(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-21
(45)【発行日】2023-11-30
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20231122BHJP
【FI】
F21S2/00 484
(21)【出願番号】P 2022065004
(22)【出願日】2022-04-11
(62)【分割の表示】P 2019142995の分割
【原出願日】2019-08-02
【審査請求日】2022-07-25
(31)【優先権主張番号】P 2018184769
(32)【優先日】2018-09-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】笹岡 慎平
(72)【発明者】
【氏名】橋本 俊幸
(72)【発明者】
【氏名】庄 功裕
(72)【発明者】
【氏名】勝俣 敏伸
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-022683(JP,A)
【文献】特開2006-317946(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれに発光ダイオードを含む複数の光源が配置された基板と、
前記光源のそれぞれを取り囲み、頂部を備える壁部を有し、前記壁部で囲まれた領域を一つの区分とし、前記区分を複数備えた区分部材と、
前記光源の上方に配置された拡散板と、
前記拡散板の下面に配置され、前記頂部を収容する開口を有する複数の反射部とを備え
、
前記拡散板は、前記反射部の開口に相当する位置に溝部を有し、
前記区分部材の前記頂部は、前記溝部内に収容されている発光装置。
【請求項2】
前
記溝部の深さが、前記拡散板の厚みの1/2以上である請求項1に記載の発光装置。
【請求項3】
前記拡散板の上面又は下面であって、前記光源の直上に設けられた複数の第1反射部を、さらに備える請求項1又は2に記載の発光装置。
【請求項4】
前記拡散板の上方に、前記光源からの光を異なる波長の光に変換する波長変換シート、プリズムシート及び偏光シートからなる群から選択される少なくとも1種をさらに備える請求項1~3のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項5】
前記光源は、発光素子と前記発光素子の上面に形成された光反射膜を有する請求項1~4のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項6】
前記光源は、それぞれ、バットウイング配光特性を有する請求項1~5のいずれか1項に記載の発光装置。
【請求項7】
前記区分部材の頂部間のピッチをPとした場合、前記拡散板と前記光源との距離ODが0.25P以下である請求項1~5のいずれか1項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶テレビ等に用いられる直下方式のバックライトとして、面発光装置が知られている
。例えば、面発光装置の一例として、引用文献1に記載の発光装置は、複数の光源の周囲
に周壁を有し、マトリックス状に配置された枠体を有している。これにより、発光エリア
を分割してエリア外への光の漏れを防止しつつ、光源ごとに発光量を制御して複数のエリ
ア内でのコントラスト比を高めるローカルディミング(部分駆動ともいう)を可能として
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】
しかし、このような発光装置で光源をローカルディミングした場合、点灯エリアの光源
から出射されて拡散板等で散乱及び導光した光が、点灯エリアに隣接する不点灯エリアに
入射して、不点灯エリアと点灯エリアのコントラスト比が低下することがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、点灯エリアと不点灯エリア間でのコン
トラスト比をより一層向上させることができる発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願は、以下の発明を含む。
それぞれに発光ダイオードを含む複数の光源が配置された基板と、
前記光源のそれぞれを取り囲み、頂部を備える壁部を有し、前記壁部で囲まれた領域を
一つの区分とし、前記区分を複数備えた区分部材と、
前記光源の上方に配置され前記頂部を収容する溝部を有する拡散板とを備える発光装置
。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一実施の形態の発光装置によれば、点灯エリアと不点灯エリア間でのコントラ
スト比をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1A】本発明の一実施形態の発光装置の概略断面図である。
【
図1B】
図1Aの発光装置の区分部材付近Bの部分拡大概略断面図である。
【
図1C】
図1Aの発光装置の発光素子周辺の部分拡大概略断面図である。
【
図2A】本発明の他の実施形態の発光装置の概略断面図である。
【
図2B】本発明のさらに別の実施形態の発光装置の概略断面図である。
【
図2C】本発明のさらに別の実施形態の発光装置の概略断面図である。
【
図4】
図1Aの発光装置の発光素子のバットウイング配光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本開示の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明
する実施の形態は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載が
ない限り、本開示を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説
明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。各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、誇張していることがある。
本実施形態においては、光源の光取り出し面側を上面又は上方ということがある。
【0009】
本発明の一実施形態に係る発光装置は、
図1Aに示すように、光源11と、基板12と
、区分部材13と、拡散板14とを備える。基板12には、それぞれに発光ダイオードを
含む複数の光源11が配置されている。区分部材13は、光源11のそれぞれを取り囲み
、頂部13aを備える壁部13bを有する。頂部13aを備える壁部13bで囲まれた範
囲(つまり、領域及び空間)は、1つの区分Cとして規定され、区分部材13は、区分C
を複数備える。拡散板14は、光源11の上方に配置され、頂部13aを収容する溝部1
4aを有する。このような発光装置は、面発光型の発光装置として機能する。
このように、拡散板の溝部に区分部材13の頂部13aが収容されるため、この頂部1
3aによって、光源11から出射された光が拡散板14内を伝播して隣接する領域に侵入
する通路を有効に狭めることができる。これによって、光の隣接する領域への侵入を有効
に阻止又は低減することができる。その結果、隣接する領域が不点灯領域である場合にお
いて、コントラスト比をより一層向上させることができる。また、区分部材13が拡散板
14と高さ方向において一部オーバーラップするために、発光装置のより一層の薄型、ひ
いては小型化を実現することができる。
【0010】
(光源11)
光源11は、光を発する部材であり、例えば、自ら光を発する発光素子そのもの、発光
素子を透光性樹脂等で封止したもの、発光素子がパッケージングされた表面実装型の発光
装置(LEDともいう)等を包含する。
例えば、光源11としては、
図1Cに示すように、発光素子15を、封止部材21で被
覆したものが挙げられる。光源は1つの発光素子15を用いたものであってもよいが、複
数個の発光素子を用いて1つの光源としたものでもよい。
光源11は、どのような配光特性を有するものであってもよいが、後述する区分部材1
3の壁部13bで囲まれた各区分Cにおいて輝度ムラを少なく光らせるために、広配光で
あることが好ましい。特に、光源11のそれぞれがバットウイング配光特性を有している
ことが好ましい。これにより光源11の真上方向に出射される光量を抑制して、各々の光
源の配光を広げ、広げた光を壁部13b及び底面13cに照射することによって、壁部1
3bで囲まれた各区分Cにおける輝度ムラを抑制することができる。
ここでバットウイング配光特性とは、光軸L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発光強度分布を有するものと定義される
。なお、光軸Lとは、
図1Cに示すように、光源11の中心を通り、後述する基板12の
平面上の線と垂直に交わる線で定義されるものとする。
特に、バットウイング配光特性を有する光源11としては、例えば、
図1Cに示すよう
に、上面に光反射膜20を有する発光素子15を用いたものが挙げられる。これにより、
発光素子15の上方向への光は光反射膜20で反射され、発光素子15の直上の光量が抑
制され、バットウイング配光特性を得ることができる。光反射膜20は、発光素子15に
直接形成することができるため、バットウイング配光とするための特別なレンズを別途組
み合わせる必要がなく、光源11の厚みを薄くすることが可能である。
発光素子15の上面に形成される光反射膜20は、銀、銅等の金属膜、誘電体多層膜(
DBR膜)、これらの組み合わせ等のいずれでもよい。光反射膜20は、発光素子15の
発光波長に対して、入射角に対する反射率角度依存性を有していることが好ましい。具体
的には、光反射膜20の反射率は、垂直入射よりも斜め入射の方が低くなるように設定す
ることが好ましい。これにより、発光素子直上における輝度の変化が緩やかになり、発光
素子直上が暗点になる等、極端に暗くなることを抑制することができる。
光源11は、例えば、基板に直接実装された発光素子15の高さが、100μm~50
0μmのものが挙げられる。光反射膜20の厚みは0.1μm~3.0μmのものが挙げ
られる。後述する封止部材21を含めても、光源11の厚みは0.5mm~2.0mm程
度とすることができる。
複数の光源11は、互いに独立して駆動可能であり、光源ごとの調光制御(例えば、ロ
ーカルディミング又はHDR)が可能となるように、後述する基板12上に搭載されてい
ることが好ましい。
【0011】
(発光素子15)
発光素子15としては、公知のものを利用することができる。例えば、発光素子として
発光ダイオードを用いるのが好ましい。発光素子は、任意の波長のものを選択することが
できる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、窒化物系半導体を用いたものを用いる
ことができる。また、赤色の発光素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどを用
いることができる。さらに、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いてもよい。用
いる発光素子の組成及び発光色、大きさ、個数等は目的に応じて適宜選択することができ
る。
発光素子15は、
図1Cに示すように、基板12の上面に設けられた正負一対の導体配
線18A、18Bに跨るように、接合部材19を介してフリップチップ実装されたものが
挙げられる。ただし、発光素子15はフリップチップ実装のみならず、フェイスアップ実
装されたものでもよい。接合部材19は、発光素子15を基板または導体配線に固定する
ための部材であり、絶縁性の樹脂又は導電性の部材等が挙げられる。
図1Cに示すような
フリップチップ実装の場合は導電性の部材が用いられる。具体的にはAu含有合金、Ag
含有合金、Pd含有合金、In含有合金、Pb-Pd含有合金、Au-Ga含有合金、A
u-Sn含有合金、Sn含有合金、Sn-Cu含有合金、Sn-Cu-Ag含有合金、A
u-Ge含有合金、Au-Si含有合金、Al含有合金、Cu-In含有合金、金属とフ
ラックスの混合物等が挙げられる。
【0012】
(封止部材21)
封止部材21は、発光素子を外部環境から保護するとともに、発光素子から出力される
光を光学的に制御する等の目的で、発光素子を被覆する。封止部材21は透光性の材料で
形成されている。その材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はそれらを混合し
た樹脂等の透光性樹脂、ガラス等を用いることができる。これらのうち、耐光性及び成形
のしやすさを考慮して、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。封止部材21には、発
光素子からの光を吸収して発光素子からの出力光とは異なる波長の光を発する蛍光体等の
波長変換材料、発光素子からの光を拡散させるための拡散剤、発光素子の発光色に対応し
た着色剤等を含んでいてもよい。
蛍光体、拡散剤及び着色剤等は、当該分野で公知のものを使用することができる。
封止部材21は、基板12と直接接触していてもよい。
封止部材21は、印刷、ディスペンサ塗布等が可能である粘度に調整され、加熱処理、
光照射によって硬化させることができる。封止部材21の形状としては、例えば、略半球
形状、断面視において縦長(断面視において、X方向の長さよりもZ方向の長さが長い形
状)の凸形状、断面視において偏平な凸形状(断面視において、Z方向の長さよりもX方
向の長さが長い形状)、上面視において円形状又は楕円形状となるように形成されていて
もよい。
封止部材21は、発光素子15の下面と基板12の上面との間に、アンダーフィル21
aとして配置されていてもよい。
【0013】
(基板12)
基板12は、複数の光源11を載置するための部材であり、
図1Cに示されるように、
その上面に、発光素子15等の光源11に電力を供給するための導体配線18A、18B
を有する。導体配線18A、18Bのうち、電気的な接続を行わない領域には被覆部材2
8が被覆されていることが好ましい。
基板12の材料としては、少なくとも一対の導体配線18A、18Bを絶縁分離できる
ものであればよい。例えば、セラミックス、樹脂、複合材料等が挙げられる。セラミック
スとしては、例えば、アルミナ、ムライト、フォルステライト、ガラスセラミックス、窒
化物系(例えば、AlN)、炭化物系(例えば、SiC)、LTCC等が挙げられる。樹
脂としては、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)等が挙げられる。複合材料と
しては、上述した樹脂に、ガラス繊維、SiO
2、TiO
2、Al
2O
3等の無機フィラーを
混合したもの、ガラス繊維強化樹脂(ガラスエポキシ樹脂)、金属部材に絶縁層を形成し
た金属基板等が挙げられる。
基板12の厚さは適宜選択することができ、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフ
レキシブル基板又はリジット基板のいずれであってもよい。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。
導体配線18A、18Bは、導電性部材であればどのような材料で形成されていてもよ
く、通常、回路基板等の配線層として使用されるものを用いることができる。導体配線の
表面には、めっき膜、光反射膜等が形成されていてもよい。
被覆部材28は、絶縁性の材料によって形成されていることが好ましい。材料は、基板
材料として例示したものと同様のものが挙げられる。被覆部材は、上述した樹脂に白色系
のフィラー等を含有させたものを用いることにより、光の漏れ又は吸収を防止して、発光
装置の光取り出し効率を向上させることができる。
【0014】
(区分部材13)
区分部材13は、光源11のそれぞれを取り囲み、頂部13aを備える壁部13bを有
する。頂部13aを含む壁部13bで囲まれた範囲(領域及び空間)を一つの区分Cとし
て、区分部材13は区分Cを複数有する部材である。区分部材13は、光源11のそれぞ
れを取り囲んでいることから、区分部材13の頂部13aは、平面視において、格子状に
配置している。また、壁部13bは、平面視において、格子状に配置している。なお、平
面視においては、隣接する区分Cの境界は頂部13aとみなすことができる。区分部材1
3は反射性を有する部材であることが好ましい。区分部材13は、区分C内において、底
面13cを有することが好ましい。言い換えると、区分部材13は、底面13cと壁部1
3bとによって区分Cを構成している。底面13cは、区分C内において、略中央に貫通
孔13dが配置されている。
図1A等に示すように、貫通孔13d内には、光源11が配
置されることが好ましい。貫通孔13dの形状及び大きさは、光源11の全部が露出され
る形状及び大きさであればよく、貫通孔13dの外縁が、光源11の近傍のみに位置する
ように設定することが好ましい。これによって、区分部材13が反射性を有する場合に、
光源からの光を底面13cでも反射させることができ、光の取り出し効率を向上させるこ
とができる。
【0015】
頂部13aは、壁部13bの最も高い部位であり、隣接する領域を取り囲む少なくとも
2つの壁部13bによって構成されることが好ましい。頂部13aは、平面であってもよ
いが、隣接する領域を取り囲む少なくとも2つの壁部13bによって構成される稜の形状
であることが好ましい。つまり、
図1A等に示すように、頂部13aを構成する少なくと
も2つの壁部13bの縦断面が、鋭角三角形を構成するものが好ましく、鋭角二等辺三角
形を構成するものがより好ましい。鋭角三角形又は鋭角二等辺三角形の鋭角、つまり、頂
部の角度(
図1B中、α)は、例えば、60°以上90°未満とすることが好ましい。このような範囲とすることにより、区分部材13が占める空間及び領域を低減させ、区分部材13の高さを低減することができ、発光装置の小型化及び薄型化を実現することができる。さらに、後述する拡散板の溝部の幅を低減することができ、光の取り出し効率の低減を阻止又は光の取り出し効率の向上を図ることができる。
【0016】
区分部材13の頂部13a間のピッチPは、用いる光源の大きさ、意図する発光装置の
大きさ及び性能等によって適宜調整することができる。例えば、1mm~50mmが挙げ
られ、5mm~20mmが好ましく、6mm~15mmがより好ましい。
光源11を取り囲む壁部13bは、底面13c及び基板12の上面近傍から上部に向か
って広がるように傾斜した面によって構成されることが好ましい。壁部13bの角度(図
1B中、γ)は、例えば、45°~60°が挙げられる。
また、区分部材13自体の高さ、つまり、区分部材13の底面13cの下面から頂部1
3aまで長さは、8mm以下、より薄型の発光装置とする場合は1mm~4mm程度であ
ることが好ましく、拡散板14までの距離を8mm程度以下、より薄型の発光装置とする
場合は2mm~4mm程度とすることが好ましい。これにより、拡散板14等の光学部材
を含めたバックライトユニットを極めて薄型にすることができる。
区分部材13の厚みは、例えば100μm~300μmが挙げられる。
【0017】
区分部材13が光源11を取り囲んで構成する区分Cの形状、つまり、壁部13bによ
って区分される領域の形状は、平面視において、例えば、円形、楕円形等であってもよい
が、複数の光源を効率的に配置させるために、三角形、四角形、六角形等の多角形が好ま
しい。これにより、面発光装置の発光面の面積に応じて発光エリアを壁部13bで任意の
数に区分することが容易になり、発光エリアを高密度に配置することができる。壁部13
bによって区分される区分Cの数は、任意に設定することができ、発光装置の所望のサイ
ズに応じて壁部13bの形状及び配置、区分C数等を変更することができる。
区分部材13は、基板12上に配置された光源11の数及び位置によって、平面視、例
えば、3つの区分Cが隣接して3つの頂部の端が1点に集中するもの、
図3に示すように
4つの区分Cが隣接して4つの頂部が集中するもの、6つの区分Cが隣接して6つの頂部
が1点に集中するものなど、種々の形状とすることができる。
【0018】
区分部材13は、基板12の上に配置されることが好ましく、区分部材13の底面13
cの下面と基板12の上面とが固定されるものが好ましい。特に、光源11からの出射光
が、基板12と区分部材13との間に入射しないように、貫通孔13dの周囲を、光反射
性の接着部材を用いて固定することが好ましい。例えば、貫通孔13dの外縁に沿ってリ
ング状に光反射性の接着部材を配置することがより好ましい。接着部材は、両面テープで
あってもよいし、ホットメルト型の接着シートであってもよいし、熱硬化樹脂及び熱可塑
樹脂等の樹脂系の接着剤であってもよい。これらの接着部材は、高い難燃性を有すること
が好ましい。ただし、区分部材13の基板12上への固定は、ネジ止め等を利用してもよ
い。
【0019】
上述したように、区分部材13は、光反射性を有していることが好ましい。これにより
、光源11から出射される光を壁部13b及び底面13cによって効率よく反射させるこ
とができる。特に、壁部13bが上述したように傾斜を有する場合には、光源11から出
射された光が壁部13bに照射され、上方向に光を反射させることができる。よって、隣
接する区分Cが不点灯である場合においても、コントラスト比をより一層向上させること
ができる。また、上方向への光の反射をより効率的に行うことができる。さらに、後述す
るように、溝部14a内に収容された区分部材13の頂部13aによって、後述する拡散
板14内を伝播する光を上方向に効果的に反射させることが可能となる。
区分部材13は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の金属酸化物粒子から
なる反射材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。光源11からの出射光に対する反射率が7
0%以上となるように設定されることが好ましい。
【0020】
区分部材13は、金型を用いた成形、光造形による成形方法等によって形成することが
できる。金型を用いた成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形、圧
空成形、プレス成形等の成形方法を適用することができる。例えば、PET等で形成され
た反射シートを用いて真空成形することにより、底面13cと壁部13bとが一体的に形
成された区分部材13を形成することができる。
区分部材13は、行方向、列方向又はマトリクス状に複数の区分Cを配列する。例えば
、
図3に示すように、光源11がX方向に5つ、Y方向に5つ、マトリクス状に合計25
個配置された基板の上に、壁部13bによって各光源11を取り囲んで、上面視が略正方
形の25の区分Cを規定しており、区分Cの略中央の底面13cに、光源11載置用の貫
通孔13dを有するものとすることができる。
【0021】
(拡散板14)
拡散板14は、入射する光を拡散させて透過させる部材であり、複数の光源11の上方
に1つ配置することが好ましい。拡散板14は、平坦な板状部材であることが好ましいが
、その表面に凹凸が配置されていてもよい。拡散板14は、実質的に基板12に対して平
行に配置されることが好ましい。拡散板14は、例えば、ポリカーボネイト樹脂、ポリス
チレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等、可視光に対して光吸収の少ない材料か
ら構成することができる。入射した光を拡散させるために、拡散板14は、その表面に凹
凸を設けてもよいし、拡散板14中に屈折率の異なる材料を分散させてもよい。
凹凸は、例えば、0.01mm~0.1mmの大きさとすることができる。
屈折率の異なる材料としては、例えば、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂等から選
択して用いることができる。
拡散板14の厚み、光拡散の程度は、適宜設定することができ、光拡散シート、ディフ
ューザーフィルム等として市販されている部材を利用することができる。例えば、拡散板
14の厚みは、1mm~2mmとすることができる。
【0022】
拡散板14は、
図1Bに示すように、基板12と対向する面において区分部材13の頂
部13aを収容する溝部14aを有する。そして、この溝部14a内で直接又は間接に区
分部材13の頂部13aと接する。つまり、頂部13aがそのまま溝部14aに収容され
てもよいし、例えば、頂部13aに透光性又は反射性の接着剤等を塗布し、この接着剤を
介して頂部13aを溝部14a内に固定してもよいし、後述するように、拡散板14が反
射部材を備える場合には、それを介して(挟んで)頂部13aが溝部14a内に収容され
ていてもよい。拡散板14の溝部14aは、平面視において、格子状に配置されている。
【0023】
溝部14aの形状は、平面視において、例えば、四角形の区分Cを取り囲むように配置
されたものでもよいし、三角形、六角形等の区分Cを取り囲むように配置されたものでも
よい。溝部14aの断面形状は、U字又はコの字状であってもよいが、
図1Bに示すよう
に、V字状であるものが好ましい。V字の傾斜角度(
図1B中、β)は、上述した区分部
材13の頂部13aの形状及び角度α及び壁部13bの傾斜角度γ等によって、適宜調整
することができる。例えば、頂部の角度αが90°未満である場合、溝部14aのV字形状の角度βは、α≦βであることが好ましい。角度βは、例えば、角度αよりも0.5°~5°程度大きいことがより好ましい。このような角度に設定することにより、頂部13aを溝部14aに深く侵入させることができるため、光源11から出射された光を頂部13aによって、横方向への進行を抑え、より上方に反射させることができる。その結果、点灯/不点灯エリア間のコントラスト比を向上させることができる。
【0024】
溝部14aの深さは、拡散板14の厚みの1/2以上であることが好ましく、4/5以
下であることが好ましい。別の観点から、0.5mm~1.6mmが挙げられる。
区分部材13の頂部13a間のピッチPとした場合、拡散板と光源との距離ODは、例
えば、0.3P以下となるように、拡散板14が配置されていることが好ましく、0.2
5P以下となるように配置されていることが好ましい。ここで、距離ODとは、
図1Bに
示すように、実装基板の最表面、つまり実装基板がその表面に被覆層、配線層等を有する
場合にはその最表面から、拡散板14の下面までの距離を意味する。別の観点から、拡散
板14は、例えば、
図1Bに示すように、区分部材13の底面13cの上面からの距離が1.5mm~5mmであることが好ましく、2mm~3mmであることがより好ましい
。
【0025】
(その他の部材)
本実施形態の発光装置は、反射部材を備えていてもよい。
(反射部材)
例えば、
図2Aに示すように、拡散板14は、上面において、光源の上方に、好ましく
は光源の直上に、それぞれ第1反射部26が配置されていてもよい。光源の上方領域、特
に直上領域では、拡散板14と光源11との距離が最も短くなる。よって、この領域での
輝度が高くなる。拡散板14と光源11との距離が短いほど、光源11が配置されていな
い領域の直上の領域との輝度ムラが顕著になる。従って、第1反射部26を拡散板14の
表面に設けることにより、光源11の指向性の高い光の一部を反射して、光源11方向に
戻すことによって輝度ムラを緩和することができる。
拡散板14は、さらに、上面において、溝部14aの周辺又は区分部材13の頂部13
aの上方、好ましくは、頂部13aの直上に、第2反射部27が配置されていてもよい。
頂部13aは、光源11をローカルディミングする場合、不点灯領域と点灯領域の境界
となる領域であることから、この部位に第2反射部27を配置することにより、点灯領域
の光が不点灯領域に漏れることを防止することができ、不点灯領域に向かう光を光源11
の上方に反射させることができる。
【0026】
第1反射部26及び第2反射部27は、光反射材を含む材料によって形成することがで
きる。例えば、光反射材を含む樹脂及び/又は有機溶剤等が挙げられる。光反射材として
は、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の金属酸化物粒子が挙げられ
る。樹脂及び有機溶剤は、用いる金属酸化物粒子、製造された発光装置に求められる特性
等を考慮して、適宜選択することができる。なかでも、樹脂としては、アクリレート樹脂
、エポキシ樹脂等を主成分とした透光性であって光硬化性の樹脂を用いることが好ましい
。
第1反射部26と第2反射部27との反射率は、同じであってもよく、異なっていても
よい。反射率を異ならせる場合は、第2反射部27は、第1反射部26よりも反射率が小
さくなるように設定することが好ましい。ローカルディミング時に、点灯箇所と不点灯箇
所との境界になる部分は、光源11からもっとも遠くなり、光の照射が少なくなるため暗
くなる。よって、他の部分よりも反射率を低くして頂部13a直上の輝度を向上させるこ
とで、隣接する2つの領域を点灯させた際に2つの領域の境界を、より目立たなくさせる
ことができる。
第1反射部26及び第2反射部27は、それを構成する材料中に、さらに、顔料、光吸
収材、蛍光体等を含有していてもよい。
第1反射部26及び第2反射部27は、所定のストライプ状、島状等、種々の形状又は
パターンとすることができる。第1反射部26及び第2反射部27の形成方法は、例えば
、印刷法、インクジェット法、スプレー法等、当該分野で公知の何れの方法でもよい。
第1反射部及び第2反射部の厚みは、例えば、10μm~100μmが挙げられる。
【0027】
また、
図2Bに示すように、拡散板14は、上面において、光源の上方に、好ましくは
光源の直上に、第1反射部26が配置され、下面において、溝部14aの周辺又は区分部
材13の頂部13aの上方、好ましくは、頂部13aの直上に、第2反射部27が配置さ
れていてもよい。この場合は、輝度低下率を抑制しつつ、コントラスト比をより高めるこ
とができる。
さらに、
図2Cに示すように、拡散板は、下面において、光源の上方に、好ましくは光
源の直上に、第1反射部26が配置され、溝部14aの周辺又は区分部材13の頂部13
aの上方、好ましくは、頂部13aの直上に、第2反射部27が配置されていてもよい。
第2反射部27が拡散板14の下面に配置される場合には、第2反射部27は、溝部14
aに相当する部位に開口を有していてもよいし、溝部14aの側壁に沿って配置していて
もよい。
第1反射部26が上面に配置されている場合、光の拡散距離を拡散板14の厚み分増や
すことができる。また、拡散板14で散乱された後の方が第1反射部26の反射率が小さ
くてもよいため、輝度低下率を抑制することができる。
拡散板14内で散乱された光を第2反射部27により上方向に反射させる場合には、第
2反射部27は拡散板14の下面に配置されることが好ましい。また、拡散板14より上
側の部材で散乱された光を第2反射部27により上方向に反射させる場合は、拡散板14
の上面に配置されることが好ましい。
【0028】
拡散板14は、その上面及び/又は下面において、第3反射部を有していてもよい。第
3反射部は、区分Cが3つ以上互いに隣接する部位、つまり、頂部13aが3つ以上集中
した部位の直上に配置される。頂部13aが集中した部位とは、例えば、
図3におけるA
で示される部位を指す。第3反射部は、第2反射部27よりも反射率が小さいことが好ま
しい。光源11からの光照射が少ない頂部13aのうち、頂部13aが集中する部位はさ
らに暗くなる。そのため、第3反射部の反射率を第2反射部よりも小さくすることにより
、ローカルディミング時における点灯エリア内の輝度ムラを低減することができる。その
結果、コントラスト比を向上させることができる。
【0029】
また、発光装置は、拡散板の上方に、光源からの光を異なる波長の光に変換する波長変
換シート、プリズムシート及び偏光シートからなる群から選択される少なくとも1種を備
えていてもよい。具体的には、
図2Cに示すように、拡散板14の上方に、所定距離を隔
てて又は拡散板14の上面に、直接又は間接に、波長変換シート22、プリズムシート(
第1プリズムシート23及び第2プリズムシート24)、偏光シート25等の光学部材を
配置し、さらにその上に液晶パネルを配置し、直下型バックライト用光源として用いる面
発光型の発光装置とすることができる。これらの光学部材の積層の順序は任意に設定する
ことができる。
【0030】
(波長変換シート22)
波長変換シート22は、拡散板14の上面又は下面のいずれに配置してもよいが、
図2
Cに示すように、上面に配置することが好ましい。波長変換シート22は、光源11から
出射する光の一部を吸収し、光源11からの出射光の波長とは異なる波長の光を発する。
例えば、波長変換シート22は、光源11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、白色光を出射する発光装置とすることができる。波長変換シー
ト22は、光源11の発光素子から離間しているため、発光素子の近傍では使用すること
が困難な、熱又は光強度に耐性の劣る蛍光体等を使用することができる。これにより、発
光装置のバックライトとしての性能を向上させることが可能となる。波長変換シート22
は、シート形状あるいは層形状を有しており、上述した蛍光体等を含む。
【0031】
(第1プリズムシート23及び第2プリズムシート24)
第1及び第2プリズムシート23、24はその表面に、所定の方向に延びる複数のプリ
ズムが配列された形状を有する。例えば、第1プリズムシート23は、シートの平面をx
方向とx方向に直角のy方向との2次元に見て、y方向に延びる複数のプリズムを有し、
第2プリズムシート24は、x方向に延びる複数のプリズムを有することができる。プリ
ズムシートは、種々の方向から入射する光を、発光装置に対向する表示パネルへ向かう方
向に屈折させることができる。これにより、発光装置の発光面から出射する光を、主とし
て上面に垂直な方向に出射させ、発光装置を正面から見た場合の輝度を高めることができ
る。
【0032】
(偏光シート25)
偏光シート25は、例えば、表示パネル、例えば液晶表示パネルのバックライト側に配
置された偏光板の偏光方向に一致する偏光方向の光を選択的に透過させ、その偏光方向に
垂直な方向の偏光を第1及び第2プリズムシート23、24側へ反射させることができる
。偏光シート25から戻る偏光の一部は、第1及び第2プリズムシート23、24及び波
長変換シート22、拡散板14で再度反射される。このとき、偏光方向が変化し、例えば
、液晶表示パネルの偏光板の偏光方向を有する偏光に変換され、再び偏光シート25に入
射し、表示パネルへ出射する。これにより、発光装置から出射する光の偏光方向を揃え、
表示パネルの輝度向上に有効な偏光方向の光を高効率で出射させることができる。偏光シ
ート25、第1及び第2プリズムシート23、24等は、バックライト用の光学部材とし
て市販されているものを用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明の発光装置は、表示装置のバックライト用光源、照明装置の光源など、各種発光
装置に利用することができる。
【符号の説明】
【0034】
11 光源
12 基板
13 区分部材
13a 頂部
13b 壁部
13c 底面
13d 貫通孔
14 拡散板
14a 溝部
15 発光素子
18A、18B 導体配線
19 接合部材
20 光反射膜
21 封止部材
21a アンダーフィル
22 波長変換シート
23 第1プリズムシート
24 第2プリズムシート
25 偏光シート
26 第1反射部
27 第2反射部
28 被覆部材