WO2014017261A1 - 発光装置 - Google Patents

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WO2014017261A1
WO2014017261A1 PCT/JP2013/068119 JP2013068119W WO2014017261A1 WO 2014017261 A1 WO2014017261 A1 WO 2014017261A1 JP 2013068119 W JP2013068119 W JP 2013068119W WO 2014017261 A1 WO2014017261 A1 WO 2014017261A1
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light
shape
emitting device
light emitting
emitting element
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PCT/JP2013/068119
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Inventor
宏幸 野久保
雅之 伊藤
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the present invention includes a light emitting element chip, and a light guide body that is disposed around the light emitting element chip and includes a reflecting member having a reflecting surface that reflects light, and having an incident surface facing the light emitting element chip and the reflecting surface. Further, the present invention relates to a light emitting device that emits light from the light emitting element chip and the reflecting surface, and a light source device including such a light emitting device.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • various monitor backlight light sources have been rapidly spreading for the purpose of environmental measures against global warming.
  • an LED light source device configured to emit white light is used.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a conventional LED light source device.
  • the LED light source device 100 illustrated in FIG. 1 includes a light emitting device 110 and a light guide plate 120.
  • the light emitting device 110 includes a substrate 111, and a package 112 having a rectangular parallelepiped shape is placed on the upper surface 111 a of the substrate 111.
  • an opening 112a is recessed in a top surface 112b opposite to the substrate 111, and an LED chip 113 is disposed on the bottom 112c in the opening 112a.
  • the LED chip 113 is sealed with a sealing resin 114 that fills the opening 112a.
  • a light guide plate 120 is disposed in the direction of the opening 112a to receive light emitted from the LED chip 113, and the light guide plate 120 receives light at the incident surface 120a facing the opening 112a.
  • Patent Document 1 A light source device having such a light guide plate is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the refractive index differs between the inside and outside of the light guide plate with the entrance surface as an interface, a part of the light irradiated to the entrance surface does not enter the light guide plate and is reflected. Therefore, for example, in the light emitting device 110 illustrated in FIG. 1, it is proposed to use the substrate 111 and the package 112 having a surface with high light reflectivity. By using the substrate 111 and the package 112 having high reflectivity, the light reflected by the incident surface 120a is reflected on the upper surface 111a of the substrate 111 or the top surface 112b of the package 112 as indicated by an arrow in FIG. Reflected toward the incident surface 120a.
  • not all reflected light is reflected in the direction of the incident surface 120a.
  • a part of the reflected light in particular, the light reflected by the upper surface 111a of the substrate 111 is not reflected in the direction of the incident surface 120a and is removed from the light guide plate 120.
  • the reflected light is detached from the incident surface 120a and the incident efficiency is lowered.
  • an object of the present invention is to provide a light emitting device that improves the incident efficiency of reflected light.
  • Another object of the present invention is to provide a light source device that improves the incident efficiency of reflected light.
  • a light-emitting device includes a light-emitting element chip and a reflective member that is disposed around the light-emitting element chip and has a reflective surface that reflects light, and includes an incident surface that faces the light-emitting element chip and the reflective surface.
  • a light-emitting device that irradiates a light receiving target with light from the light-emitting element chip and a reflecting surface, the outer shape of the reflecting surface from a direction facing the incident surface, and the reflection at the incident surface
  • the external shape of the planar view from the direction facing the surface is a rectangular shape
  • the length of the short side of the external shape of the planar view of the reflecting surface is the length of the short side of the external shape of the planar view of the incident surface It is more than that.
  • the reflection surface has a surface inclined toward the light emitting element chip.
  • the reflection surface has a surface parallel to the incident surface.
  • the reflecting surface is formed in a plurality of steps in a step shape.
  • a sealing member that seals the light emitting element chip has a dome shape, and includes a reflection wall that reflects light around the sealing member.
  • the reflection wall is characterized in that the surface on the sealing member side is formed by overlapping a plurality of layers each reflecting light.
  • the reflective surface has an opening for arranging the light emitting element chip, and the external shape of the reflective surface and the external shape of the opening are rectangular shapes having mutually parallel sides, and the dimensions of the parallel sides are Is characterized in that the opening is 30 to 90% with respect to the reflecting surface.
  • a light source device includes a light emitting device including a light emitting element chip, a reflecting member that is disposed around the light emitting element chip and has a reflecting surface that reflects light, and faces the light emitting element chip and the reflecting surface.
  • a light source device including a light guide having an incident surface, the light guide receiving light from the light emitting element chip and the reflection member from the incident surface, the direction facing the incident surface on the reflective surface
  • the outer shape of the planar view shape from the direction facing the reflecting surface on the incident surface each form a rectangular shape, and the length of the short side of the outer shape of the planar view shape of the reflecting surface is The length is shorter than the length of the short side of the outer shape of the incident surface in plan view.
  • the light reflected by the incident surface can easily hit the reflecting surface and can be efficiently reflected to the incident surface side, so that the incident efficiency of the reflected light can be improved.
  • the reflection angle of the light hitting the reflection surface is adjusted by the inclination of the reflection surface, and the reflection direction is adjusted from the outside to the inside of the incident surface.
  • the incident efficiency of light can be improved.
  • the width of the reflecting member in the direction perpendicular to the direction facing the incident surface can be increased, the strength of the reflecting member can be increased.
  • the length of the short side of the outer shape of the rectangular reflective surface is set to be equal to or longer than the length of the short side of the outer shape of the rectangular incident surface. It is possible to improve the incident efficiency of the reflected light to the surface, and so on.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional LED light source device.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light source device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing an example of the light-emitting device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3A related to the light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical path in the light source device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional LED light source device.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light source device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing an example of the
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light-emitting device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light-emitting device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light-emitting device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light source device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the light source device 1 according to the present invention includes a light emitting device 10 and a light guide plate 20.
  • the light emitting device 10 includes a substrate 11, and a rectangular parallelepiped package 12 is placed on the upper surface 11 a of the substrate 11.
  • an opening 12a is recessed in the top surface 12b opposite to the substrate 11
  • an LED chip 13 is disposed as a light emitting element chip on the bottom 12c in the opening 12a.
  • the LED chip 13 is sealed with a sealing member 14 filled in the opening 12a.
  • the side surface 12d in the opening 12a is inclined toward the light guide plate 20 from the top surface 12b to the bottom 12c. That is, it gradually expands from the bottom 12c to the opening 12a, and therefore the size of the opening 12a is larger than the size of the outer shape of the bottom 12c.
  • the package 12 is made of resin, and the top surface 12b is formed as a highly reflective layer made of a material such as a highly reflective white resist, a white reflective film, or a white reflective silicone that has a high reflectance to light. That is, the top surface 12b of the package 12 has a function as a reflecting surface that reflects light.
  • a highly reflective layer is formed, for example, by forming a silicone-based highly reflective white resist on the top surface 12b of the package 12 by screen printing and then curing at 150 ° C. for 1 hour.
  • the sealing member 14 is formed by filling the opening 12a with a translucent resin. In addition, it can form so that light of desired colors, such as white light, may be radiate
  • a light guide plate 20 is disposed in the direction of the opening 12a to receive light emitted from the LED chip 13, and the light guide plate 20 receives light at the incident surface 20a facing the opening 12a.
  • the light guide plate 20 is a light guide formed in a rectangular plate shape using a material such as quartz, glass, acrylic resin, and polycarbonate having high transparency to light.
  • the size of the outer shape of the top surface 12b is formed to be equal to or larger than the size of the incident surface 20a. That is, the size of the outer shape in plan view from the direction facing the incident surface 20a on the top surface 12b is equal to or larger than the size of the outer shape in plan view from the direction facing the top surface 12b on the incident surface 20a.
  • Examples of the size of the outer shape here include the lengths of the short sides of the top surface 12b and the incident surface 20a that are rectangular. That is, the length of the short side of the outer shape of the top surface 12b in plan view is formed to be equal to or longer than the length of the short side of the shape of outer shape of the incident surface 20a in plan view.
  • the top surface 12b and the incident surface 20a are disposed so as to have a substantially parallel relationship. Further, the short sides and the long sides are arranged in parallel. In FIG. 2, each short side is described as the width in the left-right direction in the drawing, and the long side direction is shown as the depth direction in the drawing. It should be noted that the size of the outer shape of the top surface 12b may be greater than or equal to the size of the incident surface 20a on both the long side, and further on both the short side and the long side.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing an example of the light-emitting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 3B is an AA view of FIG. 3A related to the light-emitting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 3A and 3B show the package 12 among the light emitting devices 10.
  • the opening 12a of the package 12 has a rectangular shape in plan view, and is formed such that the top surface 12b is parallel to the long side and the short side.
  • An anode electrode land 15 and a cathode electrode land 16 are formed on the bottom 12c in the opening 12a so as to be separated from each other.
  • the LED chip 13 is disposed on the anode electrode land 15 and is electrically connected to the anode electrode land 15 and the cathode electrode land 16 by wires 13a and 13a, respectively.
  • the outer dimension of the top surface 12b of the package 12 is 5.6 mm ⁇ 3.0 mm, and the outer dimension of the opening 12a is 3.7 mm ⁇ 1.0 mm.
  • the outer dimensions shown here are merely examples, but the outer dimension of the opening 12a is 30 to 90% of the outer dimension of the top surface 12b in the long side direction or the short side direction of the opening 12a. It is desirable to do.
  • the thickness of the outer wall 12e surrounding the periphery of the opening 12a is about 1.0 mm.
  • the outer dimension of the top surface 12b of the package is 4.2 mm ⁇ 1.4 mm, and the outer dimension of the opening 112a is 3 0.7 mm ⁇ 1.0 mm. Accordingly, the thickness of the outer wall 12e surrounding the opening 112a is about 0.2 mm.
  • the package 12 can be prevented from being abnormal such as cracks, cracks, cracks, and the like. It is possible to provide a light source device 1 having a high height.
  • the numerical value shown here is an example to the last, and does not limit this invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical path in the light source device 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 shows an optical path related to light emitted from the light emitting device 10 in the light source device 1 illustrated in FIG.
  • the light emitted from the LED chip 13 is applied to the incident surface 20a of the light guide plate 20 and enters the light guide plate 20 as indicated by the white arrows in FIG.
  • the refractive index differs between the inside and outside of the light guide plate 20 with the entrance surface 20a as an interface, part of the light irradiated to the entrance surface 20a does not enter the light guide plate 20 and is reflected in the direction of the light emitting device 10. .
  • the light reflected by the incident surface 20a is reflected again by the top surface 12b of the package 12 and travels in the direction of the incident surface 20a as shown by the arrow in FIG.
  • the size of the outer surface of the top surface 12b is equal to or larger than the size of the incident surface 20a, for example, the length of the short side.
  • the reflected light from 20a is prevented from scattering off the top surface 12b. Therefore, the light reflected again by the top surface 12b goes to the incident surface 20a.
  • the size of the top surface 12b is formed so as to be sufficiently larger than the entrance surface 20a in consideration of the distance between the top surface 12b and the entrance surface 20a, so that the reflected light from the entrance surface 20a can be reliably obtained. Can be received and reflected.
  • the second embodiment is a form in which the top surface is inclined in the first embodiment.
  • components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the light-emitting device 10 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 shows the package 12 among the light emitting devices 10.
  • the size of the outer shape of the top surface 12b for example, the length of the short side of the top surface 12b is greater than the size of the incident surface 20a, for example, the length of the short side of the incident surface 20a. It is the same as that of Embodiment 1 that it is formed.
  • the top surface 12b is formed to be parallel to the incident surface 20a, whereas in the second embodiment, the top surface 12b is inclined toward the LED chip 13 side. Further, it gradually expands from the opening 12a side to the peripheral side.
  • the top surface 12b is inclined so as to fall from the peripheral side to the opening 12a where the LED chip 13 is disposed, and is recessed from the peripheral side to the LED chip 13 side. For this reason, the distance from the peripheral side to the incident surface 20a is shorter than the distance from the opening 12a side to the incident surface 20a.
  • the angle at which the light hitting the top surface 12b is reflected is adjusted, and the reflection direction is adjusted from the outside to the inside of the incident surface. For this reason, since the angle which reflects even if it hits the peripheral part vicinity of the top
  • the third embodiment is a form in which the shape of the sealing member is formed in a dome shape in the first embodiment.
  • components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of the light-emitting device 10 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 shows the package 12 among the light emitting devices 10.
  • the sealing member 14 is formed in a dome shape.
  • the side surface 12d of the package 12 surrounding the periphery of the sealing member 14 is a reflection wall 12f that reflects light.
  • the reflection wall 12f is formed by overlapping a plurality of reflection layers 12f1 and 12f2, and the reflection layers 12f1 and 12f2 are surface-treated so that the surfaces on the sealing member 14 side each reflect light.
  • the fourth embodiment is a form in which the reflecting surface including the top surface is formed in a step shape in the third embodiment.
  • components similar to those in the first or third embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first or third embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the light-emitting device 10 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 7 particularly shows the package 12 of the light emitting device 10.
  • the top surface 12b and the middle surface 12g are provided as reflective surfaces that are arranged in parallel to the incident surface 20a of the light guide plate 20 and reflect light.
  • the top surface 12 b is a surface from the outer edge of the opening 12 a to the outer edge of the package 12.
  • the middle step surface 12g is a surface provided approximately in the middle between the top surface 12b and the bottom portion 12c, and is parallel to the top surface 12b.
  • a reflection wall 12f that reflects light is formed between the middle step surface 12g and the bottom portion 12c, and the reflection wall 12f includes a plurality of reflection layers 12f1 and 12f2 each having a reflection surface on the sealing member 14 side. Is formed.
  • the surface on the sealing member 14 side of the reflecting wall 12f is inclined toward the light guide plate 20 side from the middle step surface 12g to the bottom portion 12c.
  • the upper side surface 12h between the top surface 12b and the middle step surface 12g is inclined toward the light guide plate 20 side from the top surface 12b to the middle step surface 12g.
  • the upper surface 12h is also surface-treated so as to reflect light.
  • the top surface 12b and the middle step surface 12g as the reflection surfaces are formed in a plurality of steps in a step shape, and the upper side surface 12h and the reflection surface that form the side surfaces of the step.
  • the wall 12f also has a function as a reflecting surface that reflects light. Since the upper side surface 12h and the reflection wall 12f are inclined toward the light guide plate 20 side, the shape gradually expands from the bottom 12c side to the opening 12a side.
  • the upper side surface 12h, the middle step surface 12g, and the reflection wall 12f formed in this way are arranged such that the light reflecting surface is arranged in a concave mirror shape, so that the LED chip 13 through the dome-shaped sealing member 14
  • the direction of light irradiated in each direction can be directed to the light guide plate 20 side.
  • the incident angle of the light with respect to the incident surface 20a of the light guide plate 20 can be adjusted so as to reduce the reflectance.
  • the reflection angle can be controlled.
  • the first to fourth embodiments only disclose a part of the myriad examples of the present invention, and can be appropriately designed in consideration of various factors such as purpose, application, and specifications. .
  • the first to fourth embodiments are not necessarily implemented independently, and can be performed in appropriate combination according to the purpose and application.
  • a part of the top surface parallel to the incident surface described as the first embodiment can be inclined as described in the second embodiment.
  • a top surface having a plane parallel to the incident surface and an inclined surface may be provided.
  • top surface described as the second embodiment is inclined and the reflection wall formed by the dome-shaped sealing member and the plurality of reflective layers described as the third embodiment is provided. You may make it combine.
  • one light emitting device may be arranged for one light guide plate, or a plurality of light emitting devices may be arranged for one light guide device.
  • a plurality of light emitting devices may be arranged side by side along the long side direction of the light guide plate having a rectangular shape.
  • LED light source device 100 LED light source device 10,110 Light-emitting device 11,111 Board

Abstract

　ＬＥＤチップから出射した光を、導光板へ照射する際に、導光板の入射面で反射された光を、効率的に入射面側へ再反射させることにより、反射光の入射効率を向上させる発光装置及び光源装置を提供する。　光源装置１は、発光装置１０及び導光板２０を備えている。発光装置１０は、基板１１を備え、基板１１には、パッケージ１２が載置されている。パッケージ１２の天面１２ｂには、開口部１２ａが凹設されており、開口部１２ａ内の底部１２ｃには、ＬＥＤチップ１３が配置されている。パッケージ１２の天面１２ｂは、光を反射する反射面としての機能を有する。また、導光板２０は、開口部１２ａに対向する入射面２０ａにて光を受光する。そして、長方形状をなす天面１２ｂの短辺の長さは、長方形状をなす入射面２０ａの短辺の長さ以上となるように形成されている。

Description

発光装置
　本発明は、発光素子チップと、前記発光素子チップの周囲に配置され、光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、前記発光素子チップ及び反射面に対向する入射面を有する導光体へ、前記発光素子チップ及び反射面からの光を照射する発光装置、並びにそのような発光装置を備えた光源装置に関する。
　近年、地球温暖化の環境対策等を目的として、一般照明用光源、各種モニタ用バックライト光源等の光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）を用いた光源装置の普及が急速に進んでいる。このような光源には、白色発光を行うように構成されたＬＥＤ光源装置が用いられている。
　図１は、従来のＬＥＤ光源装置の一例を示す概略断面図である。図１に示すＬＥＤ光源装置１００は、発光装置１１０及び導光板１２０を備えている。発光装置１１０は、基板１１１を備え、基板１１１の上面１１１ａには、直方体状をなすパッケージ１１２が載置されている。パッケージ１１２には、開口部１１２ａが基板１１１と反対側となる天面１１２ｂに凹設されており、開口部１１２ａ内の底部１１２ｃには、ＬＥＤチップ１１３が配置されている。そして、ＬＥＤチップ１１３は、開口部１１２ａ内に充填される封止樹脂１１４により封止されている。
　ＬＥＤチップ１１３から出射される光を受光すべく開口部１１２ａ方向には、導光板１２０が配置されており、導光板１２０は、開口部１１２ａに対向する入射面１２０ａにて光を受光する。
　このような導光板を有する光源装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００９－３８１８４号公報
　しかしながら、入射面を界面として導光板の内外で屈折率が異なるため、入射面に照射された光の一部は、導光板内に入射せず、反射することになる。そこで、例えば、図１に示す発光装置１１０において、光に対する反射率が高い表面を有する基板１１１及びパッケージ１１２を用いることが発案される。反射率が高い基板１１１及びパッケージ１１２を用いることにより、入射面１２０ａにて反射された光は、図１中の矢印にて示すように、基板１１１の上面１１１ａ又はパッケージ１１２の天面１１２ｂにて入射面１２０ａ側へ反射される。
　ところが、全ての反射光が入射面１２０ａの方向へ反射する訳ではない。反射光のうちの一部、特に、基板１１１の上面１１１ａにて反射した光については、入射面１２０ａの方向へは反射せず、導光板１２０から外れることになる。発光装置１１０及びＬＥＤ光源装置１００の光量を高めるためには、反射光が入射面１２０ａから外れ、入射効率が低下することは問題となる。
　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、長方形状をなす反射面の外形の短辺の長さを、長方形状をなす入射面の外形の短辺の長さ以上とすることにより、反射光の入射効率を向上させる発光装置を提供することを目的とする。
　また、本発明は、反射光の入射効率を向上させる光源装置を提供することを他の目的とする。
　本発明に係る発光装置は、発光素子チップと、前記発光素子チップの周囲に配置され、光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、前記発光素子チップ及び反射面に対向する入射面を有する受光対象へ、前記発光素子チップ及び反射面からの光を照射する発光装置であって、前記反射面における前記入射面に対向する方向からの平面視形状の外形、及び前記入射面における前記反射面に対向する方向からの平面視形状の外形はそれぞれ長方形状をなし、前記反射面の平面視形状の外形の短辺の長さは、前記入射面の平面視形状の外形の短辺の長さ以上であることを特徴とする。
　また、前記反射面は、前記発光素子チップ側へ向けて傾斜している面を有することを特徴とする。
　また、前記反射面は、前記入射面と平行な面を有することを特徴とする。
　また、前記反射面は、階段状に複数段形成されていることを特徴とする。
　また、前記発光素子チップを封止する封止部材を備え、前記封止部材は、ドーム状をなし、前記封止部材の周囲に、光を反射する反射壁を備えることを特徴とする。
　また、前記反射壁は、前記封止部材側の面がそれぞれ光を反射する複数の層を重畳して形成されていることを特徴とする。
　また、前記反射面は、前記発光素子チップを配置する開口部を有し、前記反射面の外形及び開口部の外形は、互いに平行な辺を有する長方形状をなし、前記平行な辺同士の寸法は、前記反射面に対して、前記開口部は３０～９０％であることを特徴とする。
　本発明に係る光源装置は、発光素子チップと、前記発光素子チップの周囲に配置され、光を反射する反射面を有する反射部材とを備える発光装置、並びに前記発光素子チップ及び反射面に対向する入射面を有する導光体を備え、前記導光体は、前記発光素子チップ及び反射部材からの光を前記入射面から受光する光源装置であって、前記反射面における前記入射面に対向する方向からの平面視形状の外形、及び前記入射面における前記反射面に対向する方向からの平面視形状の外形はそれぞれ長方形状をなし、前記反射面の平面視形状の外形の短辺の長さは、前記入射面の平面視形状の外形の短辺の長さ以上であることを特徴とする。
　したがって、入射面にて反射した光が反射面に当たり易くなり、入射面側へ効率良く反射させることができるので、反射光の入射効率を向上させることができる。
　また、反射面の傾斜により、反射面に当たる光の反射角度が調整され、反射方向が入射面の外側から内側の方向へ調整されるので、入射面から外れ難い方向へ反射することになり、反射光の入射効率を向上させることができる。
　また、反射部材における、入射面に対向する方向に直角をなす方向の幅を厚くすることができるので、反射部材の強度を高めることができる。
　本発明に係る発光装置及び光源装置は、長方形状をなす反射面の外形の短辺の長さを、長方形状をなす入射面の外形の短辺の長さ以上とすることにより、導光体への反射光の入射効率を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。
図１は、従来のＬＥＤ光源装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る光源装置の一例を示す概略断面図である。 図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る発光装置の一例を示す概略平面図である。 図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る発光装置に係る図３ＡのＡ－Ａの概略断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る光源装置において、光路の一例を併せて示す概略断面図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。 図６は、本発明の実施の形態３に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。 図７は、本発明の実施の形態４に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜実施の形態１＞
　図２は、本発明の実施の形態１に係る光源装置の一例を示す概略断面図である。本発明に係る光源装置１は、発光装置１０及び導光板２０を備えている。発光装置１０は、基板１１を備え、基板１１の上面１１ａには、直方体状をなすパッケージ１２が載置されている。パッケージ１２には、開口部１２ａが基板１１と反対側となる天面１２ｂに凹設されており、開口部１２ａ内の底部１２ｃには、発光素子チップとして、ＬＥＤチップ１３が配置されている。そして、ＬＥＤチップ１３は、開口部１２ａ内に充填される封止部材１４により封止されている。
　開口部１２ａ内の側面１２ｄは、天面１２ｂから底部１２ｃにかけて導光板２０側へ向けて傾斜している。すなわち底部１２ｃから開口部１２ａにかけて漸次拡開しており、このため開口部１２ａの大きさは、底部１２ｃの外形の大きさより大きくなっている。
　パッケージ１２は、樹脂製であり、天面１２ｂは、光に対する反射率が高い高反射白色レジスト、白色反射フィルム、白色反射シリコーン等の材質の高反射層として形成されている。即ち、パッケージ１２の天面１２ｂは、光を反射する反射面としての機能を有する。このような高反射層は、例えば、パッケージ１２の天面１２ｂに、スクリーン印刷により、シリコーン系高反射白色レジストを形成し、次に、１５０℃で１時間硬化させることにより、形成される。
　封止部材１４は、透光性の樹脂にて開口部１２ａ内を充填することにより形成されている。なお、封止部材１４に適宜蛍光体を含有させることにより、白色光等の所望の色の光を出射するように形成することができる。
　ＬＥＤチップ１３から出射される光を受光すべく開口部１２ａ方向には、導光板２０が配置されており、導光板２０は、開口部１２ａに対向する入射面２０ａにて光を受光する。導光板２０は、光に対する透明度が高い石英、ガラス、アクリル系樹脂、ポリカーボネート等の材料を用いて長方形の板状に形成された導光体である。
　天面１２ｂの外形の大きさは、入射面２０ａの大きさ以上となるように形成されている。すなわち、天面１２ｂにおける入射面２０ａに対向する方向からの平面視形状の外形の大きさは、入射面２０ａにおける天面１２ｂに対向する方向からの平面視形状の外形の大きさ以上である。ここでいう外形の大きさとしては、例えば、長方形状をなす天面１２ｂ及び入射面２０ａの短辺の長さを例示することができる。すなわち、天面１２ｂの平面視形状の外形の短辺の長さは、入射面２０ａの平面視形状の外形の短辺の長さ以上となるように形成される。天面１２ｂ及び入射面２０ａは、略平行関係となるように配置される。また、それぞれの短辺同士及び長辺同士は平行になるように配置されている。図２では、それぞれの短辺が図中の左右方向の幅となり、長辺方向が図の奥行き方向となるように記載している。なお、長辺、更には短辺及び長辺の両方ともに天面１２ｂの外形の大きさが入射面２０ａの大きさ以上となるようにしても良い。
　本発明の光源装置１にて用いられる発光装置１０の構成について更に詳述する。図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る発光装置１０の一例を示す概略平面図であり、図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る発光装置１０に係る図３ＡのＡ－Ａの概略断面図である。図３Ａ及び図３Ｂは、発光装置１０のうち、特にパッケージ１２について示している。パッケージ１２の開口部１２ａは、平面視長方形状をなし、天面１２ｂと長辺及び短辺がそれぞれ平行をなすように形成されている。また、開口部１２ａ内の底部１２ｃには、アノード電極ランド１５及びカソード電極ランド１６が離隔して形成されている。ＬＥＤチップ１３は、アノード電極ランド１５上に配置されており、アノード電極ランド１５及びカソード電極ランド１６とそれぞれワイヤ１３ａ、１３ａにより電気的に接続されている。
　パッケージ１２の天面１２ｂの外形寸法は、５．６mm×３．０mmであり、開口部１２ａの外形寸法は、３．７mm×１．０mmである。ここに示す外形寸法は、あくまでも一例であるが、開口部１２ａの長辺方向又は短辺方向において、開口部１２ａの外形の寸法は、天面１２ｂの外形の寸法に対して３０～９０％とすることが望ましい。また、開口部１２ａの周囲を囲む外壁１２ｅの厚さは、約１．０mmとなる。なお、背景技術として、図１を用いて説明した従来のＬＥＤ光源装置１００では、パッケージの天面１２ｂの外形寸法が、４．２mm×１．４mmであり、開口部１１２ａの外形寸法は、３．７mm×１．０mmであった。従って、開口部１１２ａの周囲を囲む外壁１２ｅの厚さは、約０．２mmとなる。このように本発明の発光装置１０は、外壁１２ｅの厚みが従来品より厚く、強度が高められているため、パッケージ１２に割れ、ヒビ、クラック等の異常が発生することを防止し、信頼性の高い光源装置１を提供することが可能となる。なお、ここで示した数値は、あくまでも一例であり、本発明を限定するものではない。
　図４は、本発明の実施の形態１に係る光源装置１において、光路の一例を併せて示す概略断面図である。図４は、図２に例示した光源装置１において、発光装置１０から出射された光に係る光路を示している。ＬＥＤチップ１３から出射された光は、図４中の白抜き矢印にて示すように、導光板２０の入射面２０ａに照射され、導光板２０内に入射する。
　しかしながら、入射面２０ａを界面として導光板２０の内外で屈折率が異なるため、入射面２０ａに照射された光の一部は、導光板２０内に入射せず、発光装置１０の方向へ反射する。入射面２０ａにて反射された光は、図４中の矢印にて示すように、パッケージ１２の天面１２ｂにて再度反射され、入射面２０ａの方向へ向かう。
　以上のように、本発明の光源装置１では、天面１２ｂの外形の大きさ、例えば短辺の長さが、入射面２０ａの大きさ、例えば短辺の長さ以上であるため、入射面２０ａからの反射光が天面１２ｂから外れ散乱することを抑制する。従って、天面１２ｂにて再度反射した光が入射面２０ａへと向かうことになる。特に、天面１２ｂの大きさを、天面１２ｂ及び入射面２０ａ間の距離を考慮した上で、入射面２０ａより十分に大きくなるように形成することで、入射面２０ａからの反射光を確実に受け、反射させることができる。従って、入射面２０ａ側へ効率良く反射させることができ、反射光の入射効率を高めることが可能となり、光源装置１の光量を高めることが可能となる。
＜実施の形態２＞
　実施の形態２は、実施の形態１において、天面に傾斜を付けた形態である。なお、以降の説明において、実施の形態１と同様の構成については、実施の形態１と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図５は、本発明の実施の形態２に係る発光装置１０の一例を示す概略断面図である。図５は、発光装置１０のうち特にパッケージ１２について示している。実施の形態２に係る発光装置１０では、天面１２ｂの外形の大きさ、例えば天面１２ｂの短辺の長さが、入射面２０ａの大きさ、例えば入射面２０ａの短辺の長さ以上になるように形成されていることは、実施の形態１と同様である。ただし、実施の形態１では、天面１２ｂは、入射面２０ａと平行になるように形成されていたのに対し、実施の形態２において、天面１２ｂは、ＬＥＤチップ１３側へ向けて傾斜し、開口部１２ａ側から周縁側にかけて漸次拡開している。
　すなわち天面１２ｂは、周縁側からＬＥＤチップ１３が配置された開口部１２ａにかけて落ち込むように傾斜しており、周縁側からＬＥＤチップ１３側へ凹んでいる。このため、周縁側から入射面２０ａまでの距離は、開口部１２ａ側から入射面２０ａまでの距離より短くなる。
　このように天面１２ｂを凹状に傾斜させることにより、天面１２ｂに当たった光が反射する角度が調整され、反射方向が入射面の外側から内側へ調整される。このため、天面１２ｂの周縁部近傍に当たった光であっても、入射面２０ａから外れないように、反射する角度が矯正されるので、入射面２０ａ側へ向かう方向に光路が修正される。入射面２０ａ側へ向かう方向に反射させることで、反射光の入射効率を高めることが可能となり、光源装置１の光量を高めることが可能となる。
＜実施の形態３＞
　実施の形態３は、実施の形態１において、封止部材の形状をドーム状に形成した形態である。なお、以降の説明において、実施の形態１と同様の構成については、実施の形態１と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図６は、本発明の実施の形態３に係る発光装置１０の一例を示す概略断面図である。図６は、発光装置１０のうち特にパッケージ１２について示している。実施の形態３に係る発光装置１０では、封止部材１４がドーム状に形成されている。また、封止部材１４の周囲を囲むパッケージ１２の側面１２ｄは、光を反射する反射壁１２ｆとなっている。反射壁１２ｆは、複数の反射層１２ｆ１，１２ｆ２を重畳して形成されており、反射層１２ｆ１，１２ｆ２は、封止部材１４側の面がそれぞれ光を反射するように表面処理がなされている。
　ドーム状をなす封止部材１４の周囲に反射壁１２ｆを傾斜して配置することにより、ＬＥＤチップ１３からの光を効率的に導光板２０へ照射するとともに、入射面２０ａからの反射光を入射面２０ａに向けて再反射させることができる。しかも、複数の反射層１２ｆ１，１２ｆ２を重畳して形成した反射壁１２ｆを用いることにより、反射率を高めることができる。
＜実施の形態４＞
　実施の形態４は、実施の形態３において、天面を含む反射面を階段状に形成した形態である。なお、以降の説明において、実施の形態１又は実施の形態３と同様の構成については、実施の形態１又は実施の形態３と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図７は、本発明の実施の形態４に係る発光装置１０の一例を示す概略断面図である。図７は、発光装置１０のうち特にパッケージ１２について示している。実施の形態４に係る発光装置１０では、導光板２０の入射面２０ａと平行に配置され、光を反射する反射面として、天面１２ｂと中段面１２ｇとを有している。天面１２ｂは、開口部１２ａの外縁からパッケージ１２の外縁までの面である。中段面１２ｇは、天面１２ｂと底部１２ｃとの略中間に設けられた面であり、天面１２ｂと平行をなしている。
　中段面１２ｇと底部１２ｃとの間は、光を反射する反射壁１２ｆとなっており、反射壁１２ｆは、それぞれ封止部材１４側に反射面を有する複数の反射層１２ｆ１，１２ｆ２を重畳して形成されている。反射壁１２ｆの封止部材１４側の面は、中段面１２ｇから底部１２ｃにかけて導光板２０側へ向けて傾斜している。
　天面１２ｂと中段面１２ｇとの間の上側面１２ｈは、天面１２ｂから中段面１２ｇにかけて導光板２０側へ向けて傾斜している。上側面１２ｈも光を反射するように表面処理がなされている。
　このように、実施の形態４に係る発光装置１０は、反射面としての天面１２ｂ及び中段面１２ｇが階段状に複数段形成されており、また当該階段の側面を形成する上側面１２ｈ及び反射壁１２ｆも光を反射する反射面としての機能を有する。なお、上側面１２ｈ及び反射壁１２ｆは、導光板２０側へ傾斜しているため、底部１２ｃ側から開口部１２ａ側にかけて漸次拡開する形状となる。
　このように形成された上側面１２ｈ、中段面１２ｇ及び反射壁１２ｆは、光を反射する面が凹面鏡状に配置されることになるため、ＬＥＤチップ１３からドーム状の封止部材１４を介して各方向へ照射される光の方向を導光板２０側へ向けることができる。ＬＥＤチップ１３から放射される光の方向を、ある程度導光板２０側へ向けることにより、導光板２０の入射面２０ａに対する光の入射角が小さくなるように調整することができ、反射率の低減及び反射角の制御が可能となる。そして、反射角が大きくならないように制御することで、入射面２０ａからの反射光が天面１２ｂの周縁部へ散乱することを抑制することができるので、反射光を入射面２０ａに向けて再反射させることができる。このような作用は、段数を増やして凹面鏡の形状に近付けることにより顕著となる。
　前記実施の形態１から４は、本発明の無数に存在する実施例の一部を開示したに過ぎず、目的、用途、仕様等の様々な要因を加味して適宜設計することが可能である。また前記実施の形態１から４は、必ずしも独立して実施する必要なく、目的及び用途に応じて適宜組み合わせて実行することが可能である。
　たとえば実施の形態１として説明した入射面に平行な天面の一部を、実施の形態２として説明したように傾斜を付けることも可能である。すなわち入射面に対して平行な面と傾斜した面とを有する天面を設ける形態としてもよい。
　また、たとえば実施の形態２として説明した天面に傾斜を付けた形態に、実施の形態３として説明したドーム状の封止部材及び複数の反射層にて形成される反射壁を設けた形態を組み合わせるようにしてもよい。
　さらに、一の導光板に対して一の発光装置を配置するようにしても良く、また一の導光装置に対して複数の発光装置を配置するようにしても良い。たとえば、長方形状をなす導光板の長辺方向に沿って、複数の発光装置を並べて配置するようにしても良い。
１　光源装置
１００　ＬＥＤ光源装置
１０，１１０　発光装置
１１，１１１　基板
１１ａ，１１１ａ　上面
１２，１１２　パッケージ
１２ａ，１１２ａ　開口部
１２ｂ，１１２ｂ　天面
１２ｃ，１１２ｃ　底部
１２ｄ　側面
１２ｅ　外壁
１２ｆ　反射壁
１２ｆ１，１２ｆ２　反射層
１２ｇ　中段面
１２ｈ　上側面
１３，１１３　ＬＥＤチップ（発光素子チップ）
１３ａ　ワイヤ
１４，１１４　封止部材
１５　アノード電極ランド
１６　カソード電極ランド
２０　導光板（導光体）
２０ａ，１２０ａ　入射面

Claims (8)

  1. 　発光素子チップと、前記発光素子チップの周囲に配置され、光を反射する反射面を有する反射部材とを備え、前記発光素子チップ及び反射面に対向する入射面を有する受光対象へ、前記発光素子チップ及び反射面からの光を照射する発光装置であって、
    　前記反射面における前記入射面に対向する方向からの平面視形状の外形、及び前記入射面における前記反射面に対向する方向からの平面視形状の外形はそれぞれ長方形状をなし、前記反射面の平面視形状の外形の短辺の長さは、前記入射面の平面視形状の外形の短辺の長さ以上である
    　ことを特徴とする発光装置。
  2. 　請求項１に記載の発光装置であって、
    　前記反射面は、前記発光素子チップ側へ向けて傾斜している面を有する
    　ことを特徴とする発光装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の発光装置であって、
    　前記反射面は、前記入射面と平行な面を有する
    　ことを特徴とする発光装置。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の発光装置であって、
    　前記反射面は、階段状に複数段形成されている
    　ことを特徴とする発光装置。
  5. 　請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の発光装置であって、
    　前記発光素子チップを封止する封止部材を備え、
    　前記封止部材は、ドーム状をなし、
    　前記封止部材の周囲に、光を反射する反射壁を備える
    　ことを特徴とする発光装置。
  6. 　請求項５に記載の発光装置であって、
    　前記反射壁は、前記封止部材側の面がそれぞれ光を反射する複数の層を重畳して形成されている
    　ことを特徴とする発光装置。
  7. 　請求項１から６までのいずれか一つに記載の発光装置であって、
    　前記反射面は、前記発光素子チップを配置する開口部を有し、
    　前記反射面の外形及び開口部の外形は、互いに平行な辺を有する長方形状をなし、
    　前記平行な辺同士の寸法は、前記反射面に対して、前記開口部は３０～９０％である
    　ことを特徴とする発光装置。
  8. 　発光素子チップと、前記発光素子チップの周囲に配置され、光を反射する反射面を有する反射部材とを備える発光装置、並びに前記発光素子チップ及び反射面に対向する入射面を有する導光体を備え、前記導光体は、前記発光素子チップ及び反射部材からの光を前記入射面から受光する光源装置であって、
    　前記反射面における前記入射面に対向する方向からの平面視形状の外形、及び前記入射面における前記反射面に対向する方向からの平面視形状の外形はそれぞれ長方形状をなし、前記反射面の平面視形状の外形の短辺の長さは、前記入射面の平面視形状の外形の短辺の長さ以上である
    　ことを特徴とする光源装置。
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