JP2002042534A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一性に優れ、高輝度発光可能な発光装置を
提供することである。 【解決手段】 少なくとも対向する第１の主面及び第２
の主面を有する導光体と、該導光体の第２の主面に設け
られた反射体と、前記導光体の一端面に対向配置された
光源とを備え、該光源からの光を前記導光体の第１の主
面から出射させる発光装置において、前記導光体は、前
記光源の発光部の出射面と対向する一端面に、互いに異
なる形状の複数の切り欠きを有すると共に、該複数の切
り欠きはそれぞれ前記発光部の出射面と対向する面の中
央から遠ざかるにしたがって前記導光体の一端面とのな
す角度が大きくなる第１の面と、発光部の出射面と対向
する面の中央から遠ざかるにしたがって前記導光体の一
端面とのなす角度が小さくなる第２の面とを有する発光
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点光源であるＬＥ
Ｄ素子から入射される導光体の発光面で均一に発光させ
ることが可能で、液晶バックライト、パネルメーター、
表示灯や面発光スイッチなどに用いられる発光装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】近年、液晶バックライトなどの光源とし
て、点光源であるＬＥＤ素子からの光を面状に発光させ
る発光装置が用いられている。この発光装置は、導光板
の光入射端面から発光ダイオードからの光を入射しその
導光板の上面全体から光を出射させるように構成され
る。この発光装置においては、その上面（光出射面）か
ら均一に光を出力することが重要であり、この均一性を
実現するために種々の構造が提案されている。このよう
な発光装置の一例を、図７の模式的平面図に示す。図７
の発光装置は、透過性樹脂からなる導光板７１と、その
導光板の光入射端面に対向配置されたＬＥＤ素子７４
と、導光板の上面側から光を放出させるように、光放射
面及び光入射端面を除いた側面及び下面に設けられた反
射板（図示せず）とを有している。

【０００３】この図７の発光装置では、導光板の光入射
端面に半円柱形状の切り欠き７５を形成することによ
り、導光板の上面に平行な方向に均一に光が分散して入
射されるように構成し、これによりＬＥＤ素子から入射
された光が上面から出射される面発光の均一化を図って
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より均
一、高輝度発光が求められる現在においては充分ではな
い。特に点光源としてより発光輝度の高い発光素子（Ｌ
ＥＤ素子）を用いた場合は、上述の構成だけでは面発光
の均一化と高輝度化とはトレードオフの関係にあり両立
させるのは難しいという問題があった。そこで、本発明
は、上記の問題を解決して、より均一性に優れ、高輝度
発光が可能な発光装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは種々の実験
の結果、導光体の一端面に特定の形状の切り欠きを形成
することにより、導光体の一端面から入射する光を導光
体内により広く拡散させて、発光面からより均一でかつ
高輝度に発光させることが可能なことを見いだし、本発
明を成すに至った。

【０００６】すなわち本発明の発光装置は、少なくとも
対向する第１の主面及び第２の主面を有する導光体と、
導光体の第２の主面に設けられた反射体と、導光体の一
端面に対向配置された光源とを備え、光源からの光を導
光体の第１の主面から出射させる発光装置において、導
光体は、光源の発光部の出射面と対向する一端面に互い
に異なる形状の複数の切り欠きを有すると共に、複数の
切り欠きはそれぞれ発光部の出射面と対向する面の中央
から遠ざかるにしたがって導光体の一端面とのなす角度
が大きくなる第１の面と、発光部の出射面と対向する面
の中央から遠ざかるにしたがって導光体の一端面とのな
す角度が小さくなる第２の面とを有することを特徴とす
る。これにより、導光体の一端面に形成された切り欠き
を通して光源から入射する光を切り欠きの第２の面及び
第１の面の角度に応じた方向に屈折させることができる
ので、より広い方向に光を拡散させて均一でかつ高輝度
な面発光をさせることができる。

【０００７】また、本発明の発光装置は、少なくとも対
向する第１の主面及び第２の主面を有する導光体と、導
光体の第２の主面に設けられた反射体と、導光体の一端
面に対向配置された光源とを備え、光源からの光を導光
体の第１の主面から出射させる発光装置において、導光
体は、光源の発光部の出射面と対向する一端面に、発光
部の中心から遠ざかるにつれて角度の異なる面を有する
複数の切り欠きを有することを特徴とする。これによ
り、発光部からの光を切り欠きを構成する面の角度に応
じた方向に光を屈折させることができる。

【０００８】また本発明において切り欠きは、隣接する
切り欠きが平面を介して互いに離れて形成させることも
できる。このようにすると切り欠き間に平坦面を形成さ
せることができる。これにより光入射端面に入射する光
のうち、切り欠きを構成する第１の面及び第２の面から
入射される光を横方向に屈折して拡散させ、平坦面から
入射される光を入射端面の垂直方向に伝搬させることが
できるので、比較的長い形状（例えば光入射端面が短辺
となる長方形）の導光体を用いる発光装置において、均
一でかつ高輝度な面発光をさせることができる。

【０００９】また本発明において光源は、半導体素子
と、半導体素子からの光を吸収しその吸収した光よりも
長波長の光が発光可能な蛍光物質とを備えたＬＥＤ素子
を用いることができる。これにより、半導体素子と蛍光
物質との組み合わせによって任意の波長の光を面状に出
射させることができ、上述の光入射端面の切り欠きによ
り混色性（発光色の均一性）の優れた面発光を得ること
ができる。

【００１０】また本発明において光源は、半導体素子が
発生する光と蛍光物質が発生する光との混色による白色
光を導光体の第１の主面から出射させるように構成する
ことができる。これにより、液晶バックライト等に好適
な均一で高輝度な白色系面発光を得ることができる。

【００１１】また本発明の発光装置において、半導体素
子を窒化物半導体素子とし、蛍光物質をＣｅで付活され
たＹ２Ｏ３・５／３Ａｌ２Ｏ３、Ｅｕ及び／またはＣｒ
で付活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２か
ら選択される蛍光体とすることができる。これにより、
簡便で高輝度に信頼性の高い混色発光可能な発光装置と
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の発光装置は、光源から放
出された光を導光体に導入して面状に発光させるもので
ある。本発光装置は、その用途や目的に応じて使用する
導光体の形状を選択することができ、例えば、パソコン
等の液晶のバックライトに用いる場合は、略矩形の平板
状の導光体が用いられ、また、自動車のパネルメーター
のバックライト等に用いる場合は、そのデザインに応じ
た形状の導光体が用いられる。以下、図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の形態の発光装置について説明す
る。

【００１３】本発明の実施の形態の発光装置は、図１、
図２に示すように、少なくとも対向する第１の主面及び
第２の主面を有する導光体１１と、導光体の第２の主面
に設けられた反射体１２と、導光体の一端面と対向配置
された光源１４とを備えている。光源の発光部の出射面
から放出された光は、導光体の一端面である光入射端面
１１ａから導光体内に導入された後、発光面である第１
の主面から面発光される。

【００１４】ここで、特に本実施の形態の発光装置の導
光体１１は、光源１４の発光部の出射面と対向する光入
射端面１１ａに互いに異なる形状の複数の切り欠き１５
を有している。この複数の切り欠き１５は、それぞれ発
光部の出射面と対向する面の中央から遠ざかるにしたが
って前記導光体の光入射端面とのなす角度が大きくなる
第１の面１５ａと、発光部の出射面と対向する面の中央
から遠ざかるにしたがって前記導光体の光入射端面との
なす角度が小さくなる第２の面１５ｂとを有することを
特徴とし、これにより導光体の発光面から見て光入射端
面近傍の輝度のムラを抑制して均一でかつ高輝度の面発
光をさせることができる。

【００１５】詳細に説明すると、本実施の形態の発光装
置において、光源１４は例えば樹脂形成体からなる支持
体とその側面に形成された凹部に配された２つのＬＥＤ
素子１３からなる。このＬＥＤ素子１３は、リード電極
を有する樹脂パッケージの凹部に半導体素子を配し蛍光
体を含む透光性樹脂によってモールドされているもので
あり、図２に示すようにその出射面が平坦になるように
モールドされる。

【００１６】本実施の形態において導光体１１は、透光
性樹脂を用いて例えば射出成形によって略矩形の平板状
に成形されており、光源１４と対向する光入射端面には
図１及び図２に示すように光入射端面の長手方向に沿っ
て複数の切り欠き１５が形成されている。光源１４は２
つのＬＥＤ素子１３を備えており、切り欠きはＬＥＤ素
子１３の発光部の幅とほぼ同じの幅の領域にそれぞれ複
数形成されている。本実施の形態において、１つの切り
欠きは第１の主面から第２の主面にほぼ垂直に達する２
つの側壁から構成された三角柱状の形状である。ここで
切り欠きを構成する２つの側壁のうち発光部の出射面と
対向する領域の中央から遠い側の側壁を第１の面１５ａ
とし、中央に近い側の側壁を第２の面１５ｂとする。各
切り欠きの幅及びその最深部１５ｃ（光入射端面を基準
として最も深く切り込んだ部分）の深さ１５ｄ（光入射
端面１４と最深部１５ｃとの距離）はほぼ同じである
が、最深部１５ｃの位置が異なるように形成されてい
る。１つの切り欠きの幅は、ＬＥＤ素子の幅の３分の１
より小さいのが好ましく、金型等の精度に応じて可能な
範囲で小さく形成させるのが好ましい。また、１つの切
り欠きの深さは任意の深さとすることができるが、あま
り深すぎると光源からの光が導光体に達するまでに厚い
空気層が設けられることになり光が損失し易くなり、ま
た発光装置の形態によっては有効発光面積が狭くなる等
の問題が起こる場合もあるのでこれらを考慮する必要が
ある。

【００１７】また、発光部の出射面と対向する領域に形
成された複数の切り欠きのうち中央に位置する切り欠き
は、最深部１５ｃは切り欠きの幅の中心にくるように形
成されているので発光面から見ると二等辺三角形にな
る。すなわち第１の面と光入射端面とのなす角度は第２
の面と光入射端面とのなす角度は等しい。その他の切り
欠きはそれぞれ発光部の出射面の中央から離れるにした
がって、その離れる方向に最深部１５ｃがずれるように
形成される。こうすることにより切り欠きを構成してい
る第１の面及び第２の面と光入射端面とのなす角度をそ
れぞれ光入射端面に対して大きくまたは小さくなるよう
に変化させている。なお、すべての切り欠きの形状がそ
れぞれ異ならなくてもよく、例えば７つ並んだ切り欠き
のうち中央の３つが同じ形状で、両端の２つは中央の３
つとは形状が異なるというように形成されてもよい。発
光部と対向する切り欠きが偶数個の場合は、二等辺三角
形状の切り欠きを形成させなくてもよく、発光部の中央
からの位置によって切り欠きの側壁の角度を上記と同様
に変化させる。

【００１８】以上のように構成された本実施の形態の発
光装置においては、導光体の光入射端面に形状の異なる
切り欠きが複数形成されているので、以下のような作用
効果を有する。すなわち、光源１４から出射された光
は、導光体１１の光入射端面１１ａに形成された第１の
主面から第２の主面にほぼ垂直に達する２つの側壁（第
１の面１５ａ及び第２の面１５ｂ）を有する切り欠き１
５に入射される。切り欠きに入射された光は上記の２つ
の面を通して導光体内に導入され、その側壁の角度に応
じた角度で屈折または反射される。例えば光源からの光
のうち直接第１の面１５ａに入射する光は、第１の面１
５ａに対して全反射角より小さい入射角（光の進行方向
と面の法線とのなす角度）で入射した場合はその入射角
に応じた屈折角で導光体内に入射される。また、全反射
角よりも大きい入射角で第１の面１５ａに入射する光は
導光体内に導入されずに第２の面１５ｂに向けて反射さ
れる。第１の面１５ａから第２の面１５ｂに向けて反射
された光のうち全反射角より小さい入射角で入射する光
は第２の面１５ｂから導光体内に導入される。また、光
源からの光が第２の面１５ｂに直接入射する場合も上記
と同様に側壁に対する入射角に応じて反射または屈折さ
れる。ここで、光源と切り欠きとの位置関係が同じであ
るが形状が異なる（すなわち側壁と光入射端面とのなす
角度が異なる）三角柱状の切り欠きに光が入射する場合
の屈折を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。光が入射する第
１の面３５ａと光入射端面３１ａとのなす角度が図３
（ａ）に比べて大きい図３（ｂ）の場合、図３（ａ）に
比べてより横方向（ここでは導光体の側面に向かう方
向）に光が屈折していることがわかる。これは、光源か
ら同じ角度に光が出射されても、側壁の角度が変わるこ
とで入射角が変わるため屈折角度も変わるためである。
これにより光を図３（ｂ）のように屈折させることがで
きるので、光源間や導光体の隅部等の発光輝度の低い部
分にも光が伝搬させることができ、均一でかつ高輝度の
面発光を得ることができる。また、切り欠きを構成する
第１の面３５ａ及び第２の面３５ｂが平面であること
で、例えば同じ幅と深さの円柱状の切り欠き（側壁が曲
面）と比べて、光源と側壁との間の距離が短くなり空気
層を減らすことができるので光の損失を少なくすること
ができる。

【００１９】（変形例１）次に、本発明の変形例につい
て説明する。本発明に係る変形例２の発光装置は、図４
に示すように、第１の面４１５ａ及び第２の面４１５ｂ
の間に第３の面４１５ｅを有する切り欠き４１５が複数
形成される以外は、実施の形態と同様に構成される。各
切り欠きの第１の面及び第２の面と光入射端面とのなす
角度は実施の形態と同様に変化させてあるので、光源か
らの光は実施の形態と同様に横方向に広く拡散される。
第３の面４１５ｅ（あるいはこれに第４の面等を加えて
もよい）の角度及び幅等は任意とすることができ、ま
た、切り欠きすべてに設けなくともよい。この第３の面
は第１の面及び第２の面に比べてを光入射端面となす角
度は小さいので、光入射端面から遠い方向への光の配分
を多くすることができる。

【００２０】（変形例２）本発明に係る変形例２の発光
装置は、図５に示すように、第１の面５１５ａと第２の
面５１５ｂの間に曲面５１５ｆを有する切り欠き５１５
が複数形成される以外は、実施の形態と同様に構成され
る。各切り欠きの第１の面及び第２の面と光入射端面と
のなす角度は実施の形態と同様に変化させてあるので、
光源からの光は実施の形態と同様に横方向に広く拡散さ
れる。切り欠き構成する第１の面と第２の面とが曲面５
１５ｆを介して接していることで、切り欠きの幅が狭く
最深部の幅が細くなる場合の金型からの取り出しを容易
にできる。

【００２１】（変形例３）本発明に係る変形例３の発光
装置は、図６に示すように、三角柱状の切り欠き６１５
が互いに離れて形成されている以外は、実施の形態の発
光装置と同様に構成される。各々の切り欠き６１５の形
状は、実施の形態のように変化させることができる。隣
接する切り欠き６１５が離れて形成されることで、光入
射端面には光源からの出射光に対して垂直な面（平坦
部）６１１ｇと出射光に対して傾斜を有する面６１５ａ
及び６１５ｂが形成されることになる。切り欠き６１５
の側壁６１５ａ及び６１５ｂは光を屈折して横方向に広
く拡散できるが、平坦部６１１ｇは入射光を横方向に屈
折させずに光入射端面の反対側に向けて光を伝搬させる
ことができる。このように構成することで、導光体が比
較的長い形状（光入射端面を短辺とする長方形）を用い
た発光装置のような場合に、光入射端面から遠い部分に
まで光を伝搬させることができ、より均一な輝度の面発
光が得られる。この切り欠き６１５と平坦面６１１ｇと
の割合（発光部の出射面と対向する領域における割合）
は、導光板の形状や大きさにもよるが、面積にして１：
２〜２：１程度が好ましい。また、各切り欠きはすべて
離れて形成されていなくてもよく、そのうちのいくつか
は接して形成されていてもよい。

【００２２】以上実施の形態により説明したように、本
発明の発光装置は、導光体の光入射端面に形状の異なる
切り欠きを複数形成し、かつその形成される位置に応じ
て切り欠きを構成する２つの面と光入射端面とのなす角
度を変化させることで入射光を導光体内により広く拡散
させることができるので、発光のムラを抑制し、高輝度
の面発光を得ることができる。

【００２３】本発明の発光装置は上述のように、切り欠
きの形状を導光体の形状に応じて最も適切な形状を選択
して、より効果的に入射光を拡散できるように構成でき
る。この場合、切り欠きの数を増やして側壁を増やすと
光をより複雑に拡散させることができ、輝度の均一を向
上させることができるが、金型構造が複雑となり、その
結果その金型により作製される導光体の端面の形状が一
定しなくなる等の問題も生じることがある。そのため、
使用目的による要求仕様に加え、製造条件も考慮して用
いる形状を選択することが好ましい。

【００２４】すなわち、本発明では種々の形状を選択す
ることができるので、どの形状の切り欠きを選択するか
は、目標とする性能、金型の製作上の制約（製作精度及
び製造コスト）及び成型精度等を総合的に検討して決定
することができる。

【００２５】以下、本発明に係る発光装置における各要
素に関する好ましい材料等について説明する。 （導光体）本発明において導光体に用いられる材料とし
ては、光透過性、成形性に優れたものを用いることが好
ましく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロ
オレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、ファンクショ
ナルノルボルネン系樹脂等が挙げられる。これらの導光
体用の材料はそれぞれ屈折率が異なるが、導光体の光入
射端面に形成する切り欠きの角度や数等を選定すること
によって、光の拡散を制御することができるので、如何
なる屈折率の材料にも対応できる。導光体の形状は、用
途に応じて任意の形状とすることができる。

【００２６】（光源）本発明の発光装置において、光源
は１または２以上のＬＥＤ素子を備えており、ＬＥＤ素
子と導光板の一端面に形成した切り欠きとが対向配置さ
せるよう位置決めして固定させるために、例えば樹脂成
形体からなる支持体にＬＥＤ素子の光出射面が導光体の
光入射端面と対向するように配置させて構成される。Ｌ
ＥＤ素子は、半導体素子と、これを被覆する透光性樹脂
とを有しており、透光性樹脂は半導体素子から発生する
光を吸収してその吸収した光とは異なる波長の光を発生
する蛍光体を含有させることができる。半導体素子から
発生する光が紫外線の場合は、この紫外線によって励起
されて紫外線または可視光を発生する蛍光体を用いるこ
とができるし、あるいは、可視光の発光が可能な半導体
素子と、この半導体素子からの可視光を吸収してそれよ
りも長波長の可視光が発光可能な蛍光物質とを組み合わ
せてもよい。すなわち、本発明において、半導体素子を
蛍光体と組み合わせて用いることにより、様々な色調の
混合色を発光させることが可能である。さらに上述の切
り欠きから光を入射させることで、混色性も良くするこ
とができる。

【００２７】（半導体素子）ここで用いることができ
る、半導体素子としては窒化物系化合物半導体（一般式
ＩｎｉＧａｊＡｌｋＮ、但し、０≦ｉ、０≦ｊ、０≦
ｋ、ｉ＋ｊ＋ｋ＝１）が挙げられ、ＩｎＧａＮや各種不
純物がドープされたＧａＮをはじめ、種々のものがあ
る。この半導体素子は、ＭＯＣＶＤ法等により基板上に
ＩｎＧａＮやＧａＮ等の半導体を発光層として成長させ
ることにより形成する。半導体の構造としては、ＭＩＳ
接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有すホモ構造、ヘテ
ロ構造あるいはダブルヘテロ構造のものが挙げられる。
この窒化物半導体層は、その材料やその混晶度によって
発光波長を種々選択することができる。また、半導体活
性層を量子効果が生ずる薄膜で形成した単一量子井戸構
造や多量子井戸構造とすることもできる。

【００２８】（蛍光体）本発明の発光装置に用いる蛍光
体の例としては、可視光や紫外線で励起されて発光する
フォトルミネッセンス蛍光体がある。具体的フォトルミ
ネッセンス蛍光体例としては、窒化物系化合物半導体素
子からの青色系発光により黄色系が発光可能な蛍光体で
あるＹＡＧ：ＣｅなどのＹＡＧ（Ｙ２Ｏ３・５／３Ａｌ
２Ｏ３）系蛍光体が挙げられる。ＹＡＧ系蛍光体は、本
発明においては、特に広義に解釈するものとしＹ、Ｌ
ｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍから選ばれた少なくとも
１つの元素に置換し、あるいは、アルミニウムの一部あ
るいは全体を、ＧａとＩｎのいずれか又は両方で置換す
る蛍光作用を発する蛍光体を含む意味に使用する。この
ＹＡＧ系蛍光体は次のようにして得られる。まずＹ、Ｇ
ｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解
液をシュウ酸と反応させて共沈化合物を生成させ、この
共沈化合物を焼成して共沈酸化物を得る。この共沈酸化
物と酸化アルミニウムを混合して焼成して得られる焼成
品を洗浄、分離、乾燥し、フルイを通してＹＡＧ系蛍光
体を得ることができる。この蛍光体を利用して半導体素
子からの光と蛍光体からの光の混色により白色系発光
（ＪＩＳ Ｚ８１１０系統色名における、〜みの白色を
含む）を得ることもできる。

【００２９】同様に、青色系発光により赤色系が発光可
能な蛍光体としては、Ｅｕ及び／またはＣｒで付活され
た窒素含有ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２蛍光体（オキ
シナイトライド蛍光硝子）が挙げられる。この蛍光体
は、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、窒化珪素及
び酸化カルシウムなどの原料に希土類原料を所定比に混
合した混合物を窒素雰囲気下で溶融して得られ、洗浄、
分離、乾燥し、フルイを通して得ることができる。これ
により、４５０ｎｍにピークをもった励起スペクトルと
約６５０ｎｍにピークがある青色光により赤色発光可能
なＥｕ及び／またはＣｒで付活されたＣａ−Ａｌ−Ｓｉ
−Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子とすることができ
る。

【００３０】なお、Ｅｕ及び／またはＣｒで付活された
Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子の
窒素含有量を増減することによって発光スペクトルのピ
ークを５７５ｎｍから６９０ｎｍに連続的にシフトする
ことができる。同様に、励起スペクトルも連続的にシフ
トすることができる。そのため、Ｍｇ、Ｚｎなどの不純
物がドープされたＧａＮやＩｎＧａＮを発光層に含む窒
化ガリウム系化合物反動体からの光と約５８０ｎｍの蛍
光体の光の合成により、ＹＡＧ系蛍光体と同様の白色系
を発光させることができる。

【００３１】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例１の発光装置
は、実施の形態で用いた図１に示す導光体を用いた例で
ある。この導光体の材料としてポリカーボネートを用
い、導光体形成用の金型は、２つの側壁を有する三角柱
状の切り欠きが７つ並んだものが２箇所に形成されるよ
うにしてある。また、その金型は、導光体の第２の主面
に発光される光の均一性を向上させるための凹凸（シ
ボ）加工が施されるように作製される。導光体の成型
は、まず、成型温度を２８０℃に設定してポリカーボネ
ートを溶融させながら、射出圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ
２、金型温度は１００℃で射出成型する。そして、４５
秒間冷却した後、金型から取り出す。このようにして導
光体を形成した。得られた導光体の一端面には三角柱状
の切り欠きが５つ並んだものが２箇所に形成されてお
り、５つの切り欠きの総幅はＬＥＤ素子とほぼ同じ幅に
なるように形成されている。各切り欠きは同じ幅であ
り、５つの切り欠きのうち中央に位置する切り欠きの中
心がＬＥＤ素子の中心とほぼ対向している。中央の切り
欠きは第１の面及び第２の面と光入射端面とのなす角度
がともに約７５度であり発光面から見て二等辺三角形に
なっている。他の切り欠きはそれぞれ角度を変えた第１
の面及び第２の面を有し、それぞれ中央から遠ざかるに
したがって第２の面（発光部の中央から遠い面）と光入
射端面とのなす角度が８０度、８５度、９０度と変化
し、第１の面（発光部の中央に近い面）と光入射端面と
のなす角度は７０度、６５度、６０度と変化させてあ
る。こうして得られた導光体には、導光体から面状に光
を取り出す第１の主面及び導光体に光を導入させる端面
を除いて反射シートを設置する。又、反射シートの設け
られていない導光体の端面には、窒化物半導体からなる
ＬＥＤ素子２個を有し白色発光が可能なＳＭＤ型発光ダ
イオードを配置する。こうして得られた発光装置のＬＥ
Ｄ素子に電流を流すと、光が導光体の端面から入射さ
れ、導光体の第１の主面から面状に発光させることがで
きる。形成された発光装置は、入射端面側の隅部及び光
源間が他の部分と比べても発光輝度が劣ることなく均一
に発光し、発光輝度も向上させることができる。

【００３２】（実施例２）導光体の材料としてアクリル
樹脂を使用し、導光体端面に図４のような、第３の面を
有する切り欠きが６つの切り欠きが２カ所に形成される
ような金型を用い、成形温度を２５０℃、射出圧力１１
００ｋｇｆ／ｃｍ２、金型温度８０℃、冷却時間は約３
０秒で成型する以外は実施例１と同様に行い、本発明の
発光装置を形成する。このようにして得られた発光装置
において、ＬＥＤ素子に電流を流して面状発光させる
と、入射端面側の隅部及び光源間が他の部分と比べても
発光輝度が劣ることなく均一に発光し、より均一な面状
発光が得られる。

【００３３】（実施例３）導光体の材料としてアクリル
樹脂を使用し、導光体端面に図５のような、曲面を介し
て第１の面と第２の面が接している７つの切り欠きが、
２カ所に形成されるような金型を用い、成形温度を２５
０℃、射出圧力１１００ｋｇｆ／ｃｍ２、金型温度８０
℃、冷却時間は約３０秒で成型する以外は実施例１と同
様に行い、本発明の発光装置を形成する。このようにし
て得られた発光装置において、ＬＥＤ素子に電流を流し
て面状発光させると、入射端面側の隅部及び光源間が他
の部分と比べても発光輝度が劣ることなく均一に発光
し、より均一な面状発光が得られる。

【００３４】（実施例４）導光体の材料としてアクリル
樹脂を使用し、導光体端面に図６のような、６つの切り
欠きがそれぞれ離れて形成されるた切り欠きが、２カ所
に形成されるような金型を用い、成形温度を２５０℃、
射出圧力１１００ｋｇｆ／ｃｍ２、金型温度８０℃、冷
却時間は約３０秒で成型する以外は実施例１と同様に行
い、本発明の発光装置を形成する。このようにして得ら
れた発光装置において、ＬＥＤ素子に電流を流して面状
発光させると、入射端面側の隅部及び光源間が他の部分
と比べても発光輝度が劣ることなく均一に発光し、より
均一な面状発光が得られる。

【００３５】（比較例１）同様に、比較例として導光体
端面に図７のように、導光体端面に半円柱状の切り欠き
を形成させる以外は実施例と同様にして発光装置を形成
する。この発光装置において、ＬＥＤ素子に電流を流し
て面状に発光させたところ、ＬＥＤ素子周辺がやや明る
く、また、入射端面側の隅部が暗くなっており、均一な
面発光が得られなかった。又、その他の部分の発光輝度
も充分ではなかった。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光装置
は、暗くなり易い入射端面側の隅部においても、他の部
分と同程度の発光輝度を得ることができる。これにより
ＬＥＤ素子から放出されて導光体に入射する光を均一、
かつ高輝度に導光体から放出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る発光装置の模式的
斜視図を示す。

【図２】 実施の形態の発光装置の模式的平面図を示
す。

【図３】 （ａ）（ｂ）本発明の発光装置における導光
体端面の切り欠きにおける光の屈折を説明するための模
式的平面図を示す。

【図４】 本発明に係る変形例１の発光装置の導光体の
模式的平面図を示す。

【図５】 本発明に係る変形例２の発光装置の導光体の
模式的平面図を示す。

【図６】 本発明に係る変形例３の発光装置の導光体の
模式的平面図を示す。

【図７】 比較例の発光装置の模式的平面図を示す。

【符号の説明】

１１、７１・・・導光体 １１ａ・・・導光体の光入射端面 １１ｂ・・・導光体の側面 １２・・・反射体 １３、７３・・・ＬＥＤ素子 １４・・・光源 １５、３５、４１５、５１５、６１５、７５・・・切り
欠き １５ａ、３５ａ、４１５ａ、５１５ａ、６１５ａ・・・
切り欠きの第１の面 １５ｂ、３５ｂ、４１５ｂ、５１５ｂ、６１５ｂ・・・
切り欠きの第２の面 １５ｃ、３５ｃ・・・切り欠きの最深部 ４１５ｅ・・・切り欠きの第３の面 ５１５ｆ・・・切り欠きの曲面 ６１１ｇ・・・導光体の光入射端面の平坦部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも対向する第１の主面及び第２
   の主面を有する導光体と、該導光体の第２の主面に設け
   られた反射体と、前記導光体の一端面に対向配置された
   光源とを備え、該光源からの光を前記導光体の第１の主
   面から出射させる発光装置において、 前記導光体は、前記光源の発光部の出射面と対向する一
   端面に、互いに異なる形状の複数の切り欠きを有すると
   共に、該複数の切り欠きはそれぞれ前記発光部の出射面
   と対向する面の中央から遠ざかるにしたがって前記導光
   体の一端面とのなす角度が大きくなる第１の面と、発光
   部の出射面と対向する面の中央から遠ざかるにしたがっ
   て前記導光体の一端面とのなす角度が小さくなる第２の
   面とを有することを特徴とする発光装置。
2. 【請求項２】 少なくとも対向する第１の主面及び第２
   の主面を有する導光体と、該導光体の第２の主面に設け
   られた反射体と、前記導光体の一端面に対向配置された
   光源とを備え、該光源からの光を前記導光体の第１の主
   面から出射させる発光装置において、 前記導光体は、前記光源の発光部の出射面と対向する一
   端面に、発光部の中心から遠ざかるにつれて角度の異な
   る面を有する切り欠きを複数有することを特徴とする発
   光装置。
3. 【請求項３】 前記切り欠きは、隣接する切り欠きが平
   面を介して互いに離れている請求項１または請求項２記
   載の発光装置。
4. 【請求項４】 前記光源は、半導体素子と、該半導体素
   子からの光を吸収しその吸収した光よりも長波長の光が
   発光可能な蛍光物質とを備えている請求項１乃至請求項
   ３記載の発光装置。
5. 【請求項５】 前記光源は、前記半導体素子が発生する
   光と前記蛍光物質が発生する光との混色による白色光を
   前記第１の主面から出射する請求項１乃至請求項３記載
   の発光装置。
6. 【請求項６】 前記半導体素子は窒化物半導体素子であ
   り、前記蛍光物質はＣｅで付活されたＹ２Ｏ３・５／３
   Ａｌ２Ｏ３蛍光体、Ｅｕ及び／またはＣｒで付活された
   窒素含有ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２蛍光体から選択
   される１種である請求項４または請求項５記載の発光装
   置。