TW201001026A - Light emitting apparatus, planar light emitting apparatus and display apparatus - Google Patents

Description

201001026 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關具備從入射面向出射面導光的導光部之發 光裝置、面發光裝置及顯示裝置。 【先前技術】 為了照明液晶顯示面板等，使用了沿著導光板側面把發 光裝置配置成行列狀之背照光。並且，如果在從背面照射

液晶電視等大型顯示面時，將複數發光裝置矩陣狀配置在 大型配線基板之背照光一向為人所知。 作為在大型背照光所使用的發光裝置，組合作為點光源 (point light source)的發光元件和光束控制部件（導光部件） 的發光裝_置為人所知（譬如參照專利文獻1)〇導光部件譬如 平面狀係為四角是圓形之大略四角形、以發光元件的發光 中心為中心形成有半球狀的凹洞。並1，外表面一側形成 有在光出射面中央形成為朝下凸出的光滑曲面狀之第1光 出射面…包圍第!光出射面周圍地被連續形成的朝上 凸出光滑的曲面狀之第2光出射面來作為光控制出射面。 將這樣的發光裝置配置成矩陳灿 风矩阵狀的面光源裝置，其各自 的發光裝置，能夠將來自發光亓杜 π件的先向者所要的照射範 圍内來平滑擴散，因此能夠獲得 _ 段仔均—壳度之照明光。

[專利文獻1]日本國特開2007_22741〇號公報 【發明内容】 U

[解決課題] 然而，向來之發光裝置具有如 卜之問題。向來的發光裝 14I187.doc 201001026 置係為光束控制部件具有四角圓形的大略四角狀且為在令 心形成半球狀的凹洞，因此光朝全方向均等擴散。因此， 各發光裝置等間隔地配置為等方格狀時，將能夠獲得均一 亮度的照明光。另-方面，即使在橫寬顯示面之情況，譬 如若是寬螢幕的液晶電視等顯示面的縱橫比為i 6:9之情況 時，經由將發光裝置的橫向數目與縱向數目比為16:9將能 夠使發光裝置配置為等方格狀。但是，由於發光裝置的個 數係由發光裝置的光束量或成本來決定，因此使得橫向數 目與縱向數目比為16:9有時是困難的。此—情況時，將成 為把發光裝置配置成橫向間隔與縱向間隔相異的長方格 狀。將向來的發光裝置配置成長方格狀時，將可能在短轴 方向發光裝置彼此的照光重疊亮度變得過高、或是在長軸 方向發光裝置的照光不足亮度蠻低， 的顯示面。 @無法獲得均-亮度 本發明之目的在於：不僅配置為等方格狀時、即使配置 圍狀時，也能夠實現作為全體能夠平均照光所要範 圍之叙光裝置、面發光裝置及顯示裝置。 [解決手段] 二了達成上述㈣，本發明之發光農置結構為： 成在出射面的凹部和相對的兩個平面部。 ν 具體地，例示的發光裝置具有發光元件 之透鏡部，透鏡部具有來自發光元件的 凡牛 面、從入射面入射的光出射之出射面 斤入射之入射 射面的方向上延伸之光軸、形成在包含、入射面和出 05射面中的光軸的 141187.d, 201001026 區域之凹部、以及各自形成在夾隔光轴相對的位置的兩個 平面部，出射面為形成在兩個平面部之間的上凸曲面，光 軸與發光元件的基準光軸一致。 [發明效果] 若是根據本發明之發光裝置、面發光裝置及顯示裝置， 不僅是配置為等方格狀之情況、即使配置為長方格狀之情

况’也此夠實現整體上平均照光所要範圍之發光裝置、面 發光裝置及顯示裝置。 【實施方式] 不、’光裝置具備發光元件和覆蓋發光元件的透鏡 透鏡部具有：來自發光元件的光所入射之入射面、從 =面入射的光出射之出射面、在貫通入射面和出射面的 凹二上：：：光軸、在出射面的包含光軸的區域所形成之 :出=隔著光抽相對的位置各自形成之兩個平面 :出射面為在兩個平面部之間所形成 與發光元件的基準光H 面先軸 J 丁的《光裝置在包含大體為半球狀的半球透鏡即 光面的光軸之區域具有凹部，發光元件的基準 的發光元準:此，根據從光入射面所人射 亮度之照明光。並且二變亮’而能夠獲得平均 射面隔著_對的位==部，該平面部係將在出 出射面的光一起出:Τ的方向傾斜折射，與直接朝向 (出射。因此，形成有平面部的-側之亮度 141187.doc 201001026 變高，能夠獲得以基準光軸為中心向著形成有平面部的一 側大為擴散的光強分佈。因此，即使在配置為長方格狀之 情況，只要使得在長軸方向上鄰接的發光裝置的平面部互 相相對地加以配置’將能夠整體上向所要範圍平均照光。 在此-情況中，只要使得如下即可：通過光軸連結兩個 平面部的第1假想面之配光曲線以及與第丨假想面垂直的第 2假想面之配光曲線在特定的角度方向中具有極大值在 第1假想面的配光曲線之極大值大於在第2假想面的配光曲 線之極大值。 在例示的發光裝置中，可以使得兩個平面部互相平行且 對光軸為平行的面而兩個平面部與光軸的距離互相相等， 也可以使得對光軸傾斜而兩個平面部和光㈣成的角互相 相等。 在例示的發光裝置中，凹部可以為半球狀、圓錐狀或是 在開口面其直徑大於底面直徑之圓錐台狀。 例示的面發光裝置中，將例示的發光裝置複數配置為格 子狀，複數的發光褒置，在第】方向上讓平面部互相相對 地來配置，在與第}方向交又的第2方向上以窄於在第】方 向的間隔之間隔來配置。 例示的顯示裝置具有例示之面發光裝置、和將來自面發 光裝置的光因應視頻信號加以空間調變來顯示影像之影像 顯示部。藉由具有接收面發光裝置的光而使透射率部分地 變化之影像顯示部’將能夠因應影像來調整亮度或是抑制 亮度不均勻。在此-情況中，使得影像顯示部為透射型液 141187.doc 201001026 晶面板即可。如此一來’經由來自面發光袈置的均一照 光，將能夠視訊沒有亮度不勻之影像。 … (一實施方式） 參照附圖說明本發明之一實施方式。圖i係示出一實施 方式的面發光裝置之剖面結構。如圖!所示，示裝置具 有：影像顯示部D、配置於影像顯示部⑽背面之調光部 件20、以及與調光部件2〇距離規定間隔配置之面發光裝置 30。影像顯示部D，使其為透射型液晶面板等即可。 本實施方式之顯示裝置係根據影像顯示部D因應視頻信 號將來自面發光裝置30的光加以空間調變來顯示影像。^ 且，也可以在影像顯示部〇使用半透射型液晶面板等來因 應使用場所來區分來自面發光裝置3〇的光和來自外部的 光。也可以將面發光裝置30單純地置換為螢光燈等照明作 為背照光來使用。 調光部件20具有：擴散板21、擴散薄膜22、第【調光薄 膜23、和第2調光薄膜24。擴散板21係為了擴散面發光裝 置30的光而在表面形成為粗糙面之毛玻璃狀樹脂製板材。 擴散板21，只要以聚碳酸脂（pc)樹脂、聚酯（ps)樹脂或聚 烯烴（COP)樹脂等加以形成即可。擴散薄膜22，係用來更 進一步擴散被擴散到擴散板21的光而設置的樹脂製薄膜。 擴散薄膜22，只要根據聚酯等加以形成即可。第1調先薄 膜23具有在聚酯樹脂表面形成有由丙烯樹脂構成的三角條 (線狀三角凸部）的稜鏡面。此一棱鏡面從剖面來看形成為 鋸齒狀。第1調光薄膜23，將擴散板21及擴散薄膜22所擴 14U87.doc 201001026 、骑：〜像1貝不部D的方向聚光（condense)。帛2調光薄 、」弟1凋光薄膜23未能完全聚光的光加以聚光。並 \第2調光薄膜24，經由使$波反射到面發光裝置 :側來增加透過影像顯示部D的P波。經由此，累計光量 增加而能夠驾：,, ^ "…宂度上升。如此地經由第1調光薄膜23及 弟2凋光薄膜24能夠抑制亮度之不均勻。 面發光裝置3G具有裝載基板31和發光裝置32。裝載基板 31為印刷線路板’係在環氧系樹料大型絕緣性基板形成 有用來向發光裝置32供給電源的配線圖案。 其次，參照附圖說明發光裝置32之結構。圖2示出發光 裝置32之概略形狀。圖3⑷〜⑷分別示出發光裝置32之平 面結構，不出在服_1111?線的剖面結構及在腺— me線的剖 面結構。#光裝置32具有：發光元件11〇、保持發光元件 110之印刷線路板12〇、以及覆蓋發光元件之導光部件 130。發光元件110係為藍色發光二極管，係依序形成n型 半導體層、發光層和ρ型半導體層、經由對於在將發光層 和Ρ型半導體層以h型半導體層的—部分加錢刻而露出 的η型半導體層上來形成的n側電極、以及連接到p型半導 體層上的ρ側電極施加電壓來作為點光源發揮機能。 如圖4所示，發光元件η〇與在印刷線路板12〇所形成的 配線圖形123連接。印刷線路板12〇，係在以環氧系樹脂或 陶竟所形成的絕緣基板121，在發光元件丨⑺的“則電極及ρ 側電極隔著凸塊125形成供給電源的配線圖形123。配線圖 形123經由通孔電極127導通連接外部端子129。 141187.doc 201001026 發光70件110由螢光層112覆蓋整體。螢光層112係為含 有外形形成為長方體狀的螢光體之樹脂層。經由使得螢光 體為與來自發光元件110的藍色成為補色之黃色，能夠使 得發光裝置32為藍色和黃色混色之白色發光。作為螢光 體，使用矽酸鹽螢光體和釔鋁石榴石（YAG)系螢光體即 了 螢光層112以印刷法加以形成即可。 導光部件130用矽系樹脂形成，係用來將來自發光元件 110的光來在寬廣範圍加以配光。此一導光部件13〇 ,在搭 載有發光凡件110的印刷線路板12〇形成螢光層112之後， 以壓成型法和轉送模製法來形成即可。導光部件130具 有透鏡部132、和在透鏡部132周圍形成而具有平面正方形 的外形之鍔部134。導光部件13〇宜為鏡面。 透鏡部132為大體上半球狀之半球透鏡。使透鏡部132形 成為覆蓋發光元件11〇，將發光元件11〇配置於透鏡部132 &面中^來使知透鏡部132光軸和發光元件11〇的基準 光軸L一致。基準光軸L是在發光元件11〇上面延伸的假想 直線。透鏡部132具有兩個平面部132b，該兩個平面部 132b隔著大體半球的基準光轴L相對位置各自被切除而順 著基準光軸L。平面部132b互相平行且形成為與基準光軸l 平行。 在兩個平面部132b之間’成為由上凸曲面的透鏡部132 構成之出射面S2。在出射面82的包含基準光軸[的區域， 以基準光軸L為中心形成有類似將大體半球狀或球面的一 邰为切除而形成的凹陷狀之凹部132a ^透鏡部132的在與 141187.doc 201001026 螢光層112的界面成為來自發光元件11〇的光所入射的入射 面S 1。 其次，說明根據本實施方式的發光裝置之配光特性。圖 5(a)及（b)不出本實施方式的發光裝置之配光曲線。圖 為圖6所示的第丨假想面151之配光曲線，圖5(b)為圖6所示 第2假想面152之配光曲線。第丨假想面151為在通過基準光 軸L且連結兩個平面部1321)的乂方向上擴散的面。第2假想 面152為在與第！假想面垂直的丫方向上擴散的面。在測量 配光特性所使用的發光裝置之透鏡部132係將直徑3 6 的大略半球狀的半球透鏡之兩端部各自切除〇 ι爪出或〇 2 mm而形成平面部132b。 如圖5(a)所示，在第丨假想面151的配光曲線’在從基準 光軸L的水平觀察角在±6〇。附近相對光度成為最大值（極大 值），成為在基準光軸L中光強度被抑制的曲線。這是由於 經由在透鏡部132頂部形成的凹部132a使得基準光軸l方向 上的光擴散至周圍。因此，經由在大略圓形的透鏡部丨32 的頂部設置凹部132a，將能夠在廣泛範圍來平均照光。 若是將半球透鏡端部各切除〇·! mm*〇2 mm來形成平面 部132b時’比起使用沒有形成平面和㈣半球透鏡時的 相對光度最大值將變高，成為3·5以上。由於形成平面部 132b所造成的相對光度之上升，從發光元件丨1〇向平面部 132b入射的光，係經由向大體上形成為半球狀的出射面μ 所放射的光的方向（成為極大值方向）折射和反射而產生。 並且，平面部132b的彼此間隔較窄則使相對光度上升的效 umi.doc -10- 201001026 果將變大。 另方面’如圖5(b)所示，在第2假想面152的配光曲 線，與在第1假想面151的配光曲線同樣地，在垂直觀察角 為60附近中相對光度示出極大值，成為在基準光軸乙中 光強度被抑制的曲線。但是，與在第丨假想面的配光曲線 相異地，即使在形成有平面部132b或是在並未形成平面部 U2b的情況，相對光度的極大值大體上均相同。這是由 於.在第2假想面152中，即使形成有平面部13孔的情況或 是沒有形成之情況下都是大體上為同樣形狀。 如同上述說明，在將不具有平面部132b而光向等向性擴 散的發光裝置配置為長方格狀來形成面發光裝置時，在短 轴方向上發光裝置彼此照光重疊亮度變得過高、或是在長 軸方向上發光裝置的照光不足亮度變低無法獲得均一的照 光。另一方面，具有平面部132{3的本實施方式之發光裝 置，在與平面部132b交叉的方向（χ方向）上光的擴散範圍大 於在與平面部132b平行的方向（y方向）上的光擴散範圍。因 此，如圖7所示裝載基板31上部裝載配置複數發光裝置32 形成面發光裝置時，配置成長軸方向間隔為wi、短轴方 向間隔為W2之長方格狀，將能夠獲得整體均一的照光。 在此一情況時，只要配置為使得在長軸方向上鄰接的發光 裝置32彼此的平面部132b互相相對即可。換言之，發光裝 置32的與平面部132b交叉的方向（χ方向）和長軸一致，舆平 面部132b平行的方向（y方向）和短軸一致即可。並且，雖然 只要使得間隔W1長於間隔W2即可，但是間隔W1和間隔 141187.doc 201001026 W2之比率，因應發光裝置32之配光特性適宜地加以決定 即可。如此地，本實施方式的發光裝置32將能夠容易實現 —種面發光裝置、其適合具有橫寬顯示面的顯示裝置。 在本實施方式中，使凹部132a為類似切除大體半球狀或 球面的一部分的凹陷狀。但是，凹部132a，只要是能夠將 朝向發光元件的基準光軸上前進的光以及在其附近的光折 射為從基準光軸遠離的方向來分散即可。因此，如圖8 所不，也可以為圓錐狀。並且，也可以是：如圖8(b)所 示，在凹部1 3 2 a外周端的直徑大於底面的直徑而從上部朝 向底面直徑直線性減少之圓錐台狀都，或是也可以：如圖 8(c)所示，在凹部132a外周端直徑變化大而從上部朝向底 面直控描繪曲線地減少之形狀。 經由使凹部132a為如此形狀，凹部1323的側面將為剖面 疋直線或疋成為上凸曲線的傾斜面。由於在傾斜面沿著基 準光軸L的方向的光從基準光軸L遠離似地折射，因此，在 基準光軸L的亮度能夠調節、不僅基準光軸[變亮，而能夠 平均照光。並且，用來形成透鏡部132的金屬模具之加工 變知·容易，特別是一度形成多數的金屬模具中每模穴形狀 不一致變小。經由此’也能夠獲得如下效果：提高配置多 個發光裝置的背照光上的發光強度之勻稱度。 若是使得兩個平面部132b互相平行並且對基準光轴[平 行且在等距離的位置形成，則將能夠使得在兩個平面部不 會發生配光特性不一致而獲得一致照光。但是，兩一 定使得兩個平面部132b和基準光軸L的距離為相同。並 141187.doc 12 201001026 且，如圖9所示，平面部丨32b對基準光軸l也可以不是平行 而是傾斜。譬如，使如圖9(a)所示相對的兩個平面部13孔 的間隔朝向頂部逐漸變窄，或是如圖9〇)所示相對的兩個 平面。卩132b的間隔朝向頂部逐漸變寬即可。經由此，將倉t 夠調整在X方向的水平觀察角之相對亮度，而能夠調節配 置發光裝置之間隔或數量。 [產業上之利用可能性] 本發明之發光裝置，不僅是在配置為等方格狀時、即使 在配置為長方格狀時，能夠整體上對所要範圍均勻照光， 作為特別是具有橫寬顯示面的顯示裝置的背照光等之面發 光裝置、以及作為具有橫寬顯示面之顯示裝置等之發光裝 置極為有用。 【圖式簡單說明】 圖1係示出一實施方式之顯示裝置之剖面圖。 圖2係示出一實施方式之發光裝置之斜視圖。 圖3 (a)〜(c)係示出一實施方式之發光裝置，（〇係為平面 圖’（b)係為⑷的mb-iiib線剖面圖’（勾係為⑷的IIIcIIIc 線剖面圖。 圖4係擴大示出一實施方式的發光裝置之發光元件部之 剖面圖。 圖5(a)及（b)係示出一實施方式的發光裝置之配光特性 圖’（a)為第1假想面之配光特性’（b)為第2假想面之配光 特性。 圖6係用來說明第1假想面及第2假想面。 141187.doc •13· 201001026 圖7係不出一實施方式的面發光裝置佈置之平面圖。 圖8(a)〜(c)係對在一實施方式的發光裝置之透鏡部所妒 成的凹部之變形例剖面圖。 ^ 圖9(a)及（b)係一實施方式的發光裝置的透鏡部所形成的 平面部之變形例之剖面圖。 【主要元件符號說明】 20 調光部件 21 擴散板 22 擴散薄膜 23 第1調光薄膜 24 第2調光薄膜 30 面發光裝置 31 襄載基板 32 發光裝置 110 發光元件 112 螢光層 120 印刷線路板 121 絕緣基板 123 配線圖形 125 凸塊 127 通孔電極 129 外部端子 130 導光部件 132 透鏡部 141187.doc 201001026 132a 凹部 132b 平面部 134 鍔部 151 第1假想面 152 第2假想面 u 141187.doc -15-

Claims (1)

1. 201001026 七、申請專利範圍： 1. 一種發光裝置，其中： 該發光裳置具備發光元件和覆蓋上述發光元件之透鏡 部； 上述透鏡部具有·· 來自上述發光元件的光入射之入射面， 從上述入射面入射的光出射之出射面， 在貫通上述入射面和出射面的方向上延伸之光軸， 开乂成在上述出射面的包含上述光軸的區域之凹部， 以及 分別形成在隔著上述光軸相對的位置之兩個平面 部； 上述出射面係在上述兩個平面部之間被形成之上&曲 面； 上述光軸與上述發光元件之基準光軸一致。 2. 如請求項1之發光裝置，其中： 通過上述光軸連結上述兩個平面部的第1假想面之配 光曲線及與上述第1假想面垂直的第2假想面之配光曲 線’在特定的角度方向具有極大值， 在上述第1假想面的配光曲線之極大值大於在上述第2 假想面的配光曲線之極大值。 3. 如請求項1或2之發光裝置，其中： 上述兩個平面部係互相平行並且對上述光軸為平行的 面， 141187.doc 201001026 上述兩個平面部的各自與上述光軸的距離互相相等。 4.如請求項1或2之發光裝置，其中： 上述兩個平面部對上述光轴傾斜， 上述兩個平面部各自和上述光軸所成的角互相相等。 5 ·如請求項1之發光裝置，其中： 上述凹。卩為半球狀、圓錐狀或是在開口面的直徑大於 底面直徑之圓錐台狀。 6. —種面發光袈置，其中·· 將如請求項1之發光裝置複數配置成長方格狀， 將在長軸方向上鄰接的上述發光裝置配置為使得上述 平面部互相相對。

   一種顯示袭置 其具備： 如請求項6之 使用來自上 部。 面發光裝置，以及 述面發光裝置的光作為光 源之影像顯示 8. 如請求項7之 _ 乂絲員不裝置，其中： -Ί象 gg 一 '、項示部為將來自上述面發光裝置的光闵 頻信號空間％ w 且日j尤因應視 碉變來顯示影像。 9. 如請求項8 〜顒不裝置，其中： 上述影像gg _ A ."、負不。卩為透射型液晶面板。 141187.doc