照明装置、面照明装置及び発光装置
【課題】輝度むら、色度むらを抑制した照明装置、この照明装置を備えた薄型の面照明装置、面照明装置に組み込まれる発光装置を実現させる。
【解決手段】実装基板と、前記実装基板に列状に搭載された、複数の発光装置と、を備え、前記発光装置が配列する方向と、前記発光装置のそれぞれに収納された複数の発光素子が配列する方向と、は、略平行であることを特徴とする照明装置と、この照明装置を搭載した面照明装置が提供される。面照明装置は、ケースの底面に設けられた光反射板と、前記光反射板の主面に対向するように配置された光取り出し部と、を備え、前記光反射板と前記光取り出し部により挟まれた中空導光領域に、前記照明装置からの光が出射される。
【解決手段】実装基板と、前記実装基板に列状に搭載された、複数の発光装置と、を備え、前記発光装置が配列する方向と、前記発光装置のそれぞれに収納された複数の発光素子が配列する方向と、は、略平行であることを特徴とする照明装置と、この照明装置を搭載した面照明装置が提供される。面照明装置は、ケースの底面に設けられた光反射板と、前記光反射板の主面に対向するように配置された光取り出し部と、を備え、前記光反射板と前記光取り出し部により挟まれた中空導光領域に、前記照明装置からの光が出射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、面照明装置及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用のバックライト光源やその他の各種の照明光源として、従来の冷陰極放電灯からＬＥＤ（Light Emitting Diode）に代替される動きが進んでいる。これは、ＬＥＤには有害物質である水銀が含まれず、環境調和型の光源として適していること、あるいは、最近の大幅な発光効率の向上による。
【０００３】
ＬＥＤを光源としたバックライトは、これまで携帯電話やモバイル機器などの概ね小型用途が中心であったが、２０型以上のモニター、テレビなどの大型用途にも採用の動きが進んでいる。このような大型用途では、そのバックライトとして高輝度であることが要求されている。従って、小型用途で一般的に採用されている、導光板から面発光させる構造ではなく、面発光部の直下にＬＥＤ光源を配列した構造が一般的となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、ＬＥＤは点光源であるため、配列したＬＥＤと面発光部の距離が近接しすぎると、輝度むら、色むらが認識され、面照明装置としての品質を悪化させてしまう。高輝度を実現するために、１個あたりの電力が１Ｗ（ワット）クラス以上の高出力ＬＥＤを光源とした場合、この現象はさらに顕著になる。逆に、輝度むら、色むらを低減させるため、ＬＥＤと面発光部の距離を遠ざけると、装置全体の厚みが増加してしまう。また、液晶パネル上の色再現性を向上させるため（例えば、ＮＴＳＣ規格比１００％以上）、光源を青色、緑色、赤色の単色発光ＬＥＤで構成した場合には、混色性を確保する必要があるために、さらに厚みの増加を招来してしまう。
【０００５】
このような問題に対して、装置内の端部に配列させたＬＥＤ光源の放射光を、中空導光領域で反射させて、面発光部から均一に出射させる、いわゆる中空方式のバックライト構造が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この開示例では、装置の厚み方向のＬＥＤ放射光を集光させた上で、中空導光領域へ出射させるように、光源部にリフレクターを備えている。その際、集光性が不十分であると、面発光部の光源近傍領域では輝度が高く、光源遠方領域では輝度が低くなる“輝度むら”が発生する。そのため、集光性を高めるために、リフレクターを大型化する必要がある。
【０００７】
しかし、リフレクターを大型にすると、装置における有効発光領域以外（所謂、額縁部）の寸法が大きくなってしまう。その結果、装置全体が大型になってしまう。
【０００８】
これに対し、ＬＥＤの集光に全反射による集光作用と屈折レンズによる集光作用を組み合わせたコリメータを用いることで、面照明装置における有効発光領域以外の寸法を抑制した開示例がある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３１６３３７号公報
【特許文献２】特開２００６−１０６２１２号公報
【特許文献３】特開２００８−０６００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では、輝度むら、色度むらを抑制しつつ、上述した開示例よりも、さらに薄型化が可能な面照明装置を提供することを目的とする。また、このような面照明装置内に組み込まれる照明装置、発光装置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】
【００１１】
本発明の一態様によれば、実装基板と、前記実装基板に列状に搭載された、複数の発光装置と、を備え、前記発光装置が配列する方向と、前記発光装置のそれぞれに収納された複数の発光素子が配列する方向と、は、略平行であることを特徴とする照明装置と、この照明装置を搭載した面照明装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、ケースと、前記ケースの側面に設けられた、本発明に係わる照明装置と、前記ケースの底面に設けられた光反射板と、前記光反射板から間隙を介して対向するように配置された光取り出し部と、を備え、前記光反射板と前記光取り出し部とにより挟まれた中空導光領域に、前記照明装置からの光が出射されることを特徴とする面照明装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、略一列に収納された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれについて、その一対の電極にそれぞれ接続されたリードと、を備えた発光装置において、前記発光装置の側面に延出された前記リードが配列した方向と、前記複数の発光素子が配列する方向とが略垂直であることを特徴とする発光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、輝度むら、色度むらを抑制しつつ、さらに薄型化が可能な面照明装置が実現する。また、このような面照明装置内に組み込まれる照明装置、発光装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係わる面照明装置の分解斜視図である。
【図２】本実施の形態に係わる面照明装置の要部断面模式図である。
【図３】ＬＥＤ照明部の要部断面模式図である。
【図４】コリメータとＬＥＤとＬＥＤ素子との配置関係を説明するための要部模式図である。
【図５】ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の配置関係を説明するための要部模式図である。
【図６】ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の別の配置関係を説明するための要部模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、液晶表示装置のバックライトを一例として説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本実施の形態に係わる面照明装置の分解斜視図である。この図１には、中空式面照明装置としての液晶表示装置用のバックライトユニットが分解された図が示されている。
【００１８】
面照明装置１ａは、ユニットケース１０と、光反射部２０と、光取り出し部３０と、フロントフレーム４０と、ＬＥＤ実装基板５０と、発光装置であるＬＥＤパッケージ６０と、コリメータ７０とを、含む構成である。
ユニットケース１０は、矩形状となっており、例えば、アルミニウム合金等の高熱伝導性の金属で形成されている。
また、ユニットケース１０の底面には、光反射板２０が配置されている。光反射板２０は、ユニットケース１０の１つの辺（例えば、長手方向の辺）に平行な線に沿って山形に盛上り、その中央で稜（りょう）線を形成している。そして、光反射板２０は、その稜線から遠ざかるほど漸次低くなるような山形の形状をしている。
【００１９】
この光反射板２０には、金属あるいは樹脂の基材に高反射性、かつ拡散反射性を有する材料、例えば白色ＰＥＴフィルム、あるいは白色インクを積層させている。さらに、光取り出し部３０での輝度分布が均一になるように、その山形形状によって光取り出し部３０との距離が変化する構造をなしている。光拡散反射性を有する材料としては、上記の他に、鏡面反射性を持つ高反射アルミニウム等に光透過性拡散材をコーティングしたものでもよい。
【００２０】
また、光反射板２０と対向する位置（光反射板２０の上方）には、光取り出し部３０が配置されている。
そして、ユニットケース１０に光取り出し部３０を取り付け、さらに、光取り出し部３０の上方から、フロントフレーム４０をユニットケース１０に被せることにより、フロントフレーム４０とユニットケース１０とが一体化する。
なお、こうして一体化した状態で、光反射板２０と光取り出し部３０とで挟まれた空間により、中空導光領域を構成している（後述）。
【００２１】
また、光取り出し部３０は、光透過性拡散板３０Ａに、レンズシート３０Ｃを挟む拡散シート３０Ｂと拡散シート３０Ｄ等の光学シートを重ねた構成をしている。この光取り出し部３０を光反射板２０の上方に配置することにより、光反射板２０で反射させた光を光取り出し部３０均一に入射させることができるので、発光面での輝度むらがなくなり、均斉度が高くなる。
【００２２】
また、図１では、ユニットケース１０の両側面の外側にＬＥＤ実装基板５０が取り出された状態が示されているが、実際には、光反射板２０の稜線に平行なユニットケース１０の両側の内側面に、ＬＥＤ実装基板５０が配置されている。また、このＬＥＤ実装基板５０には、複数のＬＥＤパッケージ６０が一列に実装されている。なお、ユニットケース１０の片側面のみにＬＥＤアレイを実装し、反対側の対向するユニットケース１０の側面を鏡面とする片側入射の形態を採用してもよい。
【００２３】
このＬＥＤ実装基板５０は、高熱伝導性のアルミ系、同系合金などの金属や、窒化アルミニウム等のセラミックにより形成してあり、高熱伝導性のユニットケース１０の側壁にねじ止め、接着その他の手段で固定される。あるいは、ＬＥＤ実装基板５０とユニットケース１０の側壁との間には高熱伝導性の両面テープ、シートあるいはグリースを介在させてもよい。
【００２４】
また、ＬＥＤ実装基板５０上に配置したＬＥＤパッケージ６０内には、所望の色度に合成させるための数量比で配置した赤色、緑色、青色の各発光素子（例えば、ＬＥＤ素子（ＬＥＤチップとも称する））、あるいは青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体との組み合わせで白色に発光する複数の発光素子等が設けられている。
【００２５】
そして、ＬＥＤ実装基板５０の出射側には、ＬＥＤパッケージ６０を覆う細長い、全反射型のコリメータ７０が配置されている。このコリメータ７０は、ＬＥＤパッケージ６０からの光を中空導光領域に集光させる部材であり、例えば、アクリルやポリカーボネートのような透明樹脂、あるいはガラスで形成されている。
以上が、面照明装置１ａの概要である。続いて、面照明装置１ａの断面構造について説明する。以下の図では、図１に例示する部材と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２６】
図２は、本実施の形態に係わる面照明装置の要部断面模式図である。
【００２７】
図示するように、面照明装置１ａでは、光反射板２０に光取り出し部３０が対向するように配置され、ＬＥＤ実装基板５０がユニットケース１０の内側面に固定されている。また、ＬＥＤ実装基板５０には、バックライトの光源となるＬＥＤパッケージ６０が複数個、並列状に配置されている（図１参照）。さらに、ＬＥＤ実装基板５０には、複数のＬＥＤパッケージ６０を覆うように、ＬＥＤパッケージ６０が列設する方向に延伸したコリメータ７０が配置されている。
このように、面照明装置１ａでは、ＬＥＤパッケージ６０及びコリメータ７０が面照明装置１ａの端部に配置された構成になっている。
【００２８】
また、面照明装置１ａは、光反射板２０、光取り出し部３０及びコリメータ７０等によって取り囲まれた領域によって中空導光領域ｓｐを形成している。そして、上述したコリメータ７０により、ＬＥＤパッケージ６０からの放射光が集光されて、中空導光領域ｓｐに光が放射される。図中には、いくつかの光の光線が例示されている。
【００２９】
例えば、コリメータ７０により中空導光領域ｓｐに集光された光８０ａは、光取り出し部３０にまで直接到達することができる。また、光８０ｂは、光８０ａよりもさらに遠方の光取り出し部３０にまで到達している。また、光８０ｃは、形状を最適化した光反射板２０により反射された後、光取り出し部３０にまで到達している。また、光８０ｄは、光８０ｃよりも遠方の光反射板２０にまで到達した後、光反射板２０により反射されて、光８０ｃよりも遠方の光取り出し部３０にまで到達している。
【００３０】
このように、面照明装置１ａでは、ＬＥＤパッケージ６０からの放射光を一旦、集光してから、光取り出し部３０に満遍なく照射させることができる。これにより、光取り出し部３０から高輝度で、かつ輝度むらのない光を出射させることができる。
【００３１】
次に、面照明装置１ａのＬＥＤ照明部（ＬＥＤ照明装置）１ｂについて説明する。ここで、ＬＥＤ照明部１ｂとは、ＬＥＤ実装基板５０と、ＬＥＤパッケージ６０と、コリメータ７０とを、含む部分である。
まず、コリメータ７０の機能について説明する。
図３は、ＬＥＤ照明部の要部断面模式図である。図３では、コリメータ７０の要部断面のほか、ＬＥＤパッケージ６０からの放射光の集光作用が併せて表示されている。
【００３２】
コリメータ７０は、ＬＥＤ実装基板５０に列設されたＬＥＤパッケージ６０に対向する側に、凹溝７０ｔｒが形成されている。この凹溝７０ｔｒが形成されている側がコリメータ７０の入射側になる。
また、この凹溝７０ｔｒの内壁面には、ＬＥＤパッケージ６０の光軸に近い角度の放射光をコリメータ７０内に導光する凸状の入射面７０ｉａが形成されている。また、凹溝７０ｔｒの内壁面には、ＬＥＤパッケージ６０の光軸から離れた角度の放射光をコリメータ７０内に導光する平面形状の入射面７０ｐａ及び入射面７０ｐｂが形成されている。
また、コリメータ７０断面の上下においては、コリメータ７０内に入射した光が全反射される全反射面７０ｔａ及び全反射面７０ｔｂが形成されている。
また、中空導光領域ｓｐ（図２参照）側に露出されている、コリメータ７０の出射側は、入射面７０ｉａに対向する凸形状の出射面７０ｉｂと、全反射面７０ｔａにより全反射した光を出射する出射面７０ｔｃと、全反射面７０ｔｂにより全反射した光を出射する出射面７０ｔｄとが形成されている。
【００３３】
すなわち、コリメータ７０は、入射面７０ｉａ及び出射面７０ｉｂによる屈折率集光機能と、全反射面７０ｔａ及び全反射面７０ｔｂによる全反射集光機能とを兼ね備えている。
これらの機能により、入射面７０ｉａ及び出射面７０ｉｂによって光８１ａが中空導光領域ｓｐに集光され、全反射面７０ｔａ及び全反射面７０ｔｂによって光８１ｂ及び光８１ｃが中空導光領域ｓｐに集光される。すなわち、このようなコリメータ７０の配置によってＬＥＤパッケージ６０から広角度に放射される光を、高効率かつ狭角度で集光させることができる。その結果、中空導光領域ｓｐにおける反射損失を最低限に抑えることができる。
【００３４】
なお、コリメータ７０の形状は同等の集光効果が得られれば、上述した形状に限定されない。また、コリメータ７０は、一体成型品であってもよく、一体成型品でなくてもよい。特に、コリメータ７０が一体成型品でない場合には、入射面７０ｉａ及び出射面７０ｉｂで構成される凸状のレンズ部を別部材としてもよい。
【００３５】
次に、コリメータ７０と、ＬＥＤ実装基板５０に列設されたＬＥＤパッケージ６０等との配置関係について説明する。
図４は、コリメータとＬＥＤとＬＥＤ素子との配置関係を説明するための要部模式図である。ここで、図４（ａ）には、コリメータ７０側からＬＥＤ実装基板５０の方向にＬＥＤパッケージ６０を眺めた場合の平面図が示されている。また、図４（ｂ）には、図４（ａ）のＸ−Ｘ’断面が示されている。
【００３６】
ＬＥＤパッケージ６０内には、異なる発光色のＬＥＤ素子を含む複数個のＬＥＤ素子が配置されている。例えば、赤色（Ｒ）に発光するＬＥＤ素子６０ｒ、緑色（Ｇ）に発光するＬＥＤ素子６０ｇ、青色（Ｂ）に発光するＬＥＤ素子６０ｂが配置されている。
ここで、これらのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂは、並列状に配置されたＬＥＤパッケージ６０の配列方向（図中の矢印Ａで示す方向）と略同一の方向に配置されている。
【００３７】
また、本実施の形態では、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの光軸がコリメータ７０の中心と略一致するように配置されている。このように、各ＬＥＤ素子の光軸と、コリメータ７０の対称軸とを略一致させることにより、ＲＧＢの混色を容易に行い、かつ高い集光性を得ることができる。その結果、輝度むら、色むらのない均一性の高い面発光を得ることができる。
【００３８】
なお、ＬＥＤパッケージ６０に収納するＬＥＤ素子の発光色は、ＲＧＢに限定されない。例えば、ＲＧＢよりも多色で構成してもよい。また、１つのＬＥＤパッケージ６０には、赤色のＬＥＤ素子と緑色のＬＥＤ素子とを具備し、その隣のＬＥＤパッケージ６０には緑色のＬＥＤ素子と青色のＬＥＤ素子を具備するといった形態でもよい。さらに、単一のＬＥＤ素子を具備したＬＥＤパッケージ（図示せず。）と、複数のＬＥＤ素子を具備したＬＥＤパッケージ６０とを組み合わせてＬＥＤアレイを構成してもよいし、２つのＬＥＤ素子を具備するＬＥＤパッケージと３つのＬＥＤ素子を具備するＬＥＤパッケージを組み合わせてもよい。また、１つのＬＥＤパッケージにＢＧＢなど、同じ発光色のＬＥＤ素子を複数具備しているものを用いてもよい。
すなわち、ＬＥＤパッケージ６０の少なくとも１つには、少なくとも１つのＬＥＤ素子が配置されており、ＬＥＤ素子の配列が複数のＬＥＤパッケージ６０の配列方向と略平行になっている。
【００３９】
また、それぞれのＬＥＤパッケージ６０からは、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに導通するリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒがアウターリード（外部電極端子：以下、単に「リード」と略す。）となって、ＬＥＤパッケージ６０の側面にまで延出している。
【００４０】
そして、ＬＥＤパッケージ６０の側面に延出したリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌのリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの隣接する方向とは、略垂直になるように構成されている。並びに、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの隣接する方向とは、略垂直になるように構成されている。
なお、矢印Ａで示す方向は、コリメータ７０の凹溝７０ｔｒが延在する方向にも対応している。
【００４１】
次に、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに導通するリードフレームの構成と、リードフレームとＬＥＤ実装基板５０に選択的に配設された配線との関係について説明する。
【００４２】
図５は、ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の配置関係を説明するための要部模式図である。ここで、図５（ａ）には、ＬＥＤパッケージ６０の要部斜視図が示され、図５（ｂ）には、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂ及びリードフレームの要部斜視図が示され、図５（ｃ）には、ＬＥＤパッケージ６０を実装したＬＥＤ実装基板５０の要部平面図が示されている。
【００４３】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤパッケージ６０は、モールド樹脂部６０ｍの中心部に開口部６０ｈを設け、この開口部６０ｈからＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの放射光を取り出せる構成になっている。
【００４４】
また、ＬＥＤパッケージ６０がＬＥＤ実装基板５０上で配列する方向と、それぞれのＬＥＤ実装基板５０に収納された、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが配列する方向とが略平行になっている（図５（ｃ）参照）。
【００４５】
また、図中の右側に隣接するリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒには、順にＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが搭載されている（図５（ｂ）参照）。これにより、それぞれのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの下側電極（例えば、ｎ側電極）とリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒとが電気的に接続された構成になる。
【００４６】
また、それぞれのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの上側電極（例えば、ｐ側電極）からは、金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗが延出されて、各金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗの末端が順に左側に隣接するリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌの端に接合されている。
これにより、例えば、リードフレーム６１ｒｌとリードフレーム６１ｒｒとの間に電圧を印加すると、ＬＥＤ素子６０ｒに電力が供給されて、このＬＥＤ素子６０ｒが発光する。
【００４７】
そして、本実施の形態では、モールド樹脂部６０ｍにより封止されたリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒの平面形状（図中の矢印Ｂの方向から眺めた形状）の一部がＬ字状、あるいはクランク状となる構成をしている。そして、モールド樹脂部６０ｍの側面（ＬＥＤパッケージ６０の側面）から引き出された、リードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）が配列する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂがＬＥＤパッケージ６０内で配列する方向とが略垂直になるように構成されている。
【００４８】
そして、このようなＬＥＤパッケージ６０を用いれば、ＬＥＤ実装基板５０の幅（矢印Ａに略垂直な幅）をさらに狭小化させることができる。
その理由を、図５（ｃ）を用いて説明する。
【００４９】
例えば、図５（ｃ）に示すように、ＬＥＤ実装基板５０には、長手である矢印Ａの方向と略平行に、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂが配設（パターニング）されている。すなわち、直線状の配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂは、互いに隣接し、矢印Ａの方向と略平行となるようにＬＥＤ実装基板５０上に配置されている。また、ＬＥＤ実装基板５０に搭載された、複数のＬＥＤパッケージ６０が対向し合う、ＬＥＤパッケージ６０の側面から、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに導通するリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ、及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードが延在している。すなわち、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）のリードが互いに隣接するＬＥＤパッケージ６０に向けて配置されている。
【００５０】
そして、ＬＥＤパッケージ６０においては、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）のリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略垂直になるように配置していることから、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂを最短距離にして、この配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂとリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードと、を接続することができる。すなわち、直線状の配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂにより、互いに隣接するＬＥＤパッケージ６０同士を電気的に接続することができる。
【００５１】
例えば、変形例として、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略平行になるように配置した場合を、図６に示す。
【００５２】
図６は、ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の別の配置関係を説明するための要部模式図である。ここで、図６（ａ）には、ＬＥＤパッケージ１００の要部斜視図が示され、図６（ｂ）には、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂ及びリードフレームの要部斜視図が示され、図６（ｃ）には、ＬＥＤパッケージ１００を実装したＬＥＤ実装基板５１の要部平面図が示されている。
【００５３】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、図中の右側に隣接するリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒには、順にＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが搭載されている。
【００５４】
また、それぞれのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの上側電極からは、金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗが延出されて、各金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗの末端が順に左側に隣接するリードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌの端に接合されている。
【００５５】
そして、この変形例では、モールド樹脂部６０ｍにより封止されたリードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒの平面形状（図中の矢印Ｂの方向から眺めた形状）がストレート型の構成をしている。そして、モールド樹脂部６０ｍから引き出された、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）が隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略平行になるように構成されている。従来では、このような構成のＬＥＤパッケージが一般的である（例えば、日亜化学工業製NSSMO99B、シャープ社製GM5WAO6256A）。
そして、このようなＬＥＤパッケージ１００を用いると、上述したＬＥＤ実装基板５０よりも幅の大きいＬＥＤ実装基板を用いなければならない。
その理由を、図６（ｃ）を用いて説明する。
【００５６】
図６（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが配列する方向と複数のＬＥＤパッケージ１００の配列方向とを略一致させるには、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）が隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略平行に構成されていることから、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）をＬＥＤ実装基板５１の端部５１ｅに向けなければならない。
【００５７】
従って、隣接するＬＥＤパッケージ１００において、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌとリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒとを電気的に接続するには、図示するように、配線９１ｒ,９１ｇ,９１ｂの一部をＬ字状またはクランク状にして、ＬＥＤ実装基板５１上に引き回す必要がある。例えば、ＬＥＤパッケージ１００が配列する方向に略垂直なＬＥＤパッケージ１００の幅をＥとすると、配線９１ｒ,９１ｇ,９１ｂを幅Ｅ外のＬＥＤ実装基板５１の部分に配置する必要がある。
このように、配線９１ｒ,９１ｇ,９１ｂを最短距離にすることができず、配線の引き回しに要する面積によってＬＥＤ実装基板５１の幅が増加してしまう。
【００５８】
これに対し、図５に示した本実施の形態では、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂをＬＥＤ実装基板５０上において、最短距離で引き回すことが可能である。例えば、ＬＥＤパッケージ６０が配列する方向に略垂直なＬＥＤパッケージ６０の幅をＥとすると、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂは、幅Ｅ内のみに配置することを可能にする。
これにより、本実施の形態では、ＬＥＤ実装基板の幅をさらに狭小化させることができ、さらに小型化（薄型化）された面照明装置を形成することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、１つのＬＥＤパッケージ６０に複数のＬＥＤ素子を備え、ＬＥＤ素子の配列をＬＥＤパッケージ６０の配列の方向と略一致させている。これにより、光源の混色性が向上し、輝度むら、色度むらが抑制された面照明装置を形成することができる。
【００６０】
さらに、ＬＥＤパッケージ６０の配置面積を小さく構成できるため、ＬＥＤパッケージ６０が点光源に近くなり、集光部品による集光性が向上する。その結果、輝度、色度がより均一な面照明装置が形成される。例えば、１ｍｍ角のＬＥＤ素子を１個具備したＬＥＤパッケージに対して、０．３５ｍｍ角のＬＥＤ素子を３個具備したＬＥＤパッケージの方が、チップ１個あたりの面積を小さくできる。これにより、ＬＥＤパッケージは、点光源の条件に近くなり、コリメータ７０による集光性が向上する。その結果、輝度、色度がより均一な面発光を形成することができる。
【実施例２】
【００６１】
また、上述した面照明装置１ａの変形例として、ＬＥＤ素子による発光と、それによって励起される蛍光体の発光によって白色を得るＬＥＤパッケージを用いてもよい。ここで、発光効率を向上させるため、蛍光体は、ＬＥＤ素子の直上に配置されていることが望ましい。
【００６２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本実施の形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、以上の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。特に、本実施の形態では、液晶表示用のバックライトを例として説明したが、一般照明用の面照明装置であってもよい。その他、看板、誘導灯など各種情報表示装置用のバックライトにも適用可能である。
【００６３】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものも含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１ａ 面照明装置
１０ ユニットケース
２０ 光反射板
３０ 光取り出し部
３０Ａ 光透過性拡散板
３０Ｂ、３０Ｄ 拡散シート
３０Ｃ レンズシート
４０ フロントフレーム
５０、５１ ＬＥＤ実装基板
５１ｅ 端部
６０ ＬＥＤパッケージ
６０ｈ 開口部
６０ｍ モールド樹脂部
６０ｒ,６０ｇ,６０ｂ ＬＥＤ素子
６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗ 金属ワイヤ
６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ,６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ リードフレーム
７０ コリメータ
７０ｉａ 入射面
７０ｉｂ 出射面
７０ｐａ、７０ｐｂ 入射面
７０ｔａ、７０ｔｂ 全反射面
７０ｔｃ、７０ｔｄ 出射面
７０ｔｒ 凹溝
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ 光
９０ｒ、９０ｇ、９０ｂ、９１ｒ、９１ｇ、９１ｂ 配線
１００ ＬＥＤパッケージ
ｓｐ 中空導光領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、面照明装置及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用のバックライト光源やその他の各種の照明光源として、従来の冷陰極放電灯からＬＥＤ（Light Emitting Diode）に代替される動きが進んでいる。これは、ＬＥＤには有害物質である水銀が含まれず、環境調和型の光源として適していること、あるいは、最近の大幅な発光効率の向上による。
【０００３】
ＬＥＤを光源としたバックライトは、これまで携帯電話やモバイル機器などの概ね小型用途が中心であったが、２０型以上のモニター、テレビなどの大型用途にも採用の動きが進んでいる。このような大型用途では、そのバックライトとして高輝度であることが要求されている。従って、小型用途で一般的に採用されている、導光板から面発光させる構造ではなく、面発光部の直下にＬＥＤ光源を配列した構造が一般的となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、ＬＥＤは点光源であるため、配列したＬＥＤと面発光部の距離が近接しすぎると、輝度むら、色むらが認識され、面照明装置としての品質を悪化させてしまう。高輝度を実現するために、１個あたりの電力が１Ｗ（ワット）クラス以上の高出力ＬＥＤを光源とした場合、この現象はさらに顕著になる。逆に、輝度むら、色むらを低減させるため、ＬＥＤと面発光部の距離を遠ざけると、装置全体の厚みが増加してしまう。また、液晶パネル上の色再現性を向上させるため（例えば、ＮＴＳＣ規格比１００％以上）、光源を青色、緑色、赤色の単色発光ＬＥＤで構成した場合には、混色性を確保する必要があるために、さらに厚みの増加を招来してしまう。
【０００５】
このような問題に対して、装置内の端部に配列させたＬＥＤ光源の放射光を、中空導光領域で反射させて、面発光部から均一に出射させる、いわゆる中空方式のバックライト構造が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この開示例では、装置の厚み方向のＬＥＤ放射光を集光させた上で、中空導光領域へ出射させるように、光源部にリフレクターを備えている。その際、集光性が不十分であると、面発光部の光源近傍領域では輝度が高く、光源遠方領域では輝度が低くなる“輝度むら”が発生する。そのため、集光性を高めるために、リフレクターを大型化する必要がある。
【０００７】
しかし、リフレクターを大型にすると、装置における有効発光領域以外（所謂、額縁部）の寸法が大きくなってしまう。その結果、装置全体が大型になってしまう。
【０００８】
これに対し、ＬＥＤの集光に全反射による集光作用と屈折レンズによる集光作用を組み合わせたコリメータを用いることで、面照明装置における有効発光領域以外の寸法を抑制した開示例がある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３１６３３７号公報
【特許文献２】特開２００６−１０６２１２号公報
【特許文献３】特開２００８−０６００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では、輝度むら、色度むらを抑制しつつ、上述した開示例よりも、さらに薄型化が可能な面照明装置を提供することを目的とする。また、このような面照明装置内に組み込まれる照明装置、発光装置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】
【００１１】
本発明の一態様によれば、実装基板と、前記実装基板に列状に搭載された、複数の発光装置と、を備え、前記発光装置が配列する方向と、前記発光装置のそれぞれに収納された複数の発光素子が配列する方向と、は、略平行であることを特徴とする照明装置と、この照明装置を搭載した面照明装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、ケースと、前記ケースの側面に設けられた、本発明に係わる照明装置と、前記ケースの底面に設けられた光反射板と、前記光反射板から間隙を介して対向するように配置された光取り出し部と、を備え、前記光反射板と前記光取り出し部とにより挟まれた中空導光領域に、前記照明装置からの光が出射されることを特徴とする面照明装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の一態様によれば、略一列に収納された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のそれぞれについて、その一対の電極にそれぞれ接続されたリードと、を備えた発光装置において、前記発光装置の側面に延出された前記リードが配列した方向と、前記複数の発光素子が配列する方向とが略垂直であることを特徴とする発光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、輝度むら、色度むらを抑制しつつ、さらに薄型化が可能な面照明装置が実現する。また、このような面照明装置内に組み込まれる照明装置、発光装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係わる面照明装置の分解斜視図である。
【図２】本実施の形態に係わる面照明装置の要部断面模式図である。
【図３】ＬＥＤ照明部の要部断面模式図である。
【図４】コリメータとＬＥＤとＬＥＤ素子との配置関係を説明するための要部模式図である。
【図５】ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の配置関係を説明するための要部模式図である。
【図６】ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の別の配置関係を説明するための要部模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、液晶表示装置のバックライトを一例として説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本実施の形態に係わる面照明装置の分解斜視図である。この図１には、中空式面照明装置としての液晶表示装置用のバックライトユニットが分解された図が示されている。
【００１８】
面照明装置１ａは、ユニットケース１０と、光反射部２０と、光取り出し部３０と、フロントフレーム４０と、ＬＥＤ実装基板５０と、発光装置であるＬＥＤパッケージ６０と、コリメータ７０とを、含む構成である。
ユニットケース１０は、矩形状となっており、例えば、アルミニウム合金等の高熱伝導性の金属で形成されている。
また、ユニットケース１０の底面には、光反射板２０が配置されている。光反射板２０は、ユニットケース１０の１つの辺（例えば、長手方向の辺）に平行な線に沿って山形に盛上り、その中央で稜（りょう）線を形成している。そして、光反射板２０は、その稜線から遠ざかるほど漸次低くなるような山形の形状をしている。
【００１９】
この光反射板２０には、金属あるいは樹脂の基材に高反射性、かつ拡散反射性を有する材料、例えば白色ＰＥＴフィルム、あるいは白色インクを積層させている。さらに、光取り出し部３０での輝度分布が均一になるように、その山形形状によって光取り出し部３０との距離が変化する構造をなしている。光拡散反射性を有する材料としては、上記の他に、鏡面反射性を持つ高反射アルミニウム等に光透過性拡散材をコーティングしたものでもよい。
【００２０】
また、光反射板２０と対向する位置（光反射板２０の上方）には、光取り出し部３０が配置されている。
そして、ユニットケース１０に光取り出し部３０を取り付け、さらに、光取り出し部３０の上方から、フロントフレーム４０をユニットケース１０に被せることにより、フロントフレーム４０とユニットケース１０とが一体化する。
なお、こうして一体化した状態で、光反射板２０と光取り出し部３０とで挟まれた空間により、中空導光領域を構成している（後述）。
【００２１】
また、光取り出し部３０は、光透過性拡散板３０Ａに、レンズシート３０Ｃを挟む拡散シート３０Ｂと拡散シート３０Ｄ等の光学シートを重ねた構成をしている。この光取り出し部３０を光反射板２０の上方に配置することにより、光反射板２０で反射させた光を光取り出し部３０均一に入射させることができるので、発光面での輝度むらがなくなり、均斉度が高くなる。
【００２２】
また、図１では、ユニットケース１０の両側面の外側にＬＥＤ実装基板５０が取り出された状態が示されているが、実際には、光反射板２０の稜線に平行なユニットケース１０の両側の内側面に、ＬＥＤ実装基板５０が配置されている。また、このＬＥＤ実装基板５０には、複数のＬＥＤパッケージ６０が一列に実装されている。なお、ユニットケース１０の片側面のみにＬＥＤアレイを実装し、反対側の対向するユニットケース１０の側面を鏡面とする片側入射の形態を採用してもよい。
【００２３】
このＬＥＤ実装基板５０は、高熱伝導性のアルミ系、同系合金などの金属や、窒化アルミニウム等のセラミックにより形成してあり、高熱伝導性のユニットケース１０の側壁にねじ止め、接着その他の手段で固定される。あるいは、ＬＥＤ実装基板５０とユニットケース１０の側壁との間には高熱伝導性の両面テープ、シートあるいはグリースを介在させてもよい。
【００２４】
また、ＬＥＤ実装基板５０上に配置したＬＥＤパッケージ６０内には、所望の色度に合成させるための数量比で配置した赤色、緑色、青色の各発光素子（例えば、ＬＥＤ素子（ＬＥＤチップとも称する））、あるいは青色ＬＥＤ素子と黄色蛍光体との組み合わせで白色に発光する複数の発光素子等が設けられている。
【００２５】
そして、ＬＥＤ実装基板５０の出射側には、ＬＥＤパッケージ６０を覆う細長い、全反射型のコリメータ７０が配置されている。このコリメータ７０は、ＬＥＤパッケージ６０からの光を中空導光領域に集光させる部材であり、例えば、アクリルやポリカーボネートのような透明樹脂、あるいはガラスで形成されている。
以上が、面照明装置１ａの概要である。続いて、面照明装置１ａの断面構造について説明する。以下の図では、図１に例示する部材と同一の部材には同一の符号を付している。
【００２６】
図２は、本実施の形態に係わる面照明装置の要部断面模式図である。
【００２７】
図示するように、面照明装置１ａでは、光反射板２０に光取り出し部３０が対向するように配置され、ＬＥＤ実装基板５０がユニットケース１０の内側面に固定されている。また、ＬＥＤ実装基板５０には、バックライトの光源となるＬＥＤパッケージ６０が複数個、並列状に配置されている（図１参照）。さらに、ＬＥＤ実装基板５０には、複数のＬＥＤパッケージ６０を覆うように、ＬＥＤパッケージ６０が列設する方向に延伸したコリメータ７０が配置されている。
このように、面照明装置１ａでは、ＬＥＤパッケージ６０及びコリメータ７０が面照明装置１ａの端部に配置された構成になっている。
【００２８】
また、面照明装置１ａは、光反射板２０、光取り出し部３０及びコリメータ７０等によって取り囲まれた領域によって中空導光領域ｓｐを形成している。そして、上述したコリメータ７０により、ＬＥＤパッケージ６０からの放射光が集光されて、中空導光領域ｓｐに光が放射される。図中には、いくつかの光の光線が例示されている。
【００２９】
例えば、コリメータ７０により中空導光領域ｓｐに集光された光８０ａは、光取り出し部３０にまで直接到達することができる。また、光８０ｂは、光８０ａよりもさらに遠方の光取り出し部３０にまで到達している。また、光８０ｃは、形状を最適化した光反射板２０により反射された後、光取り出し部３０にまで到達している。また、光８０ｄは、光８０ｃよりも遠方の光反射板２０にまで到達した後、光反射板２０により反射されて、光８０ｃよりも遠方の光取り出し部３０にまで到達している。
【００３０】
このように、面照明装置１ａでは、ＬＥＤパッケージ６０からの放射光を一旦、集光してから、光取り出し部３０に満遍なく照射させることができる。これにより、光取り出し部３０から高輝度で、かつ輝度むらのない光を出射させることができる。
【００３１】
次に、面照明装置１ａのＬＥＤ照明部（ＬＥＤ照明装置）１ｂについて説明する。ここで、ＬＥＤ照明部１ｂとは、ＬＥＤ実装基板５０と、ＬＥＤパッケージ６０と、コリメータ７０とを、含む部分である。
まず、コリメータ７０の機能について説明する。
図３は、ＬＥＤ照明部の要部断面模式図である。図３では、コリメータ７０の要部断面のほか、ＬＥＤパッケージ６０からの放射光の集光作用が併せて表示されている。
【００３２】
コリメータ７０は、ＬＥＤ実装基板５０に列設されたＬＥＤパッケージ６０に対向する側に、凹溝７０ｔｒが形成されている。この凹溝７０ｔｒが形成されている側がコリメータ７０の入射側になる。
また、この凹溝７０ｔｒの内壁面には、ＬＥＤパッケージ６０の光軸に近い角度の放射光をコリメータ７０内に導光する凸状の入射面７０ｉａが形成されている。また、凹溝７０ｔｒの内壁面には、ＬＥＤパッケージ６０の光軸から離れた角度の放射光をコリメータ７０内に導光する平面形状の入射面７０ｐａ及び入射面７０ｐｂが形成されている。
また、コリメータ７０断面の上下においては、コリメータ７０内に入射した光が全反射される全反射面７０ｔａ及び全反射面７０ｔｂが形成されている。
また、中空導光領域ｓｐ（図２参照）側に露出されている、コリメータ７０の出射側は、入射面７０ｉａに対向する凸形状の出射面７０ｉｂと、全反射面７０ｔａにより全反射した光を出射する出射面７０ｔｃと、全反射面７０ｔｂにより全反射した光を出射する出射面７０ｔｄとが形成されている。
【００３３】
すなわち、コリメータ７０は、入射面７０ｉａ及び出射面７０ｉｂによる屈折率集光機能と、全反射面７０ｔａ及び全反射面７０ｔｂによる全反射集光機能とを兼ね備えている。
これらの機能により、入射面７０ｉａ及び出射面７０ｉｂによって光８１ａが中空導光領域ｓｐに集光され、全反射面７０ｔａ及び全反射面７０ｔｂによって光８１ｂ及び光８１ｃが中空導光領域ｓｐに集光される。すなわち、このようなコリメータ７０の配置によってＬＥＤパッケージ６０から広角度に放射される光を、高効率かつ狭角度で集光させることができる。その結果、中空導光領域ｓｐにおける反射損失を最低限に抑えることができる。
【００３４】
なお、コリメータ７０の形状は同等の集光効果が得られれば、上述した形状に限定されない。また、コリメータ７０は、一体成型品であってもよく、一体成型品でなくてもよい。特に、コリメータ７０が一体成型品でない場合には、入射面７０ｉａ及び出射面７０ｉｂで構成される凸状のレンズ部を別部材としてもよい。
【００３５】
次に、コリメータ７０と、ＬＥＤ実装基板５０に列設されたＬＥＤパッケージ６０等との配置関係について説明する。
図４は、コリメータとＬＥＤとＬＥＤ素子との配置関係を説明するための要部模式図である。ここで、図４（ａ）には、コリメータ７０側からＬＥＤ実装基板５０の方向にＬＥＤパッケージ６０を眺めた場合の平面図が示されている。また、図４（ｂ）には、図４（ａ）のＸ−Ｘ’断面が示されている。
【００３６】
ＬＥＤパッケージ６０内には、異なる発光色のＬＥＤ素子を含む複数個のＬＥＤ素子が配置されている。例えば、赤色（Ｒ）に発光するＬＥＤ素子６０ｒ、緑色（Ｇ）に発光するＬＥＤ素子６０ｇ、青色（Ｂ）に発光するＬＥＤ素子６０ｂが配置されている。
ここで、これらのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂは、並列状に配置されたＬＥＤパッケージ６０の配列方向（図中の矢印Ａで示す方向）と略同一の方向に配置されている。
【００３７】
また、本実施の形態では、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの光軸がコリメータ７０の中心と略一致するように配置されている。このように、各ＬＥＤ素子の光軸と、コリメータ７０の対称軸とを略一致させることにより、ＲＧＢの混色を容易に行い、かつ高い集光性を得ることができる。その結果、輝度むら、色むらのない均一性の高い面発光を得ることができる。
【００３８】
なお、ＬＥＤパッケージ６０に収納するＬＥＤ素子の発光色は、ＲＧＢに限定されない。例えば、ＲＧＢよりも多色で構成してもよい。また、１つのＬＥＤパッケージ６０には、赤色のＬＥＤ素子と緑色のＬＥＤ素子とを具備し、その隣のＬＥＤパッケージ６０には緑色のＬＥＤ素子と青色のＬＥＤ素子を具備するといった形態でもよい。さらに、単一のＬＥＤ素子を具備したＬＥＤパッケージ（図示せず。）と、複数のＬＥＤ素子を具備したＬＥＤパッケージ６０とを組み合わせてＬＥＤアレイを構成してもよいし、２つのＬＥＤ素子を具備するＬＥＤパッケージと３つのＬＥＤ素子を具備するＬＥＤパッケージを組み合わせてもよい。また、１つのＬＥＤパッケージにＢＧＢなど、同じ発光色のＬＥＤ素子を複数具備しているものを用いてもよい。
すなわち、ＬＥＤパッケージ６０の少なくとも１つには、少なくとも１つのＬＥＤ素子が配置されており、ＬＥＤ素子の配列が複数のＬＥＤパッケージ６０の配列方向と略平行になっている。
【００３９】
また、それぞれのＬＥＤパッケージ６０からは、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに導通するリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒがアウターリード（外部電極端子：以下、単に「リード」と略す。）となって、ＬＥＤパッケージ６０の側面にまで延出している。
【００４０】
そして、ＬＥＤパッケージ６０の側面に延出したリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌのリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの隣接する方向とは、略垂直になるように構成されている。並びに、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの隣接する方向とは、略垂直になるように構成されている。
なお、矢印Ａで示す方向は、コリメータ７０の凹溝７０ｔｒが延在する方向にも対応している。
【００４１】
次に、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに導通するリードフレームの構成と、リードフレームとＬＥＤ実装基板５０に選択的に配設された配線との関係について説明する。
【００４２】
図５は、ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の配置関係を説明するための要部模式図である。ここで、図５（ａ）には、ＬＥＤパッケージ６０の要部斜視図が示され、図５（ｂ）には、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂ及びリードフレームの要部斜視図が示され、図５（ｃ）には、ＬＥＤパッケージ６０を実装したＬＥＤ実装基板５０の要部平面図が示されている。
【００４３】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤパッケージ６０は、モールド樹脂部６０ｍの中心部に開口部６０ｈを設け、この開口部６０ｈからＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの放射光を取り出せる構成になっている。
【００４４】
また、ＬＥＤパッケージ６０がＬＥＤ実装基板５０上で配列する方向と、それぞれのＬＥＤ実装基板５０に収納された、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが配列する方向とが略平行になっている（図５（ｃ）参照）。
【００４５】
また、図中の右側に隣接するリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒには、順にＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが搭載されている（図５（ｂ）参照）。これにより、それぞれのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの下側電極（例えば、ｎ側電極）とリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒとが電気的に接続された構成になる。
【００４６】
また、それぞれのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの上側電極（例えば、ｐ側電極）からは、金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗが延出されて、各金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗの末端が順に左側に隣接するリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌの端に接合されている。
これにより、例えば、リードフレーム６１ｒｌとリードフレーム６１ｒｒとの間に電圧を印加すると、ＬＥＤ素子６０ｒに電力が供給されて、このＬＥＤ素子６０ｒが発光する。
【００４７】
そして、本実施の形態では、モールド樹脂部６０ｍにより封止されたリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒの平面形状（図中の矢印Ｂの方向から眺めた形状）の一部がＬ字状、あるいはクランク状となる構成をしている。そして、モールド樹脂部６０ｍの側面（ＬＥＤパッケージ６０の側面）から引き出された、リードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）が配列する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂがＬＥＤパッケージ６０内で配列する方向とが略垂直になるように構成されている。
【００４８】
そして、このようなＬＥＤパッケージ６０を用いれば、ＬＥＤ実装基板５０の幅（矢印Ａに略垂直な幅）をさらに狭小化させることができる。
その理由を、図５（ｃ）を用いて説明する。
【００４９】
例えば、図５（ｃ）に示すように、ＬＥＤ実装基板５０には、長手である矢印Ａの方向と略平行に、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂが配設（パターニング）されている。すなわち、直線状の配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂは、互いに隣接し、矢印Ａの方向と略平行となるようにＬＥＤ実装基板５０上に配置されている。また、ＬＥＤ実装基板５０に搭載された、複数のＬＥＤパッケージ６０が対向し合う、ＬＥＤパッケージ６０の側面から、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂに導通するリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ、及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードが延在している。すなわち、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）のリードが互いに隣接するＬＥＤパッケージ６０に向けて配置されている。
【００５０】
そして、ＬＥＤパッケージ６０においては、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）のリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略垂直になるように配置していることから、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂを最短距離にして、この配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂとリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードと、を接続することができる。すなわち、直線状の配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂにより、互いに隣接するＬＥＤパッケージ６０同士を電気的に接続することができる。
【００５１】
例えば、変形例として、ＬＥＤパッケージ６０の側面におけるリードフレーム６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ及びリードフレーム６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒのリードが隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略平行になるように配置した場合を、図６に示す。
【００５２】
図６は、ＬＥＤパッケージとリードフレームとＬＥＤ実装基板の別の配置関係を説明するための要部模式図である。ここで、図６（ａ）には、ＬＥＤパッケージ１００の要部斜視図が示され、図６（ｂ）には、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂ及びリードフレームの要部斜視図が示され、図６（ｃ）には、ＬＥＤパッケージ１００を実装したＬＥＤ実装基板５１の要部平面図が示されている。
【００５３】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、図中の右側に隣接するリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒには、順にＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが搭載されている。
【００５４】
また、それぞれのＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂの上側電極からは、金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗが延出されて、各金属ワイヤ６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗの末端が順に左側に隣接するリードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌの端に接合されている。
【００５５】
そして、この変形例では、モールド樹脂部６０ｍにより封止されたリードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒの平面形状（図中の矢印Ｂの方向から眺めた形状）がストレート型の構成をしている。そして、モールド樹脂部６０ｍから引き出された、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）が隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略平行になるように構成されている。従来では、このような構成のＬＥＤパッケージが一般的である（例えば、日亜化学工業製NSSMO99B、シャープ社製GM5WAO6256A）。
そして、このようなＬＥＤパッケージ１００を用いると、上述したＬＥＤ実装基板５０よりも幅の大きいＬＥＤ実装基板を用いなければならない。
その理由を、図６（ｃ）を用いて説明する。
【００５６】
図６（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが配列する方向と複数のＬＥＤパッケージ１００の配列方向とを略一致させるには、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）が隣接する方向と、ＬＥＤ素子６０ｒ,６０ｇ,６０ｂが隣接する方向とが略平行に構成されていることから、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌ（図中の矢印Ｃで示された部分）及びリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒ（図中の矢印Ｄで示された部分）をＬＥＤ実装基板５１の端部５１ｅに向けなければならない。
【００５７】
従って、隣接するＬＥＤパッケージ１００において、リードフレーム６２ｒｌ,６２ｇｌ,６２ｂｌとリードフレーム６２ｒｒ,６２ｇｒ,６２ｂｒとを電気的に接続するには、図示するように、配線９１ｒ,９１ｇ,９１ｂの一部をＬ字状またはクランク状にして、ＬＥＤ実装基板５１上に引き回す必要がある。例えば、ＬＥＤパッケージ１００が配列する方向に略垂直なＬＥＤパッケージ１００の幅をＥとすると、配線９１ｒ,９１ｇ,９１ｂを幅Ｅ外のＬＥＤ実装基板５１の部分に配置する必要がある。
このように、配線９１ｒ,９１ｇ,９１ｂを最短距離にすることができず、配線の引き回しに要する面積によってＬＥＤ実装基板５１の幅が増加してしまう。
【００５８】
これに対し、図５に示した本実施の形態では、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂをＬＥＤ実装基板５０上において、最短距離で引き回すことが可能である。例えば、ＬＥＤパッケージ６０が配列する方向に略垂直なＬＥＤパッケージ６０の幅をＥとすると、配線９０ｒ,９０ｇ,９０ｂは、幅Ｅ内のみに配置することを可能にする。
これにより、本実施の形態では、ＬＥＤ実装基板の幅をさらに狭小化させることができ、さらに小型化（薄型化）された面照明装置を形成することができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、１つのＬＥＤパッケージ６０に複数のＬＥＤ素子を備え、ＬＥＤ素子の配列をＬＥＤパッケージ６０の配列の方向と略一致させている。これにより、光源の混色性が向上し、輝度むら、色度むらが抑制された面照明装置を形成することができる。
【００６０】
さらに、ＬＥＤパッケージ６０の配置面積を小さく構成できるため、ＬＥＤパッケージ６０が点光源に近くなり、集光部品による集光性が向上する。その結果、輝度、色度がより均一な面照明装置が形成される。例えば、１ｍｍ角のＬＥＤ素子を１個具備したＬＥＤパッケージに対して、０．３５ｍｍ角のＬＥＤ素子を３個具備したＬＥＤパッケージの方が、チップ１個あたりの面積を小さくできる。これにより、ＬＥＤパッケージは、点光源の条件に近くなり、コリメータ７０による集光性が向上する。その結果、輝度、色度がより均一な面発光を形成することができる。
【実施例２】
【００６１】
また、上述した面照明装置１ａの変形例として、ＬＥＤ素子による発光と、それによって励起される蛍光体の発光によって白色を得るＬＥＤパッケージを用いてもよい。ここで、発光効率を向上させるため、蛍光体は、ＬＥＤ素子の直上に配置されていることが望ましい。
【００６２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本実施の形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、以上の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。特に、本実施の形態では、液晶表示用のバックライトを例として説明したが、一般照明用の面照明装置であってもよい。その他、看板、誘導灯など各種情報表示装置用のバックライトにも適用可能である。
【００６３】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものも含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１ａ 面照明装置
１０ ユニットケース
２０ 光反射板
３０ 光取り出し部
３０Ａ 光透過性拡散板
３０Ｂ、３０Ｄ 拡散シート
３０Ｃ レンズシート
４０ フロントフレーム
５０、５１ ＬＥＤ実装基板
５１ｅ 端部
６０ ＬＥＤパッケージ
６０ｈ 開口部
６０ｍ モールド樹脂部
６０ｒ,６０ｇ,６０ｂ ＬＥＤ素子
６０ｒｗ,６０ｇｗ,６０ｂｗ 金属ワイヤ
６１ｒｌ,６１ｇｌ,６１ｂｌ,６１ｒｒ,６１ｇｒ,６１ｂｒ リードフレーム
７０ コリメータ
７０ｉａ 入射面
７０ｉｂ 出射面
７０ｐａ、７０ｐｂ 入射面
７０ｔａ、７０ｔｂ 全反射面
７０ｔｃ、７０ｔｄ 出射面
７０ｔｒ 凹溝
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ 光
９０ｒ、９０ｇ、９０ｂ、９１ｒ、９１ｇ、９１ｂ 配線
１００ ＬＥＤパッケージ
ｓｐ 中空導光領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板に列状に搭載された、複数の発光装置と、
を備え、
前記発光装置が配列する方向と、前記発光装置のそれぞれに収納された複数の発光素子が配列する方向と、は、略平行であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記発光装置のそれぞれは、隣接する前記発光装置と対向する側面から延出したリードを有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光装置の前記側面において前記リードが配列する方向と、前記発光装置に収納された前記発光素子が配列する方向と、は、略垂直であること特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記リードと接続される前記実装基板上の配線は、前記発光装置が配列する方向に対して略垂直な前記発光装置の幅内に配置されていること特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記発光装置のそれぞれに収納された複数の前記発光素子は、２種以上の異なる発光色を呈する発光素子を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項６】
ケースと、
前記ケースの側面に設けられた、請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置と、
前記ケースの底面に設けられた光反射板と、
前記光反射板から間隙を介して対向するように配置された光取り出し部と、
を備え、
前記光反射板と前記光取り出し部とにより挟まれた中空導光領域に、前記照明装置からの光が出射されることを特徴とする面照明装置。
【請求項７】
略一列に収納された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、その一対の電極にそれぞれ接続されたリードと、
を備えた発光装置において、
前記発光装置の側面に延出された前記リードが配列した方向と、前記複数の発光素子が配列する方向とが略垂直であることを特徴とする発光装置。
【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板に列状に搭載された、複数の発光装置と、
を備え、
前記発光装置が配列する方向と、前記発光装置のそれぞれに収納された複数の発光素子が配列する方向と、は、略平行であることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記発光装置のそれぞれは、隣接する前記発光装置と対向する側面から延出したリードを有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光装置の前記側面において前記リードが配列する方向と、前記発光装置に収納された前記発光素子が配列する方向と、は、略垂直であること特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記リードと接続される前記実装基板上の配線は、前記発光装置が配列する方向に対して略垂直な前記発光装置の幅内に配置されていること特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記発光装置のそれぞれに収納された複数の前記発光素子は、２種以上の異なる発光色を呈する発光素子を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項６】
ケースと、
前記ケースの側面に設けられた、請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置と、
前記ケースの底面に設けられた光反射板と、
前記光反射板から間隙を介して対向するように配置された光取り出し部と、
を備え、
前記光反射板と前記光取り出し部とにより挟まれた中空導光領域に、前記照明装置からの光が出射されることを特徴とする面照明装置。
【請求項７】
略一列に収納された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、その一対の電極にそれぞれ接続されたリードと、
を備えた発光装置において、
前記発光装置の側面に延出された前記リードが配列した方向と、前記複数の発光素子が配列する方向とが略垂直であることを特徴とする発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３１９７４（Ｐ２０１０−２３１９７４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７３１１（Ｐ２００９−７７３１１）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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