(57)【要約】【課題】容易に製造でき、しかも発光素子の出射光を導光板に効率良く入射させることが可能な発光装置を提供する。【解決手段】導光体１２には、ＬＥＤチップ１１の搭載位置に面して凹部状の切欠部１２ａが形成されており、ＬＥＤチップ１１が凹部状の切欠部１２ａの中心になるように位置決めされて、ＬＥＤチップ１１を搭載した基板１１ａが凹部状の切欠部１２ａを塞ぐように取り付けられる。ＬＥＤチップ１１で封止された凹部状の切欠部１２ａ内には、ゲル状シリコーン樹脂１５が充填され、ＬＥＤチップ１１と導光体１２の光入射部との間に隙間が生じないようにしている。これにより、ＬＥＤチップ１１からの出射光は、導光板１２に効率良く入射できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子からの光を入射する入射部、及び前記光を所定の方向に出射する出射面を有した導光体と、
前記導光体の前記入射部と前記発光素子の間に設けられたゲル状シリコーン樹脂とを備え、
前記導光体の前記入射部は、所定の形状の切欠部を有し、
前記ゲル状シリコーン樹脂は、前記発光素子と前記導光体の前記入射部の前記切欠部の間に充填されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記発光素子は、青色光または紫外光を発光する発光ダイオードと、前記発光ダイオードによる前記青色光または紫外光により励起される蛍光体とにより白色光を発生する構成を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光素子は、赤、緑、青の３色を発光する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記導光体は、前記切欠部の両側に反射面を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記切欠部は、半円形であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記切欠部及び前記発光素子は、複数の切欠部、及び複数の発光素子からなり、前記切欠部ごとに両側に反射面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置や携帯電話機のテンキーを含む押しボタン等の背面からの照明光源に用いられる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置等においては、光源からの光を導光板に入射し、導光板から液晶表示パネルへ光を均一に導くバックライト装置が用いられており、例えば、パッケージのすり鉢状のリフレクタの底部に発光素子を配置し、すり鉢状のリフレクタにエポキシ樹脂等を充填して形成した封止部の上部にシリコーン樹脂を充填した発光装置を準備し、当該発光装置を導光板の端面に配置し、両者の間に空隙を形成しないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この構成によれば、発光装置と導光板の光導入部との間に空隙が生じないため、発光装置からの光が導光板の端面で反射するのを低減できるため、発光装置からの光を導光板に効率良く導入できるようになる。
【特許文献１】特開２００３−２３４００８号公報（［００１０］〜［００１３］、［００１９］、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の発光装置によると、パッケージのすり鉢状のリフレクタに封止部を形成した後、その上部にシリコーン樹脂を充填しなければならないため、生産性及び作業性が劣り、製造が難しいという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、容易に製造でき、しかも発光素子の出射光を導光板に効率良く入射させることが可能な発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、発光素子と、前記発光素子からの光を入射する入射部、及び前記光を所定の方向に出射する出射面を有した導光体と、前記導光体の前記入射部と前記発光素子の間に設けられたゲル状シリコーン樹脂とを備え、前記導光体の前記入射部は、所定の形状の切欠部を有し、前記ゲル状シリコーン樹脂は、前記発光素子と前記導光体の前記入射部の前記切欠部の間に充填されていることを特徴とする発光装置を提供する。
【０００７】
このような構成によれば、発光装置の製造を容易にしながら、導光体の入射部と発光素子がゲル状シリコーン樹脂によって密着し、発光素子の使用数にかかわらず、導光体の入射部と発光素子の間に空隙を生じることがない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の発光装置によれば、製造を容易にしながら、発光素子の出射光を導光板に効率良く入射させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［第１の実施の形態］
（発光装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るバックライト装置の分解斜視図を示す。また、図２は発光装置の正面図、図３はバックライト装置の側面図を示す。
【００１０】
発光装置１は、基板１１ａに搭載された発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）チップ１１と、ＬＥＤチップ１１を搭載した基板１１ａが所定位置に取り付けられる板状の導光体１２とを備えて構成されている。
【００１１】
上記構成の発光装置１において、導光体１２は、一方の面に反射板１３が装着され、更に、他方の面（光出射面）に光学フィルタ１４が装着されることにより、液晶表示パネル用のバックライト装置２が構成される。
【００１２】
バックライト装置２は、通常、白色光を導光体１２に入射する構成になっている。そこで、ＬＥＤチップ１１は、白色光が得られる構成、例えば、ＧａＮ系化合物系半導体からなる青色発光のものを用いるとともに、その光放射面にＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系等の蛍光体を透光性樹脂等に含有させた蛍光体層（図示せず）を設けた構成としている。
【００１３】
また、ＬＥＤチップ１１は、青色光に代えて紫外光を発光する構成のものを用いることもできる。この場合、上記蛍光体層には、比較的紫外線に強い樹脂やガラス等と紫外線を吸収して可視光を発光することが可能な蛍光物質で構成することが好ましい。このような蛍光物質には、例えば、赤色蛍光体としてＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、青色蛍光体としてＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、及び緑色蛍光体として（ＳｒＥｕ）Ｏ・Ａｌ２Ｏ３があり、これらを耐紫外線樹脂等に含有させることにより、白色光を得ることができる。
【００１４】
導光体１２は、例えば、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー等を用いることができ、ＬＥＤチップ１１を搭載した基板１１ａが取り付けられる凹部状の切欠部１２ａと、凹部状の切欠部１２ａの両側に形成された反射面１２ｂとを備えて構成されている。導光体１２は、ＬＥＤチップ１１からの光が均一に分散されるように、必要に応じて、厚みに変化を持たせたり、凹凸加工等が施されている。
【００１５】
導光体１２の凹部状の切欠部１２ａは、ＬＥＤチップ１１との間に十分な空間が確保されており、この空間内には、透光性を有するゲル状シリコーン樹脂（シリコーンゲル）１５が図２のように充填されている。ゲル状シリコーン樹脂１５には、紫外線硬化型、加熱硬化型等がある。なお、ゲル状シリコーン樹脂１５に、上記した蛍光体を混入させてもよい。この場合、ＬＥＤチップ１１には蛍光体層を設けなくてもよい。
【００１６】
導光体１２の反射面１２ｂは、コーナ部を斜めにカットし、そのカット面の表面に反射率の高い金属を蒸着するなどして構成されている。
【００１７】
反射板１３は、導光体１２の背面から漏れ出た光を導光体１２側へ反射させるものであり、例えば、反射率の高い金属を樹脂フィルムに蒸着するなどして構成されている。
【００１８】
光学フィルタ１４は、導光体１２からの光を正面方向（液晶表示パネル側）へ揃えるものであり、例えば、ＢＥＦ（Band Elimination Filter）や「プリズムシート」と称されるもの、偏光板等を用いることができる。なお、導光体１２からの出射光が全面で均一になるように、光学フィルタ１４と導光体１２の間、或いは導光体１２と反射板１３の間に拡散シートを配設するのが望ましい。
【００１９】
次に、図１〜図３を参照して、発光装置１及びバックライト装置２の製造方法について説明する。
【００２０】
（発光装置の製造方法）
ここでは、図２に示す発光装置１の製造方法について説明する。まず、導光体１２の一方の面に樹脂等からなる小サイズの薄板（図示せず）を仮に貼着する。次に、ＬＥＤチップ１１が凹部状の切欠部１２ａの中心になるようにして基板１１ａを導光体１２に位置決めし、その状態で基板１１ａを接着剤等により導光体１２に固定する。次に、上記薄板を下側にし、図２のように、凹部状の切欠部１２ａ内にゲル状シリコーン樹脂１５を充填し、必要に応じて加熱、紫外線照射等を施してゲル状シリコーン樹脂１５を固化させる。次に、上記薄板を導光体１２から剥すことにより、図２に示す構成の発光装置１が完成する。
【００２１】
なお、こうして製造した発光装置１を用いてバックライト装置２を製造するには、図１に示す反射板１３を導光体１２の一方の面に貼着し、図１に示す光フィルタ１４を導光体１２の他方の面に貼着する。
【００２２】
（バックライト装置の製造方法１）
次に、バックライト装置２の製造過程において発光装置１を同時に製作する方法について説明する。まず、導光体１２の一方の面に反射板１３を貼着する。次に、ＬＥＤチップ１１が凹部状の切欠部１２ａの中心になるようにして基板１１ａを導光体１２に位置決めし、その状態で基板１１ａを接着剤等により導光体１２に固定する。
【００２３】
次に、反射板１３を下側にし、図２のように、ゲル状シリコーン樹脂１５を、凹部状の切欠部１２ａ内に適量を充填し、必要に応じて加熱、紫外線照射等を施してゲル状シリコーン樹脂１５を固化することにより、反射板１３付きの発光装置１が完成する。
【００２４】
次に、凹部状の切欠部１２ａ内に気泡や空隙が生じないようにしながら、導光体１２の他方の面に光学フィルタ１４を貼着する。以上により、図３に示す構成のバックライト装置２が完成する。なお、反射板１３及び光学フィルタ１４の導光体１２への装着順は、逆であってもよい。
【００２５】
（バックライト装置の製造方法２）
まず、図１の様に、導光体１２の両面に反射板１３と光学フィルタ１４を順次位置決めし、これらを導光体１２に順次貼り合わせる。次に、凹部状の切欠部１２ａが上になるように導光体１２の天地を逆にし、凹部状の切欠部１２ａ内にゲル状シリコーン樹脂１５を充填する。このとき、ゲル状シリコーン樹脂１５の充填量は、ＬＥＤチップ１１を搭載した基板１１ａを凹部状の切欠部１２ａに装着した後に、気泡や空隙が凹部状の切欠部１２ａ内に生じない程度にする。
【００２６】
次に、ＬＥＤチップ１１を凹部状の切欠部１２ａの中心に合わせた状態のまま、基板１１ａを導光体１２に取り付ける。このとき、必要に応じて、接着剤等を用いて基板１１ａを導光体１２に固定する。また、必要に応じて、加熱、紫外線照射等を施してゲル状シリコーン樹脂１５を固化する。以上により、図３に示す構成のバックライト装置２が完成する。
【００２７】
（バックライト装置の動作）
ＬＥＤチップ１１に所定の電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１１が発光する。ＬＥＤチップ１１からの光は、約１８０°の範囲に出射してゲル状シリコーン樹脂１５に入射し、一部の光はそのまま導光体１２内を繰り返し反射し、他の一部の光は反射面１２ｂで反射した後、導光体１２内を繰り返し反射する。その過程で、反射板１３側に漏れた光は反射板１３で反射し、導光体１２を透過して光学フィルタ１４に入射する。
【００２８】
導光体１２内の光は、最終的に光学フィルタ１４側へ出射し、光学フィルタ１４によって正面方向（液晶表示パネル側）に揃えられた状態で、図示しない液晶表示パネルに入射する。
【００２９】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）導光体１２に凹部状の切欠部１２ａを設け、この凹部状の切欠部１２ａに面して基板１１ａとともにＬＥＤチップ１１を配設し、凹部状の切欠部１２ａ内にゲル状シリコーン樹脂１５を充填したので、ＬＥＤチップ１１と導光体１２の間には空隙が生じず、ＬＥＤチップ１１から導光体１２への光注入効率を向上させることができる。
（ロ）導光体１２の凹部状の切欠部１２ａの両側に反射面１２ｂを設けたことにより、ＬＥＤチップ１１からの光は、導光体１２の奥部へ導かれるので、ＬＥＤチップ１１からの光を有効に利用することができる。
（ハ）上記（イ）によって光注入効率を向上できるため、複数のＬＥＤチップ１１を用いたバックライト装置等におけるＬＥＤチップ１１の使用数を低減することができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るバックライト装置の斜視図を示す。なお、図４においては、ＬＥＤチップ１１は導光体１２に装着前の状態を示している。本実施の形態は、第１の実施の形態において、基板１１ａのＬＥＤチップ１１の両側に注入孔１６Ａ，１６Ｂを設け、この注入孔１６Ａ，１６Ｂの一方を通して凹部状の切欠部１２ａへゲル状シリコーン樹脂１５を注入できる構成にしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３１】
本実施の形態においては、まず、導光体１２の両面に反射板１３及び光学フィルタ１４を貼着する。ついで、凹部状の切欠部１２ａに対向させてＬＥＤチップ１１及び基板１１ａを位置決めした後、基板１１ａを導光体１２に接着剤等により固定する。
【００３２】
次に、導光体１２の天地を逆にし、ＬＥＤチップ１１が上側になるようにする。次に、注入孔１６Ａ，１６Ｂの一方から、注射器等を用いて第１の実施の形態で説明したゲル状シリコーン樹脂を注入し、凹部状の切欠部１２ａ内にゲル状シリコーン樹脂を充填する。このとき、注入孔１６Ａ，１６Ｂの他方は、空気抜きの孔として機能する。なお、ゲル状シリコーン樹脂を充填しやすくするため、充填時に凹部状の切欠部１２ａ及び発光装置１側が上側になるようにセットすると良い。
【００３３】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、注入孔１６Ａ，１６Ｂからゲル状シリコーン樹脂を注入できるため、容易にゲル状シリコーン樹脂を凹部状の切欠部１２ａに充填することができる。更に、凹部状の切欠部１２ａ内から溢れ出る余分なゲル状シリコーン樹脂の量を低減できるため、作業性及び組立性が向上する。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００３４】
［第３の実施の形態］
（バックライト装置の構成）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るバックライト装置の分解斜視図を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、基板１１ａに搭載したＬＥＤチップ１１に代えて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを基板２０上に搭載したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３５】
ＬＥＤチップ２１Ｒは、例えば、ＧａＡｓ系（Ａｌ１−ＸＧａＸＡｓ（０≦Ｘ≦１））、ＧａＰ系（Ａｌ１−Ｘ−ＹＩｎＹＧａＸＡｓ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１））等からなり、赤色光を発光する。ＬＥＤチップ２１Ｇは、例えば、ＧａＰ系（Ａｌ１−Ｘ−ＹＩｎＹＧａＸＡｓ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１））、ＧａＮ系（Ａｌ１−Ｘ−ＹＩｎＹＧａＸＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１））等からなり、緑色を発光する。ＬＥＤチップ２１Ｂは、例えば、ＧａＮ系（Ａｌ１−Ｘ−ＹＩｎＹＧａＸＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１））等からなり、青色光を発光する。なお、ＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの並び順は、任意にすることができる。
【００３６】
（バックライト装置の製造方法）
第３の実施の形態におけるバックライト装置２の製造方法の一例を説明すると、まず、導光体１２の一方の面に反射板１３を貼着する。次に、ＬＥＤチップ２１Ｇが凹部状の切欠部１２ａの中心になるようにして基板２０を導光体１２に位置決めし、その状態で基板２０を接着剤等により導光体１２に固定する。
【００３７】
次に、ゲル状シリコーン樹脂を凹部状の切欠部１２ａ内に溢れない程度に充填し、反射板１３付きの発光装置１を完成させる。最後に、導光体１２の他方の面に光学フィルタ１４を貼着する。以上により、バックライト装置２が完成する。
【００３８】
なお、第３の実施の形態においては、反射板１３と光学フィルタ１４は、貼着順を逆にしてもよい。また、反射板１３及び光学フィルタ１４に代わるものを仮に装着し、凹部状の切欠部１２ａにゲル状シリコーン樹脂を注入してもよい。
【００３９】
（バックライト装置の動作）
次に、本実施の形態の動作を説明する。ＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのそれぞれに所定の直流電圧を印加すると、ＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、Ｒ、Ｇ、Ｂを同時に発光し、凹部状の切欠部１２ａに向けて出射する。ＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの３色の光は、ＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの上方でＲ、Ｇ、Ｂの３色が混ざることにより、導光体１２には白色光が入射する。
【００４０】
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態によれば、３色混合による白色光がＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによって得られるため、蛍光体や蛍光体層を用いない構成にすることができる。また、発光源がＬＥＤチップ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの３つになるため、第１の実施の形態に比べ、光量を増大させることができる。その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【実施例】
【００４１】
図６は、大型バックライト装置の実施例を示す。この発光装置３は、図１に示した凹部状の切欠部１２ａと反射面１２ｂを、複数のＬＥＤチップ１１及び基板１１ａに対応して所定間隔に設けた構成の導光体３０を用い、それぞれの凹部状の切欠部１２ａに面してＬＥＤチップ１１を配設し、凹部状の切欠部１２ａ内に上記したゲル状シリコーン樹脂を充填したものである。
【００４２】
このように、複数の凹部状の切欠部１２ａと複数の反射面１２ｂを備え、それぞれの凹部状の切欠部１２ａにＬＥＤチップ１１が配設された導光体３０は、大型の液晶表示パネル等に用いるのに適し、パネルサイズに応じてＬＥＤチップ１１の使用数を決定することにより、任意のサイズの液晶表示用等のバックライト装置に対応した発光装置３を構成することができる。
【００４３】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、凹部状の切欠部１２ａは、半円形に限定されるものではなく、三角形、五角形等の凹部状の切欠部であってもよい。
【００４４】
また、本発明を液晶表示パネルのバックライト装置に適用した場合について説明したが、本発明はバックライト装置に限定されるものではなく、発光装置をマトリクス状に配列した表示灯、信号機等の光源として用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバックライト装置の分解斜視図を示す。
【図２】図１の発光装置の正面図である。
【図３】図１のバックライト装置の側面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るバックライト装置の斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るバックライト装置の分解斜視図である。
【図６】大型バックライト装置の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，３  発光装置
２  バックライト装置
１１  ＬＥＤチップ
１１ａ  基板
１２  導光体
１２ａ  凹部状の切欠部
１２ｂ  反射面
１３  反射板
１４  光学フィルタ
１５  ゲル状シリコーン樹脂
１６Ａ，１６Ｂ  注入孔
２０  基板
２１Ｒ  ＬＥＤチップ（赤）
２１Ｇ  ＬＥＤチップ（緑）
２１Ｂ  ＬＥＤチップ（青）
３０  導光体
【図１】
2007317621.tif 000003
【図２】
2007317621.tif 000004
【図３】
2007317621.tif 000005
【図４】
2007317621.tif 000006
【図５】
2007317621.tif 000007
【図６】
2007317621.tif 000008