CN102301499A - 发光装置、面光源以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

擂钵型发光装置(50)具备基板(20)、贴合至基板(20)的LED芯片(25)、覆盖LED芯片(25)的波长转换部(40)、拥有至少4个面以及正对于基板(20)的天花板面(10a)的透镜；所述4个面各含有相对于基板(20)竖立的平面，且以包围LED芯片(25)的方式配置在四方；在所述天花板面(10a)处形成有凹状的凹陷部。

Description

发光装置、面光源以及显示装置
技术领域
本发明涉及具备使出射光照向预定方向的封装体的发光装置、由多个该发光装置排列而成的面光源以及具备该面光源的显示装置。
背景技术
目前，有一种具备了由LED(发光二极管)等光源排列而成的面光源的液晶显示装置，所述面光源用作从液晶显示面板的背面进行照射的背光灯。与需要使用导光板的边光型背光灯不同，不使用导光板而从背面照射液晶显示面板的背光灯被称为直下型背光灯。
关于直下型背光灯中使用的光源，为了降低成本，其技术课题在于降低光源数以及提高配光特性。目前，已报告有几例相关技术文献，该些技术文献中的光源虽然不是用于液晶显示面板的背光灯光源，但文献中记载有配光特性的几个改善例。
在专利文献1中，作为现有技术，记载了一例包含了LED芯片38、拥有垂直侧壁35的透镜32、漏斗状顶面37的LED封装包30(图20)。
LED封装包30中存在供光在LED封装包30内行进的2种主要光路。沿第1光路P1行进的光优选是从LED芯片38发出，并以不越过顶面37的方式前进的光。顶面37实现了内部全反射(TIR)，从而使光按照与纵轴几乎构成90度的角度，穿过侧壁35并射出。沿第2光路P2行进的光是从LED芯片38起，以对应内部全反射的角度射向侧壁35的光，或是来自侧壁35的反射光，其中，以远不垂直于纵轴的角度从LED封装包30射出的光从侧壁35射出。沿第2光路P2行进的光会带来恶影响，其会限制从侧壁35获取光的效率。
LED封装包30的技术例子的目的在于从侧壁35效率性地获取光，但这与后述的本申请的目的并不完全相同。此外，关于拥有垂直侧壁35的透镜32以及漏斗状的顶面37，也没有详细说明。
专利文献2与专利文献1同样涉及了LED，其揭示了一种具有广指向性的面安装LED。另外，在专利文献3中揭示了能够用在铁道信号灯、交通信号灯、大型显示面板、汽车尾灯等中的光源以及导光体、平面发光装置。
(现有技术文献)
专利文献1：日本国专利申请公开，“特开2003-008081号公报”；2003年1月10日公开。
专利文献2：日本国专利申请公开，“特开2002-344027号公报”；2002年11月29日公开。
专利文献3：日本国专利授权公告，“特许3715635号”；2005年9月2日授权。
发明内容
以上的现有文献虽然对具有广指向性的封装树脂透镜的结构进行了说明，但并未揭示作为配置在液晶显示装置的显示面板背面的背光灯装置中的光源，使用具有何种配光特性的发光装置为佳。尤其未揭示在平行于发光装置基板的观测面上形成何种发光图案为佳。本发明的发明者们通过详尽研讨后发现，通过在与发光装置的基板相平行的观测面上形成近乎矩形的照射形状，便能够实现既可抑制照度不均、色度不均，又可实现薄型化的面光源装置。此外，通过本发明的结构，能够在组装面光源时极容易对单个的发光装置进行组合。若能够实现此类发光装置，则局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置的控制便能够一跃变简单。
然而，到目前为止，在本领域中，要稳定获得具有该特殊照射形状的发光装置即具有矩形照射形状的发光装置，通常认为是非常困难的。
本发明是鉴于上述的问题而研发的，目的在于提供一种即使实现了薄型化，照度不均、色度不均也很少的显示装置，以及提供一种具备适于该显示装置的结构的发光装置、以及面光源。
另外，本发明的目的在于提供一种发光照射形状在平行于基板的观测面上为近乎矩形的发光装置来作为适于上述显示装置的发光装置。还在于提供一种能够稳定获得该照射形状的发光装置构造。
再之，本发明的目的在于提供一种适于局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置的、具有近乎矩形的照射形状的发光装置。
为解决上述的问题，本发明的发光装置的特征在于：具备基板、贴合至所述基板的半导体发光元件、覆盖所述半导体发光元件的透镜；所述透镜具备相对于所述基板竖立的4个面以及与所述基板正对的天花板面；所述4个面以包围所述半导体发光元件的方式配置在四方；在所述天花板面形成有凹状的凹陷部；通过该发光装置的发光，在平行于所述基板的观测面上形成顶点部分带有弧形的矩形样照射形状的等高线。
根据上述发明，上述发光装置具备位于上述封装体的中央部的上述凹陷部，因此能够在平行于上述基板的观测面上形成矩形的照射形状。因此，能够提供一种与要求在薄型化后仍能减少照度不均、色度不均的显示装置相适的发光装置。
另外，由于上述发光装置的照射形状为矩形照射形状，因此上述发光装置适合用在局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置中。
为解决上述的问题，本发明的发光装置的特征在于：包含有基板、贴合至所述基板的半导体发光元件、覆盖所述半导体发光元件的透镜；所述透镜具备相对于所述基板竖立的4个面；所述4个面以包围所述透镜的方式配置在四方；在所述透镜的正对所述基板的天花板侧，在所述基板侧持有顶点的两个楔形的槽按照在对角方向上连接所述4个面所形成的4条交线的形式进行交叉；通过该发光装置的发光，在平行于所述基板的观测面上形成顶点部分带有弧形的矩形样照射形状的等高线。
根据上述发明，在上述发光装置中，上述楔形的两个槽按照在对角方向上连接上述4个面所形成的4条交线的形式，进行交叉。因此能够在平行于上述基板的观察面上形成矩形的照射形状。
因此，能够提供一种与要求在薄型化后仍能减少照度不均、色度不均的显示装置相适的发光装置。
另外，在本发明的显示装置中，具备面光源以及显示面板；所述面光源从背面照射所述显示面板；所述面光源通过在安装基板上配置多个在发光时拥有矩形样照射形状的发光装置而构成，其中，所述矩形样照射形状的顶点部分带有弧形；所述显示面板按照每一区域来改变光透率；通过所述各发光装置发光时的照射形状的重叠，所述面光源在所述显示面板上形成面状的照射形状。由此，能够提供一种与要求在薄型化后仍能减少照度不均、色度不均的显示装置相适的发光装置。
(发明的效果)
本发明的发光装置的结构为：具备基板、贴合至所述基板的半导体发光元件、覆盖所述半导体发光元件的封装体、拥有相对所述基板竖立的4个面以及正对于所述基板的天花板面的透镜；所述4个面以包围所述半导体发光元件的方式配置在四方；在所述天花板面形成有凹状的凹陷部；通过所述发光装置的发光，在平行于所述基板的观测面上形成顶点部分带有弧形的矩形样照射形状的等高线。
另外，本发明的发光装置的结构为：具备基板、贴合至所述基板的半导体发光元件、覆盖所述半导体发光元件的封装体；所述封装体兼作为拥有相对所述基板竖立的4个面以及正对于所述基板的天花板面的透镜；在所述天花板面形成有凹状的凹陷部；通过所述发光装置的发光，在平行于所述基板的观测面上形成顶点部分带有弧形的矩形样照射形状的等高线。
从而本发明的效果在于：能够提供一种与要求在薄型化后仍能减少照度不均、色度不均的显示装置相适的发光装置。
附图说明
图1是本发明实施方式的擂钵型发光装置的说明图，其中(a)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的俯视图，(b)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的正面图，(c)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的侧面图。
图2是本发明实施方式的擂钵型发光装置的说明图，其中(a)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的内部构造的俯视图，(b)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的内部构造的正面图，(c)是本发明实施方式的擂钵型发光装置中的中央间隔区域以及顶点的俯视图，(d)是在本发明实施方式的擂钵型发光装置中，一个LED  片被贴合在基板与主轴相交的位置上时的俯视图，(e)是表示本发明实施方式的擂钵型发光装置中的封装体兼用透镜的优选高度的正面图。
图3是本发明实施方式的擂钵型发光装置的说明图，其中(a)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的内部构造的俯视图，(b)及(c)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的LED芯片周边的放大图，(d)是配置有3个长方形LED芯片时的例子的俯视图，(e)是配置有4个长方形LED芯片时的例子的俯视图。
图4是本发明实施方式的擂钵型发光装置的说明图，其中(a)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的内部构造的俯视图，(b)～(d)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的LED芯片周边的放大图。
图5是本发明实施方式的擂钵型发光装置的说明图，其中(a)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的内部构造的俯视图，(b)及(c)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的LED  片周边的放大图。
图6是表示本发明实施方式的擂钵型发光装置的配光特性、照射形状、照射形状评价方法的图，其中(a)是以三维方式表示本发明实施方式的擂钵型发光装置的配光特性的模拟图，(b)是表示本发明实施方式的擂钵型发光装置的照射形状的模拟图，(c)是表示本发明实施方式的擂钵型发光装置的照射形状评价方法的图。
图7是表示穹窿型发光装置的形状、配光特性、照射形状的图，其中(a)是穹窿型发光装置的斜视图，(b)是以三维方式表示穹窿型发光装置的配光特性的模拟图，(c)是表示穹窿型发光装置的照射形状的模拟图。
图8是表示四叶片型发光装置的形状的图，其中(a)是四叶片型发光装置的俯视图，(b)是四叶片型发光装置的正面图，(c)是四叶片型发光装置的侧面图。
图9是表示四叶片型发光装置的配光特性以及照射形状的图，其中(a)是以三维方式表示四叶片型发光装置的配光特性的模拟图，(b)是表示四叶片型发光装置的照射形状的模拟图。
图10是表示本发明实施方式的面光源的示意图，是表示擂钵型发光装置的照射形状以及擂钵型发光装置的排列图案的图，其中(a)是本发明实施方式的面光源的侧面图，(b)是表示本发明实施方式的擂钵型发光装置与照射形状之间的对应关系的示意图，(c)是本发明实施方式的擂钵型发光装置的配置、以及构成面光源时的照射形状的俯视图。
图11是本发明其他实施方式的楔型发光装置的说明图，其中(a)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的俯视图，(b)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的正面图，(c)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的侧面图。
图12是本发明其他实施方式的楔型发光装置的内部构造的说明图，其中(a)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的内部构造的俯视图，(b)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的内部构造的正面图，(c)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的侧面图，(d)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的长条LED芯片周边的放大图，(e)是在本发明其他实施方式的楔型发光装置中，1个长条LED  片被贴合在V字顶点正下方时的结构的俯视图。
图13是表示本发明其他实施方式的楔型发光装置的配光特性以及照射形状的图，其中(a)是以三维方式表示本发明其他实施方式的楔型发光装置的配光特性的模拟图，(b)是表示本发明其他实施方式的楔型发光装置的照射形状的模拟图。
图14是表示本发明其他实施方式的面光源的示意图，是表示楔型发光装置的排列图案的图，其中(a)是本发明其他实施方式的面光源的侧面图，(b)是表示本发明其他实施方式的楔型发光装置与照射形状之间对应关系的示意图，(c)是本发明其他实施方式的楔型发光装置的配置、以及构成面光源时的照射形状的俯视图。
图15是本发明另一实施方式的发光装置的说明图，其中(a)是本发明另一实施方式的发光装置的内部构造的俯视图，(b)是本发明另一实施方式的发光装置的内部构造的正面图，(c)是本发明另一实施方式的发光装置的LED  片周边的放大图，(d)是在本发明另一实施方式的发光装置中，1个LED  片贴合在V字顶点的正下方时的结构的俯视图。
图16是表示本发明另一实施方式的发光装置的照射形状的图，其中(a)是以三维方式表示本发明另一实施方式的发光装置的配光特性的模拟图，(b)是表示本发明另一实施方式的发光装置的照射形状的模拟图。
图17是本发明另一实施方式的发光装置的说明图，其中(a)是本发明另一实施方式的发光装置的俯视图，(b)是本发明另一实施方式的发光装置的正面图，(c)是本发明另一实施方式的发光装置的侧面图，(d)是从斜45°方向(方向θa)观察本发明另一实施方式的发光装置时的侧面图。
图18是表示本发明另一实施方式的发光装置的照射形状的图，其中(a)是以三维方式表示本发明另一实施方式的发光装置的配光特性的模拟图，(b)是表示本发明另一实施方式的发光装置的照射形状的模拟图。
图19是局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置的示意图，其中(a)是局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置的俯视图，(b)是局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置的沿A-A′线截下的截面图，(c)及(d)是表示显示面板中分割的区域与面光源中分割的区域之间的位置关系的图。
图20是现有技术中的LED封装包的正面图。
图21是追加实施例1的发光装置的顶面图、侧面图。
图22是追加实施例2的发光装置的顶面图、侧面图。
<附图标记说明>
10、61、71 封装体兼用透镜(透镜、封装体)
10a 顶面(天花板面)
10b 斜面
10c 顶点
11 主轴
11a 中心
12 交点
12a、12b 间隔区域
12c 中央间隔区域
13a、13b、13c、13d 侧面
20 基板
24 虚拟正方形
25 LED芯片(半导体发光元件)
40 波长转换部
52 亮部
56 外轮廓面
60 穹窿型发光装置
65 长条LED芯片(半导体发光元件)
70 四叶片型发光装置
72 亮部
74 暗部
58、78 等高线
80 楔型发光装置
80a 峰部
80b 谷部
81a 中心
90、190 发光装置
100、200 面光源
100a、510a 区段
110 安装基板
112 散射板
114 排列轴
50、121～123 擂钵型发光装置
500 液晶显示装置
510 液晶显示面板
512 出口
d 距离
θ 倾角
θc 临界角
具体实施方式
〔实施方式1〕
以下根据图1～图10来说明本发明的一个实施方式。
(发光装置)
图1是用以说明本实施方式1的擂钵型发光装置50的说明图。图1的(a)是本实施方式1的擂钵型发光装置50的俯视图。图1的(b)是本实施方式1的擂钵型发光装置50的正面图。图1的(c)是本实施方式1的擂钵型发光装置50的侧面图。
图2是用以说明本实施方式1的擂钵型发光装置50的说明图。图2的(a)是表示本实施方式1的擂钵型发光装置50的内部构造的俯视图。图2的(b)是表示本实施方式1的擂钵型发光装置50的内部构造的正面图。图2的(c)是表示本实施方式1的擂钵型发光装置50中4个LED芯片12相互间的间隔区域12a及12b、中央间隔区域12c以及顶点10c的俯视图。在图2的(c)中，中央间隔区域12c是间隔区域12a、12b相互重叠的重叠区域，间隔区域12a穿过主轴11与基板20表面之间的交点。如后述那样，间隔区域12a为矩形区域，其长边与俯视时为正方形的基板20的一边相平行，其短边与所述一边相垂直。间隔区域12b相当于是以主轴11为中心，使间隔区域12a旋转90°后的区域。在本例中，基板20上装载的俯视时为矩形的LED芯片的一边沿上述间隔区域12a、12b的任一者的长边配置，间隔区域12a、12b的短边长度相当于是夹着间隔区域12a、12b配置的LED芯片之间的间隔距离。图2的(d)是在本实施方式1的擂钵型发光装置50中，一个LED芯片25贴合在基板20与主轴11相交的位置上时的俯视图。
擂钵型发光装置50在外形上的特征为：覆盖LED芯片12的封装体兼用透镜10具有竖立的4个侧面13a、13b、13c、13d；封装体兼用透镜10在俯视时为四方形，在封装体兼用透镜10的顶面10a处，具有配置在基板20的大致中央部位的呈凹面状的凹陷部。凹面状的凹陷部相当于是以主轴11为中心进行对称旋转而形成的近圆锥形。在此，主轴11是封装体兼用透镜10的形状的中心轴，主轴11与后述的半导体发光元件(以下称LED芯片)25的配置中心轴、照射形状(被照射面的形状)的中心轴相一致。
以下说明擂钵型发光装置50的结构。擂钵型发光装置50具备基板20、贴合在基板20上的LED芯片25、覆盖LED芯片25的波长转换部40、覆盖波长转换部40的封装体兼用透镜10。封装体兼用透镜10直接形成在波长转换部40上，且兼备封装体的功效，因此擂钵型发光装置50实现了小型化且具有足够的强度。但也能够在封装体兼用透镜10与波长转换部40之间设置空隙(此时，透镜10不兼用为封装体)。尤其是，能够利用该空隙的形状来使光折射或调整配光特性。
关于擂钵型发光装置50的典型尺寸，例如基板20的尺寸可以是单边为3.2mm，封装体兼用透镜10的尺寸可以是单边2.8mm×高1.6mm，LED芯片25的尺寸可以是单边0.4mm×高0.1mm。
优选的是，基板20的表面平坦，且基板20由陶瓷、树脂、金属等材料构成，在基板的表面或内部形成有用以向LED芯片25供电的电极(无图示)。LED芯片25为氮化物半导体元件，其发出例如为蓝色的1次光，该1次光在波长400nm以上500nm以下的蓝光波长域内拥有发光峰值。
LED芯片25通过蜡材或粘结剂等而被贴合于基板20上，且LED芯片25表面上的p电极以及n电极通过引线键合而分别与基板20所具备的两个未图示的电极进行电连接。除了上述引线键合法，也能够通过倒装芯片法来将LED芯片25装载至基板上。即，使形成在LED芯片25表面上的p电极、n电极面对基板侧，以将p电极、n电极分别电连结到基板表面上形成的两个电极上。另外，也可以使用在正面和背面分别配置有p电极、n电极的LED芯片，此时，p电极能够通过引线键合来与基板上的电极连接，n电极能够通过导电性贴合材料等来与基板表面上的电极连接。
接着，使用预先散布有荧光体的树脂来覆盖LED芯片25，从而形成波长转换部40。荧光体是吸收LED芯片25所射出的上述1次光后，发出例如为黄光的2次光的物质，其中，该2次光在波长550nm以上600nm以下的黄光波长域内拥有发光峰值。擂钵型发光装置50射出由上述1次光与上述2次光混合而成的白光。
作为荧光体，能够较好地使用例如BOSE(Ba、O、Sr、Si、Eu)荧光体等。除了BOSE，还能够较好地使用SOSE(Sr、Ba、Si、O、Eu)荧光体、YAG(Ce激活钇铝石榴石)荧光体、α塞隆((Ca)、Si、Al、O、N、Eu)荧光体、β塞隆(Si、Al、O、N、Eu)荧光体等。
另外，也可以不用发蓝光的LED芯片25，取而代之使用发光峰值波长为390nm至420nm的紫外(近紫外)光LED芯片，从而能够进一步提高发光效率。
波长转换部40被封装体兼用透镜10所覆盖。封装体兼用透镜10的材料为环氧树脂或氧化硅树脂等能够使出射光透过的材料，其具有使出射光照向规定方向的棱镜功能。另外，作为波长转换部40主材料的树脂可以是与封装体兼用透镜10相同的树脂，也可以是折射率等于或大于封装体兼用透镜10的树脂。
封装体兼用透镜10具有竖立的4个侧面13a、13b、13c、13d，在俯视时，封装体兼用透镜10的外形为四方形。这些侧面近乎平坦，但无需完全平坦。如图1的(b)及(c)所示，该些侧面不与基板垂直，而是上方略向基板的中心倾斜。因此具有在使用模具来成型封装体兼用透镜10时，易于离模的优点。另外，由于光在通过该侧面时会折射，因此通过适宜调整该倾斜，便能够使离发光装置一定距离的平面上的整体照射形状缩小或扩大。因此，侧面13a、13b、13c、13d的倾角是考虑配光范围以及配光分布均匀性来决定的。
封装体兼用透镜10具有平坦的顶面10a，在顶面10a的中心部(优选在主轴11上)，具有由擂钵状(优选圆锥状)的斜面10b构成的凹陷部。斜面10b的形状优选是圆锥形、圆锥台形、多角锥形、多角锥台形。凹陷部的形状无需是以主轴11为中心的轴对称形状，对此也能够作适宜变更，以优化配光特性。各侧面13a、13b、13c、13d相互之间以及各侧面与天花板面10a之间构成平缓连接，这样不但易于生产且可实现连续的照射分布，因此为优选的结构。
用长方体封装树脂即封装体兼用透镜10来覆盖发光部时，存在以下忧患：因在封装体兼用透镜10的外侧面与空气之间的分界面，尤其在空气与构成凹陷部的斜面10b之间的分界面所发生的全反射，光的获取效率有可能会下降。对此，如本实施方式1的擂钵型发光装置50，持有倾斜面且具有相对较大凹面状的凹陷部被配置在封装体兼用透镜10的中央部，并且，封装兼用透镜10的高度被设定成是封装体兼用透镜10的宽度的至少1/3以上，优选为1/2以上，从而能够实现与后述穹窿型发光装置60同等的光获取效率。
在此，如图2的(a)所示，在基板20表面上的用双点划线表示的、以主轴11为中心的虚拟正方形24的各顶点处，共贴合有4个LED芯片25。此时，形成在封装体兼用透镜10的顶面10a处的擂钵状斜面10b的顶点10c处于主轴11上。另外，关于穿过相邻两LED芯片25间的间隔区域12a、12b的中央的、以双点划线表示的2根线PP、QQ，该2根线PP、QQ的交点12也与顶点10c同样，处于主轴11上。即，在图2的(a)所示的俯视下，顶点10c与交点12的位置基本一致。
通过上述的结构，即使LED芯片25的贴合位置在x方向或y方向上稍许发生错位，或，即使在对封装体兼用透镜10进行成型时，擂钵状斜面10b的顶点10c的位置在x方向或y方向上稍许发生错位，顶点10c的俯视时的位置也如图2的(c)所示那样，处于LED芯片间的中央间隔区域12c内，且4个LED芯片25相对擂钵状斜面10b而在周围四方大体均等地配置。由此，相对于包含了线PP、QQ且沿垂直于基板的方向延伸的面，擂钵型发光装置50的配光特性具有稳定且较高的面对称性。
以下参照图2的(b)来具体说明。从截面图来看，擂钵状斜面10b由夹着顶点10c的两个倾斜面构成，因此需要按照各个倾斜面来分别考虑自LED芯片25发出并射入的光的反射状况、折射特性。换而言之，由于两倾斜面的倾斜角度相同，所以与光入射角对应的反射、折射特性也相同，但由于两倾斜面为左右对称，因此需要对左右的差异进行考虑。若LED芯片25以单个的方式配置在上述顶点10c的正下方，那么当LED芯片对着顶点10c发生移位时会发生以下现象：对于正下方存在LED芯片25的中心的擂钵状斜面侧而言，该侧的入射光量会增加，然而对于正下方不存在LED芯片25的中心的擂钵状斜面侧而言，因正下方存在LED芯片25的中心的擂钵状斜面的遮挡，该侧的入射光量会减少，因而两斜面侧的光获取会失衡。另一方面，若在夹着上述顶点10c的两个倾斜面的正下方都配置LED芯片，则配置在一方的倾斜面侧的LED芯片所放出的光很少会成为射向另一方的倾斜面侧的入射光，其几乎不影响另一方。而且，即使位于倾斜面正下方的LED芯片发生左右移位，只要LED芯片的移位不越过上述顶点10c，且斜面10b的倾角被设定为固定值，那么LED芯片放出的光射向一方的斜面的入射角便不会变化，因此两斜面的光获取几乎不会发生失衡。
总结上述的结构而可以说，从截面来看，若不将LED芯片配置在上述顶点10c的正下方，而是将LED芯片各配置在某一方的斜面侧的正下方或两方的斜面侧的正下方，那么即使LED芯片对着上述顶点10c发生了错位，只要该错位不使LED芯片横切上述顶点10c，便很难在发光装置的两斜面间出现光获取的失衡。
考虑上述结构时的前提在于对应LED芯片25的错位也使波长转换部40错位。
在LED芯片25的周围配置有含有颗粒状荧光体的波长转换部40。关于从LED芯片25放出的光，其中一部分光(1次光)被荧光体吸收并由荧光体以各向同性的形式放出波长大于1次光的2次光，其他一部分的光因荧光体而发生散射，或一部分的光既不被荧光体吸收也不被反射，而是透过波长转换部40。从而，荧光体本身便成为了点光源，因此需要考虑其影响。越是靠近各荧光体的LED芯片，以该荧光体为基点的发光或散射便越受来自该LED芯片的光的影响。关于因LED芯片的配置错位而带给光获取的影响，该影响的大致倾向与前述相同。
LED芯片25间的中央间隔区域12c是LED芯片25间的两间隔区域12a与12b相交的区域。
如图2的(d)所示，也可以在基板20与主轴11相交的位置上，贴合一个LED芯片25。此时，关键在于对制造进行严格管理，以使LED芯片25的中心与主轴11相交，从而将光均等地分配向周围四方。因此，稳定生产具有相同配光特性的制品的生产难度便高于图2的(c)所示的将4个LED芯片25均等配置时的情况。
另外，关于擂钵状部位中的顶点10c，由于存在加工精度的问题，理想的顶点的制作较为困难，即较难制作出头端尖锐的形状。在图2的(d)所示的LED芯片25的配置方式中，存在轴方向上发生较大漏光的问题。因而，为了在生产中实现稳定的特性，如图2的(a)所示，尤其优选将LED芯片25配置在偏离开顶点10c的位置上。
在图2中，对配置有4个LED芯片25时的情况进行了说明。图3表示的是配置有3个LED芯片25时的情况。图3是本实施方式1的擂钵型发光装置121的说明图。图3的(a)是本实施方式1的擂钵型发光装置121的内部构造的俯视图。图3的(b)及图3的(c)是本实施方式1的擂钵型发光装置121的LED芯片周边的放大图。LED芯片25的配置方式也可以是图3的(c)所示的配置方式，但图3的(b)所示的配置方式更能实现稳定的配光。因此，在生产中，优选图3的(b)所示的配置方式。
图4是本实施方式1的擂钵型发光装置122的说明图。图4的(a)是本实施方式1的擂钵型发光装置122中LED芯片的配置变形例的内部构造的俯视图，图中搭载有2个LED芯片。图4的(b)～图4的(d)是本实施方式1的擂钵型发光装置122的LED芯片周边的放大图，各表示了图4的(a)以及不同于图4的(a)的LED芯片配置变形例。
在图4的(a)、(b)中，各LED芯片的一边沿间隔区域12b的共通的长边配置，其中间隔区域12b与图2所示的间隔区域12b相同。各LED芯片的垂直于上述一边的另一边分别沿间隔区域12a的两个对向长边配置，且各LED芯片以对向的方式夹着间隔区域12a。
在图4的(c)中，各LED芯片的一边以及垂直于该一边的另一边分别沿间隔区域12a、12b的对向长边，以夹着间隔区域12a、12b的方式配置，且LED芯片沿基板的对角线排列配置，从而以主轴11为中心构成对称配置。
在图4的(d)中，各LED芯片的一边分别沿间隔区域12a的两对向长边以夹着间隔区域12a的方式配置，且各LED芯片的垂直于上述一边的另一边与垂直于间隔区域12a的长边的直线相平行。
并且，各LED芯片的中心处在与穿过主轴11的间隔区域12a的长边相垂直的直线上。
LED芯片25的配置方式可以是图4的(d)所示的配置方式，但如同图2的(b)时所述，图4的(d)以及图4的(c)所示的配置方式更能实现稳定的配光。因此在生产上，图4的(b)以及图4的(c)所示的配置更为优选。
虽然使用了俯视下为正方形的LED芯片，但也可以使用长方形的LED芯片。例如可以按照使各LED芯片的长边方向相互平行的方式来配置各LED芯片，从而来缩小波长转换部40。例如有图3的俯视图(d)所示的配置有3个长方形的LED芯片25的情况，或图3的俯视图(e)所示的配置有4个长方形的LED芯片25的情况。此时，各LED芯片25沿穿过它们中心的直线PP，并排配置。
覆盖LED芯片25的由预先散布有荧光体的透光性树脂构成的波长转换部40的形成尺寸优选为：处在擂钵状部位的由斜面10b所构成的开口部(天花板面与斜面相连的部分)的内侧。由此，能够减少来自波长转换部40的光当中的，即，在LED芯片25所发出的光以及波长转换部40中散布的荧光体所发出的光当中的直接从天花板面10a漏向发光装置正上方的光成分，而增加向斜面10b入射的光成分。从而能够使较多的光被斜面10b反射，并被导向侧面13a～13d，由此能够实现具有后述图6的(a)、(b)所示的广角配光特性的发光装置。
图5是本实施方式1的擂钵型发光装置123的说明图。图5的(a)是本实施方式1的擂钵型发光装置123的内部构造的俯视图。图5的(b)及图5的(c)是本实施方式1的擂钵型发光装置123的LED芯片周边的放大图。LED芯片25的配置方式可以是图5的(c)所示的配置方式，但图5的(b)所示的配置方式更能实现稳定的配光。因此在生产上，图5的(b)所示的配置更为优选。
以上所说明的是擂钵状部位的顶点10c在基板水平方向上的位置情况。
以下使用图2的(b)所示的正面图，对擂钵状部位的顶点10c在基板垂直方向上的位置进行说明。以顶点10c尽可能靠近基板20或LED芯片为佳。通过该方式的配置，能够更有效地利用擂钵状斜面10b，来将LED芯片25发出的光导向竖立在封装体兼用透镜10的周缘部的4个面。从而，从LED芯片25向擂钵状斜面10b看的立体角便得以增大。
但擂钵状部位的顶点10c以不接触到波长转换部40为佳。若顶点10c接触或侵入到含有荧光体的波长转换部40内部，则荧光体的激发光会从该接触或侵入部分漏出，致使轴上的光度增大。
总结以上内容可以说，以擂钵状部位的顶点10c在不接触到波长转换部40的条件范围内尽量靠近基板为佳。
图6是表示本实施方式1的擂钵型发光装置50的配光特性、照射形状、照射形状评价方法的图。图6的(a)是以三维方式表示本实施方式1的擂钵型发光装置50的配光特性的模拟图，在图中，自中心11a至外轮廓面56的距离代表了出射光强度。
图6的(b)是表示本实施方式1的擂钵型发光装置50的照射形状的模拟图。在此，照射形状是如后文所述的、照射到散射板112上时的照射形状，其表示成图中双点划线所示的等高线58。像这样，擂钵型发光装置50的照射形状为非同心圆的非轴对称状，尤其是在散射板112上形成为近乎矩形(以下记述为矩形)的照射形状。换而言之，在对角方向分布有4个亮部。
图6的(c)是表示本实施方式1的擂钵型发光装置50的照射形状评价方法的图。擂钵型发光装置50安装在安装基板110上，散射板112与安装基板110相对置。在由擂钵型发光装置50从背面照射散射板112时，可从散射板112的正面观察到照射形状。
在此，取从安装基板110到散射板112的距离d为18mm来进行观察。
在此，照射形状是指隔着散射板112所观察到的照射形状。另一方面，本实施方式中记载的照射形状的模拟图是指通过模拟所获取的，在光即将射入散射板112前的观测面上的照射形状，其能够视为是隔着散射板112所观察到的照射形状。
图7是出于比较目的，表示穹窿型发光装置的形状、配光特性、照射形状的图。图7的(a)的斜视图所表示的穹窿型发光装置60具备基板20、贴合在基板20上的LED芯片25(未图示)、覆盖LED芯片25的波长转换部40、覆盖波长转换部40的穹窿状封装体61。
图7的(b)是以三维方式表示作为比较例的穹窿型发光装置60的配光特性的模拟图。图7的(c)是表示穹窿型发光装置60的照射形状的模拟图。可以看出，在以三维方式表示的模拟图中，穹窿型发光装置60的配光特性分布成球状，其照射形状为与LED芯片25上方产生的亮部52构成同心圆状。
若对擂钵型发光装置50的照射形状以及穹窿型发光装置60的照射形状进行比较，则擂钵型发光装置50具有：单个发光装置所持的照射域比穹窿型发光装置60广的特征。
图8、图9是出于比较目的，表示四叶片型发光装置70的形状、配光特性、照射形状的图。图8的(a)是四叶片型发光装置70的俯视图。图8的(b)是四叶片型发光装置70的正面图。图8的(c)是四叶片型发光装置70的侧面图。
四叶片型发光装置70具备基板20、贴合于基板20上的4个LED芯片25、覆盖了LED芯片且散布有荧光体颗粒的波长转换部40、覆盖波长转换部40的具有4个峰部80a的块状封装体(封装体兼用透镜)71。如图8的(a)的俯视图所示，从沟状的谷部80b开始，在上下左右形成有4个峰部80a。在图8的(b)所示的正面图，图8的(c)所示的侧面图中也表示有谷部80b。在俯视时，峰部80a朝着四叶片型发光装置70四方的端部，平缓地向下方倾斜，但也可以平坦。
图9的(a)是以三维方式表示作为比较例的四叶片型发光装置70的配光特性的模拟图。图9的(b)是表示四叶片型发光装置70的照射形状的模拟图。图9的(b)中，双点划线所表示的等高线78代表了四叶片型发光装置70的照射形状。等高线78所框围的明亮部分为照度较高的亮部72，分布在亮部72附近的灰暗部分为照度较低的暗部74。
像这样，在四叶片型发光装置70的照射形状中，4个亮部72和4个暗部74分别在峰部80a的上方、谷部80b的上方对应地分布。其结果，与封装体71的形状同样，四叶片型发光装置70的照射形状为对着中心81a的四对称X字形。
通过对擂钵型发光装置50的照射形状以及四叶片型发光装置70的照射形状作比较，可知在四叶片型发光装置70中，光还照射到4个暗部74的形成部分，从而4个暗部74的对应部分变亮，但导致4个亮部72的对应部分的照度相应地下降。其比较结果为，擂钵型发光装置50以四叶片型发光装置70的照射形状中的4个亮部72的部分为顶点，实现了近乎矩形的照射形状。
擂钵型发光装置50的封装体兼用透镜10(擂钵型透镜)虽然兼用于封装LED芯片25和波长转换部40，但也可以将擂钵型透镜从封装体上分离出，安装在一般的LED芯片封装体上。此时，为了提高光的获取效率，优选在封装体与擂钵型透镜之间充填其他的透明树脂。但也可以设置不充填有任何物质的空间。
但为了能简易且精确地进行透镜的对位，并为了能够提高光的获取效率，以及为了能实现透镜和树脂封装的同时制作的简便性，尤其优选擂钵型透镜如本实施方式1所述那样能够兼用为封装体。
擂钵状斜面10b的倾角θ优选比全反射的临界角θc更陡，且优选倾角θ的值大于临界角θc的角度值且小于60°。在此所述的全反射是指在封装树脂与空气的界面上发生的全反射，若封装树脂的折射率为n，则上述全反射的临界角θc可通过arcsin(1/n)来求取。通过将擂钵状斜面10b的倾角设定成θc或设定成θc以上，便能够有效地将LED芯片25的射向轴方向或轴附近方向的强出射光导向竖立在封装体兼用透镜10的周缘部的4个面。穿过该些面的光最终用于构成近乎矩形的照射形状。
另一发明，若倾角θ为60°以上，则从LED芯片25在轴方向上射出的光会在上述斜面发生反射，致使射向顶面10a的光成分增加，如此便无法有效地将光导向竖立在封装体兼用透镜10的周缘部的4个面。因此，即使所获得的照射形状为矩形，也无法得到足够的照射域。另外，由于擂钵状斜面的倾角越陡，凹陷部就越深，从而导致器件变厚，因此，若要覆盖住全部的LED芯片25，便会发生制作困难的问题。
因此，擂钵状斜面10b的倾角θ优选为：大于全反射的临界角θc的角度值，小于60°。使用n＝1.5的典型的树脂时，该临界角θc为41.8度。
关于斜面10b的作用，以上虽然说明了其全反射作用，但光的透射成分也起到重要作用。在LED芯片25或波长转换部40所放出的光中，一部分光会在斜面10b和天花板面10a处直接向LED芯片25或波长转换部40的正上方透射出，或发生稍许的折射后透出。因此主轴11的正上方也有配光，从而具有如图6的(a)、(b)所示的，光从发光装置的主轴11起以宽广的倾角范围广泛射出的配光特性。另外，为了使射向天花板面10a的光折射向LED芯片25或波长转换部40斜上方向，并射出到封装体兼用透镜的外部，优选天花板面10a为光学性平坦面。另外，在截面观察下，斜面无需一定为平面状，也可以是曲面状。
在前述中，说明了以擂钵状部位的顶点10c在不接触到波长转换部40的条件范围内尽量靠近基板为佳。若对这一点以及“擂钵状斜面10b的倾角θ优选大于全反射的临界角θc的角度值且小于60°”同时进行考虑，则封装体兼用透镜10的优选的高度(图2的(e)中的H)上限可对应封装体兼用透镜10的宽W而自然得出。
当尽可能地拓宽了擂钵状斜面10b时，其深度(图2的(e)中的H0)大致为封装体兼用透镜10的宽(图2的(e)中的W)的0.45倍～0.86倍。根据图2的(e)可知，H0通过式子(W×tanθ)/2而定。在此，由于θ的值优选大于临界角θc(当n＝1.5时，θc为41.8)小于60°，所以可以求出H0/W。因此可以说，在H0的值上，累加使擂钵状部位的顶点10c在以不接触波长转换部40的条件范围内尽量靠近基板时的、基板25与顶点10c的间距，从而得到的高度(图2的(e)中的H1)便是封装体兼用透镜10的优选的高度(图2的(e)中的H)上限。
具体为，设想擂钵型发光装置50具有之前所例举的典型尺寸，即，封装体兼用透镜10的一边为2.8mm(相当于图2的(e)中的W)。在此，设想覆盖LED芯片25的波长转换部40的在基板垂直方向上的厚度为0.3mm(图2的(e)中的h1)，并设想从波长转换部40到顶点10c为止的距离(图2的(e)中的h2)为0.1mm。此时，基板25与顶点10c的间距H1为0.4mm，也就是封装体兼用透镜10的宽2.8mm的0.14倍。因而可以说在该典型尺寸的例中，封装体兼用透镜10的优选的高度(图2的(e)中的H)上限处在上述宽的大致0.6倍至1.1倍之间。
(面光源)
图10是本实施方式1的面光源100的示意图，其表示了擂钵型发光装置50的照射形状以及擂钵型发光装置50的排列图案。图10的(a)是面光源100的侧面图。根据图可知，面光源100具备安装基板110、设置在安装基板上的多个擂钵型发光装置50、与安装基板110对置的散射板112。擂钵型发光装置50的出射光照向散射板112的背面，然后被散射板112散射，从而向前方射出面状的光。
图10的(b)是表示擂钵型发光装置50与照射形状之间的对应关系的示意图。在擂钵型发光装置50的封装体兼用透镜10中，在俯视下的中央部，具有擂钵状的斜面10b。散射板112上的照射形状58为：在封装体兼用透镜10的对角方向上持有顶点的近乎矩形。
图10的(c)是表示擂钵型发光装置50的配置以及构成面光源时的照射形状的俯视图。在图中，具有图10的(c)所示的照射形状的擂钵型发光装置50在安装基板110上为正方形矩阵排列。即，如图10的(c)中的双点划线所示，排列轴114彼此相交的格子点是正方形的顶点，擂钵型发光装置50以与各格点对齐的方式排列。如此，若使用照射形状为近乎矩形的擂钵型发光装置50，则通过单纯的正方形矩阵排列便能够得到面内照度均匀性较高的面光源。
另外，擂钵型发光装置50与穹窿型发光装置60相比，每单个的发光装置所持有的照射域较广，因此当使用多个擂钵型发光装置50来构成面光源时，能够减少发光装置的装载数。另外，由于出射光的出射角度广，即，出射光与安装基板110沿水平方向接近，因此能够缩小从安装基板110到散射板112的距离，进而有利于背光灯的薄型化。
另外，与四叶片型发光装置70相比，擂钵型发光装置50的照射形状为近乎矩形，是非常简单的形状。因此，无需如四叶片型发光装置70那样为确保面内的照度均匀性而特别进行使照射形状中的亮部与暗部重叠的排列。
即，既无需对应照射形状来旋转主轴来进行配置，也无需进行“之”字状排列。从而能够大幅地使面光源的设计、制作得以简便化。此外，对于后述的局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置中的背光灯而言，也能够大幅使其设计、制作得以简便化。
本发明实施方式的发光装置具备基板20、贴合在基板20上的LED芯片25、覆盖所贴合的LED芯片25的波长转换部40、以及具有至少4个面以及与基板20正对的顶面10a的透镜，该4个面各包含了相对基板20竖立的平面。上述4个面以包围LED芯片25的方式配置在四方，顶面10a处形成有凹状的凹陷部。
另外，本发明实施方式的发光装置具有基板20、被贴合至基板20的LED芯片25、覆盖LED芯片25的波长转换部40，波长转换部40兼作为封装体兼用透镜10，封装体兼用透镜10具有至少4个面以及与基板20正对的顶面10a，该4个面各包含了相对基板20竖立的平面，在顶面10a处形成有凹状的凹陷部。
根据上述的结构，在本实施例的发光装置中，在波长转换部40的中央部具有上述凹陷部，因此在平行于基板20的观测面上，能够产生矩形的照射形状。因此，能够提供一种与要求在薄型化后仍能减少照度不均、色度不均的显示装置相适的发光装置。
另外，由于本实施例的发光装置的照射形状为矩形，因此适合用在局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置中。
另外，在本实施例的发光装置中，上述凹陷部可以是在基板侧持有顶点的圆锥形、圆锥台形、多角锥形或多角锥台形。
再之，本实施例的发光装置中，具备多个LED芯片25，多个LED芯片25也可以配置在上述圆锥形、上述圆锥台形、上述多角锥形或上述多角锥台形的中心轴的周围。
此外，本实施例的发光装置具备4个LED芯片25，4个LED芯片25也可在上述圆锥形、上述圆锥台形、上述多角锥形或上述多角锥台形的中心轴的周围以相互间隔且对称的方式配置。
本实施方式中，矩形是指正方形或长方形。但矩形也可以指周缘及顶点部分带有圆弧的曲线。该曲线包括有由稍靠向外侧的凹状、凸状的曲线所光滑结合而成的混成形状。
〔实施方式2〕
以下，根据图11～图14，说明本发明的其他实施方式。除本实施方式中所述的结构，其他结构均与上述实施方式1相同。另外，为了便于说明，对具有与上述方式1的图示部件相同的功能的部件，赋予相同的标记，并省略其说明。
图11是本实施方式2的楔型发光装置80的俯视图、正面图、侧面图。图12是该楔型发光装置80的内部构造图。图13是表示本实施方式2的楔型发光装置80的配光特性以及照射形状的图。以下，重点对实施方式2的楔型发光装置80与实施方式1的擂钵型发光装置50之间的不同点进行说明。
图11的(a)是本实施方式2的楔型发光装置80的俯视图。图11的(b)是本实施方式2的楔型发光装置80的正面图。图11的(c)是本实施方式2的楔型发光装置80的侧面图。
图12的(a)是本实施方式2的楔型发光装置80的内部构造的俯视图。图12的(b)是本实施方式2的楔型发光装置80的内部构造的正面图。图12的(c)是本实施方式2的楔型发光装置80的侧面图。图12的(d)是本实施方式2的楔型发光装置80的长条LED芯片65周边的放大图。图12的(e)是在本实施方式2的楔型发光装置80中，1个长条LED芯片65被贴合在V字顶点10c的正下方时的俯视图。
楔型发光装置80在外形上的特征如下：在俯视下，封装体兼用透镜10为四方形，对应该四方形的呈凹状的凹陷部配置在基板20的大致中央。凹状的凹陷部拥有V字形截面(正面图中)。另外，从垂直于该截面的另一截面来看(侧面图中)，凹陷部为底面平坦的凹形。在整体上，凹陷部构成为楔型的槽。
在此，如图12的(a)所示，长条LED芯片65对着V字形槽的底对称，且按照长边平行于V字形槽的方式贴合有4个。即，按照使V字形槽的底处于长条LED芯片65的间隔区域的中央正上方的形式，配置了长条LED芯片65。
通过该结构，即使贴合位置在x方向或y方向上发生稍许的错位，或即使在成型封装体兼用透镜10时，楔形斜面10b的顶点10c的位置在x方向或y方向上发生稍许错位，V字形部位的顶点10c的在俯视下的位置也如图12的(d)所示，处在LED芯片的间隔区域12b之内，且4个长条LED芯片65相对楔形斜面10b以及顶点10c而大致均等地配置在左右。因此楔型发光装置80的配光特性具有较高且稳定的对称性。
在以上的说明中，虽然使用了4个长条LED芯片65，但芯片的形状并不限于是长条形。另外，也可以在V字形部位的左右各配置1个，即合计2个LED芯片，也可以在左右各配置3个，即合计6个LED芯片。也就是说，对着楔形槽进行对称配置便可。
也可以如图12的(e)所示，将单个或多个LED芯片25配置在V字形部位的顶点10c的正下方。此时，关键在于对制造进行严格管理，以使LED芯片25的中心配置在V字顶点10c的正下方，从而使光左右均匀地分配。因此，稳定生产具有相同配光特性的制品的生产难度便高于图12的(a)所示的将4个长条LED芯片65均等配置时的情况。
另外，关于V字形部位的顶点10c，由于存在加工精度的问题，因此较难制作理想的顶点。在图12的(e)所示的LED芯片25的配置方式中，存在轴方向上发生较大漏光的问题。因而，为了在生产中实现稳定的特性，如图12的(a)所示，尤其优选将LED芯片25排列在偏离开顶点10c的位置上。图13是表示本实施方式2的楔型发光装置的配光特性以及照射形状的图。图13的(a)是以三维方式表示本实施方式2的楔型发光装置80的配光特性的模拟图，在图中，自中心10a至外轮廓面56为止的距离代表了出射光强度。图13的(b)是表示本实施方式2的楔型发光装置80的照射形状的模拟图。
在此，照射形状是指照射到散射板112上的照射形状，该照射形状在图中表示成双点划线所示的等高线58。楔型发光装置80的照射形状在散射板112上形成为近乎矩形且近乎长方形。
另外，出自与实施方式1中所述的同样的理由，楔形斜面10b的倾角θ优选为：大于全反射的临界角θc的角度值，且小于60°。
(面光源)
图14是本实施方式2的面光源200的模式图，是楔型发光装置的排列图案的示图。图14的(a)是面光源200的侧面图。图14的(b)是楔型发光装置80与照射形状之间对应关系的示意图。图14的(c)是楔型发光装置80的配置、以及构成面光源时的照射形状的俯视图。
如图6的(b)所示，擂钵型发光装置50的照射形状为近乎矩形，且近乎正方形。面光源100中的擂钵型发光装置50的排列模式也如图10的(c)所示，单是通过正方形矩阵排列便能够实现面内照度均匀性较高的面光源。
在此，近乎矩形(矩形)包括是周缘以及顶点部分带有圆弧的曲线图形。该曲线包括有由稍靠向外侧的凹状、凸状的曲线所光滑结合而成的混成形状。
与上述相比，图13的(d)所示的楔型发光装置80的照射形状为近乎矩形，且是近乎长方形，因而需要将楔型发光装置80的排列图案改为图14所示的排列模式。即，通过单纯地按照照射形状来进行长方形矩阵排列，便能够容易地得到面内照度均匀性较高的面光源。
本实施方式的楔型发光装置80中，凹陷部是在基板侧持有顶点的楔形槽，该楔形槽的截面可以为V字形。
另外，楔型发光装置80也可以具备多个长条LED芯片65，多个长条LED芯片65可以配置在穿过上述V字形部位的底的面即上述楔形槽的对称面的周围。
此外，楔形发光装置80可以具有2个或2的倍数个的长条LED芯片65，2个或2的倍数个的长条LED芯片65也可以在上述楔形槽的对称面的周围，以相互间隔的方式对称配置。
〔实施方式3〕
以下，根据图15、图16，对本发明的其他实施方式进行说明。除本实施方式中所述的结构，其他结构均与上述实施方式1、2相同。另外，为了便于说明，对具有与上述方式1、2的图示部件相同的功能的部件，赋予相同的标记，并省略其说明。
图15是本实施方式3的发光装置90的俯视图以及正面图。图16是表示本实施方式3的照射形状的图。
图15的(a)是本实施方式3的发光装置90的俯视图。图15的(b)是本实施方式3的发光装置90的正面图。图15的(c)是本实施方式3的发光装置90的LED芯片25周边的放大图。图15的(d)是在本实施方式3的发光装置90中，1个LED芯片贴合在V字顶点的正下方时的俯视图。
发光装置90与实施方式2的楔型发光装置80相比，其外形上的差别在于：位于封装体兼用透镜10中央部的凹陷部的形状。发光装置90的凹陷部的形状正好相当于实施方式2的楔型发光装置80的凹陷部进行十字交叉而得的凹陷形状。
在此，如图15的(a)所示，按照对着V字部位的底相互对称的方式，共贴合有4个LED芯片25。另外，按照使十字形的底重叠在LED芯片25的间隔区域12a、12b的中央正上方的形式，对LED芯片25进行配置。
通过该结构，即使贴合位置在x方向或y方向上发生稍许的错位，或在成型封装体兼用透镜10时，楔形斜面10b的顶点10c的位置在x方向或y方向上发生稍许错位，V字部位的顶点10c的在俯视下的位置也如图15的(c)所示，处在LED芯片的间隔区域12a、12b之内，且4个长条LED芯片65相对楔形斜面10b而大致均等地配置在前后左右。因此，实施方式3的发光装置90的配光特性具有较高且稳定的对称性。
也可以如图15的(d)所示那样，将1个LED芯片25贴合在十字形中央部，或也可以将多个芯片贴合在V字顶点10c的正下方。此时，关键在于对制造进行严格管理，以使LED芯片25的中心处于V字顶点10c的正下方，从而使光得以均等分配。因此，稳定生产具有相同配光特性的制品的生产难度便高于图15的(a)所示的将4个LED芯片25均等配置时的情况。
另外，考虑到V字顶点c的加工精度问题，为了在生产中实现稳定的特性，如图15的(a)所示，尤其优选将LED芯片25排列在偏离顶点10c的位置上。
另外，出自与实施方式2所述的同样的理由，楔形斜面10b的倾角θ优选为：大于全反射的临界角θc的角度值，且小于60°。
图16是表示本实施方式3的发光装置90的照射形状的模拟图。图16的(a)是以三维方式表示本实施方式3的发光装置90的配光特性的模拟图。图16的
(b)是表示本实施方式3的发光装置90的照射形状的模拟图。
如图16的(b)所示，发光装置90在散射板112上形成近乎矩形且近乎正方形的照射形状。因此，与生成同样照射形状的擂钵型发光装置50同样，通过进行正方形矩阵排列，便能够得到面内照度均匀性较高的面光源。在此，近乎矩形(矩形)包括是周缘以及顶点部分带有圆弧的曲线图形。该曲线包括由稍靠向外侧的凹状、凸状的曲线所光滑结合而成的混成形状。
本实施方式的发光装置90中，凹陷部是在基板侧持有顶点的各为楔形的两个交叉的槽，该槽的截面可以为V字形。
另外，发光装置90也可以具备多个LED芯片25，多个LED芯片25可以相对上述楔形槽的对称面进行对称配置。
此外，发光装置90中可以具备4个LED芯片25，在从顶面10a进行观察时，贴合在基板上的LED芯片25之间的间隔部也可以与V字形槽的顶点部相一致。
〔实施方式4〕
以下，根据图17、图18，对本发明的其他实施方式进行说明。除本实施方式中所述的结构，其他结构均与上述实施方式1～3相同。另外，为了便于说明，对具有与上述方式1～3的图示部件相同的功能的部件，赋予相同的标记，并省略其说明。
图17是本实施方式4的发光装置190的说明图。图17的(a)是本实施方式4的发光装置190的俯视图。图17的(b)是本实施方式4的发光装置190的正面图。图17的(c)是本实施方式4的发光装置190的侧面图。图17的(d)是从斜45°方向(θa方向)观察本实施方式4的发光装置190时的侧面图。
图18是表示本实施方式4的发光装置190的照射形状的图。图18的(a)是以三维方式表示本实施方式4的发光装置190的配光特性的模拟图。图18的(b)是表示本实施方式4的发光装置190的照射形状的模拟图。
在外形上，与实施方式3的发光装置90相比，发光装置190的差别在于：如图17所示，形成在封装体兼用透镜10中的相交叉的V字形槽在对角方向上延伸，且V字形槽延伸到对角处。
通过该形状，也能够如图18所示那样，在散射板112上形成近乎矩形且近乎正方形的照射形状。因此，与生成同样照射形状的擂钵型发光装置50同样，通过进行正方形矩阵排列，便能够得到面内照度均匀性较高的面光源。在此，近乎矩形(矩形)包括是周缘以及顶点部分带有圆弧的曲线图形。该曲线包括由稍靠向外侧的凹状、凸状的曲线所光滑结合而成的混成形状。
本实施方式的发光装置190包含基板20、贴合至基板20的LED芯片25、覆盖LED芯片25的波长转换部40。波长转换部40拥有包含有4个平面的面，该4个平面对着基板20竖立。上述4个平面以包围波长转换部40的方式配置在四方。在波长转换部40的正对向基板20的天花板侧，在基板20侧持有顶点的两个楔形槽按照在对角方向上连接上述4个平面所形成的4条交线的形式，相互交叉。
根据上述结构，发光装置190的上述两个楔形槽按照在对角方向上连接上述4个平面所形成的交线的形式相互交叉，因此发光装置190发光时，能够在平行于基板20的观测面上形成矩形的照射形状。因此，能够提供一种与要求在薄型化后仍能减少照度不均、色度不均的显示装置相适的发光装置。
在发光装置190中，上述封装体内也可以具备通过吸收上述半导体发光元件所发出的1次光来发出2次光的LED封装包(波长转换部)40。
〔实施方式5〕
以下，根据图19对本发明的其他实施方式进行说明。除本实施方式中所述的结构，其他结构均与上述实施方式1～4相同。另外，为了便于说明，对具有与上述方式1～4的图示部件相同的功能的部件，赋予相同的标记，并省略其说明。
图19是局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置500(显示装置)的示意图。图19的(a)是局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置500的俯视图，图19的(b)是局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置500的沿A-A′线截下的截面图。
局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置500具备液晶显示面板(以下称显示面板)510以及、作为背光灯从背面对显示面板510进行照射的实施方式1中所述的面光源100。
显示面板510分成多个区域，与该些区域相对应地，面光源100也分成多个区域，各区域能够独立地驱动。面光源100由驱动器(无图示)所驱动，该驱动器能够对应显示面板510中的显示图像来对照度进行调整。即，面光源100能够选择性地进行照射，对于显示面板510显示的图像中的高照度区域，则向背面进行强照射；对于图像中的低照度区域，则向背面进行弱照射。由此，能够抑制功耗，提高对比度。
图19的(c)及图19的(d)是显示面板510中分割的区域与面光源100中分割的区域之间的位置关系图。例如，设想显示面板510显示以下所拍摄的从在隧道内行驶的汽车中，向行驶方向看过去的隧道出口512的影像。此时，是在黑暗环境中显示明亮的隧道出口512。将显示面板510中用以显示该隧道出口512的区域设为区段510a，且将面光源100中的对着区段510a背面的区域设为100a。在显示上述影像时，只要增大与区段510a的背面相对应的区段100a的亮度便可。
根据本实施方式5，配置在基板110上的各擂钵型发光装置50的照射形状为近乎矩形。由于光照射在所限定的近乎正方形的区域内，因此扩散向其他区域的光便极少。从而能够抑制在相邻区段间发生漏光的串扰现象。因此，装载有擂钵型发光装置50的面光源能够良好地用作局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置中的背光灯。
面光源并不限定是实施方式1中所述的面光源，也可以是实施方式2或3或4中所述的面光源。另外，显示装置并不限定是液晶显示装置，只要是通常对应各区域来改变光透过率的显示装置便可。
在本发明的面光源中，具备安装基板以及多个上述任一实施方式中所述的发光装置，多个上述发光装置配置在上述安装基板上，上述发光装置排列成：各上述发光装置所照射的矩形照射形状的边相互平行。因此，能够提供一种与要求在薄型化后仍能减少照度不均、色度不均的显示装置相适的发光装置。
本发明并不局限于上述的各实施方式。在上述说明中，虽然封装树脂的形状在俯视时为近乎正方形，但毫无疑问，封装树脂的俯视形状为长方形的实施方式也包含在权利要求所示的范围内，其不能因上述的实施方式而被否定。即，能够根据权利要求所示的范围进行各种的变更，适当地组合不同实施方式中记述的技术手段而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围之内。
(追加实施例1)
本实施例是图2的(a)～(d)、图4的(a)～(d)所示的实施方式1的变形例。
本追加实施例1与实施方式1的不同点如下：基板20为长方形；在俯视时，擂钵形部位的斜面10b的开口部(天花板面10a与斜面10b相接的交接部)的形状为沿基板20长边方向的椭圆形或体育场跑道形；在俯视时，波长转换部40也为体育场跑道形，且其周缘部处在上述开口部的内侧。
图21中表示了开口部为椭圆形的本发光装置例的顶面图、侧面图。
(追加实施例2)
图22中表示本发光装置的顶面图、侧面图。
本实施例是图12的(a)～(d)所示的实施方式2的变形例。
与追加实施例1同样，在本实施例中，基板20为长方形；在俯视时，楔形部位的斜面的开口部(天花板面10a与斜面10b相接的交接部)的形状为沿基板20长边方向的椭圆形；在俯视时，波长转换部40为体育场跑道形，且其周缘部处在上述开口部的内侧。但楔形部位两端侧的斜面为将倒置的圆锥一分为二后的面形状。
在以上的实施例的说明中，发光装置的照射形状在平行于上述基板的观测面上呈正方形或长方形的矩形形状，且面光源由该发光装置构成。但矩形照射形状只要是可通过发光图案而无缝地覆盖成面状的照射形状便可。例如可以是六角形、八角形。
〔实施方式的总括〕
在擂钵型发光装置50、121～123中，上述透镜也可以是封装LED芯片25的封装体。
在擂钵型发光装置50、121～123中，也可以在LED芯片25与上述透镜之间具备波长转换部40，波长转换部40可以包含预先散布有荧光体的树脂层，且覆盖LED芯片25。其中，荧光体通过吸收LED芯片25发出的1次光来发出2次光。
在擂钵型发光装置50、121～123中，凹陷部可以是在基板侧持有顶点的圆锥形、圆锥台形、多角锥形、多角锥台形。
另外，在擂钵型发光装置50、121～123中，可以具备多个LED芯片25，多个LED芯片25可以配置在上述凹陷部的中心轴的周围。
此外，在擂钵型发光装置50中，LED芯片25也可以为4个，4个LED芯片25也可以在上述凹陷部的中心轴的周围以相互间隔的方式对称配置。
另外，在楔型发光装置80中，上述凹陷部可以是在基板侧持有顶点的楔形的槽，该槽的截面可以为V字形。
此外，在楔型发光装置80中，也可以具备多个长条LED芯片65，多个长条LED芯片65可以配置在上述楔形的对称面的周围，其中，该对称面是通过所述V字形的底的面。
另外，在楔型发光装置80中，也可以具备2个或2的倍数个长条LED芯片65，2个或2的倍数个长条LED芯片65可以在所述楔形的对称面的周围以相互间隔的方式对称配置。
另外，在发光装置90、190中，上述凹陷部也可以是在基板侧持有顶点的各为楔形的两个交叉的槽，该槽的截面可以为V字形。
此外，在发光装置90、190中，也可以具备多个LED芯片25，多个LED芯片25也可以相对所述楔形的对称面进行对称配置。
另外，在发光装置90、190中，也可以具备4个上述LED芯片25，在从封装体兼用透镜10的上述天花板面来观察时，将4个上述半导体发光元件LED芯片25贴合到了基板20上时的间隔部也可以与V字形槽的顶点部相一致。
在擂钵型发光装置50、121～123以及楔型发光装置80、发光装置90、190中也可以具备：覆盖LED芯片25或长条LED芯片65且包含预先散布有荧光体的树脂层的波长转换部40。其中，上述荧光体通过吸收所述半导体发光元件发出的1次光来发出2次光。
本发明实施方式的面光源100、200具备安装基板110以及多个的上述任一种发光装置，安装基板110上排列有多个上述发光装置。
另外，在液晶显示装置500中，在面光源100、200构成为可按每一区域来调整照度时，则能够对应所显示的影像，按每一区域进行亮度调整。从而能够实现省电化。
在液晶显示装置500中，作为优选，发光时拥有顶点部分带弧形的矩形样照射形状的发光装置在安装基板110上为正方形矩阵排列或长方形矩阵排列。
在液晶显示装置500中，上述发光装置优选是擂钵型发光装置50、擂钵型发光装置121～123、楔型发光装置80、发光装置90、190这些当中的任意的发光装置。
(工业上的利用可能性)
本发明能够用作从背面照射液晶显示面板的背光灯用光源。另外，能够用作适合于局部性有源(局域调光)方式的液晶显示装置的背光灯用光源。此外还能运用在照明器具中。

Claims (19)

1.一种发光装置，其特征在于：
具备基板、贴合至所述基板的半导体发光元件、覆盖所述半导体发光元件的透镜；
所述透镜具备相对于所述基板竖立的4个面以及与所述基板正对的天花板面；
所述4个面以包围所述半导体发光元件的方式配置在四方；
在所述天花板面形成有凹状的凹陷部；
通过该发光装置的发光，在平行于所述基板的观测面上形成顶点部分带有弧形的矩形样照射形状的等高线。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
所述透镜是封装所述半导体发光元件的封装体。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于：
在所述半导体发光元件与所述透镜之间具备有波长转换部；
所述波长转换部包含散布有荧光体的树脂层，并且覆盖所述半导体发光元件；
所述荧光体吸收所述半导体发光元件发出的1次光来发出2次光。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其特征在于：
所述凹陷部是在基板侧持有顶点的圆锥、圆锥台、多角锥、多角锥台。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体发光元件为多个，
多个所述半导体发光元件配置在所述凹陷部的中心轴的周围。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体发光元件为4个；
4个所述半导体发光元件在所述凹陷部的中心轴的周围以相互间隔的方式对称配置。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其特征在于：
所述凹陷部是在基板侧持有顶点的楔形的槽，该槽的截面为V字形。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体发光元件为多个；
多个所述半导体发光元件配置在所述楔形的对称面的周围，其中，所述对称面是通过所述V字形的底的面。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体发光元件为2个或2的倍数个；
2个或2的倍数个所述半导体发光元件在所述楔形的对称面的周围以相互间隔的方式对称配置。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其特征在于：
所述凹陷部是在基板侧持有顶点的各为楔形的两个交叉的槽，该槽的截面为V字形。
11.根据权利要求10所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体发光元件为多个，
多个所述半导体发光元件相对所述楔形的对称面对称配置。
12.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于：
所述半导体发光元件为4个；
在从所述透镜的所述天花板面来观察时，将4个所述半导体发光元件贴合到了基板上时的间隔部与V字形槽的顶点部相一致。
13.一种发光装置，其特征在于：
包含有基板、贴合至所述基板的半导体发光元件、覆盖所述半导体发光元件的透镜；
所述透镜具备相对于所述基板竖立的4个面；
所述4个面以包围所述透镜的方式配置在四方；
在所述透镜的正对所述基板的天花板侧，在所述基板侧持有顶点的两个楔形的槽按照在对角方向上连接所述4个面所形成的4条交线的形式进行交叉；
通过该发光装置的发光，在平行于所述基板的观测面上形成顶点部分带有弧形的矩形样照射形状的等高线。
14.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于：
具备覆盖所述半导体发光元件的波长转换部，所述波长转换部包含预先散布有荧光体的树脂层；
所述荧光体吸收所述半导体发光元件发出的1次光来发出2次光。
15.一种面光源，其特征在于：
具备安装基板以及多个的权利要求1～14中任一项所述的发光装置，
所述安装基板上排列有多个所述发光装置。
16.一种显示装置，其特征在于：
具备面光源以及显示面板，所述面光源从背面照射所述显示面板；
所述面光源通过在安装基板上配置多个在发光时拥有矩形样照射形状的发光装置而构成，其中，所述矩形样照射形状的顶点部分带有弧形；
所述显示面板按照每一区域来改变光透率；
通过所述各发光装置发光时的照射形状的重叠，所述面光源在所述显示面板上形成面状的照射形状。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于：
所述面光源能够按照每一区域来调整照度。
18.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于：
所述发光装置在所述安装基板上为正方形矩阵排列或长方形矩阵排列。
19.根据权利要求16～18中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述发光装置是权利要求1～14中任一项所述的发光装置。
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