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(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】P2024171498
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】発光装置、面状光源、液晶表示装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 33/50 20100101AFI20241205BHJP
   H01L 33/60 20100101ALI20241205BHJP
   H01L 33/52 20100101ALI20241205BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20241205BHJP
   F21S 2/00 20160101ALI20241205BHJP
   F21V 3/00 20150101ALI20241205BHJP
   F21V 3/06 20180101ALI20241205BHJP
   F21V 3/08 20180101ALI20241205BHJP
   F21V 9/32 20180101ALI20241205BHJP
   F21Y 105/10 20160101ALN20241205BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20241205BHJP
【FI】
H01L33/50
H01L33/60
H01L33/52
G02F1/13357
F21S2/00 482
F21V3/00 320
F21V3/00 510
F21V3/06 130
F21V3/08
F21V9/32
F21Y105:10
F21Y115:10 300
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023088534
(22)【出願日】2023-05-30
(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】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】山田 元量
【テーマコード(参考)】
2H391
3K244
5F142
【Fターム(参考)】
2H391AA03
2H391AB04
2H391AB06
2H391AC08
2H391AC09
2H391AC10
2H391AC13
2H391AC26
2H391EA14
2H391FA07
3K244AA01
3K244BA03
3K244BA11
3K244BA39
3K244BA48
3K244CA02
3K244DA01
3K244DA19
3K244FA04
3K244FA06
3K244FA13
5F142AA26
5F142BA24
5F142BA32
5F142CA03
5F142CB14
5F142CB15
5F142CB22
5F142CB23
5F142CC04
5F142CC14
5F142CC26
5F142CD02
5F142CD13
5F142CD17
5F142CD18
5F142CE03
5F142CE06
5F142CE08
5F142CE16
5F142CG03
5F142CG04
5F142CG05
5F142CG25
5F142CG42
5F142CG43
5F142DA02
5F142DA12
5F142DA16
5F142DB02
5F142DB16
5F142DB20
5F142FA01
5F142FA46
5F142GA11
5F142GA21
(57)【要約】
【課題】発光装置において、色むらを低減する。
【解決手段】本発光装置は、第1の光を出射する発光素子と、前記発光素子の上面を被覆し、前記第1の光の一部を吸収して第2の光を出射する波長変換材料を含む透光性部材と、前記透光性部材上に配置され、光散乱材を含む光散乱部材であって、前記第1の光のピーク波長における反射率が前記第2の光のピーク波長における反射率より高い光散乱部材と、前記光散乱部材内又は前記光散乱部材上に配置される光調整部材であって、前記第2の光のピーク波長における吸収率または反射率が前記第1の光のピーク波長における吸収率又は反射率より高い光調整部材と、を有し、前記透光性部材の側面は、前記光散乱部材及び前記光調整部材から露出する。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の光を出射する発光素子と、
前記発光素子の上面を被覆し、前記第1の光の一部を吸収して第2の光を出射する波長変換材料を含む透光性部材と、
前記透光性部材上に配置され、光散乱材を含む光散乱部材であって、前記第1の光のピーク波長における反射率が前記第2の光のピーク波長における反射率より高い光散乱部材と、
前記光散乱部材内又は前記光散乱部材上に配置される光調整部材であって、前記第2の光のピーク波長における吸収率または反射率が前記第1の光のピーク波長における吸収率又は反射率より高い光調整部材と、を有し、
前記透光性部材の側面は、前記光散乱部材及び前記光調整部材から露出する、発光装置。
【請求項2】
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における吸収率が、前記第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材であり、
前記着色材は、前記光散乱部材内に分散されている、請求項1に記載の発光装置。
【請求項3】
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における吸収率が、前記第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材であり、
前記着色材は、前記光散乱部材上に配置されている、請求項1に記載の発光装置。
【請求項4】
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における吸収率が、前記第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い波長選択フィルタであり、
前記波長選択フィルタは、前記光散乱部材上に配置されている、請求項1に記載の発光装置。
【請求項5】
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における反射率が、前記第1の光のピーク波長における反射率よりも高い誘電体多層膜であり、
前記誘電体多層膜は、前記光散乱部材上に配置されている、請求項1に記載の発光装置。
【請求項6】
前記光散乱部材は、前記第1の光及び前記第2の光のピーク波長における反射率が50%以上99%以下である、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項7】
前記光散乱部材から出射される光の色度と、前記透光性部材の側面から出射される光の色度との差は、10/1000以内である、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項8】
前記透光性部材は、前記発光素子の上面を被覆し、前記波長変換材料を含む第1透光性部材と、
前記第1透光性部材の上面を被覆し、前記波長変換材料を含まない第2透光性部材と、を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項9】
前記第2透光性部材の上面は、前記発光素子の上方に位置し、前記上面側に開口する凹部を有し、
前記光散乱部材は、前記凹部内に配置される、請求項8に記載の発光装置。
【請求項10】
前記第2透光性部材は、前記凹部を規定する底面及び前記底面に対して傾斜する内側面を含み、
前記光散乱部材は、前記底面及び前記内側面を被覆し、前記底面に近づく方向に向かって凹となる形状である、請求項9に記載の発光装置。
【請求項11】
前記第2透光性部材は、前記上面の外縁と接続し、前記外縁から外側に向かって下方向に傾斜する傾斜面を有する、請求項8に記載の発光装置。
【請求項12】
請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置が二次元に配置された面状光源。
【請求項13】
請求項12に記載の面状光源をバックライト光源に用いた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光装置、面状光源、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発光素子、波長変換層及び光調整層を含む発光装置が知られている。この発光装置において、光調整層は、発光素子の側面を囲み、且つ第一の組成又は第二の組成を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2018-29179号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、発光装置において、色むらを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施形態に係る発光装置は、第1の光を出射する発光素子と、前記発光素子の上面を被覆し、前記第1の光の一部を吸収して第2の光を出射する波長変換材料を含む透光性部材と、前記透光性部材上に配置され、光散乱材を含む光散乱部材であって、前記第1の光のピーク波長における反射率が前記第2の光のピーク波長における反射率より高い光散乱部材と、前記光散乱部材内又は前記光散乱部材上に配置される光調整部材であって、前記第2の光のピーク波長における吸収率または反射率が前記第1の光のピーク波長における吸収率又は反射率より高い光調整部材と、を有し、前記透光性部材の側面は、前記光散乱部材及び前記光調整部材から露出する。
【発明の効果】
【0006】
本開示の一実施形態によれば、発光装置において、色むらを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】第1実施形態に係る発光装置を例示する模式上面図である。
図2図1のII-II線に沿う模式断面図である。
図3図1の発光装置から、第1透光性部材、第2透光性部材及び光調整部材を省略した模式上面図である。
図4図1の発光装置のリードを示す模式上面図である。
図5図1の発光装置の模式下面図である。
図6】第2実施形態に係る発光装置を示す模式断面図である。
図7】第2実施形態の変形例に係る発光装置を示す模式断面図である。
図8】第3実施形態に係る発光装置を示す模式断面図である。
図9】発光装置の他の例を示す模式断面図(その1)である。
図10】発光装置の他の例を示す模式断面図(その2)である。
図11】発光装置の他の例を示す模式断面図(その3)である。
図12】第1実施形態に係る面状光源を例示する模式上面図である。
図13図12のXIII-XIII線に沿う模式断面図である。
図14】区画部材を備えた面状光源を例示する模式部分断面図である。
図15】第4実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を例示する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語)を用いる。しかし、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分または部材を示す。
【0009】
更に、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置等を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材料、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施形態において説明する内容は、他の実施形態や変形例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。さらに、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略した模式図を用いたり、断面図として切断面のみを示す端面図を用いたりすることがある。
【0010】
〈第1実施形態〉
(発光装置20)
図1は、第1実施形態に係る発光装置を例示する模式上面図である。図2は、図1のII-II線に沿う模式断面図である。図3は、図1の発光装置から、第1透光性部材、第2透光性部材及び光調整部材を省略した模式上面図である。図4は、図1の発光装置のリードを示す模式上面図である。図5は、図1の発光装置の模式下面図である。なお、各図に示すX方向及び/又はY方向を横方向、Z方向を上下方向、Z-側からZ+側に向かう方向を上方向と称する場合がある。
【0011】
図1図5に示すように、発光装置20は、発光素子23と、透光性部材24と、光散乱部材27と、光調整部材32とを有している。
【0012】
発光素子23は、第1の光を出射する。透光性部材24は、発光素子23の上面を被覆し、第1の光の一部を吸収して第2の光を出射する波長変換材料を含む。第2の光のピーク波長は、第1の光のピーク波長よりも長波長となる。光散乱部材27は、透光性部材24上に配置される。光散乱部材27は、光散乱材31を含み、第1の光のピーク波長における反射率が第2の光のピーク波長における反射率より高い。光調整部材32は、光散乱部材27内に配置される。光調整部材32は、第2の光のピーク波長における吸収率が第1の光のピーク波長における吸収率より高い。透光性部材24の側面は、光散乱部材27及び光調整部材32から露出する。
【0013】
発光装置20において、第1の光及び第2の光の一部は光散乱部材27に入射し、第1の光と第2の光が混じった光が、第3の光として光散乱部材27の上面27aから発光装置20の外部に出射される。
【0014】
発光装置20において、透光性部材24の側面は、光散乱部材27及び光調整部材32から露出するため、発光装置20から出射される光は、横方向の成分が大きい光になりやすくなる。すなわち、発光装置20において、第1の光及び第2の光の一部は、光散乱部材27に入射せずに、第1の光と第2の光が混じった光が第4の光として透光性部材24の側面から横方向及び斜め上方向に出射される。また、発光素子23から上方向及び斜め上方向に進んで光散乱材31によって散乱された光の一部は、第4の光の一部として光散乱部材27の側面(図2に示す例では、後述する第2透光性部材26の内側面26zに対向する面)を経由して透光性部材24の側面から横方向及び斜め上方向に出射される。なお、透光性部材24の上面の一部が光散乱部材27及び光調整部材32から露出する場合は、透光性部材24の上面からも第4の光が出射される。
【0015】
このように、発光装置20では、透光性部材24上に光散乱材31を含む光散乱部材27を配置し、かつ透光性部材24の側面が光散乱部材27及び光調整部材32から露出する。これにより、光散乱部材27に入射する一部の光を発光装置20の光軸方向(すなわち、Z方向)に透過させると共に、他の一部の光を光散乱部材27で散乱させて透光性部材24の側面から横方向及び斜め上方向に出射することができる。その結果、発光装置20から出射される第3の光及び第4の光において、発光装置20の光軸を0°として、0°よりも配光角の絶対値が大きい角度において0°よりも発光強度が強いバットウィング型の発光強度分布を得ることができる。
【0016】
また、発光装置20では、第2の光のピーク波長における吸収率が第1の光のピーク波長における吸収率より高い光調整部材32を光散乱部材27内に配置している。これにより、発光装置20において、第3の光の色度を第4の光の色度に近づけることができ、発光装置20の色むらを低減することができる。これに関し、以下に詳述する。
【0017】
発光装置において、発光素子が第1の光を出射し、波長変換材料が第1の光の一部を吸収して第2の光を出射し、第1の光及び第2の光が光散乱材を含む光散乱部材に入射する場合、第1の光と第2の光が混じった第3の光が光散乱部材を透過して発光装置の外部に出射される。但し、光散乱材の直径がd[nm]である場合、1>πd/λの関係を満たす波長λ[nm]の光が光散乱材に照射されるとレイリー散乱が発生する。
【0018】
発光装置には、光散乱部材を透過して発光装置の外部に出射される第3の光のほかに、光散乱部材を通らずに発光装置の外部に横方向及び斜め上方向に出射される第4の光が存在する。第4の光はレイリー散乱の影響を受けないため、所望の色度が得られる。これに対して、第3の光は、第4の光の色度と異なる色度が得られる。これは、光散乱材に第1の光と第2の光が照射されると、短波長側の第1の光がより散乱され、光散乱部材から出射される第3の光の色度が長波長側にシフトするからである。この結果、第3の光と第4の光との間に色度の差が生じ、色むらが発生する。例えば、第1の光が青色光で、第2の光が黄色光で、第3の光及び第4の光として白色光を得たい場合、第3の光はレイリー散乱により短波長側の成分が減ることで黄色がかった白色光となり、第4の光は黄色がかっていない白色光となり、色むらが生じる場合がある。
【0019】
そこで、発光装置20では、上記のように、第2の光のピーク波長における吸収率が第1の光のピーク波長における吸収率より高い光調整部材32を光散乱部材27内に配置している。そのため、光調整部材32により、光散乱部材27に入射する第1の光及び第2の光のうち、長波長側の第2の光の一部を第1の光よりも多く吸収させることができる。その結果、第3の光の色度を第4の光の色度に近づけることができ、発光装置20の色むらを低減することができる。例えば、第1の光が青色光で、第2の光が黄色光である場合、第3の光と第4の光は色度の近い白色光となり、発光装置20の色むらを低減することができる。
【0020】
光散乱部材27から出射される第3の光の色度と、透光性部材24の側面から出射される第4の光の色度との差は、10/1000以内であることが好ましい。これにより、第3の光の色度を第4の光の色度に十分に近づけることができ、発光装置20の色むらを十分に低減することができる。
【0021】
図1図5の説明に戻り、図1図5に示す例では、発光装置20は、リード21a及び21bと、樹脂部材22と、発光素子23a及び23bと、ワイヤ28a、28b及び28cとをさらに有している。発光素子23a及び23bはリード21a及び21b上に配置されている。
【0022】
リード21a及び21bの上面の一部は、樹脂部材22により規定される凹部22xの底面に露出する。発光装置20の下面において、リード21a及び21bが樹脂部材22から露出する。発光素子23aは、樹脂部材22の内側面の内側に露出するリード21a上に配置される。発光素子23bは、樹脂部材22の内側面の内側に露出するリード21b上に配置される。ワイヤ28aは、リード21aの上面と発光素子23aの上面とを接続する。ワイヤ28bは、リード21bの上面と発光素子23bの上面とを接続する。ワイヤ28cは発光素子23aの上面と発光素子23bの上面とを接続する。発光素子23a及び23bは、ワイヤ28a、28b及び28cを介して直列接続されている。
【0023】
透光性部材24は、第1透光性部材25と、第2透光性部材26により構成することができる。第1透光性部材25は、例えば、樹脂部材22の凹部22x内に位置する。第1透光性部材25は、例えば、発光素子23a及び23bの上面を被覆する。第1透光性部材25の上面は、例えば、樹脂部材22の上面と同一平面に位置する。第2透光性部材26は、例えば、傾斜面22sを含む樹脂部材22の上面と、第1透光性部材25の上面とを被覆する。
【0024】
第2透光性部材26の上面26aは、平坦な面でもよいし、平坦な面でなくてもよい。図2の例では、第2透光性部材26の上面26aは、発光素子23a及び23bの上方に位置し、上面26a側に開口する凹部26xを有する。そして、光散乱部材27は、凹部26x内に配置される。光散乱部材27が樹脂を含む場合、例えば、滴下法を用いて凹部26x内に光散乱部材27を配置させることができる。第2透光性部材26は、凹部26xを規定する底面26y、及び底面26yに対して傾斜する内側面26zを含む。
【0025】
第2透光性部材26の上面26aに凹部26xを設け、凹部26x内に光散乱部材27を配置することで、発光装置20を薄型化することができる。また、凹部26xの中央の光散乱部材27を厚く、凹部26xの外周側の光散乱部材27を薄くできる。これにより、光散乱部材27の中央の光透過率を低くし、光散乱部材27側の光透過率を高くできる。そのため、バットウィング型の発光強度分布を得やすくなる。
【0026】
第2透光性部材26の上面26aに開口する凹部は、図2の形状には限定されない。例えば、凹部を規定する底面を有さない形状、すなわち、断面視で、第1透光性部材25側に凸となる円弧状やV字状であってもよい。光散乱部材27は、一例として、底面26y及び内側面26zの全体を被覆している。光散乱部材27の上面27aは、例えば平坦である。光散乱部材27の上面27aは、底面26yに近づく方向に向かって凹となる形状であってもよい。
【0027】
以下、発光装置20に含まれる各部材の詳細を説明する。
【0028】
(リード21a、21b)
リード21a及びリード21bは、発光素子23a及び23bの一対の電極の負極又は正極のいずれかと電気的に接続して発光素子23a及び23bに通電するための部材である。リード21a及びリード21bの材料としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、ニッケル、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属を用いることができる。リード21a及びリード21bは、例えば、圧延、打ち抜き、押し出し、ウェット若しくはドライエッチングによるエッチング又はこれらの組み合わせなどの加工により、所定の形状に形成することができる。リード21a及びリード21bの材料として、放熱性が高い銅を用いることが好ましい。なお、リード21a及びリード21bは、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
【0029】
リード21a及びリード21bには、例えば、反射率向上を目的に、銀、アルミニウム、銅及び金などの金属めっきを、単層又は積層構造で一部又は全面に施すことができる。なお、リード21a及びリード21bの最表面に、銀を含む金属層が形成される場合は、銀を含む金属層の表面に酸化ケイ素などの保護層を設けることが好ましい。これにより、銀を含む金属層が大気中の硫黄成分などによって変色するおそれを低減できる。保護層の成膜方法として、例えば、スパッタなどの真空プロセスなどの公知の方法が挙げられる。
【0030】
図4に示すように、リード21a及び21bの上面に溝21xが設けられていることが好ましい。溝21xは、リード21a及び21bの上面から下側に向けて窪んでいる。溝21xは、エッチング加工又はプレス加工などによって形成することができる。溝21xは、上面視において発光素子23a及び23bの周囲に配置されてもよいし、それ以外に配置されてもよい。図3の例では、溝21x内に樹脂部材22の一部が配置される。これにより、樹脂部材22とリード21a及び21bとの間の密着性が向上する。
【0031】
図5に示すように発光装置20の下面においてリード21a及び21bが樹脂部材22から露出する場合、発光装置20からの熱が、リード21a及び21bを介して、発光装置20を実装した基板に伝わりやすくなる。このため、発光装置20の放熱性を向上させることができる。また、樹脂部材22から露出するリード21a及び21bの下面は、基板と電気的に接続するための外部端子部として用いることができる。発光装置20は、3以上のリードを含んでもよい。
【0032】
(樹脂部材)
樹脂部材22は、リード21aとリード21bとの間に位置し、リード21aとリード21bとを保持する部材である。樹脂部材22は、リード21a及びリード21bの一部を埋め込む。樹脂部材22、リード21a及びリード21bによって樹脂成型体100を構成することができる。
【0033】
樹脂成型体100は、底面と内側面とで規定された凹部22xを有しており、凹部22xを規定する底面の一部は、リード21aとリード21bの上面で構成される。図2に示す例では、樹脂部材22の内側面は、リード21a及びリード21bの上面から上方向に行くにしたがって外側に向かう傾斜面を有する。これにより、発光素子23a及び23bからの光が上方に反射されやすくなる。凹部22xの底面を規定するリード21a及びリード21bの上面に、発光素子23a及び23bが配置される。樹脂部材22の内側面は、リード21a及びリード21bの上面に対して傾斜する傾斜面でもよいし、リード21a及びリード21bの上面に対して垂直な垂直面でもよい。
【0034】
図3に示す例では、凹部22xを規定する底面の上面視形状は、矩形である。また、凹部22xを規定する側面の上端の上面視形状は、矩形である。なお、ここでの矩形とは、角が直角だけでなく、角が面取りされた形状も含む。角が面取りされた形状とは、直交する2辺と曲線とが繋がっている形状や、直交する2辺と直線とが繋がっている形状等が含まれる。
【0035】
樹脂部材22の材料としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の公知の材料を用いることができる。熱可塑性樹脂として、例えば、ポリフタルアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂などが挙げられる。樹脂部材22の材料には、耐熱性及び耐光性に優れたエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【0036】
樹脂部材22の材料は、光散乱材を含有することが好ましい。光散乱材としては、発光素子23a及び23bからの光を吸収しにくく、樹脂材料に対して屈折率差の大きい材料を用いることが好ましい。このような光散乱材としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどが挙げられる。光散乱材は、例えば、樹脂材料に対して10重量%以上90重量%以下で含有させることができる。
【0037】
図2に示すように、樹脂部材22の上面は、外側に向かって下方向に傾斜する傾斜面22sを有することが好ましい。このようにすることで、樹脂部材22のうち、発光装置20の外側面を構成する部分の上下方向における長さS1を小さくすることができる。これにより、第2透光性部材26の外側面26bの上下方向における長さS2を大きくすることができる。その結果、発光素子23a及び23bから出射された横方向の成分が大きい光を、外側面26bから外側に取り出しやすくなるため、発光装置20の光取り出し効率が向上する。傾斜面22sは、上面視において、発光素子23a及び23bを囲むように配置することが好ましい。このようにすることで、発光装置20の光取り出し効率がさらに向上する。なお、樹脂部材22の上面は、傾斜面22sを有さない平坦な面で構成することができる。
【0038】
(発光素子23a及び23b)
発光素子23a及び23bは、電圧を印加することで自ら発光する半導体素子であり、窒化物半導体などから構成される公知の半導体素子を適用できる。発光素子23a及び23bとしては、例えばLEDチップが挙げられる。発光素子23a及び23bは、半導体積層体を含む。半導体積層体は、n型半導体層及びp型半導体層と、これらに挟まれた発光層とを含む。発光層は、ダブルヘテロ接合又は単一量子井戸(SQW)などの構造を有していてもよいし、多重量子井戸(MQW)のようにひとかたまりの発光層群をもつ構造を有していてもよい。発光層の発光ピーク波長は、目的に応じて適宜選択することができる。発光層は、例えば、可視光又は紫外光を発光可能に構成することができる。このような発光層を含む半導体積層体は、例えば、InAlGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)からなる化学式において組成比x及びyをそれぞれの範囲内で変化させたすべての組成の半導体を含む。
【0039】
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を有していてもよいし、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を有していてもよい。半導体積層体が複数の発光層を含む場合、複数の発光層は、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。尚、発光ピーク波長が同じとは、土10nm以内のばらつきがある場合も含む。複数の発光層の間の発光ピーク波長の組み合わせは、適宜選択することができる。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。各発光層は、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。
【0040】
図3の例では、1つの発光装置20に2つの発光素子(発光素子23a及び23b)が載置されている。但し、これに限らず、1つの発光装置20に発光素子が1つのみ載置されていてもよいし、3つ以上の発光素子が載置されていてもよい。1つの発光装置20が複数の発光素子を含む場合、発光装置20全体としての光度を向上させるために、同じ発光ピーク波長の発光素子を複数組み合わせてもよい。また、例えば、赤色、緑色、青色に対応するように、発光ピーク波長の異なる発光素子を複数組み合わせることにより、色再現性を向上させてもよい。発光装置20が複数の発光素子を備えている場合には、それら発光素子の全てが直列接続されていてもよいし、並列接続されていてもよいし、直列及び並列接続が組み合わせられていてもよい。発光素子は、電極が形成されている面を上側にして載置されるフェイスアップ実装でもよく、電極が形成されている面を下側にして載置されるフリップチップ実装でもよい。
【0041】
(透光性部材24)
透光性部材24を構成する第1透光性部材25及び第2透光性部材26は、発光素子23からの光に対して透光性を有する部材である。
【0042】
[第1透光性部材25]
第1透光性部材25の母材としては、例えば、樹脂材料を用いることができる。第1透光性部材25の母材に用いられる樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透光性を有する公知の樹脂が挙げられる。なかでも、信頼性に優れるシリコーン樹脂(具体的にはフェニルシリコーン樹脂又はジメチルシリコーン樹脂など)を好適に用いることができる。
【0043】
第1透光性部材25は、波長変換材料を含むことができる。これにより、発光装置20の色度調整が容易になる。第1透光性部材25に含有される波長変換材料は、1種類でもよいし、複数種類でもよい。第1透光性部材25に含有される波長変換材料は分散してもよいし、偏在していてもよい。波長変換材料には、公知の蛍光体を用いることができる。蛍光体は、発光素子23が発する光によって励起され、発光素子23が発する光の波長とは異なる波長の光を発する。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、(Y,Gd)(Al,Ga)12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Lu(Al,Ga)12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Tb(Al,Ga)12:Ce)、CCA系蛍光体(例えば、Ca10(POCl:Eu)、SAE系蛍光体(例えば、SrAl1425:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えば、CaMgSi16Cl:Eu)、シリケート系蛍光体(例えば、(Ba,Sr,Ca,Mg)SiO:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えば、(Si,Al)(O,N):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、LSN系蛍光体(例えば、(La,Y)Si11:Ce)、BSESN系蛍光体(例えば、(Ba,Sr)Si:Eu)、SLA系蛍光体(例えば、SrLiAl:Eu)、CASN系蛍光体(例えば、CaAlSiN:Eu)若しくはSCASN系蛍光体(例えば、(Sr,Ca)AlSiN:Eu)等の窒化物系蛍光体、KSF系蛍光体(例えば、KSiF:Mn)、KSAF系蛍光体(例えば、K(Si1-xAl)F6-x:Mn ここで、xは、0<x<1を満たす。)若しくはMGF系蛍光体(例えば、3.5MgO・0.5MgF・GeO:Mn)等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する量子ドット(例えば、(Cs,FA,MA)(Pb,Sn)(F,Cl,Br,I) ここで、FAとMAは、それぞれホルムアミジニウムとメチルアンモニウムを表す。)、II-VI族量子ドット(例えば、CdSe)、III-V族量子ドット(例えば、InP)、又はカルコパイライト構造を有する量子ドット(例えば、(Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se))等を用いることができる。
【0044】
[第2透光性部材26]
図2の例では、第2透光性部材26は、傾斜面22sを含む樹脂部材22の上面と、第1透光性部材25の上面とを覆う。これにより、第2透光性部材26を介して発光素子23a及び23bからの光を発光装置20の外側に取り出すことができる。図2の例では、第2透光性部材26は第1透光性部材25を介して発光素子23a及び23bの上面を覆っている。ただし、これに限らず、第2透光性部材26は、発光素子23a及び23bの上面と接して発光素子23a及び23bを覆ってもよい。すなわち、透光性部材24は、第2透光性部材26のみから構成されてもよい。透光性部材24が、第2透光性部材26のみから構成される場合は、凹部22x内の領域のみに波長変換材料を配置することができる。
【0045】
第2透光性部材26は、図2に示す例では、上面26aと外側面26bとを有する。第2透光性部材26は、上面26aと外側面26bとの間に、上面26aの外縁と接続し、外縁から外側に向かって下方向に傾斜する傾斜面26sを有することが好ましい。すなわち、第2透光性部材26の各側面は、垂直面である外側面26b及び傾斜面26sを有することが好ましい。この場合、例えば、第2透光性部材26において、上面視で、外側面26bは上面26aよりも外側に位置し、傾斜面26sは、外側面26bの上端と上面26aの外縁とを接続する。第2透光性部材26の各側面が傾斜面26sを有することにより、発光素子23a及び23bからの光を外部に取り出しやすくなる。なお、外側面26b及び傾斜面26sは、透光性部材24の側面でもある。
【0046】
この形状では、第2透光性部材26において、外側面26bが傾斜面26sより下側に位置し、かつ上面視において傾斜面26sより外側に位置するので、傾斜面26sよりも外側面26bには、発光素子23a及び23bから出射された、横方向の成分が大きい光が当たりやすい。これにより、発光素子23a及び23bから出射された横方向の成分が大きい光を、外側面26bから発光装置20の外部に取り出しやすくなるため、発光装置20において発光素子23a及び23bからの光を効率よく横方向に広げることができる。上面視において、傾斜面26s及び外側面26bは、発光素子23a及び23bを囲むことが好ましい。このようにすることで、発光素子23a及び23bからの光をさらに効率よく横方向に広げることができる。
【0047】
外側面26bの表面粗さは、傾斜面26sの表面粗さと同じであってもよいし、傾斜面26sの表面粗さより粗くてもよい。外側面26bの表面粗さが、傾斜面26sの表面粗さより粗い場合、外側面26bの表面積を大きくすることができる。これにより、発光素子23a及び23bからの光を外側面26bから発光装置20の外側に取り出しやすくなる。発光素子23a及び23bから出射された横方向の成分が大きい光は、外側面26bに当たりやすい。そのため、発光素子23a及び23bから出射された横方向の成分が大きい光を効率よく横方向に広げることができる。
【0048】
第2透光性部材26の母材としては、例えば、樹脂材料を用いることができる。第2透光性部材26の母材に用いる樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。なかでも、シリコーン樹脂及び変性シリコーン樹脂は、耐熱性及び耐光性に優れているので好ましい。第2透光性部材26の母材として、例えば、フェニルシリコーン樹脂又はジメチルシリコーン樹脂を用いることができる。第2透光性部材26の母材は、第1透光性部材25の母材と同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。
【0049】
第2透光性部材26は光散乱材を含有してもよいし、含有しなくてもよい。第2透光性部材26は光散乱材を含有することで、発光装置20の配光特性の調整が容易になる。光散乱材としては、発光素子23a及び23bからの光を吸収しにくく、母材に対する屈折率差の大きい部材を用いることが好ましい。このような光散乱材として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどが挙げられる。
【0050】
第2透光性部材26は、図2に示す例では、波長変換部材を含んでいない。
【0051】
(光散乱部材27、光散乱材31)
光散乱部材27は、光散乱材31を含む。図2に示す例では、光散乱材31は光散乱部材内に分散されている。光散乱部材27は、発光素子23a及び23bが発する光に対する反射性及び透光性を有する。光散乱部材27は、第1の光のピーク波長における反射率が第2の光のピーク波長における反射率より高い。言い換えれば、光散乱部材27は、第1の光のピーク波長における透過率が第2の光のピーク波長における透過率より低い。透光性部材24の上面から出射した光の一部は光散乱材31により反射し、他の一部は光散乱部材27を透過する。光散乱部材27は、第1の光及び第2の光のピーク波長における反射率が50%以上であることが好ましい。
【0052】
光散乱部材27は透光性部材24を介して発光素子23a及び23bの上面を覆っている。これにより、発光素子23a及び23bからの上方向に進む光の一部が光散乱材31によって反射されるので、発光装置20から出射される光は、横方向の成分が大きい光になりやすくなる。上面視において、発光素子23a及び23bの少なくとも一部は光散乱部材27と重なっている。上面視において、発光素子23a及び23bの全体が光散乱部材27と重なっていることが好ましい。このようにすることで、発光素子23a及び23bから上方向に進む光の一部を反射することができる。これにより、発光装置20から出射される光は、横方向の成分が大きい光になりやすくなる。
【0053】
光散乱材31の材料には、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いることができる。光散乱材31は、例えば、光散乱部材27を構成する材料に対して10重量%以上90重量%以下の割合で含有させることができる。透光性部材24に光散乱材が含有される場合は、光散乱部材27に含有される光散乱材31の濃度は、透光性部材24に含有される光散乱材の濃度よりも高いことが好ましい。光散乱材31の粒径は、例えば、150nm以下である。このような場合に、光散乱材31でレイリー散乱が発生しやすくなるため、光調整部材32を設ける技術的意義が大きくなる。
【0054】
光散乱部材27の母材として樹脂材料を用いる場合には、第2透光性部材26と同様の樹脂材料を用いることができる。光散乱部材27の母材の線膨張係数と第2透光性部材26の母材の線膨張係数との差は、限定されず、例えば、30ppm/℃以内であることが好ましい。これにより、光散乱部材27が第2透光性部材26から剥がれるおそれを低減できる。例えば、第2透光性部材26の母材としてフェニルシリコーン樹脂を用いる場合には、光散乱部材27の母材としてフェニルシリコーン樹脂を用いることができる。なお、光散乱部材27と第2透光性部材26とは接していてもよいし、光散乱部材27を第2透光性部材26との間に公知の接着部材が配置されてもよい。
【0055】
(光調整部材32)
光調整部材32は、発光素子23a及び23bが発する光に対する吸収性又は反射性を有する。図2の例では、光調整部材32は、第2の光のピーク波長における吸収率が、第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材であり、光散乱部材27内に分散されている。着色材としては、CoAl(コバルトブルー)、YInMn(インミンブルー)、Cuフタロシアニン等の顔料、又は、染料を用いることができる。光散乱部材27の母材として樹脂を用いる場合、光調整部材32は、樹脂に溶解しない材料でもよいし、溶解する材料でもよい。着色材の種類や添加量は、第3の光が目的とする色度になるように適宜調整することができる。
【0056】
なお、光調整部材32及び光散乱材31は、光散乱部材27内に分散されていることに限らず、光散乱部材27内において光散乱部材27の厚み方向(Z方向)に偏在していてもよい。光調整部材32及び光散乱材31が同じ方向に偏在して配置される場合、光調整部材32と光散乱材31は、層状に重なって配置されてもよいし、光調整部材32と光散乱材31とが混ざった状態で配置されてもよい。例えば、光調整部材32及び光散乱材31が第2透光性部材26の底面26y側に偏在して配置され、光調整部材32上に光散乱材31が配置された構成とすることができる。
【0057】
図2に示す例では、光散乱部材27の母材として樹脂を用いる場合、未硬化の樹脂に光散乱材31及び光調整部材32を混合した混合物を、第2透光性部材26の凹部26x内に滴下し、その後、硬化することができる。これにより、第2透光性部材26の凹部26x内に、光散乱材31及び光調整部材32を含む光散乱部材27を配置することができる。
【0058】
〈第2実施形態〉
図6は、第2実施形態に係る発光装置を示す模式断面図である。図6に示すように、発光装置20Aでは、光散乱部材27上に光調整部材32が配置される点が、発光装置20と相違する。図6の例では、光散乱部材27の上面27aに配置されたシート33内に光調整部材32が含有されている。光調整部材32は、第2の光のピーク波長における吸収率が、第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材である。着色材としては、第1実施形態で説明したものを用いることができる。図6に示す例では、シート33の厚さは、略一定である。また、シート33の上面は平坦である。シート33の厚さは、例えば、200μmである。シート33の材料は、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【0059】
発光装置20Aは、光調整部材32を有するため、第1実施形態と同様に、発光装置20Aの色むらを低減することができる。
【0060】
図6に示す例では、光調整部材32を含むシート33を製造又は購入によって準備した後、光調整部材32を含むシート33を光散乱部材27上に載置することができる。このとき、例えば、透光性の接着材を用いてシート33を光散乱部材27に接着させることができる。
【0061】
〈第2実施形態の変形例〉
図7は、第2実施形態の変形例に係る発光装置を示す模式断面図である。図7に示すように、発光装置20Bは、光散乱部材27上に直接光調整部材32が配置されている点と、光調整部材32を覆う被覆膜37の上面の断面形状が凹凸形状である点とが、発光装置20Aと相違する。図7の例では、図6の例と同様に、光調整部材32は、第2の光のピーク波長における吸収率が、第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材である。
【0062】
発光装置20Bは、光調整部材32を有するため、第2実施形態と同様に、発光装置20Bの色むらを低減することができる。
【0063】
図7に示す例では、光調整部材32は、一定の間隔で並んでいる。但し、これに限らず、光調整部材32は、不定の間隔で並んでいてもよい。
【0064】
図7に示す例では、光散乱部材27上に光調整部材32を直接配置した後、被覆膜37を例えばスプレーにより噴射することで、被覆膜37を光調整部材32に被覆することができる。被覆膜37としては、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、被覆膜37の厚さは、例えば、50μmである。
【0065】
図7に示す例では、被覆膜37の厚みは、光調整部材32の厚み(光調整部材32が顔料である場合は、顔料の粒径)より薄い。この場合、被覆膜37の上面は、光調整部材32に起因する凸部を有する凹凸形状となる。被覆膜37の厚みは、光調整部材32の厚みより薄いことに限らず、光調整部材32の厚みと同じでもよいし、厚くてもよい。
【0066】
〈第3実施形態〉
図8は、第3実施形態に係る発光装置を示す模式断面図である。図8に示すように、発光装置20Cでは、光散乱部材27上に光調整部材35が配置される点が、発光装置20と相違する。光調整部材35は、第2の光のピーク波長における反射率が、第1の光のピーク波長における反射率よりも高い誘電体多層膜である。誘電体多層膜は、屈折率の高い材質と低い材質とを交互に層状に積層した多層膜である。誘電体多層膜としては、例えば、TiO/SiO、Ta/SiO、Nb/SiO等が挙げられる。光調整部材35の厚さは、略一定である。
【0067】
発光装置20Cは、光調整部材35を有するため、第1実施形態と同様に、発光装置20Cの色むらを低減することができる。また、発光装置20Cでは、光調整部材35の厚さを略一定とすることができるため、光散乱部材27の厚さに依存しない色度調整が可能である。
【0068】
〈発光装置のバリエーション〉
図9は、発光装置の他の例を示す模式断面図(その1)である。図9に示すように、発光装置20Dは、発光素子23の上面及び側面を被覆する透光性部材24Aを有する。透光性部材24Aは、波長変換材料を含む透光性部材である。透光性部材24Aは、例えば、第1透光性部材25の説明において例示した樹脂及び波長変換材料を含有することができる。
【0069】
発光素子23aの下面には、一対の導電部材23tが設けられている。透光性部材24Aの下面側には、光反射性部材41が設けられている。光反射性部材41は、発光素子23の下面、一対の導電部材23tの側面、及び透光性部材24Aの下面を被覆し、一対の導電部材23tの下面を露出する。光反射性部材41の下面に露出する一対の導電部材23tの下面は、光反射性部材41の下面に設けられた外部電極42と接続されている。光反射性部材41は、光を反射するものであることが好ましい。
【0070】
透光性部材24A上には、光散乱材31を含む光散乱部材27が配置されている。また、光散乱部材27内には光調整部材32が配置されている。透光性部材24Aの側面は、光散乱部材27及び光調整部材32から露出する。発光装置20と同様に、光調整部材32は、第2の光のピーク波長における吸収率が第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材であり、光散乱部材27内に含有されている。
【0071】
発光装置20Dは、光調整部材32を有するため、第1実施形態と同様に、発光装置20Dの色むらを低減することができる。
【0072】
図10は、発光装置の他の例を示す模式断面図(その2)である。図10に示すように、発光装置20Eは、光散乱部材27上に光調整部材32が配置される点が、発光装置20Dと相違する。図10の例では、光散乱部材27の上面27aに配置されたシート33内に光調整部材32が含有されている。
【0073】
発光装置20Eは、光調整部材32を有するため、第1実施形態と同様に、発光装置20Eの色むらを低減することができる。
【0074】
なお、発光装置20Eにおいて、光調整部材32及びシート33の代わりに、図7に示した光調整部材32及び被覆膜37を配置してもよい。また、発光装置20Eにおいて、光調整部材32及びシート33の代わりに、図8に示した光調整部材35を配置してもよい。これらの構成の場合も、発光装置20Eの色むらを低減することができる。
【0075】
図11は、発光装置の他の例を示す模式断面図(その3)である。図11に示すように、発光装置20Fは、第1透光性部材25及び第2透光性部材26を含む透光性部材24Bを有する。第1透光性部材25は、発光素子23aの上面を被覆し、上面視で発光素子23aの上面の外周側に延伸する。発光素子23aの側面の少なくとも上面に近い側と、発光素子23aの外周側に露出する第1透光性部材25の下面に接するように、傾斜面を有する透光部43が設けられてもよい。透光部43は、例えば、第1透光性部材25の説明において例示した樹脂を含有することができる。
【0076】
第2透光性部材26は、第1透光性部材25の上面を被覆し、上面視で第1透光性部材25の上面の外周側に延伸する。発光素子23aの下面には、一対の導電部材23tが設けられている。また、一対の導電部材23tの側面と、発光素子23aの側面と、第1透光性部材25の側面と、透光部43の傾斜面と、第2透光性部材26の下面を被覆する光反射性部材41が設けられている。光反射性部材41の下面に露出する一対の導電部材23tの下面は、光反射性部材41の下面に設けられた外部電極42と接続されている。
【0077】
透光性部材24B上には、光散乱材31を含む光散乱部材27が配置されている。また、光散乱部材27上には光調整部材32が配置されている。透光性部材24Bの側面は、光散乱部材27及び光調整部材32から露出する。図11の例では、光散乱部材27の上面27aに配置されたシート33内に光調整部材32が含有されている。
【0078】
また、発光装置20Fにおいて、第2透光性部材26と光散乱部材27とシート33の側面は、垂直面とすることができる。あるいは、発光装置20Fにおいて、第2透光性部材26と光散乱部材27とシート33の側面は、傾斜面とすることができる。後者の場合、バットウィング型の発光強度分布を得やすくなる。
【0079】
発光装置20Fは、光調整部材32を有するため、第1実施形態と同様に、発光装置20Fの色むらを低減することができる。
【0080】
なお、発光装置20Fにおいて、光調整部材32及びシート33の代わりに、図7に示した光調整部材32及び被覆膜37を配置してもよい。また、発光装置20Fにおいて、光調整部材32及びシート33の代わりに、図8に示した光調整部材35を配置してもよい。これらの構成の場合も、発光装置20Fの色むらを低減することができる。
【0081】
また、発光装置20D、20E、及び20Fを被覆する透光性の封止部材を配置することができる。この封止部材は、例えば、略半球状とすることができる。
【0082】
[面状光源1]
上記の発光装置は、基板上に配置されて面状光源を構成することが可能である。ここでは、発光装置20を例にして面状光源について説明する。ただし、発光装置20に代えて上述の発光装置20A~20Fを用いてもよい。
【0083】
図12は、第1実施形態に係る面状光源を例示する模式上面図である。図13は、図12のXIII-XIII線に沿う模式断面図である。
【0084】
図12及び図13を参照すると、面状光源1は、基板10と、二次元に配置された複数の発光装置20とを有する。面状光源1において、発光装置20は、例えば、基板10上に行列状に配置されている。面状光源1は、色むらが低減された複数の発光装置20を有するため、面状光源1の全体としても色むらを低減することができる。以下、面状光源1に含まれる部材について詳説する。
【0085】
(基板10)
基板10は、複数の発光装置20を載置するための部材である。図12及び図13の例では、基板10は、基材11と、導体配線15と、被覆部材18とを有する。導体配線15は、発光装置20に電力を供給するための部材であり、基材11の上面に配置されている。被覆部材18は、例えば、導体配線15のうち、発光装置20と電気的な接続を行わない領域の一部を被覆する。被覆部材18は開口部18xを有し、開口部18x内に発光装置20が配置される。
【0086】
基材11の材料としては、少なくとも一対の導体配線15を絶縁分離できるものであればよく、例えば、セラミックス、樹脂、複合材料などが挙げられる。樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド(PPA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)が挙げられる。複合材料としては、例えば、上述した樹脂に、ガラス繊維、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの無機フィラーを混合したもの、ガラス繊維強化樹脂(ガラスエポキシ)、金属部材に絶縁層を被覆した金属基板などが挙げられる。
【0087】
基材11の厚さは適宜選択できる。基材11は、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフレキシブル基板またはリジット基板の何れであってもよい。リジット基板は、湾曲可能な薄型リジット基板であってもよい。
【0088】
導体配線15は、導電性部材であれば材料は特に限定されず、回路基板などの配線層として通常に使用される材料を用いることができる。導体配線15の材料としては、例えば、銅を用いることができる。
【0089】
被覆部材18は、絶縁性である。被覆部材18の材料は、基材11の材料として例示したものと同様のものが挙げられる。被覆部材18として、上述した樹脂に白色系の光反射性フィラー又は多数の気泡を含有させたものを用いることができる。これにより、発光装置20から出射される光が被覆部材18で反射されるため、面状光源1の光取り出し効率を向上させることができる。
【0090】
図14は、区画部材を備えた面状光源を例示する模式部分断面図である。図14に示すように、面状光源1は、区画部材13を有することができる。
【0091】
区画部材13は、基板10の発光装置20と同一側に配置されている。区画部材13は、上面視において格子状に配置された頂部13aと、上面視において発光装置20のそれぞれを取り囲む壁部13bと、壁部13bの下端と繋がる底部13cとを含み、発光装置20を取り囲んだ領域を複数有する。区画部材13の壁部13bは、例えば、頂部13aから基板10側に延伸し、断面視において、対向する壁部13bで囲まれた領域の幅は基板10側ほど狭くなる。図14の例では、壁部13bで囲まれた1つの区画に1つの発光装置20が配置されている。但し、1つの区画に、2つ以上の発光装置20が配置されてもよい。
【0092】
区画部材13は、光反射性を有していることが好ましい。これにより、発光装置20から出射される光を区画部材13によって効率よく上方に反射させることができる。この場合、区画部材13は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の光反射性物質を含有する樹脂等を用いて成形してもよいし、反射材を含有しない樹脂を用いて成形した後、表面に反射材を設けてもよい。あるいは、微細な気泡を複数含んだ樹脂を用いてもよい。この場合、気泡と樹脂との界面で光が反射する。また、区画部材13に用いる樹脂としては、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、ポリエチレンナフタレート若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、または、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等が挙げられる。区画部材13は、発光装置20からの出射光に対する反射率が70%以上となるように設定されることが好ましい。
【0093】
なお、上記の例では、面状光源1について、基板10を備えたものについて説明した。但し、これに限らず、基板10は必要に応じて設けられ、省略可能である。例えば、面状光源1において、複数の発光装置20が、一体の透光性の樹脂などで保持された構造を用いることができる。
【0094】
また、面状光源1は、区画部材13を挟んで発光装置20の上方に配置された、光学部材を備えることができる。光学シートは、例えば、拡散シートである。面状光源1が拡散シートを備えることで、面状光源1から外部に取り出される光の均一性を向上できる。また、面状光源1は、拡散シートの上方に、第1プリズムシート、第2プリズムシート、偏光シートからなる群から選択される少なくとも一種を更に備えることができる。面状光源1がこれらの光学部材の一種以上を有することで、光の均一性を更に向上できる。
【0095】
〈第4実施形態〉
第4実施形態では、面状光源1をバックライト光源に用いた液晶ディスプレイ装置(液晶表示装置)の例を示す。
【0096】
図15は、第4実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を例示する構成図である。図15に示すように、液晶ディスプレイ装置1000は、上側から順に、液晶パネル720と、光学部材710と、面状光源1とを備える。なお、面状光源1は、発光装置20の上方に光学部材として、例えば、面状光源1側から順に、拡散板、第1プリズムシート、第2プリズムシート、DBEF(反射型偏光シート)が積層されたものを用いることができる。
【0097】
液晶ディスプレイ装置1000は、液晶パネル720の下方に面状光源1を積層する、いわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置である。液晶ディスプレイ装置1000は、面状光源1から照射される光を、液晶パネル720に照射する。
【0098】
面状光源1の薄型化の観点から、面状光源1の厚みを15mm以下とすることができる。これにより、面状光源1が薄くなり、液晶ディスプレイ装置1000を薄型化することができる。
【0099】
面状光源1は、液晶ディスプレイ装置1000のバックライトとして、テレビやタブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルサイネージ、掲示板等に利用できる。又、面状光源1は、照明用の光源としても利用でき、非常灯やライン照明、或いは、各種のイルミネーションや車載用のインストルメントパネル等にも利用できる。
【0100】
以上、好ましい実施形態等について詳説した。但し、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0101】
以上の実施形態に加えて、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
第1の光を出射する発光素子と、
前記発光素子の上面を被覆し、前記第1の光の一部を吸収して第2の光を出射する波長変換材料を含む透光性部材と、
前記透光性部材上に配置され、光散乱材を含む光散乱部材であって、前記第1の光のピーク波長における反射率が前記第2の光のピーク波長における反射率より高い光散乱部材と、
前記光散乱部材内又は前記光散乱部材上に配置される光調整部材であって、前記第2の光のピーク波長における吸収率または反射率が前記第1の光のピーク波長における吸収率又は反射率より高い光調整部材と、を有し、
前記透光性部材の側面は、前記光散乱部材及び前記光調整部材から露出する、発光装置。
(付記2)
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における吸収率が、前記第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材であり、
前記着色材は、前記光散乱部材内に分散されている、付記1に記載の発光装置。
(付記3)
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における吸収率が、前記第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い着色材であり、
前記着色材は、前記光散乱部材上に配置されている、付記1に記載の発光装置。
(付記4)
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における吸収率が、前記第1の光のピーク波長における吸収率よりも高い波長選択フィルタであり、
前記波長選択フィルタは、前記光散乱部材上に配置されている、付記1に記載の発光装置。
(付記5)
前記光調整部材は、前記第2の光のピーク波長における反射率が、前記第1の光のピーク波長における反射率よりも高い誘電体多層膜であり、
前記誘電体多層膜は、前記光散乱部材上に配置されている、付記1に記載の発光装置。
(付記6)
前記光散乱部材は、前記第1の光及び前記第2の光のピーク波長における反射率が50%以上99%以下である、付記1から5のいずれか1に記載の発光装置。
(付記7)
前記光散乱部材から出射される光の色度と、前記透光性部材の側面から出射される光の色度との差は、10/1000以内である、付記1から6のいずれか1に記載の発光装置。
(付記8)
前記透光性部材は、前記発光素子の上面を被覆し、前記波長変換材料を含む第1透光性部材と、
前記第1透光性部材の上面を被覆し、波長変換材料を含まない第2透光性部材と、を含む、付記1から7のいずれか1に記載の発光装置。
(付記9)
前記第2透光性部材の上面は、前記発光素子の上方に位置し、前記上面側に開口する凹部を有し、
前記光散乱部材は、前記凹部内に配置される、付記8に記載の発光装置。
(付記10)
前記第2透光性部材は、前記凹部を規定する底面及び前記底面に対して傾斜する内側面を含み、
前記光散乱部材は、前記底面及び前記内側面を被覆し、前記底面に近づく方向に向かって凹となる形状である、付記9に記載の発光装置。
(付記11)
前記第2透光性部材は、前記上面の外縁と接続し、前記外縁から外側に向かって下方向に傾斜する傾斜面を有する、付記8から10のいずれか1に記載の発光装置。
(付記12)
付記1から11のいずれか1に記載の発光装置が二次元に配置された面状光源。
(付記13)
付記12に記載の面状光源をバックライト光源に用いた液晶表示装置。
【符号の説明】
【0102】
1 面状光源
10 基板
11 基材
13 区画部材
13a 頂部
13b 壁部
13c 底部
15 導体配線
18 被覆部材
18x 開口部
20,20A,20B,20C,20D,20E,20F 発光装置
21a,21b リード
21x 溝
22 樹脂部材
22s 傾斜面
22x 凹部
23,23a,23b 発光素子
23t 導電部材
24,24A,24B 透光性部材
25 第1透光性部材
26 第2透光性部材
26a 上面
26b 外側面
26s 傾斜面
26x 凹部
26y 底面
26z 内側面
27 光散乱部材
27a 上面
28a,28b,28c ワイヤ
31 光散乱材
32,35 光調整部材
33 シート
37 被覆膜
41 光反射性部材
42 外部電極
43 透光部
100 樹脂成型体
710 光学部材
720 液晶パネル
1000 液晶ディスプレイ装置
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15