JP7066964B2

JP7066964B2 - 面状光源

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Publication number: JP7066964B2
Application number: JP2020160936A
Authority: JP
Inventors: 拓也中林; 啓橋本
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: JP2021125453A; TW202132881A; TWI766547B

Description

本発明は、面状光源に関する。

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。導光板の直下に発光素子が配置される直下型のバックライトにおいては、発光素子の近傍領域の輝度が局所的に高くなりやすい。

特開２０１１－２１１０８５号公報国際公開第２０１０／０７０８８５号

本発明は、発光面内における輝度ムラを少なくすることができる面状光源を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、面状光源は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通孔とを有する導光板と、前記導光板の前記貫通孔に配置された光源と、前記貫通孔内において前記光源の上面に設けられ、前記光源が発する光に対する反射性および透光性を有する第１光調整部材と、前記第１光調整部材から離隔して前記第１光調整部材上に設けられ、前記光源が発する光に対する反射性および透光性を有する第２光調整部材と、前記第１光調整部材と前記第２光調整部材との間、および前記光源の側面と前記導光板との間に設けられ、前記第１光調整部材および前記第２光調整部材よりも前記光源が発する光に対する透過率が高い第１透光性部材と、を備えている。前記第２光調整部材の外縁は、前記貫通孔の縁よりも内側に位置し、前記貫通孔の縁から離隔する。

本発明によれば、発光面内における輝度ムラを少なくすることができる面状光源を提供することができる。

本発明の一実施形態の面状光源の模式平面図である。図１のII－II線における模式断面図である。本発明の一実施形態の光源の模式断面図である。本発明の一実施形態の光源の模式断面図である。本発明の一実施形態の面状光源における第２光調整部材の他の例を示す模式断面図である。本発明の一実施形態の面状光源における第２光調整部材の他の例を示す模式断面図である。本発明の他の実施形態の面状光源の模式断面図である。本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式断面図である。本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式断面図である。本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式断面図である。本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式断面図である。本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式平面図である。本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式平面図である。本発明の実施形態の光源の他の例を示す模式断面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式断面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式断面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式平面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式平面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式平面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式平面図である。図１４ＡのXIVB-XIVB線における模式断面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式断面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式断面図である。本発明の実施形態の光源のさらに他の例を示す模式断面図である。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。

図１は、本発明の一実施形態の面状光源１００の模式平面図である。図１は、面状光源１００の発光面を見た上面視を表す。図１において、面状光源１００の発光面に対して平行であり、且つ互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とする。

面状光源１００は、Ｘ方向およびＹ方向に沿って並べられた複数の発光領域１を有する。発光領域１はＸ方向に沿って延びる２辺と、Ｙ方向に沿って延びる２辺とをもつ四角形の外形を有する。

１つの発光領域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。なお、面状光源１００を構成する発光領域１の数は図１に示す数に限らない。面状光源１００は１つの発光領域１から構成されてもよい。

図２は、図１のII－II線における模式断面図であり、１つの発光領域１の模式断面を表す。

発光領域１は、導光板１０と、光源２０と、第１光調整部材３１と、第２光調整部材３２と、第１透光性部材３３と、第１光反射性部材４１と、第２光反射性部材４２と、区画部材４３と、配線基板５０とを有する。

導光板１０は、光源２０が発する光に対する透光性を有する。光源２０は発光素子２１を有する。光源２０が発する光とは、発光素子２１が発する光を表す。また、光源２０が蛍光体を含む場合には、光源２０が発する光には蛍光体が発する光も含まれる。

導光板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、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂、ガラスなどを用いることができる。

導光板１０は、面状光源１００の発光面となる第１面１１と、第１面１１の反対側の第２面１２とを有する。さらに、導光板１０は、第１面１１から第２面１２まで貫通する貫通孔１３を有する。光源２０は、貫通孔１３に配置されている。

導光板１０の厚さは、２００μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。導光板１０は、その厚さ方向に、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。導光板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設けることができる。積層体の各層は、異なる種類の主材を用いることができる。

図３Ａは、光源２０の模式断面図である。

光源２０は発光素子２１を有する。発光素子２１は半導体積層構造を有する。発光素子２１は、半導体積層構造として例えばＩｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含み、青色光を発光することができる。発光素子２１としては、青色以外の光（例えば、紫外光等）を出射する素子を用いてもよい。

発光素子２１の上面および側面を第２透光性部材２２が覆っている。第２透光性部材２２は、透光性樹脂２２ａで構成される。第２透光性部材２２は、透光性樹脂２２ａ中に分散して含まれる蛍光体２２ｂを含み得る。

透光性樹脂２２ａは、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。蛍光体２２ｂは、発光素子２１が発する光によって励起され、発光素子２１が発する光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、蛍光体２２ｂとして、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体又はＭＧＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体等の窒化物蛍光体などを用いることができる。蛍光体は、量子ドット蛍光体であってもよい。第２透光性部材２２は、１種類の蛍光体、または複数種類の蛍光体を含み得る。また、第２透光性部材２２は、単一の蛍光体の層または異なる種類の蛍光体の層を複数積層させた構成とすることができる。

発光素子２１の下面側には、正負の一対の電極２３が設けられている。発光素子２１の下面に被覆部材２４が設けられ、電極２３の表面（図３Ａにおける下面）は被覆部材２４から露出している。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の下面にも設けられている。

被覆部材２４は、光源２０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、光拡散材として酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛又はガラス等を含む白色の樹脂部材である。

図２に示すように、導光板１０の貫通孔１３内に第１透光性部材３３が設けられている。第１透光性部材３３は、光源２０が発する光に対する透光性を有し、例えば、導光板１０の材料と同じ樹脂、または導光板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。または、第１透光性部材３３の材料としてガラスを用いてもよい。

第１透光性部材３３は、光源２０の側面と導光板１０との間に設けられている。光源２０の側面と第１透光性部材３３、および導光板１０と第１透光性部材３３は、直接接している。光源２０の側面と第１透光性部材３３との間、および導光板１０と第１透光性部材３３との間には、空気層等の空間が形成されないことが好ましい。

光源２０は、貫通孔１３内で配線基板５０上に配置されている。配線基板５０は、絶縁基材５１と配線層５２とを有する。発光素子２１の電極２３が、導電性の接合部材６１を介して配線層５２に接合されている。接合部材６１は、例えばはんだである。第１透光性部材３３は、光源２０と配線基板５０との間、および接合部材６１の周りにも設けられている。

配線基板５０は、導光板１０の第２面１２側に接着されている。導光板１０の第２面１２と、配線基板５０との間に第１光反射性部材４１が設けられている。第１光反射性部材４１は、光源２０が発する光に対する反射性を有する。第１光反射性部材４１は、例えば、光拡散材として酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛又はガラス等を含む白色のポリエチレンテレフタレートや、多数の気泡を形成させた白色のポリエチレンテレフタレートのシートである。

光源２０の周辺において貫通孔１３の底に位置する配線基板５０の表面上に、第２光反射性部材４２が設けられている。第２光反射性部材４２は、例えば、光拡散材として酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛又はガラス等を含む白色の樹脂部材である。

１枚の導光板１０に複数の発光領域１が設けられている。導光板１０には、図１に示すように、Ｘ方向およびＹ方向に延びる格子状の溝１４が形成され、溝１４はそれぞれの発光領域１を区画している。

図２に示すように、溝１４内に区画部材４３が設けられている。区画部材４３は、光源２０が発する光に対する反射性を有し、例えば、光拡散材として酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛又はガラス等を含む白色の樹脂部材である。または、区画部材４３は、Ａｌ、Ａｇなどの金属部材であってもよい。

区画部材４３は、隣接する発光領域１間の導光を抑制する。例えば、発光状態の発光領域１から、非発光状態の発光領域１への導光が制限される。これにより、それぞれの発光領域１を駆動単位としたローカルディミングが可能となる。

図２において、区画部材４３は、溝１４内に充填されている。区画部材４３は、溝１４の内面に沿うように膜状に設けてもよい。

図２には、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１４を示すが、溝１４は第１面１１から第２面１２まで貫通していてもよい。または、第２面１２側に開口を有し、底が第１面１２に達しない有底の溝１４であってもよい。または、導光板１０の内部に設けられた中空溝であってもよい。

貫通孔１３内の光源２０の上面に第１光調整部材３１が設けられている。第１光調整部材３１は貫通孔１３内に位置する。第１光調整部材３１は光源２０と一体に形成することができる。第１光調整部材３１は光源２０の上面（図２に示す例では第２透光性部材２２の上面）に接し、光源２０の上面を直接覆っている。または、第１光調整部材３１と光源２０との間に別の層（例えば、第３透光性部材等）が介在していてもよい。

第１光調整部材３１から離隔して、第１光調整部材３１上に第２光調整部材３２が設けられている。第１光調整部材３１および第２光調整部材３２は、光源２０が発する光に対する反射性および透光性を有する。光源２０が発する光に対する第１透光性部材３３の透過率は、第１光調整部材３１および第２光調整部材３２の透過率の２倍～１００倍とすることができる。

第１光調整部材３１と第２光調整部材３２との間に第１透光性部材３３が設けられ、第２光調整部材３２は第１透光性部材３３上に設けられている。第１透光性部材３３は、第１光調整部材３１および第２光調整部材３２よりも光源２０が発する光に対する透過率が高い。

図３Ａに示すように、第１光調整部材３１は、透光性樹脂３１ａと、透光性樹脂３１ａ中に分散して含まれる光拡散材３１ｂとを有する。透光性樹脂３１ａは、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。光拡散材３１ｂは、例えば酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛又はガラス等である。第２光調整部材３２も、第１光調整部材３１と同様に、透光性樹脂と、透光性樹脂中に分散して含まれる光拡散材とを有する。

第２光調整部材３２の光拡散材の濃度は、第１光調整部材３１の光拡散材の濃度よりも低い。したがって、第２光調整部材３２の光源２０が発する光に対する透過率は、第１光調整部材３１の光源２０が発する光に対する透過率よりも高い。

または、第２光調整部材３２を第１光調整部材３１よりも薄くすることで、第２光調整部材３２の透過率が、第１光調整部材３１の透過率よりも高くなるようにしてもよい。

なお、第１光調整部材３１および第２光調整部材３２は、例えば、Ａｌ、Ａｇなどの金属部材、または誘電体多層膜であってもよい。

第１光調整部材３１は光源２０の上面の全面を覆っている。第１光調整部材３１は光源２０の上面からはみ出していない。したがって、第１光調整部材３１の平面サイズは、光源２０の平面サイズと同じである。

図１に示す発光領域１の上面視において、第２光調整部材３２の幅は、第１光調整部材３１の幅よりも大きい。ここでの幅は、Ｘ方向の幅、Ｙ方向の幅、およびこれら２方向に対して傾いた方向の幅を表す。すなわち、第２光調整部材３２の平面サイズは、第１光調整部材３１の平面サイズよりも大きく、第２光調整部材３２は、第１透光性部材３３を介して第１光調整部材３１の全面を間接的に覆うように広がっている。

第２光調整部材３２の外縁３２ａは、貫通孔１３の縁１３ａよりも内側に位置し、貫通孔１３の縁１３ａから離隔している。すなわち、第２光調整部材３２は、導光板１０と第１透光性部材３３との境界をまたいでいない。導光板１０の熱膨張率と、第１透光性部材３３の熱膨張率との差が大きい場合でも、それらの境界に第２光調整部材３２が位置しないため、第２光調整部材３２は、導光板１０と第１透光性部材３３との熱膨張率差に起因する応力の影響を受けない。これにより、第２光調整部材３２の剥離やクラックの発生などを防ぐことができる。

第１光調整部材３１は、光源２０の真上方向へ出射された光の一部を拡散反射させ、他の一部を透過させる。これにより、発光領域１の発光面において、光源２０の直上領域の輝度が他の領域の輝度に比べて極端に高くなることを抑制できる。ただし、この場合、逆に光源２０の直上領域が他の領域に比べて暗くなることが懸念される。

そこで本実施形態では、第１光調整部材３１から離隔して第１光調整部材３１上に第２光調整部材３２を設け、第１光調整部材３１と第２光調整部材３２との間に、第１光調整部材３１および第２光調整部材３２よりも透過率が高い第１透光性部材３３を設けている。第１光調整部材３１と第２光調整部材３２との間の第１透光性部材３３には、光源２０から出射された光や、貫通孔１３内の第２光反射性部材４２で反射された光などが導光され、この第１透光性部材３３に導光された光の一部は第２光調整部材３２で拡散反射され、他の一部は第２光調整部材３２を透過する。

これにより、光源２０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、発光領域１の発光面内における輝度ムラを少なくすることができる。

光源２０から直接真上方向に出射された光の一部は第１光調整部材３１により透過が抑制されていることから、光源２０の直上領域が暗くなりすぎるのを抑えるために、第２光調整部材３２の透過率は第１光調整部材３１の透過率よりも高くすることが望ましい。

また、光源２０の直上付近の面内輝度の急な変化を抑制するために、上面視において、第２光調整部材３２の幅を第１光調整部材３１の幅よりも大きくすることが望ましい。

光源２０の下面に設けられた被覆部材２４、および光源２０の周辺の配線基板５０の表面に設けられた第２光反射性部材４２は、光源２０の近傍の配線基板５０が光源２０から出射された光にさらされるのを抑制し、配線基板５０の劣化を防ぐことができる。また、光反射性の被覆部材２４、および第２光反射性部材４２は、発光領域１の発光面である第１面１１側に光を反射させ、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。

導光板１０の第２面１２に設けた第１光反射性部材４１と、第１面１１との間の領域においては、第１光反射性部材４１での反射と第１面１１での反射が繰り返されつつ、光源２０からの光が区画部材４３に向かって導光板１０内を導光される。第１光反射性部材４１と第１面１１との間の領域において、第１面１１に向かった光の一部は第１面１１から導光板１０の外部に取り出される。

また、必要に応じて、貫通孔１３内の第１透光性部材３３中に蛍光体を含有させることで、発光領域１の発光色の色調を補正することができる。

図３Ｂは、光源２０の他の例の模式断面図である。

図３Ｂに示す光源２０においては、発光素子２１の側面および下面を被覆部材２４が覆っている。発光素子２１の上面に第２透光性部材２２が設けられている。発光素子２１の側面を覆う被覆部材２４上にも第２透光性部材２２が設けられている。

図２に示す例では、第１透光性部材３３の上面は凹面状に形成され、第２光調整部材３２の上面も第１透光性部材３３の上面に沿って形成されている。

図４Ａおよび図４Ｂは、実施形態の面状光源における光源２０が配置された部分の模式断面図である。

図４Ａに示す例では、第２光調整部材３２の中央部の上面に凸部が形成され、第２光調整部材３２の中央部の厚さが他の部分よりも厚い。

図４Ｂに示す例では、第１透光性部材３３の上面は凹面状に形成され、第２光調整部材３２の上面は平坦面である。そのため、第２光調整部材３２の中央部の厚さが他の部分よりも厚い。

導光板１０と第１透光性部材３３とが同じ材料、または導光板１０の熱膨張率と第１透光性部材３３の熱膨張率との差が小さい場合には、図５に示すように、第２光調整部材３２を、導光板１０と第１透光性部材３３との境界をまたぐように形成してもよい。第２光調整部材３２の外縁３２ａは貫通孔１３の縁１３ａよりも外側に位置する。

図６は、本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式断面図である。

図６に示す例では、貫通孔１３の側壁１３ｂが、導光板１０の第１面１１および第２面１２に対して傾斜している。貫通孔１３の側壁１３ｂと第１面１１とは鈍角を形成し、貫通孔１３の側壁１３ｂと第２面１２とは鋭角を形成している。貫通孔１３の側壁１３ｂの下端は、貫通孔１３の側壁１３ｂの上端よりも光源２０に近い位置にある。そのため、第２面１２に設けた第１光反射性部材４１を光源２０により近づけることができ、第１光反射性部材４１での反射成分を増やして輝度を向上させることができる。

図７は、本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式断面図である。

図７に示す面状光源の配線基板５０は、絶縁基材５１と、配線層５２と、被覆層５３とを有する。配線層５２は絶縁基材５１の下面に設けられ、その配線層５２の表面を被覆層５３が覆っている。被覆層５３は、例えば樹脂層である。

配線基板５０上に光反射性部材４４が設けられている。光反射性部材４４は、例えば、光拡散材として酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛又はガラス等を含む白色のポリエチレンテレフタレートや、多数の気泡を形成させた白色のポリエチレンテレフタレートのシートである。

光反射性部材４４は、配線基板５０の絶縁基材５１と、導光板１０の第２面１２との間に設けられている。さらに、光反射性部材４４は、貫通孔１３内の第１透光性部材３３の下面と配線基板５０の絶縁基材５１との間に設けられている。

さらに、光反射性部材４４は、光源２０の下面と配線基板５０の絶縁基材５１との間に設けられている。光源２０は、接着部材６３によって光反射性部材４４の上面に接着されている。接着部材６３は、例えば樹脂部材である。

光源２０の直下の領域における光反射性部材４４、絶縁基材５１、および配線層５２を貫通して接合部材６２が設けられている。接合部材６２は、発光素子２１の電極と配線層５２とを接続している。接合部材６２は、例えばはんだである。

接合部材６２、および接合部材６２の近傍の配線層５２の一部は被覆層５３から露出している。接合部材６２および配線層５２の露出部はレジスト５４によって覆われている。

図８に示すように、配線基板５０の絶縁基材５１上に白色の接着シート４５を設け、その接着シート４５上に光源２０を配置してもよい。接着シート４５と、導光板１０の第２面１２との間には第１光反射性部材４１が設けられている。

図９は、本発明のさらに他の実施形態の面状光源の模式断面図である。

光源２０は、発光素子２１と、発光素子２１の上面および側面を覆う第２透光性部材１２２を有する。第２透光性部材１２２は、例えば透光性樹脂であり、蛍光体を含まない。導光板１０の第１面１１上に、蛍光体シート７１が設けられている。蛍光体シート７１は、蛍光体を含む樹脂シートである。

図１に示すように、区画部材４３（溝１４）で区画された１つの発光領域１の第１面１１は、４つの角部を有する四角形状に形成され、光源２０および第２光調整部材３２の平面形状も４つの角部を有する四角形状に形成されている。図１に示す平面視においては、光源２０および第２光調整部材３２の角部が、第１面１１の角部に対向している。

または、図１０に示す平面視のように、図１の状態から第２光調整部材３２を例えば４５度回転して配置し、第１面１１の角部を結ぶ対角線と、第２光調整部材３２の側面（または辺部）とが交差するようにしてもよい。図１においては、第２光調整部材３２の角部が、第１面１１の角部を結ぶ対角線上に位置していない。これにより、光源２０から出射した光を発光領域１の四隅に広げやすくすることができる。
さらに、光源２０も４５度回転して配置し、第１面１１の角部を結ぶ対角線と、光源２０の側面（または辺部）とが交差するようにしてもよい。

また、図１１に示すように、第２光調整部材３２の角部は、丸みを帯びていてもよい。

発光素子２１の半導体積層構造は、上述した発光色を発光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、半導体積層構造は、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ことができる。なお、発光層は、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。

また、半導体積層構造は、複数の発光層を含むこともできる。例えば、半導体積層構造は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に複数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。複数の発光層は、発光色が異なる発光層を含んでいてもよいし、発光色が同じ発光層を含んでいてもよい。なお、発光色が同じとは、使用上同じ発光色とみなせる範囲、例えば、主波長で数ｎｍ程度のばらつきがあってもよい。発光色の組み合わせとしては適宜選択することができる。例えば、半導体積層構造が２つの発光層を含む場合、発光色の組み合わせとしては、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が挙げられる。

また、光源は、発光ピーク波長の異なる複数の発光素子を含むことができる。以下、図１２Ａ～図１５Ｃを参照して、発光ピーク波長の異なる複数の発光素子を含む光源について説明する。

図１２Ａに示す光源２０Ａは、第１発光素子２１Ｂと、第１発光素子２１Ｂの隣に配置された第２発光素子２１Ｇとを含む。第１発光素子２１Ｂは青色光を発光し、第２発光素子２１Ｇは緑色光を発光する。

光源２０Ａは、さらに蛍光体層２２Ｒを含む。蛍光体層２２Ｒは、第１発光素子２１Ｂの上面、第１発光素子２１Ｂの側面、第２発光素子２１Ｇの上面、および第２発光素子２１Ｇの側面を覆っている。蛍光体層２２Ｒは、第１発光素子２１Ｂと第２発光素子２１Ｇとをまとめて封止している。蛍光体層２２Ｒは、透光性樹脂と、透光性樹脂中に分散された赤色蛍光体とを含む。赤色蛍光体は、第１発光素子２１Ｂおよび第２発光素子２１Ｇが発する光により励起され、赤色光を発光する。

光源２０Ａは、さらに、前述した実施形態と同様に構成される被覆部材２４と第１光調整部材３１を含む。第１光調整部材３１は、蛍光体層２２Ｒ上に設けられている。被覆部材２４は、第１発光素子２１Ｂの電極２３の表面を露出させるように第１発光素子２１Ｂの下面に配置され、さらに、第２発光素子２１Ｇの電極２３の表面を露出させるように第２発光素子２１Ｇの下面に配置されている。

図１２Ｂに示す光源２０Ｂおよび図１２Ｃに示す光源２０Ｃも、光源２０Ａと同様に、第１発光素子２１Ｂと、第２発光素子２１Ｇと、蛍光体層２２Ｒと、被覆部材２４と、第１光調整部材３１とを含む。

図１２Ｂに示す光源２０Ｂにおいて、被覆部材２４は、第１発光素子２１Ｂの下面、第１発光素子２１Ｂの側面、第２発光素子２１Ｇの下面、および第２発光素子２１Ｇの側面を覆っている。被覆部材２４は、第１発光素子２１Ｂと第２発光素子２１Ｇとの間にも配置されている。

光源２０Ｂは、さらに、第１発光素子２１Ｂ上、第２発光素子２１Ｇ上、および被覆部材２４上に配置された透光性部材２２Ｃを含む。透光性部材２２Ｃは、例えば透光性樹脂部材である。蛍光体層２２Ｒは、第１発光素子２１Ｂ上に配置され、第２発光素子２１Ｇ上には配置されていない。透光性部材２２Ｃは、蛍光体層２２Ｒを覆っている。

図１２Ｃに示す光源２０Ｃにおいて、被覆部材２４は、第１発光素子２１Ｂの下面、第１発光素子２１Ｂの側面、第２発光素子２１Ｇの下面、および第２発光素子２１Ｇの側面を覆っている。また、光源２０Ｃは、第１発光素子２１Ｂ上、第２発光素子２１Ｇ上、および被覆部材２４上に配置された透光性部材２２Ｃを含む。蛍光体層２２Ｒは透光性部材２２Ｃ上に配置され、第１光調整部材３１は蛍光体層２２Ｒ上に配置されている。

１つの光源に含まれる第１発光素子２１Ｂは１つに限らず、また、１つの光源に含まれる第２発光素子２１Ｇも１つに限らない。複数の発光素子は直列接続されていてもよく、並列接続されていてもよい。また、複数の発光素子はそれぞれ独立駆動であってもよい。

平面視において、第１発光素子２１Ｂの面積は、第２発光素子２１Ｇの面積と同じでよく、大きくてもよく、小さくてもよい。第１発光素子２１Ｂと第２発光素子２１Ｇが直列接続されている場合には、平面視における第１発光素子２１Ｂの面積及び／又は第２発光素子２１Ｇの面積を適宜設定することにより、発光装置からの光を狙いの色調に設定することができる。平面視において、第２発光素子２１Ｇの面積は、第１発光素子２１Ｂの面積よりも大きいことが好ましい。一般的に緑色光を発光する第２発光素子２１Ｇの発光効率は、青色光を発光する第１発光素子２１Ｂの発光効率よりも低い。このため、平面視において、第２発光素子２１Ｇの面積が第１発光素子２１Ｂの面積よりも大きいことで、第１発光素子２１Ｂよりも発光効率の低い第２発光素子２１Ｇからの光を強くすることができる。

図１３Ａ～図１３Ｃは、第１発光素子２１Ｂと第２発光素子２１Ｇの配置例を示す模式平面図である。

図１３Ａに示す例では、１つの第１発光素子２１Ｂの周囲に、４つの第２発光素子２１Ｇが配置されている。これとは逆に、図１３Ｂに示す例では、１つの第２発光素子２１Ｇの周囲に、４つの第１発光素子２１Ｂが配置されている。

図１３Ｃに示す例では、複数の第１発光素子２１Ｂと、複数の第２発光素子２１Ｇとが、マトリクス状に配置されている。Ｘ方向に第１発光素子２１Ｂと第２発光素子２１Ｇとが交互に並び、Ｘ方向に直交するＹ方向に第１発光素子２１Ｂと第２発光素子２１Ｇとが交互に並んでいる。端に位置しない第１発光素子２１Ｂの周囲に４つの第２発光素子２１Ｇが配置され、端に位置しない第２発光素子２１Ｇの周囲に４つの第１発光素子２１Ｂが配置されている。

図１２Ａ～図１３Ｃに示す光源において、１つの光源に含まれる複数の発光素子の発光色の組み合わせとしては、青色光と緑色光に限らず、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、青色光と赤色光、又は緑色光と赤色光などが挙げられる。

図１４Ａに示す光源２０Ｄは、第１リード９１と、第２リード９２と、第３リード９３とを含む。さらに、光源２０Ｄは、青色光を発光する第１発光素子２１Ｂと、第１発光素子２１Ｂ上に配置された緑色光を発光する第２発光素子２１Ｇとを含む。尚、光源は、第１発光素子の位置と第２発光素子の位置を変えてもよい。例えば、光源は、緑色光を発光する第２発光素子と、第２発光素子上に配置された青色光を発光する第１発光素子とを含んでいてもよい。

第１リード９１と第２リード９２とは離れている。第１リード９１と第３リード９３とは離れている。第２リード９２と第３リード９３とは離れている。

図１４Ｂは、図１４ＡのXIVB-XIVB線における模式断面図である。なお、図１４Ａにおいては、図１４Ｂに示す光源２０Ｄのうちの第１発光素子２１Ｂ、第２発光素子２１Ｇ、第１リード９１、第２リード９２、第３リード９３、正側電極８１ｐ、負側電極８１ｎ、およびワイヤ８２ａのみを図示している。

第１発光素子２１Ｂは、正側電極２３ｐと負側電極２３ｎとを含む。正側電極２３ｐと負側電極２３ｎは、第１発光素子２１Ｂの下面に配置されている。第２発光素子２１Ｇは、正側電極８１ｐと負側電極８１ｎとを含む。正側電極８１ｐと負側電極８１ｎは、第２発光素子２１Ｇの上面に配置されている。

第１発光素子２１Ｂの正側電極２３ｐは、第１リード９１に接合されている。第１発光素子２１Ｂの負側電極２３ｎは、第３リード９３に接合されている。第２発光素子２１Ｇの正側電極８１ｐは、ワイヤ８２ａによって第３リード９３に接続されている。第２発光素子２１Ｇの負側電極８１ｎは、ワイヤ８２ｂによって第２リード９２に接続されている。

各リード９１～９３の側面は被覆部材２４に覆われている。各リード９１～９３の下面は被覆部材２４から露出している。

各リード９１～９３上、および被覆部材２４上に、蛍光体層２２Ｒが配置されている。蛍光体層２２Ｒは、第１発光素子２１Ｂ、第２発光素子２１Ｇ、ワイヤ８２ａ、８２ｂ、および電極２３ｐ、２３ｎ、８１ｐ、８１ｎを覆っている。蛍光体層２２Ｒ上に第１光調整部材３１が配置されている。

光源２０Ｄにおける電流の流れる方向をブロック矢印で模式的に表す。電流は、第１リード９１から、第１発光素子２１Ｂの正側電極２３ｐ、第１発光素子２１Ｂの発光層、第１発光素子２１Ｂの負側電極２３ｎ、第３リード９３、ワイヤ８２ａ、第２発光素子２１Ｇの正側電極８１ｐ、第２発光素子２１Ｇの発光層、第２発光素子２１Ｇの負側電極８１ｎ、およびワイヤ８２ｂを経由して、第２リード９２へと流れる。

第１発光素子２１Ｂの下面は第１発光素子２１Ｂの発光層と電気的に絶縁された保持部を有していてもよい。第１発光素子２１Ｂの保持部が第１リード９１、第２リード９２、第３リード９３及び／又は被覆部材２４と接することで、第１発光素子２１Ｂをリード上に配置する場合に第１発光素子２１Ｂが傾くことを抑制できる。

図１５Ａ～図１５Ｃに示す光源も、青色光を発光する第１発光素子２１Ｂと緑色光を発光する第２発光素子２１Ｇとの積層構造を含む。第１発光素子と第２発光素子の位置を変えてもよい。第２発光素子２１Ｇは、透光性の接着部材２６を介して、第１発光素子２１Ｂ上に配置されている。

第１発光素子２１Ｂは、正側電極２３ｐと負側電極２３ｎとを含む。正側電極２３ｐと負側電極２３ｎは、第１発光素子２１Ｂの下面に配置されている。第２発光素子２１Ｇは、正側電極２７ｐと負側電極２７ｎとを含む。正側電極２７ｐと負側電極２７ｎは、第２発光素子２１Ｇの下面に配置されている。

図１５Ａに示す光源２０Ｅでは、第１発光素子２１Ｂの下面に被覆部材２４が配置されている。被覆部材２４の下面に、第１配線２８ａと、第２配線２８ｂと、第３配線２８ｃとが互いに離れて配置されている。

被覆部材２４上に、第１発光素子２１Ｂと第２発光素子２１Ｇを覆うように、蛍光体層２２Ｒが配置されている。蛍光体層２２Ｒ上に第１光調整部材３１が配置されている。

第１発光素子２１Ｂの正側電極２３ｐの下面は第１配線２８ａに接続している。第１発光素子２１Ｂの負側電極２３ｎの下面は第２配線２８ｂに接続している。第２発光素子２１Ｇの正側電極２７ｐは、蛍光体層２２Ｒおよび被覆部材２４を貫通して、第２配線２８ｂに接続している。したがって、第１発光素子２１Ｂの負側電極２３ｎと、第２発光素子２１Ｇの正側電極２７ｐとは、第２配線２８ｂを通じて電気的に接続されている。第２発光素子２１Ｇの負側電極２７ｎは、蛍光体層２２Ｒおよび被覆部材２４を貫通して、第３配線２８ｃに接続している。

電流は、第１配線２８ａから、第１発光素子２１Ｂの正側電極２３ｐ、第１発光素子２１Ｂの発光層、第１発光素子２１Ｂの負側電極２３ｎ、第２配線２８ｂ、第２発光素子２１Ｇの正側電極２７ｐ、第２発光素子２１Ｇの発光層、および第２発光素子２１Ｇの負側電極２７ｎを経由して、第３配線２８ｃへと流れる。

図１５Ｂに示す光源２０Ｆでは、第１発光素子２１Ｂ、第２発光素子２１Ｇの電極２７ｐ、２７ｎ、および接着部材２６を覆うように、被覆部材２４が配置されている。

図１５Ｃに示す光源２０Ｇでは、被覆部材２４はさらに第２発光素子２１Ｇも覆っている。第２発光素子２１Ｇ上に、透光性の接着部材２９を介して、蛍光体層２２Ｒが配置されている。

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と了解される。

１…発光領域、１０…導光板、１１…第１面、１２…第２面、１３…貫通孔、２０…光源、２１…発光素子、２２…第２透光性部材、２２ａ…透光性樹脂、２２ｂ…蛍光体、２３…電極、２４,２５…被覆部材、３１…第１光調整部材、３１ａ…透光性樹脂、３１ｂ…光拡散材、３２…第２光調整部材、３３…第１透光性部材、４１…第１光反射性部材、４２…第２光反射性部材、４３…区画部材、５０…配線基板、５２…配線層、１００…面状光源

Claims

第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通孔とを有する導光板と、
前記導光板の前記貫通孔に配置された光源と、
前記貫通孔内において前記光源の上面に設けられ、前記光源が発する光に対する反射性および透光性を有する第１光調整部材と、
前記第１光調整部材から離隔して前記第１光調整部材上に設けられ、前記光源が発する光に対する反射性および透光性を有する第２光調整部材と、
前記第１光調整部材と前記第２光調整部材との間、および前記光源の側面と前記導光板との間に設けられ、前記第１光調整部材および前記第２光調整部材よりも前記光源が発する光に対する透過率が高い第１透光性部材と、
を備え、
前記第２光調整部材の外縁は、前記貫通孔の縁よりも内側に位置し、前記貫通孔の縁から離隔する面状光源。
前記第２光調整部材の前記光源が発する光に対する透過率は、前記第１光調整部材の前記光源が発する光に対する透過率よりも高い請求項１記載の面状光源。
前記第１光調整部材および前記第２光調整部材は、透光性樹脂と、前記透光性樹脂中に含まれる光拡散材とを有し、
前記第２光調整部材の前記光拡散材の濃度は、前記第１光調整部材の前記光拡散材の濃度よりも低い請求項２記載の面状光源。
上面視において、前記第２光調整部材の幅は前記第１光調整部材の幅よりも大きい請求項１～３のいずれか１つに記載の面状光源。
前記第１透光性部材中に蛍光体が含まれる請求項１～４のいずれか１つに記載の面状光源。
前記光源は、
下面側に電極を有する発光素子と、
前記発光素子の上面および側面を覆う第２透光性部材と、
を有し、
前記第１光調整部材は、前記第２透光性部材の上面に設けられている請求項１～５のいずれか１つに記載の面状光源。
前記光源は、
下面側に電極を有する発光素子と、
前記発光素子の上面を覆う第２透光性部材と、
前記発光素子の側面を覆い、前記光源が発する光に対する反射性を有する被覆部材と、
を有し、
前記第１光調整部材は、前記第２透光性部材の上面に設けられている請求項１～５のいずれか１つに記載の面状光源。
前記第２透光性部材中に蛍光体が含まれる請求項６または７に記載の面状光源。