JP5920145B2 - 線状光源及び面状光源 - Google Patents

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Description

本発明は、線状光源及び面状光源に関する。
従来の線状光源として、線状光源の長手方向に線状に配置されたＬＥＤチップと、ＬＥＤチップの側方に発せられた光を上方に反射するリフレクタを有するものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載された線状光源においては、リフレクタが線状光源の長手方向に各ＬＥＤチップを挟むように設けられ、線状光源の長手方向の側面には反射シートが設けられる。このため、ＬＥＤチップの側方に発せられる光のうち、線状光源の長手方向に発せられる光はリフレクタにより反射され、線状光源の短手方向に発せられる光は反射シートにより反射される。
一方、特許文献２に記載された線状光源においては、リフレクタがＬＥＤチップを取り囲むように設けられる。このため、ＬＥＤチップの側方に発せられる光のうち、線状光源の長手方向に発せられる光も、短手方向に発せられる光も、リフレクタにより反射される。
特開２００４−２３５１３９号公報 特開２０１０−１５７０９号公報
しかしながら、特許文献１に記載された線状光源によれば、反射シートがＬＥＤチップの設置面に対して垂直に設けられるため、ＬＥＤチップの側方に発せられた光が反射シートに反射されてＬＥＤチップに入射し、外部に取り出されないおそれがある。
一方、特許文献２に記載された線状光源によれば、リフレクタはテーパーを有し、厚みがあるため、線状光源、線状光源を用いた面状光源等の薄型化の妨げとなる。また、一般に、リフレクタの光反射率は反射シートの光反射率よりも低い。
したがって、本発明の目的の一つは、光取出効率に優れ、かつ薄型化に適した線状光源及び面状光源を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一態様において、第１の方向に沿って線状に配置された複数のＬＥＤチップと、各々の前記ＬＥＤチップを前記第１の方向に沿って挟む第１のテーパー側壁部と前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って挟む第２のテーパー側壁部により、各々の前記ＬＥＤチップを囲むように設けられ、前記第２のテーパー側壁部の高さが前記第１のテーパー側壁部の高さよりも低いリフレクタと、を有し、前記第１のテーパー側壁部は、各々の前記ＬＥＤチップが配置された面から上側へ向かうに従って、各々の前記ＬＥＤチップとの距離が大きくなる、一対の傾斜面よりなり、前記第２のテーパー側壁部は、各々の前記ＬＥＤチップが配置された面から上側へ向かうに従って、各々の前記ＬＥＤチップとの距離が大きくなる、一対の傾斜面よりなる、
線状光源を提供する。
上記線状光源において、前記第２のテーパー側壁部の高さは、前記ＬＥＤチップの発光層の上端の高さ以上であってもよい。
上記線状光源において、前記第２のテーパー側壁部の高さは、前記ＬＥＤチップの上端の高さ以上であってもよい。
また、本発明の他の態様において、請求項１〜３のいずれか１項に記載の線状光源と、前記線状光源の光取出面を側面で塞ぐように設けられ、前記線状光源から発せられた光を取り込んで面状に発する導光板と、前記線状光源の前記第１の方向の側面の、前記第２のテーパー側壁部と前記導光板との間の透光部を少なくとも覆う反射シートと、を有する面状光源を提供する。
上記線状光源において、前記反射シートの光反射率は前記リフレクタの光反射率よりも高いことが好ましい。
上記線状光源において、前記反射シートは正反射型の反射シートであることが好ましい。
本発明によれば、光取出効率に優れ、かつ薄型化に適した線状光源及び面状光源を提供することができる。
図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る面状光源の斜視図である。 図２は、実施の形態に係る線状光源の斜視図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１の方向、第２の方向に沿って切断したときの面状光源の垂直断面図である。 図４は、実施の形態に係る面状光源のＬＥＤチップから発せられる光の軌跡を模式的に表す垂直断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、比較例に係る面状光源のＬＥＤチップから発せられる光の軌跡を模式的に表す垂直断面図である。
〔実施の形態〕
図１（ａ）は、実施の形態に係る面状光源の斜視図である。面状光源１は、線状光源１０と、線状光源１０の光取出面を側面で塞ぐように設けられた導光板２０と、導光板２０の片面及び線状光源１０の両面を覆う反射シート３０と、を有する。
図２は、線状光源１０の斜視図である。線状光源１０は、第１の方向Ｄ１に沿って線状に配置された複数のＬＥＤチップ１１と、各々のＬＥＤチップ１１を第１の方向Ｄ１に沿って挟む第１のテーパー側壁部１２ａと第１の方向Ｄ１に交わる第２の方向Ｄ２に沿って挟む第２のテーパー側壁部１２ｂにより、各々のＬＥＤチップ１１を囲むように設けられ、第２のテーパー側壁部１２ｂの高さが第１のテーパー側壁部１２ａの高さよりも低いリフレクタ１２と、ＬＥＤチップ１１を封止する封止材１４と、を有する。
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１の方向Ｄ１、第２の方向Ｄ２に沿って切断したときの面状光源１の垂直断面図である。なお、図２、図３には線状光源１０の典型的な構成が示され、第１の方向Ｄ１は線状光源１０の長軸方向と一致し、また、第２の方向Ｄ２は第１の方向Ｄ１と直交し、線状光源１０の光取出方向から見たときの短軸方向と一致している。
ＬＥＤチップ１１は、例えば、フリップチップ型やフェイスアップ型のＬＥＤチップであり、線状光源１０に含まれる図示しないリードフレーム等の導電部に接続される。ＬＥＤチップ１１は、図示しないが、チップ基板、チップ基板上の結晶層を有する。結晶層は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層に挟まれた発光層を有する。
リフレクタ１２は、ＬＥＤチップ１１から側方に発せられた光を上方（光取出方向）に反射し、線状光源１０の光取出効率を向上させる機能を有する。リフレクタ１２は、例えば、二酸化チタン等の光反射粒子を含む樹脂材料からなる。この樹脂材料しては、例えば、ポリフタルアミド樹脂、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）、ＰＣＴ（Polycyclohexylene Dimethylene Terephalate）等の熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
ＬＥＤチップ１１から水平に発せられた光をリフレクタ１２の第２のテーパー側壁部１２ｂにより反射するため、第２のテーパー側壁部１２ｂの高さは、ＬＥＤチップ１１の発光層の上端の高さ以上に設定される。また、第２のテーパー側壁部１２ｂの高さはＬＥＤチップ１０の上端の高さ以上に設定されてもよい。この場合も、ＬＥＤチップ１１から水平に発せられた光を反射することができ、また、ＬＥＤチップ１０の上端は発光層の上端よりも位置の特定が容易であるため、第２のテーパー側壁部１２ｂの高さの設定が容易である。
封止材１４は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂材料や、ガラスからなる。また、封止材１４は、蛍光体粒子を含んでもよい。例えば、ＬＥＤチップ１１の発光色が青色であり、封止材１４に含まれる蛍光体の発光色が黄色である場合は、線状光源１０及び面状光源１の発光色は白色になる。
導光板２０は、アクリル樹脂等の透光性材料からなる矩形板であり、線状光源１０から発せられた光を取り込んで面状に発する。なお、導光板２０は、図１（ｂ）に示されるように、線状光源１０から光を取り込む部分の厚さよりも面発光部分の厚さが小さい、断面形状がくさび形状の板であってもよい。
反射シート３０は、例えば、ポリエステルからなる多層膜シートである。反射シート３０は、ＬＥＤチップ１１からリフレクタ１２の第２のテーパー側壁部１２ｂの上方に発せられた光を反射するため、線状光源１０の第１の方向Ｄ１の側面の、第２のテーパー側壁部１２ｂと導光板２０との間の透光部１３を少なくとも覆う。
反射シート３０の光反射率は、リフレクタ１２の光反射率よりも高い。反射シート３０は、拡散反射型ではなく、正反射型の反射シートであることが好ましい。また、反射シート３０は、リフレクタ１２よりも光や熱に弱く、光の吸収による劣化が生じやすい。
図４は、面状光源１のＬＥＤチップ１１から発せられる光の軌跡を模式的に表す垂直断面図である。図４の断面は、図３（ｂ）の断面に対応する。
図４に示されるように、ＬＥＤチップ１１から水平に第２の方向Ｄ２に発せられた光は、リフレクタ１２の第２のテーパー側壁部１２ｂにより上方へ反射され、ＬＥＤチップ１１内へ戻ることはない。また、第２のテーパー側壁部１２ｂにより反射されるため、このような反射シート３０に垂直に近い角度で向かう光が反射シート３０に吸収され、反射シート３０を劣化させることがない。
また、図４に示されるように、ＬＥＤチップ１１から第２の方向Ｄ２の斜め上方に発せられた光は、反射シート３０により上方に反射される。このような反射シート３０への入射角が大きい光は、反射シート３０へほとんど吸収されることがなく、反射シート３０の劣化を引き起こさない。また、反射シート３０により反射された後、ＬＥＤチップ１１へ向かうこともない。一方、反射シート３０の光反射率はリフレクタ１２の光反射率よりも高いため、リフレクタ１２で反射するよりも光取出効率が大きくなる。
図５（ａ）に、比較例として、リフレクタ１２が第２のテーパー側壁部１２ｂを有さない場合の光の軌跡を模式的に表す。図５（ａ）の断面は、図４の断面に対応する。この場合、図５（ａ）に示されるように、ＬＥＤチップ１１から水平に第２の方向Ｄ２に発せられた光は、反射シート３０により反射されてＬＥＤチップ１１内へ戻るおそれがある。また、このような光は反射シート３０に垂直に近い角度で入射するため、反射シート３０に吸収されやすい。一般に、反射シートはリフレクタよりも光の吸収による劣化を起こしやすく、反射率の低下を招きやすい。そのため、反射シート３０に垂直に近い角度で光を入射させるのは好ましくない。
さらに、図５（ｂ）に、他の比較例として、第２のテーパー側壁部１２ｂの高さが第１のテーパー側壁部１２ａの高さと等しい場合の光の軌跡を模式的に表す。図５（ｂ）の断面は、図４の断面に対応する。この場合、図５（ｂ）に示されるように、ＬＥＤチップ１１から第２の方向Ｄ２の斜め上方に発せられた光は、第２のテーパー側壁部１２ｂにより上方に反射される。しかし、第２のテーパー側壁部１２ｂの光反射率は反射シート３０の光反射率よりも低く、反射シート３０で反射する場合よりも光取出効率が低くなる。また、第２のテーパー側壁部１２ｂはテーパーを有するため、高さが増加するほど厚さも増加し、面状光源１の厚さが増す。
（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、第２のテーパー側壁部１２ｂの高さを第１のテーパー側壁部１２ａの高さよりも低くすることにより、ＬＥＤチップ１１から水平に第２の方向Ｄ２に発せられた光をリフレクタ１２により反射し、ＬＥＤチップ１１から第２の方向Ｄ２の斜め上方に発せられた光を反射シート３０により反射する。このような構成により、線状光源及び線状光源を有する面状光源は、光取出効率に優れ、かつ薄型化に適する。また、反射シート３０の劣化を抑えることもできる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
１ 面状光源
１０ 線状光源
１１ ＬＥＤチップ
１２ リフレクタ
１２ａ 第１のテーパー側壁部
１２ｂ 第２のテーパー側壁部
１３ 透光部
２０ 導光板
３０ 反射シート
Ｄ１ 第１の方向
Ｄ２ 第２の方向

Claims (6)

  1. 第１の方向に沿って線状に配置された複数のＬＥＤチップと、
    各々の前記ＬＥＤチップを前記第１の方向に沿って挟む第１のテーパー側壁部と前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って挟む第２のテーパー側壁部により、各々の前記ＬＥＤチップを囲むように設けられ、前記第２のテーパー側壁部の高さが前記第１のテーパー側壁部の高さよりも低いリフレクタと、
    を有し、
    前記第１のテーパー側壁部は、各々の前記ＬＥＤチップが配置された面から上側へ向かうに従って、各々の前記ＬＥＤチップとの距離が大きくなる、一対の傾斜面よりなり、
    前記第２のテーパー側壁部は、各々の前記ＬＥＤチップが配置された面から上側へ向かうに従って、各々の前記ＬＥＤチップとの距離が大きくなる、一対の傾斜面よりなる、
    線状光源。
  2. 前記第２のテーパー側壁部の高さは、前記ＬＥＤチップの発光層の上端の高さ以上である、
    請求項１に記載の線状光源。
  3. 前記第２のテーパー側壁部の高さは、前記ＬＥＤチップの上端の高さ以上である、
    請求項１に記載の線状光源。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の線状光源と、
    前記線状光源の光取出面を側面で塞ぐように設けられ、前記線状光源から発せられた光を取り込んで面状に発する導光板と、
    前記線状光源の前記第１の方向の側面の、前記第２のテーパー側壁部と前記導光板との間の透光部を少なくとも覆う反射シートと、
    を有する面状光源。
  5. 前記反射シートの光反射率は前記リフレクタの光反射率よりも高い、
    請求項４に記載の面状光源。
  6. 前記反射シートは正反射型の反射シートである、
    請求項４又は５に記載の面状光源。
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