(57)【要約】  光源装置（１１）は、基板（１２）と、基板（１２）上にマトリクス状に配置された複数の発光ユニットを有する発光ユニットマトリクス（２０）と、発光ユニットマトリクス（２０）が配置された領域を含む基板（１２）上の領域に配置された反射樹脂（１６）とを備え、複数の発光ユニットは、発光ユニットマトリクス（２０）の列方向において互いに隣接する第１の発光ユニット（２０ａ）及び第２の発光ユニット（２０ｂ）を含み、反射樹脂（１６）は、第１の発光ユニット（２０ａ）と第２の発光ユニット（２０ｂ）との間に配置され、列方向と交差する方向に延びる第１の反射部（１６ａ）を含み、第１の反射部（１６ａ）の上面の少なくとも一部は、第１の発光ユニット（２０ａ）の上面、及び、第２の発光ユニット（２０ｂ）の上面より突出している。
2019064980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上にマトリクス状に配置された複数の発光ユニットを有する発光ユニットマトリクスと、
前記発光ユニットマトリクスが配置された領域を含む前記基板上の領域に配置された反射樹脂とを備え、
前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニットマトリクスの列方向において互いに隣接する第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットを含み、
前記反射樹脂は、前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間に配置され、前記列方向と交差する方向に延びる第１の反射部を含み、
前記第１の反射部の上面の少なくとも一部は、前記第１の発光ユニットの上面、及び、前記第２の発光ユニットの上面より突出している
光源装置。
【請求項２】
前記複数の発光ユニットは、前記列方向において互いに隣接する第３の発光ユニット及び第４の発光ユニットを含み、
前記第１の発光ユニット、前記第２の発光ユニット、前記第３の発光ユニット及び前記第４の発光ユニットは、２行２列のマトリクス状に配置されており、
前記第３の発光ユニットは、前記第１の発光ユニットに隣接し、
前記第４の発光ユニットは、前記第２の発光ユニットに隣接し、
前記反射樹脂は、前記第１の発光ユニットと前記第３の発光ユニットとの間に配置され、前記列方向に延びる第２の反射部を含み、
前記第１の反射部と前記第２の反射部とが交差する第１の交差部の上面は、前記第１の反射部のうち前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間に配置された部分の上面、及び、前記第２の反射部のうち前記第１の発光ユニットと前記第３の発光ユニットとの間に配置された部分の上面よりも突出している
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１の発光ユニット及び前記第２の発光ユニットは、前記基板の平面視において、前記発光ユニットマトリクスの列方向に延びる一方の端縁に隣接して配置され、
前記第１の反射部の上面は、前記第１の交差部から前記一方の端縁に近付くにしたがって、前記基板に近付く
請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記複数の発光ユニットは、前記列方向において互いに隣接する第５の発光ユニット及び第６の発光ユニットを含み、
前記第１の発光ユニット、前記第２の発光ユニット、前記第３の発光ユニット、前記第４の発光ユニット、前記第５の発光ユニット及び前記第６の発光ユニットは、２行３列のマトリクス状に配置されており、
前記第５の発光ユニットは前記第３の発光ユニットに隣接し、
前記第６の発光ユニットは前記第４の発光ユニットに隣接し、
前記反射樹脂は、前記第３の発光ユニットと前記第５の発光ユニットとの間に配置され、前記列方向に延びる第３の反射部を含み、
前記第１の交差部の上面、及び、前記第１の反射部と前記第３の反射部とが交差する第２の交差部の上面は、前記第１の反射部のうち前記第１の交差部と前記第２の交差部との間に配置された部分の上面よりも突出している
請求項２又は３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記基板の平面視において、前記第１の反射部と前記発光ユニットマトリクスの端縁とが交差する端縁部において、前記反射樹脂の上面は、前記第１の発光ユニットの上面及び前記第２の発光ユニットの上面よりもへこんでいる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記発光ユニットマトリクスの外側の前記反射樹脂の上面は、前記第１の発光ユニットの上面及び前記第２の発光ユニットの上面よりもへこんでいる
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記基板の平面視において、前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの隙間は２００μｍ以下である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記隙間は１００μｍ以下である
請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１の発光ユニット及び前記第２の発光ユニットの各々は、前記基板に接合された発光素子と、前記発光素子の前記基板とは反対側の面に配置された透光性部材とを含む
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記複数の発光ユニットのそれぞれに対応するレンズを備えたレンズ群とを有する
投光装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記発光ユニットマトリクスに対応するミラーアレイと、
前記光源装置からの出射光を前記ミラーアレイに集光させるレンズと、
前記ミラーアレイによって形成された照射パターンを投影する投光レンズとを有する
投光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光源装置及び投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード、レーザダイオード等の半導体光源装置は、自動車のヘッドライト、屋外及び屋内の照明等の光源として利用されている。これらの光源装置の配光パターンにおいては特に発光領域と非発光領域との良好なコントラスト、つまり光学的シャープエッジが重要である。【０００３】
特許文献１には、自動車のヘッドライトに用いる発光ダイオードモジュールが開示されている。特許文献１に開示された発光ダイオードモジュールは、基板上面に複数の発光素子を直線状に均等間隔で配置した行を、複数備える。特許文献１に開示された発光ダイオードモジュールにおいては、１つの行全体で均一な発光を達成するために、行内の発光素子間には光透過性材料が充填されている。また、行毎の光学的シャープエッジを向上するために、隣接する行間には、反射樹脂が充填されている。このような構成を採用することで、複数の発光素子を備える行による均一な発光と、行毎の光学的シャープエッジの向上とを実現しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５１４３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車のマトリクスビームヘッドライトは光源装置の各発光ユニットを個別に点灯し、所望の配光パターンを投影するものである。明瞭な配光パターンを投影するために、光源装置の発光ユニット毎に光学的シャープエッジが要求される。また、マトリクスビームヘッドライトの発展形であるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）方式のように光源装置の配光パターンをミラーアレイとレンズとを通して前方照射する発光システムが開発されている。このような発光システムにおいては、発光ユニット個々の更なる光学的シャープエッジの向上が必要となる。【０００６】
特許文献１に記載の発光ダイオードモジュールでは、マトリクス配置された発光ダイオードモジュールにおいて、行毎に均一な発光を行うために行内の発光素子間には光透過性材料が配置されており、発光素子毎の光学的シャープエッジについては考慮されていない。また、光学的シャープエッジを向上させるために光源ユニット全体の周囲に反射樹脂を配置していたが、今後必要とされる自動車のマトリクスビームヘッドライト用途としての要求仕様を満足するには程遠く、更なる発光素子毎の光学的シャープエッジの向上が課題となる。【０００７】
本開示の目的は、複数の発光ユニットを備える光源装置であって、発光ユニット毎の光学的シャープエッジを実現できる光源装置及び当該投光装置を備える投光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る光源装置の一態様は、基板と、前記基板上にマトリクス状に配置された複数の発光ユニットを有する発光ユニットマトリクスと、前記発光ユニットマトリクスが配置された領域を含む前記基板上の領域に配置された反射樹脂とを備え、前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニットマトリクスの列方向において互いに隣接する第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットを含み、前記反射樹脂は、前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間に配置され、前記列方向と交差する方向に延びる第１の反射部を含み、前記第１の反射部の上面の少なくとも一部は、前記第１の発光ユニットの上面、及び、前記第２の発光ユニットの上面より突出している。【０００９】
これにより、突出した反射樹脂によって各発光ユニットから出射される光のうち、隣接する発光ユニットの上方に向かう一部の光が反射される。このため、隣接する発光ユニットから出射される光が混ざり合うことが低減される。したがって、発光ユニット毎の光学的シャープエッジを実現できる。【００１０】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記複数の発光ユニットは、前記列方向において互いに隣接する第３の発光ユニット及び第４の発光ユニットを含み、前記第１の発光ユニット、前記第２の発光ユニット、前記第３の発光ユニット及び前記第４の発光ユニットは、２行２列のマトリクス状に配置されており、前記第３の発光ユニットは、前記第１の発光ユニットに隣接し、前記第４の発光ユニットは、前記第２の発光ユニットに隣接し、前記反射樹脂は、前記第１の発光ユニットと前記第３の発光ユニットとの間に配置され、前記列方向に延びる第２の反射部を含み、前記第１の反射部と前記第２の反射部とが交差する第１の交差部の上面は、前記第１の反射部のうち前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間に配置された部分の上面、及び、前記第２の反射部のうち前記第１の発光ユニットと前記第３の発光ユニットとの間に配置された部分の上面よりも突出していてもよい。【００１１】
このように、４個の発光ユニットに周囲を囲まれた領域である第１の交差部を突出させることによって局所的に高くし、発光ユニットの上面よりも突出させることで、各発光ユニットから出射される光のうち側方に出射される光を上方に反射することができる。このため、発光ユニット間の光学的シャープエッジを向上させることができる。【００１２】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記第１の発光ユニット及び前記第２の発光ユニットは、前記基板の平面視において、前記発光ユニットマトリクスの列方向に延びる一方の端縁に隣接して配置され、前記第１の反射部の上面は、前記第１の交差部から前記一方の端縁に近付くにしたがって、前記基板に近付いてもよい。【００１３】
これにより、端縁付近における反射樹脂による光の吸収を減らし、光源装置全体としての光取り出し効率を向上させることができる。【００１４】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記複数の発光ユニットは、前記列方向において互いに隣接する第５の発光ユニット及び第６の発光ユニットを含み、前記第１の発光ユニット、前記第２の発光ユニット、前記第３の発光ユニット、前記第４の発光ユニット、前記第５の発光ユニット及び前記第６の発光ユニットは、２行３列のマトリクス状に配置されており、前記第５の発光ユニットは前記第３の発光ユニットに隣接し、前記第６の発光ユニットは前記第４の発光ユニットに隣接し、前記反射樹脂は、前記第３の発光ユニットと前記第５の発光ユニットとの間に配置され、前記列方向に延びる第３の反射部を含み、前記第１の交差部の上面、及び、前記第１の反射部と前記第３の反射部とが交差する第２の交差部の上面は、前記第１の反射部のうち前記第１の交差部と前記第２の交差部との間に配置された部分の上面よりも突出していてもよい。【００１５】
このように、４個の発光ユニットに周囲を囲まれた領域である第１の交差部及び第２の交差部を突出させることによって局所的に高くし、発光ユニットの上面よりも突出させることで、各発光ユニットから出射される光のうち側方に出射される光を上方に反射することができる。このため、発光ユニット間の光学的シャープエッジを向上させることができる。【００１６】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記基板の平面視において、前記第１の反射部と前記発光ユニットマトリクスの端縁とが交差する端縁部において、前記反射樹脂の上面は、前記第１の発光ユニットの上面及び前記第２の発光ユニットの上面よりもへこんでいてもよい。【００１７】
これにより、発光ユニットマトリクスの外側方向に出射された光が反射樹脂に入射しにくくなり、反射樹脂による光の吸収を減らし、光源装置全体としての光取り出し効率を向上させることができる。【００１８】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記発光ユニットマトリクスの外側の前記反射樹脂の上面は、前記第１の発光ユニットの上面及び前記第２の発光ユニットの上面よりもへこんでいてもよい。【００１９】
これにより、発光ユニットマトリクスの外側方向に出射された光が反射樹脂に入射しにくくなり、反射樹脂による光の吸収を減らし、光源装置全体としての光取り出し効率を向上させることができる。【００２０】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記基板の平面視において、前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの隙間は２００μｍ以下であってもよい。【００２１】
これにより、毛細管現象が起こるため、発光ユニット間で各発光ユニットの上面より反射樹脂が突出した形状を実現できる。【００２２】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記隙間は１００μｍ以下であってもよい。【００２３】
これにより、発光ユニット間で各発光ユニットの上面より反射樹脂が突出した形状をより一層確実に実現できる。【００２４】
本開示に係る光源装置の一態様において、前記第１の発光ユニット及び前記第２の発光ユニットの各々は、前記基板に接合された発光素子と、前記発光素子の前記基板とは反対側の面に配置された透光性部材とを含んでもよい。【００２５】
本開示に係る投光装置の一態様は、上記光源装置と、前記複数の発光ユニットのそれぞれに対応するレンズを備えたレンズ群を有する。【００２６】
このような投光装置は、上記光源装置を備えるため、上記光源装置と同様の効果を奏することができる。【００２７】
本開示に係る投光装置の一態様は、上記光源装置と、前記発光ユニットマトリクスに対応するミラーアレイと、前記光源装置からの出射光を前記ミラーアレイに集光させるレンズと、前記ミラーアレイによって形成された照射パターンを投影する投光レンズとを有する。【００２８】
このような投光装置は、上記光源装置を備えるため、上記光源装置と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本開示によれば、複数の発光ユニットを備える光源装置であって、発光ユニット毎の光学的シャープエッジを実現できる光源装置及び当該投光装置を備える投光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施の形態に係る光源装置の構成の一例を示す概略上面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の光源装置のＩＩＡ−ＩＩＡ断面を示す概略断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１の光源装置のＩＩＢ−ＩＩＢ断面を示す概略断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図１の光源装置のＩＩＣ−ＩＩＣ断面を示す概略断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図１の光源装置のＩＩＤ−ＩＩＤ断面を示す概略断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、図１の光源装置のＩＩＥ−ＩＩＥ断面を示す概略断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、図１の光源装置のＩＩＦ−ＩＩＦ断面を示す概略断面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る配線電極の概略構成を示す基板の平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態に係る光源装置の基板の母材である集合基板に設けられた配線電極を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態に係る集合基板に設けられた配線電極の拡大図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態に係る集合基板に実装された発光素子を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態に係る集合基板及び発光素子の断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態に係る集合基板に設けられた発光素子の拡大図である。
【図６】図６は、発光素子に透明樹脂を塗布する工程を示す集合基板及び発光素子の断面図である。
【図７】図７は、発光素子に透光性部材を接着する工程を示す集合基板、発光素子及び透光性部材の断面図である。
【図８】図８は、実施の形態に係るダム形成工程を示す集合基板の平面図である。
【図９】図９は、実施の形態に係るダム形成工程を示す集合基板及び第１のダム及び第２のダムなどの断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、反射樹脂の高さの測定点を示す平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、各測定位置における反射樹脂の突出高さを示す表である。
【図１１】図１１は、図１０Ｂに示される反射樹脂と各測定位置における突出高さの測定値との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、発光ユニットマトリクスにおける隣接する発光ユニット間の最上部の距離Ｄ１と透光性部材からの反射樹脂の突出高さの関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、比較例の光源装置を備える投光装置を示す概略断面図である。
【図１４】図１４は、実施の形態に係る光源装置を備える投光装置の構成を示す概略断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態に係る光源装置を備えるＤＭＤ方式の投光装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら、説明を行う。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３２】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００３３】
（実施の形態）
［１．光源装置の基本構成］
図１及び図２Ａを用いて、実施の形態に係る光源装置の基本構成を説明する。
【００３４】
図１は、実施の形態に係る光源装置１１の構成の一例を示す概略上面図である。図２Ａは、図１の光源装置１１のＩＩＡ−ＩＩＡ断面を示す概略断面図である。図１に示すように、光源装置１１は、基板１２と、発光ユニットマトリクス２０と、反射樹脂１６とを備える。本実施の形態では、光源装置１１は、さらに、第１のダム１７及び第２のダム１８を備える。
【００３５】
基板１２は、発光ユニットマトリクス２０が実装される実装基板である。発光ユニットマトリクス２０は、基板１２上にマトリクス状に配置された複数の発光ユニットを有する発光部である。複数の発光ユニットは、発光ユニットマトリクスの列方向（図１のＹ軸方向）において互いに隣接する第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂを含む。第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂは、基板１２の平面視において、発光ユニットマトリクス２０の列方向（つまり、図１のＸ軸方向）に延びる一方の端縁（発光ユニットマトリクス２０の外周線）に隣接して配置される。ここで、発光ユニットマトリクス２０の端縁又は外周線との記載は、基板１２の平面視において、発光ユニットマトリクス２０の外周を繋ぐ線を意味する。
【００３６】
また、複数の発光ユニットは、列方向において互いに隣接する第３の発光ユニット２０ｃ及び第４の発光ユニット２０ｄを含み、第１の発光ユニット２０ａ、第２の発光ユニット２０ｂ、第３の発光ユニット２０ｃ及び第４の発光ユニット２０ｄは、２行２列のマトリクス状に配置されている。第３の発光ユニット２０ｃは、第１の発光ユニット２０ａに隣接し、第４の発光ユニット２０ｄは、第２の発光ユニット２０ｂに隣接する。
【００３７】
さらに、複数の発光ユニットは、列方向において互いに隣接する第５の発光ユニット２０ｅ及び第６の発光ユニット２０ｆを含み、第１の発光ユニット２０ａ、第２の発光ユニット２０ｂ、第３の発光ユニット２０ｃ、第４の発光ユニット２０ｄ、第５の発光ユニット２０ｅ及び第６の発光ユニット２０ｆは、２行３列のマトリクス状に配置されている。第５の発光ユニット２０ｅは、第３の発光ユニット２０ｃに隣接し、第６の発光ユニット２０ｆは、第４の発光ユニット２０ｄに隣接する。
【００３８】
さらに、複数の発光ユニットは、列方向において互いに隣接する第７の発光ユニット２０ｇ及び第８の発光ユニット２０ｈを含み、第１の発光ユニット２０ａ、第２の発光ユニット２０ｂ、第３の発光ユニット２０ｃ、第４の発光ユニット２０ｄ、第５の発光ユニット２０ｅ、第６の発光ユニット２０ｆ、第７の発光ユニット２０ｇ及び第８の発光ユニット２０ｈは、２行４列のマトリクス状に配置されている。第７の発光ユニット２０ｇは、第５の発光ユニット２０ｅに隣接し、第８の発光ユニット２０ｈは、第６の発光ユニット２０ｆに隣接する。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、発光ユニットマトリクス２０は、８個の発光ユニット（２０ａ〜２０ｈ）を有する。各発光ユニットは、基板１２に接合された発光素子１３を含む。本実施の形態では、図２Ａに示すように、各発光ユニットは、さらに、発光素子１３の基板１２とは反対側の面に配置された透光性部材１４と、発光素子１３と透光性部材１４とを接続する透明樹脂１５とを含む。なお、本実施の形態では、各発光ユニットは、透光性部材１４及び透明樹脂１５を含むが、必ずしもこれらを含まなくてもよい。
【００４０】
以下、光源装置１１の構成をより具体的に説明する。図１に示すように、光源装置１１においては、基板１２の上面に、８個の発光素子１３が２行４列のマトリクス状に配置されている。図１及び図２Ａに示すように、基板１２の上面には、８個の発光素子１３を直列、又は並列に接続するための配線電極１９が設けられている。各々の発光素子１３は、素子電極（不図示）を有し、素子電極が基板１２側に位置する向きに配置され、バンプにより基板１２とフリップチップ接続されている。
【００４１】
ここで発光素子１３の基板１２側とは反対側の面（図２Ａにおいて上側の面）は、光出射面であり、光出射面上に透明樹脂１５を介して透光性部材１４が接合されている。発光素子１３と透光性部材１４とを接着する際に発光素子１３の上面からはみ出した透明樹脂１５は、発光素子１３の側面を覆い、発光素子１３の側面に、透光性部材１４方向に広がる斜面を有する形状のフィレットを形成する。
【００４２】
また、本実施の形態では、所定の間隔でマトリクス状に配置された８個の発光ユニットを発光ユニットマトリクス２０とし、基板１２において、発光ユニットマトリクス２０が配置された領域を発光ユニットマトリクス配置領域とする。
【００４３】
第１のダム１７及び第２のダムは、基板１２上の、発光ユニットマトリクス配置領域の外側に設けられる部材である。第１のダム１７は、発光ユニットマトリクス２０の行方向と平行に基板１２の端部（つまり、光源装置１１の端部）に配置され、その長さは、第１のダム１７が配置された基板１２の１辺の長さと略同一である。第２のダム１８は、第１のダム１７と平行な方向に、配線電極１９をまたぐように配置されており、その長さは第１のダム１７と略同一である。第１のダム１７及び第２のダム１８は、発光ユニットマトリクス配置領域に充填される反射樹脂が、基板１２上の不必要な領域に漏れだすことを抑制するための部材であり、例えば、酸化チタンなど光反射性の粒子を混ぜたシリコーン樹脂で形成される。
【００４４】
反射樹脂１６は、発光ユニットマトリクス２０が配置された領域を含む基板１２上の領域に配置された樹脂である。本実施の形態では、反射樹脂１６は、基板１２上の、第１のダム１７と第２のダム１８との間に配置され、各発光ユニットからの光を反射する。反射樹脂１６は、隣接する発光ユニット間の隙間、及び、発光素子１３と基板１２との間を充填する。また、反射樹脂１６は、各発光ユニットの側面を被覆し、かつ、発光ユニットの上面を露出するように配置される。本実施の形態では透光性部材１４の上面を露出するように配置される。
【００４５】
次に反射樹脂１６の形状について図１及び図２Ａに加えて、図２Ｂ〜図２Ｆを用いて説明する。
【００４６】
図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、図２Ｅ及び図２Ｆは、それぞれ、図１の光源装置１１のＩＩＢ−ＩＩＢ断面、ＩＩＣ−ＩＩＣ断面、ＩＩＤ−ＩＩＤ断面、ＩＩＥ−ＩＩＥ断面及びＩＩＦ−ＩＩＦ断面を示す概略断面図である。
【００４７】
発光ユニットマトリクス２０において、隣接する発光ユニット間には、図１のＸ軸方向で示される第１の方向（発光ユニットマトリクス２０の行方向）に延びる第１の隙間と、図１のＹ軸方向で示される第２の方向（発光ユニットマトリクス２０の列方向）に延びる第２の隙間、第３の隙間及び第４の隙間とがあり、いずれも反射樹脂１６で埋められている。第２の隙間は、第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂと、第３の発光ユニット２０ｃ及び第４の発光ユニット２０ｄとの間の隙間である。第３の隙間は、第３の発光ユニット２０ｃ及び第４の発光ユニット２０ｄと、第５の発光ユニット２０ｅ及び第６の発光ユニット２０ｆとの間の隙間である。第４の隙間は、第５の発光ユニット２０ｅ及び第６の発光ユニット２０ｆと、第７の発光ユニット２０ｇ及び第８の発光ユニット２０ｈとの間の隙間である。
【００４８】
ここで、図１に示すように、第１の隙間、第２の隙間、第３の隙間及び第４の隙間に埋められている反射樹脂１６を、それぞれ、第１の反射部１６ａ、第２の反射部１６ｂ、第３の反射部１６ｃ及び第４の反射部１６ｄとする。つまり、第１の反射部１６ａは、反射樹脂１６のうち、第１の発光ユニット２０ａと第２の発光ユニット２０ｂとの間に配置され、発光ユニットマトリクス２０の列方向と交差する方向に延びる部分である。本実施の形態では、第１の反射部１６ａは、発光ユニットマトリクス２０の行方向（図１のＸ軸方向）に延びる。第２の反射部１６ｂは、反射樹脂１６のうち、第１の発光ユニット２０ａと第３の発光ユニット２０ｃとの間に配置され、発光ユニットマトリクス２０の列方向（つまり、図１のＹ軸方向）に延びる部分である。第３の反射部１６ｃは、反射樹脂１６のうち、第３の発光ユニット２０ｃと第５の発光ユニット２０ｅとの間に配置され、発光ユニットマトリクス２０の列方向に延びる部分である。第４の反射部１６ｄは、反射樹脂１６のうち、第５の発光ユニット２０ｅと第７の発光ユニット２０ｇとの間に配置され、発光ユニットマトリクス２０の列方向に延びる部分である。
【００４９】
また、第１の反射部１６ａと第２の反射部１６ｂ、第３の反射部１６ｃ及び第４の反射部１６ｄとがそれぞれ交差する部分を第１の交差部１６ｅ、第２の交差部１６ｆ及び第３の交差部１６ｇとする。基板１２の平面視において、発光ユニットマトリクス２０の端縁（つまり、外周線）と第１の反射部１６ａ、第２の反射部１６ｂ、第３の反射部１６ｃ及び第４の反射部１６ｄとがそれぞれ交差する部分を端縁部１６ｈとする。本実施の形態では、発光ユニットマトリクス２０の端縁又は外周線は、図１において、破線枠で示される線である。また、反射樹脂１６のうち、発光ユニットマトリクス２０の外側に配置された部分を外側部１６ｉとする。
【００５０】
図２Ａに示すように、第１の発光ユニット２０ａと第３の発光ユニット２０ｃとの間において、第２の反射部１６ｂの上面の少なくとも一部は、第１の発光ユニット２０ａの上面、及び、第３の発光ユニット２０ｃの上面より突出している。すなわち発光ユニット間の第２の隙間における反射樹脂１６の上面は、各発光ユニットの上面よりも突出している。
【００５１】
同様に、第３の発光ユニット２０ｃと第５の発光ユニット２０ｅとの間において、第３の反射部１６ｃの上面の少なくとも一部は、第３の発光ユニット２０ｃの上面、及び、第５の発光ユニット２０ｅの上面より突出している。また、第５の発光ユニット２０ｅと第７の発光ユニット２０ｇとの間において、第４の反射部１６ｄの上面の少なくとも一部は、第５の発光ユニット２０ｅの上面、及び、第７の発光ユニット２０ｇの上面より突出している。
【００５２】
ここで、各発光ユニットなどの「上面」とは、各発光ユニットなどにおける基板１２から遠い側の面を意味する。また、「突出」とは、基板１２から遠ざかる向き（図２Ａの上向き）に隆起している状態を意味する。
【００５３】
図２Ｄに示すように、第１の発光ユニット２０ａと第２の発光ユニット２０ｂとの間において、第１の反射部１６ａの上面の少なくとも一部は、第１の発光ユニット２０ａの上面、及び、第２の発光ユニット２０ｂの上面より突出している。すなわち発光ユニット間の第１の隙間における反射樹脂１６の上面は、各発光ユニットの上面よりも突出している。
【００５４】
以上のように、反射樹脂１６が各発光ユニットの上面よりも突出していることにより、突出した反射樹脂１６によって各発光ユニットから出射される光のうち、隣接する発光ユニットの上方に向かう一部の光が反射される。このため、隣接する発光ユニットから出射される光が混ざり合うことが低減される。したがって、発光ユニット毎の光学的シャープエッジを向上させることができる。
【００５５】
図２Ｂには、第１の反射部１６ａの断面などが示されている。図２Ｂにおいては、各発光ユニットと反射樹脂１６などとの位置関係を示すために、各発光ユニットが点線で示されている。図２Ｂに示すように、反射樹脂１６の第１の反射部１６ａは、発光ユニットマトリクス２０の内側においてほぼ全域で各発光ユニットの上面よりも突出しており、特に、第２の反射部１６ｂ、第３の反射部１６ｃ及び第４の反射部１６ｄとそれぞれ交差する第１の交差部１６ｅ、第２の交差部１６ｆ及び第３の交差部１６ｇでの突出量が周りの部分より大きい。また、基板１２の平面視において、第１の反射部１６ａと発光ユニットマトリクス２０の端縁とが交差する端縁部１６ｈの上面は各発光ユニットの上面よりへこんでいる。
【００５６】
図２Ｅには、第２の反射部１６ｂの断面などが示されている。図２Ｅにおいては、各発光ユニットと反射樹脂１６などとの位置関係を示すために、発光ユニットが点線で示されている。反射樹脂１６の第２の反射部１６ｂは発光ユニットマトリクス２０の内側においてほぼ全域で各発光ユニットの上面よりも突出しており、特に、第１の反射部１６ａと交差する第１の交差部１６ｅで突出量が周りの部分より大きい。また、第２の反射部１６ｂと発光ユニットマトリクス２０の端縁とが交差する端縁部１６ｈの上面は各発光ユニットの上面よりへこんでいる。
【００５７】
図２Ｂ及び図２Ｅに示されるように、第１の反射部１６ａと第２の反射部１６ｂとが交差する第１の交差部１６ｅの上面は、第１の反射部１６ａのうち第１の発光ユニット２０ａと第２の発光ユニット２０ｂとの間に配置された部分の上面、及び、第２の反射部１６ｂのうち第１の発光ユニット２０ａと第３の発光ユニット２０ｃとの間に配置された部分の上面よりも突出している。
【００５８】
第１の反射部１６ａと第２の反射部１６ｂとが交差する第１の交差部１６ｅの四方には発光ユニットが配置されることから、発光ユニットマトリクス２０内でも輝度が高く、隣接する発光ユニットの配光特性への影響も大きくなる。よって、４個の発光ユニットに周囲を囲まれた領域である第１の交差部１６ｅを突出させることによって局所的に高くし、発光ユニットの上面よりも突出させることで、各発光ユニットから出射される光のうち側方に出射される光を上方に反射することができる。このため、発光ユニット間の光学的シャープエッジを向上させることができる。第２の交差部１６ｆ及び第３の交差部１６ｇについても、第１の交差部１６ｅと同様である。
【００５９】
図２Ｂに示すように、第１の反射部１６ａのうち、第１の交差部１６ｅと第２の交差部１６ｆとの間、及び、第２の交差部１６ｆと第３の交差部１６ｇとの間の突出高さは、第１の交差部１６ｅ、第２の交差部１６ｆ及び第３の交差部１６ｇの突出高さより低い。つまり、第１の反射部１６ａのうち、発光ユニットマトリクス２０の列方向に二つの発光ユニットで挟まれる部分の突出高さは、各交差部の突出高さより低い。
【００６０】
図２Ｂ及び図２Ｅに示すように、第１の反射部１６ａは、第１の交差部１６ｅから発光ユニットマトリクス２０の列方向に延びる一方の端縁（第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂに隣接する端縁）に近付くにしたがってその突出高さが減少し、第１の反射部１６ａを挟む第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂの高さに近づいている。言い換えると、第１の反射部１６ａの上面は、第１の交差部１６ｅから一方の端縁に近付くにしたがって、基板１２に近付く。これにより、端縁付近における反射樹脂による光の吸収を減らし、光源装置１１全体としての光取り出し効率を向上させることができる。
【００６１】
また、図２Ｂに示すように、第１の交差部１６ｅから、第１の交差部１６ｅに最も近い端縁部１６ｈまでの領域において、第１の反射部１６ａの高さが減少する幅が、第１の反射部１６ａの他の部分において高さが減少する幅より大きくなる。同様に、第３の交差部１６ｇから、第３の交差部１６ｇに最も近い端縁部１６ｈまでの領域において、第１の反射部１６ａの高さが減少する幅が、第１の反射部１６ａの他の部分において高さが減少する幅より大きくなる。
【００６２】
図２Ｃは、図１に示される発光ユニットマトリクス２０の行方向に延びる端縁（第１の方向の外周線）に沿った断面を示す概略断面図である。図２Ｃにおいては、各発光ユニットと反射樹脂１６との位置関係を示すために、各発光ユニットが点線で示されている。反射樹脂１６のうち、発光ユニットマトリクス２０の外側に配置された外側部１６ｉの上面は、発光ユニットマトリクス２０内のいずれの発光ユニットの上面よりも低くへこんだ状態となっている。本実施の形態では、発光ユニットマトリクス２０の外側の反射樹脂１６の上面は、第１の発光ユニット２０ａの上面及び第７の発光ユニット２０ｇの上面よりもへこんでいる。ただし、第１の発光ユニット２０ａ及び第７の発光ユニット２０ｇの側面近傍においては、発光ユニットマトリクス２０の外側の反射樹脂１６は表面張力で、それぞれ、第１の発光ユニット２０ａ及び第７の発光ユニット２０ｇの側面の上端部（つまり、上面側の端部）まで持ち上げられ、各発光ユニットの上面と同じ高さとなる。また、反射樹脂１６の端縁部１６ｈの上面は、発光ユニット間の中央付近の位置、すなわち第２の隙間の行方向の中央と発光ユニットマトリクス２０の端縁との交差部で各発光ユニットの上面よりへこんでいる。
【００６３】
図２Ｆは、図１に示される発光ユニットマトリクス２０の列方向に延びる端縁（第２の方向の外周線）に沿った断面を示す概略断面図である。図２Ｆにおいては、各発光ユニットと反射樹脂１６との位置関係を示すために、各発光ユニットが点線で示されている。反射樹脂１６のうち発光ユニットマトリクス２０の外側に配置された外側部１６ｉの上面は、発光ユニットマトリクス内のいずれの発光ユニットの上面よりも低くへこんだ状態となっている。本実施の形態では、発光ユニットマトリクス２０の外側の反射樹脂１６の上面は、第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂの上面のよりもへこんでいる。ただし、第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂの側面近傍においては、発光ユニットマトリクス２０の外側の反射樹脂１６は表面張力で、それぞれ、第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂの側面の上端部まで端部が持ち上げられ、各発光ユニットの上面と同じ高さとなる。また、反射樹脂１６の端縁部１６ｈの上面は、発光ユニット間の中央付近の位置、すなわち第１の隙間の列方向の中央と発光ユニットマトリクス２０の端縁との交差部で各発光ユニットの上面よりへこんでいる。
【００６４】
ここで、発光ユニットマトリクス２０の外側の領域において、反射樹脂１６の上面が各発光ユニットの上面よりも突出していると、各発光ユニットの上面から発光ユニットマトリクス２０の外側方向に出射される光のうち、反射樹脂１６の突出した部分に入射する光は一部吸収され、光源装置１１の効率低下を招く。しかしながら、本実施の形態のように発光ユニットマトリクス２０の外側の領域において、反射樹脂１６の上面が発光ユニットの上面よりへこんでいることで、発光ユニットマトリクス２０の外側方向に出射された光が反射樹脂１６に入射しにくくなり、反射樹脂１６による光の吸収を減らし、光源装置１１全体としての光取り出し効率を向上させることができる。
【００６５】
図２Ｃ及び図２Ｆに示すように、第１の反射部１６ａ及び第２の反射部１６ｂのうち、発光ユニットマトリクス２０の端縁上の部分である端縁部１６ｈの上面は発光ユニットの上面よりへこむように形成される。発光ユニットマトリクス２０の端縁に隣接して配置される発光ユニットから出射される光のうち、発光ユニットマトリクス２０の外側に向かう成分が、発光ユニット間の光学的シャープエッジの形成に与える影響は少ない。このため、当該成分を、反射樹脂１６によって、発光ユニット側に反射させなくてもよい。また、上述のように、反射樹脂１６の外側部１６ｉの上面、及び、端縁部１６ｈの上面を各発光ユニットの上面よりへこませることによって、当該成分の反射樹脂１６による反射を低減できるため、光源装置１１の光取出し効率を向上させることができる。
【００６６】
［２．各構成要素の構成］
以下、本実施の形態に係る光源装置１１の各構成要素について説明する。
【００６７】
基板１２は、ＡｌＮ基板などの絶縁性の基板である。基板１２の表面には、配線電極１９が設けられている。
【００６８】
配線電極１９は、例えば金メッキで形成された膜状の導電部材である。また、配線電極１９は、基板１２に貫通ビアを設けて基板１２の裏面（つまり、基板１２における発光ユニットが実装される実装面の裏側に位置する面）に設けられてもよい。
【００６９】
本実施の形態に係る配線電極１９の構成について図面を用いて説明する。図３は本実施の形態に係る配線電極１９の概略構成を示す基板１２の平面図である。本実施の形態では、配線電極１９は、８個の発光素子１３を直列に接続するための電極であり、発光素子１３のアノード及びカソードの取り出し電極１９ａ及び１９ｂと、８個の発光素子１３のアノードとカソードとを接続する７つの中間電極１９ｃとを有する。実際には、配線電極１９は、発光素子１３の素子電極パターンに応じて複雑な形状を有するが、図３においては簡略化して示されている。
【００７０】
発光素子１３は、サファイア基板、ＧａＮ基板などの成長基板と、当該成長基板上に順に形成された、ｎ型半導体層と、活性層と、ｐ型半導体層（半導体積層構造）とを有する。発光素子１３は、さらに、ｎ型半導体層と接続されるｎ電極と、ｐ型半導体層と接続されるｐ電極とを有する。発光素子１３の積層構造については、図示が省略されている。成長基板は、半導体層を保持する役目を負う。発光素子１３において、活性層（図示せず）で発生した光は、成長基板を通して透光性部材１４側へ出射される。すなわち、発光素子１３の電極が設けられた半導体層側（図２Ａにおいて基板１２側）が実装面となり、成長基板側（図２Ａにおいて透光性部材１４側）が光出射面となる。なお、成長基板の材質としては、絶縁性のサファイア及びＧａＮの他、ＳｉＣ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮなどを用いてもよい。
【００７１】
透光性部材１４は、発光素子１３からの光を波長変換するための波長変換材料（蛍光体）が樹脂、セラミック、ガラスなどの材料に分散された、板状の波長変換部材である。波長変換材料は、例えば、ＹＡＧ、ＣＡＳＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＬＳＮなどの公知の波長変換材料である。透光性部材１４は、発光素子１３側の面が発光素子１３との接着面となり、その反対側の面が光源装置１１の光出射面となる。本実施の形態では、この光出射面が、発光ユニットの上面である。
【００７２】
本実施の形態では、透光性部材１４の発光素子１３と接着される側の面の大きさは、発光素子１３の光出射面の大きさよりも大きいが、同じであってもよい。
【００７３】
透明樹脂１５は、発光素子１３と透光性部材１４との間に配置され、発光素子１３と透光性部材１４とを接着する機能を有し、かつ、発光素子１３の側面にフィレットを形成して発光素子１３の側面から出射された光を透光性部材１４に導く導光部材の機能も有する。透明樹脂１５として、シリコーン樹脂等の発光素子１３からの光に対して透明な樹脂を用いることができる。
【００７４】
反射樹脂１６は、酸化チタンなどの光反射性の粒子を混ぜたシリコーン樹脂などで構成されている。反射樹脂１６は、発光素子１３、透明樹脂１５及び透光性部材１４の側面を覆い、発光素子１３からの光を透光性部材１４の光出射面へと反射する機能を有する。また、反射樹脂１６は、アンダーフィルとして基板１２と発光素子１３との間にも配置されている。
【００７５】
第１のダム１７及び第２のダム１８は、反射樹脂１６の両端に配置されている。第１のダム１７は光源装置１１の端部に配置され、第２のダム１８は、第１のダム１７と平行な方向に、配線電極１９にまたがるように配置されている。後に説明するが、第１のダム１７及び第２のダム１８は、反射樹脂１６の材料である反射樹脂形成材料を発光ユニットの周囲に充填するときに、反射樹脂形成材料が基板１２上の必要な領域のみに充填されるように設けられている。言い換えると、第１のダム１７及び第２のダム１８は、反射樹脂形成材料が不必要な領域に広がらないように発光ユニットを囲むように設けられている。言い換えると、第１のダム１７及び第２のダム１８は、発光ユニットマトリクス２０を挟んで互いに反対側の位置に、反射樹脂１６を介して配置されている。
【００７６】
基板１２に貫通ビアを設けて基板１２の裏面側（発光ユニットが搭載されていない側）に配線電極１９を設ける場合など、基板１２全面に反射樹脂１６を充填する場合にはダムは用いなくてもよい。
【００７７】
以下においては、第１のダム１７と第２のダム１８とを特に区別する必要がない場合には、第１のダム１７と第２のダム１８とを合わせて「ダム」と呼んでいる。
【００７８】
［３．製造方法］
次に、本実施の形態に係る光源装置１１の製造方法の一例について図面を用いて説明する。
【００７９】
［３−１．基板の準備〜発光素子の実装工程］
図４Ａは、本実施の形態に係る光源装置１１の基板１２の母材である集合基板１２Ａに設けられた配線電極１９を示す平面図である。図４Ｂは、集合基板１２Ａに設けられた配線電極１９の拡大図である。図４Ｂには、図４Ａの破線枠ＩＶＢ内の拡大図が示されている。
【００８０】
図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、まず、配線電極１９が形成された個片化前の集合基板１２Ａ（サブマウント）を準備する。
【００８１】
図４Ａ及び図４Ｂでは簡略化し図示されているが、集合基板１２Ａは、光源装置１１の６４個分（８行８列）の配線電極１９が形成された母材であり、後にダイシングによって個々の光源装置１１に対応する基板１２に個片化される。
【００８２】
本実施の形態では、集合基板１２Ａとして、焼成したＡｌＮ基板を用いる。集合基板１２Ａ上に、個々の光源装置１１に対応する領域毎にメッキでマトリクス状のパターンを含む導電パターンを形成する。この導電パターンは、後の工程において配線電極１９となる。導電パターンの上には、発光素子１３を接続するための金属パッドを形成する。
【００８３】
本実施の形態では、図３に示すように配線電極１９は、基板１２上に配置される複数の発光素子１３を直列接続にできるように配置される。なお、発光素子１３の接続構成は直列接続に限定されず、並列接続など所望の接続ができるよう適宜導電パターンを形成してもよい。
【００８４】
［３−２．発光素子の実装工程］
次に、発光素子１３の基板１２上への実装工程について図面を用いて説明する。図５Ａは、本実施の形態に係る集合基板１２Ａに実装された発光素子１３を示す平面図である。図５Ｂは、本実施の形態に係る集合基板１２Ａ及び発光素子１３の断面図である。図５Ｂにおいては、図５ＡのＶＢ−ＶＢ断面が示されている。図５Ｃは、集合基板１２Ａに設けられた発光素子１３の拡大図である。図５Ｃには、図５Ａの破線枠ＶＣ内の拡大図が示されている。
【００８５】
本実施の形態では、図５Ａ及び図５Ｃに示すように、一つの光源装置１１に対して、８個の発光素子１３を搭載する。このとき、２行４列のマトリクス状に８個の発光素子１３を配置する。光源装置１１の完成時に、隣接する発光ユニット間の距離が行方向１００μｍ、列方向５０μｍとなるように、隣接する発光素子１３間の距離は、行方向１５０μｍ、列方向１００μｍとする。
【００８６】
実装する発光素子１３としては、ＧａＮ基板と、当該ＧａＮ基板上に形成される窒化物化合物半導体とを有し、８００μｍ角、厚み１００μｍの寸法を有する青色ＬＥＤチップを用いる。
【００８７】
発光素子１３と配線電極１９の金属パッドとの接合においては、まず、金属パッドに金属バンプを複数個載せる。続いて、発光素子１３の素子電極と基板１２の配線電極１９とを金属バンプを用いて超音波溶接する。図５Ｂに示すように、発光素子１３は、発光素子１３の半導体積層構造側が基板１２と対向する向きに配置され、フリップチップ方式で基板と接合される。
【００８８】
なお、発光素子１３の成長基板は、裏面（実装した発光素子１３の天面）を粗面とすることによりマイクロテクスチャ構造を有していてもよい。成長基板の裏面を粗面とするには、エッチング加工、ブラスト加工、レーザー又はダイシングブレードによる加工などにより微小な凹凸を形成する。成長基板として、サファイア基板等のＧａＮより低屈折率である成長基板を用いる場合には、成長基板の裏面は平坦面としてもよい。
【００８９】
［３−３．透光性部材接着工程］
次に、透光性部材１４と発光素子１３との接着工程について図面を用いて説明する。図６は、発光素子１３に透明樹脂１５を塗布する工程を示す集合基板１２Ａ及び発光素子１３の断面図である。図７は、発光素子１３に透光性部材１４を接着する工程を示す集合基板１２Ａ、発光素子１３及び透光性部材１４の断面図である。図６及び図７においては、図５Ｂに示される断面と同様の断面が示されている。
【００９０】
図６に示すように、まず、各発光素子１３の成長基板裏面の中央に、接着剤として透明樹脂１５をディスペンサにより所定量塗布する。続いて、図７に示すように、透明樹脂１５の上に８５０μｍ角、厚み１００μｍの透光性部材１４を載せる。このとき、１つの発光素子１３に対して、１つの板状の透光性部材１４を配置する。続いて、透光性部材１４の上面を発光素子１３に向けて押圧する。この押圧により、透明樹脂１５は発光素子１３の上面を全て覆うように広がる。透光性部材１４は、隣接する透光性部材１４の間隔、すなわち発光ユニット間の隙間が行方向１００μｍ、列方向５０μｍとなるように配置される。その後、透光性部材１４などが配置された集合基板１２Ａは、１５０℃のオーブンで３時間加熱される。これにより、透明樹脂１５を硬化することで、発光素子１３と透光性部材１４とを接着する。
【００９１】
なお、本実施の形態では、透明樹脂１５としてシリコーン樹脂を用いる。また、透光性部材１４として蛍光体を含むセラミックを用いる。透光性部材１４は、必ずしも蛍光体を含まなくてもよい。また、透光性部材１４として、セラミックの代わりにガラス板、樹脂板などを用いてもよい。
【００９２】
なお、透明樹脂１５の塗布にはディスペンス法を用いたが、この他スタンプ法など任意の方法を用いてもよい。
【００９３】
［３−４．ダム形成工程］
次に、ダム形成工程について図面を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係るダム形成工程を示す集合基板１２Ａの平面図である。図９は、本実施の形態に係るダム形成工程を示す集合基板１２Ａ及び第１のダム１７及び第２のダム１８などの断面図である。図９においては、図５Ｂに示される断面と同様の断面が示される。
【００９４】
図８に示すように、集合基板１２Ａ上に複数の閉曲線状（環状）のダムＤＭを形成する。ダムＤＭの形成においては、まず、集合基板１２Ａを加熱し、一定温度に達した集合基板１２Ａ上の所定位置に、ペースト状のダム形成材料を細い線状に塗布する。具体的には、図８に示すように集合基板１２Ａにおいて、発光ユニットマトリクス配置領域を囲むように、光源装置１行毎つまり発光ユニットマトリクス８個毎に、閉曲線状に、集合基板１２Ａの分割線（不図示）に沿ってダム形成材料を塗布する。
【００９５】
閉曲線状のダムＤＭは、後に集合基板１２Ａを個片化する際に分断され、光源装置１１端部の第１のダム１７、及び、第１のダムに平行な光源装置１１中央部の第２のダム１８の２本の線状のダムとなり、発光ユニットマトリクス２０を挟むように配置される。
【００９６】
本実施の形態では、ダム形成材料として、光反射性材料の酸化チタン（ＴｉＯ２）と二酸化ケイ素とを分散させたシリコーン樹脂を使用する。ここで、ダムの構造的要件としては、高さが高いものが求められる。高さの高い細線を形成するにはダム形成材料の粘度は高いほうがよいが、ディスペンス法では、粘度が高すぎるとノズルからのダム形成材料の吐出が困難になる。そこで、ダム形成材料の粘度は、例えば、ペースト状歯磨きのような、塗布後にあまり形状が崩れない程度の粘度に設定する。本実施の形態では、幅２００μｍ程度でダム形成材料を線状に塗布することで、最終的に、幅２００μｍ、高さ１８０μｍ程度のダムＤＭを形成する。
【００９７】
［３−５．反射樹脂形成工程］
次に、集合基板において閉曲線状のダムで囲まれる発光ユニットマトリクス配置領域を含む領域に反射樹脂形成材料を充填し、発光ユニット間と、発光素子１３と集合基板１２Ａとの間に反射樹脂１６を形成する。
【００９８】
本実施の形態では、反射樹脂形成材料として、光反射性粒子の酸化チタン（ＴｉＯ２）を分散させたシリコーン樹脂を用いる。発光ユニット間と、発光素子１３と集合基板１２Ａとの間のように直接塗布しない領域まで反射樹脂をいきわたらせるために粘性の低いシリコーン樹脂を用いてもよい。ただし粘性が低すぎると塗布時のノズルの液だれ等が発生するため、液だれが発生しにくく、かつ表面張力によって発光ユニット間に十分に反射樹脂形成材料が行きわたる程度の適度な粘度の低いシリコーン樹脂を用いる。
【００９９】
反射樹脂形成材料は、シリコーン樹脂に限定されず、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂などの樹脂又はガラスを主材とする、粘性の低い液状の透明媒体中に、光反射性粒子を分散させたものであってもよい。光反射性粒子としては、例えば、酸化チタン、アルミナ又は酸化亜鉛の粒子を用いてもよい。反射樹脂１６は、光反射性材料を液状樹脂に含有させたものを硬化させることで形成することができる。粉体状の酸化チタンと分散剤とを液状の樹脂又はガラスに含有させて硬化することで、絶縁性を保ちつつ反射機能を備えた反射樹脂を得られる。
【０１００】
ダムＤＭの形成後、発光ユニットマトリクス配置領域の外側にディスペンス法により反射樹脂形成材料を塗布する。具体的には、個片化前の集合基板１２Ａにおいて、図８に示すように、反射樹脂形成材料を、矢印の方向に発光ユニットマトリクス２０の外周線の４辺に沿うような形で、発光ユニットマトリクス２０の外周線とダムＤＭとの隙間と、隣接する発光ユニットマトリクス同士の隙間とに線状に塗布する。
【０１０１】
反射樹脂形成材料は、ダムＤＭの内側全域に行きわたり、発光ユニット間、発光素子１３と集合基板１２Ａとの間の空間にも充填される。このとき透光性部材１４の側面は反射樹脂形成材料に被覆されるが、透光性部材１４の上面は反射樹脂形成材料から露出される。
【０１０２】
発光ユニットマトリクス２０の外周線の内側に行きわたった反射樹脂形成材料は、透光性部材１４の上面を全て露出させるものの、隣接する発光ユニット間においては、上向き（集合基板１２Ａから遠ざかる向き）の毛細管作用により透光性部材１４の上面より突出した形状となる。図２Ａに示すよう発光ユニットマトリクス２０の外周線の内側において、反射樹脂形成材料の上面は透光性部材上面より突出し、発光ユニットマトリクス２０の外周線の外側において、反射樹脂形成材料の上面は透光性部材１４の上面よりへこむような高さになるよう、反射樹脂形成材料の塗布量を決定する。
【０１０３】
本実施の形態においては発光ユニットマトリクス２０の外周線の内側において、発光ユニット間の反射樹脂１６を局所的に突出させるために毛細管作用による反射樹脂形成材料の吸い上がりを利用する。本実施の形態では、隣接する発光ユニット間の隙間を行方向１００μｍ列方向５０μｍとしたが、例えば、当該隙間は２００μｍ以下程度であればよい。当該隙間は２００μｍ以下程度であれば、毛細管現象が起こるため、本実施の形態に係る反射樹脂１６の形状、つまり、発光ユニット間で各発光ユニットの上面より反射樹脂１６が突出した形状を実現できる。また、当該隙間は１００μｍ以下程度であってもよい。発光ユニット間で各発光ユニットの上面より反射樹脂１６が突出した形状をより一層確実に実現できる。
【０１０４】
反射樹脂形成材料の塗布完了後、集合基板１２Ａをオーブンで加熱し反射樹脂形成材料を硬化させる。本実施の形態では、反射樹脂形成材料の硬化は、１５０℃で１時間行う。これにより、反射樹脂１６が形成される。
【０１０５】
次に、集合基板１２Ａを６４個の基板１２に個片化することによって、光源装置１１が形成される。集合基板１２Ａの個片化においては、例えば、ダイシングなどを用いることができる。
【０１０６】
［４．反射樹脂の形状］
次に、上述した製造方法によって形成された光源装置１１における反射樹脂１６の形状について説明する。
【０１０７】
反射樹脂１６は、図２Ａに示すように、発光素子１３が搭載された基板１２上の領域であって、発光素子１３の底面（基板１２に対向する面）及び側面、透明樹脂１５、並びに、透光性部材１４を囲むように被覆して形成されている。
【０１０８】
ここで、上述した製造方法によって形成された反射樹脂１６の突出高さについて図面を用いて説明する。図１０Ａは、反射樹脂１６の高さの測定点を示す平面図である。図１０Ｂは、各測定位置における反射樹脂１６の突出高さを示す表である。
【０１０９】
図１０Ａに示すように、反射樹脂１６の高さの測定は、第１の反射部１６ａと、第２の反射部１６ｂ、第３の反射部１６ｃ及び第４の反射部１６ｄとの交差点３点と、各反射部と発光ユニットマトリクス２０の端縁（外周線）との各交差点８点と、各交差点の間の中央点１０点と、発光ユニットマトリクス２０の端縁から外側に５０μｍ離れた位置１０点の合計３１点で行った。
【０１１０】
測定点に隣接する発光ユニットの上面（本実施の形態においては透光性部材の上面）を基準としたときの、測定点における反射樹脂１６の突出部の頂部の高さを突出高さとした。
【０１１１】
図１０Ｂに示すように、反射樹脂１６の突出高さの測定位置（Ｐ１〜Ｐ３１）と突出高さの測定値との関係が得られた。以下、図１０Ｂに示される関係をグラフ化して説明する。図１１は、図１０Ｂに示される反射樹脂１６と各測定位置における突出高さの測定値との関係を示すグラフである。
【０１１２】
図１１のグラフ（ａ）には、第１の反射部１６ａの測定点９点（Ｐ２〜Ｐ１０）、及び、第１の反射部１６ａの延長方向の外側２点（Ｐ１、Ｐ１１）の反射樹脂１６の突出高さが示されている。図１１のグラフ（ａ）に示すように、第１の反射部１６ａの両端を除く７点（Ｐ３〜Ｐ９）では、突出高さは９．２μｍ〜２０．４μｍであり、反射樹脂１６の上面が発光ユニットの上面より高くなっている。また、第１の交差部１６ｅ、第２の交差部１６ｆ、第３の交差部１６ｇにそれぞれ相当する測定点Ｐ４，Ｐ６及びＰ８では、他の測定点よりも突出高さが４μｍ〜９μｍ程度高くなっている。さらに、発光ユニットマトリクス２０の中心に位置する測定点Ｐ６における突出高さは、他の交差部に相当する測定点Ｐ４及びＰ８における突出高さよりも２μｍ程度高くなっている。また、第１の反射部１６ａの両端部の２点（Ｐ２、Ｐ１０）及び外側の２点（Ｐ１、Ｐ１１）では、突出高さは−１１．１μｍ〜−２．０μｍであり、反射樹脂１６の上面が発光ユニットの上面より低くなっている。また、発光ユニットマトリクス２０の端縁に一番近い交差部の一つである第１の交差部１６ｅに相当する測定点Ｐ４から端縁の外側のＰ１に向かって、突出高さは順に減少している。また、発光ユニットマトリクス２０の端縁に一番近い他の交差部である第３の交差部１６ｇに相当する測定点Ｐ８から端縁の外側のＰ１１に向かって、突出高さは順に減少している。言い換えると、測定点Ｐ４からＰ１、及び、測定点Ｐ８からＰ１１に向かって、反射樹脂１６の上面は、基板１２に近付く方向に変化し、発光ユニットマトリクス２０の端縁近傍から外側にかけて発光ユニットの上面よりもへこんでいる。
【０１１３】
図１１のグラフ（ｂ１）、（ｂ２）及び（ｂ３）には、それぞれ、第２の反射部１６ｂの測定点（Ｐ４、Ｐ１６〜Ｐ１９）、第３の反射部１６ｃの測定点（Ｐ６、Ｐ２０〜Ｐ２３）及び第４の反射部１６ｄの測定点（Ｐ８、Ｐ２４〜Ｐ２７）における反射樹脂１６の突出高さが示されている。
【０１１４】
図１１のグラフ（ｂ１）、（ｂ２）及び（ｂ３）に示すように、第２の反射部１６ｂ、第３の反射部１６ｃ及び第４の反射部１６ｄのいずれも、両端の測定点を除く３点では、突出高さは７．５μｍ〜２０．４μｍであり、反射樹脂１６の上面が発光ユニットの上面より高くなっている。また、第１の交差部１６ｅ、第２の交差部１６ｆ及び第３の交差部１６ｇにそれぞれ相当する測定点Ｐ４、Ｐ６及びＰ８では、他の測定点よりも突出高さが１０μｍ程度高くなっている。また、各反射部の両端の測定点では、突出高さは−１．１μｍ〜０．５μｍであり、反射樹脂１６の上面が発光ユニットの上面と同程度の高さか若干低くなっている。また、第１の交差部１６ｅに相当する測定点Ｐ４から外側の測定点Ｐ１６及びＰ１９に向かって、突出高さは順に減少している。同様に第２の交差部１６ｆに相当する測定点Ｐ６から測定点Ｐ２０及びＰ２３に向かって、並びに、第３の交差部１６ｇに相当する測定点Ｐ８から測定点Ｐ２４及びＰ２７に向かって突出高さは順に減少している。
【０１１５】
図１１のグラフ（ｆ１）及び（ｆ２）には、発光ユニットマトリクス２０の外周線の外側の測定点（Ｐ１、Ｐ１１〜１５、Ｐ２８〜Ｐ３１）における反射樹脂１６の突出高さが示されている。これらのいずれの測定点においても突出高さは−１５．１μｍ〜−１０．２μｍであり、反射樹脂１６の上面が発光ユニットの上面より低くなっている。第１の反射部１６ａの延長線上の測定点Ｐ１及びＰ１１が他の測定点と比較して、突出高さは高くなっているものの、発光ユニットの上面よりも反射樹脂１６の上面が高くなることはない。
【０１１６】
ここで、毛細管作用は管径に依存することから、隣接する発光ユニット間の最上部の距離Ｄ１、つまり、基板１２の平面視における隣接する発光ユニット間の隙間を変えて光源装置１１を作成した後、同様に突出高さを測定した。
【０１１７】
図１２は、発光ユニットマトリクス２０における隣接する発光ユニット間の最上部の距離Ｄ１（本実施の形態では隣接する透光性部材１４間の距離）と発光ユニットの上面（本実施の形態では透光性部材１４の上面）からの反射樹脂１６の突出高さの関係を示すグラフである。図１２に示すように、隣接する発光ユニット間の距離Ｄ１が１００μｍ程度以上の場合には、反射樹脂１６の突出高さは、距離Ｄ１と略反比例の関係にあり、距離Ｄ１を２００μｍ程度、又はそれ以下にすることで、発光ユニットの上面より反射樹脂を突出させることができた。また、突出高さは、距離Ｄ１が１００μｍのときに最も高くなった。したがって、本実施の形態に係る光源装置１１において、基板１２の平面視において、例えば、第１の発光ユニット２０ａと第２の発光ユニット２０ｂとの隙間は２００μｍ以下であってもよい。また、当該隙間は１００μｍ以下であってもよい。
【０１１８】
このように、隣接する発光ユニット間の距離Ｄ１を狭くすることで、毛細管作用で隣接する発光ユニット間の隙間に反射樹脂形成材料を吸い上げ、突出形状の反射樹脂１６を形成することできる。透光性部材１４の上面より高く吸いあがった反射樹脂は、表面張力により凸形状を保持できる。
【０１１９】
［５．投光装置］
次に、本実施の形態に係る光源装置１１を備える投光装置について、図面を用いて比較例と比較しながら説明する。図１３は、比較例の光源装置９１１を備える投光装置９００を示す概略断面図である。比較例に係る投光装置９００は、第１の発光ユニット２０ａと、第２の発光ユニット２０ｂとを有する光源装置９１１と、第１の発光ユニット２０ａの配光を制御する第１のレンズ２４ａと、第２の発光ユニット２０ｂの配光を制御する第２のレンズ２４ｂとを備える。比較例の光源装置９１１の第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂは、本実施の形態に係る第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂと同様の構成を有する。比較例の光源装置９１１は、第１の発光ユニット２０ａと第２の発光ユニット２０ｂとの間に配置された反射樹脂１６が各発光ユニットの上面よりへこんでいる点において、本実施の形態に係る光源装置１１と相違する。
【０１２０】
図１４は、本実施の形態に係る光源装置１１を備える投光装置１００の構成を示す概略断面図である。本実施の形態に係る光源装置１１においては、上述のとおり、隣接する発光ユニット間の反射樹脂１６の上面は発光ユニットの上面よりも突出している。図１４に示すように、投光装置１００は、光源装置１１と、光源装置１１が有する複数の発光ユニットのそれぞれに対応するレンズとを備える。なお、図１４においては、光源装置１１の複数の発光ユニットのうち、第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂだけが示されており、レンズのうち、第１の発光ユニット２０ａ及び第２の発光ユニット２０ｂにそれぞれ対応する第１のレンズ２４ａ及び第２のレンズ２４ｂだけが示されている。
【０１２１】
図１３に示す投光装置９００では、第１の発光ユニット２０ａから出射された光２２ａは、第１のレンズ２４ａの受光面２１ａに入射すると共に、隣接する第２のレンズ２４ｂの受光面２１ｂにも入射する。それに対して、図１４に示す投光装置１００では、発光ユニット間において反射樹脂１６の突出部が存在するため、第１の発光ユニット２０ａから出射された光２２ａの少なくとも一部は、反射樹脂１６の突出部によって第２のレンズ２４ｂ側への光がさえぎられると共に第１のレンズ２４ａ側に反射される。このため、第１の発光ユニット２０ａから隣接する第２のレンズ２４ｂの受光面２１ｂに入射する光を低減することができる。よって、本実施の形態に係る投光装置１００では、発光ユニット個々の光学的シャープエッジを向上させることができる。
【０１２２】
上述した光源装置１１の光学的シャープエッジは、例えば自動車のマトリクスビームヘッドライトのＤＭＤ方式の投光装置のような、光源装置の配光パターンをミラーアレイとレンズを通して前方照射する投光装置において、特に有効な技術である。
【０１２３】
自動車のマトリクスビームヘッドライトに使用されるＤＭＤ方式では、路上の対向車や歩行者の防眩などを目的として、前方照射パターンの発光部と非発光部とを制御する。前方照射パターンの制御手法として、まず前方照射パターンの描画に必要な発光ユニットを個別に点灯させ、発光ユニットからの光を発光ユニット毎に形成した集光レンズ群によりミラーアレイに集光する。そして発光ユニットの個別点灯及び消灯だけでは制御しきれない細かな画素単位の照射パターンは、ミラーアレイに光が照射された領域に配置されたミラーの角度を制御することで調整する。つまり、ミラーによって、光の反射方向をコントロールし、前方の発光領域と非発光領域とを制御する。ここで、各発光ユニットの配光パターンがよりシャープエッジであれば、ミラーアレイに集光される配光パターンもより明瞭になるため、ミラーアレイの画素細分化が可能となり、前方照射先の配光パターンもより明瞭になる。
【０１２４】
ここで、ミラーアレイだけを用いて、明瞭な配光パターンを実現することも不可能ではない。つまり、発光ユニットからは広い領域に光を照射し、非発光領域における光をミラーアレイで廃棄することで配光パターンを形成することも可能である。しかしながら非発光領域における光をミラーアレイで廃棄しても、当該光を出射した発光ユニットは点灯しているため、発光ユニットは発熱し、光源装置の発光効率は低下する。したがって、光源装置の発光効率を向上させるためには、ミラーアレイによる照射パターン制御の前に、まずは発光ユニットの個別点灯及び消灯による配光パターン制御を行うことが好ましい。発光ユニットの個別点灯及び消灯による配光パターン制御を精密に行うためは発光ユニット毎の光学的シャープエッジが必要である。以下、光学的シャープエッジを実現できる光源装置１１を用いたＤＭＤ方式の投光装置の一例について図面を用いて説明する。
【０１２５】
図１５は、本実施の形態に係る光源装置１１を備えるＤＭＤ方式の投光装置２００の構成を示す概略図である。図１５に示すように、投光装置２００は、光源装置１１と、発光ユニットマトリクス２０に対応するミラーアレイ２６と、光源装置１１からの出射光をミラーアレイ２６に集光させるレンズ２４と、ミラーアレイ２６によって形成された照射パターンを投影する投光レンズ２７とを有する。図１５に示す例では、投光装置２００は、レンズ２４によって集光された光を、ミラーアレイ２６に向けて反射するミラー２５をさらに有する。投光装置２００は、光源装置１１及びミラーアレイ２６を制御することによって、所望の照射パターンを路面などの照射対象物に投影できる。
【０１２６】
レンズ２４は、光源装置１１の前方に配置された集光レンズ群であり、光源装置１１の複数の発光ユニットの各々に対応する位置に配置された複数の集光レンズを有する。
【０１２７】
ミラーアレイ２６は、レンズ２４によって集光された光の光路上に配置され、複数の微小なミラーがアレイ状に配置された光学機器である。
【０１２８】
ミラーアレイ２６の各ミラーは入射する光に対する角度を制御できるように構成されており、光源装置１１からレンズ２４を通してミラーアレイ２６に入射された光のうち一部は灯具の光軸方向に反射されるが、角度を変えたミラーで反射された光２２ｘは光軸からずれた方向に反射される。光軸方向に反射される光はミラーアレイ２６と投影レンズ２７の間の黒矢印で示し、光軸からずれた方向に反射される光２２ｘは、例えば、ミラーアレイ２６の右上部の白抜き矢印で示す。光軸からずれた光は投光レンズ２７を通らないので、ミラーアレイ２６によって形成された光軸方向の照射パターンを投光レンズ２７で投影することができる。これにより、図１５に示す投光レンズ２７を通った黒矢印で示されるような照射パターンの照射を実現する。
【０１２９】
また、本実施の形態に係る投光装置２００によれば、光源装置１１を用いることで、特に発光ユニットの境界部に対応する領域において配光パターンの光学的シャープエッジが明瞭になる。このため、本実施の形態に係る投光装置２００において、明瞭な照射パターンを実現できる。
【０１３０】
（変形例など）
以上、本開示に係る光源装置１１及び投光装置１００及び２００について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１３１】
例えば、上記実施の形態では、光源装置１１は８個の発光ユニットを備えたが、発光ユニットの個数は８でなくてもよい。発光ユニットの個数は、４以上であればよい。
【０１３２】
また、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本開示に係る光源装置及び投光装置は、光学的シャープエッジが要求される自動車のマトリクスビームヘッドライトなどにおいて特に有用である。
【符号の説明】
【０１３４】
１１、９１１  光源装置
１２  基板
１２Ａ  集合基板
１３  発光素子
１４  透光性部材
１５  透明樹脂
１６  反射樹脂
１６ａ  第１の反射部
１６ｂ  第２の反射部
１６ｃ  第３の反射部
１６ｄ  第４の反射部
１６ｅ  第１の交差部
１６ｆ  第２の交差部
１６ｇ  第３の交差部
１６ｈ  端縁部
１６ｉ  外側部
１７  第１のダム
１８  第２のダム
１９  配線電極
１９ａ、１９ｂ  取り出し電極
１９ｃ  中間電極
２０  発光ユニットマトリクス
２０ａ  第１の発光ユニット
２０ｂ  第２の発光ユニット
２０ｃ  第３の発光ユニット
２０ｄ  第４の発光ユニット
２０ｅ  第５の発光ユニット
２０ｆ  第６の発光ユニット
２０ｇ  第７の発光ユニット
２０ｈ  第８の発光ユニット
２１ａ、２１ｂ  受光面
２２ａ  光
２４  レンズ
２４ａ  第１のレンズ
２４ｂ  第２のレンズ
２５  ミラー
２６  ミラーアレイ
２７  投光レンズ
１００、２００、９００  投光装置
【図１】
2019064980.tif 000003
【図２Ａ】
2019064980.tif 000004
【図２Ｂ】
2019064980.tif 000005
【図２Ｃ】
2019064980.tif 000006
【図２Ｄ】
2019064980.tif 000007
【図２Ｅ】
2019064980.tif 000008
【図２Ｆ】
2019064980.tif 000009
【図３】
2019064980.tif 000010
【図４Ａ】
2019064980.tif 000011
【図４Ｂ】
2019064980.tif 000012
【図５Ａ】
2019064980.tif 000013
【図５Ｂ】
2019064980.tif 000014
【図５Ｃ】
2019064980.tif 000015
【図６】
2019064980.tif 000016
【図７】
2019064980.tif 000017
【図８】
2019064980.tif 000018
【図９】
2019064980.tif 000019
【図１０Ａ】
2019064980.tif 000020
【図１０Ｂ】
2019064980.tif 000021
【図１１】
2019064980.tif 000022
【図１２】
2019064980.tif 000023
【図１３】
2019064980.tif 000024
【図１４】
2019064980.tif 000025
【図１５】
2019064980.tif 000026
【国際調査報告】
2019064980.tif 000027
2019064980.tif 000028
2019064980.tif 000029
2019064980.tif 000030