JP4548166B2 - 線状光源装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライトに用いられる導光板の一側面に配置される線状光源装置に関する。

バックライトの光源として、平板状の導光板の一側面から光を入射させることができる線状光源装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の線状光源装置を図８に基づいて説明する。図８に示すように線状光源装置３０は、配線パターンが形成された長尺の基板３１に、複数の発光素子３２が配置され、この発光素子３２が出射する光を出射方向に反射させる傾斜面３３ａを有する反射体３３が交互に配置されている。発光素子３２は、樹脂で形成された樹脂封止部３４で封止されている。この線状光源装置３０は、導光板４０の側面に配置され、側面に対して白色の光を入射させるために、発光素子３２には青色の光を発光するものを使用し、その青色の発光素子３２の周囲には出射された光を波長変換する蛍光体を含有し、透過させると白色となる蛍光体層（図示せず）を備えている。線状光源装置３０は、側方へ出射された光を、反射体３３で反射する他、基板３１を挟み込むように反射シート４１，４２を基板３１の長手方向に沿って貼り付けることで出射方向へ反射させている。
特開２００４−２３５１３９号公報

特許文献１に記載の線状光源装置３０のように、青色の発光素子３２からの光を蛍光体層が波長変換して白色を得る場合では、１つの発光素子で白色を得られる点では優れているが、青色、赤色、および緑色の発光素子をそれぞれ搭載したものよりも、光源により照らされて見える物体の見え方を示す係数である演色性（演色評価数）が劣る。

バックライトは、デジタルカメラや、携帯電話装置や、カーナビゲーション装置など益々その用途は広がっており、演色性の優れたものが求められている。従って、演色性を向上させるためにバックライトの光源となる線状光源装置に、青色、赤色、および緑色の発光素子をそれぞれ搭載したものが求められている。またバックライトとしては均一に白色を発光させる必要があるので、混色性も重要な問題である。

そこで本発明の目的は、白色の演色性を向上させつつ混色性もよい線状光源装置を提供することにある。

本発明の線状光源装置は、青色、緑色、および赤色の三色の発光素子が長尺状の基板の長手方向に沿って複数組配置され、前記三色の発光素子から長手方向へ出射されたそれぞれの光を出射方向へ反射させる反射体が前記三色の発光素子と交互に配置された線状光源装置において、前記三色の発光素子は、それぞれが同じ方向に位置する反射体と等距離となるように、列状に配置されていることを特徴とする。

本発明においては、三色の発光素子を、それぞれが同じ方向に位置する反射体と等距離となるように、列状に配置しているので、三色の発光素子から出射された光を導光板に入射させたときに白色の演色性を向上させつつ混色性もよい。

本願の第１の発明は、青色、緑色、および赤色の三色の発光素子が長尺状の基板の長手方向に沿って複数組配置され、三色の発光素子から長手方向へ出射されたそれぞれの光を出射方向へ反射させる反射体が三色の発光素子と交互に配置された線状光源装置において、三色の発光素子は、それぞれが同じ方向に位置する反射体と等距離となるように、列状に配置されていることを特徴としたものである。

青色、赤色、および緑色の三色の発光素子から出射された光は、出射方向へ出射された光は直接導光板に、長手方向へ出射された光は反射体に反射して導光板に入射されるので、それぞれ青色、赤色、および緑色の光が導光板へ入射することになる。従って演色性の高い白色とすることができる。また、列状に配置された三色の発光素子は、それぞれが同じ方向に位置する反射体と等距離となるように配置されているので、反射体が反射して導光板の方向へ出射する範囲が三色の発光素子のそれぞれで同じになる。従って、導光板内で混色性がよく、色むらが少ない線状光源装置とすることができる。

本願の第２の発明は、列状に配置された三色の発光素子は、両側にある反射体の中間となる位置に配置されていることを特徴としたものである。

両側にある反射体との中間となる位置に、列状に配置された三色の発光素子が配置されているので、一方の反射体へ向かって出射された光と、他方の反射体へ向かって出射された光とが反射する角度の範囲が同じになる。従って、複数組の三色の発光素子から出射された光をバランスよく導光板に配光させることができる。

本願の第３の発明は、三色の発光素子のそれぞれの間を仕切る位置に仕切り反射部が設けられていることを特徴としたものである。

隣接する発光素子へ向かう光は、一部は発光素子の電極などに使用される金メッキや、発光素子を形成する基板に吸収されてしまう。三色の発光素子のそれぞれを仕切る仕切り反射部を設けることで、吸収されることを防止するとともに、反射させて出射方向へ向かわせることで、発光効率の高い線状光源装置とすることができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る線状光源装置の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置を説明する斜視図である。

図１に示すように線状光源装置１は、長尺状に形成された基板２と、基板２の長手方向に沿って配置された複数の三色の発光素子３と、それぞれの三色の発光素子３から長手方向へ出射された光を出射方向Ｆへ反射させ、発光素子３と交互に配置された反射体４と、発光素子３を封止する樹脂封止部５とを備えている。

基板２には、配線パターン（図示せず）が形成され、各発光素子３を導通接続するとともに、一端部に設けられて端子部２ａから電源が供給される。基板２は、白色のガラスＢＴ（ビスマレイミド トリアジン）銅張積層基板などが使用できる。

三色の発光素子３は、青色発光素子３ａと、緑色発光素子３ｂと、赤色発光素子３ｃとを備え、三色で白色を発光する光源としている。三色の発光素子３の並ぶ順序は、それぞれ入れ替えても良い。青色発光素子３ａと、緑色発光素子３ｂと、赤色発光素子３ｃとは、配線パターンに導通搭載されるとともに、ワイヤによって基板２の配線パターンにワイヤボンディングされている。青色発光素子３ａと、緑色発光素子３ｂと、赤色発光素子３ｃとは、それぞれが同じ方向に位置する反射体４と等距離となるように配置されているだけでなく、両側にある反射体４と等距離となる位置に列状に配置されている。三色の発光素子３は、基板にｐ型半導体とｎ型半導体を積層して形成されている。

反射体４は、三色の発光素子３から基板２の長手方向に出射された光を反射させるための傾斜面４ａが形成されている。

樹脂封止部５は、エポキシ系樹脂などの光透過性で熱硬化性を有する樹脂で形成されている。

以上のように構成される本発明の実施の形態１に係る線状光源装置の製造方法を図２に基づいて説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置の製造方法を説明する図である。

図２（ａ）に示すように、長尺状の基板２となる基板材１０を準備する。この基板材１０は、縦７ｃｍ、横１０ｃｍ程度の矩形状に形成されたガラスＢＴ板である。この基板材１０に、青色発光素子３ａ、緑色発光素子３ｂ、赤色発光素子３ｃの順に縦列に順次配置していく。そして基板材１０に形成された配線パターンと、三色の発光素子３とをワイヤで接続する。基板材１０に縦列に配置する三色の発光素子３の位置は、両側に位置する反射体４の中間となるように配置される。

図２（ｂ）に示すように反射体４となる枠体１１を、開口１１ａが縦列に配置した三色の発光素子３に合うように接着剤で基板材１０に貼り合わせる。

図２（ｃ）に示すように、基板材１０に貼り合わせた枠体１１の開口１１ａへ樹脂を充填することで、縦列に配置された三色の発光素子３を覆うように樹脂封止層１２を形成する。そして、図２（ｄ）に示すように樹脂封止層１２が形成された基板材１０を、三色の発光素子３を１組として横列に切断することで長尺状の個片とした線状光源装置１を作製することができる。

このようにして作製される線状光源装置１は、従来の線状光源装置を作製する際に使用されるマウント装置で、青色発光素子３ａ、緑色発光素子３ｂ、赤色発光素子３ｃの順に順次搭載していき、基板材を切断する際にブレードの移動幅を従来の線状光源装置の３つ分とすることで作製することができる。従って、新たな設備を購入する必要がない。また新たな工程を追加する必要もない。

次に、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置の使用状態を図１および図３に基づいて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る線状光源装置１を導光板の一側面に配置した状態を示す図である。

図３に示すように、線状光源装置１を導光板１３の一側面に配置する場合には、導光板１３の底面に貼り付けられる下側反射シート１４ａに配置し、下側反射シート１４ａで線状光源装置１を挟むように上側反射シート１４ｂを貼り付ける。

線状光源装置１の端子部２ａに電源が供給されると、三色の発光素子３が発光する。導光板１３の側面の方向である出射方向Ｆへ出射された光は、直接導光板１３に入射する。

三色の発光素子３から基板２の長手方向へ向かう光は、反射体４の傾斜面４ａに反射されて導光板１３の側面から入射する。

三色の発光素子３は、列状に配置され、それぞれが同じ方向に位置する反射体４と等距離となるように配置されている。それぞれが同じ方向に位置する反射体４とは、三色の発光素子３の両側に位置する反射体４のうち、いずれか一方の同じ方向に位置する反射体４のことである。三色の発光素子３のそれぞれが、両側に位置する反射体４の中間ではないが、一方の反射体４と等距離となるように配置されると、他方の反射体４との距離もそれぞれ等距離とすることができる。従って、反射体４が反射して導光板の方向へ出射する光の範囲が三色の発光素子３のそれぞれで同じになるので、導光板１３内で混色性がよく、色むらが少ない。

例えば、三色の発光素子を基板２上に配置する場合に、正三角形となるように配置したり、円形となるように配置したりすることが考えられる。しかし、正三角形としたり円形としたりすると、三色の発光素子のそれぞれから反射体までの距離が異なることとなるので、反射体が反射する範囲がそれぞれの発光素子で異なることとなる。そうなると導光板１３に入射した光に色むらが発生し混色性が悪い。

本実施の形態１の線状光源装置１では、列状に配置された三色の発光素子３を、どちらか一方に位置する反射体４と等距離となるように配置しただけでなく、両側にある反射体４の中間となる位置に、配置しているので、一方の反射体４へ向かって出射された光と、他方の反射体４へ向かって出射された光とが反射する角度の範囲が同じになる。従って、複数組の三色の発光素子３から出射された光をバランスよく導光板に配光させることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る線状光源装置を図４および図５に基づいて説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る線状光源装置を説明する斜視図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の断面図である。なお図４および図５においては、図１と同じ構成は同符号を付して説明は省略する。本実施の形態２に係る線状光源装置は、三色の発光素子のそれぞれを仕切る仕切り反射部を設けたものである。

図４および図５に示すように、線状光源装置１５は、青色発光素子３ａと、緑色発光素子３ｂと、赤色発光素子３ｃとを、３本の長尺状の基板１６にそれぞれ搭載している。三色の発光素子３の並ぶ順序は、それぞれ入れ替えても良い。

基板１６は、実施の形態１における基板２（図１参照）の１／３の幅を有するものである。そして三色の発光素子３をそれぞれ導通搭載するための配線パターンが形成されている。基板１６のそれぞれの配線パターンは、搭載される発光素子３がいずれの色でも構わないので、同じパターンとすることができる。従って、３本の基板１６は同じものである。これらの基板１６のそれぞれには、反射体１７が三色の発光素子３と交互に配置されている。

反射体１７には、三色の発光素子３から基板１６の長手方向に出射された光を反射させるための傾斜面１７ａが形成されている。この反射体１７は、実施の形態１における反射体４（図１参照）の１／３の幅を有するものである。三色の発光素子３は、実施の形態１と同様に、それぞれ両側にある反射体１７と等距離となる位置に列状に配置されている。

基板１６のそれぞれの間には、発光素子３のそれぞれを仕切る仕切り反射部１８が設けられている。仕切り反射部１８は、ポリエステル系樹脂を用いた多層膜構造により可視光範囲において高い反射率を有する反射フィルムを、一端部の反射体１７から他端部の反射体１７までの長さと、基板１６および樹脂封止部１９のそれぞれの高さを合わせた幅となるように切断して、基板１６のそれぞれの間に挟み込むように設けている。

以上のように構成される本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の製造方法について図６に基づいて説明する。図６（ａ）〜（ｅ）および図７は、本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の製造方法を説明する図である。なお、図６においては、図２と同じ構成は同符号を付して説明は省略する。

まず青色発光素子３ａを基板１６に搭載した状態のものを作製する。図６（ａ）に示すように、長尺状の基板１６となる基板材１０を準備する。そして、基板材１０に、青色発光素子３ａを縦列に順次配置していく。そして基板材１０に形成された配線パターンと、青色発光素子３ａとをワイヤで接続する。

図６（ｂ）に示すように反射体１７となる枠体１１を、開口１１ａが縦列に配置した青色発光素子３ａに合うように接着剤で基板材１０に貼り合わせる。

図６（ｃ）に示すように、基板材１０に貼り合わせた枠体１１の開口１１ａへ樹脂を充填することで、縦列に配置された青色発光素子３ａを覆うように樹脂封止層１２を形成する。そして、図６（ｄ）に示すように樹脂封止層１２が形成された基板材１０を、青色発光素子３ａを横一列ずつに切断することで長尺状の個片２０とする（図６（ｅ）参照）。

同様に、図６（ａ）から同図（ｅ）までの工程において、青色発光素子３ａを、緑色発光素子３ｂ、または赤色発光素子３ｃに置き換えて長尺状の個片２０を作製する。

図７に示すように、青色発光素子３ａ、緑色発光素子３ｂ、および赤色発光素子３ｃをそれぞれ搭載した個片２０の間に仕切り反射部１８を挟み接着剤で貼り付けて線状光源装置１５とする（図４参照）。

このようにして作製される線状光源装置１５は、従来の線状光源装置を作製する際に使用されるマウント装置で、蛍光層を有する発光素子の代わりに、青色発光素子３ａ、緑色発光素子３ｂ、または赤色発光素子３ｃを搭載して、個片２０としたものを仕切り反射部１８を挟み込んで接着するだけで作製することができる。

線状光源装置１５は、青色発光素子３ａと、緑色発光素子３ｂと、赤色発光素子３ｃとをそれぞれ仕切る仕切り反射部１８を設けているので、三色の発光素子３から出射されて隣接する発光素子に吸収される光を導光板の方向である出射方向へ反射させることができる。従って発光効率を向上させることができる。

本発明は、白色の演色性を向上させつつ混色性もよいので、バックライトに用いられる導光板の一側面に配置される線状光源装置に好適である。

本発明の実施の形態１に係る線状光源装置を説明する斜視図 本発明の実施の形態１に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 本発明の実施の形態１に係る線状光源装置を導光板の一側面に配置した状態を示す図 本発明の実施の形態２に係る線状光源装置を説明する斜視図 本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の断面図 本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 本発明の実施の形態２に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 従来の線状光源装置を説明する図

符号の説明

１ 線状光源装置
２ 基板
２ａ 端子部
３ 三色の発光素子
３ａ 青色発光素子
３ｂ 緑色発光素子
３ｃ 赤色発光素子
４ 反射体
４ａ 傾斜面
５ 樹脂封止部
１０ 基板材
１１ 枠体
１１ａ 開口
１２ 樹脂封止層
１３ 導光板
１４ａ 下側反射シート
１４ｂ 上側反射シート
１５ 線状光源装置
１６ 基板
１７ 反射体
１７ａ 傾斜面
１８ 仕切り反射部
１９ 樹脂封止部
２０ 個片

Claims (2)

1. 青色、緑色、および赤色の三色の発光素子が長尺状の基板の長手方向に沿って複数組配置され、前記三色の発光素子から長手方向へ出射されたそれぞれの光を出射方向へ反射させる反射体が前記三色の発光素子と交互に配置された線状光源装置において、
   前記三色の発光素子は、それぞれが同じ方向に位置する反射体と等距離となるように、列状に配置され、前記三色の発光素子のそれぞれの間を仕切る位置に反射フィルムからなる仕切り反射部が設けられていることを特徴とする線状光源装置。
2. 列状に配置された前記三色の発光素子は、両側にある反射体の中間となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。

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