(57)【要約】【課題】導光板に平行な面内において出射光が広い指向性を有し、面発光装置の輝度に斑を生じさせない照明用発光素子を提供する。【解決手段】発光素子チップと、発光素子チップを被覆する透明部材３と、発光素子チップからの光が出射する面３ａ，３ｂ，３ｃ以外の透明部材３の表面を被覆し、透明部材３内部の光を反射する反射部材４と、を備え、発光素子チップを通る少なくとも一の平面内において、発光素子チップから見込む角度が１８０度以上にわたって透明部材３の表面が露出するように形成する。これにより、当該平面内においては発光素子チップから放射される光は、１８０度以上の角度をもって広がるため、当該平面内で光の照射されない部分がなくなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子チップと、
前記発光素子チップを被覆する透明部材と、
前記発光素子チップからの光が出射する面以外の前記透明部材の表面を被覆し、前記透明部材内部の光を反射する反射部材と、
を備え、
前記発光素子チップを通る少なくとも一の平面内において、前記発光素子チップから見込む角度が１８０度以上にわたって前記透明部材の表面が露出していることを特徴とする照明用発光素子。
【請求項２】
前記透明部材は、
前記発光素子チップが埋め込まれた第一の側面と、
前記第一の側面に対向する第二の側面と、
前記第一の側面から前記第二の側面に向かって拡開する傾斜側面とを有し、
前記第一の側面及び前記傾斜側面は、前記反射部材で被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の照明用発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライト等に用いられる面発光素子等で使用する照明用発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等では、小型で消費電力の小さい液晶ディスプレイが広く用いられるようになってきている。かかる液晶ディスプレイにおいては、暗い場所でも文字や画像を明確に見えるようにするため、バックライトを備えている場合が多い。このようなバックライトとしては、面発光素子が使用される。面発光素子は、例えば、特開２００１−６７９１８号公報に示されたような、透明平板状の導光板の一端に切り欠き部分を設けて、当該切り欠き部分に照明用発光素子を配設し、この照明用発光素子から導光板にほぼ並行に光を入射して、入射された光を導光板内で乱反射させ、導光板全体にわたって均一に発光させるようにしたものが知られている。
【０００３】
図１３は従来の照明用発光素子を示す斜視図であり、図１４は従来の照明用発光素子を使用した面発光素子を示す平面図であり、図１５は図１３の照明用発光素子のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図１６は従来の照明用発光素子を使用した面発光素子を示す側面図であり、図１７は図１３の照明用発光素子のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【０００４】
図１３〜図１７において、面発光素子１００は、矩形平板状の透明部材からなる導光板１０１と、２つの照明用発光素子１０２，１０２とを備えている。導光板１０１の一辺には、当該辺の中点に対して対象となる位置に、２つの切り欠き部が形成されており、当該切り欠き部のそれぞれには、照明用発光素子１０２が嵌め込まれている。
【０００５】
照明用発光素子１０２は、図１３に示すように、外形が直方体形状を有しており、その一面の中心付近に偏倚して配設された発光素子チップ１０３と、発光素子チップ１０３を被覆する透明部材１０４とを有している。透明部材１０４は、ほぼ台形柱状に形成されており、発光素子チップ１０３が配設された長方形状の第一の面１０４ａと第一の面１０４ａに平行で第一の面１０４ａよりも広い面積を有する長方形状の第二の面１０４ｂと、台形柱の傾斜面をなす右側面１０４ｃ、左側面１０４ｄ、上側面１０４ｅ、及び下側面１０４ｆを有している。この右側面１０４ｃ、左側面１０４ｄ、上側面１０４ｅ、及び下側面１０４ｆ、並びに第一の面１０４ａの表面は、反射部材１０５により被覆されており、透明部材１０４の内部からこれらの側面に入射した光は反射される。
【０００６】
導光板１０１の底面１０１ａは凹凸のある粗面状に形成され、上面１０１ｂは平滑面状に形成されている。従って、照明用発光素子１０２，１０２から導光板１０１に入射された光は導光板１０１の底面１０１ａで散乱されて導光板１０１の上面１０１ｂから出射するため、導光板１０１上面からはほぼ一様に光が出射し、導光板１０１全体に渡ってほぼ一様な光量が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の照明用発光素子では、透明部材１０４の右側面１０４ｃ、左側面１０４ｄ、上側面１０４ｅ、及び下側面１０４ｆが反射部材により被覆されているため、照明用発光素子１０２から出射される光は、上下左右方向に比較的指向性の狭い光となる。従って、照明用発光素子１０２から導光板に光を入射した場合、図１４に示すように、導光板１０１の照明用発光素子１０２の左右の領域に光が入射されない部分（いわゆるダーク）が生じ、このようなダークが生じた場合、バックライトの発光面の輝度に斑が生じるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、導光板に平行な面内において出射光が広い指向性を有し、面発光装置の輝度に斑を生じさせない照明用発光素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の照明用発光装置は、発光素子チップと、前記発光素子チップを被覆する透明部材と、前記発光素子チップからの光が出射する面以外の前記透明部材の表面を被覆し、前記透明部材内部の光を反射する反射部材と、を備え、前記発光素子チップを通る少なくとも一の平面内において、前記発光素子チップから見込む角度が１８０度以上にわたって前記透明部材の表面が露出していることを特徴とするものである。
【００１０】
この構成により、導光板に平行な面内において出射光が広い指向性を有し、面発光装置の輝度に斑を生じさせない照明用発光素子を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の照明用発光素子は、発光素子チップと、前記発光素子チップを被覆する透明部材と、前記発光素子チップからの光が出射する面以外の前記透明部材の表面を被覆し、前記透明部材内部の光を反射する反射部材と、を備え、前記発光素子チップを通る少なくとも一の平面内において、前記発光素子チップから見込む角度が１８０度以上にわたって前記透明部材の表面が露出していることを特徴とするものであり、この構成により、以下のような作用が得られる。
【００１２】
発光素子チップから放射される光は、透明部材内部を放射状に広がりながら進むが、反射部材で被覆された透明部材の表面に達すると、光は反射され、さらに透明部材内部を進む。光が反射部材で被覆されていない透明部材が露出した表面に達すると、光は透明部材内から外部に出射する。ここで、透明部材の表面は、発光素子チップを通る少なくとも一の平面内において、発光素子チップから見込む角度が１８０度以上にわたって露出しているため、当該平面（以下、「放射平面」という。）内においては、光は１８０度以上の広がり（ビーム幅）をもって放射される。すなわち、放射平面内においては出射光の指向性を広くすることができる。従って、一側部に切り欠き部分が形成された透明平板状の導光板に、この照明用発光素子を、上記放射平面が導光板の表面と平行となるように、導光板の切り欠き部分に取り付けて、照明用発光素子から導光板に光を入射する場合、光が導光板に入射しない部分（いわゆるダーク）をなくすことが可能となる。
【００１３】
ここで、「発光素子チップ」とは、発光ダイオードが形成されたチップをいい、ＧａＡｓ型、ＧａＡｓＰ型、ＧａＡｌＡｓ型、ＧａＮ型等の各種発光ダイオードが使用される。「透明部材」としては、ガラス、透光性樹脂等が使用される。「反射部材」とは、光を反射する部材をいう。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明用発光素子において、前記透明部材は、前記発光素子チップが埋め込まれた第一の側面と、前記第一の側面に対向する第二の側面と、前記第一の側面から前記第二の側面に向かって拡開する傾斜側面とを有し、前記第一の側面及び前記傾斜側面は、前記反射部材で被覆されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この構成により、発光素子チップから出射された光は、透明部材内を進むが、第一の側面又は傾斜側面に達すると反射され、さらに透明部材内を進む。光が第二の側面又は透明部材が露出した他の側面に達すると、その側面から光は出射される。従って、一側部に切り欠き部分が形成された透明平板状の導光板に、この照明用発光素子を、上述の放射平面が導光板の表面と平行となるように、導光板の切り欠き部分に取り付けて、照明用発光素子から導光板に光を入射する場合、第一の側面及び傾斜側面の方向には光が漏れないため、発光素子チップから出射される光が効率よく導光板に入射される。
【００１６】
ここで、「第一の側面」及び「第二の側面」は、平面に限るものではなく、曲面であってもよい。また、一対の「傾斜側面」も、平面に限るものではなく、第一の側面から第二の側面に向かって外側に膨出しつつ拡開するように形成された曲面であってもよい。すなわち、透明部材の形状としては、第一の側面を上面とし第二の側面を底面とする四角錐台状等の多角錐台状、円錐台状、膨多角錐台状、膨円錐台状等に形成してもよい。
【００１７】
以下に本発明の一例を示す実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の斜視図であり、図２は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の正面図であり、図３は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の平面図であり、図４は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の右側面図であり、図５は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の左側面図であり、図６は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の底面図であり、図７は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の背面図であり、図８は図１の照明用発光素子のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【００１９】
図１〜図８において、本実施の形態の照明用発光素子１は、外形が略直方体形状を有している。照明用発光素子１の背面付近には、発光素子チップ２が偏倚して配設されており、当該発光素子チップ２を被覆して、倒台形柱状の透明部材３が充填されている。透明部材の左側面３ａ及び右側面３ｂ、並びに前側面（第二の側面）３ｃ及び後側面（第一の側面）３ｄは、それぞれ平行な平面状に形成され、上面３ｅ及び下面３ｆは傾斜状の平面に形成されており、前側面３ｃの面積は後側面３ｄの面積に比較して大きくなるように形成されている。透明部材３の上面３ｅ、下面３ｆ及び後側面３ｄは、反射部材４で被覆されており、透明部材３の内部からこれらの面に入射した光は反射される。照明用発光素子１の底面１ａには、発光素子チップ２に電気を供給する一対の電極５ａ，５ｂが左右対称に配設されている。この電極５ａ，５ｂにより、照明用発光素子１をプリント基板等に面付けすることが可能となる。発光素子チップ２は、透明部材３の後側面３ｄの中央付近に配設されており、電極５ａ，５ｂと電気的に接続されている。
【００２０】
図９は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子が組み込まれた面発光素子の平面図であり、図１０は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の出射光の導光板と平行な平面内での進み方を示す模式図であり、図１１は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子が組み込まれた面発光素子の右側面図であり、図１２は本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の出射光の導光板と垂直な平面内での進み方を示す模式図である。
【００２１】
図９〜図１２において、面発光素子５は、ガラスや樹脂等の透明部材からなる矩形平板状の導光板６の一辺に、当該辺の中心点に対して対称に矩形状の切り欠き部を２つ設け、それぞれの切り欠き部には、本実施の形態に係る照明用発光素子１，１が組み込まれている。照明用発光素子１，１は、その上下面が導光板６に平行になるように配設されており、照明用発光素子１の透明部材３の左右側面３ａ，３ｂ及び前側面３ｃは、前記切り欠き部内の導光板６の断面に密着されている。導光板６の上面は平滑平面上に形成されているが、導光板６の下面は、粗面状に形成されており、その表面は反射部材７により被覆されている。従って、導光板内部を通る光は導光板下面で反射されるとともに散乱され、散乱光は導光板上面より外部に出射する。
【００２２】
以上のように構成された面発光素子において、まず、電極５ａ，５ｂから各照明用発光素子１，１に電気を供給すると、発光素子チップ２が発光し、その光は透明部材３の内部を放射状に広がる。透明部材３の後側面３ｄ又は上下面３ｅ，３ｆに達した光は、反射部材４により反射され、再び透明部材３の内部を進む。光が透明部材３の前側面３ｃ又は左右側面３ａ，３ｂに達すると、光は透明部材３から出て導光板６の断面から導光板６の内部に入る。導光板６の内部に入った光は、導光板６の下面に達すると乱反射されて、導光板６の上面に達し、導光板上面より出射する。これにより、発光素子チップ２から放射される光は、導光板６の全体に渡ってほぼ一様に出射することとなる。
【００２３】
このとき、透明部材３の左右側面３ａ，３ｂは露出しているため、発光素子チップ２から放射される光は透明部材３の左右側面３ａ，３ｂからも出射する。従って、照明用発光素子１は、導光板６と平行な面内においては１８０度の角度に渡って放射状に光を照射することができ（図１０参照）、導光板６内において光が照射されない部分（いわゆるダーク）が生じることがない。すなわち、導光板全体に渡ってほぼ一様に光を入射することが可能となり、面発光素子の発光面の輝度に斑が生じることがなくなる。
【００２４】
また、透明部材３の後側面（第一の側面）３ｄ及び上下面（傾斜側面）３ｅ，３ｆは、反射部材４で被覆されているため、発光素子チップ２から放射される光がこれらの側面から外部に漏れることなく、効率よく導光板６の内部に入射される。従って、少ない消費電力によって、面発光素子５の発光面の輝度を高くすることが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の照明用発光素子によれば、発光素子チップと、前記発光素子チップを被覆する透明部材と、前記発光素子チップからの光が出射する面以外の前記透明部材の表面を被覆し、前記透明部材内部の光を反射する反射部材と、を備え、前記発光素子チップを通る少なくとも一の平面内において、前記発光素子チップから見込む角度が１８０度以上にわたって前記透明部材の表面が露出していることを特徴とすることにより、面発光装置において、導光板に光を入射する照明用発光素子として用いる場合に、光が導光板に入射しない部分（いわゆるダーク）をなくすことが可能な照明用発光素子を提供することができる。
【００２６】
また、請求項２の発明によれば、請求項１に記載の照明用発光素子において、前記透明部材は、前記発光素子チップが埋め込まれた第一の側面と、前記第一の側面に対向する第二の側面と、前記第一の側面から前記第二の側面に向かって拡開する傾斜側面とを有し、前記第一の側面及び前記傾斜側面は、前記反射部材で被覆されていることを特徴とすることにより、少ない消費電力により必要な方向に高輝度の光を供給することが可能な照明用発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の正面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の平面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の右側面図
【図５】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の左側面図
【図６】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の底面図
【図７】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の背面図
【図８】図１の照明用発光素子のＡ−Ａ線矢視断面図
【図９】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子が組み込まれた面発光素子の平面図
【図１０】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の出射光の導光板と平行な平面内での進み方を示す模式図
【図１１】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子が組み込まれた面発光素子の右側面図
【図１２】本発明の実施の形態１に係る照明用発光素子の出射光の導光板と垂直な平面内での進み方を示す模式図
【図１３】従来の照明用発光素子を示す斜視図
【図１４】従来の照明用発光素子を使用した面発光素子を示す平面図
【図１５】図１３の照明用発光素子のＡ−Ａ線矢視断面図
【図１６】従来の照明用発光素子を使用した面発光素子を示す側面図
【図１７】図１３の照明用発光素子のＢ−Ｂ線矢視断面図
【符号の説明】
１　照明用発光素子
１ａ　底面
２　発光素子チップ
３　透明部材
３ａ　左側面
３ｂ　右側面
３ｃ　前側面（第二の側面）
３ｄ　後側面（第一の側面）
３ｅ　上面
３ｆ　下面
４　反射部材
５　面発光素子
５ａ，５ｂ　電極
６　導光板
７　反射部材
【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】
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【図１７】
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