WO2021241188A1 - 発光装置および表示装置 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
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- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
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- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
Definitions
- This disclosure relates to a light emitting device and a display device.
- Patent Document 1 Conventionally, for example, the light emitting device described in Patent Document 1 is known.
- the light emitting device of the present disclosure includes an element mounting structure having a first surface having a recess and a light emitting element located in the recess, and the element mounting structure is radiated from the light emitting element. At least a part of the light is reflected on the inner peripheral surface of the recess so as to be reflected twice or more.
- the light emitting device of the present disclosure includes an element mounting structure having a first surface having a recess and a light emitting element located in the recess, and the recess has an opening area of 1 times the bottom area. It is more than 1.5 times and less than 1.5 times, and the depth is 2.5 times or more the absolute value of the square root of the bottom area.
- the display device of the present disclosure includes a plurality of the light emitting devices, and the plurality of the light emitting devices are arranged in a matrix.
- FIG. 1 It is sectional drawing which cut at the cut plane line B1-B2 of FIG. It is a figure which shows the display device which concerns on other embodiment of this disclosure, and is the sectional view which corresponds to FIG. It is a figure which shows the display device which concerns on other embodiment of this disclosure, and is the sectional view which corresponds to FIG. It is a figure which shows the display device which concerns on other embodiment of this disclosure, and is the sectional view which corresponds to FIG. It is a figure which shows the display device which concerns on other embodiment of this disclosure, and is the sectional view which corresponds to FIG. It is a figure which shows the display device which concerns on other embodiment of this disclosure, and is the sectional view which corresponds to FIG. It is a figure which shows the display device which concerns on other embodiment of this disclosure, and is the sectional view which corresponds to FIG.
- the configuration on which the light emitting device according to the embodiment of the present disclosure is based will be described.
- the conventional light emitting device described in Patent Document 1 is a light emitting device in which a light emitting element and a frame-shaped reflecting member surrounding the light emitting element are arranged on one main surface of a substrate.
- a light emitting element such as a light emitting diode element may have a light distribution characteristic in which the angular distribution of light radiation intensity does not become maximum in the direction perpendicular to the light radiation surface.
- the directivity of the synchrotron radiation from the light emitting device may be lowered.
- the light emitted from a plurality of light emitting devices adjacent to each other may interfere with each other, and the display quality of the display device may be deteriorated. there were.
- the light emitting device and the display device according to the embodiment of the present disclosure may have well-known configurations such as a circuit board, a wiring conductor, a control IC, and an LSI (not shown).
- FIG. 1 is a plan view showing a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure
- FIG. 2 is a cross-sectional view cut along the cutting plane lines A1-A2 of FIG. 1
- FIG. 3 is a light emitting diode element. It is a figure which shows the angular distribution of the radiation intensity of the emitted light
- FIGS. 4 and 5 are sectional views which show the modification of the light emitting device which concerns on one Embodiment of this disclosure.
- FIG. 3 shows three examples of radiation intensity (W / sr: watt / steradian) distribution of light emitted from a light emitting diode element.
- the radiant intensity (W / sr) of light represents the radiant energy (radiant bundle) radiated from a point-shaped radiation source in a certain direction per hour, and is the radiant energy per unit solid angle.
- the cross-sectional views shown in FIGS. 4 and 5 correspond to the cross-sectional views shown in FIG.
- the light emitting device 1 of the present embodiment includes an element mounting structure 3 and a light emitting element 4.
- the element mounting structure 3 has a first surface 3a, which is a surface on which light is emitted.
- the element mounting structure 3 has a shape such as a plate shape or a block shape.
- the external shape of the element mounting structure 3 is, for example, a triangle, a square, a rectangle, a trapezoid, a hexagon, a circle, an ellipse, etc. in a plan view (that is, when viewed from a direction perpendicular to the first surface 3a). It may be in the shape of, or it may be in any other shape.
- the element mounting structure 3 is made of, for example, an electrically insulating insulating material such as a glass material, a ceramic material, or a resin material, a metal material, a semiconductor material such as silicon, or the like.
- the element mounting structure 3 may have a laminated structure in which a plurality of layered bodies or plate-shaped bodies made of the above materials are laminated.
- the plurality of layers or the plurality of plates may be made of different materials from each other.
- the element mounting structure 3 is located on the substrate 31 as the first base material having the mounting portion 31t on which the light emitting element 4 is mounted, and on the substrate 31, from the first surface 3a to the second surface 32a on the opposite side thereof. It has a through hole 32c through which the second surface 32a is provided with a recess component 32 as a second base material on the side of the substrate 31, and the recess 33 is located in the through hole 32c and the through hole 32c. It may be configured to include the mounting portion 31t. In the case of this configuration, since the concave portion constituent member 32 constituting the concave portion 33 is separated from the substrate 31, it becomes easy to adjust the depth of the concave portion 33 to a desired depth.
- the depth of the recess is equal to or less than the height of the light emitting element 4, and is higher than the height of the light emitting element 4. It was difficult to do. With the above configuration, this problem can be solved.
- the first base material has a shape such as a plate shape or a block shape, and the outer shape thereof may be a shape such as a triangle, a square, a rectangle, a trapezoid, a hexagon, a circle, or an ellipse in a plan view. Other shapes may be used.
- the first base material may be made of an electrically insulating insulating material such as a glass material, a ceramic material or a resin material, a metal material, a semiconductor material such as silicon, or the like.
- the first base material may have a laminated structure in which a plurality of layered bodies or plate-shaped bodies made of the above materials are laminated.
- the plurality of layers or the plurality of plates may be made of different materials from each other.
- the second base material may have the same structure as the first base material.
- the first surface 3a of the element mounting structure 3 is provided with a recess 33 in which the light emitting element 4 is located.
- the light emitting element 4 is mounted on, for example, the bottom surface 33a of the recess 33 and is located on the bottom surface 33a.
- the recess 33 is opened on the first surface 3a and is recessed in the thickness direction of the element mounting structure 3.
- the recess 33 has a bottom surface 33a and an inner peripheral surface 33b connecting the bottom surface 33a and the first surface 3a.
- the bottom surface 33a may be substantially parallel to the first surface 3a.
- the opening shape of the recess 33 may be, for example, a square shape, a rectangular shape, a hexagonal shape, a circular shape, an elliptical shape, or any other shape.
- the recess 33 may have a shape in which the outer edge of the opening 33c surrounds the outer edge of the bottom surface 33a in a plan view. That is, as shown in FIG. 2, for example, the recess 33 may have a shape in which the cross-sectional shape of the cross section parallel to the first surface 3a gradually shrinks in the depth direction. In this case, the light emitted by the light emitting element 4 can be easily taken out to the outside of the element mounting structure 3.
- the light emitting element 4 is mounted in the recess 33.
- the light emitting element 4 may be mounted on the bottom surface 33a of the recess 33 so that the light emitting surface 4a faces the opening 33c of the recess 33.
- the light emitting element 4 may be a self-luminous element such as a light emitting diode (Light Emitting Diode: LED) element, an organic light emitting diode (Organic Light Emitting Diode: OLED) element, or a semiconductor laser (Laser Diode: LD) element.
- a light emitting diode element (LED element) is used as the light emitting element 4.
- the light emitting diode element may be a micro light emitting diode element ( ⁇ LED element).
- the micro light emitting diode element may have a rectangular plan view shape having a side length of about 1 ⁇ m or more and about 100 ⁇ m or less or about 5 ⁇ m or more and about 20 ⁇ m or less when mounted in the rece
- the element mounting structure 3 has an anode electrode 34 and a cathode electrode 35 arranged on the bottom surface 33a of the recess 33.
- the anode electrode 34 is electrically connected to the anode terminal of the light emitting element 4.
- the cathode electrode 35 is electrically connected to the cathode terminal of the light emitting element 4.
- the anode electrode 34 and the cathode electrode 35 are connected to a drive circuit (not shown) that controls light emission, non-light emission, light emission intensity, and the like of the light emitting element 4.
- the drive circuit includes a thin film transistor (TFT), a wiring conductor, and the like.
- the TFT has, for example, a semiconductor film (also referred to as a channel) made of amorphous silicon (a-Si), low-Temperature Poly Silicon (LTPS), or the like, and has three of a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode. It may be configured to have terminals.
- the TFT functions as a switching element that switches between conduction and non-conduction between the source electrode and the drain electrode according to the voltage applied to the gate electrode.
- the drive circuit may be arranged on the substrate 31, and may be arranged between layers of a plurality of insulating layers composed of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4), etc. arranged on the substrate 31. May be. Further, the drive circuit may be formed by a thin film forming method such as a chemical vapor deposition method (CVD method).
- CVD method chemical vapor deposition method
- the light emitting element 4, the anode electrode 34, and the cathode electrode 35 are flip-chip connected using a conductive connecting member such as an anisotropic conductive film (ACF), a solder ball, a metal bump, or a conductive adhesive. May be electrically and mechanically connected.
- ACF anisotropic conductive film
- the light emitting element 4, the anode electrode 34, and the cathode electrode 35 may be electrically and mechanically connected by using a conductive connecting member such as a bonding wire.
- the light emitting element 4 has a shape such as a rectangular parallelepiped, a columnar body, or a cone having an upper surface and a side surface, and may be configured to radiate light from the upper surface and the side surface.
- the light emitting element 4 when the light emitting element 4 is an LED element, the light emitting element 4 may have low directivity of radiation intensity as shown in the radiation intensity distributions A, B, and C shown in FIG. Further, the light emitting element 4 may have a radiation intensity distribution in which the radiation intensity is not maximum in front of the light radiation surface 4a (upper in FIG. 2) as in the radiation intensity distributions B and C. That is, the direction in which the radiation intensity is maximum may be a direction inclined with respect to the upper side (immediately above) of the light emitting element 4.
- the direction in which the radiation intensity is maximum is the normal direction of the light radiation surface 4a which is the upper surface of the light emitting element 4 (this normal direction may be the normal direction of the bottom surface 33a of the recess 33). It may be tilted with respect to.
- the light emitting element 4 has a radiation intensity distribution as shown in FIG. 3, particularly radiation intensity distributions B and C, most of the radiation of the light emitting element 4 is 0 on the inner peripheral surface 33b of the recess 33. It has been found that the directivity of the synchrotron radiation from the light emitting device decreases when it is reflected once or once and radiated to the outside. Further, the present inventor has found that even when the light emitting element 4 has the radiation intensity distribution as shown in FIG. 3, most of the emitted light of the light emitting element 4 is reflected twice or more on the inner peripheral surface 33b to the outside. It was found that the directivity of the synchrotron radiation from the light emitting device is effectively improved when it is radiated to.
- the element mounting structure 3 is such that at least a part of the light emitted from the light emitting element 4 is reflected twice or more on the inner peripheral surface 33b of the recess 33. It is configured. According to such a configuration, the radiation intensity distribution of the light radiated from the recess 33 to the outside substantially coincides with the normal direction of the first surface 3a and the normal direction of the bottom surface 33a of the recess 33 in the maximum intensity direction.
- the shape can be similar to the shape of a vertically long cosine (cos ⁇ ) curved surface with high directionality.
- the radiation intensity distribution of the light radiated from the recess 33 to the outside is Lambert's cosine law (the radiation intensity of the light observed by the ideal diffuser is the radiation surface (in the light emitting device 1 of the present embodiment).
- the shape is a vertically long approximate cosine curved surface with high directivity.
- the cosine curved surface shape is a shape in which the shape of the radiation intensity distribution is a cosine curve when the radiation intensity distribution of light is viewed in a vertical cross section.
- the front luminance of the light emitting device 1 (the luminance measured on the front of the light emitting device 1) is normalized to 1.0 when there is no recess 33
- the front luminance when there is a recess 33 is 1. It can be about 5 times to 2.0 times or more. Further, the front luminance can be set to about 1.5 times to 2.0 times or more and about 5 times or less.
- ⁇ 1 may be set to a predetermined angle or less.
- the predetermined angle is an angle that is also determined by the radiation intensity distribution of the light emitting element 4.
- the predetermined angle may be, for example, 30 °, 20 °, or 10 °.
- At least a part of the light reflected twice or more on the inner peripheral surface 33b of the recess 33 may include light emitted in the direction in which the radiation intensity in the radiation intensity distribution of the light emitting element 4 is maximum.
- the amount of light emitted in the direction of the concave radiation angle ⁇ 1 or less can be increased, and the directivity of the light emitted from the concave portion 33 can be further improved.
- the inclination angle with respect to the upper side of the light emitting element 4 may be a predetermined angle (for example, 5 ° to 60 °).
- ⁇ 2 When the angle between the direction in which the radiation intensity is maximum in the radiation intensity distribution of the light emitting element 4 and the normal line of the bottom surface 33a of the recess 33 is ⁇ 2, ⁇ 2 may be about 20 ° to 60 °, and may be 30 °. It may be about 50 °. In this case, most of the light emitted by the light emitting element 4, for example, 50% or more of the total amount of light, is likely to be reflected twice or more on the inner peripheral surface 33b of the recess 33.
- At least a part of the light reflected by the inner peripheral surface 33b of the recess 33 twice or more may include 50% or more of the total amount of light emitted from the light emitting element 4.
- the amount of light emitted in the direction of the concave radiation angle ⁇ 1 or less can be further increased, and the directivity of the light emitted from the light emitting device 1 can be further improved.
- the depth of the recess 33 may be twice or more and 15 times or less the height from the bottom surface 33a of the light emitting surface 4a of the light emitting element 4. In this case, the depth of the recess 33 becomes an appropriate depth, and at least a part of the light radiated from the light emitting element 4 is reflected on the inner peripheral surface 33b of the recess 33 twice or more. It is advantageous for. If it is less than twice, the depth of the recess 33 becomes shallow, and at least a part of the light emitted from the light emitting element 4 is reflected on the inner peripheral surface 33b of the recess 33 more than once. Tends to be difficult.
- the intensity (brightness) of the emitted light tends to decrease.
- the depth of the recess 33 may be 3 times or more and 15 times or less the height from the bottom surface 33a of the light emitting surface 4a of the light emitting element 4.
- the recess 33 may have a structure in which the surface of the inner peripheral surface 33b has light reflectivity.
- the material of the recessed constituent member 32 may be a material having high light reflectivity such as aluminum.
- the recess component 32 is made of a material having low light reflectivity such as a glass material, a ceramic material, or a resin material
- a light reflective layer such as an aluminum layer is arranged on the surface of the inner peripheral surface 33b of the recess 33. May be good.
- the recess 33 includes a light transmitting member 40 including a light scattering body 41, and at least a part of the light emitted from the light emitting element 4 and passing through the light transmitting member 40 is recessed. It may be configured to be reflected twice or more on the inner peripheral surface of 33.
- the light transmitting member 40 may be made of a resin material such as a silicone resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or an epoxy resin.
- the light transmitting member 40 may be formed by a photocuring method in which the above resin material is arranged in the recess 33 and irradiated with light such as ultraviolet rays, a heat curing method in which the light is cured at a predetermined temperature, a light heat curing method, or the like.
- the light transmitting member 40 may be made of a glass material. In that case, the light transmitting member 40 having a shape to be fitted into the recess 33 is inserted into the recess 33, and the inner peripheral surface 33b of the recess 33 is interposed with a transparent adhesive. May be adhered. Further, the light transmitting member 40 may cover the light emitting element 4.
- the light scattering body 41 may be a light scattering particle made of a glass material, a resin material, a ceramic material, or the like.
- the average particle size of the light-scattering particles may be about 10 nm to 100 ⁇ m, but is not limited to this range.
- the light transmitting member 40 includes the light scattering body 41, it becomes easy to make the radiation intensity distribution of the light emitted from the light transmitting member 40 close to Lambert's cosine law. That is, the direction in which the radiation intensity in the radiation intensity distribution of the light emitted from the light transmitting member 40 is maximum (hereinafter, also referred to as the maximum radiation direction) is close to the direction orthogonal to the light radiation surface 4a of the light emitting element 4. Will be easier.
- the number of times (the number of times of reflection) that the light in the maximum radiation direction emitted from the light transmitting member 40 is reflected by the inner peripheral surface 33b of the recess 33 can be prevented from becoming too large.
- the number of reflections exceeds, for example, five, the light radiated to the outside from the recess 33 tends to be attenuated.
- the light scattering body 41 may include a light wavelength converter. That is, a part of the light scattering body 41 may be a light wavelength converter, or the entire light scattering body 41 may be a light wavelength converter.
- the optical wavelength converter may be a phosphor or a quantum dot.
- the phosphor or quantum dots may be uniformly dispersed in the light transmitting member 40.
- the fluorescent material include organic fluorescent material such as cyanine-based dye, pyridine-based dye, and rhodamine-based dye, and (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu, Y 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 3 : Inorganic phosphor materials such as Eu can be mentioned.
- ⁇ : Eu means that Eu is contained as a trace component.
- Quantum dots are particles having a diameter of about 1 nm or more and about 100 nm or less.
- Examples of the material of the quantum dot include CdSe, CdS, InP and the like.
- a light reflecting layer 33r made of aluminum (Al) or the like may be located on the surface of the inner peripheral surface 33b of the recess 33. Further, in the recess 33, the light transmitting member 40 and the sealing member 5 may be located in that order from the side of the light emitting element 4. Further, the recess 33 may be filled with the light transmitting member 40 without the sealing member 5.
- the light transmitting member 40, the color filter layer 42, and the sealing member 5 may be located in that order from the light emitting element 4 side.
- the color filter layer 42 absorbs and cuts the excitation light (synchrotron radiation of the light emitting element 4) that has not been wavelength-converted by the light scattering body 41 including the light wavelength converter, and the excitation light is emitted from the recess 33 to the outside. It is provided to suppress the use of light.
- one pixel may be provided with three sub-pixels.
- the three sub-pixels are a sub-pixel PXR that emits red light LR, a sub-pixel PXG that emits green light LG, and a sub-pixel PXB that emits blue light LB.
- the sub-pixel PXR is located on the mounting portion of the bottom surface of the recess 33 having the light reflecting layer 33r on the inner peripheral surface, and has a light emitting element 4U that emits ultraviolet light, a light transmitting member 40 that covers the light emitting element 4U, and a light transmitting member.
- 40 includes a light scattering body 41 as an optical wavelength converter that converts ultraviolet light into red light, and a sealing member 5.
- the sub-pixel PXG has a light scattering body 41 as an optical wavelength converter that converts ultraviolet light into green light, and other configurations are the same as those of the sub-pixel PXR.
- the sub-pixel PXB has a light scattering body 41 as an optical wavelength converter that converts ultraviolet light into blue light, and other configurations are the same as those of the sub-pixel PXR.
- the type of the light scattering body 41 is different only in the sub-pixels PXR, PXG, and PXB, and the pixel configuration is simplified.
- the change in emission intensity (luminance) with respect to the drive current is smaller than that of the light emitting elements 4U, 4G, and 4B, a light emitting element that emits red light requires a large drive current when displaying high gradation. Is unnecessary. As a result, the current consumption can be reduced. Further, since only one type of light emitting element 4U is required, the configuration of the drive circuit is simplified.
- one pixel may be provided with three sub-pixels PXR, PXG, and PXB.
- the sub-pixel PXR is located on the mounting portion of the bottom surface of the recess 3 having the light reflecting layer 33r on the inner peripheral surface, and is a light emitting element 4B that emits blue light, a light transmitting member 40 that covers the light emitting element 4B, and a light transmitting member.
- 40 includes a light scatterer 61 as an optical wavelength converter that converts blue light into red light, a color filter layer 62 located on the light transmitting member 40, and a sealing member 5.
- the sub-pixel PXG includes a light emitting element 4G that emits green light and a sealing member 5, and does not include a light transmitting member 40 and a color filter layer.
- the sub-pixel PXB includes a light emitting element 4B that emits blue light and a sealing member 5, and does not include a light transmitting member 40 and a color filter layer.
- the pixel configuration is simplified.
- the change in emission intensity (luminance) with respect to the drive current is smaller than that of the light emitting elements 4G and 4B, a large drive current is required when displaying high gradation, and a light emitting element that emits red light is unnecessary. It becomes. As a result, the current consumption can be reduced. Further, since only two types of light emitting elements 4G and 4B are required, the configuration of the drive circuit is simplified.
- one pixel may be provided with three sub-pixels PXR, PXG, and PXB.
- the sub-pixel PXR is located on the mounting portion of the bottom surface of the recess 33 having the light reflecting layer 33r on the inner peripheral surface, and is a light emitting element 4B that emits blue light, a light transmitting member 40 that covers the light emitting element 4B, and a light transmitting member.
- 40 includes a light scatterer 61 as an optical wavelength converter that converts blue light into red light, a color filter layer 62 located on the light transmitting member 40, and a sealing member 5.
- the sub-pixel PXG has a light scattering body 71 as an optical wavelength converter that converts blue light into green light, and a color filter layer 72 located on the light transmitting member 40, and has other configurations. It is the same as the sub-pixel PXR.
- the sub-pixel PXB includes a light emitting element 4B that emits blue light and a sealing member 5, and does not include a light transmitting member 40 and a color filter layer. In the configuration of FIG. 12, since the light emitting element 4B is of one type and the configuration in the recess 33 is also of two types, the pixel configuration is simplified.
- the change in emission intensity (luminance) with respect to the drive current is smaller than that of the light emitting elements 4G and 4B, a large drive current is required when displaying high gradation, and a light emitting element that emits red light is unnecessary. It becomes. As a result, the current consumption can be reduced. Further, since only one type of light emitting element 4B is required, the configuration of the drive circuit is simplified.
- the opening area Sc of the recess 33 is more than 1 times and 1.5 times or less the bottom area Sa of the recess 33, and the depth D of the recess 33 is 2.5, which is the absolute value of the square root of the bottom area Sa.
- the configuration may be more than double. According to such a configuration, even when the light emitting element 4 has the radiation intensity distribution as shown in FIG. 3, particularly the radiation intensity distributions B and C, the radiation of the light emitting element 4 is transmitted to the inner peripheral surface 33b. It can be reflected more than once. As a result, the concave radiation angle ⁇ 1 can be set to a predetermined angle or less. As a result, the directivity of the light emitted from the light emitting device 1 can be improved.
- the depth D of the recess 33 refers to the depth of the recess 33 in the thickness direction (normal direction of the first surface 3a) of the element mounting structure 3.
- the maximum diameter of the opening of the recess 33 is more than 1 times and 1.5 times or less the maximum diameter of the bottom surface of the recess 33, and the depth D of the recess 33 is the absolute value of the square root of the bottom area Sa. It may be configured to be 2.5 times or more of.
- the ratio of the opening area Sc of the recess 33 to the bottom area Sa of the recess 33 can be increased as compared with the above configuration, and the synchrotron radiation of the light emitting element 4 is reflected twice or more on the inner peripheral surface 33b.
- the viewing angle of the display unit of the light emitting device 1 can be widened.
- the maximum diameter of the opening of the recess 33 corresponds to, for example, the diameter when the opening of the recess 33 is circular, the major diameter when the opening of the recess 33 is elliptical, and the opening of the recess 33 is rectangular. If is, it corresponds to the maximum diagonal length. The same applies to the maximum diameter of the bottom surface of the recess 33.
- the recess 33 has a depth D of 30 ⁇ m or more and an inclination angle of the inner peripheral surface 33b with respect to the bottom surface 33a of 65 ° or more, and the light emitting element 4 has a height H of 2 ⁇ m from the bottom surface 33a of the light emitting surface 4a. It may be 15 ⁇ m or less, and may be 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. As a result, the amount of light emitted in the direction of the concave radiation angle ⁇ 1 or less can be increased, and the directivity of the light emitted from the light emitting device 1 can be further improved.
- the inclination angle of the inner peripheral surface 33b with respect to the bottom surface 33a is, for example, the angle ⁇ between the bottom surface 33a and the inner peripheral surface 33b when the vertical cross section of the element mounting structure 3 is viewed (shown in FIG. 2). It may be.
- the “vertical cross section” may be, for example, a cross section obtained by cutting the element mounting structure 3 with a cut surface that passes through the centroid of the bottom surface 33a and is perpendicular to the first surface 3a.
- the minimum value of the angle ⁇ when the vertical cross section is taken may be set as the inclination angle.
- the inclination angle may be an angle between the normal of the bottom surface 33a and the normal of the inner peripheral surface 33b.
- the element mounting structure 3 has a substrate 31 and a recessed constituent member 32, for example, as shown in FIG.
- the substrate 31 has a flat plate shape, and has a main surface 31a on the one hand.
- the recessed component 32 has a plate-like shape and is arranged on the main surface 31a.
- the recessed component 32 has a second surface 32a facing the main surface 31a and a third surface 32b opposite to the second surface 32a.
- the recessed component 32 includes a first surface 3a of the element mounting structure 3.
- the third surface 32b of the recessed component 32 may be the first surface 3a of the element mounting structure 3. In the following, the third surface 32b may be referred to as the first surface 3a.
- the recessed component 32 is provided with a through hole 32c that penetrates from the first surface 3a to the second surface 32a facing the main surface 31a.
- the through hole 32c exposes a part of the one main surface 31a of the substrate 31, and the exposed part is the bottom surface 33a of the recess 33. Further, the inner peripheral surface of the through hole 32c is the inner peripheral surface 33b of the recess 33.
- the substrate 31 is made of, for example, a glass material, a ceramic material, a resin material, a metal material, a semiconductor material, or the like.
- the glass material used for the substrate 31 may include, for example, borosilicate glass, crystallized glass, quartz and the like.
- the ceramic material used for the substrate 31 may contain, for example, alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (Al N) and the like. ..
- the resin material used for the substrate 31 may include, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamide resin, or the like.
- the metal material used for the substrate 31 is, for example, aluminum (Al), titanium (Ti), beryllium (Be), magnesium (Mg) (particularly chemically stable, Mg content of 99.95% by mass). High-purity magnesium), zinc (Zn), tin (Sn), copper (Cu), iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), silver (Ag) and the like.
- the alloy material used for the substrate 31 is mainly composed of duralumin (Al—Cu alloy, Al—Cu—Mg alloy, Al—Zn—Mg—Cu alloy), which is an aluminum alloy containing aluminum as a main component, and magnesium.
- magnesium alloys Mg-Al alloy, Mg-Zn alloy, Mg-Al-Zn alloy
- titanium boronized stainless steel
- Cu-Zn alloy and the like.
- the semiconductor material used for the substrate 31 include silicon, germanium, gallium arsenide and the like.
- an insulating layer made of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ) or the like is arranged on at least one main surface 31a of the substrate 31 and is placed on the insulating layer.
- the light emitting element 4 may be arranged in the light emitting element 4. In this case, it is possible to prevent the anode terminal and the cathode terminal of the light emitting element 4 from being electrically short-circuited.
- the substrate 31 may have a drive circuit that controls light emission, non-light emission, light emission intensity, and the like of the light emitting element 4.
- the drive circuit may be formed on one main surface 31a of the substrate 31 and on the other main surface 31b.
- the drive circuit is directly formed by a thin film forming method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. be able to.
- the recess component 32 is made of, for example, a glass material, a ceramic material, a resin material, a metal material, a semiconductor material, or the like.
- the glass material used for the recess component 32 may include, for example, borosilicate glass, crystallized glass, quartz and the like.
- the ceramic material used for the recess component 32 may include, for example, alumina, zirconia, silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride and the like.
- the resin material used for the substrate 31 may include, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamide resin, or the like.
- the metal material used for the recess component 32 is, for example, aluminum (Al), titanium (Ti), beryllium (Be), magnesium (Mg) (particularly chemically stable, Mg content 99.95). High-purity magnesium of mass% or more), zinc (Zn), tin (Sn), copper (Cu), iron (Fe), chromium (Cr), nickel (Ni), silver (Ag), molybdenum (Mo), tungsten (W) and the like may be included.
- the alloy material used for the recess component 32 is mainly composed of duralumin (Al—Cu alloy, Al—Cu—Mg alloy, Al—Zn—Mg—Cu alloy), which is an aluminum alloy containing aluminum as a main component, and magnesium.
- magnesium alloys Mg-Al alloy, Mg-Zn alloy, Mg-Al-Zn alloy
- titanium boronized stainless steel
- Cu-Zn alloy examples of the semiconductor material used for the recess component 32 include silicon, germanium, gallium arsenide and the like.
- the recess component 32 may have a single-layer structure made of the above-mentioned glass material, ceramic material, resin material, metal material, or semiconductor material, and the above-mentioned glass material, ceramic material, resin material, metal material, etc. Alternatively, it may have a laminated structure in which a plurality of layers made of a semiconductor material are laminated.
- the recessed component 32 is made of a metal material
- the recessed component 32 is provided with a substrate 31 via an insulating layer made of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), etc., and an insulating member made of a resin material. It may be connected to.
- the through hole 32c can be formed by using, for example, a photolithography technique.
- the recess component 32 is made of a ceramic material
- an appropriate organic solvent and solvent are added and mixed with the raw material powder of the ceramic material to form a slurry, which is formed into a sheet by a well-known doctor blade method, calendar roll method, or the like.
- a ceramic green sheet hereinafter, also referred to as a green sheet.
- the green sheet is punched into a predetermined shape having a hole to be a through hole 32c, and a plurality of processed green sheets are laminated and simultaneously fired at a temperature of about 1600 ° C. to provide a through hole 32c.
- the recessed constituent member 32 can be manufactured.
- the recessed component 32 is made of a resin material, for example, an injection molding method can be used to manufacture the recessed component 32 provided with the through hole 32c.
- the recessed component 32 is made of a metal material, for example, a punching method or an electroforming method (plating method) can be used to manufacture the recessed component 32 provided with the through hole 32c.
- the recessed component 32 is made of a semiconductor material
- the recessed component 32 provided with the through hole 32c can be manufactured by using, for example, a dry etching method.
- the recess component 32 may have at least the surface of the inner peripheral surface 33b of the recess 33 having light reflectivity. In this case, even if at least a part of the light emitted from the light emitting element 4 is reflected twice or more on the inner peripheral surface 33b of the recess 33, it is possible to suppress the decrease in the amount of reflected light. .. As a result, it is possible to suppress a decrease in the amount of light emitted from the recess 33 to the outside.
- the recess component 32 is made of a material having low light reflectivity such as a glass material, a ceramic material, or a resin material, a light reflection layer may be arranged on the surface of the inner peripheral surface 33b of the recess 33.
- the light reflecting layer is composed of aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), chromium (Cr), nickel (Ni), platinum (Pt), tin (Sn), etc., and has a visible light reflectance.
- High light reflectance of visible light made of high metal layer or duralmin (Al-Cu alloy, Al-Cu-Mg alloy, Al-Zn-Mg-Cu alloy) which is an aluminum alloy containing aluminum as a main component. It may be composed of an alloy layer.
- the light reflectance of these materials is about 90% to 95% for aluminum, about 93% for silver, about 60% to 70% for gold, about 60% to 70% for chromium, and about 60% to 70% for nickel.
- Platinum is about 60% to 70%
- tin is about 60% to 70%
- aluminum alloy is about 80% to 85%.
- the light-reflecting layer is a thick film that is solidified by firing a resin paste containing the metal particles or the alloy particles on the surface of the inner peripheral surface 33b of the recess 33 by a thin film forming method such as a CVD method, a vapor deposition method, or a plating method. It may be formed by a film forming method such as a forming method. Further, the light reflecting layer may be formed by a joining method in which the metal film or the alloy film is joined to the surface of the inner peripheral surface 33b of the recess 33.
- the light emitting device 1 may include a translucent sealing member 5 arranged in the recess 33.
- the sealing member 5 has an insulating property and may directly cover the light emitting element 4. As a result, it is possible to prevent the light emitting element 4 from being displaced or peeled off from the bottom surface 33a, so that the reliability of the light emitting device 1 can be improved.
- the sealing member 5 may be made of a resin material such as a silicone resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, or the like, and is made of a resin material containing light-scattering particles made of a glass material, a resin material, a ceramic material, or the like. It may be made up.
- the average particle size of the light-scattering particles may be about 10 nm to 100 ⁇ m, but is not limited to this range.
- the sealing member 5 may be formed by a photocuring method in which the above resin material is arranged in the recess 33 and irradiated with light such as ultraviolet rays, a heat curing method in which the sealing member 5 is cured at a predetermined temperature, a photoheating curing method, or the like.
- the sealing member 5 may be made of a glass material. In that case, the sealing member 5 having a shape to be fitted into the recess 33 is inserted into the recess 33, and the inner peripheral surface 33b of the recess 33 is interposed with a transparent adhesive. May be adhered.
- the surface 5a facing the outside of the sealing member 5 may be flat, or may be a curved surface having a convex shape toward the outside (upward in the case of FIG. 4) as shown in FIG. 4, for example. good.
- the surface 5a facing the outside of the sealing member 5 is a curved surface having a convex shape toward the outside, it has an optical function of being reflected by the inner peripheral surface 33b of the recess 33 and condensing light toward the outside. doing.
- the light emitting device 1 may include a light absorbing member 6 arranged on the first surface 3a of the element mounting structure 3.
- a light absorbing member 6 is formed, for example, by applying a photocurable or thermosetting resin material containing a light absorbing material to the first surface 3a and curing it.
- the light absorbing material may be, for example, an inorganic pigment.
- the inorganic pigments include, for example, carbon-based pigments such as carbon black, nitride-based pigments such as titanium black, chromium (Cr) -iron (Fe) -cobalt (Co) -based, copper (Cu) -cobalt-manganese (Mn). It may be a metal oxide pigment such as iron-cobalt-manganese-based, iron-cobalt-nickel (Ni) -chromium-based.
- the light absorbing member 6 may have a concave-convex structure that absorbs incident light on the surface.
- the light absorbing member 6 may be a light absorbing film.
- the light absorbing film is a black film formed by mixing a black pigment such as carbon black in a base material such as a silicone resin, and has an arithmetic average roughness of about 10 ⁇ m to 50 ⁇ m or 20 ⁇ m on the surface of the black film.
- An uneven structure of about 30 ⁇ m may be formed by a transfer method or the like. In this case, the light absorption is significantly improved.
- FIG. 6 is a plan view showing a display device according to an embodiment of the present disclosure
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the cutting plane lines B1-B2 of FIG.
- the display device 2 of the present embodiment includes a plurality of light emitting devices 1.
- the plurality of light emitting devices 1 are arranged in a matrix shape in one plane to form a composite display device (multi-display).
- the plurality of light emitting devices 1 may be arranged so that a plurality of first surfaces 3a of the plurality of element mounting structures 3 are located on one virtual surface.
- the side surfaces of two adjacent light emitting devices 1 may be bonded (tiled) by using a bonding material such as an inorganic adhesive or an organic adhesive.
- the display device 2 may have a configuration in which a plurality of element mounting structures 3 of the plurality of light emitting devices 1 are integrally formed. That is, the display device 2 has a configuration in which a plurality of recesses 33 are provided on the first surface 3a of a single element mounting structure 3, and a plurality of light emitting elements 4 are mounted in the plurality of recesses 33, respectively. You may. Further, the display device 2 may be a common cathode electrode in which a plurality of cathode electrodes 35 of the plurality of light emitting devices 1 are integrally formed.
- the display device 2 may be configured to include a plurality of pixel portions. Each pixel unit may have a plurality of light emitting devices 1.
- the plurality of light emitting devices 1 possessed by each pixel unit are, for example, a light emitting device 1R equipped with a light emitting element 4R that emits red light, a light emitting device 1G equipped with a light emitting element 4G that emits green light, and a light emitting device 1G that emits blue light. It may be a light emitting device 1B equipped with a light emitting element 4B. This enables the display device 2 to perform full-color gradation display.
- Each pixel unit may have at least one of a light emitting device 1 that emits yellow light and a light emitting device 1 that emits white light, in addition to the above-mentioned light emitting devices 1R, 1G, and 1B. This makes it possible to improve the color rendering property and the color reproducibility of the display device 2.
- Each pixel unit may have a light emitting device 1 that emits orange light, red-orange light, magenta light, or purple light instead of the light emitting device 1R that emits red light.
- Each pixel unit may have a light emitting device 1 that emits yellowish green light instead of the light emitting device 1G that emits green light.
- the display device 2 includes a plurality of light emitting devices 1 having improved directivity of the synchrotron radiation, it is possible to suppress interference between the synchrotron radiation from the plurality of pixel portions, and by extension, the brightness, contrast, and floor of the display device. It is possible to improve the display quality such as tone and color rendering.
- the light emitting device of the present disclosure it is possible to improve the directivity of the synchrotron radiation emitted by the light emitting element and emitted from the element mounting structure. Further, according to the display device of the present disclosure, it is possible to improve display quality such as luminance, contrast, gradation and color rendering property.
- the light emitting device and display device of the present disclosure can be applied to various electronic devices.
- the electronic devices include lighting devices, automobile route guidance systems (car navigation systems), ship route guidance systems, aircraft route guidance systems, instrument indicators for vehicles such as automobiles, instrument panels, smartphone terminals, mobile phones, and tablets.
- Terminals personal digital assistants (PDAs), video cameras, digital still cameras, electronic notebooks, electronic books, electronic dictionaries, personal computers, copying machines, terminal devices for game machines, televisions, product display tags, price display tags, industrial use Programmable display devices, car audio, digital audio players, facsimiles, printers, automatic cash deposit and payment machines (ATMs), vending machines, medical display devices, digital display watches, smart watches, stations and airports, etc.
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Abstract
本開示の発光装置は、第1面を有し、第1面に凹部が設けられた素子実装用構造体と、凹部内に実装された発光素子とを備える。素子実装用構造体は、発光素子から放射された光のうちの少なくとも一部の光が、凹部の内周面において2回以上反射されるように構成される。
Description
本開示は、発光装置および表示装置に関する。
従来、例えば特許文献1に記載された発光装置が知られている。
本開示の発光装置は、凹部を有する第1面を備えた素子実装用構造体と、前記凹部内に位置する発光素子と、を備え、前記素子実装用構造体は、前記発光素子から放射される光のうちの少なくとも一部の光が、前記凹部の内周面において2回以上反射されるように構成される。
また、本開示の発光装置は、凹部を有する第1面を備えた素子実装用構造体と、前記凹部内に位置する発光素子と、を備え、前記凹部は、開口面積が底面積の1倍を超え1.5倍以下であり、深さが前記底面積の平方根の絶対値の2.5倍以上である。
本開示の表示装置は、上記発光装置を複数備え、複数の前記発光装置は、行列状に配列されている。
本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本開示の一実施形態に係る発光装置を示す平面図である。
図1の切断面線A1-A2で切断した断面図である。
発光ダイオード素子から放射される光の放射強度の角度分布を示す図である。
本開示の一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。
本開示の一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。
本開示の一実施形態に係る表示装置を示す平面図である。
図6の切断面線B1-B2で切断した断面図である。
本開示の他の実施形態に係る表示装置を示す図であり、図2に相当する断面図である。
本開示の他の実施形態に係る表示装置を示す図であり、図2に相当する断面図である。
本開示の他の実施形態に係る表示装置を示す図であり、図2に相当する断面図である。
本開示の他の実施形態に係る表示装置を示す図であり、図2に相当する断面図である。
本開示の他の実施形態に係る表示装置を示す図であり、図2に相当する断面図である。
本開示の実施形態に係る発光装置が基礎とする構成について説明する。特許文献1に記載された従来の発光装置は、基板の一方主面上に、発光素子と該発光素子を取り囲む枠状の反射部材とを配置した発光装置である。発光ダイオード素子等の発光素子は、光放射強度の角度分布が、光放射面に垂直な方向において最大とならない配光特性を有することがある。従来の発光装置では、そのような配光特性を有する発光素子を用いた場合、発光装置からの放射光の指向性が低くなることがあった。また、そのような発光装置を行列状に複数配列して表示装置を構成した場合、互いに近接する複数の発光装置から放射された光が干渉してしまい、表示装置の表示品位が低下することがあった。
以下、添付図面を参照して、本開示の発光装置および表示装置の実施形態について説明する。以下で参照する各図は、実施形態に係る発光装置および表示装置の主要な構成部材等を示している。本開示の実施形態に係る発光装置および表示装置は、図示されていない回路基板、配線導体、制御IC,LSI等の周知の構成を備えていてもよい。
図1は、本開示の一実施形態に係る発光装置を示す平面図であり、図2は、図1の切断面線A1-A2で切断した断面図であり、図3は、発光ダイオード素子から放射される光の放射強度の角度分布を示す図であり、図4,5は、本開示の一実施形態に係る発光装置の変形例を示す断面図である。図3は、発光ダイオード素子から放射される光の放射強度(W/sr:ワット/ステラジアン)分布の3つの例を示している。なお、光の放射強度(W/sr)は、点状の放射源からある方向へ時間あたりに放射される放射エネルギー(放射束)を表し、単位立体角当たりの放射エネルギーである。図4,5に示す断面図は、図2に示す断面図に対応する。
本実施形態の発光装置1は、素子実装用構造体3と、発光素子4とを備える。
素子実装用構造体3は、光が放射される側の面である第1面3aを有している。素子実装用構造体3は、例えば板状、ブロック状等の形状を有する。素子実装用構造体3の外形形状は、平面視において(すなわち、第1面3aに垂直な方向から見たときに)、例えば、三角形、正方形、矩形、台形、六角形、円形、楕円形等の形状であってもよく、その他の形状であってもよい。素子実装用構造体3は、例えばガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等の電気的に絶縁性の絶縁材料、金属材料、シリコン等の半導体材料等から成る。素子実装用構造体3は、上記材料から成る層状体または板状体が複数積層された積層構造を有していてもよい。複数の層状体または複数の板状体は、互いに異なる材料から成っていてもよい。
素子実装用構造体3は、発光素子4を搭載する搭載部31tを有する第1基材としての基板31と、基板31上に位置し、第1面3aからその反対側の第2面32aにかけて貫通する貫通孔32cを有し、第2面32aが基板31の側にある第2基材としての凹部構成部材32と、を備え、凹部33は、貫通孔32cと、貫通孔32cに位置する搭載部31tとを含んで構成されてもよい。この構成の場合、凹部33を構成する凹部構成部材32を、基板31と別体にしていることから、凹部33の深さを所望の深さに調整することが容易になる。例えば、従来、基板31上に直接形成した樹脂層にフォトリソグラフィ法を施して凹部を形成する場合、凹部の深さは発光素子4の高さと同程度以下であり、発光素子4の高さより高くすることが難しかった。上記の構成により、この問題点を解消することができる。
第1基材は、板状、ブロック状等の形状を有し、その外形形状は、平面視において三角形、正方形、矩形、台形、六角形、円形、楕円形等の形状であってもよく、その他の形状であってもよい。第1基材は、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等の電気的に絶縁性の絶縁材料、金属材料、シリコン等の半導体材料等から成っていてもよい。第1基材は、上記材料から成る層状体または板状体が複数積層された積層構造を有していてもよい。複数の層状体または複数の板状体は、互いに異なる材料から成っていてもよい。第2基材も第1基材と同様の構成であってよい。
素子実装用構造体3の第1面3aには、発光素子4が位置する凹部33が設けられている。発光素子4は、例えば、凹部33の底面33a上に実装され、底面33a上に位置する。凹部33は、例えば図2に示すように、第1面3aにおいて開口し、素子実装用構造体3の厚み方向に凹んでいる。凹部33は、底面33a、および底面33aと第1面3aとを接続する内周面33bを有している。底面33aは、第1面3aと略平行であってもよい。
凹部33は、その開口形状が、例えば、正方形状、矩形状、六角形、円形状、楕円形等であってもよく、その他の形状であってもよい。凹部33は、例えば図1に示すように、平面視において、開口33cの外縁が底面33aの外縁を取り囲む形状であってもよい。即ち、凹部33は、例えば図2に示すように、第1面3aに平行な断面の断面形状が深さ方向において徐々に縮小する形状であってもよい。この場合、発光素子4で発光した光を素子実装用構造体3の外部に取り出すことが容易になる。
発光素子4は、凹部33内に実装されている。発光素子4は、光放射面4aが凹部33の開口33cに臨むように、凹部33の底面33a上に実装されていてもよい。発光素子4は、例えば発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)素子、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)素子、半導体レーザ(Laser Diode:LD)素子等の自発光素子であってもよい。本実施形態においては、発光素子4として、発光ダイオード素子(LED素子)を用いる。発光ダイオード素子は、マイクロ発光ダイオード素子(μLED素子)であってもよい。マイクロ発光ダイオード素子は、凹部33内に実装された状態で、一辺の長さが1μm程度以上100μm程度以下または5μm程度以上20μm程度以下である矩形状の平面視形状を有していてもよい。
素子実装用構造体3は、凹部33の底面33aに配置されたアノード電極34およびカソード電極35を有している。アノード電極34は、発光素子4のアノード端子に電気的に接続される。カソード電極35は、発光素子4のカソード端子に電気的に接続される。アノード電極34およびカソード電極35は、発光素子4の発光、非発光、発光強度等を制御する駆動回路(図示せず)に接続されている。
駆動回路は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)および配線導体等を含んで構成される。TFTは、例えば、アモルファスシリコン(a-Si)、低温多結晶シリコン(Low-Temperature Poly Silicon:LTPS)等から成る半導体膜(チャネルともいう)を有し、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極の3端子を有する構成であってもよい。TFTは、ゲート電極に印加される電圧に応じてソース電極とドレイン電極との間の導通と非導通とを切り替える、スイッチング素子として機能する。駆動回路は、基板31上に配置されていてもよく、基板31上に配置された、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)等から成る複数の絶縁層の層間に配置されていてもよい。また駆動回路は、化学的気相成長法(Chemical Vapor Deposition:CVD法)等の薄膜形成法によって形成されていてもよい。
発光素子4とアノード電極34およびカソード電極35とは、異方性導電性フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACF)、はんだボール、金属バンプ、導電性接着剤等の導電性接続部材を用いたフリップチップ接続によって、電気的および機械的に接続されていてもよい。発光素子4とアノード電極34およびカソード電極35とは、ボンディングワイヤ等の導電性接続部材を用いて、電気的および機械的に接続されていてもよい。
発光素子4は、上面および側面を有する直方体、柱状体、錐状体等の形状であり、上面および側面から光を放射する構成であってもよい。例えば、発光素子4がLED素子である場合、発光素子4は、図3に示す放射強度分布A,B,Cのように、放射強度の指向性が低いことがある。また、発光素子4は、放射強度分布B,Cのように、放射強度が光放射面4aの前方(図2における上方)で最大でない放射強度分布を有することがある。すなわち、放射強度が最大である方向は、発光素子4の上方(直上方)に対して傾斜している方向であることがある。換言すれば、放射強度が最大である方向は、発光素子4の上面である光放射面4aの法線方向(この法線方向は、凹部33の底面33aの法線方向であってもよい)に対して傾斜している方向であることがある。本件発明者は、発光素子4が図3に示すような放射強度分布、特に放射強度分布B,C、を有する場合、発光素子4の放射光の大部分が凹部33の内周面33bにおいて0回または1回反射されて外部に放射されると、発光装置からの放射光の指向性が低下することを見出した。さらに、本件発明者は、発光素子4が図3に示すような放射強度分布を有する場合であっても、発光素子4の放射光の大部分が内周面33bにおいて2回以上反射されて外部に放射されると、発光装置からの放射光の指向性が効果的に向上することを見出した。
そこで、発光装置1においては、素子実装用構造体3は、発光素子4から放射された光のうちの少なくとも一部の光が、凹部33の内周面33bにおいて2回以上反射されるように構成されている。このような構成によれば、凹部33から外部に放射される光の放射強度分布を、最大強度方向が第1面3aの法線方向および凹部33の底面33aの法線方向とほぼ一致する、指向性の高い縦長の余弦(cosθ)曲面形状に近似した形状とすることができる。即ち、凹部33から外部に放射される光の放射強度分布は、ランベルトの余弦則(理想的な拡散放射体で観測される光の放射強度が、放射面(本実施形態の発光装置1においては第1面3aおよび凹部33の底面33a)の法線との間の角度θの余弦と正比例するという法則)に従った、指向性の高い縦長の近似的余弦曲面形状となる。なお、余弦曲面形状は、光の放射強度分布を縦断面でみたとき、放射強度分布の形状が余弦曲線となっている形状である。
上記の構成により、凹部33がない場合の発光装置1の正面輝度(発光装置1の正面におて測定した輝度)を1.0と正規化した場合、凹部33がある場合の正面輝度を1.5倍~2.0倍程度以上とすることができる。さらには、正面輝度を1.5倍~2.0倍程度以上5倍程度以下とすることができる。
従って、凹部33から外部に放射される光の放射強度分布において、全放射光量の50%以上が含まれる角度をθ1(凹部放射角ともいう)としたとき、θ1を所定角度以下にすることができる。所定角度は、発光素子4の放射強度分布によっても決まる角度である。所定角度は、例えば、30°であってもよく、20°であってもよく、10°であってもよい。
凹部33の内周面33bにおいて2回以上反射される少なくとも一部の光は、発光素子4の放射強度分布における放射強度が最大である方向に放射される光を含んでもよい。これにより、凹部放射角θ1以下の方向に放射される光の光量を増加させることができ、凹部33から放射される光の指向性をさらに向上させることができる。発光素子4の放射強度が最大である方向は、発光素子4の上方に対する傾斜角度が所定の角度(例えば、5°~60°)であってもよい。発光素子4の放射強度分布における放射強度が最大である方向と、凹部33の底面33aの法線とのなす角度をθ2としたとき、θ2は20°~60°程度であってよく、30°~50°程度であってもよい。この場合、発光素子4で発光した光の大部分、例えば全光量の50%以上、が凹部33の内周面33bにおいて2回以上反射されやすくなる。
凹部33の内周面33bで2回以上反射される少なくとも一部の光は、発光素子4から放射される全光量の50%以上を含んでいてもよい。これにより、凹部放射角θ1以下の方向に放射される光の光量をさらに増加させることができ、発光装置1から放射される光の指向性をさらに向上させることができる。
凹部33の深さが、発光素子4の光放射面4aの底面33aからの高さの2倍以上15倍以下であってもよい。この場合、凹部33の深さが適切な深さとなり、発光素子4から放射される光のうちの少なくとも一部の光が凹部33の内周面33bにおいて2回以上反射されるように構成するのに有利である。2倍未満では、凹部33の深さが浅くなり、発光素子4から放射される光のうちの少なくとも一部の光が凹部33の内周面33bにおいて2回以上反射されるように構成するのが難しくなる傾向がある。15倍を超えると、発光素子4から放射される光のうちの少なくとも一部の光が凹部33の内周面33bにおいて反射される回数が、例えば5回を超えて多くなり、凹部33から放射される光の強度(輝度)が低下する傾向がある。凹部33の深さは、発光素子4の光放射面4aの底面33aからの高さの3倍以上15倍以下であってもよい。
凹部33は、内周面33bの表面が光反射性を有している構成であってもよい。この構成の場合、後述するように、発光素子4から放射された光のうちの少なくとも一部の光が凹部33の内周面33bにおいて2回以上反射されても、反射光の光量が低下することを抑えることができる。その結果、凹部33から外部に放射される光の光量が低下することを抑えることができる。上記の構成において、凹部構成部材32の材料を、アルミニウム等の光反射性の高い材料としてもよい。凹部構成部材32が、例えば、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等の光反射性の低い材料から成る場合、凹部33の内周面33bの表面に、アルミニウム層等の光反射層を配置してもよい。
図8に示すように、凹部33は、光散乱体41を含む光透過部材40を備え、発光素子4から放射され、光透過部材40を通過した光のうちの少なくとも一部の光が、凹部33の内周面において2回以上反射される構成であってもよい。光透過部材40は、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料から成っていてもよい。光透過部材40は、凹部33内に上記の樹脂材料を配置し、紫外線等の光を照射する光硬化法、所定温度で硬化させる加熱硬化法、光加熱硬化法等によって形成されてもよい。光透過部材40はガラス材料から構成されていてもよく、その場合、凹部33に嵌まり込む形状の光透過部材40を凹部33に挿入するとともに凹部33の内周面33bに透明接着剤を介して接着させてもよい。また光透過部材40は、発光素子4を覆っていてもよい。この場合、発光素子4の側面から放射された放射光を光散乱体41によって散乱させること、光散乱体41に含まれる光波長変換体によって波長変換すること、を効果的に行うことができる。光散乱体41は、ガラス材料、樹脂材料、セラミック材料等から成る光散乱性粒子であってもよい。光散乱性粒子の平均粒径は10nm~100μm程度であってよいが、この範囲に限らない。
光透過部材40が光散乱体41を含むことによって、光透過部材40から放射される光の放射強度分布を、ランベルトの余弦則に近い分布にすることが容易になる。すなわち、光透過部材40から放射される光の放射強度分布における放射強度が最大である方向(以下、最大放射方向ともいう)を、発光素子4の光放射面4aに直交する方向に近くすることが容易になる。その結果、光透過部材40から放射される最大放射方向の光が、凹部33の内周面33bで反射される回数(反射回数)が多くなりすぎないようにすることができる。反射回数が、例えば5回を超えて多くなると、凹部33から外部に放射される光が減衰する傾向がある。
光散乱体41は、光波長変換体を含んでいてもよい。すなわち、光散乱体41の一部が光波長変換体であってもよく、光散乱体41の全体が光波長変換体であってもよい。光波長変換体は、蛍光体または量子ドットであってもよい。蛍光体または量子ドットは、光透過部材40中に均一に分散していてもよい。蛍光体の材料としては、例えば、シアニン系色素、ピリジン系色素、ローダミン系色素等の有機系蛍光体材料、および、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、Y2O2S:Eu、Y2O3:Eu等の無機系蛍光体材料が挙げられる。なお、「~:Eu」はEuを微量成分として含むことを意味する。量子ドットは、1nm程度以上100nm程度以下の直径を有する粒子である。量子ドットの材料としては、例えば、CdSe、CdS、InP等が挙げられる。光透過部材40が量子ドットを含む場合、光透過部材40から出射される光の色純度を向上させることができる。
なお、図8に示すように、凹部33の内周面33bの表面に、アルミニウム(Al)等から成る光反射層33rが位置していてもよい。また、凹部33において、発光素子4の側から光透過部材40、封止部材5が、その順に位置していてもよい。また、封止部材5がなく、凹部33が光透過部材40によって充填されていてもよい。
図9に示すように、凹部33において、発光素子4の側から光透過部材40、色フィルタ層42、封止部材5が、その順に位置していてもよい。色フィルタ層42は、例えば、光波長変換体を含む光散乱体41によって波長変換されなかった励起光(発光素子4の放射光)を吸収してカットし、励起光が凹部33から外部に出射することを抑制するために設けられる。
図10に示すように、1つの画素に3つの副画素が備わっていてもよい。3つの副画素は、赤色光LRを発光する副画素PXR、緑色光LGを発光する副画素PXG、青色光LBを発光する副画素PXBである。副画素PXRは、内周面に光反射層33rがある凹部33の底面の搭載部に位置し、紫外光を発光する発光素子4Uと、発光素子4Uを覆う光透過部材40と、光透過部材40に含まれ、紫外光を赤色光に波長変換する光波長変換体としての光散乱体41と、封止部材5と、を備える。副画素PXGは、紫外光を緑色光に波長変換する光波長変換体としての光散乱体41を有しており、その他の構成は副画素PXRと同様である。副画素PXBは、紫外光を青色光に波長変換する光波長変換体としての光散乱体41を有しており、その他の構成は副画素PXRと同様である。図10の構成は、光散乱体41の種類が副画素PXR,PXG,PXBで異なるのみであり、画素の構成が簡易化される。また、発光素子4U,4G,4Bと比較して駆動電流に対する発光強度(輝度)の変化が小さいために、高階調を表示する場合に大きな駆動電流が必要となる、赤色光を発光する発光素子が不要となる。その結果、消費電流を小さくすることができる。また、1種類の発光素子4Uで済むことから、駆動回路の構成が簡易化される。
図11に示すように、1つの画素に3つの副画素PXR,PXG,PXBが備わっていてもよい。副画素PXRは、内周面に光反射層33rがある凹部3の底面の搭載部に位置し、青色光を発光する発光素子4Bと、発光素子4Bを覆う光透過部材40と、光透過部材40に含まれ、青色光を赤色光に波長変換する光波長変換体としての光散乱体61と、光透過部材40上に位置する色フィルタ層62と、封止部材5と、を備える。副画素PXGは、緑色光を発光する発光素子4Gと封止部材5を備え、光透過部材40と色フィルタ層を備えていない。副画素PXBは、青色光を発光する発光素子4Bと封止部材5を備え、光透過部材40と色フィルタ層を備えていない。図11の構成は、発光素子4B,4Gの種類が2種類であり、凹部33内の構成も2種類であることから、画素の構成が簡易化される。また、発光素子4G,4Bと比較して駆動電流に対する発光強度(輝度)の変化が小さいために、高階調を表示する場合に大きな駆動電流が必要となる、赤色光を発光する発光素子が不要となる。その結果、消費電流を小さくすることができる。また、2種類の発光素子4G,4Bで済むことから、駆動回路の構成が簡易化される。
図12に示すように、1つの画素に3つの副画素PXR,PXG,PXBが備わっていてもよい。副画素PXRは、内周面に光反射層33rがある凹部33の底面の搭載部に位置し、青色光を発光する発光素子4Bと、発光素子4Bを覆う光透過部材40と、光透過部材40に含まれ、青色光を赤色光に波長変換する光波長変換体としての光散乱体61と、光透過部材40上に位置する色フィルタ層62と、封止部材5と、を備える。副画素PXGは、青色光を緑色光に波長変換する光波長変換体としての光散乱体71と、光透過部材40上に位置する色フィルタ層72と、を有しており、その他の構成は副画素PXRと同様である。副画素PXBは、青色光を発光する発光素子4Bと封止部材5を備え、光透過部材40と色フィルタ層を備えていない。図12の構成は、発光素子4Bが1種類であり、凹部33内の構成も2種類であることから、画素の構成が簡易化される。また、発光素子4G,4Bと比較して駆動電流に対する発光強度(輝度)の変化が小さいために、高階調を表示する場合に大きな駆動電流が必要となる、赤色光を発光する発光素子が不要となる。その結果、消費電流を小さくすることができる。また、1種類の発光素子4Bで済むことから、駆動回路の構成が簡易化される。
発光装置1は、凹部33の開口面積Scが凹部33の底面積Saの1倍を超え1.5倍以下であり、凹部33の深さDが底面積Saの平方根の絶対値の2.5倍以上である構成であってもよい。このような構成によれば、発光素子4が図3に示すような放射強度分布、特に放射強度分布B,C、を有する場合であっても、発光素子4の放射光を内周面33bにおいて2回以上反射させることができる。その結果、凹部放射角θ1を所定角度以下にすることができる。延いては、発光装置1から放射される光の指向性を向上させることができる。なお、凹部33の深さDは、素子実装用構造体3の厚み方向(第1面3aの法線方向)における凹部33の深さを指す。
また発光装置1は、凹部33の開口の最大径が、凹部33の底面の最大径の1倍を超え1.5倍以下であり、凹部33の深さDが底面積Saの平方根の絶対値の2.5倍以上である構成であってもよい。この構成の場合、上記構成と比較して凹部33の開口面積Scの凹部33の底面積Saに対する比率を大きくすることができ、発光素子4の放射光を内周面33bにおいて2回以上反射させることができるとともに、発光装置1の表示部の視野角を広げることができる。なお、凹部33の開口の最大径は、例えば、凹部33の開口が円形である場合は直径に相当し、凹部33の開口が楕円形である場合は長径に相当し、凹部33の開口が矩形である場合は最大対角長に相当する。凹部33の底面の最大径についても同様である。
凹部33は、深さDが30μm以上であるとともに、内周面33bの底面33aに対する傾斜角が65°以上であり、発光素子4は、光放射面4aの底面33aからの高さHが2μm以上15μm以下であってもよく、また2μm以上10μm以下であってもよい。これにより、凹部放射角θ1以下の方向に放射される光の光量を増加させることができ、発光装置1から放射される光の指向性をさらに向上させることができる。なお、内周面33bの底面33aに対する傾斜角は、例えば、素子実装用構造体3の縦断面を見たときの、底面33aと内周面33bとの間の角度α(図2に示す)であってもよい。「縦断面」とは、例えば、素子実装用構造体3を、底面33aの図心を通り、第1面3aに垂直な切断面で切断した断面であってもよい。角度αが縦断面のとり方によって変化する場合には、縦断面のとり方を変化させたときの、角度αの最小値を傾斜角としてもよい。傾斜角は、底面33aの法線と内周面33bの法線との間の角度であってもよい。
本実施形態の発光装置1においては、素子実装用構造体3が、例えば図2に示すように、基板31と、凹部構成部材32とを有している。基板31は、平板状の形状であり、一方主面31aを有している。凹部構成部材32は、板状の形状であり、一方主面31a上に配置されている。凹部構成部材32は、一方主面31aに対向する第2面32a、および第2面32aとは反対側の第3面32bを有している。凹部構成部材32は、素子実装用構造体3の第1面3aを含んでいる。凹部構成部材32の第3面32bは、素子実装用構造体3の第1面3aであってよい。以下では、第3面32bを第1面3aということがある。
凹部構成部材32には、第1面3aから一方主面31aに対向する第2面32aにかけて貫通する貫通孔32cが設けられている。貫通孔32cは、基板31の一方主面31aの一部領域を露出させており、露出した一部領域は、凹部33の底面33aである。また、貫通孔32cの内周面が、凹部33の内周面33bである。
基板31は、例えばガラス材料、セラミック材料、樹脂材料、金属材料、半導体材料等から成る。基板31に用いられるガラス材料は、例えば、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス、石英等を含んでもよい。基板31に用いられるセラミック材料は、例えば、アルミナ(Al2O3)、ジルコニア(ZrO2)、窒化珪素(Si3N4)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)等を含んでもよい。基板31に用いられる樹脂材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等を含んでもよい。
基板31に用いられる金属材料は、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)(特に、化学的に安定している、Mg含有量が99.95質量%以上の高純度マグネシウム)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、銅(Cu)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)等がある。基板31に用いられる合金材料としては、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であるジュラルミン(Al-Cu合金、Al-Cu-Mg合金、Al-Zn-Mg-Cu合金)、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金(Mg-Al合金、Mg-Zn合金、Mg-Al-Zn合金)、ボロン化チタン、ステンレススチール、Cu-Zn合金等がある。基板31に用いられる半導体材料としては、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素等がある。基板31が金属材料、半導体材料から成る場合、基板31の少なくとも一方主面31a上に酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)等から成る絶縁層を配置し、その絶縁層上に発光素子4を配置してもよい。この場合、発光素子4のアノード端子とカソード端子が電気的に短絡すること防ぐことができる。
基板31は、発光素子4の発光、非発光、発光強度等を制御する駆動回路を有していてもよい。駆動回路は、基板31の一方主面31a上、および他方主面31b上に形成されてもよい。駆動回路を、ガラス材料から成る基板31上に、LTPSから成る半導体膜を有するTFTを用いて構成する場合、駆動回路は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の薄膜形成法によって直接的に形成することができる。
凹部構成部材32は、例えば、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料、金属材料、半導体材料等から成る。凹部構成部材32に用いられるガラス材料は、例えば、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス、石英等を含んでもよい。凹部構成部材32に用いられるセラミック材料は、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム等を含んでもよい。基板31に用いられる樹脂材料は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等を含んでもよい。凹部構成部材32に用いられる金属材料は、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)(特に、化学的に安定している、Mg含有量が99.95質量%以上の高純度マグネシウム)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、銅(Cu)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等を含んでもよい。凹部構成部材32に用いられる合金材料としては、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であるジュラルミン(Al-Cu合金、Al-Cu-Mg合金、Al-Zn-Mg-Cu合金)、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金(Mg-Al合金、Mg-Zn合金、Mg-Al-Zn合金)、ボロン化チタン、ステンレススチール、Cu-Zn合金等がある。凹部構成部材32に用いられる半導体材料としては、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素等がある。
凹部構成部材32は、上記のガラス材料、セラミック材料、樹脂材料、金属材料、または半導体材料から成る単層構造を有していてもよく、上記のガラス材料、セラミック材料、樹脂材料、金属材料、または半導体材料から成る層を複数積層してなる積層構造を有していてもよい。凹部構成部材32が金属材料から成る場合、凹部構成部材32は、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)等から成る絶縁層、樹脂材料から成る絶縁部材を介して、基板31に接続されていてもよい。
凹部構成部材32がガラス材料から成る場合、貫通孔32cは、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。凹部構成部材32がセラミック材料から成る場合、セラミック材料の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状とし、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を形成する。その後、グリーンシートを貫通孔32cとなる孔を有する所定形状に打ち抜き加工し、加工されたグリーンシートを複数枚積層し、これを1600℃程度の温度で同時焼成することによって、貫通孔32cが設けられた凹部構成部材32を作製することができる。凹部構成部材32が樹脂材料から成る場合、例えば射出成型法を用いて、貫通孔32cが設けられた凹部構成部材32を作製することができる。凹部構成部材32が金属材料から成る場合、例えばパンチング加工法、電鋳法(メッキ法)を用いて、貫通孔32cが設けられた凹部構成部材32を作製することができる。凹部構成部材32が半導体材料から成る場合、例えばドライエッチング法を用いて、貫通孔32cが設けられた凹部構成部材32を作製することができる。
凹部構成部材32は、少なくとも凹部33の内周面33bの表面が光反射性を有していてもよい。この場合、発光素子4から放射された光のうちの少なくとも一部の光が、凹部33の内周面33bにおいて2回以上反射されても、反射光の光量が低下することを抑えることができる。その結果、凹部33から外部に放射される光の光量が低下することを抑えることができる。凹部構成部材32が、例えば、ガラス材料、セラミック材料、樹脂材料等の光反射性の低い材料から成る場合、凹部33の内周面33bの表面に光反射層を配置してもよい。光反射層は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、錫(Sn)等から成る、可視光の光反射率が高い金属層、またはアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であるジュラルミン(Al-Cu合金、Al-Cu-Mg合金、Al-Zn-Mg-Cu合金)等から成る、可視光の光反射率が高い合金層から構成されていてもよい。これらの材料の光反射率は、アルミニウムが90%~95%程度、銀が93%程度、金が60%~70%程度、クロムが60%~70%程度、ニッケルが60%~70%程度、白金が60%~70%程度、錫が60%~70%程度、アルミニウム合金が80%~85%程度である。
光反射層は、凹部33の内周面33bの表面に、CVD法、蒸着法、メッキ法等の薄膜形成方法、上記金属の粒子または上記合金の粒子を含む樹脂ペーストを焼成し固化させる厚膜形成方法等の膜形成法によって、形成してもよい。また、光反射層は、凹部33の内周面33bの表面に、上記金属のフィルムまたは上記合金のフィルムを接合する接合法によって、形成してもよい。
発光装置1は、例えば図4に示すように、凹部33内に配置された透光性の封止部材5を備えていてもよい。封止部材5は、絶縁性を有し、発光素子4を直接に被覆していてもよい。これにより、発光素子4が位置ずれしたり、底面33aから剥離したりすることを抑制することができるため、発光装置1の信頼性を向上させることができる。封止部材5は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料から成っていてもよく、ガラス材料、樹脂材料、セラミック材料等から成る光散乱性粒子を含む樹脂材料から成っていてもよい。光散乱性粒子の平均粒径は10nm~100μm程度であってよいが、この範囲に限らない。封止部材5は、凹部33内に上記の樹脂材料を配置し、紫外線等の光を照射する光硬化法、所定温度で硬化させる加熱硬化法、光加熱硬化法等によって形成されてもよい。封止部材5はガラス材料から構成されていてもよく、その場合、凹部33に嵌まり込む形状の封止部材5を凹部33に挿入するとともに凹部33の内周面33bに透明接着剤を介して接着させてもよい。
封止部材5は、外部に臨む表面5aが、平坦であってもよく、例えば図4に示すように、外部(図4の場合上方)に向かって凸型とされた湾曲面であってもよい。封止部材5の外部に臨む表面5aが外部に向かって凸型とされた湾曲面である場合、凹部33の内周面33bで反射され、外部に向かう光を集光する光学的機能を有している。
発光装置1は、図5に示すように、素子実装用構造体3の第1面3aに配置された光吸収部材6を備えていてもよい。これにより、外光が、素子実装用構造体3の第1面3aにおいて反射され、発光素子4で発光し凹部33から外部に放射される光と干渉することを抑制することができる。光吸収部材6は、例えば、光吸収材料を含有する光硬化性または熱硬化性の樹脂材料を、第1面3aに塗布し、硬化させることによって形成される。光吸収材料は、例えば、無機顔料であってもよい。無機顔料は、例えば、カーボンブラックなどの炭素系顔料、チタンブラックなどの窒化物系顔料、クロム(Cr)-鉄(Fe)-コバルト(Co)系、銅(Cu)-コバルト-マンガン(Mn)系、鉄-コバルト-マンガン系、鉄-コバルト-ニッケル(Ni)-クロム系などの金属酸化物系顔料等であってもよい。
図5の構成において、光吸収部材6は、表面に入射光を吸収する凹凸構造を有している構成であってもよい。例えば、光吸収部材6は、光吸収膜であってもよい。光吸収膜は、シリコーン樹脂等の母材中にカーボンブラック等の黒色顔料を混入させて形成された黒色膜であって、黒色膜の表面に算術平均粗さが10μm~50μm程度、または20μm~30μm程度の凹凸構造が転写法等によって形成された構成であってもよい。この場合、光吸収性が格段に向上する。
次に、本開示の一実施形態に係る表示装置について説明する。図6は、本開示の一実施形態に係る表示装置を示す平面図であり、図7は、図6の切断面線B1-B2で切断した断面図である。
本実施形態の表示装置2は、複数の発光装置1を備えている。複数の発光装置1は、1つの平面内において行列状(マトリクス状)に配列されることによって、複合型の表示装置(マルチディスプレイ)を構成する。複数の発光装置1は、複数の素子実装用構造体3の複数の第1面3aが、1つの仮想面上に位置するように、配列されていてもよい。複数の発光装置1は、隣り合う2つの発光装置1の側面同士が、無機接着剤または有機接着剤等の接合材を用いて、結合(タイリング)されていてもよい。
表示装置2は、複数の発光装置1の複数の素子実装用構造体3が一体的に形成されている構成であってもよい。すなわち、表示装置2は、単一の素子実装用構造体3の第1面3aに複数の凹部33が設けられ、複数の凹部33内に複数の発光素子4がそれぞれ実装されている構成であってもよい。また、表示装置2は、複数の発光装置1の複数のカソード電極35が一体的に形成された共通カソード電極となっていてもよい。
表示装置2は、複数の画素部を含んで構成されていてもよい。各画素部は、複数の発光装置1を有していてもよい。各画素部が有する複数の発光装置1は、例えば、赤色光を発光する発光素子4Rを搭載した発光装置1R、緑色光を発光する発光素子4Gを搭載した発光装置1G、および青色光を発光する発光素子4Bを搭載した発光装置1Bであってもよい。これにより、表示装置2は、フルカラーの階調表示を行うことが可能になる。
各画素部は、上記の発光装置1R,1G,1Bに加えて、黄色光を発光する発光装置1および白色光を発光する発光装置1のうちの少なくとも一方を有していてもよい。これにより、表示装置2の演色性および色再現性を向上させることが可能になる。各画素部は、赤色光を発光する発光装置1Rの代わりに、橙色光、赤橙色光、赤紫色光または紫色光を発光する発光装置1を有していてもよい。各画素部は、緑色光を発光する発光装置1Gの代わりに、黄緑色光を発光する発光装置1を有していてもよい。
表示装置2は、放射光の指向性が向上された発光装置1を複数備えることから、複数の画素部からの放射光同士が干渉することを抑制でき、ひいては、表示装置の輝度、コントラスト、階調および演色性等の表示品位を向上させることができる。
上記のように、本開示の発光装置によれば、発光素子で発光し素子実装用構造体から放射される放射光の指向性を向上させることができる。また、本開示の表示装置によれば、輝度、コントラスト、階調および演色性等の表示品位を向上させることができる。
以上、本開示の各実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
本開示の発光装置および表示装置は、各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、照明装置、自動車経路誘導システム(カーナビゲーションシステム)、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、自動車等の乗り物の計器用インジケータ、インスツルメントパネル、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンタ、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機、医療用表示装置、デジタル表示式腕時計、スマートウォッチ、駅および空港等に設置される案内表示装置、広告宣伝用のサイネージ(デジタルサイネージ)等がある。
1,1R,1G,1B 発光装置
2 表示装置
3 素子実装用構造体
3a 第1面
31 基板
31a 一方主面
31b 他方主面
31t 搭載部
32 凹部構成部材
32a 第2面
32b 第3面
32c 貫通孔
33 凹部
33a 底面
33b 内周面
33c 開口
34 アノード電極
35 カソード電極
4,4R,4G,4B,4U 発光素子
4a 光放射面
5 封止部材
5a 表面
6 光吸収部材
40 光透過部材
41,61,71 光散乱体
42,62,72 色フィルタ層
2 表示装置
3 素子実装用構造体
3a 第1面
31 基板
31a 一方主面
31b 他方主面
31t 搭載部
32 凹部構成部材
32a 第2面
32b 第3面
32c 貫通孔
33 凹部
33a 底面
33b 内周面
33c 開口
34 アノード電極
35 カソード電極
4,4R,4G,4B,4U 発光素子
4a 光放射面
5 封止部材
5a 表面
6 光吸収部材
40 光透過部材
41,61,71 光散乱体
42,62,72 色フィルタ層
Claims (19)
- 凹部を有する第1面を備えた素子実装用構造体と、
前記凹部内に位置する発光素子と、を備え、
前記素子実装用構造体は、前記発光素子から放射される光のうちの少なくとも一部の光が、前記凹部の内周面において2回以上反射されるように構成される、発光装置。 - 前記素子実装用構造体は、前記発光素子を搭載する搭載部を有する第1基材と、前記第1基材上に位置し、前記第1面からその反対側の第2面にかけて貫通する貫通孔を有し、前記第2面が前記第1基材の側にある第2基材と、を備え、
前記凹部は、前記貫通孔と、前記貫通孔に位置する前記搭載部とを含んで構成される、請求項1に記載の発光装置。 - 前記少なくとも一部の光は、前記発光素子の放射強度分布における放射強度が最大である方向に放射される光を含む、請求項1または2に記載の発光装置。
- 放射強度が最大である前記方向は、前記発光素子の上方に対して傾斜している方向である請求項3に記載の発光装置。
- 放射強度が最大である前記方向は、前記発光素子の上方に対する傾斜角度が5°~60°である請求項4に記載の発光装置。
- 前記少なくとも一部の光は、前記発光素子から放射される全光量の50%以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記凹部の深さが、前記発光素子の光放射面の前記底面からの高さの2倍以上15倍以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記凹部は、内周面の表面が光反射性を有している、請求項1~7のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記凹部は、光散乱体を含む光透過部材を備え、
前記発光素子から放射され、前記光透過部材を通過した光のうちの少なくとも一部の光が、前記凹部の内周面において2回以上反射される、請求項1~8のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記光散乱体は、光波長変換体を含む、請求項9に記載の発光装置。
- 凹部を有する第1面を備えた素子実装用構造体と、
前記凹部内に位置する発光素子と、を備え、
前記凹部は、開口面積が底面積の1倍を超え1.5倍以下であり、深さが前記底面積の平方根の絶対値の2.5倍以上である、発光装置。 - 前記凹部は、前記深さが30μm以上であるとともに、内周面の底面に対する傾斜角が65°以上であり、
前記発光素子は、光放射面の前記底面からの高さが2μm以上10μm以下である、請求項11に記載の発光装置。 - 前記素子実装用構造体は、一方主面を有する基板と、前記一方主面上に配置され、前記第1面を含む板状の凹部構成部材とを有し、
前記凹部構成部材は、前記第1面から前記主面に対向する第2面にかけて貫通し、前記一方主面の一部領域を露出させる貫通孔を有し、
前記一方主面の前記一部領域は、前記凹部の底面であり、前記貫通孔の内周面が、前記凹部の前記内周面である、請求項1~12のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記凹部内に配置された透光性の封止部材をさらに備える、請求項1~13のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記素子実装用構造体の前記第1面に配置された光吸収部材をさらに備える、請求項1~14のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記光吸収部材は、表面に入射光を吸収する凹凸構造を有している、請求項15に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、マイクロ発光ダイオード素子を含む、請求項1~16のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、上面および側面を有する形状であり、前記上面および前記側面から光を放射する、請求項1~17のいずれか1項に記載の発光装置。
- 請求項1~18のいずれか1項に記載の発光装置を複数備え、
複数の前記発光装置は、行列状に配列されている、表示装置。
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Citations (6)
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---|---|---|---|---|
JP2003173149A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Nichia Chem Ind Ltd | 表示装置 |
WO2003077389A1 (fr) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Appareil a source lumineuse et module de communication optique le comprenant |
CN203883039U (zh) * | 2014-04-30 | 2014-10-15 | 广东恒润光电有限公司 | 贴片式发光二极管 |
JP2017187710A (ja) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 三菱電機株式会社 | 表示装置 |
JP2019029090A (ja) * | 2017-07-26 | 2019-02-21 | キヤノン株式会社 | 発光装置および表示装置 |
JP2019102664A (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | 株式会社ブイ・テクノロジー | Led表示パネルの製造方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003173149A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Nichia Chem Ind Ltd | 表示装置 |
WO2003077389A1 (fr) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Appareil a source lumineuse et module de communication optique le comprenant |
CN203883039U (zh) * | 2014-04-30 | 2014-10-15 | 广东恒润光电有限公司 | 贴片式发光二极管 |
JP2017187710A (ja) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 三菱電機株式会社 | 表示装置 |
JP2019029090A (ja) * | 2017-07-26 | 2019-02-21 | キヤノン株式会社 | 発光装置および表示装置 |
JP2019102664A (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | 株式会社ブイ・テクノロジー | Led表示パネルの製造方法 |
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