CN117693826A

CN117693826A - 发光器件和图像显示装置

Info

Publication number: CN117693826A
Application number: CN202280051673.2A
Authority: CN
Inventors: 片冈祐亮; 大前晓; 尾山雄介
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2022-03-16
Publication date: 2024-03-12
Also published as: WO2023007823A1

Abstract

根据本公开的实施例的发光器件(1)包括：光源部分(11)，包括表面光源(12)；光反射膜(13)，其覆盖光源部分(11)的表面并在光源部分(11)的光输出表面(11S)上具有一个或多个开口部分(13H)；以及反射结构(14)，其设在光源部分(11)的光输出表面(11S)侧并在所述一个或多个开口部分(13H)周围具有在预定方向上反射从一个或多个开口部分(13H)输出的光(L)的一个或多个光反射表面(14S3)。

Description

发光器件和图像显示装置

技术领域

本公开涉及一种具有表面光源的发光器件以及具备该发光器件的图像显示装置。

背景技术

例如，专利文献1公开了一种图像显示元件，其中在其周围设有分隔壁的微型发光元件的发光表面上部署微透镜，该图像显示元件具有反射表面，该反射表面是分隔壁的面向微透镜的倾斜侧表面。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本未审查专利申请公开No.2021-12251

发明内容

顺便提及，在用作增强现实(AR)头戴式耳机或小型投影仪的面板光源的微显示器中，要求提高光利用效率。

期望提供一种使得可以提高光利用效率的发光器件和图像显示装置。

本公开的一个实施例的发光器件包括：光源部分，包括表面光源；光反射膜，其覆盖光源部分的表面并在光源部分的光输出表面上具有一个或多个开口；以及反射结构，其设在光源部分的光输出表面侧，并在一个或多个开口周围具有一个或多个光反射表面，该一个或多个光反射表面在预定方向上反射从一个或多个开口输出的光。

本公开的一个实施例的图像显示装置包括该一个实施例的以阵列部署的多个发光器件。

在本公开的一个实施例的发光器件及该一个实施例的图像显示装置中，包括表面光源的光源部分的表面被光反射膜覆盖，并且一个或多个开口设在覆盖光源部分的光输出表面的光反射膜上。从而，表面光源成为点光源，并且反射结构在预定方向上反射从一个或多个开口输出的光，该反射结构设在光源部分的光输出表面侧。

附图说明

图1是描述根据本公开的一个实施例的发光器件的示意性构造的示意图。

图2是表示图1中所示的发光器件的具体构造示例的示意性横截面图。

图3是表示包括多个图2中所示的发光器件的发光单元的构造示例的示意性横截面图。

图4是描述作为比较示例的使用点光源的发光器件的光集中的图。

图5是描述作为比较示例的使用表面光源的发光器件的光集中的图。

图6是描述作为比较示例的使用表面光源的发光器件的光集中的图。

图7是描述折射透镜的光集中的图。

图8是描述反射结构的光集中的图。

图9是表示根据本公开的修改示例1的发光器件的示意性构造示例的示意性横截面图。

图10是表示根据本公开的修改示例2的发光器件的示意性构造示例的示意性横截面图。

图11是表示根据本公开的修改示例3的发光器件的示意性构造示例的示意性横截面图。

图12是表示包括多个图11中所示的发光器件的发光单元的构造示例的示意性横截面图。

图13是表示根据本公开的修改示例4的发光器件的示意性构造示例的示意性横截面图。

图14是表示根据本公开的修改示例5的发光器件的示意性构造示例的示意性横截面图。

图15是表示根据本公开的修改示例5的发光器件的示意性构造的另一个示例的示意性横截面图。

图16是描述作为本公开的修改示例6的显示区域中的每个位置处的发光器件的构造的示例的示意性横截面图。

图17是表示图16中所示的每个发光器件的位置的示意性平面图。

图18是表示根据本公开的修改示例7的发光器件的示意性构造的示例的示意性横截面图。

图19是根据本公开的应用示例1的图像显示装置的构造示例的透视图。

图20是表示图19中所示的图像显示装置的布局示例的示意图。

图21是根据本公开的应用示例2的图像显示装置的构造示例的透视图。

图22是图21中所示的安装基板的构造的透视图。

图23是图22中所示的单元基板的构造的透视图。

图24是图示根据本公开的应用示例3的图像显示装置的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的一些实施例。注意的是，下面描述的实施例是本公开的具体示例，并且本公开不限于以下实施例。另外，本公开中的部件的布置、维度、维度比率等不限于每个附图中图示的实施例。注意的是，将按照以下顺序给出描述。

1.实施例(其中包括表面光源的光源部分的表面被在光源部分的光输出表面上具有开口的光反射膜覆盖，反射结构堆叠在该光反射膜上的发光器件的示例)

2.修改示例1(组合反射结构和折射透镜的发光器件的示例)

3.修改示例2(其中多个开口设在覆盖一个光源部分的光输出表面的光反射膜上并且与该多个开口对应的多个光反射表面被堆叠的发光器件的示例)

4.修改示例3(在表面光源与光反射部分之间具有波长转换层的发光器件的示例)

5.修改示例4(在表面光源与光反射部分之间具有光散射层的发光器件的示例)

6.修改示例(在波长转换层上方具有波长选择反射膜的发光器件的示例)

7.修改示例6(其中开口的位置根据显示区域的位置而变化的发光器件的示例)

8.修改示例7(其中棒积分器(rod integrator)被插入到开口中的发光器件的示例)

9.应用示例1(图像显示装置的示例)

10.应用示例2(图像显示装置的示例)

11.应用示例3(图像显示装置的示例)

<1.实施例>

图1图示用于描述根据本公开的一个实施例的发光器件(发光器件1)的示意性构造的横截面图(A)和平面图(B)。注意的是，图1的(A)对应于图1的(B)中所示的线I-I'。图2表示图1中所示的发光器件1的具体横截面构造的一个示例。发光器件1优选地用在图像显示装置(例如，图像显示装置100，参考图19)的显示像素P中。

本实施例的发光器件1包括：包含表面光源12的光源部分11；覆盖光源部分11的表面的光反射膜13；以及设在光源部分11的光输出表面11S侧的反射结构14。光反射膜13在光源部分11的光输出表面11S上具有用于提取从表面光源12输出的光L的开口13H。反射结构14具有面对光源部分11并且具有与开口13H对准的开口的表面(表面14S1)。在开口周围，反射结构14具有将从光源部分11输出的光L在预定方向上反射的光反射表面14S3。

[发光器件的构造]

下面参考图2给出发光器件1的构造的描述。

如上所述，光源部分11包括表面光源12作为光源。表面光源12是从光提取表面发射预定波长带的光L的固体发光器件。表面光源12例如是LED(发光二极管)芯片。LED芯片是指从用于晶体生长的晶片切出芯片的状态的芯片，而不是指用模制树脂等覆盖的包装类型的芯片。LED芯片具有例如从1μm至100μm范围的尺寸，并且是所谓的微型LED芯片。

在表面光源12中，第一导电类型层121、有源层122和第二导电类型层123以此顺序堆叠。第二导电类型层123的上表面是光提取表面并且例如对应于光源部分11的光输出表面11S。光源部分12具有包括第一导电类型层121和有源层122的柱状台面部分M。光源部分12在面对光提取表面的表面侧具有由暴露第一导电类型层121的凸部和暴露第二导电类型层123的凹部构成的台阶。在本实施例中，包含这些凸部及凹部且面对光提取表面的表面是下表面。表面光源12还具有电耦合到第一导电类型层121的第一电极124和电耦合到第二导电类型层123的第二电极125。第一电极124和第二电极各自设在下表面侧。具体而言，第一电极124设在作为下表面的凸部的第一导电类型层上，并且第二电极125设在作为下表面的凹部的第二导电类型层上。

表面光源12的第一导电类型层121、有源层122和第二导电层123各自具有用绝缘膜126覆盖的侧表面。绝缘膜126延伸至例如第一电极124和第二电极125的外围。第一电极124和第二电极1125分别通过开口126H1和开口126H2暴露于外部，开口126H1设在第一电极124上，并且开口126H2设在第二电极125上。

根据期望波长带的光适当地选择构造第一导电类型层121、有源层122和第二导电层123的材料。例如，在使用III-V族化合物半导体材料的情况下，表面光源12发射例如发射波长范围从360nm至430nm的紫外光、或者发射波长范围从例如430nm至500nm的蓝带光。例如，可以使用GaInN基材料来形成有源层122。

第一电极124与第一导电类型层121接触并且电耦合到第一导电类型层121。即，第一电极124与第一导电类型层121欧姆接触。第一电极124例如是金属电极，并且被构造为例如镍(Ni)和金(Au)的多层膜(Ni/Au)。除此之外，例如，第一电极124可以使用诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料形成。

第二电极125与第二导电类型层123接触并且电耦合到第二导电类型层123。即，第二电极125与第二导电类型层123欧姆接触。第二电极125例如是金属电极，并且被构造为例如钛(Ti)和铝(Al)的多层膜(Ti/Al)或者铬(Cr)和金(Au)的多层膜(Cr/Au)。除此之外，例如，第二电极125可以使用诸如ITO的透明导电材料形成。

绝缘膜126用于使光反射膜13与第一导电类型层121、有源层122和第二导电层123电绝缘。绝缘膜126优选地使用对从有源层122发射的光透明的材料形成。这种材料的示例包括SiO₂、Si₂N₃、Al₂O₃、TiO₂和TiN。绝缘膜126的厚度例如为大约50nm至1μm。绝缘膜126可以例如通过诸如CVD、气相沉积和溅射等薄膜形成处理来形成。

光反射膜13用于反射从有源层122发射的光并且设为覆盖表面光源12的表面。具体而言，光反射膜13经由绝缘膜126从表面光源12的光提取表面延伸至表面光源12的侧面和下表面。光反射膜13被形成为直到从绝缘膜126的端部稍微凹陷的部分，例如，在绝缘膜126的开口126H1和开口126H2中。

如上所述，光反射膜13在光源部分11的光输出表面11S上具有开口13H。开口13H用于将从有源层122发射的光提取到外部。开口13H的面积小于表面光源12的面积，并且例如为表面光源12的面积的50％或更小。这使得可以将表面光源12视为点光源。此外，从有源层122发射的光L被光反射膜13反射，这使得可以从开口13H提取除可直接从开口13H提取的光之外的光。

优选地，使用对于从有源层122发射的光无论入射角度如何都具有高反射率的材料来形成光反射膜13。这种材料的示例包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)和铂(Pt)。除此之外，例如，可以使用钛(Ti)、铜(Cu)或镍(Ni)或者Ti、Cu和Ni的合金等。光反射膜13的厚度例如为大约10nm至500nm。光反射膜13例如可以通过诸如CVD、气相沉积和溅射等薄膜形成处理来形成。

反射结构14将从光反射膜13的开口13H输出的光L以预定方向(例如，Z轴方向)输出。反射结构14具有一对相互面对的表面(表面14S1和表面14S2)和将从光反射膜13的开口13H输出的光L在预定方向上反射的光反射表面14S3。反射结构14被部署为具有插入的光反射膜13使得表面141S面对表面光源12的光输出表面12S。反射结构14具有从表面14S2延伸至表面14S1的凹部14H。凹部14H的侧表面的形状被设计为例如类似旋转抛物面。例如，凹部14H的底面开口与反射膜13的开口13H对准。

反射结构14使用反射从有源层122发射的光的材料形成。这种材料的示例包括钛(Ti)、铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、或者Ti、Al、Cu、Au和Ni的合金。除此之外，反射结构14可以使用例如具有波长选择性的分布布拉格反射器(DBR)来形成。使用DBR形成反射结构14使得可以选择性地反射主发射的光，而不反射不想要的波长，诸如以其它颜色发射的杂散光或在下面将要描述的使用波长转换层16的情况下的激发光(从表面光源12输出的光)。

注意的是，反射结构14可以使用除上述具有光反射性的材料之外的材料形成。在这种情况下，在凹部14H的侧表面上形成反射膜，诸如反射膜13，其包括对于从开口13H输出的光L无论入射角度如何都具有高反射率的材料。

注意的是，虽然图1的(B)图示了各自具有矩形(大致正方形)平面形状的光源部分11、反射结构14和开口13H的示例，但是光源部分11、反射结构14以及开口13H的平面形状不限于此。光源部分11、反射结构14以及开口13H的平面形状各自可以是例如矩形或除正方形之外的多边形。替代地，光源部分11、反射结构14以及开口13H的平面形状各自可以是包括椭圆形的圆形形状。另外，虽然图1的(A)和图2图示了开口13H的侧表面与光输出表面11S大致垂直的示例，但是开口13H的侧表面不限于此。开口13H的侧表面可以是例如从光源部分11侧朝反射结构14变宽的倾斜表面。

[发光单元的构造]

在下面要描述的图像显示装置100中，多个发光器件1以二维阵列布置在显示区域100A中。图3示意性地表示例如为图像显示装置100的每个显示像素P部署的发光单元1A的横截面构造。

发光单元1A例如是布置成行的多个发光器件1。发光单元1A例如具有其中部署多个发光器件1的方向上延伸的细长形状。

在发光单元1A中，每个发光器件1发射例如具有彼此不同的波长带的光。图像显示装置100的显示像素P包括例如与RGB对应的三个颜色像素Pr、Pg和Pb。如图3中所示，例如，发光单元1A包括发射与颜色像素Pr、Pg和Pb中的每个对应的光的发光器件1R、1G和1B。即，在颜色像素Pr中部署发射红带光(红光Lr)的发光器件1R。在颜色像素Pg中部署发射绿带光(绿光Lg)的发光器件1G。在颜色像素Pb中部署发射蓝带光(蓝光Lb)的发光器件1B。例如，在发光单元1A具有在发光器件1的排列方向延伸的细长形状的情况下，发光器件1R例如部署在发光单元1A的短边附近，并且发光器件1B部署在例如发光单元1A的短边当中与发光器件1B接近的短边不同的短边附近。发光器件1G例如部署在发光器件1R与发光器件1B之间。注意的是，发光器件1R、1G、1B中的每一个的位置不限于此。

发光器件1R、1G和1B各自经由例如衬垫电极22和23以及凸块24和25安装在驱动基板21上。注意的是，可以使用诸如Cu-Cu接合等其它接合方法来安装到驱动基板21上。

注意的是，虽然图3图示了发射与RGB对应的光的发光单元1A，但是发光单元1A的构造不限于此。例如，发光单元1A可以被构造为包括发射彼此相同波长带的光的多个发光器件，或者可以被构造为例如发射两种颜色(诸如RG或RB)的光的发光单元。替代地，发光器件1A也可以被构造为发出诸如RGBW等4种或更多种颜色的光的发光器件。此外，虽然图3图示了具有包括颜色像素Pr、Pg和Pb的显示像素P作为一个单元的发光单元1A，但是发光单元1A的构造不限于此。发光单元1A可以具有例如将图像显示装置100的整个显示区域100A作为一个单元的构造。在这种情况下，与驱动基板21类似，与显示像素Pr、Pg和Pb对应的各个发光器件1R、1G和1B以马赛克图案规则地布置。

[作用和效果]

在本实施例的发光器件1中，包括表面光源12的光源部分11的表面在光源部分11的光输出表面11S1上被具有用于提取光的开口13H的光反射膜覆盖。此外，具有光反射表面14S3的反射结构14部署在光源11的光输出表面11S侧，光反射表面14S3将从开口13H提取的光L在预定方向上反射。这将在下面描述。

近年来，需要开发紧凑且高效的微显示器作为增强现实(AR)头戴式耳机或小型投影仪的面板光源。一般而言，在微显示器用于投影应用的情况下，结合光学透镜来传送图像。在AR头戴式耳机和小型投影仪中，也要求光学透镜本身小型化，并且光学透镜的拍摄角度大约为10°半角。因此，在试图提高整个光学器件的光集中效率的情况下，需要具有高正面朝向的微显示器，其允许以大约10°半角进行光集中。

改善面板光源的正面定向的技术包括供给光集中结构，诸如如上所述的透镜或反射镜。在使用这些光集中结构的情况下，如图4中所示的发光器件1000，光集中结构(反射结构1400)被设计为充分远离光源1200，以便在几何上限制光束进入光集中结构的方向。这使得可以将光源1200视为点光源。

但是，如在微显示器中，由于诸如像素间距等的限制，在这样的距离下，不可能将光集中结构部署为允许将光源视为点光源，如图5和图6中所示的发光器件1000B和1000C中那样，因此无论反射结构1400如何设计，光源2000都变成表面光源，从而导致光损失。因此，微显示器的缺点在于不可能实现足够的光集中效果。

作为对照，在本实施例中，包括表面光源12的光源部分11的表面被光反射膜13覆盖，该光反射膜13在光源部分11的光输出表面11S1上具有用于提取光的开口13H，使得表面光源12变成点光源。因此，在从表面光源12输出的光中，即使不直接导向开口13H的光也被光反射膜13反复反射，从而最终变成导向开口13H并从开口13H提取的光。

另外，通过在光源部分11的光输出表面11S侧部署具有光反射表面14S3的反射结构14，从开口13H输出的光L在预定方向(例如，Z轴方向)被高效地反射。

例如，部署在上述微型发光器件的发光表面上的折射透镜(折射透镜1500)具有使得主要集中在正面方向的光L(例如，在发射点X的正面方向为0°的情况下，以0°至40°的角度输出的光)的效果，例如，如图7中所示。作为对照，如图8中所示，例如，反射镜(例如，反射结构1400)具有使得将在侧向的光L(例如，在发光点X的正面方向为0°的情况下，以50°至90°的角度输出的光)主要集中到正面方向的效果。因此，在具有光的各向同性分布的光源中，例如，反射镜获得比折射透镜更高的光集中效果。

如上所述，本实施例的发光器件1能够提高光利用效率。本技术在具有像素间距限制的微显示器中变得特别有用。

接下来，将给出本公开的修改示例1至7的描述。注意的是，与上述实施例的发光器件1的组成部分对应的组成部分被赋予相同的附图标记，并省略其描述。

<2.修改1>

图9示意性地表示根据本公开的修改示例1的发光器件2的横截面构造的示例。与上述实施例中的发光器件1类似，例如，发光器件2优选地用于图像显示装置100的显示像素P。

在发光器件2中，反射结构14的凹部14H填充有例如具有光学透明性的树脂层15。例如，如图9中所示，在树脂层15的表面上形成折射透镜15L。因此，不仅可以使侧向的光L(例如，在发光点X的正面方向为0°的情况下，以50°至90°的角度输出的光)集中，而且还可以使正面方向的光L(例如，在发光点X的正面方向为0°的情况下，以0°至40°的角度输出的光)集中。

以这种方式，因为在本修改示例的发光器件2中，反射结构14与折射透镜15L组合使用，因此取决于光分布特性，可以比上述实施例更多地提高光集中效率。

<3.修改示例2>

图10示意性地表示根据本公开的修改示例2的发光器件3的横截面构造的示例。与上述实施例中的发光器件1类似，例如，发光器件3优选地用于图像显示装置100的显示像素P。

虽然上述实施例图示了为一个光源部分11设有一个开口13H和一个光反射表面14S3的示例，但也可以为一个光源部分11设有多个开口13H和多个光反射表面14S3，例如，如图10中所示。

以这种方式，在本修改示例的发光器件3中，为光源部分11设有多个开口13H和多个光反射表面14S3。这使得可以减小反射结构14的高度。而且，由于光的量子效应或干涉效应，可以进一步提高光利用效率。

<4.修改示例3>

图11示意性地表示根据本公开的修改示例3的发光器件4的横截面构造的示例。与上述实施例中的发光器件1类似，例如，发光器件4优选地用于图像显示装置100的显示像素P。图12示意性地表示例如为图像显示装置100的每个显示像素P部署的发光器件4A的横截面构造。

光源11还可以具有波长转换层16。波长转换层16位于表面电源12的光提取表面侧。即，波长转换层16部署在表面电源12和反射结构14之间。在该修改示例中，波长转换层16对应于本公开的“表面电源”的具体示例。在本修改示例的光源部分11中，波长转换层16的上表面为光输出表面11S，并且从波长转换层16的上表面至表面光源12的下表面设有光反射膜13。

波长转换层16将从表面光源12输出的光转换成期望波长带的光(例如，红光Lr、绿光Lg或蓝光Lb)。波长转换层16例如可以使用与RGB对应的量子点161来形成。具体而言，为了获得红光Lr，可以从例如InP、GaInP、InAsP、CdSe、CdZnSe、CsTeSe或CdTe等中选择量子点161R。为了获得绿光Lg，可以从例如InP、GaInP、ZnSeTe、ZnTe、CdSe、CdZnSe、CdS或CdSeS等获得量子点161G。为了获得蓝光Lb，可以从ZnSe、ZnTe、ZnSeTe、CdSe、CdZnSe、CdS、CdZnS和CdSeS等中选择。注意的是，在从表面光源12输出蓝光的情况下，可以形成具有光学透明性的树脂层作为蓝色波长转换层16B，如图12中所示。

以这种方式，在本修改示例的发光器件4中，波长转换层16设在表面光源12与反射结构14之间。这使得可以使用例如具有高发光效率的激发光源作为表面光源12。因此，可以提供高强度的图像显示装置。

<修改示例4>

图13示意性地表示根据本公开的修改示例4的发光器件5的横截面构造的示例。与上述实施例中的发光器件1类似，例如，发光器件5优选地用于图像显示装置100的显示像素P。

光源部分11还可以具有光散射层17。光散射层17部署在表面光源12的光提取表面侧。即，光散射层17部署在表面光源12与反射结构14之间。在本修改示例的光源部分11中，光散射层17的上表面为光输出表面11S，并且从光散射层17的上表面至表面光源12的下表面设有光反射膜13。

光散射层17散射从表面光源12输出的光L，从而减少偏向的光分布。光散射层17例如可以通过将散射颗粒171分散在树脂中来形成。散射颗粒171例如是颗粒尺寸在100nm至1000nm之间的介电物质。散射颗粒171的具体材料的示例包括氧化硅(SiO₂)、氧化钛(TiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)和氧化锌(ZnO)等。注意的是，散射颗粒171也可以是混入树脂中的气泡。

以这种方式，在本修改示例的发光器件5中，光散射层17设在表面光源12与反射结构14之间。可以增大从开口13H输出的光L被反射结构14的光反射表面14S3反射的侧向的光L(例如，在发光点X的正面方向为0°的情况下，以50°至90°的角度输出的光)的比例。因此，可以通过反射结构14提高向正面方向(Z轴方向)的光集中效率，并进一步提高光利用效率。

<6.修改示例5>

图14示意性地表示根据本公开的修改示例4的发光器件6的横截面构造的示例。图15示意性地表示根据本公开的修改示例4的发光器件6的横截面构造的另一个示例。

在如修改示例3中使用波长转换层16的情况下，例如，优选地设有选择性地反射从表面光源12输出的光的波长选择反射膜18。波长选择反射膜18例如设在波长转换层16的上表面上(图14)或反射结构14的表面14S2侧(图15)。这使得可以提高从发光器件5输出的光L的色纯度。

注意的是，波长选择反射膜18具有入射角特性并且通常对于从0°方向入射的光具有最高的波长选择性。因此，如图15中所示，在反射结构14的表面14S2侧供给波长选择反射膜18允许高效地反射在波长转换层16中尚未被波长转换的光。

<7.修改示例6>

图16示意性地表示作为本公开的修改示例6的发光器件1的横截面构造的示例。图17表示图16中所示的每个发光器件1的显示区域100A中的位置。注意的是，图16例如对应于图17中所示的线II-II'。

虽然上述实施例以及修改示例1至5图示了开口13H设在光源部分11的光输出表面11S的大致中间的示例，但开口13H的位置不限于此。例如，在图像显示装置100的显示区域100A中以二维阵列布置多个发光器件1的情况下，可以根据显示区域100A中的位置来调整开口13H的位置。另外，反射结构14的结构也可以根据显示区域100A中的位置而改变。

具体而言，如图16中所示，例如，部署为更靠近显示区域100A的外围的发光器件1向显示区域100A的中央部分移位。反射结构14被构造为使得部署为更靠近显示区域100A的外围的发光器件1具有与中间方向成角度的光反射表面14S3。因为从开口13H输出的光L是从几何上有限的区域输出的，因此确定了在光反射表面14S3上的入射角。因此，通过将反射表面14S3的角度设计为期望的反射方向，可以使光集中于期望的方向。通过调整开口13H的位置或光反射表面14S3的角度，可以调整从开口13D输出的光L的光集中方向。但是，通过将两者组合，可以高效地调节光集中的方向。

以这种方式，通过调整光源部分11的光输出表面11S中的开口13H的位置以及反射结构14的光反射表面14S3的结构来控制光集中的方向，可以将发光器件1等应用于光场显示器的面板光源(双目显示器)。

<8.修改示例7>

图18示意性地表示根据本公开的修改示例7的发光器件7的横截面构造的示例。如图18中所示，例如，可以将棒积分器19插入到开口13H中，棒积分器19从表面光源12贯穿到反射结构14的凹部14H。棒积分器19具有柱状形状，或者在反射结构14侧具有顶点的圆锥状或棱锥状形状。这使得可以从开口13H高效地提取从表面光源12的有源层122发射的光。

<9.应用示例1>

图19是图像显示装置(图像显示装置100)的示意性构造的示例的透视图。在图像显示装置100中，本公开的发光器件(例如，发光器件1)用于显示像素P。如图19中所示，例如，图像显示装置100包括显示面板110和驱动显示面板110的控制电路140。

显示面板110通过将安装基板120和透明基板130彼此堆叠而获得。透明基板130的表面为图像显示表面，且具有位于中间部分的显示区域100A以及围绕显示区域100A的框架区域100B，其中框架区域100B为非显示区域。

图20表示安装基板120的透明基板130侧的表面上的与显示区域100A对应的区域的布线布局的示例。如图20中所示，例如，在安装基板120的表面上与显示区域100A对应的区域中，形成有在预定方向上延伸并以预定间距平行布置的多条数据布线1021。另外，在安装基板120的表面上的与显示区域100A对应的区域中，例如形成在与数据布线1021交叉(例如，垂直)的方向延伸的多条扫描布线1022，并以预定间距平行布置。数据布线1021和扫描布线1022例如包含诸如Cu的导电材料。

扫描布线1022例如形成在最外表面上，并且形成在例如在基材表面上形成的未示出的绝缘层上。注意的是，安装基板120的基材例如包括硅基板或树脂基板等，并且基材上的绝缘层例如包括SiN、SiO、氧化铝(AlO)或者树脂材料。另一方面，数据布线1021形成在与包括扫描布线1022的最外层不同的层(例如，最外层下面的层)中，并且例如形成在基材上的绝缘层中。

显示像素P形成在数据布线1021和扫描布线1022的交叉点附近。多个显示像素P例如在显示区域100A中布置为矩阵。例如，每个显示像素P具有与RGB对应的颜色像素Pr、Pg和Pb，并且对应的发光器件1R、1G和1B分别安装在颜色像素Pr、Pg和Pb中。图20图示了一个显示像素P包括三个发光器件1R、1G和1B的情况，并且分别地，发光器件1R可以输出红光、发光器件1G可以输出绿光、发光器件1B可以输出蓝光。

发光器件1例如针对每个颜色像素Pr、Pg、Pb设有一对端子电极，或者设有多个端子电极，其中一个为颜色像素Pr、Pg和Pb共用，其中另一个被部署用于颜色像素Pr、Pg和Pb中的每一个。然后，端子电极之一电耦合到数据布线1021，并且另一个端子电极电耦合到扫描布线1022。例如，一个端子电极电耦合到设在数据布线1021中的分支1021A的末端处的衬垫电极1021B。另外，例如，另一个端子电极电耦合到设在扫描布线1022中的分支1022A的末端处的衬垫电极1022B。

衬垫电极1021B和1022B例如形成在最外层上，并设在安装发光器件1的位置中，例如如图20中所示。这里，衬垫电极121B和122B例如包括诸如Au(金)等的导电材料。

安装基板120还设有例如未示出的多个支柱，其调节安装基板120和透明基板130之间的间隔。支柱可以设在面对显示区域100A的区域中，或者可以设在面对框架区域100B的区域中。

透明基板130例如包括玻璃基板或树脂基板等。在透明基板130中，发光器件1侧的表面可以是平坦的，但优选是粗糙表面。粗糙表面可以设在面向显示区域100A的整个区域上方，或者可以仅设在面向显示像素P的区域中。从颜色像素Pr、Pg和Pb发射的光进入粗糙表面，并且粗糙表面具有细微的凸面和凹面。可以借助于喷砂、干蚀刻等在粗糙表面上制作出凸面和凹面。

控制电路140基于图像信号驱动每个显示像素P(每个发光器件1)。控制电路140包括例如驱动与显示像素P耦合的数据布线1021的数据驱动器和驱动与显示像素P耦合的扫描布线1022的扫描驱动器。如图19中所示，例如，控制电路140可以设为与显示面板110分离并经由布线耦合到安装基板120，或者可以安装在安装基板120上。

注意的是，图19中所示的图像显示装置100是无源矩阵图像显示装置的示例。本实施例的发光器件1不限于无源矩阵图像显示装置(图像显示装置100)。本实施例的发光器件1也可以应用于有源矩阵图像显示装置。注意的是，例如图19中所示的框架区域100B在有源矩阵图像显示装置中不是必需的。

<10.应用示例2>

图21是使用本公开的发光器件(例如，发光器件1)的图像显示装置(图像显示装置200)的另一个构造示例的透视图。图像显示装置200是所谓的拼接显示器。如图21中所示，例如，图像显示装置200包括显示面板210和驱动显示面板210的控制电路240。

显示面板210通过将安装基板220和面对基板230彼此堆叠而获得。面对基板230的表面为图像显示表面，并且具有在中间部分的显示区域和在显示区域周围的框架区域，框架区域为非显示区域(两者均未示出)。面对基板230部署在经由预定间隙面向安装基板220的位置处。注意的是，面对基板230可以与安装基板220的上表面接触。

图22示意性地表示安装基板220的构造的示例。如图22中所示，例如，安装基板220包括像拼片一样布局的多个单元基板250。注意的是，虽然图22图示了安装基板220包括9个单元基板250的示例，但是单元基板250的数量可以是10个或更多个或者8个或更少个。

图23表示单元基板250的构造的示例。单元基板250具有例如像拼片一样布局的多个发光器件1和支撑发光器件1的支撑基板260。每个单元基板250还具有未示出的控制基板。支撑基板260包括例如金属框架(金属板)或布线基板等。在支撑基板260包括布线基板的情况下，支撑基板260能够充当控制基板。此时，支撑基板260或控制基板中的至少一个电耦合到每个发光器件1。

<11.应用示例3>

图24表示透明显示器300的外观。透明显示器300包括例如显示部分310、操作部分311和外壳312。本公开的发光器件(例如，发光器件1)用于显示部分310。在该透明显示器300中，可以在穿过显示部分310的背景时显示图像或文本数据。

在透明显示器300中，具有光学透明性的基板用于安装基板。设在发光器件1中的每个电极与安装基板类似地使用具有光学透明性的导电材料形成。替代地，通过补充布线的宽度或减薄布线的厚度，每个电极具有难以在视觉上识别的结构。另外，使得透明显示器300例如能够通过叠加具有驱动电路的液晶层来显示黑色，并且能够通过控制液晶的光分布方向在透射和黑色显示之间切换。

如上所述，已经参考实施例、修改示例1至7以及应用示例1至3给出了本公开的描述。但是，本公开不限于上述实施例，并且可以进行各种修改。例如，在上述实施例等中，虽然已经图示了使用具有台面部分M的LED芯片作为表面光源12的示例，但是LED芯片的形状不限于此。另外，虽然上述实施例图示了使用无机半导体的LED芯片用作表面光源12的示例，但是表面光源不限于此。作为表面光源12，可以使用例如使用有机半导体的LED(OLED)或半导体激光器(激光二极管：LD)。

注意的是，本文描述的效果仅仅是说明性的而非限制性的，并且还可以包括其它效果。

注意的是，本公开可以具有以下构造。根据具有以下构造的本技术，通过用光反射膜覆盖包括表面光源的光源部分的表面并且在覆盖光源部分的光输出表面的光反射膜上设有一个或多个开口，表面光源变成点光源，并且设在光源部分的光输出表面侧的反射结构将从一个或多个开口输出的光在预定方向上反射。因此，可以提高光的利用效率。

(1)

一种发光器件，包括：

光源部分，包括表面光源；

光反射膜，其覆盖光源部分的表面并在光源部分的光输出表面上具有一个或多个开口；以及

反射结构，其设在光源部分的光输出表面侧并在所述一个或多个开口周围具有一个或多个光反射表面，所述一个或多个光反射表面在预定方向上反射从所述一个或多个开口输出的光。

(2)

根据(1)所述的发光器件，其中所述反射结构在所述光源部分的所述光输出表面上隔着所述光反射膜而部署。

(3)

根据(1)或(2)所述的发光器件，其中开口的面积为表面光源的面积的50％或更少。

(4)

根据(1)至(3)中的任一项所述的发光器件，其中

反射结构具有面向光源部分的光输出表面的第一表面和设在第一表面的相对侧的第二表面，并且

所述一个或多个光反射表面包括从第二表面延伸至第一表面的凹部的侧表面，并且凹部的底面敞开。

(5)

根据(4)所述的发光器件，其中所述一个或多个光反射表面具有旋转抛物面的形状。

(6)

根据(4)或(5)所述的发光器件，其中凹部填充有具有光学透明性的树脂层。

(7)

根据(6)所述的发光器件，其中树脂层在反射结构的第二表面侧具有透镜形状。

(8)

根据(1)至(7)中的任一项所述的发光器件，其中光源部分包括波长转换层作为表面光源。

(9)

根据(8)所述的发光器件，还包括波长选择反射膜，其选择性地反射从表面光源输出的光，并透射与所述光的波长带不同的波长带中的光。

(10)

根据(9)所述的发光器件，其中波长选择反射膜设在波长转换层上。

(11)

根据(9)所述的发光器件，其中波长选择反射膜设在反射结构的第二表面上，第二表面在面向光源部分的光输出表面的第一表面的相对侧。

(12)

根据(1)至(11)中的任一项所述的发光器件，其中光源部分还包括部署在表面光源与反射结构之间的光散射层。

(13)

一种图像显示装置，包括：

以阵列布置的多个发光器件，其中

所述多个发光器件中的每个发光器件具有：

光源部分，包括表面光源；

反射结构，其设在光源部分的光输出表面侧，并在所述一个或多个开口周围具有一个或多个光反射表面，所述一个或多个光反射表面在预定方向上反射从所述一个或多个开口输出的光。

(14)

根据(13)所述的图像显示装置，其中从所述多个发光器件输出的光各自在彼此不同的方向输出。

(15)

(15)根据(14)所述的图像显示装置，其中所述多个发光器件的所述一个或多个开口形成于相对于光输出表面彼此不同的位置处。

(16)

根据(13)至(15)中的任一项所述的图像显示装置，作为所述多个发光器件，包括：第一发光器件，其包括具有在表面光源与反射结构之间的波长转换层的光源部分；以及第二发光器件，其具有在表面光源和反射结构之间的树脂层，树脂层直接透射从表面光源输出的光。

本申请要求基于2021年7月30日向日本专利局提交的日本专利申请No.2021-125301的优先权，其全部内容通过引用并入本申请中。

本领域技术人员应该理解的是，取决于设计要求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同形式的范围内即可。

Claims

1.一种发光器件，包括：

光源部分，包括表面光源；

光反射膜，其覆盖光源部分的表面，并在所述光源部分的光输出表面上具有一个或多个开口；以及

反射结构，其设置在所述光源部分的所述光输出表面侧，并在所述一个或多个开口周围具有一个或多个光反射表面，所述一个或多个光反射表面在预定方向上反射从所述一个或多个开口输出的光。

2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述反射结构在所述光源部分的所述光输出表面上隔着所述光反射膜而部署。

3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述开口的面积为所述表面光源的面积的50％或更少。

4.根据权利要求1所述的发光器件，其中

所述反射结构具有面向所述光源部分的所述光输出表面的第一表面和设置在所述第一表面的相对侧的第二表面，并且

所述一个或多个光反射表面包括从所述第二表面延伸至所述第一表面的凹部的侧表面，并且所述凹部的底面敞开。

5.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述一个或多个光反射表面具有旋转抛物面的形状。

6.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述凹部填充有具有光学透明性的树脂层。

7.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述树脂层在所述反射结构的所述第二表面侧具有透镜形状。

8.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述光源部分包括波长转换层作为所述表面光源。

9.根据权利要求8所述的发光器件，还包括波长选择反射膜，其选择性地反射从所述表面光源输出的光，并透射与所述光的波长带不同的波长带中的光。

10.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述波长选择反射膜设置在所述波长转换层上。

11.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述波长选择反射膜设置在所述反射结构的第二表面上，所述第二表面在面向所述光源部分的所述光输出表面的第一表面的相对侧。

12.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述光源部分还包括部署在所述表面光源与所述反射结构之间的光散射层。

13.一种图像显示装置，包括：

以阵列布置的多个发光器件，其中

所述多个发光器件中的每个发光器件包括：

光源部分，包括表面光源；

光反射膜，其覆盖所述光源部分的表面，并在所述光源部分的光输出表面上具有一个或多个开口；以及

反射结构，其设置在所述光源部分的所述光输出表面侧，并在所述一个或多个开口周围包括一个或多个光反射表面，所述一个或多个光反射表面在预定方向上反射从所述一个或多个开口输出的光。

14.根据权利要求13所述的图像显示装置，其中从所述多个发光器件输出的光各自在彼此不同的方向输出。

15.根据权利要求14所述的图像显示装置，其中所述多个发光器件的所述一个或多个开口形成于相对于所述光输出表面彼此不同的位置处。

16.根据权利要求13所述的图像显示装置，作为所述多个发光器件，包括：第一发光器件，其包括具有在所述表面光源与所述反射结构之间的波长转换层的光源部分；以及第二发光器件，其包括在所述表面光源和所述反射结构之间的树脂层，所述树脂层直接透射从所述表面光源输出的所述光。