JP2009260174A - 発光装置、バックライト装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なくて、出射端面での発光強度の面内均一性が高くて、輝度ムラが少ない発光装置、バックライト装置および液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】発光装置を、複数の光源装置２,３,４を一列に配置して構成する。各光源装置２,３,４の樹脂部１０,１１,１２の上面において、発光素子部６,７,８に基板１の表面の法線方向に重なる部分に、断面二等辺三角形状の凹部２０,２１,２２を形成する。端部に位置する光源装置４の凹部２２の斜面の基板１の表面に対する傾斜角を、中央部に位置する光源装置２,３の凹部２０,２１の斜面の基板１の表面に対する傾斜角よりも小さくする。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、または、携帯型ゲーム機等に使用される発光装置、バックライト装置および液晶表示装置に関する。

従来、発光装置としては、例えば、特開２００４−２３５１３９号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この発光装置は、プリント基板と、このプリント基板上の複数の発光素子と、この複数の発光素子間の反射板と、光透過性の樹脂封止部とを有する。上記複数の発光素子は、上記プリント基板の長手方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記反射鏡は、各発光素子の上記長手方向の両側に配置されている。上記各反射鏡は、プリント基板上に配置されている。上記各反射鏡は、発光素子に対して長手方向に間隔をおいて位置している。上記各反射鏡の長手方向の発光素子側の端面は、斜面になっている。この斜面は、プリント基板の表面の法線方向にプリント基板から遠ざかるにしたがって、発光素子との長手方向の距離が大きくなっている。

上記各発光素子の長手方向の両側に位置する二つの反射鏡の二つの斜面と、プリント基板の表面とは、上記長手方向および上記法線方向を含む切断面において、断面略等脚台形状の凹部を形成している。上記樹脂封止部は、発光素子を封止するように、上記凹部に埋め込み配置されている。

ところで、上記従来の発光装置は、隣接する発光素子間に反射鏡を設けているため、高輝度で発光した場合には、輝度ムラが生じるという課題がある。また、上記従来の発光装置は、反射板を必要とするから、部品点数が増加するという問題がある。

また、図２５は、従来、発光装置に使用されている光源装置の構造を示す図である。

この光源装置は、カップ２５０と、図示しない発光素子と、透明樹脂２５１とを有し、上記発光素子は、カップ２５０内に収容されて、透明樹脂に包まれている。上記透明樹脂２５１には、蛍光材が混入されている。上記従来の図２５の光源装置は、カップの厚さを削減できなくて、薄型化が困難であるという課題がある。
特開２００４−２３５１３９号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、部品点数が少なくて、出射端面での発光強度の面内均一性が高くて、輝度ムラが少ない発光装置、バックライト装置および液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の発光装置は、
基板と、
上記基板上に列状に配置された複数の光源装置と
を備え、
上記各光源装置は、夫々、
発光素子と、
上記発光素子を覆うと共に、表面に凹部を有する透光性の樹脂部と
を有し、
上記列状に配置された上記複数の光源装置のうちの中央部の上記光源装置からの光量と、端部の上記光源装置からの光量との差が小さくなるように、上記列状に配置された上記複数の光源装置の上記樹脂部の上記凹部の形状は、少なくとも２種類あることを特徴としている。

尚、本明細書では、中央部の光源装置とは、複数の光源装置が配置されている列の方向において、両端以外の箇所に位置している光源装置のことをさすこととする。また、端部の光源装置とは、列の方向において、端に位置している光源装置のことをさすことにする。

本発明者は、発光装置の大幅な薄型化を実現するためには、各光源装置から、カップを取り去り、図１に示すように、カップが存在しない光源装置５０を使用する必要があると考えた。また、製造工数の低減のために、上記従来例の反射鏡構造を省略する必要がある。しかしながら、その場合、次に示す課題が生じることを見出した。

図２は、その課題を説明するための図である。詳しくは、図２は、列の方向に配置された複数の光源装置５０が、その列の方向に互いに間隔をおいて配置されている比較例の発光装置を示す図である。この発光装置は、あくまで比較例であり、従来例ではない。図２に示す発光装置は、本願出願時において公知でない。

図２に示すように、列の方向に隣接する光源装置５０の間に反射鏡構造がない場合、各光源装置５０の発光素子から出射された出射光の一部が、その光源装置５０の発光素子上の透明の樹脂部５１の凹部５２で全反射して、この出射光が列の方向で隣に配置されている光源装置５０の透明の樹脂部５１内に入り、その隣の光源装置５０の発光素子上の凹部５２から出射される現象が発生する。

この現象により、図２に示すように、端部に配置された光源装置５７の発光素子上の光線数（光量）が、発光素子内で内側に配置した光源装置（中央部の光源装置）５８の発光素子上の光線数（光量）よりも少なくなる。

無限に光源装置が並んでいるのであれば、必ず両側に位置する光源装置の発光の影響を受けることになるため、結果的に発光量に差は生じない。しかしながら、現実には、光源装置５０の数は限られており、必ず端部に配置されるものが出てくる。ここで、端部に配置された光源装置５７においては、その光源装置５７の列の方向の一方の側のみにしか、光源装置５８が存在しない。

したがって、カップを有さずかつ反射鏡構造も有さない発光装置においては、端部に配置された光源装置５７は、内側に配置されている光源装置５８と比較して、隣接からの影響を受ける量が少ないから、両端部の光源装置５７が内側のものに比べ光度が低くなるといった症状が発生する。

これに対して、本発明によれば、上記中央部の光源装置からの光量と、上記端部の光源装置からの光量との差が小さくなるように、上記複数の光源装置の樹脂部の凹部の形状が、少なくとも２種類あるから、各発光装置の発光量を、列の方向の配置位置によらず、均一化することができる。したがって、発光装置において、列の方向の位置における輝度ムラを抑制できる。

また、一実施形態では、
上記中央部の少なくとも一つの光源装置の発光素子からその光源装置の凹部より出射する光の光量は、上記端部の光源装置の発光素子からその光源装置の凹部より出射する光の光量よりも少ない。

上記中央部の少なくとも一つの光源装置の凹部から出射される光の光量は、その少なくとも一つの光源装置の発光素子が出射した光であって、その少なくとも一つの光源装置の凹部から出射される光の光量と、その少なくとも一つの光源装置以外の光源装置（特に、その少なくとも一つの光源装置に隣接する光源装置）の発光素子から出射される光であって、その少なくとも一つの光源装置の凹部から出射される光の光量との和からなる。

また、上記端部の光源装置の凹部から出射される光の光量は、端部の光源装置の発光素子が出射した光であって、その端部の光源装置の凹部から出射される光の光量と、その端部の光源装置以外の光源装置（すなわち、その端部の光源装置の列の片側に位置する光源装置）の発光素子から出射される光であって、その端部の光源装置の凹部から出射される光の光量との和からなる。

上記実施形態によれば、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の凹部から出射される光の光量を、上記端部の光源装置の凹部から出射される光の光量に近づけることができる。したがって、発光装置において、列の方向において発光する光の光量を均一化することができる。

また、一実施形態では、
上記各凹部は、断面略Ｖ字状あるいは円弧状である。

上記実施形態によれば、上記各凹部は、断面略Ｖ字状あるいは円弧状であるから、上記各凹部から出射される光の方向を制御する性能を、良くすることができる。

また、一実施形態では、
上記各凹部は、断面略Ｖ字状であって、
上記端部の光源装置の上記凹部の列の端側の凹部の斜面が上記基板の表面に対してなす傾斜角は、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の上記凹部の二つの上記斜面のうちの少なくとも一方が上記基板の表面に対してなす傾斜角よりも小さい。

斜面の傾斜角が小さくなればなるほど、発光素子から出射された光の光軸と、凹部の斜面となす角が大きくなり、光の全反射の現象が抑制される。すなわち、発光素子から出射される光のうちで、その発光素子の上方の凹部から出射する光の光量を大きくすることができる。

上記実施形態によれば、端部の光源装置の発光素子から出射されて、その端部の光源装置の凹部から出射されずにその凹部の端側に進む光の光量を、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の発光素子から出射されて、その中央部の少なくとも一つの光源装置の凹部の二つの斜面のうちの上記少なくとも一方の斜面の端側に進む光の光量よりも小さくすることができる。したがって、発光装置において、列の方向において発光する光の光量を均一化することができる。

すなわち、上記端部の光源装置の発光素子上の凹部の傾斜角を、中央部に位置する光源装置の発光素子上の凹部の傾斜角よりも小さくしているから、各発光素子からの光の一部を樹脂部外に出さずに全反射させて左右に導く構造であっても、端部の光源装置の発光素子から出射された光のうちで、その発光素子上の凹部から出射される光の割合が、中央部の光源装置の発光素子から出射された光のうちで、その発光素子上の凹部から出射される光の割合よりも大きくなり、両端部の光源装置の光度が、内側に配置された光源装置より低くなることがない。

また、一実施形態では、
上記端部の光源装置の上記凹部の深さは、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の上記凹部の深さよりも浅くなっている。

上記実施形態によれば、端部の光源装置の凹部の斜面の基板に対する傾斜角を、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の凹部の斜面の基板に対する傾斜角よりも小さくできる。したがって、端部の光源装置において、上記中央部の少なくとも一つの光源装置と比較して、凹部で全反射する光の光量を小さくできて、発光装置において、列の方向において発光する光の光量を均一化することができる。

また、一実施形態では、
上記端部の光源装置の上記凹部の列の方向の長さは、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の上記凹部の列の方向の長さよりも短くなっている。

上記実施形態によれば、端部の光源装置において、上記中央部の少なくとも一つの光源装置と比較して、凹部に当たる光を減らすことができて、発光素子から出射された後、その発光素子上の凹部から出射される光の光量を増やすことができる。したがって、発光装置において、列の方向において発光する光の光量を均一化することができる。

また、一実施形態では、
上記各凹部は、断面略Ｖ字状であり、
上記中央部の少なくとも一つの光源装置の凹部の一方の斜面が上記基板の表面に対してなす傾斜角は、上記中央部の少なくとも一つの上記光源装置の凹部の他方の斜面が上記基板の表面に対してなす傾斜角よりも大きい。

上記実施形態によれば、上記中央部の少なくとも一つの光源装置において、一方の斜面と、他方の斜面との間で、全反射する光の光量を変えることができる。したがって、上記中央部の少なくとも一つの光源装置において、凹部での全反射によって発光装置の中央側に進む光の光量を、凹部での全反射によって端部に進む光の光量よりも小さくすることができる。したがって、上記端部の光源装置の凹部から出射される光の光量を大きくすることができて、発光装置において、列の方向において発光する光の光量を均一化することができる。

また、一実施形態では、
上記列の方向に隣接する二つの上記光源装置の二つの上記凹部の間に、中間凹部を有している。

上記実施形態によれば、列の方向の成分を有して進んできた光の進行方向を、上記中間凹部で変更できて、中間凹部に到達した光の一部を、中間凹部から出射させることができる。したがって、列の方向において光源装置が存在しない箇所、具体的には、隣接する二つの上記光源装置の二つの上記凹部の間から大きな光を出射することができる。

また、一実施形態では、
上記列状に配置された複数の光源装置の全体は、列の方向の中央を通りかつ列の方向に対して垂直な面に対して略面対称に配置されている。

上記実施形態によれば、列の方向の中央に対して、略左右対称の光を、発光装置から出射させることができる。したがって、発光素子から列の方向においてより均一な光を出射させることができる。

また、一実施形態では、
上記列状に配置された複数の光源装置の全体は、列の方向の中央を通りかつ列の方向に対して垂直な面に対して略面対称に配置され、
上記端部の光源装置の発光素子からその光源装置の凹部を通して出射される光の光量は、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の発光素子からその光源装置の凹部を通して出射される光の光量よりも大きい。

上記実施形態によれば、発光素子から列の方向においてより均一な光を出射させることができる。

また、一実施形態では、
上記複数の光源装置が有する複数の上記樹脂部は、一体につながっている。

上記実施形態によれば、発光装置の製造の公差を低減することができ、かつ、発光装置の製造の工数を小さくすることができる。

また、一実施形態では、
上記各光源装置の上記樹脂部と、この光源装置に列の方向に隣接する光源装置の上記樹脂部とは、上記列の方向に間隔をおいて位置している。

上記実施形態によれば、出射特性が異なる光源装置を適所に配置することができる。例えば、製造ばらつきによる誤差で、大きい光量の光を出射できる光源装置と、その光量より小さい光しか出射できない光源装置とが、製造された場合において、より大きな光量の光を出射する光源装置を端部に配置することによって、上記中央部から出射される光の光量が、端部から出射される光の光量よりも大きいという課題を、緩和ないし解消することができる。

また、上記実施形態によれば、列の方向に隣接する光源装置間の距離を、適宜かつ容易に調整できるから、列の方向に隣接する光源装置間の距離を適宜調整することによって、列の方向においてより均一な光を出射することができる。

また、一実施形態では、
上記複数の光源装置の列状に配置された複数の発光素子において、
列の方向に隣接する二つの発光素子間の列の方向の距離は、全て略同一である。

上記実施形態によれば、製造を容易に行うことができる。

また、一実施形態では、
上記複数の光源装置の列状に配置された複数の発光素子において、
列の方向に隣接する二つの発光素子間の列の方向の距離は、少なくとも２種類ある。

上記実施形態によれば、列の方向に隣接する光源装置間の距離を適宜調整することによって、列の方向においてより均一な光を出射することができる。

また、一実施形態では、
上記各発光素子は、青色発光ダイオードであり、
上記各樹脂部は、蛍光剤を含んでいる。

上記実施形態によれば、例えば、青色の発光素子の周囲を黄色発光の蛍光剤を混入した透明樹脂にて封止することによって、白色の光を容易に生成できる。

また、本発明のバックライト装置は、
本発明の発光装置と、
この発光装置からの光を受ける導光板と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、バックライト装置の局所的な光量のバラツキを抑制できて、バックライト装置の均一性を優れたものにすることができる。

また、本発明の液晶表示装置は、
本発明の発光装置と、
この発光装置からの光を受ける導光板と、
この導光板からの光を受ける液晶表示部本体と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、バックライト装置の局所的な光のバラツキを抑制できて、液晶表示をより明確で見やすいものにすることができる。

本発明によれば、カップを有さない複数の光源装置を、反射鏡構造を形成しないで、直線上に配置したライン状の発光装置において、列の方向（直線方向）における光度ばらつきを小さくすることができる。したがって、発光装置を軽量かつコンパクトにできると同時に、複数の光源装置が配置されている列の方向において、中央部に位置する光源装置から出射される光の光量と、端部に位置する光源装置から出射される光の光量との差を小さくすることができて、列の方向においてより均一な光を出射することができる。

尚、導光板の種類や構造に応じて、発光装置の列の方向において、均一な光度を得るだけでなく、必要に応じて列の方向の位置において、光の出射量に差を持たせることもできる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

（第１実施形態）
図４は、本発明の第１実施形態の発光装置の長手方向の略半分（中央付近から一端までを示す）を示す模式図である。尚、上述のように、中央部に位置する光源装置とは、端に位置する光源装置以外の光源装置をさすことにする。第１実施形態の発光装置は、光源装置２,３,４を六つ有する。第１実施形態の発光装置は、四つの中央部に位置する光源装置２,３と、二つの端部に位置する光源装置４とを有する。

この発光装置は、基板１と、複数の光源装置２,３,４とを備え、基板１は、矩形状の表面を有している。上記複数の光源装置２,３,４は、基板１の長手方向に略等間隔に一列に配置されている。上記複数の光源装置２,３,４において、基板１の長手方向（列の方向）の長さは、略同一になっている。

上記各光源装置２,３,４は、発光素子部６,７,８と、透光性の樹脂部１０,１１,１２とを有し、上記各発光素子部６,７,８は、青色ＬＥＤ（図示せず）と、蛍光材が混入された透明樹脂とを有する。上記青色ＬＥＤは、蛍光材が混入された透明樹脂によって封止されている。上記各光源装置２,３,４は、基板１の上記表面上に配置されている。上記透光性の樹脂部１０,１１,１２は、発光素子部６,７,８を覆うように配置されている。

上記各樹脂部１０,１１,１２は、略断面等脚台形の形状を有し、基板１の表面に略平行な上面１６,１７,１８を有している。上記各樹脂部１０,１１,１２の上面（基板１側とは反対側の表面）は、列の方向の断面において、断面略二等辺三角形状の凹部２０,２１,２２を有している。上記各凹部２０,２１,２２は、基板１の法線方向に、基板１から離れるにしたがって末広がりになっている。上記各凹部２０,２１,２２は、基板１の表面の法線方向に発光素子部６,７,８に重なっている。

上記複数の光源装置２,３,４が有する複数の樹脂部１０,１１,１２は、つながって一体になっている。参照番号４０は、複数の樹脂部１０,１１,１２がつながってなる一つの一体樹脂部を示している。上記一体樹脂部４０の上面は、複数の中間凹部３１,３２を有している。上記中間凹部３１,３２は、列の方向の断面において、断面略二等辺三角形の形状を有している。複数の中間凹部３１,３２において、中間凹部３１,３２の断面形状は、略同一になっている。上記各中間凹部３１,３２は、列の方向において隣接する凹部２０,２１,２２の中間に位置している。図４に示すように、列の方向において中央部に位置する光源装置２,３において、樹脂部１０,１１の凹部２０,２１の形状は、全て略同一になっている。

この発光装置では、中央部に位置する光源装置２,３として、図１に５０で示す光源装置を使用し、端部に位置する光源装置４として、図５に６０で示す光源装置を使用している。

中央部に位置する光源装置２,３の凹部２０,２１の深さは、端部に位置する光源装置４の凹部２２の深さよりも深くなっている。また、上記中央部に位置する光源装置２,３の凹部２０,２１の開口の列の方向の長さは、端部に位置する光源装置４の凹部２２の開口の列の方向の長さよりも短くなっている。図１および５に示すように、上記端部の光源装置４の凹部２２（図５においては、６１で示される）の斜面が、基板１の表面に対してなす傾斜角は、中央部に位置する光源装置２,３の凹部２０,２１（図１においては、５９で示される）の斜面が、基板１の表面に対してなす傾斜角よりも小さくなっている。

上記複数の光源装置２,３,４において、列の方向に隣接する二つの光源装置２,３,４の間隔は、全て略同一になっている。また、発光装置は、列の方向の中央を通りかつ列の方向に対して垂直な面に対して略面対称に配置されている。

上記発光装置は、例えば、次のように製造されている。

先ず、配線パターンが施された表面が平面上の基板１上に、発光素子を、接着ペーストにて固定し、発光素子を、金ワイヤー等に電気的に接続する。次に、発光素子の周囲を、蛍光材が混入された透明樹脂にて封止して、発光素子部６,７,８を形成する。この際、樹脂中にシリカなどを混入して、粘度を高くして、樹脂形状を調整できるようにしても良い。その後、蛍光剤入り樹脂を覆うように、蛍光剤入り樹脂に、樹脂を重ねて、樹脂部を作成する。

樹脂の硬化は、樹脂の種類に基づいて選択された方法で行う。シリコーン樹脂の場合は、１２０〜１５０℃の高温槽に、２〜５時間程度放置して行う。ここで、蛍光剤入り樹脂を覆うように、蛍光剤入り樹脂に樹脂を重ねて、樹脂部を作成するから、双方の密着性を考慮し、樹脂部は、数分程度の放置の後に取り出し、樹脂部が半硬化である状態で取り出す。そして透明樹脂を所定の形状になるよう、金型や冶具などの成形枠を使用して成形し、完全硬化させる。この際、各発光素子部６,７,８上に、上述の逆三角形状の凹部２０,２１,２２を設け、かつ、一体樹脂部４０の上面において、列の方向において隣接する発光素子６,７,８の間に、中間凹部３１,３２を設ける。

図６は、上記実施形態の発光装置において光の進行状態を示す模式図である。

図５および６に示すように、上記実施形態の発光装置によれば、列の方向において、光源装置２,３,４の凹部の２０,２１,２２の略中間に、中間凹部３１,３２が存在するから、列の方向において、発光素子部６,７,８からの距離が最も遠い凹部の２０,２１,２２の略中間において、光量が大きい光を出射させることができる。したがって、列の方向において、より均一に光を出射させることができる。

また、上記実施形態の発光装置によれば、中央部の光源装置２,３の凹部２０,２１から出射される光の光量と、端部の光源装置４の凹部２２から出射される光の光量との差を小さくできて、列の方向においてより均一な光を出射することができる。

上記端部に位置する光源装置４においては、中央部に位置する光源装置２,３と異なり、その光源装置４の列の方向の中央側にしか光源装置２,３が存在せず、その端部の光源装置の凹部２２よりも端部側で光が発光されることがない。したがって、このことから当然に、端部の光源装置の凹部２２よりも端部側で発光された光が、その端部の光源装置の凹部２２から出射されることがないから、端部の光源装置の凹部２２が出射する光の光量には、中央部の光源装置２,３のように、列の方向の両側からの光の寄与がなく、列の片側からの光しか寄与することがない。

しかしながら、上記端部の光源装置４の凹部２２の斜面が基板１の表面に対してなす傾斜角が、中央部に位置する光源装置２,３の凹部２０,２１の斜面が基板１の表面に対してなす傾斜角よりも小さいから、端部の光源装置４において、その端部の光源装置４の発光素子部８から出射された光の光量うちで、その端部の光源装置４の凹部２２から出射される光の光量の割合が、中央部の光源装置２,３において、その中央部の光源装置２,３の発光素子部６,７から出射された光の光量うちで、その中央部の光源装置２,３の凹部２０,２１から出射される光の光量の割合よりも大きくなる。

したがって、中央部の光源装置２,３の凹部２０,２１から出射される光の光量と、端部の光源装置４の凹部２２から出射される光の光量との差を小さくできるのである。

以上、上記実施形態の発光装置によれば、各光源装置２,３,４の樹脂部１０,１１,１２において、発光素子部６,７,８上に凹部２０,２１,２２を形成したから、発光素子部６,７,８から出射される光の一部を凹部２０,２１,２２で全反射にて側面方向に反射させることができる。したがって、これにより発光素子６,７,８が存在する位置だけの光出射ではなく、発光素子６,７,８が存在しない光源装置２,３,４間からの光出射、特に、中間凹部３１,３２からの光出射を獲得することができて、例えば、この実施形態の発光装置を搭載したバックライト装置等において、導光板面上に発生する輝度むら（目玉）を抑制することが可能になる。

また、上記凹部として、二つの斜面を有する断面Ｖ字状の凹部を採用したから、その斜面角度を変えることで、全反射の量を容易に調整することができる。したがって、列の方向において、光源装置が配置されている位置によって、凹部の形状を適宜変化させることにより、中央部の光源装置２,３と、端部の光源装置４とで、光出射量が均一になるように容易に調整することができる。

より詳しくは、両端部の光源装置において、直接出射する光を多くするように、Ｖ溝の斜面の基板の表面に対する傾斜角を緩く（以後、この傾斜角を、第１の傾斜角という）する一方、中央部の光源装置において、直接出射する分を少なめにするよう、Ｖ溝の斜面の基板の表面に対する傾斜角を、きつく（以後、この傾斜角を、第２の傾斜角をいう）したから、図３に８８示す比較例の発光装置、詳しくは、全ての発光素子上の凹部８９の傾斜角が、上記第２の傾斜角に設定されている発光装置と比較して、各光源装置２,３,４上の光度を均一化することができる。尚、図３に８８で示す発光装置は、あくまで比較例であり、従来例ではない。図３に８８で示す発光装置は、本願出願時において公知でない。

尚、上記実施形態では、光源装置として、図１および図５に示す光源装置を使用した。しかしながら、この発明では、図７や図８に示す光源装置を使用しても良い。

図７に示す光源装置８０では、発光素子上の凹部８１の列の方向の長さが、図１に示す光源装置５０の凹部５９の列の方向の長さと同一である一方、発光素子上の凹部８１の深さが、図１に示す光源装置５０の凹部５９の深さよりも深くなっている。このようにすると、図１に示す光源装置５０と比較して、斜面の傾斜角が大きくなって、凹部８１における全反射の量を大きくすることができる。

また、図８に示す装置９０では、発光素子上の凹部９１の傾斜角が、図１に示す光源装置５０の傾斜角と同一である一方、発光素子上の凹部９１の列の方向の長さが、図１に示す光源装置５０の凹部５９の列の長さよりも大きくなっている。このようにすると、図１に示す光源装置と比較して、凹部９１に入射する光の量が大きくなるから、凹部９１における全反射の量を大きくすることができる。

尚、上記実施形態では、中央部に位置する光源装置として、図１に示す光源装置を使用し、端部に位置する光源装置として、図５に示す光源装置を使用した。すなわち、端部における光源装置の凹部の傾斜角を、中央部における光源装置の凹部の傾斜角よりも小さくして、発光装置において、列の方向の光の出射光量を均一に近づけるようにした。しかしながら、この発明では、端部における光源装置の凹部の列の方向の長さを、中央部における光源装置の凹部の列の方向の長さよりも小さくして、発光装置において、列の方向の光の出射光量を均一に近づけるようにしても良い。

図９は、このことの原理について説明する図である。

光源装置においては、発光素子上の凹部の深さが深くても、凹部の列の方向の長さを短くすることで、凹部自体に当たる光を減らすことができて、凹部で全反射する光の光量を減らすことができ、凹部から出射する光の光量を増やすことができる。

ずなわち、図９において、紙面の左側に位置する光源装置のように、紙面の右側に位置する光源装置との比較において、凹部の深さが深くても、凹部の列の方向の長さＡを、紙面の右側の光源装置の凹部の列の方向の長さＢよりも所定距離以上小さくすることにより、紙面の右側の光源装置よりも、凹部から出射される光の光量を増やすことができるのである。

また、上記実施形態では、各光源装置２,３,４において、基板１の表面の法線方向において、発光素子部６,７,８の上方に重なる箇所に形成された凹部２０,２１,２２の断面形状が、略二等辺三角形状であって、凹部２０,２１,２２の形状が、列の方向において左右対称であった。

しかしながら、この発明では、発光素子は、図１０に示す光源装置１００を少なくとも一つ有していても良い。詳しくは、この発明では、発光装置は、基板の表面１０１の法線方向において、樹脂部１０２の上面において発光素子部１０６に重なる箇所に形成された凹部１０４の断面形状が、左右対称でない三角形状であっても良い。

以下、図１０に示す光源装置、すなわち、凹部１０４の断面形状が左右対称でない光源装置が、列の方向の光の均一化に寄与する理由について説明する。

上述のように、発光素子上に形成されたＶ字状の凹部の斜面の傾斜角等などを調整することで、端部の光源装置の光度と、中央部の光源装置の光度とを同レベルにすることが可能になる。

具体的には、中央部の光源装置よりも端部の光源装置の断面Ｖ字状の斜面の傾斜角を小さくすると（斜面を水平方向に近くする）と、全反射の量を低減できて、発光素子上の光度を高くすることができる。つまり、列の方向の位置によって、各光源装置のＶ字状の凹部の斜面の角度を調整することによって、各光源装置の発光の光度を均一化することができる。

しかしながら、場合によっては、Ｖ字状溝の角度を変えることで、発光素子上の光度が上がった分、光源装置間の光度が低くなってしまうことがある。その場合は、図１０に示すように、断面Ｖ字状の凹部の斜面の角度を左右で一致させるのではなく、斜面の一方側と、斜面の他方側とで、傾斜角を異なる角度にすることで、光源装置間の光度の調整を行うことができる。

例えば、両端部の光源装置の凹部のＶ字状の斜面の傾斜角を緩くして、両端部において発光素子の上方での光度アップを図ると、両端部の光源装置と、その両端部の光源装置に隣接する光源装置との間の光度が低くなってしまう。そこで、端部の光源装置に隣接する光源装置として、図１０に示す光源装置１００を使用する。詳しくは、図１０に示す光源装置１００を、凹部の傾斜角が大きい側を、端部の光源装置の側に向けて配置する。このようにすれば、端部にある光源装置に隣接する光源装置から端部側へ進む光の量を増やすことができるから、端部の光源装置と、それに隣接する光源装置との間の光度として、所定以上の光度を確保することができる。

尚、この場合、異なるＶ字状の凹部を有する複数の光源装置を、発光装置が組み込まれるバックライト装置のセンター等を基準に、断面において線対称になるように、配置すれば好ましいことは言うまでもない。

例えば、５個の光源装置を並べる場合においては、中央の光源装置を、図１に示す光源装置とし、その両隣には、図１０に示す光源装置１００を、各光源装置の傾斜角が大きい側が端部側に位置するように、対称に配置し、更に、両端の光源装置を、図５に示す光源装置とすると、列方向における発光量の均一化を図ることができて好ましい。

また、上記実施形態および変形例では、光源装置が、発光素子部６,７,８上に、断面二等辺三角形状の凹部２０,２１,２２または左右で異なる傾斜角を有する傾斜面を有する三角形状の凹部１０４を有していたが、この発明では、光源装置は、これらの形状以外の形状の凹部を有していても良い。例えば、光源装置は、凹部の中央に対する一方の側に、２種類の傾斜面を組み合わせてなる傾斜面を有していても良いし、また、光源装置の凹部は、断面曲線状の形状を有していても良い。この場合でも、発光素子の上方への光の出射と、光源装置の側方への光の出射との比を調整できるからである。

例えば、本発明では、光源装置の少なくとも一つが、図１１に示す光源装置１１０であっても良い。すなわち、本発明では、光源装置の少なくとも一つの凹部１１１は、四つの斜面からなり、列の方向の断面において、凹部１１１の断面形状が、左右対称であり、かつ、端部側の斜面の傾斜角が、中央部側の斜面の傾斜角よりも小さい形状であっても良い。

また、この発明では、光源装置の少なくとも一つが、図１２に示す光源装置１２０であっても良い。すなわち、本発明では、光源装置の少なくとも一つの凹部１２１は、列の方向の断面において、断面形状が、断面Ｕ字状、詳しくは、中央から端部に行くにしたがって、基板の表面からの距離が大きくなる円弧状の形状であっても良い。

また、この発明では、光源装置の少なくとも一つが、図１３に示す光源装置１３０であっても良い。すなわち、本発明では、光源装置の少なくとも一つの凹部１３１は、中央から一方側が一つの傾斜面で構成される一方、中央から他方側が二つの傾斜面で形成され、かつ、二つの傾斜面からなる側では、端部側の傾斜面の傾斜角が、中央部側の傾斜面の傾斜角よりも小さい形状であっても良い。

また、この発明では、光源装置の少なくとも一つが、図１４に示す光源装置１４０であっても良い。すなわち、本発明では、光源装置の少なくとも一つの凹部１４１は、列の方向の断面において、断面形状が、中央に対して左右で非対称である円弧状である形状であっても良い。尚、図１４に示す光源装置１４０が、図１０に示す光源装置の代替光源装置として使用でき、かつ、凹部１４１において、曲率が小さい図１４の紙面における右側の部分が、図１０において、凹部の傾斜角が小さい紙面における右側の部分に対応していることは、言うまでもない。

また、上記実施形態では、複数の光源装置２,３,４が有する複数の樹脂部１０,１１,１２が、互いにつながっていたが、この発明では、各光源装置が有する樹脂部と、その光源装置に列の方向に隣接する光源装置が有する樹脂部とが、列の方向において間隔をおいて位置していても良い。

すなわち、この発明の発光装置は、図２に示す比較例（従来例でない）の発光装置との比較において、複数の光源装置が有する発光素子の複数の凹部が、２種類以上の異なる凹部を有する点が、異なる発光装置であっても良い。

尚、この場合、図２に示すように、各光源装置の樹脂部において、樹脂の列の方向の端面の肩口にテーパ面７０を形成し、発光素子上の凹部から反射された光を、このテーパ面７０で正面方向に屈折させるようにすると好ましい。

このように、樹脂の列の方向の端面の肩口にテーパ面７０を形成することによって、複数の光源装置を直線状に並べた場合に、発光素子上の出射だけでなく、光源装置間で、光を出射させることができる。尚、このテーパ面７０が、上記実施形態の中間凹部３１,３２（図４参照）に対応していることは、言うまでもない。

また、上記実施形態では、全ての中間凹部３１,３２の断面形状が、略同一であったが、この発明では、複数の中間凹部を有し、かつ、複数の中間凹部において、断面形状が異なる中間凹部が２種類以上存在していても良い。

図１５は、本発明の一実施形態のバックライト装置の模式図である。

このバックライト装置（バックライト光源）は、携帯電話などの小型液晶に使用される。このバックライト装置は、ＬＥＤを光源とし、バックライト照明として使用される。

このバックライト装置は、本発明の一実施形態の発光装置１５０と、導光板１５１と、反射シート（図示せず）と、光学シート（板状またはフィルム状）（図示せず）とを備える。

上記発光装置１５０は、複数の光源装置１５３を、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）に接触するように、一列状に配置してなっている。上記複数の光源装置１５３は、列の方向において互いに間隔をおいて配置されている。各光源装置１５３の発光素子としては、青色ＬＥＤが使用されている、各青色ＬＥＤの周囲は、黄色発光の蛍光剤を混入した透明樹脂にて封止されている。

上記導光板１５１は、直方体状の形状を有している。上記導光板１５１の幅方向に延在する面は、基板の表面と略平行であり、導光板１５１の長手方向は、基板の表面の法線方向と略平行である。

上記導光板１５１は、アクリル板の表面に特殊な加工を施して形成されている。上記導光板１５１は、端面から入射された光を均一に面発光させるようになっている。詳しくは、上記導光板１５１は、発光装置１５０からの光を面発光に変換するため、導光板１５０のエッジ部分から光を入射し、底面に設けられた反射構造により、入射した光を反射し、反射した光を、発光面より液晶へ向かって放射するようになっている。

上記反射シートは、導光板裏面側に配置され、光を反射させるようになっている。また、上記光学シートは、発光面上に配置され、光拡散や方向性を制御し、輝度制御や、輝度ばらつきを抑制するようになっている。

尚、上記実施形態のバックライト装置では、発光装置１５０が、偶数個の光源装置１５３を有していたが、この発明では、図１６に示すように、バックライト装置が、発光装置１６０と、導光板１６１とを有し、発光装置１６０が、奇数個の光源装置１６３を有していても良い。

図１７は、本発明の他の実施形態のバックライト装置の模式図である。また、図１８は、そのバックライト装置の側面図である。

このバックライト装置は、本発明の一実施形態の発光装置１７０と、導光板１７１と、反射シートと、レンズシート（板状またはフィルム状）とを備える。

上記発光装置１７０は、アレイ型の構造を有し、複数の光源装置１７３が有する複数の樹脂部は、互いにつながっている。上記各光源装置１７３は、発光素子としての白色ＬＥＤを樹脂で封止した構造を有している。

上記導光板１７１は、直方体状の形状を有している。上記導光板１７１の幅方向に延在する面は、基板の表面と略平行であり、導光板１７１の長手方向は、基板の表面の法線方向と略平行である。

上記導光板１７１は、アクリル板の表面に特殊な加工を施して形成されている。上記導光板１７１は、端面から入射された光を均一に面発光させるようになっている。上記導光板１７１は、発光装置１７０からの光を面発光に変換するため、導光板１７０のエッジ部分から光を入射し、底面に設けられた反射構造により、入射した光を反射し、反射した光を、発光面より液晶へ向かって放射するようになっている。

図１８に示すように、反射シート１８０は、導光板１７１の表面および裏面の一部を覆うように配置されている。また、図示しないが、上記レンズシートは、導光板の発光面側に配置されている。上記レンズシートは、断面が鋸歯状やカマボコ状などになっている。上記レンズシートは、前方への集光効果を有し、かつ、光を拡散させるようになっている。

図１９は、本発明の一実施形態のバックライト装置での、発光装置１９０および導光板１９１を示す図である。

このバックライト装置の発光装置１９０は、列状に配置された複数の光源装置１９３を有し、複数の光源装置１９３は、列の方向に等間隔に配置されている。すなわち、列の方向に隣接する二つの光源装置１９３の距離は、全て距離dで同一になっている。

図２０は、本発明の他の実施形態のバックライト装置での、発光装置２００および導光板２０１を示す図である。

このバックライト装置の発光装置２００は、列状に配置された複数の光源装置２０２,２０３,２０４を有している。上記複数の光源装置２０２,２０３,２０４は、列の方向の中央を通りかつ列の方向に対して垂直な面に対して略面対称に配置されている。また、上記中央部の光源装置２０４と、その中央の光源装置２０４に隣接する光源装置２０３との距離ｄ１は、中央の光源装置２０４に隣接する光源装置２０３と、端部の光源装置２０２との距離ｄ２より大きくなっている。このようにして、列の方向において、発光素子上の位置での発光量と、光源装置２０２,２０３,２０４間での発光量とを調整している。

また、図２１は、本発明の更なる実施形態のバックライト装置での、発光装置２１０と、導光板２１１とを示す図である。

図２１に示すように、このバックライト装置の発光装置は、列状に配置された複数の光源装置２１２,２１３を有し、複数の光源装置２１２,２１３は、列の方向に等間隔に配置されている。また、この発光装置２００は、端部の光源装置２１２から出射される光の光量Ｐ２が、中央部の光源装置２１３から出射される光の光量Ｐ１よりも大きくなっている。導光板の種類によっては、端部の発光量が大きい方が、導光板から均一な面発光が得られる場合がある。導光板の種類や構造に応じて、均一な光度を得るだけでなく、必要に応じて差を持たせるようにすると、結果として、導光板からの光を均一にすることができる場合があるのである。

図２２は、本発明の一実施形態のバックライト装置の構成を詳細に示す分解図である。

このバックライト装置は、本発明の一実施形態の発光装置２２０と、導光板２２１と、第１反射シート２２７と、第２反射シート２２８と、レンズシート２２９とを備える。

上記発光装置２２０の発光面は、導光板２２１の端部の端面に略平行になっている。上記発光面は、上記端部の端面に隙間をおいて対向している。上記第１反射シート２２７は、発光装置２２０の側面に略対応した帯形状を有している。上記第１反射シート２２７は、発光装置２２０の一方の側面を覆うように配置されている。

上記第２反射シート２２８は、略矩形の形状を有している。上記第２反射シート２２８は、発光装置２２０の他方の側面および導光板２２１の裏面を覆っている。上記レンズシート２２９は、導光板２２１の発光面を覆っている。

図２３は、本発明の一実施形態のバックライト装置を含むバックライトモジュールを示す斜視図である。

このバックライトモジュールは、発光装置２３０、導光板２３１、光学シート２３７、ＦＰＣ２３８およびフレーム２３９を備える。

上記発光装置２３０の発光面は、導光板２３１の端部の端面に略平行になっている。上記発光面は、上記端部の端面に隙間をおいて対向している。上記ＦＰＣ２３８は、ポリイミドフィルム上に、銅箔を貼り付けて、回路（主に、配線）を形成したフィルムである。上記ＦＰＣ２３８は、薄くて折り曲げが可能になっている。上記ＦＰＣ２３８は、発光装置２３０に電気接続されている。上記ＦＰＣ２３８は、発光装置２３０の側面の一方の側に配置されている。上記フレーム２３７は、発光装置２３０および導光板２３１の縁部を覆っている。図２２に示すように、上記光学シート２３７は、フレーム２３９の内側に配置されている。

図２４は、本発明の一実施形態の液晶表示装置を搭載した携帯電話を示す斜視図である。尚、図２４において、２４０は、発光装置を示し、２４１は、導光板を示す。

この液晶表示装置は、図２３に示すバックライトモジュールと、液晶表示本体としてのＬＣＤパネル（液晶ディスプレイパネル）２４５とを有している。上記ＬＣＤパネル２４５は、導光板２４１の発光面側に配置されている。

図２２に示された上記実施形態のバックライト装置によれば、バックライトの局所的な光量のバラツキを抑制できて、バックライトの均一性を優れたものにすることができる。また、図２４に示された液晶表示装置によれば、導光板２４１からの光の局所的な光のバラツキを抑制できて、ＬＣＤパネルの液晶表示２４５をより明確で見やすいものにすることができる。

尚、本発明の発光装置を、バックライト装置および液晶表示装置以外の用途、例えば、照明装置等に使用しても良いことは、言うまでもない。

また、上述の全ての実施形態の発光装置および全ての変形例の発光装置で説明した構成のうちの一つ以上の構成を組み合わせて、発光装置を作成しても良いことは言うまでもなく、また、そのようにして作成された発光装置が、本発明の一実施形態の発光装置を構成することも、言うまでもない。

本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 比較例の発光装置を示す模式図である。 比較例の発光装置を示す模式図である。 本発明の第１実施形態の発光装置の長手方向の略半分を示す模式図である。 図４に示す発光装置において、端部に位置する光源装置を示す模式図である。 図４に示す発光装置において光の進行状態を示す模式図である。 本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 変形例の発光装置において、列の方向の光の出射光量を均一に近づけることができる原理について説明した図である。 本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 本発明の発光装置で使用可能な光源装置を示す模式図である。 本発明の一実施形態のバックライト装置の模式図である。 変形例のバックライト装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態のバックライト装置の模式図である。 図１７に示すバックライト装置の側面図である。 本発明の一実施形態のバックライト装置での、発光装置および導光板を示す図である。 本発明の他の実施形態のバックライト装置での、発光装置および導光板を示す図である。 本発明の更なる実施形態のバックライト装置での、発光装置および導光板を示す図である。 本発明の一実施形態のバックライト装置の構成を詳細に示す分解図である。 本発明の一実施形態のバックライト装置を含むバックライトモジュールを示す斜視図である。 本発明の一実施形態の液晶表示装置を搭載した携帯電話を示す斜視図である。 従来、発光装置に使用されている光源装置の構造を示す図である。

符号の説明

１ 基板
２,３,４,５０,６０,８０,９０,１００,１１０,１２０,１３０,１４０１５３,１６３,１７３,１９３,２０２,２０３,２０４,２１２,２１３ 光源装置
６,７,８,１０６ 発光素子部
１０,１１,１２,１０２ 樹脂部
２０,２１,２２,５９,６１,８１,９１,１０４,１１１,１２１,１３１,１４１ 凹部
３１,３２ 中間凹部
７０ テーパ面
１０１ 基板の表面
１５０,１６０,１７０,１９０,２００,２１０,２２０,２３０,２４０ 発光装置
１５１,１６１,１７１,１９１,２０１,２１１,２２１,２３１,２４１ 導光板
２４５ ＬＣＤパネル
Ａ,Ｂ 凹部の列の方向の寸法

Claims (17)

1. 基板と、
   上記基板上に列状に配置された複数の光源装置と
   を備え、
   上記各光源装置は、夫々、
   発光素子と、
   上記発光素子を覆うと共に、表面に凹部を有する透光性の樹脂部と
   を有し、
   上記列状に配置された上記複数の光源装置のうちの中央部の上記光源装置からの光量と、端部の上記光源装置からの光量との差が小さくなるように、上記列状に配置された上記複数の光源装置の上記樹脂部の上記凹部の形状は、少なくとも２種類あることを特徴とする発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置において、
   上記中央部の少なくとも一つの光源装置の発光素子からその光源装置の凹部より出射する光の光量は、上記端部の光源装置の発光素子からその光源装置の凹部より出射する光の光量よりも少ないことを特徴とする発光装置。
3. 請求項１または２に記載の発光装置において、
   上記各凹部は、断面略Ｖ字状あるいは円弧状であることを特徴とする発光装置。
4. 請求項３に記載の発光装置において、
   上記各凹部は、断面略Ｖ字状であって、
   上記端部の光源装置の上記凹部の列の端側の凹部の斜面が上記基板の表面に対してなす傾斜角は、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の上記凹部の二つの上記斜面のうちの少なくとも一方が上記基板の表面に対してなす傾斜角よりも小さいことを特徴とする発光装置。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の発光装置において、
   上記端部の光源装置の上記凹部の深さは、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の上記凹部の深さよりも浅いことを特徴とする発光装置。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の発光装置において、
   上記端部の光源装置の上記凹部の列の方向の長さは、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の上記凹部の列の方向の長さよりも短いことを特徴とする発光装置。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の発光装置において、
   上記各凹部は、断面略Ｖ字状であり、
   上記中央部の少なくとも一つの光源装置の凹部の一方の斜面が上記基板の表面に対してなす傾斜角は、上記中央部の少なくとも一つの上記光源装置の凹部の他方の斜面が上記基板の表面に対してなす傾斜角よりも大きいことを特徴とする発光装置。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の発光装置において、
   上記列の方向に隣接する二つの上記光源装置の二つの上記凹部の間に、中間凹部を有することを特徴とする発光装置。
9. 請求項１から８までのいずれか１項に記載の発光装置において、
   上記列状に配置された複数の光源装置の全体は、列の方向の中央を通りかつ列の方向に対して垂直な面に対して略面対称に配置されていることを特徴とする発光装置。
10. 請求項８に記載の発光装置において、
    上記端部の光源装置の発光素子からその光源装置の凹部を通して出射される光の光量は、上記中央部の少なくとも一つの光源装置の発光素子からその光源装置の凹部を通して出射される光の光量よりも大きいことを特徴とする発光装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項に記載の発光装置において、
    上記複数の光源装置が有する複数の上記樹脂部は、一体につながっていることを特徴とする発光装置。
12. 請求項１から１０までのいずれか１項に記載の発光装置において、
    上記各光源装置の上記樹脂部と、この光源装置に列の方向に隣接する光源装置の上記樹脂部とは、上記列の方向に間隔をおいて位置していることを特徴とする発光装置。
13. 請求項１から１２までのいずれか１項に記載の発光装置において、
    上記複数の光源装置の列状に配置された複数の発光素子において、
    列の方向に隣接する二つの発光素子間の列の方向の距離は、全て略同一であることを特徴とする発光装置。
14. 請求項１から１２までのいずれか１項に記載の発光装置において、
    上記複数の光源装置の列状に配置された複数の発光素子において、
    列の方向に隣接する二つの発光素子間の列の方向の距離は、少なくとも２種類あることを特徴とする発光装置。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項に記載の発光装置において、
    上記各発光素子は、青色発光ダイオードであり、
    上記各樹脂部は、蛍光剤を含んでいることを特徴とする発光装置。
16. 請求項１から１５までのいずれか１項に記載の発光装置と、
    この発光装置からの光を受ける導光板と
    を備えることを特徴とするバックライト装置。
17. 請求項１から１５までのいずれか１項に記載の発光装置と、
    この発光装置からの光を受ける導光板と、
    この導光板からの光を受ける液晶表示部本体と
    を備えることを特徴とする液晶表示装置。

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