JP2014063761A - 線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 導光板の入射面近傍において発光素子からの光の配光を広げ、導光板の輝度ム
ラを抑制することが可能な線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置を提供する
【解決手段】 本発明の線状光源装置100は、横方向に長い長尺基板101と、基板上
に前記横方向に互いに間隔をおいて載置された複数の発光素子102と、発光素子102
を覆う透光性部材103と、を備え、透光性部材103の外表面は、発光素子102の上
方に第1の凹部104と、横方向に隣接する発光素子の間の上方に第2の凹部105とを
有し、第1の凹部104の内側面が外側に向けて広がるように段差部106を有している
ことを特徴とする。
【選択図】 図1
ラを抑制することが可能な線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置を提供する
【解決手段】 本発明の線状光源装置100は、横方向に長い長尺基板101と、基板上
に前記横方向に互いに間隔をおいて載置された複数の発光素子102と、発光素子102
を覆う透光性部材103と、を備え、透光性部材103の外表面は、発光素子102の上
方に第1の凹部104と、横方向に隣接する発光素子の間の上方に第2の凹部105とを
有し、第1の凹部104の内側面が外側に向けて広がるように段差部106を有している
ことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置に関し、より詳細には、配
光特性を制御するための透光性部材を備えた線状光源装置(以下、発光装置ともいう)及
びこれを用いたバックライト装置に関する。
光特性を制御するための透光性部材を備えた線状光源装置(以下、発光装置ともいう)及
びこれを用いたバックライト装置に関する。
近年、特に、白色系の混色光を発する発光ダイオードが広く利用されている。このよう
な発光ダイオードは、RGB各色を発する発光素子を組み合わせたものや、発光素子と、
その発光素子から放出された光により励起された光を発する蛍光体と、を備えた発光ダイ
オードなど種々のものが挙げられる。青色系が発光可能な発光素子は、例えば、窒化ガリ
ウム系化合物半導体を利用することによって高輝度に発光させることができる。
な発光ダイオードは、RGB各色を発する発光素子を組み合わせたものや、発光素子と、
その発光素子から放出された光により励起された光を発する蛍光体と、を備えた発光ダイ
オードなど種々のものが挙げられる。青色系が発光可能な発光素子は、例えば、窒化ガリ
ウム系化合物半導体を利用することによって高輝度に発光させることができる。
そして、このような発光装置を用いて、携帯電話及びデジタルカメラ等のバックライト
に好適に用いることができるように、樹脂封止層の表面において、隣接する発光素子の間
および各発光素子の直上に凹部を形成し、長手方向に進行する光を全反射させる部分を形
成した線状光源装置が提案されている。このような構成により、通常、輝度の乏しい隣接
する発光素子間の領域においても充分な輝度の光を発光することができ、線状光源装置の
長手方向の輝度の均一性を優れたものとすることができる。(例えば、特許文献1、図5
参照)。
に好適に用いることができるように、樹脂封止層の表面において、隣接する発光素子の間
および各発光素子の直上に凹部を形成し、長手方向に進行する光を全反射させる部分を形
成した線状光源装置が提案されている。このような構成により、通常、輝度の乏しい隣接
する発光素子間の領域においても充分な輝度の光を発光することができ、線状光源装置の
長手方向の輝度の均一性を優れたものとすることができる。(例えば、特許文献1、図5
参照)。
しかし、特許文献1の線状光源装置では、長手方向への光の拡散はできるものの十分と
はいえず、特に、発光素子の直上に位置する部分においての輝度分布のピークが鋭く、導
光板に入射させる際に、輝線が発生し、均一に発光しないという問題があった。
はいえず、特に、発光素子の直上に位置する部分においての輝度分布のピークが鋭く、導
光板に入射させる際に、輝線が発生し、均一に発光しないという問題があった。
そこで、本発明は、導光板の入射面近傍において発光素子からの光の配光を広げ、導光
板の輝度ムラを抑制することが可能な線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置を
提供することを目的とする。
板の輝度ムラを抑制することが可能な線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置を
提供することを目的とする。
以上の目的を達成するために、本発明に係る線状光源装置は、横方向に長い長尺基板と
、前記基板上に前記横方向に互いに間隔をおいて載置された複数の発光素子と、前記発光
素子を覆う透光性部材と、を備え、前記透光性部材の外表面は、前記発光素子の上方に第
1の凹部と、前記横方向に隣接する前記発光素子の間の上方に第2の凹部とを有し、前記
第1の凹部の内側面が外側に向けて広がるように段差部を有していることを特徴とする。
、前記基板上に前記横方向に互いに間隔をおいて載置された複数の発光素子と、前記発光
素子を覆う透光性部材と、を備え、前記透光性部材の外表面は、前記発光素子の上方に第
1の凹部と、前記横方向に隣接する前記発光素子の間の上方に第2の凹部とを有し、前記
第1の凹部の内側面が外側に向けて広がるように段差部を有していることを特徴とする。
また、前記段差部は、前記段差部の側面を形成する第1の面と、前記段差部の底面を形
成する第2の面とを有することができる。
成する第2の面とを有することができる。
また、前記第1の凹部内にて前記発光素子の直上にV字溝を有することが好ましい。
さらに、前記第1の面と前記基板の前記発光素子の載置面とのなす角度は、前記V字溝
を形成する対向面と前記基板の前記発光素子の載置面とのなす角度よりも小さいことが好
ましい。
を形成する対向面と前記基板の前記発光素子の載置面とのなす角度よりも小さいことが好
ましい。
また、前記透光性部材の光出射面側の最外形を形成する面から、前記第2の面までの高
さは、前記V字溝の底面までの高さの40〜60%とすることができる。
さは、前記V字溝の底面までの高さの40〜60%とすることができる。
また、前記第2の凹部は、隣接して複数設けることができる。
また、本発明に係るバックライト装置は、前記の線状光源装置と、前記線状光源装置の
光を入射する光入射面と、入射光を放射する発光面とを有する導光板と、を備えることを
特徴とする。
光を入射する光入射面と、入射光を放射する発光面とを有する導光板と、を備えることを
特徴とする。
本発明の発光装置によれば、導光板の入射面近傍において発光素子からの光の配光を広
げ、導光板の輝度ムラを抑制することが可能な線状光源装置及びこれを用いたバックライ
ト装置を提供することができる。
げ、導光板の輝度ムラを抑制することが可能な線状光源装置及びこれを用いたバックライ
ト装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態
は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は発
光装置を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、
実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成
部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の
範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す
部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以
下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、
詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材
で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を
複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説
明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は発
光装置を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、
実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成
部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の
範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す
部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以
下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、
詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材
で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を
複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説
明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
<実施の形態1>
実施の形態1に係る線状光源装置は以下に示すような構造を有する。図1および図2は、
実施の形態1に係る線状光源装置を示す概略図である。図1は、本実施の形態に係る線状
光源装置の概略断面図を示す。図2は、本実施の形態に係る線状光源装置の概略斜視図を
示す。なお、図1は断面図であるが、図面をわかりやすくするために、断面を示すハッチ
ングを省略して示している。
実施の形態1に係る線状光源装置は以下に示すような構造を有する。図1および図2は、
実施の形態1に係る線状光源装置を示す概略図である。図1は、本実施の形態に係る線状
光源装置の概略断面図を示す。図2は、本実施の形態に係る線状光源装置の概略斜視図を
示す。なお、図1は断面図であるが、図面をわかりやすくするために、断面を示すハッチ
ングを省略して示している。
本実施の形態1における線状光源装置100は、図1および図2に示すように、横方向
に長い長尺基板101と、基板101上に横方向に互いに間隔をおいて載置された複数の
発光素子102と、発光素子102を覆う透光性部材103を有している。特に、本実施
の形態に係る線状光源装置は、透光性部材103の外表面が、発光素子102のそれぞれ
の上方に第1の凹部104と、横方向に隣接する発光素子102の間の上方に第2の凹部
105とを有し、第1の凹部104の内側面が外側に向けて広がるように段差部106を
有している。
に長い長尺基板101と、基板101上に横方向に互いに間隔をおいて載置された複数の
発光素子102と、発光素子102を覆う透光性部材103を有している。特に、本実施
の形態に係る線状光源装置は、透光性部材103の外表面が、発光素子102のそれぞれ
の上方に第1の凹部104と、横方向に隣接する発光素子102の間の上方に第2の凹部
105とを有し、第1の凹部104の内側面が外側に向けて広がるように段差部106を
有している。
発光素子102から出射された光は、主として発光素子102の上方に向かう。この光
を、発光素子102の上方から取り出しつつ、横方向に導光させ、線状に光を広げるため
に、発光素子102のそれぞれの上方に、第1の凹部104が形成される。つまり、発光
素子102を覆う透光性部材103の表面に形成される凹部の内面となる各面の角度が、
発光素子102から出射される光に対して臨界角を超えない場合には、光が外部へと取り
出され、臨界角以上で入射されると全反射されて、透光性部材103の内部で導光される
こととなる。このように、凹部を設けることによって、通常、凹部の底面となる部分から
光が取り出され、凹部の内側面において、光が全反射されて、外部に取り出されることな
く、主として横方向へと光が導光されることとなる。本発明においては、この凹部の内側
面に段差部106を設けることにより、発光素子102直上の取り出し光の集中を抑制し
、発光素子上方から取り出される光の配光を広げ、より線状に光を均一化させることが可
能となる。
を、発光素子102の上方から取り出しつつ、横方向に導光させ、線状に光を広げるため
に、発光素子102のそれぞれの上方に、第1の凹部104が形成される。つまり、発光
素子102を覆う透光性部材103の表面に形成される凹部の内面となる各面の角度が、
発光素子102から出射される光に対して臨界角を超えない場合には、光が外部へと取り
出され、臨界角以上で入射されると全反射されて、透光性部材103の内部で導光される
こととなる。このように、凹部を設けることによって、通常、凹部の底面となる部分から
光が取り出され、凹部の内側面において、光が全反射されて、外部に取り出されることな
く、主として横方向へと光が導光されることとなる。本発明においては、この凹部の内側
面に段差部106を設けることにより、発光素子102直上の取り出し光の集中を抑制し
、発光素子上方から取り出される光の配光を広げ、より線状に光を均一化させることが可
能となる。
図3は、図1の線状光源装置100における、発光素子102近傍の拡大図である。本
実施の形態において、段差部106は、段差部の側面を形成する第1の面111と、段差
部の底面を形成する第2の面112を有している。図3(a)は、発光素子102から出
射された光の進む方向を、矢印を用いて模式的に示している。発光素子102から出射さ
れた光は、発光素子102の直上に位置する凹部の底面114に臨界角を超えない角度で
入射し、外部へと取り出される(201は、このときの光の軌跡を示す)。また、段差部
の底面を形成する第2の面112も、発光素子102からの出射光に対してその多くが臨
界角を超えない角度となるように設定されており、第2の面112から外部へと取り出さ
れる(202は、このときの光の軌跡を示す)。
実施の形態において、段差部106は、段差部の側面を形成する第1の面111と、段差
部の底面を形成する第2の面112を有している。図3(a)は、発光素子102から出
射された光の進む方向を、矢印を用いて模式的に示している。発光素子102から出射さ
れた光は、発光素子102の直上に位置する凹部の底面114に臨界角を超えない角度で
入射し、外部へと取り出される(201は、このときの光の軌跡を示す)。また、段差部
の底面を形成する第2の面112も、発光素子102からの出射光に対してその多くが臨
界角を超えない角度となるように設定されており、第2の面112から外部へと取り出さ
れる(202は、このときの光の軌跡を示す)。
また、本実施の形態においては、光取り出し面となる凹部底面114と、段差部106
の第2の面112との間には、これらの面を連結するような形で、反射面となる凹部の内
側面113を有している。なお、本形態においては、第1の凹部内にて、発光素子102
の直上に、断面形状がV字となるV字溝を有しており、該V字の対向面が、第1の凹部の
内側面113となる。このように、発光素子の直上にV字溝を形成することで、発光素子
からの光を容易に全反射させて、横方向及び斜め下方向に光を導波させることができる。
なお、ここで、第1の凹部の内側面とは、V字溝の対向面113と、段差部の側面を形成
する第1の面111の双方を指すものとする。対向面113は、発光素子102からの光
に対して臨界角以上の角度となるように形成されるため、対向面113に入射した光は、
その殆どが対向面113にて全反射され、横方向へと導光される(203は、このときの
光の軌跡を示す)。つまり、本発明においては、従来、主として第1の凹部の底部から取
り出されていた光を、第1の凹部の底面114および段差部106の底面112(以下、
第2の面ともいう)から分散して取り出すことで、発光素子102直上の取り出し光の集
中を抑制し、発光素子上方から取り出される光の配光を広げ、より線状に光を均一化させ
ることが可能となる。
の第2の面112との間には、これらの面を連結するような形で、反射面となる凹部の内
側面113を有している。なお、本形態においては、第1の凹部内にて、発光素子102
の直上に、断面形状がV字となるV字溝を有しており、該V字の対向面が、第1の凹部の
内側面113となる。このように、発光素子の直上にV字溝を形成することで、発光素子
からの光を容易に全反射させて、横方向及び斜め下方向に光を導波させることができる。
なお、ここで、第1の凹部の内側面とは、V字溝の対向面113と、段差部の側面を形成
する第1の面111の双方を指すものとする。対向面113は、発光素子102からの光
に対して臨界角以上の角度となるように形成されるため、対向面113に入射した光は、
その殆どが対向面113にて全反射され、横方向へと導光される(203は、このときの
光の軌跡を示す)。つまり、本発明においては、従来、主として第1の凹部の底部から取
り出されていた光を、第1の凹部の底面114および段差部106の底面112(以下、
第2の面ともいう)から分散して取り出すことで、発光素子102直上の取り出し光の集
中を抑制し、発光素子上方から取り出される光の配光を広げ、より線状に光を均一化させ
ることが可能となる。
さらに、段差部106は、隣接する発光素子から出射され、導光されてきた光を取り出
すためにも機能する。図3(b)は、隣接する発光素子から導光されてきた光の進む方向
を、矢印を用いて模式的に示した図である。隣接する発光素子から導光されてきた光は、
第1の面111に入射して全反射され、基板101上に形成された導電パターンにより反
射され、第2の面112から外部に取り出される(204は、このときの光の軌跡を示す
)。これにより、反射を繰り返して減衰したり、発光素子に当たって吸収されたりして、
外部に取り出すことができなかった光を外部に取り出すことが可能となり、光取り出し効
率の高い線状光源装置とすることができる。すなわち、段差部の底面を形成する第2の面
112は、発光素子102からの光を直接外部に取り出すことが可能であり、かつ、隣接
する発光素子から導光されてきた光を外部に取り出すことが可能な面である。
すためにも機能する。図3(b)は、隣接する発光素子から導光されてきた光の進む方向
を、矢印を用いて模式的に示した図である。隣接する発光素子から導光されてきた光は、
第1の面111に入射して全反射され、基板101上に形成された導電パターンにより反
射され、第2の面112から外部に取り出される(204は、このときの光の軌跡を示す
)。これにより、反射を繰り返して減衰したり、発光素子に当たって吸収されたりして、
外部に取り出すことができなかった光を外部に取り出すことが可能となり、光取り出し効
率の高い線状光源装置とすることができる。すなわち、段差部の底面を形成する第2の面
112は、発光素子102からの光を直接外部に取り出すことが可能であり、かつ、隣接
する発光素子から導光されてきた光を外部に取り出すことが可能な面である。
本実施の形態においては、各面は、例えば以下のように設定される。まず、図4に示す
ように、発光素子102の周囲は、発光素子102からの光の波長を変換する蛍光体が含
有された透光性樹脂からなる蛍光体層110で覆われている。これにより、発光素子10
2の近辺で波長変換をすることができ、光を拡散させることもできる。蛍光体層110の
直上にあたる部分にV字溝が形成され、かつ、第2の面112の略半分が、蛍光体層11
0の直上に形成されている。言い換えると、V字溝の横方向の幅Cは、蛍光体層110の
横方向の幅Eよりも狭く形成される。V字溝の対向面113は、発光素子102からの光
を全反射させるために、例えば、基板101における発光素子102の載置面とのなす角
度θ1が40°〜70°程度に設定されるのが好ましい。また、第2の面112の幅Dは
、V字溝の横方向の幅Cの、100〜150%であることが好ましい。また、段差部から
取り出される光の干渉を抑制するために、基板101における発光素子102の載置面と
第1の面111のなす角度θ2は、θ1よりも小さいことが好ましい。これにより、発光
素子の上方における配光を更に広げることができ、光取り出し効率も更に向上させること
ができる。
ように、発光素子102の周囲は、発光素子102からの光の波長を変換する蛍光体が含
有された透光性樹脂からなる蛍光体層110で覆われている。これにより、発光素子10
2の近辺で波長変換をすることができ、光を拡散させることもできる。蛍光体層110の
直上にあたる部分にV字溝が形成され、かつ、第2の面112の略半分が、蛍光体層11
0の直上に形成されている。言い換えると、V字溝の横方向の幅Cは、蛍光体層110の
横方向の幅Eよりも狭く形成される。V字溝の対向面113は、発光素子102からの光
を全反射させるために、例えば、基板101における発光素子102の載置面とのなす角
度θ1が40°〜70°程度に設定されるのが好ましい。また、第2の面112の幅Dは
、V字溝の横方向の幅Cの、100〜150%であることが好ましい。また、段差部から
取り出される光の干渉を抑制するために、基板101における発光素子102の載置面と
第1の面111のなす角度θ2は、θ1よりも小さいことが好ましい。これにより、発光
素子の上方における配光を更に広げることができ、光取り出し効率も更に向上させること
ができる。
また、透光性部材103の光出射面側の最外形を形成する面(以下、第4の面108と
もいう)から、透光性部材103の第2の面112までの高さAは、第4の面108から
V字溝の底面までの高さBの40〜60%であることが好ましい。また、透光性部材10
3の高さEは、発光素子102からV字溝の底面までの高さと、前述の高さBとによって
決まるが、高さBは、高さEに対して0.6〜0.7倍であることが好ましい。本実施形
態においては、波長589.3nmの光に対しての屈折率が1.5程度となるエポキシ樹
脂を透光性部材103として用いている。これにより、より均一に、線状に光を広げるこ
とができる。
もいう)から、透光性部材103の第2の面112までの高さAは、第4の面108から
V字溝の底面までの高さBの40〜60%であることが好ましい。また、透光性部材10
3の高さEは、発光素子102からV字溝の底面までの高さと、前述の高さBとによって
決まるが、高さBは、高さEに対して0.6〜0.7倍であることが好ましい。本実施形
態においては、波長589.3nmの光に対しての屈折率が1.5程度となるエポキシ樹
脂を透光性部材103として用いている。これにより、より均一に、線状に光を広げるこ
とができる。
なお、第1の凹部104を形成する各面は、上記の効果を有する範囲で、適宜調整可能
であり、透光性部材103の材料や屈折率は、上記のものに限られず、公知のものを用い
ることが可能である。各面の最適な組み合わせは、透光性部材103を構成する部材の屈
折率、発光素子102の配光特性、発光素子間の間隔等によって異なる。
であり、透光性部材103の材料や屈折率は、上記のものに限られず、公知のものを用い
ることが可能である。各面の最適な組み合わせは、透光性部材103を構成する部材の屈
折率、発光素子102の配光特性、発光素子間の間隔等によって異なる。
以下、本発明に係る実施形態の各構成について詳述する。
(基板101)
本実施の形態において、基板101は横方向に長い長尺基板である。基板の長手方向に、
必要な光量の光を広げることで、線状光源として好適に形成することができる。
(基板101)
本実施の形態において、基板101は横方向に長い長尺基板である。基板の長手方向に、
必要な光量の光を広げることで、線状光源として好適に形成することができる。
基板101は、適当な機械的強度と絶縁性を有する材料であれば特に限定されない。例
えば、BTレジン、ガラスエポキシ、セラミックス等を用いることができる。また、エポ
キシ系樹脂シートを多層張り合わせたものものでも良い。
えば、BTレジン、ガラスエポキシ、セラミックス等を用いることができる。また、エポ
キシ系樹脂シートを多層張り合わせたものものでも良い。
(導電パターン109)
基板101には、発光素子102との電気的接続のために負電極及び正電極としても用い
られる導電パターン109が形成されることが好ましい。これらの導電パターン109は
、Cuを主成分とする金属層とすることが好ましい。例えば、Cu/Ni/Agによって
構成することができる。導電パターン109の最表面は、光を反射させる反射面からなる
ことが好ましい。これにより、横方向に反射された光を導電パターン109に向けて反射
させ、導電パターン109によってさらに光を反射させる場合に、効率よく光を反射させ
ることができる。このように効率よく光を反射させるために、基板101表面に形成され
る導電パターン109の面積は大きいほうが好ましいが、基板101と比較して、透光性
部材103との密着力が低い傾向にあるため、密着力を考慮して、導電パターン109が
設けられていない、基板の素地が露出した部分を設けることが好ましい。これは、なるべ
く光学特性に影響が出ないように、また、密着性の観点からも基板101の端部に設けら
れることが好ましい。また、可能な限り対称形状で形成されることが好ましい。このよう
に形成すると、透光性部材103と基板101との間に生じる応力が互いに平行な面の方
向において相殺しあうことにより緩和され、透光性部材103と基板101の剥離を生じ
させることなく、信頼性の高い線状光源装置とすることができる。また、後述のように、
ダイシングにより線状光源装置を個片化する場合は、ダイシングされる部分においては導
電パターン109が形成されないようにすることにより、導電パターン109を切ること
により発生するバリが形成されないようにすることが好ましい。
基板101には、発光素子102との電気的接続のために負電極及び正電極としても用い
られる導電パターン109が形成されることが好ましい。これらの導電パターン109は
、Cuを主成分とする金属層とすることが好ましい。例えば、Cu/Ni/Agによって
構成することができる。導電パターン109の最表面は、光を反射させる反射面からなる
ことが好ましい。これにより、横方向に反射された光を導電パターン109に向けて反射
させ、導電パターン109によってさらに光を反射させる場合に、効率よく光を反射させ
ることができる。このように効率よく光を反射させるために、基板101表面に形成され
る導電パターン109の面積は大きいほうが好ましいが、基板101と比較して、透光性
部材103との密着力が低い傾向にあるため、密着力を考慮して、導電パターン109が
設けられていない、基板の素地が露出した部分を設けることが好ましい。これは、なるべ
く光学特性に影響が出ないように、また、密着性の観点からも基板101の端部に設けら
れることが好ましい。また、可能な限り対称形状で形成されることが好ましい。このよう
に形成すると、透光性部材103と基板101との間に生じる応力が互いに平行な面の方
向において相殺しあうことにより緩和され、透光性部材103と基板101の剥離を生じ
させることなく、信頼性の高い線状光源装置とすることができる。また、後述のように、
ダイシングにより線状光源装置を個片化する場合は、ダイシングされる部分においては導
電パターン109が形成されないようにすることにより、導電パターン109を切ること
により発生するバリが形成されないようにすることが好ましい。
また、特に透光性部材103としてシリコーン樹脂を用いる場合に、導電パターンの最
表面のAgが硫化などの原因で変色することを抑制するために、Al2O3からなる絶縁
透明保護膜をAgの上に被覆してもよい。
表面のAgが硫化などの原因で変色することを抑制するために、Al2O3からなる絶縁
透明保護膜をAgの上に被覆してもよい。
(発光素子102)
本発明に用いられる発光素子102は、特に限定されず、公知のものを利用できるが、本
発明においては、発光素子102として発光ダイオードを用いるのが好ましい。
本発明に用いられる発光素子102は、特に限定されず、公知のものを利用できるが、本
発明においては、発光素子102として発光ダイオードを用いるのが好ましい。
発光素子102は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の
発光素子としては、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X
、0≦Y、X+Y≦1)、GaPを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光
素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。さらに、これ
以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光
色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
発光素子としては、ZnSeや窒化物系半導体(InXAlYGa1−X−YN、0≦X
、0≦Y、X+Y≦1)、GaPを用いたものを用いることができる。また、赤色の発光
素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどを用いることができる。さらに、これ
以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。用いる発光素子の組成や発光
色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
(透光性部材103)
透光性部材103は、基板101上に載置された発光素子102を覆うように形成され、
発光素子102の発光を透過する材料であれば特に限定されない。例えば、エポキシ樹脂
、シリコーン樹脂、硬質シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタ
ン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミド等を用いることもできる。さらに、樹
脂以外にガラスを用いることもできる。透光性部材103中にフィラーや拡散材、蛍光体
が分散されていてもよい。透光性部材103は、発光素子102を保護する役割も果たす
ため、基板101との密着性、耐候性、硬度に優れ、ごみの付着しにくいものが好ましい
。例えば、エポキシ、シリコーン、変成シリコーン、オキセタン樹脂を用いることが好ま
しい。発光素子102に近い位置に設けられる透光性部材103は、発光素子102が発
する熱の影響を受けやすいことから、熱膨張率が小さい部材で形成されることが好ましい
。熱膨張率を小さくさせるため、また、光拡散のためにフィラーを含有させることもでき
る。このような透光性部材103の形成には、トランスファモールド、圧縮成形、射出成
形などの方法を用い、基板101に直接形成してもよいし、透光性部材103を別途成形
し、基板101に透光性の接着材で貼りあわせて形成することもできる。
透光性部材103は、基板101上に載置された発光素子102を覆うように形成され、
発光素子102の発光を透過する材料であれば特に限定されない。例えば、エポキシ樹脂
、シリコーン樹脂、硬質シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタ
ン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミド等を用いることもできる。さらに、樹
脂以外にガラスを用いることもできる。透光性部材103中にフィラーや拡散材、蛍光体
が分散されていてもよい。透光性部材103は、発光素子102を保護する役割も果たす
ため、基板101との密着性、耐候性、硬度に優れ、ごみの付着しにくいものが好ましい
。例えば、エポキシ、シリコーン、変成シリコーン、オキセタン樹脂を用いることが好ま
しい。発光素子102に近い位置に設けられる透光性部材103は、発光素子102が発
する熱の影響を受けやすいことから、熱膨張率が小さい部材で形成されることが好ましい
。熱膨張率を小さくさせるため、また、光拡散のためにフィラーを含有させることもでき
る。このような透光性部材103の形成には、トランスファモールド、圧縮成形、射出成
形などの方法を用い、基板101に直接形成してもよいし、透光性部材103を別途成形
し、基板101に透光性の接着材で貼りあわせて形成することもできる。
本発明における線状光源装置は、長尺基板上に透光性部材を配置して形成されるため、
基板101と透光性部材103との線膨張係数の差によって、透光性部材を硬化する際に
、反りが発生することがあるため、低弾性の樹脂を用いることが好ましい。本実施の形態
においては、このような樹脂として、弾性率が2.1GPaの樹脂を使用しているが、適
宜変更可能である。また、透光性部材103の質量を減少させることでも反りを抑制する
ことができるため、第1の凹部104、段差部106、第2の凹部105によって、透光
性部材103の質量を減少させることが好ましい。
基板101と透光性部材103との線膨張係数の差によって、透光性部材を硬化する際に
、反りが発生することがあるため、低弾性の樹脂を用いることが好ましい。本実施の形態
においては、このような樹脂として、弾性率が2.1GPaの樹脂を使用しているが、適
宜変更可能である。また、透光性部材103の質量を減少させることでも反りを抑制する
ことができるため、第1の凹部104、段差部106、第2の凹部105によって、透光
性部材103の質量を減少させることが好ましい。
(蛍光体層110)
蛍光体層110に含有される蛍光体は、発光素子102の一部又は全部の発光を蛍光体
が波長変換できるような組み合わせであれば特に限定されない。例として、現在最も需要
の多い白色の発光装置を構成するために適した発光素子102と蛍光体の組み合わせにつ
いて説明する。なお、発光素子102に関しても、以下に述べる発光素子のみならず、公
知の発光素子を用いることができることは言うまでもない。
蛍光体層110に含有される蛍光体は、発光素子102の一部又は全部の発光を蛍光体
が波長変換できるような組み合わせであれば特に限定されない。例として、現在最も需要
の多い白色の発光装置を構成するために適した発光素子102と蛍光体の組み合わせにつ
いて説明する。なお、発光素子102に関しても、以下に述べる発光素子のみならず、公
知の発光素子を用いることができることは言うまでもない。
蛍光体は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする発光素子102からの光を吸収し異
なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系
元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、M
n等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカ
リ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケ
イ素、ゲルマン酸塩、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミ
ン酸塩、希土類ケイ酸塩又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機
錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。
なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Eu、Ce等のランタノイド系
元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、M
n等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカ
リ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケ
イ素、ゲルマン酸塩、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミ
ン酸塩、希土類ケイ酸塩又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機
錯体等から選ばれる少なくともいずれか1以上であることが好ましい。
蛍光体の形成方法は、樹脂に含有させた蛍光体を塗布してもよいし、発光素子102に
直接、電気沈着塗装法などの方法で塗布してもよい。
直接、電気沈着塗装法などの方法で塗布してもよい。
(第2の凹部105)
第2の凹部105は、透光性部材103の外表面であって、横方向に隣接する発光素子の
間の上方に形成される。ここで、「発光素子の間の上方」とは、基板101表面における
発光素子と発光素子との間であって、その上方という意味であり、発光素子の間には、透
光性部材102が存在する。このような構成とすることにより、輝度の乏しい隣接する発
光素子間の領域において、充分な輝度の光を取り出すことができる。これにより、発光素
子からの光が届かず、暗部となっていた部分においても光を取り出すことが可能となり、
さらに、導光板と組み合わせたときに、線状光源装置の入射面近傍において、明部と暗部
の差が軽減されることにより、導光板の輝度ムラを抑制することが可能な線状光源装置及
びバックライト装置とすることができる。
第2の凹部105は、透光性部材103の外表面であって、横方向に隣接する発光素子の
間の上方に形成される。ここで、「発光素子の間の上方」とは、基板101表面における
発光素子と発光素子との間であって、その上方という意味であり、発光素子の間には、透
光性部材102が存在する。このような構成とすることにより、輝度の乏しい隣接する発
光素子間の領域において、充分な輝度の光を取り出すことができる。これにより、発光素
子からの光が届かず、暗部となっていた部分においても光を取り出すことが可能となり、
さらに、導光板と組み合わせたときに、線状光源装置の入射面近傍において、明部と暗部
の差が軽減されることにより、導光板の輝度ムラを抑制することが可能な線状光源装置及
びバックライト装置とすることができる。
本実施の形態において、図1および図2に示すように、第2の凹部105は、その内側
面107(以下、第3の面107ともいう)が、断面形状でV字溝を形成するような形で
形成されている。横方向に導光されてきた光の多くは、第3の面107に臨界角以上の角
度で入射されて全反射して下方の導電パターンに向かい、導電パターンにて反射されて、
第3の面107に臨界角を超えない角度で入射することで、導光された光を外部に取り出
すことが可能となる。また、V字溝の下部には、透光性部材103の最薄部が形成されて
おり、この最薄部で横方向へと光を導光させることができる。なお、V字溝により透光性
部材103を途切れさせると、輝度分布に谷ができるため、好ましくない。
面107(以下、第3の面107ともいう)が、断面形状でV字溝を形成するような形で
形成されている。横方向に導光されてきた光の多くは、第3の面107に臨界角以上の角
度で入射されて全反射して下方の導電パターンに向かい、導電パターンにて反射されて、
第3の面107に臨界角を超えない角度で入射することで、導光された光を外部に取り出
すことが可能となる。また、V字溝の下部には、透光性部材103の最薄部が形成されて
おり、この最薄部で横方向へと光を導光させることができる。なお、V字溝により透光性
部材103を途切れさせると、輝度分布に谷ができるため、好ましくない。
(第4の面108)
透光性部材103には、図1に示すように、第4の面108を設けてもよい。第4の面1
08は、発光素子102から出射された光および/または横方向に導光された光をさらに
全反射させて基板101の横方向に進む光とすることが可能な面である。本実施の形態1
において、第4の面108は、基板101の表面に対して略平行に設けられており、透光
性部材103の光出射面側の最外形を形成する面となる。第4の面108は、導光板の当
て面とすることができる。また、基板101から第4の面108までの距離を大きくする
(厚みを大きくする)ことにより、一回の反射で光が導光される距離を長くすることがで
きるため、好ましい。また、発光素子102からの光の取り出し部であるV字溝の底部か
ら、導光板の入射部まで距離をとることで、出射光の配光を広くしてから導光板に入射す
ることができ、発光素子102の光をより広げることができる。
透光性部材103には、図1に示すように、第4の面108を設けてもよい。第4の面1
08は、発光素子102から出射された光および/または横方向に導光された光をさらに
全反射させて基板101の横方向に進む光とすることが可能な面である。本実施の形態1
において、第4の面108は、基板101の表面に対して略平行に設けられており、透光
性部材103の光出射面側の最外形を形成する面となる。第4の面108は、導光板の当
て面とすることができる。また、基板101から第4の面108までの距離を大きくする
(厚みを大きくする)ことにより、一回の反射で光が導光される距離を長くすることがで
きるため、好ましい。また、発光素子102からの光の取り出し部であるV字溝の底部か
ら、導光板の入射部まで距離をとることで、出射光の配光を広くしてから導光板に入射す
ることができ、発光素子102の光をより広げることができる。
(線状光源装置100の製造方法)
以下、本実施の形態1に係る線状光源装置を製造する方法について詳細に説明する。図5
(a)(b)(c)は、本実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を示す図である。
以下、本実施の形態1に係る線状光源装置を製造する方法について詳細に説明する。図5
(a)(b)(c)は、本実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を示す図である。
1、パッケージアッセンブリ
本実施の形態では、複数の線状光源装置を一括して製造できるように、透光性部材103
を硬化させるまでは複数のパッケージが集合したパッケージアッセンブリを用いる。この
パッケージアッセンブリにおいては、図5(a)に示すように、大面積の基板101上に
、各発光素子102の実装領域がマトリックス状に配置されている。基板101の表面に
は、導電パターン(図示せず)が形成されている。
本実施の形態では、複数の線状光源装置を一括して製造できるように、透光性部材103
を硬化させるまでは複数のパッケージが集合したパッケージアッセンブリを用いる。この
パッケージアッセンブリにおいては、図5(a)に示すように、大面積の基板101上に
、各発光素子102の実装領域がマトリックス状に配置されている。基板101の表面に
は、導電パターン(図示せず)が形成されている。
2、発光素子102の実装
上述のように構成されたパッケージアッセンブリの所定の位置に、発光素子102を載置
して、所定の接続をする(図5(a)参照)。本実施例においては、ワイヤ115にて接
続を取っているが、ワイヤを用いずにフリップチップ接合してもよい。
上述のように構成されたパッケージアッセンブリの所定の位置に、発光素子102を載置
して、所定の接続をする(図5(a)参照)。本実施例においては、ワイヤ115にて接
続を取っているが、ワイヤを用いずにフリップチップ接合してもよい。
3、蛍光体層110の形成
次に、蛍光体層110を形成する。蛍光体層の形成方法として、例えば、図5(b)に示
すように、蛍光体層を形成する樹脂により、ライン塗布することで蛍光体層110を形成
させる。ライン塗布法によれば、蛍光体層110を薄膜化できると共に、製造工程が簡易
になる。また、ライン塗布法では表面張力を利用して蛍光体層110を形成できるため、
ワイヤ115と導電パターンに沿って蛍光体層110を形成することができる。ライン塗
布法とは、ディスペンサから所定量の透光性部材を吐出させながら、ディスペンサを発光
素子102の配列に沿って移動させ、ライン状につながった樹脂層を形成する方法である
。ライン塗布法で形成した場合、蛍光体層110の形状を、樹脂の表面張力によって決め
ることができるため好ましい。導電パターンの外縁は、その厚み分だけ基板101の表面
よりも高い位置にある。従って、両者の高さの差が十分にあれば、図4に示すように、蛍
光体層110は表面張力によって導電パターン109から先には流れ出さない。このよう
にライン塗布法によれば、極めて簡易な構成によって短時間に多数のチップを同時処理で
き、しかも形状が安定する。従って、ライン塗布法によって蛍光体層110を形成するこ
とにより、量産性が高く、また色調バラツキが少なくなるという利点が得られる。このよ
うにして蛍光体層110を形成した後、加熱して硬化させる。なお、このような蛍光体層
110の形成には、ライン塗布法のほかに、印刷法、ポッティング法、電気沈着塗装法な
どの方法を用いることができる。
次に、蛍光体層110を形成する。蛍光体層の形成方法として、例えば、図5(b)に示
すように、蛍光体層を形成する樹脂により、ライン塗布することで蛍光体層110を形成
させる。ライン塗布法によれば、蛍光体層110を薄膜化できると共に、製造工程が簡易
になる。また、ライン塗布法では表面張力を利用して蛍光体層110を形成できるため、
ワイヤ115と導電パターンに沿って蛍光体層110を形成することができる。ライン塗
布法とは、ディスペンサから所定量の透光性部材を吐出させながら、ディスペンサを発光
素子102の配列に沿って移動させ、ライン状につながった樹脂層を形成する方法である
。ライン塗布法で形成した場合、蛍光体層110の形状を、樹脂の表面張力によって決め
ることができるため好ましい。導電パターンの外縁は、その厚み分だけ基板101の表面
よりも高い位置にある。従って、両者の高さの差が十分にあれば、図4に示すように、蛍
光体層110は表面張力によって導電パターン109から先には流れ出さない。このよう
にライン塗布法によれば、極めて簡易な構成によって短時間に多数のチップを同時処理で
き、しかも形状が安定する。従って、ライン塗布法によって蛍光体層110を形成するこ
とにより、量産性が高く、また色調バラツキが少なくなるという利点が得られる。このよ
うにして蛍光体層110を形成した後、加熱して硬化させる。なお、このような蛍光体層
110の形成には、ライン塗布法のほかに、印刷法、ポッティング法、電気沈着塗装法な
どの方法を用いることができる。
4、透光性部材103の形成
次に、透光性部材103をトランスファモールドにて形成する。まず、図5(b)に示し
たような、蛍光体層110を形成したパッケージアッセンブリを準備する。次に、パッケ
ージアッセンブリの上下をトランスファモールド用の金型で挟む。下側金型は平坦であり
、上側金型には透光性部材103を形成するためのレンズ型が設けられている。レンズ型
は、成形された透光性部材103が、第1の凹部104および第2の凹部105を備える
ことができるように、所定の面が形成されている。
次に、透光性部材103をトランスファモールドにて形成する。まず、図5(b)に示し
たような、蛍光体層110を形成したパッケージアッセンブリを準備する。次に、パッケ
ージアッセンブリの上下をトランスファモールド用の金型で挟む。下側金型は平坦であり
、上側金型には透光性部材103を形成するためのレンズ型が設けられている。レンズ型
は、成形された透光性部材103が、第1の凹部104および第2の凹部105を備える
ことができるように、所定の面が形成されている。
次に、上側金型とパッケージアセンブリの間に形成された樹脂の注入口を通じて樹脂を
流し込み、硬化させる。なお、透光性部材103を形成するために、トランスファモール
ドのほか、圧縮成形、射出成形などの方法を用いることもできる。
流し込み、硬化させる。なお、透光性部材103を形成するために、トランスファモール
ドのほか、圧縮成形、射出成形などの方法を用いることもできる。
5、ダイシング
次に、図5(c)に示すように、ダイシングブレード116にて、パッケージアセンブリ
をダイシングし、所定幅と所定長さで切り出して、図2に示すような線状光源装置を得る
ことができる。その長さは所望の長さで適宜変更可能であり、その幅Fは、例えば、0.
3mm〜1.2mm程度が好ましい。
この際に、ダイシングブレードの粒度、回転スピード、切断速度を適宜選択することで、
切断面を鏡面化することが好ましい
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る線状光源装置200について説明する。図6は、実施の形態2
に係る発光装置を示す概略断面図である。断面を示すハッチングは省略してある。なお、
この実施の形態2では、透光性部材203の形状を、以下の形状とした以外は、実質的に
実施の形態1と同様である。
次に、図5(c)に示すように、ダイシングブレード116にて、パッケージアセンブリ
をダイシングし、所定幅と所定長さで切り出して、図2に示すような線状光源装置を得る
ことができる。その長さは所望の長さで適宜変更可能であり、その幅Fは、例えば、0.
3mm〜1.2mm程度が好ましい。
この際に、ダイシングブレードの粒度、回転スピード、切断速度を適宜選択することで、
切断面を鏡面化することが好ましい
<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る線状光源装置200について説明する。図6は、実施の形態2
に係る発光装置を示す概略断面図である。断面を示すハッチングは省略してある。なお、
この実施の形態2では、透光性部材203の形状を、以下の形状とした以外は、実質的に
実施の形態1と同様である。
本実施の形態2では、透光性部材203に形成される第2の凹部105を、隣接して複
数形成している。このように第2の凹部を複数形成することによっても、これらの第2の
凹部から導光された光を外部に取り出すことが可能となり、実施の形態1と同様の効果を
得ることができる。本実施の形態2では、複数の第2の凹部で光を取り出しているため、
V字溝を深く設ける必要がなく、V字溝を深く形成することに起因する、透光性部材10
3の成形不良の懸念を回避することができる。
数形成している。このように第2の凹部を複数形成することによっても、これらの第2の
凹部から導光された光を外部に取り出すことが可能となり、実施の形態1と同様の効果を
得ることができる。本実施の形態2では、複数の第2の凹部で光を取り出しているため、
V字溝を深く設ける必要がなく、V字溝を深く形成することに起因する、透光性部材10
3の成形不良の懸念を回避することができる。
<実施の形態3>
本実施の形態3に係るバックライト装置は、実施の形態1および2に示された本発明に係
る線状光源装置と、その線状光源装置の光を入射する光入射面と、入射光を放射する発光
面とを有する導光板とを備える。
本実施の形態3に係るバックライト装置は、実施の形態1および2に示された本発明に係
る線状光源装置と、その線状光源装置の光を入射する光入射面と、入射光を放射する発光
面とを有する導光板とを備える。
(導光板)
本発明における導光板は、発光素子102の光を水平方向から垂直方向に変化させると共
に、線状光源装置から出射された線状の光を面状とする。導光板はほぼ平板状に形成され
、一方の端面を発光素子102と対向させて線状光源装置の光を入射する光入射面とし、
主面となる上面を、入射光を放射する発光面とする。導光板は透光性を有する樹脂で形成
され、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート
樹脂(PC)、環状オレフィン、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリプロ
ピレン樹脂(PP)、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂が利用できる。特に
、ポリアリレート樹脂、PET変性ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)
が総合的に優れている。また導光板の発光面及び入射面を除いて反射材が設けられている
と好ましい。さらに導光板は入射面から光の進行方向に従って次第に先細りとなるテーパ
状に形成することが望ましい。これによって入射面から入射された光を、導光板内で反射
させて発光面から効率よく外部に取り出せる。
本発明における導光板は、発光素子102の光を水平方向から垂直方向に変化させると共
に、線状光源装置から出射された線状の光を面状とする。導光板はほぼ平板状に形成され
、一方の端面を発光素子102と対向させて線状光源装置の光を入射する光入射面とし、
主面となる上面を、入射光を放射する発光面とする。導光板は透光性を有する樹脂で形成
され、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート
樹脂(PC)、環状オレフィン、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリプロ
ピレン樹脂(PP)、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂が利用できる。特に
、ポリアリレート樹脂、PET変性ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)
が総合的に優れている。また導光板の発光面及び入射面を除いて反射材が設けられている
と好ましい。さらに導光板は入射面から光の進行方向に従って次第に先細りとなるテーパ
状に形成することが望ましい。これによって入射面から入射された光を、導光板内で反射
させて発光面から効率よく外部に取り出せる。
本発明の線状光源装置は、輝度ムラが少なく、かつ、輝度のピークがなだらかに形成さ
れているため、導光板に入光させた際に、輝線の発生を抑制し、導光板の発光を均一な面
発光とすることができる。
れているため、導光板に入光させた際に、輝線の発生を抑制し、導光板の発光を均一な面
発光とすることができる。
また、バックライト装置を形成する際に、導光板の表面にプリズムシート(片面に複数
のプリズム山を備えたシート)を備えることができるが、導光板に対するプリズムシート
の向きによって、バックライト装置の輝度と発光均一性の特性に影響を及ぼす。例えば、
プリズム山を導光板に対向して配置するプリズムシート(このように配置して使用するプ
リズムシートを「逆プリズムシート」と称する)を使用した場合、輝度は高くなるが発光
均一性は低くなる傾向を示す。このような逆プリズムシートを従来のような明部と暗部の
差が大きい状態で使用すると、暗部が顕著に現れる。これに対して、本発明の線状光源装
置を使用したバックライト装置は、明部と暗部の差が小さいことから、逆プリズムシート
を使用しても暗部が顕著に現れる恐れがなく、輝度の高いバックライト装置を得ることが
できる。
のプリズム山を備えたシート)を備えることができるが、導光板に対するプリズムシート
の向きによって、バックライト装置の輝度と発光均一性の特性に影響を及ぼす。例えば、
プリズム山を導光板に対向して配置するプリズムシート(このように配置して使用するプ
リズムシートを「逆プリズムシート」と称する)を使用した場合、輝度は高くなるが発光
均一性は低くなる傾向を示す。このような逆プリズムシートを従来のような明部と暗部の
差が大きい状態で使用すると、暗部が顕著に現れる。これに対して、本発明の線状光源装
置を使用したバックライト装置は、明部と暗部の差が小さいことから、逆プリズムシート
を使用しても暗部が顕著に現れる恐れがなく、輝度の高いバックライト装置を得ることが
できる。
<実施例1>
本実施例では、図1および図2に示す構造の線状光源装置を以下の方法で作製した。
本実施例では、図1および図2に示す構造の線状光源装置を以下の方法で作製した。
まず、基板101として、エポキシ系樹脂シートを張り合わせた基板シートを用い、そ
の表面にCu/Ni/Agからなる導電パターン109を形成した。発光素子102とし
て、InGaN系青色発光素子を用いた。導電パターン109の上に、9mm間隔で発光
素子をエポキシ系接着材を介して実装し、金線からなるワイヤにより、ワイヤボンディン
グした。
の表面にCu/Ni/Agからなる導電パターン109を形成した。発光素子102とし
て、InGaN系青色発光素子を用いた。導電パターン109の上に、9mm間隔で発光
素子をエポキシ系接着材を介して実装し、金線からなるワイヤにより、ワイヤボンディン
グした。
次に、YAG蛍光体及び拡散材を含有させたシリコーン樹脂を用いて、ライン塗布法に
より、蛍光体層110を形成させた。蛍光体層110を硬化させた後、拡散材を含有させ
た変性シリコーン樹脂を用い、トランスファモールドにより、透光性部材103を形成さ
せた。
より、蛍光体層110を形成させた。蛍光体層110を硬化させた後、拡散材を含有させ
た変性シリコーン樹脂を用い、トランスファモールドにより、透光性部材103を形成さ
せた。
本実施例において、第1の凹部105は、以下のように設定されている。図4に示され
る蛍光体層110の幅Eは、約1mm、発光素子102の直上のV字溝の幅Cは、約0.
7mm、第2の面112の幅は、約0.9mmである。また、基板101の上面とのなす
角度θ1は、50°、基板101の上面と第1の面111のなす角度θ2は20°に設定
されている。さらに、第2の凹部105を形成する第3の面107と基板101の上面と
がなす角度は、30°に形成される。なお、図5(c)に示される幅Fは、0.6mmで
ある。図1に図示した線状光源装置100について、発光強度分布のシミュレーションを
行った。
る蛍光体層110の幅Eは、約1mm、発光素子102の直上のV字溝の幅Cは、約0.
7mm、第2の面112の幅は、約0.9mmである。また、基板101の上面とのなす
角度θ1は、50°、基板101の上面と第1の面111のなす角度θ2は20°に設定
されている。さらに、第2の凹部105を形成する第3の面107と基板101の上面と
がなす角度は、30°に形成される。なお、図5(c)に示される幅Fは、0.6mmで
ある。図1に図示した線状光源装置100について、発光強度分布のシミュレーションを
行った。
また、比較のために、線状光源装置100の第1の凹部104に段差部106が形成さ
れていない比較用の線状光源装置を想定して、実施例と同様に発光強度分布のシミュレー
ションを行った。比較例の線状光源装置は、第1の凹部の直上のV字溝の幅Cを0.45
mmとし、基板101の上面とV字溝の対向面113のなす角度θ1は、65°に設定さ
れている。その他は、実施例の線状光源装置と同じである。
れていない比較用の線状光源装置を想定して、実施例と同様に発光強度分布のシミュレー
ションを行った。比較例の線状光源装置は、第1の凹部の直上のV字溝の幅Cを0.45
mmとし、基板101の上面とV字溝の対向面113のなす角度θ1は、65°に設定さ
れている。その他は、実施例の線状光源装置と同じである。
図8に、実施例1と比較例の発光強度分布のグラフを示す。実線が実施例1の線状光源
装置の発光強度分布であり、破線が比較例である。比較例の線状光源装置では、発光素子
と第2の凹部との間に、発光強度がゼロに近く、ほとんど発光が観測されない暗部が存在
するのに対し、実施例においては、このような暗部がなく、線状に光が広げられている。
また、比較例においては、発光素子直上から取り出される光の配光が狭いのに対し、実施
例の線状光源装置では、発光素子直上から取り出される光の配光が広くなっており、発光
素子の直上から出射される光が、横方向に広がっていることがわかる。このように、本発
明の線状光源装置においては、より均一に光を広げることができるので、導光板の輝度ム
ラを抑制することが可能な線状光源装置とすることができる。
装置の発光強度分布であり、破線が比較例である。比較例の線状光源装置では、発光素子
と第2の凹部との間に、発光強度がゼロに近く、ほとんど発光が観測されない暗部が存在
するのに対し、実施例においては、このような暗部がなく、線状に光が広げられている。
また、比較例においては、発光素子直上から取り出される光の配光が狭いのに対し、実施
例の線状光源装置では、発光素子直上から取り出される光の配光が広くなっており、発光
素子の直上から出射される光が、横方向に広がっていることがわかる。このように、本発
明の線状光源装置においては、より均一に光を広げることができるので、導光板の輝度ム
ラを抑制することが可能な線状光源装置とすることができる。
さらに、シミュレーションにより、外部に取り出される光の量を比較したところ、実施
例1では、比較例の線状光源装置に対して、光束が59%向上する結果となった。
例1では、比較例の線状光源装置に対して、光束が59%向上する結果となった。
本発明の線状光源装置およびバックライト装置は、例えば、携帯電話やデジタルカメラ
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。
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。
100、200 線状光源装置
101 基板
102 発光素子
103、203 透光性部材
104 第1の凹部
105 第2の凹部
106 段差部
107 第3の面
108 第4の面
109 導電パターン
110 蛍光体層
111 第1の面
112 第2の面
113 対向面
114 凹部底面
115 ワイヤ
116 ダイシングブレード
201、202、203、204 導波光の経路
101 基板
102 発光素子
103、203 透光性部材
104 第1の凹部
105 第2の凹部
106 段差部
107 第3の面
108 第4の面
109 導電パターン
110 蛍光体層
111 第1の面
112 第2の面
113 対向面
114 凹部底面
115 ワイヤ
116 ダイシングブレード
201、202、203、204 導波光の経路
Claims (6)
- 横方向に長い長尺基板と、
前記基板上に前記横方向に互いに間隔をおいて載置された複数の発光素子と、
前記発光素子を覆う透光性部材と、を備え、
前記透光性部材の外表面は、前記発光素子の上方に第1の凹部と、前記横方向に隣接す
る前記発光素子の間の上方に第2の凹部とを有し、
前記第1の凹部の内側面が外側に向けて広がるように段差部を有していることを特徴と
する線状光源装置。 - 前記段差部は、前記段差部の側面を形成する第1の面と、前記段差部の底面を形成する
第2の面とを有している請求項1に記載の線状光源装置。 - 前記第1の凹部内にて前記発光素子の直上にV字溝を有する請求項1または2に記載の
線状光源装置。 - 前記第1の面と前記基板の前記発光素子の載置面とのなす角度は、前記V字溝を形成す
る対向面と前記基板の前記発光素子の載置面とのなす角度よりも小さい請求項3に記載の
線状光源装置。 - 前記透光性部材の光出射面側の最外形を形成する面から、前記第2の面までの高さは、
前記V字溝の底面までの高さの40〜60%である請求項3または4のいずれか1項に記
載の線状光源装置。 - 前記第2の凹部は、隣接して複数設けられている請求項1乃至5のいずれか1項に記載
の線状光源装置。
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-
2013
- 2013-12-26 JP JP2013269628A patent/JP2014063761A/ja not_active Withdrawn
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