JP4551948B2 - 線状光源装置、面発光装置、面状光源装置、および、液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、線状光源装置、面発光装置および液晶表示装置に関し、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、または、携帯型ゲーム機において、液晶表示パネルのバックライトとして使用されれば好適な線状光源装置、面発光装置および液晶表示装置に関する。

また、本発明は、特に、小型化および薄型化され、かつ、狭額縁化されたフレームを有する携帯電話や、もしくは、携帯情報端末、デジタルカメラ、または、携帯用ゲーム機などの液晶表示パネルのバックライトとして使用されれば好適な線状光源装置、面発光装置および液晶表示装置に関する。

また、本発明は、発光素子と、その発光素子を覆う樹脂部とを有する複数の発光素子ユニットを、基板の表面上に予め定められた２次元パターンで隙間無く配置する構成を有する面状光源装置に関する。

従来、線状光源装置としては、例えば、特開２００４−２３５１３９号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

図１９Ａは、上記公報に記載されている線状光源装置の斜視図であり、図１９Ｂは、その線状光源装置の長手方向の断面図であり、図１９Ｃは、その線状光源装置の幅方向の断面図である。また、図２０Ａ〜図２０Ｆは、その線状光源装置の製造方法の手順を示す図である。

また、図２１は、その線状光源装置を有する面発光装置の斜視図であり、図２２は、その面発光装置における、線状光源装置の幅方向の断面図である。

尚、図１９Ａ,Ｂ,Ｃに示す線状光源装置、図２０Ａ〜図２０Ｆに示す線状光源装置の製造方法、および、図２１,２２に示す面発光装置は、上記公報に記載されている線状光源装置、線状光源装置の製造方法、および、面発光装置そのものであるから、説明は省略する。

また、図２３Ａは、従来の他の線状光源装置の斜視図であり、図２３Ｂは、その線状光源装置の長手方向の断面図である。また、図２４は、従来の他の線状光源装置の幅方向の断面図である。図２３Ａ、図２３Ｂおよび図２４に示す線状光源装置は、基板１０００上の発光素子１００１を単純な直方体形状の樹脂部１００２で被覆している。

図２１および図２２に示す面発光装置は、携帯電話、デジタルカメラ、携帯用ゲーム器などの液晶表示部の下面に敷設されている。

特開２００４−２３５１３９号公報 特開２００６−２７８２０５号公報 特開２００６−２２９０５５号公報

図１９Ａに示す線状光源装置は、発光素子を単純に樹脂で被覆しただけの図２３に示す線状光源装置と比較して、光源の配光特性の調整を行うことができて、面発光装置に組み込んで使用した場合に、輝度ムラが生じにくいという利点を有している。また、熱膨張収縮に対しても剥離が生じにくいという利点を有している。

しかしながら、一方で、高輝度で発光した場合には、輝度ムラが生じ、とりわけ導光板の入光部斜め方向の輝線を伴った輝度ムラが生じるという課題が存在する。また、別途、反射板を設置しなければならないことから、部品点数が増加し、そのことに起因して部品を基板に貼り付けるのに要する工数が大きくなる。

そこで、本発明の課題は、発光素子を樹脂で被覆してなる単純な構成であり、かつ、出射端面での発光強度の面内均一性が高く、面発光装置に組み込まれた場合において、その面発光装置から高輝度で光を発光した場合においても、発光面に輝線が生成されにくい線状光源装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、樹脂で被覆しただけの単純な構成であるのも拘わらず、熱膨張収縮に起因する被覆樹脂剥離が発生しにくい線状光源装置および液晶表示装置を提供することにある。

また、本発明は、そのような作用効果を奏する線状光源装置を有する面発光装置を提供することにある。

また、本発明は、輝度ムラを低減できる面状光源装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の線状光源装置は、
長手方向に延在すると共に、表面を有する基板と、
上記基板の表面に上記長手方向に互いに間隔をおいて配置された複数の発光素子と、
上記複数の発光素子を覆うように配置された樹脂部と
を備え、
上記基板の表面の法線方向において、上記樹脂部の上記基板側とは反対側の表面は、上記長手方向において、上記長手方向に隣接する上記発光素子の間に第１凹部を有し、
上記樹脂部の上記表面は、上記各発光素子に上記法線方向に重なる部分に第２凹部を有し、
上記基板の上記表面は、光を反射する性質を有し、
長手方向の断面において、上記第１凹部は、上記第１凹部の傾斜の基板法線に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有し、
上記断面において、上記第２凹部は、上記第２凹部の傾斜の上記基板の上記表面に平行な方向に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有していることを特徴としている。

尚、上記基板の上記表面には、一般的には、電極パターンが形成されている。

本発明によれば、上記長手方向の進行成分を有する光を第１凹部から効率的に引き出すことができる。

このことを、図１１Ａ,Ｂを用いて説明する。図１１Ａに示すように、隣接する発光素子の間に、第１凹部９００が存在する場合、図１１Ｂに示す第１凹部が存在しない場合と比較して、発光素子が存在しないために、輝度が低くなり易い隣接する発光素子の中間の輝度を、長手方向に導波する光９０１を、出射光９０２として効率的に取り出すことで、上昇させることができる。

したがって、線状光源装置の出射端面での発光強度の面内均一性を優れたものにすることができる。尚、図１１Ｃは、第１凹部を有する装置において、第１凹部周辺から外部に放出されない光を示す図である。この外部に放出されない光を低減する対処法については、下で述べる。

本発明によれば、発光素子を覆っている樹脂部が第１凹部を有していて、第１凹部周辺から効率的に光を出射することができるから、発光素子と発光素子の間に長手方向に広がる反射板を必ずしも設置する必要がない。したがって、線状光源装置において、反射板を基板に貼り付ける工程を省略することができるから、装置の製造コストを低減することができ、かつ、装置を簡便に製造できる。

また、本発明において、例えば、上記樹脂部において、第１凹部に上記法線方向に重なる部分の厚さを薄くして、第１凹部を、急に断面が変化する切り欠きとすることによって、連続した棒状の樹脂部と、基板との間に生じる熱膨張収縮によるひずみを、上記第１凹部で効率的に緩和することができる。したがって、熱膨張収縮に起因する樹脂部の剥離を抑制することができる。

また、本発明によれば、第２凹部で、発光素子が発する光、または、その近傍に蛍光体が存在する場合においては発光素子からの光で蛍光体が発する光が、直接外に出て行くことを抑制できる。また、第２凹部と第１凹部を結ぶ面で生じる反射及び全反射によって、長手方向に進行する光の光量を大きくすることができて、その光量が大きくなった光を、第１凹部から効率的に引き出すことができる。

すなわち、光の配光特性を制御できて、過度に明るくなりやすい発光素子直上での輝度を抑制できると共に、発光素子が無いために輝度が低くなり易い隣接する二つの発光素子の中間位置の輝度を、長手方向に導波する光を効率的に取り出すことで、大きくすることができるのである。したがって、線状光源装置の出射端面での発光強度の長手方向の均一性を向上させることができる。したがって、この輝度の均一性の高い線状光源装置を、面発光装置に搭載することにより、その面発光装置から高輝度の光を発光させた場合において、その発光する光に輝線や輝度ムラが生じにくくすることができるのである。

また、本発明によれば、上記基板の上記表面が、光を反射する性質を有しているから、長手方向に導波された光が基板で吸収されることを抑制できて、導波の際の光のエネルギーの損失を低減することができる。したがって、線状光源装置の出射端面での発光強度の面内における均一性を更に向上させることができる。

また、一実施形態では、上記長手方向において、上記各発光素子の中心から、その発光素子とその発光素子に隣接する上記発光素子との中間までの範囲において、上記樹脂部は、上記基板の上記表面から上記第１凹部までの上記法線方向の距離が上記長手方向において上記各発光素子から離れるにしたがって減少している部分を有している。

上記実施形態によれば、上記長手方向において、上記各発光素子の中心から、その発光素子とその発光素子に隣接する上記発光素子との中間までの範囲において、上記樹脂部は、上記基板の上記表面から上記第１凹部までの上記法線方向の距離が上記長手方向において上記各発光素子から離れるにしたがって減少している部分を有しているから、長手方向に導波された光を、上記第１凹部から効率的に取り出すことができる。

このような構成とすることで、第２凹部で、発光素子が発する光、または、その近傍に蛍光体が存在している場合には発光素子からの光で蛍光体が発する光が直接外に出て行くことを抑制でき、かつ、第２凹部と第１凹部を結ぶ面で生じる反射及び全反射によって、長手方向に進む光を第１凹部中心近傍に効率的に集めることができる。また、第１凹部のより大きな領域から効率的に光を引き出すことができる。

したがって、光の配光特性を精度高く制御できるから、過度に明るくなりやすい発光素子の直上での輝度を抑制できると共に、長手方向に光を効果的に導波させることができて、発光素子が無いために輝度が低くなりやすい発光素子と発光素子との中間位置の輝度を上昇させることができる。

更には、上記実施形態によれば、長手方向に隣接する半導体素子の中間位置の１点における輝点強度の向上ばかりでなく、広く形成された第１凹部全体に渡って、光を取り出すことが可能な構造となっているから、線状光源装置の長手方向の均一性を更に改善することができる。したがって、線状光源装置の出射端面での発光強度を面内で均一性の高いものにすることができる。

図１２Ａに示すように、基板水平面に対してα（ｉ）の仰角をもって進行する光が、基板に対する傾斜角θ（ｉ）の樹脂面で全反射をうけると、樹脂面に対しα（ｉ）+θ（ｉ）の角度で入反射するため、光の進行方向の基板水平面に対する角度は、α（ｉ＋１）=α（ｉ）+２・θ（ｉ）になる。また、この光が、基板の表面で正反射を受けると、つぎに樹脂面で全反射を受ける場合に、更に進行方向が、曲げられて、α（ｉ＋２）=α（ｉ＋１）+２・θ（ｉ＋１）の角度を持つことになる。したがって、樹脂と空気との境界で反射するごとに、仰角の絶対値は、Δα（ｉ）＝α（ｉ＋１）−α（ｉ）＝２・θ（ｉ）だけ増加することになる。

一方、このようにして進行方向を徐々に曲げられた光は、図１２Ｂに示すように、上記樹脂と空気との境界での全反射の臨界角をθｃとすると、樹脂面に対する入射角α（ｊ）＋θ（ｊ）が９０°−θｃを超えた場合に、被覆樹脂層と空気層との境界で屈折を受けた上で、空気中に出射される。

この現象が、上記樹脂部における、上記距離が減少している部分の全体で発生するから、上記長手方向で更に均一な光を出射することができるのである。

また、一実施形態では、上記第１凹部は、上記長手方向に進行する光を全反射させる部分を有している。

上記実施形態によれば、長手方向の断面において、第１凹部の斜面の基板法線に対する傾斜角が、全反射の臨界角θｃ以上であって、第１凹部が、上記長手方向に平行に進行する光が全反射を起こす部分を有しているから、図１１Ｃに見られるような現象、すなわち、略水平方向に進行する光が第１凹部を跨いで、隣接する被覆樹脂層に再入射する現象を減少させることができて、光取り出し効率を、高くすることができる。

すなわち、基板法線と樹脂部の表面のなす角が全反射の臨界角θｃ以上になるように傾けると、長手方向に対して略平行に進行する光も、樹脂の表面で全反射を起こして、進行方向が傾けられるために、従来、取り出されずにいた光も有効に取り出すことができるようになるのである。

また、一実施形態では、上記第２凹部は、上記基板の上記法線方向に進行する光を全反射させる部分を有している。

上記実施形態によれば、第２凹部の斜面の傾斜角を、全反射の臨界角θｃ以上に傾けて、第２凹部が、基板の法線方向に進行する光が全反射を起こす部分を有しているから、更に長手方向の光度分布の均一性を向上させることができる。

詳しくは、第２凹部の傾斜角を全反射の臨界角θｃより大きく取ることにより、発光素子の軸上方向に出射される、言い換えると、基板の表面の法線方向に出射される強度の強い光の進行方向を、基板の表面に平行な方向に変えることができる。

ここで、大気と、樹脂部の境界面で生じる全反射を考えると、その全反射の臨界角θｃは、次の（１）式にて求められる。

ｎ・ｓｉｎθｃ＝１・・・・（１）

（１）式において、ｎは、樹脂のもつ屈折率であり、一般には、光波長依存性を有している。そのため、ここでは発光素子が出射する光の中心波長に対する屈折率で考える。

例えば、代表的な被覆用高屈折率樹脂において、代表的な青色発光素子の波長４５５ｎｍの光では、樹脂の屈折率ｎは１．５程度の値となる。ここで、ｎが１．５の樹脂に対して全反射の臨界角θｃを上式から計算すると概算して４２°となる。

図１３Ａ,Ｂは、発光素子から軸上方向（基板の表面の法線方向）に出射された光の軌跡を示す模式図である。尚、図１３Ａにおいて、参照番号９２０は、発光素子から軸上方向に出た光の軌跡であり、参照番号９２１は、樹脂空気界面で全反射後、樹脂内部を長手方向に進行する光の軌跡である。また、図１３Ｂにおいて、参照番号９３０は、発光素子から軸上方向に出た光の軌跡であり、参照番号９３１は、樹脂空気界面で屈折後大気側に出射する光の軌跡である。

詳しくは、図１３Ａが、第２凹部の表面の傾斜角度θが全反射角よりも急傾斜になっている場合における、発光素子から軸上方向（基板の表面の法線方向）に出射された光の軌跡を示す図である一方、図１３Ｂは、第２凹部の表面の傾斜角度θが全反射角よりも緩い緩斜面になっている場合における、発光素子から軸上方向（基板の表面の法線方向）に出射された光の軌跡を示す図である。

図１３Ｂに示すように、傾斜角θ＜θｃの場合であっても、発光素子から軸上方向に放出される強度の強い光は、第２凹部の斜面で屈折を受けて、基板の表面の法線方向からそれる。したがって、発光素子に上記法線方向に重なる領域から出射される光の光度を、低減することができる。

一方、図１３Ａに示すように、第２凹部の表面の傾斜角度θが大きくて、傾斜角θ＞θｃである場合には、発光素子から基板の表面の法線方向に放出される強度の強い光は、第２凹部の斜面で全反射を受けて上記法線方向からそれるのは勿論のこと、樹脂部の内部を長手方向の進行成分を有した状態で導波されることになる。

したがって、この長手方向の成分を有した状態で導波された光を、最終的に、第１凹部で有効に取り出すことができて、線状光源装置の長手方向の光度分布の均一性を更に優れたものにすることができる。

また、一実施形態では、上記第１凹部は、複数の突起を有するか、または、上記第１凹部は、上記樹脂部の上記表面における上記各発光素子に上記法線方向に重なる部分の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面部を有している。

上記実施形態によれば、上記第１凹部は、複数の突起を有するか、または、上記第１凹部は、上記樹脂部の上記表面における上記各発光素子に上記法線方向に重なる部分の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面部を有しているから、第１凹部の複数の突起が突出している部分または粗面部から、効率良く光を取り出すことができて、線状光源装置の長手方向の光度分布の均一性を更に優れたものにすることができる。

また、一実施形態では、上記樹脂部は、蛍光体物質を含む材料からなる蛍光体物質含有部を有している。

上記実施形態によれば、上記樹脂部は、蛍光体物質を含む材料からなる蛍光体物質含有部を有しているから、光源素子の色だけではなく、任意の色の光を出射することができる。

また、一実施形態では、上記蛍光体物質含有部は、上記各発光素子を取り囲むように配置され、上記蛍光体物質含有部は、上記樹脂部の上記表面に対して間隔をおいて位置している。

上記実施形態によれば、上記蛍光体物質含有部は、上記各発光素子を取り囲むように配置され、上記蛍光体物質含有部は、上記樹脂部の上記表面に対して間隔をおいて位置しているから、輝度ムラを抑制できるのは勿論のこと、色ムラを抑制することができ、特に、発光素子近傍での色ムラを少なくすることができる。

また、一実施形態では、上記法線方向において、上記樹脂部の上記基板側とは反対側に、蛍光体からなるか、または、蛍光体を含む材料からなる蛍光体部を備える。

上記実施形態によれば、樹脂部の外部に別途、蛍光体部を配設しているから、樹脂内部に蛍光体粒子を配置しなくて良くて樹脂内部での蛍光体粒子による散乱の影響を考えなくて良い。したがって、この実施形態では、樹脂部の外部に別途、蛍光体部を配設していない場合と比して、樹脂部の内部での光強度の均一化を容易に行うことができる。しかも、光出射端面での面内強度分布が略均一化した上記光を励起光源として用い、樹脂部の外部に配設した蛍光体部を発光させることで、光強度分布の均一性が高い蛍光を獲得できると同時に、励起光のうち蛍光体部を透過して出て来た成分は、蛍光体部中で散乱を受けて、均一性が向上しているから、輝度ムラばかりでなく色ムラも小さくできる。

例えば、図２３Ａ,Ｂに示すような、従来型の線状光源装置では、基板の長手方向の光度プロファイルが、図１４Ａに示すように、発光素子であるＬＥＤが配置されている部分に輝点を有する。このため、図１４Ｃに示すように、この光を樹脂部の基板側とは反対側に配設した蛍光体部を通過させたとしても、例えば、図１４Ｂに示すように、上記輝点の痕跡を強く残した擬似白色光が得られるだけである。

これに対し、本発明の線状光源では、例えば、図１５Ａに示すような光度プロファイルを有する光、すなわち、第１凹部の位置において光度が高くて、長手方向に略均一な光度分布を有する光を入射光として用いているため、図１５Ｃに示すように、蛍光体層を通過させたあとには、更に光度分布の均一性が改善され、図１５Ｂに示すような長手方向に略均一な光度分布を獲得できるのである。

また、一実施形態では、上記長手方向の断面において、上記発光素子の上記法線方向の光出射側の端部は、略台形の形状を有し、上記発光素子の上記端部の上記長手方向の側面の法線方向は、上記基板の表面の上記法線方向に対して傾斜している。

上記実施形態によれば、上記発光素子の上記端部の上記長手方向の側面の法線方向は、上記基板の表面の上記法線方向に対して傾斜しているから、発光素子の上面から所定角度傾斜した上記側面の法線方向へ光を放出させることができて、発光素子自体で、予め光を分散させることができる。

また、一実施形態では、上記樹脂部および上記基板の上記基板に長手方向に垂直な方向の断面は、面一であると共に、鏡面である。

上記実施形態によれば、光量が大きい光を出射することができる。

また、本発明の面発光装置は、本発明の線状光源装置を備えることを特徴としている。

本発明によれば、出射する光の輝度ムラおよび色ムラの両方を小さくすることができる。

また、本発明の液晶表示装置は、本発明の面発光装置を備えることを特徴としている。

本発明によれば、輝度ムラおよび色ムラの両方を小さくすることができる。

また、本発明の面状光源装置は、
基板と、
上記基板の表面上に予め定められた２次元パターンで隙間無く配置された複数の発光素子ユニットと
を備え、
上記複数の発光素子ユニットの各々は、
発光素子と、
その発光素子を覆う樹脂部と
を有し、
互いに隣接する上記複数の発光素子ユニットの中心を通ると共に、上記基板の表面に垂直な仮想切断平面において、上記隣接する上記発光素子ユニットの上記樹脂部の互いに隣接する端部は、第１凹部を形成し、
上記複数の発光素子ユニットの上記樹脂部は、一体に連なっており、
上記複数の発光素子ユニットの上記樹脂部は、上記複数の発光素子ユニットの各々の上記発光素子に上記基板の法線方向に重なる部分に第２凹部を有し、
上記基板の上記表面は、光を反射する性質を有し、
長手方向の断面において、上記第１凹部は、上記第１凹部の傾斜の基板法線に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有し、
上記断面において、上記第２凹部は、上記第２凹部の傾斜の上記基板の上記表面に平行な方向に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有していることを特徴としている。

本発明によれば、発光素子上から出射される光と、第１凹部上から出射される光の光量との差を小さくできて、面密度がより均一な光を出射することができる。

また、本発明によれば、上記樹脂部を容易に構成することができる。

また、本発明によれば、出射光の面密度の均一性を更に向上させることができる。

また、一実施形態では、
上記２次元パターンは、格子状パターンである。

上記実施形態によれば、出射光の面密度を高くすることができる。
また、一実施形態では、
上記樹脂部は、蛍光体物質を含む材料からなる蛍光体物質含有部を有し、
上記蛍光体物質含有部は、上記各発光素子を取り囲むように配置され、
上記蛍光体物質含有部は、上記樹脂部の上記表面に対して間隔をおいて位置している。

本発明の線状光源装置によれば、電極パターンが形成されることができる長手方向に延在する表面を有する基板と、表面の長手方向に互いに間隔をおいて配置された複数の発光素子と、上記複数の発光素子を被覆する樹脂部とを有し、長手方向において、樹脂部の基板側とは反対側の表面が、隣接する発光素子の間に第１凹部を有しているから、発光強度の面内の均一性を高くすることができる。また、高輝度で発光させた場合において、発光面に輝線および色ムラが生じにくくすることができる。

また、本発明の線状光源装置によれば、隣接する発光素子の間に第１凹部が存在するから、隣接する発光素子の間において、樹脂部の厚みを薄くすることができる。したがって、隣接する発光素子の間において、熱膨張収縮によって生ずる歪を緩和できるから、発光素子を樹脂で被覆してなる簡単な構造であるにも拘わらず、樹脂部の剥離を防止でき、さらには、発光素子を樹脂で被覆してなる簡単な構造であるから、簡易に製造できて、製造コストを低減できる。

また、本発明の線状光源装置において、樹脂部の上記表面において、上記各発光素子の略直上（略基板の表面の法線方向に重なる位置）に第２凹部を形成することにより、出射される光の長手方向の均一性を更に向上させることができる。

また、本発明の線状光源装置において、電極パターンが形成されることができる上記基板の上記表面を、光反射性の高い物質によって構成することにより、出射される光の長手方向の均一性を更に向上させることができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１Ａは、本発明の第１実施形態の線状光源装置の斜視図であり、図１Ｂは、第１実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。また、図１Ｃは、発光素子５を通過するプリント基板４の幅方向の断面図である。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、この線状光源装置は、配線基板としての細長い短冊状のプリント基板４と、複数の発光素子５と、蛍光体物質含有部の一例としての蛍光体を含んだ透光性の樹脂封止層６と、蛍光体を実質的に含まない透光性の樹脂封止層１０と、反射部材としての下反射シート１と、上反射シート１１とから構成されている。

図１Ｂに示すように、上記複数の発光素子５は、プリント基板４の一方の表面に、プリント基板４の長手方向に互いに間隔をおいて並設されている。上記樹脂封止層６は、プリント基板４上の発光素子５を取り囲むように形成されている。一方、樹脂封止層１０は、樹脂封止層６を取り囲むように形成されている。上記各発光素子５を被覆する樹脂封止層６と、各樹脂封止部６を取り囲む樹脂封止層１０とは、樹脂部を構成している。

図１Ｃに示すように、上記下反射シート１は、樹脂封止層１０の幅方向（正確には、プリント基板４の幅方向）の一方の側の端面に貼り付けされている。一方、上反射シート１１は、樹脂封止層１０の上記軸方向の他方の側の端面に貼り付けされている。

図１Ａに示すように、上記プリント基板４は、平面で見た場合に四角形のプリント板材４０（後述の図２Ａ参照）を、ダイシングによって細長く角棒状に切断してなっている。プリント基板４の上面（実装面）には、複数の発光素子５が、細長い短冊状のプリント基板４の長手方向に沿って所定の間隔をおいて一列に配設されている。プリント基板４の幅方向の両端部付近には、正極の電極端子および負極の電極端子（図示せず）が存在している。この正極の電極端子および負極の電極端子は、発光素子５に電気接続されている。各発光素子５には、正極の電極端子および負極の電極端子を介して電力が通電されるようになっている。

発光素子５としては、例えば、ＧａＮ系化合物半導体を利用したものがある。発光素子５は、透明のサファイア基板に、ｎ型層およびｐ型層を積層し、ｎ型層およびｐ型層のそれぞれの表面に、ｎ型電極またはｐ型電極を形成し、更に、両電極を、ワイヤによってプリント基板４の配線パターンにダイボンディングして形成されている。線状光源装置は、各発光素子５を、蛍光体を含んだ透光性の樹脂で被覆し、各発光素子５を電気的に直列接続して形成されている。

また、蛍光体を含んだ透光性の樹脂封止層６は、例えば、シリコーン樹脂中に蛍光体として黄色蛍光体を分散させたものを、発光素子５の表面に塗布して形成されている。

透光性の樹脂封止層１０は、プリント基板４、蛍光体を含んだ透光性の樹脂封止層６、および、成型金型２８（図２Ｅ参照）で囲まれた領域に、例えば、シリコーン樹脂を、注入して硬化させることによって形成される。

図１Ａに示すように、蛍光体を実質的に含まない透光性の樹脂封止層１０は、長手方向において、各発光素子５を中心として発光素子５の長手方向の両側に長手方向に所定距離の範囲内に存在している。上記樹脂封止層１０は、長手方向の断面において、断面アーチ状の二つの表面を有している。詳しくは、上記樹脂封止層１０は、上記長手方向の一端においてプリント基板４の表面につながる第１凸面３００と、上記長手方向の他端においてプリント基板４の表面につながる第２凸面３０１とを有している。

上記第１凸面３００と第２凸面３０１とは、発光素子５の長手方向の中心を通過すると共にプリント基板４の表面の法線方向に広がる平面に対して、略面対称になっている。上記第１凸面３００と第２凸面３０１とは、長手方向の断面図において断面Ｖ字状の面（二つの平面を接続してなる）３０２を介してつながっている。上記断面Ｖ字状の面３０２の屈曲部は、発光素子５の長手方向の中心に上記法線方向に対向している。

図１Ａに示すように、上記樹脂封止層１０は、上記法線方向において上記第１凸面３００とプリント基板４とに挟まれた部分を有し、この部分の法線方向の厚さは、上記長手方向の一端から、上記断面Ｖ字状の面における上記一端側の端に行くにしたがって徐々に大きくなっている。

また、上記樹脂封止層１０は、上記法線方向において上記第２凸面３０１とプリント基板４とに挟まれた部分を有し、この部分の法線方向の厚さは、上記長手方向の他端から、上記断面Ｖ字状の面における上記他端側の端に行くにしたがって増大している（徐々に大きくなっている）。

図１Ｂに示すように、中央の樹脂封止部１０における上記長手方向の一端は、その樹脂封止部１０の一端側に隣接する樹脂封止部１０の上記長手方向の他端に一致し、中央の樹脂封止部１０における上記長手方向の他端は、その樹脂封止部１０の他端側に隣接する樹脂封止部１０の上記長手方向の一端に一致している。

図１Ｂに示すように、線状光源装置の上記法線方向の一方側の表面は、二つの凸面を接続して形成される第１凹部１４と、上記断面Ｖ字状の面によって画定される第２凹部１６とを、プリント基板４の長手方向に交互に繰り返してなる形状をしている。上記第１凹部１４は、長手方向に隣接する発光素子５の間に位置する一方、第２凹部１６は、断面略Ｖ字状であって、発光素子５の略直上に位置している。

課題を解決するための手段の欄で詳細に説明したように、各発光素子５と蛍光体を含んだ透光性の樹脂封止層６とからなる光源領域から放出される光のうち、略上記法線方向に出射された光の一部が第２凹部１６において全反射を受けるという現象、上記法線方向に対して傾いて出射された光の一部が、第１および第２凸面（緩やかなアーチ形状）３００,３０１で全反射を受けるという現象、これら全反射を受けた光の一部が、緩やかなアーチ形状のために効率的に第１凹部１４に導波されて集光されるという現象、および、集光された光が、第１凹部１４から効率的に放出されるという現象によって、通常、輝度が乏しい各発光素子５の間の領域においても充分な輝度の光を発光することができ、線状光源装置の長手方向の輝度の均一性を優れたものにすることができる。

上記緩やかなアーチ形状、第１凹部１４の形状、第２凹部１６の形状での、輝度ムラを無くす最適条件は、使用する樹脂の屈折率、発光素子５の配光特性、発光素子５を配置する間隔の組み合わせにより変化する。逆に言えば、上記形状は、条件に応じて適宜好ましいように調整されることができる。

第１実施形態では、各樹脂封止層１０において、樹脂封止層１０の厚みは、樹脂封止層１０の長手方向の中央部を除いて、各発光素子５から長手方向に向かって離れるに従い緩やかに薄くなっている。第１実施形態においては、図１Ｂに示す断面において、樹脂封止層１０のプリント基板４側とは反対側の表面は、樹脂封止層１０の長手方向の中央部を除いて、上に凸の緩やかなアーチ形状をしている。

上記樹脂封止層１０のプリント基板４側とは反対側の表面は、その表面が鏡面化するように、かつ、その表面の反射効率が良くなるように、切断される必要がある。上記樹脂封止層１０のプリント基板４側とは反対側の表面（長手方向の垂直断面）が荒れると、この部分で光の乱反射が発生するため、光強度分布の制御を充分に行うことができない。すなわち、第２凹部１６、第１凹部１４での光の制御効果が減少して、光強度分布の均一性が悪化してしまう。このため、上記樹脂封止層１０のプリント基板４側とは反対側の表面の鏡面化には、充分な注意が必要である。

反射シート１および１１は、プリント基板４の実装面の法線方向に広がっている。上記反射シート１および１１は、鏡面状のテープ、または、白色などの高い光反射率のテープ状のものである。反射シート１および１１は、プリント基板４の実装面につながると共に、略プリント基板４の実装面の法線方向に広がる端面１８,１９から、上記樹脂封止層１０のプリント基板４側とは反対側の表面までの領域を覆っている。このようにして、発光素子５が上下方向に放出する光を余すことなく両反射シート１、１１で反射して、前方に集光して、光を線状に発光するようになっている。

つぎに線状光源装置の仕様態様について説明する。上記プリント基板４の配線パターンを介して各発光素子５に電力が供給されると、各発光素子５の半導体層の中の活性層から光が放出される。活性層からの光は、発光素子５の主光取出し面、すなわち、ワイヤ９（図２Ｂ参照）をダイボンディングする電極を形成した面から放射状に放出される。

発光素子５から放出される光のうち、上下方向（端面１８（図１Ａ参照）の法線方向）の光は、反射シート１、１１によって反射されて前方へ進み、第２凹部１６に入射する前方方向の光のうち、一部条件を満たしたものは全反射をうけて反射し、残りの一部は、樹脂表面で屈折を受けて放出される。緩やかなアーチ形状部分に入射した光の一部は、一部条件を満たしたものは全反射をうけて反射し、残りの一部は、樹脂表面で屈折して放出される。

上記全反射を受けた光と線状光源装置の長手方向に放出された光の多くは、長手方向に導波されて、第１凹部１４近傍に導波されて集光され、最終的に集光された光が、第１凹部１４から放出されるようになっている。

第１凹部１４から放出される光は、発光素子５から直接出る光と比較して一般に広い角度に渡り広がっている。第１凹部１４から放出される光がこのように拡がっていることから、各発光素子５の間の輝度が補完されて輝度の均一化が図れるのである。

図２Ａ〜図２Ｉは、上記実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。

詳しくは、図２Ａは、複数の発光素子が配線基板に配設された状態の斜視図であり、図２Ｂは、発光素子がダイボンディングされた状態での斜視図である。また、図２Ｃ、図２Ｄは、各発光素子が蛍光体を含んだ樹脂で被覆された状態での斜視図であり、図２Ｅは、図２Ｃ、図２Ｄを金型で覆った状態での断面図である。また、図２Ｆは、図２Ｅに２８に示す金型に樹脂を注入してその樹脂を硬化した後の状態を示す図である。また、図２Ｇは、図２Ｅに樹脂を注入してその樹脂を硬化した後の状態の斜視図であり、図２Ｆに示す断面アーチ状の部分を有する樹脂封止層７１０を斜めから眺めた斜視図である。また、図２Ｈは、ダイシングされる状態の斜視図である。

上記実施形態の線状光源装置は、例えば、次のように製造される。先ず、例えば、白色のガラスＢＴ（ビスマレイミド トリアジン）銅張積層基板に導電パターンを形成する。

次に、図２Ａに示すように、平面視四角形状のプリント板材４０の実装面に発光素子５を配列し、各発光素子５を接着剤によって機械的に取り付ける。その後、図２Ｂに示すように、発光素子５をダイボンディングして、発光素子５に外部から電力が供給される構造にする。続いて、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、蛍光体を含んだ透光性の樹脂を発光素子５の配列に沿って塗布することにより、カマボコ状の形状をした蛍光体を含んだ透光性の樹脂層２６を形成する。

ディスペンサから所定量の蛍光体を含んだ透光性の樹脂を吐出させながら、発光素子５の配列に沿って移動させ、ライン状に連なった樹脂層２６を形成する。このようにして、カマボコ状の形状をした蛍光体を含んだ透光性の樹脂層２６を形成する。

このとき、ディスペンサからの樹脂の吐出量が少ないと、樹脂層２６は、その生成の際に、プリント板材４０上に配設した発光素子５の形状、ダイボンディングで用いたワイヤ９での表面張力の影響を受けて、塗布形状が一定することがない。塗布形状が定まらないと、最終的に完成した線状光源の色度ばらつきの主要な要因となってしまう。したがって、プリント板材４０上に形成した発光素子５の形状、ダイボンディングで用いたワイヤ９での表面張力の影響を極力受けない必要最低限の吐出量で、樹脂を吐出して、一様に連なった樹脂層２６を形成することが必要不可欠である。

一方、ディスペンサからの樹脂の吐出量が、表面張力の影響を受けない必要最低限の吐出量を大幅に超えて、カマボコ様形状をした蛍光体を含んだ透光性の樹脂層２６を形成した場合には、光源としての発光素子５と、蛍光を発光する光源としての蛍光体とにおいて、それら２つ光源サイズが大きく異なることになる。この場合、同一のアーチ形状をなす樹脂（図１に１０に示す樹脂封止層に対応する樹脂封止層）の形状を用いて、２つの異なる波長の発光の指向特性を同時に制御することが著しく困難になる。

この困難を避けるために、第１実施形態のように、表面張力の影響を極力受けない必要最低限の吐出量で、カマボコ様形状をした蛍光体を含んだ透光性の樹脂層２６を形成し、光源としての蛍光体が存在する領域を発光素子５に極力近づけることが必要となる。

続いて、図２Ｅに示すように、プリント板材４０と、カマボコ様形状をした蛍光体を含んだ透光性の樹脂層２６とを、成型用金型２８で覆い、成型樹脂注入用空間３０を準備する。

その後、図２Ｅで準備した成型樹脂注入用空間に、今度は、蛍光体を含まない透光性の樹脂を充填後、硬化して成型した樹脂から金型を離型して、図２Ｆおよび図２Ｇに示すアーチ形状をなす樹脂封止層７１０を形成する。

次に、図２Ｈおよび図２Ｉに示すように、平面視で四角形状のプリント板材４０から、複数の製造途中の線状光源装置を、平面視した場合に、各線状光源装置が短冊状になるように、ダイシングで切り出す。ダイシングの際、ブレードの粒度と、回転スピードと、切削スピードとを適宜選択することで、樹脂切断面を鏡面化することができる。

続いて、反射シート１、１１によって、プリント基板４（図１参照）の実装面につながる端面（上面及び下面）１８,１９（図１参照）からアーチ形状をなす樹脂封止層１２の先端部にかけての領域を覆う。このようにして、図１Ａ〜図１Ｃに示す線状光源装置を製造する。

図３は、本発明の線状光源装置をもちいて作製した本発明の面発光装置の斜視図である。また、図４は、発光素子５の実装部分を、導光板２とプリント基板４の取り付け構造と共に示す縦断面図である。

尚、図３および図４においては、図１および図２で示される構成部と、同一またはその構成部に相当する構成部には、同一参照番号を付して説明を省略することにする。

図３および図４に示すように、本面発光装置は、平面視短矩形状の下反射シート１と、下反射シート１の上面において、その一方の端部を除く部位に貼り付けられた平板状の導光板２と、下反射シート１の一方の端部であって、かつ、導光板２の側面に沿うように設けられた線状の光源部３と、線状の光源部３および導光板２の上面、すなわち、発光面の端部（上部側）を覆うべく貼り付けられた細長い帯状の上面反射シート１１とを有する。

上記下反射シート１は、例えば、鏡面状のテープ、又は、白色などの光反射率の高いテープ状の部材からなる。上記下反射シート１によって、導光板２からプリント基板４までの領域、更に正確には、導光板２の一方の反射面からプリント基板４の下面までの領域が覆われることになる。このため、線状光源部３から下方向に放出する光が下反射シート１で反射されて導光板２の中に戻される。

導光板２は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂からなると共に、０．２〜１．０ｍｍの厚みを有する透明の板である。この面発光装置は、液晶表示装置の一部をなしており、導光板２の上方には、液晶表示パネル（図示せず）が配置されている。更に詳しくは、液晶パネルは、その下面が、導光板２の上面に沿っている状態で、導光板２の上方に配置されている。

尚、光源の厚みが、導光板２の厚みよりも厚くなる場合には、導光板２の光取り込み口近傍での厚みを変化させ、取り込み口形状を端面に向かってラッパ状に広げ、光源の厚みを、導光板２の端面の厚みと一致させるようにしても良い。

線状の光源部３は、本実施形態の線状光源装置の軸線が導光板２の側面９に平行に対峙するように設置されている。

尚、導光板において、線状の光源部と対面する側面（図３に９で示す側面に対応する面）の形状を、アーチ形状をなす樹脂の形状に合わせた凹凸形状としても良く、この場合、光源部と導光板の光の結合効率を向上させることができる。

上反射シート１１は、下反射シート１と同一の材質が使用されている。上反射シート１１によって、線状光源装置の上側において、導光板２の端部からプリント基板４までの領域、すなわち、導光板２における発光素子５側の端部、発光素子５の上方、および、プリント基板４の上面が、覆われるようになっている。

下反射シート１および上反射シート１１によって、上下方向に放出される各発光素子５の光を、導光板２と、線状の光源部３との隙間から漏れ無いように反射させることができて、各発光素子５からの光を余すことなく導光板２に入射できるようになっている。

上記面状光源装置における線状の光源部３は、アーチ形状をなす樹脂封止層１０における、第１凹部１４の形状および第２凹部１６の形状を適宜調整することにより、如何なる仕様においても、輝度が乏しい各発光素子５の中間領域においても充分な輝度の光を出射でき、線状光源の長手方向の輝度の均一性を向上させることができる。

したがって、光源部３からの光を、導光板２の端面９から導光板２に導入し、導光板２を面発光させた場合、面内の輝度分布を略均一にすることができる。

尚、線状の光源部３に使用する樹脂の屈折率、発光素子５の配光特性、発光素子５を配置する間隔の組み合わせ、更には、使用する導光板２の形状により、面内の輝度分布を均一にする最適条件が変動することは言うまでもない。

このため、面内の輝度分布を均一にするように、線状の光源部３において、アーチ形状の表面を有する樹脂封止層１０における、第１凹部１４の形状および第２凹部１６の形状の詳細を適宜調整する必要がある。

以上説明したように、上記第１実施形態の線状光源装置は、電極パターンを形成したプリント基板４の略矩形状の表面にその長手方向に沿って複数の発光素子５を配設し、発光素子５を被覆する樹脂の厚みが、各発光素子５から長手方向に向かって離れるに従って緩やかに薄くなるようにしたものである。また、隣接する発光素子間の中間部で、実質上、樹脂が存在しない部分を形成し、また、樹脂部１０のうち各発光素子５の略直上にも凹部を形成したものである。また、上記発光素子５近傍に蛍光体を混合させた樹脂層６を配設したものである。

第１実施形態の線状光源装置は、所望の色を、高輝度で発光した場合であっても、輝度ムラ、輝線、色度ムラが少ない線状の光を出射することができ、樹脂のプリント基板からの剥離も防止できる。

（第２実施形態）
図５Ａは、本発明の第２実施形態の線状光源装置の斜視図であり、図５Ｂは、第２実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。また、図５Ｃは、発光素子５を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。

第２実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第２実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の線状光源装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

第２実施形態では、複数の発光素子５が、電極パターンが形成された略平面の長尺状基板４の長手方向に沿って互いに間隔をおいて配設されている。

また、上記発光素子５を被覆するように、樹脂封止層１１０が形成されている。上記樹脂封止層１１０は、発光素子５の中心を通過して基板４の幅方向および基板４の表面の法線方向を含む平面に対して、略面対称な形状をしている。

図５Ａ,Ｂに示すように、上記樹脂封止層１１０は、基板４の長手方向の断面において、等脚台形において、その等脚台形の上底の中央部を、断面Ｖ字状に切断したときに形成される形状をしている。すなわち、上記樹脂封止層１１０における、各発光素子５の略直上には、断面Ｖ字状の凹部が存在している。また、図５Ａ,Ｂに示すように、隣接する封止樹脂層１１０の境に、樹脂厚が最薄の部分１０８が存在している。

図５Ｂに示すように、発光素子５の近傍には、蛍光体を混合させた樹脂層６を設置している。このようにして、所望の色を、高輝度で発光した場合であっても、輝度ムラ、輝線、色度ムラが少ない線状の光源を獲得できるようにしている。

図５Ｂに示すように、第２実施形態では、樹脂封止層１１０において、隣接する発光素子５の間に存在する断面Ｖ字状の第１凹部１１４と、各発光素子５の真上の断面Ｖ字状の第２凹部１１６とが、基板４の表面に略平行な平坦面部１１８を介して連なっている。樹脂封止層１１０が、各発光素子１０５から長手方向に向かって離れるに従い緩やかに薄くなる部分だけでなくて、樹脂封止層１１０が、基板４の表面に略平行な平坦面部１１８を有している場合においても、第１実施形態と略同様な作用効果を獲得できる。

（第３実施形態）
図６Ａは、本発明の第３実施形態の線状光源装置の斜視図であり、図６Ｂは、第３実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。また、図６Ｃは、発光素子５を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。

第３実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第３実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の線状光源装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

第３実施形態では、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、複数の発光素子５が、電極パターンが形成された略平面の長尺状基板４の長手方向に沿って互いに間隔をおいて配設されている。

また、上記発光素子５を被覆するように、樹脂封止層２１０が形成されている。上記樹脂封止層２１０の基板４側とは反対側の表面は、隣接する発光素子５の間に、断面略円弧状の凹面２１４を有している。この凹面２１４は、隣接する発光素子５の中間を通過すると共に、基板４の表面の法線方向および基板４の幅方向を含む平面に対して、略面対称になっている。上記凹部２１４は、第１凹部を構成している。

また、上記樹脂封止層２１０の基板４側とは反対側の表面は、各発光素子５の真上に凹面２１６を有している。この各発光素子５の真上の凹面２１６は、発光素子５の中心を通過して基板４の幅方向および基板４の表面の法線方向を含む平面に対して、略面対称な形状をしている。上記凹面２１６は、第２凹部を構成している。

基板４の長手方向において、この凹面２１６は、隣接する発光素子５の間の凹面につながっている。上記各発光素子５の真上の凹面２１６と基板４の表面との最短距離は、隣接する発光素子５の間の凹面２１４と基板４の表面との最短距離よりも長くなっている。上記第１凹部１４、および、第２凹部１６は、ともに、下に凸の形状を有している。

（第４実施形態）
図７Ａは、本発明の第４実施形態の線状光源装置の斜視図であり、図７Ｂは、第４実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。また、図７Ｃは、発光素子５を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。

第４実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第４実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の線状光源装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

第４実施形態では、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、複数の発光素子５が、電極パターンが形成された略平面の長尺状基板４の長手方向に沿って互いに間隔をおいて配設されている。

また、上記発光素子５を被覆するように、樹脂封止層３１０が形成されている。上記樹脂封止層３１０の基板４側とは反対側の表面は、隣接する発光素子５の間に、大部分が断面略円弧状の凹面である第１凹部３１４を有している。また、上記樹脂封止層３１０の基板４側とは反対側の表面は、各発光素子５の真上に断面Ｖ字状の第２凹部３１６を有している。

上記第１凹部３１４は、隣接する発光素子５の中間を通過すると共に、基板４の表面の法線方向および基板４の幅方向を含む平面に対して、略面対称になっている。また、第２凹部３１６は、発光素子５の中心を通過して基板４の幅方向および基板４の表面の法線方向を含む平面に対して、略面対称な形状をしている。

上記第１凹部３１４は、その第１凹部３１４の長手方向の中央部に、凹面から径方向の外方に突出する断面三角状の複数の突起３１８を有している。複数の突起３１８は、長手方向に間隔をおかずに長手方向に配置されている。すなわち、隣接する突起３１８において、一方の突起３１８の長手方向の端と、他方の突起３１８の長手方向の端とは、つながっている。上記複数の突起３１８は、数百μｍピッチでＶ溝加工が施された金型で成型を行うことによって形成されている。上記各突起３１８は、基板４の幅方向に延在している。

第４実施形態によれば、長手方向に導波されて、第１凹部３１４近傍に導波されて、集光された光を、突起３１８で散乱させることができる。したがって、光を効率的に放出させることができる。

（第５実施形態）
図８Ａは、本発明の第５実施形態の線状光源装置の斜視図であり、図８Ｂは、第５実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。また、図８Ｃは、発光素子５を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。

第５実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第５実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の線状光源装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

第５実施形態では、複数の発光素子５が、電極パターンが形成された略平面の長尺状基板４の長手方向に沿って互いに間隔をおいて配設されている。

また、上記発光素子５を被覆するように、樹脂封止層４１０が形成されている。上記樹脂封止層４１０において隣接する発光素子５の中間に位置する第１凹部４１４は、発光素子５の中心を通過して基板４の幅方向および基板４の表面の法線方向を含む平面に対して、略面対称な形状をしている。

図８Ａ,Ｂに示すように、上記樹脂封止層４１０の各発光素子５の周辺部は、基板４の長手方向の断面において、等脚台形において、その等脚台形の上底の中央部を、断面Ｖ字状に切断したときに形成される形状をしている。上記樹脂封止層４１０における、各発光素子５の略直上には、断面Ｖ字状の第２凹部４１６が存在している。図８Ａ,Ｂに示すように、隣接する発光素子５間の中間部に、樹脂の厚さが最薄の部分が存在している。

上記等脚台形においてその等脚台形の一部を切除してなる構造は、基板４の表面に略平行な粗面部としての平坦面部４２０を介して、長手方向に隣接する、上記等脚台形においてその等脚台形の一部を切除してなる構造につながっている。

図８Ｂに示すように、発光素子１０５の近傍には、蛍光体を混合させた樹脂層６を設置している。このようにして、所望の色を、高輝度で発光した場合であっても、輝度ムラ、輝線、色度ムラが少ない線状の光源を獲得できるようにしている。

上記第１凹部４１４は、上記隣接する二つの構造の互いに長手方向に対向する二つの傾斜面と、この二つの傾斜面の間に位置する一つの平坦面部４２０とで構成される。また、上記第２凹部４１６は、断面Ｖ字状であり、各発光素子５の真上に形成されている。上記第２凹部４１６は、発光素子５の中心を通過して基板４の幅方向および基板４の表面の法線方向を含む平面に対して、略面対称な形状をしている。

上記平坦面部４２０は、粗面である。詳しくは、被覆樹脂成型金型の平坦面部４２０に対応する部分の加工精度を、上記平坦面部４２０以外の部分に対応する部分の加工精度よりも低くする。このことは、具体的には、上記金型の平坦面部４２０に対応する部分を、Ｒの大きい切削工具を用いて加工し、更に、加工時のこの工具の送りピッチを長くすることで実現されることができる。

このような方法で、平面サイズ１００μｍ〜２００μｍ程度、数十μｍの高さを持った不規則な凹凸形状を平坦面部４２０に形成する。

第５実施形態によれば、平坦面部４２０が、粗面であるから、長手方向に導波されて、第１凹部４１４近傍に導波されて、集光された光を、平坦面部４２０で効率的に被覆樹脂の外部に取り出すことができる。

（第６実施形態）
図９Ａは、本発明の第６実施形態の線状光源装置の斜視図であり、図９Ｂは、第６実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。また、図９Ｃは、発光素子５を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。また、図９Ｄは、使用したＬＥＤチップ、および、そのチップからの光の出射方向を示し、図９Ｅは、第６実施形態の変形例のＬＥＤチップ、および、そのチップからの光の出射方向を示している。

第６実施形態の線状光源装置では、第２実施形態の線状光源装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第６実施形態の線状光源装置では、第１実施形態の線状光源装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第２実施形態の線状光源装置と異なる構成、および第１および第２実施形態と異なる作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。

この発明の線状光源装置で使用できる発光素子として、もっとも一般的なものとしては、第１〜第５実施形態の線状光源装置で使用された直方体状の発光素子５（この例としては、例えば、直方体状のＬＥＤチップ）がある。使用するＬＥＤチップが、直方体形状である場合、ＬＥＤチップの配光特性は、ＬＥＤチップの上面の法線方向にピークを有する場合が一般的である。しかしながら、ＬＥＤチップの形状および配光特性は、この例に限られるものではない。

第６実施形態では、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、ＬＥＤチップ５０５の光出射側の端部が、断面台形状の形状を有し、ＬＥＤチップ５０５の長手方向の側面は、基板４の表面の法線方向に対して傾斜している。

尚、上記ＬＥＤチップ５０５の光出射側の端部は、図９Ｄに示すように、四角錐の上部を、四角錐の底面に平行な平面で切断してなる形状であっても良い。また、上記ＬＥＤチップの光出射側の端部は、図９Ｅに示すように、略平行で同一の二つの側面を有し、該各側面が、台形の形状を有しているものであっても良い。

図９Ｄまたは図９Ｅに示すように、第６実施形態およびこの変形例では、ＬＥＤチップの上面の法線方向と、上面から所定角度傾斜した台形状の斜面の法線方向へ光が放出されるから、第２実施形態と比較して、ＬＥＤチップ自体で、光を予め分散させることができる。

このＬＥＤチップ５０５の形状に加えて、ＬＥＤチップ５０５の直上に設けられた透光性の樹脂封止部１１０に断面Ｖ字状の第２凹部１１６が形成されているから、これらの相乗効果で、より広角に光を分散させることができる。したがって、この線状光源装置は、より線状に光を分散させることができる。そして、上記基板４の表面の法線方向および方向を含む平面に対する台形の斜面の角度(光の出射角度)を適宜調整することにより、光を封止樹脂層１１０における隣接するＬＥＤチップ５０５の間から出射させることが可能となり、出射光をより効率よく線状化させることができる。

図１６Ａ〜図１６Ｄは、従来および上記実施形態の線状光源装置において、基板の長手方向の位置における光度分布の一実験例を示す図である。

具体的には、図１６Ａは、図２１に示す従来の線状光源装置において、基板の長手方向の位置における光度分布の一実験例を示す図である。

また、図１６Ｂに示す実線は、図１１Ａに示す第１凹部９００を形成した線状光源装置における光度分布の一実験例を示す図である一方、図１６Ｂに示す波線は、図１６Ｂの実線の実施形態において、更に、断面Ｖ字状でない第１凹部を形成した変形例の線状光源装置における光度分布の一実験例を示す図である。

また、図１６Ｃに示す実線は、第１実施形態の線状光源装置における光度分布の一実験例を示す図である一方、図１６Ｃに示す波線は、図１６Ｂに示す波線である。

また、図１６Ｄに示す実線は、第２実施形態の線状光源装置における光度分布の一実験例を示す図である一方、図１６Ｄに示す波線は、図１６Ｃに示す実線である。

図１６Ａと、図１６Ｂとの比較より、本発明の線状光源装置は、従来の線状光源装置と比較して、長手方向の位置による光の光度の差異を小さくできる。また、図１６Ｃに示す結果により、断面Ｖ字状の第２凹部を形成すると、更に、長手方向の位置による光の光度の差異を小さくすることができる。また、図１６Ｄに示す結果により、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、更に、長手方向の位置による光の光度の差異を小さくすることができる。

尚、この発明では、樹脂部の基板側とは反対側の表面は、発光素子に基板の表面の法線方向に重なる位置に凹部を有していなくても良く、第２凹部を省略しても良い。

また、上記第１〜第６実施形態の線状装置では、蛍光体が、発光素子５,５０５の周辺のみに局在していたが、この発明では、図１０に示すように、蛍光体部６０７を、樹脂部の基板側とは反対側に、別途配設しても良い。要は、蛍光体の分散および配設のうちの少なくとも一方に関しては、必要とされるコスト、輝度ばらつき、色度ばらつきに応じて最適な製作条件を選択すればよいのである。

図１７は、本発明の一実施形態の面状光源装置を示す図である。

尚、図１７において、ＡＡ’線断面図や、ＢＢ’線断面図は、図５Ｂに示す線状光源装置の長手方向の断面図と同一の断面図になっている。

この面状光源装置は、複数のＬＥＤチップユニットを、平坦な基板上に２次元平面状に配置して２次元化している。

図１７に示すように、この面状光源装置は、ＬＥＤチップユニットを格子状に配置している。各ＬＥＤチップユニットは、ＬＥＤチップ４０５を封止樹脂で封止してなっている。上記各ＬＥＤチップユニットは、発光素子ユニットを構成している。

図１７に示すように、上記各ＬＥＤチップ４０５を封止する封止樹脂の基板とは逆側の表面において、各ＬＥＤチップ４０５に基板の法線方向に重なる位置には、第２凹部としての逆四角錐形状の凹部４００が形成されている。

また、上記各封止樹脂の上記表面は、上記凹部４００の周辺に、周縁が正方形状の平坦部４０１を有している。また、上記各封止樹脂の上記表面は、各平坦部４０１の周囲に、図１７に示す上面において、周縁が正方形状の傾斜面４０２を有している。

上記各封止樹脂を合わせてなる樹脂部は、凹部４００、平坦部４０１および傾斜面４０２からなる一ユニットの樹脂部を、格子状に配列してなっている。互いに隣接する複数の上記ＬＥＤチップユニットの中心を通ると共に、基板の表面に垂直な仮想切断平面において、上記隣接するＬＥＤチップユニットの樹脂部の互いに隣接する端部は、第１凹部を形成している。すなわち、隣接する上記ＬＥＤチップユニットの二つの傾斜面４０２は、第１凹部を形成している。この面状光源装置は、ＬＥＤチップ４０５と、凹部４００、平坦部４０１および傾斜面４０２からなる一ユニットの樹脂部とを有するＬＥＤチップユニットを、基板上に、格子状に配列してなる部分を有している。尚、図１７に示す面状光源装置の上面図では、ＬＥＤチップ近傍の周囲を覆う蛍光体層は、図示を省略している。この蛍光体層は、半球状の形状をしている。

図１８は、本発明の他の実施形態の面状光源装置を示す図である。

尚、図１８において、ＡＡ’線断面図や、ＢＢ’線断面図や、ＣＣ’線断面図は、図５Ｂに示す線状光源装置の長手方向の断面図と同一の断面図になっている。

この面状光源装置は、複数のＬＥＤチップユニットを、平坦な基板上に２次元平面状に配置して２次元化してなっている。

図１８に示すように、この面状光源装置は、複数のＬＥＤチップユニットを、蜂巣状に隙間無く２次元配置している。

詳しくは、上記各ＬＥＤチップユニットは、平坦な基板上に正６角形の中心に配置されている。

各ＬＥＤチップユニットは、ＬＥＤチップ６０５を封止樹脂で封止してなっている。上記各ＬＥＤチップユニットは、発光素子ユニットを構成している。図１８に示すように、上記各ＬＥＤチップ６０５を封止する封止樹脂の基板とは逆側の表面において、各ＬＥＤチップ６０５に基板の法線方向に重なる位置には、第２凹部としての逆円錐状の凹部６００が形成されている（尚、逆円錐状の凹部６００の替わりに逆六角錐形状の凹部を形成しても良い）。

また、上記各封止樹脂の上記表面は、上記凹部６００の周辺に、周縁が正六角形状の平坦部６０１を有している。また、上記各封止樹脂の上記表面は、各平坦部６０１の周囲に、図１８に示す上面において、周縁が正六角形状の傾斜面６０２を有している。上記各封止樹脂を合わせてなる樹脂部は、凹部６００、平坦部６０１および傾斜面６０２からなる各ユニットの樹脂部を、隣接するユニットの樹脂部の傾斜面６０２の縁を構成する直線が、正確に一致するように配置してなっている。

この面状光源装置は、ＬＥＤチップ６０５と、凹部６００、平坦部６０１および傾斜面６０２からなる一ユニットの樹脂部とを有するＬＥＤチップユニットを、基板上に、隣接するユニットの樹脂部の傾斜面６０２の縁を構成する直線が、正確に一致するように配置してなる部分を有している。このようにして、複数のＬＥＤチップユニットを、蜂巣状に隙間無く２次元配置している。

互いに隣接する複数の上記ＬＥＤチップユニットの中心を通ると共に、基板の表面に垂直な仮想切断平面において、上記隣接するＬＥＤチップユニットの樹脂部の互いに隣接する端部は、第１凹部を形成している。すなわち、隣接する上記ＬＥＤチップユニットの二つの傾斜面６０２は、第１凹部を形成している。

尚、図１８に示す面状光源装置の上面図では、ＬＥＤチップ近傍の周囲を覆う蛍光体層は、図示を省略している。この蛍光体層は、半球状の形状をしている。

尚、図１７および図１８に示す実施形態では、上記複数のＬＥＤチップユニットの樹脂部は、一体に連なっていたが、この発明の面状光源装置では、隣接する発光素子ユニットの間に、樹脂が存在しない領域があっても良い。すなわち、本発明の面状光源装置の第１凹部の表面の一部（底面）が、基板の表面で構成されていても良い。

尚、図１７において正方形に描かれている部分が、円形である面状光源装置や、図１８において正六角形に描かれている部分が、円形である面状光源装置を構成しても良いが、この場合、一ユニット間の間隔が、広くなったり、狭くなったり、封止樹脂のない切れ目が発生したりする。

そのため、ユニット間の部分で光が十分に広がらずにユニット単位で発光が強調されてしまうので、この場合、ユニット間領域の封止樹脂の傾斜面の角度を緩くし、封止樹脂表面を粗面化し、光を散乱させて上面側に光を取り出すようにすると良い。また、封止樹脂のない切れ目がある場合には、切れ目の部分で基板表面を粗面にしたり、凹凸の大きな金属膜を形成して、光を散乱させて上面側に光を取り出すようにしても良い。また、ユニット周囲の傾斜面を粗面化し、光を散乱させて光を取り出すような構成にしても良い。このようにすると、面状に発光輝度が均一化した面状光源を構築できる。

尚、上記記載の面状光源装置においては、図示を省略しているが、基板表面に、ＬＥＤチップの電極を外部に取り出すための電極パターンが形成されている。この電極パターンは、面状光源装置の外部電極との接続電極であり、アノード側、カソード側それぞれに集約されて電気的に接続されている。上記接続電極は、基板表面の封止樹脂が形成されていない周囲に設けられていても良いし、基板を貫通する導電層を通じて基板裏面に設けられていても良い。また、基板表面に、光反射性の金属層を設けても良い。

尚、上述の面状光源装置を、液晶パネルの直下に配して、液晶ディスプレイを構築すると好ましい。また、上述の面状光源装置を、表面に透明なカバーを有するケース内に収納して照明機器としても良い。

尚、上記実施形態の面状光源装置では、図１７において、ＡＡ’線断面図や、ＢＢ’線断面図が、図５Ｂに示す線状光源装置の長手方向の断面図と同一の断面図になっていたが、この発明の面状光源装置は、図１７において、ＡＡ’線断面図や、ＢＢ’線断面図が、図１Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂまたは図９Ｂであるような面状光源装置であっても良い。

また、この発明の面状光源装置は、図１８において、ＡＡ’線断面図や、ＢＢ’線断面図や、ＣＣ’線断面図が、図１Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂまたは図９Ｂであるような面状光源装置であっても良い。

本発明の面状光源装置は、基板上に、発光素子と、その発光素子を覆うように配置された樹脂部とを有する複数の発光素子ユニットを、２次元に配置し、隣接している上記発光素子の間の間隔は、略全て同一であり、上記基板の法線方向と、隣接する上記発光素子の二つの中心を結ぶ線分とを含む平面における断面が、本発明の線状光源装置において、その線状光源装置の基板の法線方向と、その線状光源装置において隣接する発光素子の二つの中心を結ぶ線分とを含む平面における断面に一致する構成を有していれば良い。

本発明の第１実施形態の線状光源装置の斜視図である。 第１実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。 発光素子を通過するプリント基板の幅方向の断面図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 第１実施形態の線状光源装置の製造方法を説明する図である。 本発明の線状光源装置をもちいて作製した本発明の面発光装置の斜視図である。 発光素子の実装部分を、導光板とプリント基板の取り付け構造と共に示す縦断面図である。 第２実施形態の線状光源装置の斜視図である。 第２実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。 発光素子を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。 第３実施形態の線状光源装置の斜視図である。 第３実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。 発光素子を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。 本発明の第４実施形態の線状光源装置の斜視図である。 第４実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。 発光素子を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。 本発明の第５実施形態の線状光源装置の斜視図である。 第５実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。 発光素子を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。 本発明の第６実施形態の線状光源装置の斜視図である。 第６実施形態の線状光源装置の長手方向の断面図である。 発光素子を通過する基板の幅方向の断面図であり、反射シートが設けられた側の断面図である。 使用したＬＥＤチップ、および、チップからの光の出射方向を示す図である。 第６実施形態の変形例のＬＥＤチップ、および、チップからの光の出射方向を示す図である。 蛍光部を有する本発明の線状光源装置を示す模式図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 従来の課題を説明する図である。 第１凹部を有する装置において、第１凹部周辺から外部に放出されない光を示す図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 従来の課題を説明する図である。 従来の課題を説明する図である。 従来の課題を説明する図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 本発明の作用効果を説明する図である。 従来の線状光源装置の長手方向の光度分布を示す図である。 本発明の線状光源装置の長手方向の光度分布を示す図である。 本発明の線状光源装置の長手方向の光度分布を示す図である。 本発明の線状光源装置の長手方向の光度分布を示す図である。 本発明の一実施形態の面状光源装置を示す図である。 本発明の他の実施形態の面状光源装置を示す図である。 従来の線状光源装置の斜視図である。 上記従来の線状光源装置の長手方向の断面図である。 上記従来の線状光源装置の幅方向の断面図である。 上記従来の線状光源装置の製造方法の手順を示す図である。 上記従来の線状光源装置の製造方法の手順を示す図である。 上記従来の線状光源装置の製造方法の手順を示す図である。 上記従来の線状光源装置の製造方法の手順を示す図である。 上記従来の線状光源装置の製造方法の手順を示す図である。 上記従来の線状光源装置の製造方法の手順を示す図である。 上記従来の線状光源装置を有する面発光装置の斜視図である 図２１に示す面発光装置における、線状光源装置の幅方向の断面図である。 従来の他の線状光源装置の斜視図である。 図２３Ａに示す線状光源装置の長手方向の断面図である。 従来の他の線状光源装置の幅方向の断面図である。

１ 下反射シート
２ 導光板
３ 光源部
４ プリント基板
５ 発光素子
６ 樹脂封止層
９ ワイヤ
１０ 樹脂封止層
１１ 上面反射シート
１４ 第１凹部
１６ 第２凹部
３１８ 突起
２６ 樹脂層
２８ 成型用金型
３０ 成型樹脂注入用空間
４０ プリント板材

Claims (14)

1. 長手方向に延在すると共に、表面を有する基板と、
   上記基板の表面に上記長手方向に互いに間隔をおいて配置された複数の発光素子と、
   上記複数の発光素子を覆うように配置された樹脂部と
   を備え、
   上記基板の表面の法線方向において、上記樹脂部の上記基板側とは反対側の表面は、上記長手方向において、上記長手方向に隣接する上記発光素子の間に第１凹部を有し、
   上記樹脂部の上記表面は、上記各発光素子に上記法線方向に重なる部分に第２凹部を有し、
   上記基板の上記表面は、光を反射する性質を有し、
   長手方向の断面において、上記第１凹部は、上記第１凹部の傾斜の基板法線に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有し、
   上記断面において、上記第２凹部は、上記第２凹部の傾斜の上記基板の上記表面に平行な方向に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有していることを特徴とする線状光源装置。
2. 請求項１に記載の線状光源装置において、
   上記長手方向において、上記各発光素子の中心から、その発光素子とその発光素子に隣接する上記発光素子との中間までの範囲において、上記樹脂部は、上記基板の上記表面から上記第１凹部までの上記法線方向の距離が上記長手方向において上記各発光素子から離れるにしたがって減少している部分を有していることを特徴とする線状光源装置。
3. 請求項１または２に記載の線状光源装置において、
   上記第１凹部は、上記長手方向に進行する光を全反射させる部分を有していることを特徴とする線状光源装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の線状光源装置において、
   上記第２凹部は、上記基板の上記法線方向に進行する光を全反射させる部分を有していることを特徴とする線状光源装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の線状光源装置において、
   上記第１凹部は、複数の突起を有するか、または、上記第１凹部は、上記樹脂部の上記表面における上記各発光素子に上記法線方向に重なる部分の表面粗さよりも大きい表面粗さを有する粗面部を有することを特徴とする線状光源装置。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の線状光源装置において、
   上記樹脂部は、蛍光体物質を含む材料からなる蛍光体物質含有部を有していることを特徴とする線状光源装置。
7. 請求項６に記載の線状光源装置において、
   上記蛍光体物質含有部は、上記各発光素子を取り囲むように配置され、
   上記蛍光体物質含有部は、上記樹脂部の上記表面に対して間隔をおいて位置していることを特徴とする線状光源装置。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の線状光源装置において、
   上記法線方向において、上記樹脂部の上記基板側とは反対側に、蛍光体からなるか、または、蛍光体を含む材料からなる蛍光体部を備えることを特徴とする線状光源装置。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の線状光源装置において、
   上記長手方向の断面において、上記発光素子の上記法線方向の光出射側の端部は、略台形の形状を有し、上記発光素子の上記端部の上記長手方向の側面の法線方向は、上記基板の表面の上記法線方向に対して傾斜していることを特徴とする線状光源装置。
10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の線状光源装置を備えることを特徴とする面発光装置。
11. 請求項１０に記載の面発光装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
12. 基板と、
    上記基板の表面上に予め定められた２次元パターンで隙間無く配置された複数の発光素子ユニットと
    を備え、
    上記複数の発光素子ユニットの各々は、
    発光素子と、
    その発光素子を覆う樹脂部と
    を有し、
    互いに隣接する上記複数の発光素子ユニットの中心を通ると共に、上記基板の表面に垂直な仮想切断平面において、上記隣接する上記発光素子ユニットの上記樹脂部の互いに隣接する端部は、第１凹部を形成し、
    上記複数の発光素子ユニットの上記樹脂部は、一体に連なっており、
    上記複数の発光素子ユニットの上記樹脂部は、上記複数の発光素子ユニットの各々の上記発光素子に上記基板の法線方向に重なる部分に第２凹部を有し、
    上記基板の上記表面は、光を反射する性質を有し、
    長手方向の断面において、上記第１凹部は、上記第１凹部の傾斜の基板法線に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有し、
    上記断面において、上記第２凹部は、上記第２凹部の傾斜の上記基板の上記表面に平行な方向に対する傾斜角が、全反射の臨界角以上である部分を有していることを特徴とする面状光源装置。
13. 請求項１２に記載の面状光源装置において、
    上記２次元パターンは、格子状パターンであることを特徴とする面状光源装置。
14. 請求項１３に記載の面状光源装置において、
    上記樹脂部は、蛍光体物質を含む材料からなる蛍光体物質含有部を有し、
    上記蛍光体物質含有部は、上記各発光素子を取り囲むように配置され、
    上記蛍光体物質含有部は、上記樹脂部の上記表面に対して間隔をおいて位置していることを特徴とする面状光源装置。

Images