JP2005252082A - Light source, light guiding device and surface light source - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶表示装置等の光源として用いられる光源装置に関し、複数の異なる発光色の半導体発光素子や複数の同発光色の半導体発光素子を1つのパッケージにするとともにリードフレームやリード端子の側面側から出射して、混合色の光や輝度の高い出射光を小さな幅で可能にした光源装置および導光体ならびに面光源装置に関するものである。 The present invention relates to a light source device used as a light source such as a liquid crystal display device, for example, and a plurality of semiconductor light emitting elements having different light emission colors and a plurality of semiconductor light emitting elements having the same light emission color are combined into one package, and lead frames and lead terminals are provided. The present invention relates to a light source device, a light guide, and a surface light source device that emit light of a mixed color and high-luminance emission light with a small width.
半導体発光素子である発光ダイオードは、小型に構成され、球切れなどの心配もなく、効率良く鮮明な発光色を得ることができる。 A light-emitting diode that is a semiconductor light-emitting element is configured to be small in size, and can efficiently obtain a clear emission color without worrying about a broken ball.
しかし、白色光を得る場合、従来の光源装置では、赤色発光、緑色発光、青色発光の半導体発光素子を出射面に対して横方向に並べ、各色の半導体発光素子からの光を混合させて得ていた。 However, when obtaining white light, a conventional light source device is obtained by arranging semiconductor light emitting elements emitting red light, green light and blue light in a direction transverse to the emission surface and mixing light from the semiconductor light emitting elements of the respective colors. It was.
また、単色光で高輝度を得る場合、従来の光源装置では、複数の半導体発光素子を出射面に対して横方向に並べて得ていた。 Further, when obtaining high brightness with monochromatic light, the conventional light source device has obtained a plurality of semiconductor light emitting elements arranged side by side with respect to the emission surface.
さらに、白色光を得るのに従来の光源装置は、例えば青色半導体発光素子に波長変換材料を塗布したりして、擬似的な白色光を得るものも知られている。
従来の光源装置は、赤色発光、緑色発光、青色発光の半導体発光素子を出射面に対して横方向に並べて白色光を得ているので、例えば、半導体発光素子の発光色を赤色発光(R)、緑色発光(G)、青色発光(B)の順に3つ並べた場合には、隣り合うRとG、GとBとは異なる光が混合することが出来るが、一つ置いてのRとBとでは異なる光が混合することが出来ないで、両サイドの異なる発光色が目立ってしまうといったように、各異なる発光色の半導体発光素子の出射光が混合しにくい課題がある。 Since the conventional light source device obtains white light by arranging semiconductor light emitting elements emitting red light, green light and blue light in the lateral direction with respect to the emission surface, for example, the light emission color of the semiconductor light emitting element is red light emission (R). , Green light emission (G), and blue light emission (B) are arranged in the order of three, light from R and G adjacent to each other and G and B can be mixed, but R and There is a problem that it is difficult to mix the emitted light of the semiconductor light emitting elements of different emission colors, such that different light cannot be mixed with B and different emission colors on both sides stand out.
また、従来の波長変換材料を用いた光源装置の場合には、常に波長変換材料が半導体発光素子自身からの発光する光の中に紫外線が含まれてたり、外光(特に、太陽光)による例えば、紫外線や宇宙線等の波長の短い光(波長)によって、波長変換材料を劣化させてしまう課題等がある。 Further, in the case of a light source device using a conventional wavelength conversion material, the wavelength conversion material always contains ultraviolet light in the light emitted from the semiconductor light emitting element itself, or is caused by external light (particularly sunlight). For example, there is a problem that the wavelength conversion material is deteriorated by light (wavelength) having a short wavelength such as ultraviolet rays or cosmic rays.
さらに、波長変換材料を用いた白色光源では、赤色発光(R)、緑色発光(G)、青色発光(B)の各々の波長に対しての反応系を用いる場合、3つの波長が得られない事やエネルギーレベルが不足しているために利用することが出来ない課題がある。 Furthermore, in the case of using a reaction system for each wavelength of red light emission (R), green light emission (G), and blue light emission (B), a white light source using a wavelength conversion material cannot obtain three wavelengths. There are issues that cannot be used due to lack of things and energy levels.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、一つのリードフレームに発光色の異なる半導体発光素子や同発光色の半導体発光素子を各々一つづつ配置したリードフレームを複数並列に併設する時に発光色の異なる半導体発光素子や同発光色の半導体発光素子を開口部方向に直線的または千鳥状になるように配置し、出射方向に略1列に並んだ半導体発光素子によって、発光色の異なる半導体発光素子の場合に混合された色の光が開口部から出射し、発光色の同じ半導体発光素子の場合に高輝度(エネルギの強い)単色光の光が開口部から出射することができるとともに開口部の大きさを小さくすることができる小型で高輝度な光源装置および導光体ならびに面光源装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a plurality of lead frames in which semiconductor light-emitting elements having different emission colors and semiconductor light-emitting elements having the same emission color are arranged on one lead frame. When semiconductor light emitting elements having different emission colors or semiconductor light emitting elements of the same emission color are arranged in a linear or zigzag manner in the opening direction when arranged in parallel, the semiconductor light emitting elements are arranged in approximately one row in the emission direction. In the case of semiconductor light emitting elements having different emission colors, mixed color light is emitted from the opening, and in the case of semiconductor light emitting elements having the same emission color, high-luminance (strong energy) monochromatic light is emitted from the opening. Another object of the present invention is to provide a light source device, a light guide body, and a surface light source device that are small in size and high in brightness and capable of reducing the size of the opening.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの両端側の少なくとも1端側側面方向および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形部を成形したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a light source device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of lead frames each having a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission colors or the same emission color mounted in parallel on each lead frame. The semiconductor light-emitting elements having different emission colors or the same emission color are arranged so as to be linear or staggered, and at least one side surface direction of both ends of the plurality of lead frames arranged in parallel and the semiconductor The insert molding part is formed so as to have an opening at the top of the light emitting element.
請求項1に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの両端側の少なくとも1端側側面方向および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形部を成形したので、発光色の異なる場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部の側面方向から出射するとともに開口部の上部方向に出射し、順次開口部方向に向かいながら互いに異なる発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば赤色発光(R)、緑色発光(G)、青色発光(B)の半導体発光素子からの光線によって白色の発光色の光を開口部から出射することができる。
The light source device according to
また、同発光色の場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部の側面方向から出射するとともに開口部の上部方向に出射し、順次開口部方向に向かいながら互いに同発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば緑色発光(G)の半導体発光素子からの光線によって輝度の高い緑色発光(G)色の光を開口部から出射することができる。 In addition, in the case of the same emission color, light rays from the semiconductor light emitting element are emitted from the side of the opening in order from the back of the opening and emitted upward from the opening, and are emitted in the same direction while sequentially moving toward the opening. A light beam of emission color mixed with the light beam from the colored semiconductor light emitting element is emitted from the opening. For example, light of green emission (G) color with high luminance can be emitted from the opening by a light beam from a green light emission (G) semiconductor light emitting element.
また、請求項2に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々半導体発光素子の高さの順に並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの半導体発光素子の高さがもっとも低いリードフレーム側および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形部を成形したことを特徴とする。
In the light source device according to
請求項2に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々半導体発光素子の高さの順に並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの半導体発光素子の高さがもっとも低いリードフレーム側および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形部を成形したので、発光色の異なる場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部の側面方向から出射するとともに開口部の上部方向に出射し、順次開口部方向に進む光線が開口部側にある半導体発光素子によって邪魔されず、順次開口部方向に向かいながら互いに異なる発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば赤色発光(R)、緑色発光(G)、青色発光(B)の半導体発光素子からの光線によって白色の発光色の光を開口部から出射することができる。
The light source device according to
また、同発光色の場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部方向に出射し、順次開口部方向に進む光線が開口部側にある半導体発光素子によって邪魔されず、順次開口部方向に向かいながら互いに同発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば緑色発光(G)の半導体発光素子からの光線によって輝度の高い緑色発光(G)色の光を開口部から出射することができる。 In addition, in the case of the same emission color, light rays from the semiconductor light emitting element are emitted in the direction of the opening portion in order from the back of the opening portion, and the light rays sequentially proceeding in the direction of the opening portion are not disturbed by the semiconductor light emitting element on the opening portion side, Light rays of emission color mixed with light rays from the semiconductor light emitting elements of the same emission color are emitted from the openings while sequentially facing the opening portion. For example, light of green emission (G) color with high luminance can be emitted from the opening by a light beam from a green light emission (G) semiconductor light emitting element.
さらに、請求項3に係る光源装置は、インサート成形部を半導体発光素子の各リードフレームが連結している連結部方向に対して略垂直方向に反射性を有する壁を設けることを特徴とする。 Furthermore, the light source device according to claim 3 is characterized in that a wall having reflectivity is provided in a direction substantially perpendicular to a connecting portion direction in which the insert molding portion is connected to each lead frame of the semiconductor light emitting element.
請求項3に係る光源装置は、インサート成形部を半導体発光素子の各リードフレームが連結している連結部方向に対して略垂直方向に反射性を有する壁を設けるので、各半導体発光素子のリードフレームに沿った方向に出射した光線を反射することができる。 In the light source device according to the third aspect, the insert molding portion is provided with a wall having reflectivity in a direction substantially perpendicular to the connecting portion direction in which the lead frames of the semiconductor light emitting elements are connected. Light rays emitted in the direction along the frame can be reflected.
また、請求項4に係る光源装置は、開口部の両端から開口部の反対方向に向かうに延び開口部から開口部の反対方向に向かうに従い両端の幅が狭くなるような円弧状または直線状の壁を有することを特徴とする。
Further, the light source device according to
請求項4に係る光源装置は、開口部の両端から開口部の反対方向に向かうに延び開口部から開口部の反対方向に向かうに従い両端の幅が狭くなるような円弧状または直線状の壁を有するので、各半導体発光素子のリードフレームに沿った方向に出射した光線を開口部方向に反射し開口部から出射したり、幾度も互いに対向する壁に反射しながら開口部方向に出射することができる。
The light source device according to
さらに、請求項5に係る光源装置は、開口部が互いに対向するように2つの光源装置を1単位として連続的に作成することを特徴とする。 Furthermore, the light source device according to claim 5 is characterized in that two light source devices are continuously formed as one unit so that the openings face each other.
請求項5に係る光源装置は、開口部が互いに対向するように2つの光源装置を1単位として連続的に作成するので、2つの光源装置の半導体発光素子の上部の空間に透明樹脂を充填する時に一度に充填することができる。 In the light source device according to the fifth aspect, since the two light source devices are continuously formed as one unit so that the openings face each other, a transparent resin is filled in a space above the semiconductor light emitting element of the two light source devices. Sometimes it can be filled at once.
また、請求項6に係る光源装置は、インサート成形部を各リードフレームに載置した半導体発光素子の上部に空間を設けるとともに壁間に透明樹脂を充填することを特徴とする。
The light source device according to
請求項6に係る光源装置は、インサート成形部を各リードフレームに載置した半導体発光素子の上部に空間を設けるとともに壁間に透明樹脂を充填するので、半導体発光素子から出射した光線を遮らずに開口部方向に透明樹脂を透過しながら出射することができる。 The light source device according to the sixth aspect of the present invention provides a space above the semiconductor light emitting element in which the insert molding portion is placed on each lead frame and is filled with a transparent resin between the walls, so that the light emitted from the semiconductor light emitting element is not blocked. The light can be emitted while passing through the transparent resin in the direction of the opening.
さらに、請求項7に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームの1端側を機械的および電気的に接続した構造であることを特徴とする。 Furthermore, the light source device according to claim 7 mechanically and electrically connects one end side of a plurality of lead frames in which semiconductor light emitting elements having different emission colors or the same emission colors are mounted on each lead frame. It is a structure.
請求項7に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームの1端側を機械的および電気的に接続した構造であるので、複数の半導体発光素子を並列接続する時に、外部で電気的接続をしないため、接続不良等を回避することができるとともに各半導体発光素子の電極と各リードフレームとを金ワイヤ等で電気的に接続するワイヤーボンディングをした後に各半導体発光素子の検査をする時に1端側を接続した方をコモンラインとして利用することができる。
The light source device according to
また、請求項8に係る導光体は、入射部を裏面部の側面部端を欠切するとともに欠切部に対向するように表面部の側面部端をテーパ形状に欠切することを特徴とする。
Further, the light guide according to
請求項8に係る導光体は、入射部を裏面部の側面部端を欠切するとともに欠切部に対向するように表面部の側面部端をテーパ形状に欠切するので、導光体の側面部側の裏面部から光を導くことができるとともに導光体の側面部側の裏面部方向の一部の側面方向から光を導くことができる。 In the light guide according to the eighth aspect, the side surface portion end of the front surface portion is cut out in a tapered shape so that the incident portion cuts out the side surface portion end of the back surface portion and faces the notch portion. It is possible to guide light from the back surface portion on the side surface portion side and to guide light from a part of the side surface direction in the back surface portion direction on the side surface portion side of the light guide.
さらに、請求項9に係る導光体は、1対の側面部の端が他の側面部と傾斜部を有して接続されていることを特徴とする。
Further, the light guide according to
請求項9に係る導光体は、1対の側面部の端が他の側面部と傾斜部を有して接続されているので、導光体の側面部側の裏面部からの光を傾斜部で反射することができる。 In the light guide according to the ninth aspect, since the ends of the pair of side surface portions are connected to the other side surface portion and the inclined portion, the light from the back surface portion on the side surface portion side of the light guide is inclined. It can be reflected at the part.
また、請求項10に係る導光体は、欠切部を、矩形形状または光源装置が挿入できるような形状であることを特徴とする。
Further, the light guide according to
請求項10に係る導光体は、欠切部を、矩形形状または光源装置が挿入できるような形状であるので、光源装置からの光を無駄なく導光体に導くことができる。 The light guide according to the tenth aspect has a rectangular shape or a shape into which the light source device can be inserted, so that the light from the light source device can be guided to the light guide without waste.
さらに、請求項11に係る面光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの半導体発光素子の高さがもっとも低いリードフレーム側または並列に併設した複数のリードフレームの両端側の少なくとも1端側側面方向および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形をした光源装置と、
光を導く入射部を裏面部の側面部端を欠切して欠切部を形成するとともに欠切部に対向するように光を出射する表面部の側面部端をテーパ形状に欠切してテーパ形状部を形成した導光体と、
テーパ形状部の上部に設けられる反射性を有する反射体と、
これら光源装置と導光体と反射体とを収納するケースとを具備し、
導光体の欠切部の位置に光源装置を配置し、
リードフレーム上に複数の半導体発光素子からの出射光線が互いの半導体発光素子を避けて開口部と半導体発光素子の上部方向に出射し、欠切部の上方である導光体の裏面部側と欠切部の横方向である導光体の側面部側とから半導体発光素子からの出射光線を導光体内に導き側面部側からの光は側面部の反対側方向に進み、裏面部側からの光はテーパ形状部で反射され反対側方向に進みながら表面部より出射することを特徴とする。
Furthermore, the surface light source device according to
The incident part for guiding light is cut off at the side part end of the back part to form a notch part, and the side part end of the surface part from which light is emitted so as to face the notch part is cut out in a tapered shape. A light guide formed with a tapered portion;
A reflector having reflectivity provided on top of the tapered portion;
The light source device, a light guide and a case for housing the reflector are provided,
Place the light source device at the position of the notch in the light guide,
The light beams emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements on the lead frame are emitted in the upper direction of the opening and the semiconductor light emitting element while avoiding the semiconductor light emitting elements, and the back surface side of the light guide above the notch The light emitted from the semiconductor light emitting element is guided into the light guide body from the side surface side of the light guide which is the lateral direction of the notch, and the light from the side surface side proceeds in the direction opposite to the side surface, and from the back surface side. The light is reflected by the tapered portion and is emitted from the surface portion while proceeding in the opposite direction.
請求項11に係る面光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの半導体発光素子の高さがもっとも低いリードフレーム側または並列に併設した複数のリードフレームの両端側の少なくとも1端側側面方向および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形をした光源装置と、
光を導く入射部を裏面部の側面部端を欠切して欠切部を形成するとともに欠切部に対向するように光を出射する表面部の側面部端をテーパ形状に欠切してテーパ形状部を形成した導光体と、
テーパ形状部の上部に設けられる反射性を有する反射体と、
これら光源装置と導光体と反射体とを収納するケースとを具備し、
導光体の欠切部の位置に光源装置を配置し、
リードフレーム上に複数の半導体発光素子からの出射光線が互いの半導体発光素子を避けて開口部と半導体発光素子の上部方向に出射し、欠切部の上方である導光体の裏面部側と欠切部の横方向である導光体の側面部側とから半導体発光素子からの出射光線を導光体内に導き側面部側からの光は側面部の反対側方向に進み、裏面部側からの光はテーパ形状部で反射され反対側方向に進みながら表面部より出射するので、光源装置で複数の半導体発光素子からの出射光を混合して導光体の裏面部側と欠切部の横方向である導光体の側面部側とから導光体内に導くとともに上部方向に出射した光を欠切部の上方である導光体の裏面部側から導光体内に導き表面部に設けたテーパ形状部で反射しながら複数の半導体発光素子からの出射光を混合して、最終的に表面部から混合された光を出射することができる。
The surface light source device according to
The incident part for guiding light is cut off at the side part end of the back part to form a notch part, and the side part end of the surface part from which light is emitted so as to face the notch part is cut out in a tapered shape. A light guide formed with a tapered portion;
A reflector having reflectivity provided on top of the tapered portion;
The light source device, a light guide and a case for housing the reflector are provided,
Place the light source device at the position of the notch in the light guide,
The light beams emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements on the lead frame are emitted in the upper direction of the opening and the semiconductor light emitting element while avoiding the semiconductor light emitting elements, and the back surface side of the light guide above the notch The light emitted from the semiconductor light emitting element is guided into the light guide body from the side surface side of the light guide which is the lateral direction of the notch, and the light from the side surface side proceeds in the direction opposite to the side surface, and from the back surface side. Light is reflected from the tapered portion and is emitted from the surface portion while proceeding in the opposite direction. Therefore, the light source device mixes the light emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements to form the back side portion and the cutout portion of the light guide. Guides the light emitted from the side of the light guide in the lateral direction into the light guide, and guides the light emitted upward from the back side of the light guide above the notch to the surface. The light emitted from multiple semiconductor light emitting elements is mixed while reflecting off the tapered part Can emit light mixed from final surface portion.
またさらに、請求項12に係る面光源装置は、導光体上部に光を偏向させる偏向シートを設け、表面部から出射した光を均一にすることを特徴とする。 Furthermore, a surface light source device according to a twelfth aspect is characterized in that a deflection sheet for deflecting light is provided on the upper portion of the light guide, and the light emitted from the surface portion is made uniform.
請求項12に係る面光源装置は、導光体上部に光を偏向させる偏向シートを設け、表面部から出射した光を均一にするので、より輝度の向上と発光色の色斑を解消することができる。
The surface light source device according to
請求項1に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの両端側の少なくとも1端側側面方向および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形部を成形したので、発光色の異なる場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部の側面方向から出射するとともに開口部の上部方向に出射し、順次開口部方向に向かいながら互いに異なる発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば赤色発光(R)、緑色発光(G)、青色発光(B)の半導体発光素子からの光線によって白色の発光色の光を開口部から出射することができる。
The light source device according to
また、同発光色の場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部の側面方向から出射するとともに開口部の上部方向に出射し、順次開口部方向に向かいながら互いに同発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば緑色発光(G)の半導体発光素子からの光線によって輝度の高い緑色発光(G)色の光を開口部から出射することができる。 In addition, in the case of the same emission color, light rays from the semiconductor light emitting element are emitted from the side of the opening in order from the back of the opening and emitted upward from the opening, and are emitted in the same direction while sequentially moving toward the opening. A light beam of emission color mixed with the light beam from the colored semiconductor light emitting element is emitted from the opening. For example, light of green emission (G) color with high luminance can be emitted from the opening by a light beam from a green light emission (G) semiconductor light emitting element.
請求項2に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々半導体発光素子の高さの順に並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの半導体発光素子の高さがもっとも低いリードフレーム側および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形部を成形したので、発光色の異なる場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部の側面方向から出射するとともに開口部の上部方向に出射し、順次開口部方向に進む光線が開口部側にある半導体発光素子によって邪魔されず、順次開口部方向に向かいながら互いに異なる発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば赤色発光(R)、緑色発光(G)、青色発光(B)の半導体発光素子からの光線によって白色の発光色の光を開口部から出射することができる。
The light source device according to
また、同発光色の場合に、開口部の奥から順に半導体発光素子からの光線が開口部方向に出射し、順次開口部方向に進む光線が開口部側にある半導体発光素子によって邪魔されず、順次開口部方向に向かいながら互いに同発光色の半導体発光素子からの光線と混ざった発光色の光線を開口部から出射する。例えば緑色発光(G)の半導体発光素子からの光線によって輝度の高い緑色発光(G)色の光を開口部から出射することができる。 In addition, in the case of the same emission color, light rays from the semiconductor light emitting element are emitted in the direction of the opening portion in order from the back of the opening portion, and the light rays sequentially proceeding in the direction of the opening portion are not disturbed by the semiconductor light emitting element on the opening portion side, Light rays of emission color mixed with light rays from the semiconductor light emitting elements of the same emission color are emitted from the openings while sequentially facing the opening portion. For example, light of green emission (G) color with high luminance can be emitted from the opening by a light beam from a green light emission (G) semiconductor light emitting element.
請求項3に係る光源装置は、インサート成形部を半導体発光素子の各リードフレームが連結している連結部方向に対して略垂直方向に反射性を有する壁を設けるので、各半導体発光素子のリードフレームに沿った方向に出射した光線を反射することができる。これにより、各半導体発光素子からの出射光を開口部に導くことができる。 In the light source device according to the third aspect, the insert molding portion is provided with a wall having reflectivity in a direction substantially perpendicular to the connecting portion direction in which the lead frames of the semiconductor light emitting elements are connected. Light rays emitted in the direction along the frame can be reflected. Thereby, the emitted light from each semiconductor light emitting element can be guided to the opening.
請求項4に係る光源装置は、開口部の両端から開口部の反対方向に向かうに延び開口部から開口部の反対方向に向かうに従い両端の幅が狭くなるような円弧状または直線状の壁を有するので、各半導体発光素子のリードフレームに沿った方向に出射した光線を開口部方向に反射し開口部から出射したり、幾度も互いに対向する壁に反射しながら開口部方向に出射することができる。これにより、各半導体発光素子からの出射光を余すことなく開口部に導くことができる。
The light source device according to
請求項5に係る光源装置は、開口部が互いに対向するように2つの光源装置を1単位として連続的に作成するので、2つの光源装置の半導体発光素子の上部の空間に透明樹脂を充填する時に一度に充填することができる。これにより、生産性や信頼性を向上することができる。 In the light source device according to the fifth aspect, since the two light source devices are continuously formed as one unit so that the openings face each other, a transparent resin is filled in a space above the semiconductor light emitting element of the two light source devices. Sometimes it can be filled at once. Thereby, productivity and reliability can be improved.
請求項6に係る光源装置は、インサート成形部を各リードフレームに載置した半導体発光素子の上部に空間を設けるとともに壁間に透明樹脂を充填するので、半導体発光素子から出射した光線を遮らずに開口部方向に透明樹脂を透過しながら出射することができる。これにより、空気層が少なく光が減衰せずに出射させることができる。 The light source device according to the sixth aspect of the present invention provides a space above the semiconductor light emitting element in which the insert molding portion is placed on each lead frame and is filled with a transparent resin between the walls, so that the light emitted from the semiconductor light emitting element is not blocked. The light can be emitted while passing through the transparent resin in the direction of the opening. Thereby, there are few air layers and light can be radiate | emitted, without attenuating.
請求項7に係る光源装置は、各々のリードフレーム上に発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームの1端側を機械的および電気的に接続した構造であるので、複数の半導体発光素子を並列接続する時に、外部で電気的接続をしないため、接続不良等を回避することができるとともに各半導体発光素子の電極と各リードフレームとを金ワイヤ等で電気的に接続するワイヤーボンディングをした後に各半導体発光素子の検査をする時に1端側を接続した方をコモンラインとして利用することができる。これにより、信頼性および生産性を向上することができる。
The light source device according to
請求項8に係る導光体は、入射部を裏面部の側面部端を欠切するとともに欠切部に対向するように表面部の側面部端をテーパ形状に欠切するので、導光体の側面部側の裏面部から光を導くことができるとともに導光体の側面部側の裏面部方向の一部の側面方向から光を導くことができる。これにより、光源装置からの出射光を余すことなく導光体内に導くことができるとともに光を導く入射面を大きく取ることができる。 In the light guide according to the eighth aspect, the side surface portion end of the front surface portion is cut out in a tapered shape so that the incident portion cuts out the side surface portion end of the back surface portion and faces the notch portion. It is possible to guide light from the back surface portion on the side surface portion side and to guide light from a part of the side surface direction in the back surface portion direction on the side surface portion side of the light guide. As a result, it is possible to guide the light emitted from the light source device into the light guide without leaving a large amount, and to make a large incident surface for guiding the light.
請求項9に係る導光体は、1対の側面部の端が他の側面部と傾斜部を有して接続されているので、導光体の側面部側の裏面部からの光を傾斜部で反射することができる。これにより、導光体の隅々まで光を伝播することができる。 In the light guide according to the ninth aspect, since the ends of the pair of side surface portions are connected to the other side surface portion and the inclined portion, the light from the back surface portion on the side surface portion side of the light guide is inclined. It can be reflected at the part. Thereby, light can be propagated to every corner of the light guide.
請求項10に係る導光体は、欠切部を、矩形形状または光源装置が挿入できるような形状であるので、光源装置からの光を無駄なく導光体に導くことができる。これにより、輝度の高い出射光を得ることができるとともに収納を同時に行うことができる。 The light guide according to the tenth aspect has a rectangular shape or a shape into which the light source device can be inserted, so that the light from the light source device can be guided to the light guide without waste. Thereby, the emitted light with high brightness can be obtained and the storage can be performed at the same time.
請求項11に係る面光源装置は、各々のリードフレーム上に複数の発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子を載置した複数のリードフレームを各々並列に併設するとともに発光色の異なるまたは同発光色の半導体発光素子が直線的または千鳥状になるように配置し、これら並列に併設した複数のリードフレームの半導体発光素子の高さがもっとも低いリードフレーム側または並列に併設した複数のリードフレームの両端側の少なくとも1端側側面方向および半導体発光素子の上部に開口部を有するようにインサート成形をした光源装置と、
光を導く入射部を裏面部の側面部端を欠切して欠切部を形成するとともに欠切部に対向するように光を出射する表面部の側面部端をテーパ形状に欠切してテーパ形状部を形成した導光体と、
テーパ形状部の上部に設けられる反射性を有する反射体と、
これら光源装置と導光体と反射体とを収納するケースとを具備し、
導光体の欠切部の位置に光源装置を配置し、
リードフレーム上に複数の半導体発光素子からの出射光線が互いの半導体発光素子を避けて開口部と半導体発光素子の上部方向に出射し、欠切部の上方である導光体の裏面部側と欠切部の横方向である導光体の側面部側とから半導体発光素子からの出射光線を導光体内に導き側面部側からの光は側面部の反対側方向に進み、裏面部側からの光はテーパ形状部で反射され反対側方向に進みながら表面部より出射するので、光源装置で複数の半導体発光素子からの出射光を混合して導光体の裏面部側と欠切部の横方向である導光体の側面部側とから導光体内に導くとともに上部方向に出射した光を欠切部の上方である導光体の裏面部側から導光体内に導き表面部に設けたテーパ形状で反射しながら複数の半導体発光素子からの出射光を混合して、最終的に表面部から混合された光を出射することができる。これにより、光源からの光を無駄なく変換し、高輝度で色斑の無い平面出射光を得ることができる。
The surface light source device according to
The incident part for guiding light is cut off at the side part end of the back part to form a notch part, and the side part end of the surface part from which light is emitted so as to face the notch part is cut out in a tapered shape. A light guide formed with a tapered portion;
A reflector having reflectivity provided on top of the tapered portion;
The light source device, a light guide and a case for housing the reflector are provided,
Place the light source device at the position of the notch in the light guide,
The light beams emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements on the lead frame are emitted in the upper direction of the opening and the semiconductor light emitting element while avoiding the semiconductor light emitting elements, and the back surface side of the light guide above the notch The light emitted from the semiconductor light emitting element is guided into the light guide body from the side surface side of the light guide which is the lateral direction of the notch, and the light from the side surface side proceeds in the direction opposite to the side surface, and from the back surface side. Light is reflected from the tapered portion and is emitted from the surface portion while proceeding in the opposite direction. Therefore, the light source device mixes the light emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements to form the back side portion and the cutout portion of the light guide. Guides the light emitted from the side of the light guide in the lateral direction into the light guide, and guides the light emitted upward from the back side of the light guide above the notch to the surface. The light emitted from a plurality of semiconductor light emitting elements is mixed while reflecting with a tapered shape, End to be able to emit a mixed light from the surface portion. Thereby, the light from the light source can be converted without waste, and the plane emission light having high brightness and no color spots can be obtained.
請求項12に係る面光源装置は、導光体上部に光を偏向させる偏向シートを設け、表面部から出射した光を均一にするので、より輝度の向上と発光色の色斑を解消することができる。これにより、上品の面光源を得ることができる。
The surface light source device according to
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、絶縁性の基板やリードフレーム上に複数の並列に併設したパターンを1ユニットとして、これら複数の並列に併設した向きに対して略直角方向の2方向または1方向と載置した上方向に出射するように開口部を設けて、これら1ユニットの導電性パターンやリードフレームのパターン上に透明樹脂や透明接着剤により発光色の異なる複数の半導体発光素子や同発光色の複数の半導体発光素子を載置して接着固定し、複数の半導体発光素子からの出射光線が効率良く開口部の上部方向とサイド方向から出射できる光源装置と、この開口部に対向できるように裏面部の側面端側に矩形形状の欠切部を形成するとともに表面部の側面部端側で欠切部と対向する位置にテーパ形状に欠切したテーパ形状部を形成し、開口部の側面からの光を裏面部の欠切した矩形形状の欠切部の側面側から入射し、開口部の上方からの光を裏面部の欠切した矩形形状の欠切部の裏面側から入射し、光源装置からの光を余すことなく導光体に導き、この導光体の表面部にテーパ形状に欠切したテーパ形状部の上部に反射体を設けて漏れ光を導光体に再び戻し表面部から出射するようにケースに収納した光源装置および導光体ならびに面光源装置を提供するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present invention, a plurality of patterns arranged in parallel on an insulating substrate or a lead frame are regarded as one unit and placed in two directions or one direction substantially perpendicular to the directions arranged in parallel. In addition, a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission colors or a plurality of the same emission colors are formed on the conductive pattern of one unit and the pattern of the lead frame by using a transparent resin or a transparent adhesive. A light source device capable of efficiently emitting light emitted from a plurality of semiconductor light emitting elements from the upper direction and the side direction of the opening, and a back surface portion so as to face the opening From the side of the opening, a rectangular cutout is formed on the side of the side of the opening and a tapered cutout is formed in a position facing the cutout on the side of the side of the surface. Light is incident from the side of the rectangular notch with the back portion cut out, and light from above the opening is incident from the back of the rectangular notch with the back portion cut out, and the light source device The light from the light is guided to the light guide without leaving it, and a reflector is provided on the top of the tapered portion cut out on the surface of the light guide to return leaked light to the light guide again from the surface. A light source device, a light guide, and a surface light source device housed in a case so as to emit light are provided.
図1は本発明に係る面光源装置の略構成組図、図2(a)は本発明に係る光源装置における複数の半導体発光素子が載置された絶縁性基板の略斜視図、図2(b)は本発明に係る光源装置の略斜視図、図3は本発明に係る光源装置の透視平面図、図4は本発明に係る導光体での光の軌跡図である。 1 is a schematic configuration diagram of a surface light source device according to the present invention, FIG. 2A is a schematic perspective view of an insulating substrate on which a plurality of semiconductor light emitting elements are mounted in the light source device according to the present invention, and FIG. b) is a schematic perspective view of the light source device according to the present invention, FIG. 3 is a perspective plan view of the light source device according to the present invention, and FIG. 4 is a locus diagram of light in the light guide according to the present invention.
図1に示すように、面光源装置1は、光源装置2と導光体8と反射体17およびケース19から構成され、複数のリードフレームに搭載した複数の半導体発光素子により混合された光を側面方向3aと上方3bとに出射する開口部3a,3bを有した光源装置2を裏面部9の側面部16端側に矩形形状に欠切した導光体8の欠切部11に備え、光源装置2の開口部からの光を欠切部11の側面方向入射面14bと上方向入射面13から導光体8内に導き、欠切部11の上方向入射面13からの光を導光体8の表面部10の側面部16端側に設けたテーパ形状部12によって光源装置2と反対方向に反射させて表面部10全体から光を出射させるものである。
As shown in FIG. 1, the surface
図2に示すように、光源装置2は、インジェクションないしトランスファーモルドタイプのものであり、半導体発光素子2a,2b,2c、リードフレームのパターン3a1,3a2,3b1,3b2,3c1,3c2、壁4、開口部3a(横方向)および3b(上方向)、モールドケース6、リード端子7a1,7a2,7b1,7b2,7c1,7c2およびボンディングワイヤ7等で概略構成される。なお、本例におけるパターンは電気配線パターンも含むものである。
As shown in FIG. 2, the
光源装置2は、複数のリードフレームのパターン3a1,3a2,3b1,3b2,3c1,3c2を並列に併設し、これらの上に半導体発光素子2a,2b,2cが直線的または千鳥状になるように載置する。
The
なお、ここでは、図示しないが、半導体発光素子2a,2b,2cを高さの順に直線的または千鳥状になるように載置しても良い。
Although not shown here, the semiconductor
また、これら複数のリードフレームを、絶縁性を有する樹脂等でインサート成形を施して、モールドケース6を設けるとともにモールドケース6の外側にリードフレームのパターン3a1,3a2,3b1,3b2,3c1,3c2に対応するリード端子7a1,7a2,7b1,7b2,7c1,7c2を設ける。
These lead frames are insert-molded with insulating resin or the like to provide a
なお、光源装置2はこれら複数のリードフレームをインサート成形によって変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入させて樹脂で挟み込んだように形成されている。
The
また、絶縁性を有する樹脂等でインサート成形を施す時に、複数の半導体発光素子2a,2b,2cが並列に併設したリードフレームの両端側の少なくとも1端側側面方向に開口部3aを設ける。なお、上方部は透明樹脂を充填するために現状では何も無く透明樹脂を充填したままで開口部3bとなる。
In addition, when insert molding is performed using an insulating resin or the like, the
さらに、絶縁性を有する樹脂等でインサート成形を施す時に、複数の半導体発光素子2a,2b,2cが並列に併設されている並列方向に対して略垂直方向に反射性を有する壁4を設ける。この壁4は、開口部3aの両端から開口部3aの反対方向に向かうに延びて開口部3aの反対方向に向かうに従い両端の幅が狭くなるような円弧状または直線状に成形されている。
Further, when insert molding is performed with an insulating resin or the like, the
なお、ここでは、図示しないが、この壁4は、リードフレームが連結している連結部方向に対して略垂直方向に反射性を有する。さらに、壁4は、開口部3aの両端から開口部3aの反対方向に向かうに延びて開口部3aから開口部3aの反対方向に向かうに従い両端の幅が狭くなるように円弧状または直線状に成形されている。
Although not shown here, the
これら各々電気的に例えば、陽極側(アノード)パターン3a1,3b1,3c1や、陰極側(カソード)パターン3a2,3b2,3c2とし、陰極側(カソード)上に各々に同発光色または発光色の異なる半導体発光素子2a,2b,2cを透明な接着剤を塗り、その上に載置する。
For example, the anode side (anode) patterns 3a1, 3b1, and 3c1 and the cathode side (cathode) patterns 3a2, 3b2, and 3c2 are electrically used, and the same emission color or emission color is different on the cathode side (cathode). The semiconductor
半導体発光素子(2a,2b,2c)の表面上方に在る陰極(カソード)や陽極(アノード)等を電気的に接続するためにボンディングワイヤ7で接続する。
In order to electrically connect a cathode (cathode), an anode (anode), and the like located above the surface of the semiconductor light emitting element (2a, 2b, 2c), they are connected by a
例えば、半導体発光素子2a,2bは半導体発光素子2a,2bの表面上方に在る陰極(カソード)と陰極側(カソード)パターン3a2,3b2とを陰極側ボンディングワイヤ7で接続する。同様に陽極(アノード)と陽極側(アノード)パターン3a1,3b1とを陽極側ボンディングワイヤ7で接続する。半導体発光素子2cは、半導体発光素子2cの表面上方に在る陽極(アノード)と陽極側(アノード)パターン3c1とを陽極側ボンディングワイヤ7で接続する。そして、陰極(カソード)が半導体発光素子2c自身の裏面下方に在る陰極側(カソード)とパターン3c2とを導電性を有した接着剤で接続し、各々の陰極側(カソード)リード端子7a2,7b2,7c2や陽極側(アノード)リード端子7a1,7b1,7c1に導く。
For example, the semiconductor
さらに、半導体発光素子2a,2b,2cをリードフレームのパターン3a2,3b2,3c2に接着(ダイボンディング)後およびボンディングワイヤ7によるワイヤボンディング後に壁4で囲まれた部分を透明な充填透明樹脂6bで、これら全てが浸されるようにモールドケース6内に充填透明樹脂6bを充填し、半導体発光素子2a,2b,2cからの出射光を開口部3a,3bから単色光または混合色光を出射する。
Further, after bonding the semiconductor
半導体発光素子2a,2b,2cは、n型層上に活性層を中心にダブルヘテロ構造からなるInGaAlP系、InGaAlN系、InGaN系、GaN系のいずれかの化合物の半導体チップからなる高輝度出力の発光素子であり、有機金属気相成長法等で製作される。また、半導体発光素子2a,2b,2c自身の基板はAl2 O3 やInPサファイア等の透明基板からなり、この基板上に活性層を配し、活性層上に透明電極が形成されている。半導体発光素子2a,2b,2cに取り付ける電極は、In2 O3 ,SnO2 ,ITO等からなる導電性透明電極等をスパタリング、真空蒸着、化学蒸着等により生成されている。
The semiconductor
ボンディングワイヤ7は金線等の導通線からなり、半導体発光素子2a,2b,2cのアノード電極とパターン3a1,3b1,3c1との間、カソード電極とパターン3a2,3b2,3c2との間をそれぞれボンダによって電気的に接続している。
The
リード端子7a1,7a2,7b1,7b2,7c1,7c2は、導通性および弾性力のある燐青銅等の導合金材等からなりリードフレームをモールドケース6から直接取り出して形成されている。リード端子7a2,7b2,7c2は、パターン3a2,3b2,3c2と電気的に接続されて半導体発光素子2a,2b,2cのカソード電極側と等しく、本発明の光源装置1としての陰極(−)として使用されるように構成される。
The lead terminals 7a1, 7a2, 7b1, 7b2, 7c1, and 7c2 are made of a conductive alloy material such as phosphor bronze having electrical conductivity and elasticity, and are formed by directly taking out the lead frame from the
また、リード端子7a1,7b1,7c1は、パターン3a1,3b1,3c1と電気的に接続されて半導体発光素子2a,2b,2cのアノード電極側と等しく、本発明の光源装置1としての陽極(+)として使用されるように構成される。
The lead terminals 7a1, 7b1, and 7c1 are electrically connected to the patterns 3a1, 3b1, and 3c1, and are equal to the anode electrode side of the semiconductor
開口部3a,3bは、無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等からなり、半導体発光素子2a,2b,2cからの光を効率良く出射する。
The
同発光色の半導体発光素子2a,2b,2cの場合には、輝度の高い出射光を得て効率良く出射することができる。また、発光色の異なる半導体発光素子2a,2b,2cの場合には、輝度の高い混合された新しい発光色の出射光を得て効率良く出射することができる。
In the case of the semiconductor
モールドケース6は、変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る材料に、チタン酸バリウム等の白色粉体を混入させてモールド形成されており、底面にパターン3a1,3b1,3c1,3a2,3b2,3c2が露出している。
The
また、モールドケース6は、光の反射性と遮光性の良いチタン酸バリウム等度の白色粉体によって半導体発光素子2a,2b,2cの側面側から出光する光を効率良く反射すると共に、本発明の光源装置1に設けた横方向に出射する開口部3aと上方に出射する開口部3b以外の発光した光を外部に漏れない様に遮光する。
The
充填透明樹脂6bは、無色透明なエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等からなり、モールドケース6内等でパターン3a1,3a2,3ba,3b2,3c1,3c2、半導体発光素子2a,2b,2c、ボンディングワイヤ7等の保護および半導体発光素子2a,2b,2cからの出射光を開口部3aに導くために壁等に囲まれた凹部全体に充填する。
The filled transparent resin 6b is made of a colorless and transparent epoxy resin, silicone resin, or the like. The patterns 3a1, 3a2, 3ba, 3b2, 3c1, 3c2, semiconductor
また、リードフレームに設けたパターン3a1,3a2,3ba,3b2,3c1,3c2および半導体発光素子2a,2b,2cを直線的または千鳥状になるように載置する時および壁4ならびに開口部3aが互いに対向するように一度に2つの光源装置1ができるようにする。
Further, when the patterns 3a1, 3a2, 3ba, 3b2, 3c1, 3c2 and the semiconductor
例えば、開口部3aが互いに向かい合うように左右方向に手前から半導体発光素子2a,2b,2cを2つ載置する。1方向から観測すると、半導体発光素子2c,2b,2a,2a,2b,2cの順に載置することになる。
さらに、図示しないが、同様に半導体発光素子2a,2b,2cを高さの順に直線的または千鳥状になるように載置する場合も同様にしても良い。
For example, two semiconductor
Further, although not shown, the semiconductor
また、並列に併設した複数のリードフレームの1端側側面方向に開口部3aを設けるようにした光源装置1のユニットを開口部3aが互いに対向するように2つのユニットを1単位として連続的に作成することによって生産性を向上させることができる。
In addition, the unit of the
導光体8は、屈折率が1.4〜1.7程度の透明なアクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)等で形成され、光を出射する表面部10と、この反対側の裏面部9と、これらと接続する4つの側面部16とからなる概略の外形が矩形形状をなし、裏面部9には欠切部11を設けて光源装置2を備える。
The
この欠切部11は、裏面部9側の側面部16の端側に矩形形状に欠切したもので、例えば、裏面部9と側面部16とが接続する部分を横にした四角柱で欠切したり、対向する1対の側面部14方向の裏面部9に欠切したり、裏面部9の全ての側面部14方向を欠切し、新たに導光体8の内側に入った側面14bと導光体8の厚さが薄くなった上方向入射面13を形成する。
The
また、導光体8は、表面部10の側面部16に接続する部分を傾斜面になるように、表面部10の側の側面部16の端側にテーパ形状部12を設ける。
Further, the
このテーパ形状部12は、表面部10側の側面部16の端側に三角形形状に欠切したもので、例えば、表面部10と側面部16とが接続する部分を横にした三角柱で欠切したり、対向する1対の側面部16方向の表面部10に欠切したり、表面部10の全ての側面部16方向を欠切し、新たに導光体8の厚さが薄くなった側面部14を形成する。
The tapered
なお、図示しないが、これら裏面部9に設けた欠切部11と、この欠切部11に対向した位置の表面部10に設けたテーパ形成部12とは、光源装置2を備える所だけに欠切部11とテーパ形状部12とを設けても良い。
Although not shown, the
欠切部11によって、欠切部11の側面方向の入射面14bと欠切部11の上方向の入射面13から光源装置2からの光を導光体8内に導く。
The light from the
また、導光体8内(入射面14bおよび入射面13から)に入射した光は、例えばアクリル樹脂の屈折率nがn=1.49程度であるので、入射面14bおよび入射面13から入射した光は、0≦|γ|≦Sin-1(1/n)を満たす屈折率γの範囲γ=0°〜±42°で導光体8内を進む。
Further, the light incident on the light guide 8 (from the
さらに、導光体8と空気層(屈折率n=1)との境界面ではSinθ=(1/n)で臨界角α=42°となり、空気層に対して臨界角α=42°以下の入射角度でなければ外部に出られない。
Further, at the boundary surface between the
ここで、導光体8内での光の軌跡を説明する。なお、ここでは、図示しないが、テーパ形状部12の上部に反射体17および反射ケース19を有するものとする。
Here, the locus of light within the
光源装置2の開口部3aから出射した光が入射面14bから入射し、上記で説明したように屈折角γの範囲γ=0°〜±42°で導光体8内を進み、裏面部9に達した光は常に反射され(この時、全反射と反射ケース19による。)表面部10方向に向かい、ここでは図示しないが、表面部10に設けた溝や凹凸等によって、屈折され表面部10の外側に出射する。
The light emitted from the
また、光源装置2の開口部3bから出射した上方に向かう光が入射面13から入射し、光L1は直進してテーパ形成部12に達し、テーパ形成部12で光は常に反射され(この時、全反射と反射体17による。)テーパ形成部12に対しての入射角と等しい反射角でテーパ形成部12と反対の方向に反射光LR1として裏面部9方向に進む。裏面部9に達した光LR1は裏面部9で常に反射され(この時、全反射と反射ケース19による。)反射光LR2として表面部10方向に進み、表面部10に達し、屈折して表面部10から光L0を出射する。
Further, the upward light emitted from the
なお、ここでの表面部10から出射する光L0は、ここでは図示しないが、表面部10に設けた溝や凹凸等によって、屈折され表面部10の外側に出射する光もある。
The light L0 emitted from the
反射体17は、変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの材料に、例えばチタン酸バリウム等の白色粉体を混入させて反射性を有するようにし三角柱形状に成形されており、光源装置2の開口部3bから出射した上方に向かう光をテーパ形状部12で反射するようにする。
The
なお、ここでは、三角柱形状にしたが、フラットな板状でも良く、反射性を有する反射シートや反射フィルムでも良く、テーパ形状部12に貼っても良く、さらに反射性の無いフラットな板状の物に貼っても良い。
Here, the triangular prism shape is used, but it may be a flat plate shape, may be a reflective sheet or a reflective film having reflectivity, may be affixed to the tapered
またここでは図示しないが、反射体17を用いないでテーパ形状部12に反射性を有するインクや塗料等で塗布しても良い。
Although not shown here, the tapered
ケース19は、変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートや芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの材料に、例えばチタン酸バリウム等の白色粉体を混入させて反射性を有するようにしたもので裏面部9や側面部16および側面部14を囲み、導光体8からの光を反射し、再度導光体8に導く。
The
このように、複数の半導体発光素子を複数のリードフレーム等に載置し、各半導体発光素子を光源装置の奥行き方向に並べ、各半導体発光素子からの出射光が混ざり合った光を光源装置の横方向の開口部から出射するとともに光源装置の上方向にも開口部を設け、半導体発光素子からの全出射光を開口部より出射させ、この開口部に対応するように、裏面部の側面側方向に光源装置に合わせて欠切させ、この欠切した位置に対応する表面部をテーパ形状にした導光体によって、光源装置の開口部からの横方向の出射光と上方向からの出射光とを導光体内に導き表面部から輝度が高く、色斑の無い出射光を得ることができる。 In this way, a plurality of semiconductor light emitting elements are placed on a plurality of lead frames, etc., the semiconductor light emitting elements are arranged in the depth direction of the light source device, and light mixed with the light emitted from the semiconductor light emitting elements is mixed with the light source device. The light is emitted from the lateral opening, and an opening is also provided in the upper direction of the light source device so that all the emitted light from the semiconductor light emitting element is emitted from the opening. The light emitted from the opening of the light source device and the light emitted from the upward direction are guided by a light guide having a surface that corresponds to the notched position and is tapered. Is emitted from the surface portion, and the emitted light without color spots can be obtained.
1 面光源装置
2 光源装置
2a,2b,2c 半導体発光素子
3a 開口部(横方向)
3b 開口部(上方向)
3a1,3a2,3ba,3b2,3c1,3c2 リードフレームのパターン
4 壁
6 モールドケース
7 ボンディングワイヤ
7a1,7a2,7b1,7b2,7c1,7c2 リード端子
8 導光体
9 裏面部
10 表面部
11 欠切部
12 テーパ形状部
13 上方向の入射面
14 側面方向の入射面
14b 側面方向の入射面
16 側面部
17 反射体
19 反射ケース
L1,LR1,LR2,L0 光線
DESCRIPTION OF
3b Opening (upward)
3a1, 3a2, 3ba, 3b2, 3c1, 3c2
Claims (12)
前記入射部は前記裏面部の前記側面部端を欠切するとともに前記欠切部に対向するように前記表面部の前記側面部端をテーパ形状に欠切することを特徴とする導光体。 In a light guide composed of an incident portion that guides light, a surface portion that emits light, a back surface portion that opposes the surface portion, and a side surface portion that intersects the surface portion and the back surface portion at right angles,
The light-guiding member is characterized in that the incident portion cuts out the side surface portion end of the back surface portion and cuts out the side surface portion end of the surface portion in a tapered shape so as to face the cut-out portion.
光を導く入射部を裏面部の側面部端を欠切して欠切部を形成するとともに前記欠切部に対向するように光を出射する表面部の前記側面部端をテーパ形状に欠切してテーパ形状部を形成した導光体と、
前記テーパ形状部の上部に設けられる反射性を有する反射体と、
これら前記光源装置と前記導光体と前記反射体とを収納するケースとを具備し、
前記導光体の前記欠切部の位置に前記光源装置を配置し、
リードフレーム上に複数の半導体発光素子からの出射光線が互いの半導体発光素子を避けて前記開口部と前記半導体発光素子の上部方向に出射し、前記欠切部の上方である前記導光体の前記裏面部側と前記欠切部の横方向である前記導光体の前記側面部側とから前記半導体発光素子からの出射光線を前記導光体内に導き前記側面部側からの光は前記側面部の反対側方向に進み、前記裏面部側からの光は前記テーパ形状部で反射され前記反対側方向に進みながら前記表面部より出射することを特徴とする面光源装置。 A plurality of lead frames each having a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission colors or the same emission color mounted on each lead frame are arranged side by side, and the semiconductor light emitting elements having different emission colors or the same emission color are linear. At least one end on the side of the lead frame having the lowest height of the semiconductor light emitting element of the plurality of lead frames arranged in parallel or in a staggered manner, or arranged in parallel A light source device that is insert-molded so as to have an opening in the side surface direction and the upper part of the semiconductor light emitting element;
The incident part for guiding light is cut out at the side part end of the back part to form a notch part, and the side part end of the surface part emitting light is cut out in a tapered shape so as to face the notch part. And a light guide formed with a tapered portion,
A reflector having reflectivity provided on top of the tapered portion;
The light source device, the light guide, and a case for storing the reflector,
The light source device is disposed at the position of the cutout portion of the light guide,
A light beam emitted from a plurality of semiconductor light emitting elements on the lead frame is emitted in the upper direction of the opening and the semiconductor light emitting element while avoiding the semiconductor light emitting elements, and the light guide body above the notch The light emitted from the semiconductor light emitting element is guided into the light guide from the back surface side and the side surface portion side of the light guide which is the lateral direction of the cutout portion, and the light from the side surface side is the side surface. The surface light source device is characterized in that it travels in the opposite direction of the part, and the light from the back surface part side is reflected by the tapered part and is emitted from the surface part while proceeding in the opposite direction.
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