JP2021182629A - 発光装置、表示装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高い均一性を有する光を高効率で発することの可能な発光装置を提供する。【解決手段】この発光装置１は、湾曲した基板１０と、その基板に配置された光源１２と、基板の厚さ方向と直交する面内において光源を取り囲むように基板に設けられた壁部材２０と、厚さ方向において光源と対向配置されて光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材３１と、波長変換部材および壁部材と直接または間接的に接触する透明部材３２とを含む波長変換ユニット３０と、波長変換部材の、基板と反対側に設けられた湾曲した光学シート５０とを有する。波長変換部材が占める領域は、壁部材に囲まれた領域よりも広く、かつ壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複している。透明部材が占める領域は、波長変換部材が占める領域よりも広い。波長変換部材は、透明部材と接する面以外の面が露出するように設けられている。【選択図】図３

Description

本開示は、発光装置、ならびにこれを備えた表示装置および照明装置に関する。

液晶表示装置のバックライトまたは照明装置などに、青色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた発光装置が採用されている。例えば特許文献１には、いわゆる直下方式のバックライトであって、基板上に配置された複数の青色ＬＥＤと、その全体を覆う波長変換シートとの組み合わせにより白色光を形成するものが開示されている。また、特許文献２には、青色ＬＥＤと反射板と拡散シートと波長変換を行う蛍光体層とを順に積層した、白色光を形成する面光源が開示されている。その他、特許文献３にも発光素子からの光を波長変換するようにした発光装置が開示されている。

特開２０１２−１５５９９９号公報 国際公開第２０１０／１５０５１６号公報 特開２００９−１４０８２２号公報

ところで、このような発光装置においては、一般に、面内において輝度むらや色むらなどの少ない光を効率よく発することが強く望まれる。

したがって、面内においてより高い均一性を有する光を高効率で発することの可能な発光装置、これを備えた表示装置および照明装置を提供することが望ましい。

本開示の一実施形態としての発光装置は、光源と、波長変換ユニットと、壁部材とを有する。光源は、基板に配置されたものである。波長変換ユニットは、光源と厚さ方向において対向配置され、光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材と、この波長変換部材を内包する透明部材とを含むものである。壁部材は、厚さ方向と直交する面内において光源を取り囲むように基板に設けられたものである。ここで、波長変換部材が占める領域は、壁部材が取り囲む領域より広く、かつ壁部材が取り囲む領域の全てと厚さ方向において重複している。
なお、「光源の各々の周囲を囲むように設けられた壁部材」とは、壁部材が隙間なく一体になって光源を取り囲む形状であるもののほか、壁部材の一部にスリットが設けられた形状のものも含む概念である。また、壁部材がそれぞれ複数の部分からなり、それらの複数の部分が互いに僅かな隙間を空けて全体として１つの光源を取り囲んだものも含む概念である。
また、本開示の一実施形態としての表示装置および照明装置は、上記発光装置を備えたものである。

本開示の一実施形態としての発光装置では、光源と対向配置されて波長変換を行う波長変換部材が透明部材に内包されるようにした。このため、波長変換部材が酸素や水分を含む外気に触れるのを防ぐことができ、波長変換部材の劣化が抑制される。また、波長変換部材が占める領域は、壁部材が取り囲む領域より広く、かつ壁部材が取り囲む領域の全てと厚さ方向において重複しているので、光源からの第１の波長光のほとんどが第２の波長光に変換され、変換効率が向上する。

本開示の一実施形態としての他の発光装置は、光源と、壁部材と、波長変換ユニットとを有する。光源は、基板に配置されたものである。壁部材は、厚さ方向と直交する面内において光源の周囲を囲むように基板に設けられたものである。波長変換ユニットは、光源と厚さ方向において対向配置されて光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材と、その波長変換部材および壁部材とそれぞれ直接的または間接的に当接するように載置された透明部材とを含むものである。ここで波長変換部材が占める領域は、壁部材が取り囲む領域より広く、かつ壁部材が取り囲む領域の全てと厚さ方向において重複している。
なお、「波長変換部材および壁部材とそれぞれ直接的または間接的に当接するように載置された透明部材」とは、波長変換部材と透明部材との間、および複数の壁部材と透明部材との間に、例えば接着剤等の他の部材が介在してもよい、という意味である。

本開示の一実施形態としての他の発光装置では、波長変換部材が占める領域は、壁部材が取り囲む領域より広く、かつ壁部材が取り囲む領域の全てと厚さ方向において重複しているので、光源からの第１の波長光のほとんどが第２の波長光に変換され、変換効率が向上する。また、透明部材が、波長変換部材および複数の壁部材のそれぞれと直接的または間接的に当接するように載置されているので、高い放熱性が確保され、波長変換部材の劣化が抑制される。そのうえ、光源と波長変換部材との距離が狭まり、輝度効率が向上する。

本開示の一実施形態としての発光装置によれば、波長変換部材の劣化を抑制しつつ変換効率を向上させることができる。よって、面内において輝度むらや色むらの少ない光を効率よく発することができる。このため、この発光装置を用いた表示装置によれば、色再現性等に優れた表示性能を発揮することができる。また、この発光装置を用いた照明装置によれば、対象物に対し、より均質な照明を行うことができる。なお、本開示の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。

本開示の第１の実施の形態に係る発光装置の全体構成例を表す斜視図である。 図１に示した発光部の構成を拡大して表す斜視図である。 図１に示した発光装置の要部の構成を表す断面図である。 図３に示した発光部の構成を拡大して表す断面図である。 図１に示した発光部の第１の変形例の構成を表す断面図である。 図１に示した発光部の第２の変形例の構成を表す断面図である。 図１に示した発光部の第３の変形例の構成を表す断面図である。 本開示の第２の実施の形態に係る発光装置の要部構成例を表す断面図である。 本開示の第３の実施の形態に係る表示装置の外観を表す斜視図である。 図９に示した本体部を分解して表す斜視図である。 図１０に示したパネルモジュールを分解して表す斜視図である。 本開示の表示装置を搭載したタブレット型端末装置の外観を表す斜視図である。 本開示の表示装置を搭載した他のタブレット型端末装置の外観を表す斜視図である。 本開示の発光装置を備えた第１の照明装置の外観を表す斜視図である。 本開示の発光装置を備えた第２の照明装置の外観を表す斜視図である。 本開示の発光装置を備えた第３の照明装置の外観を表す斜視図である。 実験例１−１における、波長変換ユニット直上での色度分布を表す特性図である。 実験例１−２における、波長変換ユニット直上での色度分布を表す特性図である。 実験例１−３における、波長変換ユニット直上での色度分布を表す特性図である。 実験例１−１，１−３における、波長変換ユニット直上での色度の変化を曲線で表す特性図である。 実験例１−１における、光学シート通過後の色度分布を表す特性図である。 実験例１−２における、光学シート通過後の色度分布を表す特性図である。 実験例１−３における、光学シート通過後の色度分布を表す特性図である。 実験例１−１，１−３における、光学シート通過後の色度の変化を曲線で表す特性図である。 本開示の第４の変形例としての発光装置の構成例を表す断面図である。 本開示の第５の変形例としての発光部の構成例を表す斜視図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態およびその変形例
透明部材の内部に波長変換部材を閉じ込めるようにした波長変換ユニットを有する発光装置の例。
２．第２の実施の形態
ホルダ上に透明部材を介して波長変換部材を載置するようにした発光装置の例。
３．第３の実施の形態（表示装置；液晶表示装置）
４．表示装置の適用例
５．照明装置の適用例
６．実験例
７．その他の変形例

＜１．第１の実施の形態＞
［発光装置１の構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態としての発光装置１の全体構成例を表した斜視図である。図２は、発光装置１の要部である発光部１１を拡大して表す斜視図である。図３は、図１に示したIII-III線に沿った断面を表している。図４は、１つの発光部１１をさらに拡大して表す断面図である。発光装置１は、例えば、透過型の液晶パネルを背後から照明するバックライトとして、あるいは室内等において照明装置として用いられるものである。発光装置１は、図１に示したように、例えば基板１０の上にマトリックス状に配列された複数の発光部１１と、それら複数の発光部１１と対向するように共通に配置された１つの光学シート５０とを有する。なお、図１では、複数の発光部１１が互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に沿って配列されている例を示しているが、本開示はこれに限定されるものではない。

本明細書では、基板１０と光学シート５０との距離方向をＺ軸方向（前後方向または厚さ方向）とし、基板１０および光学シート５０の主面（最も広い面）における上下方向をＸ方向、左右方向をＹ方向とする。

（発光部１１の構成）
図２〜図４を参照して、発光部１１の構成について詳細に説明する。複数の発光部１１は、それぞれ発光素子１２と、ホルダ２０と、波長変換ユニット３０とを有している。ここで、発光素子１２は本開示の「光源」に対応する一具体例であり、ホルダ２０は本開示の「壁部材」に対応する一具体例であり、波長変換ユニット３０は本開示の「波長変換ユニット」に対応する一具体例である。

発光素子１２は、基板１０の表面１０Ｓの上にマトリックス状に配列されている。発光素子１２は点光源であり、具体的にはＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）により構成されている。発光素子１２は、例えばＺ軸方向と一致する光軸ＣＬを有している。発光素子１２は、例えば、波長変換ユニット３０の裏面３０Ｓ２（図４参照）と対向している。発光素子１２は、例えば発光層が樹脂層に内包されたパッケージ構造を有するものであってもよいし、発光層が剥き出しに設けられたフリップチップＬＥＤ（light-emitting diode）であってもよい。

ホルダ２０は、基板１０の表面１０Ｓにおいて、Ｚ軸方向と直交するＸＹ面内において１つの発光素子１２を取り囲むように設けられており、発光素子１２と波長変換ユニット３０との間に空気層を形成している。すなわち、発光素子１２は、ホルダ２０の中央に位置する開口部分における基板１０の表面１０Ｓに設けられている。ホルダ２０のＸＹ面内における中心位置は、例えば光軸ＣＬと一致しているとよい。なお、ホルダ２０は、隙間なく一体になって発光素子１２を取り囲む形状を有するものであってもよいし、自らの一部にスリットが設けられて一部が途切れた形状のものであってもよい。また、ホルダ２０は、互いに分離された複数の部分からなり、それらの複数の部分が互いに僅かな隙間を空けつつ全体として１つの発光素子１２を取り囲んだものであってもよい。さらに、本実施の形態では、１つの発光部１１につき１つの発光素子１２を設け、その１つの発光素子１２をホルダ２０により取り囲むようにしたが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば１つの発光部１１につき複数の発光素子１２を設け、それら複数の発光素子１２をホルダ２０により取り囲むようにしてもよい。

ホルダ２０は、発光素子１２と対峙する内壁面２１と、基板１０と反対側に位置する上面２２とを含んでいる。内壁面２１は、発光素子１２からの第１の波長光を反射する反射面であり、基板１０から波長変換ユニット３０へ向かうほど発光素子１２から離れるように傾斜している。したがって、内壁面２１のうちの下部端縁２１ＴＢがＸＹ面内において取り囲む領域Ｒ２１Ｂの面積よりも、内壁面２１のうちの上部端縁２１ＴＵがＸＹ面内において取り囲む領域Ｒ２１Ｕの面積のほうが大きい。換言すれば、ホルダ２０の内壁面２１が取り囲む空間の、ＸＹ面内における領域Ｒ２１の面積は、基板１０から波長変換ユニット３０へ向かうにしたがって徐々に拡大するようになっている。

ホルダ２０は、例えば板状の部材からの削り出しにより、あるいは射出成型や熱プレス成型などにより形成されるものである。ホルダ２０の構成材料としては、例えば波長変換ユニット３０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導性材料が望ましい。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）および銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一方を含む金属材料が挙げられる。あるいは、ホルダ２０の構成材料としては、金属材料のほか、熱可塑性樹脂が適用可能である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート樹脂）などのアクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのポリエステル樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレートとスチレンの共重合体）などの非晶性共重合ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂およびポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。さらに、図５に示した第１の変形例としての発光部１１Ａのように、ホルダ２０の内壁面２１に、銀蒸着膜，アルミニウム蒸着膜，または多層膜反射膜などの、高反射率材料からなる薄膜２１Ｆを形成するようにしてもよい。内壁面２１の反射率が向上し、発光装置１における発光効率がさらに向上するからである。なお、高反射率材料とは、例えば波長変換ユニット３０の透明部材３２の反射率よりも高い反射率を有する材料をいう。

この発光装置１では、傾斜した内壁面２１を含むホルダ２０が設けられていることにより、発光素子１２から射出した第１の波長光が内壁面２１において反射したのち波長変換ユニット３０へ向かうようになる。よって、ホルダ２０の内壁面２１は、発光素子１２から斜め方向（Ｚ軸方向に対して傾斜した方向）へ射出した第１の波長光を正面方向（＋Ｚ方向）へ立ち上げることができ、正面輝度の向上に寄与している。

なお、発光装置１において、領域Ｒ２１ＵにおけるＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法Ｗ２１は例えば３．５ｍｍであり、基板１０の表面１０Ｓに対する内壁面２１のなす角度は例えば４５°である。また、ホルダ２０の高さ（Ｚ軸方向の寸法）Ｈ２０は例えば０．５５ｍｍである。さらに、発光素子１２のＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法Ｗ１２は例えば１ｍｍであり、発光素子１２の発光点の高さＨ１２は例えば０．３ｍｍである。

ホルダ２０の上面２２は、波長変換ユニット３０の裏面３０Ｓ２（後出）と直接的または間接的に当接している。これにより、ホルダ２０は、波長変換ユニット３０を保持するように機能している。なお、ホルダ２０の上面２２と波長変換ユニット３０の裏面３０Ｓ２とが直接的に当接する、とは、例えば上面２２と裏面３０Ｓ２とが融着や溶着等により、他の部材を介さずに直接接合されているような状態をいう。また、ホルダ２０の上面２２と波長変換ユニット３０の裏面３０Ｓ２とが直接的に当接する、とは、例えば上面２２と裏面３０Ｓ２とが、その間に接着剤や粘着剤等の他の部材を介して間接的に接合されているような状態をいう。

波長変換ユニット３０は、Ｚ軸方向において発光素子１２と光学シート５０との間に配置されており、波長変換部材３１と、その波長変換部材３１を内包する透明部材３２とを有している。波長変換ユニット３０は、ホルダ２０によって取り囲まれた発光素子１２とＺ軸方向において対向するように、すなわち発光素子１２の直上を覆うように配置されている。波長変換ユニット３０は、 波長変換部材３１において発光素子１２から裏面３０Ｓ２に入射する光（第１の波長光）を波長変換し、表面３０Ｓ１から第２の波長光（変換光）を発することで、例えば発色特性を改善するものである。

波長変換部材３１は、蛍光顔料や蛍光染料などの蛍光体（蛍光物質）、または量子ドットなどの、波長変換作用を有する発光体を含んでいる。波長変換部材３１は、例えば蛍光物質や発光体を含む樹脂がシート状に加工されたものである。

波長変換部材３１は、裏面３０Ｓ２を経て裏面３１Ｓから入射する発光素子１２からの第１の波長光によって励起される。波長変換部材３１は、その第１の波長光について蛍光発光等の原理により波長変換を行い、第１の波長とは異なる波長（第２の波長）を有する第２の波長光を表面３１Ｓ１から発する。ここで第１の波長および第２の波長は特に限定されないが、例えば表示装置用途の場合には、第１の波長の光は青色光（例えば、波長４４０〜４６０ｎｍ程度）、第２の波長の光は赤色光（例えば、波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）または緑色光（例えば、波長４９５ｎｍ〜５７０ｎｍ）であるとよい。すなわち、発光素子１２は青色光源であり、その場合、波長変換部材３１は、青色光を赤色光または緑色光に波長変換する。

波長変換部材３１は量子ドットを含むことが好ましい。量子ドットは、長径１ｎｍ〜１００ｎｍ程度の粒子であり、離散的なエネルギー準位を有している。量子ドットのエネルギー状態はその大きさに依存するので、サイズを変えることにより自由に発光波長を選択することが可能となる。また、量子ドットの発光光はスペクトル幅が狭い。このような急峻なピークの光を組み合わせることにより色域が拡大する。従って、波長変換物質として量子ドットを用いることにより、容易に色域を拡大することが可能となる。さらに、量子ドットは応答性が高く、発光素子１２の光を効率良く利用することが可能となる。加えて、量子ドットは安定性も高い。量子ドットは、例えば、１２族元素と１６族元素との化合物、１３族元素と１６族元素との化合物あるいは１４族元素と１６族元素との化合物であり、例えば、ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳ，ＣｄＳ，ＰｄＳ，ＰｂＳｅまたはＣｄＨｇＴｅ等である。

ＸＹ面内において、波長変換部材３１が占める領域Ｒ３１は、ホルダ２０の上部端縁２１ＴＵが取り囲む領域Ｒ２１Ｕより広く、かつホルダ２０が取り囲む領域Ｒ２１Ｕの全てとＺ軸方向において重複している（図４参照）。すなわち、波長変換部材３１のＸＹ面内における端縁は、ホルダ２０の上部端縁２１ＴＵよりも外側にはみ出している。したがって、発光素子１２からの第１の波長光は波長変換部材３１を経由せずに光学シート５０へ直接入射することが防止される。すなわち、発光素子１２からの第１の波長光の全てが、透明部材３２を経由して波長変換部材３１に入射し、波長変換されたのちに光学シート５０へ向かうようになっている。その結果、輝度むらや色むらが十分に低減される。

なお、発光装置１において、波長変換部材３１が占める領域Ｒ３１におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法Ｗ３１は例えば３ｍｍであり、透明部材３２が占める領域Ｒ３２におけるＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法Ｗ３２は例えば３．８ｍｍである。また、波長変換部材３１の厚さＨ３１は例えば０．２ｍｍであり、透明部材３２の厚さＨ３２は例えば０．５ｍｍである。

透明部材３２は、波長変換部材３１を封止することで、波長変換部材３１が酸素や水分を含有する外気と触れないように保護するものであり、例えばガラスや樹脂などの透明材料からなる。波長変換部材３１が、発光素子１２からの光の波長変換を行う実効部として機能するのに対し、透明部材３２は入射光に対し波長変換を行わずにその入射光を透過する無効部といえる。

波長変換ユニット３０は、ホルダ２０の上面２２に載置されている。すなわち、上述したように波長変換ユニット３０（透明部材３２）の裏面３０Ｓ２は、ホルダ２０の上面２２と直接的または間接的に当接し、波長変換ユニット３０がホルダ２０に保持されるようになっている。この発光装置１では、波長変換部材３１（波長変換ユニット３０）が発光部１１ごとに分割されて複数設けられている。よって、例えば基板１０の表面１０Ｓに沿って全面に亘って広がる一枚の波長変換シートと比較して、材料の使用量が削減され、コスト削減および軽量化の点で有利である。

また、発光装置１では、例えば図６に示した第２の変形例としての発光部１１Ｂのように、裏面３０Ｓ２を覆うように、内壁面２１の反射率よりも低い反射率を有する低反射層３３を設けるようにしてもよい。発光素子１２から直接裏面３０Ｓ２に到達し、もしくは内壁面２１において反射したのち裏面３０Ｓ２に到達する第１の波長光が、裏面３０Ｓ２において反射されにくくなる。このため、低減するためである。発光素子１２から射出した第１の波長光の多くが波長変換部材３１により波長変換されることとなる。

また、発光装置１では、例えば図７に示した第３の変形例としての発光部１１Ｃのように、裏面３０Ｓ２を覆うように波長選択反射層３４が設けられていてもよい。不要な波長域の光成分を除去し、所望の波長域の光成分を選択して波長変換部材３１へ入射することができるからである。

光学シート５０は、波長変換ユニット３０の表面３０Ｓ１と対向して設けられ、例えば、拡散板，拡散シート，レンズフィルム，偏光分離シートなどを含んでいる。このような光学シート５０を設けることにより、発光素子１２や波長変換ユニット３０から斜め方向に出射した光を正面方向に立ち上げることが可能となり、正面輝度をさらに高めることが可能となる。

［発光装置１の作用および効果］
発光装置１では、発光部１１の発光素子１２は点光源であるので、発光素子１２から発せられた第１の波長光は発光素子１２の発光中心から３６０°全方向に広がることとなる。発光素子１２から射出した第１の波長光はそのまま波長変換ユニット３０の裏面３０Ｓ２へ直接入射し、あるいはホルダ２０の内壁面２１で反射したのち裏面３０Ｓ２へ入射することとなる。波長変換ユニット３０へ入射した第１の波長光は波長変換部材３１により第２の波長光へ変換されたのち表面３０Ｓ１から射出され、最終的には光学シート５０を通過して発光として観測される。

本実施の形態の発光装置１では、発光素子１２と対向配置されて波長変換を行う波長変換部材３１が透明部材３２に内包されるようにした。このため、波長変換部材３１が酸素や水分を含む外気に触れるのを防ぐことができ、波長変換部材３１の劣化が抑制される。また、波長変換部材３１が占める領域Ｒ３１は、ホルダ２０が取り囲む領域Ｒ２１Ｕより広く、かつ領域Ｒ２１Ｕの全てと厚さ方向において重複している。このため、発光素子１２からの第１の波長光のほとんどが漏れることなく第２の波長光に変換されるので、色むらの発生を抑制しつつ、各発光部１１における変換効率が向上する。よって、発光装置１の全体としての色むらや発光効率も改善される。

本実施の形態の発光装置１では、波長変換ユニット３０がホルダ２０と直接的または間接的に当接するように上面２２に載置されているので、波長変換部材３１の熱が透明部材３２を介してホルダ２０に吸収されて外部へ放出されやすくなっている。このため高い放熱性が確保され、過熱による波長変換部材３１の劣化が抑制される。そのうえ、波長変換ユニット３０がホルダ２０から離間している場合と比較して、発光素子１２と波長変換部材３１との距離が狭まるので、輝度効率の向上が期待できる。

本実施の形態の発光装置１では、ホルダ２０が、発光素子１２からの第１の波長光を波長変換ユニット３０へ向かうように反射する反射機能に加え、波長変換ユニット３０を保持する保持機能を有するようにした。このため、よりコンパクトな構成となるので、小型化や高集積化、低コスト化に有利である。

このように、発光装置１によれば、波長変換部材３１の劣化を抑制しつつ変換効率を向上させることができる。よって、面内において輝度むらや色むらの少ない光を効率よく発することができる。このため、この発光装置１を用いた表示装置によれば、色再現性等に優れた表示性能を発揮することができる。また、この発光装置１を用いた照明装置によれば、対象物に対し、より均質な照明を行うことができる。

＜２．第２の実施の形態＞
［発光装置２の構成］
図８は、本開示の第２の実施の形態としての発光装置２の要部を拡大して表す断面図である。発光装置２は、波長変換ユニット３０の代わりに波長変換ユニット３０Ａを有する。波長変換ユニット３０Ａは、波長変換部材３１を透明部材３２で封止せず、波長変換部材３１をシート状または板状の透明部材３５に載置するようにしたものである。透明部材３５は、波長変換部材３１が載置された表面３５Ｓ１と、ホルダ２０の上面２２と直接的または間接的に当接した裏面３５Ｓ２とを有する。発光装置２は、これらの点を除き、他は上記第１の実施の形態の発光装置１と同様の構成を有する。

［発光装置２の作用効果］
このような発光装置２においても、波長変換部材３１が占める領域Ｒ３１は、ホルダ２０が取り囲む領域Ｒ２１Ｕより広く、かつ領域Ｒ２１Ｕの全てと厚さ方向において重複している。このため、発光素子１２からの第１の波長光のほとんどが漏れることなく第２の波長光に変換されるので、色むらの発生を抑制しつつ、各発光部１１における変換効率が向上する。よって、発光装置２の全体としての色むらや発光効率も改善される。

発光装置２では、波長変換ユニット３０Ａがホルダ２０と直接的または間接的に当接するように上面２２に載置されているので、波長変換部材３１の熱が透明部材３５を介してホルダ２０に吸収されて外部へ放出されやすくなっている。このため高い放熱性が確保され、過熱による波長変換部材３１の劣化が抑制される。そのうえ、波長変換ユニット３０がホルダ２０から離間している場合と比較して、発光素子１２と波長変換部材３１との距離が狭まるので、輝度効率の向上が期待できる。

本実施の形態の発光装置２では、ホルダ２０が、発光素子１２からの第１の波長光を波長変換ユニット３０へ向かうように反射する反射機能に加え、波長変換ユニット３０を保持する保持機能を有するようにした。このため、よりコンパクトな構成となるので、小型化や高集積化、低コスト化に有利である。

このように、発光装置２によれば、発光装置１と同様の効果が期待できる。

＜３．第３の実施の形態＞
図９は、本技術の第３の実施の形態に係る表示装置１０１の外観を表したものである。この表示装置１０１は、発光装置１を備え、例えば薄型テレビジョン装置として用いられるものであり、画像表示のための平板状の本体部１０２をスタンド１０３により支持した構成を有している。なお、表示装置１０１は、スタンド１０３を本体部１０２に取付けた状態で、床，棚または台などの水平面に載置して据置型として用いられるが、スタンド１０３を本体部１０２から取り外した状態で壁掛型として用いることも可能である。

図１０は、図９に示した本体部１０２を分解して表したものである。本体部１０２は、例えば、前面側（視聴者側）から、前部外装部材（ベゼル）１１１，パネルモジュール１１２および後部外装部材（リアカバー）１１３をこの順に有している。前部外装部材１１１は、パネルモジュール１１２の前面周縁部を覆う額縁状の部材であり、下方には一対のスピーカー１１４が配置されている。パネルモジュール１１２は前部外装部材１１１に固定され、その背面には電源基板１１５および信号基板１１６が実装されると共に取付金具１１７が固定されている。取付金具１１７は、壁掛けブラケットの取付、基板等の取付およびスタンド１０３の取付のためのものである。後部外装部材１１３は、パネルモジュール１１２の背面および側面を被覆している。

図１１は、図１０に示したパネルモジュール１１２を分解して表したものである。パネルモジュール１１２は、例えば、前面側（視聴者側）から、前部筐体（トップシャーシ）１２１，液晶パネル１２２，枠状部材（ミドルシャーシ）１２３，光学シート５０，基板１０の上に複数の発光部１１が配列された発光装置１，後部筐体（バックシャーシ）１２４およびタイミングコントローラ基板１２７をこの順に有している。

前部筐体１２１は、液晶パネル１２２の前面周縁部を覆う枠状の金属部品である。液晶パネル１２２は、例えば、液晶セル１２２Ａと、ソース基板１２２Ｂと、これらを接続するＣＯＦ（Chip On Film）などの可撓性基板１２２Ｃとを有している。枠状部材１２３は、液晶パネル１２２および光学シート５０を保持する枠状の樹脂部品である。後部筐体１２４は、液晶パネル１２２，枠状部材１２３および発光装置１を収容する、鉄（Ｆｅ）等よりなる金属部品である。タイミングコントローラ基板１２７もまた、後部筐体１２４の背面に実装されている。

この表示装置１０１では、発光装置１からの光が液晶パネル１２２により選択的に透過されることにより、画像表示が行われる。ここでは、第１の実施の形態で説明したように、発光効率に優れ、面内の色の均一性が向上した発光装置１を備えているので、表示装置１０１の表示品質が向上する。

なお、上記実施の形態では、表示装置１０１が第１の実施の形態に係る発光装置１を備えている場合について説明したが、表示装置１０１は、発光装置１に代えて、第２の実施の形態に係る発光装置２を備えていてもよい。

＜４．表示装置の適用例＞
以下、上記のような表示装置１０１の電子機器への適用例について説明する。電子機器としては、例えばテレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。

図１２Ａは、上記実施の形態の表示装置１０１が適用されるタブレット型端末装置の外観を表したものである。図１２Ｂは、上記実施の形態の表示装置１０１が適用される他のタブレット型端末装置の外観を表したものである。これらのタブレット型端末装置は、いずれも、例えば表示部２１０および非表示部２２０を有しており、この表示部２１０が上記実施の形態の表示装置１０１により構成されている。

＜５．照明装置の適用例＞
図１３および図１４は、上記実施の形態の発光装置１などが適用される卓上用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、基台８４１に設けられた支柱８４２に、照明部８４３を取り付けたものであり、この照明部８４３は、発光装置１などにより構成されている。照明部８４３は、基板１０および光学シート５０などを湾曲形状とすることにより、図１３に示した筒状、または図１４に示した曲面状など、任意の形状とすることが可能である。

図１５は、上記実施の形態の発光装置１などが適用される室内用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、発光装置１などにより構成された照明部８４４を有している。照明部８４４は、建造物の天井８５０Ａに適宜の個数および間隔で配置されている。なお、照明部８４４は、用途に応じて、天井８５０Ａに限らず、壁８５０Ｂまたは床（図示せず）など任意の場所に設置することが可能である。

これらの照明装置では、発光装置１などからの光により、照明が行われる。ここでは発光効率に優れ、面内の輝度分布の均質性が向上した発光装置１などを備えているので、照明品質が向上する。

＜６．実験例＞
（実験例１−１〜１−３）
上記第１の実施の形態で説明した発光部１１を含む発光装置１のサンプルを作製し、その色むらの状態を比較した。具体的には、発光装置１における１つの発光部１１における発光素子１２を点灯させ、波長変換ユニット３０の直上での色度分布を測定した。その結果を図１６Ａ〜図１６Ｃおよび図１７にそれぞれ示す。図１６Ａ〜図１６ＣはＸＹ面内の色度分布を表した特性図であり、それぞれ実験例１−１〜１−３に対応する。図１６Ａ〜図１６Ｃでは、横軸がＸ軸方向の位置を表し、縦軸がＹ軸方向の位置を表している。図１７は、Ｘ軸方向における色度の変化を曲線で表す特性図である。図１７では横軸が、Ｘ軸方向における、光軸ＣＬからの距離（ｍｍ）を表し、縦軸が色度を表す。

また、上記の発光装置１の各サンプルにおいて、発光部１１を１１ｍｍ間隔で２５個（５列×５行）配列し、それらの発光部１１を全部点灯させ、光学シート５０を透過した光の色度分布を測定した。その結果を図１８Ａ〜図１８Ｃおよび図１９にそれぞれ示す。図１８Ａ〜図１８ＣはＸＹ面内の色度分布を表した特性図であり、それぞれ実験例１−１〜１−３に対応する。図１８Ａ〜図１８Ｃでは、横軸がＸ軸方向の位置を表し、縦軸がＹ軸方向の位置を表している。図１９は、Ｘ軸方向における色度の変化を曲線で表す特性図である。図１９では横軸が、Ｘ軸方向における、光軸ＣＬからの距離（ｍｍ）を表し、縦軸が色度を表す。

ここで、波長変換部材３１の寸法Ｗ３１を、実験例１−１では３．８ｍｍとし、実験例１−２では４．０ｍｍとし、実験例１−３では３．５ｍｍとした（図４参照）。それ以外の条件は実験例１−１〜１−３において同一とした。具体的には、波長変換ユニット３０については、厚さＨ３１を０．２ｍｍとし、厚さＨ３２を０．５ｍｍとした。波長変換部材３１には量子ドットを用い、透明部材３２にはガラスを用いた。また、ホルダ２０については、寸法Ｗ２１を３．５ｍｍとし、高さＨ２０を０．５５ｍｍとし、表面１０Ｓに対する内壁面２１のなす角度を３０°とした。また、発光素子１２については寸法Ｗ１２が１ｍｍであり、発光点の高さＨ１２が０．３ｍｍである青色ＬＥＤパッケージを用いた。さらに、基板１０の表面１０Ｓから光学シート５０の裏面（発光部１１と対向する面）までの距離ＯＤを１０ｍｍとした。

図１６Ｃおよび図１７（曲線１７Ｃ３）に示したように、実験例１−３では、波長変換部材３１の端縁近傍から青色光が漏れている様子が確認できた。これは、領域Ｒ３１の寸法Ｗ３１と領域Ｒ２１Ｕの寸法Ｗ２１とが同一であるためと考えられる。すなわち、発光素子１２からの青色光の一部が波長変換部材３１の端縁を覆う透明部材３２を透過して波長変換されずに表面３０Ｓ１から射出されたためである。

これに対し、実験例１−１および１−２では、図１６Ａおよび図１７（曲線１７Ｃ１）に示したように、波長変換部材３１の端縁近傍からも青色光の漏れは視認されなかった。領域Ｒ３１の寸法Ｗ３１と領域Ｒ２１Ｕの寸法Ｗ２１よりも大きく、波長変換部材３１が占める領域Ｒ３１が領域Ｒ２１Ｕの全てと重複しているためである。

また、図１８Ａ〜図１８Ｃおよび図１９から明らかなように、拡散板を含む光学シート５０を透過させた後のＸＹ面内における色むらは、実験例１−３よりも実験例１−１，１−２のほうが低減されている。なお、図１９において、曲線１９Ｃ１が実験例１−１に対応し、曲線１９Ｃ３が実験例１−３に対応している。

このように、本開示によれば、色むらを十分に低減できることが確認できた。

＜７．その他の変形例＞
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚みなどは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよい。

（第４の変形例）
また、上記実施の形態等では、波長変換ユニット３０をホルダ２０と直接的または間接的に当接させるようにしたが、例えば図２０に示した発光装置３のように、波長変換ユニット３０を透明部材３６の上に載置し、その透明部材３６とホルダ２０の上面２２とを離間させるようにしてもよい。

（第５の変形例）
また、上記実施の形態等では、波長変換ユニット３０の平面形状やホルダ２０の外縁および開口の平面形状等を正方形としたが、本技術ではこれに限定されるものではない。例えば図２１に示した発光部１１Ｄのように、波長変換ユニット３０の平面形状やホルダ２０の外縁および開口の平面形状等を円形としてもよい。あるいは、六角形などの四角形以外の多角形としてもよい。その場合、発光装置における全ての発光部の平面形状が同一形状であってもよいし、いくつか異なる形状であってもよい。

さらに、例えば、上記実施の形態において発光装置１〜３および表示装置１０１（テレビジョン装置）の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を備えていてもよい。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。また、本技術は以下のような構成を取り得るものである。
（１）
基板に配置された光源と、
前記光源の各々と厚さ方向において対向配置され、前記光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材と前記波長変換部材を内包する透明部材とを含む波長変換ユニットと、
前記厚さ方向と直交する面内において前記光源を取り囲むように前記基板に設けられた壁部材と
を有し、
前記波長変換部材が占める領域は、前記壁部材が取り囲む領域より広く、かつ前記壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複している
発光装置。
（２）
前記壁部材は、前記波長変換ユニットと直接的または間接的に当接し、前記波長変換ユニットを保持する
上記（１）記載の発光装置。
（３）
複数の前記光源を共通に覆う１つの光拡散部材をさらに有し、
前記波長変換ユニットは、厚さ方向において前記複数の光源と前記光拡散部材との間に配置されている
上記（１）または（２）に記載の発光装置。
（４）
前記壁部材は、前記光源からの第１の波長光を反射する内壁面を有し、
前記内壁面は、前記基板から前記波長変換ユニットへ向かうほど前記光源から離れるように傾斜している
上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の発光装置。
（５）
前記壁部材は、前記波長変換ユニットの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導性材料を含む
上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の発光装置。
（６）
前記高熱伝導性材料は、アルミニウムおよび銅のうちの少なくとも一方を含むものである
上記（５）記載の発光装置。
（７）
前記壁部材は、前記光源からの第１の波長光を反射する内壁面を有し、
前記内壁面は、前記波長変換ユニットの反射率よりも高い反射率を有する高反射率材料の表面である
上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の発光装置。
（８）
前記高反射率材料は、アルミニウムおよび銀のうちの少なくとも一方を含むものである
上記（７）記載の発光装置。
（９）
前記光源は、フリップチップＬＥＤ（light-emitting diode）である
上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１０）
前記光源と前記波長変換ユニットとの間に空気層を有する
上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１１）
前記波長変換部材は、量子ドットを含む
上記（１）から（１０）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１２）
前記壁部材は、前記光源からの第１の波長光を反射する内壁面を有し、
前記波長変換ユニットの、前記光源と対向する光入射面には、前記内壁面の反射率よりも低い反射率を有する低反射層が設けられている
上記（１）から（１１）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１３）
前記波長変換ユニットの、前記光源と対向する光入射面には、波長選択反射層が設けられている
上記（１）から（１２）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１４）
前記光源からの前記第１の波長光の全てが、前記透明部材を経由して前記波長変換部材に入射するようになっている
上記（１）から（１３）のいずれか１つに記載の発光装置。
（１５）
基板に配置された光源と、
厚さ方向と直交する面内において前記光源の周囲を囲むように前記基板に設けられた壁部材と、
前記光源と前記厚さ方向において対向配置されて前記光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材と、前記波長変換部材および前記壁部材とそれぞれ直接的または間接的に当接するように載置された透明部材とを含む波長変換ユニットと
を有し、
前記波長変換部材が占める領域は、前記壁部材が取り囲む領域より広く、かつ前記壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複している
発光装置。
（１６）
液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側の発光装置とを備え、
前記発光装置は、
基板に配置された複数の光源と、
前記複数の光源の各々と厚さ方向において対向配置され、前記複数の光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材と前記波長変換部材を内包する透明部材とを各々含む複数の波長変換ユニットと、
前記厚さ方向と直交する面内において前記複数の光源の各々を取り囲むように前記基板に設けられた複数の壁部材と
を有し、
前記波長変換部材が占める領域は、前記壁部材が取り囲む領域より広く、かつ前記壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複している
を有する
表示装置。
（１７）
発光装置を備え、
前記発光装置は、
基板に配置された複数の光源と、
前記複数の光源の各々と厚さ方向において対向配置され、前記複数の光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材と前記波長変換部材を内包する透明部材とを各々含む複数の波長変換ユニットと、
前記厚さ方向と直交する面内において前記複数の光源の各々を取り囲むように前記基板に設けられた複数の壁部材と
を有し、
前記波長変換部材が占める領域は、前記壁部材が取り囲む領域より広く、かつ前記壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複している
を有する
照明装置。

本出願は、日本国特許庁において２０１６年３月２４日に出願された日本特許出願番号２０１６−６０３５９号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべ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 (20)

1. 湾曲した基板と、
   前記基板に配置された光源と、
   前記基板の厚さ方向と直交する面内において前記光源を取り囲むように前記基板に設けられた壁部材と、
   前記厚さ方向において前記光源と対向配置されて前記光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する波長変換部材と、前記波長変換部材および前記壁部材と直接または間接的に接触する透明部材とを含む波長変換ユニットと、
   前記波長変換部材の、前記基板と反対側に設けられた湾曲した光学シートと
   を有し、
   前記波長変換部材が占める領域は、前記壁部材に囲まれた領域よりも広く、かつ前記壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複しており、
   前記透明部材が占める領域は、前記波長変換部材が占める領域よりも広く、
   前記波長変換部材は、前記透明部材と接する面以外の面が露出するように設けられている
   発光装置。
2. 前記壁部材は、互いに分離されて隙間を空けつつ全体として前記光源を取り囲む複数の壁部分を含み、
   または、
   前記壁部材は、スリットを含んで一部が途切れた形状を有する
   請求項１記載の発光装置。
3. 前記壁部材は、前記波長変換ユニットを保持する
   請求項１記載の発光装置。
4. 前記光学シートは、複数の前記光源を共通に覆う単一の光拡散部材を含み、
   前記波長変換ユニットは、前記厚さ方向において前記複数の光源と前記光拡散部材との間に配置されている
   請求項１記載の発光装置。
5. 前記壁部材は、前記光源からの前記第１の波長光を反射する内壁面を有し、
   前記内壁面は、前記基板から前記波長変換ユニットへ向かうほど前記光源から離れるように傾斜している
   請求項１記載の発光装置。
6. 前記壁部材は、前記波長変換ユニットの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導性材料を含む
   請求項１記載の発光装置。
7. 前記高熱伝導性材料は、アルミニウムおよび銅のうちの少なくとも一方を含むものである
   請求項６記載の発光装置。
8. 前記壁部材は、前記光源からの前記第１の波長光を反射する内壁面を有し、
   前記内壁面は、前記波長変換ユニットの反射率よりも高い反射率を有する高反射率材料の表面である
   請求項１記載の発光装置。
9. 前記高反射率材料は、アルミニウムおよび銀のうちの少なくとも一方を含むものである
   請求項８記載の発光装置。
10. 前記光源は、フリップチップＬＥＤ（light-emitting diode）である
    請求項１記載の発光装置。
11. 前記光源と前記波長変換ユニットとの間に空気層を有する
    請求項１記載の発光装置。
12. 前記波長変換部材は、量子ドットを含む
    請求項１記載の発光装置。
13. 前記壁部材は、前記光源からの前記第１の波長光を反射する内壁面を有し、
    前記波長変換ユニットの、前記光源と対向する光入射面には、前記内壁面の反射率よりも低い反射率を有する低反射層が設けられている
    請求項１記載の発光装置。
14. 前記波長変換ユニットの、前記光源と対向する光入射面には、波長選択反射層が設けられている
    請求項１記載の発光装置。
15. 前記光源からの前記第１の波長光の全てが、前記透明部材を経由して前記波長変換部材に入射するようになっている
    請求項１記載の発光装置。
16. 液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に設けられた発光装置とを備え、
    前記発光装置は、
    前記液晶パネルに結合されたフレキシブル基板に配置された複数の光源と、
    前記基板の厚さ方向と直交する面内において前記複数の光源をそれぞれ取り囲むように前記基板に設けられた複数の壁部材と、
    前記厚さ方向において前記複数の光源とそれぞれ対向配置されて前記複数の光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する複数の波長変換部材と、前記複数の波長変換部材および前記複数の壁部材と直接または間接的に接触する透明部材とを含む波長変換ユニットと
    を有し、
    前記波長変換部材が占める領域は、前記壁部材に囲まれた領域よりも広く、かつ前記壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複しており、
    前記透明部材が占める領域は、前記波長変換部材が占める領域よりも広く、
    前記波長変換部材は、前記透明部材と接する面以外の面が露出するように設けられている
    表示装置。
17. 前記壁部材は、互いに分離されて隙間を空けつつ全体として前記光源を取り囲む複数の壁部分を含み、
    または、
    前記壁部材は、スリットを含んで一部が途切れた形状を有する
    請求項１６記載の表示装置。
18. 前記波長変換部材の、前記基板と反対側に設けられて湾曲した光学部材をさらに備える
    請求項１６に記載の表示装置。
19. 発光装置を備え、
    前記発光装置は、
    湾曲した基板と、
    前記基板に配置された複数の光源と、
    前記基板の厚さ方向と直交する面内において前記複数の光源をそれぞれ取り囲むように前記基板に設けられた複数の壁部材と、
    前記厚さ方向において前記複数の光源とそれぞれ対向配置されて前記複数の光源からの第１の波長光を第２の波長光に変換する複数の波長変換部材と、前記複数の波長変換部材および前記複数の壁部材と直接または間接的に接触する透明部材とを含む波長変換ユニットと
    を有し、
    前記波長変換部材が占める領域は、前記壁部材に囲まれた領域よりも広く、かつ前記壁部材が取り囲む領域の全てと前記厚さ方向において重複しており、
    前記透明部材が占める領域は、前記波長変換部材が占める領域よりも広く、
    前記波長変換部材は、前記透明部材と接する面以外の面が露出するように設けられている
    照明装置。
20. 前記壁部材は、互いに分離されて隙間を空けつつ全体として前記光源を取り囲む複数の壁部分を含み、
    または、
    前記壁部材は、スリットを含んで一部が途切れた形状を有する
    請求項１９記載の照明装置。

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