(57)【要約】【課題】厚さがより低減された光源装置を提供する。【解決手段】発光装置は、行および列に配列された複数の光学セグメント１１０と、第１光拡散構造１９１とを備える。各光学セグメントは、導光板１２０および複数の発光素子１３０を含む。導光板は、第１面１２０ａと、第１面とは反対側に位置する第２面１２０ｂとを有する。第１光拡散構造は、導光板の第１面側に位置し、複数の光学セグメントの配列の外周に沿って延びており、複数の光学セグメントの配列の外側に位置する部分を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
行および列に配列され、それぞれが、第１面および前記第１面とは反対側に位置する第２面を有する導光板と、複数の発光素子とを含む複数の光学セグメントと、
前記導光板の前記第１面側に位置し、前記複数の光学セグメントの配列の外周に沿って延びる第１光拡散構造と
を備え、
前記第１光拡散構造は、前記複数の光学セグメントの配列の外側に位置する部分を有する、発光装置。
【請求項２】
前記導光板の前記第１面側に位置し、互いに隣接する光学セグメントの境界を跨ぎ、かつ、前記境界に沿って延びる第２光拡散構造をさらに備える、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の光学セグメントの外周を取り囲む枠体をさらに備え、
前記第１光拡散構造の一部は、前記枠体の上面上に位置し、前記第１光拡散構造の他の一部は、前記光学セグメントの前記第１面上に位置する、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
互いに隣接する光学セグメント間に位置し、前記互いに隣接する光学セグメントを互いに光学的に結合する導光構造をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記導光板の前記第２面側に位置し、各発光素子の側面を覆う光反射部材をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記導光板の前記第１面は、二次元に配列された複数の光拡散部を有し、
各発光素子は、前記導光板の前記第２面側において前記複数の光拡散部のうち対応する１つの直下の位置に固定されている、請求項１から５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記導光板の前記第２面は、複数の凹部を有し、
前記複数の凹部のそれぞれは、前記複数の光拡散部のうちの対応する１つの反対側に位置し、
各凹部の内部に配置された波長変換部材をさらに備える、請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
複数の導光部材をさらに備え、
各発光素子は、前記複数の導光部材の１つによって前記波長変換部材のうち対応する１つに接合されている、請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記導光板の前記複数の光拡散部は、複数の第２の凹部である、請求項６から８のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１０】
それぞれが各光学セグメントの前記複数の発光素子を互いに電気的に接続する複数の配線をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１１】
各光学セグメントの上面視における形状は、矩形状であり、
前記矩形状の１辺の長さは、２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲である、請求項１から１０のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１２】
前記複数の光学セグメントの前記配列の上面視における形状は、矩形状であり、
前記第１光拡散構造は、前記配列の前記矩形状の一辺に沿って延びる直線状の構造である、請求項１から１１のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１３】
前記複数の光学セグメントの前記配列の上面視における形状は、矩形状であり、
前記第１光拡散構造は、
前記配列の前記矩形状の一辺に沿って延びる直線状の第１部分と、
前記配列の前記矩形状の前記一辺に対向する他の一辺に沿って延びる直線状の第２部分と
を含む、請求項１から１１のいずれかに記載の発光装置。
【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】
液晶パネルの背面にＬＥＤ等の光源を二次元に配置した、いわゆる直下方式のバックライトが知られている。例えば下記の特許文献１および２は、複数のＬＥＤと、光学シートとを有するバックライトユニットを開示している。
【０００３】
特許文献１のバックライトユニットにおいて、複数のＬＥＤは、バックシャーシに配置された基板上に実装され、複数の光学シートが、これらＬＥＤから間隔をあけてＬＥＤの光出射側に配置される。特許文献２は、それぞれがＬＥＤおよび導光体を含む複数の構造体を接着剤によって互いに連結した導光体ユニットを開示している。各導光体は、出射面とは反対側の中央部に凹部を有しており、光源としてのＬＥＤは、各導光体の凹部に配置される。また、各導光体の、光学シート側に位置する出射面とは反対側の中央部は、端部と比較して相対的に厚くされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０３２３７３号公報
【特許文献２】特開２００９−１５２１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤに代表される複数の光源を含む発光装置をより薄くできると、発光装置をバックライトとして含む機器をより小型化できるので有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の実施形態による発光装置は、行および列に配列され、それぞれが、第１面および前記第１面とは反対側に位置する第２面を有する導光板と、複数の発光素子とを含む複数の光学セグメントと、前記導光板の前記第１面側に位置し、前記複数の光学セグメントの配列の外周に沿って延びる第１光拡散構造とを備え、前記第１光拡散構造は、前記複数の光学セグメントの配列の外側に位置する部分を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の実施形態によれば、より薄型化、小型化された発光装置、例えばバックライトが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示のある実施形態による発光装置を有する液晶表示装置の例示的な構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図２】光源ユニット３２０を光学セグメント１１０の上面１１０ａ側から見たときの外観の一例を示す模式的な平面図である。
【図３】発光装置１００Ａを光学セグメント１１０の上面１１０ａに垂直に切断したときの断面の一部を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】光学セグメント１１０を上面１１０ａ側から見たときの外観の一例を示す模式的な平面図である。
【図５】図３のうち発光素子１３０とその周辺とを拡大して示す模式的断面図である。
【図６】配線１６０の配線パターンの一例を示す図である。
【図７】第１光拡散構造１９１の断面形状の例を示す模式的な断面図である。
【図８】第１光拡散構造１９１の断面形状の他の例を示す模式的な断面図である。
【図９】第１光拡散構造１９１の断面形状のさらに他の例を示す模式的な断面図である。
【図１０】第１光拡散構造１９１の断面形状のさらに他の例を示す模式的な断面図である。
【図１１】光学セグメント１１０の二次元配列の一例を示す模式的な平面図である。
【図１２】光学セグメント１１０の二次元配列の他の一例を示す模式的な平面図である。
【図１３】図１２に示す光学セグメント１１０の配列に加えて第１光拡散構造１９１を有する構成を示す模式的な平面図である。
【図１４】第１光拡散構造の形状のさらに他の例を示す模式的な平面図である。
【図１５】第１光拡散構造の形状のさらに他の例を示す模式的な平面図である。
【図１６】図１６は、本開示の他のある実施形態による発光装置を示す模式的な平面図である。
【図１７】図１７は、本開示のさらに他のある実施形態による発光装置を示す模式的な平面図である。
【図１８】図１８は、本開示のさらに他のある実施形態による発光装置を示す模式的な断面図である。
【図１９】光学セグメント１１０間に配置された導光構造の形状の他の例を示す模式的な断面図である。
【図２０】第１光拡散構造の形状の他の例を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、本開示による発光装置は、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。
【００１０】
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、実際の発光装置における寸法、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。
【００１１】
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。
【００１２】
（発光装置の実施形態）
図１は、本開示のある実施形態による発光装置を有する液晶表示装置の例示的な構成を示す。図１に示す液晶表示装置３００は、概略的には、液晶パネル３１０と、バックライトユニットとしての光源ユニット３２０とを有する。図１に模式的に示すように、液晶表示装置３００は、典型的には、液晶パネル３１０と光源ユニット３２０との間に配置された光学シート群３３０をさらに有する。この例では、光学シート群３３０は、光拡散シート３３２、第１レンズシート３３４および第２レンズシート３３６を含み、これらのシートのうち光拡散シート３３２は、光源ユニット３２０の最も近くに位置する。図示する例において、第１レンズシート３３４および第２レンズシート３３６の組は、光拡散シート３３２と液晶パネル３１０の背面３１０ｂとの間に配置されている。
【００１３】
光源ユニット３２０は、ガラスエポキシ基板等の支持基板２００と、支持基板２００の一方の主面である上面２００ａに支持された発光装置１００Ａとを含む。発光装置１００Ａは、複数の光学セグメント１１０の二次元配列をその一部に含む。後述するように、各光学セグメント１１０は、導光板および複数の発光素子を含み、液晶パネル３１０の背面３１０ｂに向けて光を提供する。なお、この例では、発光装置１００Ａは、液晶パネル３１０とは反対側に層状の光反射部材１５０を有している。
【００１４】
各光学セグメント１１０の上面１１０ａは、上面視において矩形状の外形を有する。図示する例において、光学セグメント１１０は、行および列に配列されており、したがって、ここでは、光学セグメント１１０の配列の全体の上面視における外形は、矩形状である。
【００１５】
図１に例示する構成において、発光装置１００Ａは、枠体１８０を有する。図２は、光源ユニット３２０を光学セグメント１１０の上面１１０ａ側から見たときの外観の一例を示す。図２に示すように、枠体１８０は、複数の光学セグメント１１０の二次元配列を取り囲む形状を有する。枠体１８０の中央に設けられる開口の形状および寸法は、典型的には、複数の光学セグメント１１０の集合によって形成される矩形状の外形に概ね一致するように設計され、したがって、枠体１８０は、複数の光学セグメント１１０の、上面２００ａ上での動きを規制する規制構造として機能し得る。光源ユニット３２０を収容するバックシャーシの一部が枠体１８０として機能することもあり得る。
【００１６】
図１および図２に示すように、発光装置１００Ａは、光学セグメント１１０の上面１１０ａ側に第１光拡散構造１９１をさらに有する。第１光拡散構造１９１は、透光性を有し、複数の光学セグメント１１０の二次元配列の外周に沿って延びる形状を有する。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。
【００１７】
図１および図２に示すように、ここでは、第１光拡散構造１９１は、複数の光学セグメント１１０の上面１１０ａによって規定される矩形状の各辺に沿って延びる複数の三角柱状の構造を含み、全体として、中央に開口を有する矩形状を有する。図２に模式的に示すように、第１光拡散構造１９１の一部は、枠体１８０の上面１８０ａ上に位置し、第１光拡散構造１９１の他の一部は、複数の光学セグメント１１０のうち、一部の光学セグメント１１０の上面１１０ａ上に位置する。すなわち、第１光拡散構造１９１は、複数の光学セグメント１１０の二次元配列の外側に位置する部分を含む。
【００１８】
本開示の実施形態によれば、複数の光学セグメント１１０の上面１１０ａの集合が、発光装置において光が出射される発光面を構成する。後に詳しく説明するように、各光学セグメント１１０の上面１１０ａとは反対側において複数の発光素子が光学セグメント１１０の導光板上に配置される。換言すれば、各光学セグメント１１０において、複数の発光素子は、基本的に導光板から離間して配置されない。本開示の実施形態によれば、各発光素子からの光を導光板によって拡散させてから光学セグメント１１０の上面１１０ａから出射させることができるので、発光素子の直上において局所的に高い輝度が生じるといった輝度ムラの発生を抑制可能であり、厚さが低減された光源装置を提供することが可能になる。
【００１９】
また、本開示の実施形態によれば、複数の光学セグメント１１０の上面１１０ａの集合が発光面を構成するので、光学セグメント１１０の配置を変更したり、発光装置に含まれる光学セグメント１１０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発光装置を適用できる。すなわち、光学セグメント１１０中の導光板等に関する光学計算をやり直したり、導光板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。
【００２０】
特に、本開示の実施形態によれば、発光装置が光学セグメント１１０の上面１１０ａ側に第１光拡散構造を有するので、複数の光学セグメント１１０の二次元配列の外縁における配光をより外側に拡大し得る。したがって、光学セグメント１１０の配置または数の変更だけでは対応できないようなスクリーンサイズの液晶パネルに対しても、発光装置の適用の可能性をより広げることができる。
【００２１】
以下、発光装置１００Ａの各構成要素をより詳細に説明する。
【００２２】
［光学セグメント１１０］
図３は、発光装置１００Ａを光学セグメント１１０の上面１１０ａに垂直に切断したときの断面の一部を拡大して模式的に示し、図４は、光学セグメント１１０を上面１１０ａ側から見たときの外観の一例を示す。
【００２３】
各光学セグメント１１０は、上面１２０ａ（第１面）および上面１２０ａとは反対側の下面１２０ｂ（第２面）を有する導光板１２０と、導光板１２０の下面１２０ｂ側に位置する複数の発光素子１３０とを含む。導光板１２０の上面１２０ａは、図１、図２に示す光学セグメント１１０の上面１１０ａを構成する。図３に例示する構成において、各光学セグメント１１０は、導光板１２０の下面１２０ｂ側に光反射部材１５０および配線１６０を有する。
【００２４】
［導光板１２０］
導光板１２０は、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、または、ガラスから形成され、透光性を有する。導光板１２０は、発光素子１３０からの光を拡散させて上面１２０ａから出射させる機能を有する。導光板１２０の形成には、射出成型のほか、トランスファーモールド、熱転写等も適用し得る。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１２０を製造可能であるので有利である。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。導光板１２０は、例えば、母材とは異なる屈折率を有する材料が母材中に分散させられることによって光拡散機能が付与されてもよい。
【００２５】
図３および図４に例示する構成において、各光学セグメント１１０の導光板１２０は、上面１２０ａに複数の光拡散部１２２を有する。図４に示すように、ここでは、光拡散部１２２は、上面１２０ａにおいて４行４列の二次元配列を有し、各光学セグメント１１０に含まれる複数の発光素子１３０の各々は、複数の光拡散部１２２のうち対応する１つの直下に位置する。
【００２６】
光拡散部１２２は、発光素子１３０から出射されて導光板１２０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１２０の面内に拡散させる。導光板１２０の上面１２０ａに光拡散部１２２を設けることにより、上面１２０ａのうち、発光素子１３０の直上以外の領域における輝度が向上し、光学セグメント１１０の上面１１０ａにおける輝度ムラがより効果的に抑制され得る。すなわち、光拡散部１２２は、導光板１２０の薄化に貢献する。導光板１２０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。
【００２７】
この例では、光拡散部１２２は、円錐状の凹部の形で上面１２０ａに設けられており、光拡散部１２２を構成する傾斜面１２２ｂとの空気層との界面で光を反射させる。もちろん、光拡散部１２２の形状は、円錐形状に限定されない。光拡散部１２２の形状は、四角錐、六角錐等の多角錐形状等であってもよい。また、傾斜面１２２ｂの断面視における形状は、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１２０本体の材料とは屈折率の異なる材料で光拡散部１２２の内部が充填されていてもよい。あるいは、傾斜面１２２ｂ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。
【００２８】
導光板１２０は、単層であってもよく、複数の透光性の層を含む積層構造を有していてもよい。複数の透光性の層を積層する場合には、任意の層間に空気層等の、他とは屈折率の異なる層を介在させてもよい。積層構造の任意の層間に例えば空気層を介在させることにより、発光素子１３０からの光をより拡散させやすくなり、輝度ムラをより低減し得る。
【００２９】
導光板１２０の上面１２０ａの矩形状の一辺の長さは、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、導光板１２０の上面１２０ａの矩形状の一辺は、２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下の長さを有する。
【００３０】
この例では、導光板１２０は、さらに、下面１２０ｂ側に複数の凹部１２４を有する。図３に示すように、複数の凹部１２４の各々は、複数の光拡散部１２２のうち対応する１つの反対側に位置し、ここでは、これら凹部１２４内に波長変換部材１４０が配置されている。波長変換部材１４０は、凹部１２４の深さと同程度の厚さを有し得る。
【００３１】
凹部１２４は、例えば四角柱形状を有する。四角柱形状の対角線の長さは、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。四角柱形状の対角線の長さは、上面１２０ａ側に設けられた凹部の円錐形状の底面の直径とほぼ同じであってもよい。もちろん、凹部１２４の形状および大きさは、この例に限定されず、適宜に決定してよい。凹部１２４の平面視における形状の典型例は、矩形状、多角形状または円形状である。導光板１２０の下面１２０ｂにおいて複数の凹部１２４が均等に配置されている場合には、発光素子１３０から均等に光を広げる観点から、凹部１２４の平面視における形状が円形状であると有益である。凹部１２４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、上面１２０ａ側に設けられた凹部の円錐形状の底面の直径とほぼ同じであってもよい。
【００３２】
上面１２０ａ側および下面１２０ｂ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１２０ａ側の凹部と、下面１２０ｂ側の凹部とを一括して形成できるので、上面１２０ａ側の凹部と、下面１２０ｂ側の凹部との間の位置ずれの発生を回避し得る。光拡散部１２２が凹部の形で上面１２０ａに設けられる場合、下面１２０ｂに位置する凹部１２４の深さは、光拡散部１２２に到達しない限りにおいて適宜に設定され得る。凹部１２４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。
【００３３】
なお、図３に例示する構成において、導光板１２０の上面１２０ａのうち光拡散部１２２以外の領域、および、下面１２０ｂのうち凹部１２４以外の領域は、平坦な面である。しかしながら、導光板１２０の上面１２０ａおよび下面１２０ｂの形状は、この例に限定されず、例えば、光拡散部１２２および凹部１２４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、光拡散部１２２および凹部１２４を除く領域に微細な凹凸パターンを設けたり、光拡散部１２２および凹部１２４を除く領域を粗面としたりしてもよい。
【００３４】
［発光素子１３０］
図４に示すように、この例では、各光学セグメント１１０は、４行４列に配置された１６個の発光素子１３０を含む。図３に示すように、ここでは、複数の発光素子１３０の各々は、導光板１２０の下面１２０ｂに設けられた各凹部１２４内に配置された波長変換部材１４０のうち、対応する１つに接合される。
【００３５】
発光素子１３０の典型例は、ＬＥＤである。図３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。なお、ここでは、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であり、半導体積層構造に所定の電流を供給する機能を有する。
【００３６】
図４に模式的に示すように、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。すなわち、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バットウィング型の配光特性を得やすい。
【００３７】
発光素子１３０の上面視における形状は、長方形状であり得る。発光素子１３０が上面視において長方形状を有すると、発光素子１３０の上面１３０ａの反対側において正極と負極とを互いに離して形成することができ、後述する配線１６０の形成が容易になる。
【００３８】
図４に示すように、複数の発光素子１３０は、例えば、直交する二方向（例えばｘ方向およびｙ方向）に沿って二次元に配列される。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の光軸間の距離である。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４に示す例に限定されず、任意の数および配置を採用し得る。
【００３９】
複数の発光素子１３０の各々は、青色光を出射する素子であってもよいし、白色光を出射する素子であってもよい。また、複数の発光素子１３０は、互いに異なる色の光を発する素子を含んでいてもよい。例えば、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。以下では、発光素子１３０として、青色光を出射するＬＥＤを例示する。
【００４０】
［波長変換部材１４０］
上述したように、この例では、光学セグメント１１０は、複数の発光素子１３０に対応して複数の波長変換部材１４０を含む。波長変換部材１４０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１４０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１４０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１４０を通過した青色光と、波長変換部材１４０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。図３に例示するように、波長変換部材１４０の各々に発光素子１３０を配置する構成によれば、発光素子１３０からの光を波長変換部材１４０に入射させてから導光板１２０内で拡散でき、したがって、色ムラの発生を抑制して光の均一化に有利である。
【００４１】
波長変換部材１４０は、波長変換物質である蛍光体等の粒子が分散された樹脂組成物を、スキージー等を用いて導光板１２０の凹部１２４内に配置後、樹脂組成物を硬化させることによって形成できる。あるいは、蛍光体等の粒子が分散された板状の樹脂片を凹部１２４内に接着することにより、複数の波長変換部材１４０が下面１２０ｂ側に島状に現れるように複数の波長変換部材１４０を凹部１２４内に配置してもよい。樹脂片は、射出成型、圧縮成型、トランスファーモールド等によって得ることができ、蛍光体等の粒子が分散された樹脂組成物をシート状に成形した後、切断、パンチング等によって得ることも可能である。導光板１２０の下面１２０ｂに凹部１２４を設け、各凹部１２４内に波長変換部材１４０を形成することにより、複数の発光素子１３０に共通して単一の層の形で波長変換部材を形成する場合と比較して、波長変換部材の材料を節約し得る。
【００４２】
導光板１２０の下面１２０ｂに凹部１２４を設けずに、下面１２０ｂ上に複数の波長変換部材を島状に形成してもよい。この場合、ポッティング、印刷、スプレー等の方法によって波長変換部材を形成し得る。ただし、発光装置１００Ａをより薄くする観点からは、図３に示すように、凹部１２４内に波長変換部材１４０を配置する方が有利である。
【００４３】
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。波長変換部材１４０の母材は、ガラスであってもよい。波長変換部材１４０に効率的に光を導入する観点からは、波長変換部材１４０の母材が導光板１２０の材料よりも高い屈折率を有すると有益である。波長変換部材１４０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１４０に光拡散の機能を付与してもよい。例えば、波長変換部材１４０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。
【００４４】
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、ＹＡＧ系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体およびＣＡＳＮ等の窒化物系蛍光体、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。なお、波長変換部材１４０に含まれる蛍光体が同一の光学セグメント１１０内で共通であることは必須ではない。例えば、入射した青色光を黄色光に変換する波長変換部、入射した青色光を緑色光に変換する波長変換部、入射した青色光を赤色光に変換する波長変換部が単一の光学セグメント１１０中に混在されてもかまわない。
【００４５】
［導光部材１７０］
図５は、光学セグメント１１０に含まれる発光素子１３０のうちの１つとその周辺とを拡大して示す。図示する例において、発光素子１３０は、導光部材１７０を介して波長変換部材１４０に接合されている。図５に示すように、導光部材１７０の一部は、発光素子１３０の側面１３０ｃの少なくとも一部を覆う。導光部材１７０は、典型的には、発光素子１３０の上面１３０ａと、波長変換部材１４０の発光素子１３０側の下面１４０ｂとの間に位置する部分を有する。
【００４６】
導光部材１７０は、透光性の構造であり、発光素子１３０の発光ピーク波長を有する光に対して、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導光部材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。
【００４７】
本実施形態では、複数の波長変換部材１４０に対応させて各波長変換部材１４０上に１つの導光部材１７０が配置される。これにより、複数の導光部材１７０の１つによって波長変換部材１４０のうち対応する１つに発光素子１３０を接合することができる。各発光素子１３０に対応させて導光部材１７０を設けることにより、発光素子１３０が発する光のうち、発光素子１３０の側面１３０ｃから出る光の一部を導光部材１７０に入射させることができる。導光部材１７０に入射した光は、後述する光反射部材１５０と導光部材１７０との界面の位置で発光素子１３０の上方に向けて反射され、波長変換部材１４０に入射する。すなわち、導光部材１７０を設けることにより、波長変換部材１４０および導光板１２０を介して導光板１２０の上面１２０ａから取り出される光が増加し、結果として光の取出し効率が向上する。
【００４８】
導光部材１７０が発光素子１３０の側面１３０ｃのより多くの領域を覆うと、より多くの光を発光素子１３０の上方に導くことができるので有益である。導光部材１７０は、発光素子１３０の素子本体１３２の下端から上端までの全体を覆っていてもよい。なお、断面視における導光部材１７０の外面、すなわち、光反射部材１５０と導光部材１７０との界面の形状は、図５に示すような直線状に限定されない。導光部材１７０の外面の断面視における形状は、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。
【００４９】
複数の導光部材１７０の各々は、波長変換部材１４０の下面１４０ｂ上に導光部材１７０の材料をディスペンサ等によって付与し、付与された材料上に発光素子１３０を配置して、付与された材料を硬化させることにより形成することができる。導光部材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。導光部材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。導光部材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。導光部材１７０の材料に、例えば母材とは屈折率の異なる材料を分散させておいてもよい。
【００５０】
導光部材１７０の材料の粘度および量等を調整することにより、波長変換部材１４０の下面１４０ｂ上への付与の工程において、導光部材１７０の材料が上面視において波長変換部材１４０の外縁を越えて拡がらないようにすることが有益である。導光部材の外縁が、上面視において波長変換部材１４０の外縁を越えるような形状であると、波長変換部材１４０を経由せずに導光部材から導光板１２０に直接に入射する光が生じ得る。このような光は、発光面において輝度ムラおよび色ムラを生じさせる原因となり得る。上面視における導光部材１７０のサイズが波長変換部材１４０のサイズを上回らないようにすることにより、波長変換部材１４０を経由せずに導光板１２０に直接に入射する光の発生を回避して輝度ムラおよび／または色ムラの発生を抑制し得る。
【００５１】
また、ここでは、導光板１２０の下面１２０ｂ側において、導光板１２０の上面１２０ａに位置する光拡散部１２２の各々の反対側に凹部１２４を設け、凹部１２４内に波長変換部材１４０を配置している。すなわち、本実施形態では、発光素子１３０の各々は、導光板１２０の下面１２０ｂ側において複数の光拡散部１２２のうち対応する１つの直下の位置に、導光部材１７０によって固定されている。
【００５２】
図３および図５に例示するように波長変換部材１４０の各々上に発光素子１３０を配置する構成によれば、光拡散部１２２の直下にある波長変換部材１４０の位置を基準として、導光板１２０の下面１２０ｂ側に発光素子１３０を配置し得る。換言すれば、例えば波長変換部材１４０を発光素子１３０の位置決めに利用して、導光板１２０の下面１２０ｂ側の所望の位置に発光素子１３０をより確実に固定し得る。特に、ここでは、光拡散部１２２の直下の位置に凹部１２４が設けられているので、光拡散部１２２の、円錐形状の頂点を通り底面に垂直な軸に発光素子１３０の光軸Ｎが概ね一致するように発光素子１３０を配置し得る。上面視において例えば光拡散部１２２の中心と発光素子１３０の中心とが概ね一致するように導光板１２０に対して複数の発光素子１３０を配置することにより、複数の発光素子が配置された基板の上方に拡散板を配置する従来の構成と比較して、発光素子１３０と導光板１２０との間の位置ずれを抑制できる。さらに、光拡散部１２２によってより均一に発光素子１３０からの光を導光板１２０の面内に拡散させることが可能になる。
【００５３】
［光反射部材１５０］
光反射部材１５０は、光反射性の材料から形成され、導光板１２０の下面１２０ｂ側に位置する層状の構造である。本明細書において、「光反射性」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。光反射部材１５０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。光反射部材１５０が白色を有すると有益である。
【００５４】
図５に模式的に示すように、光反射部材１５０は、導光部材１７０の外面と、発光素子１３０の側面１３０ｃのうち導光部材１７０によって覆われていない部分とを覆う。また、光反射部材１５０は、発光素子１３０の素子本体１３２の下面のうち、電極１３４が配置された領域を除く領域をも覆う。なお、電極１３４の下面は、光反射部材１５０の下面１５０ｂから露出される。発光素子１３０の素子本体１３２の下面のうち、電極１３４が配置された領域を除く領域を光反射部材１５０によって覆うことにより、光反射部材１５０の下面１５０ｂ側への光の漏れを抑制して光の取出し効率を向上させ得る。また、導光板１２０の下面１２０ｂ側に層状に光反射部材１５０を形成することにより、波長変換部材１４０上からの発光素子１３０の脱落の防止、導光板１２０の補強等の効果も期待できる。
【００５５】
光反射部材１５０の材料としては、例えば光反射性のフィラーが分散された樹脂材料を用いることができる。光反射部材１５０を形成するための樹脂材料の母材としては、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。
【００５６】
例えば、導光部材１７０および発光素子１３０が埋め込まれるように導光板１２０の下面１２０ｂに光反射部材１５０の材料を付与した後、付与された材料を硬化させる。その後、研削加工等によって、光反射部材１５０の材料の硬化によって得られた光反射性の樹脂層の表面から電極１３４の下面を露出させることにより、光反射部材１５０を形成することができる。導光部材１７０および発光素子１３０を覆う光反射性の樹脂層の形成には、例えばトランスファーモールド、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。なお、導光板１２０の下面１２０ｂ側に凹部１２４を設けずに、複数の波長変換部材を下面１２０ｂ上に島状に形成した場合には、これら波長変換部材をも覆うように光反射性の樹脂層を形成し、樹脂層から電極１３４を露出させればよい。
【００５７】
［配線１６０］
配線１６０は、光反射部材１５０の下面１５０ｂ上に設けられ、各発光素子１３０の電極１３４に電気的に接続される。配線１６０は、各発光素子１３０に所定の電流を供給する機能を有する。各光学セグメント１１０に配線１６０を設けることにより、例えば各光学セグメント１１０中の複数の発光素子１３０同士を配線１６０によって電気的に接続することができる。すなわち、発光素子１３０を例えば光学セグメント１１０の単位で駆動させ、発光装置１００Ａをローカルディミング動作させることができる。また、光反射部材１５０の下面１５０ｂ上に配線１６０を設けることにより、支持基板２００上の配線に対する配線１６０の接続によって、光学セグメント１１０中の発光素子１３０と支持基板２００との間の電気的接続を形成することができる。すなわち、配線基板に対して発光素子ごとに正極および負極を接続する構成と比較して、発光装置１００Ａを支持基板２００に対してより容易に実装し得る。
【００５８】
図６は、配線１６０の配線パターンの一例を示す。簡単のために、図６では、発光装置１００Ａに含まれる複数の光学セグメント１１０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。
【００５９】
図６に例示する構成において、発光装置１００Ａは、光学セグメント１１０ごとに配線１６０を有し、各光学セグメント１１０の配線１６０は、光学セグメント１１０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。ここでは、各光学セグメント１１０の配線１６０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。
【００６０】
図６に示すように、これら配線１６０の各々は、発光素子１３０を駆動するドライバ２１０に接続され得る。ドライバ２１０は、支持基板２００上に配置されて配線１６０に電気的に接続されてもよいし、支持基板２００とは別個の基板上に配置されて配線１６０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を含む光学セグメント１１０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１６０による複数の発光素子１３０の接続は、図６に示す例に限定されず、光学セグメント１１０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、光学セグメント１１０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。
【００６１】
各光学セグメント１１０の配線１６０は、例えば光反射部材１５０の形成後に、スパッタリング等によって光反射部材１５０の下面１５０ｂ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、積層膜の形で光反射部材１５０の下面１５０ｂ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、光反射部材１５０の下面１５０ｂ上に金属膜を形成してもよい。
【００６２】
［第１光拡散構造１９１］
図１に示すように、第１光拡散構造１９１は、発光装置１００Ａの上面側、すなわち、導光板１２０の上面１２０ａに位置し、光学セグメント１１０の二次元配列が矩形状の外形を有することに対応して、枠形状を有する。第１光拡散構造１９１は、上述の枠体１８０の上面１８０ａに接着されることにより枠体１８０に固定されてもよい。第１光拡散構造１９１は、光学セグメント１１０の二次元配列において最も外側に位置する光学セグメント１１０の上面１１０ａからの光の配光をより外側の領域に拡大させる。
【００６３】
第１光拡散構造１９１は、透光性を有し、射出成型、トランスファーモールド等により形成され得る。第１光拡散構造１９１の材料の典型例は、アクリル、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂である。第１光拡散構造１９１の材料として、導光板１２０の材料と共通の材料を用いてもよい。第１光拡散構造１９１の材料が導光板１２０の材料と同等かそれ以上の屈折率を有すると有益である。第１光拡散構造１９１は、母材とは異なる屈折率を有する材料が母材中に分散されることにより、光拡散機能が付与されていてもよい。
【００６４】
上述の例では、第１光拡散構造１９１は、光学セグメント１１０の二次元配列によって形成される矩形状の四辺に沿って三角柱状の光拡散構造を結合させた構造を有している。しかしながら、第１光拡散構造１９１を光学セグメント１１０の上面１１０ａおよび光学セグメント１１０の二次元配列の矩形状の辺に垂直に切断したときの断面形状は、三角形に限定されない。図７〜図１０は、第１光拡散構造１９１の断面形状の例を示す。
【００６５】
第１光拡散構造１９１の断面形状は、図７に示すような台形状であってもよいし、図８に示すような半円状あるいは半楕円状であってもよい。図８からわかるように、第１光拡散構造１９１の延びる方向に垂直な断面における第１光拡散構造１９１の外形は、曲線状であってもかまわない。第１光拡散構造１９１は、図９に示すように、複数の凸部を含んでいてもよいし、図１０に示すように、第１光拡散構造１９１の表面が微細な凹凸を有していてもよい。このように、第１光拡散構造１９１の断面形状としては任意の形状を採用し得る。第１光拡散構造１９１の幅も、仕様に応じて任意に決定してよい。
【００６６】
上述したように、本開示の実施形態では、複数の発光素子１３０が、各光学セグメント１１０において導光板１２０の下面１２０ｂ側に接合される。そのため、複数のＬＥＤから間隔をあけて導光板等を配置する従来の構成と比較して、より厚さの低減された発光装置を提供し得る。なお、特に直下型の液晶表示装置では、液晶パネルとバックライトユニットとの間の距離が小さくなるために、バックライトユニットの発光面上の輝度ムラが液晶表示装置の輝度ムラとして現れやすい。本開示の実施形態では、複数の発光素子１３０の上面１３０ａから導光板１２０の上面１２０ａまでの距離が従来と比較して縮小されるが、各発光素子１３０からの光を導光板１２０によって拡散させてから光学セグメント１１０の上面１１０ａから出射させるので、発光面に輝度ムラが生じにくい。光拡散部１２２も、輝度ムラの抑制に貢献する。
【００６７】
本開示の実施形態によれば、例えば、光反射部材１５０を含めた構造の厚さ、換言すれば、支持基板２００の上面２００ａから光学セグメントの上面１１０ａまでの距離を５ｍｍ以下、３ｍｍ以下または１ｍｍ以下に縮小し得る。支持基板２００の上面２００ａから光学セグメントの上面１１０ａまでの距離は、０．７ｍｍ以上１．１ｍｍ以下程度であり得る。
【００６８】
また、発光素子１３０が配線基板側ではなく光学セグメント１１０側に予め固定されるので、発光素子１３０と導光板１２０の光拡散部１２２との間の位置ずれの発生を抑制し得る。さらに、光学セグメント１１０の上面１１０ａからは波長変換部材１４０および／または導光板１２０によって拡散させられた光が出射されるので、より均一な光を実現し得る。
【００６９】
なお、図７〜図１０に示す例では、光学セグメント１１０の配線１６０は、支持基板２００の上面２００ａ上に設けられた配線２１２に電気的に接続されている。配線２１２は、５〜５０μｍ程度の厚さを有する例えば銅配線である。例えば配線２１２上に導電材料を付与しておき、支持基板２００上に光学セグメント１１０を配置した後に加熱および加圧によって導電材料を溶融させ、導電材料を介して光学セグメント１１０の配線１６０と支持基板２００の配線２１２とを互いに電気的に接続することができる。支持基板２００に対する光学セグメント１１０の固定の方法は、特定の方法に限定されず、例えば、接着層を有するシートによって光学セグメント１１０を支持基板２００に固定してもよい。支持基板２００は、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。
【００７０】
［光学セグメント１１０の組み換えによるスクリーンサイズの変更］
本開示の実施形態によれば、さらに、光学セグメント１１０の配列の変更により、多様なスクリーンサイズに対応することが可能である。以下、この点を説明する。
【００７１】
図１１は、光学セグメント１１０の二次元配列の一例を示す。図１１は、光学セグメント１１０の二次元配列を光学セグメント１１０の上面１１０ａ側から見た外観を模式的に示しており、図面が過度に複雑となることを避けるために、枠体１８０および支持基板２００等の図示が省略されている。
【００７２】
図１１は、合計１２８個の光学セグメント１１０を８行１６列に配置した例を示している。図示する例において、上面視における光学セグメント１１０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１１に示す光学セグメント１１０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１１に示す光学セグメント１１０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。
【００７３】
図１２は、図１１に示す光学セグメント１１０のセットをさらに２行２列に配列した構成を示す。この場合、合計５１２個の光学セグメント１１０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１２に示す光学セグメント１１０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。
【００７４】
このように、複数の光学セグメント１１０の組み合わせによって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、拡散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光学セグメントを交換すれば済むという利点も得られる。
【００７５】
ただし、表示装置の仕様によっては、複数の光学セグメント１１０の組み合わせによって得られる矩形状よりも僅かに大きな発光エリアが要求されることがあり得る。例えば、アスペクト比が１６：９の、３１．５インチのスクリーンサイズに適合した面光源が要求されることも想定され得る。図１２中の二点鎖線ＳＳは、３１．５インチのスクリーンサイズの外縁の位置を模式的に示している。
【００７６】
図１３は、図１２に示す光学セグメント１１０の配列に加えて第１光拡散構造１９１を有する構成を示す。図１３に例示する構成によれば、第１光拡散構造１９１により、光学セグメント１１０の上面１１０ａからの光を光学セグメント１１０の二次元配列の外側に向けてより拡大することができる。すなわち、光学セグメント１１０の数を増加させることなく、光学セグメント１１０の二次元配列の外側の領域における輝度を補償することができ、図１３に例示する構成を、３１．５インチのスクリーンサイズを有する液晶表示装置のバックライトユニットに適用可能である。
【００７７】
また、例えば、光学セグメント１１０が、上面視において縦方向に関しておよそ２３．０ｍｍの長さを有し、横方向に関しておよそ２０．９ｍｍの長さを有する場合、このような光学セグメント１１０を３行６列に配列することにより、アスペクト比が１６：９の、５．８インチのスクリーンサイズよりもやや小さな発光面積が得られる。このような光学セグメント１１０の配列に第１光拡散構造１９１を組み合わせることにより、アスペクト比が１６：９の、５．８インチのスクリーンサイズに適合したバックライトユニットを実現することができる。
【００７８】
なお、第１光拡散構造１９１の形状は、図１および図２に示すような枠形状に限定されない。例えば、図１４に例示する構成において、発光装置１００Ｇは、合計１８個の光学セグメント１１０と、第１光拡散構造１９１Ａとを含む。この例では、光学セグメント１１０は、３行６列の配列を有し、第１光拡散構造１９１Ａは、これら光学セグメント１１０の配列の外縁によって規定される矩形状の短辺のうちの１つに沿って直線状に延びている。また、図１５に示す発光装置１００Ｈは、３行６列に配列された複数の光学セグメント１１０と、第１光拡散構造１９１Ｂとを含む。図１５に示す例では、第１光拡散構造１９１Ｂは、光学セグメント１１０の配列の外縁によって規定される矩形状の短辺のうちの１つに沿って直線状に延びる第１部分１９１Ｂａと、矩形状の短辺の他の１つに沿って直線状に延びる第２部分１９１Ｂｂとを有する。
【００７９】
このような構成によれば、光学セグメント１１０の上面１１０ａからの光の配光を、光学セグメント１１０の配列の外縁によって規定される矩形状の長辺に平行な方向に関してより外側の領域に拡大させることができる。図１４または図１５に例示する構成により、例えば、アスペクト比が１８．５：９の、６．２インチのスクリーンサイズに適合したバックライトユニットを実現することができる。また、例えば、合計８４個の光学セグメント１１０を７行１２列に配列して上述の第１光拡散構造１９１を適用することにより、アスペクト比が１６：１０の、１２．１インチのスクリーンサイズに適合したバックライトユニットを実現することも可能である。このように、本開示の実施形態によれば、光学セグメント１１０の配置または数の変更だけでは対応できないようなスクリーンサイズの液晶パネル等に対しても発光装置を適用し得る。
【００８０】
なお、第１光拡散構造１９１Ａ、ならびに、第１光拡散構造１９１Ｂの第１部分１９１Ｂａおよび第２部分１９１Ｂｂは、例えば三角柱の形状を有する。しかしながら、第１光拡散構造１９１Ａ、第１光拡散構造１９１Ｂの第１部分１９１Ｂａおよび第２部分１９１Ｂｂのそれぞれに関して、これらの延びる方向に垂直な断面における外形は、任意である。
【００８１】
［第２光拡散構造１９２］
図１６に示す発光装置１００Ｂは、図１等を参照して説明した発光装置１００Ａと比較して、光学セグメント１１０の上面１１０ａ側に位置する第２光拡散構造１９２をさらに有する。
【００８２】
第２光拡散構造１９２は、第１光拡散構造１９１と同様の透光性の構造であり、例えばトランスファーモールド等によって形成される。第２光拡散構造１９２の材料としては、第１光拡散構造１９１の材料と同様の材料を用い得る。
【００８３】
図１６に例示する構成において、第２光拡散構造１９２は、導光板１２０の上面１２０ａ側において、互いに隣接する光学セグメント１１０の境界を跨ぐようにして、光学セグメント１１０間に形成される境界に沿って延びている。換言すれば、この例では、第２光拡散構造１９２は、上面視においてグリッド状の形状を有している。第２光拡散構造１９２は、第１光拡散構造１９１と一体的に形成されてもよいし、第１光拡散構造１９１とは別個の部材として形成し、光学セグメント１１０の上面１１０ａ側に配置されてもよい。
【００８４】
複数の光学セグメント１１０を組み合わせた構成においては、光学セグメント１１０上の領域と比較して光学セグメント１１０の境界の直上の輝度が若干低下する可能性がある。図１６に例示するように、光学セグメント１１０間に形成される境界上に第２光拡散構造１９２を配置することにより、境界の直上の輝度を向上させ、光学セグメント１１０の境界をより目立たなくし得る。すなわち、第２光拡散構造１９２は、より均一な光の実現に貢献する。
【００８５】
図１６に示す例では、第２光拡散構造１９２は、第１光拡散構造１９１と同様の三角柱状の構造の形で光学セグメント１１０の上面１１０ａ側に形成されている。しかしながら、第２光拡散構造１９２の形状は、この例に限定されない。第２光拡散構造１９２の形状としては、第１光拡散構造１９１と同様に任意の形状を採用し得る。第２光拡散構造１９２の断面形状と第１光拡散構造１９１の断面形状とが共通である必要もない。また、ここでは、光学セグメント１１０間に形成される全ての境界上に第２光拡散構造１９２が配置した例を示しているが、光学セグメント１１０間に形成される全ての境界上に第２光拡散構造１９２が配置されることは必須ではない。
【００８６】
［導光枠１８２］
図１７に示す発光装置１００Ｃは、図１等を参照して説明した発光装置１００Ａと比較して、光学セグメント１１０の二次元配列を取り囲む透光性の導光枠１８２を有する。この例では、導光枠１８２の外縁の位置は、第１光拡散構造１９１の外縁の位置に一致している。
【００８７】
導光枠１８２は、トランスファーモールド等によって形成し得る。あるいは、光学セグメント１１０の配列後に、ディスペンサ等によって、光学セグメント１１０の二次元配列を取り囲むようにして導光枠１８２の材料を光学セグメント１１０の側面に付与し、付与した材料を硬化させることにより導光枠１８２を形成してもよい。導光枠１８２は、光学セグメント１１０に接合された透光構造であってもよい。導光枠１８２の材料としては、導光部材１７０と同様の材料、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。導光枠１８２の母材として、導光板１２０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。
【００８８】
光学セグメント１１０の二次元配列の外周に導光枠１８２を配置することにより、遮光性の枠体を用いる場合と比較して、より効果的に発光エリアを拡大し得る。導光枠１８２に光拡散機能が付与されていてもよい。
【００８９】
図１７に例示する構成において、第１光拡散構造１９１の一部は、導光枠１８２の上面１８２ａ上に位置し、導光枠１８２の上面１８２ａの全体を覆っている。第１光拡散構造１９１の他の一部は、光学セグメント１１０の上面１１０ａ上に位置する。上面視において、導光枠１８２の大きさは、第１光拡散構造１９１の大きさと同じか、あるいは、第１光拡散構造１９１の大きさよりも小さく、導光枠１８２の外縁が第１光拡散構造１９１の外縁を越えないことが有益である。これにより、導光板１２０の上面１２０ａと下面１２０ｂとの間に位置する側面１２０ｃから出る光を導光枠１８２を介して効率的に第１光拡散構造１９１に入射させることができる。
【００９０】
［導光構造１８４］
図１８は、複数の光学セグメント１１０の二次元配列の一部を取り出してその断面を拡大して模式的に示している。図１８に示す発光装置１００Ｄは、互いに隣接する光学セグメント１１０間に透光性の導光構造１８４を有する。
【００９１】
上述の各例において、各光学セグメント１１０は、支持基板２００に対して物理的に固定され、行方向または列方向において隣接する２つの光学セグメント１１０は、典型的には、互いに直接に接触している。しかしながら、隣接する２つの光学セグメント１１０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、図１８に例示するように、光学セグメント１１０間に導光構造１８４のような、互いに隣接する２つの光学セグメント１１０を互いに光学的に結合する機能を有する構造が介在されてもよい。互いに隣接する２つの光学セグメント１１０間に導光構造１８４を配置することにより、二次元配列における光学セグメント１１０の間隔を拡大することができ、したがって、より大きな発光エリアを得やすい。
【００９２】
導光構造１８４は、例えば、光学セグメント１１０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支持基板２００上に配置した光学セグメント１１０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も導光構造１８４を形成し得る。導光構造１８４の材料としては、導光部材１７０と同様の材料を用いることができる。導光構造１８４の母材として、導光板１２０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。導光構造１８４に光拡散機能を付与してもよい。
【００９３】
図１８に示す例では、導光構造１８４を覆うようにしてさらに上述の第２光拡散構造１９２を配置している。すなわち、導光構造１８４は、上面視においてグリッド状の形状を有し得る。このような構成によれば、第２光拡散構造１９２によって導光構造１８４の直上にある領域の輝度を補償し得るので、均一な光を得る観点から有利である。
【００９４】
図１９は、光学セグメント１１０間に配置された導光構造の形状の他の例を示す。図１８を参照して説明した例と同様に、図１９に示す発光装置１００Ｅは、互いに隣接する光学セグメント１１０間に位置する導光構造１８６を有している。ただし、この例では、導光構造１８６の一部が、導光板１２０の上面１２０ａから突出するように盛り上がっている。
【００９５】
図１９に示す例では、導光構造１８６のうち導光板１２０の上面１２０ａから突出した部分１８８が第２光拡散構造として機能し得る。このように、導光構造１８６の一部を第２光拡散構造として機能させてもよい。例えば、導光構造１８６の形成の工程において、付与する樹脂材料または接着剤の粘度および量を調整することにより、第２光拡散構造１９２と同様の機能を発揮する構造を導光板１２０の上面１２０ａ側に形成することが可能である。
【００９６】
図２０は、第１光拡散構造の形状の他の例を示す。図２０は、図２等と同様に、発光装置を光学セグメント１１０の上面１１０ａ側から見たときの外観の一例を模式的に示している。なお、図２０では、図が過度に複雑となることを避けるために、４つの光学セグメント１１０を２行２列に配列した例を示している。光学セグメント１１０の数および配列がこの例に限定されないことは、これまでに説明した例と同様である。
【００９７】
図２等を参照して説明した発光装置１００Ａと比較して、図２０に示す発光装置１００Ｆは、第１光拡散構造１９１に代えて、第１光拡散構造１９１Ｒを有する。図２０に例示する構成において、第１光拡散構造１９１Ｒの一部は、これら光学セグメント１１０の上面１１０ａ上に位置する。また、図２０では、図が過度に複雑となることを避けるために、枠体１８０の図示を省略しているが、第１光拡散構造１９１Ｒの他の一部は、枠体１８０の上面１８０ａ上に位置していてもよい。
【００９８】
図２０に模式的に示すように、第１光拡散構造１９１Ｒは、平面視において角丸四角形状の外形を有する。この例のように、平面視における第１光拡散構造１９１Ｒの外形は、複数の光学セグメント１１０の二次元配列によって形成される外形（ここでは矩形状）に相似な図形に限定されない。平面視における第１光拡散構造の外形は、矩形状、角丸四角形状のほか、円形状、楕円形状等であってもよい。
【００９９】
このように、本開示の実施形態において、平面視における第１光拡散構造の外形は、矩形状に制限されない。本開示の実施形態による発光装置は、矩形状の外形を有するディスプレイだけでなく、円形または楕円形の面光源が要求され得る、自動車等に搭載される計器盤、スマートウォッチ、スマートスピーカー等の多様な部品および製品に有利に適用され得る。
【０１００】
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または形状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、図に示す光学セグメント１１０の配列は、あくまでも例示であり、発光装置中の光学セグメント１１０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。
【０１０１】
本開示の実施形態は、直下方式に限らず、エッジリット方式にも適用可能である。例えば、導光板１２０の側面１２０ｃから光を導入して、ＬＥＤ等の発光素子と、光学セグメント１１０の上面１１０ａ側に配置された第１光拡散構造とを互いに光学的に結合させてもよい。この場合、導光板１２０の下面１２０ｂの複数の凹部１２４は、省略され得る。すなわち、導光板１２０の下面１２０ｂは、平坦面であり得る。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
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。ローカルディミング制御の適用が容易なことから、本開示の実施形態は、ＨＤＲ（High Dynamic Range）にも有利である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００Ａ〜１００Ｈ    発光装置
１１０    光学セグメント
１２０    導光板
１２２    光拡散部
１２４    凹部
１３０    発光素子
１４０    波長変換部材
１５０    光反射部材
１６０    配線
１７０    導光部材
１８０    枠体
１８２    導光枠
１８４、１８６    導光構造
１９１、１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｒ    第１光拡散構造
１９２    第２光拡散構造
２００    支持基板
２１０    ドライバ
２１２    配線
３００    液晶表示装置
３１０    液晶パネル
３２０    光源ユニット
３３０    光学シート群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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