光を放射するための凹部を形成する複数の重なり合うパネルを有する発光装置
【課題】ＬＣＤディスプレイ等に適した薄型の発光装置を提供すること。
【解決手段】一実施形態において発光装置(104)は、(i)重なり合うパネル(114,116,118)に交差する仮想的表面(120)に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネル(114,116,118)と、(ii)重なり合うパネルの重なり部分(128,130)の間に形成された複数の凹部(122,124,126)とを備えた基板(112)を有する。凹部(122,124,126)は基板(112)の第１の面に対して開口し、基板(112)の第１の面は反射性の表面(132,134,136)を有する。複数の光源(138,140,142)が凹部(122,124,126)から光を放射するように配置される。
【解決手段】一実施形態において発光装置(104)は、(i)重なり合うパネル(114,116,118)に交差する仮想的表面(120)に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネル(114,116,118)と、(ii)重なり合うパネルの重なり部分(128,130)の間に形成された複数の凹部(122,124,126)とを備えた基板(112)を有する。凹部(122,124,126)は基板(112)の第１の面に対して開口し、基板(112)の第１の面は反射性の表面(132,134,136)を有する。複数の光源(138,140,142)が凹部(122,124,126)から光を放射するように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＣＤ等の表示装置に使用される発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は照明としてバックライトを必要とするディスプレイである。バックライトは通常、透過面、反射面、及び複数の縁部を有する概ね平坦な光導波路からなる。１以上の光源からの光は光導波路の縁部に入射するように照射され、光導波路の反射面で反射され、光導波路の透過面を通して放射される。光源には、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイのように様々な形がある。
【０００３】
例えば１以上の光導波路の縁部に隣接して配置された１以上のＣＣＦＬ又はＬＥＤアレイにより、バックライトの光導波路の縁部から光を当てる場合がある。このような縁部照明（エッジリット）型の光導波路の詳細については、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００４】
他の場合では、例えば光導波路の反射面の下に配置された１以上のＣＣＦＬ又はＬＥＤアレイにより、バックライトの光導波路の底部から光を当てる場合がある。これらの光源は一次光導波路の下に配置された二次光導波路の中に光を照射する。二次導波路を出た光は反射され、一次光導波路の１以上の縁部に入射する。このような底部照明（ボトムリット）型の光導波路の詳細については、特許文献３に開示されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１７５６３２Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１３０８８４Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００６１８１４Ａ１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において発光装置は（１）複数の重なり合うパネルに交差する仮想的表面に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネルと、（２）重なり合うパネルの重なり部分の間に形成された複数の凹部とを備えた基板を有する。凹部は基板の第１の面に対して開口し、基板の第１の面は反射面を有する。複数の光源は凹部から光を放射するように配置される。
【０００６】
他の実施形態も開示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１００の正面図である。ＬＣＤ１００は、複数のＬＣＤ素子を有するＬＣＤパネル１０２、及びＬＣＤパネル１０２の背面に配置されたバックライト１０４を有する。バックライト１０４はＬＣＤパネル１０２を通して光を照射するように配置される。任意選択で、ＬＣＤ１００は、ＬＣＤパネル１０２とバックライト１０４の間に光調整器１０６、１０８、１１０を備える場合がある。光調整器は、１以上の光拡散層（例えば拡散器１０６）、１以上のプリズム層（例えば輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）１０８）及び／又は１以上の偏光層（例えば二重輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ）１１０）を含む場合がある。光調整層１０６、１０８、１１０は、素子の形に形成しても、シートの形に形成しても、フィルムの形に形成してもよく、ＬＣＤパネル１０２とバックライト１０４のどちらかに付着させてもよいし、両方の間に配置してもよい。
【０００８】
図１及び図２に示すように、バックライト１０４は、重なり合うパネル１１４、１１６、１１８に交差する仮想的表面１２０に対して鋭角をなす複数の重なり合う１１４、１１６、１１８と、重なり合うパネル１１４、１１６、１１８の重なり部分１２８、１３０の間に形成された複数の凹部１２２、１２４、１２６とを備えた基板１１２を有する。凹部１２２、１２４、１２６は、反射面１３２、１３４、１３６を有する基板１１２の面に対して開口している。
【０００９】
バックライト１０４は複数の光源１３８、１４０、１４２を有し、それらは凹部１２２、１２４、１２６から光を放射するように配置される。場合によっては、光源１３８、１４０、１４２は凹部１２２、１２４、１２６の中に配置されることもある。また、光源１３８、１４０、１４２は、凹部１２２、１２４、１２６の中へ延びるように配置してもよいし、凹部１２２、１２４、１２６の中へ光を照射するように配置してもよい。光源１２２、１２４、１２６は、その放射光の少なくとも一部が、凹部１２２、１２４、１２６の突出面１４４、１４６、１４８によって遮られるように配置することが望ましい。突出面１４４、１４６、１４８は反射性である。従って、光源１２２、１２４、１２６から発せられた光線は（１）凹部１２２、１２４、１２６の表面１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４で主に反射され、（２）基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６でも反射される。
【００１０】
一実施形態において光調整器１０６は基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６の上に配置され、基板１１２から反射された光を調整して透過する。光源１３８、１４０、１４２の位置、並びに凹部１２２、１２４、１２６の高さ及び幅は、光源１３８、１４０、１４２から放射された光線が、光調整器１０６の表面１７４に対して垂直から実質的に角度（θ１）で表面１７４に入射するように選択される。従って、光源１３８、１４０、１４２から直接放射された光の大部分は（Ａ）光調整器１０６の表面１７４、及び（Ｂ）基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６において複数回反射される。このようして、光（λ）は（１）空洞部１５６、（２）基板の反射面１３２、１３４、１３６の特性、及び（３）光調整器の表面１７４の特性により良好に分散され、及び／又は混色される。大抵の場合、光分散及び／又は混色を良好にすることにより、バックライト１０４から放射されるバックライトの色や照度の均一性を高めることができる。
【００１１】
バックライト１０４の周囲を画定している垂直面１５８、１６０、１６２は反射性であることが好ましく、バックライト１０４の周囲から外へ光が漏れないようにすることが好ましい。
【００１２】
図１及び図３に示すように、基板１１２は複数の同じ部材１１４、１１６、１１８から構成される。代替実施形態において、基板１１２は図４に示すように複数の異なる部材４００、４０２から構成される場合もあり、また一体型の要素（図示せず）として構成される場合もある。
【００１３】
バックライト１０４用の基板１１２は種々の材料から形成することができ、例えばアルミニウムのような金属から形成される。基板材料（複数の場合もあり）には、実質的に剛性で熱伝導性の構造が得られるような材料が選択される。このようにすれば、基板１１２を利用して、反射面１３２、１３４、１３６に光線が当たることによって発生する熱を発散させることができる。さらに多くの熱発散素子（例えばヒートシンク１６４、１６６、１６８）が必要な場合、熱発散素子は基板１１２の概ね水平な面又は概ね垂直な面に取り付けることができ、また、両方の面に取り付けてもよい。ただし、図示の熱発散素子のタイプや形は例にすぎないことに注意して欲しい。
【００１４】
空洞部１５６の中で光を分散及び／又は混色するために、基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６は様々な形に形成される場合がある。例えば、基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６は拡散反射面であっても、鏡面反射面であっても、偏光反射面であってもよく、あるいは、それらの組み合わせであってもよい。凹部１２２内側の対向する反射面１４４、１５０のような種々の反射面は様々な形に形成される場合がある。
【００１５】
一実施形態において、拡散反射面は一様な拡散反射面（即ち、表面のどの地点においても同じ拡散が得られるような拡散面）の形に形成される。他の実施形態において、拡散反射面は、拡散反射面のドットパターンとして形成される場合がある。後者の実施形態の場合、ドットパターンを外れた光を空洞部１５６の中へ戻すために、ドットパターンの下に鏡面反射層を配置する場合がある。この鏡面反射層は、例えば鏡面コーティングの形に形成される場合もあれば、基板１１２に付着させたフィルムの形に形成される場合もある。
【００１６】
図３に示すように、バックライト１０４の重なり合うパネル１１４、１１６、１１８はそれぞれ、重なり合うパネル１１４、１１６、１１８に交差する仮想的表面１２０に対して角度θ２を形成する。一実施形態においてバックライト１０４は、角度θ２が０度〜３０度に設定される。
【００１７】
バックライト１０４の光源１３８、１４０、１４２は、何らかの単一の種々の形に形成される場合もあれば、種々の形の組み合わせとして形成される場合もある。一実施形態において、光源１３８、１４０、１４２は、図５に示すように発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイ５００として形成される。アレイ５００を構成するＬＥＤ（例えば５０２、５０４）は、同じ色であってもよいし、違う色であってもよい。例えば、ＬＥＤアレイ５００は、各ＬＥＤが赤色又は緑色又は青色を発する複数の異なる色のＬＥＤ５０２、５０４を有する場合がある。ＬＥＤアレイ５００が異なる色のＬＥＤ５０２、５０４を有する場合、異なる色のＬＥＤ５０２、５０４の駆動信号を調節することで、ＬＥＤアレイ５００から放射される混合光の色点を調節することができる。
【００１８】
ＬＥＤの適当な組み合わせにおいて、異なる色のＬＥＤは主に、波長４５０〜４９０ｎｍ（青っぽい光）、５１０〜５５０ｎｍ（緑っぽい光）、及び６１０〜６５０ｎｍ（赤っぽい光）の光を発する。ＬＥＤの他の適当な組み合わせにおいて、異なる色のＬＥＤは主に、４５０〜４８０ｎｍ（青っぽい光）、４８０〜５２０ｎｍ（青緑色の光）、５２０〜５５０ｎｍ（緑っぽい光）、及び６１０〜６５０ｎｍ（赤っぽい光）の光を発する。
【００１９】
一実施形態においてＬＥＤの光強度空間分布（配光）はＬＥＤの光軸を中心として回転対称である。水平断面が円形のＬＥＤは一般にそうなっている。代替実施形態においてＬＥＤ６００は図６〜図９に示すように楕円型の光強度空間分布を有する場合があり、長軸と短軸において光強度空間分布は異なる場合がある。例えば、図６及び図７に示す楕円型ＬＥＤの長軸と短軸における光強度のグラフを見て欲しい。楕円配光のＬＥＤ６００は、ＬＥＤの長軸がバックライト１０４の比較的薄い平面に対して実質的に水平な向きになるように配置し、ＬＥＤの短軸がバックライト１０４の平面に対して実質的に垂直な向きになるように配置すると有利である。その場合、ＬＥＤ６００は基板１１２のより幅の広い「ストリップ」を照らすことができ、ＬＥＤ間の隙間により生じる光のバンディング（縞模様）の影響を低減することができる。また、楕円配光のＬＥＤによれば、アレイ５００に必要なＬＥＤの数を減らすことができる場合もある。
【００２０】
深さが浅く、比較的広い面積を有するバックライトの場合（例えば、ＬＣＤテレビのバックライトなど）、楕円型ＬＥＤ６００を備えた複数の重なり合うパネルからなる基板を有するバックライト１０４に、短軸の光強度空間分布において視角２０度〜９０度を有し、長軸の光強度空間分において視角６０度〜１８０度を有する楕円型ＬＥＤ６００を取り付けると有利であることが、実験から分かっている。
【００２１】
バックライト１０４の光源１３８、１４０、１４２は種々の形に形成することができる。例えば、光源１３８は、ＬＥＤ５０２、５０４のアレイ５００の形に形成され、電気接点５０８、５１０を備えた基板５０６上にそれらが取り付けられる場合がある（例えば図５に示すように）。このＬＥＤ基板５０６は基板１１２に取り付けてもよいし、基板１１２の近くに取り付けてもよい。
【００２２】
一実施形態においてＬＥＤ５０２、５０４を取り付ける基板５０６は可撓性プリント基板（ＦＰＣ）である。他の実施形態において、ＬＥＤ５０２、５０４を取り付ける基板５０６はメタルコアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）である。後者の場合、ＭＣＰＣＢはＬＥＤ基板５０６としての働きをするだけでなく、基板１１２の一部としても機能する。その他に、ＦＰＣのような基板５０６を内部に誘電体が挿入されたアルミニウム基板に取り付ける（接着する）場合もある。
【００２３】
ＬＥＤ５０２、５０４は基板５０６に対して種々の方法で取り付けることができ、例えば、スルーホールや表面実装のような方法がある。図１０は、スルーホールＬＥＤ１０００を基板１００２に取り付ける例を示している。図１１及び図１２は２つの異なる表面実装型ＬＥＤ１１００、１２００を基板１１０２、１２０２に取り付ける例を示している（第１のＬＥＤ１１００は底部に一対のパッド１１０４、１１０６を備え、第２のＬＥＤ１２００はＬＥＤパッケージの縁部の下にＬＥＤパッケージを取り囲むように一対の接点１２０４、１２０６を備えている）。図１０〜図１２に示すＬＥＤ１０００、１１００、１２００を使用した場合、ＬＥＤの光軸は基板１００２、１１０２、１２０２から垂直方向に延びる点に注意して欲しい。
【００２４】
図１３は、ライトアングル・スルーホールＬＥＤ１３００を基板１３０２に取り付ける例を示している。図示のように、ＬＥＤ１３００は、ＬＥＤ１３００を取り付ける基板１３０２の縁部から突出するように取り付けられる。場合によっては、ＬＥＤ１３００は空洞部１５６にもっと近い位置に（空洞部１５６の中へ延びるように）取り付けてもよい。図１４及び図１５は、種々のライトアングル表面実装ＬＥＤ１４００、１５００を基板１４０２、１５０２に取り付ける例を示している。図１３〜図１５に示すＬＥＤ１３００、１４００、１５００の光軸はそれぞれ、基板１３０２、１４０２、１５０２に対して平行な方向に延びている点に注意して欲しい。
【００２５】
図５に示すＬＥＤアレイ５００はＬＥＤ５０２、５０４の行を１本しか有していないが、ＬＥＤアレイ５００はＬＥＤの行を複数有することもでき、光強度や色の一様な（又は一様でない）空間分布を実現することが望ましい場合、アレイ５００を形成するＬＥＤのタイプに応じて、複数の行により平行な列を形成したり、異なる行のＬＥＤによりジグザグその他のパターンを形成してもよい。
【００２６】
図１７及び図１８は、パッケージＬＥＤ５０２、５０４を基板５０６に取り付ける代替実施形態を示している。図示のように、複数のＬＥＤチップ１７００、１７０２が基板１７０４に取り付けられ、表面実装及び／又はワイヤボンディングを使用して、ＬＥＤチップ１７００、１７０２が基板１７０４上のトレース又はパッドに電気的に接続される。ＬＥＤチップ１７００、１７０２を保護するとともに、レンズを形成するために、ＬＥＤチップ１７００、１７０２の上には、カプセル材料１７０６が形成される。カプセル材料１７０６は種々の製造方法によって形成することができ、例えば、グローブトップ、モールディング、キャスティング、真空印刷封止のような方法がある。一実施形態において、ＬＥＤチップ１７００、１７０２を形成する基板１７０４は可撓性プリント基板（ＦＰＣ）に取り付けられる。他の実施形態において、ＬＥＤ１７００、１７０２を形成する基板１７０４はメタルコアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）に取り付けられる。後者の場合、ＭＣＰＣＢはＬＥＤチップ基板１７０４としての働きをするだけでなく、基板１１２の一部としても機能する。その他に、ＦＰＣのような基板１７０４を内部に誘電体が挿入されたアルミニウム基板に取り付ける（接着する）場合もある。
【００２７】
一実施形態において、ＬＥＤ５０２、５０４やＬＥＤチップ１７００、１７０２のアレイは、基板１１２を形成する複数の重なり合うパネル１１４、１１６、１１８のうちの一枚に対して実質的に垂直に取り付けられる。代替又は追加として、ＬＥＤ１３００、１４００、１５００のアレイが、基板１１６の反射面１５２、又は、凹部１２４のうちの１つにおける突出面１４６の１つに取り付けられる場合がある。ただし、光源１３８、１４０、１４２は全て凹部に配置することが望ましい。図１６に示すように、異なるＬＥＤタイプのアレイ１６０２、１６０４、１６０６を凹部１２２内の全ての表面に取り付けてもよい。
【００２８】
前述のように、１以上の熱発散素子１６４、１６６、１６８をバックライト１０４に接続する場合がある。例えば、熱発散素子１６４、１６６、１６８は、光源１３８、１４０、１４２の近くに取り付けてもよいし、基板の反射面１３２、１３４、１３６とは反対側の面に取り付けてもよい。図１〜図３に示すように、熱発散素子１６４、１６６、１６８は基板１１２に結合される。ただし、熱発散素子１６４、１６６、１６８は、光源１３８、１４０、１４２を取り付ける１以上の基板５０６に対して（更に、又は代わりに）直接結合してもよい。
【００２９】
熱発散素子１６４、１６６、１６８は、対流と放射によりバックライト１０４から熱を奪い去ることができる。一実施形態において、熱発散素子１６４、１６６、１６８は、エアギャップ１７０により互いに隔離された複数のフィン（羽）を有する。ＬＣＤ１００及びバックライト１０４の使用時にフィン間のギャップの向きが重力の方向に一致するような向きにフィンを配置すれば、熱い空気はエアギャップ１７０から立ち昇り、エアギャップ１７０の底部から冷たい空気が引き込まれる。
【００３０】
一実施形態において、バックライト１０４は、その外縁部１５８、１６０、１６２の付近に取り付けられた（即ち付着された）反射性の素子、フィルム、又はコーティングを有する。図２を参照して欲しい。このようにすれば、バックライト１０４の外縁部１５８、１６０、１６２を光線が通過したり、外縁部によって光線が吸収されたり、外縁部によって光線が反射され、バックライト１０４の中に戻されたりすることを防止することができる。例えば、こうした反射性の素子、フィルム、又はコーティングには、光拡散性又は光反射性のものが使用される。
【００３１】
図１９は、代替実施形態によるバックライト１９００を示している。この実施形態では、光調整器１９０２、１９０４が、バックライト１９００の凹部１９０６、１９０８に、又は凹部の付近に配置される。このようにすれば、光源１９１０、１９１２によって放射された光を光調節器１９０２、１９０４によって受光し、調整することができる。例えば、光調整器１９０２、１９０４は１以上の素子、シート、又はフィルムからなり、それらが光拡散器、ホログラフィック光拡散器、又はプリズムとして機能する。一実施形態において、光調整器１９０２、１９０４は、様々な色のＬＥＤから放射された光を前もって混合しておくのに便利な場合がある。
【００３２】
図１〜図３及び図１９に示した装置はバックライトを例として記載されているが、この装置は発光装置を必要とする様々な用途に利用することが可能である。例えば、ムード照明やタイル状光源も、バックライト１０４と同様にして構成される場合がある。
【００３３】
バックライト１０４は、その構成によっては、他の照明手段に比べて種々の利点が得られる。例えば、バックライト１０４は、一部のバックライトに比べて、バックライトとして光を放射するための表面を増加させることができる（そして、増加された表面はバックライトの表面にわたって分散される）。また、バックライト１０４の周囲からだけでなく、バックライト１０４の内部の位置からも光がバックライトとして放射される場合、バックライトの生成に使用される光源１３８、１４０、１４２には、２００（ｍＷ）未満の消費電力を有するＬＥＤのような、低消費電力のＬＥＤを使用することもできる。そのため、光源１３８、１４０、１４２のコストが低減されるだけでなく（１）バックライト表面の正方形領域あたりの消費電力を低減することができ、（２）バックライトから発生する熱の量を低減することができ、（３）光源の効率を向上させることができ、（４）ディスプレイシステムの有機成分やポリマー成分の寿命を延ばすことができる。
【００３４】
また、低消費電力の光源は小型の形状であることが多いため、光源を正確な中心間距離で配置することが可能である。異なる色の光（例えば、赤、緑、青の光）の混合を利用するバックライトの場合、光源を互いに近接して配置することができるため、バックライトの光放射面で光が屈折される前にそれらの光が完全に混合される可能性が高くなる。
【００３５】
一実施形態において、消費電力や発熱の小さいバックライト１０４は、より小型に構成したり、熱発散素子を全く使用せずに構成したりすることができる。そのため、バックライトを実現するために必要な空間が低減される。
【００３６】
一実施形態において、バックライト１０４によれば、光がバックライト１０４の近くに配置された光調整素子１０６に入射するまでに伝搬しなければならない光路の長さも短縮される場合がある。光路が短くなれば、熱に変換され、バックライト１０４に吸収される光の量も少なくなることが多い。
【００３７】
本発明の種々の例示的実施形態を以下に列挙する。
１．(i)複数の重なり合うパネルに交差する仮想的表面に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネルと、(ii)前記重なり合うパネルの重なり部分の間に形成された複数の凹部とを備えた基板であって、前記凹部が前記基板の第１の面に対して開口し、前記基板の第１の面が反射性の表面を有するように構成された基板と、
前記凹部から光を放射するように配置された複数の光源と
からなる発光装置。
２．前記光源のうちの少なくとも１つは、そのから放射される光の少なくとも一部が前記凹部の突出面によって遮られるように配置される、１に記載の発光装置。
３．前記基板の第１の面の上に配置され、前記基板の第１の面から反射された光を調整して通過させる光調整器を更に含む、１に記載の発光装置。
４．前記光源のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部のうちの１つの突出面によって遮られるように配置され、前記光源の位置並びに前記凹部の高さ及び幅は、前記光源と前記光調整器との間を直接進行する光を全て、前記光調整器から前記基板の第１の面へ向けて反射させるように選択される、３に記載の発光装置。
５．前記凹部はそれぞれ、各光源の両側に互いに向かい合って配置された少なくとも第１の反射面及び第２の反射面を有する、１に記載の発光装置。
６．前記反射面は拡散反射面である、１に記載の発光装置。
７．前記拡散反射面は拡散反射面のドットパターンからなる、６に記載の発光装置。
８．前記拡散反射面のドットパターンの下に配置された鏡面反射層を更に含む７に記載の発光装置。
９．前記拡散反射面は一様な拡散面である、６に記載の発光装置。
１０．前記第１の反射面は鏡面反射面である、１に記載の発光装置。
１１．前記第１の反射面は偏光反射面である、１に記載の発光装置。
１２．前記光源はそれぞれ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる、１に記載の発光装置。
１３．前記ＬＥＤは異なる色のＬＥＤからなる、１２に記載の発光装置。
１４．前記ＬＥＤの一部は、光軸を中心として回転対称な光強度空間分布を有する、１３に記載の発光装置。
１５．前記ＬＥＤの一部は楕円型の光強度空間分布を有し、長軸と短軸における光強度空間分布が異なる、１３に記載の発光装置。
１６．前記楕円型の光強度空間分布は、短軸において２０度〜９０度の視角を有し、短軸において６０度〜１８０度の視角を有する、１５に記載の発光装置。
１７．前記光強度空間分布における短軸は前記基板の反射面に対して実質的に垂直な向きであり、前記光強度空間分布における長軸は前記反射面に対して実質的に平行な向きである、１５に記載の発光装置。
１８．前記光源のうちの１つを形成するＬＥＤは共通の基板上に形成された複数のＬＥＤチップからなり、該ＬＥＤチップはカプセル材料によって覆われている、１２に記載の発光装置。
１９．前記光源のうちの１つを形成するＬＥＤは前記ＬＥＤの光軸に対して垂直な基板に取り付けられる、１２に記載の発光装置。
２０．前記光源のうちの１つを形成するＬＥＤは前記ＬＥＤの光軸に対して平行な基板に取り付けられる、１２に記載の発光装置。
２１．前記光源のうちの少なくとも１つは、前記基板の複数の重なり合うパネルのうちの１つに対して実質的に垂直な表面に取り付けられる、１に記載の発光装置。
２２．前記光源のうちの少なくとも１つは前記基板の第１の面に取り付けられる、１に記載の発光装置。
２３．前記光源のうちの少なくとも１つは、前記凹部のうちの１つにおける突出面のうちの１つに取り付けられる、１に記載の発光装置。
２４．前記凹部の少なくとも一部における前記光源は、前記凹部の２以上の表面に取り付けられる、１に記載の発光装置。
２５．前記基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に結合された１以上の熱発散素子を更に含む、１に記載の発光装置。
２６．前記光源に結合された複数の熱発散素子を更に含む、１に記載の発光装置。
２７．前記重なり合うパネルは、前記仮想的表面に対して０度〜３０度の鋭角をなす、１に記載の発光装置。
２８．前記凹部に、又は前記凹部の付近に配置され、前記光源から放射された光を受光して調整する第２の光調整器を更に含む、１に記載の発光装置。
２９．前記第２の光調整器のうちの少なくとも１つは光拡散器である、２８に記載の発光装置。
３０．前記第２の光調整器のうちの少なくとも１つはプリズムである、２８に記載の発光装置。
３１．前記第２の光調整器のうちの少なくとも１つはホログラフィック光拡散器である、２８に記載の発光装置。
３２．前記基板は複数の構成部品からなる、１に記載の発光装置。
３３．複数のＬＣＤ素子を有する液晶ディスプレイパネルと、
前記液晶ディスプレイパネルの背面に配置されたバックライトとを含み、
該バックライトは、
(i)複数の重なり合うパネルに交差する仮想的表面に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネルと、(ii)前記重なり合うパネルの重なり部分の間に形成された複数の凹部とを備えた基板であって、前記凹部が前記基板の第１の面に対して開口し、前記基板の第１の面が反射性の表面を有するように構成された基板と、
前記凹部から光を放射するように配置された複数の光源とを含む、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
３４．前記光源のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部のうちの１つの突出面によって遮られるように配置される、３３に記載の液晶ディスプレイ。
３５．前記基板の第１の面の上に配置され、前記基板の第１の面から反射された光を調整して通過させる光調整器を更に含む、３３に記載の液晶ディスプレイ。
３６．前記光源のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部のうちの１つの突出面によって遮られるように配置され、前記光源の位置並びに前記凹部の高さ及び幅は、前記光源と前記光調整器の間を直接進行する光を全て、前記光調整器から前記基板の第１の面へ向けて反射させるように選択される、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３７．前記光調整器は１以上の光拡散層からなる、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３８．前記光調整器は１以上のプリズム層からなる、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３９．前記光調整器は１以上の偏光層からなる、３５に記載の液晶ディスプレイ。
【符号の説明】
【００３８】
１０２ ＬＣＤパネル
１０４ バックライト
１０６、１９０２ 光調整器
１１２ 基板
１１４、１１６、１１８ パネル
１２０ 仮想表面
１２２、１２４、１２６、１９０６ 凹部
１２８、１３０ パネル間の重なり部分
１３２、１３４、１３６ 反射面
１３８、１４０、１４２、１９１０ 光源
１４４、１４６、１４８ 突出面
１６６、１６８、１７０ 熱発散素子
６００ ＬＥＤ
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】液晶ディスプレイの正面図である。
【図２】図１に示すバックライトのい平面図である。
【図３】図１の正面図の一部の拡大図である。
【図４】図１に示す基板の代替構成を示す図である。
【図５】図１〜図３に示す光源のうちの１つを形成するＬＥＤアレイを示す図である。
【図６】楕円型ＬＥＤを示す図である。
【図７】楕円型ＬＥＤを示す図である。
【図８】図６及び図７に示す楕円型ＬＥＤの長軸に沿った光強度を示す図である。
【図９】図６及び図７に示す楕円型ＬＥＤの短軸に沿った光強度を示す図である。
【図１０】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１１】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１２】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１３】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１４】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１５】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１６】種々のＬＥＤを図１に示す基板の凹部に取り付ける例を示す図である。
【図１７】基板に取り付けられた複数のＬＥＤチップを示す図である。
【図１８】基板に取り付けられた複数のＬＥＤチップを示す図である。
【図１９】図１に示す基板の凹部における光調整器の配置を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＣＤ等の表示装置に使用される発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は照明としてバックライトを必要とするディスプレイである。バックライトは通常、透過面、反射面、及び複数の縁部を有する概ね平坦な光導波路からなる。１以上の光源からの光は光導波路の縁部に入射するように照射され、光導波路の反射面で反射され、光導波路の透過面を通して放射される。光源には、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイのように様々な形がある。
【０００３】
例えば１以上の光導波路の縁部に隣接して配置された１以上のＣＣＦＬ又はＬＥＤアレイにより、バックライトの光導波路の縁部から光を当てる場合がある。このような縁部照明（エッジリット）型の光導波路の詳細については、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００４】
他の場合では、例えば光導波路の反射面の下に配置された１以上のＣＣＦＬ又はＬＥＤアレイにより、バックライトの光導波路の底部から光を当てる場合がある。これらの光源は一次光導波路の下に配置された二次光導波路の中に光を照射する。二次導波路を出た光は反射され、一次光導波路の１以上の縁部に入射する。このような底部照明（ボトムリット）型の光導波路の詳細については、特許文献３に開示されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１７５６３２Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１３０８８４Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００６１８１４Ａ１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において発光装置は（１）複数の重なり合うパネルに交差する仮想的表面に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネルと、（２）重なり合うパネルの重なり部分の間に形成された複数の凹部とを備えた基板を有する。凹部は基板の第１の面に対して開口し、基板の第１の面は反射面を有する。複数の光源は凹部から光を放射するように配置される。
【０００６】
他の実施形態も開示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１００の正面図である。ＬＣＤ１００は、複数のＬＣＤ素子を有するＬＣＤパネル１０２、及びＬＣＤパネル１０２の背面に配置されたバックライト１０４を有する。バックライト１０４はＬＣＤパネル１０２を通して光を照射するように配置される。任意選択で、ＬＣＤ１００は、ＬＣＤパネル１０２とバックライト１０４の間に光調整器１０６、１０８、１１０を備える場合がある。光調整器は、１以上の光拡散層（例えば拡散器１０６）、１以上のプリズム層（例えば輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）１０８）及び／又は１以上の偏光層（例えば二重輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ）１１０）を含む場合がある。光調整層１０６、１０８、１１０は、素子の形に形成しても、シートの形に形成しても、フィルムの形に形成してもよく、ＬＣＤパネル１０２とバックライト１０４のどちらかに付着させてもよいし、両方の間に配置してもよい。
【０００８】
図１及び図２に示すように、バックライト１０４は、重なり合うパネル１１４、１１６、１１８に交差する仮想的表面１２０に対して鋭角をなす複数の重なり合う１１４、１１６、１１８と、重なり合うパネル１１４、１１６、１１８の重なり部分１２８、１３０の間に形成された複数の凹部１２２、１２４、１２６とを備えた基板１１２を有する。凹部１２２、１２４、１２６は、反射面１３２、１３４、１３６を有する基板１１２の面に対して開口している。
【０００９】
バックライト１０４は複数の光源１３８、１４０、１４２を有し、それらは凹部１２２、１２４、１２６から光を放射するように配置される。場合によっては、光源１３８、１４０、１４２は凹部１２２、１２４、１２６の中に配置されることもある。また、光源１３８、１４０、１４２は、凹部１２２、１２４、１２６の中へ延びるように配置してもよいし、凹部１２２、１２４、１２６の中へ光を照射するように配置してもよい。光源１２２、１２４、１２６は、その放射光の少なくとも一部が、凹部１２２、１２４、１２６の突出面１４４、１４６、１４８によって遮られるように配置することが望ましい。突出面１４４、１４６、１４８は反射性である。従って、光源１２２、１２４、１２６から発せられた光線は（１）凹部１２２、１２４、１２６の表面１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４で主に反射され、（２）基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６でも反射される。
【００１０】
一実施形態において光調整器１０６は基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６の上に配置され、基板１１２から反射された光を調整して透過する。光源１３８、１４０、１４２の位置、並びに凹部１２２、１２４、１２６の高さ及び幅は、光源１３８、１４０、１４２から放射された光線が、光調整器１０６の表面１７４に対して垂直から実質的に角度（θ１）で表面１７４に入射するように選択される。従って、光源１３８、１４０、１４２から直接放射された光の大部分は（Ａ）光調整器１０６の表面１７４、及び（Ｂ）基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６において複数回反射される。このようして、光（λ）は（１）空洞部１５６、（２）基板の反射面１３２、１３４、１３６の特性、及び（３）光調整器の表面１７４の特性により良好に分散され、及び／又は混色される。大抵の場合、光分散及び／又は混色を良好にすることにより、バックライト１０４から放射されるバックライトの色や照度の均一性を高めることができる。
【００１１】
バックライト１０４の周囲を画定している垂直面１５８、１６０、１６２は反射性であることが好ましく、バックライト１０４の周囲から外へ光が漏れないようにすることが好ましい。
【００１２】
図１及び図３に示すように、基板１１２は複数の同じ部材１１４、１１６、１１８から構成される。代替実施形態において、基板１１２は図４に示すように複数の異なる部材４００、４０２から構成される場合もあり、また一体型の要素（図示せず）として構成される場合もある。
【００１３】
バックライト１０４用の基板１１２は種々の材料から形成することができ、例えばアルミニウムのような金属から形成される。基板材料（複数の場合もあり）には、実質的に剛性で熱伝導性の構造が得られるような材料が選択される。このようにすれば、基板１１２を利用して、反射面１３２、１３４、１３６に光線が当たることによって発生する熱を発散させることができる。さらに多くの熱発散素子（例えばヒートシンク１６４、１６６、１６８）が必要な場合、熱発散素子は基板１１２の概ね水平な面又は概ね垂直な面に取り付けることができ、また、両方の面に取り付けてもよい。ただし、図示の熱発散素子のタイプや形は例にすぎないことに注意して欲しい。
【００１４】
空洞部１５６の中で光を分散及び／又は混色するために、基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６は様々な形に形成される場合がある。例えば、基板１１２の反射面１３２、１３４、１３６は拡散反射面であっても、鏡面反射面であっても、偏光反射面であってもよく、あるいは、それらの組み合わせであってもよい。凹部１２２内側の対向する反射面１４４、１５０のような種々の反射面は様々な形に形成される場合がある。
【００１５】
一実施形態において、拡散反射面は一様な拡散反射面（即ち、表面のどの地点においても同じ拡散が得られるような拡散面）の形に形成される。他の実施形態において、拡散反射面は、拡散反射面のドットパターンとして形成される場合がある。後者の実施形態の場合、ドットパターンを外れた光を空洞部１５６の中へ戻すために、ドットパターンの下に鏡面反射層を配置する場合がある。この鏡面反射層は、例えば鏡面コーティングの形に形成される場合もあれば、基板１１２に付着させたフィルムの形に形成される場合もある。
【００１６】
図３に示すように、バックライト１０４の重なり合うパネル１１４、１１６、１１８はそれぞれ、重なり合うパネル１１４、１１６、１１８に交差する仮想的表面１２０に対して角度θ２を形成する。一実施形態においてバックライト１０４は、角度θ２が０度〜３０度に設定される。
【００１７】
バックライト１０４の光源１３８、１４０、１４２は、何らかの単一の種々の形に形成される場合もあれば、種々の形の組み合わせとして形成される場合もある。一実施形態において、光源１３８、１４０、１４２は、図５に示すように発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイ５００として形成される。アレイ５００を構成するＬＥＤ（例えば５０２、５０４）は、同じ色であってもよいし、違う色であってもよい。例えば、ＬＥＤアレイ５００は、各ＬＥＤが赤色又は緑色又は青色を発する複数の異なる色のＬＥＤ５０２、５０４を有する場合がある。ＬＥＤアレイ５００が異なる色のＬＥＤ５０２、５０４を有する場合、異なる色のＬＥＤ５０２、５０４の駆動信号を調節することで、ＬＥＤアレイ５００から放射される混合光の色点を調節することができる。
【００１８】
ＬＥＤの適当な組み合わせにおいて、異なる色のＬＥＤは主に、波長４５０〜４９０ｎｍ（青っぽい光）、５１０〜５５０ｎｍ（緑っぽい光）、及び６１０〜６５０ｎｍ（赤っぽい光）の光を発する。ＬＥＤの他の適当な組み合わせにおいて、異なる色のＬＥＤは主に、４５０〜４８０ｎｍ（青っぽい光）、４８０〜５２０ｎｍ（青緑色の光）、５２０〜５５０ｎｍ（緑っぽい光）、及び６１０〜６５０ｎｍ（赤っぽい光）の光を発する。
【００１９】
一実施形態においてＬＥＤの光強度空間分布（配光）はＬＥＤの光軸を中心として回転対称である。水平断面が円形のＬＥＤは一般にそうなっている。代替実施形態においてＬＥＤ６００は図６〜図９に示すように楕円型の光強度空間分布を有する場合があり、長軸と短軸において光強度空間分布は異なる場合がある。例えば、図６及び図７に示す楕円型ＬＥＤの長軸と短軸における光強度のグラフを見て欲しい。楕円配光のＬＥＤ６００は、ＬＥＤの長軸がバックライト１０４の比較的薄い平面に対して実質的に水平な向きになるように配置し、ＬＥＤの短軸がバックライト１０４の平面に対して実質的に垂直な向きになるように配置すると有利である。その場合、ＬＥＤ６００は基板１１２のより幅の広い「ストリップ」を照らすことができ、ＬＥＤ間の隙間により生じる光のバンディング（縞模様）の影響を低減することができる。また、楕円配光のＬＥＤによれば、アレイ５００に必要なＬＥＤの数を減らすことができる場合もある。
【００２０】
深さが浅く、比較的広い面積を有するバックライトの場合（例えば、ＬＣＤテレビのバックライトなど）、楕円型ＬＥＤ６００を備えた複数の重なり合うパネルからなる基板を有するバックライト１０４に、短軸の光強度空間分布において視角２０度〜９０度を有し、長軸の光強度空間分において視角６０度〜１８０度を有する楕円型ＬＥＤ６００を取り付けると有利であることが、実験から分かっている。
【００２１】
バックライト１０４の光源１３８、１４０、１４２は種々の形に形成することができる。例えば、光源１３８は、ＬＥＤ５０２、５０４のアレイ５００の形に形成され、電気接点５０８、５１０を備えた基板５０６上にそれらが取り付けられる場合がある（例えば図５に示すように）。このＬＥＤ基板５０６は基板１１２に取り付けてもよいし、基板１１２の近くに取り付けてもよい。
【００２２】
一実施形態においてＬＥＤ５０２、５０４を取り付ける基板５０６は可撓性プリント基板（ＦＰＣ）である。他の実施形態において、ＬＥＤ５０２、５０４を取り付ける基板５０６はメタルコアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）である。後者の場合、ＭＣＰＣＢはＬＥＤ基板５０６としての働きをするだけでなく、基板１１２の一部としても機能する。その他に、ＦＰＣのような基板５０６を内部に誘電体が挿入されたアルミニウム基板に取り付ける（接着する）場合もある。
【００２３】
ＬＥＤ５０２、５０４は基板５０６に対して種々の方法で取り付けることができ、例えば、スルーホールや表面実装のような方法がある。図１０は、スルーホールＬＥＤ１０００を基板１００２に取り付ける例を示している。図１１及び図１２は２つの異なる表面実装型ＬＥＤ１１００、１２００を基板１１０２、１２０２に取り付ける例を示している（第１のＬＥＤ１１００は底部に一対のパッド１１０４、１１０６を備え、第２のＬＥＤ１２００はＬＥＤパッケージの縁部の下にＬＥＤパッケージを取り囲むように一対の接点１２０４、１２０６を備えている）。図１０〜図１２に示すＬＥＤ１０００、１１００、１２００を使用した場合、ＬＥＤの光軸は基板１００２、１１０２、１２０２から垂直方向に延びる点に注意して欲しい。
【００２４】
図１３は、ライトアングル・スルーホールＬＥＤ１３００を基板１３０２に取り付ける例を示している。図示のように、ＬＥＤ１３００は、ＬＥＤ１３００を取り付ける基板１３０２の縁部から突出するように取り付けられる。場合によっては、ＬＥＤ１３００は空洞部１５６にもっと近い位置に（空洞部１５６の中へ延びるように）取り付けてもよい。図１４及び図１５は、種々のライトアングル表面実装ＬＥＤ１４００、１５００を基板１４０２、１５０２に取り付ける例を示している。図１３〜図１５に示すＬＥＤ１３００、１４００、１５００の光軸はそれぞれ、基板１３０２、１４０２、１５０２に対して平行な方向に延びている点に注意して欲しい。
【００２５】
図５に示すＬＥＤアレイ５００はＬＥＤ５０２、５０４の行を１本しか有していないが、ＬＥＤアレイ５００はＬＥＤの行を複数有することもでき、光強度や色の一様な（又は一様でない）空間分布を実現することが望ましい場合、アレイ５００を形成するＬＥＤのタイプに応じて、複数の行により平行な列を形成したり、異なる行のＬＥＤによりジグザグその他のパターンを形成してもよい。
【００２６】
図１７及び図１８は、パッケージＬＥＤ５０２、５０４を基板５０６に取り付ける代替実施形態を示している。図示のように、複数のＬＥＤチップ１７００、１７０２が基板１７０４に取り付けられ、表面実装及び／又はワイヤボンディングを使用して、ＬＥＤチップ１７００、１７０２が基板１７０４上のトレース又はパッドに電気的に接続される。ＬＥＤチップ１７００、１７０２を保護するとともに、レンズを形成するために、ＬＥＤチップ１７００、１７０２の上には、カプセル材料１７０６が形成される。カプセル材料１７０６は種々の製造方法によって形成することができ、例えば、グローブトップ、モールディング、キャスティング、真空印刷封止のような方法がある。一実施形態において、ＬＥＤチップ１７００、１７０２を形成する基板１７０４は可撓性プリント基板（ＦＰＣ）に取り付けられる。他の実施形態において、ＬＥＤ１７００、１７０２を形成する基板１７０４はメタルコアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）に取り付けられる。後者の場合、ＭＣＰＣＢはＬＥＤチップ基板１７０４としての働きをするだけでなく、基板１１２の一部としても機能する。その他に、ＦＰＣのような基板１７０４を内部に誘電体が挿入されたアルミニウム基板に取り付ける（接着する）場合もある。
【００２７】
一実施形態において、ＬＥＤ５０２、５０４やＬＥＤチップ１７００、１７０２のアレイは、基板１１２を形成する複数の重なり合うパネル１１４、１１６、１１８のうちの一枚に対して実質的に垂直に取り付けられる。代替又は追加として、ＬＥＤ１３００、１４００、１５００のアレイが、基板１１６の反射面１５２、又は、凹部１２４のうちの１つにおける突出面１４６の１つに取り付けられる場合がある。ただし、光源１３８、１４０、１４２は全て凹部に配置することが望ましい。図１６に示すように、異なるＬＥＤタイプのアレイ１６０２、１６０４、１６０６を凹部１２２内の全ての表面に取り付けてもよい。
【００２８】
前述のように、１以上の熱発散素子１６４、１６６、１６８をバックライト１０４に接続する場合がある。例えば、熱発散素子１６４、１６６、１６８は、光源１３８、１４０、１４２の近くに取り付けてもよいし、基板の反射面１３２、１３４、１３６とは反対側の面に取り付けてもよい。図１〜図３に示すように、熱発散素子１６４、１６６、１６８は基板１１２に結合される。ただし、熱発散素子１６４、１６６、１６８は、光源１３８、１４０、１４２を取り付ける１以上の基板５０６に対して（更に、又は代わりに）直接結合してもよい。
【００２９】
熱発散素子１６４、１６６、１６８は、対流と放射によりバックライト１０４から熱を奪い去ることができる。一実施形態において、熱発散素子１６４、１６６、１６８は、エアギャップ１７０により互いに隔離された複数のフィン（羽）を有する。ＬＣＤ１００及びバックライト１０４の使用時にフィン間のギャップの向きが重力の方向に一致するような向きにフィンを配置すれば、熱い空気はエアギャップ１７０から立ち昇り、エアギャップ１７０の底部から冷たい空気が引き込まれる。
【００３０】
一実施形態において、バックライト１０４は、その外縁部１５８、１６０、１６２の付近に取り付けられた（即ち付着された）反射性の素子、フィルム、又はコーティングを有する。図２を参照して欲しい。このようにすれば、バックライト１０４の外縁部１５８、１６０、１６２を光線が通過したり、外縁部によって光線が吸収されたり、外縁部によって光線が反射され、バックライト１０４の中に戻されたりすることを防止することができる。例えば、こうした反射性の素子、フィルム、又はコーティングには、光拡散性又は光反射性のものが使用される。
【００３１】
図１９は、代替実施形態によるバックライト１９００を示している。この実施形態では、光調整器１９０２、１９０４が、バックライト１９００の凹部１９０６、１９０８に、又は凹部の付近に配置される。このようにすれば、光源１９１０、１９１２によって放射された光を光調節器１９０２、１９０４によって受光し、調整することができる。例えば、光調整器１９０２、１９０４は１以上の素子、シート、又はフィルムからなり、それらが光拡散器、ホログラフィック光拡散器、又はプリズムとして機能する。一実施形態において、光調整器１９０２、１９０４は、様々な色のＬＥＤから放射された光を前もって混合しておくのに便利な場合がある。
【００３２】
図１〜図３及び図１９に示した装置はバックライトを例として記載されているが、この装置は発光装置を必要とする様々な用途に利用することが可能である。例えば、ムード照明やタイル状光源も、バックライト１０４と同様にして構成される場合がある。
【００３３】
バックライト１０４は、その構成によっては、他の照明手段に比べて種々の利点が得られる。例えば、バックライト１０４は、一部のバックライトに比べて、バックライトとして光を放射するための表面を増加させることができる（そして、増加された表面はバックライトの表面にわたって分散される）。また、バックライト１０４の周囲からだけでなく、バックライト１０４の内部の位置からも光がバックライトとして放射される場合、バックライトの生成に使用される光源１３８、１４０、１４２には、２００（ｍＷ）未満の消費電力を有するＬＥＤのような、低消費電力のＬＥＤを使用することもできる。そのため、光源１３８、１４０、１４２のコストが低減されるだけでなく（１）バックライト表面の正方形領域あたりの消費電力を低減することができ、（２）バックライトから発生する熱の量を低減することができ、（３）光源の効率を向上させることができ、（４）ディスプレイシステムの有機成分やポリマー成分の寿命を延ばすことができる。
【００３４】
また、低消費電力の光源は小型の形状であることが多いため、光源を正確な中心間距離で配置することが可能である。異なる色の光（例えば、赤、緑、青の光）の混合を利用するバックライトの場合、光源を互いに近接して配置することができるため、バックライトの光放射面で光が屈折される前にそれらの光が完全に混合される可能性が高くなる。
【００３５】
一実施形態において、消費電力や発熱の小さいバックライト１０４は、より小型に構成したり、熱発散素子を全く使用せずに構成したりすることができる。そのため、バックライトを実現するために必要な空間が低減される。
【００３６】
一実施形態において、バックライト１０４によれば、光がバックライト１０４の近くに配置された光調整素子１０６に入射するまでに伝搬しなければならない光路の長さも短縮される場合がある。光路が短くなれば、熱に変換され、バックライト１０４に吸収される光の量も少なくなることが多い。
【００３７】
本発明の種々の例示的実施形態を以下に列挙する。
１．(i)複数の重なり合うパネルに交差する仮想的表面に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネルと、(ii)前記重なり合うパネルの重なり部分の間に形成された複数の凹部とを備えた基板であって、前記凹部が前記基板の第１の面に対して開口し、前記基板の第１の面が反射性の表面を有するように構成された基板と、
前記凹部から光を放射するように配置された複数の光源と
からなる発光装置。
２．前記光源のうちの少なくとも１つは、そのから放射される光の少なくとも一部が前記凹部の突出面によって遮られるように配置される、１に記載の発光装置。
３．前記基板の第１の面の上に配置され、前記基板の第１の面から反射された光を調整して通過させる光調整器を更に含む、１に記載の発光装置。
４．前記光源のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部のうちの１つの突出面によって遮られるように配置され、前記光源の位置並びに前記凹部の高さ及び幅は、前記光源と前記光調整器との間を直接進行する光を全て、前記光調整器から前記基板の第１の面へ向けて反射させるように選択される、３に記載の発光装置。
５．前記凹部はそれぞれ、各光源の両側に互いに向かい合って配置された少なくとも第１の反射面及び第２の反射面を有する、１に記載の発光装置。
６．前記反射面は拡散反射面である、１に記載の発光装置。
７．前記拡散反射面は拡散反射面のドットパターンからなる、６に記載の発光装置。
８．前記拡散反射面のドットパターンの下に配置された鏡面反射層を更に含む７に記載の発光装置。
９．前記拡散反射面は一様な拡散面である、６に記載の発光装置。
１０．前記第１の反射面は鏡面反射面である、１に記載の発光装置。
１１．前記第１の反射面は偏光反射面である、１に記載の発光装置。
１２．前記光源はそれぞれ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる、１に記載の発光装置。
１３．前記ＬＥＤは異なる色のＬＥＤからなる、１２に記載の発光装置。
１４．前記ＬＥＤの一部は、光軸を中心として回転対称な光強度空間分布を有する、１３に記載の発光装置。
１５．前記ＬＥＤの一部は楕円型の光強度空間分布を有し、長軸と短軸における光強度空間分布が異なる、１３に記載の発光装置。
１６．前記楕円型の光強度空間分布は、短軸において２０度〜９０度の視角を有し、短軸において６０度〜１８０度の視角を有する、１５に記載の発光装置。
１７．前記光強度空間分布における短軸は前記基板の反射面に対して実質的に垂直な向きであり、前記光強度空間分布における長軸は前記反射面に対して実質的に平行な向きである、１５に記載の発光装置。
１８．前記光源のうちの１つを形成するＬＥＤは共通の基板上に形成された複数のＬＥＤチップからなり、該ＬＥＤチップはカプセル材料によって覆われている、１２に記載の発光装置。
１９．前記光源のうちの１つを形成するＬＥＤは前記ＬＥＤの光軸に対して垂直な基板に取り付けられる、１２に記載の発光装置。
２０．前記光源のうちの１つを形成するＬＥＤは前記ＬＥＤの光軸に対して平行な基板に取り付けられる、１２に記載の発光装置。
２１．前記光源のうちの少なくとも１つは、前記基板の複数の重なり合うパネルのうちの１つに対して実質的に垂直な表面に取り付けられる、１に記載の発光装置。
２２．前記光源のうちの少なくとも１つは前記基板の第１の面に取り付けられる、１に記載の発光装置。
２３．前記光源のうちの少なくとも１つは、前記凹部のうちの１つにおける突出面のうちの１つに取り付けられる、１に記載の発光装置。
２４．前記凹部の少なくとも一部における前記光源は、前記凹部の２以上の表面に取り付けられる、１に記載の発光装置。
２５．前記基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に結合された１以上の熱発散素子を更に含む、１に記載の発光装置。
２６．前記光源に結合された複数の熱発散素子を更に含む、１に記載の発光装置。
２７．前記重なり合うパネルは、前記仮想的表面に対して０度〜３０度の鋭角をなす、１に記載の発光装置。
２８．前記凹部に、又は前記凹部の付近に配置され、前記光源から放射された光を受光して調整する第２の光調整器を更に含む、１に記載の発光装置。
２９．前記第２の光調整器のうちの少なくとも１つは光拡散器である、２８に記載の発光装置。
３０．前記第２の光調整器のうちの少なくとも１つはプリズムである、２８に記載の発光装置。
３１．前記第２の光調整器のうちの少なくとも１つはホログラフィック光拡散器である、２８に記載の発光装置。
３２．前記基板は複数の構成部品からなる、１に記載の発光装置。
３３．複数のＬＣＤ素子を有する液晶ディスプレイパネルと、
前記液晶ディスプレイパネルの背面に配置されたバックライトとを含み、
該バックライトは、
(i)複数の重なり合うパネルに交差する仮想的表面に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネルと、(ii)前記重なり合うパネルの重なり部分の間に形成された複数の凹部とを備えた基板であって、前記凹部が前記基板の第１の面に対して開口し、前記基板の第１の面が反射性の表面を有するように構成された基板と、
前記凹部から光を放射するように配置された複数の光源とを含む、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
３４．前記光源のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部のうちの１つの突出面によって遮られるように配置される、３３に記載の液晶ディスプレイ。
３５．前記基板の第１の面の上に配置され、前記基板の第１の面から反射された光を調整して通過させる光調整器を更に含む、３３に記載の液晶ディスプレイ。
３６．前記光源のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部のうちの１つの突出面によって遮られるように配置され、前記光源の位置並びに前記凹部の高さ及び幅は、前記光源と前記光調整器の間を直接進行する光を全て、前記光調整器から前記基板の第１の面へ向けて反射させるように選択される、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３７．前記光調整器は１以上の光拡散層からなる、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３８．前記光調整器は１以上のプリズム層からなる、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３９．前記光調整器は１以上の偏光層からなる、３５に記載の液晶ディスプレイ。
【符号の説明】
【００３８】
１０２ ＬＣＤパネル
１０４ バックライト
１０６、１９０２ 光調整器
１１２ 基板
１１４、１１６、１１８ パネル
１２０ 仮想表面
１２２、１２４、１２６、１９０６ 凹部
１２８、１３０ パネル間の重なり部分
１３２、１３４、１３６ 反射面
１３８、１４０、１４２、１９１０ 光源
１４４、１４６、１４８ 突出面
１６６、１６８、１７０ 熱発散素子
６００ ＬＥＤ
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】液晶ディスプレイの正面図である。
【図２】図１に示すバックライトのい平面図である。
【図３】図１の正面図の一部の拡大図である。
【図４】図１に示す基板の代替構成を示す図である。
【図５】図１〜図３に示す光源のうちの１つを形成するＬＥＤアレイを示す図である。
【図６】楕円型ＬＥＤを示す図である。
【図７】楕円型ＬＥＤを示す図である。
【図８】図６及び図７に示す楕円型ＬＥＤの長軸に沿った光強度を示す図である。
【図９】図６及び図７に示す楕円型ＬＥＤの短軸に沿った光強度を示す図である。
【図１０】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１１】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１２】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１３】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１４】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１５】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１６】種々のＬＥＤを図１に示す基板の凹部に取り付ける例を示す図である。
【図１７】基板に取り付けられた複数のＬＥＤチップを示す図である。
【図１８】基板に取り付けられた複数のＬＥＤチップを示す図である。
【図１９】図１に示す基板の凹部における光調整器の配置を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(i)複数の重なり合うパネル(114,116,118)に交差する仮想的表面(120)に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネル(114,116,118)と、(ii)該重なり合うパネル(114,116,118)の重なり部分(128,130)の間に形成された複数の凹部(122,124,126)とを備えた基板(112)であって、該凹部(122,124,126)が前記基板の第１の面に対して開口し、前記基板(112)の第１の面が反射性の表面(132,134,136)を有するように構成された基板(112)と、
前記凹部(122,124,126)から光を放射するように配置された複数の光源(138,140,142)とからなる発光装置(104)。
【請求項２】
前記光源(138,140,142)のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部(122,124,126)のうちの１つの突出面(144,146,148)によって遮られるように配置される、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項３】
前記基板(112)の第１の面の上に配置され、前記基板(112)の第１の面から反射された光を調整して通過させる光調整器(106)を更に含む、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項４】
前記光源(138,140,142)のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部(122,124,126)のうちの１つの突出面(144,146,148)によって遮られるように配置され、前記光源(138,140,142)の位置並びに前記凹部(122,124,126)の高さ及び幅は、前記光源(138,140,142)と前記光調整器(106)との間を直接進行する光を全て、前記光調整器(106)から前記基板(112)の第１の面(132,134,136)へ向けて反射させるように選択される、請求項３に記載の発光装置(104)。
【請求項５】
前記光源(138,140,142)はそれぞれ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）(600)から構成される、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項６】
前記ＬＥＤの一部は楕円型の光強度空間分布を有し、長軸と短軸において異なる光強度空間分布を有する、請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記基板(112)の第１の面とは反対側の第２の面に結合された１以上の熱発散素子(166,168,170)を更に含む、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項８】
前記重なり合うパネル(114,116,118)は前記仮想的表面(120)に対して０度〜３０度の鋭角をなす、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項９】
前記凹部(1906)に、又は前記凹部(1906)の付近に配置され、前記光源(1910)から放射された光を受光して調節する光調節器(1902)を更に含む、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項１０】
複数のＬＣＤ素子を有する液晶ディスプレイパネル(102)と、
前記ディスプレイパネル(102)の背面に配置され、該ディスプレイパネル(102)を照らす、請求項１に記載の発光装置(104)と
からなる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）。
【請求項１】
(i)複数の重なり合うパネル(114,116,118)に交差する仮想的表面(120)に対して鋭角をなす複数の重なり合うパネル(114,116,118)と、(ii)該重なり合うパネル(114,116,118)の重なり部分(128,130)の間に形成された複数の凹部(122,124,126)とを備えた基板(112)であって、該凹部(122,124,126)が前記基板の第１の面に対して開口し、前記基板(112)の第１の面が反射性の表面(132,134,136)を有するように構成された基板(112)と、
前記凹部(122,124,126)から光を放射するように配置された複数の光源(138,140,142)とからなる発光装置(104)。
【請求項２】
前記光源(138,140,142)のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部(122,124,126)のうちの１つの突出面(144,146,148)によって遮られるように配置される、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項３】
前記基板(112)の第１の面の上に配置され、前記基板(112)の第１の面から反射された光を調整して通過させる光調整器(106)を更に含む、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項４】
前記光源(138,140,142)のうちの少なくとも１つは、そこから放射される光の少なくとも一部が前記凹部(122,124,126)のうちの１つの突出面(144,146,148)によって遮られるように配置され、前記光源(138,140,142)の位置並びに前記凹部(122,124,126)の高さ及び幅は、前記光源(138,140,142)と前記光調整器(106)との間を直接進行する光を全て、前記光調整器(106)から前記基板(112)の第１の面(132,134,136)へ向けて反射させるように選択される、請求項３に記載の発光装置(104)。
【請求項５】
前記光源(138,140,142)はそれぞれ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）(600)から構成される、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項６】
前記ＬＥＤの一部は楕円型の光強度空間分布を有し、長軸と短軸において異なる光強度空間分布を有する、請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記基板(112)の第１の面とは反対側の第２の面に結合された１以上の熱発散素子(166,168,170)を更に含む、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項８】
前記重なり合うパネル(114,116,118)は前記仮想的表面(120)に対して０度〜３０度の鋭角をなす、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項９】
前記凹部(1906)に、又は前記凹部(1906)の付近に配置され、前記光源(1910)から放射された光を受光して調節する光調節器(1902)を更に含む、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項１０】
複数のＬＣＤ素子を有する液晶ディスプレイパネル(102)と、
前記ディスプレイパネル(102)の背面に配置され、該ディスプレイパネル(102)を照らす、請求項１に記載の発光装置(104)と
からなる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００６−２８６６３９（Ｐ２００６−２８６６３９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９７３７５（Ｐ２００６−９７３７５）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５０６０７６６０６）アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (129)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（５０６０７６６０６）アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (129)
【Ｆターム（参考）】
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