(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023077024
(43)【公開日】2023-06-05
(54)【発明の名称】面状光源
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20230529BHJP
【FI】
F21S2/00 437
F21S2/00 412
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021190118
(22)【出願日】2021-11-24
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108062
【弁理士】
【氏名又は名称】日向寺 雅彦
(74)【代理人】
【識別番号】100168332
【弁理士】
【氏名又は名称】小崎 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100172188
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 敬人
(72)【発明者】
【氏名】大門 竜馬
(72)【発明者】
【氏名】▲吉▼永 智
【テーマコード(参考)】
3K244
【Fターム(参考)】
3K244AA01
3K244BA08
3K244CA02
3K244CA03
3K244DA01
3K244DA24
3K244EA12
3K244EA16
3K244EE02
3K244GA05
(57)【要約】
【課題】輝度むらを軽減できる面状光源を提供すること。
【解決手段】面状光源は、溝によって分離された複数の発光部を有する導光部材と、複数の前記発光部のそれぞれに配置された光源と、を備える。複数の前記発光部は、複数の外側部と、平面視において複数の前記外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも1つの内側部とを有する。平面視において、複数の前記外側部のそれぞれは、1つの前記内側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っている。平面視において、1つの前記外側部の面積は、1つの前記内側部の面積よりも小さい。
【選択図】
図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溝によって分離された複数の発光部を有する導光部材と、
複数の前記発光部のそれぞれに配置された光源と、
を備え、
複数の前記発光部は、複数の外側部と、平面視において複数の前記外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも1つの内側部とを有し、
平面視において、複数の前記外側部のそれぞれは、1つの前記内側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っており、
平面視において、1つの前記外側部の面積は、1つの前記内側部の面積よりも小さい面状光源。
【請求項2】
複数の前記外側部は、第1外側部と、第2外側部と、を有し、
1つの前記第2外側部は、1つの前記第1外側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っており、
平面視において、1つの前記第2外側部の面積は、1つの前記第1外側部の面積よりも小さい請求項1に記載の面状光源。
【請求項3】
前記溝は、隣り合う前記外側部の間に位置する第1溝と、隣り合う前記内側部の間に位置する第2溝と、を有し、
前記第1溝と前記第2溝は同一直線上に位置する請求項1または2に記載の面状光源。
【請求項4】
前記内側部の面積は、平面視において前記導光部材の中心に最も近い前記内側部の面積である請求項1~3のいずれか1つに記載の面状光源。
【請求項5】
前記外側部の面積は、前記内側部の面積の0.5倍以上0.8倍以下である請求項1~4のいずれか1つに記載の面状光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明に係る実施形態は、面状光源に関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード等の発光素子と、導光板とを組み合わせた発光モジュールは、例えば液晶ディスプレイのバックライト等の面状光源に広く利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明に係る実施形態は、輝度むらを軽減できる面状光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、面状光源は、溝によって分離された複数の発光部を有する導光部材と、複数の前記発光部のそれぞれに配置された光源と、を備え、複数の前記発光部は、複数の外側部と、平面視において複数の前記外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも1つの内側部とを有し、平面視において、複数の前記外側部のそれぞれは、1つの前記内側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っており、平面視において、1つの前記外側部の面積は、1つの前記内側部の面積よりも小さい。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一実施の形態の面状光源によれば、輝度むらを軽減できる面状光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図2】実施形態の面状光源の一部を拡大した平面図である。
【
図3】
図2のIII-III線における断面図である。
【
図4】
図1AのIV-IV線における断面図である。
【
図5C】実施形態の光源の変形例を示す断面図である。
【
図5D】実施形態の光源の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、各部材のスケール、間隔若しくは位置関係などが誇張、又は部材の一部の図示を省略する場合がある。また、断面図として、切断面のみを示す端面図を示す場合がある。
【0009】
以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。また、特定の方向又は位置を示す用語(例えば、「上」、「下」及びそれらの用語を含む別の用語)を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向又は位置を分かり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向又は位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本明細書において「平行」とは、2つの直線、辺、面等が延長しても交わらない場合だけでなく、2つの直線、辺、面等がなす角度が10°以内の範囲で交わる場合も含む。本明細書において「上」と表現する位置関係は、接している場合と、接していないが上方に位置している場合も含む。
【0010】
【0011】
実施形態の面状光源は、導光部材10を有する。導光部材10は、第1面11と、第1面11の反対側にある第2面12(後述する
図3などに示される)とを有する。本明細書において、導光部材10の第1面11に対して平行であり、且つ互いに直交する2方向を第1方向X及び第2方向Yとする。また、第2面12から第1面11に向かう方向であって、第1方向X及び第2方向Yに直交する方向を第3方向Zとする。平面視における導光部材10の形状は、例えば、第1方向Xに延びる2辺と、第2方向Yに延びる2辺と、4つの角部(第1角部10a、第2角部10b、第3角部10c、及び第4角部10d)と、を有する四角形である。導光部材10の形状は、複数の角部を有する六角形や八角形等の多角形であってもよい。本明細書において、多角形とは数学的な多角形に加えて、角部に凹凸や丸みを有している形状も含まれる。
【0012】
導光部材10は、溝14によって、第1方向X及び第2方向Yにおいて互いに分離された複数の発光部1を有する。各発光部1は、例えばローカルディミングの駆動単位とすることができる。
【0013】
複数の発光部1は、複数の外側部を有する。複数の外側部は、第1外側部1bと第2外側部1cとを有する。第2外側部1cは、平面視における導光部材10の角部に位置する。実施形態の面状光源においては、第1角部10a、第2角部10b、第3角部10c、及び第4角部10dのそれぞれに第2外側部1cが位置する。すなわち、複数の外側部は、4つの第2外側部1cを有する。第1角部10aに位置する第2外側部1cと第2角部10bに位置する第2外側部1cとの間において、第1方向Xに沿って、複数の第1外側部1bが配置されている。第3角部10cに位置する第2外側部1cと第4角部10dに位置する第2外側部1cとの間において、第1方向Xに沿って、複数の第1外側部1bが配置されている。第1角部10aに位置する第2外側部1cと第3角部10cに位置する第2外側部1cとの間において、第2方向Yに沿って、複数の第1外側部1bが配置されている。第2角部10bに位置する第2外側部1cと第4角部10dに位置する第2外側部1cとの間において、第2方向Yに沿って、複数の第1外側部1bが配置されている。複数の第1外側部1b及び複数の第2外側部1cは、平面視において複数の発光部1が配置された領域のうち最外周に位置する発光部1である。
【0014】
複数の発光部1は、平面視において複数の外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも1つの内側部1aをさらに有する。
図1A、
図1Bに示す例では、複数の内側部1aが、平面視において複数の第1外側部1b及び複数の第2外側部1cで囲まれた領域に配置されている。例えば、複数の内側部1aの数は、複数の第1外側部1bの数及び複数の第2外側部1cの数よりも多い。
【0015】
平面視において、1つの第1外側部1bは、1つの内側部1aが第1方向X及び第2方向Yにおいて隣り合う発光部1の数よりも少ない数の発光部1と第1方向X及び第2方向Yにおいて隣り合っている。平面視において、1つの第2外側部1cは、1つの内側部1aが第1方向X及び第2方向Yにおいて隣り合う発光部1の数よりも少ない数の発光部1と第1方向X及び第2方向Yにおいて隣り合っている。平面視において、1つの第2外側部1cは、1つの第1外側部1bが第1方向X及び第2方向Yにおいて隣り合う発光部1の数よりも少ない数の発光部1と第1方向X及び第2方向Yにおいて隣り合っている。
【0016】
平面視において、1つの内側部1aは、第1方向X及び第2方向Yにおいて4つの発光部1と隣り合っている。平面視において、1つの第1外側部1bは、第1方向X及び第2方向Yにおいて3つの発光部1と隣り合っている。平面視において、1つの第2外側部1cは、第1方向X及び第2方向Yにおいて2つの発光部1と隣り合っている。
【0017】
図2は、
図1A、
図1Bにおいて内側部1aが配置された領域の平面図である。
図2には、例えば4つの内側部1aが配置された領域を示す。
図3は、
図2のIII-III線における断面図である。
【0018】
実施形態の面状光源は、導光部材10の他に、複数の光源20Aを備える。さらに、実施形態の面状光源は、支持部材50と、第1透光性部材30と、第1光反射部材40とを備えることができる。
【0019】
以下、実施形態の面状光源を構成する各要素について詳説する。
【0020】
<導光部材>
導光部材10は、光源20Aが発する光に対する透光性を有する部材である。光源20Aのピーク波長に対する導光部材10の透過率は、例えば、50%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。
【0021】
導光部材10の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂、又は、ガラスを用いることができる。
【0022】
導光部材10の厚さは、例えば、150μm以上800μm以下が好ましい。本明細書において、各部材の厚さとは、第3方向Zにおける各部材の上面と下面との間の距離の最大値を表す。導光部材10は、第3方向Zにおいて単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。導光部材10が積層体で構成される場合、各層の間に透光性の接着層を配置してもよい。積層体の各層は、異なる種類の主材を用いてもよい。接着層の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【0023】
導光部材10は、第1面11から第2面12まで貫通する第1孔部h1を有する。
図2に示すように、平面視において第1孔部h1は、例えば円形とすることができる。また、第1孔部h1は、平面視において、例えば、楕円、又は、三角形、四角形、六角形若しくは八角形等の多角形とすることができる。本明細書において、平面視とは、第3方向Zから見ることを意味する。
【0024】
前述したように、導光部材10には、それぞれの発光部1を互いに分離する溝14が形成されている。溝14が形成されていることにより、例えば、光源20Aの発熱による面状光源の反りなどを抑制することができる。
図3に示すように、溝14は、第1面11側に開口する第1溝部14aと、第2面12側に開口する第2溝部14bとを有する。第1溝部14aと第2溝部14bは、第3方向Zにおいて連通している。第1溝部14aの幅は、第2溝部14bの幅よりも広い。第1溝部14aの幅及び第2溝部14bの幅は、溝14が延びる方向に直交する方向の幅である。
【0025】
第1溝部14a内に区画部材15を配置することができる。区画部材15は、光源20Aが発する光に対する反射性を有する。区画部材15は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂部材である。区画部材15の光散乱粒子として、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。区画部材15の樹脂材料として、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、区画部材15は、アルミニウム、銀などの金属部材であってもよい。例えば、区画部材15は、第1溝部14aの内面に沿うように膜状に配置されている。また、区画部材15は、第1溝部14a内に充填してもよい。
【0026】
区画部材15は、隣接する発光部1間の導光を抑制する。例えば、発光状態の発光部1から非発光状態の発光部1への導光が、区画部材15により抑制される。これにより、それぞれの発光部1を駆動単位としたローカルディミングを行う場合、それぞれの発光部1ごとに輝度を制御し易くできる。
【0027】
図3において、溝14は、導光部材10の第1面11から第2面12まで貫通している。また、溝14は、第1面11側に開口を有し、底が第2面12に達しない有底の溝であってもよい。また、溝14は、第2面12側に開口を有し、底が第1面11に達しない有底の溝であってもよい。また、溝14は、導光部材10の内部に配置された中空溝であってもよい。
【0028】
<光源>
光源20Aは、導光部材10の第1孔部h1に配置される。第1孔部h1は、複数の発光部1のそれぞれに配置される。したがって、光源20Aは、複数の発光部1のそれぞれに配置される。
【0029】
光源20Aは、発光素子21を含む。発光素子21は、半導体積層体を含む。半導体積層体は、例えば、サファイア又は窒化ガリウム等の基板と、基板上に配置されるn型半導体層と、p型半導体層と、これらに挟まれた発光層とを含む。また、発光素子21は、n型半導体層と電気的に接続されたn側電極と、p型半導体層と電気的に接続されたp側電極とを含む。さらに、光源20Aは、下面側に配置された正負の一対の電極25を含む。一対の電極25のうちの一方はp側電極と電気的に接続され、他方はn側電極と電気的に接続されている。
【0030】
半導体積層体は、基板が除去されたものを用いてもよい。また、発光層の構造としては、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造(SQW)のように単一の活性層を持つ構造でもよいし、多重量子井戸構造(MQW)のようにひとまとまりの活性層群を持つ構造でもよい。発光層は、可視光又は紫外光を発光可能である。発光層は、可視光として、青色から赤色までを発光可能である。このような発光層を含む半導体積層体としては、例えばInxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)を含むことができる。半導体積層体は、上述した発光が可能な発光層を少なくとも1つ含むことができる。例えば、半導体積層体は、n型半導体層とp型半導体層との間に1つ以上の発光層を含む構造であってもよいし、n型半導体層と発光層とp型半導体層とを順に含む構造が複数回繰り返された構造であってもよい。半導体積層体が複数の発光層を含む場合、発光ピーク波長が異なる発光層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ発光層を含んでいてもよい。なお、発光ピーク波長が同じとは、例えば、数nm程度のばらつきがあってもよい。このような発光層の組み合わせとしては適宜選択することができ、例えば半導体積層体が2つの発光層を含む場合、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、又は緑色光と赤色光などの組み合わせで発光層を選択することができる。また、発光層は、発光ピーク波長が異なる複数の活性層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ複数の活性層を含んでいてもよい。
【0031】
光源20Aは、さらに第2透光性部材22を含むことができる。第2透光性部材22は、発光素子21の上面及び側面を覆っている。第2透光性部材22は、発光素子21を保護するとともに、第2透光性部材22に添加される粒子に応じて、波長変換や光拡散等の機能を備える。
【0032】
例えば、第2透光性部材22は、透光性樹脂を含み、蛍光体を更に含んでいてもよい。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等を用いることができる。また、蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、CCA系蛍光体(例えば、Ca10(PO4)6C12:Eu)、SAE系蛍光体(例えば、Sr4Al14O25:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えば、Ca8MgSi4O16Cl2:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えば、(Si,Al)3(O,N)4:Eu)若しくはαサイアロン系蛍光体(例えば、Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu)等の酸窒化物系蛍光体、SLA系蛍光体(例えば、SrLiAl3N4:Eu)、CASN系蛍光体(例えば、CaAlSiN3:Eu)若しくはSCASN系蛍光体(例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)等の窒化物系蛍光体、KSF系蛍光体(例えば、K2SiF6:Mn)、KSAF系蛍光体(例えば、K2Si0.99Al0.01F5.99:Mn)若しくはMGF系蛍光体(例えば、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn)等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する蛍光体(例えば、CsPb(F,Cl,Br,I)3)、又は、量子ドット蛍光体(例えば、CdSe、InP、AgInS2又はAgInSe2)等を用いることができる。第2透光性部材22に添加する蛍光体としては、1種類の蛍光体を用いてもよく、複数種類の蛍光体を用いてもよい。
【0033】
KSAF系蛍光体としては、下記式(I)で表される組成を有していてよい。
M2[SipAlqMnrFs] (I)
【0034】
式(I)中、Mはアルカリ金属を示し、少なくともKを含んでよい。Mnは4価のMnイオンであってよい。p、q、r及びsは、0.9≦p+q+r≦1.1、0<q≦0.1、0<r≦0.2、5.9≦s≦6.1を満たしていてよい。好ましくは、0.95≦p+q+r≦1.05又は0.97≦p+q+r≦1.03、0<q≦0.03、0.002≦q≦0.02又は0.003≦q≦0.015、0.005≦r≦0.15、0.01≦r≦0.12又は0.015≦r≦0.1、5.92≦s≦6.05又は5.99≦s≦6.025であってよい。例えば、K2[Si0.946Al0.005Mn0.049F5.995]、K2[Si0.942Al0.008Mn0.050F5.992]、K2[Si0.939Al0.014Mn0.047F5.986]で表される組成が挙げられる。このようなKSAF系蛍光体によれば、輝度が高く、発光ピーク波長の半値幅の狭い赤色発光を得ることができる。
【0035】
また、上述した蛍光体を含有する波長変換シートを、面状光源上に配置してもよい。波長変換シートは、光源20Aからの青色光の一部を吸収して、黄色光、緑色光及び/又は赤色光を発し、白色光を出射する面状光源とすることができる。例えば、青色の発光が可能な光源20Aと、黄色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、を組み合わせて白色光を得ることができる。また他には、青色の発光が可能な光源20Aと、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する波長変換シートとを組み合わせてもよい。また、青色の発光が可能な光源20Aと、複数の波長変換シートとを組み合わせてもよい。複数の波長変換シートとしては、例えば、赤色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、緑色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、を選択することができる。また、青色の発光が可能な発光素子21と、赤色の発光が可能な蛍光体を含有する第2透光性部材22とを有する光源20Aと、緑色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートとを組み合わせてもよい。
【0036】
波長変換シートに用いられる黄色の蛍光体としては、例えば、上述したイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を用いるのが好ましい。また、波長変換シートに用いられる緑色の蛍光体としては、発光ピーク波長の半値幅の狭い、例えば、上述したペロブスカイト構造を有する蛍光体又は量子ドット蛍光体を用いるのが好ましい。また、波長変換シートに用いられる赤色の蛍光体としては、緑色の蛍光体同様に発光ピーク波長の半値幅の狭い、例えば、上述したKSF系蛍光体、KSAF系蛍光体又は量子ドット蛍光体を用いるのが好ましい。特に、量子ドット蛍光体は、残光時間が短いため、ローカルディミングを行う面状光源に好適に用いることができる。
【0037】
光源20Aは、さらに被覆部材24を含むことができる。被覆部材24は、発光素子21の下面に配置される。被覆部材24は、光源20Aの電極25の下面が被覆部材24から露出するように配置される。被覆部材24は、発光素子21の側面を覆う第2透光性部材22の下面にも配置される。
【0038】
被覆部材24は、光源20Aが発する光に対する反射性を有する。被覆部材24は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂部材である。被覆部材24の光散乱粒子として例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。被覆部材24の樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【0039】
さらに、光源20Aは、第2光反射部材23を含むことができる。第2光反射部材23は、光源20Aの上面に配置される。第2光反射部材23は、発光素子21の上面を覆っている。第2光反射部材23は、第2透光性部材22の上面に配置され、第2透光性部材22の上面から出射する光の量や出射方向を制御する。第2光反射部材23は、発光素子21が発する光に対する反射性及び透光性を有する。第2透光性部材22の上面から出射した光の一部は第2光反射部材23により反射し、他の一部は第2光反射部材23を透過する。発光素子21が発する光に対する第2光反射部材23の透過率は、例えば、1%以上50%以下が好ましく、3%以上30%以下であることがより好ましい。これにより、光源20Aの直上での輝度を低下させ、面状光源の輝度むらを軽減する。
【0040】
第2光反射部材23は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光散乱粒子によって構成することができる。透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。光散乱粒子としては、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子等を用いることができる。また、第2光反射部材23は、例えば、Al若しくはAgなどの金属部材、又は誘電体多層膜であってもよい。
【0041】
光源は被覆部材24を含まなくてもよい。例えば、
図5Cに示す光源20Bは、その下面を発光素子21の下面及び第2透光性部材22の下面が構成する。
【0042】
また、光源は発光素子21の単体であってもよい。
図5Dに示す光源20Cは、第2透光性部材22及び被覆部材24を含まない。光源20Cにおいて、発光素子21の上面に、第2光反射部材23が配置されていてもよい。また、
図5Dにおいて、光源20Cは発光素子21の下面に被覆部材24が配置されていないが、発光素子21の下面に被覆部材24が配置されていてもよい。
【0043】
<第1透光性部材>
第1透光性部材30は、導光部材10の第1孔部h1における光源20Aの側面と導光部材10との間、及び光源20Aの上に配置されている。第1透光性部材30は、光源20Aの上面及び側面を覆っている。第1透光性部材30は、導光部材10及び光源20Aと接することが好ましい。このようにすることで、光源20Aからの光を導光部材10に導光させやすくなる。
【0044】
第1透光性部材30は、光源20Aが発する光に対する透光性を有する。光源20Aのピーク波長に対する第1透光性部材30の透過率は、例えば、50%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。第1透光性部材30の材料として、例えば樹脂を用いることができる。例えば、第1透光性部材30の材料として導光部材10の材料と同じ樹脂、又は導光部材10の材料との屈折率差が小さい樹脂を用いることができる。
【0045】
第1透光性部材30は、第3方向Zにおいて、単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。また、第1透光性部材30は蛍光体や光拡散材を含んでいてもよい。第1透光性部材30が積層体である場合には、各層が蛍光体及び/又は光拡散材を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。例えば、第1透光性部材30が、蛍光体を含む層と、蛍光体を含まない層とで構成されていてもよい。
【0046】
<第1光反射部材>
第1光反射部材40は、第1透光性部材30の上に配置される。第1光反射部材40は、第1透光性部材30を介して、光源20Aの上方に配置される。また、第1光反射部材40は、第1透光性部材30及び光源20Aに接していてもよい。また、第1光反射部材40は、接着樹脂を介して、第1透光性部材30及び光源20Aの上方に配置されてもよい。接着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、
図2に示すように、第1光反射部材40は、平面視において光源20A及び第1透光性部材30が配置された第1孔部h1と重なる位置に配置される。
【0047】
第1光反射部材40は、光源20Aが発する光に対する反射性及び透光性を有する。光源20Aのピーク波長に対する第1光反射部材40の透過率は、例えば、1%以上50%以下が好ましく、3%以上30%以下であることがより好ましい。
【0048】
第1光反射部材40は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光散乱粒子によって構成することができる。透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。光散乱粒子としては、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子等を用いることができる。また、第1光反射部材40は、上述した透光性樹脂が、光散乱粒子を含まず多数の気泡を含んでいてもよい。また、第1光反射部材40は、例えば、アルミニウム若しくは銀などの金属部材、又は誘電体多層膜であってもよい。
【0049】
第1光反射部材40の上面は、導光部材10の第1面11とともに面状光源の発光面(光出射面)として機能する。第1光反射部材40は、光源20Aが配置された第1孔部h1の上方へ向かう光の一部を反射させ、他の一部を透過させる。これにより、面状光源の発光面において、光源20Aの直上及び周辺の領域の輝度と、他の領域の輝度との差を小さくすることができる。これにより、面状光源の発光面における輝度むらを軽減することができる。
【0050】
第1光反射部材40と、光源20Aの第2光反射部材23との間に、第1透光性部材30が配置されている。第1透光性部材30は、第1光反射部材40及び第2光反射部材23よりも光源20Aが発する光に対する透過率が高い。光源20Aが発する光に対する第1透光性部材30の透過率は、100%以下の範囲において、第2光反射部材23の透過率及び第1光反射部材40の透過率の2倍以上100倍以下とすることができる。第1光反射部材40と第2光反射部材23との間の第1透光性部材30には、光源20Aの側面から出射された光や、後述する第3光反射部材53で反射された光などが回り込んで導光される。これにより、光源20Aの直上領域が明るくなりすぎず、且つ暗くなりすぎず、結果として、面状光源の発光面における輝度むらを軽減することができる。
【0051】
光源20Aから直接真上方向に出射された光の一部は第2光反射部材23により透過が抑制されていることから、光源20Aの直上領域が暗くなりすぎるのを抑えるために、光源20Aが発する光に対して、第1光反射部材40の透過率は第2光反射部材23の透過率よりも高いことが好ましい。
【0052】
<支持部材>
支持部材50は、導光部材10及び光源20Aを支持する。導光部材10は、第2面12を支持部材50の上面に対向させて、支持部材50上に配置される。光源20Aは、第1孔部h1において支持部材50上に配置される。
【0053】
支持部材50は、配線基板60を有する。配線基板60は、絶縁基材61と、絶縁基材61の少なくとも一方の面に配置された少なくとも1層の配線層62とを有する。絶縁基材61は、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。面状光源の薄型化のため、絶縁基材61はフレキシブル基板であることが好ましい。絶縁基材61は、第3方向Zにおいて単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。例えば、絶縁基材61は、単層のフレキシブル基板で構成されていてもよく、複数のリジッド基板の積層体で構成されていてもよい。絶縁基材61の材料として、例えば、ポリイミドなどの樹脂を用いることができる。配線層62は、金属膜であり、例えば銅膜である。
【0054】
支持部材50は、配線基板60上に配置された第1接着層51と、第1接着層51上に配置された第3光反射部材53と、第3光反射部材53上に配置された第2接着層52とをさらに有する。
【0055】
第1接着層51は、絶縁基材61における配線層62が配置された面の反対側の面に配置されている。第1接着層51は、絶縁基材61と第3光反射部材53との間に配置され、絶縁基材61と第3光反射部材53とを接着している。第1接着層51は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂層である。光散乱粒子として、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。第1接着層51の樹脂として、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【0056】
第3光反射部材53は、導光部材10の第2面12の下方、光源20Aの下方、第1透光性部材30の下方、及び溝14の下方に配置されている。第3光反射部材53は、光源20Aが発する光に対する反射性を有する。第3光反射部材53として、例えば、多数の気泡を含む樹脂部材や、光散乱粒子を含む樹脂部材を用いることができる。第3光反射部材53の樹脂は、例えば、上述の第1接着層51に用いることができる樹脂として列挙した樹脂から選択することができる。光散乱粒子は、例えば、上述の第1接着層51に用いることができる光散乱粒子として列挙した光散乱粒子から選択することができる。
【0057】
第3光反射部材53と、導光部材10の第1面11との間の領域においては、第3光反射部材53と第1面11とで反射が繰り返されつつ、光源20Aからの光が溝14に向かって導光部材10内を導光される。第1面11に向かった光の一部は、第1面11から導光部材10の外部に取り出される。第2面12に向かった光の一部は、第3光反射部材53によって第1面11側に反射されるので、第1面11から取り出される光の輝度を向上させることができる。第3光反射部材53は、多数の気泡を含む樹脂部材を用いることが好ましい。第3光反射部材53による光の反射量が向上し、光源20Aからの光が溝14に向かって導光部材10内を導光しやすくなる。さらに、第3光反射部材53の下面に配置される第1接着層51に光反射性をもたせると、第1面11から取り出される光の輝度をより向上させることができる。
【0058】
第2接着層52は、第3光反射部材53と、導光部材10の第2面12との間に配置され、第3光反射部材53と導光部材10とを接着している。光源20Aは、導光部材10の第1孔部h1内において第2接着層52上に配置される。第2接着層52は、光源20Aが発する光に対する透光性を有する。第2接着層52の材料として、例えば、上述の第1接着層51に用いることができる樹脂として列挙した樹脂から選択することができる。また、第2接着層52は、光散乱粒子を含んでもよく、その光散乱粒子は、例えば、上述の第1接着層51に用いることができる光散乱粒子として列挙した光散乱粒子から選択することができる。
【0059】
支持部材50は、導電部材70をさらに有する。導電部材70は、例えば、樹脂と、樹脂中に含まれる金属粒子とを含む。導電部材70の樹脂として、例えば、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂を用いることができる。金属粒子として、例えば、銅又は銀の粒子を用いることができる。
【0060】
導電部材70は、接続部71と配線部72とを有する。接続部71は、第2接着層52、第3光反射部材53、第1接着層51、及び絶縁基材61を第3方向Zにおいて貫通している。配線部72は、配線基板60における配線層62が配置された面に配置され、接続部71と接続している。接続部71と配線部72は、例えば同じ材料で一体に形成することができる。配線部72の一部72aは、配線層62と接続している。
【0061】
光源20Aの正負の一対の電極25に対応して、一対の導電部材70が互いに離れて配置されている。一方の導電部材70の接続部71は、光源20Aの下方において正側の電極25と接続され、他方の導電部材70の接続部71は、光源20Aの下方において負側の電極25と接続されている。光源20Aの電極25は、導電部材70及び配線層62と電気的に接続されている。
【0062】
支持部材50は、絶縁層54をさらに有する。絶縁層54は、配線基板60における配線層62が配置された面、配線層62、及び導電部材70を覆って保護している。
【0063】
第1外側部1b及び第2外側部1cにおいても、上述した内側部1aと同じ部材を備える。
図4は、
図1AのIV-IV線における断面図であり、第1外側部1bにおいて他の発光部1が隣り合わない外側面を含む部分の断面を示す。第2外側部1cにおいて他の発光部1が隣り合わない外側面も、第1外側部1bの外側面と同じ構成となっている。
【0064】
平面視において、1つの第1外側部1bが隣り合う発光部1の数は、1つの内側部1aが隣り合う発光部1の数よりも少なく、1つの第2外側部1cが隣り合う発光部1の数は、1つの内側部1aが隣り合う発光部1の数よりも少ない。従って、隣り合う発光部1から1つの第1外側部1bに入ってくる光の量は、隣り合う発光部1から1つの内側部1aに入ってくる光の量よりも少なく、隣り合う発光部1から1つの第2外側部1cに入ってくる光の量は、隣り合う発光部1から1つの内側部1aに入ってくる光の量よりも少なくなる。そのため、すべての発光部1を発光させた全点灯状態において、第1外側部1b及び第2外側部1cが配置された導光部材10の外周側が、内側部1aが配置された領域よりも暗くなりやすい。
【0065】
実施形態によれば、平面視において、
図1Aに示すように、1つの第1外側部1bの面積を、1つの内側部1aの面積よりも小さくしている。これにより、第1外側部1b及び内側部1aのそれぞれの光源20Aに同じ電力が供給された状態において、1つの第1外側部1bの単位面積当たりの発光強度を、1つの内側部1aの単位面積当たりの発光強度よりも高くすることができる。同様に、平面視において、1つの第2外側部1cの面積を、1つの内側部1aの面積よりも小さくしている。これにより、第2外側部1c及び内側部1aのそれぞれの光源20Aに同じ電力が供給された状態において、1つの第2外側部1cの単位面積当たりの発光強度を、1つの内側部1aの単位面積当たりの発光強度よりも高くすることができる。この結果、全点灯状態において、導光部材10の外周側の輝度の低下を補うことができ、面状光源の発光面における輝度むらを軽減することができる。
【0066】
例えば、1つの内側部1aの面積とは、
図1Aに示す平面視において、少なくとも導光部材10の中心に最も近い内側部1aの面積とすることができる。平面視における導光部材10の中心とは、導光部材10の幾何学的な重心を意味し、例えば、導光部材10が四角形である場合には、平面視において導光部材10の2本の対角線の交点に導光部材10の中心が位置する。平面視において、導光部材10の中心に内側部1aが重なっている場合には、その内側部1aが導光部材10の中心に最も近い内側部1aである。平面視において、導光部材10の中心が内側部1aに重なっていない場合には、導光部材10の中心に最も近い外縁(溝14に隣接する側面)を有する内側部1aが、導光部材10の中心に最も近い内側部1aである。この場合、導光部材10の中心に最も近い内側部1aが複数存在し得るが、それら複数の内側部1aのうちどれを導光部材10の中心に最も近い内側部1aとしてもよい。
【0067】
1つの内側部1aよりも面積が小さい1つの第1外側部1bは、複数の第1外側部1bのうちから選択された1つの第1外側部1bである。1つの内側部1aよりも面積が小さい1つの第2外側部1cは、複数の第2外側部1cのうちから選択された1つの第2外側部1cである。1つの内側部1aよりも面積が小さい第1外側部1bの数が複数の場合もあり、1つの内側部1aよりも面積が小さい第2外側部1cの数が複数の場合もある。すべての第1外側部1b及びすべての第2外側部1cのそれぞれの面積が、1つの内側部1aの面積より小さくできる。この場合、全点灯状態における面状光源の発光面における輝度むらをより軽減することができる。
【0068】
1つの第1外側部1bの面積は、特に限定されない。1つの第1外側部1bの面積は、1つの内側部1aの面積の0.5倍以上0.8倍以下であることが好ましい。1つの第1外側部1bの面積が、1つの内側部1aの面積の0.5倍以上であることにより、第1外側部1bが明るくなりすぎることを抑制しやすくなる。1つの第1外側部1bの面積が、1つの内側部1aの面積の0.8倍以下であることにより、第1外側部1bが暗くなりすぎることを抑制しやすくなる。1つの第2外側部1cの面積は、特に限定されない。1つの第2外側部1cの面積は、1つの内側部1aの面積の0.2倍以上0.7倍以下であることが好ましい。1つの第2外側部1cの面積が、1つの内側部1aの面積の0.2倍以上であることにより、第2外側部1cが明るくなりすぎることを抑制しやすくなる。1つの第2外側部1cの面積が、1つの内側部1aの面積の0.7倍以下であることにより、第2外側部1cが暗くなりすぎることを抑制しやすくなる。
【0069】
また、複数の外側部の中でも、導光部材10の角部に位置する1つの第2外側部1cが隣り合う発光部1の数は、角部以外に位置する1つの第1外側部1bが隣り合う発光部1の数よりも少ない。そのため、全点灯状態において導光部材10の外周部の中でも特に角部の輝度が暗くなりやすい。そのため、1つの第2外側部1cの面積を1つの第1外側部1bの面積よりも小さくし、第1外側部1b及び第2外側部1cのそれぞれの光源20Aに同じ電力が供給された状態において、1つの第2外側部1cの単位面積当たりの発光強度を、1つの第1外側部1bの単位面積当たりの発光強度よりも高くすることが好ましい。
【0070】
また、1つの第1外側部1b及び/又は1つの第2外側部1cの面積を1つの内側部1aの面積よりも小さくすることに加えて、第1外側部1b及び/又は第2外側部1cの光源20A自体の明るさを、内側部1aの光源20A自体の明るさよりも明るくすることで、全点灯状態における面状光源の発光面における輝度むらをさらに軽減することができる。例えば、第1外側部1b及び/又は第2外側部1cの光源20Aに供給する電力を、内側部1aの光源20Aに供給する電力よりも高くすることで、第1外側部1b及び/又は第2外側部1cの光源20Aの明るさを、内側部1aの光源20Aの明るさよりも明るくすることができる。また、例えば、第1外側部1b及び/又は第2外側部1cの光源20Aのサイズを、内側部1aの光源20Aのサイズよりも大きくすることで、第1外側部1b及び/又は第2外側部1cの光源20Aの明るさを、内側部1aの光源20Aの明るさよりも明るくすることができる。
【0071】
図1Aに示すように、溝14は、第1溝14-1と第2溝14-2とを有する。第1溝14-1は、隣り合う第1外側部1b間、及び第1外側部1bと第2外側部1cとの間に位置する。第2溝14-2は、隣り合う内側部1aの間に位置する。第1方向Xにおいて、第1溝14-1と第2溝14-2は同一直線上に位置する。第2方向Yにおいて、第1溝14-1と第2溝14-2は同一直線上に位置する。また、溝14は、第1外側部1bと内側部1aとの間、及び第2外側部1cと内側部1aとの間に位置する第3溝14-3を有する。第2方向Yにおいて隣り合う第1外側部1bと第2外側部1cとの間の第1溝14-1と、第3溝14-3は、第1方向Xにおいて同一直線上に位置する。第1方向Xにおいて隣り合う第1外側部1bと第2外側部1cとの間の第1溝14-1と、第3溝14-3は、第2方向Yにおいて同一直線上に位置する。
【0072】
図1Aに示す構造は、導光部材10を支持部材50上に配置した後に、溝14を形成して、導光部材10を複数の発光部1に分離することで得られる。導光部材10を支持部材50上に配置した後に複数の発光部1に分離する方法は、支持部材50に配置する前に分離された個々の発光部1を支持部材50上に配置する方法に比べて、製造工程を容易にできる。また、支持部材50上における各発光部1間の位置精度を高くできる。尚、
図1Aに示す構造は、支持部材50に配置する前に分離された個々の発光部1を支持部材50上に配置することで得ることもできる。
【0073】
また、
図1Bに示す例のように、第1溝14-1と第2溝14-2は、第1方向Xにおいて位置をずらし、第2方向Yにおいて位置をずらすこともできる。第1方向Xにおいて第1溝14-1と第2溝14-2とがずれていることにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。導光部材10は、溝14によって互いに分離されている。このため、溝14が位置する部分は、面状光源の強度が低下しやすい。面状光源の強度が低下しやすい第1溝14-1と第2溝14-2とが、第1方向Xにおいて離れて位置することにより、第2方向Yに沿って面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。同様に、第2方向Yにおいて第1溝14-1と第2溝14-2とがずれていることにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。第2方向Yにおいて隣り合う第1外側部1bと第2外側部1cとの間の第1溝14-1と、第3溝14-3は、第1方向Xにおいて同一直線上に位置する。第1方向Xにおいて隣り合う第1外側部1bと第2外側部1cとの間の第1溝14-1と、第3溝14-3は、第2方向Yにおいて同一直線上に位置する。尚、第2方向Yにおいて隣り合う第1外側部1bと第2外側部1cとの間の第1溝14-1と、第3溝14-3は、第1方向Xにおいて同一直線上に位置していなくてもよい。これにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。第1方向Xにおいて隣り合う第1外側部1bと第2外側部1cとの間の第1溝14-1と、第3溝14-3は、第2方向Yにおいて同一直線上に位置していなくてもよい。これにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。
【0074】
図1Bに示す構造は、導光部材10を溝14によって複数の発光部1に分離した後に、発光部1を支持部材50上に配置することで得ることができる。尚、
図1Bに示す構造は、導光部材10を支持部材50上に配置した後に、溝14を形成して、導光部材10を複数の発光部1に分離することで得ることもできる。その他の製造方法としては、例えば、導光部材10において複数の内側部1aを構成する第1部分を支持部材50上に配置する。支持部材50上に配置された第1部分は分離される前の状態である。そして、支持部材50上に配置された第1部分に溝14を形成して、第1部分を複数の内側部1aに分離する。この後、分離された複数の第1外側部1b及び第2外側部1cを支持部材50上に配置する。このようにすることでも、
図1Bに示す構造を得ることができる。
【0075】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、
これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業
者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の
範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及
び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属
するものである。
【符号の説明】
【0076】
1…発光部、1a…内側部、1b…第1外側部、1c…第2外側部、10…導光部材、14…溝、14-1…第1溝、14-2…第2溝、14-3…第3溝、20A~20C…光源、21…発光素子、30…第1透光性部材、40…第1光反射部材、50…支持部材