以下、本発明の線状白色光源について説� ��する。図1は本発明の線状白色光源1の一例� �示した断面図であり、図2は図1に示す線状白 色光源1の発光面側を示した平面図であり、� �3は図1に示す線状白色光源1の非発光面側(裏� ��側)を示した平面図である。なお、図2につ� �ては、内部の様子が見えるように蛍光体層� �省略して図示している。また、図4は図1に示 す線状白色光源1の一部を拡大して示した断� �図である。

 本発明の線状白色光源1は、例えば図1、2� ��示すように、長方形状の基体2を有するもの であり、この基体2上にはその長手方向に沿� �て例えば略正方形状の複数の金属パターン3� ��形成されている。また、各金属パターン3上 には波長330nm以上、410nm以下の紫外光を発生� �る発光ダイオードチップ4(以下、単に発光ダ イオードチップ4と呼ぶ。)が搭載されている� ��

 各発光ダイオードチップ4の下部電極はそ れが搭載される金属パターン3と電気的に接� �されている。また、各発光ダイオードチッ� �4の上部電極はそれらが搭載される金属パタ� ��ン3に隣接する金属パターン3(図1、2におい� �は、各発光ダイオードチップ4が搭載される� ��属パターン3の右側に隣接する金属パターン 3)に導電性ワイヤ5により電気的に接続されて いる。

 なお、基体2の一方の端部側(図1、2中、左 側)に形成される金属パターン3については、� ��えば図2に示すように基体2を表裏方向に貫� �するビア導体6を介して、図3に示すように基 体2の裏面側に形成された電極パッド7に電気� ��に接続されている。

 一方、基体2の他方の端部側(図1、2中、右 側)の金属パターン3については、例えば図2に 示すように略正方形状の一部を欠いた形状と されており、その欠落部分に略正方形状の電 極パッド8が形成されている。そして、この� �極パッド8には当該金属パターン3に搭載され ている発光ダイオードチップ4の上部電極か� �の導電性ワイヤ5が接続されている。さらに� ��電極パッド8は、基体2を表裏方向に貫通す� �ビア導体9を介して、図3に示すように基体2� �裏面側に形成された電極パッド10に電気的に 接続されている。

 また、図1に示すように基体2の金属パタ� �ン3や発光ダイオードチップ4が搭載された側 には、これら金属パターン3や発光ダイオー� �チップ4のほぼ全体を覆うように蛍光体層11� �連続的に形成されている。すなわち、蛍光� �層11は複数の発光ダイオードチップ4により� �有されている。この蛍光体層11は、透明樹脂 に赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および青 色発光蛍光体が含有されたものである。

 このような本発明の線状白色光源1につい ては、線状に配置された複数の発光ダイオー ドチップ4が各金属パターン3や導電性ワイヤ5 を介することによって電気的に接続されてい るため、基体2の裏面側に形成されている電� �パッド7と電極パッド10とを電源に接続する� �とで、各発光ダイオードチップ4から波長330n m以上、410nm以下の紫外光を発生させることが できる。

 また、蛍光体層11には赤色発光蛍光体、� �色発光蛍光体および青色発光蛍光体が含ま� �ているため、発光ダイオードチップ4から発� ��された波長330nm以上、410nm以下の紫外光によ り励起されて赤色光、緑色光および青色光が 発光され、これらの混色により線状白色光源 1全体として白色光を得ることができる。

 本発明の線状白色光源1については、特に 複数の発光ダイオードチップ4を線状に配置� �ると共に、これら複数の発光ダイオードチ� �プ4の全体を覆うように連続して蛍光体層11� �設けることで、発光面における輝度ムラを� �制しやすくなると共に、線状白色光源1の製� ��性を向上させることができる。また、この� ��うな線状白色光源1については、その形状等 が従来の冷陰極管等と類似しているため、従 来の冷陰極管等を用いた照明やバックライト 等において新たな光学設計をすることなく好 適に用いることができる。

 このような本発明の線状白色光源1におけ る基体2は、例えば酸化アルミニウム質焼結� �、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質� �結体、ガラスセラミックス等のセラミック� �、またはシリカ等のガラス絶縁体からなる� �のである。基体2は、熱膨張係数が発光ダイ� ��ードチップ4の熱膨張係数と同程度のもので あれば好ましい。また、熱伝導性の観点から は、窒化アルミニウム質焼結体からなるもの であればより好ましい。窒化アルミニウム質 焼結体であれば熱伝導率200W/m・K以上の焼結� �を提供できる。

 金属パターン3は、各発光ダイオードチッ プ4への電力の供給に用いられると共に、反� �層としての役割を有するものである。金属� �ターン3の平面形状は特に限定されるもので� ��ないが、反射層として機能させる観点から� ��面積が広いことが好ましく、例えば図2に示 すような略正方形状のものが広い面積を確保 することができることから好ましい。

 このような金属パターン3については、反射 層として機能する面積を増やす観点や導電性 ワイヤ5による接続を容易にする観点から、� �4に示すような隣接する金属パターン3どうし の間隔(W _M )を極力狭くすることが好ましく、例えば0.2mm 以下とすることが好ましい。隣接する金属パ ターン3どうしの間隔は、例えば0.03mm程度ま� �狭めることができる。

 なお、金属パターン3の個数や形成する位 置については、金属パターン3が発光ダイオ� �ドチップ4を搭載するものであることから、� ��光ダイオードチップ4の個数、配置間隔等に 応じて適宜決定されるものである。

 金属パターン3は、発光ダイオードチップ 4への電力供給手段および反射層として用い� �れることから、例えばAu、Al、Ag、Pt、Tiおよ� ��Niから選ばれる少なくとも1種の金属からな� ��ものとすることが好ましい。なお、金属パ� ��ーン3は必ずしも単層である必要はなく、例 えば基体2との密着性を向上させる観点から� �まず基体2上にTi層を設けその上にAu、Al、Ag� �Pt等の層を設けたものとしてもよい。また、 金属パターン3の表面部分のうち発光ダイオ� �ドチップ4が搭載され、その下部電極と接続� ��れる位置には金パッドが設けられていれば� ��り好ましい。

 また、基体1の発光面側に形成される電極 パッド8や、図3に示すような裏面側に形成さ� ��る電極パッド7、10についても、金属パター� ��3と略同様な金属材料からなるものとするこ とができる。

 本発明に用いられる発光ダイオードチップ4 は波長330nm以上、410nm以下の紫外光を発生す� �ものである。このような発光ダイオードチ� �プ4としては、上記したような波長の紫外光� ��発生させることができるものであれば特に� ��の種類は限定されるものではなく、例えばI n _x Ga _1-x N系をはじめとする公知のものを使用するこ� �ができる。

 発光ダイオードチップ4としては、通常、発 光部面積が0.3mm□以上、0.6mm□以下であるも� �が用いられる。このような発光ダイオード� �ップ4はその複数が基体2の長手方向に略線状 に配置されていれば特にそれらの間隔(W _D )は制限されるものではないが、配置密度の� �上による消費電力の増加等を抑制する観点� �ら、1mm以上とすることが好ましい。ここで� �間隔(W _D )とは、図4に示すように、隣接する発光ダイ� ��ードチップ4の対向する端部どうしの距離で ある。

 本発明では、個々の発光ダイオードチップ4 の上面や側面だけでなく、隣接する発光ダイ オードチップ4どうしの間隔部分にも蛍光体� �11を設けることで、このような1mm以上と比較 的広い間隔(W _D )をあけて発光ダイオードチップ4を設けた場� ��であっても、発光ダイオードチップ4を配置 した部分とそれらの間隔部分との輝度の違い を少なくし、輝度ムラを抑制することが可能 となる。

 なお、隣接する発光ダイオードチップ4どう しの間隔(W _D )は5mm以下とすることが好ましい。本発明で� �隣接する発光ダイオードチップ4どうしの間� ��部分にも蛍光体層11を設けることで輝度ム� �を抑制することが可能となるが、間隔(W _D )が上記値を超える場合、この間隔部分に蛍� �体層11が設けられていても輝度の差が大きく なってしまうため好ましくない。

 また、基体2上に搭載される発光ダイオー ドチップ4の数は2以上であればよいが、従来� ��冷陰極管等の代わりに光源として用いる観� ��等から、ある程度のまとまった個数の発光� ��イオードチップ4が搭載されていることが好 ましく、例えば5個以上の発光ダイオードチ� �プ4が搭載されていることが好ましい。基体2 上に搭載される発光ダイオードチップ4の個� �の上限は必ずしも制限されるものではなく� �基体2の大きさを変更する等して適宜個数を� ��やすことができる。なお、線状白色光源の� ��扱性を考慮するとチップの数は10個以下が� �ましい。

 また、蛍光体層11は透明樹脂に赤色発光� �光体、緑色発光蛍光体および青色発光蛍光� �が含有されたものである。蛍光体層11は、少 なくとも発光ダイオードチップ4が配置され� �部分において、基体2の表面からこの蛍光体� ��11の表面までの高さ(H)が0.5mm以上となってい ることが好ましい。蛍光体層11の高さ(H)が上� ��高さ未満であると、十分な白色光を得られ� ��いおそれがあり好ましくない。また、蛍光� ��層11の高さ(H)が過度に高くなると輝度が低� �するおそれがあり、また製造性も低下する� �とから、2mm以下とすることが好ましい。

 蛍光体層11を構成する透明樹脂としては� �例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリ� �ーン樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる� �

 蛍光体層11を構成する各色蛍光体のうち� �赤色発光蛍光体としては、ピーク波長620nm以 上780nm以下の赤色光を発光する赤色蛍光体粉� ��が用いられる。例えば、下記式(1)で表され� ��組成のユーロピウム付活酸硫化ランタンか� ��なる赤色蛍光体粉末、および下記式(2)で表� ��れる組成を有する赤色蛍光体粉末の少なく� ��も1種が用いられる。

 (La _1-x-y Eu _x M _y ) ₂ O ₂ S  ……(1)
(式中、Mは、Sb、Sm、GaおよびSnから選ばれる� �なくとも1種の元素であり、xおよびyは、0.01& lt;x<0.15、0≦y<0.03を満たす値である。)

 式(1)中、MがSb、Sm、GaおよびSnから選ばれ� ��少なくとも1種の元素であると、赤色蛍光体 粉末の発光効率が高いため好ましい。

 (Sr _x Ca _1-x )SiAlN ₃ :Eu  ……(2)
(式中、xは、0≦x<0.4を満たす値である。)

 式(2)中、xが上記範囲内にあると、赤色蛍 光体粉末からの光の波長域が適切になると共 に、発光効率が高く、波長域と発光効率との バランスがよいため好ましい。xは上記範囲� �で大きくなるほど赤色蛍光体粉末からの光� �短波長化しやすく、上記範囲内で小さくな� �ほど赤色蛍光体粉末の発光効率が高くなり� �すい。

 緑色発光蛍光体としては、ピーク波長490n m~575nmの緑色光を発光する緑色蛍光体粉末が� �いられる。例えば、下記式(3)で表される組� �のユーロピウムマンガン付活アルミン酸塩� �よび下記式(4)で表される組成を有する緑色� �光体粉末の少なくとも1種が用いられる。

 (Ba _1-x-y-z Sr _x Ca _y Eu _z )(Mg _1-u Mn _u )Al ₁₀ O ₁₇   ……(3)
(式中、x、y、zおよびuは、0≦x<0.2、0≦y<0 .1、0.005<z<0.5、0.1<u<0.5を満たす値で� �る。)

 式(3)中、zおよびuがそれぞれ上記範囲内� �あると、緑色蛍光体粉末の発光効率が高い� �め好ましい。xおよびyはそれぞれ上記範囲内 にあると、緑色蛍光体粉末の寿命と輝度のバ ランスがよいため好ましい。xが0.2以上であ� �と緑色蛍光体粉末の寿命が低下するおそれ� �あり、xが0であると緑色蛍光体粉末からの光 の短波長成分が増加し、輝度が低下するおそ れがある。

 (Sr _2-x-y-z-u Ba _x Mg _y Eu _z Mn _u )SiO ₄   ……(4)
(式中、x、y、zおよびuは、0.1<x<0.4、0.005&l t;y<0.21、0.05<z<0.3、0.001<u<0.04を満た す値である。)

 式(4)中、xが上記範囲内にあると、緑色蛍 光体粉末からの光の波長がバックライト用に 適するため好ましい。xは上記範囲内で大き� �なるほど、緑色蛍光体粉末からの光の波長� �短波長化しバックライト用により適するよ� �になる。また、yが上記範囲内にあると、緑� ��蛍光体粉末中でMnの固溶が十分に行われる� �め好ましい。さらに、zが上記範囲内にある� ��、緑色蛍光体粉末の発光効率が高いため好� ��しい。また、uが上記範囲内にあると、緑色 蛍光体粉末からの光の波長がバックライト用 に適するため好ましい。

 青色発光蛍光体としては、ピーク波長430n m~460nmの青色光を発光する青色蛍光体粉末が� �いられる。例えば、下記式(5)で表される組� �を有する青色蛍光体粉末が用いられる。

 (Sr _1-x-y-z Ba _x Ca _y Eu _z ) ₅ (PO ₄ ) ₃ Cl  ……(5)
(式中、x、yおよびzは、0≦x<0.5、0≦y<0.1� �0.005<z<0.1を満たす値である。)

 式(5)中、xおよびyがそれぞれ上記範囲内� �あると、青色蛍光体粉末からの光の波長が� �ックライト用途の白色光源に適するため好� �しい。xおよびyはそれぞれ上記範囲内で小さ くなるほど、青色蛍光体粉末からの光のスペ クトル幅が狭くなるため白色光源がバックラ イト用途により適するようになる。また、z� �上記範囲内にあると、青色蛍光体粉末の発� �効率が高いため好ましい。

 上記した蛍光体以外でも、赤色発光蛍光� ��として、例えばEu付活酸硫化イットリウム� �光体、CuおよびMn付活硫化亜鉛蛍光体、緑色� ��光蛍光体として、例えばCuおよびAl付活硫化 亜鉛蛍光体、青色発光蛍光体として、例えば Eu付活アルミン酸塩蛍光体、Eu付活アルカリ� �類ケイ酸塩、Eu・Mn付活アルカリ土類マグネ� ��ウムケイ酸塩等を使用しても、白色光源と� ��て良好な色再現性、輝度特性を示す。

 蛍光体層11中の蛍光体の含有量は20~70質量 %が好ましい。含有量が20質量%未満では蛍光� �量が足りなくなる恐れがあり、一方、70質量 %を超えると各色の蛍光体同士を均一に混合� �ることが困難になるおそれがある。また、� �光体の含有量が90質量%を超えると発光ダイ� �ードからの光が蛍光体層中に均一に伝わら� �いおそれがある。また、蛍光体量の調整に� �り輝度ムラを50%以上と向上させることがで� �る。

 このような本発明の線状白色光源1によれ ば輝度を向上させつつ、輝度ムラを抑制する ことができる。例えば、発光面における効率 を20lm/W以上としつつ、輝度ムラを1%以上と抑� ��することができる。

 ここで、輝度ムラとは、線状白色光源1の 発光面における輝度の最大値に対する最小値 の割合(=(輝度の最小値/輝度の最大値)×100[%])� ��ある。従って、この輝度ムラの値が100%に近 ければ近いほど、線状白色光源1の発光面に� �ける部分毎の輝度差が少ないこととなり、� �度ムラが抑制されていることになる。なお� �輝度の測定は各発光ダイオードチップ4が搭� ��されている部分と、隣接する発光ダイオー� ��チップ4の各中間部分において行われ、それ らのうちの最も低い輝度を輝度の最小値とし 、最も高い輝度を輝度の最大値とする。

 以上、本発明の線状白色光源1について説 明したが、本発明の線状白色光源1は必ずし� �図1等に示されるようなものに限られず、例� ��ば図1に示すようなものを1単位として、図5� ��示すように3単位を線状に配置したものであ ってもよい。この場合、隣接する単位どうし は一方の単位の電極パッド10と隣接する他方� ��単位部分の電極パッド7とが各種の電気的接 続手段12によって接続される。なお、図5にお いては3単位を接続した例を示したが、接続� �る単位数は必ずしもこのような単位数に限� �れるものではない。

 また、本発明の線状白色光源1については 、例えば図4に示すように、蛍光体層11の表面 が平坦上であるものの他、例えば図6に示す� �うに、発光ダイオードチップ4が搭載されて� ��る部分の蛍光体層11が凸部状で高さが高く� �っており、隣接する発光ダイオードチップ4� ��うしの間隔部分の蛍光体層11が凹部状で高� �が低くなっていても構わない。このように� �ることで、例えば光取り出し効率に優れた� �状白色光源1とすることができる。

 この場合、基体2の表面から蛍光体層11の凸� ��表面までの高さ(凸部高さ(H _H ))に対する基体2の表面から蛍光体層11の凹部� ��面までの高さ(凹部高さ(H _L ))の比(=(凹部高さ(H _L )/凸部高さ(H _H ))×100[%])が50%以上となっていることが好まし� ��。高さの比が上記値未満となると、隣接す� ��発光ダイオードチップ4どうしの間隔部分に おける蛍光体層11の高さが低すぎることとな� ��、輝度ムラを抑制する効果等が十分でなく� ��るおそれがあり好ましくない。なお、凸部� ��さ(H _H )は1mm以上、2mm以下とすることが好ましい。

 次に、本発明の線状白色光源1の製造方法 について説明する。まず、基体2上に例えば� �正方形状の複数の金属パターン3を形成する� ��基体2上へ金属パターン3を形成する方法は� �に制限されるものではなく、公知のメタラ� �ズ方法を用いて形成することができる。な� �、金属パターン3の平面形状、形成数等は、� ��光ダイオードチップ4の搭載数に応じて適宜 決定される。

 さらに、各金属パターン3上には、Au,Pb/Sn� ��Au/Sn、Au/Ge、Au/Sn/Ge、Au/Pb/SnまたはCu/Pb/Snのよ うな周知の共融金属を用いて発光ダイオード チップ4を接合、搭載した後、各発光ダイオ� �ドチップ4の上面電極とその発光ダイオード� ��ップ4が搭載されている金属パターン3に隣� �する金属パターン3とを導電性ワイヤ5により 接続する。

 その後、この金属パターン3や発光ダイオ ードチップ4が搭載された基体2上に蛍光体層1 1を形成する。すなわち、まず蛍光体層11を形 成するために用いられる樹脂組成物(以下、� �に樹脂組成物と呼ぶ。)として、アクリル樹� ��、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂あるいは� ��リイミド樹脂等の透明樹脂に、赤色発光蛍� ��体、緑色発光蛍光体および青色発光蛍光体� ��混合、分散させたものを用意する。

 そして、この樹脂組成物を例えばディス� ��ンサに注入し、金属パターン3や発光ダイオ ードチップ4が搭載された基体2の一方の端部� ��から他方の端部側に向かってディスペンサ� ��ら樹脂組成物を吐出させながら移動させる� ��とにより塗布した後、これを硬化させて蛍� ��体層11を連続的に形成する。

 一方、蛍光体層11を形成する他の方法と� �て、例えば図7に示すように、型枠20内に上� �したような樹脂組成物21を充填しておき、金 属パターン3や発光ダイオードチップ4が搭載� ��れた基体2をこの金属パターン3や発光ダイ� �ードチップ4が搭載された側を型枠20側に向� �て型枠20内に挿入し、その状態で樹脂組成物 21を硬化させることによっても蛍光体層11を� �続的に形成することができる。

 また、図6に示すような表面に凹凸がある 蛍光体層11を形成する場合には、図8に示すよ うな内側底部に凹凸部を有する型枠22を用い� ��その内部に上記したような樹脂組成物21を� �填しておき、金属パターン3や発光ダイオー� ��チップ4が搭載された基体2をこの金属パタ� �ン3や発光ダイオードチップ4が搭載された側 を型枠22側に向けて型枠22内に挿入し、その� �態で樹脂組成物21を硬化させる。

 ここで、型枠22の内側底部は、発光ダイ� �ードチップ4に対向する部分が凹部とされて� ��るため、図6に示すように、最終的に得られ る線状白色光源1において発光ダイオードチ� �プ4が搭載された部分の蛍光体層11が凸状と� �り、隣接する発光ダイオードチップ4どうし� ��間隔部分の蛍光体層11が凹状となる。

 このような本発明の線状白色光源1はバッ クライトの光源として好適に用いられる。特 に、本発明の発光装置1は線状であり、従来� �冷陰極管等と形状が類似しているため、従� �の冷陰極管等を用いた照明やバックライト� �において新たな光学設計をすることなく好� �に用いることができる。

 図9は本発明のバックライトの一例として 、サイドライト型バックライト30を示したも� ��である。サイドライト型バックライト30は� �として線状白色光源1と導光板31とからなる� �のである。導光板31は一方の側面である入射 面32側から他方の側面にかけて徐々に厚さが� ��少する略板状のものであり、この入射面32� �本発明の線状白色光源1が配置されている。� ��た、導光板31の発光面とは反対側には反射� �33が設けられている。

 また、本発明の液晶表示装置はこのよう� ��バックライトを用いて製造されるものであ� ��。図10は、本発明の液晶表示装置40の一例を 示したものであり、その光源として上記した ような本発明のサイドライト型バックライト 30を用いたものである。本発明の線状白色光� ��は発光ダイオードを用いているにも関わら� ��輝度ムラの改善された線状光源を提供でき� ��のでサイドライト型バックライトに適用し� ��としてもCCFLに用いていた導光板をそのまま 適用できるので導光板の設計変更を行わなく て済む。

 液晶表示装置40は、例えば表示手段とし� �の平板状の液晶パネル41と、この液晶パネル 41を背面から照明するサイドライト型バック� ��イト30とからなるものである。液晶パネル41 は、例えば2枚の偏光板の間に、それぞれ透� �電極を形成したガラス板であるアレイ基板� �カラーフィルタ基板とを対向して配置し、� �れらアレイ基板とカラーフィルタ基板との� �に液晶を注入して液晶層が構成されたもの� �ある。カラーフィルタ基板には、各画素に� �応して赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタ� �形成されている。