JP2020091953A - 面状発光装置、及び面状発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い輝度の光を出射可能な面状発光装置を提供する。【解決手段】面状発光装置１０は、所定の方向に伸延した基板と、基板上に所定の方向に並べて配置される複数の発光素子１１ｇと、複数の発光素子１１ｇを囲むように基板上に配置される枠体１１ａと、複数の発光素子１１ｇを封止するために枠体１１ａの内側に配置される封止材１１ｂと、を有する線状発光部１１と、線状発光部１１から出射した光を入射する入射面１２ｂ、及び、入射面１２ｂから入射した光を出射する出射面１２ｄを有する導光板１２と、線状発光部１１の発光領域１１ｌが導光板１２の入射面と対向するように線状発光部及び導光板１２を収納するケース１３と、を備え、基板の発光領域１１ｌとは反対側の裏面は、ケース１３の一つの側部１３ｂに接着され、一つの側部１３ｂには、線状発光部１１を一つの側部１３ｂに吸着するための孔１３ｈが設けられている。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、面状発光装置、及び面状発光装置の製造方法に関する。

従来、液晶パネル装置等の透過型の表示パネル装置、シーリングライト等の照明装置及びデジタルサイネージ等の情報表示装置において、光を面状に発光する面状発光装置が光源として用いられている。

様々な情報を表示する表示パネル装置及び情報表示装置は、太陽の光がある明るい屋外で使用される場合がある。また、照明装置も、広い部屋で用いられる場合には、部屋の隅々まで光を照らすように、高い輝度の光を照射することが求められる場合がある。

例えば、液晶パネル装置等の透過型の表示パネル装置は、高機能携帯端末の表示部として使用されており、様々な環境において使用され得る。

液晶パネル等の透過型の表示パネルを背面から照らす面状発光装置は、透過型表示パネルを背面から照らすのでバックライト装置ともいわれる。

バックライト装置は、液晶パネル等の透過型の表示パネル装置を背面から照らして画像の形成に寄与する。

面状発光装置には、発光装置が発光する光を入射する入射面と入射した光を出射する出射面とがほぼ直交して配置されるエッジ型の面状発光装置と、入射面と出射面とが対向して配置される直下型の面状発光装置とがある。

エッジ型の面状発光装置は、１つ以上の側面を持つ導光板を備え、導光板の１つの側面が発光装置の発光領域と対向して配置される入射面として用いられる。入射面から入射した光は、導光板内を伝搬しながら、入射面に対してほぼ直交して配置される出射面から出射する。１つ以上の側面を持つ導光板は、長辺を形成する側面と短辺を形成する側面とを有するが、入射面として長辺を形成する側面が用いられることが多い。そのため、エッジ型の面状発光装置は、導光板の長手方向に伸延した線状発光部を備える。

例えば、特許文献１の図１には、４個のＬＥＤチップがリードフレームに実装された３個のパッケージと、この３個のパッケージが直線的に取り付けられた長尺状の絶縁基板とを有する線状発光部が示されている。また、特許文献１の図５には、線状発光部を備えたエッジ型の面状照明装置が示されている。

特開２０１０−１４６９３１号公報

近年、屋外等の明るい環境下においても、表示パネル装置の充分な視認性を確保するために、バックライト装置が出射する光の輝度を更に向上することが求められている。

輝度を向上する方法として、線状発光部が有するＬＥＤチップの数を増加することがある。

しかし、特許文献１に記載された線状発光部では、絶縁基板の長さは固定されているので、絶縁基板に取り付けられるパッケージの数を増加することは容易ではない。また、一つのパッケージに実装されるＬＥＤチップの数は、リードフレームの放熱性及び加工精度等の制約を受けるので、実装されるＬＥＤチップの数を大きく増大することも困難である。

また、高い輝度の光を出射させるために線状発光部のＬＥＤチップに大きな電流を流すと、熱によって線状発光部の基板が膨張し、線状発光部に反りが生じることがある。この結果、線状発光部の反った部分が導光板と接触して線状発光部の配線が断線したり、線状発光部の反りによって線状発光部と収納ケースとの間の接着性が低下して放熱性が低下したりするおそれがある。このため、線状発光部に反りが生じたり放熱性が低下したりすることが少なく、高い輝度の光を出射可能な面状発光装置が求められている。

照明装置及び情報表示装置においても、表示パネル装置と同様に、面状発光装置の輝度を向上することが求められている。

本明細書では、高い輝度の光を出射可能な面状発光装置を提供することを目的とする。

本明細書に開示する面状発光装置は、所定の方向に伸延した基板と、基板上に所定の方向に並べて配置される複数の発光素子と、複数の発光素子を囲むように基板上に配置される枠体と、複数の発光素子を封止するために枠体の内側に配置される封止材と、を有する線状発光部と、線状発光部から出射した光を入射する入射面、及び、入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光板と、線状発光部の発光領域が導光板の入射面と対向するように線状発光部及び導光板を収納するケースと、を備え、基板の発光領域とは反対側の裏面は、ケースの一つの側部に接着され、一つの側部には、線状発光部を一つの側部に吸着するための孔が設けられていることを特徴とする。

また、面状発光装置において、枠体の内側領域が線状発光部の発光領域を規定することが好ましい。

また、面状発光装置において、ケースは、下ケース及び上ケースを有し、下ケースは、孔を有することが好ましい。

また、面状発光装置において、線状発光部は、線状発光部の長手方向がケースの一つの側部の長手方向と一致するように、ケースの一つの側部と接着され、一つの側部の短手方向における孔の大きさは、線状発光部の短手方向の幅よりも小さいことが好ましい。

また、面状発光装置において、基板の表面を基準として、枠体の高さは、封止材の表面の位置よりも高いことが好ましい。

また、面状発光装置において、基板における所定の方向と直交する幅方向の中心を通る中心軸と、枠体における幅方向の中心を通る中心軸とは一致していないことが好ましい。

また、面状発光装置において、複数の発光素子は、所定の方向に並ぶ列を形成しており、列において、発光素子同士の間隔は少なくとも部分的に異なっていることが好ましい。

特に、面状発光装置において、列における所定の方向の端部側において隣接する発光素子同士の間隔は、列における所定の方向の中央において隣接する発光素子同士の間隔よりも狭いことが好ましい。

本明細書に開示する面状発光装置の製造方法は、上述の面状発光装置の製造方法であって、線状発光部の裏面の第１の接着面、又は第１の接着面と対向するケースの一つの側部の第２の接着面、のいずれか一方に接着材を付加する接着材付加ステップと、孔から第１の接着面を吸引して、第１の接着面と第２の接着面とを接着材によって接着させる接着ステップと、を有することを特徴とする。

また、面状発光装置の製造方法において、接着ステップにおいて、線状発光部は、線状発光部の長手方向の両端部においてケースの一つの側部へ押圧されることが好ましい。

上述した本明細書に開示する面状発光装置は、高い輝度の光を出射可能である。

本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の斜視図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の分解斜視図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の下ケースの側部を貫通する孔の一例を模式的に示す斜視図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の下ケースの側部を貫通する孔の他の一例を模式的に示す斜視図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の要部の平面図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の拡大平面図である。 図４のＢ−Ｂ’線断面図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の配線部の拡大平面図である。 図１のＡ−Ａ’線拡大断面図である。 図７Ａの要部の拡大図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部を下ケースの側部に吸着させる方法の一例を模式的に示す第１の図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部を下ケースの側部に吸着させる方法の一例を模式的に示す第２の図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例１の拡大平面図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例２の拡大平面図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例３の拡大平面図である。 本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例４の拡大平面図である。

以下、本明細書で開示する面状発光装置の好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

本明細書では、液晶パネル等の透過型の表示パネルを背面から照らす光源として使用される面状発光装置を例にして以下に説明を行うが、本明細書で開示する面状発光装置の用途はこれに限定されるものではない。例えば、本明細書で開示する面状発光装置は、照明装置及び情報表示装置の光源としても使用され得る。

図１は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の斜視図である。図２Ａは、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の分解斜視図である。図２Ｂ及び図２Ｃは、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の下ケースの側部を貫通する孔を模式的に示す斜視図である。図３は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の要部の平面図である。図４は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の拡大平面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ’線断面図である。図６は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の配線部の拡大平面図である。図７Ａは、図１のＡ−Ａ’線拡大断面図であり、図７Ｂは、図７Ａの要部の拡大図である。図７Ｃ及び図７Ｄは、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部を下ケースの側部に吸着させる方法を模式的に示す図である。

本実施形態の面状発光装置１０は、線状発光部１１と、導光板１２と、反射シート１４と、スペーサ１５と、拡散シート１６と、集光シート１７と、反射型偏光板１８と、これらを内部に収納する収納ケース１０ａを備える。面状発光装置１０は、所定の方向に伸延した扁平な直方体の形状を有する。

下ケース１３は、底部１３ａと、４つの側部１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを有する。底部１３ａと、４つの側部１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅに囲まれて、空間１３ｆが形成される。空間１３ｆの上方は、外部に露出している。

上ケース１９が空間１３ｆを覆うように下ケース１３上に配置されて、収納ケース１０ａが形成される。

下ケース１３の底部１３ａは矩形の形状を有する。導光板１２と、反射シート１４と、拡散シート１６と、集光シート１７と、反射型偏光板１８の輪郭は、概ね底部１３ａの形状と一致する。

下ケース１３には、側部１３ｂを貫通する孔１３ｈが設けられている。この孔１３ｈは、線状発光部１１を下ケース１３に収納する際に、例えば、真空吸着等によって、線状発光部１１を下ケース１３の一つの側部１３ｂに接着させるために利用される。この孔１３ｈの形状は、特には限定されず、例えば、図２Ｂに示すように、円形、楕円形、又は矩形とされる。この孔１３ｈは、下ケース１３の側部１３ｂに一つだけ形成されてもよいし、複数形成されてもよい。例えば、この孔１３ｈは、図２Ｃに示すように、下ケース１３の側部１３ｂの長手方向に沿って設けられた単一の一直線状の孔１３ｈであってもよい。この孔１３ｈの利用方法については、後で図７Ｂ〜図７Ｄを参照して詳しく説明する。

反射シート１４は、底部１３ａ上に配置される。更に、反射シート１４上に、導光板１２と、拡散シート１６と、集光シート１７と、反射型偏光板１８が、輪郭を概ね一致させて順番に配置される。そして、上ケース１９が、反射型偏光板１８を覆うように、下ケース１３上に配置される。

上ケース１９は、大きな開口部１９ａを有しており、開口部１９ａから反射型偏光板１８が露出する。線状発光部１１が出射した光は、開口部１９ａから外部へ面状に出射される。

導光板１２は、線状発光部１１が出射する光を入射する入射面１２ｂと、入射面１２ｂから入射した光を出射する出射面１２ｄと、出射面１２ｄと対向する反射面１２ａと、入射面１２ｂと対向する対向面１２ｃを有する。導光板１２は、面状発光装置１０の長手方向に伸延した、扁平な直方体の形状を有する。導光板１２は、入射面１２ｂから入射した光を導光しながら進行方向を変化させて、入射面１２ｂと直交する向きを有する出射面１２ｄから出射する。導光板１２は、線状発光部１１が発光する光を伝搬する材料を用いて形成される。導光板１２は、例えば、ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂等の樹脂を用いて形成される。また、導光板１２は線状発光部１１から高輝度の光を入射し得るので、耐光性の高い材料を用いて形成してもよい。耐光性の高い材料として、例えば、ガラスを用いることができる。

入射面１２ｂは、導光板１２の長手方向に伸延した矩形の形状を有する。

入射面１２ｂの長手方向の両側には、突起部１２ｅが配置される。線状発光部１１は、下ケース１３内において、一対の突起部１２ｅと入射面１２ｂとに囲まれた空間に配置される。

導光板１２の反射面１２ａには、微細な凹凸構造が設けられている。導光板１２内で反射面１２ａに進んだ光は、この凹凸構造により進行方向が出射面１２ｄ側へ変えられて、出射面１２ｄから出射する。

なお、導光板１２の形状は、長手方向に伸延した矩形に限定されるものではない。導光板１２の形状は、面状発光装置１０が組み込まれる装置が出射する光の面形状に対応させて適宜決定され得る。例えば、導光板１２の形状は、正方形、４角形以外の多角形、楕円形であってもよい。また、例えば、面状発光装置１０が、照明装置の光源として用いられる場合には、導光板１２の形状は、円形、楕円形、多角形の形状であってもよい。

線状発光部１１は、面状発光装置１０の長手方向に伸延した、細長い矩形の形状を有する。線状発光部１１は、実装基板１１ｊ及び回路基板１１ｉを有する基板部１１ｄと、複数の発光素子１１ｇと、枠体１１ａと、封止材１１ｂと、検査電極１１ｅ、１１ｆと、コネクタ１１ｃを有する。図４に示すように、線状発光部１１の長手方向を、以下Ｘ軸方向ともいう。また、線状発光部１１の長手方向と直交する幅方向を、以下Ｙ軸方向ともいう。線状発光部１１の長手方向において、第１端部１１ｍ側から第２端部１１ｎ側に向かって、コネクタ１１ｃと、検査電極１１ｅ、１１ｆと、複数の発光素子１１ｇ、封止材１１ｂ及び枠体１１ａが順番に配置される。

例えば、線状発光部１１の長手方向の寸法を約３４０ｍｍとして、幅方向の寸法を約４ｍｍとすることができる。また、線状発光部１１の厚さを、約１．４ｍｍとすることができる。

実装基板１１ｊは、細長い矩形の形状を有する。実装基板１１ｊの長手方向は、線状発光部１１の長手方向と一致し、実装基板１１ｊの幅方向は、線状発光部１１の幅方向と一致する。実装基板１１ｊは、例えば、アルミニウム等の金属、又はセラミックス等の電気絶縁性の材料を用いて形成される。実装基板１１ｊは、平坦な表面を有し、この平坦な表面上に、複数の発光素子１１ｇが配置される。実装基板１１ｊの表面が平坦であることは、複数の発光素子１１ｇが高い密度で実装基板１１ｊ上に配置される観点から好ましい。

例えば、実装基板１１ｊの厚さを約０．９ｍｍとすることができる。

回路基板１１ｉは、実装基板１１ｊと概ね同じ輪郭を有し、実装基板１１ｊ上に配置される。回路基板１１ｉの長手方向は、線状発光部１１の長手方向と一致し、回路基板１１ｉの幅方向は、線状発光部１１の幅方向と一致する。回路基板１１ｉは、その中央部に細長い開口部１１ｏを有し、開口部１１ｏから実装基板１１ｊの平坦な表面が露出する。回路基板１１ｉは、接着シート等の接着材によって実装基板１１ｊ上に貼り付けられる。回路基板１１ｉは、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はポリエステル樹脂等の電気絶縁性の樹脂を用いて形成される。

図６に示すように、回路基板１１ｉの表面には、開口部１１ｏを挟むように、一対の配線部２０、２１が配置される。一対の配線部２０、２１は、回路基板１１ｉの長手方向に伸延するように、回路基板１１ｉの幅方向に間隔を開けて配置される。配線部２０、２１は、例えば、金又は銅等の導電体が、回路基板１１ｉ上にパターニングされて形成される。

配線部２０、２１の間には、複数の発光素子１１ｇが、線状発光部１１の長手方向に沿って配置される。

配線部２０、２１における第１端部１１ｍ側の端部２０ｂ，２１ｂには、コネクタ１１ｃが配置される。コネクタ１１ｃは、外部電源（図示せず）から供給される電力を配線部２０、２１に供給する。また、回路基板１１ｉにおける第１端部１１ｍ側には、コネクタ１１ｃを、ハンダ等を用いて回路基板１１ｉに接合するための接合パッド２４ａ、２４ｂが配置される。

図６に示すように、配線部２０及び配線部２１における第２端部１１ｎ側の端部２０ａ、２１ａ同士は、ツェナーダイオード２３を介して電気的に接続される。ツェナーダイオード２３は、複数の発光素子１１ｇに対して過電圧が印加されることを防止する。

また、配線部２０、２１における第１端部１１ｍ側の端部２０ｂ，２１ｂには、コネクタ１１ｃと隣接して検査電極１１ｅ、１１ｆが配置される。検査電極１１ｅ、１１ｆは、製造工程において線状発光部１１の動作を検査するための電圧を印加するために用いられる。

コネクタ１１ｃには、外部電源からケーブル２５を介して電力が供給される。コネクタ１１ｃに接続されるケーブル２５は、反射シート１４の開口部１４ａ及び下ケース１３の底部１３ａに設けられた開口部１３ｇを通って外部へ延出可能である。

配線部２１には、発光素子１１ｇを実装基板１１ｊ上に配置する時のマーカとして機能する複数の凹部２１ｃが配置される。

また、配線部２０には、ワイヤ１１ｈを実装基板１１ｊ上に配置する時のマーカとして機能する複数の凹部２０ｃが配置される。

回路基板１１ｉ及び配線部２０、２１は、コネクタ１１ｃが配置される領域及び検査電極１１ｅ、１１ｆを除いて、絶縁性の膜であるソルダレジスト１１ｋによって覆われて保護される。

発光素子１１ｇは、例えば、矩形上に形成された青色系の半導体発光素子である。発光素子１１ｇは、例えば、ＬＥＤダイである。ＬＥＤダイは、発光ダイオードのダイにカソード端子及びアノード端子が電気的に接続された素子である。複数の発光素子１１ｇが、回路基板１１ｉの開口部１１ｏ内の実装基板１１ｊ上に、線状発光部１１の長手方向に沿って直線状に配置される。複数の発光素子１１ｇは、線状発光部１１の長手方向に並ぶ発光素子列１１ｐを形成する。発光素子１１ｇは、その上面が実装基板１１ｊの表面と平行に配置されることが好ましい。発光素子１１ｇは、例えば、実装基板１１ｊ上にダイボンドにより接着される。発光素子１１ｇとして、例えば発光波長域が４４０〜４５５ｎｍのＩｎＧａＮ系化合物半導体等を用いることができる。図４に示す例では、矩形の発光素子１１ｇは、辺同士を互いに対向させて実装基板１１ｊ上に配置されているが、発光素子１１ｇを４５度回転させて、互いの頂点同士を対向させるように、発光素子１１ｇを実装基板１１ｊ上に配置してもよい。

発光素子１１ｇが、実装基板１１ｊ上に直接配置されることにより、発光する発光素子１１ｇが生じる熱を実装基板１１ｊに効率よく伝達できるので、発光素子１１ｇの温度が上昇することが抑制される。このように線状発光部１１が発光素子１１ｇの高い放熱性を有することは、発光素子１１ｇを高い密度で、実装基板１１ｊ上に配置する観点からも好ましい。

発光素子１１ｇは、カソード端子Ｋ及びアノード端子Ａを有する。近接する発光素子１１ｇ同士は、カソード端子Ｋとアノード端子Ａとが、ワイヤ１１ｈを用いて互いに電気的に接続される。複数の発光素子１１ｇが、電気的に接続されて一つの列を形成する。各列の両端に位置する発光素子１１ｇのカソード端子Ｋ又はアノード端子Ａは、ワイヤ１１ｈを介して配線部２０、２１と電気的に接続される。本実施形態では、８個の発光素子１１ｇが直列に接続された２６列が、配線部２０、２１の間に並列に接続されている。即ち、線状発光部１１の発光素子列１１ｐは、２０８個の発光素子１１ｇを有する。なお、ワイヤ１１ｈは、封止材１１ｂにより封止されているが、図では、分りやすくするために、実線で示している。

外部電源からコネクタ１１ｃを介して、配線部２０、２１に直流電圧が印加されることによって、発光素子１１ｇは発光する。

線状発光部１１では、複数の発光素子１１ｇが実装基板１１ｊ上に直接配置されるので、線状発光部１１の長手方向において、単位長さあたりに多数の発光素子１１ｇを配置することが可能となる。

一列あたりに配置される発光素子１１ｇの数は、駆動回路の出力電圧に応じて適宜決定され得る。また、線状発光部１１に配置される列の数は、面状発光装置１０に求められる輝度に応じて適宜決定され得る。

例えば、発光素子１１ｇを平面視した寸法は、約０．６ｍｍ×０．６ｍｍとすることができる。また、隣接する発光素子１１ｇの間隔を、約１．４ｍｍとすることができる。発光素子１１ｇが配置される実装基板１１ｊの表面が平坦であれば、隣接する発光素子１１ｇの間隔を、約０．１ｍｍ程度にすることも可能である。

枠体１１ａは、直線状に配置される複数の発光素子１１ｇを囲むように、回路基板１１ｉの開口部１１ｏに沿って配置される。枠体１１ａの長手方向は、線状発光部１１の長手方向と一致する。枠体１１ａの幅方向は、線状発光部１１の幅方向と一致する。枠体１１ａは、線状発光部１１の長手方向に伸延した環状の形状を有する。枠体１１ａは、例えば、ダム材である。

枠体１１ａは、長尺状のほぼ同じ幅の枠体連続体が、環状に配置されて形成される。枠体連続体は、白色の樹脂で形成されることが好ましい。例えば、枠体連続体は、酸化チタン等の微粒子が分散されたシリコン樹脂又はエポキシ樹脂を用いて形成される。また、枠体連続体の幅を１ｍｍとして、高さを０．５ｍｍとすることができる。

発光素子１１ｇから枠体１１ａに向けて出射された光は、枠体１１ａの内側、即ち発光素子１１ｇ側の表面で反射されて線状発光部１１の上方に出射される。

封止材１１ｂは、複数の発光素子１１ｇを封止するために枠体１１ａの内側で実装基板１１ｊ上に配置される。封止材１１ｂは、複数の発光素子１１ｇに基づいて生成される光に対して透光性を有する樹脂に蛍光体が含有された部材である。複数の発光素子１１ｇに基づいて生成される光は、発光素子１１ｇが出射する光と、蛍光体により波長変換された光を含む。蛍光体は、発光素子１１ｇが出射した青色光を吸収して黄色光に波長変換する、例えばＹＡＧ（ｙｔｔｒｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｒｎｅｔ）等の粒子状の蛍光体材料である。青色光と蛍光体により波長変換された黄色光とが混合されることにより白色光が得られる。封止材１１ｂは、例えば、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の樹脂に蛍光体が含有されて形成され得る。封止材１１ｂは、青色光を吸収して他の色の光（赤色、緑色等）に波長変換する蛍光体を有していてもよい。また、封止材１１ｂは、蛍光体を有していなくてもよい。

枠体１１ａに囲まれた封止材１１ｂの表面は、光を出射する発光領域１１ｌを形成する。すなわち、枠体１１ａの内側領域が線状発光部１１の発光領域１１ｌを規定する。

図５に示すように、実装基板１１ｊの表面を基準として、枠体１１ａの高さ（頂点の位置）は、封止材１１ｂの表面の位置よりも高い。例えば、枠体１１ａの高さを、封止材１１ｂの表面の位置よりも０．１ｍｍ高くしてもよい。また、図５において破線で示されるように、枠体１１ａの内側の端部が、回路基板１１ｉの内側の端部よりも内側に配置されることで、枠体１１ａは、枠体１１ａの一部が実装基板１１ｊ上に配置されるように形成されてもよい。

反射シート１４は、導光板１２の反射面１２ａから出射した光を、反射面１２ａ側に向かって反射する。反射シート１４は、例えば、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔、銀蒸着膜が形成されたフィルム、アルミニウム蒸着膜が形成されたフィルム、又は白色シート等を用いることができる。

反射シート１４の厚さは、例えば、約０．２ｍｍとすることができる。

拡散シート１６は、導光板１２の出射面１２ｄから出射した光が拡散しながら透過する。拡散シート１６は、例えば、ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂等の樹脂にシリカ粒子等を分散して形成される。

拡散シート１６の厚さは、例えば、約０．１ｍｍとすることができる。

集光シート１７は、拡散シート１６から入射した光の配光分布を調整して、反射型偏光板１８に向かって出射する。集光シート１７は、反射型偏光板１８側の面に微小な集光群を有する。集光シート１７として、例えばプリズムシートを用いることができる。

集光シート１７の厚さは、例えば、約０．２ｍｍとすることができる。

反射型偏光板１８は、集光シート１７から入射した光のＳ成分及びＰ成分の中の何れか一方の成分を透過し、他方の成分を反射する。反射された成分の光は、反射シート１４側に向かって進行した後、再度反射型偏光板１８に入射するまでの間に反射型偏光板１８を透過する成分の光に変換される。反射型偏光板１８は、例えば、樹脂により形成される多層膜構造を有する。

反射型偏光板１８の厚さは、例えば、約０．４ｍｍとすることができる。

なお、導光板１２上に配置されるシートは、上述した例に限定されるものではない。例えば、面状発光装置１０が、一般の照明装置の光源として使用される場合、導光板１２上に、第１の拡散シートと、第２の拡散シートとを順番に配置してもよい。また、面状発光装置１０が、大型のディスプレイ装置の光源として使用される場合、導光板１２上に、第１の拡散シートと、第２の拡散シートと、集光シートとを順番に配置してもよい。また、面状発光装置１０が、大型、中型又は小型のディスプレイ装置の光源として使用される場合、導光板１２上に、拡散シートと、集光シートとを順番に配置してもよい。また、面状発光装置１０が、小型のディスプレイ装置の光源として使用される場合、導光板１２上に、拡散シートと、第１の集光シートと、第２の集光シートを順番に配置してもよい。

図３は、下ケース１３と、下ケース１３内に配置された反射シート１４と、導光板１２と、接着材１０ｂと、線状発光部１１と、スペーサ１５を示す平面図である。

図３に示すように、線状発光部１１は、その長手方向を、下ケース１３の長手方向と一致させて、接着材１０ｂを介して、下ケース１３の側部１３ｂ上に固定される。線状発光部１１は、発光領域１１ｌとは反対側の基板部１１ｄの裏面において下ケース１３の一つの側部１３ｂに、接着材１０ｂによって接着される。接着材１０ｂは、高い熱伝導性を有することが好ましい。なお、接着材１０ｂは、線状発光部１１の長手方向の全体にわたって配置されていなくてもよい。この場合、接着材１０ｂが配置されていない線状発光部１１と側部１３ｂとの間に熱伝導グリースを配置してもよい。また、線状発光部１１における実装基板１１ｊの裏面に凹凸を形成して、接着材１０ｂとの接着強度を高めてもよい。実装基板１１ｊの裏面の凹凸は、例えば、サンドブラスト等の機械的処理、エッチング等の化学的処理又はプラズマ等の物理的処理を用いて形成される。

導光板１２は、その入射面１２ｂが、線状発光部１１の発光領域１１ｌと対向するように、下ケース１３の空間１３ｆに収納される（図７Ｂ参照）。また、導光板１２は、一対の突起部１２ｅが、線状発光部１１の長手方向の第１端部１１ｍ及び第２端部１１ｎと当接するように、下ケース１３の空間１３ｆに配置される。

導光板１２の対向面１２ｃにおける長手方向の両端部と、下ケース１３の側部１３ｃとの間には弾性を有するスペーサ１５が配置される。導光板１２は、対向面１２ｃにおける長手方向の両端部がスペーサ１５によって、線状発光部１１側に押圧される。これにより、導光板１２における一対の突起部１２ｅが、線状発光部１１の長手方向の第１端部１１ｍ及び第２端部１１ｎを押圧することにより、導光板１２が下ケース１３の空間１３ｆ内に固定される。

また、図４に示すように、線状発光部１１では、実装基板１１ｊにおける長手方向と直交する幅方向の中心を通る中心軸Ｌ１と、枠体１１ａにおける長手方向と直交する幅方向の中心を通る中心軸Ｌ２とは一致していない。枠体１１ａは、中心軸Ｌ２に対してほぼ線対称に形成される。その結果、枠体１１ａと実装基板１１ｊにおけるＹ軸の正方向側の端縁との距離Ｓ１は、枠体１１ａと実装基板１１ｊにおけるＹ軸の負方向側の端縁との距離Ｓ２よりも広くなる。

図７Ｂは、図７Ａの要部１０ｃの拡大図である。図７Ｂに示すように、線状発光部１１が、収納ケース１０ａ内に収納された状態において、線状発光部１１の発光領域１１ｌの光軸と、導光板１２の入射面１２ｂの光軸とは一致することが、線状発光部１１が発光した光を、導光板１２の入射面１２ｂに効率よく入射する観点から好ましい。

収納ケース１０ａ内では、導光板１２の反射面１２ａの下には反射シート１４のみが配置されるが、導光板１２の出射面１２ｄの上には、拡散シート１６、集光シート１７及び反射型偏光板１８が配置される。そのため、導光板１２の上下それぞれに配置されるシートの数に対応するように、距離Ｓ１を距離Ｓ２よりも長くして、線状発光部１１の発光領域１１ｌの光軸と、導光板１２の入射面１２ｂの光軸とを一致させやすくなされている。

また、下ケース１３は、側部１３ｂを貫通する孔１３ｈを有する。前述のように、この孔１３ｈは、線状発光部１１を下ケース１３に収納する際に、例えば、真空吸着等によって、線状発光部１１を下ケース１３の一つの側部１３ｂに接着させるために利用される。

線状発光部１１の発光領域１１ｌの側に実装された枠体１１ａ及び封止材１１ｂは、可塑性のエポキシ樹脂又はシリコン樹脂等からなる。このため、線状発光部１１を側部１３ｂに接着させる際に、線状発光部１１の発光領域１１ｌの側が押圧されると、枠体１１ａ及び封止材１１ｂが変形して線状発光部１１の特性が変化するおそれがある。

また、線状発光部１１の長手方向には、面状発光装置１０をより高輝度化するために可能な限り多数の発光素子１１ｇが配置され、線状発光部１１の短手方向は、面状発光装置１０をより薄型化するためにその幅が可能な限り短くされる。このため、線状発光部１１の特に発光領域１１ｌの側は、例えば、図３に示す線状発光部１１の長手方向の第１端部１１ｍ及び第２端部１１ｎ等を除いて、線状発光部１１を押圧可能なスペースを確保することが難しい。

そこで、本実施形態の面状発光装置１０は、孔１３ｈを利用して、例えば、真空吸着等によって、下ケース１３の側部１３ｂの孔１３ｈから線状発光部１１を吸引して、線状発光部１１を下ケース１３の側部１３ｂに接着させて製造される。これにより、線状発光部１１の発光領域１１ｌの側を押圧することなく、線状発光部１１を下ケース１３の側部１３ｂに接着することができる。なお、線状発光部１１を下ケース１３の側部１３ｂに接着させる際に、線状発光部１１の長手方向の第１端部１１ｍ及び第２端部１１ｎのような押圧可能なスペースが、あわせて押圧されてもよい。

次に、線状発光部１１を側部１３ｂに接着させる方法について、図７Ｃ及び図７Ｄを参照して、より具体的に説明する。

まず、図７Ｃに示すように、線状発光部１１の発光領域１１ｌとは反対側の第１の接着面ｓ１に、接着材１０ｂが付加される。或いは、第１の接着面ｓ１と対向する下ケース１３の側部１３ｂの第２の接着面ｓ２に、接着材１０ｂが付加されてもよい。この際、接着材１０ｂとして、例えば、両面接着テープ等が、第１の接着面ｓ１又は第２の接着面ｓ２のいずれか一方に貼付されてもよく、或いは、接着用ボンド等の接着剤が塗布されてもよい。次に、下ケース１３の側部１３ｂの孔１３ｈ内を、例えば、真空吸着装置３０によって、下ケース１３の側部１３ｂの外側から減圧する。

この結果、図７Ｄに示すように、線状発光部１１の第１の接着面ｓ１と下ケース１３の側部１３ｂの第２の接着面ｓ２とが、接着材１０ｂによって接着される。この際、線状発光部１１は、線状発光部１１の長手方向が下ケース１３の側部１３ｂの長手方向と一致するように、下ケース１３の側部１３ｂへ吸引される。したがって、図７Ｃ及び図７Ｄに示すように、下ケース１３の側部１３ｂの短手方向における孔１３ｈの大きさｚ０は、線状発光部１１の短手方向の幅ｚ１よりも小さいことが好ましい。これにより、真空吸着等を行う際に、線状発光部１１が孔１３ｈへ吸引されやすくなる。

これにより、線状発光部１１と下ケース１３との間の接着性が向上するため、線状発光部１１に生じた熱を下ケース１３へ逃がす放熱性が向上する。したがって、本実施形態の面状発光装置１０は、より大きな電流を線状発光部１１の発光素子１１ｇに流して、高い輝度の光を出射することが可能となる。

その後、下ケース１３内に導光板１２等が配置されたあと、下ケース１３が上ケース１９によって蓋をされる。

なお、図示しないが、孔１３ｈは、下ケース１３と上ケース１９の両方に設けられてもよい。この場合、下ケース１３の孔１３ｈと上ケース１９の孔は、下ケース１３と上ケース１９とが互いに組み合わされたときに、これらの孔の開口部が少なくとも部分的に重なるように配置される。これにより、下ケース１３が上ケース１９によって蓋をされた状態であっても、下ケース１３の孔１３ｈ及び上ケース１９の孔から線状発光部１１を吸引して、線状発光部１１を下ケース１３の側部１３ｂに接着させることができる。なお、下ケース１３と上ケース１９とは、単一の収納ケース（図示せず）として統合されてもよい。

次に、上述した本実施形態の面状発光装置１０の動作について、以下に説明する。

外部電力がコネクタ１１ｃに供給されて、線状発光部１１の発光素子１１ｇは発光する。線状発光部１１が線状に発光した光は、図７Ｂに示すように、発光領域１１ｌから導光板１２の入射面１２ｂへ入射する。

線状発光部１１の封止材１１ｂの表面から出射した多くの光は、導光板１２の入射面１２ｂへ向かう。また、線状発光部１１の封止材１１ｂの表面から出射した光の一部は、枠体１１ａに向かって進行する。枠体１１ａに向かった光は、枠体１１ａの表面で反射して、導光板１２の入射面１２ｂへ向かう。これにより、枠体１１ａに向かった光は、導光板１２の入射面１２ｂへ向かうように導光される。封止材１１ｂの表面の位置と、枠体１１ａの高さとの関係は、線状発光部１１の寸法又は線状発光部１１と導光板１２との位置関係に基づいて適宜設計可能である。また、面状発光装置１０の設計の許す範囲で枠体１１ａの高さをより高くして、枠体１１ａと導光板１２の入射面１２ｂとの距離を近接させることは、線状発光部１１が発光した光を効率よく導光板１２の入射面１２ｂへ入射する観点から好ましい。

導光板１２の入射面１２ｂへ入射した光は、導光板１２を対向面１２ｃ側に向かって進行しながら、徐々に出射面１２ｄから拡散シート１６へ向かって出射する。また、一部の光は、反射シート１４により反射されて、出射面１２ｄから拡散シート１６へ向かって出射する。これにより、線状発光部１１が線状に発光した光は、導光板１２の出射面１２ｄから面状に出射する光に変換される。

導光板１２の出射面１２ｄから面状に出射する光は、拡散シート１６、集光シート１７及び反射型偏光板１８を透過して、面状発光装置１０の外部へ出射される。

上述した本実施形態の面状発光装置によれば、複数の発光素子が高い密度で配置される線状発光部を備えるので、高い輝度の面状の光を出射可能である。

次に、上述した本実施形態の面状発光装置が備える線状発光部の変形例１〜変形例４を、図８〜図１１を参照しながら、以下に説明する。

図８は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例１の拡大平面図である。

本変形例の線状発光部３１では、複数の発光素子１１ｇは、上述した実施形態と同様に、線状発光部３１の長手方向に並ぶ発光素子列１１ｐを形成する。この発光素子列１１ｐにおいて、長手方向の端部側において隣接する発光素子１１ｇ同士の間隔Ｐ２は、長手方向の中央において隣接する発光素子１１ｇ同士の間隔Ｐ１よりも狭い。図８に示す例では、線状発光部３１の長手方向において、発光素子列１１ｐは、第１端部１１ｍ側から第２端部１１ｎ側に向かって、領域Ｒ１、領域Ｒ２及び領域Ｒ３にわかれている。領域Ｒ１には、８個の発光素子１１ｇが間隔Ｐ２で配置される列が１０個形成され、領域Ｒ２には、８個の発光素子１１ｇが間隔Ｐ１で配置される列が４個形成され、領域Ｒ３には、８個の発光素子１１ｇが間隔Ｐ２で配置される列が１０個形成される。

言い換えると、発光素子列１１ｐの長手方向の端部側における複数の発光素子１１ｇのＸ軸方向の単位長さあたりの密度（以下、線密度ともいう）は、発光素子列１１ｐの長手方向の中央における複数の発光素子１１ｇの線密度よりも高い。

これにより、線状発光部３１の発光強度は、線状発光部３１の長手方向の両端において強く、長手方向の中央において弱くなる。

図３に示すように、導光板１２の入射面１２ｂの両側には、突起部１２ｅが配置されるので、突起部１２ｅと対向する線状発光部３１の部分には発光領域１１ｌは配置されない。導光板１２の入射面１２ｂの両側の部分は発光領域１１ｌと直接対向しないので、導光板１２の入射面１２ｂの両側の部分と線状発光部３１の発光領域１１ｌとの距離は、入射面１２ｂと線状発光部３１の発光領域１１ｌとの距離よりも長くなる。そのため、導光板１２の入射面１２ｂの両側の部分に入射する光量は、導光板１２の入射面１２ｂよりも小さくなるので、そのままでは、導光板１２の出射面１２ｄから出射する光は、長手方向の両端部の光強度が、長手方向の中央部よりも弱くなる。

そこで、本変形例の線状発光部３１では、発光素子列１１ｐの長手方向の端部側における複数の発光素子１１ｇの線密度を、長手方向の中央よりも高くして、導光板１２の入射面１２ｂに入射する光量と、導光板１２の入射面１２ｂの両側の部分に入射する光量との差を小さくする。これにより、導光板１２の出射面１２ｄから出射する光の面内の均一性を向上できる。

また、導光板１２の長手方向の両端部の側面に反射シートを配置することにより、導光板１２の出射面１２ｄから出射する光の面内の均一性を向上してもよい。更に、同様の観点から、発光素子列１１ｐの長手方向の端部側における発光素子１１ｇの発光強度を、長手方向の中央の発光素子１１ｇよりも高くしてもよい。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。

なお、発光素子列１１ｐの長手方向の両端部側以外の部分において、発光素子１１ｇ同士の間隔を異ならせてもよい。

図９は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例２の拡大平面図である。

本変形例の線状発光部４１では、複数の発光素子１１ｇの配置される領域をＸ軸方向に射影した場合、隣接する発光素子１１ｇの射影成分１１ｘ同士が重なっている。一方、上述した実施形態では、複数の発光素子１１ｇの配置される領域をＸ軸方向に射影した場合、隣接する発光素子１１ｇの射影成分同士は重ならない。

具体的には、図９に示すように、発光素子１１ｇは、Ｙ軸の正方向及び負方向に交互に位置をずらしながら、Ｘ軸方向に沿って線状に配置される。対向する一対の頂点がＸ軸方向に伸延した直線Ｌ３上に並ぶように各発光素子１１ｇが配置される第１の列と、対向する一対の頂点がＸ軸方向に伸延した直線Ｌ４上に並ぶように各発光素子１１ｇが配置される第２の列とが形成されている。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。

これにより、上述した実施形態よりも更に高い線密度で、複数の発光素子１１ｇを実装基板１１ｊ上に配置することができる。また、上述した実施形態では、隣接する発光素子１１ｇは、辺同士が対向するように配置されており、互いが発光する光が干渉しあって弱め合う場合があった。一方、本変形例では、図９に示すように、隣接する発光素子１１ｇの位置関係が、辺同士が対向して配置される位置関係からずれることにより、互いが発光する光が干渉しあって弱め合うことが抑制される。

図１０は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例３の拡大平面図である。

本変形例の線状発光部５１では、線状発光部５１のＹ軸方向において、枠体１１ａから外方へ伸延した実装基板１１ｊ及び回路基板１１ｉが取り除かれている。その他の構成は、上述した実施形態と同様である。

これにより、線状発光部５１のＹ軸方向の寸法を低減することができる。Ｙ軸方向の寸法の小さい線状発光部５１を用いることにより、厚さのより薄い面状発光装置１０を提供することができる。

図１１は、本明細書に開示する面状発光装置の一実施形態の線状発光部の変形例４の拡大平面図である。

本変形例の線状発光部６１では、上述した変形例４に対して、枠体が配置されていない点が異なる。封止材１１ｂの表面が、発光領域１１ｌを形成する点は、上述した実施形態と同様である。その他の構成は、上述した変形例４と同様である。

例えば、本変形例の封止材１１ｂは、高いチキソトロピー性を有する材料を用いて形成することにより、枠体を用いることなく形成することができる。チキソトロピー性を有する材料は、応力を加えることにより流動性が増加し、応力を加えることを停止することにより流動性が低下する。まず、応力が加えられて流動性の高い状態の封止材１１ｂの材料を、複数の発光素子１１ｇを埋め込むように実装基板１１ｊ上に流し込み、次に、材料に応力を加えることを停止して流動性を低下させた後、材料を硬化することにより封止材１１ｂが得られる。また、高いチキソトロピー性を有する材料ではなく、高い粘度を有する材料を用いて、封止材１１ｂを形成してもよい。

本発明では、上述した実施形態の面状発光装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の変形例が有する構成要件は、他の変形例にも適宜適用することができる。

例えば、上述した実施形態では、面状発光装置は、液晶パネル等の透過型の表示パネルを背面から照らす光源として使用されていたが、本発明で開示する面状発光装置の用途はこれに限定されるものではない。本発明で開示する面状発光装置は、面状に発光する光源として利用可能である。例えば、本発明で開示する面状発光装置は、照明装置及び情報表示装置を含む面状に発光する光源を利用する装置において使用可能である。

また、上述した実施形態では、面状発光装置は、エッジ型のバックライト装置であったが、面状発光装置は、直下型のバックライト装置であってもよい。

また、上述した実施形態では、線状発光部は、同じ波長の光を発光する発光素子を有していたが、線状発光部は、異なる波長の光を発光する複数の種類の発光素子を有していてもよい。例えば、線状発光部は、封止材に含まれる蛍光体により波長変換が行われない赤外線を発光する発光素子を有していてもよい。この場合、発光素子が発光する赤外線は、他の波長の光と共に導光板を伝搬して面状発光装置から出射される。面状発光装置から出射される赤外線を、例えば、虹彩認識等の生体認証を行うために利用してもよい。

１０ 面状発光装置
１０ａ 収納ケース（ケース）
１０ｂ 接着材
１１、３１、４１、５１、６１、７１ 線状発光部
１１ａ 枠体
１１ｂ 封止材
１１ｃ コネクタ
１１ｄ 基板部
１１ｅ、１１ｆ 検査電極
１１ｇ 発光素子
１１ｈ ワイヤ
１１ｉ 回路基板
１１ｊ 実装基板
１１ｋ ソルダレジスト
１１ｌ 発光領域
１１ｍ 第１端部
１１ｎ 第２端部
１１ｏ 開口部
１１ｐ 発光素子列
１２ 導光板
１２ａ 反射面
１２ｂ 入射面
１２ｃ 対向面
１２ｄ 出射面
１２ｅ 突起部
１３ 下ケース（ケース）
１３ａ 底部
１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ 側部
１３ｆ 空間
１３ｇ 開口部
１３ｈ 孔
１４ 反射シート
１４ａ 開口部
１５ スペーサ
１６ 拡散シート
１７ 集光シート
１８ 反射型偏光板
１９ 上ケース（ケース）
２０ 配線部
２０ａ 端部
２０ｂ 端部
２０ｃ 凹部
２１ 配線部
２１ａ 端部
２１ｂ 端部
２１ｃ 凹部
２３ ツェナーダイオード
２４ａ、２４ｂ 接合パッド
２５ ケーブル
Ｌ１ 実装基板の中心軸
Ｌ２ 枠体の中心軸

Claims (10)

1. 所定の方向に伸延した基板と、
   前記基板上に前記所定の方向に並べて配置される複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子を囲むように前記基板上に配置される枠体と、
   前記複数の発光素子を封止するために前記枠体の内側に配置される封止材と、を有する線状発光部と、
   前記線状発光部から出射した光を入射する入射面、及び、前記入射面から入射した光を出射する出射面を有する導光板と、
   前記線状発光部の発光領域が前記導光板の前記入射面と対向するように前記線状発光部及び前記導光板を収納するケースと、を備え、
   前記基板の発光領域とは反対側の裏面は、前記ケースの一つの側部に接着され、前記一つの側部には、前記線状発光部を前記一つの側部に吸着するための孔が設けられている、
   ことを特徴とする面状発光装置。
2. 前記枠体の内側領域が前記線状発光部の前記発光領域を規定する、
   請求項１に記載の面状発光装置。
3. 前記ケースは、下ケース及び上ケースを有し、
   前記下ケースは、前記孔を有する、
   請求項１又は２に記載の面状発光装置。
4. 前記線状発光部は、前記線状発光部の長手方向が前記ケースの前記一つの側部の長手方向と一致するように、前記ケースの前記一つの側部と接着され、
   前記一つの側部の短手方向における前記孔の大きさは、前記線状発光部の短手方向の幅よりも小さい、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の面状発光装置。
5. 前記基板の表面を基準として、前記枠体の高さは、前記封止材の表面の位置よりも高い、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の面状発光装置。
6. 前記基板における前記所定の方向と直交する幅方向の中心を通る中心軸と、前記枠体における前記幅方向の中心を通る中心軸とは一致していない、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の面状発光装置。
7. 前記複数の発光素子は、前記所定の方向に並ぶ列を形成しており、
   前記列において、前記発光素子同士の間隔は少なくとも部分的に異なっている、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の面状発光装置。
8. 前記列における前記所定の方向の端部側において隣接する前記発光素子同士の間隔は、前記列における前記所定の方向の中央において隣接する前記発光素子同士の間隔よりも狭い、
   請求項７に記載の面状発光装置。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の面状発光装置の製造方法であって、
   前記線状発光部の前記裏面の第１の接着面、又は前記第１の接着面と対向する前記ケースの前記一つの側部の第２の接着面、のいずれか一方に接着材を付加する接着材付加ステップと、
   前記孔から前記第１の接着面を吸引して、前記第１の接着面と前記第２の接着面とを前記接着材によって接着させる接着ステップと、
   を有することを特徴とする面状発光装置の製造方法。
10. 前記接着ステップにおいて、前記線状発光部は、前記線状発光部の長手方向の両端部において前記ケースの前記一つの側部へ押圧される、
    請求項９に記載の面状発光装置の製造方法。

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