JP5595962B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源の光を導光板へ入射させ、導光板の表面から面状に放射させる発光装置に関する。

導光板を用いた発光装置として、導光板にその厚さ方向の複数の収容穴を形成し、これら複数の収容穴の内部にそれぞれ光源を配置したものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

この種の発光装置では、光源の光が収容穴の内面から導光板内に入射し、導光板の表面から面状に放射されるように構成されている。このような発光装置は、例えば液晶表示装置のバックライトや、蛍光灯等に置き換えられる照明装置として用いられる。

特開２００５−２７６４９１号公報 特開２００９−２３１０１２号公報

このような発光装置では、導光板から面状に放射される光の強度のムラの低減のため、光源を収容する穴の内面の加工精度を確保する必要がある。しかし、従来の発光装置では、導光板の成形後に切削により穴を形成する場合には、穴の内面を平滑にすることが困難であった。また、導光板を射出成形するための金型に円柱状の突起を設けることによって光源を収容する穴を形成する場合には、導光板を金型から取り出す際に穴の形状が歪んだり、複数の穴に沿って割れが発生することがあった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源を収容するために導光板に形成される収容空間の内面の精度を高めることができ、これにより導光板からの放射光の分布が均一化された発光装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、素子実装基板と、前記素子実装基板に実装されたＬＥＤ素子と、前記素子実装基板上で前記ＬＥＤ素子を封止するとともに前記ＬＥＤ素子の出射光を放射する側面放射面を有する封止部と、を有する光源と、板状の透光性部材からなり、前記光源の少なくとも一部を収容する収容部を有する導光板と、を備え、前記収容部は、前記導光板の端面の延伸方向における前記光源に対応する位置に、前記導光板の一面から他面側に前記導光板の厚さ方向に延びるように切り欠き形成された凹部であり、前記凹部は、前記光源の前記側面放射面に向かい合う側面を有するとともにこの側面と側面との間に円弧面が形成され、前記光源は、立方体、直方体、五角柱、六角柱、あるいは八角柱の形状であり、前記封止部の前記側面放射面は、前記導光板の厚さ方向に平行な方向の光軸に対して直交する方向に光を放射し、かつ、合計面積を上面に対して４倍以上とされた側面であり、前記封止部から放射された光を特定の方向に向けるための光学部材を備えていない発光装置を提供する。

また、上記発光装置において、前記導光板の前記一面に対する前記凹部の内面の角度をα°とし、前記導光板の屈折率をｎとしたとき、
９０−ｓｉｎ^−１[｛ｓｉｎ（９０−α）｝／ｎ］＋α≧ｓｉｎ^−１（１／ｎ）
の式を満たすとよい。

また、上記発光装置において、前記導光板の前記一面に対する前記凹部の内面の角度をα°とし、前記導光板の屈折率をｎとしたとき、
α≦９０−２×ｓｉｎ^−１［ｓｉｎ｛（９０−α）／ｎ｝]
の式を満たすとよい。

また、上記発光装置において、複数の前記導光板を有し、前記光源は、前記複数の前記導光板の端面に互いに対向するように形成された一対の前記凹部のそれぞれに少なくとも一部が収容されるとよい。

また、上記発光装置において、前記導光板は、前記凹部が形成された端面同士の間に空隙を有するとよい。

また、上記発光装置において、前記導光板の前記凹部に前記光源を介して対向し、前記光源の光を前記導光板側に反射する第１の反射部材をさらに有するとよい。

また、上記発光装置において、前記光源から前記光軸の方向に放射される光の少なくとも一部を反射する第２の反射部材をさらに有するとよい。

また、上記発光装置において、前記凹部の内面は、前記凹部が設けられた前記導光板の前記端面と平行でない複数の面からなるとよい。

また、上記発光装置において、前記凹部は、前記導光板を厚さ方向に貫通しているとよい。

また、上記発光装置において、前記凹部は、前記一面からから前記他面に向かって、前記導光板の厚さ方向の途中まで形成されているとよい。

また、上記発光装置において、前記凹部は、前記導光板の前記一面から前記他面に向かって、前記導光板を厚さ方向に貫通しているとよい。

本発明によれば、光源を収容するために導光板に形成される収容空間の内面の精度を高めることができ、これにより導光板からの放射光の分布が均一化された発光装置を得ることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図２は、発光装置の穴部の平面図である。 図３は、図１（ｂ）に示すＣ部の拡大図である。 図４は、ＬＥＤ素子を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は模式断面図である。 図５は、発光装置の使用状態の一例を示す図である。 図６は、第１の実施の形態に係る発光装置における光源の発光光の進み方の例を示す図である。 図７は、比較例として示す、光源の発光光の進み方の例を示す図である。 図８（ａ）及び（ｂ）は、導光板の変形例を示す図である。 図９Ａ（ａ）乃至（ｄ）は、光源の出射側の構造の変形例を示す図である。 図９Ｂは、光源の出射側の構造の変形例を示す図である。 図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 図１２（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施の形態に係る光源及び比較例の光源の中心部から発した光の進み方の一例を、その上面に垂直な方向から見た状態を示す図である。 図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＧ−Ｇ線断面図である。 図１４は、第４の実施の形態の第１の変形例における光源及びその周辺部を示す図であり、（ａ）は図１３（ｃ）に対応する断面図、（ｂ）は図１３（ｂ）に対応する断面図である。 図１５は、第４の実施の形態の第２の変形例に係る発光装置を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

この発光装置１は、端面同士が付き合わされた２つの導光板２Ａ，２Ｂと、一対の導光板２Ａ，２Ｂを組み合わせることによって長手方向に沿って形成された複数の穴部２０と、各穴部２０に収容され、線状に配列された複数の光源３Ａと、複数の光源３Ａが搭載され、これら複数の光源３Ａに電源を供給する搭載基板４と、これらの導光板２Ａ，２Ｂ、複数の光源３Ａ、及び搭載基板４を収容するケース５Ａとを備えている。なお、以下の説明では、導光板２Ａ，２Ｂの放射面側を上方、搭載基板４が収容されたケース５Ａの底面側を下方ということがある。

一対の導光板２Ａ，２Ｂは、複数の光源３Ａの配列方向に沿った領域において各々の端面が突き合わされた構造を有する。また、導光板２Ａ，２Ｂは、透光性部材からなり、全体にわたって厚さが一定な平板状で、光源３Ａの高さ（例えば０．８５ｍｍ）よりも厚い厚さ、例えば１〜５ｍｍに形成されている。本実施の形態では、導光板２Ａ，２Ｂの厚さを１．５ｍｍとしている。なお、導光板２Ａ，２Ｂの厚さは発光装置の導光板として一般的な３〜５ｍｍでもよい。また、導光板２Ａ，２Ｂの厚さを光源３Ａの高さと同じ、あるいはそれ以下としてもよい。この場合には発光装置を薄型化できる。

導光板２Ａには、導光板２Ｂと突き合わされる端面２１ａに、複数（本実施の形態では５つ）の凹部２０ａが等間隔で形成されている。導光板２Ｂには、導光板２Ａと突き合わされる端面２１ｂに、凹部２０ａと同数の凹部２０ｂが等間隔で形成されている。凹部２０ａ，２０ｂは、端面２１ａ，２１ｂの延伸方向における光源３Ａに対応する位置に形成されている。

凹部２０ａは導光板２Ｂ側に開口し、凹部２０ｂは導光板２Ａ側に開口している。また、凹部２０ａ及び凹部２０ｂは、互いに対向するように形成されている。これにより、凹部２０ａと凹部２０ｂとは、光源３Ａの搭載基板４に平行な方向の周囲を取り囲むようにして光源３Ａを収容する穴部２０を構成する。つまり、一対の導光板２Ａ，２Ｂの突き合わせ面である端面２１ａ，２１ｂを突き合わせることで、一対の凹部２０ａ，２０ｂにより穴部２０が形成される。

導光板２Ａ，２Ｂは、光源３Ａから発せられる光に対して透光性を有する材料、例えばアクリル樹脂から形成されるが、これに限られない。ここで、本明細書においては、導光板２Ａ，２Ｂのケース５Ａとは反対側の一面を放射面としての表面２２、表面２２と反対側の面を裏面２３として説明する。裏面２３には、白色塗料や表面の粗面化、プリズム形成などによって、散乱面が形成されている。凹部２０ａ，２０ｂは、裏面２３から表面２２側に導光板２Ａ，２Ｂをその厚さ方向に延びるように切り欠き形成されている。また、本実施の形態では、凹部２０ａ，２０ｂが導光板２Ａ，２Ｂの裏面２３から表面２２に向かって、導光板２Ａ，２Ｂを厚さ方向に貫通している。

搭載基板４は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、導光板２Ａと導光板２Ｂとを合わせた幅よりも狭い幅と、導光板２Ａ，２Ｂの長手方向の長さに対応する長さを有し、各穴部２０の一側を塞ぐように、導光板２Ａ，２Ｂの裏面２３側に対向して設けられる。

ケース５Ａは、例えばアルミニウム等の金属又は合成樹脂から形成されている。本実施の形態では、ケース５Ａの材料として、放熱性を考慮してアルミニウムを用いる。

図２は、穴部２０の詳細を示す平面図である。穴部２０を構成する一対の凹部２０ａ，２０ｂは、端面２１ａ，２１ｂの延伸方向の一部が導光板２Ａ，２Ｂの幅方向の中心部に向かって窪むように設けられている。凹部２０ａ，２０ｂは、それぞれが光源３Ａの少なくとも一部を収容するように切り欠き形成されている。穴部２０の内面２４は、光源３Ａからの光が導光板２Ａ，２Ｂ内に入射する入射面となっている。

穴部２０の内面２４は、端面２１ａ，２１ｂに平行な平面状の第１の側面２４ａと、端面２１ａ，２１ｂに垂直な方向に沿って形成された一対の平面状の第２の側面２４ｂと、第１の側面２４ａと第２の側面２４ｂとの間の角部に形成された円弧面２４ｃとから構成される。第１の側面２４ａは、導光板２Ａ，２Ｂの端面２１ａ，２１ｂに沿った方向の側面であり、第２の側面２４ｂは、導光板２Ａ，２Ｂの端面２１ａ，２１ｂに略垂直な方向の側面である。穴部２０の角部を円弧面２４ｃとすることで、円弧面を設けない場合と比べて角部における光ムラを抑制することができる。また、穴部２０の内面が平面状の面を含まず、例えば円柱状の内面とする場合と比べて、穴部寸方を小さくすることができ、光源から導光板への結合効率を高めることができる。

そして、第１の側面２４ａ，第２の側面２４ｂ及び円弧面２４ｃからなる内面２４は、鏡面仕上げとなっている。また、内面２４は、裏面２３に対してほぼ直角（例えば８７〜９３°）に形成されている。なお、凹部２０ａ，２０ｂの角部を円弧面としなくてもよい。穴部２０の平面視のサイズは、光源３Ａの平面視のサイズよりも大きいサイズ、例えば短辺が１．５ｍｍ、長辺が３．５ｍｍの長方形状に形成されている。

以上のように構成された導光板２Ａ，２Ｂは、例えば射出成形によって形成することができる。内面２４の鏡面仕上げは、内面２４に対応する金型の表面を鏡面にしておくことにより実現できる。射出成形によって導光板２Ａ，２Ｂを形成することで、例えば導光板の切削により穴部を形成した場合に比較して、凹部２０ａ，２０ｂを構成する内面２４の裏面２３に対する直角精度を高くすることができる。また、金型を鏡面加工しておくことで、内面２４を容易に鏡面とすることができる。

図３は、図１（ｂ）に示すＣ部の拡大図である。光源３Ａは、例えばフリップチップ型のＧａＮ（窒化ガリウム）系半導体材料からなる複数（本実施の形態では３つ）の発光素子としてのＬＥＤ素子３２と、各ＬＥＤ素子３２を一列に搭載する素子実装基板３３と、各ＬＥＤ素子３２を封止するとともに素子実装基板３３と接合される無機封止部としてのガラス封止部３４と、素子実装基板３３の裏面中央部に形成された放熱パターン３６と、ＬＥＤ素子３２と搭載基板４とを電気的に接続する回路パターン３５とを有する。

回路パターン３５は、素子実装基板３３の表面に形成される表面パターン３５ａと、素子実装基板３３の裏面に形成される裏面パターン３５ｂと、表面パターン３５ａ及び裏面パターン３５ｂを接続するビアパターン３５ｃとを有する。

素子実装基板３３は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）の多結晶焼結材料からなり、例えば厚さ０．２５ｍｍを有し、短辺が０．７５ｍｍ、長辺が２．８ｍｍの長方形状に形成されている。

搭載基板４は、金属からなる基板本体４１と、基板本体４１上に設けられた絶縁層４２と、絶縁層４２上に設けられた回路パターン４３と、回路パターン４３上に設けられた白色レジスト層４４とを有する。基板本体４１の材料として、例えばアルミニウム、マグネシウム、銅等の金属を用いることができる。本実施の形態では、基板本体４１の材料としてアルミニウムを用いる。光源３Ａは、はんだ３１を介して搭載基板４に搭載されている。

本実施の形態では、ＬＥＤ素子３２は、厚さ１００μｍで３４６μｍ角に形成されている。すなわち、ＬＥＤ素子３２の側端からガラス封止部３４の側面３４ｂまでの距離は３２７μｍ、ＬＥＤ素子３２の上端からガラス封止部３４の上面３４ａまでの距離は５００μｍとなっている。

図４は、ＬＥＤ素子３２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は模式断面図である。ＬＥＤ素子３２は、図４（ｂ）に示すように、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる素子基板６０を有し、この素子基板６０の表面に、III族窒化物系半導体をエピタキシャル成長させることにより、バッファ層６１、ｎ型の導電型を有するｎ型半導体層６２、発光層としてのＭＱＷ（Multiple Quantum Well：重量子井戸）層６３、及びｐ型の導電型を有するｐ型半導体層６４がこの順で形成されている。

ＬＥＤ素子３２は、これらの各層が素子実装基板３３（図３に示す）と平行になるように実装されている。また素子実装基板３３は、導光板２Ａ，２Ｂの表面２２と平行になるように搭載基板４に搭載されている。ＭＱＷ層６３で発生した光の一部は素子基板６０を透過して素子基板６０の表面から出射し、他の一部はＭＱＷ層６３の上下の界面で反射してＭＱＷ層６３の端面から出射する。

このＬＥＤ素子３２は、例えば７００℃以上でエピタキシャル成長され、その耐熱温度は６００℃以上であり、後述する低融点のガラスを用いた封止加工における加工温度に対して安定である。また、ＬＥＤ素子３２は、ｐ型半導体層６４の表面に設けられるｐ側電極６５と、ｐ側電極６５上に形成されるｐ側パッド電極６６と、ｐ型半導体層６４からｎ型半導体層６２にわたって一部をエッチングすることにより露出したｎ型半導体層６２に形成されるｎ側電極６７とを有する。

ｐ側電極６５は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性の酸化物からなり、ＭＱＷ層６３から発せられる光を透過する。また、ｐ側パッド電極６６及びｎ側電極６７は、例えばＮｉ／Ａｕ、Ａｌ等の金属からなり、平面視にてＬＥＤ素子３２における１つの隅部に形成されている。

本実施の形態においては、図４（ａ）に示すように、ｐ側電極６５は、ｎ側電極６７の形成領域を除いて、平面視にて、ＬＥＤ素子３２のほぼ全面に形成されている。また、ｐ側パッド電極６６は、平面視にてＬＥＤ素子３２におけるｎ側電極６７と対向する隅部に形成される。ｎ側電極６７及びｐ側パッド電極６６は、平面視にて円形に形成されている。

図３に示すように、ガラス封止部３４は、ＬＥＤ素子３２とともに素子実装基板３３におけるＬＥＤ素子３２の搭載面側を覆い、厚さが例えば０．６ｍｍとなっている。このガラス封止部３４は、素子実装基板３３と平行な上面３４ａと、上面３４ａの外縁から下方へ延び素子実装基板３３と垂直な側面３４ｂとを有する。また、ガラス封止部３４は、ＬＥＤ素子３２の素子実装基板３３に平行な方向の全周囲を覆うように形成されている。つまり、ＬＥＤ素子３２のＭＱＷ層６３における発光光は、ガラス封止部３４を介して、上面３４ａと４つの側面３４ｂとから光源３Ａの外部に放射される。

ガラス封止部３４は、例えばＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系のガラスとすることができ、この場合の屈折率は１．７である。また、このガラスは、加熱によって素子実装基板３３に融着された熱融着ガラスであり、ゾルゲル反応を利用して形成されたガラスとは異なっている。なお、ガラスの組成及び屈折率はこれらに限定されるものではない。

また、ガラス封止部３４には、ＬＥＤ素子３２から発せられる光の波長を変換する蛍光体３９が含まれている。蛍光体３９としては、例えば、ＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体、珪酸塩蛍光体、窒化物蛍光体、硫化物蛍光体等を用いることができ、本実施の形態では、ＬＥＤ素子３２が青色の発光光を発し、この青色光によって励起された蛍光体３９が黄色光を発し、これら青色光と黄色光の混色によって白色光を得ている。なお、紫外光を発するＬＥＤ素子と、紫外光によって励起される赤色蛍光体，緑色蛍光体，及び青色蛍光体の組合せにより白色光を得るようにしてもよい。また、ガラス封止部３４に蛍光体３９を含有させずに、ガラス封止部３４の表面に蛍光体３９を塗布したものであってもよいし、蛍光体３９を用いなくてもよい。

本実施の形態では、ＬＥＤ素子３２に電圧が印加されると、ＬＥＤ素子３２から青色光が発せられる。ＬＥＤ素子３２から発せられた青色光は、一部が蛍光体３９により黄色に変換された後、ガラス封止部３４の上面３４ａ又は側面３４ｂを通じて外部へ放射される。

この光源３Ａは、素子実装基板３３及びＭＱＷ層６３の法線方向に対して平行で、上面３４ａの中央を通る軸が光軸としての中心軸３ａとなっている。中心軸３ａは、導光板２Ａ，２Ｂの厚さ方向に平行である。この光源３Ａでは、上面３４ａと、少なくとも中心軸３ａに対して直交する方向へ光を放射する４つの側面３４ｂとから光が放射され、各面とも、ほぼコサイン則に従ったランバーシャンな配光特性を有するため、中心軸３ａ上の光強度が最大とはならず、中心軸３ａに対して上方からおよそ３０°〜４５°傾斜した斜め方向で光強度が最大となる配光特性となる。なお、素子実装基板３３に平行な横方向（中心軸３ａに直交する方向）で光強度が最大となる配光特性を有する光源を用いてもよい。

この光源３Ａは、例えば以下の工程を経て製造される。まず、ガラス成分の酸化物粉末及び蛍光体粉末を１２００℃に加熱し、溶融状態で撹拌する。そして、ガラスを固化した後、ガラス封止部３４の厚さに対応するようスライスして封止前ガラスを板状に加工する。

一方、素子実装基板３３となる平板状の基板に回路パターン３５を形成する。例えば、回路パターン３５は、当該平板状の基板に金属ペーストをスクリーン印刷し、所定温度（例えば１０００℃以上）で熱処理することにより当該金属を焼き付けた後、他の金属のめっきを施すことにより形成することができる。この後、複数のＬＥＤ素子３２を所定間隔で当該平板状の基板にフリップチップ接続で実装する。

次に、複数のＬＥＤ素子３２が実装された平板状の基板に封止前ガラスをホットプレス加工により接合して各ＬＥＤ素子３２を封止し、ガラスが硬化した後に当該平板状の基板を格子状に切断して個片化する。これにより、複数の光源３Ａが得られる。

また、図３に示すように、導光板２Ａ，２Ｂの裏面２３に対する穴部２０の内面２４の角度をα（°）とし、導光板２Ａ，２Ｂの屈折率をｎとしたとき、式（１）を満たすようにすると、導光板２Ａ，２Ｂの厚さ方向へ進む光につき、内面２４から導光板２Ａ，２Ｂ内へ入射した全ての光が導光板２Ａ，２Ｂ内の伝搬光となる。本実施の形態においては、α＝９０°でありｎ＝１．５であることから、式（１）の条件を満たす。

これに加え、式（２）を満たすようにすると、導光板２Ａ，２Ｂの内面２４に沿って進む光につき、内面２４から導光板２Ａ，２Ｂ内へ入射した全ての光が導光板２Ａ，２Ｂ内の伝搬光となる。本実施の形態においては、α＝９０°でありｎ＝１．５であることから、上記式（２）の条件を満たす。

図５は、発光装置１の使用状態の一例を示す図である。発光装置１は、例えば導光板２Ａ，２Ｂの表面２２を下に向け、室内の照明等に用いられる。光源３Ａの直下は光源３Ａからの直接光が照らされるが、導光板２Ａ，２Ｂの表面２２からは散乱光が出射される。使用者が斜め方向から光源３Ａ側を見上げた場合、光源３Ａは穴部２０に収容されているため、光源３Ａからの直接光が眼に入り難くなり、眩しさを感じさせることが抑制される。

図６は、本実施の形態に係る発光装置１における光源３Ａから発した光の進み方の例を示す図である。

光源３Ａから発した光は、穴部２０の第１の側面２４ａ，第２の側面２４ｂ，及び円弧面２４ｃから導光板２Ａ，２Ｂに入射し、空気と導光板２Ａ，２Ｂの屈折率の比に応じた屈折角で屈折する。導光板２Ａ，２Ｂの長手方向（端面２１ａ，２１ｂに沿った方向）に隣り合う２つの穴部２０の間の領域にも、第２の側面２４ｂから入射した光が到達し、この領域における導光板２Ａ，２Ｂの表面２２から散乱光が出射される。これは、光源３Ａから、その中心軸まわりの３６０°方向に光が放射され、かつ隣り合う光源に対し垂直な導光板２Ａ、２Ｂの入射面を備えているためである。

図７は、比較例として示す、凹部２０ａ，２０ｂを有しない導光板２Ｃ，２Ｄのそれぞれの端面２１ｃ，２１ｄの間に複数の光源３Ａを配置した場合における光源３Ａの発光光の進み方の例を示す図である。

光源３Ａから端面２１ｃ又は端面２１ｄに垂直な方向に出射した光は、ほとんど反射することなく導光板２Ｃ，２Ｄ内に入射するが、光の進行方向と端面２１ｃ又は端面２１ｄの法線とがなす角（入射角）が大きいと、この角度に応じて端面２１ｃ，端面２１ｄで反射する光の割合が高くなる。この結果、端面２１ｃ，端面２１ｄに沿った方向に隣り合う２つの光源３Ａの中央部付近において、導光板２Ｃ，２Ｄから出射される光の光量が比較的少なく、目視した場合に光源３Ａの周辺部よりも暗く見える暗部Ｄが発生する。なお、導光板２Ｃ，２Ｄ内で散乱する多次光が存在するため、暗部Ｄは全く光がないわけではないが、光源３Ａからの放射密度が小さく、かつ屈折の影響があるので、１次光はここへは達しにくい。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）光源３Ａの一部をそれぞれ収容する凹部２０ａ，２０ｂは、導光板２Ａ，２Ｂの端面２１ａ，２１ｂに形成されているので、端面２１ａ，２１ｂよりも導光板２Ａ，２Ｂの内側に光源３Ａを収容する穴部を形成した場合に比較して、光源３Ａの光の入射面の加工精度を高くすることが可能となる。これにより、光源３Ａから発した光をより効率よく導光板２Ａ，２Ｂの内部に入射させることができる。また、端面２１ａ，２１ｂに凹部２０ａ，２０ｂを設けたことにより、端面以外の部分に光源を収容するための穴を型形成する場合に比較して、導光板２Ａ，２Ｂの生産性を向上させることができる。つまり、導光板の端面以外の部分に光源を収容するための小サイズの穴を型形成する場合には、金型に細いピンを用いることとなり、型抜きの際にこのピンに折れが生じやすく、生産性が低下する。特に、穴が垂直（α＝９０°）の場合は、図３に示す側面２４にて屈折する光は上下とも対称となり、最も導光板内の伝播に適する条件であるが、その一方で型抜きがしにくくなる。さらに、導光板に複数の穴を形成する際は、樹脂材料の硬化収縮などの力も加わることになり、さらに穴形成のピンが折れやすく、型抜きがしにくくなる。本実施の形態では、凹部２０ａ，２０ｂを導光板２Ａ，２Ｂの端面２１ａ，２１ｂに設けることで、このような問題を回避している。なお、α＝９０°に限らず、±２°未満あるいは±５°未満の際にも、材料の種類や加工精度、あるいはピン径、もしくはピンの本数や配列仕様等によって程度の差はあるものの上記の問題が生じ得るが、本実施の形態のように導光板２Ａ，２Ｂの端面２１ａ，２１ｂに形成した凹部２０ａ，２０ｂに光源３Ａを収容することで、このような問題の発生を回避することができる。さらに、複数のＬＥＤ素子３２が配列された方向が端面２１ａ，２１ｂに沿った方向となるように、光源３Ａが配置されているので、凹部２０ａ，２０ｂを深く形成する必要がなく、金型の製造及びこの金型による導光板２Ａ，２Ｂの成形が容易となる。

（２）光源３Ａから出射した光は、導光板２Ａ，２Ｂの端面２１ａ，２１ｂに交差する第２の側面２４ｂ、及び第２の側面２４ｂと第１の側面２４ａとの間の円弧面２４ｃからも導光板２Ａ，２Ｂ内に入射するので、導光板がその端面に凹部を有しない場合に比較して、隣り合う２つの光源３Ａの間の領域における導光板２Ａ，２Ｂからの放射光の強度を高めることが可能となる。これにより、導光板２Ａ，２Ｂの表面２２から面状に放射される光の強度の分布のムラを低減することができる。

（３）光源３Ａは、ＬＥＤ素子３２の発光層であるＭＱＷ層６３が導光板２Ａ，２Ｂと平行であり、ＬＥＤ素子３２の周囲は透光性のガラス封止部３４で封止され、光源３Ａ自体及びその周囲には、発光光を特定の方向に導くための反射部材等が設けられていない。このため、部品点数の削減及び装置の小型化が可能となる。即ち、従来の常識では、光源は、光出射エリアを狭くする、導光板への入射角範囲を狭くするための光学系を用いて、導光板との結合を図る。しかし、本実施形態では、光源３Ａは量産のため、ＬＥＤ素子３２は、ＬＥＤ素子３２の中心軸に沿った側面に取り囲まれた形状とされ、光出射エリアを狭める光学系を備えていない。なお、反射枠は高反射率部材を選択されるものの完全に光吸収のないものでない限り、光学損出が生じるので、本実施形態の光源では高効率化、さらに、小型化の効果もある。また、本実施形態の光源では、ＬＥＤ素子３２の中心軸に沿った側面に取り囲まれた形状で、ＬＥＤ素子３２から発し、この側面に至った光は、ＬＥＤ素子３２の中心軸方向に近づく方向に屈折する。そして、ＬＥＤ素子３２から発する光のうち、ＬＥＤ素子３２の中心軸に対し大きな角度方向へ放射される光量は、この方向の立体角が大きいため、ＬＥＤ素子３２の配光特性にもよるが、例えば、全光量に対し５０％以上の大きな割合がある。つまり、導光板への入射角は、むしろ広がる光源となる。しかも、ガラス封止部３４の屈折率はＬＥＤ素子３２からの光取出しを促進するため、シリコン樹脂（屈折率：１．４〜１．５程度）やエポキシ樹脂（１．５〜１．６程度）より屈折率の大きい、屈折率１．６以上の部材を選択でき、この際は、ＬＥＤ素子３２の中心軸方向に近づく方向に屈折する程度は、さらに大きいものとなる。また、ＬＥＤ素子３２から発し、蛍光体で励起される光や散乱する光のうち、側面に至る光も同様にＬＥＤ素子３２の中心軸方向に近づく方向に屈折する。にもかかわらず、本実施形態の光源を導光板の厚さ方向に平行な光源の収納穴を形成した導光板と組み合わせ、導光板への入射面となる収納穴での入射時の屈折と、導光板の入射面とは直行する面方向となる導光板の上下面での全反射が生じる屈折率の導光板により、光源と導光板とを高効率で結合でき、かつ、部品点数の削減および簡単容易な製造が可能となる。

（４）光源３Ａ又はその周辺部には、光源３Ａの出射光を特定の方向に向けるための光学部材を備えておらず、また、ＬＥＤ素子３２をフリップチップ接続により実装したので、ＬＥＤ素子３２の端面と光源３Ａの側面３４ｂとの距離を１ｍｍ以下、さらには０．５ｍｍ以下とすることも容易となり、光源３Ａの平面視の大きさを小さくすることができ、凹部２０ａ，２０ｂの大きさを小型化することができる。これにより、光源３Ａが発光装置１の端部だけでなく、中央部に配置されていても、小型で目立たないものとできる。また、導光板２Ａ，２Ｂを厚くすることなく、光軸を厚さ方向とした光源３Ａの搭載が可能となる。これに対し、例えばＬＥＤ素子３２がワイヤボンディング接続により実装されている場合、ＬＥＤ素子３２の外側に、ワイヤループのための空間が余計に必要となる。さらに、導光板２Ａ，２Ｂの凹部２０ａ，２０ｂに関しては、実装や嵌合の公差が必要となるため、ＬＥＤ素子３２の５倍以上の大きさとなる。またさらに、側面方向へ放射方向を制御する光学面を設ける場合には、導光板２Ａ，２Ｂの凹部２０ａ，２０ｂの大きさをＬＥＤ素子３２の１２倍以上とする必要がある。例えば、素子実装基板３３の大きさが２．５ｍｍ角となると、導光板２Ａ，２Ｂの穴部２０の大きさも例えば３．０ｍｍ角のように大きくする必要がある。そして、仮にこのような大きさで発光装置１を作製すると、搭載するＬＥＤ素子３２が同じであっても、光源３Ａの上面３４ａの中心部を基準とした内面２４の立体角の割合は、３５％の低減となる。また、光源３Ａの高さが変わらず、平面視の寸法が小さくなると、横方向への配光が相対的に増大する。なお、蛍光体が封止材料に分散されている場合、封止材の高さより平面方向の寸法が小さくなると、上方向と横方向の光の色度の差が顕著となり易いが、仮に色度の差が生じたとしても、導光板２Ａ，２Ｂ内で混光させることができる。また、光源３Ａの放熱パターン３６及び回路パターン３５は、素子実装基板３３の搭載基板４側の面内に形成されているため、素子実装基板３３の側面に回路パターン形成されるものと比べ、はんだなどの共晶材を用い搭載基板４へ搭載する際、はんだのはみ出しがない、あるいはごく僅かなものとできるので、導光板２Ａ，２Ｂの穴を、より光源３Ａの大きさに近い、小さなものにすることができる。そして、このことにより、光源から導光板への光結合効率を高めることができる。また、光源に対する導光板の穴位置精度を大きくとり、製造歩留りの高いものとすることができる。

（５）光源３Ａの上面３４ａ及び側面３４ｂに光学的な加工を施す必要がないので光源３Ａの作製も簡単容易である。この発光装置１の場合、むしろ光軸上に最大の光強度が存在しない配光の光源３Ａが好ましく、立方体形状の光源３Ａに加工を施すことなく、しかも単純な形状の凹部２０ａ，２０ｂを形成すればよいので、実用に際して極めて有利である。

また、光源３Ａは光学系を備えず小型であるため、多くの光源３Ａを密に配列して、高輝度にすることができる。一方、各光源３Ａの間隔を比較的広くして配列した場合も、光源３Ａの中心軸に対して垂直な面方向３６０°に光が放射されるため、各光源３Ａの間の輝度の低下を抑制できる。

なお、導光板２Ａ、２Ｂは透明な光学接着剤等により互いに貼り合わせてもよいが、あえて貼り合わせず、ミクロな意味で端面同士の間に空隙を持たせることで、光源などから発する熱によって導光板が膨張し、応力をもつことや、たわみを発生することを抑えることができる。また、本形態では光源を２枚の導光板で取り囲むものを示したが、３枚あるいは４枚、もしくはそれ以上の導光板で取り囲むものとしてもよい。

なお、本実施の形態について説明した各構成要素の形状等は、上記説明又は図示した具体的な形状等に限らず、例えば以下に示すように変形することも可能である。

（変形例１）
第１の実施の形態では、導光板２Ａ，２Ｂが透明で厚さが均一の板状部材である場合について説明したが、導光板２Ａ，２Ｂの構成により、導光板２Ａ，２Ｂからの放射光の均一化を図ってもよい。

図８（ａ）は、導光板２Ａ，２Ｂの変形例を示す図である。この図に示す例では、導光板２Ａ，２Ｂの裏面２３に円形状の複数の反射面２３ａを形成し、導光板２Ａ，２Ｂ内の光がこれら反射面２３ａで反射して、表面２２から取り出されるようにしている。また、各反射面２３ａは、導光板２Ａ，２Ｂの長手方向における中心間の距離は一定で、端面２１ａ，２１ｂから遠ざかるほど面積が大きくなるように形成されている。つまり、端面２１ａ，２１ｂから遠ざかるほど、裏面２３における反射面２３ａが占める面積の割合が高くなる。このように構成することにより、表面２２における放射光の分布を均一化することができる。

なお、反射面２３ａは、スクリーン印刷、インクジェット印刷、レーザー加工、金型を利用した熱転写等により形成することができる。特に、インクジェット印刷、レーザー加工等の場合、スクリーン印刷等で用いる版が不要となり、例えば、実際に製造された発光装置１の発光特性に応じて反射面２３ａの加工を行うことができる。さらに、インクジェット印刷の場合、ノズルを導光板２Ａ，２Ｂ上に全面的に配置することにより、広範囲の加工を同時に行うことができ、作業性に優れるという利点がある。

図８（ｂ）は、導光板２Ａ，２Ｂの他の変形例を示す図である。この図に示す例では、導光板２Ａ，２Ｂの裏面２３を光源３Ａから遠ざかるにつれて表面２２に近接するように湾曲して形成してもよい。つまり、導光板２Ａ，２Ｂのの厚さを光源３Ａから遠ざかるにつれて薄くするようにしてもよい。このように導光板を形成することによっても、表面２２からの放射光の分布を均一化することができる。

（変形例２）
図９Ａ（ａ）〜（ｄ）は、光源３Ａの出射側における構造の変形例を示す図である。第１の実施の形態では、導光板２Ａ，２Ｂの凹部２０ａ，２０ｂの上方が開放され、ＬＥＤ素子３２の発光光が直接外部に放射される構成のものを示したが、光源３Ａ又は凹部２０ａ，２０ｂの上方を塞ぐ部材を設け、この部材の反射による２次光も導光板２Ａ，２Ｂの伝搬光となるように図ってもよい。

例えば図９Ａ（ａ）に示すように、光源３Ａのガラス封止部３４の上面３４ａに第１の反射部材としての反射膜３７を設けてもよい。反射膜３７としては、例えばＳｉＯ_２粒子層、Ａｌ_２Ｏ_３粒子層、ＴｉＯ_２粒子層等の透光性材料の粉末を用いた半透過層を用いることができる。この半透過層は、光源３Ａの上面３４ａから導光板２Ａ，２Ｂの表面２２に垂直な方向に放射される光の少なくとも一部を反射する。また、反射膜３７として、同方向に放射される光の全てを反射するＡｌ箔等の全反射層を用いることができる。

また、図９Ａ（ｂ）に示すように、導光板２Ａ，２Ｂの穴部２０を貫通穴とせず、導光板２Ａ，２Ｂが穴部２０の表面２２側を閉塞する板状の閉塞部２５を有する構造としてもよい。この閉塞部２５により、穴部２０は、導光板２Ａの表面２２とは反対側の裏面２３から表面２２に向かって、導光板２Ａの厚さ方向の途中まで形成されている。

また、閉塞部２５の光源３Ａ側に反射部材２６を配置してもよい。この場合、反射部材２６の光源３Ａ側の面は、第１の反射面２６ａとして光源３Ａから発せられる光を反射し、反射部材２６の光源３Ａとは反対側の面は、第２の反射面２６ｂとして導光板２Ａ，２Ｂ内を伝搬する光を反射する。反射部材２６は、例えば白色塗装されたアクリル板を用いることができる。

また、図９Ａ（ｃ）及び（ｄ）に示すように、導光板２Ａ，２Ｂの突き合わせ端面２１ａ，２１ｂに沿って複数の穴部２０を塞ぐように、導光板２Ａ，２Ｂの表面２２側に反射部材としての反射シール２７を貼り付けるようにしてもよい。この反射シール２７は、凹部２０ｄから上方へ進む光を反射し、導光板２Ａ，２Ｂの内面２４に入射させる。この反射シール２７の反射面２７ａは、表面の反射率が比較的高い材料、例えば反射率が９０％以上のアルミニウムとすると、効率良く鏡面反射を利用することができる。反射面２７ａがアルミニウムである場合、例えば、反射シール２７自体をアルミニウム板としたり、反射シール２７の反射面２７ａにアルミニウム箔を貼付すればよい。この場合、光源３Ａから外部への直接光を遮断させることができ、直接光の放射を防止する場合に効果的である。

また、反射シール２７は、主として拡散反射を利用するものであってもよい。この場合、反射シール２７の内面には、白色拡散シートを用いることができる。反射シール２７へ入射する光の入射角が比較的小さくなる場合には、主として鏡面反射よりも拡散反射を利用する方が、導光板２Ａ，２Ｂの入射面へ至る確率が高くなるため、好ましい。

また、反射シール２７は、一部の光が透過するようにしてもよい。これにより、外部放射に必要な光量のみ外部へ取り出し、他の光は導光板２Ａ，２Ｂに入射させることとなる。

また、図９Ａ（ｅ）に示すように、導光板２Ａ，２Ｂの表面の全体を覆うように板状の透光性部材２９を配置し、この透光性部材２９の穴部２０に対応する領域に光源３Ａの光を反射する反射層２９ａを設けてもよい。この反射層２９ａは、例えば白色塗料を塗布して形成することができる。また、例えば透光性部材２９をケース５Ａに固定し、透光性部材２９によって導光板２Ａ，２Ｂを保持するように構成することも可能である。この構成によっても、光源３Ａから外部への直接光を遮断することができる。

（変形例３）
図９Ｂは、図２に対応する導光板２Ａと導光板２Ｂとの間に空隙を設けた変形例を示す図である。

図９Ｂに示すように、この変形例では、導光板２Ａの端面２１ａと導光板２Ｂの端面２１ｂとの間に、スリット状の微細な空隙２１ｇが設けられている。この空隙２１ｇの幅（端面２１ａと端面２１ｂとの間隔）は、常温（２５℃）において例えば０．０５〜０．２ｍｍである。なお、空隙２１ｇ以外の構成は図２を参照して説明したものと同じであるので、共通する符号を付してその説明を省略する。

このように空隙２１ｇを設けることにより、光源などから発する熱によって導光板２Ａ，２Ｂが膨張し、応力をもつことや、たわみを発生することをより確実に抑えることができる。

（他の変形例）
また、第１の実施の形態においては、ＬＥＤ素子３２をガラスにより封止した光源３Ａを示したが、ＬＥＤ素子３２が素子実装基板３３に対してフリップチップ接続であり、平面視にて封止材の枠部分が存在しない光源であれば、封止材を変更しても差し支えない。

また、熱融着ガラス封止ＬＥＤは、高さ方向の形成が容易で、素子実装基板と熱膨張率が同等、かつ、両部材の接合力が大きいので、封止材と素子実装基板の接合面積を小さくすることができる。そして、側面放射面を含む直方体形状としてあるので、側面の合計面積を上面に対して２倍以上、好ましくは４倍以上とすることによって、横方向の配光を広くすることができ望ましい。なお、例えば、ＬＥＤ素子３２をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂封止部で封止してもよい。あるいは、樹脂封止部を、素子実装基板３３上で半球状に形成してもよい。

また、導光板２Ａ，２Ｂは、その端面２１ａ，２１ｂ同士が密着するものに限らず、端面２１ａ，２１ｂ間にスリット状の隙間が形成されていてもよい。またさらに、端面２１ａ，２１ｂ間を透明な接着剤で接着してもよい。またさらに、本実施の形態では、搭載基板を金属ベースにしたものとして説明したが、これに限らず、ポリイミドや液晶ポリマーなどをベースにするフレキシブル基板を金属板に貼るなどして備えたものでもよいし、積極的な放熱が必要でないならば、フレキシブル基板のみや、ガラスエポキシ基板など他の部材であってもかまわない。

また、導光板は光源の配列方向と平行な柱状曲面とするなど、平面形状に限らない。導光板が曲面の場合、α＝９０°であることが、導光板内で伝搬光であり続けるために最も有利となる。

［第２の実施の形態］
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

本実施の形態は、複数の光源３Ａを２次元の格子状に配置し、複数の搭載基板４Ａ〜４Ｄを用いたものである。すなわち、本実施の形態の発光装置１は、３つの導光板２Ａ〜２Ｃと、３つの導光板２Ａ〜２Ｃを組み合わせることによって長手方向に沿って形成された複数の穴部２０と、各穴部２０に収容される複数の光源３Ａと、各光源３Ａに電源を供給する複数の搭載基板４Ａ〜４Ｄと、これらの導光板２Ａ〜２Ｃ、光源３Ａ，及び搭載基板４Ａ〜４Ｄを収容するケース５Ｂとを備えている。

３つの導光板２Ａ〜２Ｃは、光源３Ａが配置される位置で端面同士が突き合わされた構造を有する。図１０の左側に位置する導光板２Ａの導光板２Ｂ側における突き合わせ面２１ａには、第１の実施の形態と同様の複数の凹部２０ａが導光板２Ａの長手方向に沿って等間隔で形成され、他側の端面２１ｄには、凹部２０ａよりも端面２１ｄに垂直な方向の深さが深い凹部２００ａが導光板２Ａの長手方向に沿って等間隔で形成されている。

発光装置１の幅方向の中央に位置する導光板２Ｂの両端面２１ｂには、第１の実施の形態と同様の複数の凹部２０ｂが長手方向に沿って等間隔で形成されている。また、図１０の右側に位置する導光板２Ｃの導光板２Ｂ側における端面２１ｃには、凹部２０ａ，２０ｂと同様の形状を有する複数の凹部２０ｃが長手方向に沿って等間隔で形成され、他側の端面２１ｄには、凹部２０ｃよりも端面２１ｄに垂直な方向の深さが光源３Ａを収容できるだけ深い複数の凹部２００ｃが長手方向に沿って等間隔で形成されている。

搭載基板４Ａ〜４Ｄには、それぞれ複数の光源３Ａが実装されている。搭載基板４Ａに実装された光源３Ａは、導光板２Ａの凹部２００ａ内に配置される。搭載基板４Ｂに実装された光源３Ａは、導光板２Ａの凹部２０ａと導光板２Ｂの凹部２０ｂにより形成された穴部２０内に配置される。搭載基板４Ｃに実装された光源３Ａは、導光板２Ｂの凹部２０ｂと導光板２Ｃの凹部２０ｃにより形成された穴部２０内に配置される。搭載基板４Ｄに実装された光源３Ａは、導光板２Ｃの凹部２００ｃ内に配置される。なお、各搭載基板４Ａ〜４Ｄ間には、各部材間の熱膨張差によって干渉が発生しないように、隙間が設けられている。

導光板２Ａ及び導光板２Ｃの端面２１ｄに形成された凹部２００ａ，２００ｃ内には、光源３Ａの全体が収容されている。導光板２Ａの端面２１ａ，導光板２Ｂの端面２１ｂ，及び導光板２Ｃの端面２１ｃに形成された凹部２０ａ，２０ｂ，２０ｃには、光源３Ａの一部（光源３Ａの体積のうちの約半分）がそれぞれ収容されている。

ケース５Ｂは、例えばアルミニウム等の金属又は合成樹脂から形成されている。本実施の形態では、ケース５Ｂの材料として、放熱性を考慮してアルミニウムを用いる。また、ケース５Ｂの導光板２Ａ，２Ｃの端面２１ｄに対向する対向面５ａは鏡面仕上げとなっている。これにより、導光板２Ａ，２Ｃの側面２１ｄから出射した光が、ケース５Ｂの対向面５ａで反射して再び導光板２Ａ，２Ｃ内に導入される。

（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した効果と同様の効果がある。また、３つの導光板２Ａ〜２Ｃの間に形成される複数の穴部２０内、及び発光装置１の幅方向の両端部の導光板２Ａ，２Ｃとケース５Ｂとの間の複数の凹部２００ａ，２００ｃ内にも光源３Ａが配置されているので、第１の実施の形態における発光装置１よりも高密度に光源３Ａを配置することができる。これにより、発光装置１の光量の増大及び光量分布の均一化を図ることができる。

［第３の実施の形態］
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。

本実施の形態は、正六角柱状の光源３Ｂを２次元状に配置し、単一の搭載基板４を用いたものである。すなわち、本実施の形態の発光装置１は、端面に複数の凹部２０ｃ，２０ｄが形成された５つの導光板２Ａ〜２Ｅと、５つの導光板２Ａ〜２Ｃを組み合わせることによって長手方向に沿って形成された複数の穴部２０Ｂと、これらの穴部２０Ｂにそれぞれ収容された穴部２０Ｂと同数の光源３Ｂと、複数の光源３Ｂが搭載され、各光源３Ｂと電気的に接続された単一の搭載基板４と、これらの導光板２Ａ〜２Ｅ、光源３Ｂ及び搭載基板４を収容するケース５Ｂとを備えている。

光源３Ｂは、図示は省略しているが、第１の実施の形態に係る光源３Ａ（図３参照）と同様に、素子実装基板、素子実装基板に実装されたＬＥＤ素子、及びＬＥＤ素子を封止するガラス封止部を備えている。光源３Ｂは、搭載基板４に垂直な方向から見た場合に、そのガラス封止部の上面の形状が六角形状である。また、同方向から見た場合の穴部２０Ｂの形状は円形であり、光源３Ｂは、穴部２０Ｂの中心部に配置されている。なお、六角形状の光源３Ｂは、複数のＬＥＤ素子を実装した素子実装基板３３となるセラミック基板とガラス封止部３４となるガラス板とを接合した後のダイシング分離の際、ピコ秒あるいフェムト秒レーザーなどを用いてハニカム状の切断を行うことで具現化できる。この際、光源３Ｂの形状を正六角形状としているので、正方形状にするのと同等に、余白なく歩留りのいい光源製造を行うことができる。

導光板２Ａ〜２Ｅには、それぞれが突き合わされる長手方向に沿った端面２１ａ〜２１ｅの延伸方向の所定の位置に、端面２１ｃに垂直な方向に窪んだ複数の半円形の凹部２０ｃ，２０ｄが形成されている。凹部２０ｃは図１１の右方に開口し、凹部２０ｃは図１１の左方に開口している。穴部２０Ｂは、端面２１ａ〜２１ｅの延長線に対して線対称になるように設けられた一対の凹部２０ｃ，２０ｄの組み合わせにより形成される。つまり、穴部２０Ｂは、導光板２Ａ〜２Ｅのそれぞれの間に形成された円柱状の空間であり、この空間の底面の中心部にそれぞれ1つの光源３Ｂが配置されている。

図１２（ａ）及び（ｂ）は、本実施の形態に係る光源３Ｂ、及び上面が四角形状の光源３Ａの中心部から発した光の進み方の一例を、それぞれの上面３４ａに垂直な方向から見た状態を示す図である。

図１２（ｂ）に示すように、光源３Ａの上面３４ａは四角形状であるので、その頂点に近い方向に進んだ光は側面３４ｂで内部反射する割合が高く、側面３４ｂで内部反射した光はさらに別の側面３４ｂで内部反射し、光源３Ａの外部に出射するまでに内部で複数回の反射を繰り返すことがある。このような現象は、ガラス封止部３４が蛍光体３９（共に図３に示す）を含んでいない場合に特に顕著となる。

一方、本実施の形態に係る光源３Ｂでは、図１２（ａ）に示すように、上面３４ａが六角形状であるので、その頂点付近に進んだ光の入射角βの最大値が、上面３４ａが四角形状である光源３Ａに比較して小さくなる。

（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した効果と同様の効果に加え、５つの導光板２Ａ〜２Ｅの間に、これら導光板の長手方向に沿って設けられた複数の穴部２０Ｂに光源３Ｂが配置されるので、発光装置１から出射される光量の増大及び光量分布の均一化を図ることができる。

また、穴部２０Ｂの内面は円筒状であるので、内面が四角柱形状である場合に比較して、光源３Ｂから出射した光がより垂直に近い角度で導光板２Ａ〜２Ｅに入射する。このため、導光板２Ａ〜２Ｅに入射する際に反射してしまう光の割合が低くなり、光源３Ｂの光をより効率よく導光板２Ａ〜２Ｃ内に導くことができる。

またさらに、光源３Ｂの上面３４ａが正六角形状であるので、光取り出し効率が高くなる。つまり、光源の中心軸に対して垂直な面方向成分の光は、ガラス封止部３４の屈折率が２．０以下であれば、ガラス封止部３４から外部の空気に光が出射する際の臨界角が３０°以上となるので、全反射は生じない。これに対し、正方形形状であれば、ガラス屈折率が１．５以上であると全反射が生じる。また、その一方で、光源の中心軸を含む面方向成分の光は、直方体形状の際と変わらない。このため、本実施の形態によれば、光源３Ｂの光取り出し効率向上に加え、光源３Ｂの配光が広くなり、導光板２Ａ〜２Ｃへの光結合効率をより高いものとすることができる。なお、本実施の形態では、光源３Ｂを正六角柱形状として説明したが、正六角形状に限らず、中心軸に対し垂直な面方向成分の光の取り出し効率向上につながる五角柱、八角柱、あるいは円柱としてもよい。

［第４の実施の形態］
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る発光装置１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＧ−Ｇ線断面図である。

本実施の形態は、端面２１ｆに複数の凹部２０ｄが形成された単一の導光板２Ｆと、導光板２Ｆの複数の凹部２０ｅにそれぞれ配置された光源３Ａとを有し、光源３Ａの光を導光板２Ｆに入射させ、導光板２Ｆの表面２２から放射させるものである。導光板２Ｆは、ケース５Ｃに収容されている。

図１３（ａ）に示すように、発光装置１は、ケース５Ｃの枠内に導光板２Ｆ、複数の光源３Ａ，及び反射部材６１を収容して構成されている。導光板２Ｆの長手方向の端部における一端面２１ｆには、複数（本実施の形態では７個）の凹部２０ｅが形成されている。各光源３Ａは、凹部２０ｅ内に配置されている。

図１３（ｂ）に示すように、複数の光源３Ａは、基板本体４１と絶縁層４２とを有する搭載基板４に搭載されている。基板本体４１は例えばアルミニウム等の金属材料からなり、絶縁層４２は例えばエポキシ系樹脂からなる。また、光源３Ａは、素子実装基板３３と、素子実装基板３３に搭載されたＬＥＤ素子３２と、ガラス封止部３４と、放熱パターン３６等を有し、はんだ３１を介して搭載基板４に搭載されている。

反射部材６１は、例えばフッ素系不織布からなる白色の部材であり、導光板２Ｆの端面２１ｆに沿った方向に延び、端面２１ｆに直交する方向の断面がＬ字状に形成されている。この反射部材６１は、光源３Ａの上面３４ａを覆う上面反射部６１ａと、光源３Ａの凹部２０ｅの内面に対向していない側面３４ｂに面した側面反射部６１ｂとを一体に有している。

上面反射部６１ａは、光源３Ａから導光板２Ｆの表面２２に垂直な方向に放射される光の少なくとも一部を光源３Ａ又は凹部２０ｅの内面２４側に反射する。側面反射部６１ｂは、凹部２０ｅに光源３Ａを介して対向し、光源３Ａの光を導光板２Ｆ側に反射する。

導光板２Ｆと搭載基板４との間には、白色のスペーサ２８が配置されている。スペーサ２８は、例えばアクリル樹脂からなり、平面視において導光板２Ｆと同形状を有している。なお、図示は省略しているが、導光板２Ｆとスペーサ２８との間には、１０μｍ程度の直径を有するマイクロビーズを多数配置して、僅かな隙間を設けている。

図１３（ｃ）に示すように、凹部２０ｅは、端面２１ｆに垂直な方向に窪んで形成されている。凹部２０ｅの内面２４は、端面２１ｆと平行な第１の側面２４ａと、端面２１ｆに垂直な方向に沿って形成された一対の第２の側面２４ｂと、第１の側面２４ａと一対の第２の側面２４ｂとの間にそれぞれ形成された円弧面２４ｃとから構成される。第１の側面２４ａ及び一対の第２の側面２４ｂは、光源３Ａの三方の側面３４ｂにそれぞれ対向している。

なお、例えば導光板２ＦをＡ４サイズ、光源３Ａを一辺が１ｍｍの立方体形状とし、光源３Ａを収納する凹部２０ｅの窪みを１．５ｍｍとすると、光源３Ａの配置領域が導光板２Ｆの表面２２の面積に対しごく僅かな割合となり、ほとんど目立たないものとできる。また、光源３Ａが発する熱は金属材料をベースとする搭載基板４により拡散放熱されるが、搭載基板４は導光板２Ｆと平行に配置されるため、放熱のための特別なスペースを設けなくとも、広い面積に熱拡散することができる。

（第４の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した効果と同様の効果がある。また、光源３Ａの内面２４に対向しない側面３４ｂから出射した光は、反射部材６１の側面反射部６１ｂで導光板２Ｆ側に反射し、凹部２０ｄの内面２４から導光板２Ｆに入射するので、反射部材６１を有しない場合に比較して、光源３Ａの光の取り出し効率が向上する。

またさらに、光源３Ａの上面３４ａは、導光板２Ｆの表面２２に対して垂直な方向から見た場合に反射部材６１の上面反射部６１ａに覆われているので、使用者の目に光源３Ａの光が直接入射しない。これにより、使用者に眩しさを感じさせることが抑制される。

なお、本実施の形態について説明した各構成要素の形状等は、上記説明又は図示した具体的な形状等に限らず、例えば以下に示すように変形することも可能である。

（変形例１）
図１４は、第４の実施の形態の第１の変形例における光源３Ｄ及びその周辺部を示す図であり、（ａ）は図１３（ｃ）に対応する断面図、（ｂ）は図１３（ｂ）に対応する断面図である。

この変形例に係る光源３Ｄは、導光板２Ｆの表面２２に平行な断面が五角形状を有し、光源３Ｄが収容される凹部２０ｆの内面は、光源３Ｄの側面３４ｂに平行となるように形成されている。

光源３Ｄの側面３４ｂは、導光板２Ｆの端面２１ｆと平行な第１の側面３４１ｂと、第１の側面３４１ｂの一方の端部から端面２１ｆに垂直な方向に延びる第２の側面３４２ｂと、第１の側面３４１ｂの他方の端部から端面２１ｆに垂直な方向に延びる第３の側面３４３ｂと、第２の側面３４２ｂと鈍角γで交わる第４の側面３４４ｂと、第３の側面３４３ｂ及び第４の側面３４４ｂの間に形成され、第３の側面３４３ｂと鈍角γで交わる第５の側面３４５ｂとからなる。この鈍角γは、例えば１２０°（１１０〜１３０°）である。このように、光源３Ｄは、直方体と三角柱とを組み合わせた五角柱状である。より詳細には、図１４（ａ）において、ＬＥＤ素子３２より左側は正方形の左半分、ＬＥＤ素子３２より右側は正六角形の右半分を組み合わせた形状である。

また、凹部２０ｆの内面は、光源３Ｄの第２の側面３４２ｂに向かい合う第２の側面２４２ｂと、光源３Ｄの第３の側面３４３ｂに向かい合う第３の側面２４３ｂと、光源３Ｄの第４の側面３４４ｂに向かい合う第４の側面２４４ｂと、光源３Ｄの第５の側面３４５ｂに向かい合う第５の側面２４５ｂとを有する。またさらに、凹部２０ｆの内面における第１の側面２４１ｂと第４の側面２４４ｂとの間は円弧面２４２ｃが、第２の側面２４２ｂと第５の側面２４５ｂとの間には円弧面２４３ｃが、及び第４の側面２４４ｂと第５の側面２４５ｂとの間には円弧面２４４ｃが、それぞれ形成されている。このように、凹部２０ｆは角部が面取りされた五角形状である。

第１〜第５の側面２４１ｂ〜２４５ｂ、及び円弧面２４２ｃ，２４３ｃ，２４４ｃは、導光板２Ｆの表面２２に垂直に形成され、凹部２０ｆは、導光板２Ｆをその厚さ方向に貫通している。第１〜第５の側面２４１ｂ〜２４５ｂは、いずれも導光板２Ｆの端面２１ｆとは平行ではない。つまり、凹部２０ｆの内面は、端面２１ｆとは平行ではない複数の面から構成されている。

光源３Ｄの第１の側面３４１ｂは、反射部材６２に対向している。反射部材６２は、例えばフッ素系不織布からなる反射率が９０％以上の白色の部材であり、導光板２Ｆの端面２１ｆに沿った方向に延びるように配置され、端面２１ｆに接合されている。つまり、反射部材６２は、導光板２Ｆの第４の側面２４４ｂ及び第５の側面２４５ｂに光源３Ｄを介して対向し、光源３Ｄから出射した光を導光板２Ｆ側に反射する。反射部材６２で反射した光の一部は直接凹部２０ｆの内面から導光板２Ｆに入射し、他の一部は光源３Ｄのガラス封止部３４を透過して導光板２Ｆに入射する。

また、図１４（ｂ）に示すように、光源３Ｄの上面３４ａには反射膜３７が設けられている。反射膜３７は、光源３Ｄの上面３４ａから出射する方向の光を光源３Ｄ内に反射する。

上記のように光源３Ｄ及び導光板２Ｆを構成することにより、例えば図１４（ａ）に矢印で示すように、ＬＥＤ素子３２から反射部材６２側へ放射された発光光の一部は、光源３Ｄの第１の側面３４１ｂで全反射し、反射の損失がなく、第４の側面３４４ｂから導光板２Ｆ側へ放射される。

一方、ＬＥＤ素子３２から反射部材６２とは反対方向へ放射された発光光は、ＬＥＤ素子３２の中心軸に対して垂直な面方向の成分が、ガラス封止部３４と空気との臨界角以内となり、光源３Ｄの導光板２Ｆに面した第４の側面３４４ｂ又は第５の側面３４５ｂから出射されやすくなっている。このように、光源３ＤのＬＥＤ素子３２の発光光が凹部２０ｆの内面に対応するガラス封止部３４の側面３４ｂから出射されやすくなり、導光板２Ｆへの光結合効率が向上する。

なお、凹部２０ｆの形状は五角形状に限らず、例えば六角形状や八角形状、あるいは円形形状などでもよく、特にＬＥＤ素子３２の中心軸に対して垂直な面方向の成分が、ガラス封止部３４から空気への臨界角以内となる形状が望ましい。一方、反射部材６２側の形状は、臨界角以上となる形状であれば、さらに望ましい。

（変形例２）
図１５は、第４の実施の形態の第２の変形例に係る発光装置１を示す平面図である。

この発光装置１は、四角形状の四隅に凹部２０ｇが形成された導光板２Ｇと、各凹部２０ｇ内に配置された４つの光源３Ａと、導光板２Ｇ及び４つの光源３Ａを収容するケース５Ｃとを有している。光源３Ａから出射した光の一部は凹部２０ｇの内面から導光板２Ｇに直接入射し、他の一部はケース５Ｃの内面に反射して凹部２０ｇの内面に入射する。なお、光源３Ａの上面には反射膜を設けてもよい。

このように発光装置１を構成することにより、光源３Ａが導光板の一端面のみに沿って設けられた場合に比較して、導光板２Ｇの各部位における各光源３Ａからの最短距離が短くなり、光量分布の均一化を図ることができる。また、上記第１〜第３の実施の形態及びその変形例、ならびに第４の実施の形態及びその変形例１では、光源の中心軸まわりのうち、全て、あるいは３／４が直接導光板の入射面となる内面であったが、この形態では、それらより割合は減るものの、１／２以上の方向が直接導光板の入射面となる内面となり、光源から導光板への結合効率は高いものとして維持できる。

［他の実施の形態］
以上、本発明の発光装置を上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、上記各実施の形態では、１つの凹部にそれぞれ１つの光源を配置した場合について説明したが、これに限らず、１つの凹部に複数の光源を配置してもよい。また、上記各実施の形態では、発光装置が複数の光源を有する場合について説明したが、これに限らず、発光装置に設けられた光源は１つでもよい。

１…発光装置、２Ａ〜２Ｇ……導光板、４，４Ａ〜４Ｄ…搭載基板、３Ａ〜３Ｄ…光源、３ａ…中心軸、４…搭載基板、５Ａ〜５Ｃ…ケース、５ａ…対向面、２０，２０Ｂ…穴部、２０ａ〜２０ｇ…凹部、２１ａ〜２１ｆ…端面、２１ｇ…空隙、２２…表面、２３…裏面、２３ａ…反射面、２４…内面、２４ａ…第１の側面、２４ｂ…第２の側面、２４ｃ…円弧面、２５…閉塞部、２６…反射部材、２６ａ…第１の反射面、２６ｂ…第２の反射面、２７…反射シール、２７ａ…反射面、２８…スペーサ、３２…ＬＥＤ素子、３３…素子実装基板、３４…ガラス封止部、３４ａ…上面、３４ｂ…側面、３５…回路パターン、３５ａ…表面パターン、３５ｂ…裏面パターン、３５ｃ…ビアパターン、３６…放熱パターン、３７…反射膜、３９…蛍光体、４１…基板本体、４２…絶縁層、４３…回路パターン、４４…白色レジスト層、６０…素子基板、６１…バッファ層、６１…反射部材、６１ａ…上面反射部、６１ｂ…側面反射部、６２…ｎ型半導体層、６２…反射部材、６３…ＭＱＷ層、６４…ｐ型半導体層６４、６５…ｐ側電極、６６…ｐ側パッド電極、６７…ｎ側電極、２００ａ，２００ｃ…凹部，２４０ａ…底面、２４１ａ…傾斜面、２４２ａ…円弧面、Ｄ…暗部

Claims (12)

1. 素子実装基板と、前記素子実装基板に実装されたＬＥＤ素子と、前記素子実装基板上で前記ＬＥＤ素子を封止するとともに前記ＬＥＤ素子の出射光を放射する側面放射面を有する封止部と、を有する光源と、
   板状の透光性部材からなり、前記光源の少なくとも一部を収容する収容部を有する導光板と、を備え、
   前記収容部は、前記導光板の端面の延伸方向における前記光源に対応する位置に、前記導光板の一面から他面側に前記導光板の厚さ方向に延びるように切り欠き形成された凹部であり、
   前記凹部は、前記光源の前記側面放射面に向かい合う側面を有するとともにこの側面と側面との間に円弧面が形成され、
   前記光源は、立方体、直方体、五角柱、六角柱、あるいは八角柱の形状であり、前記封止部の前記側面放射面は、前記導光板の厚さ方向に平行な方向の光軸に対して直交する方向に光を放射し、かつ、合計面積を上面に対して４倍以上とされた側面であり、前記封止部から放射された光を特定の方向に向けるための光学部材を備えていない発光装置。
2. 前記光源は、前記封止部の屈折率が１．５以上であり、中心軸に対して垂直な面方向成分の光が全反射しない請求項１に記載の発光装置。
3. 前記導光板の前記一面に対する前記凹部の内面の角度をα°とし、前記導光板の屈折率をｎとしたとき、
   ９０−ｓｉｎ^−１[{ｓｉｎ（９０−α）}／ｎ]＋α≧ｓｉｎ^−１（１／ｎ）
   の式を満たす請求項１に記載の発光装置。
4. 前記導光板の前記一面に対する前記凹部の内面の角度をα°とし、前記導光板の屈折率をｎとしたとき、
   α≦９０−２×ｓｉｎ^−１[ｓｉｎ{（９０−α）／ｎ}]
   の式を満たす請求項１又は３に記載の発光装置。
5. 複数の前記導光板を有し、
   前記光源は、前記複数の前記導光板の端面に互いに対向するように形成された一対の前記凹部のそれぞれに少なくとも一部が収容される請求項１乃至４の何れか１項に記載の発光装置。
6. 前記複数の前記導光板は、前記凹部が形成された端面同士の間に空隙を有する請求項５に記載の発光装置。
7. 前記導光板の前記凹部に前記光源を介して対向し、前記光源の光を前記導光板側に反射する第１の反射部材をさらに有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の発光装置。
8. 前記光源から前記光軸の方向に放射される光の少なくとも一部を反射する第２の反射部材をさらに有する請求項１乃至７の何れか１項に記載の発光装置。
9. 前記凹部の内面は、前記凹部が設けられた前記導光板の前記端面と平行でない複数の面からなる請求項１乃至８の何れか１項に記載の発光装置。
10. 前記凹部は、前記導光板を厚さ方向に貫通している請求項１乃至９の何れか１項に記載の発光装置。
11. 前記凹部は、前記導光板の前記一面から前記他面に向かって、前記導光板の厚さ方向の途中まで形成されている請求項１乃至１０の何れか１項に記載の発光装置。
12. 前記凹部は、前記導光板の前記一面から前記他面に向かって、前記導光板を厚さ方向に貫通している請求項１乃至１１の何れか１項に記載の発光装置。

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