(57)【要約】 【課題】  簡単な構成で薄型化が可能であり、輝度むらが生じることを防ぐことができる発光装置、該発光装置を備えるバックライト、および該バックライトを備える液晶表示装置を提供する。【解決手段】  発光装置２２を構成する樹脂封止層２６の外方に臨む表面部２６ａ，２６ｂのうち、少なくとも１つの発光素子２５の出射面２５ａに対向する表面部２６ａは、発光素子２５に向かって凹となる凹部分３５を有する。また設置面部３４には、発光素子２５が光を出射する出射方向に対して傾斜し、光を反射する傾斜面３２ａ，３２ｂが形成される。また隣接する発光素子２５間の設置面部３４に設けられ、光を反射する壁面部３６を有する側部反射体３３をさらに含む。【選択図】      図５
2009021189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定める設置面部を有する基体と、
前記設置面部に間隔をあけて予め定める配列方向に沿って配置され、光を出射する出射面を有する複数の光源と、
透光性を有し、複数の光源の外周を覆って設けられる透光性部材と、を含み、
前記透光性部材の外方に臨む表面部のうち、少なくとも１つの光源の出射面に対向する表面部は、光源に向かって凹となる凹部分を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記設置面部には、光源が光を出射する出射方向に対して傾斜し、光を反射するパターンが形成され、
前記パターンは、複数の光源と一体に透光性部材に覆って設けられ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】
隣接する光源間の前記設置面部に設けられる側壁部をさらに含み、
前記側壁部の光源に臨む壁面部は、光を反射し、壁面部が臨む光源が光を出射する出射方向に略平行、または出射方向に進むにつれて、壁面部が臨む光源に進むように傾斜することを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
予め定める設置面部を有する基体と、
前記設置面部に間隔をあけて予め定める配列方向に沿って配置され、光を出射する複数の光源と、
前記設置面部に形成され、光源が光を出射する出射方向に対して傾斜し、光を反射するパターンと、
透光性を有し、複数の光源およびパターンの外周を覆って設けられる透光性部材と、
隣接する光源間の前記設置面部に設けられる側壁部とを含み、
前記側壁部の光源に臨む壁面部は、光を反射し、出射方向に略平行、または出射方向に進むにつれて、壁面部が臨む光源に進むように傾斜することを特徴とする発光装置。
【請求項５】
前記凹部分は、光源の出射面の中心から光の出射方向の表面位置が頂点となり、出射方向を含む仮想一平面に投影した形状が略Ｖ字状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項６】
前記凹部分は、前記頂点に向かうにつれて、出射方向に対する傾斜角度が小さくなることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記側壁部の光源に臨む壁面部は、出射方向に進むにつれて、壁面部が臨む光源に進むように傾斜し、
壁面部の光源の出射方向に対する傾斜角度は、
前記配列方向を含む仮想一平面で切断した断面において、壁面部と設置面部とが成す第１角度と、
壁面部の出射方向の端部と設置面部に光源の設置面部寄りの端部とを結ぶ仮想直線と、壁面部とが成す第２角度とが、略等しくなるように設定されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項８】
前記パターンは、出射方向に傾斜する少なくとも２つの傾斜面を有することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項９】
前記パターンは、出射方向に傾斜する湾曲面を有することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１０】
光源と側壁部との間には、設置面部における光源側の第１領域と側壁部側の第２領域とを隔て、配列方向に略直交する境界が設定され、
前記第１領域に形成されるパターンによって反射されて透光性部材の外方に出射される光の量は、前記第２領域に形成される各パターンによって反射されて透光性部材の外方に出射される光の量より、少ないことを特徴とする請求項２〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１１】
前記パターンおよび側壁部の少なくともいずれか一方の表面部には、金属膜が形成されていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項１２】
光を出射する発光装置と、発光装置から出射される光が一側部から入射され、一側部から入射される光を拡散させて、少なくとも一方の主面から出射する導光体とを含むバックライトシステムであって、
前記面発光装置は、
予め定める設置面部を有する基体と、
前記設置面部に間隔をあけて予め定める配列方向に沿って配置され、光を導光体の一側部に向かって出射する出射面を有する複数の光源と、
透光性を有し、複数の光源の外周を覆って設けられる透光性部材と、を含み、
前記透光性部材の外方に臨む表面部のうち、少なくとも１つの光源の出射面に対向する表面部は、光源に向かって凹となる凹部分を有することを特徴とするバックライトシステム。
【請求項１３】
光を出射する発光装置と、発光装置から出射される光が一側部から入射され、一側部から入射される光を拡散させて、少なくとも一方の主面から出射する導光体と、導光体が出射する光が入射する液晶パネルとを含む液晶表示装置であって、
前記面発光装置は、
予め定める設置面部を有する基体と、
前記設置面部に間隔をあけて予め定める配列方向に沿って配置され、光を導光体の一側部に向かって出射する出射面を有する複数の光源と、
透光性を有し、複数の光源の外周を覆って設けられる透光性部材と、を含み、
前記透光性部材の外方に臨む表面部のうち、少なくとも１つの光源の出射面に対向する表面部は、光源に向かって凹となる凹部分を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ用バックライト光源、ならびに住宅およびオフィスに用いられる照明などに用いられる発光装置、前記発光装置を搭載したバックライトシステム、および前記バックライトシステムを搭載した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、電子装置、たとえば携帯電話装置、デジタルカメラ、携帯ゲーム機、カーナビゲーションシステム、パーソナルコンピュータ、および薄型テレビジョンなどに設けられる。液晶表示装置は、自発光機能を持たない表示装置であるので、背面から光を照らすバックライトシステムと一体に用いられる。このようなバックライトシステムとしては、光源を導光板のエッジ部に設けるエッジライト型バックライトと、光源を表示画面の直下に設ける直下型バックライトとがある。エッジライト型バックライトは、冷陰極管またはＬＥＤといった光源を用い、導光板のエッジ部から入射させた光を、導光板によって表示領域内で均一になるように拡散させて、導光板の一方の主面から出射させる方式である。
【０００３】
図１７は、第１の従来の技術のエッジライト型バックライト１を示す斜視図である。図１８は、第１の従来の技術のエッジライト型バックライト１の導光領域を示す平面図である。エッジライト型バックライト１は、複数の光源２と、導光板３と、反射シート５と、複数の光学シート６とを含む。バックライト１の光源２は、プリント基板７に実装される複数のＬＥＤが用いられる。ＬＥＤを用いることによって、バックライト１の薄型化、低電圧化、および環境負荷を低減することができる。しかしながら、ＬＥＤ２自体、元々指向性が強いので、幅の広い導光板３に対し均一に光を入射させることは困難であり、図１８に斜線を施して示すような暗部４を生じることが多い。これによって特に携帯電話およびＰＤＡといったモバイル機器に搭載されるエッジライト型バックライト１では、図１８に示すように、輝度むらが発生し易く、これによって液晶表示装置の表示品質が低下するおそれがある。
【０００４】
図１９は、第２の従来の技術のエッジライト型バックライト８の導光領域を示す平面図である。図２０は、エッジライト型バックライト８の一部を拡大して示す平面図である。前述のような問題を解決するため、第２の従来の技術では、複数の発光素子９が、細長い角棒状の配線基板１０の長手方向に沿って所定の間隔をおいて配設され、ダイボンディングされる。各発光素子９の両側には、各発光素子９と交互に位置するように反射板１１が配設される。反射板１１の対向面１１ａは、各発光素子９の出射方向に向かうようにしたがって開口面積が大きくなるように傾斜している。これによって各発光素子９から出射される光を、反射板１１の対向面１１ａによって反射させて、出射方向に導き、図１９に斜線を施して示すような暗部１２が生じる領域を小さくしている（たとえば特許文献１参照）。
【０００５】
また第３の従来の技術の線状光源では、２本の冷陰極管が用いられ、冷陰極管の外方に設けられる反射板は、すじ目状の凹凸反射面と放物線状の鏡面反射面を有する。２本の冷陰極管から発せられる光で光の干渉を起す中央部には、凹凸反射面で光を拡散反射させ均一な光線を液晶表示装置に反射照射させる。また光の干渉を起しにくい外側では、鏡面反射面で光を均一に液晶表示装置に反射照射させる。これによって輝度むらを生じることを防止している（たとえば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３５１３９号公報
【特許文献２】特開平１−１１６５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の第２の従来の技術では、画面の大型化、およびコストダウンによる発光素子数削減などによって、発光素子の配置間隔が大きくなると、または凹部の深さ寸法が小さくなると、図１９に示すように、発光素子９と反射板１１との間に光が出射されない領域が拡大または新たに形成される。具体的には、発光素子９が出射した光は、図２０に示すように、屈折率で決まる全反射角より小さい角度のとき反射せずそのまま透過する光１３と、全反射角度より大きな角度のとき、樹脂封止層１５の表面で一旦反射し対向面１１ａに当たった後、樹脂封止層１５の表面を透過し導光板側に向けて出射される光１４とに分けられる。したがって発光素子９と対向面１１ａとの間隔が大きいと、この発光素子９も対向面１１ａもない範囲には殆んど光が届かず、この範囲からは光を出射させることができない。したがって導光板１６には、光が入射してこないエリアに暗部１２が形成される。このように第２の従来の技術では、輝度むらが生じるという問題がある。
【０００８】
また前述の第３の従来の技術の線状光源は、直下型バックライトを想定したものであり、構造上、薄型化が図りにくい。また第３の従来の技術の線状光源を、ＬＥＤのような点光源によって実現すると、すじ目状の凹凸反射面と放物線状の鏡面反射面は、３次元の形状によって設計する必要がある。したがって反射面は、断面が変化するような複雑な形状となり作製が困難である。
【０００９】
したがって本発明の目的は、簡単な構成で薄型化が可能であり、輝度むらが生じることを防ぐことができる発光装置、該発光装置を備えるバックライト、および該バックライトを備える液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、予め定める設置面部を有する基体と、
前記設置面部に間隔をあけて予め定める配列方向に沿って配置され、光を出射する出射面を有する複数の光源と、
透光性を有し、複数の光源の外周を覆って設けられる透光性部材と、を含み、
前記透光性部材の外方に臨む表面部のうち、少なくとも１つの光源の出射面に対向する表面部は、光源に向かって凹となる凹部分を有することを特徴とする発光装置である。
【００１１】
また本発明は、前記設置面部には、光源が光を出射する出射方向に対して傾斜し、光を反射するパターンが形成され、
前記パターンは、複数の光源と一体に透光性部材に覆って設けられることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明は、隣接する光源間の前記設置面部に設けられる側壁部をさらに含み、
前記側壁部の光源に臨む壁面部は、光を反射し、壁面部が臨む光源が光を出射する出射方向に略平行、または出射方向に進むにつれて、壁面部が臨む光源に進むように傾斜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光装置は、基体、光源、および透光性部材とを含む。基体の設置面部には、複数の光源が配列方向に間隔をあけて設けられる。透光性部材は、複数の光源の外周を覆って設けられる。このように光源は、透光性部材によって覆われるので、透光性部材の出射方向の表面部を介して、光が外方に出射される。このような透光性部材の外方に臨む表面部のうち、少なくとも１つの光源の出射面に対向する表面部は、光源に向かって凹となる凹部分を有する。したがって凹部分に対向する光源から出射された光は、凹部分に入射するときに、平坦状に形成されるときに比べて全反射を起こりやすくすることができる。これによって光源が出射する光のうち、凹部分にて反射する光を多くすることができる。換言すると、凹部分を介して、外方に出射する光を少なくすることができる。このように凹部分で反射される光の比率を高めることによって、凹部分および基体の設置面部で順次反射されて外部に出射する光の強度を高めることができるので、外部に出射される光の強度のむらを抑えることができる。したがって光源から発せられる光を、より大きく拡開して一定の強度の光として外部に出射させることができる。これによって透光性部材の所定の位置に凹部分を形成するという簡単な構成で、複数の光源から出射される光を拡散させることができる。したがって簡単な構成で薄型化を実現することができ、輝度むらの発生しにくい発光装置を実現することができる。
【００１４】
また本発明によれば、設置面部には、光源が光を出射する出射方向に対して傾斜し、光を反射するパターンが形成される。前記パターンは、複数の光源と一体に透光性部材に覆って設けられる。このようなパターンが形成されるので、前述の凹部分によって拡散した光および透光性部材の表面部にて反射した光が、パターンに至ると、パターンによって反射して、光を透光性部材の表面部に再び導くことができる。設置面部が単に平坦状であると、透光性部材に導かれる光の分布が偏る可能性があるが、本発明のようにパターンを形成することによって、透光性部材の表面部により均一に光を導くことができる。これによって、光源から出射される光をより拡散して、均一な光を出射することができる。
【００１５】
さらに本発明によれば、発光装置は、隣接する光源間の設置面部に設けられ、光を反射する壁面部を有する側壁部をさらに含む。側壁部の光源に臨む壁面部は、光源が光を出射する出射方向に略平行、または出射方向に進むにつれて、壁面部が臨む光源に進むように傾斜する。このような壁面部に透光性部材の表面部によって反射した光が入射すると、設置面部に向かって光を導くことができる。設置面部に向かった光は、設置面部またはパターンによって反射されるので、透光性部材の表面部に導くことができる。このように反射が繰り返されるので、透光性部材の表面部の全域から光を出射させることができる。これによって光源から出射される光をより拡散して、均一な光を出射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のバックライトシステム２０を簡略化して示す分解斜視図である。図２は、バックライトシステム２０の一部を拡大して示す側面図である。図３は、バックライトシステム２０を構成する導光体２１と発光装置２２とを示す平面図である。バックライトシステム２０は、対象物を照明光によって照明するための面発光装置であって、たとえば透過型の液晶表示装置（図示せず）に備えられ、液晶表示パネル（図示せず）を照明するバックライト装置として用いられる。液晶表示装置においてバックライトシステム２０は、液晶表示パネルに対向して設けられ、液晶表示装置の操作者が表示画面を見る側とは反対側から、対象物である液晶表示パネルを照明する。バックライトシステム２０は、液晶表示パネルの照明に限定されず、他の対象物の照明またはイルミネーションなどに使用されてもよい。バックライトシステム２０は、導光体２１と、発光装置２２と、光学シート２３と、反射シート２９とを含む。本実施の形態のバックライトシステム２０は、導光体２１の一側部２４に対向して発光装置２２が設けられるエッジライト式のバックライトシステム２０である。
【００１８】
先ず図５を用い発光装置２２に関して説明する。発光装置２２は、複数の発光素子２５、発光素子２５が実装される基板３１、および発光素子２５を封止する樹脂封止層２６を含む。発光素子２５は、光源であって、電源（図示せず）によって与えられる電力に基づいて、導光体２１の一側部２４に向けて放射状に光を出射する。発光素子２５は、たとえば発光ダイオード（略称ＬＥＤ）によって実現される。発光素子２５の出射面２５ａは、導光体２１の一側部２４に対向するように配置される。
【００１９】
発光素子２５は、半導体素子であり、樹脂封止層２６は透光性樹脂である。ここで示す透光性樹脂は半導体素子から発生する光を吸収して、その吸収した光とは異なる波長の光を発生する蛍光体を含有させることができる。半導体素子から発生する光が紫外線の場合は、この紫外線によって励起されて紫外線または可視光を発生する蛍光体を用いることができる。また可視光の発光が可能な半導体素子を用いてもよく、半導体素子からの可視光を吸収してそれよりも長波長の可視光が発光可能な蛍光物質とを組み合わせてもよい。半導体素子を蛍光体と組み合わせて用いると、様々な色調の混合色を発光させることが可能となる。また、半導体素子としては、たとえば窒化物系化合物半導体であって、次に示す一般式（Ｉ）のものが好適に用いられる。
ＩｎｉＧａｊＡｌｋＮ                                              …（Ｉ）
【００２０】
ここで（Ｉ）式中、ｉ、ｊおよびｋはそれぞれＩｎ、ＧａおよびＡｌの原子比を表し、それぞれ０以上の値であり、ｉ＋ｊ＋ｋ＝１を満足する値である。
【００２１】
また、窒化物系化合物半導体としては、ＩｎＧａＮおよび各種不純物がドープされたＧａＮをはじめ、種々のものがある。この半導体素子は、ＭＯＣＶＤ法などによって基板上にＩｎＧａＮおよびＧａＮなどの半導体を発光層として成長させることによって形成される。半導体素子の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合ならびにｐｎ接合などを有すホモ構造、ヘテロ構造およびダブルヘテロ構造のものが挙げられる。この窒化物半導体層は、材料および混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜で形成した単一量子井戸構造および多量子井戸構造とすることもできる。
【００２２】
また蛍光物質は、発光素子２５からの光の波長を変換させるものであり、発光素子２５を被覆する透光性樹脂に蛍光物質を含有させることで、外部へ出射される光を変換可能である。発光素子２５からの光がエネルギーの高い短波長の可視光の場合、ペリレン形誘導体、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ、ならびにＹＡＧ：Ｃｅなどの有機蛍光体、およびＥｕならびにＣｒの少なくともいずれか一方で付活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２などの無機蛍光体など種々好適に用いられる。特にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を利用した場合は、その含有量によって青色発光を有する発光素子２５からの光と、その光を一部吸収して補色となる黄色系が発光可能となり、白色系が比較的簡単に信頼性良く形成できるため好ましい。同様に、無機蛍光体を用いた場合は、その含有量によって青色光と、その光を一部吸収して補色となる赤色系が発光可能であるため、白色系が比較的簡単に信頼性よく形成でき好ましい。
【００２３】
次に導光体２１に関して説明する。導光体２１は、透光性を有し、本実施形態では平板状であって、その厚み方向に垂直な仮想一平面であるＸＹ平面における断面形状が略矩形状、より詳細には略長方形状である。導光体２１は、その厚み方向両側の表面が主面２７，２８である。導光体２１は、一側部２４から入射される光を拡散させて、２つの主面２７，２８のうち、少なくとも一方の主面２７から出射する。以下、この光が出射される一方の主面２７を出射面２７といい、出射面２７と反対側の他方の主面２８を背面２８という。
【００２４】
導光体２１の厚み方向に平行な方向をＺ方向と定義し、Ｚ方向に垂直であって導光体２１の短手方向に平行な方向をＸ方向と定義し、Ｚ方向およびＸ方向に垂直であって導光体２１の長手方向に平行な方向をＹ方向と定義する。各図において、これらＸ、Ｙ、Ｚ方向を矢符Ｘ、Ｙ、Ｚで表す。
【００２５】
導光体２１は、少なくとも光透過性を有し、好ましくは成形性に優れた材料、たとえばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、およびファンクショナルノルボルネン系樹脂などの透光性樹脂などの透光性材料によって形成される。導光体２１の屈折率は、一例をあげると、導光体２１がアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂から成る場合、１．４９〜１．５９程度である。
【００２６】
次に、光学シート２３に関して説明する。光学シート２３は、図１に示すように、導光体２１の出射面２７に対向して設けられる。光学シート２３は、導光体２１の出射面２７に対向する対向面には、導光体２１の出射面２７から出射される光を、導光体２１のＺ方向に略平行になるように導くプリズム部（図示せず）を有する。プリズム部は、たとえばＹ方向に等間隔ピッチで、Ｘ方向に延びる三角柱を並べて実現される。光学シート２３は、可視光透過率が高く、屈折率の比較的高い材料を用いて製造することが好ましく、たとえば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂などが用いられ、好ましくは、レンズシートの耐擦傷性、取扱い性、生産性等の観点から活性エネルギー線硬化型樹脂が用いられる。
【００２７】
次に、反射シート２９に関して説明する。反射シート２９は、図１および図２に示すように、２枚用いられ、一方の反射シート２９ａが導光体２１の背面２８、および発光装置２２のＺ方向一方の面に対向して設けられる。また他方の反射シート２９ｂは、発光装置２２のＺ方向他方の面に対向して設けられる。各反射シート２９ａ，２９ｂは、導光体２１の背面２８および発光装置２２のＺ方向両面から出射される光を、導光体２１の内部に反射するような光反射性と有する。反射シート２９は、入射する光に対して、ほぼ１．０に近い反射率を有するように形成される。反射シート２９の材料としては、光反射性が高く、反射率が１．０に近い材料が用いられ、このような材料としては、たとえば銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などが挙げられる。反射シート２９は、たとえば反射率が１．０に近い薄膜によって実現される。このような反射シート２９を設けることによって、背面２８から光を不所望に出射することを防ぐことができる。
【００２８】
次に、発光装置２２に関してさらに詳細に説明する。図４は、発光装置２２を示す斜視図である。発光装置２２は、発光素子２５、樹脂封止層２６、ワイヤ３０、基板３１、底部反射体３２、および側部反射体３３を含む。基板３１は、基体であって、予め定める設置面部３４を有する。
【００２９】
各発光素子２５は、基板３１の設置面部３４に間隔をあけて予め定める配列方向に沿って配置され、光を出射する出射面２５ａを有する。配列方向は、本実施の形態では、導光体２１の一側部２４が延びる方向、すなわちＸ方向に略平行な方向である。
【００３０】
基板３１は、本実施の形態では平板状であって、厚み方向一方の面部が設置面部３４となる。基板３１には、電気配線（図示せず）が設けられる。各発光素子２５は、導電性を有するワイヤ３０を介して電気配線と電気的に接続される。
【００３１】
樹脂封止層２６は、透光性部材であって、透光性を有し、複数の発光素子２５の外周を覆って設けられる。樹脂封止層２６の外方に臨む表面部２６ａ，２６ｂのうち、少なくとも１つの発光素子２５の出射面２５ａに対向する表面部２６ａは、発光素子２５に向かって凹となる凹部分３５を有する。換言すると、樹脂封止層２６の光を出射する表面部２６ａには、発光素子２５に向かって凹となる溝部が形成される。樹脂封止層２６の厚み寸法は、たとえば１．０ｍｍに設定される。樹脂封止層２６は、Ｙ方向一方の表面部２６ａ，２６ｂは、前記凹部分３５を除く残余の表面部２６ｂはＸ方向およびＹ方向を含む仮想一平面に略平行な平坦状に形成される。この樹脂封止層２６の平坦状の表面部２６ｂが、導光体２１の一側部２４に当接するように設けられる。したがって凹部分３５の表面部２６ｂと、導光体２１の一側部２４とは、離間しており、この空間には、たとえば空気が介在される。
【００３２】
側部反射体３３は、側壁部であって、隣接する発光素子２５間の設置面部３４に設けられる。側部反射体３３の発光素子２５に臨む壁面部３６は、光を反射し、出射方向に進むにつれて、壁面部３６が臨む発光素子２５に進むように傾斜する。出射方向は、本実施の形態では、Ｙ方向に略平行に設定される。したがって側部反射体３３は、壁面部３６が出射方向に向かうにつれて開口面積が小さくなるよう傾斜する。側部反射体３３は、Ｘ方向に沿って、たとえば８．６ｍｍの間隔を開けて設けられ、隣接する側部反射体３３の中央に発光素子２５が設けられる。
【００３３】
底部反射体３２は、光を反射するパターンであって、設置面部３４に本実施の形態では複数設けられる。底部反射体３２は、発光素子２５が光を出射する出射方向に対して傾斜し、光を反射する。底部反射体３２は、複数の発光素子２５と一体に樹脂封止層２６に覆って設けられる。
【００３４】
側部反射体３３および底部反射体３２は、ポリフタルアミドおよび高耐熱性ポリアミドなどの反射率の高い樹脂材料を切削加工、または成形により製作される。このようにすることは品質、コストの面から鑑みても好ましい。また側部反射体３３および底部反射体３２の表面に、銀およびアルミニウムなどの金属膜を蒸着または塗布などの方法によって形成してもよく、これによって表面の反射率を大きくすることができ、発光装置２２としての効率向上が期待できる。
【００３５】
図５は、発光装置２２の一部を拡大して示す正面図である。樹脂封止層２６に形成される凹部分３５は、発光素子２５の出射面２５ａの中心から光の出射方向の表面位置が頂点となり、出射方向を含む仮想一平面に投影した形状が略Ｖ字状である。したがって凹部分３５のＹ方向一方に臨む面部の形状は、ＸＹ平面で切断したときの形状が、略Ｖ字状である。凹部分３５の頂角は、たとえば１００度以上１４０度以下に設定される。また凹部分３５の深さ寸法は、たとえば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定される。
【００３６】
各底部反射体３２は、出射方向に傾斜する少なくとも２つの傾斜面３２ａ，３２ｂを有する。したがって各底部反射体３２は、Ｙ方向に交差する２つの傾斜面３２ａ，３２ｂを有する。２つの傾斜面３２ａ，３２ｂのうち、発光素子２５に臨む第１傾斜面３２ａの傾斜角度α１は、発光素子２５から出射された光が樹脂封止層２６の表面部２６ａにて底部反射体３２に向かって反射し、第１傾斜面３２ａにて反射すると、Ｙ方向に向かうように設定される。また２つの傾斜面３２ａ，３２ｂのうち、側部反射体３３に臨む第２傾斜面３２ｂの傾斜角度α２は、発光素子２５から出射された光が樹脂封止層２６の表面部２６ａにて側部反射体３３に向かって反射し、側部反射体３３にて底部反射体３２に向かって反射し、第２傾斜面３２ｂにて反射すると、Ｙ方向に向かうように設定される。
【００３７】
発光素子２５と側部反射体３３との間には、設置面部３４における発光素子２５側の第１領域３７と側部反射体３３側の第２領域３８とを隔て、Ｘ方向に略直交する境界３９が設定される。第１領域３７に形成される底部反射体３２によって反射されて透光性部材の外方に出射される光の量は、第２領域３８に形成される底部反射体３２によって反射されて透光性部材の外方に出射される光の量より、少ない。本実施の形態では、第１領域３７には、底部反射体３２は形成されず、第２領域３８にだけ、底部反射体３２が形成される。したがって第１領域３７では、底部反射体３２によって反射されないので、第２領域３８によって底部反射体３２によって反射される光の量が多くなる。換言すると、発光素子２５の近傍の第１領域３７には、底部反射体３２が形成されず、予め定める間隔をあけた第２領域３８に底部反射体３２が形成される。
【００３８】
各底部反射体３２は、設置面部３４から導光体２１のＹ方向一方に向かって凸となり、Ｚ方向外方から見て、略三角形状に形成される。各底部反射体３２は、互いに略等しい形状であって、本実施の形態では略三角柱状に形成される。各底部反射体３２の頂角は、たとえば１１３度に設定される。各底部反射体３２は、互いに等しい大きさであり、高さ寸法は、たとえば０．４ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定される。また各底部反射体３２のピッチは、たとえば１．５ｍｍ以上１．６ｍｍ以下に設定される。
【００３９】
各側部反射体３３は、壁面部３６の発光素子２５の出射方向に対する傾斜角度α３は、Ｘ方向を含む仮想一平面で切断した断面において、壁面部３６と設置面部３４とが成す第１角度α３と、壁面部３６の出射方向の端部４０と設置面部３４に発光素子２５の設置面部３４寄りの端部４１とを結ぶ仮想直線４２と、壁面部３６とが成す第２角度α４とが、略等しくなるように設定される。換言すると、壁面部３６と発光素子２５が配置されている側の設置面部３４とが成す第１角度α３は、壁面部３６の稜線を底辺とし、発光素子２５の設置面部３４側の端部４１を頂点としたときの三角形が二等辺三角形となるよう決められる角度である。このように壁面部３６の傾斜角度α３を設定することによって、側部反射体３３で反射した光が底部反射体３２に対し、より均等に向かわせることができるようになる。したがって発光装置２２から出射される光の均一化を図る上でより好ましい。
【００４０】
次に、発光素子２５から出射される光の挙動に関して説明する。図６は、発光素子２５の相対光度の一例を示すグラフである。図７は、発光素子２５の相対光度の他の例を示すグラフであって、Ｘ方向に関するグラフである。図８は、発光素子２５の相対光度の他の例を示すグラフであって、Ｚ方向に関するグラフである。グラフの横軸は出射角度を表し、グラフの縦軸は相対光度を表す。図６に示す発光素子２５では、出射方向に対する角度が０度、すなわち出射方向に出射される光が最大の１であり、出射角度が大きくなるに従って、相対光度は小さくなる。また図７および図８に示す発光素子２５では、出射方向に対する角度が±４０度付近で出射される光が最大の１であり、０度付近では０．８となる。このような発光素子２５の光の発散特性に応じて、各部の形状および寸法が設定される。たとえば発光素子２５の光の発散特性に応じて、凹部分３５のＸ方向の寸法が設定される。凹部分３５には、相対光度が、予め定める値、たとえば０．８以上の光が入射するように、そのＸ方向の寸法が設定される。
【００４１】
このような発光素子２５から出射された光のうち、出射面２５ａから出射方向であるＹ方向に向かう第１の光Ｒｃは、凹部分３５によって、図５に示すような軌跡を辿り樹脂封止層２６から導光体２１の一側部２４に向けて出射される。
【００４２】
次に、Ｙ方向よりよりややＸ方向に傾いて出射された第２の光Ｒｄは、凹部分３５の表面で反射した後、底部反射体３２の発光素子２５側の傾斜面３２ａで反射し、図５に示すような軌跡を辿り樹脂封止層２６から導光体２１の一側部２４に向けて出射される。図５に示すように、凹部分３５がＶ字状であるので、従来の技術では透過していた角度の光が凹部分３５によって反射し、Ｘ方向に広がり易くなっている。
【００４３】
次に第２の光Ｒｄより、さらにＸ方向に傾いて出射された第３の光Ｒｅは、凹部分３５の表面で反射した後、さらに側部反射体３３の壁面部３６で反射し、底部反射体３２の側部反射体３３側の傾斜面３２ｂにて反射し、図５に示すような軌跡を辿り樹脂封止層２６から導光体２１の一側部２４に向けて出射される。側部反射体３３の壁面部３６が前述のように傾斜しているので、側部反射体３３に至った光を底部反射体３２に向けて効率よく光を導くことが可能となる。この第３の光Ｒｅのような軌跡を実現させることで、底部反射体３２の２つの傾斜面３２ａ，３２ｂで光を反射させることが可能となる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態のバックライトシステム２０では、発光装置２２を構成する樹脂封止層２６の外方に臨む表面部２６ａ，２６ｂのうち、少なくとも１つの発光素子２５の出射面２５ａに対向する表面部２６ａは、発光素子２５に向かって凹となる凹部分３５を有する。したがって凹部分３５に対向する発光素子２５から出射された光は、図５に示すように、凹部分３５に入射するときに、平坦状に形成されるときに比べて全反射を起こりやすくすることができる。これによって発光素子２５が出射する光のうち、凹部分３５にて反射する光を多くすることができる。換言すると、凹部分３５を介して、外方に出射する光を少なくすることができる。このように凹部分３５で反射される光の比率を高めることによって、凹部分３５および基板３１の設置面部３４で順次反射されて外部に出射する光の強度を高めることができるので、外部に出射される光の強度のむらを抑えることができる。したがって発光素子２５から発せられる光を、より大きく拡開して一定の強度の光として外部に出射させることができる。これによって樹脂封止層２６の所定の位置に凹部分３５を形成するという簡単な構成で、複数の発光素子２５から出射される光を拡散させることができる。したがって簡単な構成で薄型化を実現することができ、輝度むらの発生しにくい発光装置２２を実現することができる。
【００４５】
また本実施の形態では、設置面部３４には、発光素子２５が光を出射する出射方向に対して傾斜し、光を反射する傾斜面３２ａ，３２ｂが形成される。樹脂封止層２６に形成される凹部分３５によって拡散した光および樹脂封止層２６の残余の表面部２６ｂにて反射した光が、底部反射体３２に至ると、底部反射体３２によって反射して、光を樹脂封止層２６の表面部２６ａ，２６ｂに再び導くことができる。設置面部３４が単に平坦状であると、樹脂封止層２６の表面部２６ａ，２６ｂに導かれる光の分布が偏る可能性があるが、本実施の形態のように底部反射体３２を形成することによって、樹脂封止層２６の表面部２６ａ，２６ｂにより均一に光を導くことができる。これによって、発光素子２５から出射される光をより拡散して、均一な光を出射することができる。
【００４６】
さらに本実施の形態では、発光装置２２は、隣接する発光素子２５間の設置面部３４に設けられ、光を反射する壁面部３６を有する側部反射体３３をさらに含む。壁面部３６は、出射方向に進むにつれて、壁面部３６が臨む発光素子２５に進むように傾斜する。このような壁面部３６に樹脂封止層２６の表面部２６ａ，２６ｂによって反射した光が入射すると、設置面部３４に向かって光を導くことができる。設置面部３４に向かった光は、設置面部３４または底部反射体３２によって反射されるので、樹脂封止層２６の表面部２６ａ，２６ｂに導くことができる。このように反射が繰り返されるので、樹脂封止層２６の表面部２６ａ，２６ｂの全域から光を出射させることができる。これによって光源から出射される光をより拡散して、均一な光を出射することができる。
【００４７】
さらに本実施の形態では、バックライトシステム２０は、光学シート２３を１枚だけ備える。前述のような作用および効果を有する発光装置２２をバックライトシステム２０に用いることによって、導光体２１の主面２８から均一な光を出射させることができるので、光学シート２３の枚数が１枚であっても、従来の技術よりも均一な光を液晶パネルに入射させることができる。これによってバックライトシステム２０の部品点数を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態の発光装置２２Ａに関して説明する。図９は、本実施の形態の発光装置２２Ａの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２Ａの構成に特徴を有し、特に底部反射体３２Ａに形状に特徴を有する。本実施の形態の底部反射体３２Ａは、Ｙ方向に交差する湾曲面４３を有し、本実施の形態では、略半円柱状、すなわちかまぼこ状に形成される。このように底部反射体３２Ａを構成することによって、底部反射体３２の反射方向をなだらかに変化させることができる。また底部反射体３２の他の形状としては、略半円柱状の一部から形成され、略半円柱状の頂部分を、直線状に切り落とした形状であってもよい。
【００４９】
次に、本発明の第３の実施の形態の発光装置２２Ｂに関して説明する。図１０は、本実施の形態の発光装置２２Ｂの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２Ｂの構成に特徴を有し、特に底部反射体３２Ｂに形状に特徴を有する。本実施の形態の底部反射体３２Ｂは側部反射体３３Ｂと一体に形成され、Ｙ方向他方に凹となる溝によって、底部反射体３２Ｂの傾斜面３２ａ，３２ｂが形成される。このように底部反射体３２Ｂは、側部反射体３３Ｂと一体に形成されるので、耐久性、特に熱応力に対する強度を向上することができる。
【００５０】
次に、本発明の第４の実施の形態の発光装置２２Ｃに関して説明する。図１１は、本実施の形態の発光装置２２Ｃの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２Ｃの構成に特徴を有する。樹脂封止層２６Ｃは、Ｙ方向の一方に凹部分３５が形成されず、表面部が平坦状に形成される。また側部反射体３３Ｃは、発光素子２５が光を出射する出射方向に略平行な壁面部３６Ｃを有する。したがって壁面部３６Ｃは、設置面部３４に対して垂直に設けられる。このように構成することによって、前述の第１の実施の形態に比べて、出射される光の均一性は低下する可能性があるが、製作が容易となるメリットがあり量産には適している。
【００５１】
次に、本発明の第５の実施の形態の発光装置２２Ｄに関して説明する。図１２は、本実施の形態の発光装置２２Ｄの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２の構成に特徴を有する。本実施の形態では、前述の第４の実施の形態と同様に、側部反射体３３Ｄは、発光素子２５が光を出射する出射方向に略平行な壁面部３６Ｄを有する。このように構成することによって、前述の第４の実施の形態に比べて、出射される光の均一性は向上し、第１の実施の形態に比べて、製作が容易となるメリットがあり量産には適している。
【００５２】
次に、本発明の第６の実施の形態の発光装置２２Ｅに関して説明する。図１３は、本実施の形態の発光装置２２Ｅの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２Ｅの構成に特徴を有し、特に底部反射体３２Ｅに形状に特徴を有する。本実施の形態の底部反射体３２Ｅは、発光素子２５から側部反射体３３に向かうにつれて、そのＹ方向に対する傾斜角度が大きくなるように、各底部反射体３２Ｅが構成される。換言すると、隣接する底部反射体３２Ｅのうち、発光素子２５側の底部反射体３２Ｅの傾斜面３２ａ，３２ｂの傾斜角度は、側部反射体３３側の底部反射体３２Ｅの傾斜面３２ａ，３２ｂの傾斜角度より小さい。このように発光素子２５から遠ざかるに従って底部反射体３２Ｅの頂角を小さくすることによって、底部反射体３２Ｅに到達した光の角度をより大きく変えることができる。これによって発光素子２５から遠い場所の出射効率を上げることができる。したがってたとえば、隣接する発光素子２５間の距離が大きい場合であっても、より均一な光を出射することができる。
【００５３】
次に、本発明の第７の実施の形態の発光装置２２Ｆに関して説明する。図１４は、本実施の形態の発光装置２２Ｆの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２Ｆの構成に特徴を有し、特に凹部分３５Ｆの形状に特徴を有する。本実施の形態の凹部分３５Ｆは、頂点に向かうにつれて、出射方向に対する傾斜角度が複数段階、本実施の形態では２段階で小さくなるように構成される。換言すると、凹部分３５Ｆは、発光素子２５の中心部に近づくほど頂角が小さくなるような多面から構成される。たとえば頂点を中心にした外側の段の角度α５は１４０度であり、内側の段の角度α６は１００度である。このように凹部分３５Ｆを多段状に構成することによって、発光素子２５の出射特性（図６参照）に対し、より柔軟に対応することができ、出射の均一性が向上する。
【００５４】
次に、本発明の第８の実施の形態の発光装置２２Ｇに関して説明する。図１５は、本実施の形態の発光装置２２Ｇの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２Ｇの構成に特徴を有し、特に凹部分３５Ｇの形状に特徴を有する。本実施の形態の凹部分３５Ｇは、頂点に向かうにつれて、出射方向に対する傾斜角度が小さくなるような曲面で構成される。換言すると、凹部分３５Ｇは、発光素子２５の中心部に近づくほど頂角が小さくなるような曲面から構成される。これによって発光素子２５の出射特性に対し、より柔軟に対応することができ、出射の均一性が向上する。
【００５５】
次に、本発明の第９の実施の形態の発光装置２２Ｈに関して説明する。図１６は、本実施の形態の発光装置２２Ｈの一部を拡大して示す正面図である。本実施の形態では、前述のバックライトシステム２０の構成要素のうち、発光装置２２Ｈの構成に特徴を有し、特に側部反射体３３Ｈの形状に特徴を有する。本実施の形態の側部反射体３３Ｈは、そのＹ方向一方の端部４４が、樹脂封止層２６のＹ方向一方の表面部２６ｂから離間して構成される。換言すると、側部反射体３３ＨのＹ方向の寸法が、樹脂封止層２６のＹ方向の寸法より小さく設定される。このような側部反射体３３ＨのＹ方向一方の端部４４は、凹凸状に形成される。これによって側部反射体３３ＨのＹ方向一方の端部４４に入射した光は、凹凸によって反射させることができる。したがって側部反射体３３ＨのＹ方向一方の端部４４からも、光を出射させることができ、出射の均一性をさらに向上することができる。
【００５６】
前述の実施の各形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえばバックライトシステム２０は、他の光学シート２３として、さらに光拡散シート、およびプリズムシートを複数枚含んで構成されてもよい。また導光体２１の一側部２４は、平坦状に限らず、発光装置２２の出射形態に応じて一側部２４に凹凸を形成して輝度むらのさらなる削減に利用してもよい。また導光体２１の背面２８は、用途に応じて任意の形状、例えば斜面が曲線からなる多数のレンズ列にて構成されてもよい。
【００５７】
また前述の実施の各形態では、設置面部３４の第１領域３７は平坦状であるが、第１領域３７に底部反射体３２を形成し、第２領域３８には、第１領域３７とは反射方向に関する光学特性が異なる底部反射体３２を形成してもよい。
【００５８】
また側部反射体３３の壁面部３６は、Ｚ方向外方から「く」の字状となるように形成してもよい。また側部反射体３３は、Ｚ方向外方から見て、菱形、五角形または六角形形状に形成してもよい。このように壁面部３６を形成することによって、壁面部３６に至った光を、底部反射体３２と樹脂封止層２６の表面部とに振り分けることができ、出射の均一性をより向上することができる。
【００５９】
また前述の各実施の形態では、底部反射体３２は、発光素子２５と側部反射体３３の間に各々２個ずつ設けているが、この個数は発光素子２５の配置ピッチ、樹脂封止層２６の厚み寸法などに応じ適宜増減させることができ、また発光素子２５の数がＸ方向一方と他方とで異なっていてもよい。樹脂封止層２６の凹部分３５および側部反射体３３の壁面部３６の角度に関しても、発光素子２５の配置ピッチ、発光素子２５の指向性、樹脂封止層２６の厚み寸法、樹脂封止層２６の屈折率などに応じて適宜決められるものとする。
【００６０】
底部反射体３２の形状としては三角柱を横たえた形態に限ることはなく、出射面側に頂点を持つような角錐としてもよいし、左右で辺の長さが異なるような断面を持つ三角柱などであってもよい。
【００６１】
本実施の形態のバックライトシステム２０では、反射シート２９を別体で備えるが、反射機能を有するように各面に反射膜を形成することによって、反射性を実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１の実施の形態のバックライトシステム２０を簡略化して示す分解斜視図である。
【図２】バックライトシステム２０の一部を拡大して示す側面図である。
【図３】導光体２１と発光装置２２とを示す平面図である。
【図４】発光装置２２を示す斜視図である。
【図５】発光装置２２の一部を拡大して示す正面図である。
【図６】発光素子２５の相対光度の一例を示すグラフである。
【図７】発光素子２５の相対光度の他の例を示すグラフであって、Ｘ方向に関するグラフである。
【図８】発光素子２５の相対光度の他の例を示すグラフであって、Ｚ方向に関するグラフである。
【図９】第２の実施の形態の発光装置２２Ａの一部を拡大して示す正面図である。
【図１０】第３の実施の形態の発光装置２２Ｂの一部を拡大して示す正面図である。
【図１１】第４の実施の形態の発光装置２２Ｃの一部を拡大して示す正面図である。
【図１２】第５の実施の形態の発光装置２２Ｄの一部を拡大して示す正面図である。
【図１３】第６の実施の形態の発光装置２２Ｅの一部を拡大して示す正面図である。
【図１４】第７の実施の形態の発光装置２２Ｆの一部を拡大して示す正面図である。
【図１５】第８の実施の形態の発光装置２２Ｇの一部を拡大して示す正面図である。
【図１６】第９の実施の形態の発光装置２２Ｇの一部を拡大して示す正面図である。
【図１７】第１の従来の技術のエッジライト型バックライト１を示す斜視図である。
【図１８】エッジライト型バックライト１の導光領域を示す平面図である。
【図１９】第２の従来の技術のエッジライト型バックライト８の導光領域を示す平面図である。
【図２０】エッジライト型バックライト８の一部を拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
２０    バックライトシステム
２１    導光体
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ，２２Ｇ，２２Ｈ  発光装置
２３    光学シート
２５    発光素子
２５ａ  出射面
２６    樹脂封止層
２９    反射シート
３１    基板
３２    底部反射体
３３    側部反射体
３４    設置面部
３５    凹部分
３６    壁面部
３７    第１領域
３８    第２領域
３９    境界
【図１】
2009021189.tif 000003
【図２】
2009021189.tif 000004
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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