(57)【要約】【課題】配光分布は指向性が中心において狭い。従って、導光板と組合わせてサイドエッジ型面状発光装置を構成すると、導光板に垂直に入射して抜けてしまう光が多く、導光板の輝度が低下していた。【解決手段】LEDパッケージ４は、反射壁４１ａを中央に有する逆Ｔ字断面の実装基板４１、実装基板４１の反射壁４１ａの両側に実装された２列のLEDチップ４２Ｌ、４２Ｒ、及び蛍光体入りシリコーン樹脂層４３よりなる。太線矢印Ｘ１、Ｘ２に示すごとく、LEDパッケージ４のLEDチップ４２Ｌ、４２Ｒからの光の大部分は導光板２の側面から入射し、導光板２内の正面、背面間を反射しながら、導光板２の背面のドットパターン２ｃによって散乱し、この散乱光は導光板２の正面の出射面から出光し、拡散板２ｂを介してLCDパネル１に入射することになる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射壁を中央に有する実装基板と、
該実装基板の前記反射壁の両側に実装された２列の発光素子と
を具備する線状発光装置。
【請求項２】
前記実装基板は逆Ｔ字断面形状を有する請求項１に記載の線状発光装置。
【請求項３】
前記実装基板は、
Ｌ字断面形状を有する第１の実装基板と、
平面状の第２の実装基板と
を具備し、該第１、第２の実装基板を組合わせて前記実装基板を形成した請求項１に記載の線状発光装置。
【請求項４】
前記実装基板は、
Ｌ字断面形状を有する第１の実装基板と、
Ｌ字断面形状を有する第２の実装基板と
を具備し、前記第１、第２の実装基板を組合わせて前記実装基板を形成した請求項１に記載の線状発光装置。
【請求項５】
前記各第１、第２の実装基板のＬ字断面形状の前記反射壁の部分を斜め内側にした請求項４に記載の線状発光装置。
【請求項６】
前記各第１、第２の実装基板のＬ字断面形状の前記反射壁の部分を２段斜め内側にした請求項４に記載の線状発光装置。
【請求項７】
前記２列の発光素子は、それぞれ、前記反射壁を挟んで対向して配置された請求項１に記載の線状発光装置。
【請求項８】
前記２列の発光素子は、それぞれ、前記反射壁を挟んで交互に配置された請求項１に記載の線状発光装置。
【請求項９】
前記発光素子と前記反射壁との間は約0.1mm以下である請求項１に記載の線状発光装置。
【請求項１０】
前記発光素子上に形成された樹脂層を具備する請求項１に記載の線状発光装置。
【請求項１１】
前記樹脂層はレンズ形状を有する請求項１０に記載の線状発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子パッケージたとえば発光ダイオード（LED）パッケージよりなる線状発光装置に関する。たとえば、線状発光装置は導光板と組合わせてサイドエッジ型面状発光装置となり、液晶表示（LCD）装置のバックライト光源として用いられる。
【背景技術】
【０００２】
LCD装置のバックライト光源として用いられる面状発光装置は冷陰極蛍光ランプ（CCFL）の代りにLED素子を用いたものが主流となっている。これにより、薄型化、軽量化、省電力化等を図っている。LED素子を用いた面状発光装置はサイドエッジ型と直下型とに大別されるが、サイドエッジ型面状発光装置は直下型面状発光装置に比較して薄型化の点で特に優れている。
【０００３】
図１８は従来の線状のLEDパッケージを含むサイドエッジ型面状発光装置を示す（参照：特許文献１）。
【０００４】
図１８のサイドエッジ型面状発光装置においては、たとえばLCDパネル１の背面に導光板２を配置し、導光板２の側面にLEDパッケージ３を配置する。
【０００５】
導光板２の背面側には、反射シート２ａが設けられ、また、導光板２の正面側には、拡散板２ｂが設けられている。さらに、導光板２の背面には、ドットパターン２ｃが印刷塗布されている。反射シート２ａ及びドットパターン２ｃは共に光を乱反射（散乱）させるためのものであり、拡散板２ｂは光を拡散するためのものである。
【０００６】
LEDパッケージ３は、実装基板３１、実装基板３１上に実装されたLEDチップ３２、及びLEDチップ３２上に設けられた配光分布調整用凸レンズ３３よりなる。
【０００７】
図１８においては、細線矢印Ｘに示すごとく、LEDパッケージ３のLEDチップ３２から光を導光板２の側面から入射させ、導光板２内の正面、背面間を反射しながら、導光板２の背面のドットパターン２ｃによって散乱させ、この散乱光を導光板２の正面の出射面から出光させ、拡散板２ｂを介してLCDパネル１に入射させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−６１６９３号公報
【特許文献２】特開２００３−２９７１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１８の従来のサイドエッジ型面状発光装置においては、凸レンズ３３によりLEDパッケージ３の配光分布は、図１９に示すごとく、指向角が中心において狭い。この結果、LEDパッケージ３からの導光板２に入射する光の多くは図１８の太線矢印Ｙに示すごとく、導光板２に垂直に入射し、導光板２の正面、背面で反射することなく、導光板２を抜けてしまう。この結果、導光板２のドットパターン２ｃにおいて散乱する光は減少してLCDパネル１に到達する光量は低下し、従って、導光板２の輝度が低下するという課題があった。
【００１０】
尚、LEDパッケージ３上に凹レンズを設けて導光板の短辺方向の配光分布の指向角を拡げることもできる（参照：特許文献２）。尚、特許文献２では、導光板の長辺方向配光分布を拡げている。しかし、この場合でも、導光板に垂直に入射した光成分は小さくなく、従って、やはり導光板の輝度の低下を招く。また、凹レンズの取付精度は低く、凹レンズの取付位置がずれると、配光分布が大きくずれてしまい、導光板への光の取り込み効率が低下することがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明に係る線状発光装置は、反射壁を中央に有する実装基板と、実装基板の反射壁の両側に実装された２列の発光素子とを具備するものである。これにより、配光分布の指向性が外側に向き、かつ軸上の指向性が少なくなる。
【００１２】
実装基板は逆Ｔ字断面形状を有する。この逆Ｔ字断面の実装基板はプレス加工により容易に形成できる。
【００１３】
また、実装基板は、Ｌ字断面形状を有する第１の実装基板と、平面状の第２の実装基板とを具備し、第１、第２の実装基板を組合わせて実装基板を形成したものである。Ｌ字断面の第１の実装基板は平板状の実装基板を折り曲げることにより形成できる。
【００１４】
さらに、実装基板は、Ｌ字断面形状を有する第１の実装基板と、Ｌ字断面形状を有する第２の実装基板とを具備し、第１、第２の実装基板を組合わせて実装基板を形成したものである。このとき、各第１、第２の実装基板のＬ字断面形状の反射壁の部分を斜め内側にしたり、あるいは２段斜め内側にすることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、配光分布の指向性が外側に向き、かつ軸上の指向性が少なくなるので、サイドエッジ型面状発光装置の導光板の側面に適用した場合、導光板に垂直に入射した光成分は減少し、導光板の輝度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る線状のLEDパッケージの第１の実施の形態を含むサイドエッジ型面状発光装置を示す断面図である。
【図２】図１のLEDパッケージの配置の例を示す図である。
【図３】図１のLEDパッケージの配置の他の例を示す図である。
【図４】図１のLEDパッケージの配光分布を示す図である。
【図５】図１のLEDパッケージの変更例を示す断面図である。
【図６】本発明に係るLEDパッケージの第２の実施の形態を示す断面図である。
【図７】図６のLEDパッケージの変更例を示す断面図である。
【図８】本発明に係るLEDパッケージの第３の実施の形態を示す断面図である。
【図９】図８のLEDパッケージの変更例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るLEDパッケージの第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１１】図１０のLEDパッケージの変更例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係るLEDパッケージの第５の実施の形態を示す断面図である。
【図１３】図１２のLEDパッケージの変更例を示す断面図である。
【図１４】本発明に係るLEDパッケージの第６の実施の形態を示す断面図である。
【図１５】図１４のLEDパッケージの変更例を示す断面図である。
【図１６】図２、図５の（Ｂ）の構造を採用したLEDパッケージの斜視図である。
【図１７】図１６のLEDパッケージの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】従来の線状のLEDパッケージを含むサイドエッジ型面状発光装置を示す断面図である。
【図１９】図１８のLEDパッケージの配光分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明に係る線状のLEDパッケージの第１の実施の形態を含むサイドエッジ型面状発光装置を示す断面図である。
【００１８】
図１においては、図１８の線状のLEDパッケージ３の代りに線状のLEDパッケージ４が設けられている。つまり、LEDパッケージ４は、反射壁４１ａを中央に有する逆Ｔ字断面の実装基板４１、実装基板４１の反射壁４１ａの両側に実装された２列のLEDチップ４２Ｌ、４２Ｒ、及び蛍光体入りシリコーン樹脂層４３よりなる。
【００１９】
実装基板４１は高反射率、耐腐食性の金属たとえばAl、Cuよりなる。高輝度化のために、表面が増反射アルマイト処理された増反射Alでもよい。また、CuにAgめっきを施したものでもよい。また、実装基板４１の反射壁４１ａの逆Ｔ字形状はプレス加工によって形成できる。
【００２０】
LEDチップ４２Ｌ、４２Ｒはサファイア基板上に形成された裏面絶縁の横導通素子である。尚、縦導通素子でもよい。裏面絶縁の横導通素子の場合は直列接続となり、他方、縦導通素子の場合は並列接続となる。
【００２１】
図１の左側の１列のLEDチップ４２Ｌたとえば５個のLEDチップ４２Ｌは、図２の（Ａ）に示すように、Auボンディングワイヤ４４によって直列接続されており、また、図１の右側の１列のLEDチップ４２Ｒたとえば５個のLEDチップ４２Ｒは、図２の（Ｂ）に示すように、Auボンディングワイヤ４４によって直列接続されている。この場合、各LEDチップ４２ＬはLEDチップ４２Ｒの１つに対向している。尚、実装基板４１の両端には、LEDチップ４２Ｌ、４２Ｒに電力を供給するための通電基板４５が設けられている。
【００２２】
図２の配置の代りに、図１の左側の１列のLEDチップ４２Ｌたとえば３個のLEDチップ４２Ｌは、図３の（Ａ）に示すように、Auボンディングワイヤ４４によって直列接続し、また、図１の右側の１列のLEDチップ４２Ｒたとえば２個のLEDチップ４２Ｒは、図３の（Ｂ）に示すように、Auボンディングワイヤ４４によって直列接続してもよい。この場合、各LEDチップ４２ＬはLEDチップ４２Ｒと交互に配置させる。製造コストの点からLEDチップ数を少なくする必要がある場合には、図３に示す配置を採用する。
【００２３】
図１のサイドエッジ型面状発光装置においては、LEDパッケージ４の配光分布は、図４に示すごとく、実装基板４１の反射壁４１ａにより指向角が外側に向いており、かつLEDチップ４２Ｌ、４２Ｒが実装基板４１の中央からずれていることにより軸上の指向性が少ない。従って、図１においては、太線矢印Ｘ１、Ｘ２に示すごとく、LEDパッケージ４のLEDチップ４２Ｌ、４２Ｒからの光の大部分は導光板２の側面から入射し、導光板２内の正面、背面間を反射しながら、導光板２の背面のドットパターン２ｃによって散乱し、この散乱光は導光板２の正面の出射面から出光し、拡散板２ｂを介してLCDパネル１に入射することになる。尚、太線矢印Ｘ１に示す光は実装基板４１の反射壁４１ａによって反射された光を示し、太線矢印Ｘ２に示す光は実装基板４１の反射壁４１ａによって反射されない光を示す。いずれの光も導光板２の入射角は垂直でない。言い換えると、導光板２に垂直に入射して、導光板２の正面、背面に反射することなく、導光板２を抜けてしまう光は少なくなる。このように、導光板２のドットパターン２ｃにおいて散乱する光が増加してLCDパネル１に到達する光量は増加し、従って、導光板２の輝度が向上する。
【００２４】
図５は図１のLEDパッケージ４の変更例を示す断面図である。図５においては、図１のシリコーン樹脂層４３をシリコーン樹脂凸レンズ４３’、４３”に置換して配光分布をより外側にする。尚、この場合においても、軸上の指向性は少ない。具体的には、図５の（Ａ）のシリコーン樹脂凸レンズ４３’は内側に向って曲面をつけ、図５の（Ｂ）のシリコーン樹脂凸レンズ４３”は内側、外側に向って曲面をつけている。
【００２５】
図６は本発明に係る線状のLEDパッケージの第２の実施の形態を示す断面図である。
【００２６】
図６においては、図１の線状のLEDパッケージ４の代りに線状のLEDパッケージ５が設けられている。つまり、LEDパッケージ５は、反射壁５１ａを有するＬ字断面の実装基板５１Ｌ、平板状の実装基板５１Ｒ、実装基板５１Ｌの反射壁５１ａの両側に実装された２列のLEDチップ５２Ｌ、５２Ｒ、及び蛍光体入りシリコーン樹脂層５３よりなる。
【００２７】
実装基板５１Ｌの反射壁５１ａのＬ字形状は平板状の実装基板を折り曲げることにより容易に形成できる。従って、第１の実施の形態の反射壁４１ａに比較して反射壁５１ａを高くでき、この結果、配光分布をより外側にできる。尚、図６においても、Ｘ１は反射壁５１ａによって反射された光を示し、Ｘ２は反射壁５１ａによって反射されない光を示す。
【００２８】
図７は図６のLEDパッケージ５の変更例を示す断面図である。図７においては、図６のシリコーン樹脂層５３をシリコーン樹脂凸レンズ５３’、５３”に置換して配光分布をより外側にする。尚、この場合においても、軸上の指向性は少ない。具体的には、図７の（Ａ）のシリコーン樹脂凸レンズ５３’は内側に向って曲面をつけ、図７の（Ｂ）のシリコーン樹脂凸レンズ５３”は内側、外側に向って曲面をつけている。
【００２９】
図８は本発明に係る線状のLEDパッケージの第３の実施の形態を示す断面図である。
【００３０】
図８においては、図１の線状のLEDパッケージ４の代りに線状のLEDパッケージ６が設けられている。つまり、LEDパッケージ６は、反射壁６１ａを有するＬ字断面の実装基板６１Ｌ、反射壁６１ｂを有するＬ字断面の実装基板６１Ｒ、実装基板６１Ｌの反射壁６１ａ側に実装された１列のLEDチップ６２Ｌ、実装基板６１Ｒの反射壁６１ｂ側に実装された１列のLEDチップ６２Ｒ、及び蛍光体入りシリコーン樹脂層６３よりなる。
【００３１】
実装基板６１Ｌの反射壁６１ａ及び実装基板６１Ｒの反射壁６１ｂのＬ字形状は平板状の実装基板を折り曲げることにより容易に形成できる。従って、第１の実施の形態の反射壁４１ａに比較して反射壁６１ａ、６１ｂを高くでき、この結果、配光分布をより外側にできる。尚、図８においても、Ｘ１は反射壁６１ａ、６１ｂによって反射された光を示し、Ｘ２は反射壁６１ａ、６１ｂによって反射されない光を示す。但し、上述の第２の実施の形態に比較してＬ字形状を２つ必要とするので、製造コストが上昇する。
【００３２】
図９は図８のLEDパッケージ６の変更例を示す断面図である。図９においては、図８のシリコーン樹脂層６３をシリコーン樹脂凸レンズ６３’、６３”に置換して配光分布をより外側にする。尚、この場合においても、軸上の指向性は少ない。具体的には、図９の（Ａ）のシリコーン樹脂凸レンズ６３’は内側に向って曲面をつけ、図９の（Ｂ）のシリコーン樹脂凸レンズ６３”は内側、外側に向って曲面をつけている。
【００３３】
図１０は本発明に係る線状のLEDパッケージの第４の実施の形態を示す断面図である。
【００３４】
図１０においては、図８におけるLEDチップ６２Ｌ、６２Ｒを反射壁６１ａ、６１ｂに近づけてある。たとえば、LEDチップ６２Ｌ（６２Ｒ）と反射壁６１ａ（６１ｂ）との間を約0.1mm以下まで近づける。これにより、配光分布をより外側にできる。
【００３５】
図１１は図１０のLEDパッケージ６の変更例を示す断面図である。図１１においても、図１０のシリコーン樹脂層６３をシリコーン樹脂凸レンズ６３’、６３”に置換して配光分布をより内側にする。尚、この場合においても、軸上の指向性は少ない。
【００３６】
図１２は本発明に係る線状のLEDパッケージの第５の実施の形態を示す断面図である。
【００３７】
図１２においては、図１の線状のLEDパッケージ４の代りに線状のLEDパッケージ７が設けられている。つまり、LEDパッケージ７は、反射壁７１ａを有する斜め内側Ｌ字断面の実装基板７１Ｌ、反射壁７１ｂを有する斜め内側Ｌ字断面の実装基板７１Ｒ、実装基板７１Ｌの反射壁７１ａ側に実装された１列のLEDチップ７２Ｌ、実装基板７１Ｒの反射壁７１ｂ側に実装された１列のLEDチップ７２Ｒ、及び蛍光体入りシリコーン樹脂層７３よりなる。
【００３８】
実装基板７１Ｌの反射壁７１ａ及び実装基板７１Ｒの反射壁７１ｂの斜め内側Ｌ字形状は平板状の実装基板を折り曲げることにより容易に形成できる。従って、第１の実施の形態の反射壁４１ａに比較して反射壁７１ａ、７１ｂを高くでき、この結果、配光分布をより外側にできる。尚、図１２においても、Ｘ１は反射壁７１ａ、７１ｂによって反射された光を示し、Ｘ２は反射壁７１ａ、７１ｂによって反射されない光を示す。
【００３９】
図１３は図１２のLEDパッケージ７の変更例を示す断面図である。図１３においては、図１２のシリコーン樹脂層７３をシリコーン樹脂凸レンズ７３’、７３”に置換して配光分布をより外側にする。尚、この場合においても、軸上の指向性は少ない。具体的には、図１３の（Ａ）のシリコーン樹脂凸レンズ７３’は内側に向って曲面をつけ、図１３の（Ｂ）のシリコーン樹脂凸レンズ７３”は内側、外側に向って曲面をつけている。
【００４０】
図１４は本発明に係る線状のLEDパッケージの第６の実施の形態を示す断面図である。
【００４１】
図１４においては、図１２の反射壁７１ａ、７１ｂの先端をパッケージ外側へ加工してある。つまり、実装基板７１Ｌ、７１Ｒは２段斜め内側Ｌ字形状をなしている。
【００４２】
実装基板７１Ｌの反射壁７１ａ及び実装基板７１Ｒの反射壁７１ｂの２段斜め内側Ｌ字形状は平板状の実装基板を折り曲げることにより容易に形成できる。この結果、配光分布をさらに外側にできる。尚、図１４においても、Ｘ１は反射壁７１ａ、７１ｂによって反射された光を示し、Ｘ２は反射壁７１ａ、７１ｂによって反射されない光を示す。
【００４３】
図１５は図１４のLEDパッケージ７の変更例を示す断面図である。図１５においては、図１４のシリコーン樹脂層７３をシリコーン樹脂凸レンズ７３’、７３”に置換して配光分布をより外側にする。尚、この場合においても、軸上の指向性は少ない。具体的には、図１５の（Ａ）のシリコーン樹脂凸レンズ７３’は内側に向って曲面をつけ、図１５の（Ｂ）のシリコーン樹脂凸レンズ７３”は内側、外側に向って曲面をつけている。
【００４４】
次に、本発明に係るLEDパッケージの製造方法を説明する。LEDパッケージの例として、図２及び図５の（Ｂ）に示される構造を採用したLEDパッケージを図１６に示し、図１７のフローチャートを参照して説明する。尚、図１６において、LEDパッケージのサイズは約2.5mm×約150mm×高さ約2mmである。また、実装基板４１の厚さはたとえば0.3mm〜1.0mm、反射壁４１ａの高さは約1mmである。さらに、シリコーン樹脂凸レンズ４３”の凸レンズ部分の高さはたとえば0.5mm以上である。
【００４５】
始めに、ステップ１７０１において、平板の実装基板をプレス加工して逆Ｔ字断面の実装基板４１を形成する。
【００４６】
次に、ステップ１７０２において、実装基板４１上に接合剤たとえば白色シリコーン接着剤を塗布する。
【００４７】
次に、ステップ１７０３において、LEDチップ４２Ｌ、４２Ｒ及び通電基板４５を実装して接着剤を硬化させる。通電基板４５は、たとえば、ガラスエポキシ基板、メタルコア基板あるいはセラミック基板である。
【００４８】
次に、ステップ１７０４において、LEDチップ４２Ｌと通電基板４５間及びLEDチップ４２Ｒと通電基板４５間をAuボンディングワイヤ４４によって接続する。
【００４９】
最後に、ステップ１７０５において、シリコーン樹脂を形成し、さらに、凸レンズ加工を行い、シリコーン樹脂凸レンズ４３”を形成する。このとき、シリコーン樹脂凸レンズ４３”の取付精度は±0.03mm程度、LEDチップ４２Ｌ、４２Ｒの実装精度を加味しても±0.05mm程度と高くなる。
【００５０】
尚、Ｌ字断面の実装基板を用いるLEDパッケージの場合には、ステップ１７０１において、平板状の実装基板を折り曲げることによりＬ字断面の実装基板を形成する。
【符号の説明】
【００５１】
１：LCDパネル
２：導光板
２ａ：反射シート
２ｂ：拡散板
２ｃ：ドットパターン
３、４、５、６、７：LEDパッケージ
３１、４１、５１、６１Ｌ、６１Ｒ、７１Ｌ、７１Ｒ：実装基板
３２、４２Ｌ、４２Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、６２Ｌ、６２Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ：LEDチップ
３３：凸レンズ
４１ａ、５１ａ、６１ａ、６１ｂ、７１ａ、７１ｂ：反射壁
４３、５３、６３、７３：シリコーン樹脂層
４３’、４３”、５３’、５３”、６３’、６３”、７３’、７３”：シリコーン樹脂凸レンズ
４４：Auボンディングワイヤ
４５：通電基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2011159526.tif 000018
【図１７】
2011159526.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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