JP5851262B2 - 線状光源装置、面発光装置、および液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、線状光源装置、面発光装置、および液晶表示装置に関する。特に、本発明は、複数の発光素子が用いられ、液晶表示パネルのバックライトとして使用される線状光源装置、面発光装置、および液晶表示装置に関する。

携帯電話機やデジタルカメラ等の液晶表示装置に使用される従来の面発光装置として、例えば、図１９に示すような発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す。）を用いた面発光装置２２０が挙げられる。図１９（ａ）は、従来の光源装置２１０の斜視図であり、（ｂ）は、従来の光源装置２１０を備える面発光装置２２０を示す分解組立図であり、（ｃ）は、面発光装置２２０における、従来の光源装置２１０の幅方向の断面図である。

図１９（ｂ）に示されるような面発光装置２２０では、幅広の第１反射シート（下反射シート）２０２と、第１反射シート２０２の上面に、その一側の端部が第１反射シート２０２の一側の端部から突出した導光板２０３と、導光板２０３の側面に対峙して設けられた光源装置２１０と、導光板２０３の発光面の端部、及び、光源装置２１０を上方から覆うべく一体化された第２反射シート（上反射シート）２０４とから構成されている。

光源装置２１０は、導光板２０３の突出した端部の下面にその一部が配された細長い平板形状の基板２０５と、基板２０５の上面に、導光板２０３の側面に近設すべく並設された横長の直方体形状のカップ２００と、カップ２００に収納された発光素子（図示せず）と、カップ２００に充填された透明の光透過性の樹脂封止部２０１とを備えている。樹脂封止部２０１には、蛍光体が混入されている。

しかしながら、図１９で示されるような従来の光源装置２１０は、カップ２００の厚さを抑えることができないため、薄型化が困難であるという課題が存在する。

そこで、カップ２００が存在しない光源として、例えば、特許文献１に開示されているような線状光源装置がある。図２０（ａ）は、特許文献１に係る線状光源装置３１０（光源装置）の斜視図であり、（ｂ）は、特許文献１に係る線状光源装置３１０の長手方向に沿って断面した断面図であり、（ｃ）は、特許文献１に係る線状光源装置３１０を備える面発光装置３２０の分解組立図であり、（ｄ）は、面発光装置３２０における、特許文献１に係る線状光源装置３１０の幅方向に沿って断面した断面図である。

図２０（ａ）〜（ｄ）に示すように、特許文献１に係る線状光源装置３１０は、細長い平板形状の基板３０５と、基板３０５上の複数の発光素子３０６と、複数の発光素子３０６の間の反射板３００と、光透過性の樹脂封止部３０１とを備える。複数の発光素子３０６は、基板３０５の長手方向に互いに間隔をおいて配置され、さらに、各発光素子３０６の両側に、且つ、各発光素子３０６と交互に位置するように反射板３００が配設されている。

また、光透過性の樹脂封止材が、基板３０５の実装面と、発光素子３０６と、両反射板３００の対向面とによって形成される凹状部に充填されて樹脂封止部３０１が形成されている。上記の面発光装置３２０は、導光板３０３の側面に沿って設けられた線状光源装置３１０と、平面視矩形状の第１反射シート３０２と、細長い帯状の第２反射シート３０４とから構成されている。しかしながら、特許文献１に係る線状光源装置３１０では、高輝度で発光した場合には、輝度ムラが生じるという課題が存在する。

そこで、導光板の輝度ムラを低減できる発光装置として、例えば、特許文献２に開示されている、線状光源装置４１０がある。図２１（ａ）は、特許文献２に係る線状光源装置４１０の斜視図であり、（ｂ）は、特許文献２に係る線状光源装置４１０の長手方向に沿って断面した断面図であり、（ｃ）は、特許文献２に係る線状光源装置４１０を備える面発光装置４２０の分解組立図である。

図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、特許文献２に係る線状光源装置では、複数の発光素子４０６が細長い平板形状の基板４０５の長手方向に沿って互いに間隔をおいて配設されている。また、発光素子４０６を被覆するように、樹脂封止層４０９が形成されている。樹脂封止層４０９は、隣接する発光素子４０６同士の間に存在する第１凹部４０７と、発光素子４０６の直上側に形成された第２凹部４０８とが、基板４０５の上面に略平行な平面部４０９ａを介して連なっている。第１凹部４０７および第２凹部４０８は、基板４０５の長手方向に沿った断面がＶ字状である。

図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、発光素子４０６の近傍には蛍光体を混合させた樹脂封止部４０１を設置している。このようにして、所望の色を、高輝度で発光させた場合であっても、輝度ムラ、輝線、色度ムラが少ない線状光源装置を提供できる。

また、特許文献２に係る面発光装置は、特許文献１に係る面発光装置３２０と同様に、導光板４０３の側面に沿って設けられた線状光源装置４１０と、平面視矩形状の第１反射シート４０２と、細長い帯状の第２反射シート４０４とから構成されている。なお、液晶バックライト装置に面発光装置４２０を使用する場合には、導光板４０３の上面（光出射面）側に液晶表示パネルが設置される構成となる。

バックライトの更なる薄型化に伴い、発光装置の更なる薄型化も必要である。特許文献１及び２に係る線状光源装置は、従来の光源装置と比較し、カップ２００が存在していないことから、より薄型化が可能であるという利点を有している。

特開２００４−２３５１３９号公報（２００４年８月１９日公開） 特開２００９−２１２２１号公報（２００９年１月２９日公開）

特許文献２に係る線状光源装置４１０では、図２２に示すように、反射シート４０２、４０４が設けられる面は、基板４０５の上面に対して垂直である。このため、線状光源装置４１０の更なる薄型化を進めた場合、基板４０５の幅方向の長さ（反射シート４０２、４０４の間隔）が狭くなり、発光素子４０６と第１反射シート４０２と第２反射シート４０４との間での光の反射回数が増大することになる。

ところで、樹脂封止層４０９の側面（横方向の面）は、一般的にダイシング等を用いて形成するため、表面に小さな凹凸を有する粗面状となっている。このため、発光素子４０６からの光が、樹脂封止層４０９から出射し、反射シート４０２、４０４にて反射して、樹脂封止層４０９に再入射する場合、樹脂封止層４０９の側面の上記凹凸により、上記光の散乱および吸収が発生することになる。

この問題点は、線状光源装置４１０の更なる薄型化を進めた場合、上述のように、反射シート４０２、４０４における光の反射回数が増大するので、特に顕著となり、効率よく光を取り出すことができないことになる。なお、特許文献１に係る線状光源装置３１０でも同様の問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の反射回数が増大しても、効率よく光を取り出すことができる線状光源装置などを提供することにある。

本発明に係る線状光源装置は、細長の基板上の長手方向に配列された複数の発光素子から線状の光を照射する線状光源装置であって、上記課題を解決するために、上記基板の上面の幅方向端部に、上記発光素子からの光を反射する反射部材が、上記発光素子と対向するように設けられており、隣り合う上記発光素子どうしの間に、上記反射部材が設けられており、上記基板、上記発光素子、および上記反射部材上に、上記発光素子を封止する透光性の封止部材が設けられており、上記反射部材は、上記基板の上面に垂直な方向の厚みにおいて、隣り合う上記発光素子どうしの間に設けられた反射部材よりも、上記基板の上面の幅方向端部に設けられた反射部材の方が薄いことを特徴としている。

上記の構成によれば、発光素子から基板の幅方向に出射した光は、まず、反射部材にて反射してから、封止部材から出射することになる。従って、上記光が、上記基板に取り付けられた封止部材から出射し、反射シートにて反射して、上記封止部材に再入射する回数を減らすことができ、上記封止部材による光の散乱および吸収を減らすことができる。その結果、線状光源装置の更なる薄型化を進めることにより、光の反射回数が増大しても、上記光の散乱および吸収を抑えることができ、効率よく光を取り出すことができる。またこの場合、上記線状光源装置の製造工程における、例えば蛍光体を含む樹脂で上記発光素子を被覆する工程において、上記発光素子を通る上記幅方向の線に沿って、上記樹脂を連続的に塗布する（流し込む）ことができ、製造効率を向上させることができる。

なお、隣り合う上記発光素子どうしの間に設けられた反射部材と、上記基板の上面の幅方向端部に設けられた反射部材とによって、上記発光素子が囲まれていてもよい。上記反射部材が設けられる領域が広くなるにつれて、上記基板と上記反射部材との密着性を向上させることができる。

本発明に係る線状光源装置では、上記反射部材は、上記発光素子から直接到達した光を上記基板の法線方向に反射するように、傾斜していることが好ましい。この場合、上記光が、上記封止部材から出射し反射シートにて反射して上記封止部材に再入射する回数をさらに減らすことができ、上記封止部材による光の散乱および吸収をさらに減らすことができ、その結果、さらに効率よく光を取り出すことができる。

本発明に係る線状光源装置では、上記封止部材は、隣り合う上記発光素子の間に設けられ、上記封止部材内に導波された光を屈曲して、該光の一部または全部を外部に導波させる第１凹部と、上記発光素子から上記基板上面の法線方向に照射された光を屈曲して、該光の一部または全部を上記封止部材内に導波させる第２凹部とを備えることが好ましい。

この場合、発光素子からの光は、一部または全部が第２の凹部によって封止部材内に導波される。従って、上記発光素子から外部に直接照射される、高くなり易い輝度を抑えることができる。また、上記封止部材内に導波された光は、一部または全部が第１の凹部によって、外部に照射される。従って、隣り合う発光素子どうしの間における、低くなり易い輝度を増やすことができる。その結果、高輝度で発光させた場合であっても、輝度ムラおよび輝線を抑えることができる。

なお、上記封止部材の第１の凹部は、上記封止部材内を上記長手方向に導波された光を全反射することが好ましい。この場合、当該光が上記封止部材の長手方向端部から照射されることを防止できるので、上記線状光源装置からの輝度を増加させることができる。

また、上記封止部材の第２の凹部は、上記発光素子から上記基板上面の法線方向に照射された光を全て反射することが好ましい。この場合、上記発光素子からの高輝度の光が外部に直接照射されることを防止できるので、上記輝度ムラをさらに抑えることができる。

なお、上記封止部材の第１の凹部および第２の凹部の形状の例としては、上記基板の長手方向に沿った断面の形状がＶ字型であるものが挙げられる。

本発明に係る線状光源装置では、複数の上記発光素子に電気を供給する外部接続端子が上記基板の長手方向の端部に設けられていることが好ましい。この場合、基板の長手方向の端部から効率的に放熱することができる。

本発明に係る線状光源装置では、上記封止部材は、蛍光体を含んでおり、かつ上記各発光素子を被覆する蛍光部を備えていることが好ましい。この場合、所望の色を発光させた場合であっても、色度ムラを抑えることができる。また、蛍光体の種類や透光性の樹脂に分散させる蛍光体の濃度を適宜選択すれば、上記封止部材から射出される光を任意の色度に設定することができる。

本発明に係る線状光源装置では、上記発光素子の光出射側の端部において、上記長手方向の側面は、上記基板の厚さ方向に対して傾斜していてもよい。この場合、発光素子から射出される光を、上方向に向かう光と、長手方向側に傾いた光と、に拡散することができる。すなわち、一般的な形状の発光素子に比べて、発光素子自体で、光を予め拡散させることができる。よって、線状光源装置の光取り出し効率をさらに向上されることができる。

なお、上記構成の線状光源装置と、該線状光源装置から線状に入射された光を面状の光で出射するための導光板とを備える面発光装置であれば、上述と同様の効果を奏することができる。また、上記構成の面発光装置と、該面発光装置からの光を変調する液晶表示パネルとを備えることにより表示出力する液晶表示装置であれば、上述と同様の効果を奏することができる。

以上のように、本発明に係る線状光源装置は、発光素子から基板の幅方向に出射した光が、まず反射部材にて反射してから、封止部材から出射するので、上記基板に取り付けられた封止部材から出射し、反射シートにて反射して、上記封止部材に再入射する回数を減らすことができ、上記封止部材による光の散乱および吸収を減らすことができるという効果を奏する。その結果、線状光源装置の更なる薄型化を進めることにより、光の反射回数が増大しても、上記光の散乱および吸収を抑えることができ、効率よく光を取り出すことができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態である線状光源装置の斜視図である。 上記線状光源装置を長手方向に沿って断面した断面図である。 上記線状光源装置の平面図である。 上記線状光源装置を幅方向に沿って断面した断面図である。 上記線状光源装置の下面図である。 上記線状光源装置における発光素子であって、端部が傾斜している一形態の発光素子の斜視図（上図）および平面図（下図）であり、（ａ）は長手方向側及び幅方向側が傾斜している場合、（ａ）は長手方向側が傾斜している場合をそれぞれ示す図である。 上記線状光源装置を用いた面発光装置の分解組立図である。 上記面発光装置の幅方向の断面図である。 上記線状光源装置の製造工程において、反射板を形成したプリント板材の斜視図である。 上記製造工程において、樹脂封止層を形成したプリント板材の斜視図である。 （ａ）は、上記線状光源装置において、発光素子から幅方向側に出射された光の軌跡を示す模式図である。（ｂ）は、上記線状光源装置において、発光素子から長手方向に進行する光の軌跡を示す模式図である。 上記線状光源装置において、発光素子から上方向に出射された光の軌跡を示す模式図であり、（ａ）は、傾斜角が、全反射の臨界角よりも緩い緩斜面になっている場合における、発光素子から上方向に出射された光の軌跡を示す模式図であり、（ｂ）は、傾斜角が、全反射の臨界角よりも急傾斜になっている場合における、発光素子から上方向に出射された光の軌跡を示す模式図である。 上記線状光源装置において、第２凹部から長手方向側へ進行する光の軌跡を示す模式図であり、（ａ）は、第１凹部付近の軌跡を示す模式図であり、（ｂ）は、第１凹部及び第２凹部の中間付近の軌跡を示す模式図であり、（ｃ）は、長手方向側へ進行する傾きの小さい光が、第１凹部で全反射しなかった場合を示す模式図であり、（ｄ）は、長手方向側へ進行する傾きの小さい光が、第１凹部で全反射した場合を示す模式図である。 本発明の他の実施形態である線状光源装置の斜視図である。 上記線状光源装置を長手方向に沿って断面した断面図である。 上記線状光源装置の平面図である。 上記線状光源装置を幅方向に沿って断面した断面図である。 上記樹脂封止層を形成したプリント板材の斜視図である。 （ａ）は、従来の光源装置の斜視図であり、（ｂ）は、該光源装置を備える面発光装置を示す分解組立図であり、（ｃ）は、該面発光装置における、上記光源装置の幅方向の断面図である。 （ａ）は、従来の線状光源装置の斜視図であり、（ｂ）は、該線状光源装置の長手方向に沿って断面した断面図であり、（ｃ）は、上記線状光源装置を備える面発光装置の分解組立図であり、（ｄ）は、該面発光装置における、上記線状光源装置の幅方向に沿って断面した断面図である。 （ａ）は、従来の線状光源装置の斜視図であり、（ｂ）は、該線状光源装置の長手方向に沿って断面した断面図であり、（ｃ）は、上記線状光源装置を備える面発光装置の分解組立図である。 上記従来の線状光源装置において、発光素子から幅方向側に出射された光の軌跡を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

〔実施形態１〕
（１．線状光源装置１１の基本構成）
図１は、実施形態１に係る線状光源装置１１の斜視図である。図２は、線状光源装置１１を長手方向に沿って断面した断面図である。図３は、線状光源装置１１の平面図である。また、図４は、線状光源装置１１を幅方向に沿って断面した断面図である。また、図５は、線状光源装置１１の下面図である。

図１〜図４に示すように、線状光源装置１１は、線状の光を照射するものであり、配線基板としての細長い平板形状（短冊状）の基板１３と、複数の発光素子１２と、透光性の樹脂封止部（蛍光部）１４（蛍光体を含んでいてもよい）と、透光性の樹脂封止層（封止部材）１５（蛍光体を含まないほうが好ましい）と、鏡面加工された反射板（反射部材）１６と、反射部材としての第１反射シート１７および第２反射シート１８とを備える構成である。

すなわち、線状光源装置１１は、細長い板状の基板１３と、基板１３の上面に設置され、基板１３の長手方向に一定の間隔で列を成して形成された複数の発光素子１２と、基板１３の上面に、複数の発光素子１２を各々を囲むように層状に形成された反射板１６と、反射板１６によって発光素子１２が囲まれた領域を、発光素子１２を覆うように透光性の樹脂を充填した樹脂封止部１４と、反射板１６及び樹脂封止部１４を覆うように形成された透光性の樹脂からなる樹脂封止層１５と、樹脂封止層１５における基板１３の幅方向（以下、単に「幅方向」と称する。）の両側面を覆うように形成された反射シート１７・１８と、を備える構成である。

図１に示すように、基板１３は、細長い平板形状（短冊状）の形態を有している。図１〜図３及び図５に示すように、基板１３には、発光素子１２に電気を供給するためのアノード用の外部接続端子５１ａ、５１ｂ、およびカソード用の外部接続端子５２ａ、５２ｂが存在している。すなわち、基板１３の上面に外部接続端子５１ａ、５２ａが形成されており、基板１３の下面に外部接続端子５１ｂ、５２ｂが形成されている。ここで、基板１３上面の外部接続端子５１ａ、５２ａと、下面の外部接続端子５１ｂ、５２ｂとは、それぞれ、スルーホール（図示せず）を介して電気的に接続されている。

上記構成にすることで多層基板を用いずに安価な線状光源装置を提供する事ができる。また、外部接続端子５１ａ、５２ａ、５１ｂ、５２ｂを設けることにより、効率的な放熱が可能となる。さらに、外部接続端子が基板１３の長手方向の両側の端部に設けられることで、基板１３の長手方向の端から均一に放熱がなされ、基板１３の長手方向の一方にのみ外部接続端子を設けた場合よりも放熱効率が高くなる。

図２に示すように、複数の発光素子１２は、基板１３の上面において、基板１３の長手方向に互いに間隔をおいて並設されている。すなわち、基板１３の上面には、複数の発光素子１２が、細長い平板形状（短冊状）の基板１３の長手方向に沿って所定の間隔をおいて一列に設置されている。

発光素子１２は、アノード用の外部接続端子５１ａ、５１ｂ、カソード用の外部接続端子５２ａ、５２ｂと電気的に接続している。具体的に、発光素子１２近傍の長手方向側には、アノード用の外部接続端子５１ａ、５１ｂ、又は、カソード用の外部接続端子５２ａ、５２ｂと、電気的に接続した正極の電極端子（図示せず）および負極の電極端子（図示せず）が存在している。

当該正極の電極端子および負極の電極端子と発光素子１２とは、電気的に接続している。例えば、発光素子１２の電気的接続は、基板１３の配線パターンに従って、ワイヤによって正極の電極端子および負極の電極端子と発光素子１２とボンディングする構成としても構わない。

発光素子１２は、ＬＥＤ等からなる。発光素子１２としては、例えば、青色ＬＥＤとして公知のＧａＮ系化合物半導体を利用したものが挙げられる。発光素子１２は、透明のサファイア基板に、ｎ型層およびｐ型層を積層し、ｎ型層およびｐ型層のそれぞれの上面に、ｎ型電極またはｐ型電極を形成されているものであってもよい。

各発光素子１２は、透光性の樹脂封止部１４によって被覆されている。樹脂封止部１４としては、例えば、高い透光性を有するエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等からなるものであれば良い。さらに、樹脂封止部１４を構成する樹脂中に周知の蛍光体（粒状蛍光体であることが好ましい）を混合又は分散させていてもよい。

また、樹脂封止部１４は、基板１３上の発光素子１２を被覆するように形成されている。すなわち、樹脂封止部１４は、発光素子１２の近傍に形成されている。図示の例では、樹脂封止部１４は、発光素子１２が設けられた反射板１６の開口部を充填した形態となっている。

すなわち、図３および図４に示すように、上記発光素子１２の周辺は、反射板１６にて囲まれており、上記反射板１６は、各発光素子１２の出射方向に向かうにしたがって広がるように傾斜している。また、発光素子１２を中心に、反射板１６を円錐台、円柱、角柱、半球等の形状に開設した凹状部に樹脂封止部１４を充填した形態であってもよい。

樹脂封止層１５は、反射板１６および樹脂封止部１４を覆うように形成されている。すなわち、各発光素子１２を被覆する樹脂封止部１４と、各樹脂封止部１４を覆う樹脂封止層１５とは、樹脂からなる領域を構成している。

樹脂封止層１５は、高い透光性を有する樹脂からなる。樹脂封止層１５を構成する樹脂の基本材料は、樹脂封止部１４を構成する樹脂の基本材料と同一であってもよい。樹脂封止層１５を構成する高い透光性を有する樹脂として、例えば、透光性のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等が挙げられる。

樹脂封止層１５は、発光素子１２の中心を含み、基板１３の長手方向を法線方向とする平面に対し、略面対称な形状となっている。

すなわち、樹脂封止層１５には、断面Ｖ字状の溝である第１凹部２０が形成されている。第１凹部２０は、幅方向に直線状に形成されている。さらに、図２に示すように、樹脂封止層１５は、厚さ（厚み）方向の断面において、第１凹部２０によって、区切られて複数の略等脚台形を、長手方向に連続して（略等脚台形の上底及び下底に対して平行に）並べた形態を有している。

第１凹部２０において、最も深い直線状の谷部である第１最深部２０ａは、樹脂封止層１５の表面に対して均一な深さとなっている。第１最深部２０ａは、基板１３の幅方向と平行なＶ字溝状に形成されている。なお、第１最深部２０ａは、反射板１６近傍となっている。すなわち、第１最深部２０ａは、樹脂封止層１５の厚さの４／５〜２／３の深さとなっている。

さらに、樹脂封止層１５には、長手方向に沿った断面において、各等脚台形の形状の中央部（各発光素子１２の略直上（上方向側））に断面Ｖ字状の溝である第２凹部２１が形成されている。第２凹部２１は、幅方向に直線状に形成されている。第２凹部２１において、最も深い直線状の谷部である第２最深部２１ａは、均一な深さとなっている。すなわち、第１最深部２０ａ及び第２最深部２１ａは平行となっている。

なお、第２最深部２１ａは、第１最深部２０ａより浅く、樹脂封止層１５の厚さの中間の近傍となっている。すなわち、第２最深部２１ａは、樹脂封止層１５の厚さの１／２〜２／３の深さで形成されている。また、第２凹部の断面Ｖ字状の溝の側面の傾斜角は、基板の厚さ方向に進行する光の全反射の臨界角以上である角度を有することが好ましい。

図４に示すように、第１反射シート１７は、基板１３、反射板１６及び樹脂封止層１５の幅方向の一方の側の端面に貼り付けられている。一方、第２反射シート１８は、基板１３、反射板１６及び樹脂封止層１５の幅方向の他方の側の端面に貼り付けられている。

反射板１６は、複数の発光素子１２のそれぞれを取り囲むように基板１３の長手方向に連続して形成されている。すなわち、発光素子１２の長手方向および発光素子１２の幅方向に形成されている。反射板１６は、表面が反射性を有していれば良く、反射性の高い、鏡面反射体、拡散反射体またはそれらの両者の組み合わせによって形成されている。

特に、発光素子１２より放出される光の波長範囲、及び、発光素子１２からの光により励起された蛍光体から放出される光の波長範囲において高い反射性を有している構成であることが好ましい。

また、反射板１６の厚さ（図４における距離Ａ）は樹脂封止層１５の厚さ（図４における距離Ｂ）の１／２〜１／３で構成されていることが好ましい。線状光源装置１１は、略四角形のプリント板材４０（図９参照）を、ダイシング等によって細長い角棒状に切断しているため、樹脂封止層１５の側面の表面に小さな凹凸が形成され、粗面化されている。

したがって、樹脂封止層１５の側面に第１反射シート１７、第２反射シート１８を接着させ、幅方向への光を反射させる構成とした場合、樹脂封止層１５の側面の表面が粗面化しているため、樹脂封止層１５と、第１反射シート１７、第２反射シート１８間で、光が吸収される。

そこで、鏡面加工された反射板１６を設け、樹脂封止層１５と第１反射シート１７、第２反射シート１８とが接触する範囲を小さくすることによって、樹脂封止層１５と第１反射シート１７、第２反射シート１８間で発生する光の吸収を抑制することが可能となり、光取り出し効率の改善が期待できる。特に、樹脂封止層１５の厚さ（距離Ｂ）に対して、反射板１６の厚さ（樹脂封止部１４の厚さ）を１／２〜１／３の範囲で形成することが好ましい。

反射板１６は、発光素子１２、第１反射シート１７、第２反射シート１８間での多重散乱を低減するため、基板１３の上面の幅方向端部に、発光素子１２と対向するように配設すればよいが、基板１３との密着を上げるため、隣接する発光素子１２間においても反射板１６を配設している。

（１−１．発光素子１２の構成）
本実施形態において発光素子１２としては従来公知の一般的な形状の発光素子を使用してもよいが、図６（ａ）または（ｂ）に示すような形状の発光素子を使用してもよい。図６（ａ）または（ｂ）は、ぞれぞれ、端部が傾斜している発光素子を示す斜視図（上図）および平面図（下図）である。

図６（ａ）に示される発光素子は、発光素子の光出射側の端部（上部）において、長手方向及び幅方向の側面が、ぞれぞれ、基板の厚さ方向に対して傾斜している形状を有している。この形状により、発光素子から射出される光を、上方向に向かう光と、長手方向側に傾いた光と、幅方向側に傾いた光と、に拡散することができる。すなわち、一般的な形状の発光素子に比べて、発光素子自体で、光を予め拡散させることができる。

また、図６（ｂ）に示される発光素子は、発光素子の光出射側の端部において、長手方向の側面が、基板の厚さ方向に対して傾斜している形状を有している。この形状により、光は、上方向に向かう光と、長手方向側に傾いた光と、に拡散することができる。すなわち、図６（ａ）の発光素子に比べて、基板１３の幅方向に傾いた光を抑えることができるため、線状光源装置１１の光取り出し効率をさらに向上されることができる。

図６（ａ）または（ｂ）に示される発光素子における、傾斜角については、高い光取り出し効率が得られる角度に適宜調整すればよい。

（２．面発光装置の基本構成）
図７は、本実施形態に係る線状光源装置１１を用いて作製した面発光装置６１の分解組立図である。また、図８は、面発光装置６１の幅方向の断面図である。

図７および図８に示すように、面発光装置６１は、平面視矩形状の第１反射シート１７と、平板状の導光板６２と、導光板６２の一方の側面に沿うように設けられた線状光源装置１１と、細長い帯状の第２反射シート１８とを備える。

第１反射シート１７は、例えば、鏡面状のテープ、又は、白色などの光反射率の高いシート状の部材からなる。第１反射シート１７によって、導光板６２から基板１３までの領域が覆われている。このため、線状光源装置１１から第１反射シート１７側へ進行する光は第１反射シート１７で反射されて導光板６２の中に戻される。

導光板６２は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂等からなると共に、０．２〜１．０ｍｍの厚さを有する透明の板である。面発光装置６１は、液晶表示装置の一部となり得る。その場合、導光板６２において第２反射シート１８が形成された側には、面発光装置６１からの光を変調する液晶表示パネル（図示せず）が配置され得る。

なお、線状光源装置１１における基板１３の幅方向の幅が、導光板６２の厚さよりも大きい場合には、導光板６２の光取り込み口の近傍での厚さを取り込み口形状を端面に向かって変形させ、線状光源装置１１の基板１３の幅方向の幅を、導光板６２の端面の厚さと一致させるようにしても良い。

線状光源装置１１は、線状光源装置１１の長手方向の軸線が導光板の側面６３に平行に対峙するように設置されている。なお、導光板６２において、線状光源装置１１の発光側の面（樹脂封止層１５の面）と対向する側面６３の形状を、樹脂封止層１５の樹脂の形状に合わせた凹凸形状としてもよい。この場合、光源部と導光板の光の結合効率を向上させることができる。

また、第２反射シート１８は、第１反射シート１７と同一の材質が使用されていてもよい。第２反射シート１８によって、線状光源装置１１の一方の側面（第１反射シート１７が形成されていない面）において、導光板６２の端部から基板１３までの領域、すなわち、導光板６２における発光素子１２側の端部が覆われるように形成される。

第１反射シート１７および第２反射シート１８によって、樹脂封止層１５の両側面（幅方向）から出射される各発光素子１２の光を、導光板６２と、線状光源装置１１との隙間から漏れ無いように反射させることができて、各発光素子１２からの光を余すことなく導光板６２に入射できるよう構成となっている。

（３．線状光源装置１１の製造方法）
実施形態１に係る線状光源装置の製造方法の一例を説明する。図９は、実施形態１に係る反射板１６を形成したプリント板材４０の斜視図である。図１０は、さらに、樹脂封止層１５を形成したプリント板材４０の斜視図である。

まず、略四角形のプリント板材４０に配線パターンを形成する（配線パターンを形成する工程）。プリント板材４０としては、例えば、白色のガラスＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）銅張積層基板等が挙げられる。

次に、図９に示すように、プリント板材４０の上に、反射板１６を形成する（反射板を形成する工程）。反射板１６は、各発光素子の出射方向（上方向）に向かうにしたがって開口面積が大きくなるように傾斜していることを特徴とし、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）などの樹脂を用いて成形し、プリント板材４０に接着剤で張り合わせる方法で、又は、プリント板材４０に直接成型する方法で形成する。

次に、プリント板材４０の実装面に、反射板１６の開口部から、発光素子１２（図示せず）をダイボンドし、ワイヤーボンディングを行い、電気的に接続する（発光素子を設置する工程）。

その後、蛍光体を含んだ透光性の樹脂を反射板１６の開口部に、樹脂塗布装置（図示せず）を用いて塗布（充填）し、樹脂封止部１４を形成する。透光性の樹脂封止部１４は、例えば、シリコーン樹脂中に蛍光体を分散させた樹脂を、発光素子１２の上方向側から塗布（充填）して、硬化させることで形成される（樹脂封止部を形成する工程）。

さらに、図１０に示すように、透光性の樹脂封止層１５は、反射板１６、蛍光体を含んだ透光性の樹脂封止部１４、および、成型金型で囲まれた領域に、例えば、シリコーン樹脂を注入して硬化させることによって形成される（樹脂封止層を形成する工程）。

その後、図１０に示すように、プリント板材４０を、ダイシングによって細長く角棒状に切断して細長い短冊状の基板１３を形成する（ダイシング工程）。

さらに、図８に示すように、導光板６２を装着し、基板１３、反射板１６、樹脂封止層１５の幅方向の両面、導光板６２の両側面それぞれに、反射部材としての第１反射シート１７と、第２反射シート１８と装着することで本実施形態に係る線状光源装置１１を備えた面発光装置を製造できる。

（４．線状光源装置１１の主な作用効果）
図１１（ａ）は、本実施形態に係る線状光源装置１１において、発光素子１２から幅方向側に出射された光の軌跡を示す模式図である。図１１（ｂ）は、線状光源装置１１において、発光素子１２から長手方向に進行する光の軌跡を示す模式図である。

本実施形態に係る線状光源装置１１によれば、鏡面加工された反射板１６が発光素子１２を囲むように形成されている。これにより、発光素子１２から幅方向に出射した光は、まず、反射板１６にて反射してから、樹脂封止層１５から出射することになる。従って、上記光が、樹脂封止層１５から出射し、反射シート１７・１８にて反射して、樹脂封止層１５に再入射する回数を減らすことができる。これにより、反射シート１７・１８及び樹脂封止層１５の接着面である、樹脂封止層１５の幅方向の側面における凹凸によって生じる光の散乱および吸収を抑えることができる。その結果、線状光源装置１１の更なる薄型化を進めることにより、光の反射回数が増大しても、上記光の散乱および吸収を抑えることができ、効率よく光を取り出すことができる。

また、反射板１６は、発光素子１２の光の出射方向に向かうにしたがって広くなるように傾斜している。そのため、第１反射シート１７、第２反射シート１８において多重散乱を低減させることができる。さらに、図１１（ａ）に示すように、発光素子１２から幅方向及び長手方向側に大きく傾いて射出された光をより上方向側に傾けさせることができ、さらに効率よく光を出射させることができる。

また、図１１（ｂ）に示すように、発光素子１２等から上方向に発光された光は、第２凹部２１によって効率的に、樹脂封止層１５内を長手方向側へ進行（導波）する光とすることができ、長手方向側の進行する光を第１凹部２０から取り出すことができる。

すなわち、発光素子１２から上方向に発光された光は、第１凹部２０から取り出される光と、第２凹部２１から取り出される光と、に拡散され、すなわち、線状光源装置の発光の形態（輝度、輝線の分布）が、長手方向に拡散され、発光する光の輝線のムラや輝度のムラが生じにくくすることができる。

また、一般的に、樹脂封止部１４の樹脂に蛍光体が分散されている場合には、製造工程において、蛍光体の濃度にわずかに差が出てくるため、樹脂封止部１４から発光される光に色ムラが生じる。これに対し、本実施形態では、第１凹部２０において、一方の発光素子１２等から発光された光と、隣接する他方の発光素子１２等から発光された光と、を混合させることができるので、異なる樹脂封止部１４を通過してきた光を混合させることができ、色ムラをより抑制することができる。

以上をさらに詳しく説明すると、本実施形態に係る線状光源装置１１によれば、図１１に示すように、第２凹部２１が形成されていることにより、発光素子１２が発する光、または、樹脂封止部１４に蛍光体が分散されている場合においては発光素子１２からの光で蛍光体が発する光を、効率的に第２凹部２１の表面で全反射させることができ、発光素子１２の上方向側に向かって直接外に出て行くことを抑制できる。

第２凹部２１の表面で全反射した光は、樹脂封止層１５の内部において、第２凹部２１と第１凹部２０とを結ぶ平面（樹脂封止層１５の上方向側の平面）と、反射板１６と、の間で生じる反射（屈曲）及び全反射によって、長手方向側へ進行する。そして、長手方向側に進行する光を、第１凹部から効率的に引き出すことができる。結果的に、第２凹部２１から出て行く光の光量を小さくすることができ、長手方向側に進行する光の光量を大きくすることができ、第１凹部２０から出て行く光の光量を大きくすることができる。

すなわち、光の配光特性を制御でき、過度に明るくなりやすい発光素子１２の上方向側の近傍での輝度を抑制できると共に、発光素子が無いために輝度が低くなり易い隣接する２つの発光素子１２の中間領域の輝度を、長手方向に導波する光を効率的に取り出すことで向上させることができる。したがって、線状光源装置の出射端面での発光強度の長手方向の均一性を向上させることができる。

さらに、第２凹部２１から射出される光は、第２凹部２１によって屈折（屈曲）し、光の進行方向が上方向からそれるため、光の分布を長手方向側に拡散することができる。

したがって、この輝度の均一性の高い線状光源装置を、面発光装置に搭載することにより、当該面発光装置から高輝度の光を発光させたとしても、光の輝線ムラや輝度ムラが生じにくくすることができる。

一方で、樹脂封止部１４の樹脂に蛍光体が分散されている場合において、図２０（ａ）〜（ｃ）に示すような、反射板と発光素子とが交互に配置された従来の線状光源装置では、反射板にて形成された凹部によって発光素子が独立しているため、隣接する発光素子１２が発する光は混ざることができない。

それに対し、本実施形態に係る線状光源装置１１では、発光素子１２の周囲に対して配設された反射板と、上記複数の発光素子および反射板を覆うように配置された樹脂封止層１５と、樹脂封止層１５に形成された第１凹部と第２凹部とにより、隣接する蛍光体が発する光が混ざり色ムラを抑制することが可能となる。

（４−１．反射板１６について）
図１１（ａ）に示すように、本実施形態では、発光素子１２において、開口が広がるように傾斜した反射板１６が存在するため、特に、幅方向で、発光素子１２から出射された光が、反射板１６によって、効率的に上方向側へ光を射出することができる。すなわち、第１反射シート１７および第２反射シート１８間での多重散乱を低減させ、効率よく光を出射させることができる。

（４−２．第２凹部２１について）
より具体的に、第２凹部２１によって、発光素子１２から上方向に発光する光を樹脂封止層１５内で長手方向側へ進行（導波）する光とする原理について詳細に説明する。本実施形態に係る線状光源装置において、第２凹部２１の斜面の傾斜角は、全反射の臨界角θｃ以上に傾いている。すなわち、第２凹部２１は、発光素子１２等から上方向に発光された光を長手方向側に全反射させる形態を有している。すなわち、第２凹部の傾斜角を全反射の臨界角θｃより大きくすることにより、発光素子から上方向に出射される光の進行方向を、効率的に長手方向側に変えることができる。

ここで、線状光源装置の外部を大気として、樹脂部の境界面で生じる全反射について説明する。この場合、全反射の臨界角θｃは、次の（１）式にて求められる。
ｎ・ｓｉｎθｃ＝１・・・・（１）
（１）式において、ｎは、樹脂のもつ屈折率を表す。一般に、屈折率は、光波長依存性を有している。そこで、本実施形態において、樹脂の屈折率については、発光素子１２から出射する光の中心波長（発光ピーク波長）に基づいて考えるとする。

例えば、発光素子として波長４５５ｎｍの青色発光素子を用いた場合、樹脂封止層１５の樹脂の屈折率ｎは１．５となり、全反射の臨界角θｃを上式から計算すると概算して４２°となる。

図１２（ａ）、（ｂ）に基づいて、さらに具体的に説明する。図１２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る線状光源装置１１において、発光素子１２から上方向に出射された光の軌跡を示す模式図である。

図１２（ａ）は、第２凹部２１の表面の傾斜角θが、発光素子１２から上方向に射出された光の全反射の臨界角θｃよりも緩い緩斜面になっている場合における、発光素子１２から上方向に出射された光の軌跡を示す図である。図１２（ａ）において、光５０２は、発光素子１２から上方向に射出された光の軌跡であり、光５０３は、第２凹部２１の表面（樹脂封止層１５と外部との界面）で屈折後外部側に出射する光の軌跡である。

また、図１２（ｂ）は、第２凹部２１の表面の傾斜角θが、発光素子１２から上方向に射出された光の全反射の臨界角θｃよりも急傾斜になっている場合における、発光素子１２から上方向に出射された光の軌跡を示す模式図である。図１２（ｂ）において、光５００は、発光素子１２から上方向に出た光の軌跡であり、光５０１は、第２凹部２１の表面（樹脂封止層１５と外部との界面）で全反射後、樹脂封止層１５の内部を長手方向側に進行する光の軌跡である。

図１２（ａ）に示すように、第２凹部２１の表面の傾斜角θが小さく、傾斜角θ＜θｃである場合には、発光素子１２から軸上方向に放出される光５０２は、第２凹部２１の表面で屈折を受けて、上方向からそれる。一部は外部に射出される光５０３となり、発光素子１２から上方向に直接出射される光の輝度を低減することができる上、第２凹部２１による屈折を受けて進行方向を上方向からそらせることができる。第２凹部２１から射出される光を長手方向に拡散することができるため、線状光源装置１１の発光強度の均一性を高めることができ、輝度のムラ、色ムラを抑制することができる。

一方、図１２（ｂ）に示すように、第２凹部２１の表面の傾斜角θが大きく、傾斜角θ＞θｃである場合には、発光素子１２から上方向に放出される光５００は、より大きな割合で、第２凹部の斜面で全反射を受けて上方向から樹脂封止層１５の内部を長手方向側に進行する光５０１となる。これにより、第２凹部から射出される光の分布を長手方向により拡散することができるため、線状光源装置１１の発光強度のより均一性を高めることができ、輝度のムラ、色ムラをより抑制することができる。したがって、本実施形態に係る線状光源装置の第２凹部の表面の傾斜角θは全反射の臨界角θｃよりも急傾斜になっていることが好ましい。

（４−３．第１凹部２０について）
次に、樹脂封止層１５内で長手方向側へ進行する光を第１凹部２０から効率的に引き出す原理について、図１３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図１３は、本実施形態に係る線状光源装置１１において、第２凹部２１から長手方向側へ進行する光の軌跡を示す模式図である。

図１３（ａ）は、第１凹部２０付近の軌跡を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の比較例であり、第１凹部２０が存在しない場合の軌跡を示す模式図であり、（ｃ）は、長手方向側へ進行する傾きα（ｉ）の小さい光６０２が、第１凹部２０で全反射しなかった場合を示す模式図であり、（ｄ）は、長手方向側へ進行する傾きα（ｉ）の小さい光６０５が、第１凹部２０で全反射した場合を示す模式図である。

図１３（ｂ）に示すように、本実施形態において、発光素子１２から遠く輝度が低くなり易い領域である、隣接する２つの発光素子１２の中間領域（２つの第２凹部２１の中間付近）に、図１３（ａ）に示すように、第１凹部２０が存在する場合、長手方向に導波する光６００を、光６０１として効率的に取り出すことができる。

一方、図１３（ｃ）に示すように、長手方向側へ進行する光の進路の長手方向に対する傾きα（ｉ）が小さい場合、光６０２は、第１凹部２０の一方の側面から射出され、光６０３となるが、第１凹部２０の他方の側面に再入射し、光６０４となる。

そこで、図１３（ｄ）に示すように、傾斜角θ（ｉ）を小さくすることで、光６０５は、第１凹部２０の側面で全反射し、光６０６となり、反射板１６で反射することで、長手方向側へ進行する光の進路が、長手方向に対して大きな傾きの光６０７となり、第１凹部２０の側面から射出される。

すなわち、第１凹部２０の断面Ｖ字状の溝の側面の傾斜角θ（ｉ）は、全反射の臨界角θｃより小さい角度を有することがより好ましい。

そうすることで、長手方向側の進行する光のうち、より傾きの少ない長手方向側の進行する光を、全反射させることができるため、上記再入射を防ぐことができる。結果として、長手方向側の進行する光を効率的に第１凹部２０から取り出すことができる。

〔実施形態２〕
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

（１．線状光源装置１１１の基本構成）
図１４は、実施形態２に係る線状光源装置１１１の斜視図である。図１５は、線状光源装置１１１を長手方向に沿って断面した断面図である。図１６は線状光源装置１１１の平面図である。また、図１７は、線状光源装置１１１を幅方向に沿って断面した断面図である。

図１４に示すように、実施形態２に係る線状光源装置１１１は、実施形態１に係る線状光源装置１１に比べて、反射板１１６の構造が異なり、その他の構成は同様である。

発光素子１２の周辺は、反射板１１６にて囲まれており、反射板１１６の発光素子１２と向かい合う側の側面は、各発光素子１２の出射方向に向かうにしたがって開口面積が大きくなるように傾斜している下層側面１３１と、開口部付近は、下層側面１３１によって形成される角状の凹部形状をしている上層側面１３２からなっている。

図１５及び図１７に示すように、上層側面１３２は、長手方向側のみに形成されている。また、上層側面１３２は、段状に形成されている。すなわち、上層側面１３２は、下層側面１３１により形成される凹部の開口面より広い底面を有する角状で柱状の凹部形状となっており、側面は傾斜を有さない。下層側面１３１により形成される凹部の開口面は、柱状の形状の上層側面１３２の底面の枠内に含まれる形態を有する。

反射板１１６は、下層側面１３１及び上層側面１３２により、一段凹部を施した形状であり、上層側面１３２の上方向の端部まで、樹脂封止部１４が形成されている。すなわち、図１７に示すように、基板１３の幅方向で、樹脂封止部１４の一部は第１反射シート１７及び第２反射シート１８と接着する形態となっている。

（２．線状光源装置１１１の製造方法）
実施形態２では、反射板を形成する工程において、プリント板材４０上に、図１８に示すような形状の反射板１１６を形成する。図１８は、本実施形態に係る樹脂封止層を形成したプリント板材の斜視図である。

図１８に示すように、プリント板材４０上に形成された反射板１１６は、一段凹部を施した形状としている。このような形状とすることで、反射板１１６がなす複数の凹状部に、樹脂封止部１４を形成する樹脂を連続的に塗布する（流し込む）ことができる。

すなわち、図１８のＹ軸方向（基板１３の幅方向）に向かって直線状に線引きにて樹脂を塗布（充填）することができる。そのため、樹脂封止部１４を形成するための複雑な樹脂塗布動作を無くし、塗布時間を削減することができる。

また、異なる線状光源装置同士で樹脂封止部を構成する樹脂の均一性を向上させることができ、信頼性の高い線状光源装置を提供することができる。なお、その他の工程は実施形態１と同様な工程である。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

以上にて説明した本願発明の線状光源装置１１、１１１を、従来技術にて説明した線状光源４１０に置き換えることによって、輝度むらの小さく、光損失の少ない(低消費電力の)面状光源装置を提供することができる。

以上のように、本発明に係る線状光源装置は、発光素子から基板の幅方向に出射した光が、まず反射部材にて反射してから、封止部材から出射することにより、効率よく光を取り出すことができるので、バックライトを有する任意の表示装置の光源に適用可能であり、特に、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型ゲーム機等の表示装置の光源に好適である。

１１，１１１ 線状光源装置
１２ 発光素子
１３ 基板
１４ 樹脂封止部（蛍光部）
１５ 樹脂封止層（封止部材）
１６、１１６ 反射板（反射部材）
１７ 第１反射シート
１８ 第２反射シート
２０ 第１凹部
２１ 第２凹部
５１ａ、ｂ 外部接続端子
５２ａ、ｂ 外部接続端子
４０ プリント板材（板材）
６１ 面発光装置
６２ 導光板

Claims (11)

1. 細長の基板上の長手方向に配列された複数の発光素子から線状の光を照射する線状光源装置であって、
   上記基板の上面の幅方向端部に、上記発光素子からの光を反射する反射部材が、上記発光素子と対向するように設けられており、
   隣り合う上記発光素子どうしの間に、上記反射部材が設けられており、
   上記基板、上記発光素子、および上記反射部材上に、上記発光素子を封止する透光性の封止部材が設けられており、
   上記反射部材は、上記基板の上面に垂直な方向の厚みにおいて、隣り合う上記発光素子どうしの間に設けられた反射部材よりも、上記基板の上面の幅方向端部に設けられた反射部材の方が薄いことを特徴とする線状光源装置。
2. 隣り合う上記発光素子どうしの間に設けられた反射部材と、上記基板の上面の幅方向端部に設けられた反射部材とによって、上記発光素子が囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
3. 上記反射部材は、上記発光素子から直接到達した光を上記基板の法線方向に反射するように、傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の線状光源装置。
4. 上記封止部材は、
   隣り合う上記発光素子の間に設けられ、上記封止部材内に導波された光を屈曲して、該光の一部または全部を外部に導波させる第１凹部と、
   上記発光素子から上記基板上面の法線方向に照射された光を屈曲して、該光の一部または全部を上記封止部材内に導波させる第２凹部とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の線状光源装置。
5. 上記封止部材の第１凹部は、上記封止部材内を上記長手方向に導波された光を全反射することを特徴とする請求項４に記載の線状光源装置。
6. 上記封止部材の第２凹部は、上記発光素子から上記基板上面の法線方向に照射された光を全反射することを特徴とする請求項４または５に記載の線状光源装置。
7. 複数の上記発光素子に電気を供給する外部接続端子が上記基板の長手方向の端部に設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の線状光源装置。
8. 上記封止部材は、蛍光体を含んでおり、かつ上記各発光素子を被覆する蛍光部を備えていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の線状光源装置。
9. 上記発光素子の光出射側の端部において、上記長手方向の側面は、上記基板の厚さ方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の線状光源装置。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の線状光源装置と、
    該線状光源装置から線状に入射された光を面状の光で出射するための導光板とを備える面発光装置。
11. 請求項１０に記載の面発光装置と、該面発光装置からの光を変調する液晶表示パネルとを備えることにより表示出力する液晶表示装置。

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