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1. WO2012001938 - 発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置及び照明装置

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明 細 書

発明の名称 発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置及び照明装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

課題を解決するための手段

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052  

発明の効果

0053  

図面の簡単な説明

0054  

発明を実施するための形態

0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173  

産業上の利用可能性

0174  

符号の説明

0175  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

補正された請求の範囲(条約第19条)

1  *   2   3  *   4  *   5  *   6  *   7   8   9  *   10  *   11  *   12  *   13   14   15  *   16  *   17  *   18  *   19   20  *  

図面

1A   1B   1C   2   3A   3B   4A   4B   5A   5B   5C   5D   6   7   8   9A   9B   10A   10B   10C  

明 細 書

発明の名称 : 発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置及び照明装置

技術分野

[0001]
 本発明は、発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置及び照明装置に関し、特に、半導体発光素子を用いた発光装置等に関する。

背景技術

[0002]
 近年、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の半導体発光素子は、高効率で省スペースな光源として、液晶テレビ等の液晶表示装置におけるバックライト光源、又は、照明装置における照明用光源等として広く利用されている。
[0003]
 バックライト光源や照明用光源におけるLEDは、発光装置(発光モジュール)として構成されている。この発光装置は、基板上に配置されたLEDが樹脂によって封止されて構成される。例えば、エッジライト型のバックライトユニットでは、複数個のLEDが基板上に一次元的に配列されて構成される発光装置が用いられる。
[0004]
 このような発光装置は白色光源として利用されることが多く、例えば特許文献1には、青色LEDを用いて黄色蛍光体を励起することにより白色光を発光する発光装置が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2007-142152号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 ところで、近年、基板上にLEDを用いた発光装置を実装し、直管蛍光ランプ、バックライトのような従来の光源に代替するLED光源の開発が検討されている。
[0007]
 このような光源に搭載する発光装置におけるLEDとしては、表面実装型(SMD:Surface Mount Device)やCOB型(Chip On Board)等がある。
[0008]
 SMD型の発光装置は、樹脂等で成型されたキャビティの中にLEDチップを実装し、当該キャビティ内を蛍光体含有樹脂によって封入したパッケージ型の発光装置である。
[0009]
 一方、COB型の発光装置は、基板上にLEDそのもの(ベアチップ)を直接実装するものであり、ベアチップと基板上の配線パターンとをワイヤボンディングし、ベアチップを蛍光体含有樹脂によって封止したものである。
[0010]
 SMD型と比べてCOB型の発光装置はコスト面および光率に優れることから、COB型の発光装置を採用した代替光源の開発を望む声が高い。
[0011]
 このCOB型の発光装置の一例について、図10A~図10Cを用いて説明する。図10Aは、COB型の発光装置の一例の外観斜視図であり、図10Bは、図10Aに示す発光装置の一例における一部拡大平面図であり、図10Cは、図10BのX-X’線に沿って切断した発光装置の一例における一部拡大断面図である。
[0012]
 図10Aに示すように、発光装置700は、基板710と、基板710上に直線状に設けられた複数の発光部720とを備える。また、図10B及び図10Cに示すように、発光装置700における発光部720は、基板710上に実装された複数のLEDチップ721と、各LEDチップ721を封止するためのドーム状の蛍光体含有樹脂722(蛍光体層)とからなる。さらに、発光装置700は、基板710にパターン形成された金属配線740と、金属配線740とLEDチップ721の電極とを接続するワイヤ760とを備える。
[0013]
 蛍光体含有樹脂722には、所定の蛍光体粒子が分散されており、当該蛍光体粒子によってLEDチップ721の発光光が色変換され、発光装置から所望の色の光が放出される。例えば、LEDチップ721として青色光を発光する青色LEDチップを用い、蛍光体粒子として黄色蛍光体粒子を用いることにより、黄色蛍光体粒子は青色LEDチップの青色光によって励起されて黄色光を放出し、当該黄色光と青色LEDチップの青色光とによって白色光が放出される。
[0014]
 しかしながら、図10A~図10Cに示す発光装置700では、発光部720とそれ以外の非発光部とが存在するので、つぶつぶ感を与えたり(外見表示性の低下)、色ムラや輝度ムラが発生するという問題がある。
[0015]
 本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、つぶつぶ感を低減し、色ムラや輝度ムラを抑制することができる発光装置等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

[0016]
 上記課題を解決するために、本発明に係る発光装置の一態様は、基板と、前記基板に実装された複数の半導体発光素子及び光波長変換体を含み前記半導体発光素子のそれぞれを被覆する波長変換層を含む複数の発光部と、前記基板上であって、隣り合う発光部の間に設けられた導光部材とを備えるものである。
[0017]
 このように、隣り合う発光部の間に導光部材を備えているので、発光部からの光を導光部材に導光させることができる。これにより、発光部からの光出射に加えて発光部間の導光部材からも光を出射させることができるので、見かけ上の発光領域を拡大させることができる。従って、つぶつぶ感を抑制することができ、色ムラや輝度ムラを抑制して輝度均一性を向上させることができる。
[0018]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記導光部材は、前記波長変換層と隣接していることが好ましい。
[0019]
 これにより、発光部からの光を導光部材に容易に導光させることができる。
[0020]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記導光部材は、前記波長変換層の一部を覆うように形成されることが好ましい。
[0021]
 これにより、波長変換層における導光部材で覆った部分から導光部材へと光を導光させて発光領域を拡大させるとともに、波長変換層における導光部材で覆わない部分からは導光部材を介さずに波長変換層から直接光を放出させることができる。従って、発光部における光取り出し量を低下させずに、発光領域を拡大させることができる。さらに、波長変換層の両側部分を導光部材によって被覆することにより、光路長が長い部分に導光部材を形成することができるので、色ムラ(色分離)を低減することができる。
[0022]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、少なくとも前記導光部材の前記半導体発光素子側の端部が、前記発光部の輪郭線又は当該輪郭線の延長線と前記基板との交点から延びる法線よりも前記半導体発光素子側に位置することが好ましい。
[0023]
 これにより、発光部から直接放出する光と導光部材を介して放出する光との光量のバランスを適度なものとすることができ、輝度均一性を向上させることができる。
[0024]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記導光部材は、隣り合う発光部を連結することが好ましい。
[0025]
 これにより、発光部間において隙間なく連続的に発光領域を形成することができる。従って、つぶつぶ感をより一層抑制することができ、色ムラや輝度ムラを一層抑制することにより、長尺方向における輝度均一性をさらに向上させることができる。
[0026]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記導光部材は、当該導光部材内を導光する光を拡散させる機能を有することが好ましい。
[0027]
 これにより、導光部材内を伝播する発光部からの光の進行方向を変えて、当該光を光取り出し面に向けて進行させることができる。従って、導光部材における光取り出し効率を向上させることができる。
[0028]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記導光部材は、拡散材を含有することが好ましい。
[0029]
 これにより、拡散材によって容易に光の進行方向を変えることができる。
[0030]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記導光部材における前記拡散材の密度は、前記半導体発光素子から遠ざかるに従って大きくなることが好ましい。
[0031]
 これにより、導光部材内の輝度均一性を向上させることができる。
[0032]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記波長変換層の屈折率をn1とし、前記導光部材の屈折率をn2とすると、n1≦n2であることが好ましい。
[0033]
 これにより、発光部の光を容易に導光部材に入射させることができる。
[0034]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記導光部材は、透明樹脂であることが好ましい。
[0035]
 これにより、発光部からの光を、光取り出し効率を低下させることなく導光部材内に伝播させることができる。
[0036]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記波長変換層は、前記半導体発光素子の光を励起する蛍光体を含む蛍光体層であることが好ましい。
[0037]
 これにより、蛍光体層の蛍光体によって半導体発光素子の光を励起することができ、蛍光体によって波長が変換された光と波長が変換されない光とを出射することができる。
[0038]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記波長変換層は、ドーム状であることが好ましい。
[0039]
 これにより、光配向性の高い発光部を構成することができる。
[0040]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記基板は、長尺状であり、前記複数の発光部及び前記導光部材は、前記基板の長手方向に沿って直線状に一列で配置されていることが好ましい。
[0041]
 これにより、基板の長手方向におけるつぶつぶ感を抑制して、基板の長手方向における輝度均一性を向上させることができる。
[0042]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、隣り合う前記導光部材の距離をD1とし、前記基板の長手方向の長さをL1とすると、0≦D1/L1≦L1/2nであることが好ましい。
[0043]
 これにより、つぶつぶ感をほぼ抑制することができ、基板の長手方向における輝度均一性を向上させることができる。
[0044]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記基板の短手方向の長さをL2としたときに、10≦L1/L2であることが好ましい。
[0045]
 これにより、アスペクト比が大きい長尺状の発光装置とすることができる。
[0046]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記発光部の高さをh1とし、前記導光部材の高さをh2とすると、0<h1/h2≦1であることが好ましい。
[0047]
 これにより、発光部における光取り出し量を低下させることなく、つぶつぶ感を抑制することができる。
[0048]
 さらに、本発明に係る発光装置の一態様において、前記基板上に、前記導光部材の端部の位置を規制するための溝が形成されることが好ましい。
[0049]
 これにより、導光部材の端部の位置を溝の縁によって規制することができるので、導光部材を形成する領域を容易に制御することができる。
[0050]
 また、本発明に係るバックライトユニットの一態様は、上記本発明に係る発光装置の一態様の少なくともいずれか1つを備えるものである。
[0051]
 また、本発明に係る液晶表示装置の一態様は、上記本発明に係るバックライトの一態様と、前記バックライトユニットから照射される光の光路上に配置された液晶パネルと、を備えるものである。
[0052]
 また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記本発明に係る発光装置の一態様の少なくともいずれか1つを備えるものである。

発明の効果

[0053]
 本発明に係る発光装置によれば、つぶつぶ感を低減し、色ムラや輝度ムラを抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0054]
[図1A] 図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の外観斜視図である。
[図1B] 図1Bは、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の平面図である。
[図1C] 図1Cは、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の断面図(図1BのX-X’線断面図)である。
[図2] 図2は、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の一部拡大断面図(図1Cの領域Yの拡大図)である。
[図3A] 図3Aは、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の発光時における外観写真である。
[図3B] 図3Bは、比較例に係る発光装置の発光時における外観写真である。
[図4A] 図4Aは、本発明の第2の実施形態に係る発光装置の平面図である。
[図4B] 図4Bは、本発明の第2の実施形態に係る発光装置の断面図(図4AのX-X’線断面図)である。
[図5A] 図5Aは、本発明の第3の実施形態に係る発光装置の断面図である。
[図5B] 図5Bは、本発明の第3の実施形態における他の例に係る発光装置の断面図である。
[図5C] 図5Cは、本発明の第4の実施形態における発光装置の平面図である。
[図5D] 図5Dは、本発明の第4の実施形態における発光装置を製造する際の模式断面図である。
[図6] 図6は、本発明の第5の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図である。
[図7] 図7は、本発明の第6の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
[図8] 図8は、本発明の第7の実施形態に係る照明装置の断面図である。
[図9A] 図9Aは、本発明の変形例に係る照明装置の平面図である。
[図9B] 図9Bは、本発明の変形例に係る照明装置の断面図(図9AのY-Y’線断面図)である。
[図10A] 図10Aは、発光装置の一例(比較例)を示す外観斜視図である。
[図10B] 図10Bは、発光装置の一例(比較例)を示す平面図である。
[図10C] 図10Cは、発光装置の一例(比較例)を示す断面図(図10BのX-X’線断面図)である。

発明を実施するための形態

[0055]
 以下、本発明の実施形態に係る発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置及び照明装置について、図面を参照しながら説明するが、本発明は、請求の範囲の記載に基づいて特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、請求項に記載されていない構成要素は、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。なお、本実施形態において例示される構成の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図において、寸法等は厳密に一致しない。
[0056]
 (第1の実施形態)
 まず、本発明の第1の実施形態に係る発光装置100について、図1A~図1C及び図2を参照して説明する。図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の概観斜視図である。図1Bは、図1Aに示す本発明の第1の実施形態に係る発光装置の平面図である。図1Cは、図1Bに示すX-X’線に沿って切断した本発明の第1の実施形態に係る発光装置の断面図である。図2は、図1Cの破線で囲まれる領域Yの拡大図であって、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の一部拡大断面図である。
[0057]
 図1Aに示すように、本発明の第1の実施形態に係る発光装置100は、長尺状で矩形形状である基板10と、当該基板10上に島状に設けられた複数の発光部20とを備える。本実施形態では、ドーム形状の発光部20が、基板10上に直線状に配列されている。また、図2に示すように、本実施形態に係る発光装置100は、LEDチップ21(ベアチップ)そのものが直接基板10上に実装されたCOB構造の発光装置である。以下、発光装置100の各構成要素について詳述する。
[0058]
 <基板>
 図1Aに示すように、基板10は、その長手方向の長さ(長辺の長さ)L1とし、短手方向の長さ(短辺の長さ)をL2としたときに、10≦L1/L2であって、矩形状の細長い基板である。本実施形態で示す発光装置100は、例えば、基板10の長辺の長さは360mmであって、5mmの間隔で70個程度のLEDチップ21が基板10上に実装されている。ここで、例えば、L1は100mm以上とされ、L2は20mm以下とされる。
[0059]
 <発光部>
 発光部20は、光の出射源であるLEDチップを備える発光領域であって、基板10の長手方向に沿って、一列の直線状(一次元的に)に複数設けられている。
[0060]
 図1B及び図1Cに示すように、本発明の第1の実施形態に係る発光装置100における発光部20は、基板10の一方の面に直接実装されたLEDチップ21(半導体発光素子)と、LEDチップ21を被覆する蛍光体含有樹脂22(蛍光体層)とを有する。また、各発光部20における蛍光体含有樹脂22は、対応するLEDチップ21を覆うように基板10上に島状で独立に分離されて形成されている。
[0061]
 本実施形態の各発光部20は、青色LEDチップからなるLEDチップ21と黄色蛍光体粒子が含有された蛍光体含有樹脂とを有する。発光部20では、黄色蛍光体粒子が青色LEDチップの青色光によって励起された黄色光が放出され、結果として、励起された黄色光と青色LEDチップの青色光とによって白色光が放出される。
[0062]
 蛍光体含有樹脂22は、樹脂のようなバインダーと、蛍光体のような光波長変換体とを含む部材で構成され、LEDチップ21を被覆するようにして基板10上に設けられる。蛍光体含有樹脂22は、LEDチップ21を保護する封止部材として作用するほか、LEDチップ21からの光を波長変換する波長変換層としての機能を発揮する。
[0063]
 本発明において、光波長変換体とは、LEDチップ21から出射される光の波長を変換する蛍光体微粒子などをいう。本実施形態では、蛍光体微粒子として黄色蛍光体微粒子が用いられており、これをシリコーン樹脂に分散させることによって蛍光体含有樹脂22が構成されている。黄色蛍光体粒子としては、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体材料を用いることができる。また、蛍光体含有樹脂22のバインダーは、樹脂に限定されるものではない。例えば、チップ封止用として知られている、ガラスのような透明性部材を用いてもよい。
[0064]
 図1A~図1Cに示すように、蛍光体含有樹脂22の形状は、上に凸の略半球状のドーム形状であることが好ましい。このように蛍光体含有樹脂22をドーム形状とすることにより、LEDチップ21から放射する光を規制することがないので、90度という高い光配向性を実現することができる。
[0065]
 また、蛍光体含有樹脂22の形状として略半球状のドーム形状を採用する場合、光配向性の向上という観点からは、蛍光体含有樹脂22の最外周における曲率半径R(mm)は、0.2[1/mm]≦1/R≦2.0[1/mm]の関係を満たすことが好ましい。本実施形態において、曲率半径Rは、LEDチップ21が実装される基板10の短手方向の断面で定義される値をいう。ただし、本発明では、蛍光体含有樹脂22の形状は特に限定されず、最外周の形状が放物線状でもよい。なお、SMD型の場合は、蛍光体含有樹脂(蛍光体層)の表面が平面状なので、光配向性はそれほど高くなく、例えば、80度程度である。
[0066]
 蛍光体含有樹脂22の形成方法は、特に限定されるものではなく、樹脂、あるいはガラスのような封止材でLEDチップ21を被覆することができる方法であればよい。形成方法の具定例には、ポッティング方法、ディスペンサ方法、あるいは、所定の金型に封止材を注入し、形成する方法が含まれる。ここで、蛍光体含有樹脂22の形成方法としてポッティング方法を採用する場合、蛍光体含有樹脂22は、チクソ性の高い材料で構成することが好ましい。表面張力を利用してポッティングによって容易に上(基板表面側)にドーム形状の蛍光体含有樹脂22を形成することができるためである。
[0067]
 <導光部材>
 導光部材30は、発光部20から出射される光を伝播させながら、近接する他の発光部20に導光させ、光を連結するための光バイパスとして機能するものである。本実施形態の導光部材30は、上に凸の略半球状のドーム形状であり、隣り合う発光部20の間の非発光部において、基板10の長手方向に沿って一列の直線状(一次元的に)に設けられている。
[0068]
 図2に示すように、導光部材30は、蛍光体含有樹脂22の基板10長手方向の両側を覆いつつ、かつ蛍光体含有樹脂22の側部の一部から金属配線40とレジスト80の一部までを覆うように形成されている。導光部材30は、蛍光体含有樹脂22の上面近傍は覆わないように構成されることが好ましい。蛍光体含有樹脂22の上面までも導光部材30で覆ってしまうと、蛍光体含有樹脂22の上面側から放出される光が減損して光取り出し効率が低下するおそれがある。その点、蛍光体含有樹脂22の側部の一部から金属配線40とレジスト80の一部まで覆うように導光部材30を形成すれば、導光部材30が蛍光体含有樹脂22を通して発せられる光のバイパスとなるから、蛍光体含有樹脂22の導光部材30で覆われた領域から導光部材30へと光を導光させて発光領域を拡大させることができる。
[0069]
 また、上記のように蛍光体含有樹脂22の上面に、導光部材30で覆われていない領域を設けると、この非被覆領域から導光部材30を介することなく発光部20から直接光を放出させることができる。従って、発光部20における光取り出し量を低下させずに、発光領域を拡大させることができる。
[0070]
 導光部材30を形成する方法は、特に限定されず、上述した蛍光体含有樹脂22の形成方法と同じ方法を採用すればよい。導光部材30による光取出し効率を向上させる観点からは、ポッティング形式を採用することが好ましい。全体形状が上に凸の略半球状のドーム形状である導光部材30を容易に形成することが可能となるためである。
[0071]
 導光部材30は、シリコーン樹脂等からなる透光性部材である透明樹脂を用いることができる。なお、導光部材30の材料としては、透明樹脂以外にも、チップ封止用として知られている、例えば、ガラスを用いることができる。また、導光部材30は、LEDチップ21を被覆するための封止部材との組合せを考えた場合、当該封止部材と異なる材料で形成されていてもよいが、つぶつぶ感を抑制するという観点からは、互いが重なりあう境界面を明確に形成させずに境界面における光反射を抑制するということを目的として、LEDチップの封止部材と同一種の材料で形成されていることが望ましい。
[0072]
 <非発光部>
 本発明において、発光装置100における非発光部とは、発光部20以外の非発光領域をいう。当該非発光部には、金属配線40等が設けられている。金属配線40は、基板10上に形成された絶縁膜11上において、複数のLEDチップ21を直列接続できるようにパターン形成された配線パターンである。金属配線40とLEDチップ21とはワイヤ60によって電気的に接続されており、これにより、複数のLEDチップ21が直列接続される。
[0073]
 <LEDチップ>
 LEDチップ21は、基板10上であって金属配線40の端部に実装されている。LEDチップ21は、本発明に係る半導体発光素子であって、本実施形態では、単色の可視光を発するベアチップである。LEDチップ21は、金属配線40上に形成されたダイアタッチ材70(ダイボンド材)によってダイボンディングされている。
[0074]
 本実施形態において、LEDチップ21は、青色光を発光する青色LEDチップが用いられる。青色LEDチップとしては、例えば、InGaN系の材料によって構成された、中心波長が450nm~470nmの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。なお、本実施形態におけるLEDチップ21は、全方位、つまり側方、上方及び下方に向けて光を発するチップであり、例えば、側方に全光量の20%、上方に全光量の60%、下方に全光量の20%の光を発する。
[0075]
 <その他>
 図2に示すように、本実施形態におけるLEDチップ21のp側電極21a及びn側電極21bは、いずれもLEDチップ21の上側に形成されている。p側電極21a及びn側電極21bは、金属配線40とワイヤボンディングによってワイヤ60と電気的に接続されている。ワイヤ60は、例えば、金ワイヤを用いることができる。
[0076]
 また、図示しないが、基板10には、金属配線40に電力を供給するための電源端子が設けられており、外部電源から電源端子に電力が供給されることにより、金属配線40及びワイヤ60を介してLEDチップ21に給電される。これにより、LEDチップ21の活性層が発光し、所望の光が放出される。
[0077]
 次に、本実施形態に係る発光装置100について、図2を用いてさらに詳述する。
[0078]
 図2に示すように、本実施形態において、蛍光体含有樹脂22(発光部)の高さをh1とし、導光部材30の高さをh2とすると、0<h2/h1≦1とすることが好ましい。これにより、発光部20から出射した光が導光部材30に入射し、見かけ上の発光面積が大きくなることで、隣接する発光部20とのコントラストが小さくなる。その結果、長手方向のつぶつぶ感が抑制され、輝度均斉度が改善される。
[0079]
 また、導光部材30は、少なくとも導光部材30のLEDチップ21側の端部が、発光部20の輪郭線と基板10との交点又は当該輪郭線の延長線と基板10との交点から延びる法線VLよりもLEDチップ21側に位置するようにして構成することが好ましい。図2においては、蛍光体含有樹脂22が基板10と接触していないので、法線VLは、蛍光体含有樹脂22の輪郭線を基板10に向けて延長したときの曲線と基板10との交点における基板垂直方向の線である。
[0080]
 このように構成することにより、発光部20から直接放出する光と導光部材30を介して放出する光との光量のバランスを適度なものとすることができ、輝度均一性を向上させることができる。
[0081]
 また、本実施形態では、蛍光体含有樹脂22内における光損失を低減するために蛍光体含有樹脂22を縮小化している。これにより、図2に示すように、ワイヤ60が蛍光体含有樹脂22から露出している。本実施形態では、蛍光体含有樹脂22から露出したワイヤ60は、導光部材30によって被覆されて導光部材30に埋め込まれている。従って、導光部材30によってワイヤ60を保護することができる。すなわち、本実施形態では、光取り出し効率が高く、かつ、ワイヤを保護することができる構造とすることができる。なお、蛍光体含有樹脂22を縮小化することにより、蛍光体含有樹脂22の使用量を低減することができるので、コストダウンを図ることができる。
[0082]
 このような導光部材30は、LEDチップ21を蛍光体含有樹脂22で封止した後に、蛍光体含有樹脂22の側部上方から導光部材30の材料をポッティングすることによって形成することができる。
[0083]
 なお、本実施形態において、基板10としては、アルミニウム基板からなるメタルベース基板を用いた。また、絶縁膜11としては、ポリイミド等の有機材料からなる絶縁膜を用いた。レジスト80は、光を上面(光取り出し面)側に反射するために基板10上に形成されており、白色の樹脂で構成される。金属配線40は、薄膜の銅(Cu)からなり、その表面はメッキ処理が施されている。本実施形態において、金属配線40の表面には、銀(Ag)又は金(Au)からなるメッキ41が被覆されている。
[0084]
 以上、本実施形態に係る発光装置100は、導光部材30を備えているので、発光部20からの光を導光部材30に導光させて導光部材30内を伝播させることができる。これにより、発光装置100から外部に放出される白色光は、発光部20から外部に直接放射される白色光と、発光部20から導光部材30を介して外部に放射される白色光とからなる。従って、発光装置における見かけ上の発光領域を、発光部20に加えて導光部材30にまで拡大させることができる。この結果、つぶつぶ感を抑制することができ、色ムラや輝度ムラを抑制することができる。特に、発光部20導光部材30とを基板10の長尺方向に沿って形成する場合は、長尺方向における色ムラや輝度ムラを抑制することができ、長尺方向における輝度均一性を向上させることができる。
[0085]
 ここで、本実施形態に係る発光装置100に関して、つぶつぶ感が抑制される様子について、図3A及び図3Bを用いて説明する。図3Aは、本発明の第1の実施形態に係る発光装置の発光時における外観写真である。また、図3Bは、図10A~図10Cに示す比較例に係る発光装置700の発光時における外観写真である。
[0086]
 図3Aに示すように、本発明の第1の実施形態に係る発光装置100では、発光部20と導光部材30とから白色光が放出されていることが分かる。一方、図3Bに示すように、比較例に係る発光装置700では、発光部720のみから白色光が放出されている。
[0087]
 図3Aと図3Bとを比べると、図3Aに示す本発明の第1の実施形態に係る発光装置100の方が、図3Bに示す比較例に係る発光装置700と比べて、発光領域が拡大していることが分かる。また、図3Aに示す本発明の第1の実施形態に係る発光装置100によれば、図3Bに示す比較例に係る発光装置700では非発光部(発光部720以外)であった非発光領域が発光領域になっていることが分かる。これにより、比較例の図3Bでは、基板の長手方向において発光部20と非発光部とが交互に繰り返されてつぶつぶ感を与えていたが、本発明の図3Aでは、非発光部であった隣り合う発光部20の間の領域が発光領域となって、基板長手方向に発光領域が連続する状態となっているので、つぶつぶ感が抑制される。
[0088]
 なお、図1A及び図1Bに戻り、非発光部における隣り合う導光部材30の距離をD1とし、基板10上のLEDチップ21の実装数をnとすると、基板の長手方向の長さL1に対して、0≦D1/L1≦L1/2nであることが好ましい。これにより、つぶつぶ感をさらに抑制することができる。一方で、実装基板(長手方向の長さL1)に対して、均等な間隔で、n個のLEDチップが実装されている場合、D1/L1がL1/2nを超えてしまうと、隣り合う導光部材30の距離D1が発光部20よりも大きくなるため、結果として、つぶつぶ感の抑制効果が小さくなる。さらに、隣接する蛍光体含有樹脂22に白色光が入射し、蛍光体を再励起してしまい、所望の発光色に対して色ずれが発生するという不具合が生じるおそれもある。
[0089]
 また、本実施形態では、導光部材30は蛍光体含有樹脂22の一部を被覆するようにして発光部20(蛍光体含有樹脂22)に接触するように構成したが、これに限らない。例えば、導光部材30を、隣り合う発光部20の間の非発光部に、発光部20と接触することなく配置させても構わない。例えば、基板10の長手方向に沿って発光部20と導光部材30とが互いに間隙をあけて交互に配列されるように構成することができる。このように導光部材30を配置することによっても発光部20から放出された光は導光部材30に導光させることができるので、発光領域を発光部20以外にも拡大させることができ、つぶつぶ感を抑制することができる。なお、この場合、導光部材30の発光部20側の両端面を、発光部20に対向して配置することが好ましい。
[0090]
 ただし、本実施形態のように、導光部材30は蛍光体含有樹脂22の一部を被覆するようにして発光部20(蛍光体含有樹脂22)に接触するように構成する方が、発光部20から出射した光が導光部材30に入射しやすくなり、見かけ上の発光面積が大きくなることで隣接する発光部20とのコントラストを小さくでき、結果として、つぶつぶ感を抑制する効果に優れる。
[0091]
 また、本実施形態では、基板10の長手方向に沿って交互に配列された発光部20と導光部材30とを、互いの対向部分を接触させるようにして構成する。本構成を採用すれば、発光部20と導光部材30とを間隙をあけて配列する場合と比べて、発光部20からの光が導光部材30に対して容易に導光するため、発光部20と導光部材30の間における光損失を抑制することができる。また、発光部20からの出射光が導光部材30に誘導され、発光部20と導光部材30との接触部分を介して、さらに基板10の長手方向に繋がりあうので、結果として、発光領域を拡大することができるとともに、発光輝度を向上させることができる。
[0092]
 本実施形態に係る発光装置100では、単に発光部20と導光部材30とを接触させるだけではなく、ドーム状に形成された蛍光体含有樹脂22の両側部分のみを導光部材30によって被覆している。これにより、蛍光体含有樹脂22内における光路長が長い部分に導光部材30を形成することになるので、色ムラ(色分離)を低減することができる。
[0093]
 (第2の実施形態)
 次に、本発明の第2の実施形態に係る発光装置200について、図4A及び図4Bを用いて説明する。図4Aは、本発明の第2の実施形態に係る発光装置の平面図である。また、図4Bは、図4AのX-X’線に沿って切断した本発明の第2の実施形態に係る発光装置の断面図である。
[0094]
 本発明の第2の実施形態に係る発光装置200は、本発明の第1の実施形態に係る発光装置100と基本的な構成は同じであり、図4A及び図4Bは、それぞれ図1B及び図1Cに対応する。図4A及び図4Bにおいて、図1B及び図1Cに示す構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付しており、その詳しい説明は省略する。
[0095]
 図4A及び図4Bに示す本発明の第2の実施形態に係る発光装置200が、図1B及び図1Cに示す本発明の第1の実施形態に係る発光装置100と異なる点は、導光部材の構成である。
[0096]
 図4A及び図4Bに示すように、本発明の第2の実施形態に係る発光装置200における導光部材230は、隣り合う発光部20において、両発光部20を接続するように形成されている。本実施形態において、隣り合う発光部20間の距離は1つの発光部20における基板長手方向の長さよりも長いので、導光部材230は長尺状に形成されている。また、導光部材230の基板短手方向の長さ(幅)は、1つの発光部20における基板短手方向の長さと略同等となるように構成されている。これにより、発光部20と導光部材230とは、基板10の長手方向に沿って一直線状となるように構成されている。
[0097]
 また、発光部20間の導光部材230の両端部分は、発光部20の当該導光部材230側の一部分を覆うようにして構成されている。この構成は、発光部20が形成された後に、隣り合う発光部20を跨るように両発光部20の一部を導光部材230によって覆うことにより形成することができる。なお、図4Bに示すように、導光部材230は、上に凸のドーム状に形成されている。
[0098]
 以上、本発明の第2実施形態に係る発光装置200によれば、基板長手方向において隣り合う発光部20の非発光部を埋めるようにして導光部材230が設けられている。これにより、両側の発光部20からの光が導光部材230に導光されて導光部材230内を伝播することにより、基板長手方向においては隙間なく連続的に発光領域を形成することができる。これにより、隣り合う発光部20間に非発光部を存在させることなく発光領域を拡大することができる。従って、第1の実施形態に比べて、つぶつぶ感をより一層抑制することができ、色ムラや輝度ムラを一層抑制することによって長尺方向における輝度均一性をさらに向上させることができる。
[0099]
 なお、上述のように、本実施形態においても、導光部材230は、ドーム状に形成された蛍光体含有樹脂22の両側部分のみを被覆している。これにより、蛍光体含有樹脂22内における光路長が長い部分に導光部材230を形成することになるので、色ムラ(色分離)を低減することもできる。
[0100]
 (第3の実施形態)
 次に、本発明の第3の実施形態に係る発光装置300、300Aについて、図5A及び図5Bを用いて説明する。図5Aは、本発明の第3の実施形態に係る発光装置の断面図である。また、図5Bは、本発明の第3の実施形態における他の例に係る発光装置の断面図である。
[0101]
 まず、図5Aに示す本発明の第3の実施形態に係る発光装置300は、本発明の第1の実施形態に係る発光装置と基本的な構成は同じであり、図5Aは図1Cに対応する。図5Aにおいて、図1Cに示す構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付しており、その詳しい説明は省略する。
[0102]
 図5Aに示す本発明の第3の実施形態に係る発光装置300が、図1Cに示す本発明の第1の実施形態に係る発光装置100と異なる点は、導光部材の構成である。
[0103]
 本発明の第3の実施形態に係る発光装置300における導光部材330には、拡散材が含有されている。すなわち、本実施形態において、導光部材330は、当該導光部材330内を導光する光を拡散させる機能を有する。
[0104]
 このように導光部材330に拡散材を含有させることにより、導光部材330内を伝播する発光部20からの白色光の進行方向を導光部材330内の拡散材によって変えることができるので、導光部材330内を伝播する白色光を上面(光取り出し面)に向けて拡散させて進行させることができる。
[0105]
 これにより、発光部20の白色光を、導光部材330の導光作用によって基板10の水平方向に進行させることができるとともに、導光部材330の拡散作用によって前面(光取り出し面)に放射状に進行させることができる。従って、見かけ上の発光領域を拡大させてつぶつぶ感を抑制することができるとともに、光取り出し効率を向上させることができる。
[0106]
 また、図5Bに示す本発明の第3の実施形態の他の例に係る発光装置300Aは、本発明の第2の実施形態に係る発光装置と基本的な構成は同じであり、図5Bは図4Bに対応する。図5Bにおいて、図4Bに示す構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付しており、その詳しい説明は省略する。
[0107]
 図5Bに示す本発明の第3の実施形態の他の例に係る発光装置300Aが、図4Bに示す本発明の第2の実施形態に係る発光装置200と異なる点は、導光部材の構成である。
[0108]
 本発明の第3の実施形態の他の例に係る発光装置300Aにおける導光部材330Aには、拡散材が含有されている。すなわち、図5Aと同様に、本実施形態においても、導光部材330Aは、当該導光部材330A内を導光する光を拡散させる機能を有する。
[0109]
 このように導光部材330Aに拡散材を含有させることにより、導光部材330A内を伝播する発光部20からの白色光の進行方向を導光部材330A内の拡散材によって変えることができるので、導光部材330A内を伝播する白色光を上面(光取り出し面)に向けて拡散させて進行させることができる。
[0110]
 これにより、発光部20の白色光を、導光部材330Aの導光作用によって基板10の水平方向に進行させることができるとともに、導光部材330Aの拡散作用によって前面(光取り出し面)に放射状に進行させることができる。従って、発光領域を拡大させてつぶつぶ感を抑制することができるとともに、光取り出し効率を向上させることができるので輝度を向上させることができる。
[0111]
 さらに、基板長手方向において隣り合う発光部20の非発光部を埋めるようにして導光部材330Aが設けられている。これにより、発光部20からの光が導光部材330Aに導光されることにより、基板長手方向においては隙間なく連続的に発光領域を形成することができる。これにより、隣り合う発光部20間に非発光部を存在させることなく発光領域を拡大することができるので、つぶつぶ感をより一層抑制することができる。
[0112]
 なお、第2の実施形態と同様に、導光部材330Aは、ドーム状に形成された蛍光体含有樹脂22の両側部分のみを被覆している。これにより、蛍光体含有樹脂22内における光路長が長い部分に導光部材330Aを形成することになるので、色ムラ(色分離)を低減することもできる。
[0113]
 また、以上の図5A及び図5Bに示す本発明の第3の実施形態に係る発光装置300、300Aにおいて、導光部材330、330に含有する拡散材については、LEDチップ21に近い側の拡散材の密度は小さくし、LEDチップ21に遠い側の拡散材の密度は大きくすることが好ましい。すなわち、導光部材330、330Aにおける拡散材の密度は、LEDチップ21から遠ざかるに従って大きくすることが好ましい。これにより、導光部材内の輝度均一性を向上させることができる。
[0114]
 (第4の実施形態)
 次に、本発明の第4の実施形態に係る発光装置800について、図5C及び図5Dを用いて説明する。図5Cは、本発明の第4の実施形態に係る発光装置の平面図である。また、図5Dは、本発明の第4の実施形態における発光装置を製造する際の模式断面図である。
[0115]
 図5Cに示すように、本実施形態に係る発光装置800は、第1~3の実施形態に係る発光装置と基本的な構成は同じであるが、複数のLEDチップ21が蛍光体含有樹脂822で一括封止された長尺状の発光部820を備える点で異なる。なお、発光装置800において、前述の各実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付すとともに、説明の詳細は省略する。
[0116]
 複数のLEDチップ21は、一列に規則的に配列された素子列を構成する。また、この素子列は、基板10上に、隣接する素子列の間に非発光領域を形成しながら、軸方向に対して並べて設けられている。本実施形態では、5個のLEDチップ21が1列に実装されている。なお、素子列を構成するLEDチップ21の数は特に限定されず、所望とする発光装置の明るさなどに基づき適宜設定すればよい。
[0117]
 各LEDチップ21は、その列方向(Y軸方向)に直線状に配列されている。直線状とは、具体的には、例えば、素子列の配列軸(素子列に属する各発光素子の平面視における中心を結んでなる配列軸)J2に対して各LEDチップ21の中心が30μm以内のずれの範囲で実装されていることをいう。
[0118]
 このようにLEDチップ21を直線状に配列すれば、各LEDチップ21を封止する蛍光体含有樹脂822も直線状に形成しやすい。また、蛍光体含有樹脂822が直線状であれば、形成が容易であるため、高集積の発光装置800を生産性よく製造することができる。
[0119]
 図5Cに示すように、素子列を構成する各LEDチップ21同士の間隔D1は、0.8mm以上3.0mm以下の範囲であることが好ましい。この範囲よりも小さいと、LEDチップ21からの熱が十分に放熱されず、この範囲よりも大きいと、隣り合うLEDチップ21の間隔が空き過ぎて輝度ムラが生じるおそれがある。
[0120]
 蛍光体含有樹脂822の長手方向に沿った中心軸J1は、素子列の配列軸J2と一致している。中心軸J1と配列軸J2とが一致しない状態では、出射光A1が黄味を帯びた白色光になり、出射光A2が青味を帯びた白色光になるため、発光部820単位で出射光に色ムラが生じるおそれがある。一方で、本実施形態のように、中心軸J1と配列軸J2とが一致している状態では、出射光A1およびA2ともに、白色光となりやすい。
[0121]
 また、このような複数のLEDチップ21を備えた長尺状の発光部820を形成する場合、蛍光体含有樹脂822は、その長手方向両端部が曲率を有してR形状になっていること、さらに、その短手方向に沿った断面の形状は略半楕円形であることが好ましい。
[0122]
 このように蛍光体含有樹脂822の長手方向両端部がこのようにR形状を有していると、それら長手方向両端部において応力集中が生じ難い。また、素子列の端部側に設けられたLEDチップ21から蛍光体含有樹脂822端部までの距離が全包囲において略均一であるから、LEDチップ21からの出射光が前記蛍光体含有樹脂822の外部に取り出し易くなる。
[0123]
 なお、図示しないが、本基板10表面の両端部には、一対のランドが設けられている。この一対のランドには、それぞれ点灯回路ユニットの一対のリード線が接続され、それらリード線を介して前記点灯回路ユニットから各LEDチップ21に電力が給電されることで、前記各LEDチップ21が発光する。
[0124]
 以上、説明してきたように、発光装置800は、素子列を構成する複数のLEDチップ21が、長尺状の蛍光体含有樹脂822によって一括封止されている。本構成を採用すれば、全てのLEDチップ21を、それぞれ個々に蛍光体含有樹脂(封止部材)822で封止した場合と比べて、生産性が向上する。一方で、複数のLEDチップ21を一括封止した場合、局所的に熱がこもり、色ムラなどが生じるおそれがある。ところが、前述のように、長尺状の蛍光体含有樹脂822の端部に曲率を設けることで、LEDチップ21から発熱した場合も、その熱が略均一に放熱される。そのため、局所的な過剰高温によるLEDチップ21の輝度低下や蛍光体の励起効率低下が起こり難いから、結果として、発光装置800に輝度ムラおよび色ムラが生じ難い。
[0125]
 また、蛍光体含有樹脂822が局所的に高温になると、部位によって膨張量に違いが生じ、それにより内部応力が増加して、その結果クラックなどが発生して封止信頼性が低下する。その点、本実施の形態に係る発光装置800は、蛍光体含有樹脂822が素子列に沿って形成されている。そうすると、前記蛍光体含有樹脂822は、主として素子列に沿った方向に膨張収縮するため、内部応力が増加し難く、封止信頼性が低下し難い。
[0126]
 発光装置800のつぶつぶ感、色ムラなどをより抑制する観点から、基板10の長手方向に沿った発光部820の幅W1、非発光領域を被覆する導光部材830の幅W2、素子列を構成する各LEDチップ21同士の間隔D1、発光部820内に実装されるLEDチップの数をN個とすると(例えば、本実施形態では、LEDチップの数は5個であるので、N=5である)、下記の(a)及び(b)の2式を満たすことが好ましい。
[0127]
 (a) (1/N)≦W2/W1≦(3/N)
 (b) D1≦W2
[0128]
 上記の(a)及び(b)の2式を同時に満たす場合、蛍光体含有樹脂822内の両端に配置されたLEDチップ21から導光部材に十分な光を導光できるので、非発光部を存在させることなく発光領域を拡大することができるから、結果として、隣り合う発光部820間における輝度ムラをより一層抑制することができる。
[0129]
 一方で、上記(a)の式において、W2/W1が上限値である3/Nを超えて大きくなると、蛍光体含有樹脂822内の両端に配置されたLEDチップの光の導光距離が大きくなるので、十分に光が導光されない。したがって、隣り合う発光部820間における輝度ムラを抑制する効果が小さくなるため好ましくない。一方で、W2/W1が下限値である1/Nを下回ると、隣り合う発光部820間の間隔W2が小さくなり、隣り合う発光部820間における輝度ムラが発生しにくいので、結果として、導光部材を配置する意味を成さなくなるため好ましくない。
[0130]
 また、上記(b)の式において、D1>W2の場合は、W2/W1が下限値である1/Nを下回った場合と同様に、隣り合う発光部820間の輝度ムラが発生しにくいので、結果として導光部材を配置する意味を成さなくなるため好ましくない。
[0131]
 <長尺状の発光部の形成方法>
 複数のLEDチップ21を一括封止するための長尺状の蛍光体含有樹脂822は、ディスペンサ方式を採用することで容易に形成可能である。
[0132]
 本実施形態では、図5Dに示すように、先ず、一列に並んだ複数のLEDチップ21からなる素子列が実装された基板10を準備する。基板10上には、配線パターン840が形成されている。
[0133]
 次に、素子列を構成する各LEDチップ21が被覆されるように、その素子列に沿ってディスペンサーノズルから樹脂ペースト940をライン状に塗布する。塗布後、樹脂ペースト940を固化させる。固化の方法は特に限定されず、使用する樹脂ペースト940の固化に最適な温度に設定されたオーブンなどを用いてもよいし、自然乾燥させてもよい。このようにして、樹脂ペースト940を固化させることで、複数のLEDチップ21で構成された長尺状の発光部が形成される。
[0134]
 樹脂ペースト940の塗布量がばらつくと、蛍光体含有樹脂の形状もばらつくため、LEDチップ21近辺に配される蛍光体量のばらつきにも繋がり、結果として、色ムラなどの原因となりやすい。そのため、ディスペンスは高い定量精度で行うことが好ましく、1つの長尺状の蛍光体含有樹脂当たり、0.5mg以内の誤差範囲で塗布することが好ましい。なお、金型を用いて長尺状の蛍光体含有樹脂を形成してもよく、この場合、定量精度に加えて、基板10に対する前記金型の位置精度も重要となるから、80μm以内の誤差範囲で位置決めすることが好ましい。
[0135]
 変形などを引き起こすことなく、安定して蛍光体含有樹脂22を形成するためには、その原料となる樹脂ペースト940の粘度が、20~60[Pa・sec.]の範囲であることが好ましい。このように最適な粘度範囲を実現すると、蛍光体含有樹脂の長手方向両端部を容易にR形状にしたり、短手方向に沿った断面の形状を容易に略半楕円形にしたりできる。また、樹脂ペースト940を60[Pa・sec.]に近づく程度に高粘度にすれば、当該樹脂ペースト940に含有される蛍光体が沈降し難くなるため、発光部820の出射光に色ムラが生じ難い。
[0136]
 一方で、上記粘度範囲を逸脱して、例えば、樹脂ペースト940の粘度が20[Pa・sec.]未満となれば、樹脂ペースト940を塗布した直後からその樹脂ペースト940の形状が崩れ、設計どおりの形状の蛍光体含有樹脂を形成することが難しくなるおそれが高い。蛍光体含有樹脂22の形状が設計どおりでないと、発光部820の出射光に色ムラが生じるなど性能面で問題となるほか、長尺状の発光部を構成するワイヤ921などが蛍光体含有樹脂から露出するなど封止信頼性の面でも問題が生じうる。また、この範囲よりも大きいと、ディスペンサのノズル内部での樹脂ペースト940の抵抗が高くなり過ぎて塗布が困難になるおそれも生じる。
[0137]
 樹脂ペースト940の粘度を好適なものとするためには、樹脂ペースト940にフィラー若しくは蛍光体が5wt%以上含有されていることが好ましい。前記フィラーには例えば白色のものを用いることができる。また、蛍光体含有樹脂の形状を好適に維持するために、前記蛍光体含有樹脂のショアA硬度は20以上であることが好ましい。
[0138]
 (第5の実施形態)
 以下、本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置の適用例について、第5~第7の実施形態に基づいて説明する。
[0139]
 まず、本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置を、液晶表示装置用のバックライトユニットに適用した例について、図6を用いて説明する。図6は、本発明の第5の実施形態に係るバックライトユニットの分解斜視図である。
[0140]
 図6に示すように、発明の第5の実施形態に係るバックライトユニット400は、光源を導光板の側方に配置したエッジライト型のバックライトユニットであって、筐体410、反射シート420、導光板430、発光装置440、光学シート群450及び前面枠460を備える。
[0141]
 筐体410は、偏平な箱型であり、ステンレス等からなる鋼板をプレス加工して形成される。筐体410は底面に開口411を有し、筐体410の開口部周縁にはフランジ部412が形成されている。フランジ部412には、前面枠460を締結するためのネジ孔413が形成されている。
[0142]
 反射シート420は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)からなるシートであり、発光装置からの白色光を反射させながら当該白色光を導光板430内に進行させる。
[0143]
 導光板430は、例えばポリカーボネート(PC)やアクリルからなるシートであり、その光射出面(前面)に対向する反射シート420側の主面(後面)に、導光板430に入射した光を拡散させて光射出面から射出させるための採光要素であるドットパターンが印刷されている。採光要素としては、導光板430の後面に印刷及び成形等によって形成された光散乱構造体等の光散乱要素及びプリズム形状、又は導光板430の内部に形成された光散乱要素等が用いられる。
[0144]
 光学シート群450は、同じサイズ及び同じ平面形状(矩形状)の拡散シート451、プリズムシート452及び偏光シート453から構成される。拡散シート451は、例えばPETからなるフィルム及びPCからなるフィルム等である。プリズムシート452は、例えばポリエステルからなるシートであり、片面にアクリル樹脂で規則的なプリズムパターンが形成される。偏光シート453は、例えばポリエチレンナフタレートからなるフィルムが用いられる。
[0145]
 前面枠460は、ネジ461を筐体410のネジ孔413に螺合させることで筐体410のフランジ部412に固定される。前面枠460は、筐体410とともに導光板430及び光学シート群450を狭持する。
[0146]
 発光装置440は、上述した本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置である。本実施形態では、4つの発光装置が用いられ、それぞれヒートシンク470に設けられている。ヒートシンク470に設けられた発光装置440は、光放射面が導光板430の側面に対向するように配置される。
[0147]
 ヒートシンク470は、発光装置440を保持し、例えばL字状のアルミニウムからなる引き抜き材(アングル材)で構成される。ヒートシンク470は、筐体410にネジ等で固定される。
[0148]
 以上、本発明の第5の実施形態に係るバックライトユニット400は、本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置を用いているので、色ムラや輝度ムラがなく、また、光取り出し効率が高いバックライトユニットを実現することができる。
[0149]
 (第6の実施形態)
 次に、本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置を、液晶表示装置に適用した例について、図7を用いて説明する。図7は、本発明の第6の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
[0150]
 図7に示すように、本発明の第6の実施形態に係る液晶表示装置500は、例えば、液晶テレビや液晶モニタであり、液晶表示パネル510と、液晶表示パネル510の背面に配されたバックライトユニット520と、液晶表示パネル510及びバックライトユニット520が収納されるハウジング530とを備えている。
[0151]
 本実施形態において、バックライトユニット520には、上述の本発明の第4の実施形態に係るバックライトユニットが用いられている。また、バックライトユニット520には、LEDを備える発光装置521が設けられている。発光装置521は、本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置を用いる。
[0152]
 以上、本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置500は、色ムラや輝度ムラがなく、光取り出し効率が高いバックライトユニット520を用いているので、高いコントラストで高輝度の液晶表示装置を実現することができる。
[0153]
 (第7の実施形態)
 次に、本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置を、照明装置に適用した例について、図8を用いて説明する。図8は、本発明の第7の実施形態に係る照明装置の断面図である。
[0154]
 本発明の第7の実施形態に係る照明装置600は、本発明の第1~第3の実施形態に係る発光装置を備える直管形LEDランプであり、図8に示すように、一般照明用の直管状の蛍光灯である。
[0155]
 本実施形態に係る照明装置600は、長尺状のガラス管610と、ガラス管610内に配される発光装置620と、一対の口金ピン630とを有し、ガラス管610の両端に装着された口金640と、発光装置620をガラス管610に接触状態で接合(固着)する接着材(不図示)と、口金640を介して給電を受けて発光装置620のLEDチップ621を発光させる点灯回路(不図示)とを備える。
[0156]
 以上、本発明の第7の実施形態に係る照明装置600は、本発明の第1~第4の実施形態に係る発光装置を用いているので、照度の高い照明装置を実現することができる。
[0157]
 (変形例)
 次に、上述した本発明の実施形態に係る発光装置にいて、図9A及び図9Bを用いて説明する。図9Aは、本発明の変形例に係る照明装置の平面図である。また、図9Bは、図9AのY-Y’線に沿って切断した本発明の変形例に係る照明装置の断面図である。
[0158]
 図9A及び図9Bに示すように、本発明の変形例に係る照明装置は、基板に形成された溝31を備える。溝31は、導光部材30の端部の位置を規制するために形成される。本実施形態では、溝31は、絶縁膜11表面から基板10内の一部までを削ることによって形成される。また、溝31の平面形状は、図9Aに示すように、基板長辺方向の長辺部分が基板短辺方向の短辺部分よりも長い矩形状である。
[0159]
 このように、基板10に溝31を形成しておくことで、チクソ性の高い導光部材30を塗布したときに、図9Bに示すように、表面張力によって当該導光部材30の端部は溝31の縁によって規制されることになり、導光部材30の幅を制御することができる。また、このように導光部材30の端部が表面張力によって規制されることにより、導光部材30を所望のドーム形状に形成することもできる。
[0160]
 なお、本実施形態では、導光部材30を形成する領域を挟むようにして、対向する一対の溝31を形成している。これにより、導光部材30における基板10の両長辺側の位置が規制されるので、所定の領域に所定の形状の導光部材30を形成することができる。
[0161]
 以上、本変形例に係る発光装置によれば、基板10に溝31が形成されているので、所定の領域に所定の形状で導光部材30を容易に形成することができる。
[0162]
 以上、本発明に係る発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置及び照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
[0163]
 例えば、上述の実施形態において、導光部材にフィラーを混ぜることが好ましい。これにより、導光部材のチクソ性を向上させることができる。
[0164]
 また、上述の実施形態において、蛍光体含有樹脂と導光部材とを接触させる場合は、蛍光体含有樹脂の屈折率をn1とし、導光部材の屈折率をn2とすると、n1≦n2であることが好ましい。これにより、LEDチップからの光を、蛍光体含有樹脂と導光部材とのとの界面において全反射させることなく導光部材に入射させることができ、導光部材における輝度を向上させることができる。
[0165]
 また、蛍光体含有樹脂の径は、LEDチップからの光の蛍光体含有樹脂による吸収を抑え、光取り出し効率を向上させるために、小さいことが好ましい。また、発光装置をバックライトユニットに適応する場合は、蛍光体含有樹脂の径を導光板の厚さよりも小さくすることが好ましい。これにより、発光装置から導光板への光入射効率を向上させることができ、導光板の薄型化に伴う光入射効率の低下を抑えることが可能となる。
[0166]
 また、上記の第3の実施形態では、導光部材に拡散材を含有させることによって導光部材内を伝播する白色光の進行方向を変えたが、これに限らない。例えば、導光部材、基板又は導光部材と基板との間の部材の表面に拡散反射させるような反射材やバンプを形成しても構わない。これにより、導光部材内を伝播する白色光の進行方向を変えて当該白色光を上面(光取り出し面)に進行させることができる。さらに、この場合、LEDチップに近い側の反射材等の密度は小さくし、LEDチップに遠い側の反射材等の密度は大きくすることが好ましく、反射材等の密度をLEDチップから遠ざかるに従って大きくすることが好ましい。これにより、導光部材内の輝度均一性を向上させることができる。
[0167]
 また、上記の変形例において、溝は導光部材の位置を規制するために形成したが、これに限らない。例えば、蛍光体含有樹脂の位置を規制するために溝を形成しても構わない。
[0168]
 また、本実施形態において、LEDチップ21は、p側電極21a及びn側電極21bがいずれも上面側に形成された上面2電極型のLEDチップを用いたが、これに限らない。例えば、上面にp側電極(又はn側電極)が形成され下面にn側電極(又はp側電極)が形成された上下電極型のLEDチップを用いても構わない。さらに、ワイヤを用いずに、LEDチップと金属配線との間にバンプを設けたフリップチップ実装によって、LEDチップと金属配線とを接続しても構わない。フリップチップ実装とすることにより、ワイヤによる反射がないので、光取り出し効率を向上させることができる。
[0169]
 また、本実施形態において、発光装置は、青色LEDと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。蛍光体含有樹脂として赤色蛍光体と緑色蛍光体とを含有するものを用いて、青色LEDと組み合わせることによりに白色光を放出するように構成しても構わない。
[0170]
 また、本実施形態において、基板10としてはメタルベース基板を用いたが、これに限らない。例えば、AlO 3からなるセラミック基板等の絶縁性基板を用いても構わない。この場合、セラミック基板は絶縁性を有しているので、基板表面に絶縁膜11を形成する必要はない。
[0171]
 また、本実施形態において、複数のベアチップ21は、基板10上に一列に並んで実装されるとしたが、二列(二次元状)以上の複数列に並んで実装されるように構成しても構わない。
[0172]
 また、上記実施形態では、発光装置の適用例として、バックライトユニット、液晶表示装置又は照明装置への適用例を説明したが、これが限らない。その他に、例えば、複写機のランプ光源、誘導灯又は看板装置にも適用することができる。さらに、検査用ライン光源のような産業用途の光源としても利用することができる。
[0173]
 その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

産業上の利用可能性

[0174]
 本発明は、LED等の半導体発光素子を光源とする発光装置、バックライトユニット、液晶表示装置、直管蛍光ランプ等の照明装置、誘導灯、看板装置、又は複写機等の電子機器、あるいは、検査用ライン光源のような産業用途などにおいて広く利用することができる。

符号の説明

[0175]
 10、710 基板
 11 絶縁膜
 20、720、820 発光部
 21、621、721 LEDチップ
 21a p側電極
 21b n側電極
 22、722、822 蛍光体含有樹脂
 30、230、330、330A、830 導光部材
 40、740 金属配線
 41 メッキ
 60、760、921 ワイヤ
 70 ダイアタッチ材
 80 レジスト
 100、200、300、300A、440、521、620、700、800 発光装置
 400、520 バックライトユニット
 410 筐体
 411 開口
 412 フランジ部
 413 ネジ孔
 420 反射シート
 430 導光板
 450 光学シート群
 451 拡散シート
 452 プリズムシート
 453 偏光シート
 460 前面枠
 461 ネジ
 470 ヒートシンク
 500 液晶表示装置
 510 液晶表示パネル
 530 ハウジング
 600 照明装置
 610 ガラス管
 630 口金ピン
 640 口金
 840 配線パターン
 940 樹脂ペースト

請求の範囲

[請求項1]
 基板と、
 前記基板に実装された複数の半導体発光素子及び光波長変換体を含み前記半導体発光素子のそれぞれを被覆する波長変換層を含む複数の発光部と、
 前記基板上であって、隣り合う発光部の間に設けられた導光部材と、を備える
 発光装置。
[請求項2]
 前記導光部材は、前記波長変換層と隣接している
 請求項1に記載の発光装置。
[請求項3]
 前記導光部材は、前記波長変換層の一部を覆うように形成される
 請求項1又は2に記載の発光装置。
[請求項4]
 少なくとも前記導光部材の前記半導体発光素子側の端部が、前記発光部の輪郭線又は当該輪郭線の延長線と前記基板との交点から延びる法線よりも前記半導体発光素子側に位置する
 請求項3に記載の発光装置。
[請求項5]
 前記導光部材は、隣り合う発光部を連結する
 請求項1~4のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項6]
 前記導光部材は、当該導光部材内を導光する光を拡散させる機能を有する
 請求項1~5のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項7]
 前記導光部材は、拡散材を含有する
 請求項6に記載の発光装置。
[請求項8]
 前記導光部材における前記拡散材の密度は、前記半導体発光素子から遠ざかるに従って大きくなる
 請求項7に記載の発光装置。
[請求項9]
 前記波長変換層の屈折率をn1とし、前記導光部材の屈折率をn2とすると、
 n1≦n2である
 請求項1~7のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項10]
 前記導光部材は、透明樹脂である
 請求項1~9のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項11]
 前記波長変換層は、前記半導体発光素子の光を励起する蛍光体を含む蛍光体層である
 請求項1~10のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項12]
 前記波長変換層は、ドーム状である
 請求項1~11のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項13]
 前記基板は、長尺状であり、
 前記複数の発光部及び前記導光部材は、前記基板の長手方向に沿って直線状に一列で配置されている
 請求項5に記載の発光装置。
[請求項14]
 隣り合う前記導光部材の距離をD1とし、前記基板の長手方向の長さをL1とすると、
 0≦D1/L1≦L1/2n
 である
 請求項13に記載の発光装置。
[請求項15]
 前記基板の短手方向の長さをL2としたときに、
 10≦L1/L2
 である
 請求項1~14のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項16]
 前記発光部の高さをh1とし、前記導光部材の高さをh2とすると、
 0<h1/h2≦1
 である
 請求項1~15のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項17]
 前記基板上に、前記導光部材の端部の位置を規制するための溝が形成される
 請求項1~16のいずれか1項に記載の発光装置。
[請求項18]
 請求項1~17のいずれか1項に記載の発光装置を備える
 バックライトユニット。
[請求項19]
 請求項18に記載のバックライトユニットと、
 前記バックライトユニットから照射される光の光路上に配置された液晶パネルと、を備える
 液晶表示装置。
[請求項20]
 請求項1~16のいずれか1項に記載の発光装置を備える
 照明装置。

補正された請求の範囲(条約第19条)
[ 2011年10月13日 ( 13.10.2011 )  国際事務局受理 ]

[1]
[補正後] 基板と、
 前記基板に実装された複数の半導体発光素子及び光波長変換体を含み前記半導体発光素子のそれぞれを被覆する波長変換層を含む複数の
発光部と、
 前記基板上であって、隣り合う発光部の間に設けられた導光部材と、を備え、
 前記導光部材は、前記波長変換層の一部を覆うように形成される
 発光装置。
[2]
 前記導光部材は、前記波長変換層と隣接している
 請求項1に記載の発光装置。
[3]
[削除]
[4]
[補正後] 少なくとも前記導光部材の前記半導体発光素子側の端部が、前記発光部の輪郭線又は当該輪郭線の延長線と前記基板との交点
から延びる法線よりも前記半導体発光素子側に位置する
 請求項1又は2に記載の発光装置。
[5]
[補正後] 前記導光部材は、隣り合う発光部を連結する
 請求項1、2、4のいずれか1項に記載の発光装置。
[6]
[補正後] 前記導光部材は、当該導光部材内を導光する光を拡散させる機能を有する
 請求項1、2、4、5のいずれか1項に記載の発光装置。
[7]
 前記導光部材は、拡散材を含有する
 請求項6に記載の発光装置。
[8]
 前記導光部材における前記拡散材の密度は、前記半導体発光素子から遠ざかるに従って大きくなる
 請求項7に記載の発光装置。
[9]
[補正後] 前記波長変換層の屈折率をn1とし、前記導光部材の屈折率をn2とすると、
 n1≦n2である
 請求項1、2、4~7のいずれか1項に記載の発光装置。
[10]
[補正後] 前記導光部材は、透明樹脂である
 請求項1、2、4~9のいずれか1項に記載の発光装置。
[11]
[補正後] 前記波長変換層は、前記半導体発光素子の光を励起する蛍光体を含む蛍光体層である
 請求項1、2、4~10のいずれか1項に記載の発光装置。
[12]
[補正後] 前記波長変換層は、ドーム状である
 請求項1、2、4~11のいずれか1項に記載の発光装置。
[13]
 前記基板は、長尺状であり、
 前記複数の発光部及び前記導光部材は、前記基板の長手方向に沿って直線状に一列で配置されている
 請求項5に記載の発光装置。
[14]
 隣り合う前記導光部材の距離をD1とし、前記基板の長手方向の長さをL1とすると、
 0≦D1/L1≦L1/2n
 である
 請求項13に記載の発光装置。
[15]
[補正後] 前記基板の短手方向の長さをL2としたときに、
 10≦L1/L2
 である
 請求項1、2、4~14のいずれか1項に記載の発光装置。
[16]
[補正後] 前記発光部の高さをh1とし、前記導光部材の高さをh2とすると、
 0<h1/h2≦1
 である
 請求項1、2、4~15のいずれか1項に記載の発光装置。
[17]
[補正後] 前記基板上に、前記導光部材の端部の位置を規制するための溝が形成される
 請求項1、2、4~16のいずれか1項に記載の発光装置。
[18]
[補正後] 請求項1、2、4~17のいずれか1項に記載の発光装置を備える
 バックライトユニット。
[19]
 請求項18に記載のバックライトユニットと、
 前記バックライトユニットから照射される光の光路上に配置された液晶パネルと、を備える
 液晶表示装置。
[20]
[補正後] 請求項1、2、4~16のいずれか1項に記載の発光装置を備える
 照明装置。

図面

[ 図 1A]

[ 図 1B]

[ 図 1C]

[ 図 2]

[ 図 3A]

[ 図 3B]

[ 図 4A]

[ 図 4B]

[ 図 5A]

[ 図 5B]

[ 図 5C]

[ 図 5D]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9A]

[ 図 9B]

[ 図 10A]

[ 図 10B]

[ 図 10C]