CN107833879A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

提供一种发光装置，能够抑制辉度不均。发光装置具备：基板(11)、位于基板(11)上的多个光源(20)、光扩散板(33)、位于光扩散板(33)与基板(11)的多个光源(20)之间的半反射镜(31)、以及在基板(11)与光扩散板(33)之间、位于多个光源(20)的出射面的至少一部分的上方的散射反射部(32)。散射反射部(32)位于光扩散板(33)的半反射镜(31)侧的面、半反射镜(31)的上表面(31a)或下表面(31b)，包含树脂及分散于树脂的粒子。

Description

发光装置

技术领域

本公开涉及发光装置。

背景技术

近些年，作为在液晶显示装置等显示装置中使用的背光灯，提出了使用半导体发光元件的正下方型的发光装置。例如，专利文献1和2公开了排列配置有多个发光二极管(LED:Light Emitting Diode)且将反射板和对反射率的部分地进行控制的半反射镜组合而成的发光装置。

专利文献1：日本特开2012-174371号公报

专利文献2：日本特开2012-212509号公报

发明内容

在正下方型的发光装置中，要求使从光源出射的光的辉度不均减少。本申请例示性的一实施方式提供一种能够抑制辉度不均的发光装置。

本公开的发光装置具备：基板；多个光源，其位于所述基板上；光扩散板；半反射镜，其位于所述光扩散板与所述基板的所述多个光源之间；散射反射部，其在所述基板与所述光扩散板之间、位于所述多个光源的出射面的至少一部分的上方。

根据本发明的实施方式，能够提供一种能够抑制辉度不均的发光装置。

附图说明

图1是表示发光装置的实施方式的一个例子的剖视图。

图2是光源单元的俯视图。

图3是表示从光源出射的光的配光特性的图。

图4是表示实施方式的半反射镜的反射率和透射率的角度依赖特性的一个例子的图。

图5是表示实施方式的半反射镜的反射波段和发光元件的发光波长的关系的图。

图6是表示实施方式的散射反射部的配置的俯视图。

图7A是表示实施方式的散射反射部的另一配置的俯视图。

图7B是表示实施方式的散射反射部的构造的俯视图。

图7C是表示实施方式的散射反射部的另一构造的剖视图。

图8是表示发光装置的实施方式的另一个例子的剖视图。

图9是表示发光装置的实施方式的另一个例子的剖视图。

图10是表示发光装置的实施方式的另一个例子的剖视图。

图11是表示发光装置的实施方式的另一个例子的剖视图。

图12是表示实施例和参考例的辉度分布的图。

图13是表示发光装置的实施方式的另一个例子的剖视图。

10光源单元；11基板；11a上表面；11b下表面；12金属层；13导体配线层；14绝缘部件；15划分部件；15ax、15ay壁部；15b底部；15c顶部；15e贯通孔；15r区域；15s、15t倾斜面；17发光空间；17a开口；20光源；21发光元件；21a出射面；22覆盖部件；23接合部件；30透光层叠体；30a、31a、33a上表面；30b、31b、33b下表面；31半反射镜；32、32’散射反射部；32a第一部分；32b第二部分；32c微小区域；32d第一层；32e第二层；33光扩散板；34波长变换层；35、36棱镜阵列层；37反射型偏振层；101发光装置。

具体实施方式

根据本申请发明人的研究，在专利文献1和2公开的发光装置所使用的半反射镜中，需要根据显示面板的大小和规格等对反射率部分地进行控制。因此，所使用的半反射镜不得不作为特殊的专用部件准备，其结果是，在大尺寸液晶电视用的发光装置中使用的半反射镜会成为非常昂贵的零件。

另外，在专利文献2公开的发光装置中，使用铝作为反射材料来构成半反射镜。但是，由于铝吸收可见光的一部分，因此在半反射镜与反射板之间，从光源出射的光会反复反射而被半反射镜吸收，向外部的取出效率降低。另外，由于半反射镜中的反射率部分不同，有可能在反射率不同的边界产生辉度不均。鉴于这样的课题，本申请发明人想到了具有新颖的构造的发光装置。

以下，一边参照附图，一边对本公开的发光装置的实施方式进行详细说明。以下的实施方式是例示，本公开的发光装置不限于以下实施方式。在以下说明中，存在使用表示特定的方向、位置的用语(例如，“上”“下”“左”“右”及包含这些用语的其他用语)的情况。这些用语只不过是为了易于理解所参照的附图中的相对的方向、位置而使用的。如果基于参照的附图中的“上”“下”等用语的相对的方向、位置的关系相同，则在本公开之外的图、实际的产品等中，也可以不是与所参照的附图相同的配置。另外，图面所示的构成要素的大小、位置关系等，为了易于理解，存在夸张的情况，存在没有反应实际的面发光装置的大小、或者实际的面发光装置的构成要素间的大小关系的情况。另外，本公开中，“平行”“垂直”或“正交”，只要没有特别地另行提及，则包括两个直线、边或者面等分别处于从0°起±5°左右以及从90°起±5°左右的范围的情况。

(发光装置101的构造)

图1是表示第一实施方式的发光装置101的一个例子的剖视图。发光装置101具备：光源单元10，其包括基板11和在基板11上配置的多个光源20；透光层叠体30，其包括半反射镜31、光扩散板33以及散射反射部32，使从光源单元10的光源20出射的光透射。以下，对各构成要素进行详细说明。

[基板11]

基板11具有上表面11a及下表面11b，多个光源20配置并支撑于上表面11a侧。在基板11的上表面11a及下表面11b设置以下详细说明的导体配线层13及金属层12。另外，在上表面11a设置分别包围多个光源20的划分部件15。

作为基板11的材料，可以使用例如陶瓷和树脂。从低成本及容易成型的观点出发，也可以选择树脂作为基板11的材料。作为树脂，可以举出酚醛树脂、环氧树脂、聚亚胺树脂、BT树脂、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚对苯二甲酸乙酯(PET)等。基板的厚度可以适当选择，基板11也可以是能够由卷对卷方式制造的柔性基板、或刚性基板。刚性基板也可以是能够弯曲的薄型刚性基板。

另外，在耐热性及光稳定性优异这一观点出发，可以选择陶瓷作为基板11的材料。作为陶瓷，可以举出例如氧化铝，富铝红柱石、镁橄榄石、玻璃陶瓷、氮化物系(例如，AlN)、碳化物系(例如，SiC)、LTCC等。

基板11也可以由复合材料形成。具体地说，也可以向上述的树脂中混合玻璃纤维、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃等无机填充物。可以举出例如玻璃纤维强化树脂(玻璃环氧树脂)等。由此，能够实现基板11的机械强度的提高、热膨胀率的减少、光反射率的提高等。

另外，基板11只要至少上表面11a具有电绝缘性即可，也可以具有层叠构造。例如，基板11可以使用在表面设置有绝缘层的金属板。

[导体配线层13]

导体配线层13设置在基板11的上表面11a。导体配线层13为了从外部向多个光源20供电而具有配线图案。导体配线层13的材料可以是作为基板11而使用的材料或根据制造方法等而适当选择。例如，在使用陶瓷作为基板11的材料的情况下，导体配线层13的材料例如由能够与基板11的陶瓷同时烧成的高熔点金属形成。例如，导体配线层13由钨、钼等高熔点金属形成。导体配线层13也可以具有多层构造。例如，导体配线层13也可以具备以上述方法形成的高熔点金属的图案和在该图案上通过电镀、溅镀、蒸镀等形成的包含镍、金、银等其他金属的金属层。

在使用玻璃环氧树脂作为基板11的材料的情况下，导体配线层13的材料优选选择易加工的材料。例如，可以使用通过电镀、溅镀、蒸镀、基于加压的粘贴而形成的铜、镍等的金属层。金属层可以通过印刷、影印等而遮掩，通过蚀刻而加工成规定的配线图案。

[金属层12]

光源单元10还在基板11的下表面11b具备金属层12。金属层12既可以为了散热而设置于下表面11b整体，也可以具有配线图案。例如，金属层12可以具有用于驱动光源20的驱动电路的电路图案。而且，也可以在金属层12的电路图案上安装构成驱动电路的部件。

[光源20]

多个光源20配置在基板11的上表面11a侧。图2是光源单元10的俯视图。多个光源20在基板11的上表面11a，呈一维或二维排列。在本实施方式中，多个光源20沿着正交的两个方向，也就是x方向及y方向呈二维排列，x方向的排列间距px与y方向的排列间距py相等。但是，排列方向不限于此。x方向与y方向的间距可以不同，排列的两个方向也可以不正交。另外，排列间距也不限于等间隔，也可以是不等间隔。例如，也可以以间隔从基板11的中央向周边变宽的方式排列光源20。

各光源20至少包含具有出射面21a的发光元件21。光源20也可以包含覆盖出射面21a的覆盖部件22。在光源20包含覆盖部件22的情况下，覆盖部件22的表面22a是光源20的出射面。在光源20不包含覆盖部件22的情况下，发光元件21的出射面21a也是光源20的出射面。各光源20也可以包含一个或一种发光元件21。在该情况下，既可以由发光元件21出射白色光，也可以通过使发光元件21所出射的光透过覆盖部件22而作为光源20整体出射白色光。另外，光源20也可以包括例如包含出射红、蓝、绿色光的三个发光部分的发光元件，或者分别出射红、蓝、绿色光的三个发光元件，通过红、蓝、绿色光的混合而出射白色光。或者，为了提高从光源20出射的光的色泽性，光源20也可以包括出射白色光的发光元件和出射其他颜色的发光元件。

发光元件21是半导体发光元件，可以利用半导体激光器、发光二极管等公知的发光元件。在本实施方式中，作为发光元件21例示发光二极管。发光元件21可以选择出射任意波长的光的元件。例如，作为蓝色、绿色的发光元件，可以使用ZnSe、氮化物系半导体(In_xAl_yGa_1-x-yN，0≤X，0≤Y，X+Y≤1)、使用GaP的元件。另外，作为红色的发光元件，可以使用包含GaAlAs、AlInGaP等半导体的元件。而且，也可以使用由除此以外的材料构成的半导体发光元件。所使用的发光元件的组成、发光颜色、大小、个数等可以根据目的适当选择。在覆盖部件22具备波长变换部件的情况下，发光元件21优选包含能够出射能够高效地激发波长变换部件的短波长的光的氮化物半导体(In_xAl_yGa_1-x-yN，0≤X，0≤Y，X+Y≤1)。

可以根据半导体层的材料、其混晶度来对发光波长进行各种选择。既可以在同一面侧具有正负电极，也可以在不同的面具有正负电极。

发光元件21例如具有透光性的基板和在基板上层叠的半导体层叠构造。半导体层叠构造包括活性层、夹着活性层的n型半导体层及p型半导体层，n型半导体层及p型半导体层分别与n侧电极和p侧电极电连接。在本实施方式中，n侧电极及p侧电极位于与出射面相反侧的面。

发光元件21的n侧电极及p侧电极通过后述的接合部件23而与设置于基板11的上表面11a的导体配线层13电连接且固定。也就是说，发光元件21通过倒装芯片接合法安装于基板11。

发光元件21既可以是裸芯片，也可以具备在侧面侧具备反射镜的封装。另外，也可以具备用于扩大从出射面21a出射的光的出射角度的透镜等。

覆盖部件22至少覆盖发光元件21的出射面21a，并且支撑于基板11的上表面11a。覆盖部件22抑制出射面21a露出到外部环境而受损。作为覆盖部件22的材料，可以使用环氧树脂、硅树脂、将它们混合而成的树脂、玻璃等透光性材料。从覆盖部件22的光稳定性和容易成型的观点出发，优选选择硅树脂作为覆盖部件22。

覆盖部件22可以包括扩散部件、波长变换部件、着色剂等。例如，光源20也可以包括出射蓝色光的发光元件21和将蓝色光变换为黄色光的波长变换部件，通过蓝色光与黄色光的组合来出射白色光。或者，也可以包括出射蓝色光的发光元件21、将蓝色光变换为绿色光的波长变换部件、以及将蓝色光变换为红色光的波长变换部件，通过蓝色光、绿色光以及红色光的组合来出射白色光。例如，作为将蓝色光变换为绿色光的波长变换部件可以举出β赛隆(sialon)荧光体，作为将蓝色光变换为红色光的波长变换部件可以举出KSF系荧光体等氟化物系荧光体。作为波长变换部件，通过包含β赛隆荧光体和KSF系荧光体等氟化物系荧光体，能够扩大发光装置的颜色再现范围。另外，也可以使用包括出射蓝色光的半导体发光元件、出射绿色光的半导体发光元件、以及将蓝色光或绿色光变换为红色光的波长变换部件的光源。

覆盖部件22可以以覆盖发光元件21的出射面21a的方式通过压缩成型、注射成型而形成。另外，也可以使覆盖部件22的材料的粘度最优化，将其在发光元件21之上滴下或描绘，利用材料自身的表面张力来控制形状。在基于后者的形成方法的情况下，无需模具，能够以更简便的方法形成覆盖部件。另外，作为基于这样的形成方法的调整覆盖部件22的材料的粘度的手段，除了该材料本来的粘度之外，也可以利用上述那样的光扩散材料、波长变换部件，着色剂而调整为所期望的粘度。

图3是表示从光源20出射的光的配光特性的一个例子的图。光源20优选具有蝙翼(batwing)型的配光特性。由此抑制向光源20的正上方向出射的光量，扩大各光源的配光，来进一步改善辉度不均。蝙翼型的配光特性广义上由将光源20的光轴L设为0°且在配光角的绝对值大于0°的角度处发光强度强的发光强度分布定义。狭义上由在45°～90°附近发光强度成为最强的发光强度分布定义。也就是说，在蝙翼型的配光特性中，中心部比外周部暗。

为了实现蝙翼型的配光特性，光源20可以在发光元件21的出射面21a具有光反射层24。光反射层24既可以是金属膜，也可以是电介质多层膜。由此，向发光元件21的上方的光在光反射层反射，发光元件21的正上方的光量得到抑制，能够实现蝙翼型的配光特性。或者，也可以通过调整覆盖部件22的外形，使其成为具有蝙翼型的配光特性的光源。

[接合部件23]

接合部件23将发光元件21电连接于导体配线层13并将其固定。例如，接合部件23是含Au合金、含Ag合金、含Pd合金、含In合金、含Pb-Pd合金、含Au-Ga合金、含Au-Sn合金、含Sn合金、含Sn-Cu合金、含Sn-Cu-Ag合金、含Au-Ge合金、含Au-Si合金、含Al合金、含Cu-In合金、金属、助熔剂的混合物等。

作为接合部件23可以使用液状、糊状、固体状(片状、块状、粉末状、线状)的部件，可以根据组成、基板的形状等而适当选择。另外，这些接合部件23既可以由单一部件形成，或者，也可以将多种组合来使用。

接合部件23也可以不将发光元件21与导体配线层13电连接。在该情况下，接合部件23将发光元件21的p侧电极及n侧电极以外的区域与基板11的上表面11a连接，p侧电极及n侧电极与导体配线层13通过线等电连接。

[绝缘部件14]

光源单元10还可以具备覆盖导体配线层13的与发光元件21及其他元件等电连接的区域以外的区域的绝缘部件14。如图1所示，在基板11的上表面11a侧，在导体配线层13的一部分上设置有绝缘部件14。绝缘部件14作为对导体配线层13的与发光元件21及其他元件等电连接的区域以外的区域赋予绝缘性的阻抗而发挥作用。绝缘部件14能够反射来自发光元件21的光，因此也可以包含例如由树脂、以及分散于树脂的氧化钛、氧化铝、氧化硅等氧化物粒子构成的反射材料。具有光反射性的绝缘部件14将从发光元件21出射的光在基板11的上表面11a侧反射，防止在基板11侧的光的泄漏、吸收，使发光装置的光取出效率提高。

[划分部件15]

划分部件15包括壁部15ax、15ay及底部15b。如图2所示，在x方向上相邻的两个光源20之间配置有在y方向上延伸的壁部15ay，在y方向上相邻的两个光源20之间配置有在x方向上延伸的壁部15ax。因此，各光源20由在x方向上延伸的两个壁部15ax和在y方向上延伸的两个壁部15ay包围。底部15b位于由两个壁部15ax及两个壁部15ay包围的区域15r。在本实施方式中，光源20的x方向及y方向的排列间距相等，所以底部15b的外形是正方形。在底部15b的中央设置有贯通孔15e，以光源20位于贯通孔15e内的方式，底部15b位于绝缘部件14上。贯通孔15e的形状及大小没有特别限制，只要是光源20能够位于内部的形状及大小即可。优选以来自光源20的光在底部15b也能够反射的方式使贯通孔15e的外缘位于光源20的附近，也就是说，在俯视时在贯通孔15e与光源20之间产生的间隙窄。

如图1所示，在yz剖面中，壁部15ax包括在x方向上延伸的一对倾斜面15s。一对倾斜面15s各自以在x方向上延伸的两个边的一方互相连接，构成顶部15c。另一方与位于相邻的两个区域15r的底部15b分别连接。同样，在y方向上延伸的壁部15ay包括在y方向上延伸的一对倾斜面15t。一对倾斜面15t各自以在y方向上延伸的两个边的一方互相连接，构成顶部15c。另一方与位于相邻的两个区域15r的底部15b分别连接。

由底部15b、两个壁部15ax及两个壁部15ay形成具有开口17a的发光空间17。在图2中，表示呈3行3列排列的发光空间17。一对倾斜面15s及一对倾斜面15t面对发光空间17的开口17a。

划分部件15具有光反射性，利用壁部15ax、15ay的倾斜面15s、15t，使从光源20出射的光朝向发光空间17的开口17a反射。另外，也使入射于底部15b的光向发光空间17的开口17a侧反射。由此，能够使从光源20出射的光高效地向透光层叠体30入射。

由划分部件15划分形成的发光空间17，成为在使多个光源20分别独立地驱动的情况下的发光空间的最小单位。另外，成为在作为面发光源而从透光层叠体30的上表面30a观察发光装置101的情况下的、局部调光的最小单位区域。在独立地驱动多个光源20的情况下，实现能够以最小的发光空间单位利用局部调光进行驱动的发光装置。若同时驱动相邻的多个光源20而以使ON/OFF的定时同步的方式进行驱动，则能够以更大的单位进行基于局部调光的驱动。

划分部件15既可以使用含有例如由氧化钛、氧化铝、氧化硅等金属氧化物粒子构成的反射材料的树脂成型，也可以在使用不含有反射材料的树脂成型之后，在表面设置反射材料。划分部件15对来自光源20的出射光的反射率优选为例如70％以上。

划分部件15可以通过使用了模具的成型、光造形形成。作为使用了模具的成型方法，可以使用注射成型、挤出成型、压缩成型、真空成型、加压成型、冲压成型等成型方法。例如，通过使用由PET等形成的反射片进行真空成型，能够获得底部15b与壁部15ax、15ay一体地形成的划分部件15。反射片的厚度例如为100～500μm。

划分部件15的底部15b的下表面与绝缘部件14的上表面由粘结部件等固定。从贯通孔15e露出的绝缘部件14优选具有光反射性。优选以来自光源20的出射光不入射于绝缘部件14与划分部件15之间的方式，在贯通孔15e的周围配置粘结部件。例如，优选沿着贯通孔15e的外缘呈环状配置粘结部件。粘结部件既可以是双面胶带，也可以是热熔胶型的粘结片，还可以是热固化树脂、热塑性树脂的粘结液。这些粘结部件优选具有高阻燃性。另外，也可以不利用粘结部件，而是利用螺栓、销等其他结合部件来固定。

[半反射镜31]

透光层叠体30的半反射镜31，以覆盖位于光源单元10的发光空间17的开口17a的方式，配置于光源20的上方。

半反射镜31具有将入射的光的一部分反射并使剩余的光透射的透射特性及反射特性。半反射镜31在垂直入射时，相对于光源的发光波长段具有30％程度以上且75％程度以下的反射率。半反射镜31的反射率在半反射镜31的整个区域实质上相等。在此，实质上相等是指例如垂直地入射于主面(上表面31a及下表面31b)的光的反射率在任意的测定部位都是平均值±5％以内的值。

半反射镜31优选具备在透光性的基材层叠有折射率不同的两个以上的电介质膜而成的电介质多层膜构造。作为电介质膜的具体的材料，优选是金属氧化膜、金属氮化膜、金属氟化膜、聚对苯二甲酸乙酯(PET)等树脂等，相对于从光源20及后述的波长变换层34放射的光而言吸收少的材料。电介质多层膜，利用层叠的电介质膜的折射率差，在界面使入射光的一部分反射。利用电介质膜的厚度，使入射光与反射光的相位变化，调整两个光的干涉的程度，由此能够调整反射率。基于电介质膜的厚度的相位的调整依赖于透射的光的波长，所以若将电介质膜多个层叠，按每个电介质膜使反射的光的波长不同，则也能够调整反射率的波长依赖性。因而，通过使用电介质多层膜，能够实现光的吸收少且能够任意调整反射率特性的半反射镜31。

另外，若使用电介质多层膜构造，则即使是具有均匀厚度的电介质膜，在垂直入射的光和倾斜入射的光中，光路长也会不同。因此，也能够利用入射于半反射镜31的光的入射角度来控制反射率。尤其是，与垂直入射相比，将倾斜入射的反射率设定为低，由此，如后所述，能够提高光源20的光轴L方向，也就是与半反射镜31的主面垂直的方向的反射率，能够降低对相对于光轴L以大的角度入射的光的反射率。即，通过相对于光轴而言角度变大而提高透射率，能够使在从外部观测发光装置时面上的辉度不均变小。

图4表示半反射镜31的反射率及透射率的角度依赖特性的一个例子。将光轴L设为0°，在配光角(图1的)的绝对值为大约40°以下的范围内，反射率为60％，在绝对值为40°以上的配光角，反射率降低，透射率变高。通过具有这样的反射率特性，能够更有效地抑制上述的辉度不均。

图5是表示从光源20出射的光的发光光谱和半反射镜31的反射率特性的一个例子的图。横轴表示波长，纵轴表示反射率或相对发光强度。反射率表示与半反射镜31的主面垂直的方向上的值。在半反射镜31的垂直方向上的反射率特性中，与光源20的发光峰值波长相比长波长侧的波段优选比短波长侧的波段广。在图5所示的例子中，光源20的发光峰值波长为大约450nm。半反射镜31的例如具有40％以上的反射率的波段，在与450nm相比短波长侧，为400～450nm的50nm的波段，在与450nm相比长波长侧，为450～570nm的120nm的波段。

通常，关于半反射镜的反射波段，与光垂直入射的情况相比，倾斜入射的情况下光路长变长，由此，向短波长侧移动。例如，在某波长λ的光从垂直方向入射于半反射镜的情况下，即使具有以规定的反射率使光反射的特性，若相对于半反射镜倾斜入射，则反射波段会向短波长侧移动δ。因此，比波长λ短了与反射波段的移动量δ对应的量的波长的光以相同的反射率反射，但对波长λ的光的反射率降低。

在这样的情况下，如上所述，在半反射镜31的垂直方向的反射率特性中，以与光源20的发光峰值波长相比长波长侧的波段比短波长侧的波段广的方式，设计反射率特性，由此，即使倾斜入射的光的反射波段向短波长侧移动δ，由于长波长侧的波段广，所以也能够维持相同的反射率。例如，在上述的配光角(图1的)的绝对值为大约40°以下的范围内，即使光倾斜地入射于半反射镜31，由于反射率降低，相对于光源20的光轴L稍微倾斜入射的光较多地透射，由此，也能够抑制辉度不均被强调。

[光扩散板33]

光扩散板33位于半反射镜31的上表面31a侧。光扩散板33使入射的光扩散而透射。光扩散板33例如由聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯树脂等，相对于可见光而言光吸收少的材料构成。使光扩散的构造，通过在光扩散板33的表面设置凹凸，或者使折射率不同的材料分散于光扩散板33中，从而设置于光扩散板33。光扩散板也可以利用以光扩散片、扩散膜等名称在市面上销售的。

[散射反射部32]

散射反射部32位于半反射镜31与光扩散板33之间或半反射镜31的下表面31b。在本实施方中，散射反射部32设置于光扩散板33的下表面33b。在后述的光扩散板33由聚苯乙烯树脂构成的情况下，散射反射部32优选设置于半反射镜31。构成半反射镜31的材料具有比聚苯乙烯树脂小的线膨胀系数，所以能够抑制由于热膨产生胀而光源20与散射反射部32的位置偏移。

图6表示发光装置101的俯视时的、散射反射部32与光源20的出射面(覆盖部件22的表面22a或出射面21a)的位置关系。如图1及图6所示，散射反射部32至少位于各光源20的出射面的上方，也就是光源20的光轴上。散射反射部32使入射的光散射反射。从光源20出射的光在光轴L上发光强度强，所以通过设置散射反射部32，来抑制来自各光源20的光的辉度不均。将各光源20的光轴L设为0°，在配光角的绝对值大于0°的角度，发光强度相对地变弱。因此，在作为发光空间17的边界的划分部件15的顶部15c的上方，无需使光散射，所以也可以不设置散射反射部32。

在图6中，散射反射部32在俯视时具有以各光源20的光轴为中心的圆形，但散射反射部32的形状不限于圆。能够根据光源20的配光特性，以使得光能够更均匀地散射的方式，决定椭圆、矩形等散、乱反射部32的形状。另外，由于光源20具有蝙翼型的配光特性等理由，在光源20的光轴上的发光强度变为比光轴的周围弱的情况下，散射反射部32也可以例如在俯视时具有环形状。也就是说，散射反射部32只要位于各光源20的出射面的至少一部分的上方即可。

在顶部15c与光扩散板33或半反射镜31相接的情况下，由光扩散板33或半反射镜31反射后的光，通过照射壁部15ax、15ay的光量增加，顶部15c附近的区域变亮，所以优选在壁部15ax、15ay的正上方向上设置散射反射部32。由此，能够抑制顶部15c附近的区域变亮而产生辉度不均。

散射反射部32包含树脂和作为分散于树脂的反射材料的粒子的氧化钛、氧化铝、氧化硅等氧化物的粒子。氧化物的粒子的平均粒子径为例如0.05μm以上且30μm以下程度。散射反射部32也可以还包含颜料、光吸收材料、荧光体等。若树脂使用以丙烯酸酯、环氧基树脂等为主成分的光固化性树脂，则可以在光扩散板33的下表面33b涂敷包含反射材料的固化前的树脂之后，例如通过照射紫外线来形成散射反射部32。也可以利用来自光源20的出射光使树脂光固化。分散有反射材料的未固化的树脂可以通过例如使用了版的印刷法、喷射法来配置。

散射反射部32中的使光散射的反射材的粒子既可以均匀地分布，也可以在光源20的配光角的绝对值小的区域中，与配光角的绝对值大的区域相比，以高密度配置。图7A所示的散射反射部32’包括第一部分32a及第二部分32b。第一部分32a位于出射面21a的正上方，第二部分32b位于第一部分的周围。

第二部分32b中的反射材料的粒子的密度，比第一部分32a中的反射材料的粒子的密度小。在此，粒子的密度由以例如俯视时的平面，也就是xy平面中的每单位面积的粒子的个数表示的数量密度来表示。

散射反射部32’例如如图7B所示，通过印刷法、喷射法，将分散有反射材料的粒子的未固化的树脂的微小区域32c在第一部分32a中紧密地配置，在第二部分32b中，以比第一部分32a低的密度配置，从而形成。另外，也可以如图7C所示，在第一部分32a及第二部分32b，形成分散有反射材料的粒子的未固化的树脂的第一层32d，仅在第一部分32a，在第一层32d上形成第二层32e。具备图7B或图7C所示的构造的散射反射部32’，xy平面中的散射反射部32’中的反射材料的粒子的密度满足上述关系。

散射反射部32也可以如图8及图9所示，设置于半反射镜31的上表面31a或下表面31b。另外，也可以如图10所示，散射反射部32设置于光扩散板33的上表面33a。

[波长变换层34]

发光装置101在透光层叠体30中，也可以还具备波长变换层34。波长变换层34位于光扩散板33的与半反射镜31所在的一侧位于相反侧，也就是上表面33a侧。波长变换层34吸收从光源20出射的光的一部分，发出与来自光源20的出射光的波长不同的波长的光。

波长变换层34从光源20的发光元件21分离，所以也能够使用在发光元件21的附近难以使用的热、光强度耐性差的光变换物质。由此，能够使作为发光装置101的背光灯的性能提高。波长变换层34具有片形状或层形状，包含上述的波长变换物质。

在使用波长变换层34的情况下，也可以如图11所示，还设置位于波长变换层34与半反射镜31之间的、与光源20的发光波长相比，波长变换层34所发出的光的波长的反射率高的二向色层38。

[棱镜阵列层35、36、反射型偏振层37]

发光装置101在透光层叠体30中，也可以还具备棱镜阵列层35、36及反射型偏振层37。棱镜阵列层35、36具有排列有在规定的方向上延伸的多个棱镜的形状。例如，棱镜阵列层35在图1中，具有在y方向上延伸的多个棱镜，棱镜阵列层36具有在x方向上延伸的多个棱镜。棱镜阵列层35、36使从各种方向入射的光向与发光装置对向的显示面板的方向(z方向)折射。由此，从作为发光装置101的发光面的透光层叠体30的上表面30a出射的光主要与上表面30a垂直(与z轴平行)的成分多，能够提高从正面(z轴方向)观察发光装置101的情况下的辉度。

反射型偏振层37选择性地使与在显示面板、例如液晶显示面板的背光灯侧配置的偏振板的偏振方向一致的偏振方向的光透射，使与该偏振方向垂直的方向的偏振光向棱镜阵列层35、36侧反射。从反射型偏振层37返回来的偏振光的一部分在由棱镜阵列层35、36及波长变换层34、光扩散板33再次反射时，偏振方向变化，被变换为具有液晶显示面板的偏振板的偏振方向的偏振光，再次入射于反射型偏振层37，向显示面板出射。由此，使从发光装置101出射的光的偏振方向统一，以高效率出射对显示面板的辉度提高而言有效的偏振方向的光。

棱镜阵列层35、36及反射型偏振层37也可以使用在市面上销售的产品作为背光灯用的光学部件。

[透光层叠体30]

透光层叠体30由上述的半反射镜31、散射反射部32、光扩散板33、波长变换层34、棱镜阵列层35、36及反射型偏振层37互相层叠而构成。这些层的至少一个的界面也可以不互相接触而形成有空间。不过，为了使发光装置101的厚度尽可能小，优选不设置空间而以互相相邻的两个层相接的方式层叠。

透光层叠体30例如由支撑体相对于光源单元10以规定的间隔支撑。透光层叠体30的下表面30b优选与划分部件15的顶部15c相接。例如，顶部15c既可以与半反射镜31的下表面31b利用连接部件接合，也可以利用销、螺栓等而与半反射镜31等接合。通过顶部15c与透光层叠体30的下表面30b相接，能够抑制从一个发光空间17内的光源20出射的光向相邻的发光空间17入射。

半反射镜31与基板11的间隔OD优选为设定在光源20的排列间距P的0.2倍以下(OD/P≤0.2)。更优选的是，间隔OD为光源20的排列间距P的0.05倍以上且0.2倍以下(0.05≤OD/P≤0.2)。根据现有的结构，在像这样将透光层叠体30与安装有光源20的基板的间隔设定得短的情况下，会大幅产生发光装置的辉度不均。但是，根据本公开的发光装置101，通过使用半反射镜31和散射反射部32，能够使辉度分布均匀。

发光装置101可以通过分别制作光源单元10及透光层叠体30，利用上述的支撑体相对于光源单元10支撑透光层叠体30而组装。

(发光装置101的动作、效果)

对发光装置101的动作，尤其是从光源20出射的光的辉度不均得到抑制的理由进行说明。在将发光装置101像背光灯那样作为面发光装置使用的情况下，优选从发光装置101的出射面即透光层叠体30的上表面30a的辉度不均尽可能小。

但是，光源20是点光源，从光源20出射的光所照射的面的照度与距离的平方成反比。因此，关于入射于透光层叠体30的下表面30b的光的照度，俯视时的光源20的正上附近的区域R1，比位于R1的周围的区域R2高。这是因为，区域R1中的光源20与上表面30a的距离比区域R2中的光源20与上表面30a的距离短。

另一方面，在将发光装置101作为背光灯使用的情况下，从显示装置的外观设计、美观、或者功能性的观点出发，要求显示装置的厚度小，要求比发光装置101的厚度(高度)小。因此，优选光源单元10与透光层叠体30的间隔OD小。若OD变小，则从光源20直接向透光层叠体30入射的光会变多，所以只要不使光源20间的间隔OD尽可能短，则上述的上表面30a的辉度不均就会变大。

本实施方式的发光装置101具备半反射镜31及散射反射部32。半反射镜31比散射反射部32接近光源20，将从光源20出射的光的一部分反射。在半反射镜31反射的光向支撑光源20的基板11入射，在基板11侧反射，从而再次向半反射镜31入射。再次入射的光由于在半反射镜31及基板11侧的反射而与从光源20直接向半反射镜31入射的光相比扩散。因此，使从光源20出射的光的一部分在半反射镜31与基板11之间反射一次以上，能够以比光源20的出射面广的面积，也就是作为面，使来自光源20的光从半反射镜31出射。

从半反射镜31出射的光入射于位于光源20的至少出射面21a的上方的散射反射部32而被散射。因此，光源20的光轴L附近的光束密度高的光选择性地扩散，能够减少辉度不均。

尤其是在半反射镜31由电介质多层膜构成的情况下，能够抑制半反射镜31中的光的吸收，提高光的利用效率。另外，半反射镜31的垂直方向上的反射率实质上均匀。该特性能够通过层叠电介质膜而实现，例如，若使用显示面板的制造技术，则能够比较容易且廉价地制作大面积的半反射镜31。因此，能够廉价地制造特性优异的半反射镜31，能够减小发光装置的制造成本。

另外，在半反射镜31中，与垂直入射相比，倾斜入射中，通过设定为反射率低，尤其是在光源20的光轴L方向上，使向半反射镜直接入射的光多反射，能够使从光源20相对于光轴L以大的角度向半反射镜31直接入射的光的反射变少。因此，对于光源20的直接光的辉度不均的减少特别奏效。

另外，散射反射部32也可以包含树脂及分散于树脂的粒子，以与各光源的出射面的正上方的第一部分32a相比，位于其周边的第二部分32b的俯视时的粒子的密度小的方式，配置散射反射部32。由此，能够使散射的程度在散射反射部32内不同，能够通过在光束密度更高的区域中提高散射来进一步减少辉度不均。

散射反射部32也可以设置于半反射镜31的上表面31a及光扩散板33的下表面33b中的任一者。在半反射镜31的线膨胀率比光扩散板33的线膨胀率小，从而相比于基板11与光扩散板33的线膨胀率差，基板11与半反射镜31的线膨胀率差小的情况下，散射反射部32也可以设置于半反射镜31。在该情况下，能够减小由于由热引起的膨胀收缩而散射反射部32相对于光源20的位置偏移。因而，能够实现由工作中的热引起的光学特性的变化小的发光装置101。

另外，通常，关于半反射镜的反射波段，与垂直入射于半反射镜的光相比，相对于倾斜入射的光向短波长侧移动。因此，在半反射镜31的垂直方向的反射率特性中，通过以与光源20的发光峰值波长相比长波长侧的波段比短波长侧的波段广的方式设计反射率特性，相对于从光轴稍微倾斜入射的光，即使反射波段向短波长侧移动，也能够抑制反射率降低而使辉度不均明显的情况。

而且，通过光源20具有蝙翼型的配光特性，能够减少图1的区域R1中的照度，所以能够抑制从发光装置101的出射面即透光层叠体30的上表面30a的辉度不均。尤其是，通过光源20具有相对于水平的方向而言仰角小于20°的光量为整体的光量的30％以上的配光特性，能够进一步抑制辉度不均。这样，根据本公开的发光装置101，能够有效地抑制从发光装置101的出射面即透光层叠体30的上表面30a的辉度不均。

另外，透光层叠体30可以具有至少位于多个光源的出射面的上方的光吸收层40。光吸收层40吸收从光源出射的光的至少一部分。在通过半导体发光元件与包含波长变换部件的覆盖部件的组合而得到白色光的情况下，存在在配光角的绝对值接近0的区域，发光强度比配广角的绝对值更大的区域高、覆盖部件中的波长变换部件所进行的波长变换不充分的情况。例如，在使用具有出射蓝色光的半导体发光元件和包含将蓝色光变换为黄色光的波长变换部件的覆盖部件的光源的情况下，在显示面，在各光源的正上方可能会看到蓝色。即，可能产生色彩不均。在这样的光源的结构中，通过在光源的出射面的上方配置光吸收层40，能够使光吸收层40选择性地吸收以接近0°的配光角出射的蓝色光。因此，能够抑制色彩不均。在图13中，在光扩散板33的上表面形成有光吸收层40。

(实施例)

制作发光装置101，说明对发光装置101的辉度分布进行研究的结果。光源20使用了包括氮化物系蓝色发光元件21和覆盖部件2，且具有蝙翼型的配光特性的光源。

半反射镜31使用了具有50％透射率的东丽制PICASUS100GH10。光扩散板33使用了光扩散片。波长变换层34使用了含有绿色荧光体和红色荧光体的荧光体片。作为棱镜阵列层35、36使用棱镜片，使棱镜的延伸的方向正交地配置。作为反射型偏振层37使用了反射型的偏振性薄膜。对散射反射部32，利用喷墨打印机将在树脂分散有氧化钛粒子的白色墨液打印于光扩散板33的下表面33b。将光源20以18.8mm的间距P呈5行5列配置。将基板11与半反射镜31的间隔OD设定为1.8mm。OD/P＝0.096。

为了进行比较，制作了不使用半反射镜31而将基板11与半反射镜31的间隔OD设定为3.8mm的发光装置(以下，称作参考例的发光装置)。OD/P＝0.20。

将实施例及参考例的发光装置点亮，对发光面进行拍摄而得到的结果如图12所示。从图12可知，通过使用半反射镜31和散射反射部32，得到了辉度不均与不使用半反射镜31而设定为OD＝3.8mm的参考例同等以上地受到抑制的辉度分布特性。也就是说，与参考例相比，即使使基板11与半反射镜31的间隔OD为1/2以下，也能够实现辉度的分布同等以上地均匀的发光装置。

对相对辉度进行测定发现，实施例的发光装置的辉度为参考例的大约85％。可以认为这是由于插入半反射镜31而使光的取出效率稍微降低。

从这些结果可知，根据本公开的发光装置，即使是半反射镜与基板的间隔为相邻的两个光源的间隔的0.2倍以下，辉度分布也是均匀的，能够实现辉度不均少的发光装置。

本公开的发光装置能够应用于液晶显示器的背光光源、各种照明器具等。

Claims (17)

1.一种发光装置，其特征在于，具备：

基板；

多个光源，其位于所述基板上；

光扩散板；

半反射镜，其位于所述光扩散板与所述基板的所述多个光源之间；

散射反射部，其在所述基板与所述光扩散板之间、位于所述多个光源的出射面的至少一部分的上方。

2.根据权利要求1所述的发光装置，

所述散射反射部位于所述半反射镜的上表面或下表面。

3.根据权利要求1或2所述的发光装置，

所述散射反射部位于所述光扩散板的上表面或下表面。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，

所述散射反射部包含树脂及分散于所述树脂的粒子。

5.根据权利要求4所述的发光装置，

在俯视时，所述散射反射部位于包含各光源的出射面且比所述出射面大的区域，关于所述区域的所述俯视时的所述粒子的密度，与各光源的出射面的正上方的第一部分相比，位于其周边的第二部分的密度小。

6.根据权利要求1所述的发光装置，

还具备划分部件，其具有由具有顶部的壁部形成的多个区域，在所述基板上，分别包围所述多个光源。

7.根据权利要求6所述的发光装置，

所述散射反射部不位于所述划分部件的所述顶部上方。

8.根据权利要求6或7所述的发光装置，

所述半反射镜与所述划分部件的一个以上的所述顶部相接地配置。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的发光装置，

所述半反射镜与所述划分部件的一个以上的所述顶部通过连接部件固定。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的发光装置，

各光源具有蝙翼型的配光特性。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的发光装置，

所述半反射镜具有电介质多层膜。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的发光装置，

在所述半反射镜的垂直方向的反射率特性中，与所述光源的发光峰值波长相比长波长侧的波段，比短波长侧的波段广。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的发光装置，

垂直入射时的所述半反射镜的反射率相对于所述光源的发光波长段为30％以上且75％以下。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的发光装置，

所述半反射镜与所述基板的间隔为所述多个光源中相邻的光源的间隔的0.2倍以下。

15.根据权利要求1～14中任一项所述的发光装置，

各光源具有相对于水平的方向而言仰角小于20°的光量为整体的光量的30％以上的配光特性。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的发光装置，

还具备波长变换层，该波长变换层位于所述光扩散板的、与所述半反射镜所在的一侧位于相反侧，吸收来自所述光源的光，发出与来自所述光源的光不同的波长的光。

17.根据权利要求16所述的发光装置，

还具备二向色层，该二向色层位于所述波长变换层与所述半反射镜之间，与所述光源的发光波长相比，所述波长变换层发出的光的波长的反射率高。