JP5444816B2 - 線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置 - Google Patents

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。

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。

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）。

特開２００９−２１２２１号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１は、実施の形態１に係る線状光源装置の概略断面図である。 図２は、実施の形態１に係る線状光源装置の概略斜視図である。 図３（ａ）（ｂ）は、本発明の作用効果を説明する図である。 図４は、本発明に係る線状光源装置の部分拡大図である。 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明に係る線状光源装置の製造方法を説明する図である。 図６は、実施の形態２に係る線状光源装置の概略断面図である。 図７は、実施例及び比較例の発光強度分布のシミュレーション曲線である。

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。

＜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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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１０２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１１０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θ_１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θ_２は、θ_１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１０３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。

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。

（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。

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、Ａｌ_２Ｏ_３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。

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（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、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。

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。

（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、Ｍｎ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。

（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。

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。

（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１０８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。

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。

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。

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。

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、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。

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。

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１０３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。

（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。

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。

＜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。

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。

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。

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θ_１は、５０°、基板１０１の上面と第１の面１１１のなす角度θ_２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０．４５ｍｍとし、基板１０１の上面とＶ字溝の対向面１１３のなす角度θ_１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。

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。

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。

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

Claims (6)

1. 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その周囲が蛍光体層で覆われた複数の発光素子と、
   前記蛍光体層で覆われた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、かつ、前記第１の凹部内にて前記発光素子の直上にＶ字溝を有しており、
   前記横方向における前記Ｖ字溝の幅は、前記横方向における前記蛍光体層の幅よりも狭いことを特徴とする線状光源装置。
2. 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。
3. 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２に記載の線状光源装置。
4. 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２または３に記載の線状光源装置。
5. 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４のいずれか１項に記載の線状光源装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の線状光源装置と、
   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、を備えるバックライト装置。

Images