JPH10270759A - 半導体面状光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体面状光源装置の導光板のほぼ全面にわ
たり光を均一に放射する。 【解決手段】 導光板（１１）の一方の側面（２０）の
凹部（１１ｆ）は、他方の側面（２１）の凹部（１１
ｆ）に対して互い違いにずれて配置され、導光板（１
１）の一方の側面（２０）に配置された発光体（１２
ａ、１２ｂ）の樹脂封止体（１５）の中心は、導光板
（１１）の他方の側面（２１）に対向して配置された発
光体（１２ａ、１２ｂ）の隣合う樹脂封止体（１５）の
間のプリント基板（１３）の上面に対向するので、発光
体（１２ａ、１２ｂ）の点灯時に導光板（１１）に明暗
部が発生せず、導光板（１１）の他方の主面（１１ｂ）
からほぼ全面にわたり光を均一に放射することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光素子を用
いた面状光源に関し、詳細には導体板の主面から光を均
一に照射できる面状光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に固着した発光ダイオードチップ
を透光性樹脂で封止した発光装置は公知である。例え
ば、特公昭６０−４３０４０公報に示されるように、絶
縁性ブロック体の頂面の中央部分に凹所が形成され、こ
の凹部の底面に各一方の端部が位置する２つの金属層が
形成された支持基体の前記凹所の底部に発光ダイオード
基板が接着され、発光ダイオードの電極と凹所の底部に
位置する金属層端部との間が金属細線で接続され、凹所
のみが透光性樹脂で封止した発光ダイオードが開示され
ている。また、実開平４−１１４０８０号公報には光反
射性を有する複数の第１及び第２の配線導体を絶縁性基
板の長手方向に沿って設け、第１又は第２の配線導体の
各々に発光素子を固着した後、リード細線を介して発光
素子と第２又は第１の配線導体とを接続し、凹部に充填
した光透過性樹脂体により発光素子及びリード細線を被
覆した発光表示装置が開示されている。

【０００３】また、半導体発光素子を使用した公知の面
状光源装置は、図４に示すように、アクリル樹脂又はポ
リカーボネート樹脂からなる導光板（１）と、発光体
（２）とを備えている。発光体（２）は、プリント基板
（３）と、プリント基板（３）に固着された複数の発光
ダイオードチップ（４）と、複数の発光ダイオードチッ
プ（４）の各々を被覆し且つ光透過性のエポキシ系樹脂
から成る樹脂封止体（５）とを備えている。図示を省略
するが、プリント基板（３）の裏面の長手方向の両端に
は一対のアノード電極と、カソード電極とが形成され
る。互いに一定間隔離間してプリント基板（３）から突
出する各樹脂封止体（５）は、プリント基板（３）に対
して傾斜する一対の傾斜面（５ａ、５ｂ）と、一対の傾
斜面（５ａ、５ｂ）の間に形成された平坦部（５ｃ）と
を備えた略台形に形成される。導光板（１）は、つや消
し（シボ）加工され且つ光反射性フィルム（６）が全面
に貼着された一方の主面（１ａ）と、帯状の光反射性フ
イルム（７）が周縁部に貼着され且つ鏡面仕上げされた
他方の主面（１ｂ）と、発光体（２）に対向する側面
（１ｃ）とを備えている。導光板（１）の側面（１ｃ）
には一定間隔で凹部（１ｇ）が形成され、各凹部（１
ｇ）はテーパ状の一対の傾斜面（１ｄ、１ｅ）と、一対
の傾斜面（１ｄ、１ｅ）の間に形成された平坦面（１
ｆ）とを備え、凹部（１ｇ）の一対の傾斜面（１ｄ、１
ｅ）が、樹脂封止体（５）の一対の傾斜面（５ａ、５
ｂ）が正確に嵌合するように、導光板（１）の側面（１
ｃ）は樹脂封止体（５）に対し相補的形状を有する。各
樹脂封止体（５）の上面（５ｃ）を互いに対向させて一
対の発光体（２）の各樹脂封止体（５）を対応する凹部
（１ｇ）に嵌合させた後、凹部（１ｇ）内に配置された
樹脂封止体（５）の両側面に光反射性フィルム（７）を
貼着すると、樹脂封止体（５）は、導光板（１）に固着
され導光板（１）の延長部として機能する。

【０００４】図４及び図５の面状光源装置では、発光素
子（３）から発光された光は、樹脂封止体（５）を介し
て側面（１ｃ）から導光板（１）内に導入された後、光
反射性フィルム（６）上で反射されて導光板（１）の他
方の主面（１ｂ）から外部に照射される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えばＡlＧaＩnＰ系
の半導体発光素子は、発光素子（３）の側面から放出さ
れる光量が少ないため、ＡlＧaＩnＰ系の半導体発光素
子を発光体（２）の発光素子（３）として使用すると、
発光素子（３）で発生する光の殆どは上面（５ｃ）から
照射され、発光体（２）の樹脂封止体（５）の傾斜面
（５ａ、５ｂ）から放射される光量は少ない。このた
め、対向する２つの発光体（２）の樹脂封止体（５）か
ら放射される光は主として導光板（１）の長手方向に放
射され、対向する発光部（２）から照射され光が重なる
中央部では部分的に最明となり、中央部から導光板
（１）の両端に向かって徐々に暗くなり、発光素子
（３）から照射される光が通らない隣接する発光素子
（３）の間では暗部となる。即ち、図６に示すように、
対向する発光素子（３）の中央部では最明部（Ａ）、中
央部から発光素子（３）に向かって徐々に明度が低下す
る明部（Ｂ）、隣接する発光素子（３）の間で明部Ｂの
両側部に形成される暗部（Ｃ）が形成される。このよう
に、導光板（１）に不均一な発光量の光の明暗部が生
じ、導光板（１）の全面にわたり均一に光を照射できな
い欠点があった。

【０００６】そこで、本発明は、導光板のほぼ全面にわ
たり光を均一に放射できる半導体面状光源装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体面状
光源装置は、板状の導光板（１１）と、導光板（１１）
の一対の側面（２０、２１）に取り付けられる一対の発
光体（１２ａ、１２ｂ）とを備えている。導光板（１
１）の側面（２０、２１）には、導光板（１１）の幅方
向に互いに一定距離離間して複数の凹部（１１ｆ）が間
欠的に形成される。導光板（１１）の側面（２０、２
１）の凹部（１１ｆ）の各々は、傾斜面（１１ｃ、１１
ｄ）と、隣合う傾斜面（１１ｃ、１１ｄ）の間に形成さ
れた平坦面（１１ｅ）とを有し、隣合う凹部（１１ｆ）
の間には導光板（１１）の平坦な側面（１１ｇ）が形成
される。発光体（１２ａ、１２ｂ）の各々はプリント基
板（１３）と、導光板（１１）の幅方向に互いに一定距
離離間してプリント基板（１３）上に固着された樹脂封
止体（１５）と、樹脂封止体（１５）内に埋設された発
光素子（１４）とを備えている。樹脂封止体（１５）の
各々は、傾斜面（１５ａ、１５ｂ）と、傾斜面（１５
ａ、１５ｂ）の間に形成された平坦面（１５ｃ）とを有
する。樹脂封止体（１５）の傾斜面（１５ａ、１５ｂ）
及び平坦面（１５ｃ）をそれぞれ導光板（１１）の傾斜
面（１１ｃ、１１ｄ）及び平坦面（１１ｅ）に当接させ
て、樹脂封止体（１５）を導光板（１１）の側面（２
０、２１）に配置する。導光板（１１）の一方の側面
（２０）の凹部（１１ｆ）は、他方の側面（２１）の凹
部（１１ｆ）に対して互い違いにずれて配置される。導
光板（１１）の一方の側面（２０）に配置された発光体
（１２ａ、１２ｂ）の樹脂封止体（１５）の中心は、導
光板（１１）の他方の側面（２１）に対向して配置され
た発光体（１２ａ、１２ｂ）の隣合う樹脂封止体（１
５）の間のプリント基板（１３）の上面に対向する。

【０００８】本発明による半導体面状光源装置では、導
光板（１１）の一方の側面（２０）に配置された発光体
（１２ａ）の樹脂封止体（１５）の中心は、導光板（１
１）の他方の側面（２１）に対向して配置された発光体
（１２ｂ）の隣合う樹脂封止体（１５）の間のプリント
基板（１３）の上面に対向するので、発光体（１２ａ、
１２ｂ）の点灯時に導光板（１１）に明暗部が発生せ
ず、導光板（１１）の他方の主面（１１ｂ）からほぼ全
面にわたり光を均一に放射することができる。

【０００９】本発明の実施の形態では、導光板（１１）
の一方の側面（２０）に形成された凹部（１１ｆ）及び
平坦な側面（１１ｇ）は、導光板（１１）の他方の側面
（２１）に形成された平坦な側面（１１ｇ）及び凹部
（１１ｆ）とそれぞれ対向し、一方の側面（２０）の発
光体（１２ａ）に設けられた樹脂封止体（１５）の平坦
面（１５ｃ）は、他方の側面（２１)の発光体（１２
ｂ）に設けられた樹脂封止体（１５）の平坦面（１５
ｃ）に対し互いに対向せずに互い違いとなる。導光板
（１１）の一方の側面に配置された発光体（１２ａ）の
隣合う樹脂封止体（１５）の中心は、導光板（１１）の
他方の側面（２１）に配置される発光体（１２ｂ）の樹
脂封止体（１５）の中間に位置するプリント基板（１
３）の上面に対向する。導光板（１１）の対向する側面
（２０、２１）に配置した発光体（１２ａ、１２ｂ）の
樹脂封止体（１５）は互いに対向せずに、光軸がずれて
配置される。

【００１０】発光素子（１４）は、プリント基板（１
３）の電極（１３ａ）側から順番に基板（１４ａ）と、
第１のクラッド層（１４ｂ）と、ＡＬＧａＩｎＰ層から
成る活性層（１４ｃ）と、第２のクラッド層（１４ｄ）
と、電流拡散層（１４ｅ）とを有する。基板（１４ａ）
の下面に形成されたカソード電極（１４ｆ）は一方の電
極（１３ａ）にろう付けされる。電流拡散層（１４ｅ）
の上面に形成されたアノード電極（１４ｇ）にリード細
線（１８）の一端が電気的に接続され、リード細線（１
８）の他端は他方の電極（１３ｂ）に接続される。基板
（１３）の厚みは、基板（１４ａ）の上面に形成された
グラッド層（１４ｂ、１４ｄ）、活性層（１４ｃ）、電
流拡散層（１４ｅ）の合計総層厚よりも十分に大きい。

【００１１】シボ加工（つや消し加工）された導光板
（１１）の一方の主面（１１ａ）には、光反射性フィル
ム（１６）が貼着され、他方の主面（１１ｂ）は鏡面仕
上げされ、周縁部に帯状の光反射性フィルム（１７）が
固着される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体面状光
源装置の実施の形態を図１〜図３について説明する。

【００１３】図１に示すように、本実施の形態による半
導体面状光源装置は、板状の導光板（１１）と、導光板
（１１）の対向する一対の側面（２０、２１）に配置さ
れた発光体（１２ａ、１２ｂ）とを備えている。図３に
示す半導体面状光源装置と同様に、導光板（１１）の幅
方向に互いに一定距離離間して複数の凹部（１１ｆ）が
導光板（１１）の側面（２０、２１）に間欠的に形成さ
れ、各凹部（１１ｆ）は傾斜面（１１ｃ、１１ｄ）と、
傾斜面（１１ｃ、１１ｄ）の間に形成された平坦面（１
１ｅ）とを有する。隣合う凹部（１１ｆ）の間には導光
板（１１）の平坦な側面（１１ｇ）が形成される。

【００１４】図１に示す導光板（１１）では、一方の側
面（２０）の凹部（１１ｆ）と他方の側面（２１）の凹
部（１１ｆ）とは互い違いにずれて配置される点におい
て図１に示す従来の導光板（１）と異なる。即ち、本実
施の形態の半導体面状光源装置は、導光板（１１）の一
方の側面（２０）に配置された発光体（１２ａ、１２
ｂ）の樹脂封止体（１５）の中心は、導光板（１１）の
他方の側面（２１）に対向して配置された発光体（１２
ａ、１２ｂ）の隣合う樹脂封止体（１５）の間のプリン
ト基板（１３）の上面に対向する。従って、導光板（１
１）の一方の側面（２０）に形成された凹部（１１ｆ）
及び平坦側面（１１ｇ）は、導光板（１１）の他方の側
面（２１）に形成された平坦側面（１１ｇ）及び凹部
（１１ｆ）と対向するため、一対の側面（２０、２１)
に配置された２つの発光体（１２ａ、１２ｂ）は、樹脂
封止体（１５）の平坦面（上面）（１５ｃ）が互いに対
向せずに互い違いとなる。また、導光板（１１）の一方
の側面に配置された発光体（１２ａ）の隣合う樹脂封止
体（１５）の中心は、導光板（１１）の他方の側面（２
１）に配置された発光体（１２ｂ）の樹脂封止体（１
５）の中間に位置するプリント基板（１３）の上面に対
向する。このため、導光板（１１）の対向する側面（２
０、２１）に配置した発光体（１２ａ、１２ｂ）の樹脂
封止体（１５）は互いに対向せずに、光軸がずれて配置
される。

【００１５】図３に示すように、発光体（１２ａ）は、
プリント基板（１３）と、プリント基板（１３）の上面
に固着された発光素子（１４）と、発光素子（１４）を
被覆する樹脂封止体（１５）とを有する。図示しない
が、発光体（１２ｂ）も発光体（１２ａ）と同様の構成
を有する。プリント基板（１３）の上面には、互いに電
気的に離間して複数の電極（１３ａ、１３ｂ）が形成さ
れ、一方の電極（１３ａ）の上面に発光素子（１４）が
ろう付けされる。例えば、半導体発光ダイオード素子を
構成する発光素子（１４）は、プリント基板（１３）の
電極（１３ａ）側から順番に基板（１４ａ）と、第１の
クラッド層（１４ｂ）と、例えばＡＬＧａＩｎＰ層から
成る活性層（１４ｃ）と、第２のクラッド層（１４ｄ）
と、電流拡散層（１４ｅ）とを有する。基板（１４ａ）
の下面に形成されたカソード電極（１４ｆ）は一方の電
極（１３ａ）にろう付けされ、電流拡散層（１４ｅ）の
上面に形成されたアノード電極（１４ｇ）にリード細線
（１８）の一端が電気的に接続され、リード細線（１
８）の他端は他方の電極（１３ｂ）に接続される。図３
に示す発光素子（１４）では、基板（１４ａ）の層厚は
約２５０μｍであり、グラッド層（１４ｂ、１４ｄ）、
活性層（１４ｃ）、電流拡散層（１４ｅ）の合計総層厚
は約１０μｍである。このように、基板（１３）の厚み
は、基板（１４ａ）の上面に形成されたグラッド層（１
４ｂ、１４ｄ）、活性層（１４ｃ）、電流拡散層（１４
ｅ）の合計総層厚よりも十分に大きい。図３に示す発光
素子（１４）では、活性層（１４ｃ）で生じた光の多く
は素子（１４）の上面から外部に放出され、素子（１
４）の側面からはあまり放出されない。

【００１６】シボ加工（つや消し加工）された導光板
（１１）の一方の主面（１１ａ）には、光反射性フィル
ム（１６）が貼着され、他方の主面（１１ｂ）は鏡面仕
上げされ、周縁部に帯状の光反射性フィルム（１７）が
固着される。

【００１７】樹脂封止体（１５）の傾斜面（１５ａ、１
５ｂ）及び平坦面（１５ｃ）をそれぞれ導光板（１１）
の傾斜面（１１ｃ、１１ｄ）及び平坦面（１１ｅ）に当
接させて、樹脂封止体（１５）を導光板（１１）の側面
（２０、２１）に固着される。このとき、一対の発光体
（１２ａ、１２ｂ）の樹脂封止体（１５）は導光板（１
１）の幅方向にずれて偏位し、互いに対向しない。発光
素子（１４）は各発光体（１２ａ、１２ｂ）の樹脂封止
体（１５）の中心に配置されるため、発光体（１２ａ）
の発光素子（１４）の光軸は発光体（１２ｂ）の光軸に
対し同一直線上に整列せず、導光板（１１）の幅方向に
偏位する。

【００１８】本実施例の半導体面状光源装置では、２つ
の発光体（１２ａ、１２ｂ）の光軸が横方向に偏位し、
２つの発光体（１２ａ、１２ｂ）の発光素子（１４）の
光軸が交互に互い違いとなるので、発光体（１２ａ、１
２ｂ）の点灯時に従来のように導光板（１１）に明暗部
が発生せず、導光板（１１）の他方の主面（１１ｂ）か
らほぼ全面にわたり光を均一に放射することができる。

【００１９】

【発明の効果】前記のように、本発明による半導体面状
光源装置では導光板のほぼ全面にわたり光を均一に放射
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による半導体面状光源装置の平面図

【図２】 図１の側面図

【図３】 図１の部分拡大図

【図４】 従来の半導体面状光源装置の平面図

【図５】 図４の側面図

【図６】 図４の半導体面状光源装置が点灯した状態の
平面図

【符号の説明】

１１・・導光板、 １１ａ、１１ｂ・・主面、 １１
ｃ、１１ｄ・・傾斜面、１１ｅ・・平坦面、 １１ｆ・
・凹部、 １１ｇ・・側面、 １２ａ、１２ｂ・・発光
体、 １３・・プリント基板、 １３ａ、１３ｂ・・電
極、 １４・・発光素子、 １４ａ・・基板、 １４ｂ
・・第１のクラッド層、 １４ｃ・・活性層、 １４ｄ
・・第２のクラッド層、 １４ｅ・・電流拡散層、 １
４ｆ・・カソード電極、 １５・・樹脂封止体、 １５
ａ、１５ｂ・・傾斜面、 １５ｃ・・平坦面、 １７・
・光反射性フィルム、 ２０、２１・・側面、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状の導光板（１１）と、該導光板（１
   １）の一対の側面（２０、２１）に取り付けられる一対
   の発光体（１２ａ、１２ｂ）とを備え、 前記導光板（１１）の側面（２０、２１）には、前記導
   光板（１１）の幅方向に互いに一定距離離間して複数の
   凹部（１１ｆ）が間欠的に形成され、 前記導光板（１１）の側面（２０、２１）の凹部（１１
   ｆ）の各々は、傾斜面（１１ｃ、１１ｄ）と、隣合う前
   記傾斜面（１１ｃ、１１ｄ）の間に形成された平坦面
   （１１ｅ）とを有し、隣合う前記凹部（１１ｆ）の間に
   は導光板（１１）の平坦な側面（１１ｇ）が形成され、 前記発光体（１２ａ、１２ｂ）の各々はプリント基板
   （１３）と、前記導光板（１１）の幅方向に互いに一定
   距離離間して前記プリント基板（１３）上に固着された
   複数の樹脂封止体（１５）と、該樹脂封止体（１５）の
   各々内に埋設された発光素子（１４）とを備え、 前記樹脂封止体（１５）の各々は、傾斜面（１５ａ、１
   ５ｂ）と、該傾斜面（１５ａ、１５ｂ）の間に形成され
   た平坦面（１５ｃ）とを有し、 前記樹脂封止体（１５）の傾斜面（１５ａ、１５ｂ）及
   び平坦面（１５ｃ）をそれぞれ前記導光板（１１）の傾
   斜面（１１ｃ、１１ｄ）及び平坦面（１１ｅ）に当接さ
   せて、前記導光板（１１）の側面（２０、２１）に前記
   樹脂封止体（１５）を配置した半導体面状光源装置にお
   いて、 前記導光板（１１）の一方の側面（２０）の凹部（１１
   ｆ）は、他方の側面（２１）の凹部（１１ｆ）に対して
   互い違いにずれて配置され、 前記導光板（１１）の一方の側面（２０）に配置された
   前記発光体（１２ａ）の前記樹脂封止体（１５）の中心
   は、前記導光板（１１）の他方の側面（２１）に対向し
   て配置された前記発光体（１２ｂ）の隣合う樹脂封止体
   （１５）の間の前記プリント基板（１３）の上面に対向
   することを特徴とする半導体面状光源装置。
2. 【請求項２】 前記導光板（１１）の一方の側面（２
   ０）に形成された凹部（１１ｆ）及び平坦な側面（１１
   ｇ）は、前記導光板（１１）の他方の側面（２１）に形
   成された平坦な側面（１１ｇ）及び凹部（１１ｆ）とそ
   れぞれ対向し、一方の前記側面（２０）の発光体（１２
   ａ）に設けられた前記樹脂封止体（１５）の平坦面（１
   ５ｃ）は、他方の前記側面（２１)の発光体（１２ｂ）
   に設けられた前記樹脂封止体（１５）の平坦面（１５
   ｃ）に対し互いに対向せずに互い違いとなる請求項１に
   記載の半導体面状光源装置。
3. 【請求項３】 前記導光板（１１）の一方の側面に配置
   された前記発光体（１２ａ）の隣合う前記樹脂封止体
   （１５）の中心は、前記導光板（１１）の他方の側面
   （２１）に配置される前記発光体（１２ｂ）の前記樹脂
   封止体（１５）の中間に位置する前記プリント基板（１
   ３）の上面に対向する請求項１に記載の半導体面状光源
   装置。
4. 【請求項４】 前記導光板（１１）の対向する側面（２
   ０、２１）に配置した発光体（１２ａ、１２ｂ）の前記
   樹脂封止体（１５）は互いに対向せずに、光軸がずれて
   配置される請求項１に記載の半導体面状光源装置。
5. 【請求項５】 前記発光素子（１４）は、前記プリント
   基板（１３）の電極（１３ａ）側から順番に基板（１４
   ａ）と、第１のクラッド層（１４ｂ）と、ＡＬＧａＩｎ
   Ｐ層から成る活性層（１４ｃ）と、第２のクラッド層
   （１４ｄ）と、電流拡散層（１４ｅ）とを有し、前記基
   板（１４ａ）の下面に形成されたカソード電極（１４
   ｆ）は一方の電極（１３ａ）にろう付けされ、前記電流
   拡散層（１４ｅ）の上面に形成されたアノード電極（１
   ４ｇ）にリード細線（１８）の一端が電気的に接続さ
   れ、リード細線（１８）の他端は他方の電極（１３ｂ）
   に接続され、前記基板（１３）の厚みは、前記基板（１
   ４ａ）の上面に形成された前記グラッド層（１４ｂ、１
   ４ｄ）、活性層（１４ｃ）、電流拡散層（１４ｅ）の合
   計総層厚よりも十分に大きい請求項１に記載の半導体面
   状光源装置。
6. 【請求項６】 シボ加工された前記導光板（１１）の一
   方の主面（１１ａ）に光反射性フィルム（１６）が貼着
   され、他方の主面（１１ｂ）は鏡面仕上げされ且つ周縁
   部に帯状の光反射性フィルム（１７）が固着された請求
   項１に記載の半導体面状光源装置。