【手続補正書】
【提出日】平成19年9月27日(2007.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、前記反射部材の中心部に配置され、
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、前記発光素子の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発光素子の光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記発光素子の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】
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、前記反射部材の中心部に配置され、
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は、前記発光素子から出射され、前記導光部のいずれの部分においても全反射していない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、前記発光素子の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第１の領域へ向かわせ、ついで前記第１の領域で全反射させて前記反射部材へ向かわ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発光光源。
【請求項９】
前記反射部材は、光を前記発光素子の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、請求項８に記載の発光光源。
【請求項１０】
前記発光素子の光軸を含む平面で見たときに、前記発光素子の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、前記発光素子から出射された側とは前記発光素子の光軸を挟んで逆側に配置されている前記反射部材へ導くように前記第３の領域が形成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１１】
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の領域を形成したことを特徴とする、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反射部材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１３】
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を全反射させ、前記反射部材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１４】
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１５】
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１６】
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又は８に記載の発光光源。
【請求項１７】
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又は８に記載の発光光源。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項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１９】
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１８に記載の発光光源アレイ。
【請求項２０】
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１８に記載の発光光源アレイ。
【請求項２１】
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２２】
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２３】
請求項１から１７のいずれか１項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２４】
請求項１から１７のいずれか１項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２５】
請求項１から１７のいずれか１項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２６】
請求項１から１７のいずれか１項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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明に係る第１の発光光源は、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、前記反射部材の中心部に配置され、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、前記発光素子の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発光素子の光軸から次第に遠ざかる方向へ向けて反射させ、前記発光素子の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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第１の発光光源にあっては、発光素子の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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明にかかる第１の発光光源のある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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明にかかる第１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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明にかかる第１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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明にかかる第１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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明にかかる第１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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明にかかる第１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。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明にかかる第２の発光光源は、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、前記反射部材の中心部に配置され、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は、前記発光素子から出射され、前記導光部のいずれの部分においても全反射していない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、前記発光素子の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第１の領域へ向かわせ、ついで前記第１の領域で全反射させて前記反射部材へ向かわ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。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明にかかる第２の発光光源によれば、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、さらに発光素子から出射された光を第３の領域で全反射させて第１の領域へ向かわせ、第１の領域で全反射させて反射部材へ向かわせ、反射部材で反射させて外部へ向かわせることにより、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。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。
本発明にかかる第２の発光光源のある実施態様においては、前記反射部材は、光を前記発光素子の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している。かかる実施態様によれば、例えば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ることができるので、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。
本発明にかかる第２の発光光源の別な実施態様においては、前記発光素子の光軸を含む平面で見たときに、前記発光素子の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、前記発光素子から出射された側とは前記発光素子の光軸を挟んで逆側に配置されている前記反射部材へ導くように前記第３の領域が形成されている。かかる実施態様によれば、発光光源の輝度をより均一化することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明にかかる第２の発光光源のさらに別な実施態様は、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の領域を形成している。この実施態様によれば、発光素子から出射された光を第３の領域で全反射させ、ついで第１の領域で全反射させて逆傾斜領域へ導くようにすることができるので、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。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明にかかる第２の発光光源のさらに別な実施態様は、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反射部材へ導くようにしている。かかる実施態様によれば、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。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明にかかる第２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を全反射させ、前記反射部材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。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明にかかる第２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。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明にかかる第２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。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明にかかる第１又は第２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。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
本発明にかかる第１又は第２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。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本発明にかかる発光光源アレイは、本発明にかかる第１又は第２の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。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
本発明にかかる発光光源アレイのある実施態様は、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。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本発明にかかる照明装置は、本発明にかかる第１又は第２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。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
本発明にかかる照明方法は、本発明にかかる第１又は第２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。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
本発明にかかる情報表示方法は、本発明にかかる第１又は第２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。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
本発明にかかる液晶表示装置は、本発明にかかる第１又は第２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。