发光装置以及使用了该发光装置的显示装置的制作方法

专利名称：发光装置以及使用了该发光装置的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光装置以及使用了该发光装置的显示装置，特别涉及可以针对构成 发光面的多个区域的每一个调整亮度以及色度的发光装置以及使用了该发光装置的显示
直O
背景技术：
近年来，使用来自发光二极管(LED =Light Emitting Diode)等固体发光元件的射 出光的面照明装置开始被用作液晶显示器OXD=Liquid Crystal Display)的背光源装置 (BLU =Back-Light Unit)等。现有的背光源装置大部分采用使用水银的冷阴极管(CCFL ColdCathode Fluorescent Lamp)，而并非采用LED。由于将LED用作光源的面照明装置具 有通过LED的效率提高而实现的节能性、不包含水银等的环境和谐性、长寿命以及轻薄短 小等优势性，所以有效地作为背光源装置。在液晶显示器的背光源装置中，作为将来自多个发光元件的光变换成面状发光的 方式，从设置在侧面的一维LED阵列(即线型阵列)向导光板入光的导光板方式(还称为 侧光(side light)方式)、或者在二维阵列状(即矩阵状)地排列的多个LED的上方设置 漫射板而使光扩散的正下方方式成为主流(例如参照日本特开2005-316337号公报)。图7是示出导光板方式的面照明装置的例子的立体图，图8是示出正下方方式的 面照明装置的例子的立体图，图9是示出使用了冷阴极管的正下方方式的面照明装置的例 子的立体图。图7所示的导光板方式的面照明装置100构成为在两个侧面部分别设置有由多个 LED封装101构成的LED阵列102，并在这些两个LED阵列102之间设置有导光板103与包 括漫射板、透镜片等的光学片(stack of optical films) 104。在图7中，从配置在各侧面 部的LED阵列102射出的光被导入到导光板103，在导光板103内反复反射而扩展到导光 板103的整个面。在导光板表面，形成有用于射出的微细的图案。经由该图案照射光学片 104。进而利用该光学片进行光学扩散，而得到亮度、配光被控制了的面发光。图8所示的正下方方式的面照明装置200构成为在二维阵列状(即矩阵状)地排 列多个LED封装101而构成了的二维LED阵列105的上方设置有光学片104。在图8中，从 设置在底面的基板上的二维LED阵列105中射出的光通过经由光学片104被放射，从而得 到面发光。另外，使用了图9所示的冷阴极管的正下方方式的面照明装置300构成为在横向 排列多个长条的冷阴极管106而构成了的冷阴极管阵列107的上方设置有光学片104。在 图9中，从设置在底面的冷阴极管阵列107射出的光通过经由光学片104被放射，从而得到 面发光。在小型的液晶显示器中，LED数量较少也可以，所以上述导光板方式是主流。另外， 在大面积的TV用液晶显示器中，正下方方式是主流。正下方方式由于易于采用局部调光(local dimming)方式，所以适合于重视画质与节能的TV用液晶显示器的背光源装置。此处，局部调光方式是指，可以与输入到液晶显 示器的影像信号相对应地，局部性地调制背光源装置的发光面的亮度的方式。即，在影像中 的暗的局部中，与其相对应地，使背光源装置的对应的局部也变暗，使明亮的局部变亮那样 地进行动作。以往的背光源装置是全点亮方式，总是在整个面中按照恒定的亮度明亮地点亮， 所以功耗大。另一方面，在上述局部调光方式中，具有如下优点如果至少针对暗的影像部 分设得较暗，则可以相应地降低功耗。另外，液晶显示器由于液晶自身的透射率较大，所以在全点亮时，即使是黑信号， 背光源装置的光也透射，造成影像的对比度变低。另一方面，局部调光方式具有如下优点 由于针对暗的影像部分设得较暗，所以相应地对比度也提高。图10是说明这样的局部调光方式的图。在图10中，在设为背光源装置是例如对角52英寸的TV用液晶显示器的背光源装 置1 000时，该背光源装置1000的面被分割成16X32 = 512个区域1001、1002、. . . 1512。被分割出的各区域是相当于可以个别地控制的局部的局部区域，在各区域1001、 1002、. . . 1512中，安装有四个LED。即、背光源装置1000整体中的LED的总数是4X512区 域=2048个。通过与影像对应地控制该区域的每一个的四个LED，进行局部调光。在这样的局部调光方式中，还有与RGB颜色信号对应地分别控制RGB-LED的彩色 局部调光方式。在该情况下，具有功耗进一步降低且画质也提高的优点。在说明该彩色局部调光方式中的LED的结构时，如图10所示，使用在一个LED封 装101中安装有RGB各自的颜色的LED芯片101a、101b、IOlc的所谓“Three-in-one”的 LED封装101。因此，在RGB方式的情况下，所使用的LED芯片的数量成为2048X3 = 6144 个。这样，正下方方式的背光源装置需要庞大数量的LED芯片，所以存在安装烦杂且 花费时间，并且成本变高这样的问题。进而，在为了提高画质而增加区域的分割数时，LED数量相应地增加。S卩，局部调 光方式由于对于一个区域至少需要一个LED，所以如果区域数增加，则LED数也增加。另外，不限于这样的局部调光方式，在不使用液晶模块而想要仅通过LED来构成 影像显示器时，在FullHD (Full High Vision)中是200万像素以上，在实现使用作为个别 半导体的LED的影像显示器中进一步伴随困难。但是，如果可以实现LED影像显示器，则如 上所述，与液晶显示器相比，在功耗与对比度这点上优势性高。另外，正下方方式在整个发光面中需要用于布线等的安装基板，发光面的面积越 大，装置整体变得越重，成本也越高。另外，难以实现使发光装置整体变薄。另外，局部调光方式在导光板方式或冷阴极管方式中无法构成区域。因此，难以将 这些导光板方式或冷阴极荧光管方式应用于局部调光方式。因此，现状是局部调光方式被 限于上述那样的正下方型方式。但是，在使用了以往的LED的背光源装置等发光装置中，在功耗与对比度这点上 优势性高的正下方方式的局部调光方式是有效的，但由于在基板上安装庞大数量的发光元 件(LED)费事，所以存在成本变高这样的问题。另外，如上所述，在正下方方式的局部调光方式的情况下，由于需要对应于面内全部区域的安装基板，所以还存在重量增大且成本变高这样的问题。因此，在正下方方式中，难以实现进一步降低重量以及成本的发光装置、以及使用 了该发光装置的影像显示器等显示装置
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光装置以及使用了该发光装置的显示装置，无需使 用以往那样的大型的安装基板就可以进行局部调光动作方式。本发明的一个方式的发光装置，具有发光面，能够针对将上述发光面分割成多个 的区域的每个区域(area)，调整亮度或色度，其特征在于，具备集成光源(monolithicallyintegrated light source)，具有能够独立地驱动的 多个发光元件(light emitting element)，将上述多个发光元件集成到单片中；以及多个光学传输路径(optical transmission line)，向分割出的各个上述区域，分 配上述集成光源(said integrated light source)各自的发光元件的光输出。本发明的一个方式的显示装置，根据输入的影像信号来显示影像，其特征在于，作 为背光源装置，具备上述发明的发光装置，与输入的影像信号相对应，针对每个上述区域调 整光的亮度。


图IA以及图IB是用于说明本发明的第一实施方式的发光装置的图，图IA是本发 明的第一实施方式的发光装置的部分剖开的立体图，图IB是沿着图IA的A-A线的剖面图。图2是用于说明作为图1的发光装置的光源的LD芯片的结构的立体图。图3是本发明的第一实施方式的发光装置的部分剖开的立体图。图4是本发明的第二实施方式的发光装置的部分剖开的立体图。图5是本发明的第三实施方式的发光装置的部分剖开的立体图。图6是示出本发明的第四实施方式的发光装置的LD芯片的立体图。图7是示出以往的导光板方式的面照明装置的例子的立体图。图8是示出以往的正下方方式的面照明装置的例子的立体图。图9是示出使用了以往的冷阴极管的正下方方式的面照明装置的例子的立体图。图10是说明局部调光方式的说明图。图IlA以及图IlB是说明作为以往的光源的LED芯片的结构以及配光特性的图， 图IlA是示出作为以往例子的光源的LED芯片的结构的立体图，图IlB是示出图IlA的LED 芯片的配光特性的图。图12是示出作为以往例子的光源的LD芯片的结构的立体图。
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。(第一实施方式)图IA以及图IB是用于说明本发明的第一实施方式的发光装置的图，图IA是本发 明的第一实施方式的发光装置的部分剖开的立体图，图IB是沿着图IA的A-A线的剖面图。图2是用于说明作为本发明的第一实施方式的发光装置的光源的激光二极管(LD =Laser Diode)芯片的结构的立体图。图IA的发光装置1具有平面状的发光面(planar illuminantsurface) 4A。发光面4A被分割成多个区域，在图IA中，为简化说明，仅示出了四个区域4a、4b、4c、4d。因此， 在以下说明中，对关于该四个区域4a 4d的发光进行说明。另外，在图IA中，仅示出了在 横向排成一列中的多个(在图1中四个)区域，但实际上如图3的说明所示那样，在发光面 4A的整体中排列有多列。发光装置1构成为具有由LD芯片构成的光源2、作为光学传输路径的波导部 (waveguide) 3、背光源装置主体4以及作为光学部件(波长变换部件)的多个微小波长变 换部件5。波长变换部件例如是荧光体，具有如下作用当照射了以特定的波长带振荡的激 光元件(laser element lasing at a specific wavelength)的输出光(例如蓝色的激 光)时，变换为白色光。光源2配置在接近发光装置1的背光源装置主体4的侧面的位置、或离开该背光 源装置主体4的侧面的位置。发光装置1的背光源装置主体4是薄的箱状外形的筐体。与微小波长变换部5相 对地设置有由扩散膜(diffusion film)4B等构成的光学片，光经由扩散膜4B的上面的发 光面4A扩散放射而进行面发光。光源2是具有多个(此处四个)半导体激光共振器(semiconductorlaser cavity or diode laser cavity)的集成型激光二极管芯片，从各共振器(cavity)中射出光。具 体而言，光源2是将可以相互独立地驱动的多个半导体激光共振器(semiconductorlaser cavity or diode lasercavity) 7a 7b集成而构成的集成光源，各个激光共振器射出具有 窄角配光特性的光。此处，使用图IlA以及图11B、图12，对于以往的LED芯片和LD芯片的结构以及光
学特性等的差异进行说明。图IlA是示出作为以往例子的光源的LED芯片的结构的立体图，图IlB是示出图 IlA的LED芯片的配光特性的图，图12是示出作为以往例子的光源的LD芯片的结构的立体图。图IlA的LED芯片101A —般是面发光型的LED芯片，从LED芯片101A的几乎整 个表面射出光。该LED芯片101A构成为具有进行发光的活性层120、从上下方向夹住该活 性层120地层叠的ρ型包覆层121、n型包覆层122、焊盘90、以及金线90A。LED芯片101A 经由该金线90A进行供电。该LED芯片101A中的配光特性如图IlB所示，基本上具有Lambertian分布(朗 伯的余弦法则、完全扩散面)的配光特性，其在半值处的全角为120°。在将这样的一个LED芯片101A分成可以独立驱动的多个区域时，需要追加用于独 立驱动的分离电极、焊盘等电极空间。而且难以使指向性不良的Lambertian分布的配光输 出与波导路(或导光体)按照区域耦合，而传输到背光源装置的规定位置。相对于此，图12的LD芯片201是端面放射型，形成几微米宽度的波导路径台面 条形(Mesa Stripe) 224A。即，形成将前侧劈开端面(front cleaved facet) 201A与后侧 劈开端面(rear cleaved facet) 201B设为镜反射面的条形状光共振器(optical cavitystripe)224。该LD芯片201的层构造包括进行发光的活性层(active layer) 220、从上下方 向夹住该活性层220地层叠的ρ型包覆层(claddinglayer) 221、η型包覆层222以及绝缘 膜 223。在这样的LD芯片201中，仅对条形状光共振器224的活性层220进行供电。在该 情况下，由于设置有绝缘膜223，所以电流不流向活性层220以外。通过该供电，仅在条形状 光共振器24的活性层220中产生增益(gain)，进行激光振荡。另外，LD芯片201的宽度构成为例如300 μ m左右，条形状光共振器224以外的部 分不对发光有贡献。另外，在这样的LD芯片201中，来自前侧端面201A的光输出具有如下 配光特性其在半值处的全角(FWHM:Full Width at Half Maximum)在相对活性层220的 面平行的水平方向上是10°左右，并且在相对活性层220的面垂直的垂直方向(lateral) 是30°左右。因此，LD芯片201与图IlB所示的LED芯片IOlA相比具有极其窄的配光特 性。本实施方式的发光装置1将具有这样的窄角配光特性的LD芯片用作光源2。接下来，参照图2，对用作本发明的发光装置1的光源2的LD芯片的结构进行说 明。以下，将光源2作为LD芯片2而进行说明。如图2所示，LD芯片2构成为例如通过405nm的蓝紫光振荡的InGaN (氮化铟镓) 类LD芯片。该LD芯片2由进行发光的活性层20、从上下方向夹住该活性层20地层叠的ρ型 包覆层21、η型包覆层22以及多个绝缘膜23形成。其中，构成为具有与上述条形状光共振 器224(参照图12)大致同样的多个激光共振器7、反射膜8、多个焊盘(Bonding pad)9、以 及多个金线9A。作为多个激光共振器7，此处仅示出了四个激光共振器7a、7b、7c、7d。艮口， 示出了 LD芯片2包括共计四个发光元件的情况。LD芯片2的宽度构成为例如成为400 μ m。 另外，各激光共振器7a 7d的间隔构成为例如成为100 μ m。这样，LD芯片2的宽度以及各激光共振器7a 7d的间隔收敛在可以设置为了独 立地驱动调制各激光共振器7a 7d而所需的焊盘9以及金线9A的范围内。但是，LD芯 片2的宽度以及各激光共振器7a 7d的间隔不限于此，也可以根据需要变更。高反射膜(High Reflectivity film) 8被涂覆设置在LD芯片2的后侧端面(rear facet) 2B上。该反射膜8由具有通过反射所振荡的光而从前侧端面(front facet) 2A高效 地射出的特性的高反射率的多层膜材料(multi-layered material)构成。在LD芯片2的前侧端面2A中，如上所述配置有四个激光共振器7a 7d。对这四 个激光共振器7a 7d,分别耦合了波导部3的光纤波导部3a 3d各自的一个端部。该光 纤波导部3a 3d将来自激光共振器7a 7d的光传输到后述的背光源装置主体4的各区 域4a 4d中分别配置的微小波长变换部件5a 5d(参照图1A)。背光源装置主体4如图IA所示，具有将发光面4A分割成多个而得到的多个区域。 如上所述，在图IA中，仅示出其内的四个区域4a 4d。在该四个区域4a 4d中，分别配 置了作为光学部件的微小波长变换部件5a 5d。在四个区域4a 4d中，分别配置有上述光纤波导部3a 3d的一个端部。更具 体而言，各光纤波导部3a 3d的前端部如图IB所示，与各区域4a 4d的微小波长变换部件5a 5d的设置位置相对应地被固定。通过上述结构，如图IB的箭头(虚线)所示， 可以将来自激光共振器7的光导入到各区域4a 4d的微小波长变换部件5a 5d。
这些微小波长变换部件5a 5d构成为掺合(blend) 了荧光体，以将来自各区域 4a 4d中的光纤波导部3a 3d的前端的波长405nm的蓝紫光输出变换为具有适合于背 光源装置的色度/色温度的白色光。因此，根据这样的结构，可以通过具有四个激光共振器7a 7d的InGaN类的一个 LD芯片2，向背光源装置主体4的四个区域4a 4d传输光，通过分别独立地调制驱动，可 以实现局部调光动作。另外，发光装置1也可以如图IA所示构成为包括对LD芯片2进行驱动的驱动部 10、对激光共振器7的光输出进行检测的检测部11、通过根据该检测部11的检测结果控制 驱动部10而调整流向LD芯片2的电流，控制LD芯片2的光输出的控制部12。另外，作为发光元件的激光共振器7a 7d各自如本实施方式所述一般以条形状 的波导部(waveguide)为基础，但也可以如 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)那样与芯片面垂直地构成。另外，发光元件也可以是即使没有激光振荡，但通过波导 路型的共振器进行弱的光放大的边发射型LED(EE-LED)。另夕卜，在本实施方式中，激光(Laser=Light Amplification byStimulated Emission Radiation)这一用语意味着不管有没有光的振荡，都会通过感应发射而实现光 放大。因此，对于振荡前的上述VCSEL，有时也被称为RC-LED (Resonant-cavity LED，共振 腔发光二极管)，由于同样的理由，被包含在激光共振器中。接下来，对这样的结构的发光装置1的动作进行说明。图IA所示的发光装置1可 以通过一个LD芯片2向背光源装置主体4的例如四个区域4a 4d传输光，通过分别独立 地调制驱动，可以实现与通过图10说明的局部调光方式大致同样的局部调光动作。S卩，在使用该背光源装置主体4构成了显示装置的情况下，由于在输入到该显示 装置的影像信号内，对于暗的影像部分设得较暗，所以相应地降低功耗，并且，还可以提高 对比度。另外，图IA所示的发光装置1无需为了在正下方方式中执行局部调光动作而所需 的以往那样的安装基板，并且，一个LD芯片2包括多个共振器，所以可以减少所使用的发光 元件的数量。另外，既可以接近发光面的侧面而配置光源，也可以配置在与发光面隔开间隔的 位置，所以设计的自由度提高。另外，由于光纤端微小，所以还可以减小使配光扩展的透镜。 因此，与以往的正下方方式的背光源装置相比，能够有助于显示装置自身的薄型化。图3是用于说明图IA所示的本实施方式的发光装置整体的部分剖开的立体图。如图3所示，发光面4A的整体被分割成多个，与分割出的各区域对应地，设置有多 个上述光源2以及光纤波导部3。另外，在图3中，为简化说明，仅示出了横向排列成一列的 多个区域。S卩，发光装置1构成为设置有任意数量的LD芯片2、2a、...作为多个光源。于是，向发光面4A的各区域引导来自各激光共振器的光。因此，根据本实施方式，提供一种新的局部调光方式的发光装置，如导光板方式那 样，在显示器的显示面正下方仅配置光学元件，可以将LD等发光元件集中到侧面部。进而，由于无需大型的安装基板，所以可以大幅降低重量以及成本。(第二实施方式)图4是本发明的第二实施方式的发光装置的部分剖开的立体图。另外，在图4中， 对于与第一实施方式的装置同样的结构要素，附加同一标号并省略说明，仅说明不同的部 分。对第二实施方式的发光装置IA进行改良，以构成为例如与对角52英寸的TV用液 晶显示器对应的局部调光方式的背光源装置(参照图10)。具体而言，如图4所示，发光装置IA为了构成发光面的区域被512分割的局部调 光方式的背光源装置，而构成为设置有多个具有16个激光共振器7a 7p的LD芯片2。
S卩，在任意数量(以下在本实施方式中作为一个例子说明横向配置了 32个LD芯 片的情况)的LD芯片2、2a、...的各自中，设置16个激光共振器7a 7p而构成。通过横 向排列32个具有16个激光共振器的一个LD芯片(单片集成光源)，可以对应于发光面4A 被分割成横32X纵16 = 512个区域的局部调光方式的背光源装置。S卩，如果为了对应于 背光源装置的所有区域，而横向设置32个这样的LD芯片而构成，则可以构成为可以针对发 光面的整体进行上述局部调光方式的背光源装置。这些多个LD芯片2、2a、...设置在阵列基板19上。该阵列基板19被配置在背光 源装置主体4的一个侧面部。另外，与该多个LD芯片2、2a、...相对应地，在背光源装置主体4的发光面4A中， 在背光源装置主体4的纵向上，分别配置了各16个区域1001 1016、1017 1032、...。 在该情况下，在各区域中，与第一实施方式同样地，分别设置有微小波长变换部件5。另外，LD芯片2、2a、...与各区域1001 1512的耦合、即各LD芯片的16个激光 共振器7a 7p与各区域1001 1512通过由多个光纤波导部3a 3p形成的光纤束30 分别光学地耦合(optically coupled)。在该情况下，光纤束30的光纤波导部3a 3p的每一个可以例如在各个区域
1001,1002.....1016的位置，通过微小波长变换部件(图示省略)向上方射出输出光(参
照图1B)。在背光源装置主体4的横向上，并列设置了 32列这样的LD芯片2、2a、...与光纤 束30的组，因此，可以向横32X纵16 = 512个区域1001 1512传输光。另外，通过分别 独立地调制驱动这样的发光装置1A，可以实现局部调光动作。因此，在本实施方式的发光装置IA中，在背光源装置主体4的发光面4A正下方没 有LED那样的自发光元件，电气系统与散热系统可以全部收容在背光源装置主体4的外围 部等中。另外，各LD芯片2、2a、...的横宽随着激光共振数变多相应地与第一实施方式相 比变宽，但设置在阵列基板19上的LD芯片2、2a、...是32个即可，所以与可以实现图10 所示的正下方方式的局部调光动作的背光源装置1000相比，可以大幅降低成本。进而，本实施方式的发光装置IA可以将多个发光元件收容在外围部中，并且可以 减少所使用的发光元件的数量。另外，与第一实施方式同样地，无需安装基板，并且可以仅 通过在发光面4A的正下方配置光学元件等来构成，所以也有助于背光源装置的薄型化，因 此，还有助于搭载该背光源装置的显示装置自身的薄型化。
另外，在本实施方式中，发光装置IA也可以如图4所示构成为具有对LD芯片2、 2a,...进行驱动的驱动部10、作为对LD芯片2、2a、...各自的激光共振器7a 7p的光输 出进行检测的光检测部的检测部11、以及通过根据该检测部11的检测结果控制驱动部10 而调整流向LD芯片2、2a、...的电流，控制LD芯片2、2a、...的光输出的控制部12。在该情况下，检测部11的检测结果，通过由控制部12监视并根 据该监视结果向驱 动部10送出控制信号，可以对考虑了起因于发光元件的经时劣化、温度变化的特性的偏差 的光输出进行调整控制。作为具体的结构，在各LD芯片2、2a、...的后侧，设置作为光检测部的光电二极管 40,40a,...，可以一并检测并监视来自16个激光共振器7a 7p的输出。在各LD芯片2、2a、...中，在仅检测并监视一个激光共振器的输出时，通过控制部 12进行控制以使其他激光共振器瞬间地断开。由于激光元件远比人的眼睛的响应速度快， 所以可以在调制影像信号的空闲时间的时刻检测并监视16个激光共振器7a 7p的每一 个的输出。另外，由于可以通过一个光电二极管40依次检测并监视16个激光共振器7a 7p 的输出，所以光电二极管40的数量可以由32个构成，而变得廉价。另外，本实施方式的发光装置IA通过上述那样的结构，使各LD芯片2、2a、...的 激光共振器7a 7p从LD芯片2的一端依次点亮，从而可以进行在纵向上依次点亮横向的 相同列的区域的扫描方式的点亮。由控制部12(参照图1A)进行该扫描方式的点亮控制。在该情况下，各LD芯片2、2a、...的激光共振器7a 7p由于时间上在各瞬间仅 一个一个地动作，所以与使16个激光共振器7a 7p全部动作的情况相比，可以大幅抑制 散热量。另外，本实施方式的发光装置IA还可以自由地进行黑插入等各种调制。因此，根据第二实施方式，除了得到与第一实施方式同样的效果以外，还可以通过 简单的结构且低成本，构成为具有包括例如由512个区域构成的多个分割区域的发光面的 局部调光方式的背光源装置。另外，在本实施方式中，发光装置IA作为一个例子构成为被分割成512个区域的 局部调光方式的背光源装置，所以具体说明了 LD芯片的数量和大小、激光共振器的数量、 分割区域的数量、以及微小波长变换部件的形态和数量，但本发明不限于上述特定的方式， 与所需数量的区域对应地设定上述数值而构成即可。(第三实施方式)图5是本发明的第三实施方式的发光装置的部分剖开的立体图。另外，在本实施 方式中，对于与第一实施方式的装置同样的结构要素，附加同一标号并省略说明，仅说明不 同的部分。第三实施方式的发光装置IB是使用荧光体等不伴随波长变换的RGB类型的LD芯 片2A1、2A2、2A3而构成的。S卩，这些LD芯片2A1、2A2、2A3构成为分别具有以作为光的三原 色的红(R)、绿(G)、蓝(B)各自的波长振荡的多个激光共振器70a 70d。在这样使用以R、 G、B各自的波长带振荡的激光元件的情况下，可以混合R、G、B的光来生成白色光，所以在本 实施方式的发光装置IB中无需使用上述第一以及第二实施方式中的微小波长变换部件。另外，在本实施方式中，示出了在一个LD芯片中设置有四个激光共振器70a 70d 的结构，但不限于此，也可以构成为设置四个以上的激光共振器。
在说明LD芯片2A1的结构时，例如在射出红色的光的LD芯片2A1中，与激光共振 器70a耦合的光纤波导部3a向区域4a的出光部72a传输光。与激光共振器70b耦合的光 纤波导部3b向区域4b的出光部72b传输光。与激光共振器70c耦合的光纤波导部3c向 区域4c的出光部72c传输光。与激光共振器70d耦合的光纤波导部3d向区域4d的出光 部72d传输光。这样与各激光共振器70a 70d耦合的光纤波导部3a 3d向各区域4a 4d分配光。在射出绿色光的LD芯片2A2、射出蓝色光的LD芯片2A3中，也与LD芯片2A1同样 地，通过与各激光共振器70a 70d分别耦合的光纤波导部3a 3d，向各区域4a 4d分 配光。S卩，光纤波导部3a 3d耦合的光输出以将RGB的各色的光集中到一个部位的区 域的形式被分配给各区域4a 4d。即、通过上述结构，发光装置IB在各区域4a 4d中能够根据RGB的影像信号，混 合RGB的光输出而进行混色，所以可以进行彩色局部调光动作。因此，根据第三实施方式，除了得到与第一实施方式同样的效果以外，还可以实现 无需如 作为以往的正下方方式的彩色局部调光方式那样的庞大的LED芯片，并且不设置安 装基板而使用了 LD芯片的彩色局部调光方式的发光装置1B。另外，在本实施方式中，设置三个LD芯片2A1、2A2、2A3、四个激光共振器70a 70d以及四个区域4a 4d而构成，但不限于此，也可以如图3所示根据需要分别增加来构 成。另外，对于上述本实施方式的发光装置，以用作背光源装置的装置为例子进行了 说明，但还可以用作不使用液晶模块等的显示装置自身，在该情况下，向各发光元件，供给 与影像信号等相应的驱动信号。(第四实施方式)图6是示出本发明的第四实施方式的发光装置的LD芯片的立体图。另外，在本实 施方式中，对于与第一实施方式的装置同样的结构要素，附加同一标号并省略说明，仅说明 不同的部分。在第四实施方式的发光装置1中，作为光源的LD芯片2X构成为在多个激光共 振器7a、7al、7b、7bl内，至少一个用作故障时的备份或在需要特别高的亮度时的增强器 (booster)0如图6所示，向LD芯片2X耦合了两个光纤波导部3a、3b各自的一个端部。该LD芯片2X具有四个激光共振器7a、7al、7b、7bl，通过将其中两个例如激光共振 器7a与激光共振器7al的间隔、和激光共振器7b与激光共振器7bl的间隔分别设为接近 20 μ m的间隔，将两个激光共振器形成为一个集合。另外，将其他间隔、即激光共振器7al与 激光共振器7b的间隔2Y设为100 μ m。根据这样的结构，可以将设为一个集合的两个激光共振器7a、7al、与激光共振器 7b、7bl各自的光输出和公共的光纤波导部3a与3b分别耦合。激光元件自身也具有寿命，有可能由于ESD静电放电(Electrostatic Discharge)等而发生故障。但是，在使用了本实施方式的LD芯片2X的发光装置1中，一个 激光共振器7al、7bl通常是不使用而作为备用的。
在将这样的发光装置1构成为显示装置的背光源装置的情况下，根据输入的影 像，有时想要根据场所而强调明亮度。在这样的情况下，在本实施方式中，可以用作预备的 亮度增强器。
另外，在本实施方式中，将两个激光共振器7al、7bl分别接近其他激光共振器7a、 7b而构成，但也可以构成为通过进一步接近而增加激光共振器的数量。在该情况下，可以通 过仅变更LD芯片2X内的主模型，来应对接近而增加激光共振器的数量这一情况，并且，LD 芯片2X的表面积也不增加，所以具有不会对LD芯片自身的成本上升造成影响这样的优点。因此，根据第四实施方式，除了得到与第一实施方式同样的效果以外，还可以在LD 芯片2X的多个激光共振器7a、7al、7b、7bl内，将至少一个用作故障时的备份或在需要特别 高的亮度时的增强器，可以实现功能性高的发光装置。如上所述，在本发明的上述第一至第四实施方式中，说明了构成为显示装置的液 晶显示器中使用的局部调光方式的背光源装置或显示装置的情况，但不限于此，在不脱离 发明的主旨的范围内，还可以用作其他面照明装置。即，上述各实施方式的发光装置不仅可 以应用于液晶显示器的背光源装置，而且还可以将发光装置自身构成为显示装置、或者作 为面照明装置来应用。根据以上叙述的本实施方式(embodiments)，无需使用以往那样的大型的安装基 板，而可以利用少量的发光元件来进行局部调光动作方式，所以可以大幅降低重量以及成 本。上述已经描述了本发明的附图所提及到的实施例，但本发明将不限于那些确切的 实施例，本领域技术人员能够在不偏离本发明的主旨的前提下作出改变和变形。
权利要求
一种发光装置，具有发光面，能够针对将上述发光面分割成多个的区域的每个区域，调整亮度或色度，其特征在于，具备集成光源，具有能够独立地驱动的多个发光元件，将上述多个发光元件集成到单片中；以及多个光学传输路径，向分割出的各个上述区域，分配上述集成光源各自的发光元件的光输出。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于在上述多个光学传输路径向各个上述区域进行输出的输出端具备波长变换部件，其中 上述多个光学传输路径是用于分配与分割出的各个上述区域对应的上述集成光源各自的 发光元件的光输出。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于 上述发光元件由半导体激光共振器构成。
4.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于 上述发光元件由边发光型LED构成。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述发光面形成为平面，上述集成光源设置在接近上述发光面的侧面的位置、或者与 上述发光面隔开间隔的位置。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于对各光学传输路径耦合了两个以上的发光元件，在上述各光学传输路径上耦合的上述 集成光源的多个发光元件中的至少一个被用作故障时的备份、或在需要特别高的亮度时的 增强器。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，具有至少一个光检测部，对上述多个发光元件的光输出进行检测；以及 控制部，根据该光检测部的检测结果来调整流向上述发光元件的电流，控制上述发光 元件的光输出。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述集成光源的多个发光元件分别包括至少具有相当于光的三原色的波长且能够独 立地调制的激光共振器，通过向各区域传输该激光共振器的三原色的输出来进行混色。
9.一种显示装置，根据输入的影像信号来显示影像，其特征在于作为背光源装置，具备权利要求1或权利要求8所述的发光装置，与输入的影像信号相 对应，针对每个上述区域调整光的亮度。
10.一种显示装置，根据输入的影像信号来显示影像，其特征在于，具有 权利要求8所述的发光装置；以及控制部，响应影像信号，针对每个上述区域独立控制各颜色的激光共振器。
全文摘要
本发明提供一种发光装置以及使用了该发光装置的显示装置。本发明的发光装置具有发光面，能够针对将发光面分割成多个区域的每个区域，调整亮度，其中，具有作为光源的LD芯片，该LD芯片具有可以分别独立地驱动的多个发光元件，射出来自上述多个发光元件的光；多个光纤波导部，分别与上述多个发光元件的至少一个耦合，并且传输来自其所耦合的至少一个发光元件的光；多个微小波长变换部，分别针对每个上述区域设置，取入经由对应的光纤波导部传输的上述光，射出所取入的光。
文档编号F21V9/10GK101871601SQ201010129728
公开日2010年10月27日 申请日期2010年3月8日 优先权日2009年4月21日
发明者木下顺一 申请人:哈利盛东芝照明株式会社