発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器
【課題】輝度の均一性を向上させることができる発光装置を提供する。
【解決手段】基板４１の実装面（平面）上でかつ基準線α上に配置された発光素子であるＬＥＤ４２と、基板４１の実装面でかつ基準線α上に配置され、ＬＥＤ４２からの光を基板４１の実装面の垂直（Ｙ）方向成分が増す方向に反射する反射部材４５と、ＬＥＤ４２と反射部材４５の間でかつ直線（Ｘ）上に配置され、直線と実装面（平面）の垂直（Ｙ）方向とに直交する（Ｚ）方向に所定の曲率を有する外周面（曲面）４３Ａを備えたレンズで構成し、ＬＥＤ４２からの光を外周面（曲面）４３Ａで屈折させて反射部材４５へ投光する屈折部材４３とを備えた。
【解決手段】基板４１の実装面（平面）上でかつ基準線α上に配置された発光素子であるＬＥＤ４２と、基板４１の実装面でかつ基準線α上に配置され、ＬＥＤ４２からの光を基板４１の実装面の垂直（Ｙ）方向成分が増す方向に反射する反射部材４５と、ＬＥＤ４２と反射部材４５の間でかつ直線（Ｘ）上に配置され、直線と実装面（平面）の垂直（Ｙ）方向とに直交する（Ｚ）方向に所定の曲率を有する外周面（曲面）４３Ａを備えたレンズで構成し、ＬＥＤ４２からの光を外周面（曲面）４３Ａで屈折させて反射部材４５へ投光する屈折部材４３とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射板の反射面での反射光の方向を制御し、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、携帯電話機や薄型のテレビジョン受信機など各種の幅広い分野において、液晶表示装置（ＬＣＤ）が広く普及している。また、通常、この液晶表示装置には、光源からの光を導光板や反射板などを介して液晶表示装置本体へ投光し、照明するためのバックライト装置を備えている。
【０００３】
このような構成のバックライト装置にあっては、通常、光源としてＬＥＤが使用されているが、このＬＥＤの近傍での輝度の均一性が不十分である。また、このＬＥＤは、面発光タイプ（ＥＥＬＥＤ）のものも一部あるにはあるが、点光源タイプのものが殆どであるため、導光板の入射部付近に光を集光させるための構造や材料が必要となっている。
【０００４】
そこで、例えば、ＬＥＤから発光した光を一定の出射角度で外部へ出射するために、ダイオードレンズを備えたバックライトモジュールが提案されている（例えば、特許文献1参照）。
即ち、図１５に示すように、このバックライトモジュール１００は、中心にＬＥＤ１１０を配置し、対称となる一対の半折部が基準線に沿って互いに連結され、基準線付近で幅が減少する平坦な底面１０１と、基準線の両端に連結された底面１０１の両辺から略半円形状で上向きに延長される一対の反射面１０２と、底面１０１の残りの縁端らと反射面１０２らの半円形縁端とに連結された出射面１０３を含む。このうち、反射面１０２は、底面１０１を通して入射した光を出射面１０３側へ反射し、出射面１０３は反射面１０２から反射され入射した光と底面１０１から直接入射した光を外部へ出射する。
【特許文献１】特開２００６−５４４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなバックライトモジュールにあっては、ＬＥＤから出射する光を一定の出射角度で外部へ出射するものであるが、一般に、輝度の均一性が不十分である。特に、ＬＥＤに点光源型のものを用いたものでは、例えば導光板の入光部付近に光を集光させるための構造が不十分である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器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】
本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、を備えたものである。
【０００８】
また、本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記曲面は前記反射部材に対して前記平面の垂直方向から所要の角度傾斜し、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、を備えたものである。
【０００９】
さらに、本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有る曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材とを備えたものである。
【００１０】
そして、本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するとともに、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、を備えたものである。
【００１１】
そして、本発明の発光装置は、屈折部材の前記曲面は、前記平面から離れるにつれて曲率半径が大きくなるような形状を有するものであってもよい。
【００１２】
また、本発明の線状発光装置は、第１の発光装置と第２の発光装置とを有し、第１の発光装置の直線と第２の発光装置の直線とが同一直線上にあり、第１の発光装置の反射部材と第２の発光装置の反射部材とが隣り合うものである。
【００１３】
さらに、本発明の面状発光装置は、前述した線状発光装置と、この線状発光装置からの光を端面から入射するように前記線状発光装置と対向配置する導光板とを備えたものである。
【００１４】
そして、本発明の液晶表示装置は、前述した面状発光装置と、この面状発光装置に積層配置する液晶パネルとを備えたものである。
【００１５】
また、本発明の液晶表示装置は、前述した液晶表示装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するか、又は、前記直線と前記平面の垂直方向とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材とを備えた発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器が提供される。ここで前記屈折部材は、平面の垂直（高さ）方向に、または、直線と平面の垂直方向とに直交する（幅）方向について曲率が変化するような曲面形状を有するので、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る電子機器としての携帯電話機１を示すものであり、この携帯電話機１は、（本実施形態に係る発光装置４を有する）液晶表示部２を設けた上部筐体１Ａと、操作部１１を設けた下部筐体１Ｂと、これら上部筐体１Ａと下部筐体１Ｂを回動可能に連結するヒンジ部１Ｃとを備えている。
【００１８】
液晶表示部２は、図２に示すように、液晶パネル本体２１と、面状発光装置３と、これらを収容するホルダ２５などを備えている。
【００１９】
液晶パネル本体２１は、互いに積層された一対のガラス基板２１３と、これらのガラス基板２１３を挟むように積層された一対の偏光板２１２と、一方のガラス基板２１３に実装されたドライバＩＣ２１１と、一方のガラス基板２１３に接続されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２２とを備えている。
【００２０】
面状発光装置３は、本発明に係る発光装置４Ａと、発光装置４Ａに給電するためのフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）４Ｂと、発光装置４Ａからの光を液晶パネル本体２１へ導光するための導光手段である導光板３１と、導光板３１から出る光を拡散させるための複数の拡散シート３３と、導光板３１内の光を拡散シート３３側に反射させるための反射シート３２などを備えている。
【００２１】
面状発光装置３は、図２に示すように、被照明物である導光板３１と、反射シート３２と、本実施形態に係る発光装置４などを備えている。このうち、導光板３１は、発光装置４からの照明光を均一な状態で入射し、液晶パネル本体２１の有効発光領域Ａ（図３参照）の全面にわたって均一に投光させるものである。反射シート３２は、発光装置４からの光を入射した導光板３１において、液晶パネル本体２１から漏出する光を反射させて戻すことで、発光装置４からの照明光の利用効率を高める。
【００２２】
発光装置４は、液晶表示部２の液晶パネル本体２１を照明するバックライト用の面状発光装置３の要部を構成するものであり、図３及び図４に示すように、導光板３１の一端面３１Ａ（以下、「入射端面」とよぶ）に対向配置されている。また、この発光装置４は、導光板３１の入射端面に平行な、つまり図４において一点鎖線で示すＸ軸方向に平行な直線(以下、この直線のことを「基準線α」とよぶ)に沿ってライン状に複数設けた線状発光装置である。
【００２３】
本実施形態の発光装置４は、図４に示すように、主発光装置４Ａと端部発光装置４Ｂから構成されており、各発光装置４Ａ、４Ｂには、基板４１と、この基板４１上に実装された発光素子（光源）であるＬＥＤチップ（以下、「ＬＥＤ」と略す）４２と、このＬＥＤ４２を挟んで両側（端部発光装置４Ｂのみ片側）に設けた屈折部材４３と、この屈折部材４３と一体でＬＥＤ４２を埋めるようにして設けた蛍光体４４とを、屈折部材４３で屈折された発光素子からの光を反射させる反射部材４５とをそれぞれ備えている。
【００２４】
基板４１は、略長尺平板状に形成されていると共に、長手方向が導光板３１の入射端面３１Ａの長手方向（Ｘ）に対して平行になるように配置されており、発光装置４によって輝度を高め、特にこの方向で輝度の均一性向上を図るようになっている。
【００２５】
ＬＥＤ４２は、図５（Ａ）において、平面（つまり、基板４１での実装面）上でかつＸ軸方向に平行な基準線α(図５（Ｂ）参照)上に配置されており、基板４１の長手方向（Ｘ軸方向）をについて左右対称の配光パターン（正規分布）で固有波長の可視光を出射する点発光型のものを用いている。即ち、このＬＥＤ４２は、正規分布の配向パターンを有しているため、Ｙ方向に向かう中央部側が最大であって水平（Ｘ）方位に向かうに従って光量が減少する分布特性を有している。なお、本実施形態では、波長がおよそ４２０ｎｍの青色光を出射する青色ＬＥＤを用いている。
また、本実施形態(以下の実施形態も同様)では、説明を簡単にするため、屈折部材４３と蛍光体４４の屈折率の関係については言及していない。しかしながら、双方の媒質に関して屈折率に差がある場合、その差に応じて双方の界面ではフレネル反射が生じる。そのため、厳密に述べると、各種の方向に向かう反射光も発生することとなる。
【００２６】
屈折部材４３は、発光素子であるＬＥＤ４２と反射部材４５の間でかつＸ軸方向に平行な基準線α上に配置されているものであって、前記基準線αと平面（基板４１での実装面）の垂直なＹ方向（以下、「高さ方向」とよぶ）とに直交するＺ方向（以下、「幅方向」とよぶ）に所定の曲率を有する曲面（以下、「外周面」とよぶ）を備えたレンズで構成しており、ＬＥＤ４２からの光を外周面で屈折させて反射部材４５へ投光するようになっている。
【００２７】
即ち、本実施形態の屈折部材４３は、図６に示すように、反射部材４５に正対した状態で対面した凸状の曲面を有する外周面４３Ａと、この外周面４３Ａを挟む高さ（Ｙ）方向の両端面が平行な天面４３Ｂ及び底面４３Ｃと、略矩形状の平面からなる入射面４３Ｄとを有する、換言すれば略半円柱形状を呈するシリンドリカルレンズで構成している。このうち、この外周面４３Ａは、横（Ｚ）方向について凸状にカーブした所定曲率の曲面を有している。これにより、屈折部材４３は、蛍光体４４を透過後の光束Ｌがここに入射・屈折すると、横（Ｘ）方向に進行する光束を幅（Ｚ）方向について集光する。なお、この屈折部材４３は、石英ガラスなどで形成してもよいが、プラスチック樹脂、特に透明度の高いＰＭＭＡ（Poly Methyl Meth Acrylate）を用いれば、製造コストの削減を図ることもできる。
【００２８】
蛍光体４４は、ＬＥＤ４２からの青色（Ｂ）光が入射すると、その一部が蛍光物質内の電子と衝突することによって励起され、黄色（Ｙ）の波長の蛍光を放射するようになっている。その結果、このような蛍光現象によって発生する黄色成分と、蛍光物質に吸収されないで残った青色光とが合成されて白色の光が生成される。換言すれば、青色（Ｂ）光と黄色（Ｙ＝Ｇ＋Ｒ）の波長の蛍光により、光の３原色、つまり青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の波長の光が同時に存在することになり、この光の３原色が合成されることで、白色の光を発生させる。
【００２９】
反射部材４５は、発光素子であるＬＥＤ４２からの光を平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向(図６の光束Ｍを参照)に(正)反射させるものであり、平面（基板４１での実装面）でかつＸ軸方向に平行な基準線α上に配置されている。本実施形態の反射部材４５は、反射面が基材４１の長尺（Ｘ）方向に直交する短尺方向、即ち幅（Ｚ）方向に沿って反射面が形成されており、屈折部材４３を屈折後の光が幅（Ｚ）方向に関して集光した状態で入射する。なお、図６において、反射部材４５の傾斜面の角度をγとすれば、反射後の進路が反射前の進行方向に対して２γ(光てこの原理による)だけ偏向しており、この方向が『平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向』として定義されているものに対応する。或いは、『平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向』とは、平面（基板４１での実装面）に対して垂直な（Ｙ）方向と０度以上でかつ９０度未満の角度を成す方向である。また、『平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向』とは、典型的には平面（基板４１での実装面）に対して垂直な（Ｙ）方向である。
【００３０】
従って、本実施形態によれば、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｘ）方向の光について、効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができる。その結果、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができるので、従来に比べて輝度の均一性も向上する。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の表示装置では、第１の実施形態と異なり、図７、図８に示すように、屈折部材４６が略半円錐台形状を呈する（固有形状の）レンズで構成されているとともに、屈折部材４６と反射部材４５との間の基材４１表面には反射膜Ｒが形成されている。
【００３２】
即ち、この屈折部材４６は、第１の実施形態と同様、発光素子であるＬＥＤ４２からの光を曲面で屈折させて反射部材４５へ投光するものであり、ＬＥＤ４２と反射部材４５の間でかつ前述の基準線α上に沿って配置されており、図６に示す外周面４３Ａと同様、反射部材４５に対向する外周面４６Ａが、基準直線αの（Ｘ）方向と垂直（Ｙ）方向とに直交する（Ｚ）方向に所定の曲率を有する曲面を備えたレンズで構成している。また、この屈折部材４６は、外周面４６Ａが、図６に示す外周面４３Ａとは異なり上（Ｙ方向）に向けて角度δだけ傾斜している。
【００３３】
このように、本実施形態の屈折部材４６は、図８において、円錐台形状のレンズを斜めに切断させた形状のものであって、外周面４６Ａを挟んで上下に設けた互いに平行な天面４６Ｂ及び底面４６Ｃは、底面４６Ｃの方が広くて大きな形状を有している。換言すれば、この屈折部材４６の外周面４６Ａは、基材４１から離れる高さ（Ｙ）方向の上部に向かう（つまり、垂直成分が増す方向）ほど曲率半径が小さく（つまり、曲率が大きく）なるように構成しており、入射面４６Ｄから入射する光束Ｌは、反射部材４５に向けて基材４１のある下（−Ｙ）方向へ向かう。
【００３４】
反射部材４５は、屈折部材４６からの光束Ｌが下方（−Ｙ）に傾斜して入射する分、第１の実施形態の反射部材４５の高さ（Ｈ１）に比べて、その高さ（Ｈ２）を低くすることができる。
【００３５】
反射膜Ｒは、屈折部材４６からの光のうち、下方へ進行する光を反射させて反射部材４５へ送り込むために設置してある。この反射膜Ｒとしては、アルミニウムや銀などの金属膜を蒸着させてあるが、同様の効果を有するものであればよい。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｘ）方向の光について、効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができる。これにより、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができる。しかも、図８に示す屈折部材４６の場合、前述したように、屈折部材４６は外周面４６Ａが上方に傾斜しているので、屈折部材４６を透過後の光を下方へ偏向させて反射部材４５へ向けて効果的に集光させることができる。その結果、平面（基板４１での実装面）の垂直（Ｙ）方向成分が増す方向について、光量を増大させることができる。
さらに、本実施形態によれば、高さ（Ｙ）方向の下方（−Ｙ）へ向かう光のうち特に大きな角度で屈折する屈折部材４６の上部での透過光は、反射部材４５へ直接入射する前に反射膜Ｒで反射させることで、その反射光を反射部材４５へ入射させることができるので、その後、平面（基板４１での実装面）の垂直（Ｙ）方向に向けることができる。従って、下方（−Ｙ）へ向かう光も効果的に利用することができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度をさらに増大させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性がさらに向上する。
【００３７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１、第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の表示装置では、図９、１０に示すように、第１、第２の実施形態の屈折部材４３、４６と同様、屈折部材４７が、略半円錐台形状を呈する（シリンドリカル）レンズで構成されているが、第１、第２の実施形態と異なり、図１０に示すように、外周面４７Ａが高さ（Ｙ）方向について凸状にカーブした所定の曲率を有する。
【００３８】
即ち、屈折部材４７は、第１の実施形態と同様、発光素子であるＬＥＤ４２からの光を曲面で屈折させて反射部材４５へ投光するものであり、ＬＥＤ４２と反射部材４５との間でかつ前述した基準線α上に配置されており、平面（基板４１での実装面）の垂直（Ｙ）方向に所定の曲率を有する曲面（外周面４７Ａ）を備えている。
【００３９】
このように、本実施形態の屈折部材４７は、図１０に示すように、左右両端面４７Ｂ、４７Ｃが同じ大きさを有する略半円柱形状を呈しており、軸線方向が基材４１の幅（Ｚ）方向（又は横方向）に平行になるように設けられている。即ち、この屈折部材４７は、両端面４７Ｂ、４７Ｃが外周面４７Ａに対して直角に交わるとともに、外周面４７Ａは反射部材４５に対して正対している。これにより、蛍光体４４を透過後に屈折部材４７に入射した光は、屈折部材４７を屈折後に、幅（Ｚ）方向とは直交する高さ（Ｙ）方向については反射部材４５に向けて集光する。
【００４０】
従って、本実施形態によれば、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｘ）方向の光について、幅（Ｚ）方向への広がりを防止しつつ、平面の垂直（Ｙ）方向については、反射部材４５でその（垂直方向）成分が増す方向、つまり高さ（Ｙ）方向には効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができる。
【００４１】
しかも、本実施形態では、屈折部材４７で屈折する光のうち大きく屈折して基材４１よりも下方に向かう光を、第２の実施形態と同様、反射膜Ｒで反射させて反射部材４５へ戻すことができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度をさらに増大させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性がさらに向上する。
【００４２】
なお、本実施形態では、屈折部材４７の軸線が基材４１の幅（Ｚ）方向（又は横方向）に平行になるように配置されているが、図１１に示すように、屈折部材４８Ａの軸線ＡＸが基材４１の幅（Ｚ）方向（又は横方向）と角度θだけずれるように配置してもよい。このように構成すれば、例えば導光板３１の厚さ方向のいずれかに偏って投光させることができるので（但し、光路がシフトする分、反射部材４５もシフトする）、輝度の均一性に偏りがある場合に、この屈折部材４８Ａを用いてその偏りを補償することで、輝度の均一性を向上させることができる。
【００４３】
また、これ以外に、屈折部材を発光素子であるＬＥＤと反射部材との間でかつ前述した基準線上に配置され、平面（基板での実装面）の垂直方向に所定の曲率を有するとともに、前述した基準線とこの平面の垂直方向とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前述したＬＥＤからの光を前記曲面で屈折させて反射部材へ投光するような構成であってもよい。つまり、このような屈折部材としては、図１２に示すように、ＸＺ面内にも中央に向けて膨出する形状、つまりトーリックレンズ又はこれに近い形状であって、外周面がトロイダル形状を呈する、換言すれば略半樽型形状を有する屈折部材４８Ｂであってもよい。このような屈折部材４８Ｂを用いれば、ここを透過後の光のうち、平面（基板での実装面）に平行な水平（Ｘ）方向に進行する光成分を除き、図１２に示すように、屈折部材４８Ｂ透過後の光を、横（Ｘ）方向についても、集光させることができるので、反射部材４５の幅（Ｚ）方向を狭めて小型化することができる。
【００４４】
さらに、屈折部材の曲面は、前述した平面（基板での実装面）の垂直（Ｙ）成分が増すにつれて曲率半径が大きく(曲率が小さく)なるような形状を有する構成であってもよい。即ち、図１３に示すように、断面扇形（中心Ｐから一定半径Ｑの断面）を有する屈折部材（シリンドリカルレンズ）４８Ｃであってもよい。
【００４５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の屈折部材４９は、図１４に示すように、略半球レンズで構成している。
【００４６】
屈折部材４９は、発光素子であるＬＥＤと反射部材との間でかつ前述した（Ｘ方向に平行な）基準線α上に配置されており、屈折部材４８Ｂと同様に、平面（基板での実装面）の垂直なＹ方向（高さ方向）に所定の曲率を有するとともに、その基準線αと前述した平面の垂直（Ｙ）方向とに直交するＺ方向（横方向）に所定の曲率を有する曲面（外周面）を備えている。
本実施形態の屈折部材４９は、反射部材４５に対向した曲面が、横（Ｚ）方向及びこれに垂直な高さ（Ｙ）方向の双方の方向に対して固有の曲率を有する外周面４９Ａと、外周面４９Ａとは反対の発光素子４２からの光が入射する入射面４９Ｂとを有するものであるが、屈折部材４８Ｂとは異なり、外周面４９Ａが断面真円形状又は楕円形状を有する略半球形状を有している。
【００４７】
従って、本実施形態によれば、外周面４９Ａは、屈折後の光が幅方向及び高さ方向に収斂するように形成しているので、この屈折部材４９を用いることで、横（Ｘ）方向へ進む光束を幅（Ｚ）方向及び高さ（Ｙ）方向について効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができる。その結果、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｚ）方向の光についても、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性がさらに向上する。
【００４８】
また、例えば、屈折部材４９と反射部材４５との間に第２実施形態と同様の反射膜Ｒを基材４１の表面に設置するとともに、基材４１から離れる高さ（Ｙ）方向の上部に向かうほど曲率半径が小さく（つまり、曲率が大きく）なるように形成するように構成して、屈折後の光を基材４１のある下方に向けて投光させるようにしてもよい。このように構成すれば、第２、第３実施形態と同様に、高さ（Ｙ）方向の下方（−Ｙ）へ向かう光も反射膜Ｒで反射させることで効果的に利用することができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度をさらに増大させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性が大幅に向上する。
【００４９】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。例えば、反射部材は、三角柱状のものではなく、板状の反射面を左右２枚組み合わせた構造などでもよい。また、本発明の屈折部材は、各実施形態において外周面が凸状を有するが、所定の効果を有するものであれば、外周面が凹状を有するものであってもよい。さらに、この屈折部材は、導光板の光量分布に固有の偏りがある場合にこれを補償するため、縦横の倍率が異なるトーリックレンズなどでもよい。また、発光素子等の部材が直線上にあるとは、その部材の中心を直線が通過することを意味するだけでなく、その部材の任意の部分を直線が通過することも意味する。更に、この部材と直線上にあるとの関係は、発光素子に限らず反射部材や、屈折部材にも当てはまる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の発光装置、線状発光装置、面状発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するか、又は、前記直線と前記平面の垂直方向とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材とを備え、屈折部材は、平面の垂直（高さ）方向に、または、直線と平面の垂直方向とに直交する（幅）方向について曲率が変化するような曲面形状を有するので、輝度の均一性を向上させることができ、この発光装置を備えた線状発光装置、面状発光装置、及び液晶表示装置、並びにこの液晶表示装置を備えた電子機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る発光装置を備えた液晶表示部を有する携帯電話機を示す概略斜視図
【図２】その発光装置を備えた液晶表示部の概略構成図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す破断図
【図４】第１の実施形態に係る発光装置及び導光板などを示す分解斜視図
【図５】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその平面図
【図６】その発光装置及び反射部材の一部を示す斜視図
【図７】（Ａ）は本発明の第２の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその平面図
【図８】その発光装置及び反射部材の一部を示す斜視図
【図９】（Ａ）は本発明の第３の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその正面図
【図１０】その発光装置の屈折部材等を示す斜視図
【図１１】第３の実施形態に係る発光装置の屈折部材の変形例を示す斜視図
【図１２】第３の実施形態に係る発光装置の屈折部材の他の変形例を示す斜視図
【図１３】第３の実施形態に係る発光装置の屈折部材のさらに他の変形例を示す斜視図
【図１４】（Ａ）は本発明の第４の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその正面図
【図１５】従来の発光装置を示す斜視図
【符号の説明】
【００５２】
１ 携帯電話機（電子機器）
２ 液晶表示部（液晶表示装置）
３ 面状発光装置
３１ 導光板
３１Ａ 入射端面
４ 発光装置（線状発光装置）
４Ａ 主発光装置
４Ｂ 端部発光装置
４１ 基板（実装面；平面）
４２ ＬＥＤチップ（発光素子）
４３、４６、４７、４８Ａ〜４８Ｃ 屈折部材
４４ 蛍光体
４５ 反射部材
４６Ａ、４７Ａ、４８Ａ、４９Ａ 外周面（曲面）
４６Ｂ 天面
４６Ｃ 底面
４６Ｄ、４９Ｂ 入射面
４７Ｂ、４７Ｃ 左右両端面
４９ 略半球レンズ
Ｒ 反射膜
α 直線（基準線）
Ｙ 平面（基板での実装面）の垂直方向（高さ方向）
Ｚ 直線（基準線）と平面の垂直なＹ方向とに直交する方向（横方向）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射板の反射面での反射光の方向を制御し、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、携帯電話機や薄型のテレビジョン受信機など各種の幅広い分野において、液晶表示装置（ＬＣＤ）が広く普及している。また、通常、この液晶表示装置には、光源からの光を導光板や反射板などを介して液晶表示装置本体へ投光し、照明するためのバックライト装置を備えている。
【０００３】
このような構成のバックライト装置にあっては、通常、光源としてＬＥＤが使用されているが、このＬＥＤの近傍での輝度の均一性が不十分である。また、このＬＥＤは、面発光タイプ（ＥＥＬＥＤ）のものも一部あるにはあるが、点光源タイプのものが殆どであるため、導光板の入射部付近に光を集光させるための構造や材料が必要となっている。
【０００４】
そこで、例えば、ＬＥＤから発光した光を一定の出射角度で外部へ出射するために、ダイオードレンズを備えたバックライトモジュールが提案されている（例えば、特許文献1参照）。
即ち、図１５に示すように、このバックライトモジュール１００は、中心にＬＥＤ１１０を配置し、対称となる一対の半折部が基準線に沿って互いに連結され、基準線付近で幅が減少する平坦な底面１０１と、基準線の両端に連結された底面１０１の両辺から略半円形状で上向きに延長される一対の反射面１０２と、底面１０１の残りの縁端らと反射面１０２らの半円形縁端とに連結された出射面１０３を含む。このうち、反射面１０２は、底面１０１を通して入射した光を出射面１０３側へ反射し、出射面１０３は反射面１０２から反射され入射した光と底面１０１から直接入射した光を外部へ出射する。
【特許文献１】特開２００６−５４４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなバックライトモジュールにあっては、ＬＥＤから出射する光を一定の出射角度で外部へ出射するものであるが、一般に、輝度の均一性が不十分である。特に、ＬＥＤに点光源型のものを用いたものでは、例えば導光板の入光部付近に光を集光させるための構造が不十分である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器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】
本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、を備えたものである。
【０００８】
また、本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記曲面は前記反射部材に対して前記平面の垂直方向から所要の角度傾斜し、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、を備えたものである。
【０００９】
さらに、本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有る曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材とを備えたものである。
【００１０】
そして、本発明の発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するとともに、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、を備えたものである。
【００１１】
そして、本発明の発光装置は、屈折部材の前記曲面は、前記平面から離れるにつれて曲率半径が大きくなるような形状を有するものであってもよい。
【００１２】
また、本発明の線状発光装置は、第１の発光装置と第２の発光装置とを有し、第１の発光装置の直線と第２の発光装置の直線とが同一直線上にあり、第１の発光装置の反射部材と第２の発光装置の反射部材とが隣り合うものである。
【００１３】
さらに、本発明の面状発光装置は、前述した線状発光装置と、この線状発光装置からの光を端面から入射するように前記線状発光装置と対向配置する導光板とを備えたものである。
【００１４】
そして、本発明の液晶表示装置は、前述した面状発光装置と、この面状発光装置に積層配置する液晶パネルとを備えたものである。
【００１５】
また、本発明の液晶表示装置は、前述した液晶表示装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するか、又は、前記直線と前記平面の垂直方向とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材とを備えた発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器が提供される。ここで前記屈折部材は、平面の垂直（高さ）方向に、または、直線と平面の垂直方向とに直交する（幅）方向について曲率が変化するような曲面形状を有するので、輝度の均一性を向上させることができる発光装置、線状発光装置、面状発光装置、液晶表示装置および電子機器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る電子機器としての携帯電話機１を示すものであり、この携帯電話機１は、（本実施形態に係る発光装置４を有する）液晶表示部２を設けた上部筐体１Ａと、操作部１１を設けた下部筐体１Ｂと、これら上部筐体１Ａと下部筐体１Ｂを回動可能に連結するヒンジ部１Ｃとを備えている。
【００１８】
液晶表示部２は、図２に示すように、液晶パネル本体２１と、面状発光装置３と、これらを収容するホルダ２５などを備えている。
【００１９】
液晶パネル本体２１は、互いに積層された一対のガラス基板２１３と、これらのガラス基板２１３を挟むように積層された一対の偏光板２１２と、一方のガラス基板２１３に実装されたドライバＩＣ２１１と、一方のガラス基板２１３に接続されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２２とを備えている。
【００２０】
面状発光装置３は、本発明に係る発光装置４Ａと、発光装置４Ａに給電するためのフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）４Ｂと、発光装置４Ａからの光を液晶パネル本体２１へ導光するための導光手段である導光板３１と、導光板３１から出る光を拡散させるための複数の拡散シート３３と、導光板３１内の光を拡散シート３３側に反射させるための反射シート３２などを備えている。
【００２１】
面状発光装置３は、図２に示すように、被照明物である導光板３１と、反射シート３２と、本実施形態に係る発光装置４などを備えている。このうち、導光板３１は、発光装置４からの照明光を均一な状態で入射し、液晶パネル本体２１の有効発光領域Ａ（図３参照）の全面にわたって均一に投光させるものである。反射シート３２は、発光装置４からの光を入射した導光板３１において、液晶パネル本体２１から漏出する光を反射させて戻すことで、発光装置４からの照明光の利用効率を高める。
【００２２】
発光装置４は、液晶表示部２の液晶パネル本体２１を照明するバックライト用の面状発光装置３の要部を構成するものであり、図３及び図４に示すように、導光板３１の一端面３１Ａ（以下、「入射端面」とよぶ）に対向配置されている。また、この発光装置４は、導光板３１の入射端面に平行な、つまり図４において一点鎖線で示すＸ軸方向に平行な直線(以下、この直線のことを「基準線α」とよぶ)に沿ってライン状に複数設けた線状発光装置である。
【００２３】
本実施形態の発光装置４は、図４に示すように、主発光装置４Ａと端部発光装置４Ｂから構成されており、各発光装置４Ａ、４Ｂには、基板４１と、この基板４１上に実装された発光素子（光源）であるＬＥＤチップ（以下、「ＬＥＤ」と略す）４２と、このＬＥＤ４２を挟んで両側（端部発光装置４Ｂのみ片側）に設けた屈折部材４３と、この屈折部材４３と一体でＬＥＤ４２を埋めるようにして設けた蛍光体４４とを、屈折部材４３で屈折された発光素子からの光を反射させる反射部材４５とをそれぞれ備えている。
【００２４】
基板４１は、略長尺平板状に形成されていると共に、長手方向が導光板３１の入射端面３１Ａの長手方向（Ｘ）に対して平行になるように配置されており、発光装置４によって輝度を高め、特にこの方向で輝度の均一性向上を図るようになっている。
【００２５】
ＬＥＤ４２は、図５（Ａ）において、平面（つまり、基板４１での実装面）上でかつＸ軸方向に平行な基準線α(図５（Ｂ）参照)上に配置されており、基板４１の長手方向（Ｘ軸方向）をについて左右対称の配光パターン（正規分布）で固有波長の可視光を出射する点発光型のものを用いている。即ち、このＬＥＤ４２は、正規分布の配向パターンを有しているため、Ｙ方向に向かう中央部側が最大であって水平（Ｘ）方位に向かうに従って光量が減少する分布特性を有している。なお、本実施形態では、波長がおよそ４２０ｎｍの青色光を出射する青色ＬＥＤを用いている。
また、本実施形態(以下の実施形態も同様)では、説明を簡単にするため、屈折部材４３と蛍光体４４の屈折率の関係については言及していない。しかしながら、双方の媒質に関して屈折率に差がある場合、その差に応じて双方の界面ではフレネル反射が生じる。そのため、厳密に述べると、各種の方向に向かう反射光も発生することとなる。
【００２６】
屈折部材４３は、発光素子であるＬＥＤ４２と反射部材４５の間でかつＸ軸方向に平行な基準線α上に配置されているものであって、前記基準線αと平面（基板４１での実装面）の垂直なＹ方向（以下、「高さ方向」とよぶ）とに直交するＺ方向（以下、「幅方向」とよぶ）に所定の曲率を有する曲面（以下、「外周面」とよぶ）を備えたレンズで構成しており、ＬＥＤ４２からの光を外周面で屈折させて反射部材４５へ投光するようになっている。
【００２７】
即ち、本実施形態の屈折部材４３は、図６に示すように、反射部材４５に正対した状態で対面した凸状の曲面を有する外周面４３Ａと、この外周面４３Ａを挟む高さ（Ｙ）方向の両端面が平行な天面４３Ｂ及び底面４３Ｃと、略矩形状の平面からなる入射面４３Ｄとを有する、換言すれば略半円柱形状を呈するシリンドリカルレンズで構成している。このうち、この外周面４３Ａは、横（Ｚ）方向について凸状にカーブした所定曲率の曲面を有している。これにより、屈折部材４３は、蛍光体４４を透過後の光束Ｌがここに入射・屈折すると、横（Ｘ）方向に進行する光束を幅（Ｚ）方向について集光する。なお、この屈折部材４３は、石英ガラスなどで形成してもよいが、プラスチック樹脂、特に透明度の高いＰＭＭＡ（Poly Methyl Meth Acrylate）を用いれば、製造コストの削減を図ることもできる。
【００２８】
蛍光体４４は、ＬＥＤ４２からの青色（Ｂ）光が入射すると、その一部が蛍光物質内の電子と衝突することによって励起され、黄色（Ｙ）の波長の蛍光を放射するようになっている。その結果、このような蛍光現象によって発生する黄色成分と、蛍光物質に吸収されないで残った青色光とが合成されて白色の光が生成される。換言すれば、青色（Ｂ）光と黄色（Ｙ＝Ｇ＋Ｒ）の波長の蛍光により、光の３原色、つまり青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の波長の光が同時に存在することになり、この光の３原色が合成されることで、白色の光を発生させる。
【００２９】
反射部材４５は、発光素子であるＬＥＤ４２からの光を平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向(図６の光束Ｍを参照)に(正)反射させるものであり、平面（基板４１での実装面）でかつＸ軸方向に平行な基準線α上に配置されている。本実施形態の反射部材４５は、反射面が基材４１の長尺（Ｘ）方向に直交する短尺方向、即ち幅（Ｚ）方向に沿って反射面が形成されており、屈折部材４３を屈折後の光が幅（Ｚ）方向に関して集光した状態で入射する。なお、図６において、反射部材４５の傾斜面の角度をγとすれば、反射後の進路が反射前の進行方向に対して２γ(光てこの原理による)だけ偏向しており、この方向が『平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向』として定義されているものに対応する。或いは、『平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向』とは、平面（基板４１での実装面）に対して垂直な（Ｙ）方向と０度以上でかつ９０度未満の角度を成す方向である。また、『平面（基板４１での実装面）の垂直な（Ｙ）方向成分が増す方向』とは、典型的には平面（基板４１での実装面）に対して垂直な（Ｙ）方向である。
【００３０】
従って、本実施形態によれば、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｘ）方向の光について、効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができる。その結果、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができるので、従来に比べて輝度の均一性も向上する。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の表示装置では、第１の実施形態と異なり、図７、図８に示すように、屈折部材４６が略半円錐台形状を呈する（固有形状の）レンズで構成されているとともに、屈折部材４６と反射部材４５との間の基材４１表面には反射膜Ｒが形成されている。
【００３２】
即ち、この屈折部材４６は、第１の実施形態と同様、発光素子であるＬＥＤ４２からの光を曲面で屈折させて反射部材４５へ投光するものであり、ＬＥＤ４２と反射部材４５の間でかつ前述の基準線α上に沿って配置されており、図６に示す外周面４３Ａと同様、反射部材４５に対向する外周面４６Ａが、基準直線αの（Ｘ）方向と垂直（Ｙ）方向とに直交する（Ｚ）方向に所定の曲率を有する曲面を備えたレンズで構成している。また、この屈折部材４６は、外周面４６Ａが、図６に示す外周面４３Ａとは異なり上（Ｙ方向）に向けて角度δだけ傾斜している。
【００３３】
このように、本実施形態の屈折部材４６は、図８において、円錐台形状のレンズを斜めに切断させた形状のものであって、外周面４６Ａを挟んで上下に設けた互いに平行な天面４６Ｂ及び底面４６Ｃは、底面４６Ｃの方が広くて大きな形状を有している。換言すれば、この屈折部材４６の外周面４６Ａは、基材４１から離れる高さ（Ｙ）方向の上部に向かう（つまり、垂直成分が増す方向）ほど曲率半径が小さく（つまり、曲率が大きく）なるように構成しており、入射面４６Ｄから入射する光束Ｌは、反射部材４５に向けて基材４１のある下（−Ｙ）方向へ向かう。
【００３４】
反射部材４５は、屈折部材４６からの光束Ｌが下方（−Ｙ）に傾斜して入射する分、第１の実施形態の反射部材４５の高さ（Ｈ１）に比べて、その高さ（Ｈ２）を低くすることができる。
【００３５】
反射膜Ｒは、屈折部材４６からの光のうち、下方へ進行する光を反射させて反射部材４５へ送り込むために設置してある。この反射膜Ｒとしては、アルミニウムや銀などの金属膜を蒸着させてあるが、同様の効果を有するものであればよい。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｘ）方向の光について、効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができる。これにより、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができる。しかも、図８に示す屈折部材４６の場合、前述したように、屈折部材４６は外周面４６Ａが上方に傾斜しているので、屈折部材４６を透過後の光を下方へ偏向させて反射部材４５へ向けて効果的に集光させることができる。その結果、平面（基板４１での実装面）の垂直（Ｙ）方向成分が増す方向について、光量を増大させることができる。
さらに、本実施形態によれば、高さ（Ｙ）方向の下方（−Ｙ）へ向かう光のうち特に大きな角度で屈折する屈折部材４６の上部での透過光は、反射部材４５へ直接入射する前に反射膜Ｒで反射させることで、その反射光を反射部材４５へ入射させることができるので、その後、平面（基板４１での実装面）の垂直（Ｙ）方向に向けることができる。従って、下方（−Ｙ）へ向かう光も効果的に利用することができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度をさらに増大させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性がさらに向上する。
【００３７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１、第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の表示装置では、図９、１０に示すように、第１、第２の実施形態の屈折部材４３、４６と同様、屈折部材４７が、略半円錐台形状を呈する（シリンドリカル）レンズで構成されているが、第１、第２の実施形態と異なり、図１０に示すように、外周面４７Ａが高さ（Ｙ）方向について凸状にカーブした所定の曲率を有する。
【００３８】
即ち、屈折部材４７は、第１の実施形態と同様、発光素子であるＬＥＤ４２からの光を曲面で屈折させて反射部材４５へ投光するものであり、ＬＥＤ４２と反射部材４５との間でかつ前述した基準線α上に配置されており、平面（基板４１での実装面）の垂直（Ｙ）方向に所定の曲率を有する曲面（外周面４７Ａ）を備えている。
【００３９】
このように、本実施形態の屈折部材４７は、図１０に示すように、左右両端面４７Ｂ、４７Ｃが同じ大きさを有する略半円柱形状を呈しており、軸線方向が基材４１の幅（Ｚ）方向（又は横方向）に平行になるように設けられている。即ち、この屈折部材４７は、両端面４７Ｂ、４７Ｃが外周面４７Ａに対して直角に交わるとともに、外周面４７Ａは反射部材４５に対して正対している。これにより、蛍光体４４を透過後に屈折部材４７に入射した光は、屈折部材４７を屈折後に、幅（Ｚ）方向とは直交する高さ（Ｙ）方向については反射部材４５に向けて集光する。
【００４０】
従って、本実施形態によれば、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｘ）方向の光について、幅（Ｚ）方向への広がりを防止しつつ、平面の垂直（Ｙ）方向については、反射部材４５でその（垂直方向）成分が増す方向、つまり高さ（Ｙ）方向には効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができる。
【００４１】
しかも、本実施形態では、屈折部材４７で屈折する光のうち大きく屈折して基材４１よりも下方に向かう光を、第２の実施形態と同様、反射膜Ｒで反射させて反射部材４５へ戻すことができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度をさらに増大させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性がさらに向上する。
【００４２】
なお、本実施形態では、屈折部材４７の軸線が基材４１の幅（Ｚ）方向（又は横方向）に平行になるように配置されているが、図１１に示すように、屈折部材４８Ａの軸線ＡＸが基材４１の幅（Ｚ）方向（又は横方向）と角度θだけずれるように配置してもよい。このように構成すれば、例えば導光板３１の厚さ方向のいずれかに偏って投光させることができるので（但し、光路がシフトする分、反射部材４５もシフトする）、輝度の均一性に偏りがある場合に、この屈折部材４８Ａを用いてその偏りを補償することで、輝度の均一性を向上させることができる。
【００４３】
また、これ以外に、屈折部材を発光素子であるＬＥＤと反射部材との間でかつ前述した基準線上に配置され、平面（基板での実装面）の垂直方向に所定の曲率を有するとともに、前述した基準線とこの平面の垂直方向とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前述したＬＥＤからの光を前記曲面で屈折させて反射部材へ投光するような構成であってもよい。つまり、このような屈折部材としては、図１２に示すように、ＸＺ面内にも中央に向けて膨出する形状、つまりトーリックレンズ又はこれに近い形状であって、外周面がトロイダル形状を呈する、換言すれば略半樽型形状を有する屈折部材４８Ｂであってもよい。このような屈折部材４８Ｂを用いれば、ここを透過後の光のうち、平面（基板での実装面）に平行な水平（Ｘ）方向に進行する光成分を除き、図１２に示すように、屈折部材４８Ｂ透過後の光を、横（Ｘ）方向についても、集光させることができるので、反射部材４５の幅（Ｚ）方向を狭めて小型化することができる。
【００４４】
さらに、屈折部材の曲面は、前述した平面（基板での実装面）の垂直（Ｙ）成分が増すにつれて曲率半径が大きく(曲率が小さく)なるような形状を有する構成であってもよい。即ち、図１３に示すように、断面扇形（中心Ｐから一定半径Ｑの断面）を有する屈折部材（シリンドリカルレンズ）４８Ｃであってもよい。
【００４５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の屈折部材４９は、図１４に示すように、略半球レンズで構成している。
【００４６】
屈折部材４９は、発光素子であるＬＥＤと反射部材との間でかつ前述した（Ｘ方向に平行な）基準線α上に配置されており、屈折部材４８Ｂと同様に、平面（基板での実装面）の垂直なＹ方向（高さ方向）に所定の曲率を有するとともに、その基準線αと前述した平面の垂直（Ｙ）方向とに直交するＺ方向（横方向）に所定の曲率を有する曲面（外周面）を備えている。
本実施形態の屈折部材４９は、反射部材４５に対向した曲面が、横（Ｚ）方向及びこれに垂直な高さ（Ｙ）方向の双方の方向に対して固有の曲率を有する外周面４９Ａと、外周面４９Ａとは反対の発光素子４２からの光が入射する入射面４９Ｂとを有するものであるが、屈折部材４８Ｂとは異なり、外周面４９Ａが断面真円形状又は楕円形状を有する略半球形状を有している。
【００４７】
従って、本実施形態によれば、外周面４９Ａは、屈折後の光が幅方向及び高さ方向に収斂するように形成しているので、この屈折部材４９を用いることで、横（Ｘ）方向へ進む光束を幅（Ｚ）方向及び高さ（Ｙ）方向について効果的に集光させて導光板３１（図５（Ａ）参照）へ投光させることができる。その結果、ＬＥＤ４２での光量分布が少ない横（Ｚ）方向の光についても、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度を向上させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性がさらに向上する。
【００４８】
また、例えば、屈折部材４９と反射部材４５との間に第２実施形態と同様の反射膜Ｒを基材４１の表面に設置するとともに、基材４１から離れる高さ（Ｙ）方向の上部に向かうほど曲率半径が小さく（つまり、曲率が大きく）なるように形成するように構成して、屈折後の光を基材４１のある下方に向けて投光させるようにしてもよい。このように構成すれば、第２、第３実施形態と同様に、高さ（Ｙ）方向の下方（−Ｙ）へ向かう光も反射膜Ｒで反射させることで効果的に利用することができるので、携帯電話機１の液晶表示部２での輝度をさらに増大させることができる。その結果、従来に比べて輝度の均一性が大幅に向上する。
【００４９】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。例えば、反射部材は、三角柱状のものではなく、板状の反射面を左右２枚組み合わせた構造などでもよい。また、本発明の屈折部材は、各実施形態において外周面が凸状を有するが、所定の効果を有するものであれば、外周面が凹状を有するものであってもよい。さらに、この屈折部材は、導光板の光量分布に固有の偏りがある場合にこれを補償するため、縦横の倍率が異なるトーリックレンズなどでもよい。また、発光素子等の部材が直線上にあるとは、その部材の中心を直線が通過することを意味するだけでなく、その部材の任意の部分を直線が通過することも意味する。更に、この部材と直線上にあるとの関係は、発光素子に限らず反射部材や、屈折部材にも当てはまる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の発光装置、線状発光装置、面状発光装置は、平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するか、又は、前記直線と前記平面の垂直方向とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材とを備え、屈折部材は、平面の垂直（高さ）方向に、または、直線と平面の垂直方向とに直交する（幅）方向について曲率が変化するような曲面形状を有するので、輝度の均一性を向上させることができ、この発光装置を備えた線状発光装置、面状発光装置、及び液晶表示装置、並びにこの液晶表示装置を備えた電子機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る発光装置を備えた液晶表示部を有する携帯電話機を示す概略斜視図
【図２】その発光装置を備えた液晶表示部の概略構成図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す破断図
【図４】第１の実施形態に係る発光装置及び導光板などを示す分解斜視図
【図５】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその平面図
【図６】その発光装置及び反射部材の一部を示す斜視図
【図７】（Ａ）は本発明の第２の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその平面図
【図８】その発光装置及び反射部材の一部を示す斜視図
【図９】（Ａ）は本発明の第３の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその正面図
【図１０】その発光装置の屈折部材等を示す斜視図
【図１１】第３の実施形態に係る発光装置の屈折部材の変形例を示す斜視図
【図１２】第３の実施形態に係る発光装置の屈折部材の他の変形例を示す斜視図
【図１３】第３の実施形態に係る発光装置の屈折部材のさらに他の変形例を示す斜視図
【図１４】（Ａ）は本発明の第４の実施形態に係る発光装置及び導光板の一部を示す断面図、（Ｂ）はその正面図
【図１５】従来の発光装置を示す斜視図
【符号の説明】
【００５２】
１ 携帯電話機（電子機器）
２ 液晶表示部（液晶表示装置）
３ 面状発光装置
３１ 導光板
３１Ａ 入射端面
４ 発光装置（線状発光装置）
４Ａ 主発光装置
４Ｂ 端部発光装置
４１ 基板（実装面；平面）
４２ ＬＥＤチップ（発光素子）
４３、４６、４７、４８Ａ〜４８Ｃ 屈折部材
４４ 蛍光体
４５ 反射部材
４６Ａ、４７Ａ、４８Ａ、４９Ａ 外周面（曲面）
４６Ｂ 天面
４６Ｃ 底面
４６Ｄ、４９Ｂ 入射面
４７Ｂ、４７Ｃ 左右両端面
４９ 略半球レンズ
Ｒ 反射膜
α 直線（基準線）
Ｙ 平面（基板での実装面）の垂直方向（高さ方向）
Ｚ 直線（基準線）と平面の垂直なＹ方向とに直交する方向（横方向）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項２】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記曲面は前記反射部材に対して前記平面の垂直方向から所要の角度傾斜し、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項３】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項４】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するとともに、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項５】
前記屈折部材の前記曲面は、前記平面から離れるにつれて曲率半径が大きくなるような形状を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の第１の発光装置と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の第２の発光装置とを有し、前記第１の発光装置の前記直線と、前記第２の発光装置の前記直線とが同一直線上にある線状発光装置。
【請求項７】
前記第１の発光装置の反射部材と前記第２の発光装置の反射部材とが隣り合うことを特徴とする請求項６記載の線状発光装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の線状発光装置と、この線状発光装置からの光を端面から入射するように前記線状発光装置と対向配置する導光板とを備えた面状発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の面状発光装置と、この面状発光装置に積層配置する液晶パネルとを備えた液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶表示装置を備えた電子機器。
【請求項１】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項２】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記曲面は前記反射部材に対して前記平面の垂直方向から所要の角度傾斜し、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項３】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項４】
平面上でかつ直線上に配置された発光素子と、
前記平面でかつ前記直線上に配置され、前記発光素子からの光を前記平面の垂直方向成分が増す方向に反射する反射部材と、
前記発光素子と前記反射部材の間でかつ前記直線上に配置され、前記平面の垂直方向に所定の曲率を有するとともに、前記平面の垂直方向と前記直線とに直交する方向に所定の曲率を有する曲面を備え、前記発光素子からの光を前記曲面で屈折させて前記反射部材へ投光する屈折部材と、
を備えた発光装置。
【請求項５】
前記屈折部材の前記曲面は、前記平面から離れるにつれて曲率半径が大きくなるような形状を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の第１の発光装置と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の第２の発光装置とを有し、前記第１の発光装置の前記直線と、前記第２の発光装置の前記直線とが同一直線上にある線状発光装置。
【請求項７】
前記第１の発光装置の反射部材と前記第２の発光装置の反射部材とが隣り合うことを特徴とする請求項６記載の線状発光装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の線状発光装置と、この線状発光装置からの光を端面から入射するように前記線状発光装置と対向配置する導光板とを備えた面状発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の面状発光装置と、この面状発光装置に積層配置する液晶パネルとを備えた液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶表示装置を備えた電子機器。
【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】
【公開番号】特開２００９−４１１６（Ｐ２００９−４１１６Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６１３７２（Ｐ２００７−１６１３７２）
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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