(57)【要約】【課題】ローカルディミング動作を有利に適用できる発光モジュールを提供する。【解決手段】発光モジュールは、複数の行と列とに配列された複数の第１凹部１１および複数の第１凹部のそれぞれを取り囲むグリッド状の溝部２１０Ｇが設けられた第１面２１０ｂ、ならびに、第１面とは反対側に位置する第２面２１０ａを有する導光板２１０と、導光板の複数の第１凹部のうち対応する１つの内側にそれぞれ配置された複数の発光素子１３０と、導光板の溝部の内部に位置し、導光板よりも低い屈折率を有する第１透光部材２３０と、導光板の第１面および第１透光部材を覆う反射性樹脂層２２０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の行と列とに配列された複数の第１凹部および前記複数の第１凹部のそれぞれを取り囲むグリッド状の溝部が設けられた第１面、ならびに、前記第１面とは反対側に位置する第２面を有する導光板と、
前記導光板の前記複数の第１凹部のうち対応する１つの内側にそれぞれ配置された複数の発光素子と、
前記導光板の前記溝部の内部に位置し、前記導光板よりも低い屈折率を有する第１透光部材と、
前記導光板の前記第１面および前記第１透光部材を覆う反射性樹脂層と
を備える、発光モジュール。
【請求項２】
前記導光板の前記第２面は、複数の光拡散構造を有し、
前記複数の光拡散構造のそれぞれは、前記複数の第１凹部のうち対応する１つの反対側に位置する、請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記複数の光拡散構造のそれぞれは、第２凹部である、請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記溝部は、前記行または前記列に沿って延びる複数の傾斜面を含む、請求項１から３のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記溝部は、前記行および前記列に沿って延びる丸溝の集合である、請求項１から３のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記複数の第１凹部のそれぞれは、底面および１以上の側面を有し、
前記複数の発光素子のそれぞれは、上面を有し、かつ、前記上面とは反対側に位置する電極を含み、
各第１凹部の前記底面と前記発光素子の前記上面との間に配置された波長変換部材と、
各第１凹部の内側において前記発光素子の側面を覆う光反射性部材と
をさらに備え、
前記発光素子の前記電極の下面は、前記光反射性部材から露出されている、請求項１から５のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項７】
それぞれの少なくとも一部が前記複数の第１凹部のうち対応する１つの内部に位置する複数の第２透光部材をさらに備え、
前記波長変換部材は、前記複数の第２透光部材のうち対応する１つによって前記第１凹部の前記底面に配置されている、請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記反射性樹脂層は、前記複数の第２透光部材をさらに覆っている、請求項７に記載の発光モジュール。
【請求項９】
上面視における前記導光板の外形は、矩形状である、請求項１から８のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の発光モジュールを複数備え、前記発光モジュールの二次元配列を有する面発光光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光モジュールに関する。本開示は、２以上の発光モジュールを含む面発光光源にも関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等に用いられるバックライトとして、直下型の発光装置が知られている。直下型の発光装置は、複数の光源が二次元に配列された構造を有し、そのため、導光板の側面から光を導入するエッジ型の発光装置と比較して高コントラスト比を得やすい。この特長を活かして、発光面を複数の発光領域に分割し、これらの発光領域における点灯および消灯を個別に制御するローカルディミング動作によってさらに高いコントラスト比を得ることも提案されている。
【０００３】
例えば下記の特許文献１は、下面側に複数の凹部を有する導光板と、複数の光源と、複数の光源を支持する実装基板とを有する直下型の面光源装置を開示している。特許文献１に記載の面光源装置において、複数の光源は、導光板の複数の凹部の内部に位置するように実装基板上に二次元に配置されている。
【０００４】
また、特許文献１の面光源装置では、導光板の下面の、複数の光源のそれぞれを中心とする各照明エリアの外縁の位置に溝部を形成している。溝部は、例えば内部に反射層を有する。照明エリアの境界に位置するこれらの溝部は、光源が消灯状態とされたエリアから光が外部に取り出されることを抑制する。より具体的には、ある照明エリアの光源から発せられた光のうちその照明エリアに隣接する他のエリアの内部に向かう光は、溝部の位置で反射されることにより、それら隣接するエリアから外部に取り出されることが抑制される。このように、特許文献１に記載の技術では、導光板の例えば下面に溝部を設けることにより、エリア間の光の漏れに起因する、コントラスト比の低下の回避を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１０１５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ローカルディミング動作を有利に適用できる発光モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のある実施形態による発光モジュールは、複数の行と列とに配列された複数の第１凹部および前記複数の第１凹部のそれぞれを取り囲むグリッド状の溝部が設けられた第１面、ならびに、前記第１面とは反対側に位置する第２面を有する導光板と、前記導光板の前記複数の第１凹部のうち対応する１つの内側にそれぞれ配置された複数の発光素子と、前記導光板の前記溝部の内部に位置し、前記導光板よりも低い屈折率を有する第１透光部材と、前記導光板の前記第１面および前記第１透光部材を覆う反射性樹脂層とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の実施形態によれば、ローカルディミング動作の適用に有利な発光モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示のある実施形態による発光モジュールの例示的な構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】図１に示す発光セルの例示的な構成を説明するための模式的な断面図である。
【図３】導光板２１０の上面２１０ａの法線方向から見たときの発光モジュール２００の例示的な外観を示す模式的な平面図である。
【図４】発光モジュール２００から発光素子１３０と第１透光部材２３０とを取り出してこれらの配置を模式的に示す斜視図である。
【図５】本開示の実施形態による発光モジュールにおいて複数の発光セルのうちの１つの発光素子を点灯させたときの発光面の様子を示す図である。
【図６】グリッド状の溝部を構成する複数の溝の形状に関する他の例を示す模式的な断面図である。
【図７】図２のうち発光素子１３０およびその周辺を拡大して示す模式的な断面図である。
【図８】本開示の実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図９】本開示の実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１０】発光素子１３０をその一部に含む発光体ブロックの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１１】発光素子１３０をその一部に含む発光体ブロックの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１２】発光素子１３０をその一部に含む発光体ブロックの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１３】発光素子１３０をその一部に含む発光体ブロックの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１４】本開示の実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１５】本開示の実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１６】本開示の実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１７】本開示の実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１８】本開示の実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１９】本開示の他のある実施形態による面発光光源の例示的な構成を示す模式的な平面図である。
【図２０】図１９に示す面発光光源をさらに２行２列に配列した構成を模式的に示す平面図である。
【図２１】発光モジュール２００を配線基板２６０に接続した状態の一例を示す模式的な断面図である。
【図２２】配線層１８０の配線パターンの一例を示す模式的な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例示であり、本開示による発光モジュールは、以下の実施形態に限られない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、そのステップの順序などは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。
【００１１】
図面が示す構成要素の寸法、形状等は、わかり易さのために誇張されている場合があり、実際の発光モジュールにおける寸法、形状および構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、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することがある。
【００１２】
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。以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およ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または位置をわ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また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、製造装置等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本開示において「平行」とは、特に他の言及がない限り、２つの直線、辺、面等が０°から±５°程度の範囲にある場合を含む。また、本開示において「垂直」または「直交」とは、特に他の言及がない限り、２つの直線、辺、面等が９０°から±５°程度の範囲にある場合を含む。
【００１３】
（発光モジュールの実施形態）
図１は、本開示のある実施形態による発光モジュールの例示的な構成を示す。図１に示す発光モジュール２００は、上面２１０ａを有する導光板２１０と、導光板２１０の下方に位置する層状の反射性樹脂層２２０とを含む。なお、図１には、説明の便宜のために、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印があわせて図示されている。本開示の他の図面においてもこれらの方向を示す矢印を図示することがある。図１に示す例では、発光モジュール２００の上面２１０ａは、矩形状を有しており、その矩形状を規定する辺は、図中のＸ方向またはＹ方向に一致している。
【００１４】
後に詳しく説明するように、本開示の実施形態による発光モジュールは、各々が少なくとも１つの発光素子を含む複数の単位の繰り返し構造を有する。以下では、説明の便宜のために、発光素子を有する単位の各々を発光セルと呼ぶことがある。図１に模式的に示すように、ここでは、発光モジュール２００は、合計１６個の、上面視において矩形状の発光セル１００Ｕを有し、これら発光セル１００Ｕは、図のＸ方向およびＹ方向に沿って４行４列のマトリクス状に配列されている。もちろん、発光モジュール２００に含まれる発光セル１００Ｕの数およびそれら発光セル１００Ｕの配置は、任意であり、図１に示す例に限定されない。
【００１５】
図１に示すように、複数の発光セル１００Ｕのそれぞれは、導光板２１０の一部と、反射性樹脂層２２０の一部と、発光素子１３０とを有する。後に図面を参照しながら詳しく説明するように、導光板２１０は、上面２１０ａとは反対側の下面側に複数の第１凹部を有しており、各発光セル１００Ｕにおいて、発光素子１３０は、第１凹部の内側に位置する。ここでは、発光セル１００Ｕが４行４列のマトリクス状に配列されていることに対応して、複数の第１凹部も、４行４列のマトリクスの配列で導光板２１０の下面側に形成されている。
【００１６】
図１に例示する構成において、導光板２１０は、上面２１０ａ側に複数の光拡散構造を有する。ここでは、複数の光拡散構造は、複数の第２凹部１２の形で各発光セル１００Ｕに設けられている。これら光拡散構造としての第２凹部１２は、発光セル１００Ｕごとに設けられる。換言すれば、複数の発光セル１００Ｕのそれぞれは、導光板２１０の上面２１０ａ側に設けられた光拡散構造を含んでいる。
【００１７】
複数の第２凹部１２のそれぞれは、典型的には、導光板２１０の下面側に位置する上述の第１凹部のうち対応する１つの反対側に位置する。したがって、ここでは、複数の第２凹部１２は、導光板２１０の上面２１０ａ側において４行４列のマトリクス状の配列を有する。
【００１８】
図２は、発光モジュール２００を導光板２１０の上面２１０ａに垂直に切断したときの断面の一部を模式的に示している。上述したように、各発光セル１００Ｕは、導光板２１０の一部と、反射性樹脂層２２０の一部と、発光素子１３０とを含む。この例では、反射性樹脂層２２０上に配線層１８０が形成されている。また、図２に例示する構成において、各発光セル１００Ｕは、発光素子１３０の側面を覆う光反射性部材１４０と、第１凹部１１の内部に位置する波長変換部材１５０と、透光部材１６０とをさらに有する。
【００１９】
図２に示すように、導光板２１０は、上面２１０ａとは反対側の下面２１０ｂを有する。下面２１０ｂには複数の第１凹部１１が設けられ、図示するように、発光素子１３０は、対応する第１凹部１１の内側に配置されている。
【００２０】
導光板２１０は、さらに、下面２１０ｂに複数の溝２１２を有する。図示するように、溝２１２の内部は、第１透光部材２３０によって充填されている。以下では、上述の「透光部材１６０」を「第２透光部材１６０」と呼ぶ。なお、本明細書における「透光性」および「透光」の用語は、入射した光に対して拡散性を示すことをも包含するように解釈され、「透明」であることに限定されない。
【００２１】
溝２１２は、互いに隣接する２つの発光セル１００Ｕの境界に位置する。この例では、溝２１２のそれぞれは、下面２１０ｂに対して傾斜する２つの傾斜面２１２ｓによって規定されるＶ字状の断面形状を有する溝である。ただし、後述するように、溝２１２の断面形状は、Ｖ字状に限定されず、他の形状を有していてもよい。
【００２２】
図３は、発光モジュール２００を導光板２１０の上面２１０ａの法線方向から見たときの外観を模式的に示す。この例では、各発光セル１００Ｕは、矩形状の外形を有し、したがって、発光モジュール２００の発光面を構成する、導光板２１０の上面２１０ａも全体として矩形状の外形を有している。導光板２１０の上面２１０ａの一辺の長さは、例えば１ｃｍ以上２００ｃｍ以下の範囲であり得る。本開示の典型的な実施形態では、各発光セル１００Ｕの矩形状の一辺の長さは、２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。
【００２３】
図３に模式的に示すように、溝２１２は、互いに隣接する２つの発光セル１００Ｕの間の位置で図のＸ方向またはＹ方向に沿って延びている。図３中の破線ＤＬは、溝２１２において最も深い部分、換言すれば、２つの傾斜面２１２ｓによって規定される三角柱の頂部の位置を示している。
【００２４】
導光板２１０は、さらに、外縁の位置に溝２１４を有する。溝２１４は、溝２１２の概ね半分の幅を有する。溝２１２の内部と同様に、溝２１４の内部は、第１透光部材２３０で充填されている。導光板２１０の下面２１０ｂに形成されたこれら複数の溝２１２および溝２１４は、導光板２１０の複数の第１凹部１１のそれぞれを取り囲むグリッド状の溝部２１０Ｇを構成する。
【００２５】
図４は、発光モジュール２００から発光素子１３０と第１透光部材２３０とを取り出してこれらの配置を示す。導光板２１０の下面２１０ｂに形成された溝部２１０Ｇがグリッドの形状を有することに対応して、溝２１２および溝２１４の内部に位置する第１透光部材２３０も、複数の第１凹部１１のそれぞれを取り囲むグリッドの形状を有する。したがって、各発光セル１００Ｕの発光素子１３０は、図４に示すように第１透光部材２３０によって取り囲まれる。
【００２６】
図４に模式的に示すように、第１透光部材２３０は、それぞれが図のＸ方向またはＹ方向に沿って延びる三角柱状の複数の部分を含み、ここでは、各発光セル１００Ｕの発光素子１３０は、図のＸ方向またはＹ方向に沿って延びる傾斜面によって取り囲まれている。後述するように、第１透光部材２３０は、導光板２１０よりも低い屈折率を有する。そのため、第１透光部材２３０および導光板２１０の界面が反射面として機能することにより、ある発光セル１００Ｕの発光素子１３０から出射されて他の発光セル１００Ｕに向かう光は、発光素子１３０を取り囲む傾斜面の位置で導光板２１０の上面２１０ａに向けて反射させられる。ただし、第１透光部材２３０が透光性を有することにより、第１透光部材２３０および導光板２１０の界面に入射した光の少なくとも一部は、第１透光部材２３０を透過して、隣接する他の発光セル１００Ｕに到達する。
【００２７】
図５は、複数の発光セルのうちの１つの発光素子を点灯させたときの発光面の様子を示す。この例では、４行４列に配列された１６個の発光セル１００Ｕのうち、第２行第４列に位置する発光セル１００Ｕ中の発光素子１３０を選択的に点灯させている。互いに隣接する２つの発光セル１００Ｕの間に位置する溝２１２の内部の第１透光部材２３０が光の透過を許容することにより、発光素子１３０を点灯状態とした発光セル１００Ｕの周囲に位置する他の発光セル１００Ｕまで光が入り込んでいることがわかる。
【００２８】
これに対し、各発光素子を取り囲む傾斜面をほぼ完全な反射面とした場合には、発光素子から出射された光は、隣接する発光セルに直接には入射しない。ただし、導光板の上面での全反射により、隣接する発光セルに入射する成分が存在する。発光素子が消灯状態とされた発光セル内に入り込んだ光は、そのセルの内部で反射を繰り返すことにより、発光セルの外部に出射される。発光セルの外部に出射される光には、消灯状態とされた発光素子を取り囲む傾斜面で反射された光も含まれる。そのため、このような構成においては、発光面にブロック状の発光パターンが現れることがあある。発光面におけるブロック状の発光パターンは、画像の表示において不自然な輝度変化を生じさせ得る。
【００２９】
また、各発光素子を取り囲む傾斜面をほぼ完全な反射面とすると、複数の発光素子のうちの一部を点灯状態としたときに、発光面における明るい領域の形状が矩形に近くなり過ぎることがあり得る。例えばローカルディミング動作の適用においては、プリント基板上のある発光領域を点灯状態とし、その周囲に位置する複数の発光領域を消灯状態とすることも起こり得る。このような動作の下では、発光面における、あまりに矩形に近い発光パターンは、液晶パネルとの組み合わせにおいて画像の表示に不利に働くことがある。例えば、所望の高コントラスト比の画像の表示に、複雑な駆動回路および／または画像処理回路が必要になることがあり得る。特に、独立して点灯および消灯を制御可能な領域の数が比較的に少ない場合、意図しない不自然な輝度変化を画像処理によっても補正しきれず、画像を自然な明度およびコントラストで表示できない可能性がある。この傾向は、一般に、発光素子から液晶パネルまでの距離が小さくなるほど顕著である。
【００３０】
他方、図５に示す例では、それぞれが発光素子１３０を含む複数の発光セル１００Ｕの境界に位置する溝２１２で発光素子１３０からの光の一部を導光板２１０の上面２１０ａに向けて反射させつつ、他の一部の光が、隣接する発光セル１００Ｕに透過することを許容している。そのため、複数の発光素子１３０のうちの一部の発光素子１３０を点灯させた場合であっても、明暗のコントラストによる発光領域の境界が導光板２１０の上面２１０ａにはっきりと現れることを回避し得る。したがって、発光面における輝度の段差状の変化を緩和して、発光面における輝度の変化を連続的な変化に近づけることができる。本開示の実施形態によれば、発光面における明るい領域の形状を例えば円状に近づけ得る。このように、本開示の実施形態によれば、駆動回路の複雑化を回避しながら、自然かつ高コントラスト比の画像を表示することが可能になり、有利にローカルディミング動作を適用することができる。
【００３１】
以下、図面を参照しながら、発光セル１００Ｕの各構成要素をより詳細に説明する。
【００３２】
［導光板２１０］
図２を参照する。導光板２１０は、ポリカーボネート、アクリル、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、または、ガラスから形成される概ね板状の部材であり、透光性を有する。これらの材料のうち、特に、ポリカーボネートは、安価でありながら、高い透明度を得ることが可能である。なお、導光板２１０は、例えば母材とは異なる屈折率を有する材料が分散させられることにより、光拡散機能を有していてもよい。
【００３３】
上述したように、導光板２１０は、上面２１０ａに複数の光拡散構造を有する。光拡散構造は、発光素子１３０から出射されて導光板２１０に入射した光を例えば空気層との界面で反射させて導光板２１０の面内に拡散させる。導光板２１０の上面２１０ａに光拡散構造を設けることにより、発光素子１３０の直上に向かう光を光拡散構造によって導光板２１０の面内に効果的に拡散して、導光板２１０の上面２１０ａのうち発光素子１３０の直上以外の領域における輝度を向上させることができる。換言すれば、発光モジュール２００の上面における輝度ムラを効果的に抑制して、より均一な光を得ることができる。
【００３４】
導光板２１０の上面２１０ａに設けられた光拡散構造は、導光板２１０の薄化に貢献する。導光板２１０の厚さは、典型的には、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下程度であり、特に、本開示の実施形態によれば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下程度の範囲とすることも可能である。
【００３５】
図２に例示する構成において、光拡散構造は、底面１２ｂおよび側面１２ｃを含む逆円錐台形状の第２凹部１２の形で導光板２１０の上面２１０ａに設けられている。第２凹部１２は、導光板２１０の内部を上面２１０ａに向かって進行する光を傾斜面である側面１２ｃと空気層との界面で反射させる。底面１２ｂおよび側面１２ｃの断面視における形状は、図示するような直線状に限定されず、曲線状であってもよいし、屈曲、段差を含む形状であってもよい。導光板２１０本体の材料とは屈折率の異なる材料で第２凹部１２の内部が充填されていてもよい。あるいは、底面１２ｂ上および側面１２ｃ上に、金属等の反射膜、白色樹脂層等の光反射性の部材が配置されていてもよい。
【００３６】
光拡散構造の具体的な構成は、図２に示す第２凹部１２のような構造に限定されない。光拡散構造の具体的な構成は、導光板２１０の下面２１０ｂ側に配置される発光素子１３０の形状および特性等に応じて適宜に決定され得る。また、光拡散構造を凹部の形とする場合であっても、凹部の形状は、逆円錐台形状に限定されず、所望の光学特性に応じて適宜変更され得る。第２凹部１２の形状は、例えば、円錐、または、四角錐、六角錐等の多角錐形状、あるいは多角錐台形状等であってもよい。第２凹部１２の深さは、例えば、０．０５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲である。光拡散構造として、凹部に代えて、上面２１０ａから突出する凸部が適用されることもあり得る。
【００３７】
導光板２１０は、下面２１０ｂ側に複数の第１凹部１１を有する。図２から理解されるように、典型的には、導光板２１０の下面２１０ｂ側（第１面側）の第１凹部１１は、導光板２１０の上面２１０ａ側（第２面側）の複数の光拡散構造のうちの対応する１つの直下に位置する。
【００３８】
図３を参照して説明した例では、複数の第１凹部１１のそれぞれは、正方形状の外形を有する。すなわち、ここでは、各第１凹部１１は、四角柱形状の穴部である。四角柱形状の底面の対角線方向に沿った長さは、例えば、０．０５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができ、好ましくは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。第１凹部１１の矩形状の対角線方向における長さを、導光板２１０の上面２１０ａ側に設けられた第２凹部１２の底面１２ｂの直径とほぼ同じとしてもよい。第１凹部１１の形状および大きさは、求める光学特性に応じて適宜に決定し得る。第１凹部１１の中心と、第２凹部１２の中心とは、典型的には概ね一致させられる。
【００３９】
導光板２１０および第１凹部１１の平面視における形状が矩形状である場合、第１凹部１１の矩形状の一辺は、図３に示すように、導光板２１０の矩形状の一辺に対して平行であってもよいし、導光板２１０の矩形状の対角方向に平行であってもよい。例えば、第１凹部１１の矩形状を導光板２１０の矩形状に対して４５°傾けることにより、第１凹部１１の矩形状の辺から、発光素子１３０を取り囲む傾斜面（例えば傾斜面２１２ｓ）までの距離を拡大しながら、第１凹部１１の矩形状の角から傾斜面までの距離を縮小することができる。このような構成によれば、矩形状の発光セル１００Ｕの４つの角部における輝度を向上させながら、矩形状の辺の中央付近の輝度を相対的に低下させ得る。
【００４０】
光拡散構造が第２凹部１２の形で上面２１０ａに設けられる場合、下面２１０ｂに位置する第１凹部１１の深さは、第２凹部１２の底面１２ｂに到達しない限りにおいて適宜に設定され得る。第１凹部１１の深さは、例えば、０．０５ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲であり、好ましくは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００４１】
第１凹部１１の平面視における形状としては、図３に示すような矩形状のほか、円形状も採用し得る。第１凹部１１が例えば円柱形状を有する場合、円柱形状の底面の直径は、導光板２１０の上面２１０ａ側に設けられた第２凹部１２の円錐台形状の底面１２ｂの直径とほぼ同じであってもよい。
【００４２】
上述したように、導光板２１０の下面２１０ｂは、平面視においてグリッド状の溝部２１０Ｇをさらに有する。溝部２１０Ｇは、互いに隣接する２つの発光セル１００Ｕの境界に位置し、例えば、２つの傾斜面２１２ｓを含む溝２１２と、導光板２１０の外周に位置する溝２１４とを含む（図３参照）。溝２１２と同様に、溝２１４も、導光板２１０の下面２１０ｂに対して傾斜し、入射した光を導光板２１０の上面２１０ａ側に向けて反射させる傾斜面を有する。
【００４３】
各発光素子１３０を取り囲むグリッド状の溝部は、Ｖ字状の断面形状を有する溝の形で導光板２１０の下面２１０ｂに設けられてもよいし、図６に示すように、複数の発光セル１００Ｕの配列の行方向および列方向に延びる丸溝２１２ｒ等の集合の形で設けられてもよい。本明細書において、「丸溝」の断面視における形状は、図６に示すような半円に限定されず、半楕円状などであってもよい。本明細書における「丸溝」は、一部に曲面を含むＵ字状の断面形状を有する溝などを含むように広く解釈される。
【００４４】
［第１透光部材２３０］
第１透光部材２３０は、溝部２１０Ｇの内部を占める透光性の部材であり、溝部２１０Ｇの形状に応じた形状を有する。第１透光部材２３０は、導光板２１０と比較して低い屈折率を有する。第１透光部材２３０は、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の透光性かつ熱硬化性の樹脂材料等から形成され、導光板２１０の典型的な屈折率が１．５〜１．７程度であることに対して、第１透光部材２３０の屈折率は、典型的には１．３５〜１．６程度である。
【００４５】
第１透光部材２３０が導光板２１０よりも低い屈折率を有することにより、第１透光部材２３０および導光板２１０の界面は、入射する光の一部を透過させつつ、残余の成分を導光板２１０の上面２１０ａに向けて反射させることができる。第１透光部材２３０は、例えば母材とは異なる屈折率を有する材料が分散させられることにより、光拡散機能を有していてもよい。なお、本明細書における「屈折率」は、ナトリウムのＤ線（５８９ｎｍ）における屈折率である。
【００４６】
［発光素子１３０］
図７は、図２のうち発光素子１３０およびその周辺を拡大して示す。発光素子１３０は、導光板２１０の下面２１０ｂに設けられた複数の第１凹部１１のうち対応する１つの内側に位置する。ここでは、各発光素子１３０の各々は、導光板２１０の上面２１０ａ側に設けられた複数の光拡散構造のうち対応する１つの直下に位置している。
【００４７】
発光素子１３０の典型例は、ＬＥＤである。図７に例示する構成おいて、発光素子１３０は、素子本体１３２と、発光素子１３０の上面１３０ａとは反対側に位置する電極１３４とを有する。素子本体１３２は、例えば、サファイアまたは窒化ガリウム等の支持基板と、支持基板上の半導体積層構造とを含む。半導体積層構造は、活性層と、活性層を挟むｎ型半導体層およびｐ型半導体層とを含む。半導体積層構造は、紫外〜可視域の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含んでいてもよい。この例では、発光素子１３０の上面１３０ａは、素子本体１３２の上面に一致している。電極１３４は、正極および負極の組を含み、半導体積層構造に所定の電流を供給する機能を有する。
【００４８】
ここでは、発光素子１３０として、青色光を出射するＬＥＤを例示する。ただし、発光モジュール２００に設けられる複数の発光素子１３０は、青色光を出射する素子に限定されず、複数の発光素子１３０は、例えば、白色光を出射する素子であってもよいし、互いに異なる色の光を発する素子を含んでいてもよい。複数の発光素子１３０が、赤色光を出射する素子、青色光を出射する素子および緑色光を出射する素子を含んでいてもよい。
【００４９】
複数の発光素子１３０の各々は、各第１凹部１１の内部に配置された波長変換部材１５０のうち、対応する１つに接合される。この例では、発光素子１３０は、後述の接合部材１７０を介してその上面１３０ａが波長変換部材１５０に接合されることにより、第１凹部１１の内側の所定の位置に固定されている。本明細書では、第１凹部１１の内側とは、平面視における第１凹部１１の内側を意味する。図７から理解されるように、発光素子１３０の全体が第１凹部１１の内部に配置されていることは、本開示の実施形態において必須ではない。例えば発光素子１３０の上面１３０ａが導光板２１０の下面２１０ｂよりも低い位置に配置されていることもあり得る。
【００５０】
発光素子１３０の上面視における形状は、典型的には、矩形状である。発光素子１３０の矩形状の一辺の長さは、例えば１０００μｍ以下である。発光素子１３０の矩形状の縦および横の寸法は、５００μｍ以下であってもよい。縦および横の寸法が５００μｍ以下の発光素子は、安価に調達しやすい。あるいは、発光素子１３０の矩形状の縦および横の寸法は、２００μｍ以下であってもよい。発光素子１３０の矩形状の一辺の長さが小さいと、液晶表示装置のバックライトユニットへの適用において、高精細な映像の表現、ローカルディミング動作等に有利である。特に、縦および横の両方の寸法が２５０μｍ以下であるような発光素子は、上面の面積が小さくなるので発光素子の側面からの光の出射量が相対的に大きくなる。したがって、バットウィング型の配光特性を得やすい。ここで、バットウィング型の配光特性とは、広義には、発光素子の上面に垂直な光軸を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発光強度が高い発光強度分布で定義されるような配光特性を指す。
【００５１】
発光モジュール２００において、複数の発光素子１３０は、Ｘ方向およびＹ方向に沿って二次元に配列されている。発光素子１３０の配置ピッチは、例えば０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度とすることができ、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の範囲であってもよい。ここで、発光素子１３０の配置ピッチとは、発光素子１３０の光軸間の距離を意味する。発光素子１３０は、等間隔に配置されてもよいし、不等間隔で配置されてもよい。発光素子１３０の配置ピッチは、互いに異なる二方向の間で同じであってもよいし、異なっていてもよい。発光素子１３０の数および配置は、図１を参照して説明した例に限定されず、任意の数および配置を採用し得る。
【００５２】
［波長変換部材１５０］
波長変換部材１５０は、概ね板状の形状を有し、第１凹部１１の底部に位置する。ここで、「第１凹部１１の底部」とは、導光板２１０の下面２１０ｂを上に向けて第１凹部１１を穴とみなしたときの底に相当する部分を意味する。このように、本明細書では、発光モジュールについて図面に表された姿勢に拘泥することなく、「底部」および「底面」の用語を使用することがある。第１凹部１１の底部は、発光セル１００Ｕを図７に示す姿勢としたとき、導光板２１０の下面２１０ｂ側に形成されるドーム状の構造の天井部分であるともいえる。ここでは、第１凹部１１は、底面１１ｂと、４つの側面１１ｃとによって規定される四角柱形状の穴部の形で導光板２１０に形成されており、波長変換部材１５０は、第１凹部１１の底面１１ｂと、発光素子１３０の上面１３０ａとの間に配置されている。
【００５３】
波長変換部材１５０は、典型的には、樹脂中に蛍光体の粒子が分散された部材である。波長変換部材１５０は、発光素子１３０から出射された光の少なくとも一部を吸収し、発光素子１３０からの光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、波長変換部材１５０は、発光素子１３０からの青色光の一部を波長変換して黄色光を発する。このような構成によれば、波長変換部材１５０を通過した青色光と、波長変換部材１５０から発せられた黄色光との混色によって、白色光が得られる。
【００５４】
蛍光体等の粒子を分散させる樹脂としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂もしくはフッ素樹脂、または、これらの樹脂の２種以上を含む樹脂を用いることができる。導光板２１０に効率的に光を導入する観点からは、波長変換部材１５０の母材が導光板２１０の材料よりも低い屈折率を有すると有益である。波長変換部材１５０の材料に母材とは屈折率の異なる材料を分散させることにより、波長変換部材１５０に光拡散の機能を付与してもよい。例えば、波長変換部材１５０の母材に、二酸化チタン、酸化ケイ素等の粒子を分散させてもよい。
【００５５】
蛍光体には、公知の材料を適用することができる。蛍光体の例は、ＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、ＣＡＳＮ等の窒化物系蛍光体、ＹＡＧ系蛍光体、βサイアロン蛍光体等である。ＹＡＧ系蛍光体は、青色光を黄色光に変換する波長変換物質の例であり、ＫＳＦ系蛍光体およびＣＡＳＮは、青色光を赤色光に変換する波長変換物質の例であり、βサイアロン蛍光体は、青色光を緑色光に変換する波長変換物質の例である。蛍光体は、量子ドット蛍光体であってもよい。
【００５６】
波長変換部材１５０に含まれる蛍光体が発光モジュール２００内で共通であることは必須ではない。複数の発光セル１００Ｕ中の異なる第１凹部１１の間で、波長変換部材１５０の母材に分散させる蛍光体を異ならせることも可能である。例えば、複数の第１凹部１１のうち、ある一部の第１凹部１１内に、入射した青色光を黄色光に変換する波長変換部材を配置し、他のある一部の第１凹部１１内に、入射した青色光を緑色光に変換する波長変換部材を配置してもよい。さらに、残余の第１凹部１１内に、入射した青色光を赤色光に変換する波長変換部材を配置してもよい。
【００５７】
［接合部材１７０］
接合部材１７０は、発光素子１３０の側面１３０ｃの少なくとも一部を覆う透光性の部材である。図７に模式的に示すように、典型的には、接合部材１７０は、発光素子１３０の上面１３０ａと波長変換部材１５０との間に位置する層状の部分を有する。本実施形態では、各第１凹部１１内に配置された波長変換部材１５０に対応させて波長変換部材１５０上に１つの接合部材１７０が位置する。
【００５８】
接合部材１７０の材料としては、透明な樹脂材料を母材として含む樹脂組成物を用いることができる。接合部材１７０は、発光素子１３０の発光ピーク波長を有する光に対して、例えば６０％以上の透過率を有する。光を有効に利用する観点から、発光素子１３０の発光ピーク波長における接合部材１７０の透過率が７０％以上であると有益であり、８０％以上であるとより有益である。
【００５９】
接合部材１７０の母材の典型例は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂である。接合部材１７０の母材として、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂もしくはポリノルボルネン樹脂、または、これらの２種以上を含む材料を用いてもよい。接合部材１７０は、例えば母材とは異なる屈折率を有する材料が分散させられることにより、光拡散機能を有していてもよい。
【００６０】
上述したように、接合部材１７０は、発光素子１３０の側面１３０ｃの少なくとも一部を覆う。また、接合部材１７０は、後述の光反射性部材１４０との界面である外面を有する。発光素子１３０の側面１３０ｃから出射されて接合部材１７０に入射した光は、接合部材１７０の外面の位置で発光素子１３０の上方に向けて反射される。したがって、接合部材１７０を介して発光素子１３０を波長変換部材１５０に固定し、これらを光反射性部材１４０で覆うことにより、光の取出し効率を向上させ得る。
【００６１】
断面視における接合部材１７０の外面の形状は、図７に示すような直線状に限定されない。断面視における接合部材１７０の外面の形状は、折れ線状、発光素子１３０に近づく方向に凸の曲線状、発光素子１３０から離れる方向に凸の曲線状等であってもよい。
【００６２】
［光反射性部材１４０］
光反射性部材１４０は、各第１凹部１１の内側において接合部材１７０および発光素子１３０の側面１３０ｃを覆う部材である。なお、本明細書において「覆う」とは、被覆される部材と、被覆する部材とが直接に接触している態様に限定されず、これらの間に他の部材が介在するような態様をも包含する。図７に示す例では、発光素子１３０の側面１３０ｃの一部と光反射性部材１４０との間には接合部材１７０が介在している。ただし、光反射性部材１４０は、接合部材１７０の外面の全体をも覆っており、したがって、発光素子１３０の４つの側面１３０ｃの全体は、光反射性部材１４０に覆われているといってよい。
【００６３】
光反射性部材１４０は、例えば光反射性のフィラーが分散された樹脂等の光反射性の材料から形成される。本明細書において、「光反射性」あるいは「反射性」とは、発光素子１３０の発光ピーク波長における反射率が６０％以上であることを指す。光反射性部材１４０の、発光素子１３０の発光ピーク波長における反射率が７０％以上であるとより有益であり、８０％以上であるとさらに有益である。
【００６４】
光反射性部材１４０を形成するための母材としては、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等を用い得る。光反射性のフィラーとしては、金属の粒子、または、光反射性のフィラーを分散させる母材よりも高い屈折率を有する無機材料もしくは有機材料の粒子を用いることができる。光反射性のフィラーの例は、二酸化チタン、酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、酸化ニオブ、硫酸バリウムの粒子、または、酸化イットリウムおよび酸化ガドリニウム等の各種希土類酸化物の粒子等である。
【００６５】
波長変換部材１５０上の接合部材１７０および発光素子１３０を光反射性部材１４０で覆うことにより、特に発光素子１３０の側面１３０ｃから出射された光を接合部材１７０の外面と光反射性部材１４０との界面で反射させて波長変換部材１５０に導くことができる。したがって、光の取出し効率が向上する。また、この例では、図７に模式的に示すように、光反射性部材１４０は、発光素子１３０の上面１３０ａとは反対側の面のうち、電極１３４が配置された領域以外の領域をも覆っている。電極１３４の下面を除いて発光素子１３０の上面１３０ａとは反対側の面を光反射性部材１４０で覆うことにより、発光素子１３０の上面１３０ａとは反対側への光の漏れを抑制して、光の取出し効率を向上させることができる。
【００６６】
［第２透光部材１６０］
上述の波長変換部材１５０と、接合部材１７０によって波長変換部材１５０に固定された発光素子１３０と、光反射性部材１４０とは、第２透光部材１６０により、複数の第１凹部１１のうち対応する第１凹部１１の底面１１ｂに配置される。図７に示すように、第２透光部材１６０の少なくとも一部は、対応する第１凹部１１の内部に位置する。第２透光部材１６０は、第１凹部１１の底面１１ｂと波長変換部材１５０との間に位置する部分を有し得る。また、第２透光部材１６０は、図７に示すように、導光板２１０の下面２１０ｂから盛り上がった部分を有し得る。
【００６７】
第２透光部材１６０は、接合部材１７０と同様に、透明な樹脂材料を母材として含む樹脂組成物から形成される。第２透光部材１６０の材料は、接合部材１７０の材料と異なっていてもよいし、共通であってもよい。第２透光部材１６０は、典型的には、導光板２１０の屈折率よりも低い屈折率を有する。
【００６８】
［反射性樹脂層２２０］
導光板２１０の下面２１０ｂ上には、反射性樹脂層２２０が位置する。ここでは、反射性樹脂層２２０は、導光板２１０の下面２１０ｂに加えて第１透光部材２３０をも覆っている（図２参照）。
【００６９】
反射性樹脂層２２０は、上述の光反射性部材１４０と同様に、例えば光反射性のフィラーが分散された樹脂組成物等の光反射性の材料から形成され、発光素子１３０の発光ピーク波長の光に対して６０％以上の反射率を示す。反射性樹脂層２２０の材料は、光反射性部材１４０の材料と異なっていてもよいし、共通であってもよい。
【００７０】
反射性樹脂層２２０は、入射した光を導光板２１０に向けて反射させる光反射層として機能する。導光板２１０の下面２１０ｂおよび第１透光部材２３０を反射性樹脂層２２０で覆うことにより、導光板２１０の下面２１０ｂに向かう光を反射性樹脂層２２０によって反射させて、導光板２１０の上面２１０ａにおける輝度を向上させることができる。また、この例のように第２透光部材１６０をも反射性樹脂層２２０で覆うことにより、第２透光部材１６０からの光の漏れを抑制して光の取出し効率の低下を回避することができる。導光板２１０の下面２１０ｂ側に反射性樹脂層２２０を形成することにより、導光板２１０からの発光素子１３０等の脱落の防止、導光板２１０の補強等の効果も期待できる。
【００７１】
反射性樹脂層２２０を含めた構造の厚さ、換言すれば、発光素子１３０の電極１３４の下面から導光板２１０の上面２１０ａまでの距離は、０．７ｍｍ以上１．１ｍｍ以下程度であり得る。本開示の実施形態によれば、発光素子１３０の電極１３４の下面から導光板２１０の上面２１０ａまでの距離を、例えば５ｍｍ以下、３ｍｍ以下または１ｍｍ以下に縮小し得る。
【００７２】
［配線層１８０］
配線層１８０は、反射性樹脂層２２０の下面２２０ｂ上に位置し、典型的には、Ｃｕ等の金属から形成された単層膜または積層膜の形の複数の配線を含む。図示するように、発光素子１３０の電極１３４の下面は、反射性樹脂層２２０の下面２２０ｂから露出されており、配線層１８０は、発光素子１３０の電極１３４との間に電気的接続を有する。配線層１８０は、不図示の電源等に接続されることにより各発光素子１３０に所定の電流を供給する機能を有する。
【００７３】
導光板２１０の下面２１０ｂ側、換言すれば、発光モジュール２００の裏面側に配線層１８０を設けることにより、例えば発光モジュール２００中の複数の発光素子１３０同士を配線層１８０によって電気的に接続することができる。このような構成を採用することにより、複数の発光素子１３０ごとに配線基板との間の電気的接続を形成する必要がなくなり、配線層１８０に電源等を接続することによって複数の発光素子１３０に対する電気的接続を一括して得ることができる。すなわち、本開示の実施形態による発光モジュールは、電源、ドライバ回路等と発光素子との間の接続の形成が容易であり、配線層１８０に電源、ドライバ回路等を接続することによって容易に所望の動作を得ることができる。
【００７４】
例えば、発光モジュール２００の単位で発光素子１３０を駆動させることも容易である。後述するように、複数の発光モジュール２００を組み合わせて面発光光源を構築することにより、面発光光源を、発光モジュールを単位としたローカルディミング動作させることができる。もちろん、発光素子１３０を１以上の発光セル１００Ｕの単位で駆動させてもかまわない。
【００７５】
（発光装置の例示的な製造方法）
ここで、本開示のある実施形態による発光モジュールの例示的な製造方法の概略を説明する。
【００７６】
まず、図８に示すように、一方の主面に複数の第１凹部１１の例えば二次元配列と、それら第１凹部１１を取り囲むグリッド状の溝部２１０Ｇとを有する導光板２１０を準備する。なお、図８では図示が省略されているが、導光板２１０の一方の主面の外縁部には、２つの傾斜面２１２ｓで規定される溝２１２の半分の幅を有する溝２１４が設けられ得る（図３参照）。
【００７７】
導光板２１０は、例えば、ポリカーボネートを母材とする原料を用いて射出成型によって形成することができる。上述した材料のうち、熱可塑性の樹脂材料は、射出成型によって効率よく導光板２１０を製造可能であるので有利である。導光板２１０の形成には、射出成型のほか、トランスファー成型、熱転写等も適用し得る。
【００７８】
図８に示す例では、導光板２１０は、複数の第１凹部１１の設けられた下面２１０ｂとは反対側の上面２１０ａに光拡散構造としての複数の第２凹部１２を有している。典型的には、複数の第２凹部１２の各々は、下面２１０ｂ側に位置する複数の第１凹部１１のうちの対応する１つの直上に形成される。すなわち、ここでは、導光板２１０の上面２１０ａは、複数の第２凹部１２の二次元配列を有し、上面２１０ａ側の第２凹部１２の底面１２ｂと、下面２１０ｂ側の第１凹部１１の底面１１ｂとは、互いに対向している。図示する例において、導光板２１０は、各々が第１凹部１１および第２凹部１２を有する複数の単位構造である導光板１１０の二次元配列によって構成されているといってもよい。上述の溝２１２は、互いに隣接する２つの単位構造の間、換言すれば、互いに隣接する２つの導光板１１０の間に位置する。
【００７９】
図８に例示するような、上面２１０ａ側および下面２１０ｂ側のそれぞれに凹部を有する構造は、例えば射出成型を適用する場合、キャビティの内側に向けて突出する凸部を金型の所定の位置に設けておくことによって得ることができる。このような手法によれば、上面２１０ａ側の凹部と、下面２１０ｂ側の凹部とを一括して形成できるので、上面２１０ａ側の凹部と、下面２１０ｂ側の凹部との間の位置ずれの発生を回避し得る。
【００８０】
同様にして、グリッド状の溝部２１０Ｇも、キャビティの内側に向けて突出するグリッド状の凸部を金型の所定の位置に設けておくことによって形成できる。キャビティの内側に向けて突出する凸部の形状を所望の形状とすることにより、所望の形状を有する、複数の溝を含む溝部を精度よく形成することが可能である。溝部２１０Ｇの形成の方法は、複数の第１凹部１１および第２凹部１２とともに一括して形成する方法に限定されず、上面２１０ａ側および下面２１０ｂ側にそれぞれに第１凹部１１および第２凹部１２を有する構造を得た後、下面２１０ｂ側にグルービング等によって溝部２１０Ｇを形成してもよい。
【００８１】
次に、図９に模式的に示すように、導光板２１０と比較して低い屈折率を示す例えば透光性の樹脂材料を母材として含む樹脂組成物２３０ｒを、ディスペンサ等を用いて溝部２１０Ｇの内部に付与する。導光板２１０の母材として例えばポリカーボネートを選択した場合であれば、樹脂組成物２３０ｒの母材としてシリコーン樹脂等を用いることができる。樹脂組成物２３０ｒの付与後、樹脂組成物２３０ｒを硬化させることにより、溝部２１０Ｇの形状に整合した形状を有する第１透光部材２３０を溝部２１０Ｇの内部に形成することができる。なお、溝部２１０Ｇの内部に未硬化の樹脂組成物２３０ｒを付与することに代えて、それぞれが透光性を有する例えば複数の三角柱状の部分から構成されたグリッド状の部材を溝部２１０Ｇの内部に配置することにより、溝部２１０Ｇの内部に第１透光部材２３０を設けてもよい。
【００８２】
ここでは、次に、それぞれが発光素子１３０および波長変換部材１５０を有する複数の発光体ブロックを準備し、それら発光体ブロックを複数の第１凹部１１の内側に配置する。発光体ブロックは、例えば以下の手順によって作製できる。
【００８３】
まず、例えば蛍光体の粒子等の波長変換部材が分散された樹脂組成物から、射出成型、圧縮成型、トランスファー成型等により蛍光体シートを形成する。蛍光体シートは、例えば１００〜５００μｍ程度の厚さを有し得る。次に、図１０に示すように、透明な樹脂材料を母材として含む樹脂組成物１７０ｒをディスペンサ等によって蛍光体シート１５０ｓ上に付与する。典型的には、このとき、蛍光体シート１５０ｓの一方の主面の複数の領域上に樹脂組成物１７０ｒを付与してよい。さらに、図１０に示すように、発光素子１３０の上面１３０ａを蛍光体シート１５０ｓに対向させて、樹脂組成物１７０ｒが付与された蛍光体シート１５０ｓの各領域上に発光素子１３０を配置する。
【００８４】
次に、蛍光体シート１５０ｓ上の樹脂組成物１７０ｒを硬化させる。樹脂組成物１７０ｒの硬化により、図１１に示すように、発光素子１３０の側面１３０ｃの少なくとも一部を覆う接合部材１７０を形成する。さらに、母材としての樹脂材料と、光反射性のフィラーとを含有する樹脂組成物を蛍光体シート１５０ｓ上に付与し、蛍光体シート１５０ｓ上の樹脂組成物を硬化させる。これにより、蛍光体シート１５０ｓ上の構造を一括して覆う第１樹脂層１４０Ｔを形成する。第１樹脂層１４０Ｔの形成には、トランスファー成型、圧縮成型、スプレー塗布、印刷、ポッティング等の各種の方法を適用できる。
【００８５】
蛍光体シート１５０ｓ上に第１樹脂層１４０Ｔが形成された状態において、各発光素子１３０の電極１３４は、図１１に示すように、典型的には、第１樹脂層１４０Ｔに覆われている。ここでは、図１２に示すように、蛍光体シート１５０ｓ上に第１樹脂層１４０Ｔが形成された構造体を耐熱性の粘着テープ等の支持体４００上に配置し、研削といし４１０を備えるグラインダ等を利用した研削加工により、第１樹脂層１４０Ｔの一部を蛍光体シート１５０ｓとは反対側から除去する。これにより、各発光素子１３０の電極１３４の下面を研削面から露出させる。
【００８６】
その後、ダイシング装置等により、蛍光体シート１５０ｓ上において互いに隣接する２つの発光素子１３０の間の位置で蛍光体シート１５０ｓおよび第１樹脂層１４０Ｔを切断する。この切断の工程により、第１樹脂層１４０Ｔおよび蛍光体シート１５０ｓからそれぞれ光反射性部材１４０および波長変換部材１５０を形成して、図１３に示すように、それぞれが、発光素子１３０と、発光素子１３０を覆う波長変換部材１５０とを有する複数の発光体ブロック１３０Ｂを得ることができる。
【００８７】
次に、これらの発光体ブロック１３０Ｂを導光板２１０に接合する。発光体ブロック１３０Ｂの接合においては、図１４に示すように、ディスペンサ等を利用して導光板２１０の各第１凹部１１の内部に樹脂組成物１６０ｒを付与する。樹脂組成物１６０ｒとしては、第１透光部材２３０の材料あるいは接合部材１７０の材料と同様に、透明な樹脂材料を母材として含む樹脂組成物を用いることができる。樹脂組成物１６０ｒは、第１透光部材２３０を形成するための樹脂組成物２３０ｒと共通であってもよい。樹脂組成物１６０ｒに、母材とは異なる屈折率を有する材料を分散させておいてもよい。
【００８８】
第１凹部１１の内部への樹脂組成物１６０ｒの付与後、上述の発光体ブロック１３０Ｂを各第１凹部１１内に配置する。このとき、図１５に示すように、発光素子１３０の電極１３４を導光板２１０とは反対側に向けた状態で、発光体ブロック１３０Ｂの波長変換部材１５０が樹脂組成物１６０ｒに埋め込まれるようにして第１凹部１１内に発光体ブロック１３０Ｂを配置する。なお、発光体ブロック１３０Ｂの全体が導光板２１０の下面２１０ｂよりも低い位置に埋め込まれている必要はない。
【００８９】
また、第１凹部１１内に発光体ブロック１３０Ｂが挿入された状態において、樹脂組成物１６０ｒの表面が導光板２１０の下面２１０ｂに整合した平坦面である必要はない。例えば、発光素子１３０の電極１３４が樹脂組成物１６０ｒによって覆われない限りにおいて、発光体ブロック１３０Ｂに押しのけられた樹脂組成物１６０ｒが導光板２１０の下面２１０ｂから盛り上がっていてもかまわない。第１凹部１１内に発光体ブロック１３０Ｂが挿入された状態において、樹脂組成物１６０ｒのうち導光板２１０の下面２１０ｂ上に位置する部分の体積は、第１凹部１１の内部に付与する樹脂組成物１６０ｒの量を調整することによって制御可能である。
【００９０】
次に、樹脂組成物１６０ｒを硬化させる。樹脂組成物１６０ｒの硬化により、樹脂組成物１６０ｒから第２透光部材１６０を形成し、複数の第１凹部１１のうち対応する１つの内側に発光素子１３０を第２透光部材１６０によって固定することができる。樹脂組成物１６０ｒを、第１透光部材２３０の材料である樹脂組成物２３０ｒと共通とした場合には、第１凹部１１への樹脂組成物１６０ｒの付与の工程において溝部２１０Ｇの内部への樹脂組成物２３０ｒの付与を実行してもよい。第１透光部材２３０の材料と第２透光部材１６０の材料とを共通とすることにより、樹脂組成物１６０ｒの硬化とあわせて樹脂組成物２３０ｒを硬化させることができ、第１凹部１１の内側への発光素子１３０の配置と第１透光部材２３０の形成とを一括して実行することが可能になる。
【００９１】
次に、導光板２１０の下面２１０ｂ上に、例えば光反射性のフィラーが分散された樹脂組成物を付与する。さらに、付与された樹脂組成物を硬化させる。これにより、図１６に示すように、導光板２１０の下面２１０ｂ、第１透光部材２３０、発光体ブロック１３０Ｂおよび第２透光部材１６０を覆う第２樹脂層２２０Ｔを導光板２１０の下面２１０ｂ側に形成する。第２樹脂層２２０Ｔの材料は、光反射性部材１４０の材料と共通であってもよい。第２樹脂層２２０Ｔの形成には、トランスファー成型、圧縮成型、スプレー塗布、印刷、ポッティング等の各種の方法を適用できる。この段階で、各発光素子１３０の電極１３４が第２樹脂層２２０Ｔに覆われていてもかまわない。
【００９２】
第２樹脂層２２０Ｔの形成後、研削加工等により、第２樹脂層２２０Ｔの表面から、各第１凹部１１に対応した位置にある発光素子１３０の電極１３４の下面を露出させる。これにより、図１７に模式的に示すように、第２樹脂層２２０Ｔから反射性樹脂層２２０を形成することができる。このとき、導光板２１０の下面２１０ｂからの光の漏れを抑制する観点から、第２透光部材１６０の全体が研削後の状態においても反射性樹脂層２２０に覆われている状態であることが有利である。
【００９３】
その後、必要に応じて、図１８に模式的に示すように、反射性樹脂層２２０の下面２２０ｂ上に配線層１８０を形成する。配線層１８０は、例えば反射性樹脂層２２０の形成後に、スパッタリング等によって反射性樹脂層２２０の下面２２０ｂ上に金属膜を形成し、例えばレーザアブレーションによって金属膜をパターニングすることによって形成可能である。金属膜は、積層膜の形で反射性樹脂層２２０の下面２２０ｂ上に形成されてもよい。例えば、Ｃｕ、ＮｉおよびＡｕを順次に堆積することにより、反射性樹脂層２２０の下面２２０ｂ上に金属膜を形成してもよい。
【００９４】
以上の工程により、図１に示す発光モジュール２００が得られる。なお、図８に例示する構成において、導光板２１０の上面２１０ａのうち第２凹部１２以外の領域、ならびに、下面２１０ｂのうち第１凹部１１および溝部２１０Ｇ以外の領域は、概ね平坦な面である。しかしながら、導光板２１０の上面２１０ａおよび下面２１０ｂの形状は、この例に限定されず、例えば、第２凹部１２、第１凹部１１および溝部２１０Ｇを除く領域に、光を拡散または反射させる構造が形成されていてもよい。例えば、導光板２１０の表面のうち、第２凹部１２、第１凹部１１および溝部２１０Ｇを除く領域に微細な凹凸パターンを設けたり、第２凹部１２、第１凹部１１および溝部２１０Ｇを除く領域を粗面としたりしてもよい。
【００９５】
上述の例示的な製造工程から理解されるように、本実施形態では、発光素子１３０が、配線基板側ではなく導光板２１０側に予め固定されるので、発光素子１３０と、導光板２１０の上面２１０ａ側の光拡散構造との間の位置ずれの発生を抑制し得る。なお、発光モジュール２００を構成する複数の発光セル１００Ｕの構造は、典型的には、これらの発光セル１００Ｕの間で共通である。しかしながら、共通の構造を有する複数の発光セルのみによって発光モジュールが構築されることは、本開示の実施形態において必須ではない。例えば、４行４列に配列された１６個の発光セル１００Ｕのうち、発光面の中央部に位置する４個の発光セルと、これらのセルを取り囲む、外周部の１２個の発光セルとの間で、導光板２１０の下面２１０ｂ側に位置する溝の深さを異ならせてもよい。あるいは、発光面の中央部に位置する１以上の発光セルと、外周部に位置する複数の発光セルとの間で、光拡散構造の構成、例えば、第２凹部１２の大きさを変えてもよい。
【００９６】
（面発光光源の実施形態）
図１９は、本開示の他のある実施形態による面発光光源の例を示す。図１９に示す面発光光源３００は、複数の発光モジュール２００の二次元配列を含む。図１９は、上述の発光モジュール２００を８行１６列に配置した例であり、発光モジュール２００の二次元配列を導光板２１０の上面２１０ａ側から見た外観を模式的に示している。
【００９７】
行方向または列方向において隣接する２つの発光モジュール２００の導光板２１０は、典型的には、互いに直接に接触する。しかしながら、隣接する２つの発光モジュール２００の導光板２１０が互いに直接に接触するようにして二次元配列が形成されることは必須ではなく、互いに隣接する２つの導光板２１０間に、これらを互いに光学的に結合する導光構造が介在されてもよい。このような導光構造は、例えば、導光板２１０の側面に透光性の接着剤を付与した後、付与した接着剤を硬化させることによって形成できる。あるいは、互いに間隔をあけて複数の発光モジュール２００を二次元に配置し、互いに隣接する２つの導光板２１０の間の領域を透光性の樹脂材料で充填後、樹脂材料を硬化させることによって導光構造を形成してもよい。導光板２１０間に位置する導光構造の材料としては、例えば、上述の接合部材１７０と同様の材料を用いることができる。導光構造の母材として、導光板２１０の材料と同等かそれ以上の屈折率を有する材料を用いることができると有益である。導光板２１０間に位置する導光構造に光拡散機能を付与してもよい。
【００９８】
図１９に示す例において、各発光モジュール２００の縦方向の長さＬおよび横方向の長さＷは、例えば、それぞれおよそ２４．３ｍｍおよび２１．５ｍｍである。したがって、図１９に示す発光モジュール２００の配列は、アスペクト比が１６：９の、１５．６インチのスクリーンサイズに適合している。例えば、図１９に示す発光モジュール２００の配列は、１５．６インチのスクリーンサイズを有するラップトップパソコンのバックライトユニットに好適に用いることができる。
【００９９】
本開示の実施形態によれば、各発光モジュール２００の上面である、導光板２１０の上面２１０ａの集合が発光面を構成する。そのため、大面積の発光面が得られる。また、発光モジュール２００の配置を変更したり、面発光光源３００に含まれる発光モジュール２００の数を変更したりすることにより、スクリーンサイズの異なる複数種の液晶パネルに容易に面発光光源３００を適用することができる。すなわち、発光モジュール２００中の導光板２１０等に関する光学計算をやり直したり、導光板２１０を形成するための金型を再製作したりする必要なく、スクリーンサイズの変更に対して柔軟に対応することが可能である。そのため、スクリーンサイズの変更に対して製造コストおよびリードタイムの増大を招来させずに済む。
【０１００】
図２０は、図１９に示す複数の面発光光源３００を２行２列に配列した構成を示す。この場合、合計５１２個の発光モジュール２００により、アスペクト比が１６：９の、３１．２インチのスクリーンサイズに適合した面光源を構成することができる。例えば、図２０に示す発光モジュール２００の配列は、液晶テレビのバックライトユニット等に用いることができる。このように本実施形態によれば、さらなる大面積の発光面を得ることも比較的容易である。
【０１０１】
複数の発光モジュール２００の組み合わせによって面発光光源３００の発光面を構成する手法によれば、スクリーンサイズに応じて光学系の設計をやり直したり、導光板の形成のための金型を再製作したりすることなく、多様なスクリーンサイズの液晶パネルに柔軟に対応することが可能になる。すなわち、スクリーンサイズに適合したバックライトユニットを低コストかつ短納期で提供し得る。また、仮に、断線等により点灯しない発光素子が存在した場合であっても、不具合が生じた発光素子を含む発光モジュールを交換すれば済むという利点も得られる。
【０１０２】
（複数の発光モジュール２００の間の電気的接続）
図２等を参照しながら説明したように、反射性樹脂層２２０の下面２２０ｂ上には、発光セル中の発光素子との電気的接続を有する配線層１８０が設けられ得る。このような構成においては、配線層１８０に対する電源等の接続によって、発光モジュール２００中の発光素子と電源等との間に容易に電気的接続を形成することができる。すなわち、配線層１８０に電源を接続することによって簡単に面発光が得られる。
【０１０３】
図２１は、発光モジュール２００を配線基板に接続した状態の一例を示す。ある実施形態において、本開示の発光モジュールは、図２１に示すように、配線基板２６０を有し得る。図２１に例示する構成において、配線基板２６０は、絶縁基材２６５と、絶縁基材２６５上の第１配線層２６１および第２配線層２６２と、複数のビア２６４とを有する。第１配線層２６１は、絶縁基材２６５の一方の主面上に設けられ、第２配線層２６２は、絶縁基材２６５の他方の主面に位置する。これら第１配線層２６１および第２配線層２６２は、絶縁基材２６５の内部に配置されたビア２６４によって互いに電気的に接続される。
【０１０４】
配線基板２６０は、発光モジュール２００の下面側、すなわち、導光板２１０の上面２１０ａとは反対側に位置し、発光モジュール２００の配線層１８０に対して第１配線層２６１が対向させられている。この例では、発光モジュール２００は、配線層１８０がはんだ等によって配線基板２６０の第１配線層２６１に結合させられることにより、配線基板２６０に実装されている。本実施形態によれば、各発光素子との接続を有する配線層１８０を発光モジュール２００側に設けることができるので、配線基板２６０側に複雑な配線パターンを形成することなく、ローカルディミング等に要求される接続を容易に形成することができる。配線層１８０は、各発光素子の電極１３４の下面よりも大きな面積を有し得るので、第１配線層２６１に対する電気的な接続の形成も比較的容易である。あるいは、例えば発光モジュール２００が配線層１８０を有しない場合には、発光素子の電極を配線基板２６０の第１配線層２６１に接続してもよい。
【０１０５】
図２２は、配線層１８０の配線パターンの一例を示す。簡単のために、図２２では、面発光光源３００に含まれ得る複数の発光モジュール２００のうちの４つを取り出してそれらの電気的接続を模式的に示している。
【０１０６】
面発光光源３００は、発光モジュール２００ごとに配線層１８０を有し、各発光モジュール２００の配線層１８０は、発光モジュール２００に含まれる複数の発光素子１３０を互いに電気的に接続している。図２２に示す例では、各発光モジュール２００の配線層１８０は、４個の発光素子１３０を直列に接続し、かつ、直列に接続された発光素子１３０の４個の群を並列に接続している。
【０１０７】
図２２に示すように、これら配線層１８０の各々は、発光素子１３０を駆動するドライバ２５０に接続され得る。ドライバ２５０は、発光モジュールを支持する基板等（例えば配線基板２６０）の上に配置されて配線層１８０に電気的に接続されてもよいし、発光モジュールを支持する基板等とは別個の基板上に配置されて配線層１８０に電気的に接続されてもよい。このような回路構成のもとでは、１６個の発光素子１３０を含む発光モジュール２００を単位とするローカルディミング動作が可能である。もちろん、配線層１８０による複数の発光素子１３０の接続は、図２２に示す例に限定されず、発光モジュール２００中の各発光素子１３０が独立して駆動するように接続されていてもよい。あるいは、発光モジュール２００に含まれる発光素子１３０を複数の群に分割し、複数の発光素子１３０を含む群の単位で発光素子１３０を駆動可能に複数の発光素子１３０を電気的に接続してもよい。
【０１０８】
以上に説明したように、本開示の実施形態によれば、厚さをより低減しながら、多様なスクリーンサイズに柔軟に対応可能な光源装置を提供することができる。なお、上述した各実施形態において、図に示す発光素子１３０および発光モジュール２００の配列は、あくまでも例示であり、例えば面発光光源３００中の発光モジュール２００の数および配置は、任意に設定し得る。また、上述した各実施形態は、あくまでも例示であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の組み合わせが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本開示の実施形態は、各種照明用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源等に有用である。特に、液晶表示装置に向けられたバックライトユニットに有利に適用できる。本開示の実施形態による発光装置は、厚さ低減の要求が厳しいモバイル機器の表示装置用のバックライト、ローカルディミング制御が可能な面発光装置等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１１    第１凹部
１２    第２凹部
１００Ｕ    発光セル
１３０    発光素子
１３０Ｂ    発光体ブロック
１３０ａ    発光素子の上面
１３０ｃ    発光素子の側面
１３２    発光素子の素子本体
１３４    発光素子の電極
１４０    光反射性部材
１５０    波長変換部材
１６０    第２透光部材
１７０    接合部材
１８０    配線層
２００    発光モジュール
２１０    導光板
２１０Ｇ    溝部
２１２、２１４    溝
２２０    反射性樹脂層
２３０    第１透光部材
２５０    ドライバ
２６０    配線基板
３００    面発光光源
【図１】
2020107506.tif 000003
【図２】
2020107506.tif 000004
【図３】
2020107506.tif 000005
【図４】
2020107506.tif 000006
【図５】
2020107506.tif 000007
【図６】
2020107506.tif 000008
【図７】
2020107506.tif 000009
【図８】
2020107506.tif 000010
【図９】
2020107506.tif 000011
【図１０】
2020107506.tif 000012
【図１１】
2020107506.tif 000013
【図１２】
2020107506.tif 000014
【図１３】
2020107506.tif 000015
【図１４】
2020107506.tif 000016
【図１５】
2020107506.tif 000017
【図１６】
2020107506.tif 000018
【図１７】
2020107506.tif 000019
【図１８】
2020107506.tif 000020
【図１９】
2020107506.tif 000021
【図２０】
2020107506.tif 000022
【図２１】
2020107506.tif 000023
【図２２】
2020107506.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月13日(2020.4.13)
【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】
複数の行と列とに配列された複数の第１凹部および前記複数の第１凹部のそれぞれを取り囲むグリッド状の溝部が設けられた第１面、ならびに、前記第１面とは反対側に位置する第２面を有する導光板と、
前記導光板の前記複数の第１凹部のうち対応する１つの内側にそれぞれ配置された複数の発光素子と、
前記導光板の前記溝部の内部に位置し、前記導光板よりも低い屈折率を有する第１透光部材と、
前記導光板の前記第１面および前記第１透光部材を覆う反射性樹脂層と
を備え、
前記第１透光部材の屈折率は、１．３５以上１．６以下であり、
前記導光板の屈折率は、１．５以上１．７以下である、発光モジュール。
【請求項２】
前記導光板の前記第２面は、複数の光拡散構造を有し、
前記複数の光拡散構造のそれぞれは、前記複数の第１凹部のうち対応する１つの反対側に位置する、請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記複数の光拡散構造のそれぞれは、第２凹部である、請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記溝部は、前記行または前記列に沿って延びる複数の傾斜面を含む、請求項１から３のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記溝部は、前記行および前記列に沿って延びる丸溝の集合である、請求項１から３のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記複数の第１凹部のそれぞれは、底面および１以上の側面を有し、
前記複数の発光素子のそれぞれは、上面を有し、かつ、前記上面とは反対側に位置する電極を含み、
各第１凹部の前記底面と前記発光素子の前記上面との間に配置された波長変換部材と、
各第１凹部の内側において前記発光素子の側面を覆う光反射性部材と
をさらに備え、
前記発光素子の前記電極の下面は、前記光反射性部材から露出されている、請求項１から５のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項７】
それぞれの少なくとも一部が前記複数の第１凹部のうち対応する１つの内部に位置する複数の第２透光部材をさらに備え、
前記波長変換部材は、前記複数の第２透光部材のうち対応する１つによって前記第１凹部の前記底面に配置されている、請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記反射性樹脂層は、前記複数の第２透光部材をさらに覆っている、請求項７に記載の発光モジュール。
【請求項９】
上面視における前記導光板の外形は、矩形状である、請求項１から８のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項１０】
前記第１透光部材は、母材と、前記母材中に分散しており、前記母材と異なる屈折率を有する材料とを含み、光拡散機能を有する、請求項１から９のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の発光モジュールを複数備え、前記発光モジュールの二次元配列を有する面発光光源。