(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に配設される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を被覆する封止体と、複数の山部と谷部を有するレンズを備え、発光装置の発光は前記基板と平行な観測面において、放射状に伸びる複数の明部と放射状に伸びる複数の暗部とを有する輝度分布を生じ、各山部は、前記基板から離れる方向へ盛り上がった頂点を有し、前記レンズは、前記頂点から、前記基板へ近づくとともに前記レンズの周辺へ向かう方向へ傾斜した斜面を備える複数の発光装置と、
実装基板とを備え、
複数の前記発光装置が前記実装基板上に配列された面光源であって、
前記発光装置は、それぞれの前記発光装置による暗部に隣接して他の前記発光装置による明部が組み合わされるように配列されていることを特徴とする面光源。
【請求項２】
基板と、前記基板に配設される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を被覆する封止体と、複数の山部と谷部を有するレンズを備え、発光装置の発光は前記基板と平行な観測面において、放射状に伸びる複数の明部と放射状に伸びる複数の暗部とを有する輝度分布を生じ、前記半導体発光素子を複数備え、該半導体発光素子を被覆するとともに、前記半導体発光素子に対応して配置された山部と、前記半導体発光素子の離間された部分の上方に対応して配置された谷部からなる前記レンズを備えた複数の発光装置と、
実装基板とを備え、
複数の前記発光装置が前記実装基板上に配列された面光源であって、
前記発光装置は、それぞれの前記発光装置による暗部に隣接して他の前記発光装置による明部が組み合わされるように配列されていることを特徴とする面光源。
【請求項３】
前記複数の明部と暗部は３つ、４つ又は６つの明部と暗部であることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源。
【請求項４】
前記輝度分布はｎ回回転対称（但しｎは２以上の整数）の形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面光源。
【請求項５】
前記封止体は前記レンズを兼ねていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源。
【請求項６】
前記封止体内に、前記半導体発光素子から発する１次光を吸収して２次光を発する波長変換部を備えたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の面光源。
【請求項７】
実装基板と、前記実装基板に配設される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を被覆する封止体と、複数の山部と谷部を有するレンズを備え、発光装置の発光は前記実装基板と平行な観測面において、放射状に伸びる複数の明部と放射状に伸びる複数の暗部とを有する輝度分布を生じる発光装置を複数備え、
複数の前記発光装置が前記実装基板上に配列された面光源であって、
前記発光装置は、それぞれの前記発光装置による暗部に隣接して他の前記発光装置による明部が組み合わされるように配列されていることを特徴とする面光源。
【請求項８】
前記各発光装置はｎ個の前記明部を有し、
前記発光装置の前記暗部と中心を結ぶ線である暗部軸と、
前記発光装置の中心同士を結ぶ線である配列軸とを備え、
前記暗部軸と前記配列軸とのなす回転角度θが０度≦θ≦３６０度／ｎの関係にあることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の面光源。
【請求項９】
前記ｎが４であって、
前記回転角度θが１８．４度±３度であることを特徴とする、請求項８に記載の面光源。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の面光源と、
画素領域毎に光透過率を変化させる表示パネルとを備え、
前記面光源が前記表示パネルを背面から照射することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の面光源であって、かつ、前記面光源は複数の領域に分割されており、それぞれの領域が独立して駆動可能に構成される面光源と、
画素領域毎に光透過率を変化させる表示パネルとを備え、
前記面光源が前記表示パネルを背面から照射することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出射光を所定の方向へ指向させる封止体を備えた発光装置、複数の前記発光装置が配列されてなる面光源、および該面光源を備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルを背面から照射するバックライトとして、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源が配列されてなる面光源を備えた液晶表示装置がある。このように、液晶表示パネルを背面から照射するバックライトは直下型バックライトと呼ばれている。【０００３】
特許文献１には、複数のＬＥＤが互いに離間して備えられ、該ＬＥＤが放出した光を混合することにより均一な白色光を生成する構成を備えた直下型バックライトが開示されている。このバックライトは、実装基板と、該実装基板に実装された青色光を出射するＬＥＤ、赤色光を出射するＬＥＤ、緑色光を出射するＬＥＤと、これらＬＥＤの上方に配置された拡散板と、各ＬＥＤに装着されるとともに出射光を導いて拡散板を照射させるレンズが備えられている。さらに、それぞれのＬＥＤの出射光が拡散板において共通の領域を照射して混合されるように、レンズの放射角度が調整されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００７−１８８８５８号公報（２００７年７月２６日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のバックライトは、それぞれのＬＥＤが、互いに離間して備えられるとともに、それぞれの出射光が所定の方向に指向するようにレンズが装着され、拡散板において共通の領域を照射する構成を備える為、各ＬＥＤの光軸の向きが互いに異なる。従って、出射方向によりスペクトル分布が変化し、拡散板の側から観察すると、角度により色の見え方が変化するおそれがある。【０００６】
また、レンズの数だけ部品点数が増大する上、レンズ装着後に色度の調整などを要し、製造コストの高騰を招く。またバックライトに要求される薄型化、軽量化を図る上でも不利である。【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、薄型化を図っても輝度むら、色度むらの少ない表示装置を提供することであり、またその表示装置に適した構造の面光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の面光源は、基板と、前記基板に配設される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を被覆する封止体と、複数の山部と谷部を有するレンズを備え、前記発光装置の発光は前記基板と平行な観測面において、放射状に伸びる複数の明部と放射状に伸びる複数の暗部とを有する輝度分布を生じ、各山部は、前記基板から離れる方向へ盛り上がった頂点を有し、前記レンズは、前記頂点から、前記基板へ近づくとともに前記レンズの周辺へ向かう方向へ傾斜した斜面を備える複数の発光装置と、実装基板とを備え、複数の前記発光装置が前記実装基板上に配列された面光源であって、前記発光装置は、それぞれの前記発光装置による暗部に隣接して他の前記発光装置による明部が組み合わされるように配列されていることを特徴とする。
また、本発明の面光源は、基板と、前記基板に配設される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を被覆する封止体と、複数の山部と谷部を有するレンズを備え、発光装置の発光は前記基板と平行な観測面において、放射状に伸びる複数の明部と放射状に伸びる複数の暗部とを有する輝度分布を生じ、前記半導体発光素子を複数備え、該半導体発光素子を被覆するとともに、前記半導体発光素子に対応して配置された山部と、前記半導体発光素子の離間された部分の上方に対応して配置された谷部からなる前記レンズを備えた複数の発光装置と、実装基板とを備え、複数の前記発光装置が前記実装基板上に配列された面光源であって、前記発光装置は、それぞれの前記発光装置による暗部に隣接して他の前記発光装置による明部が組み合わされるように配列されていることを特徴とする。
また、本発明の面光源は、実装基板と、前記実装基板に配設される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を被覆する封止体と、複数の山部と谷部を有するレンズを備え、発光装置の発光は前記実装基板と平行な観測面において、放射状に伸びる複数の明部と放射状に伸びる複数の暗部とを有する輝度分布を生じる発光装置を複数備え、複数の前記発光装置が前記実装基板上に配列された面光源であって、前記発光装置は、それぞれの前記発光装置による暗部に隣接して他の前記発光装置による明部が組み合わされるように配列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の明部と暗部により非同心円状の輝度分布を有する発光装置を組み合わせることによって、輝度むら、色度むらを抑制しつつ薄型化を図った表示装置を得ることができる。また、この表示装置に適した特徴的な形状を有する面光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の四つ葉型発光装置の平面図および側面図である。
【図２】実施の形態１の四つ葉型発光装置の配光特性、照射形状および照射形状の評価方法を示す図である。
【図３】ドーム型発光装置の形状、配光特性および照射形状を示す図である。
【図４】実施の形態１の面光源の模式図および四つ葉型発光装置の照射形状と配列パターンを示す図である。
【図５】実施の形態１の面光源の別の態様と照射形状を示す図である。
【図６】実施の形態２の四つ葉型発光装置の平面図および側面図である。
【図７】実施の形態２の四つ葉型発光装置の配光特性および照射形状を示す図である。
【図８】実施の形態２の面光源における四つ葉型発光装置の照射形状と配列パターンを示す図である。
【図９】実施の形態３の面光源の３回回転対称の照射形状と配列パターンを示す図である。
【図１０】実施の形態３の面光源の６回回転対称の照射形状と配列パターンを示す図である。
【図１１】ローカルディミング方式の液晶表示装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
（発光装置）
以下、本発明の発光装置を図に基づき説明する。
【００１２】
図１は実施の形態１の四つ葉型発光装置の平面図および側面図である。四つ葉型発光装置５０の外形上の特徴は、封止体兼用レンズ１０が平面図において対角上に盛り上がった４つの山部１０ａと、これに対する相対的な窪みが連続してなる溝状の谷部１０ｂとを備え、主軸１１に対し４回回転対称の、四つ葉状の形状を備えることである。なお、図１において凸面を形成する部分は破線で、凹面を形成する部分は一点鎖線で示す。また主軸１１とは、封止体兼用レンズ１０の形状の回転対称軸であって、本発明においては後述する半導体発光素子（以下ＬＥＤチップと言う）２５の配置や、照射形状の回転対称軸と一致する。
【００１３】
次いで、四つ葉型発光装置５０の構成について説明する。四つ葉型発光装置５０は、基板２０と、これに配設されるＬＥＤチップ２５と、これを被覆する波長変換部３０と、これを被覆する封止体兼用レンズ１０を備える。基板２０はセラミック、樹脂、および金属などの材質からなり、ＬＥＤチップ２５に電力を供給する為の電極（図示しない）が表面に形成されている。ＬＥＤチップ２５は窒化物半導体発光素子であって、例えば波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の青色波長領域に発光ピークを有する、青色光である１次光を出射する。
【００１４】
ＬＥＤチップ２５はロウ材もしくは接着剤等により基板２０に配設されるとともに、ＬＥＤチップ２５に備えられた電極と基板２０に備えられた電極とがワイヤボンディングにより電気的に接続される（図示しない）。次いで、蛍光体が予め分散された樹脂によりＬＥＤチップ２５を被覆することにより波長変換部３０が形成される。蛍光体は１次光を吸収して、例えば波長が５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の黄色波長領域に発光ピークを有する、黄色光である２次光を発する物質であって、１次光と２次光とが混合されてなる白色光を出射するように発光装置５０が構成される。
【００１５】
なお、蛍光体は、例えばＢＯＳＥ（Ｂａ、Ｏ、Ｓｒ、Ｓｉ、Ｅｕ）などを好適に用いることができる。またＢＯＳＥの他、ＳＯＳＥ（Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｏ、Ｅｕ）、ＹＡＧ（Ｃｅ賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、αサイアロン（（Ｃａ）、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｅｕ）、βサイアロン（Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｅｕ）等を好適に用いることができる。また、ＬＥＤチップ２５を青色発光のものに代え、例えば発光ピーク波長が３９０ｎｍから４２０ｎｍの紫外（近紫外）ＬＥＤチップとすることにより、さらなる発光効率の向上を図ることができる。
【００１６】
次いで、波長変換部３０が封止体兼用レンズ１０により被覆される。封止体兼用レンズ１０の材質はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂など、出射光を透過可能な材質であって、出射光を所定の方向へ指向させるプリズムの作用を備えている。
【００１７】
ここで、図１の（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２５は、主軸１１を中心として基板２０の表面に二点鎖線で示される仮想正方形の各頂点に、合計４つが配設されるとともに、それぞれが封止体兼用レンズ１０の各山部１０ａを頂点とする略四角錐状の成形体の内側に収容されるように封止され、図1の（ｂ）に示すようにＬＥＤチップ２５が離間された部分の上方に谷部１０ｂが配置される。このような構成によると、ＬＥＤチップ２５のそれぞれの出射光は、それぞれを対応して被覆する成形体により指向させられるため、配設位置がｘ方向やｙ方向に若干のずれを生じたとしても、四つ葉型発光装置５０の配光特性は、安定して対称性の高いものが得られる。
【００１８】
なお図１の（ｃ）に示すように、一つのチップ２５が、基板２０と主軸１１が交わる位置に配設される構成であっても良い。この場合、チップ２５の中心が主軸１１と交わるとともに、出射光が４つの成形体それぞれに均等に配分されることが肝要である。
【００１９】
図２は実施の形態１の四つ葉型発光装置の配光特性、照射形状および照射形状の評価方法を示す図である。図２の（ａ）は配光特性を三次元で示すシミュレーション図であって、中心１１ａから外郭面５６までの距離が出射光強度を示している。
【００２０】
図２の（ｂ）は四つ葉型発光装置５０の照射形状を示すシミュレーション図である。ここで照射形状とは後述するように、拡散板１１２を照射した場合の輝度の分布であって、図中に二点鎖線で示す等高線５８で示され、これにより囲まれた明るい部分が輝度の高い明部５２、その近傍に分布する暗い部分が輝度の低い暗部５４である。このように、四つ葉型発光装置５０の照射形状は、非同心円状の４つの明部５２と暗部５４が、それぞれ山部１０ａの上方と谷部１０ｂの上方にそれぞれ対応して分布する。
【００２１】
ここで、ＬＥＤチップ２５は図１の（ａ）に示すように、平面図において正方形であって、基板２０の表面に二点鎖線で示す仮想正方形の各頂点に配設される。その結果、四つ葉型発光装置５０の照射形状は、封止体兼用レンズ１０の形状と同様、中心１１ａに対して非同心円状であって、４回回転対称のＸ字状の形状を呈する。ここで、四つ葉型発光装置５０の平面図において、明部５２と中心１１ａを結ぶ線を明部軸１３、暗部５４と中心１１ａを結ぶ線を暗部軸１４と定義すると、明部軸１３と暗部軸１４とのなす角φは、φ＝４５度の角度をなす。また暗部軸１４は谷部１０ｂが連続してなす線と一致し、ｘ軸およびｙ軸と平行である。
【００２２】
図２の（ｃ）は、四つ葉型発光装置５０の照射形状の評価方法を示す図である。四つ葉型発光装置５０は実装基板１１０に実装され、拡散板１１２が実装基板１１０に相対して配設される。四つ葉型発光装置５０により拡散板１１２を背面から照射すると、拡散板１１２の前面から輝度の分布が観察される。
【００２３】
ここで照射形状とは、拡散板１１２を介して観察されるものを指す。一方、本願記載の照射形状を示すシミュレーション図は拡散板１１２に入射する直前の観察面での輝度の分布をシミュレーションにより求めたものであるが、拡散板１１２を介して観察されるものと同等と見做すことができる。
【００２４】
なお図３は比較のために示した、ドーム型発光装置の形状、配光特性および照射形状を示す図である。ドーム型発光装置６０は、基板２０と、基板２０に配設されるＬＥＤチップ２５（図示しない）と、ＬＥＤチップ２５を被覆する波長変換部３０と、波長変換部３０を被覆するドーム形状の封止体６１を備える。
【００２５】
図３の（ｂ）は比較例のドーム型発光装置６０の配光特性を三次元で示すシミュレーション図、図３の（ｃ）は、ドーム型発光装置６０の照射形状を示すシミュレーション図である。これによると、ドーム型発光装置６０の配光特性は三次元で示すシミュレーション図において球状、照射形状はＬＥＤチップ２５の上方に生じる明部５２に対して同心円状を呈する。
【００２６】
四つ葉型発光装置５０の照射形状をドーム型発光装置６０の照射形状と比較すると、一つの発光装置が担う照射領域が広いという特徴を備える。
【００２７】
なお、四つ葉型発光装置５０は封止体兼用レンズ１０（四つ葉型レンズ）がＬＥＤチップ２５や波長変換部３０の封止も兼ねたものであるが、四つ葉型レンズを封止体から分離し、通常のＬＥＤチップの封止体上に装着してもよい。この時、封止体と四つ葉型レンズの間に別の透明樹脂等を充填してもよく、また、何も充填せず空間を設けてもよい。
【００２８】
（面光源）
図４は実施の形態１の面光源の模式図および四つ葉型発光装置の照射形状と配列パターンを示す図である。図４の（ａ）は面光源１００の側面図である。これによると、面光源１００は、実装基板１１０と、実装基板１１０に配設される複数の発光装置５０と、実装基板１１０に相対して配設される拡散板１１２を備える。発光装置５０の出射光は拡散板１１２を背面から照射し、拡散板１１２により拡散され前面から面状の光を出射するように構成されている。
【００２９】
図４の（ｂ）は四つ葉型発光装置５０と照射形状の対応を示す模式図である。四つ葉型発光装置５０は封止体兼用レンズ１０が平面図において対角上に盛り上がった４つの山部１０ａを有し、拡散板１１２における照射形状は、それぞれの山部１０ａの上方に対応して４つの明部５２を備える。一方、明部５２の近傍には、明部５２に対して４つの相対的な暗部５４が生じる。
【００３０】
以下、照射形状は、一辺の長さがａの、互いに同一な５つの正方形（図中に二点鎖線で示す）を並べてなるＸ字状の形状をなし、明部５２はそれぞれの正方形に収まるような形状を備えるとともに、それぞれの明部５２が同一の輝度を有するものと近似して説明する。
【００３１】
図４の（ｃ）は四つ葉型発光装置５０の配置および面光源としての照射形状を示した平面図である。これによると実装基板１１０には、図４の（ｂ）に示す照射形状を備えた四つ葉型発光装置５０が正方配列されている。すなわち図４の（ｃ）に二点鎖線で示すように、配列軸１１４同士が交わる格子点は正方形の頂点をなし、四つ葉型発光装置５０は、各格子点上に備わるように配列されるとともに、その向きは配列軸１１４に対し角度θだけ回転している。
【００３２】
なお、配列軸１１４とは実装基板１１０上で上下或いは左右に隣り合う四つ葉型発光装置５０の中心１１ａ同士を結ぶ線を指す。また、回転角度θは、暗部軸１４と配列軸とのなす角で定義される。
【００３３】
ここで、照射形状が図４の（ｂ）に示した形状である場合、回転角度θは、θ＝１８．４度となる。これは、明部軸１３と配列軸１１４とのなす回転角度をαと定義すると、図４の（ｃ）に破線などで示す補助線から、α＝ａｒｃｔａｎ（１／２）＝２６．６度、θ＝４５度−α＝１８．４度となることから求められる。また、格子点の間隔をＡと定義すると、Ａ＝２ａ／ｃｏｓαとなる。従って、拡散板１１２の位置においては配列軸１１４に対しθ＝１８．４度回転したＸ字状の照射形状が連続的に配列される。このような配列によると、一つの四つ葉型発光装置５０による暗部５４が他の四つ葉型発光装置５０による明部５２と組み合わされるように照射されるため、拡散板１１２の位置で輝度が均一化される。なお、回転角度θの公差は±３度程度が許容されると考えられる。
【００３４】
ここで比較のために、θ＝０度の場合、暗部軸１４と配列軸１１４とが平行となるように配列した場合の照射形状を図４の（ｄ）に示す。このとき、四つ葉型発光装置５０の対角方向に明部５２が重なり合い、輝度が増大される部分が形成される一方、水平、垂直方向には暗部５４の重なりあう部分が形成される。その結果、面内で輝度の高い部分と低い部分との差が助長され、輝度の均一性が損なわれる。従って図４の（ｃ）に示すような配置とすることが好ましい。
【００３５】
また、四つ葉型発光装置５０は、ドーム型発光装置６０に比べ、一つの発光装置が担う照射領域が広いため、複数の四つ葉型発光装置５０により面光源を構成する場合、発光装置の搭載数を削減することができる。また、出射光の出射角度が高く、すなわち実装基板１１０と平行な方向に近くなるため、実装基板１１０から拡散板１１２までの距離を小さくすることが可能であり、バックライトの薄型化において有利である。
【００３６】
図５は実施の形態１の面光源の別の態様と照射形状を示す図である。この配列は、図４の（ｃ）に示す配列の配列軸１１４が実装基板１１０（図示しない）および拡散および１１２の一辺に対し平行であったのに対し、四つ葉型発光装置５０の一辺と実装基板１１０の一辺とが平行であって、実装基板１１０の上において千鳥配列をなすものである。この配列は、図４の（ｃ）に示す四つ葉型発光装置５０の配列軸１１４が実装基板１１０の一辺に対しθ＝１８．４度回転した結果、見かけ上、千鳥配列をなすものであって、実質的に図４の（ｃ）に示す配列と同等である。
【００３７】
（実施の形態２）
実施の形態１に示す四つ葉型発光装置５０は、その照射形状が４つの非同心円状の明部と暗部を有して４回回転対称であって、これを実装基板１１０に配列することにより面光源１００を構成し、該面光源１００の輝度の均一化が図られることを説明したが、これに限定されるものではない。例えば基板２０に配設されたＬＥＤチップの形状が平面図において長方形（長尺ＬＥＤチップ）であって、照射形状がひしげたＸ字状の形状を呈し、４つの非同心円状の明部と暗部を有するものの２回回転対称である場合が考えられる。
【００３８】
図６は、実施の形態２の四つ葉型発光装置の平面図および側面図、図７は、実施の形態２の四つ葉型発光装置の配光特性および照射形状を示す図である。実施の形態２の四つ葉型発光装置６０は、長尺ＬＥＤチップ６５を備える以外は、実施の形態１の四つ葉型発光装置５０と同等である。
【００３９】
図６の（ａ）に示すように、４つの長尺ＬＥＤチップ６５は、その長辺がｘ方向と平行となるように基板２０に配設される。長尺ＬＥＤチップ６５の出射光のうち、長辺から出射した成分は主に、封止体兼用レンズ１０のｘ方向に延びる斜面（図中にハッチングで示す）で屈折または反射し、封止体兼用レンズ１０の外部に取り出される。一方、短辺から出射した成分は主に、封止体兼用レンズ１０のｙ方向に延びる斜面で屈折または反射し、封止体兼用レンズ１０の外部に取り出される。出射光は長辺から出射する成分の割合が高いため、図７の（ｂ）に示すように、明部軸１３とｘ軸とのなす角φが増大し、φ＝４５＋δ度となるように変化する。その結果、照射形状はＸ字がひしげた形状となり、２回回転対称を呈する。
【００４０】
次いで、実施の形態２の四つ葉型発光装置６０を配列してなる面光源について説明する。図８は実施の形態２の面光源における四つ葉型発光装置の照射形状と配列パターンを示す図である。図８の（ａ）は実施の形態２の四つ葉型発光装置６０と照射形状の対応を示す平面図である。以下、実施の形態２の四つ葉型発光装置６０の照射形状は、互いに同一な５つのひし形を並べてなるＸ字状の形状（図中に二点鎖線で示す）をなし、明部６２はそれぞれのひし形に収まるような形状を備えるとともに、それぞれのひし形が同一の輝度を有するものと近似して説明する。
【００４１】
図８の（ｂ）は四つ葉型発光装置６０の配置および面光源としての照射形状を示した平面図である。これによると実装基板１１０には、図８の（ａ）に示す照射形状を備えた四つ葉型発光装置６０が平行四辺形配列、すなわち図８の（ｂ）に二点鎖線で示すように、配列軸１１４同士が交わる格子点は平行四辺形の頂点をなし、四つ葉型発光装置６０は、各格子点上に備わるように配列されるとともに、その向きは配列軸１１４に対し回転させられている。
【００４２】
このような配列によっても、実施の形態１と同様に、一つの四つ葉型発光装置６０による暗部６４が他の四つ葉型発光装置６０による明部６２により照射されるため、拡散板１１２の位置で輝度が均一化される。
【００４３】
（実施の形態３）
実施の形態３に示す面光源は、照射形状が非同心円状の３つの明部と暗部により３回回転対称の輝度分布を有する、あるいは非同心円状の６つの明部と暗部により６回回転対称の輝度分布を有する発光装置を実装してなるものである。図９、図１０は実施の形態３の面光源の照射形状と配列パターンを示す図である。
【００４４】
照射形状が非同心円状の３つの明部と暗部により３回回転対称である発光装置７０の構成を示す例として、図９の（ａ）に破線で示すように、基板上に正三角形の頂点（図示しない）に配設された３つの長尺チップ６５と、これを被覆する六角錐形状の封止体兼用レンズ１０を備える構成が考えられる。
【００４５】
照射形状が非同心円状の６つの明部と暗部により６回回転対称である発光装置８０の構成を示す例として、図１０の（ａ）に破線で示すように、基板上に正六角形の頂点（図示しない）に配設された６つの長尺チップ６５と、これを被覆する六角錐台形状の封止体兼用レンズ１０を備える構成が考えられる。
【００４６】
図９の（ａ）によると、発光装置７０が発生する照射形状は、互いに輝度が等しく、それぞれが六角形で近似される明部７２を生じ、この六角形は隣り合う六角形との間で１辺を共有するように最密配列され、３回回転対称の単位照射領域７６（図中にハッチングで示す）をなす。明部７２の近傍には明部に対する相対的な暗部７４が生じる。
【００４７】
同様にして図１０の（ａ）によると、発光装置８０が発生する照射形状は、互いに輝度が等しく、それぞれが六角形で近似される明部８２を生じ、中心となる１つの六角形の各辺と、これを取り囲む６つの六角形の１辺とが共有されるように最密配列され、６回回転対称の単位照射領域８６（図中にハッチングで示す）をなす。
【００４８】
実装基板１１０（図示しない）には、図９の（ａ）や図１０の（ａ）に示す照射形状を備えた発光装置７０、８０が三角配列、すなわち図９の（ｂ）や図１０の（ｂ）に二点鎖線で示すように、配列軸１１４が交わる格子点は三角形の頂点をなし、発光装置７０、８０は、各格子点上に備わるように最密配列される。
【００４９】
このように、照射形状がｎ回回転対称（但しｎは２以上の整数）である発光装置を、一つの発光装置の暗部が他の発光装置の明部により照射されるように配列することにより、実施の形態１と同様にして輝度が均一化されるように面光源を構成することができる。また図から明らかなように、ｎと、回転角度θ、回転角度αとの関係は、０度≦θ≦３６０度／ｎまたは、０度≦α≦３６０度／ｎの関係にある。
【００５０】
（実施の形態４）
図１１はローカルディミング方式の液晶表示装置を示す模式図である。図１１の（ａ）はローカルディミング方式の表示装置の平面図および側面図であって、ローカルディミング方式の表示装置５００は液晶表示パネル（以下、表示パネルと言う）５１０と、これを背面から照射するバックライトとして、実施の形態１に記載の面光源１００を備える。表示パネル５１０は複数の領域に分割され、該領域に対応するように面光源１００も複数の領域に分割されており、それぞれの領域が独立して駆動可能に構成される。さらに面光源１００は、表示パネル５１０に表示される画像に応じて輝度の調整が可能に構成されたドライバ（図示しない）により駆動され、表示パネル５１０に表示される画像で輝度の高い領域の背面を強く、輝度の低い領域の背面を弱く、それぞれ選択的に照射可能に構成されており、消費電力の抑制やコントラストの向上を図ることができる。
【００５１】
図１１の（ｂ）は表示パネル５１０の分割された領域と面光源１００の分割された領域との位置関係を示す図である。例えば画像として、トンネル内を走行中の車両から、進行方向に見える、トンネルの出口５１２を撮影した画像を表示パネル５１０に表示する場合を想定すると、暗闇の中に明るいトンネルの出口５１２が表示される。このトンネルの出口５１２が表示される表示パネル５１０の領域をセグメント５１０ａとし、この背面に相対する面光源１００の領域をセグメント１００ａとする。このような画像を表示する場合は、セグメント５１０ａの背面に相対する、セグメント１００ａの輝度を増大させれば良いのである。
【００５２】
実施の形態４によると、実装基板１１０に配設された個々の四つ葉型発光装置５０の照射形状はＸ字状を呈し、限られた領域を照射するため、それ以外の領域へ拡散する光は、ごく僅かである。従って隣り合うセグメントに光が漏れるといったクロストークが抑制される。従って、四つ葉型発光装置５０を搭載した面光源はローカルディミング方式の表示装置のバックライトとして好適に使用することができる。
なお、面光源は実施の形態１に示したものに限定されず、実施の形態２または３に示すものであってもよい。また、表示装置は液晶表示装置に限定されず、一般に領域によって光透過率を変化させるものであれば良い。
【００５３】
（実施形態の総括）
本実施形態に係る発光装置は、基板と、前記基板に配設される半導体発光素子と、前記半導体発光素子を被覆する封止体と、複数の山部と谷部を有するレンズを備え、前記発光装置の発光は前記基板と平行な観測面において、複数の明部と暗部による非同心円状の輝度の分布を生じる。
【００５４】
本実施形態に係る発光装置は、前記複数の明部と暗部が３つ、４つ又は６つの明部と暗部とすることが好ましい。
【００５５】
本実施形態に係る発光装置は、前記複数の明部と暗部による非同心円状の輝度の分布がｎ回回転対称（但しｎは２以上の整数）の形状であることが好ましい。
【００５６】
本実施形態に係る発光装置は、前記半導体発光素子を複数備え、該半導体発光素子を被覆するとともに、前記半導体発光素子に対応して配置された山部と、前記半導体発光素子の離間された部分の上方に対応して配置された谷部からなる前記レンズを備えることが好ましい。
【００５７】
本実施形態に係る発光装置は、前記封止体が前記レンズを兼ねることが好ましい。
【００５８】
本実施形態に係る発光装置は、前記封止体内に、前記半導体発光素子から発する１次光を吸収して２次光を発する波長変換部を備えることが好ましい。
【００５９】
本本実施形態に係る面光源は、実装基板と、前記複数の発光装置とを備え、複数の前記発光装置が前記実装基板上に配列された面光源であって、前記発光装置は、それぞれの前記発光装置による暗部に隣接して他の前記発光装置による明部が組み合わされるように配列されていることを特徴とする。
【００６０】
本実施形態に係る面光源は、前記各発光装置がｎ個の前記明部を有し、前記発光装置の前記暗部と中心を結ぶ線である暗部軸と、前記発光装置の中心同士を結ぶ線である配列軸とを備え、前記暗部軸と前記配列軸とのなす回転角度θが０度≦θ≦３６０度／ｎの関係にあることが好ましい。
【００６１】
本実施形態に係る面光源は、前記ｎが４であって、前記回転角度θが１８．４度±３度であることが好ましい。
【００６２】
本実施形態に係る表示装置は、前記面光源と、画素領域毎に光透過率を変化させる表示パネルとを備え、前記面光源が前記表示パネルを背面から照射することを特徴とする。
【００６３】
また、本実施形態に係る表示装置は、前記面光源であって、かつ、前記面光源は複数の領域に分割されており、それぞれの領域が独立して駆動可能に構成される面光源と、画素領域毎に光透過率を変化させる表示パネルとを備え、前記面光源が前記表示パネルを背面から照射することを特徴とする。
【００６４】
本発明は上述した各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。
【符号の説明】
【００６５】
１０  封止体兼用レンズ
１０ａ  山部
１０ｂ  谷部
５０、６０  四つ葉型発光装置
７０、８０  発光装置
５２、６２、７２、８２  明部
５４、６４、７４、８４  暗部
１００、２００、３００、４００  面光源
１１２  拡散板
５００  表示装置
【図１】
0005474812.tif 000002
【図４】
0005474812.tif 000003
【図５】
0005474812.tif 000004
【図６】
0005474812.tif 000005
【図８】
0005474812.tif 000006
【図９】
0005474812.tif 000007
【図１０】
0005474812.tif 000008
【図１１】
0005474812.tif 000009
【図２】
0005474812.tif 000010
【図３】
0005474812.tif 000011
【図７】
0005474812.tif 000012