JP2008117666A - Light-emitting device and backlight device using it - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、発光装置およびそれを用いたバックライト装置に関し、詳しくは、バックライトまたはフロントライト等で使用されるエッジライト式の発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device and a backlight device using the same, and more particularly to an edge light type light emitting device used in a backlight or a front light.
従来、各種表示装置の光源としてバックライトやフロントライトが使用されている。このうち、バックライトは、例えば透過型液晶表示装置の裏面全体を照明する面光源として構成されている。
表示装置の薄型化が要求される用途では、導光板の端面と面実装型発光装置(以下、発光装置と記す)の出射面とが互いに対向するように、導光板と発光装置が並置されるエッジライト式のバックライトが一般に用いられている。
そして、発光装置に収納されたLEDチップから発せられた光を平坦な導光板の端面から入射させて、導光板の内面に備えられたドット形状等のグラデーションパターンや反射板により、導光板の表面全体から均一に光が出射されるように構成されている。
Conventionally, a backlight or a front light is used as a light source of various display devices. Among these, the backlight is comprised as a surface light source which illuminates the whole back surface of a transmissive liquid crystal display device, for example.
In applications where a thin display device is required, the light guide plate and the light emitting device are juxtaposed so that the end face of the light guide plate and the exit surface of the surface mount light emitting device (hereinafter referred to as light emitting device) face each other. An edge light type backlight is generally used.
And the light emitted from the LED chip accommodated in the light emitting device is made incident from the end face of the flat light guide plate, and the surface of the light guide plate is formed by a gradation pattern such as a dot shape provided on the inner surface of the light guide plate or the reflection plate. The light is emitted uniformly from the whole.
また、フロントライトは、例えば反射型液晶表示装置を照明するエッジライト式の面光源として構成されており、LEDチップからの光を平坦な導光板の端面から入射させて反射型液晶表示装置等を表側から照明し、反射された光が導光板を透過して表示装置の前方に向かって出射されるように構成されている。 Further, the front light is configured as an edge light type surface light source for illuminating the reflective liquid crystal display device, for example, and the light from the LED chip is made incident from the end surface of the flat light guide plate, so that the reflective liquid crystal display device or the like is made. Illumination is performed from the front side, and the reflected light is transmitted through the light guide plate and emitted toward the front of the display device.
ところで、上述したエッジライト式のバックライト及びフロントライトにおいては、光源としてサイドビュータイプの発光装置が多用されている。
このようなサイドビュータイプの発光装置として、特許文献1に示すような導光板の端面に光を効率的に入射させるためのリフレクタを備えたもの(第1の従来例)や、特許文献2に示すような導光板の端面に光を効率的に入射させるためのレンズ形状の封止樹脂部を備えたもの(第2の従来例)が開示されている。
By the way, in the above-described edge light type backlight and front light, a side view type light emitting device is often used as a light source.
As such a side view type light-emitting device, a device provided with a reflector (first conventional example) for efficiently making light incident on an end face of a light guide plate as shown in
第1の従来例に係る発光装置101の構成について、図16および図17に基づいて説明する。図16は第1の従来例に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図16(a)はY方向の断面、図16(b)はX方向の断面、図16(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。図17は第1の従来例に係る発光装置から出射された光が導光板に入射する様子を示す説明図であり、図17(a)は発光装置から出射された光が導光板の端面のY方向(厚み方向)に入射する様子を示し、図17(b)は発光装置から出射された光が導光板の端面のX方向(幅方向)に入射する様子を示している。
The configuration of the
図16の各図に示されるように、第1の従来例に係る発光装置101は、LEDチップ(以下、チップと記す)102と、チップ102を収納する窪み部103aが形成されたパッケージ部材103と、窪み部103aに充填されチップ102を封止する透光性樹脂からなる封止樹脂部104とから主に構成されている。
窪み部103aはチップ102から発せられた光が放射状に出射されるように、底面103cの縁から開口部103bの縁へ向かって徐々に開口面積が大きくなるように傾斜した側壁103dを有している。
As shown in each drawing of FIG. 16, a
The
チップ102は窪み部103aの底面103cに載置され、ワイヤ107a,107bによってカソード用電極106aおよびアノード用電極106bにそれぞれ電気的に接続されている。
窪み部103aに充填された透光性樹脂からなる封止樹脂部104は平坦な出射面104aを形成している。
The
The sealing
図17の各図に示されるように、発光装置101に駆動電圧が印加されると、チップ102(図16参照)が発光し、この光が導光板100の端面のY方向(厚み方向)およびX方向(幅方向)に対して放射状に出射される。
第1の従来例に係る発光装置101は、X方向とY方向の半値全角がともに110度〜120度となる広い指向特性を有している。
特に、X方向の指向特性が広いことから、図17(b)に示されるように、複数の発光装置101が導光板100の端面に沿って並べて配置された場合に、隣接する発光装置101間において出射光が互いに十分に回り込むことにより、導光板100のX方向における輝度ムラの発生が抑制されている。
As shown in each drawing of FIG. 17, when a driving voltage is applied to the
The
In particular, since the directional characteristics in the X direction are wide, when a plurality of
第2の従来例に係る発光装置201の構成について、図18および図19に基づいて説明する。図18は第2の従来例に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図18(a)はY方向の断面、図18(b)はX方向の断面、図18(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。また、図19は第2の従来例に係る発光装置から出射された光が導光板に入射する様子を示す説明図であり、図19(a)は発光装置から出射された光が導光板の端面のY方向(厚み方向)に入射する様子を示し、図19(b)は発光装置から出射された光が導光板の端面のX方向(幅方向)に入射する様子を示している。
The configuration of the
図18の各図に示されるように、第2の従来例に係る発光装置201は、LEDチップ(以下、チップと記す)202、ガラスエポキシなどからなる基板203、基板203の上面から下面にかけて回り込むように設けられたカソード用電極206aおよびアノード用電極206b、チップ202を封止しレンズとして機能するように成形された透光性樹脂からなる封止樹脂部204とから主に構成されている。
As shown in each drawing of FIG. 18, a
チップ202は絶縁性接着剤もしくは導電性接着剤によってカソード用電極206a上に固定され、ワイヤ207aおよび207bによってカソード用電極206aとアノード用電極206bにそれぞれ電気的に接続されている。
レンズとして機能する封止樹脂部204は、図18(c)に示されるように平面視ではX方向に所定の幅をもって延びる長方形であるが、図18(a)に示されるようにY方向の断面では上に凸の曲線Srを呈し、図18(c)に示されるようにX方向の断面では上に凸の放物線Shを呈している。このような封止樹脂部204はモールド加工によって成形される。曲線Srはその平均曲率が放物線Shの平均曲率よりも大きくなるように設定されている。
The
The
図19(a)に示されるように、発光装置201に駆動電圧が印加されチップ202が発光すると、チップ202から発せられた光のうち、曲率の大きな曲線Srに達した光はここを透過する際に大きく屈折し、チップ202の自然発光状態よりも内側に集光され、導光板100の端面のY方向(厚み方向)に無駄なく効率よく入射する。
また、図19(b)に示されるように、チップ202から発せられた光のうち、放物線Shに達した光はここを透過する際に屈折し、チップ202の自然発光状態よりも上向きに光路変更され、導光板100の端面のX方向(幅方向)に効率よく入射する。
このように、第2の従来例に係る発光装置201は、チップ202から発せられた光がY方向については狭い幅に集光され、X方向については十分な長さを有するように光路変更されるため、導光板100に対する入射効率と輝度の均一性に優れたものとなる。
As shown in FIG. 19A, when the driving voltage is applied to the
Further, as shown in FIG. 19B, among the light emitted from the
As described above, in the
第1の従来例に係る発光装置は、X方向およびY方向のいずれの方向についても指向特性が広い。X方向に指向特性が広いことは導光板端面の幅方向に効率よく光を入射させるうえで有利に作用するともいえるが、Y方向についても指向特性が広いことは導光板端面の厚み方向に対して効率よく光を入射させるうえで無駄となる光成分が多く不利に作用する。 The light emitting device according to the first conventional example has wide directivity characteristics in both the X direction and the Y direction. A wide directional characteristic in the X direction can be said to have an advantageous effect on making light incident efficiently in the width direction of the light guide plate end face, but a wide directional characteristic also in the Y direction is relative to the thickness direction of the light guide plate end face. Therefore, many light components that are wasted in making light incident efficiently act disadvantageously.
一方、第2の従来例に係る発光装置では、チップから発せられた光が、Y方向については狭い幅に集光され、X方向については十分な長さを有するように光路変更されるので、比較的効率よく導光板に光を入射させることができる。
しかしながら、Y方向の断面が呈する曲線の平均曲率がX方向の断面が呈する放物線の平均曲率よりも大きいという複雑なレンズ形状が要求されるため、このような複雑なレンズ形状を寸法精度よく大量生産することは難しい。
このため、複数の発光装置を導光板の端面に沿って並べて配置する場合に、一部の発光装置と導光板の端面との干渉(当接)による輝度ムラの発生を避けるために、発光装置の出射面と導光板の端面との間にある程度余裕をもってクリアランスを設定しなければならず、このクリアランスによって形成される隙間から少なからず光漏れが生じてしまう。これは導光板に対する入射効率の点でまだ改善の余地があることを意味している。
On the other hand, in the light emitting device according to the second conventional example, the light emitted from the chip is condensed to a narrow width in the Y direction, and the optical path is changed so as to have a sufficient length in the X direction. Light can be incident on the light guide plate relatively efficiently.
However, since a complicated lens shape is required in which the average curvature of the curve represented by the Y-direction cross section is larger than the average curvature of the parabola represented by the X-direction cross section, such a complicated lens shape is mass-produced with high dimensional accuracy. Difficult to do.
For this reason, when arranging a plurality of light-emitting devices side by side along the end surface of the light guide plate, the light-emitting device is used to avoid occurrence of luminance unevenness due to interference (contact) between some light-emitting devices and the end surface of the light guide plate. The clearance must be set with a certain margin between the light exit surface and the end surface of the light guide plate, and light leaks from the gap formed by the clearance. This means that there is still room for improvement in terms of incident efficiency with respect to the light guide plate.
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、発光装置を被照射物に近接させて配置でき、発光装置と被照射物との隙間から生ずる光漏れを最小限に留めることのできる発光装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the light emitting device can be disposed close to the object to be irradiated, and light leakage caused by the gap between the light emitting device and the object to be irradiated can be minimized. Provided is a light-emitting device that can be used.
この発明は、光を発する発光素子と、開口部および底面によって規定される窪み部を有し前記底面に発光素子が載置されるパッケージ部材と、発光素子を覆うように窪み部に充填された透光性樹脂からなる封止樹脂部と、封止樹脂部に一部が埋没するように設けられ発光素子から発せられる光の出射面となるレンズ部材とを備える第1の発光装置を提供するものである。 The present invention includes a light emitting element that emits light, a package member that has a recess defined by an opening and a bottom surface, and on which the light emitting element is mounted, and the recess is filled to cover the light emitting element. Provided is a first light emitting device comprising: a sealing resin portion made of a translucent resin; and a lens member that is provided so as to be partially embedded in the sealing resin portion and serves as an emission surface of light emitted from the light emitting element. Is.
また、この発明は、光を発する発光素子と、発光素子が実装される基板と、発光素子を覆うように基板上に成形された透光性樹脂からなる封止樹脂部と、封止樹脂部の周囲の少なくとも一部に立設される反射部材と、封止樹脂部に一部が埋没するように設けられ発光素子から発せられる光の出射面となるレンズ部材とを備える第2の発光装置を提供するものでもある。 The present invention also includes a light emitting element that emits light, a substrate on which the light emitting element is mounted, a sealing resin portion made of a translucent resin molded on the substrate so as to cover the light emitting element, and a sealing resin portion A second light emitting device comprising: a reflecting member standing at least at a part of the periphery of the lens; and a lens member that is provided so as to be partially buried in the sealing resin portion and serves as an emission surface of light emitted from the light emitting element It is also what provides.
この発明による第1および第2の発光装置によれば、発光素子から発せられる光の出射面となるレンズ部材が、発光素子を覆う封止樹脂部に一部埋没するように設けられるので、レンズ部材の突出が抑えられる。このため、発光装置を被照射物に近接させて配置でき、発光装置と被照射物との隙間から生ずる光漏れを最小限に留めることが可能となる。
そして、被照射物が導光板である場合には、この発明による第1および第2の発光装置を必要最小限のクリアランスで導光板の端面に近接させて配置することにより、発光装置と導光板の端面との隙間から生ずる光漏れを最小限に留めることが可能となり、導光板に対する入射効率を高めることが可能となる。
According to the first and second light emitting devices according to the present invention, the lens member that becomes the light emission surface of the light emitted from the light emitting element is provided so as to be partially embedded in the sealing resin portion that covers the light emitting element. The protrusion of the member is suppressed. For this reason, the light emitting device can be disposed close to the object to be irradiated, and light leakage caused by the gap between the light emitting device and the object to be irradiated can be minimized.
When the object to be irradiated is a light guide plate, the first and second light emitting devices according to the present invention are arranged close to the end surface of the light guide plate with the minimum necessary clearance, so that the light emitting device and the light guide plate are arranged. It is possible to minimize light leakage caused by a gap with the end face of the light source, and to increase the incident efficiency with respect to the light guide plate.
この発明による第1の発光装置は、光を発する発光素子と、開口部および底面によって規定される窪み部を有し前記底面に発光素子が載置されるパッケージ部材と、発光素子を覆うように窪み部に充填された透光性樹脂からなる封止樹脂部と、封止樹脂部に一部が埋没するように設けられ発光素子から発せられる光の出射面となるレンズ部材とを備えることを特徴とする。 A first light emitting device according to the present invention covers a light emitting element that emits light, a package member that has a recess defined by an opening and a bottom surface, and on which the light emitting element is mounted, and covers the light emitting element. A sealing resin portion made of a translucent resin filled in the hollow portion, and a lens member which is provided so as to be partially embedded in the sealing resin portion and serves as an emission surface of light emitted from the light emitting element. Features.
この発明による第2の発光装置は、光を発する発光素子と、発光素子が実装される基板と、発光素子を覆うように基板上に成形された透光性樹脂からなる封止樹脂部と、封止樹脂部の周囲の少なくとも一部に立設される反射部材と、封止樹脂部に一部が埋没するように設けられ発光素子から発せられる光の出射面となるレンズ部材とを備えることを特徴とする。 A second light emitting device according to the present invention includes a light emitting element that emits light, a substrate on which the light emitting element is mounted, a sealing resin portion made of a translucent resin that is molded on the substrate so as to cover the light emitting element, A reflecting member standing on at least a part of the periphery of the sealing resin part; and a lens member that is provided so as to be partially embedded in the sealing resin part and serves as an emission surface of light emitted from the light emitting element. It is characterized by.
この発明による第1および第2の発光装置において、発光素子とは光を発する素子であればよく、その形態は特に限定されるものではないが、例えば、LEDチップを挙げることができる。
LEDチップは消費電力が小さく、寿命も長いのでこの発明による第1および第2の発光装置の発光素子として好適である。
LEDチップとしては、例えば、ガリウムヒ素を含有した赤外LEDチップ、ガリウム・アルミニウムヒ素を含有した赤色LEDチップ、ガリウムヒ素燐を含有した橙色LEDチップ又は黄色LEDチップ、ガリウム燐に窒素をドープした黄緑色LEDチップ、窒化ガリウム系化合物を含有した青色又は青紫色LEDチップなどを用いることができる。
In the first and second light emitting devices according to the present invention, the light emitting element may be any element that emits light, and the form thereof is not particularly limited, and examples thereof include an LED chip.
Since the LED chip consumes little power and has a long life, it is suitable as the light emitting element of the first and second light emitting devices according to the present invention.
Examples of the LED chip include an infrared LED chip containing gallium arsenide, a red LED chip containing gallium / aluminum arsenic, an orange LED chip or yellow LED chip containing gallium arsenide phosphorus, and a yellow doped gallium phosphorus with nitrogen. A green LED chip, a blue or blue-violet LED chip containing a gallium nitride compound, and the like can be used.
この発明による第1の発光装置において、パッケージ部材とは、開口部および底面によって規定される窪み部が形成され、発光装置の筐体として機能するものであればよく、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
パッケージ部材は、放熱性に優れたアルミニウム、ステンレススチールなどの金属、加工性およびコストに優れた樹脂材料、或いはセラミックのいずれで形成されていてもよい。
パッケージ部材が樹脂材料からなる場合、樹脂材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、強化材を含有させたポリエーテルケトン、強化材を含有させたポリフェニレンスルフィドなどの耐熱性樹脂を用いることができる。
In the first light emitting device according to the present invention, the package member may be any member as long as it has a recess defined by the opening and the bottom surface and functions as a housing of the light emitting device. It is not limited.
The package member may be formed of any metal such as aluminum and stainless steel having excellent heat dissipation, a resin material having excellent workability and cost, or ceramic.
When the package member is made of a resin material, for example, a heat-resistant resin such as a polyimide resin, a modified polyimide resin, a polyetherketone containing a reinforcing material, or a polyphenylene sulfide containing a reinforcing material is used as the resin material. it can.
この発明による第2の発光装置において、基板としては、発光素子を実装できるものであればよく、その形態は特に限定されるものではないが、例えば、耐熱性に優れたガラスエポキシ樹脂基板を用いることができる。 In the second light emitting device according to the present invention, the substrate is not particularly limited as long as the light emitting element can be mounted. For example, a glass epoxy resin substrate having excellent heat resistance is used. be able to.
この発明による第1および第2の発光装置において、発光素子を覆う透光性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などの耐候性に優れた透光性樹脂を用いることができる。 In the first and second light emitting devices according to the present invention, as the translucent resin covering the light emitting element, for example, a translucent resin having excellent weather resistance such as an epoxy resin, a silicon resin, or a polyimide resin can be used. .
この発明による第1および第2の発光装置において、レンズ部材とは、発光素子から発せられた光を屈折させて所望の指向特性を与えたうえで発光装置から出射させるものであればよく、その形態は特に限定されるものではないが、例えば、製作が容易で寸法精度に優れる球状、半球状または円柱状のものなどを用いることができる。 In the first and second light emitting devices according to the present invention, the lens member may be any member that refracts the light emitted from the light emitting element to give the desired directivity and emits it from the light emitting device. Although the form is not particularly limited, for example, a spherical, hemispherical or cylindrical shape that is easy to manufacture and excellent in dimensional accuracy can be used.
この発明による第1の発光装置において、レンズ部材は窪み部の開口部から突出しないように配設されることが好ましい。
また、この発明による第2の発光装置において、レンズ部材は反射部材の上縁から突出しないように配設されることが好ましい。
In the first light emitting device according to the present invention, the lens member is preferably arranged so as not to protrude from the opening of the recess.
In the second light emitting device according to the present invention, the lens member is preferably arranged so as not to protrude from the upper edge of the reflecting member.
これらの構成によれば、レンズ部材が発光装置から全く突出しない状態となるので、発光装置を導光板等の被照射物に極力近接させて配置することが可能となり、発光装置と被照射物とのクリアランスによって生ずる隙間からの光漏れをより最小限に留めることが可能となる。
この結果、例えば、この発明による第1および第2の発光装置が導光板の光源として用いられた場合には、上記構成の発光装置を導光板の端面に極力近接させて配置することにより、発光装置から出射された光を無駄なくより効率的に導光板に入射させることが可能となり、入射効率の更なる改善が図られる。
According to these configurations, since the lens member does not protrude from the light emitting device at all, the light emitting device can be disposed as close as possible to the irradiated object such as a light guide plate, and the light emitting device and the irradiated object It is possible to further minimize light leakage from the gap caused by the clearance.
As a result, for example, when the first and second light emitting devices according to the present invention are used as the light source of the light guide plate, the light emitting device having the above configuration is arranged as close as possible to the end face of the light guide plate, thereby emitting light. Light emitted from the apparatus can be incident on the light guide plate more efficiently without waste, and the incident efficiency can be further improved.
この発明による第1の発光装置において、窪み部はその一部にレンズ部材を位置決めして保持するための保持部が形成されていてもよい。
このような構成によれば、窪み部の一部にレンズ部材を位置決めして保持するための保持部が形成されるので、パッケージ部材に対するレンズ部材の位置決めが容易になり、パッケージ部材に対するレンズ部材の高い位置精度を確保できるようになる。この結果、指向特性の変動が少ない安定した品質を有する発光装置を提供できるようになる。
In the first light emitting device according to the present invention, a holding portion for positioning and holding the lens member may be formed in a part of the recess.
According to such a configuration, since the holding portion for positioning and holding the lens member is formed in a part of the recess portion, the lens member can be easily positioned with respect to the package member, and the lens member with respect to the package member can be easily positioned. High positional accuracy can be secured. As a result, it is possible to provide a light emitting device having stable quality with little variation in directivity.
この発明による第2の発光装置において、封止樹脂部とレンズ部材は透光性樹脂によって一体に成形されていてもよい。
このような構成によれば、封止樹脂部とレンズ部材が透光性樹脂によって一体に成形されるので、製造工程の簡易化が図られるだけでなく、封止樹脂部とレンズ部材との境界面がなくなるのでフレネル損失をなくすことができる。
さらには、レンズ部材が封止樹脂部から剥がれる恐れもなくなり、発光装置の信頼性も向上する。
In the second light emitting device according to the present invention, the sealing resin portion and the lens member may be integrally formed of a translucent resin.
According to such a configuration, since the sealing resin portion and the lens member are integrally formed of the translucent resin, not only the manufacturing process is simplified, but also the boundary between the sealing resin portion and the lens member. Since there is no surface, Fresnel loss can be eliminated.
Furthermore, there is no possibility that the lens member is peeled off from the sealing resin portion, and the reliability of the light emitting device is improved.
この発明による第1および第2の発光装置において、封止樹脂部は蛍光体を含有していてもよい。
このような構成によれば、封止樹脂部に含有された蛍光体が発光素子から発せられた光によって励起され、発光素子から発せられた光とは異なる波長の光を発するので、発光装置から様々な色の光を出射させることができるようになる。
In the first and second light emitting devices according to the present invention, the sealing resin portion may contain a phosphor.
According to such a configuration, the phosphor contained in the sealing resin portion is excited by the light emitted from the light emitting element, and emits light having a wavelength different from that of the light emitted from the light emitting element. Light of various colors can be emitted.
例えば、発光素子として青色光を発するLEDチップが用いられ、蛍光体として青色光によって励起され黄色光を発する蛍光体が用いられた場合、LEDチップから発せられた青色光と、蛍光体から発せられた黄色光とが混色され、白色光を発することができるようになる。
これにより、発光装置は所望の指向特性に制御された白色光を発することができるようになり、例えば、発光装置によって照らされる被照射物が導光板である場合には、白色光を効率よく導光板に入射させることが可能となり、導光板の光源としてより適したものとなる。
なお、白色光を得る方法としては、上述のような青色光を発するLEDチップと黄色光を発する蛍光体との組み合わせに限られるものではなく、青色光を発するLEDチップと、赤色光を発する蛍光体および緑色光を発する蛍光体とを組み合わせる方法であってもよいし、また、紫外光と発するLEDチップと、赤色光を発する蛍光体、緑色光を発する蛍光体および青色光を発する蛍光体とを組み合わせる方法であってもよい。
For example, when an LED chip that emits blue light is used as the light emitting element, and a phosphor that emits yellow light when excited by blue light is used as the phosphor, the blue light emitted from the LED chip and the phosphor are emitted from the phosphor. The yellow light is mixed, and white light can be emitted.
As a result, the light emitting device can emit white light controlled to have a desired directional characteristic. For example, when the irradiated object illuminated by the light emitting device is a light guide plate, the white light is efficiently guided. It becomes possible to make it enter into an optical plate, and it becomes more suitable as a light source of a light-guide plate.
The method for obtaining white light is not limited to the combination of the above-described LED chip that emits blue light and the phosphor that emits yellow light, but the LED chip that emits blue light and the fluorescence that emits red light. And a phosphor that emits green light, an LED chip that emits ultraviolet light, a phosphor that emits red light, a phosphor that emits green light, and a phosphor that emits blue light. It is also possible to combine them.
蛍光体としては、基体として、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、シリコン、イットリウム等の希土類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、バナジン酸塩等の無機蛍光物質、またはフルオレセイン、エオシン、油類(鉱物油)等の有機蛍光物質から選択し、付活体として、銀、銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、亜鉛、アルミニウム、鉛、リン、砒素、金などから選択し、融剤として、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウムなどから選択して得られたものを用いることができる。 As phosphors, as substrates, oxides of rare earth elements such as zinc, cadmium, magnesium, silicon, yttrium, inorganic phosphors such as sulfides, silicates, vanadates, or fluorescein, eosin, oils (minerals) Selected from organic fluorescent materials such as oil, silver, copper, manganese, chromium, eurobium, zinc, aluminum, lead, phosphorus, arsenic, gold, etc. as activators, sodium chloride, potassium chloride as fluxes , Selected from magnesium carbonate, barium chloride, and the like can be used.
なお、封止樹脂部が蛍光体を含有する上記構成において、蛍光体は発光素子の表面で層状をなしていてもよい。
このような構成によれば、蛍光体が発光素子の表面で層状をなすので、蛍光体の励起作用が効率よく行われるようになる。
また、蛍光体の励起作用が、発光素子の表面近傍で行われるので、封止樹脂部中において指向特性の制御が困難な散乱光成分が少なくなり、レンズ部材による指向特性の制御が行い易くなる。
もちろん、この構成は、例えば、被照射物が導光板である場合に、より適したものとなる。
In the above configuration in which the sealing resin portion contains a phosphor, the phosphor may be layered on the surface of the light emitting element.
According to such a configuration, since the phosphor is layered on the surface of the light emitting element, the excitation action of the phosphor is efficiently performed.
In addition, since the excitation action of the phosphor is performed near the surface of the light emitting element, the scattered light component that is difficult to control the directivity in the sealing resin portion is reduced, and the directivity control by the lens member can be easily performed. .
Of course, this configuration is more suitable when the irradiated object is a light guide plate, for example.
この発明による第1および第2の発光装置において、封止樹脂部とレンズ部材はそれらの屈折率が略等しくてもよい。
このような構成によれば、封止樹脂部とレンズ部材との境界面で、屈折率差による反射が生じにくくなり、フレネル反射による光量ロスや光閉じ込めによる光量ロスが発生しにくくなる。この結果、発光装置から効率的に光を出射させることが可能となる。
この結果、例えば、被照射物が導光板である場合には、発光素子から発せられた光を無駄なくより効率的に導光板に入射させることが可能となり、入射効率の更なる改善が図られる。
In the first and second light emitting devices according to the present invention, the sealing resin portion and the lens member may have substantially the same refractive index.
According to such a configuration, reflection due to a difference in refractive index hardly occurs at the boundary surface between the sealing resin portion and the lens member, and light amount loss due to Fresnel reflection and light amount loss due to light confinement are unlikely to occur. As a result, light can be efficiently emitted from the light emitting device.
As a result, for example, when the object to be irradiated is a light guide plate, light emitted from the light emitting element can be incident on the light guide plate more efficiently without waste, and the incident efficiency can be further improved. .
この発明による第1および第2の発光装置において、レンズ部材は円柱状のロッドレンズであってもよい。
このような構成によれば、発光素子から発せられた光は、X方向(ロッドレンズの長手方向)についてはロッドレンズによる屈折作用を受けることなく広い指向角で出射され、Y方向については狭い範囲に指向角が絞られて出射される。
これにより、例えば、この発明による第1および第2の発光装置が導光板の端面に並べて配置された場合、導光板端面のX方向(幅方向)については指向角の広い光を入射させて発光装置間の輝度ムラを抑えつつ、導光板端面のY方向(厚み方向)については十分に指向角が絞られた光を無駄なく効率よく入射させることが可能となる。
また、レンズ部材としてのロッドレンズは円柱状という単純な形状であることから寸法精度よく容易に大量生産でき、寸法精度に優れたロッドレンズをレンズ部材として用いることにより、寸法精度と指向特性の精度に優れた高品質な発光装置を提供できるようになる。
ロッドレンズは、例えば、ガラス材料を用いて光ファイバーと同じような手法によって作製することができる。
In the first and second light emitting devices according to the present invention, the lens member may be a cylindrical rod lens.
According to such a configuration, the light emitted from the light emitting element is emitted in a wide directivity angle without being refracted by the rod lens in the X direction (longitudinal direction of the rod lens), and in a narrow range in the Y direction. The beam is emitted with a narrowed directivity angle.
Thus, for example, when the first and second light emitting devices according to the present invention are arranged side by side on the end face of the light guide plate, light having a wide directivity angle is emitted in the X direction (width direction) of the end face of the light guide plate. While suppressing unevenness in brightness between devices, light with a sufficiently narrow directivity angle in the Y direction (thickness direction) of the light guide plate end face can be efficiently incident without waste.
In addition, since the rod lens as a lens member has a simple cylindrical shape, it can be easily mass-produced with high dimensional accuracy. By using a rod lens with excellent dimensional accuracy as a lens member, dimensional accuracy and directivity accuracy It is possible to provide a high-quality light-emitting device that is superior to the above.
The rod lens can be manufactured, for example, by a technique similar to that of an optical fiber using a glass material.
レンズ部材が円柱状のロッドレンズからなる上記構成において、ロッドレンズは封止樹脂部の表面に横たわるように配設され、封止樹脂部の表面の略全領域がロッドレンズによって占められるような直径を有していてもよい。
このような構成によれば、封止樹脂部の表面の略全領域がロッドレンズで占められるので、発光素子から発せられた光の大半をロッドレンズへ入射させることが可能となる。これにより、発光素子から発せられた光の大半を所望の指向特性に制御したうえで出射させることができるようになる。
In the above configuration in which the lens member is a cylindrical rod lens, the rod lens is disposed so as to lie on the surface of the sealing resin portion, and has a diameter such that substantially the entire area of the surface of the sealing resin portion is occupied by the rod lens. You may have.
According to such a configuration, since almost the entire region of the surface of the sealing resin portion is occupied by the rod lens, most of the light emitted from the light emitting element can be incident on the rod lens. Thereby, most of the light emitted from the light emitting element can be emitted after being controlled to have a desired directivity characteristic.
この発明による第1および第2の発光装置において、発光素子はフリップチップタイプの発光素子であってもよい。
このような構成によれば、発光素子を電気的に接続するワイヤが不要となるので、発光素子を封止する封止樹脂部の厚さを薄く設定することが可能となり、結果として発光装置の薄型化を図ることができる。
In the first and second light emitting devices according to the present invention, the light emitting element may be a flip chip type light emitting element.
According to such a configuration, since a wire for electrically connecting the light emitting element is not necessary, the thickness of the sealing resin portion for sealing the light emitting element can be set thin, and as a result, the light emitting device Thinning can be achieved.
この発明は別の観点からみると、光源としての発光装置を備えたバックライト装置であって、発光装置が上述のこの発明による第1または第2の発光装置からなるバックライト装置を提供するものでもある。 From another point of view, the present invention provides a backlight device including a light emitting device as a light source, wherein the light emitting device comprises the first or second light emitting device according to the present invention described above. But there is.
以下、図面に基づいてこの発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施形態1
この発明の実施形態1に係る発光装置について図1〜3に基づいて説明する。図1はこの発明の実施形態1による発光装置の斜視図、図2は図1に示される発光装置の構造を示す説明図であり、図2(a)はY方向の断面、図2(b)はX方向の断面、図2(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。図3は実施形態1に係る発光装置から出射された光が導光板に入射する様子を示す説明図であり、図3(a)は発光装置から出射された光が導光板の端面のY方向(厚み方向)に入射する様子を示し、図3(b)は発光装置から出射された光が導光板の端面のX方向(幅方向)に入射する様子を示している。
A light emitting device according to
図1および図2の各図に示されるように、この発明の実施形態1による発光装置1は、青色光を発するLEDチップ(発光素子)(以下、「チップ」と称する)2と、開口部3bおよび底面3c並びに底面3cから開口部3bへかけて延びる側壁3dによって規定される窪み部3aを有し前記底面3cにチップ2が載置されるパッケージ部材3と、チップ2を覆うように窪み部3aに充填された透光性樹脂からなる封止樹脂部4と、封止樹脂部4に一部が埋没するように設けられチップ2から発せられる光の出射面となる円柱状のロッドレンズ(レンズ部材)5とから主に構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図2(a)および図2(b)に示されるように、パッケージ部材3はポリイミド樹脂等の耐候性に優れた樹脂で成形され、窪み部3aの側壁3dは、X方向およびY方向ともに底面3cから開口部3bへ至るに従って徐々に開口面積が大きくなるように傾斜している。
傾斜した側壁3dは、チップ2から発せられた光をロッドレンズ5の長手方向の全域に入射させるように作用する。側壁3dは、パッケージ部材3そのものを白色とすることにより反射性が付与されていてもよいし、側壁3dの表面に金属反射膜などの反射層が形成されることにより反射率が高くなるように構成されていてもよい。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
The
図1、並びに、図2(b)および図2(c)に示されるように、窪み部3aの底面3cにはチップ2に電力を供給するためのカソード用電極6aとアノード用電極6bが形成されている。
チップ2は絶縁性接着剤(図示せず)によってカソード用電極6a上に固定され、そのカソードとアノード(図示せず)がカソード用電極6aとアノード用電極6bにアルミニウム、銅、金等の金属からなるワイヤ7a,7bによってそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2B and 2C, a
The
窪み部3aにはチップ2とワイヤ7a,7bを覆うようにシリコン樹脂等の透光性樹脂からなる封止樹脂部4が、開口部3bへかけて延びる側壁3dの途中まで形成され、円柱状のロッドレンズ5が傾斜した側壁3dに係止されている。封止樹脂部4にはチップ2から発せられた青色光により励起し黄色光を発する蛍光体8が分散混合されている。ロッドレンズ5はガラスからなり、円柱状という単純な形状であることから寸法精度よく容易に大量生産できる。
カソード電極6aおよびアノード用電極6b間に電圧が印加されるとチップ2から青色光が発せられる。チップ2から発せられた青色光の一部は封止樹脂部4に分散混合された黄色蛍光体8を励起させ、励起された蛍光体8が黄色光を発する。
これにより、チップ2から発せられた青色光は、ロッドレンズ5に入射する時点で蛍光体の励起に作用しなかった青色光と、励起された蛍光体から発せられた黄色光とが混色され白色光となる。
A sealing
When a voltage is applied between the
As a result, the blue light emitted from the
図2(a)および図2(b)に示されるように、窪み部3の開口部3bは、ロッドレンズ5の直径R1に近似し、かつロッドレンズ5の直径R1よりも若干大きな幅W1と、ロッドレンズ5の長手方向の長さL1よりも若干長い長さL2を有している。
ロッドレンズ5はその長手方向が開口部3bの長さ方向と平行になるように配設され、その直径方向(長手方向と直交する方向)における下側半分が封止樹脂部4に埋没し封止樹脂部4によってパッケージ部材3に固着されている。
そして、図2の各図に示されるように、ロッドレンズ5の直径方向における下側半分が封止樹脂部4に埋没するように配設された状態において、窪み部3aの開口部3bはロッドレンズ5によって実質的に塞がれたような状態となり、開口部3bの縁とロッドレンズ5の直径方向における頂部は同じ高さに位置している。
つまり、底面3cから開口部3bへかけて延びる側壁3dの傾斜角度は、ロッドレンズ5の直径方向における頂部が開口部3bの縁と同じ高さに位置し、かつ封止樹脂部4に埋没したロッドレンズ5の下部がワイヤ7a,7bに接触しないように設定される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
The
2, in the state where the lower half in the diameter direction of the
That is, the inclination angle of the
このような構成により、図1、図2(a)および図2(b)に示されるように、ロッドレンズ5は窪み部3a内に収容され、パッケージ部材3からは一切突出しない。
With such a configuration, as shown in FIGS. 1, 2 (a), and 2 (b), the
このため、図3の各図に示されるように、発光装置1を必要最小限のクリアランスで導光板100の端面に近接させて配置でき、クリアランスにより生ずる導光板100と発光装置1との隙間から生ずる光漏れを最小限に留めることが可能となっている。
さらに、円柱状のロッドレンズ5が用いられることから、図3(b)に示されるように導光板100のX方向(幅方向)に対してはロッドレンズ5による屈折作用を受けていない広い指向角の白色光を出射でき、図3(a)に示されるように導光板100のY方向(厚み方向)については屈折作用を大きく受け狭い範囲に指向角が絞られた白色光を出射でき、導光板100に対する入射効率の点で非常に優れた指向特性に制御することが可能となっている。
For this reason, as shown in each drawing of FIG. 3, the
Furthermore, since the
また、発光装置を大量生産する場合、発光装置の寸法精度と指向特性の精度を安定して確保することが重要であるが、この発明の実施形態1に係る発光装置1は、上述のとおり、寸法精度よく大量生産が可能なガラス製のロッドレンズ5が用いられるので、寸法精度と指向特性の精度を安定して確保できる。
In addition, when mass-producing light emitting devices, it is important to stably ensure the dimensional accuracy and directivity accuracy of the light emitting device, but the
これは大量生産された発光装置1を用いてバックライト装置を構成する場合に大きな利点となる。
というのは図示しないが、バックライト装置は、フレキシブルプリント基板(FPC)上に複数の発光装置が並べて実装され、FPC上に実装された複数の発光装置の発光面が導光板の端面と対向するように配置されることにより構成される。
このとき、従来のレンズ付き発光装置では、複数の発光装置のうち、一部の発光装置のレンズが導光板の端面に干渉して輝度ムラを発生させることのないように、複数の発光装置におけるレンズの寸法精度の誤差を考慮して、発光装置が実装されたFPCと導光板の端面との間にある程度余裕をもってクリアランスを設定しなければならず、このクリアランスにより生ずる隙間から少なからず光漏れが生じ、入射効率の向上を図るうえで障害となっていた。
This is a great advantage when a backlight device is configured using the light-emitting
Although not shown, in the backlight device, a plurality of light emitting devices are mounted side by side on a flexible printed circuit board (FPC), and the light emitting surfaces of the plurality of light emitting devices mounted on the FPC face the end surface of the light guide plate. It is comprised by arranging in this way.
At this time, in the conventional light emitting device with a lens, in the plurality of light emitting devices, the lenses of some of the light emitting devices do not interfere with the end face of the light guide plate and cause uneven brightness. In consideration of an error in the dimensional accuracy of the lens, a clearance must be set between the FPC on which the light emitting device is mounted and the end face of the light guide plate with a certain margin. Light leakage from the gap generated by the clearance is not small. This has been an obstacle to improving the incidence efficiency.
しかしながら、この発明の実施形態1に係る発光装置1は、上述のとおりロッドレンズ5がパッケージ部材3から突出せず、寸法精度に優れるので、複数の発光装置1を実装したFPCを導光板100の端面に必要最小限のクリアランスで配置でき、このクリアランスによって生ずる隙間からの光漏れを最小限に留めることが可能となっている。
また、寸法精度に優れるので設定するクリアランスによっては、FPCへの位置決め精度を緩和することもできる。
However, in the
Further, since the dimensional accuracy is excellent, the positioning accuracy to the FPC can be relaxed depending on the set clearance.
実施形態2
この発明の実施形態2に係る発光装置について図4に基づいて説明する。図4はこの発明の実施形態2に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図4(a)はY方向の断面、図4(b)はX方向の断面、図4(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態1で用いたのと同じ部材については同じ符号を付して説明する。
A light emitting device according to
図4の各図、特に図4(b)に示されるように、実施形態2に係る発光装置21は、窪み部23のY方向に延びる側壁23dの一部にロッドレンズ5を位置決めして保持するための段差状に形成された保持部29が形成されている。
保持部29が形成されることにより、ロッドレンズ5の位置決めが容易になると共に、ロッドレンズ5の下部がワイヤ7a,7bに接触することを確実に防止できる。
4, particularly FIG. 4B, the
By forming the holding
また、ロッドレンズ5の直径方向における頂部の位置は、上述の実施形態1の図2(b)に示されるようにロッドレンズ5の長さL1と傾斜した側壁3dとの位置関係に依存して決められるのではなく、図4(b)に示されるように側壁23dに形成された保持部29の高さによって決められる。
このため、ロッドレンズ5の長さL1が誤差によって多少変動してもロッドレンズ5の頂部がパッケージ部材23の開口部23bの縁から突出することがなくなり、パッケージ部材23の開口部23bの縁とロッドレンズ5の直径方向における頂部を常に同じ高さに位置させることができるようになる。
その他の構成は上述の実施形態1に係る発光装置1と同様である。
Further, the position of the top of the
For this reason, even if the length L1 of the
Other configurations are the same as those of the light-emitting
実施形態3
この発明の実施形態3に係る発光装置について図5に基づいて説明する。図5はこの発明の実施形態3に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図5(a)はY方向の断面、図5(b)はX方向の断面、図5(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態1で用いたのと同じ部材については同じ符号を付して説明する。
A light emitting device according to
図5の各図、特に図5(c)に示されるように、実施形態3に係る発光装置31は、保持部39がロッドレンズ5の周面形状に倣ったU字状の断面を呈するように形成され、保持部39はX方向に延びて側壁33dの内壁から外壁へ亘って貫通している。
ロッドレンズ5はこのU字状の断面を呈しX方向に延びる保持部39に嵌まり込むようにして位置決めされている。
このため、実施形態3に係る発光装置31では、実施形態2のものよりも更にロッドレンズ5の長さL1の誤差変動に対する許容度が高められている。
As shown in each drawing of FIG. 5, particularly FIG. 5C, in the
The
For this reason, in the
ロッドレンズ5は、長い棒状のものを所定の長さに切断することにより得られるが、実際には正確に所定の長さに切断することがかなり難しく、また切断面は荒れた状態となるためロッドレンズ5の両端部は所望の光学特性が得られ難い。
このため、ロッドレンズ5は、ある程度長めに切断しておき、その両端部を光学的特性に影響を与えない保持部39で保持することが好ましく、実施形態3に係る形態は、上述のような理由から長めに切断されたロッドレンズ5を用いる場合に大変有用である。
The
For this reason, it is preferable that the
なお、実施形態3に係る発光装置31では、上述の通りU字状の断面を呈する保持部39が側壁の内壁から外壁へ亘って貫通しているため、作製時における透光性樹脂の漏れを防ぐためには、保持部39が形成された側壁33dの外側を治具等で一時的に塞いでおくことが好ましい。そして、透光性樹脂を注入してからロッドレンズ5を保持部39に載せ、透光性樹脂が硬化してから治具等を取り外すことにより封止樹脂部4を形成することが好ましい。
In the
また、ロッドレンズ5を保持部39に載せる際には、保持部39の表面とロッドレンズ5の周面との間に透光性樹脂が残留し、残留した透光性樹脂の厚みによってロッドレンズ5の直径方向における頂部がパッケージ部材33の開口部33bの縁から突出することのないように、ロッドレンズ5を保持部39にしっかりと押さえ付けて両者の間から透光性樹脂を極力押し出すようにすることが好ましい。
In addition, when the
なお、図示しないが、保持部39が側壁33dを貫通しない形態とすることにより、透光性樹脂の漏れを防止してもよい。
その他の構成については上述の実施形態1に係る発光装置1と同様である。
Although not shown, leakage of the translucent resin may be prevented by making the holding
About another structure, it is the same as that of the light-emitting
実施形態4
この発明の実施形態4に係る発光装置について図6に基づいて説明する。図6はこの発明の実施形態4に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図6(a)Y方向の断面、図6(b)はX方向の断面、図6(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態1で用いたのと同じ部材については同じ符号を付して説明する。
A light-emitting device according to
図6の各図、特に図6(a)に示されるように、実施形態4に係る発光装置41は、保持部49が矩形状の断面を呈するように形成されている。
このため、上述の実施形態3に係る発光装置31(図5参照)と同様にロッドレンズ5の長さL1の誤差変動に対する許容度が高いだけでなく、保持部49の形状が矩形状の断面を呈する単純な形状であることから、保持部49の形成そのものが容易になっている。
また、保持部49とロッドレンズ5の当接箇所が、ロッドレンズ5の周面において線状の3箇所だけとなるので、保持部49とロッドレンズ5との当接箇所に透光性樹脂が残留し難いという利点もある。
As shown in each drawing of FIG. 6, particularly FIG. 6A, the
Therefore, similarly to the
Further, since the contact portion between the holding
但し、作製時に保持部49が形成された側壁43dの外側を治具等で塞ぎながら封止樹脂部4を形成する透光性樹脂を注入したほうが好ましいのは上述の実施形態3と同様であり、また、図示しないが透光性樹脂の漏れを防止するうえでは、保持部49が側壁43dを貫通しない形態としてもよい。
その他の構成は上述の実施形態1に係る発光装置1と同様である。
However, as in the third embodiment, it is preferable to inject a translucent resin that forms the sealing
Other configurations are the same as those of the light-emitting
実施形態5
この発明の実施形態5に係る発光装置について図7に基づいて説明する。図7はこの発明の実施形態5に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図7(a)はY方向の断面、図7(b)はX方向の断面、図7(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態1で用いたのと同じ部材については同じ符号を付して説明する。
A light-emitting device according to
図7の各図、特に図7(a)に示されるように、実施形態5に係る発光装置51は、保持部59がV字状の断面を呈するように形成されている。
このため、上述の実施形態3に係る発光装置31(図5参照)と同様にロッドレンズ5の長さl1の誤差変動に対する許容度が高いだけでなく、ロッドレンズ5の直径r1の誤差変動に対する許容度も高められている。
また、上述の実施形態4と同様に、保持部59とロッドレンズ5との当接箇所に透光性樹脂が残留し難いという利点もある。
As shown in each drawing of FIG. 7, particularly FIG. 7A, the
For this reason, not only is the tolerance for the error variation of the length l1 of the
Further, similarly to the above-described fourth embodiment, there is an advantage that the translucent resin hardly remains at the contact portion between the holding
但し、作製時に保持部59が形成された側壁53dの外側を治具等で塞ぎながら封止樹脂部4を形成する透光性樹脂を注入したほうが好ましいのは上述の実施形態3と同様であり、また、図示しないが透光性樹脂の漏れを防止するうえでは、保持部59が側壁53dを貫通しない形態としてもよい。
その他の構成は上述の実施形態1に係る発光装置1と同様である。
However, it is preferable to inject the translucent resin for forming the sealing
Other configurations are the same as those of the light-emitting
実施形態6
この発明の実施形態6に係る発光装置について図8に基づいて説明する。図8はこの発明の実施形態6に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図8(a)はY方向の断面、図8(b)はX方向の断面、図8(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態1で用いたのと同じ部材については同じ符号を用いて説明する。
Embodiment 6
A light-emitting device according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing the structure of a light emitting device according to Embodiment 6 of the present invention. FIG. 8 (a) is a cross section in the Y direction, FIG. 8 (b) is a cross section in the X direction, and FIG. The planes viewed from the Z direction are shown. The same members as those used in
図8の各図、特に図8(b)に示されるように、実施形態6に係る発光装置61は、発光素子としてフリップチップタイプの青色を発するチップ62がカソード用電極66aおよびアノード用電極66b上に両電極をまたぐように実装されている。
このため、図2に示されるようなチップ2とカソード用電極6aおよびアノード用電極6bとを電気的に接続するワイヤ7a,7bが不要となり、チップ62とロッドレンズ5との間隔を小さく設定することにより発光装置61の薄型化を図ることが可能となっている。
その他の構成は上述の実施形態1に係る発光装置1と同様である。
As shown in each drawing of FIG. 8, particularly FIG. 8B, in the
Therefore, the
Other configurations are the same as those of the light-emitting
実施形態7
この発明の実施形態7に係る発光装置について図9および図10に基づいて説明する。図9はこの発明の実施形態7に係る発光装置の斜視図、図10は図9に示される発光装置の構造を示す説明図であり、この発明の実施形態7に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図10(a)はY方向の断面、図10(b)はX方向の断面、図10(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態1で用いたのと同じ部材については同じ符号を付して説明する。
Embodiment 7
A light emitting device according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 is a perspective view of a light-emitting device according to Embodiment 7 of the present invention, and FIG. 10 is an explanatory view showing the structure of the light-emitting device shown in FIG. 9, showing the structure of the light-emitting device according to Embodiment 7 of the present invention. FIG. 10A shows a cross section in the Y direction, FIG. 10B shows a cross section in the X direction, and FIG. 10C shows a plane viewed from the Z direction. The same members as those used in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
図9および図10の各図に示されるように、実施形態7に係る発光装置71は、青色光を発するチップ(発光素子)2と、チップ2が実装される基板73と、チップ2を覆うように基板73上に成形された透光性樹脂からなる封止樹脂部74と、封止樹脂部74の対向する両側面に立設される反射シート75(反射部材)と、封止樹脂部74に一部が埋没するように設けられチップ2から発せられる光の出射面となるロッドレンズ5とから主に構成されている。
9 and 10, the
図10(b)および図10(c)に示されるように、基板73は、そのX方向の両端にU溝状の保持部79がそれぞれ形成され、ロッドレンズ5がU溝状の保持部79に嵌まり込むことにより位置決めされ、その直径方向における下側半分が封止樹脂部74に埋没している。
図10(a)に示されるように、封止樹脂部74のX方向に延びる両側面には反射シート75がそれぞれ立設され、反射シート75の上縁とロッドレンズ5の頂部は同じ高さに位置している。
As shown in FIGS. 10B and 10C, the
As shown in FIG. 10 (a),
封止樹脂部74は、ロッドレンズ5が保持部79に保持された状態で成形される。
すなわち、複数の発光装置71に相当する複数対のカソード用電極76a、アノード用電極76bおよび複数対の保持部79が形成された母基板(図示せず)を用い、この母基板上に複数のチップ2をそれぞれ実装し、さらに複数のロッドレンズ5を保持部79上にそれぞれ位置決めする。
このように複数のチップ2とロッドレンズ5がセットされた状態の母基板をその周囲を囲う金型(図示せず)内に設置し、ロッドレンズ5の直径方向における下側半分が埋没するような所定量の透光性樹脂を流し込み、透光性樹脂を硬化させた後、金型から取り出す。
その後、金型から取り出された母基板を各発光装置71毎に切り出し、切り出された封止樹脂部74のX方向に延びる両側面にそれぞれ反射シート75を立設することにより図9および図10の各図に示される状態の発光装置71が完成する。
The sealing
That is, a mother substrate (not shown) in which a plurality of pairs of
Thus, the mother substrate in which the plurality of
Thereafter, the mother substrate taken out from the mold is cut out for each light emitting
実施形態7に係る発光装置71は、複数の発光装置71に相当する保持部79、並びに、カソード用電極76aおよびアノード用電極76bが形成された母基板を用いることにより多数の発光装置71を一括して生産できるため生産性に優れ、製造コストの観点からみて有利なものとなる。
The
もちろん、実施形態7に係る発光装置71でも、実施形態1と同様にロッドレンズ5が用いられるため、実施形態1と同様に導光板100(図3参照)に対する入射効率に優れた指向特性が得られる。
また、作製方法については、母基板から複数の発光装置71を一括して生産する方法を記したが、必ずしも母基板を用いなければならないわけではなく、発光装置71毎に金型を用いて作製しても構わない。
また、この実施形態7に係る発光装置71をバックライト装置の光源として適用する場合には、反射シート75の一方を省略して、バックライト装置に使用される反射シートを延長して発光装置71の反射シートと兼用させる構成としても構わない。
この場合、反射シートを配置する手間が省けるし、発光装置と導光板との隙間からの光漏れを確実になくすことができる。
Of course, since the
As a manufacturing method, a method for producing a plurality of light emitting
Further, when the
In this case, the trouble of arranging the reflection sheet can be saved, and light leakage from the gap between the light emitting device and the light guide plate can be reliably eliminated.
実施形態8
この発明の実施形態8に係る発光装置について図11に基づいて説明する。図11は実施形態8に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図11(a)はY方向の断面、図11(b)はX方向の断面、図11(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態1で用いたのと同じ部材については同じ符号を付して説明する。
A light-emitting device according to
図11の各図に示されるように、実施形態8に係る発光装置81は、ロッドレンズ5が封止樹脂部84に一部埋没している点で実施形態7に係る発光装置71と共通しているが、基板83が、実施形態7のような保持部79(図10参照)を備えていない。
このため、実施形態8に係る発光装置81は、基板83に対して所定の間隔を空けてロッドレンズ5を保持することが可能な金型を用い、この金型に所定量の透光性樹脂を流し込むことにより作製される。
実施形態8に係る発光装置81では、基板83として通常の板状ものが用いられるので、基板83に係るコストが上述の実施形態7に係る発光装置71よりも軽減される。
その他の構成については上述の実施形態7に係る発光装置71と同様である。
As shown in each drawing of FIG. 11, the
For this reason, the
In the
About another structure, it is the same as that of the light-emitting
実施形態9
この発明の実施形態9に係る発光装置について図12に基づいて説明する。図12はこの発明の実施形態9に係る発光装置の構造を示す説明図であり、図12(a)はY方向の断面、図12(b)はX方向の断面、図12(c)はZ方向からみた平面をそれぞれ示している。なお、実施形態8で用いたのと同じ部材については同じ符号を付して説明する。
Embodiment 9
A light emitting device according to Embodiment 9 of the present invention will be described with reference to FIG. 12A and 12B are explanatory views showing the structure of a light emitting device according to Embodiment 9 of the present invention. FIG. 12A is a cross section in the Y direction, FIG. 12B is a cross section in the X direction, and FIG. The planes viewed from the Z direction are shown. Note that the same members as those used in
図12の各図に示されるように、実施形態9に係る発光装置91は、実施形態8では別部材であったロッドレンズ5と封止樹脂部84とを、透光性樹脂で一体に成形し、封止樹脂部94としたものである。もちろん、このような封止樹脂部94は金型によって成形される。
実施形態9に係る発光装置91では、ロッドレンズ5(図11参照)に相当する部分が封止樹脂部94によって一体に成形されるので、図11に示されるようなロッドレンズ5と封止樹脂部84との境界が存在せず、フレネルロスを完全に無くすことができる。
その他の構成は上述の実施形態8に係る発光装置81と同様である。
As shown in each drawing of FIG. 12, the
In the
Other configurations are the same as those of the light-emitting
ここで、ロッドレンズの直径と指向特性との相関関係について図13に基づいて説明する。図13はロッドレンズの直径と指向特性との相関関係を示すグラフ図であり、図13(a)はロッドレンズの直径を0.2mmに設定したときの指向特性、図13(b)はロッドレンズの直径を0.3mmに設定したときの指向特性、図13(c)はロッドレンズの直径を0.4mmに設定したときの指向特性をそれぞれ示している。 Here, the correlation between the diameter of the rod lens and the directivity will be described with reference to FIG. 13 is a graph showing the correlation between the diameter of the rod lens and the directivity, FIG. 13A is the directivity when the diameter of the rod lens is set to 0.2 mm, and FIG. 13B is the rod. Directivity characteristics when the lens diameter is set to 0.3 mm, and FIG. 13C shows directivity characteristics when the diameter of the rod lens is set to 0.4 mm.
ロッドレンズの直径と指向特性との相関関係を求めるにあたり、上述の実施形態1に係る発光装置1において、パッケージ部材3の開口部3bの幅W1を0.42mm、長さL2を2.0mmに設定し、ロッドレンズ5の長さL1を1.6mmに設定したうえで、ロッドレンズ5の直径R1を0.2mm、0.3mm、0.4mmと変化させて指向特性を測定した。なお、ロッドレンズ5と封止樹脂部4の屈折率はともに1.5に設定した。
また、ロッドレンズ5が指向特性に与える影響を検証するためにロッドレンズ5を備えない点のみが異なる発光装置を比較例として作製し、その指向特性との比較も併せて行った。比較例に係る発光装置の指向特性は図13の各図において破線で示されている。
In obtaining the correlation between the diameter of the rod lens and the directivity, in the
In addition, in order to verify the influence of the
図13(c)に示されるように、ロッドレンズ5の直径が0.4mmのときに、Y方向については放射角が−15°〜15°の狭い範囲で光強度が局部的に強くなり、X方向については放射角が−90°から90°の範囲で放射角略0°を光強度のピークとする自然な光強度が得られていることが分かる。
これは、導光板100(図3参照)の端面のY方向(厚み方向)に対しては指向角が狭く、X方向(幅方向)に対しては指向角が広いという、導光板への入射効率を高めるうえで、理想的な指向特性が得られていることを示している。
As shown in FIG. 13 (c), when the diameter of the
This is because the directivity angle is narrow with respect to the Y direction (thickness direction) of the end face of the light guide plate 100 (see FIG. 3) and the directivity angle is wide with respect to the X direction (width direction). It shows that ideal directivity characteristics are obtained to improve efficiency.
次に、ロッドレンズの長さと指向特性との相関関係について図14に基づいて説明する。図14はロッドレンズの長さと指向特性との相関関係を示すグラフ図であり、図14(a)はロッドレンズの長さを1.6mmに設定したときの指向特性、図14(b)はロッドレンズの長さを1.2mmに設定したときの指向特性、図14(c)はロッドレンズの長さを0.8mmに設定したときの指向特性、図14(d)はロッドレンズの長さを0.4mmに設定したときの指向特性をそれぞれ示している。 Next, the correlation between the length of the rod lens and the directivity will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a graph showing the correlation between the length of the rod lens and the directivity. FIG. 14A shows the directivity when the length of the rod lens is set to 1.6 mm, and FIG. Directivity when the length of the rod lens is set to 1.2 mm, FIG. 14C shows the directivity when the length of the rod lens is set to 0.8 mm, and FIG. 14D shows the length of the rod lens. The directivity characteristics when the height is set to 0.4 mm are shown.
ロッドレンズの長さと指向特性との相関関係を求めるにあたり、上述の実施形態1に係る発光装置1において、パッケージ部材3の開口部3bの幅W1を0.42mm、長さL2を2.0mmに設定し、ロッドレンズ5の直径R1を0.4mmに設定したうえで、ロッドレンズ5の長さL1を1.6mm、1.2mm、0.8mm、0.4mmと変化させて指向特性を測定した。なお、ロッドレンズ5と封止樹脂部4の屈折率はともに1.5に設定した。
また、ロッドレンズを備えない比較例に係る発光装置との比較も併せて行った。比較例に係る発光装置の指向特性は図14の各図において破線で示されている。
図14の各図から明らかなように、ロッドレンズ5の長さL1を1.6〜0.4mmの範囲で変化させても指向特性に大きな変化は表れないことが分かる。
In obtaining the correlation between the length of the rod lens and the directivity, in the
Moreover, the comparison with the light-emitting device which concerns on the comparative example which is not provided with a rod lens was also performed. The directivity characteristics of the light emitting device according to the comparative example are indicated by broken lines in each diagram of FIG.
As is apparent from each drawing of FIG. 14, it can be seen that even if the length L1 of the
最後に、ロッドレンズの屈折率と指向特性との相関関係について図15に基づいて説明する。図15はロッドレンズの屈折率と指向特性との相関関係を示すグラフ図であり、図15(a)はロッドレンズの屈折率を1.4に設定したときの指向特性、図15(b)はロッドレンズの屈折率を1.5に設定したときの指向特性、図15(c)はロッドレンズの屈折率を1.6に設定したときの指向特性をそれぞれ示している。 Finally, the correlation between the refractive index of the rod lens and the directivity will be described with reference to FIG. 15 is a graph showing the correlation between the refractive index of the rod lens and the directivity, and FIG. 15A shows the directivity when the refractive index of the rod lens is set to 1.4, and FIG. Indicates the directivity when the refractive index of the rod lens is set to 1.5, and FIG. 15C shows the directivity when the refractive index of the rod lens is set to 1.6.
ロッドレンズの屈折率と指向特性との相関関係を求めるにあたり、上述の実施形態1に係る発光装置1のパッケージ部材3の開口部3bの幅W1を0.42mm、長さL2を2.0mmに設定し、ロッドレンズ5の直径R1を0.4mm、長さL1を1.6mmに設定し、封止樹脂部4の屈折率を1.5に設定したうえで、ロッドレンズ5の屈折率を1.4、1.5、1.6と変化させて指向特性を測定した。
また、ロッドレンズを備えない比較例に係る発光装置との比較も併せて行った。比較例に係る発光装置の指向特性は図15の各図において破線で示されている。
In obtaining the correlation between the refractive index of the rod lens and the directivity, the width W1 of the
Moreover, the comparison with the light-emitting device which concerns on the comparative example which is not provided with a rod lens was also performed. The directivity of the light emitting device according to the comparative example is indicated by a broken line in each drawing of FIG.
図15の各図から明らかなように、ロッドレンズ5の屈折率を1.6〜1.4の範囲で変化させても指向特性にとりわけ顕著な変化は表れないが、図15(b)に示されるように、ロッドレンズ5の屈折率が1.5のときに、Y方向における放射角が−15°〜15°の範囲で光強度が局部的に強くなり、かつ、Y方向およびX方向の両方向において局部的な光強度の落ち込みも少ない好ましい指向特性が得られている。
これは、ロッドレンズ5の屈折率と封止樹脂部4の屈折率が等しいときにフレネルロスが抑えられ、チップ2から発せられた光の出射効率が優れたものになることを示している。
As is apparent from each drawing of FIG. 15, even if the refractive index of the
This indicates that when the refractive index of the
なお、以上の実施形態1〜9に係る発光装置では、いずれも封止樹脂部中に蛍光体を分散混合させた形態としたが、もちろんチップの表面に蛍光体を層状に設けた構成としてもよい。
このような構成によれば、蛍光体が蛍光を発する励起作用がチップの表面で行われるので、指向特性の制御が困難な散乱光成分が減少し、ロッドレンズによる指向特性の制御がより一層行い易くなる。
また、実施形態6以外は表面側にカソードとアノードを備える通常のチップを用いたが、もちろん実施形態6と同様にフリップチップタイプのチップを用いることにより発光装置の薄型化を図ってもよい。
In each of the light emitting devices according to the first to ninth embodiments described above, the phosphor is dispersed and mixed in the sealing resin portion, but of course, the phosphor may be layered on the surface of the chip. Good.
According to such a configuration, since the phosphor emits fluorescence on the surface of the chip, the scattered light component that is difficult to control the directivity is reduced, and the directivity of the rod lens is further controlled. It becomes easy.
In addition to the sixth embodiment, a normal chip having a cathode and an anode on the surface side is used. Of course, as in the sixth embodiment, the flip-chip type chip may be used to reduce the thickness of the light emitting device.
また、発光装置から白色光を発する構成として、LEDチップから発せられた青色光と、青色光によって励起されて蛍光体から発せられた黄色光を混色する構成で説明したが、青色光によって赤色光が励起される蛍光体と緑色光が励起される蛍光体を用いる構成でもよい。さらに、LEDチップから紫外光を発光させて、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ励起する3種類の蛍光体を用いる構成としてもよい。
また、LEDチップは、上記実施形態において1個しか搭載していないが、並列あるいは直列配置し、複数搭載しても構わない。
Also, the configuration for emitting white light from the light emitting device has been described as a configuration in which blue light emitted from the LED chip and yellow light emitted from the phosphor excited by the blue light are mixed, but red light is emitted by the blue light. It is also possible to use a phosphor that excites green and a phosphor that excites green light. Furthermore, it is good also as a structure which uses three types of fluorescent substance which emits ultraviolet light from a LED chip and excites red light, green light, and blue light, respectively.
Further, although only one LED chip is mounted in the above embodiment, a plurality of LED chips may be mounted in parallel or in series.
1,21,31,41,51,61,71,81,91・・・発光装置
2,62・・・LEDチップ
3,23,33・・・パッケージ部材
3a,23a・・・窪み部
3b,23b,33b・・・開口部
3c,・・・底面
3d,23d,33d,43d,53d・・・側壁
4,74,84,94・・・封止樹脂部
5・・・ロッドレンズ
6a,66a,76a・・・カソード用電極
6b,66b,76b・・・アノード用電極
7a,7b・・・ワイヤ
8・・・蛍光体
29,39,49,59,79・・・保持部
73,83・・・基板
75・・・反射シート
100・・・導光板
L1・・・ロッドレンズの長さ
R1・・・ロッドレンズの直径
W1・・・開口部の幅
L2・・・開口部の長さ
1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91 ...
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