(57)【要約】【課題】ＬＥＤを実装した基板を折り曲げて反射板としたとき、より高い発光効率が得られる面状ライトユニットを提供する。【解決手段】面状ライトユニット１０は、平板状の導光板１１と、導光板１１の入射面１１ａに対向するＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２を実装した部分から導光板１１に向って断面が広がるように折り曲げた基板１３とを備え、入射面１１ａとＬＥＤ１２の間に配置された透明柔軟性樹脂１４に導光板１１を押し当て、ＬＥＤ１２と導光板１１とを接続することにより、これまで反射による損失を招いていた空気との界面を無くした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の導光板と、前記導光板の一の側面に対向するＬＥＤと、前記ＬＥＤを実装した部分から前記導光板に向って断面が広がる基板とを有する面状ライトユニットにおいて、
前記一の側面と前記ＬＥＤの間に透明柔軟性樹脂が配置され、
前記透明柔軟性樹脂は、前記導光板によって押圧され、
前記導光板は、前記透明柔軟性樹脂を介して前記ＬＥＤと接続されることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項２】
前記導光板を取り囲むケースと、前記ケースと前記導光板の間に配される弾性部材とを備え、
前記導光板は、前記弾性部材によって、前記透明柔軟性樹脂に向かって押圧されることを特徴とする請求項１に記載の面状ライトユニット。
【請求項３】
前記ＬＥＤは、ＬＥＤダイであり、前記透明柔軟性樹脂で封止されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の面状ライトユニット。
【請求項４】
前記ＬＥＤは、ＬＥＤダイが封止されたパッケージであることを特徴とする請求項１又は２に記載の面状ライトユニット。
【請求項５】
前記透明柔軟性樹脂は、蛍光体を含有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の面状ライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一の側面を入射面とし、上面を出射面とする導光板を備えた面状ライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の背面照明装置には、しばしば、平板状の導光板と、導光板の一の側面に対向配置した光源とを備える面状ライトユニットが使用される。この導光板は、一の側面が入射面となり、入射面と直交する上面が出射面となる。この液晶表示装置において、面状ライトユニットの側部に配置された光源は、導光板により上部に配置された液晶パネルを照明する。
【０００３】
この面状ライトユニットは、発光効率を向上させる一つの手法として、光源の発光をできるだけ多く導光板に入射させようとすることがある。その具体例として特許文献１に、光源となるＬＥＤを実装した基板の表面に反射性を付与し、断面がラッパ状の反射面を形成するように当該基板を折り曲げ、ＬＥＤの発光のうち導光板に向わない成分を当該反射面で反射し導光板に入射させる面状ライトユニットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５８１３号公報（図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤと導光板の入射面の間に空気層が存在するため、ＬＥＤと空気層との界面で反射が発生し、ＬＥＤから外部に放射される発光が減少してしまう。すなわちＬＥＤと入射面との間に存在する空気は、界面における反射を引き起こし発光効率の向上を妨げることになる。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、ＬＥＤを実装した基板を折り曲げて反射面を形成したときでも高い発光効率が得られる面状ライトユニット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】
【０００７】
本発明の面状ライトユニットは、平板状の導光板と、前記導光板の一の側面に対向するＬＥＤと、前記ＬＥＤを実装した部分から前記導光板に向って断面が広がる基板とを有する面状ライトユニットにおいて、前記一の側面と前記ＬＥＤの間に透明柔軟性樹脂が配置され、前記透明柔軟性樹脂は、前記導光板によって押圧され、前記導光板は、前記透明柔軟性樹脂を介して前記ＬＥＤと接続されることを特徴とする。
【０００８】
前記導光板を取り囲むケースと、前記ケースと前記導光板の間に配される弾性部材とを備え、前記導光板は、前記弾性部材によって、前記透明柔軟性樹脂に向かって押圧されていても良い。
【０００９】
前記ＬＥＤは、ＬＥＤダイであり、前記透明柔軟性樹脂で封止されていても良い。
【００１０】
前記ＬＥＤは、ＬＥＤダイが封止されたパッケージであっても良い。
【００１１】
前記透明柔軟性樹脂は、蛍光体を含有しても良い。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明の面状ライトユニットは、ＬＥＤと導光板の入射面との間に空気層が存在しない。すなわちＬＥＤと入射面の間において本発明の面状ライトユニットには、これまで反射による損失を招いていた空気層との界面がない。この結果、本発明の本発明の面状ライトユニットは、ＬＥＤを発した光が、空気層を通らず、直接又は基板の反射面で反射して導光板に入射するので高い発光効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態として示す面状ライトユニットの分解斜視図である。
【図２】図１で示す面状ライトユニットの断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態として示す面状ライトユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図１〜３を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図面の縮尺は説明のため適宜変更している。（）に特許請求の範囲で示す発明特定事項を記載する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１及び図２により本発明の第１実施形態として示す面状ライトユニット１０を説明する。図１は面状ライトユニット１０の分解斜視図である。導光板１１の入射面１１ａに対し、折り曲げられた基板１３の開放端（短手方向）が対向している。基板１３の長手方向の端部から透明柔軟性樹脂１４が観察される。導光板１１の入射面１１ａ以外の側面には両面テープ１８が貼り付けられる。反射シート１７は、底部と、底部から垂直に折り曲げられた部分を備え、底部が導光板の底面、折り曲げられた部分が両面テープ１８を介して導光板１１の入射面１１ａ以外の側面と接する。ケース１５は、上部が開放された箱であり、基板１３、両面テープ１８及び反射シート１７が取り付けられた導光板１１を収納する。このときケース１５の一の内側面に配置された弾性部材１６は、反射シート１７及び導光板１１を介して基板１３をケース１５の他の内側面に押圧する。
【００１６】
図２により面状ライトユニット１０の構造をさらに詳しく説明する。図２は、図１のＡＡ´線にそって描いた面状ライトユニット１０の断面図である。図２に示すように、面状ライトユニット１０は、平板状の導光板１１と、導光板１１の入射面１１ａ（一の側面）に対向するＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２を実装した部分から導光板１１の入射面１１ａに向って断面が広がる基板１３とを有している。入射面１１ａとＬＥＤ１２の間には透明柔軟性樹脂１４が充填されている。導光板１１は、入射面１１ａで透明柔軟性樹脂１４を押圧している。すなわち入射面１１ａは、透明柔軟性樹脂１４に密着し、透明柔軟性樹脂１４を介してＬＥＤ１２と接続している。
【００１７】
さらに面状ライトユニット１０は、導光板１１を取り囲むケース１５と、ケース１５と導光板１１の他の側面１１ｂ（入射面１１ａに対向する側面）の間に配される弾性部材１６とを備えている。弾性部材１６は、反射シート１７の折り曲げられた部分と両面テープ１８を介して、導光板１１を透明柔軟性樹脂１４に押しつけている。ここで反射シート１７は、その底部に導光板１１が積層される。両面テープ１８は、反射シート１７の折り曲げられた部分と、導光板１１の他の側面１１ｂとを貼り付ける。ＬＥＤ１２は、青色発光ダイオードであり、ベアチップ状態で基板１３にダイボンディングされ、透明柔軟性樹脂１４で封止されている。透明柔軟性樹脂１４は、蛍光体を含有している。
【００１８】
導光板１１は、厚さが２．０〜３．０ｍｍでポリカーボネートやアクリルなどからなり、出射面１１ｃにおける輝度が均一になるよう場所によって直径を変えたドット（図示せず）が底面１１ｄに形成されている。このドットは、レーザー加工により形成された凹部であり、直径が５０〜５００μｍである。ＬＥＤ１２は、ワイヤ１２ａにより図示していない基板１３の電極と電気的に接続している。基板１３は、アルミニウム板上に絶縁層と電極を形成した金属基板であり、高い反射率と熱伝導率を有している。
【００１９】
透明柔軟性樹脂１４は、圧縮変形してＬＥＤ１２と入射面１１ａを接続するとともに、導光板１１等の部品の形状誤差や温度特性による熱膨張変形を吸収する。例えば透明柔軟性樹脂１４は、ヤング率を０．１〜１ｍｐ程度にすると良い。ヤング率がこの値であると熱膨張等でＬＥＤ１２に対し１０Ｍｐ程度の圧力が発生する。しかしながらＬＥＤ１２は、１００Ｍｐ程度でまで持つので、１０Ｍｐ程度の圧力であれば破壊することがない。また透明柔軟性樹脂１４は、導光板１１の屈折率と同程度、すなわちその屈折率が１．４〜１．６であることが好ましい。基板１３は、平坦な状態でＬＥＤ１２を実装してから折り曲げられる。透明柔軟性樹脂１４は、基板１３の折り曲げ後、ＬＥＤ１２の実装部と折り曲げた部分から構成された空間に液体状態で充填され、最後に高い柔軟性を保った状態で固体化させられたものである。
【００２０】
ケース１５はアルミニウム、弾性部材１６はゴムからなる。弾性部材１６は、ケース１５に導光板１１や基板１３等を収納してから、導光板１１とケース１５の間に挿入される。反射シート１７は、白色ＰＥＴからなり、厚さが２００μｍである。両面テープ１８は、透明ＰＥＴシートの両面に粘着層を備え、厚さが１００μｍである。導光板１１の出射面１１ｃ上には、図示していない拡散シート、プリズムシートが積層される。
【００２１】
ＬＥＤ１２が発する青色光の一部は、直接又は基板１３の斜面（反射面１３ａ）で反射し、入射面１１ａから導光板１１の内部に侵入する。ＬＥＤ１２が発する青色光の残りの部分は、透明柔軟性樹脂１４に含有された蛍光体で波長変換される。この波長変換された光は等方的に広がるが、基板１３の斜面（反射面１３ａ）などで反射し、最終的に入射面１１ａから導光板１１に侵入する（吸収等の損失は無視する）。
【００２２】
良く知られているように、屈折率ｎ１の媒質から屈折率ｎ２の媒質に光が侵入しようとすると、
Ｒ＝|ｎ１−ｎ２|／（ｎ１＋ｎ２）
で示される反射が発生する（Ｒは反射率。以下、フレネル損という。）。面状ライトユニット１０では、導光板１１及び透明柔軟性樹脂１４の屈折率がともに１．５程度であるためフレネル損はほとんど発生しない。この結果、面状ライトユニット１０では、ＬＥＤと導光板の入射面との間に空気層を介在させていたこれまでの面状ライトユニットに比べ、フレネル損がなくなるため発光効率が向上する。
【００２３】
（第２実施形態）
第１実施形態として示した面状ライトユニット１０では、ＬＥＤ１２を、ベアチップであるＬＥＤダイとしていた。しかしながら基板に実装するＬＥＤは、ＬＥＤダイに限られず、ＬＥＤダイが樹脂等により封止されたパッケージ製品であっても良い。そこで、図３により本発明の第２実施形態として、パッケージ化したＬＥＤ２２を備えた面状ライトユニット２０について説明する。
【００２４】
図３は、面状ライトユニット２０の断面図である。図３において、図２に示した面状ライトユニット１０の断面図と異なるところは、ＬＥＤ２２と透明柔軟性樹脂２４だけである。その他の部材及びそれらの配置関係は、図２と図３で共通であるから説明は省略する。
【００２５】
図３に示すようにＬＥＤ２２は、青色発光ダイオードであるＬＥＤダイ２２ａと、ＬＥＤダイ２２ａの上面（図の右側の面）と側面（図の上下の面）を封止する封止樹脂２２ｂと、封止樹脂２２ｂの側面を被覆する白色反射樹脂２２ｃと、ＬＥＤダイ２２ａの底面（図の左側）に形成された突起電極２２ｄを備えている。ＬＥＤダイ２２ａは、突起電極２２ｄにより基板１３の図示していない電極と電気的及び機械的に接続する。透明柔軟性樹脂２４は、ＬＥＤ２２と入射面１１ａの間に配され、導光板１１に押されて変形している。すなわち高い柔軟性を保った状態で固化している透明柔軟性樹脂２４が、ＬＥＤ２２の上面（図の右側の面）に配置されてから導光板で押圧固定されるため、ＬＥＤ２２の側面部（図の上下の面）には空間が現れる。ＬＥＤ２２の光出射面２２ｅ（上面）と入射面１１ａは透明柔軟性樹脂２４を介して接続しており、光出射面２２ｅ（上面）と入射面１１ａとの間に空気層は存在しない。
【００２６】
ＬＥＤ２２は、白色反射樹脂２２ｃがあるため、光出射面２２ｅからだけ光を放射する。白色光を得るための蛍光体は、封止樹脂２２ｂ又は透明柔軟性樹脂２４に含有させる。蛍光体を透明柔軟性樹脂２４に含有させると、発熱体であるＬＥＤダイ２２ａから蛍光体が離れるので、蛍光体が高温にならずに済む。このため蛍光体は、変換効率が低下せず、発光効率の向上にもつながる。また高温に弱い蛍光体が使用できるようにもなる。ＬＥＤダイ２２ａの発光の一部は、直接又は基板１３の斜面（反射面１３ａ）で反射し入射面１１ａに向かう。ＬＥＤダイ２２ａの発光の残りの部分は、蛍光体で波長変換され、この波長変換された光も直接又は基板１３の斜面（反射面１３ａ）で反射し入射面１１ａに向かう。
【００２７】
前述のように透明柔軟性樹脂２４は、導光板１１をケース１５に組み込む際、高い柔軟性を保ったまま固体化した状態で基板１３に挿入される。すなわち、図１及び図２に示した面状ライトユニット１０では透明柔軟性樹脂１４が液状で充填されたのち固体化するという過程を踏むのに対し、面状ライトユニット２０はこのような過程がないため組み立てやすい。
【符号の説明】
【００２８】
１０、２０…面状ライトユニット、
１１…導光板、
１１ａ…入射面、
１１ｂ…他の側面、
１１ｃ…出射面、
１１ｄ…底面、
１２、２２…ＬＥＤ、
１２ａ…ワイヤ、
１３…基板、
１３ａ…反射面、
１４、２４…透明柔軟性樹脂、
１５…ケース、
１６…弾性部材、
１７…反射シート、
１８…両面テープ、
２２ａ…ＬＥＤダイ、
２２ｂ…封止樹脂、
２２ｃ…白色反射樹脂、
２２ｄ…突起電極、
２２ｅ…光出射面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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