专利名称：发光装置及车辆用显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将来自发光二极管的光通过导光体而放出的发光装置，特别涉及一种车用或各种计测器(meter)的指针等所用的发光装置及车用显示装置。
背景技术：
现在，利用各种发光装置的机器举例如汽车，自动二轮车等的计测器为了能在夜间也可以辨视而使用灯泡或萤光灯。但是，灯泡的可靠性、耗电或大小并无法满足需求。另一方面，萤光灯除了与交流驱动等周边机器的问题外，因内部多使用水银，而在车辆废弃时有造成水银外泄的情况。另一方面，开发了可用1芯片2端子构造的较简单构造发出白色光的发光二极管。该种发光二极管通过利用可靠性高、耗电低的可小型化的半导体发光组件LED芯片、及将LED芯片所放出的发光光谱的至少一部分进行转换的萤光物质，而可放出白色等混色光。
使用该种发光二极管的车用计测器指针或条(bar)光源有例如图6式的构造。图6是在针状导光体601端部配置炮弹型发光二极管602。发光二极管是设有LED芯片及吸收来自LED芯片的光而变换波长的萤光体。电流流过发光二极管后，来自LED的蓝色的发光色，及吸收来自LED芯片的蓝色光而发光成黄色的萤光体所发出的混色光，被导入导光体。导光体是以反射构件覆盖辨视面以外的部分，可以在导光体内反复进行反射，而从未覆盖反射构件的面，将发光二极管的光以针状放出。将该种构造的针作为计测器的指针，可实现小型、轻量、可靠性高、效率高且环保的发光装置。
但是，通过外型设计等而多在计测器面板上覆盖滤色层，在追求更高亮度化及小型化的现在，上述构造的发光装置已不符需求。作为增大光量的方法虽有增加流经发光二极管的电流的方法，但因放热性、动作电流或电路构造等而有界限。另一方面，如仅增加图6所示的发光二极管的数量，则不仅产生空间取用的问题，而且有发光二极管间的混色问题产生。即，发光二极管虽是将半导体晶圆通过MOCVD法等形成，但因其流量、热分布等各种原因，极难使由同一晶圆所制得的2万个以上的半导体发光组件具有均匀的发光特性、驱动特性等。
因此，在使用2以上的LED芯片的情况，该LED芯片间的混色使得发光装置所放出的光有产生颜色不均或亮度不均的情况，而有造成生产率降低的问题。另一方面，若分别使用发光二极管，有生产率降低的问题。
特别是在利用LED芯片的发光及吸收其发光而予以变换波长的萤光体的发光二极管的情况，随着萤光体的发光特性或分布等的偏差，使得上述问题更加显著化。特别是由于人眼在白色区域中可显著的辨别色调差，因此成为更大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供小型且可实现良好的混色性与高亮度发光的发光装置及车用显示装置。
本发明的发光装置，其特征在于，其具有导光体，其使自端面入射的光从主面放出；及多个发光二极管，其光学性连接于所述端面；而所述导光体的端部的一部分形成为突出面，在于该突出面具有与第1发光二极管光学性接合的第1光导入部，在剩余的端部具有与第2发光二极管光学性接合的第2光导入部。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述导光体的放出光的主面侧或与所述主面相对向的面侧，一部分突出。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述第1发光二极管及第2发光二极管为表面装设型发光二极管，所述第1发光二极管的发光部分的高度比所述第2发光二极管高。
由此，由于第1发光二极管的发光面中被观测发光的部分比第2发光二极管的高度高，所以来自第1发光二极管的光不会被第2发光二极管遮住，从而全部被导入导光体内。所以，可制造具高亮度的发光装置。
另外，本发明的发光装置，其特征在于包含前端、与该前端相对向的端面、及位于该等的间的主面；具有导光体，使自所述端面入射的光从所述主面放出；及至少第1、第2发光二极管，其光学性连接于该导光体在端面；而所述导光体的所述端面构造被设定为使得来自所述第1、第2发光二极管的光于该导光体内导波的光路长度对于这些发光二极管相异。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述导光体为具有所述端面及与该端面相对向的端面的板状形状，该导光体的所述端面与所述第1、第2发光二极管相对应具有2个端面部分，该一方的端面部分与所述前端间的光路长被设定为与所述另一方的端面部分与所述前端间的光路长度相比相对较长。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述导光体的所述端面形成为段差构造，即所述一方的端面部分形成一比所述另一方的端面部分向所述导光体的轴线方向突出的突出面。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述导光体的所述段差构造配置于与将该导光体的所述前端与所述端面结合的轴方向相交叉或相平行的方向。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述导光体的所述突出面配置于所述半导体的可视范围的外区域。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述第1及第2发光二极管均可发出具有2以上的发光峰值的混色光。
由此，可制造具有良好的混色性与高亮度的发光装置。
本发明中较理想的为所述发光装置为计测器的指针。
由此，可制造具高亮度的计测器的指针。
本发明中较理想的为所述发光装置具有装设有发光二极管及电路组件的基板。
由此，可制造有效利用空间的发光装置。
另外，本发明的车用显示装置，其使用上述发光装置作为车内所设置的显示装置的计测器的指针。
由此，可获得具有良好的混色性与高亮度的车辆用计测器指针。
图1A为表示本发明的发光装置的模式的构造俯视图、图1B表示为其模式的剖视图。
图2为表示使用本发明的导光板的计测器的指针的模式俯视图。
图3B为表示说明本发明的构造的发光装置的模式的剖视图、图3A及C为用以与本发明比较的发光装置的模式的剖视图。
图4为表示光学性接合于突出部即第1光导入部的第1发光二极管的模式的立体图。
图5为表示光学性接合于第2光导入部的第2发光二极管的模式的立体图。
图6为表示用以与本发明比较的针状导光体的模式的构造俯视图。
图7为表示本发明的一实施例的模式图。
图8为表示本发明的一实施例的模式图。
图9为表示本发明的一实施例的模式图。
图10为本发明的一实施例的模式图。
图11为表示本发明的一实施例的模式图。
图12为表示本发明的一实施例的模式图。
图13为表示本发明的一实施例的模式图。
图14为表示本发明的一实施例的模式图。
图15为表示本发明的一实施例的模式图。
图16为表示本发明的一实施例的模式图。
图17为表示本发明的一实施例的模式图。
图18为表示本发明的一实施例的模式图。
图19为表示本发明的一实施例的模式图。
图20为表示本发明的一实施例的模式图。
图21为表示本发明的一实施例的模式图。
图22为表示本发明的一实施例的模式图。
图23为表示本发明的一实施例的模式图。
图24为表示本发明的一实施例的模式图。
图25为表示本发明的一实施例的模式图。
图26A、26B为表示本发明的一实施例的模式图。
图27A、27B为表示本发明的一实施例的模式图。
具体实施例方式
本发明者等依据各种实验结果，发现通过2以上的发光二极管的配置及依特定构造的导光体可以提高光的混色性及光利用效率，而得到生产率优异的发光装置，从而完成本发明。
以下说明图3所示的针状的发光装置的模式化剖面。图3A及图3C为用以与本发明作比较用的发光装置。图3A及图3C的发光装置是自上下配置的2个发光二极管332将光导入于针状导光体的平坦端部。在图3A中，由于由各个发光二极管332所放出的光自光导入面分别成放射状散布，所以无法获得各光到达导光体301的厚度为止的均匀的发光，若通过利用全部的区域，会造成混色性变差。另一方面，图3C的构造虽可通过加长导光体301的长度来确保均匀的混色性的区域，但死角(dead space)变大，导光体301内部的光散射造成的吸收显著化，使发光亮度降低。导光体301虽具有透光性，但因反复吸收反射散射，即使加长少许长度，也会造成亮度急剧降低。即，上述构造中，混合性与发光亮度为折衷(trade-off)关系。
如图3B所示，本发明是在将光导入导光体301的多个发光二极管的光导入部本身上设有「差」。由此，可使具有折衷关系的混色性及发光亮度两者都提高。即，如由图3B可知，通过在导光体301的光入射部设置光路差(长度差)，可使光通过导光体301中的距离短的发光二极管322的光可有效利用，从而高亮度发光，而通过导光体301的距离长的发光二极管312的光，则自导光体301端面至可视范围为止的范围X为混色性高的构造，使功能分离。仅通过做成此种构造，与导光体的导入部为平面者相比结果认为无死角且可高亮度发光。以下详述本发明所用的各构造。
(导光体301)
本发明所用的导光体是接受来自多个发光二极管的光，发光成所需的形状。构成导光体的材料为光透过性、成形优异的材料，例如聚碳酸盐树脂、丙烯酸类树脂、非晶质性聚烯烃树脂、及聚苯乙烯树脂等。根据用途不仅可以使用树脂等有机材料，也可使用无机材料的玻璃等各种材料。在导光体端部可设2个以上的将光导入的导入部。本发明的光导入部具有有第2光导入部，其是将来自发光二极管的光在导光体内导波的光路长变短；及第1光导入部，其是在导光体内导波的光路长度比第2光导入部长。在第1及第2光导入部适宜的配置放出具有指向性的扩散光的发光二极管。为使自导光体的发光观测面能更均匀的发光，在发光观测面上或与该面相对向的面上，也可设光扩散片或棱镜片，也可使导光体本身的上述面上具有微镜片、棱镜片或压纹等。另外，导光体的放出光的主面上，即发光观测面上，或与主面相对向的面上，也可做成一部分突出的形状。由此，可提高混色性、成为更高亮度的发光装置。
另外，也可使导光板含有扩散剂以便能更均匀地发光，或也可含有着色剂成为可发出所需的发光色的构造。也可于导光体中均匀散布扩散剂或着色颜料，也可使其倾斜分布。具体上扩散剂的材料可为丙烯酸类树脂、聚碳酸盐树脂、非晶质性聚烯烃树脂、聚亚甲基戊烯树脂等。着色剂可用各种颜料。另外，也可使用萤光染料或萤光颜料。
导光体301的各光导入部本身可为平坦面，如俯视图26所示，为使来自发光二极管312的光更易扩散，设凹部271(图26A)、或槽、缺口部272(图26B)或压纹等。由于本发明可使2个以上的发光二极管采用各个具有相异的指向角的发光二极管，所以光导入体本身也可各与其配合改变形状。特别是导光体变长的凸状部的光入射部应为增加指向性的缺口较少者，而另一方面，与凸状部相对导光体短的底部的光导入部，因减弱来自发光二极管的指向性，可进一步提高发光亮度及混色性。同样的，导光体长的凸状部的光入射部的导入部面积加大，另一方面，与凸状部相对导光体短的底部的光导入部的导入部面积减小，可进一步提高发光亮度及混色性。对于与导光体的发光观测面相对向的面，也可施以棱镜加工。即，可将剖面三角形状等凹凸形状901的棱镜列(图11)并联形成，另外，对该凹凸形状的凹部或凸部侧面也可设凹凸形状的大小更微细的凹凸形状902(图11)。此种通过棱镜列来自发光二极管的光，如图11所示在棱镜列的侧面901a反射或散射，由于再在也设于覆罩201上的棱镜列903的侧面903a折射朝向透光性面板200的方向，所以提高发光装置的光取出效率。
另外，与发光二极管的光导入面相对向的导光体端部(图1A的904)，为了可将来自发光二极管的光较佳的予以反射提高光利用效率，以形成为锐角较理想，更理想的为在75度至105度，最理想的为形成为直角。
(发光二极管312、322)本发明所用的发光二极管只要是可有效率的将光导入导光体，就可利用各种发光二极管。发光二极管也可为SMD(表面发光型)型发光二极管，也可为炮弹型发光二极管。另外，也可为发光组件LED芯片。第1发光二极管及第2发光二极管也可使用各具有2以上的发光峰值的可发出混色光者，也可使用各具有1个发光峰值的可发出单色光的发光二极管，或也可将它们组合使用。
发光组件的材料可为BN、SiC、ZnSe或GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN、BAlGaN、BInAlGaN等各种半导体。同样的，也可使它们的元素含有杂质元素Si或Zn等作为发光中心。半导体构造可为具有MIS接合、PIN接合或pn接合等的均质构造、调聚构造或双调聚构造。根据半导层材料或真混晶比，可选择各种发光波长。另外，通过将半导体活性层做成可产生量子效果的薄膜状的单一量子井或多重量子井构造，可提高输出。
通过使用萤光物质的发光二极管而可发出白色等混色光的发光组件的材料，特别是以氮化物半导体(何如含Al或Ga的氮化物半导体、含In或Ga的氮化物半导体InxAlyGa1-x-yN，0≤X、0≤Y、X+Y≤1)较理想。
在使用氮化物半导体的情况，半导体用基板以蓝宝石(Saphire)、尖晶石(spinel)、SiC、Si、ZnO、GaAs、GaN等材料为理想的。为能量性佳的形成结晶性佳的氮化物半导体，以使用蓝宝石基板为理想的。在此蓝宝石基板上可使用HVPE法或MOCVD法等形成氮化物半导体。在蓝宝石基板上以低温使GaN、AlN、GaAIN等成长，形成非单晶的缓冲层，在其上形成具有pn接合的氮化物半导体。
使用氮化物半导体的具pn接合的可有效率地在紫外光区域发光的发光组件的例子，是在缓冲层上与蓝宝石基板的配向平面(onientationflat)面略成垂直的将SiO2形成为条状。在条上使用HVPE法使GaN进行ELOG(Epitaxial Lateral Over Grows GaN)成长。接着，通过MOCVD法，依序层积下述各层而构成双调聚构造等n型氮化钾所形成的第1接触层、n型氮化铝、钾所形成的第1覆盖层、将氮化铟、铝、钾的井层与氮化铝、钾的障壁层予以多层积而成的多重量子井构造的活性层、p型氮化铝、钾所形成的第2覆盖层、p型氮化钾所形成的第2接触层。
氮化物半导体在未渗杂杂质的状态，表现n型导电性。在形成提高发光效率等所需的n型氮化物半导体的情况，以适宜的导入Si、Ge、Se、Te、C等作为n型渗杂物为佳。另一方面，在欲形成p型氮化物半导体的情况，以渗杂p型渗杂物Zn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等为佳。由于氮化物半导体若只渗杂p型渗杂物则难以p型化，所以在导入p型渗杂物后，通过炉加热，或电频照射等，使其低电阻化为佳。在无法取得蓝宝石基板的情况，至第1接触层为止自p型侧起蚀刻使各接触层露出。在各接触层上各形成电极后，通过从半导体晶圆切割为芯片状，可形成氮化物半导体所成的发光组件。
另外，作为萤光物质可根据来自半导体发光组件的发光光谱，有效的发光，发光组件放出蓝色可见光的情况可为YAGCe萤光体或二嵌苯类感应体。另一方面，发出紫外线的情况可为至少包含Mn及Cl的以Eu活化的碱土类金属卤代磷灰石萤光体等。将此种萤光体配置于LED芯片上等，可形成可发白色光的发光二极管。在本发明中，在导光体变长的凸状部的光入射部，配置了厚度与导光体的厚度大致相同的第1SMD型发光二极管，并且在对凸状部而言导光体变短的底部的光导入部，配置了可收容于厚度变薄的导光体部分的第2SMD型发光二极管。由此，各发光二极管可有效利用空间，且可对SMD型发光二极管不做任何调整即配置于基板上。
(透光性面板200)本实施例的透光性面板200是载置于覆罩201上的透光性构件。故，透过导光体301而来的光，可经透光性面板200被观测到。
构成透光性面板200的材料为光透过性、成形性优异的材料，例如丙烯酸类树脂、聚碳酸盐树脂、非晶质性聚烯烃树脂、聚亚甲基戊烯树脂等。根据用途不仅可以使用树脂等有机材料，也可使用无机材料的玻璃等各种材料。透光性面板200则通过使用上述材料的射出成型而成型为所需的形状。
(覆罩201)本实施例的覆罩201是配置于导光体301上的透光性构件。
构成覆罩201的材料为光透过性、成形性优异的材料，例如丙烯酸类树脂、聚碳酸盐树脂、非晶质性聚烯烃树脂、聚亚甲基戊烯树脂等。依用途，不仅树脂等有机材料，也可使用无机材料的玻璃等各种材料。覆罩201是通过使用上述材料的射出成型而成型为所需的形状。
本实施例所使用的覆罩201，也可在与导光体301相对向的面施以棱镜加工，所以在导光体301与覆罩201的之间不须有透镜片(lens sheet)或扩散片，可用较简单的提高发光观测面方向的光取出效率。本实施例的棱镜加工是将剖面三角形状的凹凸形状的棱镜列903(图11)予以并联形成。此种覆罩201可使用具有剖面三角形状的棱镜列的模型通过射出成型形成。
(框构件)本实施例的框构件为框上204及框下202。框下202是载置反射构件303、导光体101、基板103等的构件，框上204是以覆盖框下202上所载置的反射构件303、导光体101、基板103等的方式，可无间隙地与框下202嵌合。
构件框构件的材料是为成形性优异的材料，例如丙烯酸类树脂、聚碳酸盐树脂、非晶质性聚烯烃树脂、聚亚甲基戊烯树脂、聚丙烯树脂等。框构件可通过使用上述材料的射出成型形成为期望的形状。
在框构件的表面中，在面对发光装置内部来自发光二极管的光所照射的表面上，可镀金属，或蒸镀银或铝等金属。由此，不必通过反射膜或反射构件，即可使用较少的构成构件较简便地形成可提高发光亮度的发光装置。
另外，不必使用镀金属、蒸镀的方法，通过在框构件本身使用高反射材，即可使用较少构件较简便的形成可提高发光亮度的发光装置。
另外，也可以2色成型形成框上204或框下202。例如也可以框上204内侧使用白色系树脂，外侧使用黑色系树脂而成型。另外，在以白色系树脂成型后，也可以将外侧表面着色为黑色系。通过做成此种构造，可形成可提高发光亮度的发光装置。
(反射构件303)反射构件303是用于有效将反射来自导光体301的光自发光观测面侧放出。为了有效地将来自导光体301的光从发光观测面侧放出，较理想的为除了发光观测面及光导入部外，以反射构件等围住。反射构件也可以将银等金属直接蒸镀形成或作为薄膜片而黏接。在将反射构件黏接于导光体301的情况，以使用透光性高的丙烯酸类或硅类黏接剂较理想。这是因可使更多来自LED芯片的光到达反射构件，或可使更多反射的光透过发光观测面侧。反射构件为了能反射来自LED芯片的光，可使用添加氧化钛、钴酸钡、硫酸钡、氧化铝等扩散反射材的树脂片，或可使用在膜上蒸镀银、铝等金属的镜面反射片等，将这些贴合于导光体即可有效取出来自LED芯片的光。
(实施例1)图2为表示使用本发明的导光体的计器的指针，图1A为表示该构造的俯视图，图1B为表示本发明的模式化剖视图。在本发明中是使用丙烯酸类树脂的漏斗通过射出成型形成导光体301。射出成形的模型在针状导光板一方端面形成自平面看为锐角(约90度)的端部904，在另一方的端面与一方的端面相比是形成为较宽以便可与发光二极管的发光面光学性接合。通过平面及/或剖面成锐角(约90度)的端部，透过导光体内入射至端部的光，在形成端部的侧面向导光体内部方向反射，由于所反射出的光在导光体内壁面再被向发光观测方向反射，所以可提高发光装置的光取出效率。
导光体301的与发光二极管312光学性连接侧的端面上，形成凸状部的第1光入射部及对凸状部而言导光体变短的第2光导入部。另外，导光体301的第1光入射部使导入部面积增大，另一方面，第2光导入部与第1相比较，是使导入部面积减小。具体说，长度约50mm的棒状导光体301是上下配置光导入部，成为凸部的光导入部是自第2光导入部起突出约2mm。导光体一方的端面厚度约1mm，成为另一方端面的第1光导入部的厚度约1.7mm。第2光导入部的厚度约0.3mm。
通过在导光体301的突出部上配置长度不到约2mm、厚度不到约1.3mm的图5所示的SMD型发光二极管322，且配置厚度不到约3mm，在与第1光导入部对应的位置上有发光面的图4所示的SMD型发光二极管312，从而可有效利用空间。各SMD型发光二极管312、322可在形成有导电性图案的玻璃环氧基基板上通过焊锡等配置预先形成的二极管而构成。另外，任一发光体312、322皆具有由可发蓝色光的氮化物半导体所成的LED芯片，及放出由来自LED芯片的蓝色光所激励的成为互补色的黄色光的含YAGCe萤光体的树脂的SMD型发光二极管。另外，在第1发光二极管312的发光面中，自发光被观测的部分的基板103起的高度的最小值，可做成比第2发光二极管322的高度(厚度)的最大值大。由此，由第1发光二极管312所发出的光，不会被配置于其行进方向前方的第2发光二极管322所遮挡，从而可导入导光体301内，所以可作成高亮度的发光装置。
在所形成的导光板上，通过透光性黏接材环氧基树脂贴合含有钛酸钡的丙烯酸类树脂作为反射材。反射材配置于除了透过导光板将光成面状取出的全面及用以导入导光板的光的侧的端面以外的位置。图9为表示图7或图8的A-A’线的模式化剖视图。如图9所示，将透光性面板200、覆罩201、导光体101、反射构件303、上侧的光透过性框构件204及下侧的框构件202等各构件的嵌合部无间隙的组装而成。通过此种组装可使发光装置整体的漏光为最小限度。
电流流过此发光二极管312、322后，白色光从导光板端面入射，可从导光板主面成面状发光。所形成的面状发光光源混色性优异且可提升亮度。
(实施例2)图7为表示本实施例的模式化剖视图。与实施例1相同的形成有第1光入射部，其形成于与导光体301的发光二极管312成光学性连接的侧的端面上，成凸状部；及第二光导入部，其对该凸状部，导光体变短者。另外，导光体301的第一光入射部使导入部面积较大，另一方面，第二光入部使导入部面积比第一光入射部小。具体而言，长度约50mm的棒状导体301上下配置有光导入部，成为凸部的光导入部从第二光导入部起突出约2mm。导光体301的一方的端面厚度约1.0mm，成为另一方的端面的第一光导入射部的厚度约1.7mm。第二光导入部的厚度约0.3mm。另外，基板厚度约0.4mm。另外，基板表面镀有银等金属而成反光射面。特别在光反射面镀银，可将来自发光二极管312、322的光以高反射率反射至导光体方向。
如图7所示，导光体301的突出部上面载置上述玻璃环氧基基板103，第二光入射部侧的玻璃环氧基基板上配置长度约小于2.0mm、厚度约小于1.3mm的图5所示的SMD型发光二极管322。另外，配置厚度约小于3mm、在与第1光导入部对应的位置上具有发光面的图4所示的SMD型发光二极管312。各SMD型发光二极管312、322也可通过在形成有导电性图案的玻璃环氧基基板上以焊锡配置事前先形成的二极管。另外，第1发光二极管312与第2发光二极管322的间隔约1.0～2.0mm。由此，由于各发光二极管312、322所放出的热由各异的散热路径散热，所以可将发热对发光二极管312、322的特性造成的影响抑制于最小限度。
通过上述构成外，其余的与实施例1相同形成发光装置。电流流过此发光二极管312、322后，白色光自导光板端面入射，可自导光板主面成面状发光。所形成的面状发光光源混色性优异，且可提高亮度。
(实施例3)图8为表示本实施例的模式化剖视图。如图8所示形成有第1光入射部，其形成于与导光体301的发光二极管312成光学性连接的侧的端面上，成凸状部；及第二光导入部，其相对于该凸状部导光体301变短。此处，由凸状部形成的面中载置基板的面形成为与发光装置的发光观测面成垂直。另外，导光体301的第一光入射部使导入部面积较大，另一方面，第二光入部使导入部面积比第一光入射部小。具体而言，长度约50mm的棒状导光体上下配置有光导入部，成为凸部的光导入部从第二光导入部起突出约2mm。导光体301的一方的端面厚度约1.0mm，成为另一方的端面的第一光导入射部的厚度约1.7mm。第二光导入部的厚度约0.3mm。另外，基板厚度约0.4mm，以与发光装置的发光观测面成垂直的方式载置于凸状部。另外，第1发光二极管312与第2发光二极管322的间隔约1.0～2.0mm。由此，由于各发光二极管所放出的热由各异的散热路径散热，所以可将发热对发光二极管312、322的特性造成的影响抑制到最小限度。
除上述外，其余的与实施例1相同形成发光装置。电流流过此发光二极管312、322后，白色光从导光板端面入射，可从导光板主面成面状发光。所形成的面状发光光源混色性优异，且可提高亮度。
(实施例4)图11为表示本实施例的模式化剖视图。在导光板上载置施有加工的覆罩201，在该覆罩201上设有透光性面板200。导光体在主面或与主面相对向的面中的至少一方上具有第1棱镜901，其在与导光体的侧面成平行的面的剖面为三角形的线状及第2棱镜902，其位于多个第1棱镜间比第1棱镜小。
除上述外，与实施例1至4相同形成发光装置。通过本实施例的构造，透过导光体301内部的光，由于在棱镜加工部分折射，前进路径变为向发光观测面方向而向发光装置外部射出，所以提高了发光观测面方向的光取出效率。
(实施例5)图10为表示本实施例的模式化俯视图。与导光体301的发光二极管312光学性接触的侧的端面上，形成有成为凸状部的第一光入射部及第二光导入部，其相对于凸状部导光体变短。对于形成有第一光入射部的端面及形成有第二光入射部的端面，除了与发光二极管312、322相接触的面以外，施以与实施例4相同的棱镜加工905。由此，由导光体301的前端部或侧面所反射的光，在施有棱镜加工的端面也被反射，提高了发光装置的光取出效率。
(实施例6)图18为表示本实施例的模式化俯视图。导光体的前端部并不从发光装置的外壁面突出，而熔接于覆盖导光体的前端部的框构件的内壁面，除此之外则形成为与其它实施例相同的发光装置。由此，可防止由导光体前前端部射出的光自发光装置外壁面漏光。
(实施例7)
图12为表示本实施例的模式化剖视图。将导光体301与发光二极管光学性连接侧的端面，是形成为朝向发光观测面704侧，即透光性面板200侧。另外，在端面与实施例1相同的形成成凸状部的第一光入射部，及相对于该凸状部导光体变短的第二光导入部。另外，在导光体的一部分上设置光反射面701，使其对发光观测面及端面夹一角度。来自发光二极管312、322的光在光反射面701上反射，入射至与发光观测面相对向的面703上，接着由与发光观测面相对向的面703所反射的光，入射至发光观测面704的方向，由发光装置射出。
本实施例利用导光体内的反射，可同时提高混色性与发光亮度，并可形成极小型的发光装置。
(实施例8)图13为表示将本发明的发光装置利用作为定时器的指针的实施例的俯视图。另外，图14为表示指针的剖视图。导光体301的端部的一部分突出，形成第1光导入部及第2光导入部。另外，对第1光导入部及第2光导入部，分别载置第1发光二极管312及第2发光二极管322。第1发光二极管312及第2发光二极管322被配置于同一面侧的基板103，配置于发光观测面及相反侧，即指针的轴702侧，与连接外部电极供给电力的导线电极710焊接。
图9为表示本实施例的指针的模式化剖视图。如图9所示，是将覆罩201、导光体101、反射构件303、上侧框构件204及下侧框构件202等各构件的嵌合部无间隙地组装。上侧框构件204的侧面下部较薄，在将覆罩201、导光体301、反射构件303依序嵌入上侧框构件204内侧后，使较薄部分嵌入下侧框构件202而固定。通过种组装，可将发光装置整体的漏光抑制至最小限度。
利用本发明的指针，由于通过图9所示构造不会发生漏光，所以可仅观测到高亮度且混色性优异的来自发光观测面704的光。
(实施例9)图15为表示将本发明的发光装置利用作为TFT液晶显示器的背光源的情况的剖视图。另外，图16为表示从发光观测面侧看到的背光源的情况的俯视图。如图15所示，将多个第1发光二极管312及第2发光二极管分别并列于基板103上。另外，在导光体的主面侧，依序载置扩散片713、BEF片712、BEF片707及LCD706，在与主面相对向的面上设置反射片705。除上述构造外，与其它实施例相同形成发光装置。
通过将本发明作为背光源使用，可形成高亮度及混色性优异的显示器。
(实施例10)图17为表示本实施例的发光装置的模式化剖视图。除了在覆罩201上的设置檐708的外，其余的与实施例10相同，利用本发明形成指针。在覆罩201的前端设置檐708，可防止来自指针前端部的导光体301的漏光。因此，在使用本实施例的指针的情况，只能观测到高亮度且混色性优异的来自发光观测面704的光。
(实施例11)图18为表示本实施例的发光装置的模式化剖视图。在指针前端部中，在下侧框构件202下方设置树脂709，其它与实施例10相同，形成利用本发明的指针。本实施例的树脂可使用如上述的树脂。通过设置树脂709，可防止指针前端部的导光体301漏光。因此，在使用本实施例的指针的情况，可观测来自发光观测面704的高亮度且混色性优异的光。
(实施例12)图20为表示本实施例的发光装置的自发光观测面侧所看到的模式化俯视图。另外，图19为表示将本实施例的发光装置以也可看见第2发光二极管322的方式予以切断的剖视图。导光体301的端部突出，形成与实施例1相同的第1光导入部及第2光导入部。在基板103的一方的面上，将第1发光二极管312及第2发光二极管322各以与第1光导入部及第2光导入部对应的方式分离载置。各发光二极管312、322的大小也可相同。另外，基板103是以与发光观测面成平行的方式，载置于发光观测面及相反侧的框构件上。
如本实施例，在将光导入导光体301的多个发光二极管312、322的导入部本身设段差，由此可提高混色性及发光亮度且可形成极小型的发光装置。另外，将基板载置于指针的轴侧，可提高发光装置的散热性。
(实施例13)
图22为表示从发光观测面观测本实施例的发光装置所见的模式化俯视图。另外，图21为表示以可见到第2发光二极管922的方式，切断本实施例的发光装置的剖视图。由于第1发光二极管312成为基板103的表侧而看不见，所以以虚线表示。导光体101的端部的一部分突出，形成与实施例1相同的第1光导入部及第2光导入部。在基板103的两面上，将第1发光二极管312及第2发光二极管322分别与第1光导入部及第2光导入部相对应的方式分离配置。各发光二极管312、322的大小尺寸可为相同。另外，基板103是以与发光观测面垂直的方式载置于发光观测面的相反侧的框构件上。
如本实施例，在将光导入导光体301的多个发光二极管312、322的导入部本身设置段差，由此可提高混色性及发光亮度，且可形成极小型的发光装置。
(实施例14)图24为表示自发光观测面所见的本实施例的发光装置的模式化俯视图。另外，图23为表示横向观视本实施例的发光装置的剖视图。因为第1发光二极管312在基板背侧而看不见，所以以虚线表示。导光体301的端部的一部分突出，形成与实施例1相同的第1光导入部及第2光导入部。在基板103的两面上将第1发光二极管312及第2发光二极管322以分别与第1光导入部及第2光导入对应的方式分离载置。各发光二极管312、322的大小尺寸也可以相同。另外，基板103是以与发光观测面平行的方式载置于突出的端部的面上。
如本实施例，在将光导入导光体301的多个发光二极管312、322的导入部本身设置段差，由此可提高混色性及发光亮度，且可形成极小型的发光装置。
(实施例15)图25是表示在装设发光二极管的基板103上，装设发光二极管312、322以及电阻、二极管、IC等电路组件711的样子的示意图。
另外，图27A为表示其它实施例的发光装置所使用的电路图案的俯视图，图27B为侧面图。发光二极管312及322的导线电极经焊锡连接至基板103上所配设的导电性图案。另外，基板103上载置电阻263、保护二极管264。由此，可有效利用基板103上的空间，形成极小型的发光装置。
本发明的发光装置是将光导入导光体的多个发光二极管的导入部本身设置段差，由此可提高混色性及发光亮度，且可形成极小型的发光装置。
权利要求
1.一种发光装置，具有导光体，其使自端面入射的光从主面放出；及多个发光二极管，其光学性连接于所述端面，其特征在于所述导光体的端部的一部分形成为突出面，在该突出面具有与第1发光二极管光学性连接的第1光导入部，和在剩余的端部具有与第2发光二极管光学连接的第2光导入部。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述导光体的放出光的主面或与所述主面相对向的面的一部分突出。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中所述第1发光二极管及第2发光二极管为表面安装型发光二极管，所述第1发光二极管的发光部分的高度比所述第2发光二极管高。
4.一种发光装置，具有包括前端、与该前端相对向的端面、及位于它们之间的主面的并且使自所述端面入射的光从所述主面放出导光体，以及至少具有光学性连接于该导光体端面的第1、第2发光二极管；所述导光体的所述端面构造设定为使得来自所述第1、第2发光二极管的光，在该导光体内导波的光路长度相对应于这些发光二极管各异。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其中所述导光体具有包括所述端面及与该端面相对向的端面的板状形状，该导光体的所述端面，具有与所述第1、第2发光二极管相对应的2个端面部分，其一个端面部分与所述前端之间的光路长度被设定为相对长于所述另一端面部分与所述前端之间的光路长度。
6.根据权利要求4或5所述的发光装置，其中所述导光体的所述端面形成为段差构造，即所述一个端面部分相对于所述另一端面部分形成向所述导光体的轴线方向突出的突出面。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其中所述导光体的所述段差构造，配置于与将该导光体的所述前端与所述端面结合的轴方向相交叉或相平行的方向。
8.根据权利要求1、6或7中所述的发光装置，其中所述导光体的所述突出面配置于所述导光体的可视范围的外部区域。
9.根据权利要求1、2、4、7或8中所述的发光装置，其中所述第1及第2发光二极管各自可发出具有2个以上发光峰值的混色光。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的发光装置，其中所述发光装置为计测器的指针。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的发光装置，其中所述发光装置具有安装发光二极管及电路组件的基板。
12.一种车辆用显示装置，其中作为显示装置计测器的指针而在车内设置权利要求1～11中任一项所述的发光装置。
全文摘要
一种发光装置，具有导光体，其使自端面入射的光从主面放出；及多个发光二极管，其光学性连接于所述端面，其特征在于所述导光体的端部的一部分形成突出面，在该突出面具有与第1发光二极管光学性连接的第1光导入部，在剩余的端部具有与第2发光二极管光学性连接的第2光导入部；且第1及第2发光二极管分别可发出具有2个以上发光峰值的混色光。通过该构造，可提高混色性及发光亮度并且可形成为极小型。
文档编号G01D13/26GK1462422SQ02801644
公开日2003年12月17日 申请日期2002年5月14日 优先权日2001年5月14日
发明者若木亮辅, 富永弘, 黑川和雅 申请人:日亚化学工业株式会社