JP2006120691A

JP2006120691A - 線状光源装置

Info

Publication number: JP2006120691A
Application number: JP2004304120A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Josa; 佳彦帖佐; Koji Hidaka; 浩司日高
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】本発明は、製造不良を抑制することができ、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を得ることができる線状光源装置を提供する。
【解決手段】線状光源装置１は、配線パターンが形成された配線基板としてのプリント基板４と、このプリント基板４に列状に配置された複数の発光素子５と、発光素子５と交互に配設され、発光素子５の側方に出射された光を反射する傾斜面を両端に有する反射体６と、配線基板４を底面とし２つの反射体の向かい合う傾斜面を壁面とした凹部７に形成された発光素子５を封止する樹脂封止層１０とを有する。一方の傾斜面を有する反射体６ａと、他方の傾斜面を有する反射体６ｂの間に溝を設けたことにより、線状光源装置１が製造段階において樹脂封止層１０側に湾曲することを防ぐことができる。従って、線状光源装置１は、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、携帯電話、ディジタルカメラなどの液晶表示パネルのバックライトとして利用できる線状光源装置に関する。

従来の面発光装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載の面発光装置を図５及び図６に示す。

図５及び図６に示される特許文献１記載の面発光装置は、配線基板としての細長い矩形状のフレキシブル基板４３に搭載された発光素子４２が、導光板４０の端部に設けられた凹部４１に収納されている。この半導体発光素子４２は、主光取出し面が導光板４０の発光面と同じ向きになるようにしてフレキシブル基板４３に搭載されている。そして発光素子４２の周囲を封止すべく導光板４０の凹部４１に樹脂封止層４４が形成されている。

また、前記凹部４１の幅員を持つ上反射シート４５が導光板４０の発光面の端部に形成されると共に、前記凹部４１を除いた導光板４０の底面にドットパターン４６が形成されている。

このように構成される従来の面発光装置は、発光素子４２の主光取出し面から出射された光が上反射シート４５により導光板４０の内部側に反射する。発光素子４２から直接出射された光及び上反射シート４５からの反射光が、導光板４０の底面に形成されたドットパターン４６により拡散されるので、導光板４０の発光面において一様な輝度の発光が得られるようになっている。

特許文献１に記載の面発光装置は、発光素子４２の主光取出し面は導光板４０の発光面と同じ向きに向けられており、上反射シート４５は、この主光取出し面と平行に設けられているので、導光板４０への光取込み効率を高くすることを考慮すると、発光素子４２の光を導光板４０の一側面から直接入射させるのがより好ましい。

そこで、上記の点を鑑みて、図６に示すような従来の線状光源装置を有する面発光装置が提案されている。

図７（Ａ）および同図（Ｂ）に示す面発光装置は、導光板５３と、導光板５３の一側面に配置された線状光源装置５０とを備えている。

線状光源装置５０は、配線パターンが形成された配線基板としてのプリント基板５６と、このプリント基板５６に列状に配置された複数の発光素子５７と、各発光素子５７と交互に配置された反射体５８と、発光素子５７を封止する樹脂封止層６０とを備えている。反射体５８は、端部に形成された傾斜面により発光素子５７の側方に出射された光を反射させて、導光板５３の一側面へ入射させる。従って、発光素子５７の主光取出し面から出射された光とともに、反射体５８により反射された光を導光板５３の一側面に入射させることができるので、導光板５３への光取込み効率を高くすることができる。
特開２００１−６７９１７号公報

しかし、前記線状光源装置５０には次のような問題が存在する。線状光源装置５０の製造段階において、発光素子５７を封止する樹脂封止層６０は、この樹脂封止層６０を形成する光透過性の樹脂材が硬化する際に収縮する。樹脂封止層６０は、反射体５８の傾斜面と発光素子５７が搭載されたプリント基板５６とで形成される凹部５９に樹脂を充填して形成されているので、この収縮により各反射体５８の向かい合う傾斜面を引っ張るような応力が発生する。その結果、発光素子５７ごとに形成された樹脂封止層６０の収縮力の和により線状光源装置５０が樹脂封止層側へ湾曲してしまう。湾曲した状態の線状発光装置を使用すると、バックライトに組み込む時、湾曲した線状光源装置を直線状に伸ばそうとすると線状光源装置に負荷がかかり、線状光源装置が損傷する懸念がある。また、線状光源装置が湾曲している事で、導光板５３との隙間が発生し、この隙間が空気層となるので、発光素子５７からの光が反射体５８の傾斜面に設計通りに反射せずに、１つの発光素子５７から出射された光の範囲が狭いものとなってしまう。従って、線状光源装置から発した光の導光板５３への利用効率が低減し、バックライトの輝度低下となってしまう。

そこで、本発明は、製造不良を抑制することで、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を得ることができる線状光源装置を提供することを目的とする。

本発明の線状光源装置は、配線パターンが形成された配線基板と、前記配線基板に列状に配置された複数の発光素子と、前記発光素子と交互に配設され、両側の発光素子から出射された光を反射する傾斜面を両端部に有する反射体と、前記配線基板を底面とし２つの反射体の向かい合う傾斜面を壁面とした凹部に形成された前記発光素子を封止する樹脂封止層とを有する線状光源装置において、前記反射体の両端部に形成された傾斜面の間の位置に溝が設けられていることを特徴とする。

本発明の線状光源装置によれば、配線パターンが形成された配線基板と、前記配線基板に列状に配置された複数の発光素子と、前記発光素子と交互に配設され、両側の発光素子から出射された光を反射する傾斜面を両端部に有する反射体と、前記配線基板を底面とし２つの反射体の向かい合う傾斜面を壁面とした凹部に形成された前記発光素子を封止する樹脂封止層とを有する線状光源装置において、前記反射体の両端部に形成された傾斜面の間の位置に溝が設けられていることにより、発光素子ごとに設けられた樹脂封止層が硬化して収縮する際の発光素子側に向かい合う反射体の傾斜面を引っ張るような応力による線状光源装置全体を樹脂封止層側へ湾曲させる力は分断され、線状光源装置全体の樹脂封止層側への湾曲を防ぐことができる。よって、製造不良を抑制することができ、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を持つ線状光源装置を得ることができる。

本願の第１の発明は、配線パターンが形成された配線基板と、配線基板に列状に配置された複数の発光素子と、発光素子と交互に配設され、両側の発光素子から出射された光を反射する傾斜面を両端部に有する反射体と、配線基板を底面とし２つの反射体の向かい合う傾斜面を壁面とした凹部に形成された発光素子を封止する樹脂封止層とを有する線状光源装置において、反射体の両端部に形成された傾斜面の間の位置に溝が設けられていることを特徴とする線状光源装置である。

製造段階において、発光素子ごとに形成された樹脂封止層が硬化して収縮する際の反射体の傾斜面を引っ張るような応力の和により、線状光源装置全体を樹脂封止層側へ湾曲させる力が発生する。しかし、反射体両端部に形成された傾斜面の間の位置に溝が設けられていることにより、線状光源装置全体を樹脂封止層側へ湾曲させる力はこの溝を広げるような応力となることで分断されるので、線状光源装置全体の樹脂封止層側への湾曲を防ぐことができる。よって、製造不良を抑制することができ、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を持つ線状光源装置を得ることができる。

本願の第２の発明は、本願第１の発明において、反射体は、両端部に形成された傾斜面のうち、一方の傾斜面が設けられた第１の反射体と、他方の傾斜面が設けられた第２の反射体とで構成され、溝は、第１の反射体と第２の反射体とを配置して設けられた隙間であることを特徴とする線状光源装置である。

製造段階で発生する線状光源装置全体を樹脂封止層側へ湾曲させる力は、第１の反射体と、第２の反射体とを配置して設けられた反射体の隙間により分断されるので、線状光源装置全体の樹脂封止層側への湾曲を防ぐことができる。よって、製造不良を抑制することができ、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を持つ線状光源装置を得ることができる。

本願第３の発明は、本願第１の発明において、溝は、反射体の上部に形成されていることを特徴とする線状光源装置である。

製造段階で発生する線状光源装置全体を樹脂封止層側へ湾曲させる力は、反射体の上部に形成された溝により、この溝を広げるような応力となることで分断されるので、線状光源装置全体の樹脂封止層側への湾曲を防ぐことができる。よって、製造不良を抑制することができ、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を持つ線状光源装置を得ることができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る線状光源装置について、図１に基づいて説明する。図１（Ａ）は本発明の実施の形態１に係る線状光源装置の側面図であり、図１（Ｂ）は斜視図である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、線状光源装置１は、配線パターンが形成された配線基板としてのプリント基板４と、このプリント基板４に列状に配置された複数の発光素子５と、発光素子５と交互に配設された反射体６とを備えている。

プリント基板４は、平面視矩形状のプリント基板をダイシングによって細長い矩形状に形成したもので、その上面（実装面）には、複数の発光素子５が列状に配置されている。さらに、プリント基板４の両端部から各発光素子５に通電するための＋及び−の電極端子（図示せず）がそれぞれ導出されている。

発光素子５は、例えば、ＧａＮ系化合物半導体を利用した白色発光のものである。発光素子５は、透明のサファイア基板に積層したｎ型層及びｐ型層のそれぞれの表面に、ｎ型電極及びｐ型電極が形成されている。両電極は、ワイヤ９によってプリント基板４の配線パターンにワイヤボンディングされている。

反射体６は、発光素子５の側方に出射された光を反射させるための傾斜面３６を両端部に有しており、一方の傾斜面３６が設けられた第１の反射体６ａと、他方の傾斜面３６が設けられた第２の反射体６ｂとで構成される。第１の反射体６ａと第２の反射体６ｂとを離間させてプリント基板４に配置することで、その間に溝としての隙間を設けている。ここで、第１の反射体６ａと第２の反射体６ｂとは、その間に隙間が形成されていればよいので、当接するように配置してもよい。

第１の反射体６ａと第２の反射体６ｂとの傾斜面３６の形状は矩形であり、傾斜面３６の傾斜角度を調整することにより、発光素子５の側方に出射された光の反射範囲を調整して線状光源装置１の輝度ムラを少なくすることができる。

また、線状光源装置１のプリント基板４の両端部には、第３の反射体８がそれぞれ配置されている。この第３の反射体８は、第１の反射体６ａおよび第２の反射体６ｂと同様の傾斜面を有し、発光素子５側に傾斜面を向けるように配置されている。

さらに、線状光源装置１は、プリント基板４を底面とし２つの反射体６の向かい合う傾斜面３６を壁面とした凹部７に樹脂材を充填し、発光素子５を封止する樹脂封止層１０を備えている。

樹脂封止層１０は、エポキシ樹脂などの光透過性の樹脂材を充填して形成されている。この樹脂封止層１０により、凹部７の空気層は排除されることになり、線状光源装置１を面発光装置に用いた時、発光素子５からの光の導光板への取込み効率がよくなる。

次に、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置１の製造方法について図２に基づいて説明する。図２（Ａ）は複数の発光素子５が配線基板に配設された状態の斜視図、図２（Ｂ）は発光素子５がダイボンディングされた状態の斜視図、図２（Ｃ）は反射板を配線基板に貼着する状態を示す斜視図、図２（Ｄ）は反射板を配線基板に貼着した状態の図２（Ｃ）のＡ−Ａ線断面斜視図、図２（Ｅ）は樹脂材が充填された状態の斜視図、図２（Ｆ）はダイシングされる状態の斜視図である。

まず、白色のガラスビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）銅張積層基板に配線パターンを形成する。次に、図２（Ａ）に示すように、平面視矩形状のプリント基板２０の実装面に発光素子５をマトリックス状に配置する。その後、図２（Ｂ）に示すように、発光素子５をワイヤボンディングして電気的な接続を行う。

次に、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）などの樹脂を用いて反射板３０を成形する。図２（Ｃ）に示すように、反射板３０は、矩形状に形成された枠３０ａの開口を区画するように第１の仕切り部３０ｂと第２の仕切り部３０ｃとが設けられている。この枠３０ａと、第１の仕切り部３０ｂと第２の仕切り部３０ｃとにより、反射板３０をプリント基板２０に配置したときに、発光素子５が位置する第１の開口部３０ｄと、第１の反射体６ａと第２の反射体６ｂとの隙間となる第２の開口部３０ｅとが設けられている。そして、第２の開口部３０ｅは第１の開口部３０ｄのそれぞれの間に設けられている。

図２（Ｄ）に示すように、この矩形状に形成された第１の開口部３０ｄと第２の開口部３０ｅの対向する２つの長辺部分には、傾斜面３６が形成されている。

図２（Ｅ）に示すように、反射板３０をプリント基板２０に接着剤などで貼り合わせた後、第１の開口部３０ｄに透明の樹脂材を充填して発光素子５を封止して、樹脂封止層１０を形成する。

このとき、樹脂材の特性により、発光素子５ごとに設けられた樹脂封止層１０の収縮が発生する。この収縮により向かい合う傾斜面３６を引っ張るような応力がそれぞれの樹脂封止層１０に発生する。しかし、このそれぞれの樹脂封止層１０に発生した応力は第１の反射体６ａと、第２の反射体６ｂの隙間となる第２の開口部３０ｅにより分断されるので、反射板３０を貼り合わせたプリント基板２０が樹脂封止層１０側へ湾曲することを防止できる。

図２（Ｆ）に示すように、透明の樹脂材が硬化した後に、点線で示す位置をダイシングする。ダイシングの幅は面発光装置の導光板の厚さによって適宜決めることができる。このダイシングにより、反射板３０が切り離されて枠３０ａの一部が第３の反射体８となり、第１の仕切り部３０ｂが第１の反射体６ａとなり、第２の仕切り部３０ｃが第２の反射体６ｂとなる。

次に、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置１の使用態様について説明する。

プリント基板４の配線パターンを介して各発光素子５が通電すると、各発光素子５からの光は、発光素子５の主光取出し面から放射状に出射される。発光素子５から出射された光のうち導光板側への光はそのまま直進する。発光素子５の側方に出射された光は、各発光素子５の両側に位置する各反射体の傾斜面３６に反射されて拡散しながら導光板側へ出射される。光が傾斜面３６に反射され拡散することにより、各発光素子５間の輝度の乏しい部分を補完しながら各発光素子５から出射された光を導光板に入射させることができるので、輝度の均一化が図れる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る線状光源装置について図３に基づいて説明する。図３は本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の斜視図である。

本発明の実施の形態２に係る線状光源装置１１は、本発明の実施の形態１の線状光源装置１における反射体の構成のみが変更されたものである。以下、前述した線状光源装置１と同様の構成部分については図１（Ｂ）と同符号を付すことによって詳細な説明を省略する。

図３に示すように、線状光源装置１１の反射体１６は、発光素子５の側方へ出射された光を反射させる傾斜面３６を両端部に有し、傾斜面３６の間に溝１６ａが形成されている。反射体１６の溝１６ａの深さおよび幅は、反射体１６の上部に溝１６ａが形成されればよいので、傾斜面間の形状によって適宜決めることができる。

次に、本発明の実施の形態２に係る線状光源装置１１の製造方法について、図４に基づいて説明する。図４（Ａ）は反射板を配線基板に貼着する状態を示す斜視図、図４（Ｂ）は反射板を配線基板に貼着した状態の図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面斜視図である。

本発明の実施の形態２に係る線状光源装置１１の製造方法は、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置１の製造方法において反射板のみが変更されている。

図４（Ａ）に示すように、反射板１３０は、矩形状に形成された枠１３０ａの開口を区画するように第１の仕切り部１３０ｂが設けられている。第１の仕切り部１３０ｂの上部には、溝１３０ｄが形成されている。対向する枠１３０ａと第１の仕切り部１３０ｂ、または対向する一対の第１の仕切り部１３０ｂにより、反射板１３０をプリント基板２０に配置したときに、発光素子５が位置する第１の開口部１３０ｃが設けられている。

また、図４（Ｂ）に示すように、この矩形状に形成された第１の開口部１３０ｃの長辺部分には傾斜面１３６が設けられている。

反射板１３０をプリント基板２０に接着剤などで貼り合わせた後、第１の開口部１３０ｃに透明の樹脂材を充填して発光素子５を封止し樹脂封止層１０を形成する。

このとき、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置１の製造方法と同様に、樹脂材の特性により、発光素子５ごとに設けられた樹脂封止層１０が収縮する。この収縮により向かい合う傾斜面１３６を引っ張るような応力がそれぞれの樹脂封止層１０に発生する。しかし、このそれぞれの樹脂封止層１０に発生した応力は、第１の仕切り部１３０ｂの上部に設けられた溝１３０ｄにより、この溝１３０ｄを広げるような応力となることで分断されるので、反射板１３０を貼り合わせたプリント基板２０が樹脂封止層１０側へ湾曲することを防ぐことができる。

以上のように、本発明の線状光源装置によれば、製造段階において、発光素子ごとに形成された樹脂封止層が収縮することによって線状光源装置全体を樹脂封止層側へ湾曲させる力が発生しても、反射体には、両端部に形成された傾斜面１３６の間に溝が設けられていることにより、線状光源装置全体を樹脂封止層側へ湾曲させる力は分断されるので、線状光源装置全体の樹脂封止層側への湾曲を防ぐことができる。よって、製造不良を抑制することができ、高輝度で且つ輝度ムラの少ない線状の光源を持つ線状光源装置を得ることができる。

本発明は、例えば、携帯電話、ディジタルカメラなどの液晶表示パネルのバックライトとして利用できる線状光源装置として有用である。

（Ａ）は本発明の実施の形態１に係る線状光源装置の側面図、（Ｂ）は斜視図（Ａ）は複数の発光素子が配線基板に配設された状態の斜視図、（Ｂ）は発光素子がダイボンディングされた状態の斜視図、（Ｃ）は反射板を配線基板に貼着する状態を示す斜視図、（Ｄ）は反射板を配線基板に貼着した状態の図２（Ｃ）のＡ−Ａ線断面斜視図、（Ｅ）は樹脂材が充填された状態の斜視図、（Ｆ）はダイシングされる状態の斜視図本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の斜視図（Ａ）は反射板を配線基板に貼着する状態を示す斜視図、（Ｂ）は反射板を配線基板に貼着した状態の図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面斜視図従来の面発光装置の一部切欠き側面図従来の面発光装置における発光素子の実装部分の縦断面図（Ａ）は従来の面発光装置の分解斜視図、（Ｂ）は断面図

符号の説明

１，１１線状光源装置
４，２０プリント基板
５発光素子
６，６ａ，６ｂ，８，１６反射体
７凹部
９ワイヤ
１０樹脂封止層
１６ａ，１３０ｄ溝
３０，１３０反射板
３０ａ，１３０ａ枠
３０ｂ，３０ｃ，１３０ｂ仕切り部
３０ｄ，３０ｅ，１３０ｃ開口部
３６，１３６傾斜面

Claims

配線パターンが形成された配線基板と、
前記配線基板に列状に配置された複数の発光素子と、
前記発光素子と交互に配設され、両側の発光素子から出射された光を反射する傾斜面を両端部に有する反射体と、
前記配線基板を底面とし２つの反射体の向かい合う傾斜面を壁面とした凹部に形成された前記発光素子を封止する樹脂封止層とを有する線状光源装置において、
前記反射体の両端部に形成された傾斜面の間の位置に溝が設けられていることを特徴とする線状光源装置。
前記反射体は、両端部に形成された傾斜面のうち、一方の傾斜面が設けられた第１の反射体と、他方の傾斜面が設けられた第２の反射体とで構成され、
前記溝は、第１の反射体と第２の反射体とを配置して設けられた隙間であることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
前記溝は、前記反射体の上部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。