JP2002117702A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の外部放射効率に優れた光源装置を提供す
る。 【解決手段】 基板１１及び反射ケース２０で構成され
る筐体内には、発光素子１３及び投光口２１を結ぶ光軸
Ｚに沿った導光通路２２と、発光素子１３等の収容室２
３とが隣接区画されている。収容室２３は光軸Ｚと略直
交する方向（基板１１の面方向）への広がりを持ち、そ
の光軸方向長さＬは０．０２ｍｍ〜０．６０ｍｍに制限
されている。このため、発光素子１３の直近に導光通路
２２の内端が位置する結果となり、発光素子１３から発
される光の多くは、収容室２３の隅に向かうよりも投光
口２１に向かう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子を利用し
た光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶モニターには、画面の輝度を
確保して鮮明な画像表示をするために、いわゆるバック
ライト機構が組み込まれている。例えば図１０に示すよ
うに、液晶パネル１０１の背面側（図１０では下側）に
は透明材料で作られた導光板１０２が配置され、その側
部近傍には、導光板１０２に横方向から光を提供する光
源装置１１０が設けられている。光源装置１１０として
は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を用いたも
のが主流を占める。図１０に示す第１従来構成の光源装
置１１０では、基板１１１の表面にパターン形成された
リードパターン１１２の上に発光素子１１３が配置され
ている。そして、この発光素子１１３を内壁面が光の反
射面をなす反射ケース１１４で包囲し、基板１１１と反
射ケース１１４の内壁面との間の空間１１５に透明な樹
脂を充填して発光素子１１３を樹脂封止している。導光
板１０２の側面と対向する反射ケース１１４の開口部を
なす投光口１１６の開口幅Ｄｂは、一般に導光板１０２
の厚さＴ以下に設定される。

【０００３】近年、液晶モニターの薄型化に伴って、導
光板１０２の薄肉化が進展してきており、光源装置１１
０の投光口１１６の開口幅Ｄｂも縮小の方向にある。し
かしながら、光源装置１１０内でリードパターン１１２
をパターニングする必要や、リードパターン１１２と発
光素子１１３との間をボンディングワイヤ１１３ａで連
結する必要上、光源装置１１０自体の薄型化には限界が
ある。

【０００４】このため、例えば図１１に示す第２従来構
成のように、投光口１１６付近において反射ケース１１
４の内側にテーパ面１１７を付与し、投光口１１６が先
細り傾向となるように設計した光源装置１２０が提案さ
れている。この設計は、発光素子１１３から投光口１１
６に直接達しない光がテーパ面１１７やその他の空間１
１５の内壁面で反射を繰り返すことにより、反射光が投
光口１１６に達するときには、導光板１０２を強く指向
する開口幅Ｄｂ相当の幅の光束が形成されることを意図
したものである。もしそうなれば、本来の光量をほとん
ど損失することなく、導光板１０２の厚さＴ以下の幅の
光束を効率的に作り出すことができる。なお、この第２
従来構成の設計と同様の着想を開示した公開公報とし
て、特開平６−１１２５３６号および特開平１０−１６
３５３３号がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
２従来構成の設計は、必ずしも目論見通りの効果をあげ
ることができないことが判明した。その原因は、リード
パターン１１２やボンディングワイヤ１１３ａ用の素材
として唯一実用に供されている金（Ａｕ）にある。つま
り、金は、光の三原色のうちの特に青色の光線を吸収す
る性質が強い。そもそも、純金が金色に光って見えるの
は、青色系統の光を吸収するという性質に由来するもの
である。

【０００６】このため、前記従来構成では、発光素子１
１３から投光口１１６に直接達しない光がテーパ面１１
７やその他の内壁面で反射されて金製のリードパターン
１１２やボンディングワイヤ１１３ａに照射される毎
に、光線が大きく減衰される。このため、投光口１１６
から導光板１０２に向けられる光束の光量も低下する。
このような事情から、第２従来構成では、液晶モニター
の導光板１０２の薄肉化に対応しつつ光源装置１２０か
らの光の外部放射効率を向上させることが難しかった。

【０００７】本発明の目的は、装置内での反射光の減衰
を極力回避可能な設計を採用することにより、光の外部
放射効率に優れた光源装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、発光素子が実装される基板と、その基板の実装面側
に設けられ、かつ基板上の発光素子に対向する投光口が
形成されたケースとを備えた光源装置であって、前記基
板及びケースで構成される筐体内に、発光素子及び投光
口を結ぶ光軸に沿った導光通路と、前記導光通路よりも
前記基板の面方向への広がりを確保した発光素子を収容
する収容室とを設けたことを特徴とする。

【０００９】光源装置の筐体内には、発光素子の収容室
が導光通路に隣接して設けられている。この収容室にあ
っては、基板上に発光素子を実装する空間を得るため
に、基板の面方向（基板面の展延方向）への広がりが確
保され、その広がりは導光通路よりも広い。逆に言え
ば、導光通路における通路幅（すなわち基板の面方向へ
の広がり）は、収容室よりも狭く設定されている。この
ように、収容室と導光通路との関係を規定したことで、
導光通路の内端（収容室との境界位置にある端部）が発
光素子の直近に位置する設計が可能となる。このため、
導光通路が相対的に幅狭であるにもかかわらず、発光素
子から収容室の内壁に向かう光量が制限され、基板上の
発光素子から発された光の多くは、導光通路を経由して
直ちに投光口に達し、そこから外部へ放射される。従っ
て、基板上に露出した配線回路（例えばリードパター
ン）が光を吸収しやすい材料で作られていたとしても、
光量全体としての減衰が最小限度に抑制され、当該光源
装置からの光の外部放射効率が向上する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光源装置において、前記収容室の光軸方向長さを０．
０２ｍｍ〜０．６０ｍｍに設定したことを特徴とする。
このように収容室の光軸方向長さを極力短く設定するこ
とで、前述のように、導光通路の内端が発光素子の直近
に位置することとなり、基板上の発光素子から発された
光の多くが導光通路を経由して直ちに投光口に達する。
それ故、光の外部放射効率が向上する。

【００１１】収容室の光軸方向長さの下限値を０．０２
ｍｍとしたのは、ボンディングワイヤと導光通路の内端
との干渉を回避するには、ワイヤ太さの観点から、最低
でも０．０２ｍｍ程度の長さが必要だからである。他
方、収容室の光軸方向長さの上限値を０．６０ｍｍとし
たのは、これを超える長さにすると、発光素子から収容
室の内壁に向かう光量が多くなってしまい、できるだけ
多くの光量を導光通路を経由して投光口に到らしめんと
の本発明の意図が果たせなくなるからである。なお、
０．６０ｍｍという長さは、入手可能な発光素子のうち
最も高さの高いものを、ワイヤボンディングの余地を残
しつつ収容室へ収容することを可能とする長さである。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の光源装置において、前記導光通路は、
前記光軸に沿って延びるとともに互いに平行な複数の壁
面によって区画され、これら平行壁面は光の反射面とし
て機能することを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、導光通路を区画する二
つの平行壁面の一つに照射された光は、それと対向する
もう一つの平行壁面に向けて反射され、二つの平行壁面
間での反射を繰り返して投光口に達する。なお、二つの
平行壁面は光軸に沿って延びかつ互いに平行であること
から、発光素子からの光がいずれかの平行壁面によって
反射されて収容室に向けられることはない。従って、導
光通路を区画する反射性壁面に捕らえられた光は、ほと
んど減衰を受けることなく投光口に達することができ、
光の外部放射効率が向上する。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の光源装置において、前記導光通路と前記収容室との境
界には、前記平行壁面の各々と、前記光軸と直交する方
向に延びる収容室の内壁面とによって構成される直角段
部が存在することを特徴とする。

【００１５】かかる直角段部を存在せしめることによ
り、導光通路と収容室とが明確に境界付けられるととも
に、導光通路を区画する平行壁面の内端側を発光素子の
直近にまで近づける設計が可能となる。このため、発光
素子からの光が、直角段部を構成している収容室の内壁
面によって捕らえられるよりも、直角段部を構成してい
る導光通路の平行壁面によって捕らえられる割合が増
し、結果として、光の外部放射効率が向上する。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求
項４のいずれか一項に記載の光源装置において、前記収
容室内において、少なくとも前記発光素子及びその近傍
が透明な樹脂で封止されていることを特徴とする。

【００１７】この構成によれば、樹脂によって発光素子
及びその近傍が封止されるため、発光素子に関わる回路
要素の全てが外気遮断されるとともに収容室内での固定
が確実となる。

【００１８】なお、導光通路をも透明な樹脂で封止した
場合には、その樹脂が、反射面として機能する導光通路
の内壁面を保護するとともに、導光通路における光透過
性媒質として機能する。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求
項５のいずれか一項に記載の光源装置において、前記基
板に形成されたリードパターンが金製であることを特徴
とする。

【００２０】収容室内において基板上に形成されている
リードパターンが金製である場合には、特に本発明の有
用性が高い。すなわち、本発明によれば、前述のように
発光素子から収容室の内壁に向かう光量が少なくなるた
めに、収容室の内壁面での反射を繰り返す過程で金製の
リードパターンによって光が減衰される割合が少なくな
る。従って、当該光源装置からの光の外部放射効率が向
上する。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求
項６のいずれか一項に記載の光源装置において、前記ケ
ースの投光口付近には、その投光口を前記導光通路の幅
よりも広く開口させるテーパ面が形成されていることを
特徴とする。

【００２２】この構成によれば、投光口付近に二種類の
媒質による界面が存在し、この界面によって発光素子か
らの光が全反射されるような場合でも、一旦全反射され
た光を上記テーパ面によって再度界面に向けて反射し、
その際に前記界面への入射角を変えることで当該再反射
光が界面を通過可能とする。従って、当該光源装置から
の光の外部放射効率が向上する。なお、この請求項７の
技術的意義は、後記第２実施形態を参照することで、よ
り明らかとなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明をカラー液晶モニターのバ
ックライト機構用の光源装置に具体化した、いくつかの
実施形態を説明する。

【００２４】（第１実施形態）図１及び図２（ｂ）に示
すように第１実施形態の光源装置１０は、赤色発光ダイ
オード１３（Ｒ）、緑色発光ダイオード１３（Ｇ）及び
青色発光ダイオード１３（Ｂ）の三つの発光素子を備え
ている。一つの発光素子１３に着目すると、図２（ａ）
に示すように、絶縁材料からなる基板１１の表面には、
上下一対の金製のリードパターン１２が化学エッチング
等の周知の手法により形成されている。上側のリードパ
ターン１２には発光素子１３が実装され、その発光素子
１３はボンディングワイヤ１４を介して下側のリードパ
ターン１２に電気的に接続されている。両リードパター
ン１２及びボンディングワイヤ１４は、発光素子１３に
対して電力を供給する給電線として機能する。三つの発
光素子１３の各々について、リードパターン１２及びボ
ンディングワイヤ１４が同様に設けられていることは言
うまでもない。なお、基板１１及び全てのリードパター
ン１２により配線基板が構成される。

【００２５】配線基板上に全ての発光素子１３を実装
し、かつワイヤボンディングを施した後に、その配線基
板の実装面側には、反射ケース２０が被せられる。図１
及び図２（ａ）に示すように反射ケース２０には、三つ
の発光素子１３の正面側においてこれらと対向する投光
口２１が形成されている。図２（ａ）に示すように、投
光口２１の高さ方向（Ｙ軸方向）の中心位置と各発光素
子１３とを結ぶ軸を、各発光素子１３における光軸Ｚと
して位置づけると、各光軸Ｚは、基板１１が延びるＸ−
Ｙ平面に対して直交する。そして、基板１１及び反射ケ
ース２０で構成される光源装置１０の筐体内には、計３
本の光軸Ｚに沿った導光通路２２と、その導光通路２２
に隣接した収容室２３とが区画されている。

【００２６】導光通路２２は、Ｘ−Ｚ平面に沿って延び
る互いに平行な上壁面２２ａ及び下壁面２２ｂ、並び
に、Ｙ−Ｚ平面に沿って延びる互いに平行な右壁面２２
ｃ及び左壁面２２ｄの四つの壁面によって区画形成さ
れ、正面長方形状をなしている。この導光通路２２の内
端は収容室２３につながり、導光通路２２の外端は前記
投光口２１となっている。導光通路２２の相互に対向す
る壁面はいずれも平行であることから、導光通路２２は
その内端から外端（投光口２１）にいたるまでどの位置
においても、軸直交断面形状が同じ長方形状で軸直交断
面積も等しい。

【００２７】なお、投光口２１の開口幅Ｄｂ（Ｙ軸方向
長さＤｂ）は、各発光素子１３のＹ軸方向長さよりも大
きく設定されている。また、この開口幅Ｄｂは、カラー
液晶モニターの導光板（図示略）の厚さＴよりも小さく
設定されている。光軸Ｚに沿った導光通路２２の長さ
は、開口幅Ｄｂに対し（Ｄｂ／２ｔａｎ３０°）で計算
される長さに設定することが好ましい。

【００２８】他方、収容室２３は、Ｘ−Ｚ平面に沿って
延びる互いに平行な上壁面２３ａ及び下壁面２３ｂ、Ｙ
−Ｚ平面に沿って延びる互いに平行な右壁面２３ｃ及び
左壁面２３ｄ、基板１１によって提供される垂立した底
面２３ｅ、並びに、光軸Ｚと直交する方向に延びる（す
なわちＸ−Ｙ平面に沿って延びる）面によって提供され
る垂立した天井面２３ｆの六つの壁面によって区画さ
れ、略直方体状の空間をなしている。図１及び図２
（ａ）に示すように、収容室２３は、基板１１の面方向
（光軸Ｚと直交する方向）への広がりが導光通路２２よ
りも明らかに大きく確保されている。これは、光源装置
１０内に発光素子１３及びボンディングワイヤ１４を無
理なく収容可能とするためである。

【００２９】互いに隣り合う導光通路２２及び収容室２
３に上述のような面構成を採用した結果、導光通路２２
と収容室２３との境界には、上下一対の直角段部２４が
形成される。すなわち、上側の直角段部２４は、収容室
の天井面２３ｆ及び導光通路の上壁面２２ａによって構
成され、下側の直角段部２４は、収容室２３の天井面２
３ｆ及び導光通路の下壁面２２ｂによって構成されてい
る。収容室２３の光軸方向長さＬが非常に小さく設定さ
れていることから、上記二つの直角段部２４は発光素子
１３に近接配置される。このため、発光素子１３が発し
た光の多くは、各直角段部の天井面２３ｆ側よりも導光
通路２２の上壁面２２ａまたは下壁面２２ｂ側に照射さ
れる。

【００３０】なお、反射ケース２０は純白色のプラスチ
ック材料で形成されている。このため、導光通路２２を
構成する四つの壁面２２ａ〜２２ｄ並びに収容室２３を
構成する五つの壁面２３ａ〜２３ｄ及び２３ｆはいずれ
も、高反射率の光反射面として機能する。

【００３１】収容室２３の光軸方向長さＬは、主とし
て、配線基板に発光素子１３を装着したときの高さ（実
装時における光軸方向長）を考慮して決定される。本実
施形態では、発光素子として三種類の発光ダイオード１
３（Ｒ），１３（Ｇ），１３（Ｂ）を使用しているが、
一般にこれらの形状や寸法は異なっている。特に、実装
時の高さという点では、一番背の低い青色発光ダイオー
ド１３（Ｂ）が０．１ｍｍ程度であるのに対し、一番背
の高い赤色発光ダイオード１３（Ｒ）は０．３ｍｍ程度
である。従って、収容室２３の光軸方向長さＬは、一番
背の高い赤色発光ダイオード１３（Ｒ）を基準にして決
定される。

【００３２】この際、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す
ように、発光素子１３とともにボンディングワイヤ１４
を収容する余地についても考慮する必要がある。このた
め、収容室２３の光軸方向長さＬは、最も背の高い赤色
発光ダイオード１３（Ｒ）の高さに、ボンディングワイ
ヤ１４の太さやマウントペーストの厚みその他のマージ
ンを加味したものとなる。本実施形態では収容室２３の
光軸方向長さＬを０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲に
設定している。

【００３３】なお、光軸方向長さＬの上限値を０．５０
ｍｍとしたのは、これを超える長さでは発光素子１３か
ら収容室２３の内壁に向かう光量が多くなるので、それ
を回避するためである。また、収容室２３の光軸方向長
さＬとは、図２（ａ）に示すように、発光素子１３が載
置されたリードパターン１２の表面から天井面２３ｆま
での距離をいう。

【００３４】配線基板の実装面側に上述のような反射ケ
ース２０を装着することにより、互いに連通する導光通
路２２及び収容室２３が区画される。これらの導光通路
２２及び収容室２３が区画された後、その内部空間に
は、投光口２１を介して透明な樹脂（例えばエポキシ樹
脂）が充填される。透明な樹脂は、当初流動状態にある
が、圧入充填操作により収容室２３及び導光通路２２の
隅々に広がり、その後に固化する。その結果、発光素子
１３及びボンディングワイヤ１４は、樹脂封止されて外
気遮断状態で収容室２３内に固定される。また、導光通
路２２内で固まった樹脂は、反射面としての導光通路の
各壁面２２ａ〜２２ｄを保護するとともに、導光通路２
２における光透過性媒質となる。

【００３５】この光源装置１０によれば、各発光素子１
３が発した光は、主として導光通路２２に向けられる。
発光素子１３からの光線は、直接投光口２１に達するか
あるいは導光通路２２を構成する壁面２２ａ〜２２ｄで
の反射を繰り返しながら投光口２１に達するかして、投
光口２１から光軸Ｚ方向に投光される。投光口２１の開
口幅Ｄｂは比較的狭く設定されているので、投光口２１
から放射される光束の垂直方向（Ｙ方向）への拡散が比
較的少なく、その意味で光軸Ｚ方向への指向性の強い光
束が得られる。

【００３６】以上のように構成された本実施形態によれ
ば、以下のような効果を得ることができる。 ・ 光軸Ｚと直交する方向への広がりを有する収容室２
３に隣接して、相対的に通路幅の狭い導光通路２２を設
けるとともに、収容室２３の光軸方向長さＬを極力抑制
することにより、発光素子１３の直近に導光通路２２の
内端（収容室２３との境界位置）を配置した。

【００３７】このため、導光通路２２が幅狭であるにも
かかわらず、発光素子１３から収容室２３の内壁に向か
う光量が制限され、発光素子１３から発された光の多く
は、導光通路２２を経由して投光口２１に達しそこから
外部へ放射される。これにより、収容室２３の底面２３
ｅ等に金製のリードパターン１２やボンディングワイヤ
１４が露出していたとしても、金によって減衰される光
量は僅かであり、発光素子１３の発する光量がほぼその
まま外部に放射される。つまり、光源装置１０からの光
の外部放射効率を従来よりも向上させることができる。

【００３８】・ 導光通路２２を構成する壁面２２ａ〜
２２ｄは光軸Ｚに沿って延びており、かつ、対向する壁
面同士は平行である。このため、発光素子１３からの光
がいずれかの壁面２２ａ〜２２ｄに照射された場合で
も、その壁面によって光が収容室２３側に向けて反射さ
れることはほとんどない。そして、導光通路の反射性壁
面２２ａ〜２２ｄに捕らえられた光のほぼ全てが投光口
２１に達する。このことも光の外部放射効率の向上に寄
与する。

【００３９】・ 天井面２３ｆ及び上下壁面２２ａ，２
２ｂによって構成される二つの直角段部２４は、発光素
子１３の直近に位置して、発光素子１３からの光線が収
容室２３の天井面２３ｆ及び上下壁面２３ａ，２３ｂに
向かうのを極力阻止する。このような構造設計により、
導光通路２２に向かう光量が相対的に増加し、光の外部
放射効率が向上する。

【００４０】・ 図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すよう
に、二つの直角段部２４とボンディングワイヤ１４とは
相互接触しておらず、反射ケース２０を配線基板に対し
て装着した場合でも直角段部２４がボンディングワイヤ
１４を圧迫しない。

【００４１】従って、ワイヤボンディングを行った後の
配線基板に反射ケース２０を装着するという手順をとっ
ても、反射ケース２０が原因となってボンディングワイ
ヤ１４を切断する心配がなく、ワイヤボンディングの信
頼性を確保できる。

【００４２】（第２実施形態）第２実施形態の光源装置
３０は、前記第１実施形態の光源装置１０と基本構成を
同じくする一方で、投光口２１付近の構造を異にする。
すなわち、図３に示すように、導光通路２２の外端に位
置する投光口２１付近には、上下一対のテーパ面３１
Ａ，３１Ｂが形成されている。上側のテーパ面３１Ａは
導光通路２２の上壁面２２ａとつながり、下側のテーパ
面３１Ｂは導光通路２２の下壁面２２ｂとつながる。こ
れらのテーパ面３１Ａ，３１Ｂは、光軸Ｚまたは上下壁
面２２ａ，２２ｂに対し所定の角度θを付与されてお
り、投光口２１を導光通路２２の幅よりも外向きに広く
開口させている。かかるテーパ面３１Ａ，３１Ｂを投光
口２１付近に形成することの技術的意義は、第１の媒質
である透明樹脂と第２の媒質である空気との界面に発光
素子１３からの光が入射したときの挙動に関係する。

【００４３】すなわち、図４に示すように、媒質１（樹
脂）と媒質２（空気）との界面が光軸Ｚに対し直交する
光学モデルを考える。光軸Ｚに沿って進行し前記界面に
直角に入射する光線Ｒ１は、そのまま界面を通過して直
進する。光軸Ｚに対して若干の角度をもって界面に入射
する光線Ｒ２は、屈折を受けながらも界面を通過するこ
とができる。これに対し、光軸Ｚに対して大きな角度を
もって界面に入射する光線Ｒ３は、界面で反射されてそ
こを通過できない。

【００４４】つまり、界面に入射する光線の角度によっ
て、界面を通過する光線と全反射される光線とに分かれ
る。このように、両者の分かれ目となる臨界角θｃが存
在し、臨界角θｃ以上の角度で界面に入射する光線は全
反射される。ちなみに屈折率が１．５のエポキシ樹脂層
と屈折率が１．０の空気層とで構成される界面の場合、
臨界角θｃは約４０度となる。

【００４５】本発明の光源装置では、図３に示すよう
に、導光通路２２の上下壁面２２ａ，２２ｂでの反射を
繰り返して投光口２１（すなわち界面）に達する光線が
多く存在する。それらの光線の中には、光軸Ｚに対する
角度α（図３では４５度に作図）が前記臨界角θｃ（＝
４０度）以上となるものがある。例えば、点Ｐ１で反射
された光線が角度α（＞θｃ）でもって界面上の点Ｐ２
に達しても、点Ｐ２では反射される。その反射光線は上
側のテーパ面３１Ａに達し、点Ｐ３で反射されて再び界
面に向かうが、テーパ面３１Ａでの反射を受けたこと
で、界面に対する入射角が前回の点Ｐ２での入射角より
も深くなる。すなわち、点Ｐ３から界面に向かう光線
は、光軸Ｚと平行な軸Ｚ’に対して角度β（図３では１
６度に作図）となり、この角度βは臨界角θｃ（＝４０
度）未満となる。それ故、テーパ面３１Ａ上の点Ｐ３で
反射された光線は、界面を通過することができる。

【００４６】このように第２実施形態によれば、投光口
２１付近に所定角度θのテーパ面３１Ａ，３１Ｂを設け
たことで、光軸Ｚに対する角度αが臨界角θｃ以上の光
線（つまり界面に対する入射角が浅い光線）が界面で全
反射されたとしても、その光線をテーパ面３１Ａ，３１
Ｂで反射し進行方向を調節することで、界面に対して再
度入射する際の角度βを臨界角θｃ未満とすること（つ
まり界面に対する入射角を深くすること）が可能とな
る。このため、発光素子１３から導光通路２２を伝わっ
てきた光線が投光口２１の界面で反射されて発光素子１
３及び収容室２３に向けて戻される割合が低減される。
従って、第２実施形態の光源装置３０によれば、前記第
１実施形態以上に光の外部放射効率が向上する。

【００４７】（変形例）本発明の各実施形態を以下のよ
うに変形してもよい。 ・ 前記各実施形態の光源装置１０，３０では、収容室
２３及び導光通路２２内に投光口２１から樹脂を流し込
んで、その内部空間を樹脂封止している。しかしなが
ら、収容室２３の光軸方向長さＬが前述のように非常に
短く設定されていることから、収容室２３の四隅に樹脂
が完全に行き渡らず、図５に示すように、収容室２３の
隅部に空気層３４が残留することがある。樹脂が収容室
２３の隅々にまで完全に行き渡らずとも、少なくともボ
ンディングワイヤ１４が樹脂でくるまれる程度に行き渡
っているならば、電気的には特段の支障は生じない。

【００４８】ただし、樹脂の充填に際して、収容室２３
の隅部に空気が残留するような充填の仕方だと、投光口
２１で空気中に露出する樹脂表面を平滑に調節すること
が難しくなり、製品の光学特性面で問題を生ずるおそれ
がある。

【００４９】この点、例えば図６（ａ）に示すように、
投光口２１の各端部において収容室２３の四隅に向けて
延びる四つの溝３５（二つのみ図示）を反射ケース２０
に形成すること、あるいは、図６（ｂ）に示すように、
投光口２１の端部近傍において収容室２３の四隅とつな
がる四つの連通孔３６（二つのみ図示）を反射ケース２
０に形成することは好ましい。これらの溝３５及び連通
孔３６は、収容室２３の各隅部と外部とを連通させ、樹
脂の充填作業時における空気逃がし通路として機能す
る。このような空気逃がし通路を設けることで、収容室
２３の隅々にまで樹脂が行き渡りやすくなり、投光口２
１での樹脂表面の平滑性確保（または樹脂表面の形状制
御）が容易になる。なお、上記のような空気逃がし通路
を、反射ケース２０にではなく基板１１に形成してもよ
い。

【００５０】・ 前記第１実施形態では、図２（ｂ）に
示すように、収容室２３の底面２３ｅと天井面２３ｆと
の間隔が、Ｘ方向のどの位置においても等しくなってい
る。これとは異なり、図７に示すように、収容室２３の
天井面２３ｆを凹凸状に形成してもよい。すなわち、各
ボンディングワイヤ１４の周囲にトンネル状凹部３７を
形成して、各トンネル状凹部３７の内周面とボンディン
グワイヤ１４との間に一定の隙間（樹脂充填用の隙間）
を確保する。翻って、ボンディングワイヤ１４が存在し
ない領域においては、天井面２３ｆが底面２３ｅにもっ
と接近するように、隣り合うボンディングワイヤ１４間
に存在する天井面２３ｆを底面２３ｅ側に突出させる。

【００５１】この構成によれば、発光素子１３からの光
が収容室２３の隅部に向けられるのを極力阻止すること
が可能となり、光の外部放射効率を更に向上させること
ができる。なお、図７の場合には、収容室２３の光軸方
向長さＬを、トンネル状凹部３７の最高点と底面２３ｅ
との間の距離で代表させてもよい。

【００５２】・ 前記光源装置１０における収容室２３
の形状を、図８に示すように、断面台形状としてもよ
い。この構成によれば、基板１１の面方向への広がりを
確保しつつ収容室２３の容積を小さくでき、収容室２３
への封入樹脂量を減らすことができる。

【００５３】・ 前記光源装置１０におけるワイヤボン
ディングタイプの発光素子１３に代えて、図９に示すよ
うにフリップチップタイプの発光素子３８を用いてもよ
い。この場合、発光素子３８は、その底面側において導
電性材料からなるバンプ３９を介してリードパターン１
２上に実装される。この構成によれば、基板１１の面方
向における発光素子３８の配置自由度が高まる。このた
め、上下リードパターン１２の両端部間の中間点が光軸
Ｚから微妙にずれている場合でも、発光素子３８からの
放射光の軸心が光軸Ｚに一致するように、発光素子３８
を位置決めすることができる。

【００５４】・ 前記各実施形態では、一つの光源装置
１０，３０に複数の発光素子１３を組み込んでいたが、
一つの光源装置１０，３０に単一の発光素子１３を組み
込んでもよい。また、ＲＧＢの三色に対応した三つの発
光素子１３を一組とし、その複数組を一つの光源装置１
０，３０に組み込んでもよい。

【００５５】・ 本発明の光源装置は、液晶モニターの
バックライト機構の光源以外の用途にも利用できること
は言うまでもない。次に、前記各実施形態及び変形例か
ら、さらに抽出される技術的思想の要点を列挙する。

【００５６】・請求項１〜請求項７のいずれか一項に記
載の光源装置において、前記ケースまたは基板には、前
記収容室の隅部と外部とを連通可能とする空気逃がし通
路が形成されていること。

【００５７】・請求項１〜請求項７のいずれか一項に記
載の光源装置において、前記基板の実装面と対向する前
記収容室の天井面には、ボンディングワイヤの周囲に一
定の間隔を確保するトンネル状凹部が形成されているこ
と。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように各請求項に記載の光
源装置によれば、導光通路の内端（収容室との境界位置
にある端部）が発光素子の直近に位置することとなり、
発光素子から発された光が収容室に向かう割合が極めて
少なくなる。このため、当該光源装置内での反射光の減
衰が極力回避され、発光素子から発された光の外部放射
効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の光源装置の正面図。

【図２】 （ａ）は図１の２ａ−２ａ線断面図、（ｂ）
は図１の２ｂ−２ｂ線断面図。

【図３】 第２実施形態の光源装置の要部を示す断面
図。

【図４】 臨界角を説明するための光学モデルを示す説
明図。

【図５】 収容室の隅部の拡大断面図。

【図６】 光源装置の変形例の要部を示す部分正面図。

【図７】 光源装置の変形例の要部を示す拡大断面図。

【図８】 光源装置の変形例を示す図２（ａ）相当の断
面図。

【図９】 光源装置の変形例を示す図２（ａ）相当の断
面図。

【図１０】 第１従来構成の液晶モニター用光源装置の
概要を示す断面図。

【図１１】 第２従来構成の液晶モニター用光源装置の
概要を示す断面図。

【符号の説明】

１０，３０…光源装置、１１…基板、１２…リードパタ
ーン、１３…発光素子、１４…ボンディングワイヤ、２
０…反射ケース（ケース）、２１…投光口、２２…導光
通路、２２ａ〜２２ｄ…導光通路の壁面（反射面）、２
３…収容室、２３ｆ…収容室の天井面（光軸と直交する
方向に延びる収容室の内壁面）、２４…直角段部、３８
…発光素子、Ｌ…光軸方向長さ、Ｚ…光軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加賀 浩一 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成 株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA23Z FA41Z FA45Z FB02 LA16 5F041 AA06 DC83 EE23 EE25 FF11 FF16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子が実装される基板と、その基板
   の実装面側に設けられ、かつ基板上の発光素子に対向す
   る投光口が形成されたケースとを備えた光源装置であっ
   て、 前記基板及びケースで構成される筐体内に、発光素子及
   び投光口を結ぶ光軸に沿った導光通路と、前記導光通路
   よりも前記基板の面方向への広がりを確保した発光素子
   を収容する収容室とを設けたことを特徴とする光源装
   置。
2. 【請求項２】 前記収容室の光軸方向長さを０．０２ｍ
   ｍ〜０．６０ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１
   に記載の光源装置。
3. 【請求項３】 前記導光通路は、前記光軸に沿って延び
   るとともに互いに平行な複数の壁面によって区画され、
   これら平行壁面は光の反射面として機能することを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
4. 【請求項４】 前記導光通路と前記収容室との境界に
   は、前記平行壁面の各々と、前記光軸と直交する方向に
   延びる収容室の内壁面とによって構成される直角段部が
   存在することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 【請求項５】 前記収容室内において、少なくとも前記
   発光素子及びその近傍が透明な樹脂で封止されているこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記
   載の光源装置。
6. 【請求項６】 前記基板に形成されたリードパターンが
   金製であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいず
   れか一項に記載の光源装置。
7. 【請求項７】 前記ケースの投光口付近には、その投光
   口を前記導光通路の幅よりも広く開口させるテーパ面が
   形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６の
   いずれか一項に記載の光源装置。