(57)【要約】      （修正有）【課題】  照射面の光強度（照度）と色の混ざり具合が均一で、厚みが薄く、かつ消費電力の小さな、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光光源アレイを提供する。【解決手段】  透明なモールド部５４の背面には光を反射させる反射部材５７が設けられており、モールド部５４の中心部には赤、緑、青の発光色の発光素子が封止されている。反射部材５７の中心部付近には、外周方向へ向かうに従って背面側へ向けて斜めに傾斜した反射領域６４ａが形成されている。また、モールド部５４の光出射面には円環状の溝５８が凹設されており、その内周側側面には傾斜した傾斜全反射領域６３が設けられている。発光素子から発した光は、傾斜全反射領域６３で全反射され、さらに直接出射領域６０で全反射され、反射部材５７の反射領域６４ａでさらに反射された後、反射部材５７の外周端部へ導かれて反射部材５７の外周端部で反射することによって全反射領域６１から前方へ出射される。【選択図】      図１５
2006148036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射させる反射部材と、前記反射部材の光反射面側に配置された導光部と、前記導光部に向けて光を出射する発光素子とを備えた発光光源において、
前記発光素子は、前記反射部材の光軸上に配置され、
前記導光部は、前記発光素子から出射された光、および前記反射部材で反射された前記発光素子の光を外部へ出射する光出射面を有し、
前記導光部の光出射面の一部は、前記光軸と所定角度をなして前記発光素子から出射された光を全反射させて前記反射部材の方向へ向けることのできる形状に形成され、
前記反射部材は、前記導光部の光出射面の一部で全反射されてきた光を前記光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記光軸から離れた前記導光部の周辺部へ向かわせる逆傾斜領域を一部に有することを特徴とする発光光源。
【請求項２】
前記反射部材の逆傾斜領域は、外周方向へ向かうに従って前記導光部の光出射面と反対側へ向けて斜めに傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項３】
前記逆傾斜領域で反射された光を前記導光部の光出射面で全反射させることによって前記反射部材の周辺部へ導くようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項４】
前記逆傾斜領域で反射された光を直接に前記反射部材の周辺部へ導くようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項５】
前記発光素子は、発光色の異なる２つ以上の発光ダイオードからなる、請求項１に記載の発光光源。
【請求項６】
正面から見た外形が、正方形、長方形、正六角形又は正三角形であることを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項７】
正面から見た外形が、円形又は楕円形であることを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項８】
前記逆傾斜領域は、外周方向へ向かうに従って前記導光部と反対側へ向けて斜めに傾斜するようにして前記反射部材の中心部付近に形成され、
前記導光部の光出射面は、前記発光素子から発した光を透過させて導光部の外部へ出射させる第１の領域と、前記発光素子から発した光を全反射させて前記反射部材の方向へ向かわせ、かつ反射部材で反射した光を透過させて導光部の外部へ出射させる第２の領域と、前記光軸と所定角度をなして前記発光素子から出射された光を前記第１の領域との間で全反射させて前記反射部材の逆傾斜領域へ向かわせ、かつ逆傾斜領域で反射された光を前記反射部材の周辺部へ導いて反射部材の周辺部で反射した光を導光部の外部へ出射させるように形状を定められた第３の領域とを有していることを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項９】
前記導光部の光出射面において前記第１の領域と前記第２の領域との間に溝を設けて当該溝の内周側の傾斜した側面に前記第３の領域を形成し、前記発光素子から出射された光を前記第３の領域で全反射させ、ついで前記第１の領域で全反射させて前記逆傾斜領域へ導くようにしたことを特徴とする、請求項８に記載の発光光源。
【請求項１０】
前記導光部の光出射面において前記第１の領域と前記第２の領域との間に溝を設けると共に前記第１の領域に円錐状の凹部を形成し、前記溝の内周側の傾斜した側面と前記凹部の側面に前記第３の領域を形成し、前記発光素子から出射された光を前記凹部の第３の領域で全反射させ、ついで前記第１の領域で全反射させ、さらに前記溝の側面の第３の領域で全反射させて前記逆傾斜領域へ導くようにしたことを特徴とする、請求項８に記載の発光光源。
【請求項１１】
前記導光部の界面における全反射の臨界角よりも小さな出射角で前記発光素子から出射された光が、前記第３の領域で全反射され、ついで前記逆傾斜領域に導かれるように前記第３の領域を配置していることを特徴とする、請求項８に記載の発光光源。
【請求項１２】
前記第１の領域は、その周囲の領域よりも光出射側へ突出しており、当該第１の領域の外周縁が面取りされていることを特徴とする、請求項８に記載の発光光源。
【請求項１３】
前記第１の領域を曲面によって構成したことを特徴とする、請求項８に記載の発光光源。
【請求項１４】
前記反射部材で反射された後に前記光出射面から出射された光が集光するように前記反射部材の形状を構成したことを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項１５】
前記発光素子の周囲に、前記発光素子から出射される光の出射角を制限するための部材を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の発光光源。
【請求項１６】
請求項１〜１５に記載の発光光源を複数個配列させたことを特徴とする発光光源アレイ。
【請求項１７】
前記発光光源が隙間なく配列されていることを特徴とする、請求項１６に記載の発光光源アレイ。
【請求項１８】
前記発光光源どうしのあいだに隙間をあけて配列されていることを特徴とする、請求項１６に記載の発光光源アレイ。
【請求項１９】
光を反射させる反射部材と、前記反射部材の光反射面側に配置された導光部と、前記導光部に向けて光を出射する発光素子とを備えた発光光源において、
前記発光素子は、前記反射部材の光軸上に配置され、
前記導光部の表面は、前記発光素子から出射された光、および前記反射部材で反射された前記発光素子の光を外部へ出射させ、
前記導光部の表面の一部は、前記発光素子から出射された光を全反射させたのち、前記導光部の表面の別な一部で全反射させて前記反射部材の方向へ向かわせ、
前記反射部材の一部は、前記導光部の光出射面の一部で全反射されてきた光を前記光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記光軸から離れた前記導光部の周辺部へ向かわせることを特徴とする発光光源における光路設定方法。
【請求項２０】
光を反射させる反射部材と、前記反射部材の光反射面側に配置された導光部と、前記導光部に向けて光を出射する発光素子とを備えた発光光源において、
前記発光素子は、前記反射部材の光軸上に配置され、
前記導光部の表面の一部は、前記発光素子から出射された光を外部へ出射させ、
前記導光部の表面の別な一部は、前記発光素子から出射された光を全反射させたのち、前記導光部の表面のさらに別な一部で全反射させて前記反射部材の方向へ向かわせ、
前記反射部材の一部は、前記導光部の光出射面の一部で全反射されてきた光を前記光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記光軸から離れた前記導光部の周辺部へ向かわせ、
前記反射板の別な一部は、前記導光板表面の前記別な一部で反射された光をさらに反射させて前記導光板の表面から外部へ出射させることを特徴とする発光光源における光出射方法。
【請求項２１】
請求項１〜１５に記載の発光光源を複数配列した発光光源アレイと、前記発光光源アレイに電力を供給する電源装置とを備えた照明装置。
【請求項２２】
請求項１〜１５に記載の発光光源を複数配列させ、前記発光光源から出射された光によって前方を照明することを特徴とする照明方法。
【請求項２３】
請求項１〜１５に記載の発光光源を複数配列させ、前記発光光源から出射された光で液晶パネルを照明し、各々の液晶素子がその光を透過または遮断することによって情報を表示することを特徴とする情報表示方法。
【請求項２４】
請求項１〜１５に記載の発光光源を複数配列した発光光源アレイと、前記発光光源アレイに対向させて配置された液晶表示パネルとを備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光光源及び発光光源アレイに係り、特に、ＬＥＤ（発光ダイオード）チップを用いた発光光源や発光光源アレイに関するものである。さらに本発明は、発光光源アレイを用いた照明装置や液晶表示装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型テレビの代表として液晶テレビが次第に普及してきている。液晶テレビに用いられている液晶パネルは、各画素毎に光を透過させたり遮断したりすることによって画像を生成するものであるが、液晶パネル自体は自ら発光する機能を持たないので、バックライト（面光源装置）を必要とする。液晶テレビは大画面のものが製造されるようになってきているので、液晶テレビ用のバックライトには、大面積の発光面を有し、かつ、輝度が大きく、全面にわたって輝度が均一であることが要求されている。液晶テレビ用に用いられている従来の液晶ディスプレイ又はバックライトを以下に説明する。
【０００３】
（第１の従来例）
図１は従来の液晶ディスプレイの構造を示す概略断面図である。この液晶ディスプレイ１１は、液晶パネル１２の背面にバックライト１３を配置して構成されている。バックライト１３は、複数本の平行に配列された冷陰極管１４の前面に、光拡散フィルム１５、プリズムシート１６及び輝度向上フィルム１７を配置し、冷陰極管１４の側面及び背後を反射フィルム１８で覆ったものである。しかして、この液晶ディスプレイ１１では、バックライト１３によって液晶パネル１２の全面を背後から照明し、液晶パネル１２の各画素を制御して光を透過又は遮断することにより、入射した光を空間変調して所望の画像を生成する。
【０００４】
このようなバックライト１３では、光源として冷陰極管１４を用いているので、バックライトの薄型化を図れるが、カラー液晶ディスプレイに用いたときに三原色の発色が悪くて色再現性に劣るという不都合があった。
【０００５】
（第２の従来例）
図２は従来の別な構造の液晶ディスプレイを示す概略断面図である。この液晶ディスプレイ１９は、バックライト２０の光源として赤、緑、青の発光色を有する砲弾型のＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを用いたものである。このバックライト２０では、赤、緑、青の三色のＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが３つで１組となっており、この３個１組のＬＥＤを複数組適当な間隔で配列している。
【０００６】
このような液晶ディスプレイ１９では、各ＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射された各色の光は、ＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを配置された面とプリズムシート１６との間の空間と光拡散フィルム１５とで混色されると共に、その光強度及び混合色が均一化される。そして、プリズムシート１６を透過した光は、輝度向上フィルム１７を透過して液晶パネル１２の背面を照明する。
【０００７】
このバックライト２０によれば、光源としてＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを用いているので、液晶ディスプレイ１９の色再現性を良好にできる。特に、色再現性に優れる点は、冷陰極管や白色ＬＥＤを用いたバックライトと比較したとき、三原色のＬＥＤを用いたバックライトの優越性を示すものと考えられており、液晶テレビの高品位化に伴い、今後は次第にＬＥＤを用いたバックライトが主流になるものと考えられている。
【０００８】
しかしその反面で、このバックライト２０では、三色のＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを用いてそれらの色を混色させているので、ＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配置面とプリズムシート１６との間の、三色の光を混色させると共にその光強度と色の混ざり具合を均一化するための空間（以下、この空間を均一化のための空間という。）２４の厚みが大きくなり、そのためバックライト２０の厚みが大きくなるという欠点があった。
【０００９】
例えば、図３に示すように、指向角が４０度の砲弾型の３つのＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを用い、これらのＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂから出射された光を直径Ｄ＝３０ｍｍの円形領域内で均一に混色させ、均一な光強度を得る場合を考える。本明細書においては、均一な光強度とは、そのバラツキが±１０％以内であることをいうものとし、また、均一な光照射面（均一照度）を得ようとする面（例えば、液晶パネル１２の背面となる位置）をターゲット面と呼ぶことにする。この場合、ターゲット面２２で三色の光を均一に混色させ、ターゲット面２２を均一な光強度（照度）で照明するためには、ＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配列面とプリズムシート１６との間の均一化のための空間２４の厚みがＬ１＝７５ｍｍ必要となり、さらに、プリズムシート１６とターゲット面２２との距離がＬ２＝２１ｍｍ必要となる。従って、反射フィルム１８の背面からターゲット面２２までの距離をバックライトの厚みと定義すれば、回路基板と反射フィルム１８の合計厚みがＬ３＝４ｍｍとして、バックライト２０の厚みはＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３＝１００ｍｍとなる。
【００１０】
冷陰極管を用いた従来例１のようなバックライト１３では、その厚みは３０ｍｍ程度であるから、従来例２で用いられているバックライト２０では、かなり大きな厚みとなる。
【００１１】
図４（ａ）は図３に示したような１組のＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを３０ｍｍの間隔で配置した様子を表わし、図４（ｂ）は、そのときのターゲット面における光強度（照度）の分布を表わしている。図４（ａ）の実線で表わしたターゲット面２２は、ＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配置面からＬ１＋Ｌ２＝９６ｍｍの位置にある面を表わしており、図４（ａ）の破線で表わしたターゲット面２３は、実線のターゲット面２２よりもかなりＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに近づけたターゲット面を表わしている。実線のターゲット面２２の場合には、図３で説明したように、そのターゲット面２２上で光は直径３０ｍｍの領域に均一に広がるので、このターゲット面２２上における光強度の分布は図４（ｂ）に実線で示すように全体にわたって均一な光強度分布が得られる。これに対し、図４（ａ）に破線で示したようなターゲット面２３の位置では、図４（ｂ）に破線で示す光強度分布のように、光強度が大きく変動して均一にならない。
【００１２】
従来例２で用いられているようなバックライト２０では、ターゲット面２３をＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに接近させ、かつターゲット面２３における光強度を均一にしようとすれば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの数を増やして配置密度を大きくする必要がある。従って、この場合には、多数のＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが必要となり、コストが高くつくと共に消費電力が大きくなる問題があった。なお、より広指向角のＬＥＤを用いればＬＥＤの数を減らすことができるように思えるが、より広指向角のＬＥＤを用いても、発光効率が悪いためにほとんどＬＥＤの数を減らすことができない。
【００１３】
このように従来例２では、厚みが薄くて、光強度の分布と色の混ざり具合が均一で、かつ、低消費電力のバックライトを作製することができず、何れかを犠牲にせざるを得なかった。
【００１４】
（従来例３）
図６は従来のさらに別な構造のバックライト（特許文献２）の構造を示す概略断面図である。このバックライト２５にあっては、基板２６に複数個の発光光源２７を実装してあり、各発光光源２７の前方には図７に示すようなフレネル凹レンズ状の光学素子２８を配置し、この全体の前方に導光板２９を配置している。そして、各発光光源２７内の各色のＬＥＤチップから出射された光を光学素子２８で拡散させて導光板２９全体に広げ、導光板２９を透過させることによって視野角を狭めた光を液晶パネル等に照射させるようにしている。
【００１５】
このような構造のバックライト２５でも、三原色のＬＥＤチップを用いることにより、液晶ディスプレイに用いたときの色再現性を良好にすることができる。
【００１６】
しかし、このようなバックライト２５でも発光光源２７から出射された各色の光を均一に混合させることは困難である。そのため、光学素子２８と導光板２９との間の空間で均一に各色の光を混合させなければならず、そのためには均一化のための空間内での光路長を十分にとる必要があり、光学素子２８と導光板２９の間の空間の厚みがかなり大きくなる。
【００１７】
具体的にいうと、このバックライト２５においては、図８（ａ）に示すように、発光光源２７に近い破線のターゲット面２３では、図８（ｂ）に破線で示すように、光強度が均一にならない。従って、図８（ｂ）に実線で示すように、均一な光強度分布を得ようとすれば、図８（ａ）に実線で示すターゲット面２２のようにターゲット面２２を発光光源２７から十分に離す必要がある。そのため、このバックライト２５では、厚みが約７０ｍｍ程度となり、薄型化が困難であった。また、このバックライト２５では、ターゲット面における輝度分布を均一にしようとすれば、発光光源２７の数が多くなる。
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−１８９０９２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９７１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記のように、従来のバックライトでは赤、緑、青の３色のＬＥＤを用いたものが色再現性の点で優れているが、３色のＬＥＤを用いたバックライトでは、均一化のための空間が大きくなるので、厚みと均一性と消費電力のいずれかを犠牲にせざるを得ず、厚みが薄くて、光強度の分布と色の混ざり具合が均一で、かつ、低消費電力のバックライトを作製することができなかった。
【００２０】
しかして、本発明の目的とするところは、照射面の光強度（照度）が均一で（特に、発光色の異なる複数の発光素子を含む場合には、色の混ざり具合も均一で）、厚みが薄く、かつ消費電力の小さな、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光光源アレイを提供することにある。さらに、当該発光光源アレイに用いる発光光源や、当該発光光源アレイを用いた照明装置や液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る発光光源は、光を反射させる反射部材と、前記反射部材の光反射面側に配置された導光部と、前記導光部に向けて光を出射する発光素子とを備えた発光光源において、前記発光素子は、前記反射部材の光軸上に配置され、前記導光部は、前記発光素子から出射された光、および前記反射部材で反射された前記発光素子の光を外部へ出射する光出射面を有し、前記導光部の光出射面の一部は、前記光軸と所定角度をなして前記発光素子から出射された光を全反射させて前記反射部材の方向へ向けることのできる形状に形成され、前記反射部材は、前記導光部の光出射面の一部で全反射されてきた光を前記光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記光軸から離れた前記導光部の周辺部へ向かわせる逆傾斜領域を一部に有することを特徴としている。
【００２２】
この発光光源にあっては、光軸と所定角度をなして発光素子から出射された光を光出射面の一部で全反射させて反射部材の方向へ向かわせ、反射部材に設けられた逆傾斜領域でこの光を光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、光軸から離れた導光部の周辺部へ向かわせることができるので、発光素子からの所定の出射角度で出射された光を発光光源の周辺部から出射させることができる。よって、発光光源の周辺部で発光光源が暗くなりにくくし、発光光源の輝度をより一層均一化することができる。また、発光光源の輝度分布が均一になるので、発光光源の薄型化を図ることができる。さらに、発光光源として赤、青、緑の発光色の発光素子を用いれば、液晶表示装置に用いたとき、色再現性に優れ、厚みが薄くても均一に混色させることができる。
【００２３】
本発明の実施態様における前記反射部材の逆傾斜領域は、外周方向へ向かうに従って前記導光部の光出射面と反対側へ向けて斜めに傾斜している。このような傾きの逆傾斜面を設けることにより、導光部の出射面の一部で全反射された所定の出射角の光を導光部の周辺部へ向けて反射させることが可能になる。
【００２４】
本発明の発光光源の別な実施態様においては、前記逆傾斜領域で反射された光を前記導光部の光出射面で全反射させることによって前記反射部材の周辺部へ導くようにしている。かかる実施態様においては、逆傾斜領域で反射させた光を導光部の光出射面で全反射させてから反射部材の周辺部へ導いているので、光の光路の自由度が高く、反射部材の設計自由度が高くなる。
【００２５】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、前記逆傾斜領域で反射された光を直接に前記反射部材の周辺部へ導くようにしている。このような実施態様によれば、反射部材の周辺部へ導かれる光のロスが少なくなる。
【００２６】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様における前記発光素子は、発光色の異なる２つ以上の発光ダイオードからなる。かかる実施態様によれば、カラーの液晶表示装置に用いた場合には、液晶表示装置の画面の色再現性を良好にすることができる。さらに、本発明においては、発光光源の導光部の内部で光路長を稼ぐことができるので、各発光ダイオードから出射された各色の光の混色性能が良好となり、発光光源の外部に必要とされる光強度や色の混ざり具合を均一化するための空間の厚みが小さくて済む。
【００２７】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、正面から見た外形が、正方形、長方形、正六角形又は正三角形となっている。かかる実施態様の発光光源によれば、発光光源を隙間なく配置することができ、輝度の高い発光光源アレイを製作することができると共に、均一な発光を実現できる。
【００２８】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、正面から見た外形が、円形又は楕円形となっている。かかる実施態様によれば、発光光源アレイを製作するとき、発光光源間に隙間があき、発光光源の省電力化を図ることができる。また、発光光源の形を整えるためにカットする必要がなく、発光光源の製造が容易になる。さらには、このような形状の発光光源では、コーナー部分がないので、発光光源の設計が容易になる。
【００２９】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、前記逆傾斜領域は、外周方向へ向かうに従って前記導光部と反対側へ向けて斜めに傾斜するようにして前記反射部材の中心部付近に形成され、前記導光部の光出射面は、前記発光素子から発した光を透過させて導光部の外部へ出射させる第１の領域と、前記発光素子から発した光を全反射させて前記反射部材の方向へ向かわせ、かつ反射部材で反射した光を透過させて導光部の外部へ出射させる第２の領域と、前記光軸と所定角度をなして前記発光素子から出射された光を前記第１の領域との間で全反射させて前記反射部材の逆傾斜領域へ向かわせ、かつ逆傾斜領域で反射された光を前記反射部材の周辺部へ導いて反射部材の周辺部で反射した光を導光部の外部へ出射させるように形状を定められた第３の領域とを有していることを特徴としている。
【００３０】
かかる実施態様によれば、発光素子の光を第１の領域から直接出射させると共に、発光素子から出た光を第２の領域で全反射させ反射部材で反射させて第２の領域から外部へ出射させることにより、発光光源の光出射面全体を均一に発光させることができる。さらに、発光素子から出射された光を第３の領域と第１の領域で全反射させて逆傾斜領域へ入射させ、逆傾斜領域で反射された光を反射部材の外周部へ導いて外部へ出射させているので、発光素子からの出射角度が小さくて光強度の大きな光を発光光源の周辺部から出射させることができる。よって、発光光源の周辺部で発光光源が暗くなりにくくなり、発光光源の輝度をより一層均一化することができる。また、発光光源の輝度分布が均一になるので、発光光源の薄型化を図ることができる。さらに、本発明においては、発光光源の導光部の内部で光路長を稼ぐことができるので、複数の発光色の発光素子を用いる場合には、各発光素子から出射された各色の光の混色性能が良好となり、発光光源の外部に必要とされる光強度や色の混ざり具合を均一化するための空間の厚みが小さくて済む。
【００３１】
本発明のさらに別な実施態様は、上記実施態様においてさらに、前記導光部の光出射面において前記第１の領域と前記第２の領域との間に溝を設けて当該溝の内周側の傾斜した側面に前記第３の領域を形成し、前記発光素子から出射された光を前記第３の領域で全反射させ、ついで前記第１の領域で全反射させて前記逆傾斜領域へ導くようにしている。この実施態様によれば、第１の領域と第２の領域の間の領域へ出射される光強度の大きな光を、発光光源の周辺部へ導くことができ、発光光源の周辺部を明るくすることができる。
【００３２】
本発明のさらに別な実施態様は、前記実施態様においてさらに、前記導光部の光出射面において前記第１の領域と前記第２の領域との間に溝を設けると共に前記第１の領域に円錐状の凹部を形成し、前記溝の内周側の傾斜した側面と前記凹部の側面に前記第３の領域を形成し、前記発光素子から出射された光を前記凹部の第３の領域で全反射させ、ついで前記第１の領域で全反射させ、さらに前記溝の側面の第３の領域で全反射させて前記逆傾斜領域へ導くようにしている。かかる実施態様によれば、上記実施態様の場合よりもより出射角の小さな光を、発光光源の周辺部へ導くことができ、発光光源の周辺部をより明るくすることができる。
【００３３】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、前記導光部の界面における全反射の臨界角よりも小さな出射角で前記発光素子から出射された光が、前記第３の領域で全反射され、ついで前記逆傾斜領域に導かれるように前記第３の領域を配置されている。かかる実施態様によれば、発光素子からの出射角が非常に小さい光を発光光源の周辺部へ導くことができ、発光光源の周辺部をより一層明るくすることができる。
【００３４】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、前記第１の領域が、その周囲の領域よりも光出射側へ突出しており、当該第１の領域の外周縁が面取りされている。かかる実施態様によれば、第１の領域の縁から出射される光を前方へ集光させることができるので、所定のターゲット面における照度の分布を均一化することができる。
【００３５】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、前記第１の領域を曲面によって構成している。かかる実施態様によれば、第１の領域の全体から出射される光を前方へ集光させることができるので、所定のターゲット面における照度の分布をさらに均一化することができる。
【００３６】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、前記反射部材で反射された後に前記光出射面から出射された光が集光するように前記反射部材の形状を構成している。かかる実施態様によれば、発光光源から出射される光を前方へ集光させることができるので、所定のターゲット面における照度の分布をより均一化することができる。
【００３７】
本発明の発光光源のさらに別な実施態様においては、前記発光素子の周囲に、前記発光素子から出射される光の出射角を制限するための部材を設けている。かかる実施態様によれば、発光素子から出射される光の出射角を制限することができ、大きな出射角で出射した光が隣接して配置された発光光源内に侵入して迷光となるのを防ぐことができる。
【００３８】
本発明にかかる発光光源アレイは、前記発光光源を複数個配列させたことを特徴としている。かかる発光光源アレイによれば、光強度の分布が均一な大型の発光光源アレイを製作することができる。しかも、各発光光源の輝度が均一化されるので、ターゲット面が近くてもターゲット面における照度を均一化することができる。よって、この発光光源アレイを液晶表示装置のバックライト等に用いた場合には、厚みが薄く、光強度の分布が均一な発光光源アレイを製作することができる。また、砲弾型のＬＥＤを用いたバックライトに比べて消費電力を小さくできる。さらに、このような発光光源においては、各発光光源が面光源としてモジュール化されているため、サイズや形状（縦横比）の変更の際に拡散板等の外部光学系の設計変更が不要であり、光源の並べ替えをすれば足りる。よって、サイズ変更の自由度の高い発光光源アレイとなる。
【００３９】
本発明にかかる発光光源アレイの実施態様は、前記発光光源が隙間なく配列されているので、発光光源アレイの輝度が高く、かつ輝度の均一性が高い。
【００４０】
また、本発明にかかる発光光源アレイの別な実施態様は、前記発光光源どうしのあいだに隙間をあけて配列されているので、必要な発光光源の数が少なくて済み、省電力化を図ることができる。
【００４１】
本発明にかかる発光光源における光路設定方法は、光を反射させる反射部材と、前記反射部材の光反射面側に配置された導光部と、前記導光部に向けて光を出射する発光素子とを備えた発光光源において、前記発光素子は、前記反射部材の光軸上に配置され、前記導光部の表面は、前記発光素子から出射された光、および前記反射部材で反射された前記発光素子の光を外部へ出射させ、前記導光部の表面の一部は、前記発光素子から出射された光を全反射させたのち、前記導光部の表面の別な一部で全反射させて前記反射部材の方向へ向かわせ、前記反射部材の一部は、前記導光部の光出射面の一部で全反射されてきた光を前記光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記光軸から離れた前記導光部の周辺部へ向かわせることを特徴としている。
【００４２】
本発明の発光光源における光路設定方法によれば、本発明の発光光源について述べたように、発光光源の周辺部で発光光源が暗くなりにくくし、発光光源の輝度をより一層均一化することができる。また、発光光源の輝度分布が均一になるので、この発光光源を用いた機器の薄型化を図ることができる。さらに、光源部分に発光色の異なる２つ以上の素子を用いれば、液晶表示装置に用いたとき、色再現性に優れ、厚みが薄くても均一に混色させることができる。
【００４３】
本発明にかかる発光光源における光出射方法は、光を反射させる反射部材と、前記反射部材の光反射面側に配置された導光部と、前記導光部に向けて光を出射する発光素子とを備えた発光光源において、前記発光素子は、前記反射部材の光軸上に配置され、前記導光部の表面の一部は、前記発光素子から出射された光を外部へ出射させ、前記導光部の表面の別な一部は、前記発光素子から出射された光を全反射させたのち、前記導光部の表面のさらに別な一部で全反射させて前記反射部材の方向へ向かわせ、前記反射部材の一部は、前記導光部の光出射面の一部で全反射されてきた光を前記光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記光軸から離れた前記導光部の周辺部へ向かわせ、前記反射板の別な一部は、前記導光板表面の前記別な一部で反射された光をさらに反射させて前記導光板の表面から外部へ出射させることを特徴としている。
【００４４】
本発明の発光光源における光出射方法によれば、本発明の発光光源について述べたように、発光光源の周辺部で発光光源が暗くなりにくくし、発光光源の輝度をより一層均一化することができる。また、発光光源の輝度分布が均一になるので、発光光源の薄型化を図ることができる。さらに、発光光源として赤、青、緑の発光色の発光素子を用いれば、液晶表示装置に用いたとき、色再現性に優れ、厚みが薄くても均一に混色させることができる。
【００４５】
本発明にかかる照明装置は、本発明の発光光源を複数配列した発光光源アレイと、前記発光光源アレイに電力を供給する電源装置とを備えたものである。本発明の発光光源によれば、発光光源の周辺部で発光光源が暗くなりにくく、発光光源の薄型化を図ることができるので、均一な輝度を有し、厚みの薄い薄型の照明装置を製作することができる。
【００４６】
本発明にかかる照明方法は、本発明の発光光源を複数配列させ、前記発光光源から出射された光によって前方を照明することを特徴としている。本願にかかる照明方法は、本願発明の発光光源を複数配列させたものを用いるので、均一な照明を行なえる。特に、広い領域を照明するために照明装置を大型化するときであっても、均一な面発光をさせることが可能になる。
【００４７】
本発明にかかる情報表示方法は、本発明の発光光源を複数配列させ、前記発光光源から出射された光で液晶パネルを照明し、各々の液晶素子がその光を透過または遮断することによって情報を表示することを特徴としているので、輝度むらのない文字や画像等の情報を表示させることができ、さらに光源部分に発光色の異なる２つ以上の発光素子を用いた場合には、表現できる色範囲が広い情報表示を可能にすることができる。
【００４８】
本発明にかかる液晶表示装置は、本発明にかかる発光光源を複数配列した発光光源アレイと、前記発光光源アレイに対向させて配置された液晶表示パネルとを備えたことを特徴としている。本発明の液晶表示装置によれば、各画素の隅なども暗くなりにくく、液晶表示パネルの表示をくっきりさせることができ、また、液晶表示装置を薄型化することができる。さらに、カラー表示の液晶表示装置にあっては、色再現性を向上させることができる。
【００４９】
なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限るものでなく、用途等に応じて適宜設計変更することができる。
【実施例１】
【００５１】
図９は本発明の実施例１による液晶ディスプレイ（液晶表示装置）４１の構造を示す概略断面図である。液晶ディスプレイ４１は、液晶パネル４２の背面にバックライト４３を配置して構成されている。液晶パネル４２は一般的なものであって、背面側から順次、偏光板４４、液晶セル４５、位相差板４６、偏光板４７及び反射防止フィルム４８を積層して構成されている。
【００５２】
バックライト４３は、複数個の発光光源４９を並べた発光光源アレイ５０の前面に、光拡散フィルム５１、プリズムシート５２及び輝度向上フィルム５３を配置したものである。発光光源４９は後述のように正面から見て正方形状に形成されており、当該発光光源４９を百個前後ないし数百個碁盤目状に並べて発光光源アレイ５０が構成されている。光拡散フィルム５１は、発光光源アレイ５０から出射された光を拡散させることにより、輝度の均一化を図ると共に発光光源アレイ５０から出射された各色の光を均一に混色させる働きをする。プリズムシート５２は、斜めに入射した光を屈折又は内部反射させることによりプリズムシート５２に垂直な方向へ曲げて透過させるものであり、これによってバックライト４３の正面輝度を高めることができる。
【００５３】
輝度向上フィルム５３は、ある偏光面内の直線偏光を透過させ、これと直交する偏光面内の直線偏光を反射させるフィルムであって、発光光源アレイ５０から出射される光の利用効率を高める働きをする。すなわち、輝度向上フィルム５３は、透過光の偏光面が液晶パネル４２に用いられている偏光板４４の偏光面と一致するように配置されている。従って、発光光源アレイ５０から出射された光のうち、偏光板４４と偏光面が一致する光は輝度向上フィルム５３を透過して液晶パネル４２内に入射するが、偏光板４４と偏光面が直交する光は輝度向上フィルム５３で反射されて戻り、発光光源アレイ５０で反射されて再び輝度向上フィルム５３に入射する。輝度向上フィルム５３で反射されて戻った光は、発光光源アレイ５０で反射されて再度輝度向上フィルム５３に再入射するまでに偏光面が回転しているので、その一部は輝度向上フィルム５３を透過する。このような作用を繰り返すことによって、発光光源アレイ５０から出射された光の大部分が液晶パネル４２で利用されることになり、液晶パネル４２の輝度が向上する。
【００５４】
図１０は発光光源アレイ５０を構成している発光光源４９の斜視図である。図１１（ａ）は発光光源４９の平面図、図１１（ｂ）は発光光源４９の図１１（ａ）のＸ−Ｘ方向（対角方向）における断面図、図１１（ｃ）は発光光源４９の図１１（ａ）のＹ−Ｙ方向における断面図である。この発光光源４９にあっては、高屈折率の光透過性材料、例えば透明樹脂によって略皿状をしたモールド部（導光部）５４が成形されている。モールド部５４を構成する光透過性材料としては、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの光透過性樹脂を用いてもよく、ガラス材料を用いてもよい。配線基板５５の表面には、赤色、緑色、青色の発光色を有する３つのＬＥＤチップ等の発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂが実装されており、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂはモールド部５４内に封止されていて、モールド部５４内の裏面側中心部に位置している。モールド部５４の前面には、円環状をした溝５８が設けられている。
【００５５】
モールド部５４の裏面には、モールド部５４の前面で全反射された光を反射させるための凹面鏡状をした反射部材５７が設けられている。反射部材５７は、モールド部５４の裏面に蒸着させられたＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属被膜でもよく、表面を鏡面加工して表面反射率を高くしたアルミニウム等の金属板でもよく、表面にＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等のメッキを施した金属や樹脂などの曲面板でもよい。
【００５６】
次に、この発光光源４９の製造方法を説明する。発光光源４９の反射部材５７の形状は、まず図１２（ａ）（ｂ）に示すような円盤状のものが設計される。そして、この円盤状の反射部材５７の形状が決まると、そこから図１２（ｂ）に２点鎖線で示すような反射部材５７を製品としての反射部材５７として形状を決定する。正方形の反射部材５７の形状が決まると、つぎに、かかる反射部材５７と等しい成形面９４をキャビティ内に有する下型９１と上型９２を製作する。この成形金型を図１３に模式的に示す。発光光源４９の製造にあたっては、下型９１の底面中央部に発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂとカップ部６５をセットし、上金型９２の樹脂注入口９３から透明樹脂を注入してモールド部５４を成形すると共にモールド部５４内に発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂとカップ部６５をインサートする。こうして図１４に示すようなモールド部５４が得られると、モールド部５４の外面にＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属を蒸着させて反射部材５７を形成する。
【００５７】
別な方法としては、正方形状の反射部材５７を成形金型の矩形状をしたキャビティ内に納めて樹脂を注入し、直接正方形状をした発光光源４９を製作するようにしてもよい。なお、前者の方法においても、後者の方法においても、カップ部６５は反射部材５７と一体に形成しても良い。
【００５８】
図１５は本発明の発光光源４９の詳細を示す拡大断面図であって、対角方向における断面を表わしている。モールド部５４の前面中央部には円形をした直接出射領域６０（第１の領域）が設けられており、その外側には環状をした全反射領域６１（第２の領域）が設けられている。直接出射領域６０はモールド部５４の中心軸と垂直な平面によって形成された平滑な円形の領域であり、全反射領域６１もモールド部５４の中心軸と垂直な平面によって形成された平滑な環状領域である。なお、図示例では、直接出射領域６０と全反射領域６１とは同一平面内に形成されており、直接出射領域６０は全反射領域６１と同じ高さに位置しているが、直接出射領域６０を溝５８内で全反射領域６１よりも突出させて直接出射領域６０を全反射領域６１よりも高くしてあっても差し支えない。なお、直接出射領域６０は、第一義には、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから出射された光をそのまま外部へ出射させる領域であるが、後述のように、入射する光を全反射させる働きも有している。同様に、全反射領域６１は、第一義には、入射した光を反射部材５７側へ向けて全反射させる働きを有するが、入射した光を透過させて外部へ出射させる働きも有している。
【００５９】
直接出射領域６０と全反射領域６１との間には円環状をした溝５８が設けられており、溝５８の底面に全反射領域６２が形成されている。また、溝５８の内周側側面には斜めに傾いた傾斜全反射領域６３（第３の領域）が形成され、傾斜全反射領域６３はモールド部５４の前面側へ向かうほど次第に直径が小さくなるようにテーパーのついた円錐台状に形成されている。この全反射領域６２と傾斜全反射領域６３も、第一義には、入射した光を全反射させる働きを有するが、入射する光の一部は傾斜全反射領域６３を透過して外部へ出射することもありうる。
【００６０】
反射部材５７は、環状をした複数の反射領域６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、…によって構成されている。このうち、一番内側の反射領域６４ａ（逆傾斜領域）は円錐台状に形成されており、外周側に向かうに従って背面側に向けて下り傾斜している（このような傾斜方向を逆傾斜という。）。また、反射領域６４ｂ、６４ｃ、…はフレネル反射面を構成している。このように反射部材５７の少なくとも一部をフレネル反射面状に形成すれば、発光光源４９をより薄型化することが可能になる。複数の各反射領域６４ａ、６４ｂ、…を互いに独立したパラメータで設計することにより、各領域を最適設計することができ、より均一に発光させることが可能になる。また、反射領域６４ａと開口５９との間には、開口５９が前面側で広くなるように内周面が傾斜したカップ部６５が設けられている。
【００６１】
なお、図１５においては、４つの反射領域６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄを示しているが、反射領域は３つに分かれていてもよく、５つ以上の領域に分かれていてもよい。
【００６２】
この反射領域６４ｂ、６４ｃ、６４ｄの曲面形状については、できるだけ発光光源４９の正面から均一に光が出射されるような形状に設計することが望ましい。例えば、発光光源４９が正面から見て円形をした発光光源をもとにして設計されている場合には、次の(1)式で表されるようなコニック面とすることができる。
【数１】
2006148036.tif 000003
ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚは、反射部材５７上の中心を原点とする直交座標であって、Ｚ軸は反射部材５７の光軸及びモールド部５４の中心軸に一致している。また、ＣＶは反射部材５７の曲率（定数）、ＣＣはコニック係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、...はそれぞれ４次、６次、８次、１０次...の非球面係数である。
【００６３】
しかして、中心部に配置された赤、緑、青の３色の発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂを発光させると、直接出射領域６０には、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから出射された光のうち、モールド部５４の界面における全反射の臨界角θｃよりも小さな出射角θ１（＜θｃ）で出射された光が入射し、この光は直接出射領域６０を透過して発光光源４９から直接前方へ出射される。また、全反射領域６２には、全反射の臨界角θｃよりも大きな出射角θ３（＞θｃ）で出射された光が入射し、この光は全反射領域６２で全反射されることによって反射領域６４ｂに入射し、反射領域６４ｂで反射された後、全反射領域６１を透過して前方へ出射される。また、全反射領域６１には、全反射の臨界角θｃよりも大きな出射角θ４（＞θ３）で出射された光が入射し、この光は全反射領域６１で全反射されることによって反射領域６４ｃに入射し、反射領域６４ｃで反射された後、全反射領域６１を透過して前方へ出射される。さらに、出射角θ４よりもさらに大きな出射角θ５（＞θ４）で出射された光は、全反射領域６１で全反射されることによって反射領域６４ｄに入射し、反射領域６４ｄで反射された後、全反射領域６１を透過して前方へ出射される。また、直接出射領域６０への出射角θ１と全反射領域６２への出射角θ３との中間の出射角θ２（θ１＜θ２＜θ３）で発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから出射された光は、傾斜全反射領域６３に入射し、傾斜全反射領域６３及び直接出射領域６０で２回全反射された後、反射領域６４ａで反射され、さらに全反射領域６１で全反射されると共に反射領域６４ｄで反射され、発光光源４９のコーナー部から前方へ出射される。この結果、発光光源４９の前面で均一な輝度が得られ、特に発光光源４９のコーナー部が暗くなるのを防止される。
【００６４】
なお、傾斜全反射領域６３に入射する光は、全反射の臨界角よりも大きな出射角の光でも、全反射の臨界角よりも小さな光でもよい。しかし、発光光源４９のコーナー部に送り込む光は強度の強い光が望ましいので、傾斜全反射領域６３に入射させる光の出射角θ２は、全反射の臨界角θｃよりも小さいことが望ましい。即ち、
θ２ ＜ arcsin（ｎ２／ｎ１）＝θｃ
とするのが望ましい。ここで、ｎ１はモールド部５４の屈折率、ｎ２はモールド部５４の前面に接する媒質（空気等）の屈折率である。
【００６５】
上記光の挙動から分かるように、反射領域６４ｃにおける接線の傾きは反射領域６４ｂにおける接線の傾きよりも大きく、反射領域６４ｄにおける接線の傾きは反射領域６４ｃにおける接線の傾きよりも大きくなっている。
【００６６】
ところで、本発明の出願人は当該発光光源４９と類似した発光光源を特許出願しており、これは特開２００４−１８９０９２号公報（特許文献１）として公開されている。図１６は特許文献１に開示されている発光光源１０１の断面図である。この発光光源１０１でも、モールド部１０２の前面には溝１０３が設けられており、背面の反射部材１０４にも環状をした複数の反射領域１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃが設けられている。しかし、この発光光源１０１では、反射領域１０５ａや１０５ｂはいずれも、内周側に向かうに従って背面側へ下り傾斜しており、溝１０３の内周の傾斜全反射領域１０６及び直接出射領域１０７で２回全反射した光は、反射領域１０５ｂに入射して反射領域１０５ｂで反射され、直接出射領域１０７と全反射領域１０８の中間領域又はその近傍から前方へ出射されている。
【００６７】
図１６から分かるように、この発光光源１０１では、発光素子１０９から大きな出射角で出射された光（図１５で出射角θ５の光）だけが発光光源１０１のコーナー部から前方へ出射される構造となっている。ところが、発光素子１０９から出射される光の強度は前方で大きく、出射角が大きくなると光の強度が低下する。このため、この発光光源１０１では、コーナー部から十分な光量の光が出射されず、図１７に示す発光光源１０１の斜線を施したコーナー部分Ｄで輝度や照度が低下して暗くなる問題がある。特に、この発光光源１０１を図１８のように複数並べてアレイ化した場合、発光光源１０１の中心を通り配列方向と平行なｙ−ｙ線上では均一な光強度（照度）が得られるが、ｘ−ｘ線上の対角方向ではコーナー部分のつなぎ目で非常に暗くなり、均一な照度を得ることができなかった。特に、ターゲット面を発光光源１０１に近づけると、コーナー部Ｄの暗さが顕著になっていた。
【００６８】
これに対し、本発明の発光光源では、反射領域６４ａを外周方向へ向かうに従って背面側に向けて斜め下りとなるように逆傾斜させることにより、傾斜全反射領域６３及び直接出射領域６０で２回全反射される出射角度θ２の小さな光を、反射領域６４ａと全反射領域６１で反射させることによりコーナー部から前方へ出射させるようにしている。その結果、出射角の大きな光に加え、出射角が小さくて光強度の大きな光（出射角θ２の光）をコーナー部へ送り込んで前方へ出射させることが可能になり、発光光源４９の全体を均一に出射させることが可能になった。特に、アレイ化した場合にも、発光光源アレイ５０全体で均一な輝度を得ることができると共にターゲット面において均一な照度を得ることができる。  
【００６９】
また、本発明の発光光源では、赤、緑、青の３色のＬＥＤチップを内蔵した発光光源４９を用いているので、液晶ディスプレイ４１の色再現性が良好となり、鮮やかな三原色を発色させることができる。
【００７０】
本発明の発光光源では、対角方向の明るさが向上するので、発光光源４９により近いターゲット面で光の照度を均一化することができ、バックライト４３の薄型化を図ることができる。さらに、図１９に示すように発光素子から出射された光が発光光源の前面から出射されるまでの光路長が長いので、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから出射された各色の光は、発光光源から出射されるまでの間にモールド部５４内で充分に混色されて前面から均一に出射される。よって、この発光光源によれば、発光光源アレイの前方に必要とされる均一化のための空間、すなわち、光の強度分布や色の混ざり具合を均一化させるための空間の厚みが短くて済み、バックライト４３をより薄型化することができる。
【００７１】
例えば、輝度やその均一性が同等な発光光源アレイを作製した場合、本発明の発光光源アレイ５０によれば、冷陰極管を用いた従来のバックライトと同等の厚み３０ｍｍを達成でき、３色のＬＥＤを用いた従来例と同等の良好な色再現性を得ることができる。
【００７２】
さらに、本発明の発光光源によれば、３０ｍｍ角程度のサイズのもので十分に均一な輝度分布を有するものを製作することができるので、必要な発光光源の配置密度が少なくて済み、従来例２の場合に比べて省電力化を図ることができる。
【００７３】
また、本発明の発光光源アレイ５０は、面光源状の発光光源４９を並べて構成されているので、発光光源アレイ５０の大きさや縦横比を変更する場合には、発光光源４９を追加又は減少させるだけで簡単に設計変更することができ、自由度の高い発光光源アレイ５０又はバックライト４３を得ることができる。
【００７４】
図２０は実施例１の変形例を示す断面図である。この変形例にあっては、反射領域６４ａで反射された光が直接にコーナー部の反射領域６４ｄに入射し、反射領域６４ｄで反射されて前方へ出射されるようにしている。このような変形例においても、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。
【００７５】
また、図示しないが、反射領域６４ａは、対角方向でのみ逆傾斜とし、対角方向の中間では外周方向へ向かうに従って前方へ斜めに傾斜する（これを正傾斜という。）ようにし、反射領域６４ａの正傾斜部分で反射された光は、直接出射領域６０と全反射領域６１の間から前方へ出射されるようにしてもよい。
【実施例２】
【００７６】
図２１は本発明の実施例２による発光光源６８の対角方向における断面図とその一部拡大図である。この発光光源６８にあっては、直接出射領域６０と全反射領域６１との間に円環状の溝５８を凹設して溝５８の内周側側面に傾斜全反射領域６３を形成してあり、さらに、直接出射領域６０の中央部に円錐状の凹部６６を凹設して凹部６６の外周面に傾斜全反射領域６７を形成している。
【００７７】
しかして、実施例２にあっては、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから出射された光のうち内側の傾斜全反射領域６７に入射した光は、傾斜全反射領域６７、直接出射領域６０及び外側の傾斜全反射領域６３の３点で順次全反射され、傾斜全反射領域６３で全反射された光は、逆傾斜の反射領域６４ａに入射する。そして、反射領域６４ａに入射した光は、全反射領域６１で全反射した後に、あるいは直接に、反射領域６４ｄに入射し、反射領域６４ｄで反射されて全反射領域６１から前方へ出射される。
【００７８】
実施例２によれば、コーナー部の反射領域６４ｄへ導かれる光の出射角θ２は、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから内側の傾斜全反射領域６７へ出射される光の出射角となるから、実施例１の場合よりも出射角θ２の小さな光がコーナー部から出射されることなり、それだけ発光光源６８のコーナー部の輝度やターゲット面における周辺部の照度を高くすることができる。
【実施例３】
【００７９】
図２２は本発明の実施例３による発光光源６９の対角方向における断面図である。この発光光源６９は実施例１とほぼ同様な構造を有しているが、直接出射領域６０が緩やかに傾斜した円錐状となっている。この発光光源６９では、実施例１と同様に、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから傾斜全反射領域６３に向けて出射された光は、傾斜全反射領域６３で全反射されて直接出射領域６０に入射し、さらに直接出射領域６０で全反射されて直接出射領域６０で反射された後、全反射領域６１で全反射されることにより、あるいは直接に反射領域６４ｄに入射し、反射領域６４ｄで反射されて発光光源６９のコーナー部から出射される。
【００８０】
よって、このような実施例においても、発光光源６９から出射される光強度（輝度、照度）の分布を全面にわたって均一化することができる。しかも、実施例３では、発光光源６９の断面において直接出射領域６０が傾斜しているので、直接出射領域６０の傾斜角（図２３に示す傾斜角α）を調整することにより、直接出射領域６０で反射された光の反射方向を調整することができ、発光光源６９の設計の自由度が高くなり、コーナー部における光強度を大きくするための最適設計が可能になる。
【００８１】
なお、ここでは実施例１〜３及びその変形例について説明したが、これら以外にも特許文献１に開示されているような導光部の出射面の形状や反射部材の形状を採用することもできる。ただし、その場合でも、反射部材の中心部付近には逆傾斜となった反射領域（逆傾斜領域）を設け、発光素子から比較的小さな出射角で出射された光が導光部の出射面で全反射された後、逆傾斜となった反射領域に入射し、逆傾斜となった反射領域で反射された光が発光光源のコーナー部から出射されるようにしておくのは言うまでもない。
【００８２】
［設計例］
次に、実施例３の場合を例にとって本発明の発光光源における具体的な設計例を図２３〜図２８に従って説明する。まず、反射領域６４ａの設計について説明する。
【００８３】
図２５は、逆傾斜の反射領域６４ａを配置することのできる領域を表わしている。発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂの発光点をＰ、発光点Ｐから臨界角θcと等しい出射角で出射された光が、全反射領域６１又は溝５８内の全反射領域６２に入射する点をＱとし、点Ｑで全反射した光の光軸が配線基板５５の表面と交わる点をＲとすれば、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから出射した光が全反射領域６１で反射した後に反射領域６４ｂに入射するのを遮らないようにするためには、反射領域６４ａはＰＱＲで囲まれる領域内になければならない。また、６４ａが発光光源のコーナー部に送られる光を遮らないようにするためには、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂの光出射面とモールド部５４の前面との距離をＨとし、発光光源の辺の長さ（対角線長さ）をＵとするとき、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂの発光点Ｐから、
γ＝arctan（Ｕ／２Ｈ）      …（２）
の出射角方向に引いた線分ＰＳよりも配線基板５５側の領域に反射領域６４ａを配置しなければならない。なお、線分ＰＳをＳ側に延長すれば、発光光源の前面の外周の辺の中央に達する。ここで、線分ＰＳとして発光点Ｐと発光光源の辺の中央とを結ぶ線分を考えたので、発光光源のコーナー部に直接届く光が６４ａで遮られる恐れがあるが、このような光は出射角が大きくて強度の弱い光であるから、反射領域６４ａで遮られても実質的に影響はない。結局、反射領域６４ａは図２５に斜線を施した領域に配置しなければならない。
【００８４】
次に、図２３を用いて、反射領域６４ａの傾斜角εの角度範囲について説明する。まず、傾斜角εを図２３に示すように水平方向から図２３の方向に測るものとすれば、反射領域６４ａは逆傾斜であることから、
ε＞０°      …（３）
である。
【００８５】
次に、反射領域６４ａの傾斜角εの値の許容範囲を説明する。図２３に示すように、直接出射領域６０の傾斜角α（≧０°）と傾斜全反射領域６３の傾きβ（≧０°）を測り、傾斜全反射領域６３で反射された光の反射方向が傾斜全反射領域６３となす角度をκ１とし、直接出射領域６０で反射された光の反射方向が直接出射領域６０となす角度をκ２とし、反射領域６４ａで反射された光の反射方向が反射領域６４ａとなす角度をκ３とする。このとき、図２３の光線図から分かるように、角度κ３は次式のように表わされる。
κ３＝９０°−θ２−２β−２α−ε
ここで、κ３＞０°であるから、上式は、
ε＜９０°−θ２−２β−２α      …（４）
となる。よって、（３）式と（４）式とから、逆傾斜の反射領域６４ａの傾斜角εの角度範囲としては、
０°＜ε＜９０°−θ２−２β−２α      …（５）
が得られる。反射領域６４ａの位置及び角度の設計に関する上記の条件は、実施例１でも該当する。
【００８６】
反射領域６４ａは、モールド部５４の前面で全反射されて反射領域６４ａに入射した光を、図２６に示すように、全反射領域６１で全反射させた後、コーナー部の反射領域６４ｄで全反射させてコーナー部から前方へ出射させるようにしてもよく、図２７に示すように、直接コーナー部の反射領域６４ｄへ送るようにしてもよい。そのためには、図２６又は図２７に示すように、反射領域６４ａの傾斜角εを最適値に決めればよい。この点は実施例１、２でも同様である。また、反射領域６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは実施例１でも説明したように、コニック面とすることができる。
【００８７】
続いて、図２３により直接出射領域６０の傾斜角αと傾斜全反射領域６３の傾きβが満たすべき条件について説明する。ここで、直接出射領域６０及び傾斜全反射領域６３は、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから全反射の臨界角θcよりも小さな出射角で出射される光束の領域内にあるものとする。この条件を数式を用いて表現すれば、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂの光出射面とモールド部５４の表面との距離をＨとしたとき、モールド部５４の表面において直接出射領域６０の中心から半径が ｒ＝Ｈtanθc の領域内に直接出射領域６０及び傾斜全反射領域６３が含まれていればよいということになる。但し、モールド部５４の屈折率をｎ１、モールド部５４の前面と接する媒質（空気等）の屈折率をｎ２とすれば、
θc＝arcsin（ｎ２／ｎ１）
である。
【００８８】
次に、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから出射角θ２（≦θc）で出射された光が傾斜全反射領域６３で全反射されるための条件は、
９０°−κ１≧θｃ
である。また、図２３から分かるように、
κ１＝θ２＋β
であるから、上の２式より、
β≦９０°−θ２−θｃ      …（６Ａ）
が得られる。
また、傾斜全反射領域６３で全反射された光が、直接出射領域６０でも全反射されるための条件は、
９０°−κ２≧θｃ
となる。また、図２３から分かるように、
κ２＝９０°−θ２−２β−α
であるから、上の２式より、
β≧（−α＋θｃ−θ２）／２      …（６Ｂ）
が得られる。さらには、上記（５）式によれば、
０°＜９０°−θ２−２β−２α
であることから、
β＜−α＋（９０°−θ２）／２      …（６Ｃ）
である。  これら（６Ａ）、（６Ｂ）、（６Ｃ）の３式およびα≧０°、β≧０°の条件を満たす範囲をα−β平面で図示すると、図２４のようになる。図２４においては、条件を満たす範囲をハッチングを施して示している。（６Ａ）式、（６Ｂ）式、（６Ｃ）式を表わす線の位置関係は、θ２、θｃの大小によって変化しうるが、図２４では一例として屈折率１.４９〜１.５４の樹脂を用いた際のθｃ＝４２.２°〜４０.５°に対し、θ２＝２７°〜３７°として設計した際の位置関係を図示しており、このとき
（θｃ−θ２）／２＜９０°−θ２−θｃ＜（９０°−θ２）／２
である。また、図２４においては、条件を満たす範囲に含まれる境界線は太実線で表わし、条件を満たす範囲に含まれない境界線は破線で表わしている。なお、図２４においてα＝０°とすれば、実施例１にも該当する。
【００８９】
カップ部６５は反射部材５７を配線基板５５の上で安定させるために設けられると共に出射光の範囲を制限する働きをしている。図２８に示すように、カップ部６５の頂点を通過する出射光の出射角度をηとする。カップ部６５の直径をＫ、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂの光出射面とカップ部６５の頂点との高さの差をＧとすれば、上記出射角度ηは、
tanη＝Ｋ／（２Ｇ）      …（７）
となる。（７）式を満たせば、ηよりも大きな出射角の光はカップ部６５で遮断されることになる。カップ部６５の高さを、発光素子５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂから発光光源のコーナー部の端に直接達する光を遮らないようにすれば、発光光源のコーナー部の輝度は向上する。しかし、発光光源の側面では、発光光源の前面と反射部材５７との間に隙間があいている（図１０参照）ので、ここから隣接する発光光源へ漏れる光が増加する。隣接する発光光源へ漏れた光は、迷光となって発光光源の品質を低下させるので、このような光は少なくするのが望ましい。一方、カップ部６５の頂点近傍を通ってコーナー部に達する光は、出射角が大きくて強度の小さな光であるから、このような光が遮断されたとしてもコーナー部の輝度には実質的な影響は少ない。従って、カップ部６５の高さは、発光光源の前面の外周縁のうち辺の中央に到達する出射角の光を遮らないようにし、かつ、発光光源のコーナー部の角に到達する出射角の光は遮断するようにするのが望ましい。
【００９０】
発光光源の前面の外周縁のうち辺の中央には直接光が到達するが、コーナー部の角には直接光が到達しないようにするためには、
arctan（Ｕ／２Ｈ）≦η≦arctan（Ｔ／２Ｈ）      …（８）
の条件を満たしていなければならない。ここで、Ｔは正面から見たときの発光光源の対角方向の長さ（対角線長さ）であり、Ｕは正面から見たときの発光光源の一辺の長さである。この条件は実施例１、２に当てはまる。
【００９１】
［実施例１〜３の変形例］
上記実施例１〜３においては、正方形の発光光源を隙間なく平面状に配列させて発光光源アレイを構成したが、発光光源を隙間なく配列させるためには、発光光源は正方形に限らず、図２９（ａ）に示すように正六角形にしてもよく、図２９（ｂ）に示すように正三角形にしてもよく、図２９（ｃ）に示すように長方形状にしてもよい。正六角形状の発光光源や正三角形状の発光光源は、正方形の発光光源と同様、円形の発光光源を元にして設計することができるが、長方形状の発光光源の場合には、楕円形の発光光源を元に設計するのが望ましい。
【００９２】
なお、コーナー部の反射領域６４ｄの内周縁を、図２９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、発光光源の縁に内接させるようにしておけば、反射領域６４ａ及び６４ｄで反射された光はコーナー部のみから出射されることになる。しかし、反射領域６４ｄの内周縁の大きさと発光光源の外形との関係は、所定のターゲット面における照度が最も均一になるようにシミュレーション等によって決めるのが望ましい。
【００９３】
図３０（ａ）（ｂ）（ｃ）は発光光源の別な変形例を示す図である。これらの変形例は複数個の発光素子５６を用いた発光光源であって、各発光素子５６を発光光源の中央部において発光光源の対角方向に配置している。図３０では発光光源の中央にも発光素子５６を配置しているが、中央の発光素子５６はなくてもよい。発光光源の対角方向の端は中央から遠いので光が届きにくいが、発光素子５６を発光光源の対角方向に配置するようにすれば、発光素子５６が発光光源の対角方向の端に近くなって光が届き易くなる。よって、このような変形例によれば、発光光源の輝度分布がより均一になる。なお、図３０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す発光素子５６の一つ一つは、赤、緑、青のＬＥＤチップが３つ一組になったものでもよく、個々の赤、緑または青色のＬＥＤチップでもよい。
【００９４】
また、隣接する発光光源へ側面から光が漏れないよう、発光光源の外周面に光反射層又は光吸収層を形成してもよい。
【００９５】
また、正方形又は長方形の発光光源を配列する場合には、図３１に示す発光光源アレイ５０のように、各列で半ピッチずつずらして発光光源４９を配列させてもよい。
【実施例４】
【００９６】
図３２は本発明の実施例４による発光光源７０を示す断面図である。この発光光源７０にあっては、直接出射領域６０を球面状に湾曲させている。実施例１のように直接出射領域６０が平坦面であると、直接出射領域６０が比較的広い場合、直接出射領域６０の縁から出射される光は、大きな出射角で斜め前方へ出射される。このため、実施例１のような場合には、発光光源の表面における輝度が均一になっても、所定のターゲット面においては、直接出射領域６０の外周部に対向する箇所で照度が低くなり、ターゲット面における照度の均一性が低下する恐れがある。
【００９７】
これに対し、実施例４の発光光源７０では直接出射領域６０を湾曲させているので、直接出射領域６０の全体から出射される光は、湾曲した直接出射領域６０のレンズ作用によって前方へ集められ、その結果照度の均一性の低下が緩和される。図３３（ｂ）は発光光源７０の表面における輝度の分布を示し、図３３（ａ）は所定のターゲット面（発光光源の表面から３０ｍｍの位置にあるターゲット面）における照度の分布を表わしており、輝度及び照度の均一性が向上している。特に、照度の均一性はかなり改善される。
【００９８】
図３４は実施例４の変形例による発光光源７１を示す断面図である。この発光光源７１では、直接出射領域６０を湾曲させる代わりに、直接出射領域６０の外周縁を面取りして傾斜した面取り部６０ａを設けている。直接出射領域６０の外周縁に面取り部６０ａを設けると、直接出射領域６０の外周縁から出射される光は、面取り部６０ａによって前方へ集光されるので、実施例４の発光光源７０と同様、輝度及び照度の均一性が改善される。
【実施例５】
【００９９】
図３５は本発明の実施例５による発光光源７２を示す断面図である。実施例４又はその変形例による発光光源７０、７１によれば、輝度及び照度の均一性が改善されるが、図３３（ａ）（ｂ）から分かるように、その均一性には限度がある。
【０１００】
実施例５による発光光源７２では、反射部材５７の反射領域６４ｂ〜６４ｄに集光性を持たせ、反射領域６４ｂ〜６４ｄで反射された後、発光光源７２から出射された光が、所定のターゲット面よりも遠方に設定されている点Ｊで集光するようにしている。
【０１０１】
図３６（ｂ）は発光光源７２の表面における輝度の分布を示し、図３６（ａ）は所定のターゲット面（発光光源の表面から３０ｍｍの位置にあるターゲット面）における照度の分布を表わしている。これを図３３と比較すれば分かるように、実施例５の発光光源７２によれば輝度及び照度の均一性が飛躍的に向上し、輝度及び照度の分布はほぼフラットとなる。
【実施例６】
【０１０２】
図３７は本発明の実施例６による発光光源アレイ７３を示す平面図と、その辺に平行な方向における明るさ（所定のターゲット面における照度）の分布と、対角線方向における明るさ（所定のターゲット面における照度）の分布を表わしている。この発光光源アレイ７３で用いられている単一の発光光源７４では、所定のターゲット面において発光光源７４の中心部に対向する位置の明るさ（照度）Ｗａと、各辺の中央に対向する位置の明るさＷｂと、対角方向の角に対向する位置の明るさＷｃとの比が、
Ｗａ：Ｗｂ：Ｗｃ＝１.０：０.５：０.２５      …（９）
となっており、各発光光源７４は隙間をあけることなく密に配置されている。即ち、発光光源７４の辺と平行な方向では、ターゲット面における発光光源７４の明るさの分布曲線は、図３７に示すように、明るさの比率が０.５の位置で重なりあっており、その結果、辺と平行な方向では、発光光源アレイ７３全体としては均一な明るさが実現されている。同様に、発光光源７４の対角方向では、ターゲット面における発光光源７４の明るさの分布曲線は、図３７に示すように、明るさの比率が０.２５の位置で重なりあっており、その結果、対角方向でも、発光光源アレイ７３全体としてはほぼ均一な明るさが実現されている。よって、正方形の発光光源７４の設計にあたっては、ターゲット面での明るさの比率が上記（９）式のような値となるように設計するのが望ましい。
【０１０３】
また、正六角形の発光光源を隙間なく配列した発光光源アレイの場合には、発光光源の中心部に対向する位置におけるターゲット面の明るさ（輝度）Ｗａと、各辺の中央に対向する位置の明るさＷｂと、対角方向の角に対向する位置の明るさＷｃとの比を、
Ｗａ：Ｗｂ：Ｗｃ＝１.０：０.５：０.３３
とすることにより、ターゲット面で均一な明るさの発光光源アレイを製作することができる。
【０１０４】
また、正三角形の発光光源を隙間なく配列した発光光源アレイの場合には、発光光源の中心部に対向する位置におけるターゲット面の明るさ（輝度）Ｗａと、各辺の中央に対向する位置の明るさＷｂと、対角方向の角に対向する位置の明るさＷｃとの比を、
Ｗａ：Ｗｂ：Ｗｃ＝１.０：０.５：０.１７
とすることにより、ターゲット面で均一な明るさの発光光源アレイを製作することができる。
【０１０５】
また、発光光源アレイの明るさの均一性が±２０％まで許容されるとすれば、正方形の発光光源の明るさの比率は、
Ｗａ：Ｗｂ：Ｗｃ＝１.０：０.４〜０.６：０.２〜０.３
でもよい。同じ条件では、正六角形の発光光源の明るさの比率は、
Ｗａ：Ｗｂ：Ｗｃ＝１.０：０.４〜０.６：０.２６〜０.４
でもよく、正三角形の発光光源の明るさの比率は、
Ｗａ：Ｗｂ：Ｗｃ＝１.０：０.４〜０.６：０.１３〜０.２
でもよい。
【実施例７】
【０１０６】
図３８は本発明の実施例７による発光光源アレイ７５を示す平面図と、その辺に平行な方向における光強度の分布と、対角線方向における光強度の分布を表わしている。図３８に示すように、発光光源７４どうしは隙間をあけて配列してもよいが、この場合には出射される光の拡がり（指向角）の広い発光光源を用いる。そして、図３８に示すように、発光光源７４の辺と平行な方向では、発光光源７４の中心部における明るさＷａの０.５倍となる位置が隣接する発光光源７４間の隙間の中央に位置するように、各発光光源７４を配置する。また、発光光源７４の対角方向では、発光光源７４の中心部における明るさＷａの０.２５倍となる位置が対角方向で隣接する発光光源７４間の隙間の中央に位置するように、各発光光源７４を配置する。このように発光光源７４を配置することにより、隙間をあけて発光光源７４を配置された発光光源アレイ７５の明るさを全体にわたって均一にすることができる。
【０１０７】
また、正六角形の発光光源を隙間をあけて配列した発光光源アレイの場合には、発光光源の辺と平行な方向では、発光光源の中心部における明るさＷａの０.５倍となる位置が隣接する発光光源間の隙間の中央に位置するように、各発光光源を配置すればよい。また、発光光源の対角方向では、発光光源の中心部における明るさＷａの０.３３倍となる位置が対角方向で隣接する発光光源間の隙間の中央に位置するように、各発光光源を配置すればよい。
【０１０８】
同様に、正三角形の発光光源を隙間をあけて配列した発光光源アレイの場合には、発光光源の辺と平行な方向では、発光光源の中心部における明るさＷａの０.５倍となる位置が隣接する発光光源間の隙間の中央に位置するように、各発光光源を配置すればよい。また、発光光源の対角方向では、発光光源の中心部における明るさＷａの０.１７倍となる位置が対角方向で隣接する発光光源間の隙間の中央に位置するように、各発光光源を配置すればよい。
【０１０９】
また、発光光源アレイの明るさの均一性が±２０％まで許容されるとすれば、正方形の発光光源の中心部における明るさ（輝度）Ｗａと、発光光源の辺と平行な方向における発光光源間の隙間の中央における個々の発光光源の明るさＷｂ´と、対角方向における発光光源間の隙間の中央における明るさＷｃ´との比が、
Ｗａ：Ｗｂ´：Ｗｃ´＝１.０：０.４〜０.６：０.２〜０.３
となるようにすればよい。同じ条件では、正六角形の発光光源の明るさの比率は、
Ｗａ：Ｗｂ´：Ｗｃ´＝１.０：０.４〜０.６：０.２６〜０.４
でもよく、正三角形の発光光源の明るさの比率は、
Ｗａ：Ｗｂ´：Ｗｃ´＝１.０：０.４〜０.６：０.１３〜０.２
でもよい。
【０１１０】
なお、この実施例のように発光光源どうしを離して配列させる場合には、円形や楕円形、正八角形などの発光光源を用いてもよいが、発光光源アレイの明るさを均一にするためには、正方形や長方形、正六角形などの隙間なく配列可能な形状の発光光源を用いて隙間をあけて配列するのが望ましい。
【実施例８】
【０１１１】
図３９は本発明の発光光源アレイを用いたバックライト７６（照明装置）を示す断面図である。このバックライト７６は、筐体７８内に本発明の発光光源アレイ７７を納めたものであり、発光光源アレイ７７は筐体７８内にネジなどで機械的に固定されている。光利用効率を向上させるためには、筐体７８の内面には反射率のよい反射部材や反射シートを貼り付けておいてもよい。筐体７８の裏面には、放熱板や放熱用フィンなどの放熱用部品を取り付けてもよい。発光光源アレイ７７にはリード線やコネクタ、配線基板などの配線部分７９を通じて直流電力が供給される。また、筐体７８の内部及び上面には、透明板、拡散板、プリズムシート、輝度向上フィルムなどの光学用部品８０、８１が必要枚数配置されている。
【０１１２】
また、このバックライト７６では、発光光源アレイ７７の設計時に想定されたターゲット面が一番外側の光学用部品８１の外面と一致するよう、筐体７８の側壁の高さと光学用部品８１の厚みが設計されている。従って、このバックライト７６では、光学用部品８１の外面における輝度又は照度が均一になっており、カラーの場合には赤、緑、青のＬＥＤから出射された各色の光が均一に混合されている。よって、このバックライト７６を機器に組み込む際には、光学用部品８１の外面を機器のターゲット面に一致させて組み込むことができ、各種機器への組み込む作業を容易に行なうことができる。
【実施例９】
【０１１３】
図４０は本発明の発光光源アレイを用いた室内照明用の照明装置８２を示す斜視図である。この照明装置８２は、本発明の発光光源アレイ８３をハウジング８４内に納めたものであり、ハウジング８４には電源装置８５が付設されている。電源装置８５から出ているプラグ８６を商用電源などのコンセントに差し込んでスイッチをオンにすると、商用電源のコンセントから供給された交流電源は電源装置８５によって直流電力に変換され、この直流電力によって発光光源アレイ８３が発光させられる。よって、この照明装置８２は、例えば壁掛け型の室内照明装置などに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】従来例１による液晶ディスプレイの構造を示す概略断面図である。
【図２】従来例２による液晶ディスプレイの構造を示す概略断面図である。
【図３】指向角が４０度の砲弾型のＬＥＤを用いて、直径３０ｍｍの円形領域内に光を均一に照射させるときの配置を説明する図である。
【図４】（ａ）は従来例２の場合においてＬＥＤから充分に離れたターゲット面とＬＥＤの近くのターゲット面を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した２つのターゲット面における光強度の分布を表わした図である。
【図５】ＬＥＤの近くのターゲット面で均一な光強度の分布を得るためのＬＥＤの配置密度を示す図である。
【図６】従来例３によるバックライトの構造を示す概略断面図である。
【図７】図６に示したバックライトで用いられている光源の構造を示す断面図である。
【図８】（ａ）は従来例３の場合においてＬＥＤから充分に離れたターゲット面とＬＥＤの近くのターゲット面を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した２つのターゲット面における光強度の分布を表わした図である。
【図９】本発明の実施例１による液晶ディスプレイの構造を示す概略断面図である。
【図１０】図９に示されている発光光源アレイを構成する発光光源の斜視図である。
【図１１】（ａ）は図１０に示した発光光源の平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ方向（対角方向）における断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ方向における断面図である。
【図１２】（ａ）は円盤状をした反射部材の裏面側からの斜視図、（ｂ）はその裏面側からの平面図である。
【図１３】発光光源のモールド部を成形するための成形金型を示す概略断面図である。
【図１４】（ａ）は成形されたモールド部の裏面側からの斜視図、（ｂ）はその裏面側からの平面図である。
【図１５】実施例１による発光光源の詳細を示す拡大断面図であって、対角方向における断面を表わす。
【図１６】特許文献１に開示されている発光光源の断面図である。
【図１７】図１６に示した発光光源においてコーナー部が暗くなる様子を示す図である。
【図１８】図１６に示した発光光源を複数並べた発光光源アレイと、その辺と平行な方向におけるターゲット面での光強度の分布と、対角方向におけるターゲット面での光強度の分布を示す図である。
【図１９】実施例１による発光光源の作用説明図である。
【図２０】実施例１の変形例を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施例２による発光光源の対角方向における断面と、その一部拡大した断面を示す図である。
【図２２】本発明の実施例３による発光光源の対角方向における断面図である。
【図２３】直接出射領域の傾斜角αと傾斜全反射領域の傾きβの設計条件を説明するための図である。
【図２４】（６Ａ）、（６Ｂ）、（６Ｃ）式の条件を満たす範囲をα−β平面で図示した図である。
【図２５】逆傾斜の反射領域を配置することのできる領域を表わした図である。
【図２６】逆傾斜の反射領域の傾斜角εを調整することによって全反射領域からコーナー部に向かう光の方向を調整する様子を説明した図である。
【図２７】逆傾斜の反射領域の傾斜角εを調整することによってコーナー部に向かう光の方向を調整する様子を説明した図である。
【図２８】カップ部の高さの設計条件を説明する図である。
【図２９】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、異なる形状の発光光源を示す図である。
【図３０】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、発光光源の別な変形例を示す図である。
【図３１】発光光源アレイの変形例を示す正面図である。
【図３２】本発明の実施例４による発光光源の構造を示す断面図である。
【図３３】（ａ）は実施例４による発光光源における、所定のターゲット面での照度の分布を示す図である。（ｂ）は実施例４による発光光源における、その表面での輝度の分布を示す図である。
【図３４】本発明の実施例４の変形例による発光光源の構造を示す断面図である。
【図３５】本発明の実施例５による発光光源の構造を示す断面図である。
【図３６】（ａ）は実施例５による発光光源における、所定のターゲット面での照度の分布を示す図である。（ｂ）は実施例５による発光光源における、その表面での輝度の分布を示す図である。
【図３７】本発明の実施例６による発光光源アレイと、その辺に平行な方向におけるターゲット面の明るさの分布と、対角線方向におけるターゲット面の明るさの分布を表わした図である。
【図３８】本発明の実施例７による発光光源アレイと、その辺に平行な方向におけるターゲット面の光強度の分布と、対角線方向におけるターゲット面の光強度の分布を表わした図である。
【図３９】本発明の実施例８によるバックライトを示す断面図である。
【図４０】本発明の実施例９による室内照明用の照明装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１５】
４１  液晶ディスプレイ
４２  液晶パネル
４３  バックライト
４９  発光光源
５０  発光光源アレイ
５４  モールド部
５５  配線基板
５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ  発光素子
５７  反射部材
５８  溝
６０  直接出射領域
６１  全反射領域
６２  全反射領域
６３  傾斜全反射領域
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ  反射領域
６５  カップ部
６６  凹部
６７  傾斜全反射領域
【図１】
2006148036.tif 000004
【図２】
2006148036.tif 000005
【図３】
2006148036.tif 000006
【図４】
2006148036.tif 000007
【図５】
2006148036.tif 000008
【図６】
2006148036.tif 000009
【図７】
2006148036.tif 000010
【図８】
2006148036.tif 000011
【図９】
2006148036.tif 000012
【図１０】
2006148036.tif 000013
【図１１】
2006148036.tif 000014
【図１２】
2006148036.tif 000015
【図１３】
2006148036.tif 000016
【図１４】
2006148036.tif 000017
【図１５】
2006148036.tif 000018
【図１６】
2006148036.tif 000019
【図１７】
2006148036.tif 000020
【図１８】
2006148036.tif 000021
【図１９】
2006148036.tif 000022
【図２０】
2006148036.tif 000023
【図２１】
2006148036.tif 000024
【図２２】
2006148036.tif 000025
【図２３】
2006148036.tif 000026
【図２４】
2006148036.tif 000027
【図２５】
2006148036.tif 000028
【図２６】
2006148036.tif 000029
【図２７】
2006148036.tif 000030
【図２８】
2006148036.tif 000031
【図２９】
2006148036.tif 000032
【図３０】
2006148036.tif 000033
【図３１】
2006148036.tif 000034
【図３２】
2006148036.tif 000035
【図３３】
2006148036.tif 000036
【図３４】
2006148036.tif 000037
【図３５】
2006148036.tif 000038
【図３６】
2006148036.tif 000039
【図３７】
2006148036.tif 000040
【図３８】
2006148036.tif 000041
【図３９】
2006148036.tif 000042
【図４０】
2006148036.tif 000043