-in reflection surface 11U facing the back surface 24B of the lens surface 24S.
  • Gaussian scattering as shown in FIG. 8 occurs in the built-in reflective surface 11U of the built-in reflective sheet 11.
  • the light reflected by the back surface 24B of the lens 24 is further reflected by the built-in reflective surface 11U, reaches the back surface 24B of the lens 24, and enters the inside of the lens 24.
  • the light reflected by the back surface 24B of the lens 24 is not absorbed by, for example, the mounting surface 21U or reflected by the mounting surface 21U and does not enter the back surface 24B of the lens 24. . That is, the light from the LED 22 is emitted through the lens 24 without loss.
  • the area AR1 indicating the illuminance LN1 increases, and the illuminance of the entire illuminance range by the LED module MJ increases (in addition, FIG. 20 is given as an example of low illuminance of the entire illuminance range). .
  • the light emitted from the LED module MJ is less likely to include light amount unevenness.
  • the illuminance of the backlight unit 49 on which such an LED module MJ is mounted is also increased, and as a result, the light of the backlight unit 49 is less likely to include unevenness in the amount of light.
  • the image quality of the liquid crystal display device 69 equipped with such a backlight unit 49 is also improved (in short, the liquid crystal display device 69 can display an image that does not include unevenness in the amount of light).
  • the reflection that occurs on the built-in reflective surface 11U of the built-in reflective sheet 11 can be considered other than Gaussian scattering.
  • the built-in reflective surface 11U may be subjected to texture processing to cause Lambertian scattering of light (in short, the built-in reflective surface 11U may be a completely diffuse reflective surface).
  • FIG. 10 is a measurement result of a light distribution measurement system ⁇ Spectral Discoloration Color Difference Meter GC5000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. ⁇ .
  • FIG. 10 is a polar coordinate graph, in which the horizontal axis is an angle [unit; °], and the normal direction size (vertical axis) is an illuminance [unit: lumen].
  • the shape surrounded by the graph line indicates the reflection state of the light reflected at the incident point. Then, it can be seen from FIG. 10 that in the case of Lambert scattering, light is reflected (scattered) in various directions.
  • the area AR1 indicating the illuminance LN1 is increased compared to the illuminance image of FIG.
  • the illuminance of the entire illuminance range by MJ is further increased.
  • the number of optical sheets for preventing unevenness in the amount of light included in the backlight unit 49 may be reduced (in short, the backlight unit 49 Cost and the backlight unit 49 also becomes thin).
  • the built-in reflective surface 11U for Lambertian scattering includes a texture pattern
  • the method of forming the texture pattern is not particularly limited.
  • the embossed pattern may be formed by various methods such as masking, roll transfer, or extrusion.
  • beads that scatter light may be coated on the built-in reflective surface 11U. That is, even if the built-in reflective surface 11U is a coated surface coated with beads, it is sufficient to cause Lambert scattering.
  • the surface roughness [Ra] of the built-in reflective surface 11U having such a rough surface is 400 nm or more.
  • a rough surface formed by embossing or the like may be formed on the back surface 24B of the lens 24. In this case, the light incident directly on the back surface 24B of the lens 24 is scattered from the LED 22.
  • the built-in reflective surface 11U of the built-in reflective sheet 11 may be a Lambertian scattering surface or a Gaussian scattering surface.
  • another part of the light diffused in various directions proceeds as shown in the optical path diagram of FIG. That is, a part of the light that has reached the back surface 24B of the lens 24 (a dashed-dotted arrow) enters the lens 24 as it is while being scattered.
  • the light of the LED 22 is reliably emitted through the lens 24 without loss, and the illuminance of the entire illuminance range by the LED module MJ is further increased.
  • Such a scattering state has been confirmed as a relatively good result by verification using, for example, optical analysis software SPEOS manufactured by OPTIS ⁇ Asia & Pacific.
  • the large reflective sheet 42 has a reflectance of 97% or more.
  • the luminance in the vicinity immediately above the lens 24 corresponds to the luminance in the vicinity immediately above the lens 24. Compared to, it will not be too low.
  • the luminance curve Lp indicates the luminance of light from the LED module MJ covered by the large-format reflection sheet 42 having a reflectance of 97%.
  • the luminance curve Lc indicates the luminance of light from the LED module MJ when the large-format reflection sheet 42 is not covered (note that the maximum luminance in the luminance curves Lp and Lc is approximately the same).
  • the difference between the luminance near the lens 24 in the luminance curve Lp and the luminance near the lens 24 between the lenses 24 is the lens on the luminance curve Lc. This is smaller than the difference between the luminance in the vicinity immediately above 24 and the luminance in the vicinity immediately above between the lenses 24.
  • the magnitude of the luminance difference indicates whether or not the light from the backlight unit 49 includes light amount unevenness (in short, the light amount unevenness occurs when the luminance difference is large). Then, the light from the backlight unit 49 on which the LED module MJ when not covering the large-format reflection sheet 42 includes light amount unevenness, but the LED covered with the large-format reflection sheet 42 having a reflectivity of 97%. The light from the backlight unit 49 on which the module MJ is mounted does not include light amount unevenness. That is, it can be said that it is desirable that the large-size reflection sheet 42 having a reflectance of 97% is mounted on the backlight unit 49.
  • the shape (outer shape) of the built-in reflective sheet 11 is not limited to a circle as shown in FIG.
  • the internal reflection sheet 11 having a rectangular outer shape may be used.
  • the built-in reflective sheet 11 may have a substantially rectangular outer shape and include a slit ST for avoiding contact between the LED 22 and the lens leg 24F.
  • the built-in reflective sheet 11 shown in FIG. 15 has three cuts ST on one side of the rectangular outer shape. And, one notch ST1 at the center of the three parallel parts sandwiches the LED 22 and one leg 24F of the lens 24, and the remaining two notches ST2 and ST3 are each one. Designed to sandwich the leg 24F.
  • the built-in reflection sheet 11 After the lens 24 is attached to the mounting substrate 21, the built-in reflection sheet 11 is moved along the mounting surface 21U, so that the mounting surface 21U and the back surface 24B of the lens 24 are obtained.
  • the built-in reflection sheet 11 fits between the two. Therefore, the degree of freedom in assembling the LED module MJ increases. Further, the built-in reflective sheet 11 can be removed from the LED module MJ once completed (rework becomes possible).
  • the light guide plate is omitted, and the LED directly enters the optical sheet (such as a diffusion plate).
  • the optical sheet such as a diffusion plate.
  • the distance from the LED to the diffusion plate should be long.
  • the lens 24 including the lens surface 24S having the recessed hole 24D covers each LED 22, the light from the LED 22 is sufficiently diffused before reaching the diffusion plate 43.
  • Backlight does not include unevenness in the amount of light.
  • the distance between the LED 22 and the diffusion plate 43 may be relatively short (in short, the backlight unit 49 is relatively thin, and the liquid crystal display device 69 on which the backlight unit 49 is mounted is also likely to be thin).
  • the driving heat of the LED 22 tends to be confined in a narrow space called the accommodation recess DH of the lens 24 (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 backlight unit 49 capable of maintaining the light intensity over a long period of time at a low cost is completed.
  • 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.

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Abstract

　ＬＥＤモジュール（ＭＪ）は、ＬＥＤ（２２）、ＬＥＤ（２２）を実装する実装基板（２１）、ＬＥＤ（２２）からの光をレンズ面（２４Ｓ）から出射させるレンズ（２４）、レンズ面（２４Ｓ）の背面（２４Ｂ）から実装基板（２１）に至るまでの間に介在し、レンズ面（２４Ｓ）の背面（２４Ｂ）に対面する内蔵反射面（１１Ｕ）を有する内蔵反射シート（１１）と、を含む。

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。
　さらに、この特許文献１に記載のバックライトユニットでは、図１８に示すように、実装基板１２１に実装されたＬＥＤ１２２からの光を透過させるレンズ１２４が取り付けられる（なお、少なくともＬＥＤ１２２とレンズ１２４とを含むモジュールを発光モジュールｍｊと称する）。このようになっていると、図１９のイメージ画像に示すように、光は、レンズ１２４によって収斂され、比較的鉛直方向に沿うように進む。これによって、バックライトユニットからのバックライト光の正面視の照度が向上する。
特開２００８－４１５４６号公報
　ところで、撮影カメラで、２つのＬＥＤ１２２の正面からの照度を撮影すると、図２０に示すような画像が得られる（なお、この撮影では、撮影カメラとレンズ１２４との間に拡散板が介在し、その拡散板を撮影している）。
　この画像では、一点鎖線の円形の画像はレンズ１２４を経た光を表す。さらに、この一点鎖線の円形画像の内部には、点線の円形で区分けされる画像が含まれる。
　これらの円形の線は、高低差のある照度範囲の境界線を示す。すると、図２０の画像は、照度に応じた複数の範囲を含む。そこで、点線のみで囲まれる領域をａｒ１、点線と一点鎖線とで囲まれる領域をａｒ２、点線、一点鎖線で囲まれていないその他の領域をａｒ３とする。そして、これら領域ａｒ１、ａｒ２、ａｒ３の照度[lumen]を、ｌｎ１、ｌｎ２、ｌｎ３とすると、それらの関係は、ｌｍ１＞ｌｍ２＞ｌｍ３となる（なお、照度の最高値でｌｍ１・ｌｍ２・ｌｍ３を規格化すると、ｌｍ１＞６８％、６４％＜ｌｍ２≦６８％、５０％＜ｌｍ３≦６４％、である）。
　通常、バックライトユニットからの光（バックライト光）に、光量ムラが含まれないようにするには、明るい照度の範囲が広ければ広いほどよい。すると、図２０の画像にて、最も高い照度ｌｎ１の領域ａｒ１が、極力広いほどよいといえる（ただし、これは、光量ムラを抑えるための１つの指標にすぎず、当然、その他の指標も存在する）。
　しかしながら、図２０の画像から明らかなように、領域ａｒ１は、全照度範囲におけるわずかな一部であり、比較的小さい。つまり、半球状のレンズ１２４を通過する光を用いるバックライトユニットでは、正面視の照度は向上するものの、光量ムラを防止できない。
　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、光量ムラ抑制のために、比較的高照度の照度範囲を確保できる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、レンズ面の背面から実装基板に至るまでの間に介在し、レンズ面の背面に対面する反射面を有する第１反射シートと、を含む。
　このようになっていると、レンズの背面で反射した光が、第１反射シートの反射面によって反射し、レンズの背面に戻るように進行する。そのため、レンズの背面で反射した光が、実装基板に吸収されたり、実装基板で反射してレンズの背面に入射しなかったり、ということが回避される。つまり、発光素子の光が損失することなくレンズを介して出射される。その結果、発光モジュールによる照度範囲全体の照度が高まる。
　また、第１反射シートの反射面は、ランバート散乱面であると望ましい。通常、ランバート散乱が、反射面で生じた場合、その散乱した光は種々方向に進行する。そのため、例えばガウス散乱のように、特定方向に進行する光がレンズの背面外に進行するような事態が起きにくくなり、ランバート散乱による種々方向に進行する光のほとんどが、レンズの背面に戻るように進行する。そのため、確実に、発光素子の光が損失することなくレンズを介して出射される。
　また、レンズ面の背面が、ランバート散乱面であると望ましい。このようになっていると、レンズ内部に入射する光が種々方向に進行する。そのため、レンズからの光に光量ムラが含まれにくい。
　なお、ランバート散乱面は、シボ加工面または散乱粒子でコーティングされたコーティング面であると望ましい。また、ランバート散乱面における粗さの度合いは、種々あるが、光の散乱性の高める点から、例えば、面粗度［Ｒａ］が４００ｎｍ以上であると望ましい。
　また、レンズが、拡散レンズであると望ましい。このようになっていると、拡散レンズを透過する光は拡散するので、発光モジュールからの光に光量ムラが含まれにくくなる。
　また、以上の発光モジュールを含む照明装置であれば、その発光モジュールが、発光素子からの光を損失させることなく、レンズ面から出射させるので、照明装置による照度範囲全体の照度が高まる。
　なお、このような照明装置では、レンズ同士の間には、第２反射シートが配置され、その第２反射シートの反射率が、９７％以上であると望ましい。このようになっていると、発光モジュールからの光に、レンズ同士の間対応する暗部が含まれにくくなり、その照明装置からの光に光量ムラが含まれにくくなる。
　さらに、照明装置と、その照明装置からの光を受ける表示パネル（例えば、液晶表示パネル）とを含む表示装置は、照明装置の照度の高まりに起因して、光量ムラのない高品質な画像を提供する（なお、このような表示装置を搭載する装置としては、テレビ受像装置が一例として挙げられる）。
　本発明の発光モジュールによると、反射シートがレンズと実装基板との間に介在することで、発光素子の光が損失することなくレンズを介して出射される。その結果、発光モジュールによる照度範囲全体の照度が高まる。
は、ＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 は、ＬＥＤモジュールの分解断面図である（なお、断面方向は、図１のＡ－Ａ’線矢視方向である）。 は、ＬＥＤモジュールの分解平面図である。 は、ＬＥＤモジュールの側面図である。 は、図１のＬＥＤモジュールから出射する光を示すイメージ画像である。 は、シミュレーション装置の概略斜視図である。 は、２個のレンズを介して出射する光（ガウス散乱光）の照度分布を示す画像である。 は、ガウス散乱を説明する説明図である。 は、ランバート散乱を説明する説明図である。 は、ランバート散乱した光を測定したグラフである。 は、内蔵反射シートでの反射光を示す光路図である。 は、２個のレンズを介して出射する光（ランバート散乱光）の照度分布を示す画像である。 は、レンズの背面での散乱を示す光路図である。 は、レンズの位置と輝度とを対比させた説明図である。 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、従来のバックライトユニットにおける分解斜視図である。 は、従来のＬＥＤモジュールから出射する光を示すイメージ画像である。 は、図１９に示されるＬＥＤモジュールにおいて、２個のレンズを介して出射する光の照度分布を示す画像である。
　［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。
　図１７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１６は、液晶表示装置（表示装置）６９を示す分解斜視図である。図１６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１６に加えて、図１～図４に示される。図１は図１６の部分斜視図であり、図２は図１のＡ－Ａ’線矢視断面である。また、図３は図１に示される種々部材を図示した分解平面図であり、図４は図３の側面図である。なお、図３では、便宜上、後述の内蔵反射シート１１を一点鎖線で図示する場合があり、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。また、図４では、後述の内蔵反射シート１１および大判反射シート４２は、便宜上、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、レンズ２４、および内蔵反射シート（第１反射シート）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。
　なお、図１６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は並ぶ。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。
　内蔵反射シート１１は、反射面（内蔵反射面）１１Ｕを有するシートであり、その反射面１１Ｕの裏面を実装基板２１の実装面２１Ｕに向けて取り付けられる（なお、内蔵反射面１１Ｕについての詳細は後述する）。なお、内蔵反射シート１１は、ＬＥＤ２２を内蔵反射面１１Ｕに露出させるためのＬＥＤ用開孔１１ＨＬを含むので、ＬＥＤ２２からの光を遮ることはない。
　また、内蔵反射シート１１は、自身に覆い被さるレンズ２４と実装基板２１との接続の障害にならないように、後述するレンズ２４の脚部２４Ｆを通過させるための脚部用開孔１１ＨＦを含む。つまり、この内蔵反射シート１１は、レンズ２４に覆われることで、そのレンズ２４と実装基板２１との間に介在する。そして、この内蔵反射シート１１は、大判反射シート４２に形成されたレンズ２４を通過させるための通過開孔４２Ｈから実装基板２１の実装面２１Ｕの露出を防ぐ。
　詳説すると、大判反射シート４２は、レンズ２４を、自身の大判反射面４２Ｕに露出させるために、レンズ２４の外径よりも大きな通過開孔４２Ｈを含む。すると、レンズ２４が大判反射シート４２の大判反射面４２Ｕに露出した場合、レンズ２４の外縁２４Ｅと通過開孔４２Ｈの内縁との間に隙間が生じ、その隙間から、実装基板２１の実装面２１Ｕが露出するおそれがある。そこで、内蔵反射シート１１は、レンズ２４の外縁２４Ｅを縁取るような形（外縁２４Ｅを囲めるような外形）、例えば図１に示すような円形になる。
　レンズ２４は、内蔵反射シート１１の内蔵反射面１１Ｕに重なり、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２４は、図２に示すように、レンズ面２４Ｓの背面２４Ｂ（受光面）側にＬＥＤ２２を収容可能な収容窪みＤＨを有し、その収容窪みＤＨとＬＥＤ２２との位置を合わせつつ、内蔵反射シート１１から露出するＬＥＤ２２に覆い被さる。すると、レンズ２４の内部に、ＬＥＤ２２が埋め込まれ、ＬＥＤ２２からの光が、確実に、レンズ２４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２４Ｓを介して外部に出射する。
　なお、レンズ面２４Ｓは、例えば図１～図４に示すように、収容窪みＤＨ（すなわちＬＥＤ２２）に重なるレンズ面２４Ｓの一部を陥没させた陥没孔２４Ｄを含む。このようになっていると、陥没孔２４Ｄを境に分けられた曲面がレンズ面２４Ｓに生じ、そのレンズ面２４Ｓを通過する光は、全く陥没孔の無いレンズ面を通過する光に比べて、比較的光強度の強い光を一点に集中させない。
　つまり、この陥没孔２４Ｄを囲むレンズ面２４Ｓの曲面は、陥没孔の無いレンズ面の曲面に比べて、強い曲率を有するので、ＬＥＤ２２の光を陥没孔２４Ｄの直上付近に集めることなく拡散させる（したがって、レンズ２４は拡散レンズといえる）。その結果、陥没孔２４Ｄに覆われるＬＥＤ２２からの光は、陥没孔２４Ｄを囲むレンズ面２４Ｓによって、陥没孔２４Ｄを中心とする放射方向に導かれる（図５のイメージ画像参照）。
　また、レンズ２４となる材料は特に限定されるものではないが、例えば、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）。また、レンズ２４と実装基板２１との取り付けは特に限定されるものではない。例えば、図１に示すように、レンズ２４の外縁２４Ｅに、レンズ面２４Ｓから乖離するように突出する脚部２４Ｆが形成され、実装面２１Ｕと脚部２４Ｆとが、例えば接着剤（不図示）で接着させられるとよい（なお、レンズ２４と実装基板２１との間に介在する内蔵反射シート１１には、脚部２４Ｆを通過させる脚部用開孔１１ＨＦが形成されている）。
　バックライトシャーシ４１は、図１６に示すように、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（第２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２４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２４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２４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。なお、拡散板４３は、５２％以上６０％以下の透過率を有していると望ましい。なぜなら、このような拡散板４３であれば、光を適度に透過させつつ拡散でき、光量ムラを抑えられるためである。
　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、ＬＥＤモジュールＭＪにおけるレンズ２４から発せられる光の照度について詳説する。図６は、シミュレーション装置７９の概略図である。このシミュレーション装置７９は、実験ユニット７１と撮影カメラ７３とを含む。
　実験ユニット７１は、底面を９７％程度の反射率を有する反射面、内壁をほぼ１００％の反射率を有する反射面とし、さらに開口を含むボックス７２に、２個のレンズ２４を含むＬＥＤモジュールＭＪを搭載する。さらに、実験ユニット７１は、ボックス７２の開口に拡散板４３を配置させることで、その拡散板４３にＬＥＤモジュールＭＪからの光を透過させる。
　撮影カメラ７３は、拡散板４３を撮影することで、その拡散板４３の面上の照度を測定する。具体的には、図７に示すように、２次元で照度の高低をエリア毎に識別可能な画像が撮影される。
　この図７に示すように、２つの円形（点線の円形）を示す画像が撮影カメラ７３によって得られる。この円形の画像はレンズ２４を経た光を表す。そして、円形の線は、高低差のある照度範囲の境界線を示す。すると、図７の画像は、点線のみで囲まれる領域ＡＲ１と、それ以外の領域（点線領域を除く一点鎖線枠で囲まれる領域）ＡＲ２とを含む。そして、これら領域ＡＲ１、ＡＲ２の照度[lumen]を、ＬＮ１、ＬＮ２、とすると、それらの関係は、ＬＮ１＞ＬＮ２となる（なお、照度の最高値でＬＮ１・ＬＮ２を規格化すると、ＬＮ１＞８８％、７５％＜ＬＮ２≦８８％である）。
　この図７に示されるような照度画像を示すＬＥＤモジュールＭＪは、ＬＥＤ２２、ＬＥＤ２２を実装する実装基板２１、ＬＥＤ２２からの光をレンズ面２４Ｓから出射させるレンズ２４、レンズ面２４Ｓの背面２４Ｂから実装基板２１に至るまでの間に介在し、レンズ面２４Ｓの背面２４Ｂに対面する内蔵反射面１１Ｕを有する内蔵反射シート１１と、を含む。
　そして、このようなＬＥＤモジュールＭＪでは、内蔵反射シート１１の内蔵反射面１１Ｕにて、図８に示すようなガウス散乱が生じる。このようなガウス散乱が生じる場合、レンズ２４の背面２４Ｂで反射した光が、内蔵反射面１１Ｕでさらに反射し、レンズ２４の背面２４Ｂに到達してレンズ２４の内部に入射する。
　したがって、このＬＥＤモジュールＭＪでは、レンズ２４の背面２４Ｂで反射した光が、例えば実装面２１Ｕに吸収されたり、実装面２１Ｕで反射してレンズ２４の背面２４Ｂに入射しなかったり、ということにならない。つまり、ＬＥＤ２２の光が損失することなくレンズ２４を介して出射される。その結果、図７に示すように、照度ＬＮ１を示す領域ＡＲ１が増大し、ＬＥＤモジュールＭＪによる照度範囲全体の照度が高まる（なお、照度範囲全体の照度の低い例として、図２０が挙げられる）。すると、ＬＥＤモジュールＭＪから発せられる光に、光量ムラが含まれにくくなる。
　また、このようなＬＥＤモジュールＭＪを搭載するバックライトユニット４９の照度も高まり、それに起因して、バックライトユニット４９の光も光量ムラを含みにくくなる。さらに、このようなバックライトユニット４９を搭載する液晶表示装置６９の画像品質も向上する（要は、液晶表示装置６９は、光量ムラを含まない画像を表示できる）。
　ところで、内蔵反射シート１１の内蔵反射面１１Ｕにて生じる反射は、ガウス散乱以外も考えられる。例えば、内蔵反射面１１Ｕが、シボ加工されることで、光をランバート散乱させてもよい（要は、内蔵反射面１１Ｕが完全拡散反射面になってもよい）。
　ランバート散乱とは、ガウス散乱の説明図である図８とは異なり、図９の説明図に示すように、特定方向のみに光を反射させない。これは、配光測定システム｛（株）日本電色工業社製の分光式変角色差計ＧＣ５０００｝の測定結果である図１０からも明らかである。
　なお、図１０は、極座標グラフで、横軸を角度［単位；°］とし、法線方向の大きさ（縦軸）を照度［単位；lumen］とする。そして、グラフ線に囲まれる形状が、入射点にて反射した光の反射状態を示す。すると、この図１０から、ランバート散乱の場合、種々方向に光が反射（散乱）していることがわかる。
　そして、このようなランバート散乱が内蔵反射シート１１の内蔵反射面１１Ｕで生じる場合、図１１の光路図に示すような現象が生じる。すなわち、内蔵反射面１１Ｕに到達した光（一点鎖線矢印）が、拡散し、その拡散するほとんどの光（点線矢印参照）が、レンズ２４の背面２４Ｂに入射して、レンズ２４の内部に進入する。
　このようになっていると、ガウス散乱とは異なり、光の損失（ＬＥＤ２２からの光がレンズ２４に入射する割合が低下すること）が生じにくい。なぜなら、ガウス散乱の場合、内蔵反射面１１Ｕでの反射光が、特定方向に進行して、レンズ２４の背面２４Ｂに到達しない場合も多々あるが、ランバート散乱の場合、内蔵反射面１１Ｕでの反射光が種々方向に進行するので、レンズ２４の背面２４Ｂに到達しない光量が微量になるからである。
　その結果、図１２に示すように、内蔵反射面１１Ｕをランバート散乱させるようにしたＬＥＤモジュールＭＪの照度画像は、図７の照度画像に比べて、照度ＬＮ１を示す領域ＡＲ１が増大し、ＬＥＤモジュールＭＪによる照度範囲全体の照度が一層高まる。
　以上を踏まえると、図１２および図７に示すように、ＬＥＤモジュールＭＪによる照度範囲全体の照度が高まり、かつほぼ均一化されている場合、それに起因して、バックライトユニット４９からのバックライト光の照度も高まり、かつ均一化される。そのため、バックライトユニットからの光に光量ムラが含まれない。
　また、ＬＥＤモジュールＭＪから出射する光自体が光量ムラを抑制されているので、バックライトユニット４９に含む光量ムラ防止のための光学シートの枚数を減らしてもかまわない（要は、バックライトユニット４９のコストが下がり、かつ、バックライトユニット４９も薄型になる）。
　ところで、ランバート散乱させる内蔵反射面１１Ｕはシボパターンを含むが、そのシボパターンの形成（シボ加工）の方法は、特に限定されるわけではない。例えば、マスキング、ロール転写、または押し出し加工等の種々の方法で、シボパターンが形成されていてもよい。
　また、シボ加工以外にも、光を散乱させるビーズ（散乱粒子）を、内蔵反射面１１Ｕ上にコーティングしてもよい。つまり、内蔵反射面１１Ｕがビーズでコーティングされたコーティング面であってもランバート散乱を生じさせるのであればよい。なお、このような粗面になった内蔵反射面１１Ｕにおける面粗度［Ｒａ］は、４００ｎｍ以上である。
　また、シボ加工等によって形成される粗面（ランバート散乱面）は、レンズ２４の背面２４Ｂに形成されていてもよい。このようになっていると、ＬＥＤ２２から、直接、レンズ２４の背面２４Ｂに入射した光が散乱する。
　そのため、その種々方向に散乱した光の一部が、内蔵反射シート１１の内蔵反射面１１Ｕに入射したとしても、ほとんどの光がレンズ２４の背面２４Ｂに戻って、レンズ２４の内部に進入する（なお、この場合、内蔵反射面１１Ｕがランバート散乱面であっても、ガウス散乱面であってもよい）。また、種々方向に拡散した光の別の一部は、図１３の光路図に示すようにも進行する。すなわち、レンズ２４の背面２４Ｂに到達した光の一部（一点鎖線矢印）が、散乱しつつ、そのままレンズ２４の内部に進入する。
　その結果、ＬＥＤ２２の光が損失することなくレンズ２４を介して確実に出射し、ＬＥＤモジュールＭＪによる照度範囲全体の照度が一層高まる。なお、このような散乱状態は、例えば、（株）OPTIS Asia&Pacific社製の光学解析ソフトＳＰＥＯＳを用いた検証で、比較的良好な結果として確認されている。
　［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、大判反射シート４２は、９７％以上の反射率を有していると望ましい。このようになっていると、レンズ２４の位置と、輝度曲線Ｌｐ・Ｌｃとを併記した図１４に示すように、レンズ２４の間に対応する直上付近の輝度が、レンズ２４の直上付近の輝度に比べて、過度に低くならない。
　詳説すると、輝度曲線Ｌｐは、９７％の反射率を有する大判反射シート４２の被さったＬＥＤモジュールＭＪからの光の輝度を示す。輝度曲線Ｌｃは、大判反射シート４２の被さっていない場合のＬＥＤモジュールＭＪからの光の輝度を示す（なお、輝度曲線Ｌｐ・Ｌｃにおける最高輝度はほぼ同値とする）。すると、図１４の輝度曲線Ｌｃと輝度曲線Ｌｐとからわかるように、輝度曲線Ｌｐにおけるレンズ２４の直上付近の輝度とレンズ２４同士の間の直上付近の輝度との差は、輝度曲線Ｌｃにおけるレンズ２４の直上付近の輝度とレンズ２４同士の間の直上付近の輝度との差に比べて小さい。
　このような輝度差の大小は、バックライトユニット４９からの光に光量ムラが含まれるか否かを示す（要は、輝度差が大きいと、光量ムラが発生する）。すると、大判反射シート４２の被さっていない場合のＬＥＤモジュールＭＪを搭載するバックライトユニット４９からの光には、光量ムラが含まれるものの、９７％の反射率を有する大判反射シート４２の被さったＬＥＤモジュールＭＪを搭載するバックライトユニット４９からの光には、光量ムラが含まれないことになる。つまり、バックライトユニット４９には、９７％の反射率を有する大判反射シート４２が搭載されていると望ましいといえる。
　ところで、内蔵反射シート１１の形状（外形）は、図３に示されるような円形に限定されるわけではない。例えば、矩形状の外形を有した内蔵反射シート１１であってもかまわない。また、図１５に示すように、内蔵反射シート１１は、外形をほぼ矩形状にし、ＬＥＤ２２とレンズの脚部２４Ｆとの接触を避けるためのスリットＳＴを含んでいてもよい。
　詳説すると、図１５に示される内蔵反射シート１１は、矩形状の外形における一辺に３本の切れ込みＳＴを入れている。そして、この並列する３本のうちの中心の１本の切れ込みＳＴ１は、ＬＥＤ２２を挟むとともにレンズ２４の１本の脚部２４Ｆを挟み、残りの２本の切れ込みＳＴ２・ＳＴ３は各々、１本の脚部２４Ｆを挟むように設計される。
　このような内蔵反射シート１１であると、実装基板２１に、レンズ２４が取り付けられた後に、実装面２１Ｕに沿うよう内蔵反射シート１１が移動されることで、実装面２１Ｕとレンズ２４の背面２４Ｂとの間に、その内蔵反射シート１１が収まる。そのため、ＬＥＤモジュールＭＪの組み立ての自由度が増す。また、一旦完成したＬＥＤモジュールＭＪから、内蔵反射シート１１の取り外しが可能になる（リワークが可能になる）。
　また、通常、直下型方式のバックライトユニットでは、導光板が省略され、ＬＥＤが、直接、光学シート（拡散板等）に光を入射させる。ただし、その光は光学シートに到達するまでにある程度広がらなければ、その光学シートを経て出射する場合に、光量ムラを含むことになる。したがって、ＬＥＤから拡散板までの距離は長い方がよい。
　しかしながら、陥没孔２４Ｄを有するレンズ面２４Ｓを含んだレンズ２４が、各々ＬＥＤ２２を覆う場合、ＬＥＤ２２からの光は、拡散板４３に到達する前に、十分に拡散するので、バックライトユニット４９からのバックライ光に光量ムラが含まれない。その上、ＬＥＤ２２と拡散板４３までの距離も比較的短くてよい（要は、比較的薄型なバックライトユニット４９になり、それを搭載する液晶表示装置６９も薄型になりやすい）。
　ただし、図１６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２４で覆われる。そのため、そのＬＥＤ２２の駆動熱は、レンズ２４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、図１に示すようなレンズ２４の脚部２４Ｆによって、レンズ２４の背面２４Ｂと実装面２１Ｕとに隙間が生じると、ＬＥＤ２２の駆動熱は、レンズ２４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。そのため、低コストでありながら、光強度を長時間にわたって維持できるバックライトユニット４９が完成する。
　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。
　　　　１１　　　　内蔵反射シート（第１反射シート）
　　　　１１Ｕ　　　内蔵反射面（反射面）
　　　　１１Ｆ　　　脚部
　　　　１１ＨＬ　　ＬＥＤ用開孔
　　　　１１ＨＦ　　脚部用開孔
　　　　ＳＴ　　　　切れ込み
　　　　２４　　　　レンズ
　　　　２４Ｅ　　　レンズの外縁
　　　　２４Ｓ　　　レンズ面
　　　　２４Ｂ　　　レンズ面の背面
　　　　２４Ｄ　　　陥没孔
　　　　２１　　　　実装基板
　　　　２１Ｕ　　　実装面
　　　　２２　　　　ＬＥＤ（発光素子、光源）
　　　　２３　　　　内蔵反射シート
　　　　ＭＪ　　　　ＬＥＤモジュール（発光モジュール）
　　　　４１　　　　バックライトシャーシ
　　　　４２　　　　大判反射シート（第２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）
　　　　７１　　　　実験ユニット
　　　　７３　　　　撮影カメラ
　　　　７９　　　　シミュレーション装置
　　　　８９　　　　液晶テレビ（テレビ受像装置）

Claims (11)

  1. 　　発光素子と、
    　　上記発光素子を実装する実装基板と、
    　　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、
    　　上記レンズ面の背面から上記実装基板に至るまでの間に介在し、
    　　上記レンズ面の背面に対面する反射面を有する第１反射シートと、
    を含む発光モジュール。
  2. 　上記第１反射シートの上記反射面は、ランバート散乱面である請求項１に記載の発光モジュール。
  3. 　上記レンズ面の背面が、ランバート散乱面である請求項１または２に記載の発光モジュール。
  4. 　上記ランバート散乱面は、シボ加工面または散乱粒子でコーティングされたコーティング面である請求項２または３に記載の発光モジュール。
  5. 　上記ランバート散乱面における面粗度［Ｒａ］が４００ｎｍ以上である請求項２～４のいずれか１項に記載の発光モジュール。
  6. 　上記レンズが、拡散レンズである請求項１～５のいずれか１項に記載の発光モジュール。
  7. 　請求項１～６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。
  8. 　上記レンズ同士の間には、第２反射シートが配置され、
    　上記第２反射シートの反射率が、９７％以上である請求項７に記載の照明装置。
  9. 　請求項７または８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。
  10. 　上記表示パネルが液晶表示パネルである請求項９に記載の表示装置。
  11. 　請求項９または１０の表示装置を搭載するテレビ受像装置。
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