(57)【要約】【課題】輝度ムラが抑制された発光装置を提供する。【解決手段】基板１と、一の面に一対の電極を有し、一対の電極が基板１と対向して配置される発光素子１１と、発光素子１１の側面を被覆し、かつ発光素子の上面を露出させる樹脂部１２とを備える光源部１０とを備え、指向特性図において、−４０度から４０度の範囲で、光源部１０の光出力の変動量は１５％以内である発光装置。【選択図】図２
2020205458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
一の面に一対の電極を有し、前記一対の電極が前記基板と対向して配置される発光素子と、前記発光素子の側面を被覆し、かつ前記発光素子の上面を露出させる樹脂部とを備える光源部とを備え、
指向特性図において、−４０度から４０度の範囲で、前記光源部の光出力の変動量は１５％以内である、発光装置。
【請求項２】
指向特性図において、−４５度から４５度の範囲で、前記光源部の光出力の変動量は１５％以内である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記樹脂部は透光性である、請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記樹脂部は、高さ方向において、前記発光素子の発光層よりも高く位置する、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子は平面視において矩形状であり、縦および横の寸法が２５０μｍ以下である、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
指向特性図において、前記光源部は、−１５度から１５度の範囲の波形形状のｙ値の最大値と最小値とを結ぶ直線ｙ＝ａｘ＋ｂの傾きａが−０．３〜０．３の範囲内にある、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光装置は前記光源部を複数備え、前記複数の光源部は前記基板上に２次元に配列される、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記光源部は、前記発光素子の光軸と隣接する発光素子の光軸との距離をａとし、前記発光素子の上面と中間層との間の距離をｂとしたときに、ｔａｎθ＝ａ／２ｂを満たす−θからθの範囲で、前記光源部の光出力の変動量が１５％以内である、請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記複数の光源部は、前記基板の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように配列される、請求項７に記載の発光装置。
【請求項１０】
基材と、前記基材の上面に設けられる配線層と、前記配線層の上面に設けられ、平面視において複数の開口部を有する光反射性物質を含む絶縁部材と、を備え、前記複数の開口部それぞれの底面において前記配線層の上面の一部が位置する基板と、
前記開口部の底面のそれぞれに実装される複数の光源部と、
前記基板と前記光源部とを接合する接合部材と、を備え、
前記光源部は、
一の面に一対の電極を有し、前記一対の電極が前記基板と対向して配置され、平面視において縦および横の寸法が２５０μｍ以下である矩形状の発光素子と、
前記発光素子の側面を被覆し、かつ前記発光素子の上面を露出させる樹脂部とを備える、発光装置。
【請求項１１】
前記樹脂部は透光性である、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記樹脂部は、高さ方向において、前記発光素子の発光層よりも高く位置する、請求項１１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】
一般に、発光ダイオード等の発光素子を用いた発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトやディスプレイ等の各種の光源として広く利用されている。
例えば、特許文献１に開示される発光装置は、実装基板に実装される複数の発光素子と、複数の発光素子のそれぞれを封止する半球状のレンズ部材とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−３２３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される発光装置では、それぞれの発光素子の配光分布は半球状の配光分布（所謂、ランバーシャンの配光分布）になる傾向があり、それぞれの発光素子の直上の領域と、隣り合う発光素子間の領域との輝度ムラが表れる可能性がある。また、特許文献１のようにレンズ部材を用いる発光装置では、実装基板と拡散板との間の距離をレンズ部材の厚みよりも大きくする必要があり、発光装置としての薄型化が達成できない可能性がある。
【０００５】
そこで、本開示は、輝度ムラが抑制された発光装置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】
【０００６】
本開示の発光装置は、基板と、一の面に一対の電極を有し、一対の電極が基板と対向して配置される発光素子と、発光素子の側面を被覆し、かつ発光素子の上面を露出させる樹脂部とを備える光源部とを備え、指向特性図において、−４０度から４０度の範囲で、光源部の光出力の変動量は１５％以内である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示により、輝度ムラが抑制された発光装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の液晶ディスプレイ装置の各構成を示す構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における発光装置と中間層とを示す模式断面図である。
【図３】図２の破線部分を拡大し、光源部と基板との詳細を説明する拡大図である。
【図４Ａ】発光素子の方向を示す模式平面図である。
【図４Ｂ】発光素子から出射する光の配光特性の一例を示す指向特性図である。
【図５】樹脂部の別の形態を示す模式的断面図である。
【図６Ａ】光源部の方向を示す模式平面図である。
【図６Ｂ】光源部の特性の一例を説明する指向特性図である。
【図７Ａ】光源部の特性の一例を説明する指向特性図である。
【図７Ｂ】光源部の特性の一例を説明する指向特性図である。
【図８】光源部の特性の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。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）を用いるが、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又は部材を示す。
さらに以下に示す発明は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置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、材質、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。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解を容易にする等のために誇張している場合がある。
【００１０】
（液晶ディスプレイ装置１０００）
図１は、液晶ディスプレイ装置１０００の各構成を示す構成図である。図１で示す液晶ディスプレイ装置１０００は、上側から順に、液晶パネル１２０と、中間層１１０と、発光装置１００とを備える。液晶ディスプレイ装置１０００は、液晶パネル１２０の下方に発光装置１００を配置す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、発光装置１００から照射される光を、中間層１１０にある拡散板や蛍光体シートで光拡散や波長変換等を行い、液晶パネル１２０に照射する。なお、図１では図示を省略しているが、上述の構成部材以外に、偏光フィルムやカラーフィルタ等の部材を備える。
【００１１】
（発光装置１００）
図２は、図１のＡ−Ａ線における発光装置１００と中間層１１０とを示す模式断面図である。発光装置１００は、基板１と、基板１に載置される複数の光源部１０とを備える。複数の光源部１０は基板１上にマトリクス状に配置され、発光装置１００は拡散板１１０ａおよび蛍光体シート１１０ｂを面状に照射する。直下型の液晶ディスプレイ装置では、液晶パネルと発光装置との距離が近いので、発光装置の輝度ムラが液晶ディスプレイ装置の輝度ムラに影響を及ぼす可能性がある。そのため、直下型の液晶ディスプレイ装置の発光装置として、輝度ムラの少ない発光装置が望まれている。
本開示の発光装置１００は、特定の指向特性を備えた光源部１０を用いることで、輝度ムラの少ない発光装置とすることができる。
【００１２】
（基板１）
基板１は、複数の光源部１０を実装して電気的に接続するための回路基板である。図３は、図２の破線部分を拡大し、光源部１０と基板１との詳細を示す拡大図である。なお、各部材の大きさや位置関係等は、理解を容易にするために誇張している。基板１は、基材１ａに配線層１ｂが形成され、その配線層１ｂの実装部が露出するように絶縁部材２が設けられている。基材１ａは、基板１の本体基材（ベースフィルム）を構成し、例えば可撓性を有する薄板状の絶縁性部材から形成される。
【００１３】
配線層１ｂは、基材１ａ上に設けられた導電箔（導体層）であり、複数の発光素子１１と電気的に接続される。配線層１ｂの材料は、導電性を有していれば特に限定されず、高い熱伝導性を有していることが好ましい。このような材料として、例えば銅などの導電材料が挙げられる。また、配線層１ｂは、メッキや導電性ペーストの塗布、印刷などで形成することができ、配線層１ｂの厚みは、例えば、５〜５０μｍ程度である。また、配線層１ｂは、基板１の軽量化のために、光源部１０と接続される領域以外の領域で、上側から下側に貫通する孔部を有してもよい。
【００１４】
絶縁部材２は、配線層１ｂ上に設けられ、発光素子１１から出射される光および戻り光を反射する反射部材として用いられる。絶縁部材２は、複数の開口部３が形成されており、開口部３の底面には配線層１ｂの一部が位置し、開口部３の底面が発光素子の実装部に相当する。
絶縁部材２は、例えば、発光素子１１から発せられる光の色と同色の部材（例えば、青色に光る発光素子の場合は、青色の絶縁部材）、発光素子１１や波長変換部材の発光波長に応じた反射領域を持つ材料、あるいは白色の材料等を用いることができる。これにより、発光装置１００の光出力を高めることができる。絶縁部材２は、例えば、シリコーン樹脂に酸化チタンあるいは酸化ケイ素などを混ぜたものを用いることができる。
【００１５】
（光源部１０）
光源部１０は、発光素子１１と、発光素子１１の側面を被覆し、かつ発光素子１１の上面を露出させる樹脂部１２とを備える。発光素子１１は、一の面に一対の電極を有し、一対の電極は基板１と対向して配置される。発光素子１１と基板１とは接合部材を介して電気的に接合される。
【００１６】
発光素子１１は、透光性基板１１ｂと、透光性基板１１ｂの上に積層された半導体積層構造とを有する。半導体積層構造は、発光層１１ａと、発光層１１ａを挟むｎ型半導体層およびｐ型半導体層とを含み、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層にｎ側電極およびｐ側電極がそれぞれ電気的に接続される。ｎ側電極およびｐ側電極は、出射面と反対側の面（一の面）に位置する。ｎ側電極およびｐ側電極は、接合部材によって、基板１の上面に設けられた配線層１ｂに電気的に接続され、かつ、固定される。つまり、発光素子１１は、一の面に一対の電極を有し、一対の電極が基板１と対向して配置される。換言すると、発光素子１１は、フリップチップボンディングにより基板１に実装される。
【００１７】
発光素子１１は、縦、横および高さの寸法に特に制限は無いが、好ましくは平面視において縦および横の寸法が２５０μｍ以下の発光素子を用い、より好ましくは縦および横の寸法が８０μｍ以下の発光素子を用いる。このような発光素子を用いると、液晶ディスプレイ装置のローカルディミングを行った際に、高精細な映像を実現することができる。なお、縦および横の寸法が２５０μｍ以下の発光素子は、発光素子のみの配光特性がバッドウィング形状になることが知られている。そのため、このような発光素子に半球状のレンズ部材を配置すると、レンズ部材を透過後の配光特性がバッドウィング形状になる。その結果、発光装置１００の照射光に輝度ムラが発生する可能性がある。なお、複雑な形状のレンズ部材を用いると、バッドウィング形状の配光特性を平坦化させることは可能であるが、発光装置の薄型化が難しく、また複数の発光素子に対応する複数のレンズ部材を用いるとコストが高くなる可能性がある。
本開示の発光装置は、発光素子１１の側面に樹脂部１２を設けることで、発光素子１１の側面から出る光を樹脂部１２を介して上方に取り出すことができる。その結果、２５０μｍ以下の発光素子を用いたとしても、光源部１０の直上近傍（例えば、発光素子の中心の直上を基準に−４０度〜４０度）の配光特性を平坦化させることができる。
【００１８】
また、発光素子１１として、平面視において長方形の発光素子を用いることが好ましい。換言すると、発光素子１１は長手と短手を有することが好ましい。高精細な液晶ディスプレイ装置の場合、使用する発光素子１１の数は数千個以上となり、発光素子１１の実装工程は重要な工程となる。発光素子１１の実装工程において、複数の発光素子の一部の発光素子に回転ずれ（例えば±９０度方向のずれ）が発生したとしても、平面視において長方形の発光素子を用いることで目視での確認が容易となる。
【００１９】
図４Ａおよび図４Ｂにおいて、発光素子１１から出射する光の配光特性の一例を示す。図４Ａは発光素子１１の方向を示す模式平面図であり、図４Ｂは発光素子１１から出射する光の配光特性の一例を示す指向特性図である。図４Ａおよび図４Ｂの発光素子１１は、平面視において縦および横の寸法が２５０μｍ以下の発光素子であり、バットウイング型の配光特性を有する。発光素子１１がバットウイング型の配光特性を有すると、発光素子１１の直上の光量が少なくなり、発光素子１１の直上の領域と、直上以外の領域とで輝度むらが発生する可能性がある。なお、本開示の発光装置では、発光素子１１の側面に樹脂部１２を設けることで、発光素子の上方の光量をあげることができる。その結果、発光装置の輝度ムラが抑制され、発光装置が面状に照射したとしても輝度ムラの少ない発光装置とすることができる。バットウイング型の配光特性とは、広義には、光源部１０の光軸を０度として、０度よりも配光角の絶対値が大きい角度において発光強度が高い発光強度分布で定義される。特に、狭義では、４５度〜９０度付近において、発光強度が最も高くなる発光強度分布で定義される。つまり、バットウイング型の配光特性では、中心部が外周部よりも暗い。
【００２０】
再び図３に戻り、樹脂部１２の説明をする。発光装置１００の樹脂部１２は、透光性の高い部材である。透光性の樹脂部１２（以下、透光性部材１２という）は、発光素子から出射される光の６０％以上を透過し、好ましくは９０％以上を透過する。透光性部材１２は、発光素子１１から横方向に出射される光を上方に伝播させる役割を有する。そのため、透光性部材１２は、拡散部材等を含むことは可能であるが、拡散部材等を含まない樹脂材料のみで構成されることが好ましい。透光性部材１２は、発光素子１１の発光層１１ａを被覆することが好ましい。換言すると、透光性部材１２の一部が、高さ方向において、発光素子１１の発光層１１ａの高さよりも高く位置することが好ましい。これにより、発光層から横方向に出射された光を透光性部材１２内で効率的に伝播させることができる。
【００２１】
透光性部材１２は、発光素子１１の透光性基板１１ｂの少なくとも一部を被覆することが好ましい。これにより、発光層１１ａから出射される光のうち透光性基板１１ｂ内を伝播して横方向に出射される光を、上方に取り出すことができる。透光性部材１２は、高さ方向において透光性基板１１ｂの側面の半分以上を被覆することが好ましく、また後述するように透光性部材１２が発光素子１１の上面を被覆しないように透光性基板１１ｂの側面の全てを被覆しないことが好ましい。つまり、透光性部材１２は、高さ方向において、透光性基板１１ｂの側面の半分から透光性基板１１ｂの上面の間（但し、上面は除く）に位置することが好ましい。
【００２２】
透光性部材１２は、発光素子１１の上面の少なくとも一部を露出させていればよいが、発光素子１１の上面の全てを露出させることが好ましい。換言すると、透光性部材１２は、発光素子１１の上面を被覆しないことが好ましい。これにより、透光性部材１２がレンズ効果を果たすことで光源部１０の直上の配光分布が凸曲面形状になることを抑制することができる。
【００２３】
また、図５に樹脂部１２の別の形態を示す。図５で示す樹脂部１２は、高さ方向において発光層１１ａの高さよりも低く位置する。換言すると、樹脂部１２は発光層１１ａを被覆しない。これにより、発光素子１１から出射された光を樹脂部１２の表面で反射させることができる。図５で示す樹脂部１２は、例えば反射性の樹脂部を用いる。反射性の樹脂部１２は、発光素子から出射される光に対して６０％以上の反射率を有し、好ましくは９０％以上の反射率を有する。図５で示す光源部１０では、発光素子１１の一対の電極の高さを高く設定して発光層１１ａの高さを高くしているが、その他にサブマウントを用いて発光素子１１の発光層１１ａの位置を高くしてもよい。サブマウントを用いる場合は、サブマウントと基板を含めて基板１とする。
【００２４】
（光源部１０の指向特性）
図６Ａから図８において、発光装置１００で用いるのに適した光源部１０の指向特性の例をそれぞれ３つ示す。
【００２５】
図６Ａおよび図６Ｂは、発光装置１００で用いるのに適した光源部１０の第１の特性を説明する指向特性図である。実線は光源部１０のＸ方向の指向特性を示し、破線は光源部１０のＹ方向の指向特性を示す。光源部１０の指向特性は、例えば、基板１に実装された１つの光源部１０をシミュレーションすることで得られる。図６Ｂにおいて、縦軸は光出力比を示し、光源部１０のＸ方向またはＹ方向の光出力のうち光出力が最も高い数値を光出力比１００％とする。また、グラフの外側の数値（−９０度〜９０度）は配光角度を示し、０度が光源部の中心の直上を示す。
【００２６】
図６Ｂの指向特性図で示すように、光源部１０の光出力の変動量は−４０度から４０度の範囲で１５％以内にある。好ましくは光源部１０の光出力の変動量は−４５度から４５度の範囲で１５％以内にあり、より好ましくは−６０度から６０度の範囲で１５％以内にある。光源部１０の光出力の変動量が−４０度から４０度の範囲で１５％以内にあるとは、換言すると、−４０度から４０度の範囲において、光源部１０の光出力が最も高い数値を光出力比１００％としたときに、最も低い光出力比が８５％以上である。また、本明細書において、α度からβ度の範囲の光出力の変動量とは、α度以上β度以下の範囲全ての当該光出力の変動量を指す。このような第１の特性を有する光源部１０では、光源部１０の上方の領域（例えば、配光角度が−４０度から４０度の範囲）に出射される光の輝度が略均一となる。これにより、このような特性を有する光源部１０を複数用いた発光装置１００では、面状に照射した時に照射光の輝度ムラが抑制される。
【００２７】
図７Ａおよび図７Ｂは、発光装置１００で用いるのに適した光源部１０の第２の特性を説明する図である。図７Ａは光源部１０のＸ方向の指向特性を示す指向特性図であり、図７Ｂは光源部１０のＹ方向の指向特性を示す指向特性図である。図７Ａおよび図７Ｂで示すように、光源部１０は、光源部１０の指向特性図において、−１５度から１５度の範囲の波形形状のｙ値の最大値と最小値とを結ぶ直線（ｙ＝ａ１ｘ＋ｂ１、ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２）の傾きａが−０．３〜０．３の範囲内にある。このような光源部１０を用いることで、発光装置１００の照射光の輝度ムラが抑制される。なお、傾きａは、−３０度から３０度の範囲で−０．３〜０．３であることが好ましく、−４５度から４５度の範囲で−０．３〜０．３であることがより好ましい。
【００２８】
図８は、発光装置１００で用いるのに適した光源部１０の第３の特性を説明する図である。図８で示すように、光源部１０は、下記の条件を満たす−θからθの範囲で、光源部１０の光出力の変動量が１５％以内である。なお、−θからθの範囲の、下限および上限の数値は±５度の誤差を含む。
発光素子１１と隣接する発光素子１１とのピッチ間距離をａとし、発光素子１１の上面と中間層１１０との間の距離をｂとする。この時、配光角度θは、ｔａｎθ＝ａ／２ｂを満たす。このような光源部１０を用いることで、発光素子１１の出射光と、隣接する発光素子１１の出射光とが重なり合い、その領域が他の領域よりも明るくなることを抑制することができる。その結果、発光装置１００の照射光の輝度ムラが抑制される。
【００２９】
なお、光源部１０は、上記の図６Ａおよび図６Ｂで説明をした光源部の第１の特性、図７Ａおよび図７Ｂで説明をした光源部の第２の特性、および図８で説明をした光源部の第３の特性のうち１つを満たすものであってもよいし、２つ以上の特性を満たす光源部を用いてもよい。
【００３０】
以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置１００における各構成要素について説明する。
【００３１】
（基板）
基板１は、光源部１０を搭載し、その光源部１０に外部から給電するための配線層（導電部）を有する回路基板である。基板１は、少なくとも、基材１ａと、配線層１ｂと、により構成される。本実施形態の基板１は、液晶パネル１２０と対向して配置される直下型のバックライト用の実装基板である。基板１は、リジット基板であってもよいし、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフレキシブル基板であってもよい。基板１の厚さは、適宜選択することができる。
【００３２】
基材１ａは、基板１のベースとなる部材である。基材１ａの材料としては、例えば、セラミックスおよび樹脂を用いることができる。低コストおよび成形容易性の点から、樹脂を基材１ａの材料として選択してもよい。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）、不飽和ポリエステル等を挙げることができる。
【００３３】
また、耐熱性および耐光性に優れるという観点から、セラミックスを基材１ａの材料として選択してもよい。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）等が挙げられる。
【００３４】
基材１ａは、複合材料によって形成されていてもよく、例えば、上述した樹脂に、ガラス繊維、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の無機フィラーを混合してもよい。これにより、基板１の機械的強度の向上、熱膨張率の低減、光反射率の向上等を図ることができる。例えば、ガラス繊維強化樹脂（ガラスエポキシ樹脂）等を基材１ａの材料として用いてもよい。
【００３５】
なお、基板１は、少なくとも上面が電気的絶縁性を有していればよく、積層構造を有していてもよい。例えば、基板１として、表面に絶縁層が設けられた金属板を用いてもよい。また、基板１は複数のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有するＴＦＴ基板であってもよい。
【００３６】
配線層１ｂは、基材１ａの表面に設けられ、複数の光源部１０と電気的に接続される。配線層１ｂの材料は、基材１ａの材料および製造方法等に応じて適宜選択することができる。基材１ａの材料として例えばセラミックスを用いる場合には、配線層１ｂの材料として、基材１ａのセラミックスと同時焼成が可能な高融点金属を用い得る。例えば、タングステン、モリブデン等の高融点金属によって配線層１ｂを形成することができる。基材１ａの材料として例えばガラスエポキシ樹脂を用いる場合であれば、配線層１ｂの材料として、加工し易い材料を選択すると有益である。例えば、メッキ、スパッタリング、蒸着、プレスによる貼り付けによって形成された、銅、ニッケル等の金属層を配線層１ｂとして用いることができる。印刷、フォトリソグラフィー等を適用すれば、所定の配線パターンを有する金属層を形成することができる。
【００３７】
配線層１ｂは、多層構造を有していてもよい。例えば配線層１ｂは、上述した方法で形成された高融点金属のパターンと、このパターン上にメッキ、スパッタリング、蒸着等によって形成された、ニッケル、金、銀などの他の金属を含む金属層とを有していてもよい。
【００３８】
基板１は、配線層１ｂ上に絶縁部材２が設けられていてもよい。絶縁部材２には、開口部３が設けられており、絶縁部材２は、配線層１ｂのうち、光源部１０および他の素子等に電気的に接続される領域以外の領域を覆っている。絶縁部材２は、配線層１ｂのうち、光源部１０、他の素子等が配置されない領域に絶縁性を付与するレジストとして機能する。
【００３９】
絶縁部材２は、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂、オキセタン樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂等の樹脂材料を用いて形成することができる。酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の酸化物粒子からなる光反射性物質を樹脂材料に分散させた材料から絶縁部材２を形成してもよい。このような材料を用いて、光反射性を有する絶縁部材２を配線層１ｂ上に設けることにより、光源部１０からの光を基板１の上面側において反射させ、基板１側での光の漏れおよび吸収を防いで、発光装置の光取り出し効率を向上させることが可能である。
【００４０】
（光源部）
複数の光源部１０は、基板１の上面側に配置される。複数の光源部１０は、基板１の上面において、１次元または２次元に配列される。好ましくは、複数の光源部１０は、直交する２方向、つまり、ｘ方向およびｙ方向に沿って２次元に配列される。複数の光源部１０のｘ方向の配列ピッチｐｘは、ｙ方向の配列ピッチｐｙと異なっている。しかしながら、複数の光源部１０の配置は、図示する例に限定されず、ｘ方向およびｙ方向の間でピッチが同じであってもよいし、配列の２方向が直交していなくてもよい。また、ｘ方向またはｙ方向の配列ピッチは等間隔に限られず、不等間隔であってもよい。例えば、基板１の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように光源部１０が配列されていてもよい。光源部１０間のピッチは、光源部１０の光軸間の距離である。
【００４１】
各光源部１０は、出射面を有する発光素子１１を備える。発光素子１１には、公知の半導体発光素子を利用することができる。本実施形態においては、発光素子１１として発光ダイオードを例示する。発光素子１１は、例えば、青色光を出射する。また、発光素子１１として、白色光を出射する光源を用いてもよい。また、複数の光源部１０のそれぞれが、発光素子１１として異なる色の光を発する発光素子を用いてもよい。例えば、複数の光源部１０が、赤、青、緑の光を出射する発光素子を含み、赤、青、緑の光が混合されることにより白色光が出射されてもよい。
【００４２】
発光素子１１として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）またはＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料およびその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。用いる発光素子の組成、発光色、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択すればよい。ここでは、発光素子１１として青色の光を出射する素子を用い、光源部１０として、青色光を出射する光源を例示する。
【００４３】
（樹脂部）
樹脂部１２は、発光素子１１の側面を被覆し、かつ発光素子１１の上面を露出させる。樹脂部１２は、発光素子１１の側面方向に出射される光を上方に取り出す役割を有する。樹脂部１２の母材の材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、または、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。樹脂部１２の耐光性および成形容易性の観点からは、樹脂部１２としてシリコーン樹脂を選択すると有益である。
【００４４】
樹脂部１２は、拡散部材、波長変換部材、着色剤などを含んでいてもよい。波長変換部材としては、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体またはＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体などが挙げられる。樹脂部１２が、波長変換部材としてβサイアロン蛍光体とＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことにより、発光装置の色再現範囲を広げることができる。樹脂部１２が波長変換部材を備える場合、発光素子１１が、波長変換部材を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を含んでいると有益である。また、例えば、青色光を出射する発光素子を用いた際に、光源部１０の出射光が赤色光となるように、樹脂部１２にＫＳＦ系蛍光体（赤色蛍光体）を６０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含有させてもよい。つまり、特定の色の光を出射する波長変換部材を樹脂部１２に含有させることで、光源部１０の出射光を特定の色の光を出射するようにしてもよい。なお、波長変換部材として、赤色蛍光体に限られず種々の波長変換部材を用いてよい。また、赤色の光を出射する光源部１０を用いる場合は、蛍光体シート等をさらに備える。
【００４５】
樹脂部１２は、発光素子１１の側面を被覆するようにポッティング法等によって形成することができる。樹脂部１２をポッティング法で設ける場合は、樹脂部１２の材料の粘度を最適化することにより、材料自体の表面張力を利用して樹脂部１２の形状を制御することが可能である。樹脂部１２の材料の粘度を調整する方法として、その材料本来の粘度の他、上述したような光拡散材、波長変換部材、着色剤の添加によって所望の粘度を得てもよい。
【００４６】
（接合部材）
接合部材は、発光素子１１を配線層１ｂに固定する。ここでは、接合部材は、発光素子１１を配線層１ｂに電気的に接続する機能も有する。接合部材は、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、Ａｕ−Ｓｎ含有合金、Ｓｎ含有合金、Ｓｎ−Ｃｕ含有合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ含有合金、Ａｕ−Ｇｅ含有合金、Ａｕ−Ｓｉ含有合金、Ａｌ含有合金、Ｃｕ−Ｉｎ含有合金、または、金属およびフラックスの混合物等である。
【００４７】
接合部材としては、液状、ペースト状または固体状（シート状、ブロック状、粉末状、ワイヤ状）の部材を用いることができ、発光素子の組成、基板の形状等に応じて適切な部材を適宜選択すればよい。接合部材は、単一の部材で構成されていてもよいし、数種の部材を組み合わせて接合部材として用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本開示に係る発光装置は、例えば、液晶ディスプレイのバックライトとして利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０００  液晶ディスプレイ装置
１００    発光装置
１１０    中間層
１１０ａ  拡散板
１１０ｂ  蛍光体シート
１２０    液晶パネル
１        基板
１ａ      基材
１ｂ      配線層
２        絶縁部材
３        開口部
１０      光源部
１１      発光素子
１１ａ    発光層
１１ｂ    透光性基板
１２      樹脂部、透光性部材
【図１】
2020205458.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
2020205458.tif 000009
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月2日(2020.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の上面に設けられる配線層と、前記配線層の上面に設けられ、平面視において複数の開口部を有する光反射性物質を含む絶縁部材と、を備え、前記複数の開口部それぞれの底面において前記配線層の上面の一部が位置する基板と、
前記開口部の底面のそれぞれに実装される複数の光源部と、
前記基板と前記光源部とを接合する接合部材と、を備え、
前記光源部は、
透光性基板と、前記透光性基板に積層された半導体積層構造と、前記半導体積層構造に電気的に接続される一対の電極と、をこの順に有し、前記一対の電極が前記基板と対向して配置され、平面視において縦および横の寸法が２５０μｍ以下である矩形状の発光素子と、
前記透光性基板の上面と、前記透光性基板の側面が有する前記透光性基板の上面側からの一部領域とを露出させる樹脂部とを備える、発光装置。
【請求項２】
前記樹脂部は透光性である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記樹脂部は、高さ方向において、前記発光素子の発光層よりも高く位置する、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記樹脂部は、拡散部材を含まない請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の光源部それぞれの光出力の変動量は、指向特性図において、−４０度から４０度の範囲で１５％以内である、請求項１乃至請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記複数の光源部それぞれの光出力の変動量は、指向特性図において、−４５度から４５度の範囲で１５％以内である、請求項１乃至請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記複数の光源部それぞれは、前記指向特性図において、−１５度から１５度の範囲の波形形状のｙ値の最大値と最小値とを結ぶ直線ｙ＝ａｘ＋ｂの傾きａが−０．３〜０．３の範囲内にある指向特性を有する、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記複数の光源部それぞれの光出力の変動量は、隣接する前記発光素子の光軸間の距離をａとし、前記発光素子の上面と前記複数の光源部上に配置され前記複数の光源部からの光が入射する拡散板または蛍光体シートとの間の距離をｂとしたときに、ｔａｎθ＝ａ／２ｂを満たす−θからθの範囲で１５％以内である請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記複数の光源部は、前記基板の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように配列される、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。