JP2013232644A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光源として用いられる発光素子の数量を減らすと共に、輝度均一度を向上させ、装置のスリム化を可能にする発光装置を提供する。
【解決手段】本発明の発光装置は、光源と、光源の周縁に配置されて光を反射する反射面を有する反射部と、光源と反射面との間に配置され、光源の光を一部反射させて一部を反射面側に透過させる拡散部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。
最近、個人携帯電話やＰＤＡなどのような移動通信端末機は勿論、各種の電子製品には電気的信号によって発光が行われるようにする発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）からなる発光素子が発光源として広く用いられている。
ＬＣＤのような画像表示装置の場合、液晶パネルに情報を表示するために、液晶パネルの後方から光を照射するバックライトユニットが面発光装置として用いられる。このような面発光装置は、光の輝度を高め、均一な面光源を形成して液晶パネルを均一に照射しなければならず、これは製品の品質において極めて重要であると言える。高い輝度及び均一な発光は、発光素子の数を増やし、発光素子を粗密に配置させることで、具現することができる。
しかし、発光素子の数が増加すると、製造費用も上昇するという短所があり、多量の発光素子から発生する熱を放出させるための別途の手段が更に必要になることから、部品数が増加したり、装置が複雑になったりするという問題が発生する。
最近は、均一な発光特性と共に、製品の小型化及びスリム化の傾向に伴い、製品のサイズを減らす方向で多様な技術が開発されている。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、光源として用いられる発光素子の数量を減らすと共に、輝度均一度を向上させ、装置のスリム化を可能にする発光装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による発光装置は、光源と、前記光源の周縁に配置されて光を反射する反射面を有する反射部と、前記光源と前記反射面との間に配置され、前記光源の光を一部反射させて一部を前記反射面側に透過させる拡散部と、を備える。
前記拡散部は、傾斜を有し、前記光源に向かって傾斜した構造で配置され、前記傾斜の変更によって透過する光の量を調節し得る。
前記拡散部の傾斜は、前記反射面の傾斜と同一であるか又は相対的により大きくあり得る。
前記拡散部は、シリコン又はエポキシ樹脂に光反射性粒子が分散されてなされ得る。
前記拡散部は、第１拡散部及び第２拡散部を含み得る。
前記反射面及び前記拡散部は、前記光源の両側に配置され、前記光源を基準に対称をなし得る。
前記発光装置は、前記光源及び拡散部の上部に配置される拡散板を更に含むことができる。
前記拡散板は、前記拡散部と同一材質からなり得る。
前記拡散部は、前記透過させた光を前記反射面側に拡散させ得る。
前記光源は、基板と、該基板上に実装されて配列される複数の発光素子と、を含み得る。
前記光源は、線光源を含み、少なくとも一つが備えられ得る。
前記反射部は、金属材質からなり得る。
本発明の発光装置によれば、光源として用いられる発光素子の数量を減らすことができると共に、輝度均一度が向上し、装置のスリム化が可能な発光装置を提供することができる。
本発明の一実施形態による発光装置を概略的に示した斜視図である。 図１の断面図である。 図１の発光装置において拡散部の傾斜を変更する構造を概略的に示した図である。 図１の発光装置において光源を複数備えた構造を概略的に示した図である。 本発明の他の実施形態による発光装置を概略的に示した図である。 図１の発光装置を採用した画像表示装置を概略的に示した図である。 図１の発光装置を採用した照明装置を概略的に示した図である。
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供するものである。なお、図面における要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張することがある。
図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による発光装置１０について説明する。図１は、本発明の一実施形態による発光装置を概略的に示した斜視図であり、図２は、図１の断面図であり、図３は、図１の発光装置において拡散部の傾斜を変更する構造を概略的に示した図であり、図４は、図１の発光装置において光源を複数備えた構造を概略的に示した図である。
図１〜図４を参照すると、本実施形態による発光装置１０は、光源１００と、反射部２００と、拡散部３００と、を含んで構成され、光源１００及び拡散部３００の上部に配置される拡散板４００を更に含むことができる。
光源１００は、基板１１０と、基板１１０上に実装されて配列される複数の発光素子１２０と、を含む。
基板１１０は、印刷回路基板（ＰＣＢ）の一種であり、エポキシ、トリアジン、シリコン、ポリイミドなどを含有する有機樹脂素材及びその他の有機樹脂素材で形成される。また、基板１１０は、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３などのセラミック素材で形成することができ、金属及び金属化合物を素材にして形成することもできる。例えば、メタルＰＣＢ、金属コアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ）などである。基板１１０は、所定長さを有するバー形状に形成され、これにより、光源１００は線光源の構造を有する。
発光素子１２０は、外部から印加される電気信号、即ち電源によって所定波長の光を発生させる半導体素子の一種であり、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり得る。発光素子１２０は、含有される物質によって青色光、赤色光、又は緑色光を発生させ、白色光を発生させることもできる。発光素子１２０は、複数がバー形状の基板１１０上に一列に配列されて線光源をなす。この場合、発光素子１２０は、同一波長の光を発生させる同種であるか、又は異なる波長の光を発生させる異種で構成される。発光素子１２０は、ＬＥＤチップそのものであるか、又はＬＥＤチップを内部に備えるパッケージ単品である。発光素子１２０がＬＥＤチップの場合、発光素子１２０上に波長変換のための波長変換層（図示せず）が備えられる。
本実施形態では、光源１００が単一に備えられるように図面に示しているが、これに限定されず、光源１００は、複数連結されて一つの線光源をなすことも可能である。また、図４に示すように、光源１００は、２列以上備えることができる。
反射部２００は、光源１００が置かれて支持されるボックス型構造物で、一種のハウジングに該当する。反射部２００は、光源１００が置かれる底面２１０と、光源１００の周縁に配置されて光を反射する反射面２２０と、を備える。
反射部２００は、光源１００を安定的に支持することができ、光源１００から発生する熱を外部に容易に放出することができる材質からなることが好ましい。例えば、反射部２００は、金属材質からなり、光反射度が高い物質からなる反射層（図示せず）を内部表面に更に備えることができる。
反射面２２０において、光源１００の両側にそれぞれ配置されて光源１００の長さ方向に沿って平行に延長される一対の反射面２２０は、所定角度の傾斜θ１を有し、光源１００に向かって傾斜した構造で配置される。即ち、反射部２００の底面２１０の両側端部から発光方向である上部方向に向かって延長される一対の反射面２２０は、底面２１０に対して直角でない鈍角の傾斜を有するように傾く。また、傾斜した一対の反射面２２０は、光源１００を基準に対称をなす。このような反射面２２０の構造により、反射部２００は一種の反射カップ構造を有する。
拡散部３００は、光源１００と傾斜した反射面２２０との間に配置され、光源１００から照射された光を一部反射させ、一部は反射面２２０側に透過及び拡散させる。拡散部３００は、シリコン又はエポキシ樹脂のような光透過性を有する材質からなり、内部に光反射性粒子が分散されて含有される。
図１及び図２に示すように、拡散部３００は、傾斜した反射面２２０のように光源１００の両側に光源１００の長さ方向に沿って平行に配置される。また、反射面２２０と同様に光源１００を基準に対称をなす。
また、拡散部３００は、反射部２００の底面２１０に対して鈍角の傾斜を有するように傾く。即ち、反射面２２０と同様に所定角度の傾斜θ２を有し、光源１００に向かって傾斜した構造で配置される。この場合、拡散部３００の傾斜θ２は、反射面２２０の傾斜θ１と少なくとも同一であるか、又は相対的により大きい傾斜値を有する。
上述した構造で配置される拡散部３００により、反射部２００の中央領域から端部の反射面２２０側に照射される光の一部は、途中で拡散部３００によって反射されて外部の上部方向に進行する。また、拡散部３００を透過した残りの光は、拡散部３００によって屈折及び拡散され、反射面２２０によって反射されて上部方向に進行する。即ち、反射部２００の中央領域から端部に照射される光の一部が端部領域に隣接した位置において拡散部３００によって外部に放出させ、残りの光を端部領域において反射面２２０によって外部に放出させる。このように、光源１００が位置する中央領域に比べて相対的に輝度が低い端部領域から光を二重に放出することで、放出される光の重畳によって端部領域における輝度を増加させることができる。特に、拡散部３００を透過した後、反射面２２０に到達する光は、拡散部３００によって拡散された状態、即ち光がより均一に拡散された状態で反射面２２０によって反射されて外部に放出されるため、端部領域における輝度はより均一になる。これにより、反射部２００の中央領域における輝度と端部領域における輝度との差異が減ることから、全体的な輝度均一度が向上する。
一方、拡散部３００によって輝度均一度を向上させるためには、拡散部３００を透過する光の量を適切に調節することが重要である。即ち、拡散部３００を透過する光の量が過度に少ないと、端部領域における輝度が低くなる。これにより、端部領域において暗部などが発生するという問題があり得る。また、拡散部３００を透過する光が過度に多いと、拡散部３００によって反射されて放出される光の量が減少する。これにより、端部領域における輝度は、拡散部３００が省略された構造と同様に低くなる。その結果、全体的に輝度が均一でないという問題が発生する。
このように、拡散部３００を透過する光の量を適切に調節することが重要であり、図３に示すように、本実施形態では、拡散部３００の傾斜θ２を変更することで透過する光の量を調節する。具体的には、拡散部３００の傾斜θ２を変更することで、光源１００から放出されて拡散部３００に入射する光の入射角が変化し、入射角が変化することにより、拡散部３００との界面において光が全反射されて外部に放出されるか、又は屈折されて拡散部３００を透過する。従って、拡散部３００の傾斜θ２を適切に変更することで、拡散部３００を透過する光の量を調節することができる。
拡散板４００は、光源１００及び拡散部３００の上部に配置されて、光源から放出される光を直接に透過及び拡散させるか、或いは拡散部３００によって反射されて放出された光及び反射面２２０によって反射されて放出された光を透過及び拡散させる。これにより、反射部２００の上部に放出される光を全体的により均一な輝度を有するようにすることができる。拡散板４００は、拡散部３００と同一材質からなる。これにより、拡散板４００及び拡散部３００によって光源１００を上部と側部から立体的に覆う構造をなすことで、光源１００から放出される光を全体的に拡散させることができる。
図５を参照して、本発明の他の実施形態による発光装置１０’について説明する。図５に示す実施形態による発光装置は、図１〜図４に示した実施形態と基本的な構造面において実質的に同一構成を有する。但し、拡散部３００’の構造が図１〜図４に示した実施形態と異なるため、以下では、上述した実施形態と重複する部分に関する説明は省略し、拡散部３００’に関する構成を中心に説明する。
図５は、本発明の他の実施形態による発光装置を概略的に示した図である。
図５に示すように、拡散部３００’は、第１拡散部３１０及び第２拡散部３２０を含んで構成される。この場合、第１拡散部３１０及び第２拡散部３２０は、それぞれ異なる傾斜を有し、光源１００に対して傾くように備えられる。これにより、光源１００から反射面２２０の方向に向かって照射される光を第１拡散部３１０によって一部反射させ、一部は第２拡散部３２０に向かって透過及び拡散させる。また、第２拡散部３２０によって再び一部反射させ、一部は反射面２２０に向かって透過及び拡散させる。このような一連の反射、透過、及び拡散過程を経て反射部２００から放出される光は、全体的により均一な輝度を有することができる。
図６は、図１の発光装置を採用した画像表示装置を概略的に示した図であり、図７は、図１の発光装置を採用した照明装置を概略的に示した図である。
上述したように構成される発光装置は、図６及び図７に示すように、画像表示装置１又は照明装置２の発光源として採用することができる。図６に示すように、発光装置１０の上部に液晶パネル２０を配置することができ、発光装置１０は液晶パネル２０に光を照射する。
また、図７に示すように、発光装置１０は、ヒートシンク３０と締結され、室内灯、車両用前照灯のような照明装置２に用いられて光を照明することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
１ 画像表示装置
２ 照明装置
１０、１０’ 発光装置
２０ 液晶パネル
３０ ヒートシンク
１００ 光源
１１０ 基板
１２０ 発光素子
２００ 反射部
２１０ 底面
２２０ 反射面
３００、３００’ 拡散部
３１０ 第１拡散部
３２０ 第２拡散部
４００ 拡散板

Claims (10)

  1. 光源と、
    前記光源の周縁に配置されて光を反射する反射面を有する反射部と、
    前記光源と前記反射面との間に配置され、前記光源の光を一部反射させて一部を前記反射面側に透過させる拡散部と、を備えることを特徴とする発光装置。
  2. 前記拡散部は、傾斜を有し、前記光源に向かって傾斜した構造で配置され、前記傾斜の変更によって透過する光の量を調節することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記拡散部の傾斜は、前記反射面の傾斜と同一であるか又は相対的により大きいことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記拡散部は、シリコン又はエポキシ樹脂に光反射性粒子が分散されてなされることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光装置。
  5. 前記拡散部は、第１拡散部及び第２拡散部を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  6. 前記反射面及び前記拡散部は、前記光源の両側に配置され、前記光源を基準に対称をなすことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  7. 前記光源及び拡散部の上部に配置される拡散板を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  8. 前記拡散板は、前記拡散部と同一材質からなることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
  9. 前記拡散部は、前記透過させた光を前記反射面側に拡散させることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  10. 前記光源は、基板と、該基板上に実装されて配列される複数の発光素子と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
JP2013090272A 2012-04-27 2013-04-23 発光装置 Pending JP2013232644A (ja)

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