WO2022014421A1 - 発光装置および画像表示装置 - Google Patents

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WO2022014421A1
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light emitting
light
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wavelength conversion
conversion unit
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朗 秋葉
智博 梶
博紀 森田
佑樹 前田
正太 西
出志 小林
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Definitions

  • the present disclosure relates to a light emitting device having a plurality of light emitting elements as a light source and an image display device including the light emitting device.
  • Patent Document 1 discloses that a wavelength conversion layer is arranged on the light emitting side above a light emitting element in which an N side layer, a light emitting layer, and a P side layer are laminated in this order.
  • the light emitting device of one embodiment of the present disclosure is arranged in parallel with the support member having one surface, the light emitting element provided on one surface of the support member, and the light emitting element on one surface of the support member. It is provided with a wavelength conversion unit and a light reflection member which is arranged so as to face the light emitting element with the wavelength conversion unit in between and forms a light reflection surface inclined with respect to one surface of the support member.
  • the image display device of one embodiment of the present disclosure includes the light emitting device of one embodiment as one or more light emitting devices.
  • a light emitting element and a wavelength conversion unit are arranged in parallel, and a light reflecting surface inclined with the wavelength conversion unit in between.
  • the light reflecting member constituting the above is arranged to face the light emitting element.
  • Embodiment an example of a light emitting device in which a light emitting element and a wavelength conversion unit are arranged in parallel and one side surface of a partition wall is an inclined light reflecting surface.
  • Configuration of light emitting device 1-2 Configuration of image display device 1-3. Action / effect 2.
  • Modification 1 (Example in which a wavelength conversion unit and a light reflecting surface are provided on both sides of a light emitting element) 3. 3.
  • Modification 2 (Example using a planar type light emitting element) 4.
  • Modification 3 (an example in which the partition wall between adjacent color pixels is angled) 5.
  • Modification 4 (Example in which the area of the wavelength conversion unit is changed according to the wavelength conversion efficiency of the quantum dots) 6.
  • Modification 5 Example in which a wavelength conversion unit is provided on the entire outer circumference of the light emitting element) 7.
  • Modification 6 (Example in which a heat-drawing portion is provided on the bottom surface of the wavelength conversion portion and the side surface in contact with the light reflecting surface) 8.
  • Modification 7 (Example in which a plurality of light emitting elements are arranged for each color pixel) 9.
  • Modification 8 (another example of an image display device)
  • FIG. 1 schematically shows an example of a cross-sectional configuration (A) and a planar configuration (B) of a light emitting device (light emitting device 1) according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light emitting device 1 is suitably applicable to each color pixel corresponding to RGB constituting the display pixel of the image display device (for example, the image display device 100, see FIG. 5), which is a so-called LED display.
  • the light emitting element 12 and the wavelength conversion unit 13 are arranged in parallel on the surface 11S1 of the support substrate 11, and the surface of the support substrate 11 is further sandwiched between the wavelength conversion units 13.
  • An inclined surface 14S3 having light reflectivity is arranged with respect to 11S1.
  • the light emitting device 1 has, for example, each color pixel (red pixel R, green pixel G, and blue pixel B) corresponding to RGB, which constitutes the display pixel of the image display device 100, for example.
  • the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B have a light emitting element 12 and a wavelength conversion unit 13 corresponding to RGB (red conversion unit 13R, green conversion unit 13G, or blue conversion) on the surface 11S1 of the support substrate 11, respectively.
  • Section 13B is provided.
  • the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B are separated from each other by, for example, a partition wall 14.
  • the wall surface facing the light emitting element 12 with the wavelength conversion unit 13 in between is an inclined surface 14S3 having the above-mentioned light reflectivity.
  • a light-shielding member 15 is further arranged above the light-emitting element 12.
  • the support substrate 11 is, for example, a silicon substrate in which an element drive circuit of a light emitting element 12 or the like is built.
  • the light emitting element 12 is, for example, a nanocolumn type or nanowire type light emitting diode (LED).
  • FIG. 2 schematically shows an example of the cross-sectional structure of the nanocolumn type light emitting device 12.
  • the light emitting device 12 has, for example, an n-type crystal structure 12A, an active layer 12B, a p-type semiconductor layer 12C, an n-electrode 12D, and a p-electrode 12E.
  • the n-type crystal structure 12A is formed of, for example, an n-type GaN-based semiconductor material.
  • the n-type crystal structure 12A is erected in a substantially hexagonal columnar shape, for example, in a substantially hexagonal columnar shape as shown in FIGS. 1 and 2 in the direction perpendicular to the surface 11S1 of the support substrate 11 (Z-axis direction), and the area of the side surface is the upper surface. It has a shape larger than the area of.
  • the active layer 12B is provided, for example, along the side surface and the upper surface of the n-type crystal structure 12A.
  • the active layer 12B has, for example, a multiple quantum well structure in which InGaN and GaN are alternately laminated, and has a light emitting region in the layer.
  • the active layer 12B emits light in a blue region having an emission wavelength of 430 nm or more and 500 nm or less, for example.
  • the active layer 12B may, for example, emit light in the ultraviolet region having an emission wavelength of 350 nm or more and 430 nm or less.
  • the p-type semiconductor layer 12C is provided along the side surface and the upper surface of the active layer 12B.
  • the p-type semiconductor layer 12C is formed of, for example, a p-type GaN-based semiconductor material.
  • the n electrode 12D is independently provided for each of the plurality of light emitting elements 12, and for example, the n electrode 12D penetrates the support substrate 11 from the surface side facing the surface 11S1 of the support substrate 11 and comes into contact with the n-type crystal structure 12A. ing.
  • the n-electrode 12D can be formed by using a transparent electrode material such as ITO (Indiun Tin Oxide) or IZO (Indiun Zinc Oxide).
  • the n electrode 12D is formed by using a metal material such as palladium (Pd), titanium (Ti), aluminum (Al), platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni) or gold (Au). You may try to do it.
  • the p electrode 12E is provided so as to cover the periphery of the p-type semiconductor layer 12C.
  • the p-electrode 12E is made of a transparent electrode material such as ITO, IZO, tin oxide (SnO) or titanium oxide (TIO).
  • the p electrode 12E may be provided, for example, as a common layer for a plurality of light emitting elements 12.
  • a passivation film 12F is further provided around the p electrode 12E.
  • the passivation film 12F is for protecting the surface of the light emitting element 12.
  • the passivation film 12F is formed of, for example, silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), or the like.
  • SiO silicon oxide
  • SiN silicon nitride
  • the passivation film 12F is provided as a common layer for a plurality of light emitting elements 12 as in the case of the p electrode 12E. You may.
  • the wavelength conversion unit 13 (red conversion unit 13R, green conversion unit 13G, and blue conversion unit 13B) desired light emitted from a light emitting element 12 provided in each of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B. It is for converting to a wavelength (for example, red (R), green (G) or blue (B)) and emitting.
  • the red conversion unit 13R, the green conversion unit 13G, and the blue conversion unit 13B are formed to include quantum dots corresponding to, for example, each color of R, G, and B, respectively.
  • the quantum dots can be selected from, for example, InP, GaInP, InAsP, CdSe, CdZnSe, CdTeSe, CdTe and the like.
  • the quantum dots can be selected from, for example, InP, GaInP, ZnSeTe, ZnTe, CdSe, CdZnSe, CdS, CdSeS and the like.
  • blue light when blue light is obtained, it can be selected from ZnSe, ZnTe, ZnSeTe, CdSe, CdZnSe, CdS, CdZnS, CdSeS and the like. Among the above, it is preferable to use a cadmium (Cd) -free material.
  • Cd cadmium
  • the conversion efficiency of quantum dots has an incident light intensity dependence and a temperature dependence. In general, there is a tendency for simple decrease in all cases. Therefore, when the same total amount of light is incident on the quantum dots, if there is unevenness in the amount of light, the efficiency in the high-intensity region is greatly reduced, and the total efficiency is lower than that at the time of average incident. Therefore, as shown in FIG. 1, the wavelength conversion unit 13 has curved surfaces at the lower part of the side surface facing the light emitting element 12 and the upper part and the lower part in contact with the inclined surface 14S3 of the partition wall 14, respectively. preferable. As a result, the amount of incident light per unit area is reduced, and the decrease in conversion efficiency is suppressed. Such a shape can be formed by using, for example, isotropic etching, shadow mask lithography, or the like.
  • the blue conversion unit 13B of the blue pixel B may not be provided, for example, as shown in FIG.
  • the light emitting element 12 erected in a substantially hexagonal columnar shape is, for example, by adjusting the angle of the growth substrate, for example, as shown in FIG. 4, one surface (for example, a surface) of the light emitting element 12 having a substantially hexagonal columnar shape. 12S) and the side surface of the wavelength conversion unit 13 in close proximity to the light emitting element 12 may be formed so as to face each other.
  • the space between the light emitting element 12 and the wavelength conversion unit 13 may be an air layer, or may be embedded by a SiO film or a resin layer having light transmittance.
  • nanoparticles such as titanium oxide (TiO 2 ) may be dispersed in the resin layer as a scattering material.
  • the partition wall 14 is for partitioning the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B, and for preventing color mixing between adjacent color pixels.
  • the partition wall 14 forms, for example, a substantially rectangular space inside each of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B, and the light emitting element 12 and the wavelength conversion unit 13 (red conversion unit) are formed in the inner space. 13R, green conversion unit 13G or blue conversion unit 13B) is provided.
  • one wall surface facing the light emitting element 12 with the wavelength conversion unit 13 in between is inclined so that the angle formed by the bottom surface 14S2 of the partition wall 14 is less than 90 °.
  • the surface is 14S3.
  • the inclined surface 14S3 corresponds to a specific example of the "light reflecting surface” of the present disclosure
  • the partition wall 14 portion on which the inclined surface 14S3 is formed corresponds to a specific example of the "light reflecting member” of the present disclosure. ..
  • the other wall surfaces are erected substantially perpendicular to the surface 11S1 of the support substrate 11.
  • the partition wall 14 is formed by using a metal material having light reflectivity such as aluminum (Al), silver (Ag) and rhodium (Rh).
  • the partition wall 14 may be formed by, for example, etching a silicon substrate to form the partition wall 14 shown in FIG. 1 and coating the surface thereof with a metal film such as Al. As a result, the partition wall 14 can be formed, which is compatible with the large-diameter silicon process.
  • the light-shielding member 15 is for preventing the 0th-order light emitted from the light-emitting element 12 from being taken out from the light-emitting device 1, and is arranged above the light-emitting element 12.
  • the light-shielding member 15 is supported by, for example, the upper surface 14S1 of the partition wall 14, and extends to a part of the wavelength conversion unit 13.
  • the light-shielding member 15 preferably has a light-shielding property as well as a light-reflecting property like the partition wall 14, and can be formed by using a metal material such as Al, Ag, and Rh.
  • the light-shielding member 15 corresponds to a specific example of the "light-reflecting film" of the present disclosure.
  • the same effect can be obtained by providing a light reflecting film on the lower surface of the light shielding member 15 (the surface facing the light emitting element 12).
  • the light-shielding member 15 may be formed by using, for example, a dichroic mirror that selectively reflects light having a wavelength emitted from the light emitting element 12.
  • the light L emitted from the light emitting element 12 is reflected directly or reflected on the wall surface of the partition wall 14 and incident on the wavelength conversion unit 13 as shown in FIGS. 1A and 1B. After being converted to a desired wavelength, the light is emitted from the upper surface of the wavelength conversion unit 13 in which the light-shielding member 15 is not formed.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of a schematic configuration of the image display device (image display device 100) of the present disclosure.
  • the image display device 100 is a so-called LED display, and the light emitting device 1 of the present embodiment is used for the display pixels.
  • the image display device 100 includes, for example, as shown in FIG. 5, a display panel 110 and a control circuit 140 for driving the display panel 110.
  • the display panel 110 is a stack of a mounting board 120 and a facing board 130.
  • the surface of the facing substrate 130 is an image display surface, has a display area 100A in the central portion, and has a frame area 100B which is a non-display area around the display area 100A.
  • FIG. 6 shows an example of the wiring layout of the area corresponding to the display area 100A on the surface of the mounting board 120 on the opposite board 130 side.
  • a plurality of data wirings 121 are formed extending in a predetermined direction in a region of the surface of the mounting board 120 corresponding to the display region 100A, and at a predetermined pitch. They are arranged in parallel.
  • a plurality of scan wirings 122 are formed so as to extend in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the data wirings 121. , Are arranged in parallel at a predetermined pitch.
  • the data wiring 121 and the scan wiring 122 are made of a conductive material such as Cu (copper).
  • the scan wiring 122 is formed, for example, on the outermost layer, for example, on an insulating layer (not shown) formed on the surface of the base material.
  • the substrate of the mounting substrate 120 is made of, for example, a silicon substrate or a resin substrate, and the insulating layer on the substrate is, for example, silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO), aluminum oxide (AlO), or It consists of a resin material.
  • the data wiring 121 is formed in a layer different from the outermost layer including the scan wiring 122 (for example, a layer below the outermost layer), and is formed in, for example, an insulating layer on the base material. ..
  • the vicinity of the intersection of the data wiring 121 and the scan wiring 122 is the display pixel 123, and a plurality of display pixels 123 are arranged in a matrix in the display area 100A.
  • a light emitting device 1 having color pixels (red pixel R, green pixel G, and blue pixel B) corresponding to RGB is mounted on each display pixel 123.
  • one display pixel 123 is composed of three color pixels (red pixel R, green pixel G, and blue pixel B), and red light is emitted from the red pixel R and green is emitted from the green pixel G.
  • the case where the blue light can be output from the blue pixel B is exemplified.
  • the light emitting device 1 is provided with, for example, a pair of terminal electrodes for each of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B, or one is common and the other is arranged for each of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B. ing. Then, one terminal electrode is electrically connected to the data wiring 121, and the other terminal electrode is electrically connected to the scan wiring 122. For example, one terminal electrode is electrically connected to the pad electrode 121B at the tip of the branch 121A provided in the data wiring 121. Further, for example, the other terminal electrode is electrically connected to the pad electrode 122B at the tip of the branch 122A provided in the scan wiring 122.
  • the pad electrodes 121B and 122B are formed on the outermost surface layer, for example, and are provided at a portion where each light emitting device 1 is mounted, for example, as shown in FIG.
  • the pad electrodes 121B and 122B are made of a conductive material such as Au (gold).
  • the mounting board 120 is further provided with, for example, a plurality of columns (not shown) that regulate the distance between the mounting board 120 and the facing board 130.
  • the support column may be provided in the area facing the display area 100A, or may be provided in the area facing the frame area 100B.
  • the facing substrate 130 is made of, for example, a glass substrate, a resin substrate, or the like.
  • the surface on the light emitting device 1 side may be flat, but it is preferable that the surface is rough.
  • the rough surface may be provided over the entire facing region with the display area 100A, or may be provided only with the facing region with the display pixel 123.
  • the rough surface has fine irregularities on the rough surface due to the light emitted from the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B.
  • the unevenness of the rough surface can be produced by, for example, sandblasting, dry etching, or the like.
  • the control circuit 140 drives each display pixel 123 (each light emitting device 1) based on a video signal.
  • the control circuit 140 is composed of, for example, a data driver for driving the data wiring 121 connected to the display pixel 123 and a scan driver for driving the scan wiring 122 connected to the display pixel 123.
  • the control circuit 140 may be provided separately from the display panel 110 and may be connected to the mounting board 120 via wiring, or may be mounted on the mounting board 120. May be.
  • the light emitting element 12 and the wavelength conversion unit 13 are arranged in parallel on the surface 11S1 of the support substrate 11, and further, the wavelength conversion unit 13 is sandwiched between the light emitting element 12 and the wavelength conversion unit 13 on the surface 11S1 of the support substrate 11.
  • the inclined surface 14S3 having light reflectivity was arranged. As a result, the optical path length of the light emitted from the light emitting element 12 and passing through the wavelength conversion unit 13 is secured. This will be described below.
  • a wavelength conversion layer containing, for example, a quantum dot is arranged above each micro LED, and the wavelength conversion layer is passed through the wavelength conversion layer to obtain a desired wavelength.
  • An image display element that extracts the converted light as each color light of RGB is used.
  • the color shift is caused by, for example, leakage of blue light emitted from the micro LED as excitation light without being converted by the wavelength conversion layer, and of quantum dots corresponding to red and green, respectively. This is due to the lack of red light component and green light component due to the low wavelength conversion efficiency.
  • the decrease in luminance is due to the adjustment of white balance between color pixels having different wavelength conversion efficiencies and associated light extraction efficiencies, visual sensitivity, and the like.
  • the heat generation is due to processing, for example, a blue light component, which is unnecessary for adjusting the white balance.
  • This problem can be solved by, for example, thickening the thick film of the wavelength conversion layer to secure the optical path length that contributes to the conversion efficiency.
  • thickening the wavelength conversion layer has problems such as an increase in the difficulty of the process of forming the wavelength conversion layer and an increase in the processing difficulty due to an increase in the aspect ratio of the pixel separation wall that separates the adjacent wavelength conversion layers. Produces.
  • thickening the wavelength conversion layer is disadvantageous for miniaturization of display pixels. These issues are particularly important in self-luminous micro-displays that use micro LEDs.
  • the light emitting element 12 and the wavelength conversion unit 13 are arranged in parallel, and the back surface (the surface facing the side surface facing the light emitting element 12) side of the wavelength conversion unit 13 is arranged.
  • the inclined surface 14S3 having light reflectivity on the surface, the light emitted from the light emitting element 12 and wavelength-converted by the wavelength conversion unit 13 is taken out from the light emitting device 1. This makes it possible to secure the optical path length of the light (excitation light) emitted from the light emitting element 12 passing through the wavelength conversion unit 13.
  • the wavelength conversion unit 13 of the light (excitation light) emitted from the light emitting element 12 is provided as compared with the case where the wavelength conversion layer is arranged above the light emitting element 12.
  • the length of the optical path through which the light passes can be sufficiently and easily secured, and the wavelength conversion efficiency of the wavelength conversion unit 13 can be improved.
  • the light emitting device 1 of the present embodiment since the light emitting element 12 and the wavelength conversion unit 13 are arranged in parallel, the light emitting device 1 can be made low in height.
  • the light emitting device 1 of the present embodiment realizes a micro display having excellent display quality with improved color shift, reduction in brightness, heat generation, etc. by applying it as a display pixel of a self-luminous micro display. be able to.
  • FIG. 7 schematically shows an example of the cross-sectional configuration (A) and the planar configuration (B) of the light emitting device (light emitting device 1A) according to the modified example 1 of the present disclosure.
  • the light emitting element 12 is arranged in the center of the space inside the partition wall 14 having a substantially rectangular shape, and the wavelength conversion unit 13 and the light reflectivity are provided on both sides of the light emitting element 12 in between.
  • the point that the inclined surface 14S3 having the above-mentioned is provided is different from the above-described embodiment.
  • the wavelength conversion unit 13 and the inclined surface 14S3 are provided on both sides of the light emitting element 12, the light (excitation light) emitted from the light emitting element 12 is incident on the wavelength conversion unit 13. It is possible to reduce the number of reflections reflected on the wall surface of the partition wall 14 up to this point. Therefore, it is possible to improve the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting element 12 as compared with the above embodiment.
  • FIG. 8 schematically shows an example of the cross-sectional configuration of the light emitting device (light emitting device 1B) according to the second modification of the present disclosure.
  • the light emitting element 12 is, for example, a support substrate 11 as shown in FIG.
  • This technique is also effective when a planar LED having an active layer on only one surface parallel to the surface 11S1 is used, and the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
  • Modification 3> 9 and 10 schematically show an example of the planar configuration of the light emitting device (light emitting device 1C) according to the third modification of the present disclosure.
  • the facing wall surfaces 14S4 of the partition wall 14 that separate the adjacent red pixel R, green pixel G, and blue pixel B are substantially parallel, but the present invention is not limited to this.
  • the wall surface 14S4 of the partition wall 14 has a wall surface 14S4 facing from the side where the light emitting element 12 is arranged to the inclined surface 14S3 side so as to have a substantially trapezoidal shape in a plan view.
  • the width may be gradually increased.
  • the shape is substantially hexagonal in plan view as shown in FIG. Therefore, for example, the width of the wall surface 14S4 facing from the center of the wall surface 14C4 on which the light emitting element 12 is arranged toward the inclined surface 14S3 side may be gradually narrowed.
  • the light reflected by the wall surface 14S4 can be efficiently reflected to the wavelength conversion unit 13. Therefore, in addition to the effects of the above-described embodiment and the like, it is possible to further improve the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting element 12.
  • FIG. 11 schematically shows an example of the planar configuration of the light emitting device (light emitting device 1D) according to the modified example 4 of the present disclosure.
  • the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B have substantially the same area as each other is shown, but the present invention is not limited to this.
  • each area of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B may be an area corresponding to the wavelength conversion efficiency of each wavelength conversion unit 13 (red conversion unit 13R, green conversion unit 13G, and blue conversion unit 13B). ..
  • the light emitting element 12 that emits blue light when used, the light emitted from the light emitting element 12 can be used as it is in the blue pixel B, so that the blue conversion unit 13B is omitted. can do.
  • the area of the blue pixel B can be made smaller than that of the red pixel R and the green pixel G, and for example, a circuit 16 or the like is provided in the vacant space. Can be done.
  • quantum dots corresponding to green have lower wavelength conversion efficiency than quantum dots corresponding to red. Therefore, for example, as shown in FIG. 12, the green pixel G may be extended in the reduced space of the blue pixel B to increase the optical path length of the light passing through the green conversion unit 13G. This makes it possible to improve the wavelength conversion efficiency of the green pixel G. Therefore, the efficiency of light utilization in the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B is improved, and the brightness can be improved.
  • FIG. 13 schematically shows an example of the planar configuration of the light emitting device (light emitting device 1E) according to the modified example 5 of the present disclosure.
  • the wavelength conversion unit 13 is provided over the entire outer circumference of the nanocolumn type light emitting element 12, which is different from the above embodiment.
  • the wavelength conversion unit 13 By providing the wavelength conversion unit 13 over the entire outer circumference of the light emitting element 12 in this way, it is possible to further secure the optical path length of the light passing through the wavelength conversion unit 13. This makes it possible to further improve the wavelength conversion efficiency as compared with the above-described embodiment.
  • FIG. 14 schematically shows an example of the cross-sectional configuration of the light emitting device (light emitting device 1F) according to the modified example 6 of the present disclosure.
  • the heat drawing portion 17 is provided over the bottom surface of the wavelength conversion unit 13 and the side surface in contact with the inclined surface 14S3, which is different from the above embodiment.
  • the heat drawing unit 17 is for dissipating heat generated during wavelength conversion and reducing the temperature rise of the wavelength conversion unit 13.
  • the heat-drawing portion 17 is preferably formed of a light-reflecting metal film such as Al in order to secure the light reflectivity on the inclined surface 14S3.
  • the heat-drawing portion 17 corresponds to a specific example of the "heat-dissipating member" of the present disclosure.
  • FIG. 15 schematically shows an example of the cross-sectional configuration (A) and the planar configuration (B) of the light emitting device (light emitting device 1G) according to the modified example 7 of the present disclosure.
  • a plurality of (here, four) light emitting elements 12 are provided for each of the red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B, which is different from the above embodiment.
  • FIG. 15 shows an example in which the four light emitting elements 12 are arranged in 2 rows and 2 columns, but the arrangement example of the plurality of light emitting elements 12 is not limited to this.
  • the three light emitting elements 12 may be arranged differently from each other.
  • each color pixel (red pixel R, green pixel G, and blue pixel B) may be provided with a plurality of light emitting elements 12. This makes it possible to further reduce the height of the light emitting device 1 as compared with the case where one light emitting element 12 is provided. Further, since the incident light beam to the wavelength conversion unit 13 is homogenized as compared with the case where one light emitting element 12 is provided, the wavelength conversion efficiency can be further improved. In addition, it is possible to reduce heat generation in the wavelength conversion unit 13.
  • FIG. 17 is a perspective view showing another configuration example (image display device 200) of the image display device using the light emitting device (for example, the light emitting device 1) of the present disclosure.
  • the image display device 200 is a so-called tiling display using an LED as a light source, and the light emitting device 1 of the present embodiment is used as a display pixel.
  • the image display device 200 includes, for example, as shown in FIG. 17, a display panel 210 and a control circuit 240 for driving the display panel 210.
  • the display panel 210 is a stack of a mounting board 220 and a facing board 230.
  • the surface of the facing substrate 230 is a video display surface, has a display area in the center portion, and has a frame area which is a non-display area around the display area (neither is shown).
  • the facing substrate 230 is arranged at a position facing the mounting board 220, for example, via a predetermined gap. The facing substrate 230 may be in contact with the upper surface of the mounting substrate 220.
  • FIG. 18 schematically shows an example of the configuration of the mounting board 220.
  • the mounting board 220 is composed of a plurality of unit boards 250 spread in a tile shape.
  • FIG. 18 shows an example in which the mounting board 220 is composed of nine unit boards 250, the number of unit boards 250 may be 10 or more or 8 or less.
  • FIG. 19 shows an example of the configuration of the unit board 250.
  • the unit substrate 250 has, for example, a light emitting device 1 having a plurality of red pixels R, green pixels G, and blue pixels B spread in a tile shape, and a support substrate 260 for supporting each light emitting device 1.
  • Each unit board 250 further has a control board (not shown).
  • the support board 260 is composed of, for example, a metal frame (metal plate), a wiring board, or the like. When the support board 260 is composed of a wiring board, it can also serve as a control board. At this time, at least one of the support substrate 260 and the control substrate is electrically connected to each light emitting device 1.
  • the present disclosure has been described above with reference to embodiments and modifications 1 to 8, the present disclosure is not limited to the above embodiments and can be variously modified.
  • the components, arrangement, number, etc. of the light emitting element 12 exemplified in the above-described embodiment are merely examples, and it is not necessary to include all the components, and even if other components are further provided. good.
  • the light emitting device 1 and the like are applied to the image display devices 100, 200 and the like, but the light emitting device 1 and the like of the present disclosure can also be used as a lighting device.
  • the present technology can also have the following configurations.
  • the light emitting element and the wavelength conversion unit are arranged in parallel, and the light reflecting member constituting the inclined light reflecting surface is arranged facing the light emitting element with the wavelength conversion unit in between. I tried to do it. As a result, the optical path length of the light emitted from the light emitting element and passing through the wavelength conversion unit is secured. Therefore, it is possible to improve the wavelength conversion efficiency.
  • the light emitting device according to any one of (1) to (10), wherein the wavelength conversion unit is provided over the entire outer circumference of the light emitting element in a plan view. (12) Any of the above (1) to (11), in which a heat radiating member is further provided between the wavelength conversion unit and the support member and between the wavelength conversion unit and the light reflection member.
  • the light emitting device according to one.
  • the light emitting element is a light emitting diode having a nanocolumn structure or a nanowire structure.
  • the wavelength conversion unit is formed to include quantum dots.

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Abstract

本開示の一実施形態の発光装置（１）は、一の面（１１Ｓ１）を有する支持部材（１１）と、支持部材（１１）の一の面（１１Ｓ１）に設けられた発光素子（１２）と、支持部材（１１）の一の面（１１Ｓ１）に、発光素子（１２）と並列に配置された波長変換部（１３）と、波長変換部（１３）を間にして発光素子（１２）と対向配置されると共に、支持部材（１１）の一の面（１１Ｓ１）に対して傾斜した光反射面（１４Ｓ３）を形成する光反射部材（１４）とを備える。

Description

発光装置および画像表示装置
　本開示は、光源として複数の発光素子を有する発光装置およびこれを備えた画像表示装置に関する。
　例えば、特許文献１では、Ｎ側層、発光層およびＰ側層がこの順に積層された発光素子の上方の、光射出側に波長変換層を配置することが開示されている。
特開２０１９－２０４８２３号公報
　ところで、量子ドット等を用いて発光素子から出射された光を波長変換して取り出す発光装置では、波長変換効率の向上が求められている。
　波長変換効率を向上させることが可能な発光装置およびこれを備えた画像表示装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態の発光装置は、一の面を有する支持部材と、支持部材の一の面に設けられた発光素子と、支持部材の一の面に、発光素子と並列に配置された波長変換部と、波長変換部を間にして発光素子と対向配置されると共に、支持部材の一の面に対して傾斜した光反射面を形成する光反射部材とを備えたものである。
　本開示の一実施形態の画像表示装置は、１または複数の発光装置として上記一実施の形態の発光装置を備えたものである。
　本開示の一実施形態の発光装置および本開示の一実施形態の画像表示装置では、発光素子と波長変換部とを並列に配置し、さらに、波長変換部を間にして、傾斜した光反射面を構成する光反射部材を発光素子と対向配置するようにした。これにより、発光素子から出射され、波長変換部を通過する光の光路長を確保する。
本開示の実施の形態に係る発光装置の構成の一例を表す断面模式図（Ａ）および平面模式図（Ｂ）である。 図１に示した発光素子の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の発光装置の構成の他の例を表す平面模式図である。 本開示の発光装置の構成の他の例を表す平面模式図である。 本開示の発光装置を備えた表示装置の構成の一例を表す斜視図である。 図５に示した画像表示装置の配線レイアウトの一例を表す模式図である。 本開示の変形例１に係る発光装置の構成の一例を表す断面模式図（Ａ）および平面模式図（Ｂ）である。 本開示の変形例２に係る発光装置の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例３に係る発光装置の構成の一例を表す平面模式図である。 本開示の変形例３に係る発光装置の構成の他の例を表す平面模式図である。 本開示の変形例４に係る発光装置の構成の一例を表す平面模式図である。 本開示の変形例４に係る発光装置の構成の他の例を表す平面模式図である。 本開示の変形例５に係る発光装置の構成の一例を表す平面模式図である。 本開示の変形例６に係る発光装置の構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例７に係る発光装置の構成の一例を表す断面模式図（Ａ）および平面模式図（Ｂ）である。 本開示の変形例７に係る発光装置の構成の他の例を表す平面模式図である。 本開示の発光装置を備えた表示装置の構成の他の例を表す斜視図である。 図１７に示した実装基板の構成を表す斜視図である。 図１８に示したユニット基板の構成を表す斜視図である。
　以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．実施の形態（発光素子と波長変換部とを並列配置し、隔壁の１つの側面を傾斜する光反射面とした発光装置の例）
　　　１－１．発光装置の構成
　　　１－２．画像表示装置の構成
　　　１－３．作用・効果
　２．変形例１（発光素子を間にした両側に波長変換部および光反射面を設けた例）
　３．変形例２（プレーナ型の発光素子を用いた例）
　４．変形例３（隣接する色画素間の隔壁に角度をつけた例）
　５．変形例４（量子ドットの波長変換効率に応じて波長変換部の面積を変更した例）
　６．変形例５（発光素子の外周全体に波長変換部を設けた例）
　７．変形例６（波長変換部の底面および光反射面と接する側面に熱引き部を設けた例）
　８．変形例７（色画素毎に複数の発光素子を配置した例）
　９．変形例８（画像表示装置の他の例）
＜１．実施の形態＞
　図１は、本開示の一実施の形態に係る発光装置（発光装置１）の断面構成（Ａ）および平面構成（Ｂ）の一例を模式的に表したものである。発光装置１は、所謂ＬＥＤディスプレイと呼ばれる画像表示装置（例えば、画像表示装置１００、図５参照）の表示画素を構成するＲＧＢに対応した各色画素に好適に適用可能なものである。本実施の形態の発光装置１は、例えば、支持基板１１の面１１Ｓ１に、発光素子１２と波長変換部１３とを並列に配置し、さらに、波長変換部１３を間にして支持基板１１の面１１Ｓ１に対して、光反射性を有する傾斜面１４Ｓ３が配置されている。
（１－１．発光装置の構成）
　発光装置１は、上記のように、例えば画像表示装置１００の表示画素を構成する、例えばＲＧＢに対応した各色画素（赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ）を有している。赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂには、それぞれ、支持基板１１の面１１Ｓ１に、発光素子１２と、ＲＧＢに対応する波長変換部１３（赤色変換部１３Ｒ、緑色変換部１３Ｇまたは青色変換部１３Ｂ）とが設けられている。赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂは、例えば隔壁１４によって互いに分離されている。隔壁１４は、波長変換部１３を間にして発光素子１２と対向する壁面が、上記光反射性を有する傾斜面１４Ｓ３となっている。発光素子１２の上方には、さらに、遮光部材１５が配置されている。以下に、発光装置１の各構成要素について詳細に説明する。
　支持基板１１は、例えば発光素子１２の素子駆動回路等が作り込まれたシリコン基板である。
　発光素子１２は、例えばナノコラム型あるいはナノワイヤ型の発光ダイオード（ＬＥＤ）である。図２は、ナノコラム型の発光素子１２の断面構成の一例を模式的に表したものである。発光素子１２は、例えば、ｎ型結晶構造体１２Ａと、活性層１２Ｂと、ｐ型半導体層１２Ｃと、ｎ電極１２Ｄと、ｐ電極１２Ｅとを有している。
　ｎ型結晶構造体１２Ａは、例えばｎ型のＧａＮ系の半導体材料により形成されている。ｎ型結晶構造体１２Ａは、例えば図１および図２に示したように略六角柱状に、支持基板１１の面１１Ｓ１に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に立設され、側面の面積が上面の面積よりも大きい形状を有している。
　活性層１２Ｂは、例えば、ｎ型結晶構造体１２Ａの側面および上面に沿って設けられている。活性層１２Ｂは、例えばＩｎＧａＮとＧａＮとが交互に積層された多重量子井戸構造を有し、層内に発光領域を有している。活性層１２Ｂは、例えば、発光波長が４３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の青色領域の光を発する。この他、活性層１２Ｂは、例えば、発光波長が３５０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の紫外領域の光を発するものでもよい。
　ｐ型半導体層１２Ｃは、活性層１２Ｂの側面および上面に沿って設けられている。ｐ型半導体層１２Ｃは、例えばｐ型のＧａＮ系半導体材料により形成されている。
　ｎ電極１２Ｄは、複数の発光素子１２の各々に独立して設けられており、例えば、支持基板１１の面１１Ｓ１と対向する面側から支持基板１１を貫通してｎ型結晶構造体１２Ａに接している。ｎ電極１２Ｄは、例えば、ＩＴＯ（Indiun Tin Oxide）またはＩＺＯ（Indiun Zinc Oxide）等の透明電極材料を用いて形成することができる。この他、ｎ電極１２Ｄは、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）または金（Ａｕ）等の金属材料を用いて形成するようにしてもよい。
　ｐ電極１２Ｅは、ｐ型半導体層１２Ｃの周囲を覆うように設けられている。ｐ電極１２Ｅは、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化錫（ＳｎＯ）または酸化チタン（ＴｉＯ）等の透明電極材料により形成されている。ｐ電極１２Ｅは、例えば複数の発光素子１２に対する共通層として設けるようにしてもよい。
　ｐ電極１２Ｅの周囲には、さらにパッシベーション膜１２Ｆが設けられている。パッシベーション膜１２Ｆは、発光素子１２の表面を保護するためのものである。パッシベーション膜１２Ｆは、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）や窒化シリコン（ＳｉＮ）等により形成されている。パッシベーション膜１２Ｆは、例えば上記のようにｐ電極１２Ｅが複数の発光素子１２に対する共通層として設けられている場合には、ｐ電極１２Ｅと同様に、複数の発光素子１２に対する共通層として設けるようにしてもよい。
　波長変換部１３（赤色変換部１３Ｒ、緑色変換部１３Ｇおよび青色変換部１３Ｂ）は、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂのそれぞれに設けられた発光素子１２から出射された光を所望の波長（例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ））に変換して出射するためのものである。
　赤色変換部１３Ｒ、緑色変換部１３Ｇおよび青色変換部１３Ｂは、それぞれ、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応する量子ドットを含んで形成されている。具体的には、赤色光を得る場合には、量子ドットは、例えば、ＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＡｓＰ、ＣｄＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＴｅＳｅまたはＣｄＴｅ等から選択することができる。緑色光を得る場合には、量子ドットは、例えば、ＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＳまたはＣｄＳｅＳ等から選択することができる。青色光を得る場合には、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＺｎＳおよびＣｄＳｅＳ等から選択することができる。上記の中でも、カドミウム（Ｃｄ）フリーの材料を用いることが好ましい。
　量子ドットの変換効率は、入射光強度依存性および温度依存性を有している。概ね、いずれに対しても単純減の傾向を有する。そのため、同じ総光量を量子ドットに入射する場合、光量ムラがあると高強度域の効率が大きく低下し、平均的な入射時よりも総効率が低下する。このため、波長変換部１３は、図１に示したように、発光素子１２と近接して対向する側面の下部、隔壁１４の傾斜面１４Ｓ３と接する上部および下部がそれぞれ曲面となっていることが好ましい。これにより、単位面積当たりの入射光量が低減され、変換効率の低下が抑制される。このような形状は、例えば、等方エッチングやシャドウマスクリソグラフィ等を用いることで形成することができる。
　なお、発光素子１２から青色光が出射される場合には、青色画素Ｂの青色変換部１３Ｂは、例えば、図３に示したように設けなくてもよい。また、略六角柱状に立設する発光素子１２は、例えば成長基板の角度を調整することにより、例えば、図４に示したように、略六角柱状の発光素子１２の一の面（例えば、面１２Ｓ）と、波長変換部１３の発光素子１２と近接する側面とが正対するように形成してもよい。
　更に、発光素子１２と波長変換部１３との間は空気層でもよいし、あるいは、光透過性を有するＳｉＯ膜や樹脂層によって埋設されていてもよい。樹脂層によって埋設する場合には、樹脂層には、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）等のナノパーティクルを散乱材として分散させるようにしてもよい。
　隔壁１４は、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂを区画すると共に、隣接する色画素間の混色を防ぐためのものである。隔壁１４は、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ毎に、内側に例えば略矩形状の空間を形成しており、この内側の空間に、発光素子１２および波長変換部１３（赤色変換部１３Ｒ、緑色変換部１３Ｇまたは青色変換部１３Ｂ）が設けられている。隔壁１４の内側の空間を構成する４つの壁面のうち、波長変換部１３を間にして発光素子１２と対向する１つの壁面は、隔壁１４の底面１４Ｓ２とのなす角が９０°未満となる傾斜面１４Ｓ３となっている。この傾斜面１４Ｓ３が、本開示の「光反射面」の一具体例に相当し、傾斜面１４Ｓ３が形成されている隔壁１４部分が、本開示の「光反射部材」の一具体例に相当する。その他の壁面は、支持基板１１の面１１Ｓ１に対して略垂直に立設されている。
　隔壁１４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）およびロジウム（Ｒｈ）等の光反射性を有する金属材料を用いて形成されている。この他、隔壁１４は、例えばシリコン基板をエッチングして図１に示した隔壁１４の形状とし、その表面にＡｌ等の金属膜をコーティングすることで形成するようにしてもよい。これにより、大口径シリコン工程との相性よく、隔壁１４を形成することができる。
　遮光部材１５は、発光素子１２から出射された０次光が発光装置１から取り出されるのを防ぐためのものであり、発光素子１２の上方に配置されている。遮光部材１５は、例えば隔壁１４の上面１４Ｓ１によって支持されており、波長変換部１３の一部まで延在している。遮光部材１５は、遮光性と共に、例えば隔壁１４と同様に光反射性を有していることが好ましく、例えばＡｌ、ＡｇおよびＲｈ等の金属材料を用いて形成することができる。これにより、発光素子１２から上方に出射された光が遮光部材１５によって反射されるようになり、発光素子１２から出射された光の導光効率が向上する。この遮光部材１５が、本開示の「光反射膜」の一具体例に相当する。
　なお、遮光部材１５の下面（発光素子１２との対向面）に光反射膜を設けることでも同様の効果を得ることができる。この他、遮光部材１５は、例えば発光素子１２から出射される波長の光を選択的に反射するダイクロイックミラーを用いて形成するようにしてもよい。
　上記のような構成により、発光素子１２から出射された光Ｌは、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、直接または隔壁１４の壁面に反射されて波長変換部１３に入射し、所望の波長に変換された後、遮光部材１５が形成されていない波長変換部１３の上面から出射される。
（１－２．画像表示装置の構成）
　図５は、本開示の画像表示装置（画像表示装置１００）の概略構成の一例を表した斜視図である。画像表示装置１００は、所謂ＬＥＤディスプレイと呼ばれるものであり、表示画素に本実施の形態の発光装置１を用いたものである。画像表示装置１００は、例えば図５に示したように、表示パネル１１０と、表示パネル１１０を駆動する制御回路１４０とを備えている。
　表示パネル１１０は、実装基板１２０と、対向基板１３０とを互いに重ね合わせたものである。対向基板１３０の表面が映像表示面となっており、中央部分に表示領域１００Ａを有し、その周囲に、非表示領域であるフレーム領域１００Ｂを有している。
　図６は、実装基板１２０の対向基板１３０側の表面のうち、表示領域１００Ａに対応する領域の配線レイアウトの一例を表したものである。実装基板１２０の表面のうち表示領域１００Ａに対応する領域には、例えば図６に示したように、複数のデータ配線１２１が所定の方向に延在して形成されており、かつ所定のピッチで並列配置されている。実装基板１２０の表面のうち表示領域１００Ａに対応する領域には、さらに、例えば、複数のスキャン配線１２２がデータ配線１２１と交差（例えば、直交）する方向に延在して形成されており、且つ、所定のピッチで並列配置されている。データ配線１２１およびスキャン配線１２２は、例えば、Ｃｕ（銅）等の導電性材料からなる。
　スキャン配線１２２は、例えば、最表層に形成されており、例えば、基材表面に形成された絶縁層（図示せず）上に形成されている。なお、実装基板１２０の基材は、例えば、シリコン基板、または樹脂基板等からなり、基材上の絶縁層は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）または樹脂材料からなる。一方、データ配線１２１は、スキャン配線１２２を含む最表層とは異なる層（例えば、最表層よりも下の層）内に形成されており、例えば、基材上の絶縁層内に形成されている。
　データ配線１２１とスキャン配線１２２との交差部分の近傍が表示画素１２３となっており、複数の表示画素１２３が表示領域１００Ａ内においてマトリクス状に配置されている。各表示画素１２３には、例えば、ＲＧＢに対応する色画素（赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ）を有する発光装置１が実装されている。なお、図６には、３つの色画素（赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ）で一つの表示画素１２３が構成されており、赤色画素Ｒから赤色の光を、緑色画素Ｇから緑色の光を、青色画素Ｂから青色の光をそれぞれ出力することができるようになっている場合が例示されている。
　発光装置１には、例えば赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ毎に一対、または一方が共通且つ他方が赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ毎に配置される端子電極が設けられている。そして、一方の端子電極がデータ配線１２１に電気的に接続されており、他方の端子電極がスキャン配線１２２に電気的に接続されている。例えば、一方の端子電極は、データ配線１２１に設けられた分枝１２１Ａの先端のパッド電極１２１Ｂに電気的に接続されている。また、例えば、他方の端子電極は、スキャン配線１２２に設けられた分枝１２２Ａの先端のパッド電極１２２Ｂに電気的に接続されている。
　各パッド電極１２１Ｂ，１２２Ｂは、例えば、最表層に形成されており、例えば、図６に示したように、各発光装置１が実装される部位に設けられている。ここで、パッド電極１２１Ｂ，１２２Ｂは、例えば、Ａｕ（金）等の導電性材料からなる。
　実装基板１２０には、さらに、例えば、実装基板１２０と対向基板１３０との間の間隔を規制する複数の支柱（図示せず）が設けられている。支柱は、表示領域１００Ａとの対向領域内に設けられていてもよいし、フレーム領域１００Ｂとの対向領域内に設けられていてもよい。
　対向基板１３０は、例えば、ガラス基板、または樹脂基板等からなる。対向基板１３０において、発光装置１側の表面は平坦となっていてもよいが、粗面となっていることが好ましい。粗面は、表示領域１００Ａとの対向領域全体に渡って設けられていてもよいし、表示画素１２３との対向領域にだけ設けられていてもよい。粗面は、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂから発せられた光が当該粗面に入細かな凹凸を有している。粗面の凹凸は、例えば、サンドブラストや、ドライエッチング等によって作製可能である。
　制御回路１４０は、映像信号に基づいて各表示画素１２３（各発光装置１）を駆動するものである。制御回路１４０は、例えば、表示画素１２３に接続されたデータ配線１２１を駆動するデータドライバと、表示画素１２３に接続されたスキャン配線１２２を駆動するスキャンドライバとにより構成されている。制御回路１４０は、例えば、図５に示したように、表示パネル１１０とは別体で設けられ、且つ配線を介して実装基板１２０と接続されていてもよいし、実装基板１２０上に実装されていてもよい。
（１－３．作用・効果）
　本実施の形態の発光装置１では、支持基板１１の面１１Ｓ１に、発光素子１２と波長変換部１３とを並列に配置し、さらに、波長変換部１３を間にして支持基板１１の面１１Ｓ１に対して、光反射性を有する傾斜面１４Ｓ３を配置するようにした。これにより、発光素子１２から出射され、波長変換部１３を通過する光の光路長が確保される。以下、これについて説明する。
　所謂マイクロＬＥＤを光源として用いた画像表示装置では、前述したように、各マイクロＬＥＤの上方に、例えば量子ドットを含む波長変換層を配置し、この波長変換層を通過することで所望の波長に変換された光をＲＧＢの各色光として取り出す画像表示素子が用いられている。
　ところが、このような構造を有する画像表示素子では、一般に、マイクロＬＥＤから出射された光（励起光）を波長変換層において高効率に波長変換することが難しく、色ずれ、輝度の低下および発熱等の問題を生じる。因みに、色ずれは、例えば、励起光としてマイクロＬＥＤから出射される、例えば青色光が波長変換層で変換されずに漏れ出ることによるものである、また、赤色および緑色にそれぞれ対応する量子ドットの波長変換効率の低さに起因する赤色光成分および緑色光成分の不足によるものである。輝度の低下は、波長変換効率およびそれに伴う光取り出し効率の異なる色画素間でのホワイトバランスの調整や視感度等によるものである。発熱は、ホワイトバランスを調整するために不要となる、例えば青色光成分を処理することによるものである。
　この問題は、例えば波長変換層の厚膜を厚くして変換効率に寄与する光路長を確保することで解決することができる。しかしながら、波長変換層の厚膜化は、波長変換層の形成工程の難易度の上昇や、隣接する波長変換層の間を分離する画素分離壁のアスペクト比の増加による加工難易度の上昇といった課題を生じる。また、波長変換層の厚膜化は、表示画素の微細化に対して不利となる。これらの課題は、マイクロＬＥＤを用いる自発光型のマイクロディスプレイにおいて特に重要となる。
　これに対して、本実施の形態の発光装置１では、発光素子１２と波長変換部１３とを並列に配置し、波長変換部１３の背面（発光素子１２と対向する側面と対向する面）側に光反射性を有する傾斜面１４Ｓ３を設けることで、発光素子１２から出射され、波長変換部１３において波長変換された光を発光装置１から取り出すようにした。これにより、波長変換部１３を通過する、発光素子１２から出射された光（励起光）の光路長を確保することが可能となる。
　以上により、本実施の形態の発光装置１では、発光素子１２の上方に波長変換層を配置した場合と比較して、発光素子１２から出射された光（励起光）の、波長変換部１３を通過する光路長を十分かつ容易に確保することができ、波長変換部１３における波長変換効率を向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態の発光装置１では、発光素子１２と波長変換部１３とを並列に配置するようにしたので、発光装置１を低背化することが可能となる。
　特に、本実施の発光装置１は、自発光型のマイクロディスプレイの表示画素として適用することにより、色ずれ、輝度の低下および発熱等が改善された、優れた表示品位を有するマイクロディスプレイを実現することができる。
　次に、本開示の変形例（変形例１～８）について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜２．変形例１＞
　図７は、本開示の変形例１に係る発光装置（発光装置１Ａ）の断面構成（Ａ）および平面構成（Ｂ）の一例を模式的に表したものである。本変形例の発光装置１Ａでは、例えば略矩形形状を有する隔壁１４の内側の空間の、例えば中央に発光素子１２を配置し、発光素子１２を間にした両側に波長変換部１３および光反射性を有する傾斜面１４Ｓ３を設けた点が、上記実施の形態とは異なる。
　このように、本変形例では、発光素子１２の両側に波長変換部１３および傾斜面１４Ｓ３を設けるようにしたので、発光素子１２から出射された光（励起光）が波長変換部１３に入射するまでの、隔壁１４の壁面において反射される反射回数を低減することが可能となる。よって、上記実施の形態と比較して、発光素子１２から出射された光の利用効率を向上させることが可能となる。
＜３．変形例２＞
　図８は、本開示の変形例２に係る発光装置（発光装置１Ｂ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。上記実施の形態等では、発光素子１２としてナノコラム型あるいはナノワイヤ型の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた例を示したが、発光素子１２は、例えば、図８に示したように、例えば支持基板１１の面１１Ｓ１に対して平行な一面にのみ活性層を有するプレーナ型のＬＥＤを用いた場合においても本技術は有効であり、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
＜４．変形例３＞
　図９および図１０は、本開示の変形例３に係る発光装置（発光装置１Ｃ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。上記実施の形態では、隣接する赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂの間を分離する、隔壁１４の対向する壁面１４Ｓ４が略平行な例を示したが、これに限らない。
　例えば、隔壁１４の壁面１４Ｓ４は、図９に示したように、平面視において略台形形状となるように、例えば発光素子１２が配置された側から傾斜面１４Ｓ３側に向かって対向する壁面１４Ｓ４の幅が徐々に広がるようにしてもよい。また、上記変形例１において説明したように、発光素子１２を間にした両側に波長変換部１３および傾斜面１４Ｓ３を設ける場合には、図１０に示したように、平面視において略六角形状となるように、例えば、発光素子１２が配置された壁面１４Ｃ４の中央から傾斜面１４Ｓ３側に向かって対向する壁面１４Ｓ４の幅が徐々に狭まるようにしてもよい。
　このように、隔壁１４の対向する壁面１４Ｓ４に角度をつけることにより、壁面１４Ｓ４において反射された光が波長変換部１３へ効率よく反射されるようになる。よって、上記実施の形態等の効果に加えて、発光素子１２から出射された光の利用効率をさらに向上させることが可能となる。
＜５．変形例４＞
　図１１は、本開示の変形例４に係る発光装置（発光装置１Ｄ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。上記実施の形態では、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂが互いに略同じ面積を有する例を示したが、これに限らない。例えば、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂの各面積は、各波長変換部１３（赤色変換部１３Ｒ、緑色変換部１３Ｇおよび青色変換部１３Ｂ）の波長変換効率に応じた面積としてもよい。
　具体的には、上記のように、青色光を出射する発光素子１２を用いる場合には、青色画素Ｂでは発光素子１２から出射された光をそのまま用いることができるため、青色変換部１３Ｂを省略することができる。その場合には、例えば、図１１に示したように、青色画素Ｂの面積を、赤色画素Ｒおよび緑色画素Ｇよりも小さくすることができ、空いたスペースには、例えば回路１６等を設けることができる。
　また、一般に緑色に対応する量子ドットは、赤色に対応する量子ドットよりも波長変換効率が低い。そのため、例えば、図１２に示したように、青色画素Ｂの削減されたスペースに、緑色画素Ｇを延在させ、緑色変換部１３Ｇ内を通過する光の光路長を稼ぐようにしてもよい。これにより、緑色画素Ｇにおける波長変換効率を向上させることが可能となる。よって、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂにおける光の利用効率が向上し、輝度を向上させることが可能となる。
＜６．変形例５＞
　図１３は、本開示の変形例５に係る発光装置（発光装置１Ｅ）の平面構成の一例を模式的に表したものである。本変形例では、例えばナノコラム型の発光素子１２の外周全体にわたって波長変換部１３を設けた点が、上記実施の形態とは異なる。
　このように、発光素子１２の外周全体にわたって波長変換部１３を設けることにより、波長変換部１３内を通過する光の光路長をさらに確保することができる。これにより、上記実施の形態と比較して、波長変換効率をさらに向上させることが可能となる。
＜７．変形例６＞
　図１４は、本開示の変形例６に係る発光装置（発光装置１Ｆ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。本変形例では、波長変換部１３の底面および傾斜面１４Ｓ３と接する側面にわたって熱引き部１７を設けた点が、上記実施の形態とは異なる。
　熱引き部１７は、波長変換時に発生した熱を放熱し、波長変換部１３の温度上昇を低減するためのものである。熱引き部１７は、傾斜面１４Ｓ３における光反射性を確保するために、例えばＡｌ等の光反射性を有する金属膜によって形成することが好ましい。この熱引き部１７が、本開示の「放熱部材」の一具体例に相当する。
　このように、本変形例では、波長変換部１３の底面および傾斜面１４Ｓ３と接する側面にわたって熱引き部１７を設けるようにしたので、波長変換時に発生した熱による波長変換部１３の温度上昇が低減され、波長変換部１３を構成する量子ドットの波長変換効率の低下を抑制することができる。よって、上記実施の形態と比較して、波長変換効率をさらに向上させることが可能となる。
＜８．変形例７＞
　図１５は、本開示の変形例７に係る発光装置（発光装置１Ｇ）の断面構成（Ａ）および平面構成（Ｂ）の一例を模式的に表したものである。本変形例では、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ毎に複数（ここでは４つ）の発光素子１２を設けた点が、上記実施の形態とは異なる。
　なお、図１５では、４つの発光素子１２を２行２列に配置した例を示したが、複数の発光素子１２の配置例はこれに限らない。例えば、図１６に示したように、例えば３つの発光素子１２を互いに違いに配置するようにしてもよい。
　このように、各色画素（赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂ）には、複数の発光素子１２を設けるようにしてもよい。これにより、１つの発光素子１２を設けた場合と比較して、さらに発光装置１の低背化を図ることが可能となる。また、１つの発光素子１２を設けた場合と比較して、波長変換部１３への入射光線が均質化されるため、波長変換効率をさらに向上させることが可能となる。加えて、波長変換部１３における発熱を低減することが可能となる。
＜９．変形例８＞
　図１７は、本開示の発光装置（例えば、発光装置１）を用いた画像表示装置の他の構成例（画像表示装置２００）を表した斜視図である。画像表示装置２００は、ＬＥＤを光源として用いた、所謂タイリングディスプレイと呼ばれるものであり、表示画素として本実施の形態の発光装置１が用いられたものである。画像表示装置２００は、例えば、図１７に示したように、表示パネル２１０と、表示パネル２１０を駆動する制御回路２４０とを備えている。
　表示パネル２１０は、実装基板２２０と、対向基板２３０とを互いに重ね合わせたものである。対向基板２３０の表面が映像表示面となっており、中央部分に表示領域を有し、その周囲に、非表示領域であるフレーム領域を有している（いずれも図示せず）。対向基板２３０は、例えば、所定の間隙を介して、実装基板２２０と対向する位置に配置されている。なお、対向基板２３０が、実装基板２２０の上面に接していてもよい。
　図１８は、実装基板２２０の構成の一例を模式的に表したものである。実装基板２２０は、例えば、図１８に示したように、タイル状に敷き詰められた複数のユニット基板２５０により構成されている。なお、図１８では、９つのユニット基板２５０により実装基板２２０が構成される例を示したが、ユニット基板２５０の数は、１０以上であってもよいし、８以下であってもよい。
　図１９は、ユニット基板２５０の構成の一例を表したものである。ユニット基板２５０は、例えば、タイル状に敷き詰められた複数の赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇおよび青色画素Ｂを有する発光装置１と、各発光装置１を支持する支持基板２６０とを有している。各ユニット基板２５０は、さらに、制御基板（図示せず）を有している。支持基板２６０は、例えば、金属フレーム（金属板）、もしくは、配線基板等で構成されている。支持基板２６０が配線基板で構成されている場合には、制御基板を兼ねることも可能である。このとき、支持基板２６０および制御基板の少なくとも一方が、各発光装置１と電気的に接続されている。
　以上、実施の形態および変形例１～８を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態等において例示した発光素子１２の構成要素、配置および数等は、あくまで一例であり、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素をさらに備えていてもよい。
　また、上述した変形例１～８は、それぞれの構成を互いに組み合わせることができる。例えば、変形例１，３～７では、ナノコラム型の発光素子１２を用いた例を示したが、変形例２に示したようなプレーナ型の発光素子１２を用いた場合にも同様の効果を得ることができる。
　更に、上記実施の形態等では、発光装置１等を画像表示装置１００，２００等に適用した例を示したが、本開示の発光装置１等は、照明装置として用いることもできる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であってこれに限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
　本技術は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成の本技術によれば、発光素子と波長変換部とを並列に配置し、さらに、波長変換部を間にして、傾斜した光反射面を構成する光反射部材を発光素子と対向配置するようにした。これにより、発光素子から出射され、波長変換部を通過する光の光路長が確保される。よって、波長変換効率を向上させることが可能となる。
（１）
　一の面を有する支持部材と、
　前記支持部材の前記一の面に設けられた発光素子と、
　前記支持部材の前記一の面に、前記発光素子と並列に配置された波長変換部と、
　前記波長変換部を間にして前記発光素子と対向配置されると共に、前記支持部材の前記一の面に対して傾斜した光反射面を形成する光反射部材と
　を備えた発光装置。
（２）
　前記発光素子の上方に光反射膜をさらに有する、前記（１）に記載の発光装置。
（３）
　前記光反射膜は、前記発光素子の上方から前記波長変換部の一部まで延在している、前記（２）に記載の発光装置。
（４）
　前記波長変換部および前記光反射部材は、それぞれ、前記発光素子を間にして両側に配置されている、前記（１）乃至（３）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（５）
　前記支持部材の前記一の面に配置され、前記発光素子の周囲を囲む隔壁をさらに有する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（６）
　前記隔壁の壁面の少なくとも一部が、前記光反射部材を構成している、前記（５）に記載の発光装置。
（７）
　前記支持部材の前記一の面に、前記発光素子が複数設けられており、
　前記複数の発光素子のそれぞれは、前記隔壁によって分離されている、前記（５）または（６）に記載の発光装置。
（８）
　前記複数の発光素子の間に設けられた前記隔壁の壁面は、前記支持部材の前記一の面に対して垂直に設けられている、前記（７）に記載の発光装置。
（９）
　赤色、緑色および青色に対応する複数の色画素を有し、
　前記発光素子は、前記複数の色画素毎に設けられている、前記（１）乃至（８）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（１０）
　前記赤色に対応する色画素および前記緑色に対応する色画素では、それぞれ、前記波長変換部を介して出射された赤色光および緑色光を取り出し、
　前記青色に対応する色画素では、前記発光素子から出射された光を、前記波長変換部を介さずに青色光として直接取り出す、前記（９）に記載の発光装置。
（１１）
　前記波長変換部は、平面視において、前記発光素子の外周全体にわたって設けられている、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（１２）
　前記波長変換部と前記支持部材との間におよび前記波長変換部と前記光反射部材との間には、放熱部材がさらに設けられている、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（１３）
　前記発光素子は、ナノコラム構造またはナノワイヤ構造を有する発光ダイオードである、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（１４）
　前記波長変換部は、量子ドットを含んで形成されている、前記（１）乃至（１３）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（１５）
　前記量子ドットは、カドミウムフリー量子ドットである、前記（１４）に記載の発光装置。
（１６）
　前記光反射膜は、金属膜またはダイクロイックミラーを用いて形成されている、前記（２）乃至（１５）のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
（１７）
　１または複数の発光装置を備え、
　前記発光装置は、
　一の面を有する支持部材と、
　前記支持部材の前記一の面に設けられた発光素子と、
　前記支持部材の前記一の面に、前記発光素子と並列に配置された波長変換部と、
　前記波長変換部を間にして前記発光素子と対向配置されると共に、前記支持部材の前記一の面に対して傾斜した光反射面を形成する光反射部材と
　を有する画像表示装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０２０年７月１７日に出願された日本特許出願番号２０２０－１２３３０７号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (17)

  1. 　一の面を有する支持部材と、
    　前記支持部材の前記一の面に設けられた発光素子と、
    　前記支持部材の前記一の面に、前記発光素子と並列に配置された波長変換部と、
    　前記波長変換部を間にして前記発光素子と対向配置されると共に、前記支持部材の前記一の面に対して傾斜した光反射面を形成する光反射部材と
    　を備えた発光装置。
  2. 　前記発光素子の上方に光反射膜をさらに有する、請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記光反射膜は、前記発光素子の上方から前記波長変換部の一部まで延在している、請求項２に記載の発光装置。
  4. 　前記波長変換部および前記光反射部材は、それぞれ、前記発光素子を間にして両側に配置されている、請求項１に記載の発光装置。
  5. 　前記支持部材の前記一の面に配置され、前記発光素子の周囲を囲む隔壁をさらに有する、請求項１に記載の発光装置。
  6. 　前記隔壁の壁面の少なくとも一部が、前記光反射部材を構成している、請求項５に記載の発光装置。
  7. 　前記支持部材の前記一の面に、前記発光素子が複数設けられており、
    　前記複数の発光素子のそれぞれは、前記隔壁によって分離されている、請求項５に記載の発光装置。
  8. 　前記複数の発光素子の間に設けられた前記隔壁の壁面は、前記支持部材の前記一の面に対して垂直に設けられている、請求項７に記載の発光装置。
  9. 　赤色、緑色および青色に対応する複数の色画素を有し、
    　前記発光素子は、前記複数の色画素毎に設けられている、請求項１に記載の発光装置。
  10. 　前記赤色に対応する色画素および前記緑色に対応する色画素では、それぞれ、前記波長変換部を介して出射された赤色光および緑色光を取り出し、
    　前記青色に対応する色画素では、前記発光素子から出射された光を前記波長変換部を介さずに青色光として直接取り出す、請求項９に記載の発光装置。
  11. 　前記波長変換部は、平面視において、前記発光素子の外周全体にわたって設けられている、請求項１に記載の発光装置。
  12. 　前記波長変換部と前記支持部材との間におよび前記波長変換部と前記光反射部材との間には、放熱部材がさらに設けられている、請求項１に記載の発光装置。
  13. 　前記発光素子は、ナノコラム構造またはナノワイヤ構造を有する発光ダイオードである、請求項１に記載の発光装置。
  14. 　前記波長変換部は、量子ドットを含んで形成されている、請求項１に記載の発光装置。
  15. 　前記量子ドットは、カドミウムフリー量子ドットである、請求項１４に記載の発光装置。
  16. 　前記光反射膜は、金属膜またはダイクロイックミラーを用いて形成されている、請求項２に記載の発光装置。
  17. 　１または複数の発光装置を備え、
    　前記発光装置は、
    　一の面を有する支持部材と、
    　前記支持部材の前記一の面に設けられた発光素子と、
    　前記支持部材の前記一の面に、前記発光素子と並列に配置された波長変換部と、
    　前記波長変換部を間にして前記発光素子と対向配置されると共に、前記支持部材の前記一の面に対して傾斜した光反射面を形成する光反射部材と
    　を有する画像表示装置。
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