JP4642054B2 - 面発光装置 - Google Patents
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Description
また好ましくは、導光部材から光が出射する導光部材の出射面に、半導体レーザ素子が出射するレーザ光を吸収して、レーザ光の波長とは異なる波長の光を放出する、蛍光体層が設けられている。
図1は、実施の形態1の面発光装置の分解斜視図である。図2は、面発光装置を組み立てた状態における、図1に示すII−II線による断面図である。図1および図2に示すように、面発光装置1は、導光部材としての導光板2を備える。導光板2は、たとえばアクリル樹脂などの透明な材料からなるのが好ましいが、透光性を有する材料であればどのような材料を用いてもよい。
上式にθc=sin−1(1/n)を代入すると、
sinα=√(n2−1)
上式が成立するのは、1<n≦√2を満たす場合であって、nの値がこの範囲内であるときは、α<sin−1(√(n2−1))を満たす入射角で導光板2に入射する光は、表面2aおよび裏面2bにおいて全反射する。またn>√2の場合には、入射角αに関わらず、導光板2に入射した光は、表面2aおよび裏面2bにおいて全反射する。つまり、導光板2の屈折率nとして、n>√2を満たすような材質を用いて上述のような導光板を形成すると、一旦導光板2に入射した光を全て全反射させることができる。
図9は、実施の形態2の面発光装置の構成を示す模式図である。実施の形態2の面発光装置と、上述した実施の形態1の面発光装置とは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態2では、蛍光体層3の設置位置が図9に示すような位置となっている点で実施の形態1とは異なっている。具体的には、図9に示すように、蛍光体層3は、導光板2から光が出射する出射面である導光板2の表面2aに設けられている。
図10は、実施の形態3の面発光装置の構成を示す模式図である。実施の形態3の面発光装置と、上述した実施の形態1の面発光装置とは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態3では、蛍光体層3の設置位置が図10に示すような位置となっている点で実施の形態1とは異なっている。具体的には、図10に示すように、蛍光体層3は、受光端面である導光板2の端面2cと反対側の端面2d側に設けられている。
図11は、実施の形態4の面発光装置の構成を示す模式図である。実施の形態4では、半導体レーザ素子101が図11に示す配置となっている点で、上述した実施の形態2と異なっている。具体的には、図11に示すように、半導体レーザ素子101は、矩形板形状の辺部を構成する導光板2の側端面に対向する配置ではなく、矩形板形状の導光板2の角部に配置されている。矩形板形状の角部の一部が切り欠かれることにより、受光端面である端面2cが形成されている。
図12は、実施の形態5の面発光装置の構成を示す模式図である。実施の形態5では、蛍光体層3が図12に示す配置となっている点で、上述した実施の形態4と異なっている。具体的には、図12に示すように、蛍光体層3は、受光端面である端面2cと反対側の導光板2の端面である、端面2d側に配置されている。つまり、矩形板形状の導光板2において、半導体レーザ素子101が配置されている角部を形成する2つの側端面を除く導光板2の側端面である、端面2dに、蛍光体層3が設けられている。
図13は、実施の形態6の面発光装置の構成を示す模式図である。図14は、図13に示す面発光装置の側面図である。実施の形態6では、蛍光体層3に加えて光学膜8が設けられている点で、上述した実施の形態1と異なっている。具体的には、図13および図14に示すように、導光板2の端面2c側に蛍光体層3が設けられており、蛍光体層3のさらに光源側に、光学膜8が形成されている。光学膜8は、レーザ光を透過し、レーザ光の波長とは異なる波長の光を反射し得る特性を有するものとする。
図15は、実施の形態7の面発光装置の構成を示す模式図である。実施の形態7では、導光板2の側端面に端面光反射部9が設けられている点で、上述した実施の形態3と異なっている。具体的には、図15に示すように、受光端面である端面2cと反対側の、受光端面でない導光板2の側端面である端面2dには蛍光体層3が設けられており、蛍光体層3の導光板2と対向しない面側に、光を反射する端面光反射部9が設けられている。また、導光板2のその他の側端面である端面2e側にも、端面光反射部9が設けられている。端面光反射部9は、たとえば反射率の高い金属であるAgやAlを蒸着させることによって、形成することができる。
これまでの実施の形態では、バックライトとして好適に用いられる面発光装置の例について説明したが、以下では、面発光装置が室内照明として用いられる例について説明する。図16は、実施の形態8の面発光装置の構成を示す模式図であって、室内照明として面発光装置が用いられる例について示す模式図である。図16に示すように、面発光装置11では、2枚の導光板2がV字型に組み合わされている。面発光装置11の光源である半導体レーザ素子101は、矩形板状の導光板2の端面2cに対向するように、配置される。半導体レーザ素子101は、図示しない適切な支持体上に載置されている。導光板2の端面2c側には、蛍光体層3が設けられている。
図17は、実施の形態9の面発光装置の構成を示す模式図であって、室内照明として面発光装置が用いられる他の例について示す模式図である。図17に示すように、実施の形態9の導光板2は、矩形板形状ではない。導光板2は、受光端面である端面2cに沿った断面形状において、矩形の一方の長辺が弓状に盛り上がった、蒲鉾型形状に形成されている。
図18は、実施の形態10の面発光装置の構成を示す模式図であって、室内照明として面発光装置が用いられるさらに他の例について示す模式図である。実施の形態10の面発光装置と、上述した実施の形態9の面発光装置とは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態10では、図18に示すように、出射面である導光板2の表面2aに蛍光体層3が設けられておらず、反射シート4に替えて反射板16が設けられている点で、実施の形態9とは異なっている。
Claims (10)
- 発光層を含む積層構造を有する端面発光型の半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の光出射面に受光端面が対向して配置された導光部材とを備え、
前記導光部材における前記受光端面に沿う方向の断面が長手方向を有し、
前記半導体レーザ素子は、前記積層構造の積層方向が前記長手方向に沿うように配置されている、面発光装置。 - 前記発光層は、前記光出射面に、レーザ光が出射する発光部を有し、
前記積層方向と直交する幅方向における前記発光部の寸法を、前記積層方向における前記発光部の寸法で割った比の値が、50以上である、請求項1に記載の面発光装置。 - 前記導光部材から光が出射する前記導光部材の出射面と反対側に、光を反射して前記出射面側に導く、光反射部材が設けられている、請求項1または請求項2に記載の面発光装置。
- 前記光反射部材には、前記半導体レーザ素子が出射するレーザ光を吸収して、前記レーザ光の波長とは異なる波長の光を放出する、蛍光体が含まれている、請求項3に記載の面発光装置。
- 前記受光端面と、前記受光端面と反対側の前記導光部材の端面との、少なくとも一方に、前記半導体レーザ素子が出射するレーザ光を吸収して、前記レーザ光の波長とは異なる波長の光を放出する、蛍光体層が設けられている、請求項1から請求項3のいずれかに記載の面発光装置。
- 前記受光端面は、前記導光部材の角部に設けられており、
前記角部を形成する端面を除く前記導光部材の端面に、前記半導体レーザ素子が出射するレーザ光を吸収して、前記レーザ光の波長とは異なる波長の光を放出する、蛍光体層が設けられている、請求項1から請求項3のいずれかに記載の面発光装置。 - 前記導光部材は、透明な材料からなる、請求項5または請求項6に記載の面発光装置。
- 前記導光部材から光が出射する前記導光部材の出射面に、前記半導体レーザ素子が出射するレーザ光を吸収して、前記レーザ光の波長とは異なる波長の光を放出する、蛍光体層が設けられている、請求項1から請求項3のいずれかに記載の面発光装置。
- 前記受光端面に、前記レーザ光を透過し、前記レーザ光と異なる波長の光を反射し得る、光学膜が形成されている、請求項4から請求項8のいずれかに記載の面発光装置。
- 前記受光端面以外の前記導光部材の端面の少なくとも一部に、光を反射する端面光反射部が設けられている、請求項1から請求項9のいずれかに記載の面発光装置。
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