JP5198324B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光板の端部に光源を配置してなるサイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、光源から出射された光の導光板への取り込み効率に優れた面状照明装置に関する。

液晶表示パネルの照明手段として、サイドライト方式の面状照明装置が、薄型化に有利であることから、携帯電話等の小型携帯情報機器の分野を中心に広く採用されている。導光板の端部に配置される光源としては、小型で環境適合性に優れたＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）が多用されている。

従来の面状照明装置の構成例を図９に示す。図９に示す面状照明装置１００は、矩形平板状の導光板１０１の一端面である入光端面１０１ａに、プリント基板１０２上に実装された複数のＬＥＤ１０３を対向配置させて構成されている。また、導光板１０１の下面（反射平面）１０１ｂには複数条のプリズム１０１ｃが形成され、下面１０１ｂの下部側にはフィルム状の反射シート１０４が配置されている。

このように面状照明装置１００を構成することにより、ＬＥＤ１０３から出射され入光端面１０１ａから導光板１０１内に入光した光は、全反射を繰り返しながら導光板１０１内を前方（入光端面１０１ａが、その対向する端面１０１ｄを向く方向）に伝搬する。そして、プリズム１０１ｃによって光路が変更された光が、導光板１０１の上面（出射平面）１０１ｅの全面から出射することにより、面状の光となって被照明体（液晶表示パネル）を照明する。なお、反射シート１０４を導光板１０１の下面１０１ｂ側に配置することにより、導光板１０１の下面１０１ｂから漏れた光を導光板１０１内に戻し、照明光として有効活用させることができる。

ところで、サイドライト方式の面状照明装置には、プリント基板の実装面に対して平行に光を出射することが可能な、いわゆるサイドビュー型のＬＥＤが主に適用されてきている。サイドビュー型のＬＥＤとして、例えば、発光素子チップとしてのＬＥＤチップがボンディングされた基板上に、モールド樹脂とともにＬＥＤチップを収める貫通孔が形成されたランプハウスを設けてなるものが知られている。貫通孔の内面には、開口面（ＬＥＤの出射面）に向かって開口径が大きくなるように傾斜を付けられている。傾斜を付けることにより、ＬＥＤチップから貫通孔の内面に向かって出射した光を、この内面で反射させて開口側に導くことができる。この結果、ＬＥＤチップから出射された光の多くを開口面から取り出すことができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２１７４５９号公報

しかしながら、特許文献１が開示するＬＥＤには、以下に示す問題がある。すなわち、ランプハウスは、成形性の観点から、シリカや酸化チタンなどの粒子状のセラミック（無機材料）が分散された、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂（いわゆる白色樹脂）を用いて形成されている。このため、貫通孔の内面に入射した光は、無機材料により散乱されながら反射する。この結果、内面の傾斜角度を調整しても、内面で反射した光のうち幾分かの光は、開口面に入射する入射角度が臨界角よりも大きくなる。臨界角よりも大きい入射角度で開口面に入射した光は、開口面で反射されて再度貫通孔の内面に入射し、再び散乱されながら反射する。このような散乱をともなう反射を繰り返すことにより、反射にともなう光の吸収損失が大きくなり、ＬＥＤから導光板に入光する光の量が減少していた。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子チップから出射された光を効率的に導光板に導くことにより、輝度に優れたサイドライト方式の面状照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る面状照明装置の特徴は、実装基板上に実装された発光素子チップ、および同発光素子チップを覆う封止部からなる発光素子と、前記発光素子を配置する側の端面である入光端面、および前記発光素子が出射した光を面状に出射する平面を有する導光板と、前記発光素子の近傍に配置されるリフレクタと、を備え、前記導光板の前記入光端面側には、前記発光素子の前記封止部を配置する収納凹部が形成され、前記実装基板は、前記封止部が前記収納凹部に配置された状態で、前記導光板の一方の平面に重ねて配置され、前記リフレクタは、前記封止部の後方に配置される第１反射部と、前記封止部の前記実装基板が配置される側とは反対側に配置される第２反射部と、を含み、前記第１反射部は、前記発光素子の中央部（平面視して略中心線上の位置）から前記入光端面の長手方向に沿って遠ざかるにしたがって後方に向かうように傾斜する一対の第１反射面を有することにある。なお、本発明のおける「前方」とは、入光端面がその対向する端面を向く方向であり、「側方」とは、前方方向と直交し入光端面の長手方向に沿う方向である。

本発明においては、発光素子チップを覆う封止部を導光板に形成した収納凹部に配置したことから、封止部の前方側を向く側面のみではなく、それ以外の側面の少なくとも一部の側面（側方側の側面）を、収納凹部の側面と直接対向（対面）させることができる。これにより、従来技術のようにランプハウスを使用する場合に比べて、導光板に直接導入される光の量が多くなる。この結果、反射にともなう吸収損失を低減することができる。

また、発光素子チップが実装された実装基板を、導光板の一方の平面（出射平面または反射平面）に重ねて配置させるとともに、発光素子の封止部の後方に第１反射部を配置し、封止部の実装基板が配置される側とは反対側に第２反射部を配置させている。このため、封止部から出射した光のうち、導光板の前方または側方に直接導かれなかった光（封止部の後方または封止部の実装基板が配置される側とは反対方向に進行した光、以下では「漏れ光」ともいう）を、第１および第２反射部で反射させることにより導光板の前方または側方に導くことができる。

また、第１反射部は、発光素子の中央部から入光端面の長手方向に沿って遠ざかるにしたがって後方に向かうように傾斜する一対の第１反射面を有している。これにより、発光素子から後方に出射した光を、発光素子の中心を通る中心線に対する角度の正負（右回りと左回り）に応じて所定の方向に反射させ、導光板の前方または側方に効率的に（反射回数を少なくして）導くことができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記収納凹部が、前記導光板の前記入光端面から前方に向かって切り欠いて形成された切り欠き部であり、前記切り欠き部に、前記封止部とともに、前記第１反射部および前記第２反射部が配置されている。

このように、導光板の入光端面に形成された切り欠き部に、発光素子の封止部とともに、第１反射部および第２反射部を配置させることにより、第１反射部および第２反射部により反射させた光の多くを、収納凹部の側面から導光板内に効率的に入光させることができる。

また、本発明の他の好ましい実施の形態においては、前記収納凹部が、前記導光板の厚み方向に貫通する貫通孔であり、前記一対の第１反射面が、前記導光板の前記入光端面から構成されている。

このように、第１反射部を構成する一対の反射面を、収納凹部の後方に位置する導光板の入光端面により形成することによって、光を全反射により反射させることができることから、反射の際の吸収損失を抑制することができる。

この場合、前記入光端面からなる前記第１反射面の各々が、前記発光素子からの光を全反射させるように平面視して放物線状に形成されているのが好ましい。また、前記導光板は、前記貫通孔の前方よりも前記貫通孔の後方の方が薄く形成されているのが好ましい。貫通孔の前方よりも後方の導光板の厚みを薄くする構成とすることにより、第１反射部の取り付けが容易になる。

また、本発明においては、前記第２反射部は、後方から前方に向かうにしたがって前記実装基板から離れるように傾斜した第２反射面を有することが好ましい。これにより、第２反射面に入射した光を収納凹部の側面から効率的に導光板内に入光させることができる。

以上説明したように本発明においては、発光素子から出射された光を効率的に導光板の前方に導くことができることから、輝度に優れた面状照明装置を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。 図１の２−２線に沿う断面図である。 図１の３−３線に沿う断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るリフレクタの変形例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る導光板の変形例の要部を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る導光板の要部を示す平面図である。 図６の８−８線に沿う断面図である。 従来の面状照明装置の全体構成を示す斜視図である。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る面状照明装置１０を図面を参照して説明する。図１は、面状照明装置１０の要部を拡大して示す分解斜視図である。また、図２は、面状照明装置１０の要部縦断面図であり、図３は、面状照明装置１０の要部横断面図である。なお、面状照明装置１０の特徴部分は光源（発光素子）およびその周辺部であり、装置全体の概略構成は従来技術と同様である。そこで、面状照明装置１０の全体構成の説明には、図９を適宜参照する。

面状照明装置１０は、図１に示すように、発光素子としてのＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１が出射した光を面状に出射させるための導光板２１と、ＬＥＤ１１の近傍に配置され、ＬＥＤ１１が出射した光のうち導光板２１の前方または側方に向かって導光板２１内に直接入光しなかった光（漏れ光）を導光板２１の前方または側方に向けて反射させるリフレクタ（反射手段）３１と、を備えている。

ＬＥＤ１１は、矩形平板状をした実装基板としてのリードフレーム１２と、リードフレーム１２の略中央部に実装されたＬＥＤチップ１３（ダイスとも呼ばれている）と、ＬＥＤチップ１３を覆う封止部１４と、から構成されている。

リードフレーム１２は、熱伝導性および光反射性に優れ、ワイヤボンディングが可能な金属材料（本実施形態では、銀メッキされた銅板）で形成されている。なお、図１では、リードフレーム１２を便宜的に一体の平板として示しているが、実際には２枚の平板を僅かに隙間を空けて同一平面状に配置し、同２枚の平板を絶縁材料を用いて接合することにより構成されている。これにより、リードフレーム１２を、一対の電極として機能させている。

また、リードフレーム１２は、ＬＥＤチップ１３が実装される平面が封止部１４のリードフレーム１２に実装される面よりも広く形成されている。これにより、リードフレーム１２を、ＬＥＤチップ１３から発生する熱の放熱部材、およびＬＥＤチップ１３が出射する光の反射部材としても機能させている。

ＬＥＤチップ１３は、本実施形態では、青色光（４１０ｎｍから４８０ｎｍ）を発光する小片の青色ＬＥＤチップであり、リードフレーム１２の一方の平面（図１では図示下面側）に接着剤を用いて固定されている。また、ＬＥＤチップ１３は、リードフレーム１２に固定される面と対向する面に、図示しない一対の電極が形成されており、図示しないボンディングワイヤによってリードフレーム１２に電気的に接続されている。

封止部１４は、透光性材料（本実施形態では、シリコーン樹脂）を用いて形成され、この透光性材料には、ＬＥＤチップ１３が発光する青色光を受けて黄色成分の光を発光する黄色蛍光体が分散されている。すなわち、ＬＥＤチップ１３が発光する青色光と、黄色蛍光体が発光する黄色光とを混色させることによって所定の白色光が得られるように、封止部１４が形成されている。

封止部１４は、直方体状に形成され、ＬＥＤチップ１３のリードフレーム１２に固定される面を除く外形面を覆っている。封止部１４は、導光板２１に組み付けられた状態において前方を向く面である出射前方面１４ａと、出射前方面１４ａに直交する一対の側面である出射側方面１４ｂと、出射前方面１４ａと対向する出射後方面１４ｃと、リードフレーム１２に固定される面と対向する面である出射頂面１４ｄと、から外形面が構成されている。封止部１４の厚さ（リードフレーム１２と出射頂面１４ｄ間の距離）は、図２に示すように、導光板２１の厚さ（反射平面２３と出射平面２４間の距離）より薄く（図示の例では略半分に）形成されている。

次に、導光板２１の構成について説明する。導光板２１は、透明材料（本実施形態では、ポリカーボネート樹脂）を用いて矩形平板状に形成されている（図９参照）。導光板２１は、ＬＥＤ１１を配置する側の端面である入光端面２２と、入光端面２２と略直交する一方の平面である反射平面２３と、反射側平面２３と対向する平面である出射平面２４と、ＬＥＤ１１（封止部１４）を配置する収納凹部としての切り欠き部２５と、を有している。

反射平面２３には、複数のドットからなる光路変更パターンが形成され、図示していない反射シートが重ねて配置されている（図９参照）。なお、光路変更パターンは、従来技術で説明した多条のプリズムからなるものであってもよい。

一方、出射平面２４には、図２に示すように、リードフレーム１２が、そのＬＥＤチップ１３が固定される面が対向し、かつ、切り欠き部２５の全体を覆うように重ねて配置されている。また、本実施形態においては、出射平面２４のリードフレーム１２で覆われていない部分に、図示していない拡散シートやプリズムシートなどからなるシート類が重ねて配置されている。

切り欠き部２５は、図３に示すように、入光端面２２側から前方に向かって部分的に切り欠いて形成され、その平面視形状は、本実施形態においては矩形である。切り欠き部２５の、入光端面２２の長手方向（図示上下方向）に沿う寸法Ｗ１は、ＬＥＤ１１の封止部１４の長手方向の寸法（一対の出射側方面１４ｂ間の距離）と略同一かそれよりも一回り大きい寸法である。また、切り欠き部２５の前後方向（図示左右方向）の寸法Ｗ２は、ＬＥＤ１１の封止部１４の短手方向の寸法（出射前方面１４ａと出射後方面１４ｃ間の距離）よりも大きい寸法（図示の例では、略２倍）である。

また、切り欠き部２５の側面は、前方側の側面である前方側面２５ａ、および前方側面２５ａと直交する一対の側方側面２５ｂから構成されている。

このように構成された切り欠き部２５の前方寄りに、ＬＥＤ１１の封止部１４が配置される。このとき、前述のように、導光板２１の出射平面２４側にリードフレーム１２が重ねて配置されることから、図２に示すように、封止部１４の出射前方面１４ａが、切り欠き部２５における前方側面２５ａの上側部分（出射平面２４側部分）に対向する。また、封止部１４の一対の出射側方面１４ｂが、切り欠き部２５における一対の側方側面２５ｂの上側部分にそれぞれ対向する。

次に、リフレクタ３１の構成について説明する。リフレクタ３１は、成形性に優れた樹脂（本実施形態では、ポリカーボネート樹脂）に粒子状の無機材料（本実施形態では、酸化チタン）を混在してなる白色樹脂により成形されている。リフレクタ３１は、ＬＥＤ１１の後方に配置される第１反射部３２と、ＬＥＤ１１の下部側に配置される第２反射部３３と、導光板２１の入光端面２２に沿って配置される長矩形平板状の基部３５と、から構成されている。

第１反射部３２は、基部３５の長手方向の中央部において、短手方向の略中央部から上方（出射平面２４方向）に延び断面が二等辺三角形状の柱状構造として構成されており、側面にそれぞれ矩形形状をした一対の第１反射面３２ａを有している。一対の第１反射面３２ａは、リフレクタ３１の中心線Ｃ１（図３参照）に対して対称に形成され、一対の第１反射面３２ａが交わって構成される頂角は、本実施形態では９０度である。以下では、一対の第１反射面３２ａが交わって形成され中心線Ｃ１と直交する稜線を、頂辺３２ｂと称する。

このように構成された第１反射部３２は、封止部１４の出射後方面１４ｃに対向するようにして、切り欠き部２５内に配置される。このとき、第１反射部３２の頂辺３２ｂは、図３に示すように、封止部１４（ＬＥＤチップ１３）の中央部に対向するように配置される。言い換えると、リフレクタ３１（第１反射部３２）の中心線Ｃ１がＬＥＤ１１の中心線に略一致するように、ＬＥＤ１１に対してリフレクタ３１が配置される。

この結果、一対の第１反射面３２ａの各々は、封止部１４の出射後方面１４ｃ対して、所定の角度（本実施形態では、４５度）の傾き角で対向するように配置される。すなわち、一対の第１反射面３２ａは、頂辺３２ｂを対称軸として、導光板２１の入光端面２２の長手方向に沿って遠ざかるにしたがって後方に向かうように傾斜する反射面として配置される。また、第１反射部３２が切り欠き部２５内に配置されることから、一対の第１反射面３２ａは、一対の側方側面２５ｂに対して所定の角度（本実施形態では、４５度）の傾き角で対向（交差）するように配置される。

一方、第２反射部３３は、図１に示すように、第１反射部３２の下側前方部に形成され、矩形形状の第２反射面３３ａと、第２反射面３３ａおよび一対の第１反射面３２ａを連結する直角三角形形状の一対の連結面３３ｂと、を有している。

第２反射面３３ａは、基部３５の平面の長手方向に対して平行に延び、かつ頂辺３２ｂに対して所定の角度（本実施形態では、４５度）で傾く傾斜面である。この第２反射面３３ａは、図２に示すように、封止部１４の下部側（封止部１４のリードフレーム１２が配置される側とは反対側）に配置される。このように配置した状態において、第２反射面３３ａは、切り欠き部２５の前方側面２５ａの下側部分（反射平面２３側）部分に対して所定の角度（本実施形態では、４５度）で対向するように配置される。すなわち、第２反射面３３ａは、後方から前方に向かうにしたがって封止部１４（すなわち、リードフレーム１２）から離れるように傾斜する反射面として配置される。

次に、第１の実施形態に係る面状照明装置１０の作用・効果について説明する。外部に設置された制御回路（図示せず）からの駆動信号が、回路基板（図示せず）、リードフレーム１２、およびボンディングワイヤ（図示せず）を介して、ＬＥＤチップ１３に印加される。ＬＥＤチップ１３は、給電される駆動信号に基づいて青色光を発光する。青色光の一部が、封止部１４に分散している黄色蛍光体により黄色光に変換される。そして、青色光と黄色光とが混色することにより、所定の色調を有する白色光が生成される。

ＬＥＤ１１の封止部１４から出射する光のうち出射前方面１４ａから出射した光は、切り欠き部２５の前方側面２５ａから導光板２１内に直接（反射をともなうことなく）入光する。同様に、一対の出射側方面１４ｂから出射した光も、白色樹脂（従来技術のランプハウス）での反射を経ることなく、切り欠き部２５の一対の側方側面２５ｂから導光板２１内に直接入光する。このため、反射の際に発生する吸収損失を抑制することができる。

次に、封止部１４の出射後方面１４ｃから後方に出射した光（漏れ光）は、リフレクタ３１を構成する第１反射部３２の一対の第１反射面３２ａにより反射され、切り欠き部２５の一対の側方側面２５ｂから導光板２１内に入光する。このとき、一対の第１反射面３２ａが、ＬＥＤチップ１３の中央部（平面視して略中心線上の位置）から後方出射面１４ｃに対して所定の傾斜角度（本実施形態では、４５度）で後方に向かうように対称に形成されている。これにより、ＬＥＤ１１から後方に出射した光を、中心線Ｃ１に対する角度の正負に応じて、対応する一対の側方側面２５ｂに向けて反射させることができる。この結果、切り欠き部２５の側方側面２５ｂから導光板２１内に対称性よく、かつ従来技術に比べて反射回数を少なくして入光させることができる。

また、封止部１４の出射頂面１４ｄから下方に出射した光（漏れ光）は、リフレクタ３１を構成する第２反射部３３の第２反射面３３ａにより反射され、切り欠き部２５の前方側面２５ａから導光板２１内に入光する。このとき、第２反射面３３ａが、所定の角度（本実施形態では、４５度）で後方から前方に向かうようにしたがって下方に傾斜するように配置されている。これにより、ＬＥＤ１１から下方に出射した光の多くを、反射回数を少なくして切り欠き部２５の前方側面２５ａから導光板２１内に入光させることができる。

そして、封止部１４内において上方に進行した光は、リードフレーム１２で反射されて、封止部１４のいずれかの外形面１４ａ〜１４ｄから外部に出射し、前述のいずれかの経路を経て導光板２１内に入光する。リードフレーム１２は、反射特性に優れた金属材料で形成されていることから、反射の際の吸収損失を少なくすることができる。

以上説明したように、第１の実施形態に係る面状照明装置１０においては、ＬＥＤ１１が出射した光を総合的に反射回数を少なくして導光板２１内に導くことができるから、面状照明装置１０の高輝度化を実現することができる。本発明者は、ランプハウスを有するＬＥＤを光源に用いた従来構成の面状照明装置と比較して、輝度が２０％向上することを確認している。また、輝度の均一性が向上することも確認している。

なお、上記実施形態おいては、リフレクタ３１の第２反射面３３ａが矩形形状に形成されているが、図４に示すリフレクタ３１Ａのように、第１反射部３２Ａの頂辺３２Ａｂ上に頂点が位置する三角形状に形成された第２反射面３３Ａａとしてもよい。この場合、一対の第１反射面３２Ａａと第２反射面３３Ａａとの間にある一対の連結面３３Ａｂは、切り欠き部２５の一対の側方側面２５ｂを向くように傾斜する三角形形状の傾斜面として構成される。このため、連結面３３Ａｂに入射した光を、反射回数を少なくして切り欠き部２５の側方側面２５ａから導光板２１内に入光させることができる。

また、リフレクタ３１,３１Ａは、連結面３３ｂ,３３Ａｂと第１反射面３２ａ,３２Ａａおよび第２反射面３３ａ,３３Ａａとを連結する部分に稜線が明瞭に見えるように形成されている。これに代えて、稜線が明瞭に見えないように連結部分の近傍における角度がなだらかに変化するように形成してもよい。すなわち、同一反射面内で傾斜角度が分布するように構成してもよい。傾斜角度を部分的または全体的に変えることにより、反射光の進行方向をより好ましい方向（総合的に反射損失がより小さくなる方向）に調整することができる。

また、図５に示すうように、導光板２１の切り欠き部２５の側方に、切り欠き部２５の一対の側方側面２５ｂから導光板２１Ａ内に入光した光を、前方に反射させる一対の湾曲状の入光端面（湾曲端面）３７を形成してもよい。湾曲端面３７を形成することにより、導光板２１の前方に進行する光と、入光端面２２Ａに平行な方向（側方）に進行する光との割合を任意に調整することができる。

また、リフレクタ３１は、例えば、導光板２１や反射シートなどを保持し白色樹脂からなるハウジングフレーム（図示せず）と一体的に形成してもよい。

〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態に係る面状照明装置５０を図面を参照して説明する。なお、第１の実施形態に係る面状照明装置１０とは発光素子としてのＬＥＤ１１が共通するので、ＬＥＤ１１およびその構成部材には同一符号を付して説明を適宜省略する。また、第１の実施形態と異なる主な点は、ＬＥＤ１１を配置する収納凹部を貫通孔としたこと、およびリフレクタ（反射手段）９１の第１反射部を導光板の入光端面に形成したことである。

面状照明装置５０は、図６に示すように、ＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１が出射した光を面状に出射させるための導光板６１と、ＬＥＤ１１の下部側に配置され、ＬＥＤ１１から下部側に漏れた光を導光板６１の前方又は側方に向けて反射させる階段反射部（リフレクタ９１の第２反射部に相当）８１と、を備えている。

導光板６１は、入光端面６２と、反射平面６３と、出射平面６４と、入光端面６２側から後方に突出する舌片部７２と、舌片部７２の中央部に形成された貫通孔７７と、を有している。第１の実施形態に係る導光板２１と異なる部分は、舌片部７２およびＬＥＤ１１（封止部１４）を配置する貫通孔（収納凹部）７７であるので、以下では、舌片部７２および貫通孔７７について詳しく説明する。

舌片部７２は、リフレクタ９１の第１反射部として設けられるものであり、図７に示すように、平面視した外縁形状が双峰曲線状に形成されている。言い換えれば、舌片部７２は、その外縁が中心線Ｃ２に対して対象な放物線柱面として構成されている。

また、舌片部７２は、図８に示すように、舌片部７２が形成されていないとした場合の仮想的な入光端面Ｆから後方に延び、厚みが仮想的な入光端面Ｆにおける厚みと同一の厚肉平坦部７３と、下面側が傾斜して厚みが後方に向かうほど薄くなり仮想的な入光端面Ｆに平行な連結傾斜部７４と、連結傾斜部７４から後方に延び、厚みが一定の薄肉平坦部７５と、から構成されている。薄肉平坦部７５の厚みは、ＬＥＤ１１を構成する封止部１４の厚みと略同一である。

このように舌片部７２を構成することにより、導光板６１の入光端面６２は、図７に示すように、舌片部７２の中心線Ｃ２から入光端面６２（仮想的な入光端面Ｆ）の長手方向に沿って離れるにしたがって後方に向かう放物線柱面状（平面視して放物線状）の一対の第１端面７２ａと、第１端面７２ａとともに薄肉平坦部７５の外縁を構成し中心線Ｃ２から離れるにしたがって前方に向かうように湾曲する一対の第２端面７２ｂと、連結傾斜部７４の端面を形成する一対の第３端面７２ｃと、厚肉平坦部７３の端面を形成する一対の第４端面７２ｄと、平面状の一対の第５端面７２ｅと、から構成される。入光端面６２を構成する各端面７２ａ〜７２ｅのうち第５端面７２ｅは、仮想的な入光端面Ｆと同一平面上に位置する。また、中心線Ｃ２を境として対称に形成される一対の第１端面７２ａが本発明の第１反射面に相当するが、この一対の第１端面７２ａについては後述する。

次に、貫通孔７７は、連結傾斜部７４と中心線Ｃ２とが交わる点を中心として、連結傾斜部７４の厚み方向に貫通する孔として形成されている。貫通孔７７は、その開口形状は矩形であり、大きさはＬＥＤ１１の封止部１４が嵌入または挿通可能な大きさである。したがって、中心線Ｃ２とＬＥＤ１１（封止部１４）の中心線とは一致する。以下では、貫通孔７７の側面のうち、前方側の面を前方側面７７ａ、前方側面７７ａと直交する一対の側面を一対の側方側面７７ｂ、前方側面７７ａと対向する後方側の側面を後方側面７７ｃと称する。

上記のように舌片部７２および貫通孔７７を形成することにより、舌片部７２の上面側（出射平面６４の延長上に位置する平面）にＬＥＤ１１のリードフレーム１２が重ねて配置され、貫通孔７７内にＬＥＤ１１の封止部１４が配置される。封止部１４が貫通孔７７に配置された状態において、封止部１４の出射前方面１４ａが、貫通孔７７の前方側面７７ａの上側部分に対向する。また、封止部１４の一対の出射側方面１４ｂが、貫通孔７７の一対の側方側面７７ｂにそれぞれ対向する。そして、封止部１４の出射後方面１４ｃが、貫通孔７７の後方側面７７ｃに対向する。

次に、階段反射部８１について説明する。階段反射部８１は、成形性に優れた樹脂（本実施形態では、ポリカーボネート樹脂）に粒子状の無機材料（本実施形態では、酸化チタン）を混在してなる白色樹脂により形成されている。

階段反射部８１は、図６および図８に示すように、幅の広い階段状（断面クランク状）に形成され、舌片部７２の下部側に配置される。具体的には、舌片部７２の厚肉平坦部７３の下面に配置される長矩形状の下段水平部８２と、舌片部７２の連結傾斜部７４の下面に配置され下段水平部８２に対して傾斜する中段傾斜部８３と、舌片部７２の薄肉平坦部７５の下面に配置され下段水平部８２に平行な上段水平部８４と、から構成されている。中段傾斜部８３は、その傾斜角度を連結傾斜部７４の傾斜角度に一致（本実施形態では、４５度）させ、連結傾斜部７４の下面に密着して配置されている。これにより、貫通孔７７の下部側の開口が中段傾斜部８３で覆われ、中段傾斜部８３の中段傾斜面（本発明の第２反射面に相当）８３ａが封止部１４の出射頂面１４ｄと対向する。

以上説明した舌片部７２および階段反射部８１により、第２の実施形態におけるリフレクタ９１が構成される。

次に、第２の実施形態に係る面状照明装置５０の作用・効果について説明する。

ＬＥＤ１１の封止部１４から出射する光のうち出射前方面１４ａから出射した光は、貫通孔７７の前方側面７７ａから導光板６１（厚肉平坦部７３）内に直接（反射をともなうことなく）入光する。同様に、一対の出射側面１４ｂから出射した光も、白色樹脂（従来のランプハウス）での反射を経ることなく、貫通孔７７の一対の側方側面７７ｂから導光板６１（連結傾斜部７４）内に直接入光する。このため、反射の際に発生する吸収損失を抑制することができる。

次に、封止部１４の出射後方面１４ｃから後方に出射した光（この光も漏れ光とする）は、貫通孔７７の後方側面７７ｃから導光板６１（薄肉平坦部７５）内に入光する。導光板６１内を後方に進行する光は、封止部１４の後方に位置する入光端面６２（舌片部７２の各端面７２ａ〜７２ｄ）に入射することになるが、最も中心線Ｃ２寄りに位置する一対の第１端面（第１反射面）７２ａに主として入射する。

ここで、一対の第１反射面７２ａは、ＬＥＤチップ１３の中央部（平面視して略中心線上の位置）から入光端面６２（仮想的な入光端面Ｆ）の長手方向に沿って遠ざかるにしたがって後方に向かうように形成されている。また、一対の第１端面７２ａを含め入光端面６２は、点状の光源として擬制できるＬＥＤ１１（ＬＥＤチップ１３）からの光を全反射させるように、各端面７２ａ〜７２ｄの曲率が決定されている。これにより、ＬＥＤ１１から後方に出射した光を、中心線Ｃ２に対する角度の正負（右回りと左回り）に応じて、導光板６１の前方または側方に対称性よく全反射させることが可能となる。また、白色樹脂を使用することなく全反射面として各端面７２ａ〜７２ｅを形成したことから、反射の際の吸収損失は基本的に生じない。

次に、封止部１４の出射頂面１４ｄから下方に出射した光（漏れ光）は、階段反射部（第２反射部）８１の中段傾斜面（第２反射面）８３ａにより反射され、貫通孔７７の前方側面７７ａから導光板６１内に入光する。

また、封止部１４内において上方に進行した光は、リードフレーム１２で反射されて、封止部１４のいずれかの外形面１４ａ〜１４ｄから外部に出射し、前述のいずれかの経路を経て導光板６１内に入光する。リードフレーム１２は、反射特性に優れた金属材料で形成されていることから、反射の際の吸収損失を少なくすることができる。

以上説明したように、第２の実施形態に係る面状照明装置５０においても、ＬＥＤ１１が出射した光を総合的に反射回数を少なくして導光板６１内に導くことができるから、面状照明装置５０の高輝度化を実現することができる。特に、一対の第１反射面７２ａが全反射面で形成されていることから、反射の際の吸収損失を抑制することができる。また、反射の際の散乱が少ないことから光の制御が容易になる。本発明者は、ランプハウスを有するＬＥＤを光源に用いた従来構成の面状照明装置と比較して、輝度が２５％向上することを確認している。また、輝度の均一性が向上することも確認している。

なお、上記実施形態においては、入光端面６２に、中心線Ｃ２から離れるにしたがって前方に向かうように湾曲する端面７２ｂ〜７２ｄを設けたが、各端面７２ｂ〜７２ｄを設けることなく、一対の第１端面７２ａおよび同第１端面７２ａに連続する平面状の端面（第５端面７２ｅと同様の面）から構成してもよい。なお、端面７２ｂ〜７２ｄを設けることにより、導光板６１の前方に進行する光と、入光端面６２の長手方向に平行な方向（側方）に進行する光との割合を任意に調整することができる。

また、階段反射部（第２反射部）８１は、導光板６１の反射平面６３側に配置される反射シートと一体的に構成してもよい。

〔その他の実施形態〕
以上、本発明の好ましい実施形態およびその変形例について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更および組み合わせが可能である。

例えば、上記にいずれの実施形態においても、ＬＥＤ１１のリードフレーム１２を導光板２１，６１の出射平面２４，６４側に配置したが、導光板２１，６１の反射平面２３，６３側に配置してもよい。

また、ＬＥＤ１１の封止部１４の形状を直方体として説明したが、これに限定されない。例えば、半球状であってもよいし、楕円球状であってもよい。

また、ＬＥＤ１１の封止部１４を配置する収納凹部としての切り欠き部２５および貫通孔７７の上面視形状を矩形として説明したが、これに限定されない。例えば、曲線からなる形状としてもよい。また、切り欠き部２５および貫通孔７７の側面２５ａ〜７７ｃには、例えば、導光板２１，６１の厚み方向に延びる多条のプリズム（いわゆる入光プリズム）を形成してもよい。

また、実装基板としてリードフレーム１２を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、セラミックスからなり実装面に反射膜を形成した基板であってもよい。

また、リフレクタ３１，９１を形成する材料として白色樹脂を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、金属材料を用いて形成してもよいし、所定形状の基材に金属反射膜または多層膜からなる反射膜を形成したものであってもよい。

１０，５０ 面状照明装置
１１ ＬＥＤ
１２ リードフレーム（実装基板）
１３ ＬＥＤチップ（ダイス）
１４ 封止部
１４ａ 出射前方面
１４ｂ 出射側方面
１４ｃ 出射後方面
１４ｄ 出射頂面
２１，２１Ａ，６１ 導光板
２２，２２Ａ，６２ 入光端面
２３，６３ 反射平面
２４，６４ 出射平面
２５ 切り欠き部（第１の実施形態の収納凹部）
２５ａ 前方側面
２５ｂ 側方側面
３１，３１Ａ，９１ リフレクタ（反射手段）
３２，３２Ａ 第１反射部（第１の実施形態における第１反射部）
３２ａ，３２Ａａ 第１反射面（第１の実施形態における第１反射面）
３２ｂ，３２Ａｂ 頂辺
３３，３３Ａ 第２反射部（第１の実施形態における第２反射部）
３３ａ，３３Ａａ 第２反射面（第１の実施形態における第２反射面）
３３ｂ，３３Ａｂ 連結面
３５ 基部
３７ 湾曲端面
７２ 舌片部（第２の実施形態のおける第１反射部）
７２ａ 第１端面（第１反射面）
７２ｂ 第２端面
７２ｃ 第３端面
７２ｄ 第４端面
７２ｅ 第５端面
７３ 厚肉平坦部
７４ 連結傾斜部
７５ 薄肉平坦部
７７ 貫通孔（第２の実施形態の収納凹部）
７７ａ 前方側面
７７ｂ 側方側面
７７ｃ 後方側面
８１ 階段反射部（第２の実施形態のおける第２反射部）
８２ 下段水平部
８３ 中段傾斜部
８３ａ 中段傾斜面（第２の実施形態のおける第２反射面）
８４ 上段水平部
Ｃ１，Ｃ２ 中心線

Claims (6)

1. 実装基板上に実装された発光素子チップ、および同発光素子チップを覆う封止部からなる発光素子と、
   前記発光素子を配置する側の端面である入光端面、および前記発光素子が出射した光を面状に出射する平面を有する導光板と、
   前記発光素子の近傍に配置されるリフレクタと、を備え、
   前記導光板の前記入光端面側には、前記発光素子の前記封止部を配置する収納凹部が形成され、
   前記実装基板は、前記封止部が前記収納凹部に配置された状態で、前記導光板の一方の平面に重ねて配置され、
   前記リフレクタは、前記封止部の後方に配置される第１反射部と、前記封止部の前記実装基板が配置される側とは反対側に配置される第２反射部と、を含み、
   前記第１反射部は、前記発光素子の中央部から前記入光端面の長手方向に沿って遠ざかるにしたがって後方に向かうように傾斜する一対の第１反射面を有する面状照明装置。
2. 前記収納凹部が、前記導光板の前記入光端面から前方に向かって切り欠いて形成された切り欠き部であり、
   前記切り欠き部に、前記封止部とともに、前記第１反射部および前記第２反射部が配置されている請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記収納凹部が、前記導光板の厚み方向に貫通する貫通孔であり、
   前記一対の第１反射面が、前記導光板の前記入光端面からなる請求項１に記載の面状照明装置。
4. 前記入光端面からなる前記第１反射面の各々が、前記発光素子からの光を全反射させるように平面視して放物線状に形成された全反射面である請求項３に記載の面状照明装置。
5. 前記導光板は、前記貫通孔の前方よりも前記貫通孔の後方の方が薄く形成されている請求項３または４に記載の面状照明装置。
6. 前記第２反射部は、後方から前方に向かうにしたがって前記実装基板から離れるように傾斜する第２反射面を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の面状照明装置。

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