JP2021057505A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記基板上に配置される複数の光源と、
前記基板上に配置され、前記複数の光源を1つずつまたは2つ以上ずつ囲む壁部を備えた複数の光反射性部材と、を備えた発光装置であって、
隣接する2つの前記光反射性部材は、前記壁部の外面同士が接着剤を介して接合することにより連結されている発光装置。
図1Aは実施形態1に係る発光装置の模式的平面図である。図1Bは、図1Aにおいて壁部32の側面部324にハッチングを施した図である。図1Cは、図1Aにおいて壁部32の底面部322にハッチングを施した図である。図1Dは、基板の貫通孔(第2開口)と光源との位置関係を示す図である。図1Dにおいては、光反射性部材30と接着剤80の図示を省略している。図1Eは図1A中の1E−1E断面を示す図である。図1Eにおいては、発光装置1の上方に配置される部材もあわせて図示している。図1Fは4つの光反射性部材が連結されていることを説明する図である。
基板10は、複数の光源20を配置するための部材である。
複数の光源20は、基板10上に配置される。具体的に説明すると、複数の光源20は、発光装置1を平面視した場合において、光反射性部材30が存在しない領域に配置され、実装される。当該領域には導電部材72が露出しており、当該導電部材72には光源20の電極が電気的に接続される。当該領域は、基板10を覆う反射部材70が存在せず、導電部材72が露出している部という意味で、開口部と呼ぶことができる。光源20は、例えば、フリップチップ方式により実装することができるが、ワイヤを用いたワイヤボンディング等、その他の方法により実装することもできる。
光反射性部材30は、基板10上に配置され、複数の光源20を囲む壁部32を備える部材である。光反射性部材30は、リフレクタと呼ばれることがある。壁部32は、本実施形態のように複数の光源20を1つずつ囲んでもよいし、2つ以上ずつ囲んでもよい。つまり、壁部32は複数の包囲部Xを有しており、各包囲部Xには1つの光源20または2つ以上の光源20が配置される。本明細書では、包囲部Xをセルと呼ぶことがある。
接着剤80には例えば熱可塑性樹脂などを用いることができる。
基板10の少なくとも上面には、光源20に電力を供給するための導体配線72を配置することができる。導体配線72は、光源20の電極と電気的に接続され、外部からの電流(電力)を供給するための部材である。導体配線72の厚さは適宜選択することができる。導体配線72の材料は、基板10として用いられる材料や製造方法等によって適宜選択することができる。例えば、基板10の材料としてセラミックスを用いる場合、導体配線72の材料には、セラミックスシートの焼成温度にも耐え得る高融点を有する材料を用いるのが好ましく、例えば、タングステン、モリブデンのような高融点の金属を用いるのが好ましい。さらに、これらの金属の表面を、鍍金やスパッタリング、蒸着などにより、ニッケル、金、銀などの他の金属材料で被覆したものを導体配線72として用いることもできる。基板10の材料としてガラスエポキシ樹脂を用いる場合、導体配線72の材料には、加工し易い材料を用いることが好ましい。導体配線72は、基板10の一面又は両面に、蒸着、スパッタ、めっき等の方法によって形成することができる。プレスにより金属箔を貼りつけてこれを導体配線72としてもよい。印刷法又はフォトリソグラフィー等を用いてマスキングし、エッチング工程によって、所定の形状に導体配線72をパターニングすることができる。導体配線72の厚さは均一であることが好ましい。均一には均一であるとみなせる場合を含む。発光装置1は、基板10の上面に加え、基板10の下面に導体配線84を有していてもよい。
反射部材70は、光を反射させ、あるいは光の漏れや吸収を防いで、発光装置1の光取り出し効率を上げる絶縁性の部材である。反射部材70は、基板10の上面と導体配線72の上面とを被覆するよう配置される。反射部材70には、例えば白色系のフィラーを含有する部材を用いることができる。反射部材70の材料は、絶縁性であれば特に限定されないが、発光素子22からの光の吸収が少ない材料であることが特に好ましい。具体的には、例えば、エポキシ、シリコーン、変性シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等を反射部材70の材料として用いることができる。反射部材70の厚さは適宜選択することができる。反射部材70の厚さは均一であることが好ましい。均一には均一であるとみなせる場合を含む。さらに反射部材82は、基板10の下面側であって導体配線84の下面を被覆するよう配置されていてもよい。
発光装置1は接合部材74を有していてもよい。接合部材74は、光源20を基板10及び/又は導体配線72に固定するための部材である。接合部材74の一例としては、絶縁性の樹脂や導電性の部材が挙げられる。光源20をフリップチップ実装する場合は導電性の部材を接合部材74として用いることができる。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、金属とフラックスの混合物等は接合部材74の一例である。接合部材74としては、例えば、液状、ペースト状、固体状(シート状、ブロック状、粉末状、ワイヤ状)の部材を単一にまたは組み合わせて用いることができ、組成や基板10の形状等に応じて、適宜選択することができる。光源20を導体配線72に電気的に接続する工程と、を基板10上に載置や固定などする工程と、を一の工程ではなく別の工程に分けて行う場合には、接合部材74とは別のワイヤをさらに用いて、これで光源20と導体配線72を電気的に接続してもよい。
発光装置1の上方には、波長変換部材40の光入射側に光拡散部材52を配置してもよい。光拡散部材52は、複数の光源20から放射された光を拡散させることにより輝度ムラを削減させる部材である。光拡散部材52を形成する材料には、例えば、ポリカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等、可視光に対して光吸収の少ない材料を用いることができる。光拡散部材52には、例えば、母材となる材料中に屈折率の異なる材料を含有させた部材や、母材となる材料の表面形状を加工して光を散乱させる部材を用いることができる。光拡散部材52の厚みは、均一であることが好ましい。均一には均一であるとみなせる場合を含む。
光学部材54は波長変換部材40の光入射側に配置することができる。光学部材54は光源20からの光に光学作用を加える部材である。光学部材54には、例えばハーフミラーなどの透光性の部材を用いることができる。ハーフミラーには、例えば、入射する光の一部を反射し、一部を透過する部材を用いることができる。ハーフミラーの反射率は、垂直入射よりも斜め入射の方が低くなるように設定されていることが好ましい。すなわち、ハーフミラーは、各光源20から放射された光のうち、光軸方向に対して平行に出射した光に対しては、光反射率が高く、放射角度(光軸方向に対して平行である場合は放射角度が0度であるものとする。)が広がっていくに従い、光反射率が低下する特性(換言すると、ハーフミラーを透過する光量が増加する特性)を有していることが好ましい。このようにすれば、ハーフミラーを光出射側から観察した場合において、均質な輝度分布を容易に得ることができる。ハーフミラーには例えば誘電体多層膜を用いることができる。誘電体多層膜を用いることで、光吸収の少ない反射膜を得ることができる。加えて、膜の設計により反射率を任意に調整することができ、角度によって反射率を制御することも可能となる。例えば、ハーフミラーに対して垂直に入射する光に対してこれよりも斜めに入射する光に対して反射率が低くなるよう誘電体多層膜の膜を設計すれば、光取り出し面に対して垂直に入射する光に対する反射率が高く、光取り出し面に対する角度が大きくなるほど反射率が低くなる特性を容易に実現することができる。光学部材54の厚みは、均一であることが好ましい。均一には均一であるとみなせる場合を含む。
波長変換部材40は、複数の光源20を挟んで基板10と対向するよう配置することができる。波長変換部材40には蛍光体を有する部材を用いる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネイト(PC)などの母材に蛍光体を含有する部材や、蛍光体を焼結させた部材などは、波長変換部材40として好ましく用いることができる。蛍光体には酸化物,窒化物,硫化物,フッ化物、または量子ドットを用いることができる。蛍光体の具体例としては例えば、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット(LAG)などが挙げられる。蛍光体は光源20が発する第1の色の光により励起されて第2の色の光を発する。光源20が発する光の色(第1の色)が青色である場合、蛍光体には、当該青色の光により励起されて黄色の光を第2の色の光として出射する物質を用いることが好ましい。また、光源20が発する光の色(第1の色)が黄色である場合、蛍光体には、当該黄色の光により励起されて緑色の光及び/又は赤色の光を第2の色の光として出射する物質を用いることが好ましい。波長変換部材40の厚みは均一であることが好ましい。均一には、均一であるとみなせる場合を含む。
波長変換部材40の光出射側には、プリズムシート56、58を配置することができる。プリズムシート56、58は斜め方向に入射した光を垂直方向に向きを変えて正面輝度を向上させる部材である。プリズムシート56、58の材料にはポリエチレンテレフタレートやアクリルを用いることができる。プリズムシート56、58の厚みは、均一であることが好ましい。均一には均一であるとみなせる場合を含む。
さらに偏光シート60を配置することもできる。偏光シート60は、液晶パネルを透過できずに反射してきた偏向光の向きを変えて、再度液晶パネルに向けて跳ね返し、液晶パネルを透過する偏向光にするシートで、輝度の向上が可能である。
図2Aは実施形態2に係る発光装置の模式的平面図である。図2Bは、図2Aにおいて壁部の先端部にハッチングを施した図である。図2Cは、図2Aにおいて壁部の側面部にハッチングを施した図である。図2Dは、図2Aにおいて壁部の底面部にハッチングを施した図である。図2Eは、基板の貫通孔(第2開口)と光源との位置関係を示す図である。図2Eにおいては、光反射性部材30と接着剤80の図示を省略している。図2Fは図2A中の1F−1F断面を示す図である。図2Fにおいては、発光装置1の上方に配置される部材もあわせて図示している。
図3A乃至図3Dは、実施形態1に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。以下、図3A乃至図3Dを参照しつつ、実施形態1に係る発光装置1の製造方法を説明する。図3B及び図3Cにおいては、複数の光反射性部材30が連結される様子を理解しやすいよう、隣接する2つの光反射性部材30の境界に点線を記している。
図4A乃至図4Dは、実施形態2に係る発光装置の製造方法を説明する模式的断面図である。以下、図4A乃至図4Dを参照しつつ、実施形態2に係る発光装置2の製造方法を説明する。図4B及び図4Cにおいては、複数の光反射性部材30が連結される様子を理解しやすいよう、隣接する2つの光反射性部材30の境界に点線を記している。
10 基板
20 光源
22 発光素子
26 封止部材
28 反射層
30、30a、30b、30c、30d 光反射性部材
32 壁部
322 底面部
324 側面部
326 先端部
40 波長変換部材
52 光拡散部材
54 光学部材
56、58 プリズムシート
60 偏光シート
70、82 反射部材
72、84 導体配線
74 接合部材
80 接着剤
X 包囲部
Y 空洞部
Z 貫通孔
W1 第1開口
W2 第2開口
W3 第2開口の周縁と第1開口の周縁との間に設けられる基板上面の領域
Claims (9)
- 基板と、
前記基板上に配置される複数の光源と、
前記基板上に配置され、前記複数の光源を1つずつまたは2つ以上ずつ囲む壁部を備えた複数の光反射性部材と、を備えた発光装置であって、
隣接する2つの前記光反射性部材は、前記壁部の外面同士が接着剤を介して接合することにより連結されている発光装置。 - 前記壁部は、前記基板側に第1開口を有する空洞部を有し、
連結される2つの前記光反射性部材の境界領域においては、前記壁部の外面同士が接着剤を介して接合することにより前記空洞部が形成される請求項1に記載の発光装置。 - 前記基板は、前記基板を上下方向に貫通し、前記基板の上面に第2開口を有する貫通孔を有し、
前記第2開口は、前記第1開口の内側に位置する請求項2に記載の発光装置。 - 前記壁部の先端部においては、前記接着剤を介することなく前記壁部の外面同士が当接する請求項1から3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記光反射性部材は底面部を備え、
前記底面部は前記基板上に配置される請求項1から4のいずれか一項記載の発光装置。 - 前記接着剤は、前記光源から出射された光を反射する部材である請求項1から5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記接着剤は、前記光源から出射された光を吸収する部材である請求項1から5のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記複数の光源間の距離は5mm以上25mm以下である請求項1から7のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記壁部の距離は5mm以上25mm以下である請求項1から8のいずれか一項に記載の発光装置。
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