JP2023077024A - 面状光源 - Google Patents

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智 ▲吉▼永
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Abstract

【課題】輝度むらを軽減できる面状光源を提供すること。【解決手段】面状光源は、溝によって分離された複数の発光部を有する導光部材と、複数の前記発光部のそれぞれに配置された光源と、を備える。複数の前記発光部は、複数の外側部と、平面視において複数の前記外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも１つの内側部とを有する。平面視において、複数の前記外側部のそれぞれは、１つの前記内側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っている。平面視において、１つの前記外側部の面積は、１つの前記内側部の面積よりも小さい。【選択図】図１Ａ

Description

本発明に係る実施形態は、面状光源に関する。
発光ダイオード等の発光素子と、導光板とを組み合わせた発光モジュールは、例えば液晶ディスプレイのバックライト等の面状光源に広く利用されている。
特開２０２０－１３７１４号公報
本発明に係る実施形態は、輝度むらを軽減できる面状光源を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、面状光源は、溝によって分離された複数の発光部を有する導光部材と、複数の前記発光部のそれぞれに配置された光源と、を備え、複数の前記発光部は、複数の外側部と、平面視において複数の前記外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも１つの内側部とを有し、平面視において、複数の前記外側部のそれぞれは、１つの前記内側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っており、平面視において、１つの前記外側部の面積は、１つの前記内側部の面積よりも小さい。
本発明の一実施の形態の面状光源によれば、輝度むらを軽減できる面状光源を提供することができる。
実施形態の面状光源の平面図である。 実施形態の面状光源の平面図である。 実施形態の面状光源の一部を拡大した平面図である。 図２のIII－III線における断面図である。 図１ＡのIＶ－IＶ線における断面図である。 実施形態の光源の底面図である。 図５ＡのＶＢ－ＶＢ線における断面図である。 実施形態の光源の変形例を示す断面図である。 実施形態の光源の変形例を示す断面図である。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、各部材のスケール、間隔若しくは位置関係などが誇張、又は部材の一部の図示を省略する場合がある。また、断面図として、切断面のみを示す端面図を示す場合がある。
以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。また、特定の方向又は位置を示す用語（例えば、「上」、「下」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向又は位置を分かり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向又は位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本明細書において「平行」とは、２つの直線、辺、面等が延長しても交わらない場合だけでなく、２つの直線、辺、面等がなす角度が１０°以内の範囲で交わる場合も含む。本明細書において「上」と表現する位置関係は、接している場合と、接していないが上方に位置している場合も含む。
図１Ａは、実施形態の面状光源の平面図である。
実施形態の面状光源は、導光部材１０を有する。導光部材１０は、第１面１１と、第１面１１の反対側にある第２面１２（後述する図３などに示される）とを有する。本明細書において、導光部材１０の第１面１１に対して平行であり、且つ互いに直交する２方向を第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとする。また、第２面１２から第１面１１に向かう方向であって、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向を第３方向Ｚとする。平面視における導光部材１０の形状は、例えば、第１方向Ｘに延びる２辺と、第２方向Ｙに延びる２辺と、４つの角部（第１角部１０ａ、第２角部１０ｂ、第３角部１０ｃ、及び第４角部１０ｄ）と、を有する四角形である。導光部材１０の形状は、複数の角部を有する六角形や八角形等の多角形であってもよい。本明細書において、多角形とは数学的な多角形に加えて、角部に凹凸や丸みを有している形状も含まれる。
導光部材１０は、溝１４によって、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて互いに分離された複数の発光部１を有する。各発光部１は、例えばローカルディミングの駆動単位とすることができる。
複数の発光部１は、複数の外側部を有する。複数の外側部は、第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとを有する。第２外側部１ｃは、平面視における導光部材１０の角部に位置する。実施形態の面状光源においては、第１角部１０ａ、第２角部１０ｂ、第３角部１０ｃ、及び第４角部１０ｄのそれぞれに第２外側部１ｃが位置する。すなわち、複数の外側部は、４つの第２外側部１ｃを有する。第１角部１０ａに位置する第２外側部１ｃと第２角部１０ｂに位置する第２外側部１ｃとの間において、第１方向Ｘに沿って、複数の第１外側部１ｂが配置されている。第３角部１０ｃに位置する第２外側部１ｃと第４角部１０ｄに位置する第２外側部１ｃとの間において、第１方向Ｘに沿って、複数の第１外側部１ｂが配置されている。第１角部１０ａに位置する第２外側部１ｃと第３角部１０ｃに位置する第２外側部１ｃとの間において、第２方向Ｙに沿って、複数の第１外側部１ｂが配置されている。第２角部１０ｂに位置する第２外側部１ｃと第４角部１０ｄに位置する第２外側部１ｃとの間において、第２方向Ｙに沿って、複数の第１外側部１ｂが配置されている。複数の第１外側部１ｂ及び複数の第２外側部１ｃは、平面視において複数の発光部１が配置された領域のうち最外周に位置する発光部１である。
複数の発光部１は、平面視において複数の外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも１つの内側部１ａをさらに有する。図１Ａ、図１Ｂに示す例では、複数の内側部１ａが、平面視において複数の第１外側部１ｂ及び複数の第２外側部１ｃで囲まれた領域に配置されている。例えば、複数の内側部１ａの数は、複数の第１外側部１ｂの数及び複数の第２外側部１ｃの数よりも多い。
平面視において、１つの第１外側部１ｂは、１つの内側部１ａが第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて隣り合う発光部１の数よりも少ない数の発光部１と第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて隣り合っている。平面視において、１つの第２外側部１ｃは、１つの内側部１ａが第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて隣り合う発光部１の数よりも少ない数の発光部１と第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて隣り合っている。平面視において、１つの第２外側部１ｃは、１つの第１外側部１ｂが第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて隣り合う発光部１の数よりも少ない数の発光部１と第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて隣り合っている。
平面視において、１つの内側部１ａは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて４つの発光部１と隣り合っている。平面視において、１つの第１外側部１ｂは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて３つの発光部１と隣り合っている。平面視において、１つの第２外側部１ｃは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて２つの発光部１と隣り合っている。
図２は、図１Ａ、図１Ｂにおいて内側部１ａが配置された領域の平面図である。図２には、例えば４つの内側部１ａが配置された領域を示す。
図３は、図２のIII－III線における断面図である。
実施形態の面状光源は、導光部材１０の他に、複数の光源２０Ａを備える。さらに、実施形態の面状光源は、支持部材５０と、第１透光性部材３０と、第１光反射部材４０とを備えることができる。
以下、実施形態の面状光源を構成する各要素について詳説する。
＜導光部材＞
導光部材１０は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する部材である。光源２０Ａのピーク波長に対する導光部材１０の透過率は、例えば、５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。
導光部材１０の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂、又は、ガラスを用いることができる。
導光部材１０の厚さは、例えば、１５０μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。本明細書において、各部材の厚さとは、第３方向Ｚにおける各部材の上面と下面との間の距離の最大値を表す。導光部材１０は、第３方向Ｚにおいて単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。導光部材１０が積層体で構成される場合、各層の間に透光性の接着層を配置してもよい。積層体の各層は、異なる種類の主材を用いてもよい。接着層の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
導光部材１０は、第１面１１から第２面１２まで貫通する第１孔部ｈ１を有する。図２に示すように、平面視において第１孔部ｈ１は、例えば円形とすることができる。また、第１孔部ｈ１は、平面視において、例えば、楕円、又は、三角形、四角形、六角形若しくは八角形等の多角形とすることができる。本明細書において、平面視とは、第３方向Ｚから見ることを意味する。
前述したように、導光部材１０には、それぞれの発光部１を互いに分離する溝１４が形成されている。溝１４が形成されていることにより、例えば、光源２０Ａの発熱による面状光源の反りなどを抑制することができる。図３に示すように、溝１４は、第１面１１側に開口する第１溝部１４ａと、第２面１２側に開口する第２溝部１４ｂとを有する。第１溝部１４ａと第２溝部１４ｂは、第３方向Ｚにおいて連通している。第１溝部１４ａの幅は、第２溝部１４ｂの幅よりも広い。第１溝部１４ａの幅及び第２溝部１４ｂの幅は、溝１４が延びる方向に直交する方向の幅である。
第１溝部１４ａ内に区画部材１５を配置することができる。区画部材１５は、光源２０Ａが発する光に対する反射性を有する。区画部材１５は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂部材である。区画部材１５の光散乱粒子として、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。区画部材１５の樹脂材料として、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、区画部材１５は、アルミニウム、銀などの金属部材であってもよい。例えば、区画部材１５は、第１溝部１４ａの内面に沿うように膜状に配置されている。また、区画部材１５は、第１溝部１４ａ内に充填してもよい。
区画部材１５は、隣接する発光部１間の導光を抑制する。例えば、発光状態の発光部１から非発光状態の発光部１への導光が、区画部材１５により抑制される。これにより、それぞれの発光部１を駆動単位としたローカルディミングを行う場合、それぞれの発光部１ごとに輝度を制御し易くできる。
図３において、溝１４は、導光部材１０の第１面１１から第２面１２まで貫通している。また、溝１４は、第１面１１側に開口を有し、底が第２面１２に達しない有底の溝であってもよい。また、溝１４は、第２面１２側に開口を有し、底が第１面１１に達しない有底の溝であってもよい。また、溝１４は、導光部材１０の内部に配置された中空溝であってもよい。
＜光源＞
光源２０Ａは、導光部材１０の第１孔部ｈ１に配置される。第１孔部ｈ１は、複数の発光部１のそれぞれに配置される。したがって、光源２０Ａは、複数の発光部１のそれぞれに配置される。
光源２０Ａは、発光素子２１を含む。発光素子２１は、半導体積層体を含む。半導体積層体は、例えば、サファイア又は窒化ガリウム等の基板と、基板上に配置されるｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、これらに挟まれた発光層とを含む。また、発光素子２１は、ｎ型半導体層と電気的に接続されたｎ側電極と、ｐ型半導体層と電気的に接続されたｐ側電極とを含む。さらに、光源２０Ａは、下面側に配置された正負の一対の電極２５を含む。一対の電極２５のうちの一方はｐ側電極と電気的に接続され、他方はｎ側電極と電気的に接続されている。
半導体積層体は、基板が除去されたものを用いてもよい。また、発光層の構造としては、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）のように単一の活性層を持つ構造でもよいし、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）のようにひとまとまりの活性層群を持つ構造でもよい。発光層は、可視光又は紫外光を発光可能である。発光層は、可視光として、青色から赤色までを発光可能である。このような発光層を含む半導体積層体としては、例えばＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含むことができる。半導体積層体は、上述した発光が可能な発光層を少なくとも１つ含むことができる。例えば、半導体積層体は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に１つ以上の発光層を含む構造であってもよいし、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に含む構造が複数回繰り返された構造であってもよい。半導体積層体が複数の発光層を含む場合、発光ピーク波長が異なる発光層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ発光層を含んでいてもよい。なお、発光ピーク波長が同じとは、例えば、数ｎｍ程度のばらつきがあってもよい。このような発光層の組み合わせとしては適宜選択することができ、例えば半導体積層体が２つの発光層を含む場合、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、又は緑色光と赤色光などの組み合わせで発光層を選択することができる。また、発光層は、発光ピーク波長が異なる複数の活性層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ複数の活性層を含んでいてもよい。
光源２０Ａは、さらに第２透光性部材２２を含むことができる。第２透光性部材２２は、発光素子２１の上面及び側面を覆っている。第２透光性部材２２は、発光素子２１を保護するとともに、第２透光性部材２２に添加される粒子に応じて、波長変換や光拡散等の機能を備える。
例えば、第２透光性部材２２は、透光性樹脂を含み、蛍光体を更に含んでいてもよい。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等を用いることができる。また、蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｌｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｔｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ＣＣＡ系蛍光体（例えば、Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｃ１２：Ｅｕ）、ＳＡＥ系蛍光体（例えば、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えば、Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えば、（Ｓｉ，Ａｌ）３（Ｏ，Ｎ）４：Ｅｕ）若しくはαサイアロン系蛍光体（例えば、Ｃａ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ）等の酸窒化物系蛍光体、ＳＬＡ系蛍光体（例えば、ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ）、ＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）若しくはＳＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）等の窒化物系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）、ＫＳＡＦ系蛍光体（例えば、Ｋ２Ｓｉ０．９９Ａｌ０．０１Ｆ５．９９：Ｍｎ）若しくはＭＧＦ系蛍光体（例えば、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ）等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する蛍光体（例えば、ＣｓＰｂ（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）３）、又は、量子ドット蛍光体（例えば、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＡｇＩｎＳ２又はＡｇＩｎＳｅ２）等を用いることができる。第２透光性部材２２に添加する蛍光体としては、１種類の蛍光体を用いてもよく、複数種類の蛍光体を用いてもよい。
ＫＳＡＦ系蛍光体としては、下記式（Ｉ）で表される組成を有していてよい。
Ｍ２［ＳｉｐＡｌｑＭｎｒＦｓ］ （Ｉ）
式（Ｉ）中、Ｍはアルカリ金属を示し、少なくともＫを含んでよい。Ｍｎは４価のＭｎイオンであってよい。ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、０．９≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦１．１、０＜ｑ≦０．１、０＜ｒ≦０．２、５．９≦ｓ≦６．１を満たしていてよい。好ましくは、０．９５≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦１．０５又は０．９７≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦１．０３、０＜ｑ≦０．０３、０．００２≦ｑ≦０．０２又は０．００３≦ｑ≦０．０１５、０．００５≦ｒ≦０．１５、０．０１≦ｒ≦０．１２又は０．０１５≦ｒ≦０．１、５．９２≦ｓ≦６．０５又は５．９９≦ｓ≦６．０２５であってよい。例えば、Ｋ２［Ｓｉ０．９４６Ａｌ０．００５Ｍｎ０．０４９Ｆ５．９９５］、Ｋ２［Ｓｉ０．９４２Ａｌ０．００８Ｍｎ０．０５０Ｆ５．９９２］、Ｋ２［Ｓｉ０．９３９Ａｌ０．０１４Ｍｎ０．０４７Ｆ５．９８６］で表される組成が挙げられる。このようなＫＳＡＦ系蛍光体によれば、輝度が高く、発光ピーク波長の半値幅の狭い赤色発光を得ることができる。
また、上述した蛍光体を含有する波長変換シートを、面状光源上に配置してもよい。波長変換シートは、光源２０Ａからの青色光の一部を吸収して、黄色光、緑色光及び／又は赤色光を発し、白色光を出射する面状光源とすることができる。例えば、青色の発光が可能な光源２０Ａと、黄色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、を組み合わせて白色光を得ることができる。また他には、青色の発光が可能な光源２０Ａと、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する波長変換シートとを組み合わせてもよい。また、青色の発光が可能な光源２０Ａと、複数の波長変換シートとを組み合わせてもよい。複数の波長変換シートとしては、例えば、赤色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、緑色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、を選択することができる。また、青色の発光が可能な発光素子２１と、赤色の発光が可能な蛍光体を含有する第２透光性部材２２とを有する光源２０Ａと、緑色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートとを組み合わせてもよい。
波長変換シートに用いられる黄色の蛍光体としては、例えば、上述したイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を用いるのが好ましい。また、波長変換シートに用いられる緑色の蛍光体としては、発光ピーク波長の半値幅の狭い、例えば、上述したペロブスカイト構造を有する蛍光体又は量子ドット蛍光体を用いるのが好ましい。また、波長変換シートに用いられる赤色の蛍光体としては、緑色の蛍光体同様に発光ピーク波長の半値幅の狭い、例えば、上述したＫＳＦ系蛍光体、ＫＳＡＦ系蛍光体又は量子ドット蛍光体を用いるのが好ましい。特に、量子ドット蛍光体は、残光時間が短いため、ローカルディミングを行う面状光源に好適に用いることができる。
光源２０Ａは、さらに被覆部材２４を含むことができる。被覆部材２４は、発光素子２１の下面に配置される。被覆部材２４は、光源２０Ａの電極２５の下面が被覆部材２４から露出するように配置される。被覆部材２４は、発光素子２１の側面を覆う第２透光性部材２２の下面にも配置される。
被覆部材２４は、光源２０Ａが発する光に対する反射性を有する。被覆部材２４は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂部材である。被覆部材２４の光散乱粒子として例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。被覆部材２４の樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
さらに、光源２０Ａは、第２光反射部材２３を含むことができる。第２光反射部材２３は、光源２０Ａの上面に配置される。第２光反射部材２３は、発光素子２１の上面を覆っている。第２光反射部材２３は、第２透光性部材２２の上面に配置され、第２透光性部材２２の上面から出射する光の量や出射方向を制御する。第２光反射部材２３は、発光素子２１が発する光に対する反射性及び透光性を有する。第２透光性部材２２の上面から出射した光の一部は第２光反射部材２３により反射し、他の一部は第２光反射部材２３を透過する。発光素子２１が発する光に対する第２光反射部材２３の透過率は、例えば、１％以上５０％以下が好ましく、３％以上３０％以下であることがより好ましい。これにより、光源２０Ａの直上での輝度を低下させ、面状光源の輝度むらを軽減する。
第２光反射部材２３は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光散乱粒子によって構成することができる。透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。光散乱粒子としては、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子等を用いることができる。また、第２光反射部材２３は、例えば、Ａｌ若しくはＡｇなどの金属部材、又は誘電体多層膜であってもよい。
光源は被覆部材２４を含まなくてもよい。例えば、図５Ｃに示す光源２０Ｂは、その下面を発光素子２１の下面及び第２透光性部材２２の下面が構成する。
また、光源は発光素子２１の単体であってもよい。図５Ｄに示す光源２０Ｃは、第２透光性部材２２及び被覆部材２４を含まない。光源２０Ｃにおいて、発光素子２１の上面に、第２光反射部材２３が配置されていてもよい。また、図５Ｄにおいて、光源２０Ｃは発光素子２１の下面に被覆部材２４が配置されていないが、発光素子２１の下面に被覆部材２４が配置されていてもよい。
＜第１透光性部材＞
第１透光性部材３０は、導光部材１０の第１孔部ｈ１における光源２０Ａの側面と導光部材１０との間、及び光源２０Ａの上に配置されている。第１透光性部材３０は、光源２０Ａの上面及び側面を覆っている。第１透光性部材３０は、導光部材１０及び光源２０Ａと接することが好ましい。このようにすることで、光源２０Ａからの光を導光部材１０に導光させやすくなる。
第１透光性部材３０は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する。光源２０Ａのピーク波長に対する第１透光性部材３０の透過率は、例えば、５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。第１透光性部材３０の材料として、例えば樹脂を用いることができる。例えば、第１透光性部材３０の材料として導光部材１０の材料と同じ樹脂、又は導光部材１０の材料との屈折率差が小さい樹脂を用いることができる。
第１透光性部材３０は、第３方向Ｚにおいて、単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。また、第１透光性部材３０は蛍光体や光拡散材を含んでいてもよい。第１透光性部材３０が積層体である場合には、各層が蛍光体及び／又は光拡散材を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。例えば、第１透光性部材３０が、蛍光体を含む層と、蛍光体を含まない層とで構成されていてもよい。
＜第１光反射部材＞
第１光反射部材４０は、第１透光性部材３０の上に配置される。第１光反射部材４０は、第１透光性部材３０を介して、光源２０Ａの上方に配置される。また、第１光反射部材４０は、第１透光性部材３０及び光源２０Ａに接していてもよい。また、第１光反射部材４０は、接着樹脂を介して、第１透光性部材３０及び光源２０Ａの上方に配置されてもよい。接着樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、図２に示すように、第１光反射部材４０は、平面視において光源２０Ａ及び第１透光性部材３０が配置された第１孔部ｈ１と重なる位置に配置される。
第１光反射部材４０は、光源２０Ａが発する光に対する反射性及び透光性を有する。光源２０Ａのピーク波長に対する第１光反射部材４０の透過率は、例えば、１％以上５０％以下が好ましく、３％以上３０％以下であることがより好ましい。
第１光反射部材４０は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光散乱粒子によって構成することができる。透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。光散乱粒子としては、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子等を用いることができる。また、第１光反射部材４０は、上述した透光性樹脂が、光散乱粒子を含まず多数の気泡を含んでいてもよい。また、第１光反射部材４０は、例えば、アルミニウム若しくは銀などの金属部材、又は誘電体多層膜であってもよい。
第１光反射部材４０の上面は、導光部材１０の第１面１１とともに面状光源の発光面（光出射面）として機能する。第１光反射部材４０は、光源２０Ａが配置された第１孔部ｈ１の上方へ向かう光の一部を反射させ、他の一部を透過させる。これにより、面状光源の発光面において、光源２０Ａの直上及び周辺の領域の輝度と、他の領域の輝度との差を小さくすることができる。これにより、面状光源の発光面における輝度むらを軽減することができる。
第１光反射部材４０と、光源２０Ａの第２光反射部材２３との間に、第１透光性部材３０が配置されている。第１透光性部材３０は、第１光反射部材４０及び第２光反射部材２３よりも光源２０Ａが発する光に対する透過率が高い。光源２０Ａが発する光に対する第１透光性部材３０の透過率は、１００％以下の範囲において、第２光反射部材２３の透過率及び第１光反射部材４０の透過率の２倍以上１００倍以下とすることができる。第１光反射部材４０と第２光反射部材２３との間の第１透光性部材３０には、光源２０Ａの側面から出射された光や、後述する第３光反射部材５３で反射された光などが回り込んで導光される。これにより、光源２０Ａの直上領域が明るくなりすぎず、且つ暗くなりすぎず、結果として、面状光源の発光面における輝度むらを軽減することができる。
光源２０Ａから直接真上方向に出射された光の一部は第２光反射部材２３により透過が抑制されていることから、光源２０Ａの直上領域が暗くなりすぎるのを抑えるために、光源２０Ａが発する光に対して、第１光反射部材４０の透過率は第２光反射部材２３の透過率よりも高いことが好ましい。
＜支持部材＞
支持部材５０は、導光部材１０及び光源２０Ａを支持する。導光部材１０は、第２面１２を支持部材５０の上面に対向させて、支持部材５０上に配置される。光源２０Ａは、第１孔部ｈ１において支持部材５０上に配置される。
支持部材５０は、配線基板６０を有する。配線基板６０は、絶縁基材６１と、絶縁基材６１の少なくとも一方の面に配置された少なくとも１層の配線層６２とを有する。絶縁基材６１は、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。面状光源の薄型化のため、絶縁基材６１はフレキシブル基板であることが好ましい。絶縁基材６１は、第３方向Ｚにおいて単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。例えば、絶縁基材６１は、単層のフレキシブル基板で構成されていてもよく、複数のリジッド基板の積層体で構成されていてもよい。絶縁基材６１の材料として、例えば、ポリイミドなどの樹脂を用いることができる。配線層６２は、金属膜であり、例えば銅膜である。
支持部材５０は、配線基板６０上に配置された第１接着層５１と、第１接着層５１上に配置された第３光反射部材５３と、第３光反射部材５３上に配置された第２接着層５２とをさらに有する。
第１接着層５１は、絶縁基材６１における配線層６２が配置された面の反対側の面に配置されている。第１接着層５１は、絶縁基材６１と第３光反射部材５３との間に配置され、絶縁基材６１と第３光反射部材５３とを接着している。第１接着層５１は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂層である。光散乱粒子として、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。第１接着層５１の樹脂として、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
第３光反射部材５３は、導光部材１０の第２面１２の下方、光源２０Ａの下方、第１透光性部材３０の下方、及び溝１４の下方に配置されている。第３光反射部材５３は、光源２０Ａが発する光に対する反射性を有する。第３光反射部材５３として、例えば、多数の気泡を含む樹脂部材や、光散乱粒子を含む樹脂部材を用いることができる。第３光反射部材５３の樹脂は、例えば、上述の第１接着層５１に用いることができる樹脂として列挙した樹脂から選択することができる。光散乱粒子は、例えば、上述の第１接着層５１に用いることができる光散乱粒子として列挙した光散乱粒子から選択することができる。
第３光反射部材５３と、導光部材１０の第１面１１との間の領域においては、第３光反射部材５３と第１面１１とで反射が繰り返されつつ、光源２０Ａからの光が溝１４に向かって導光部材１０内を導光される。第１面１１に向かった光の一部は、第１面１１から導光部材１０の外部に取り出される。第２面１２に向かった光の一部は、第３光反射部材５３によって第１面１１側に反射されるので、第１面１１から取り出される光の輝度を向上させることができる。第３光反射部材５３は、多数の気泡を含む樹脂部材を用いることが好ましい。第３光反射部材５３による光の反射量が向上し、光源２０Ａからの光が溝１４に向かって導光部材１０内を導光しやすくなる。さらに、第３光反射部材５３の下面に配置される第１接着層５１に光反射性をもたせると、第１面１１から取り出される光の輝度をより向上させることができる。
第２接着層５２は、第３光反射部材５３と、導光部材１０の第２面１２との間に配置され、第３光反射部材５３と導光部材１０とを接着している。光源２０Ａは、導光部材１０の第１孔部ｈ１内において第２接着層５２上に配置される。第２接着層５２は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する。第２接着層５２の材料として、例えば、上述の第１接着層５１に用いることができる樹脂として列挙した樹脂から選択することができる。また、第２接着層５２は、光散乱粒子を含んでもよく、その光散乱粒子は、例えば、上述の第１接着層５１に用いることができる光散乱粒子として列挙した光散乱粒子から選択することができる。
支持部材５０は、導電部材７０をさらに有する。導電部材７０は、例えば、樹脂と、樹脂中に含まれる金属粒子とを含む。導電部材７０の樹脂として、例えば、エポキシ樹脂又はフェノール樹脂を用いることができる。金属粒子として、例えば、銅又は銀の粒子を用いることができる。
導電部材７０は、接続部７１と配線部７２とを有する。接続部７１は、第２接着層５２、第３光反射部材５３、第１接着層５１、及び絶縁基材６１を第３方向Ｚにおいて貫通している。配線部７２は、配線基板６０における配線層６２が配置された面に配置され、接続部７１と接続している。接続部７１と配線部７２は、例えば同じ材料で一体に形成することができる。配線部７２の一部７２ａは、配線層６２と接続している。
光源２０Ａの正負の一対の電極２５に対応して、一対の導電部材７０が互いに離れて配置されている。一方の導電部材７０の接続部７１は、光源２０Ａの下方において正側の電極２５と接続され、他方の導電部材７０の接続部７１は、光源２０Ａの下方において負側の電極２５と接続されている。光源２０Ａの電極２５は、導電部材７０及び配線層６２と電気的に接続されている。
支持部材５０は、絶縁層５４をさらに有する。絶縁層５４は、配線基板６０における配線層６２が配置された面、配線層６２、及び導電部材７０を覆って保護している。
第１外側部１ｂ及び第２外側部１ｃにおいても、上述した内側部１ａと同じ部材を備える。図４は、図１ＡのIＶ－IＶ線における断面図であり、第１外側部１ｂにおいて他の発光部１が隣り合わない外側面を含む部分の断面を示す。第２外側部１ｃにおいて他の発光部１が隣り合わない外側面も、第１外側部１ｂの外側面と同じ構成となっている。
平面視において、１つの第１外側部１ｂが隣り合う発光部１の数は、１つの内側部１ａが隣り合う発光部１の数よりも少なく、１つの第２外側部１ｃが隣り合う発光部１の数は、１つの内側部１ａが隣り合う発光部１の数よりも少ない。従って、隣り合う発光部１から１つの第１外側部１ｂに入ってくる光の量は、隣り合う発光部１から１つの内側部１ａに入ってくる光の量よりも少なく、隣り合う発光部１から１つの第２外側部１ｃに入ってくる光の量は、隣り合う発光部１から１つの内側部１ａに入ってくる光の量よりも少なくなる。そのため、すべての発光部１を発光させた全点灯状態において、第１外側部１ｂ及び第２外側部１ｃが配置された導光部材１０の外周側が、内側部１ａが配置された領域よりも暗くなりやすい。
実施形態によれば、平面視において、図１Ａに示すように、１つの第１外側部１ｂの面積を、１つの内側部１ａの面積よりも小さくしている。これにより、第１外側部１ｂ及び内側部１ａのそれぞれの光源２０Ａに同じ電力が供給された状態において、１つの第１外側部１ｂの単位面積当たりの発光強度を、１つの内側部１ａの単位面積当たりの発光強度よりも高くすることができる。同様に、平面視において、１つの第２外側部１ｃの面積を、１つの内側部１ａの面積よりも小さくしている。これにより、第２外側部１ｃ及び内側部１ａのそれぞれの光源２０Ａに同じ電力が供給された状態において、１つの第２外側部１ｃの単位面積当たりの発光強度を、１つの内側部１ａの単位面積当たりの発光強度よりも高くすることができる。この結果、全点灯状態において、導光部材１０の外周側の輝度の低下を補うことができ、面状光源の発光面における輝度むらを軽減することができる。
例えば、１つの内側部１ａの面積とは、図１Ａに示す平面視において、少なくとも導光部材１０の中心に最も近い内側部１ａの面積とすることができる。平面視における導光部材１０の中心とは、導光部材１０の幾何学的な重心を意味し、例えば、導光部材１０が四角形である場合には、平面視において導光部材１０の２本の対角線の交点に導光部材１０の中心が位置する。平面視において、導光部材１０の中心に内側部１ａが重なっている場合には、その内側部１ａが導光部材１０の中心に最も近い内側部１ａである。平面視において、導光部材１０の中心が内側部１ａに重なっていない場合には、導光部材１０の中心に最も近い外縁（溝１４に隣接する側面）を有する内側部１ａが、導光部材１０の中心に最も近い内側部１ａである。この場合、導光部材１０の中心に最も近い内側部１ａが複数存在し得るが、それら複数の内側部１ａのうちどれを導光部材１０の中心に最も近い内側部１ａとしてもよい。
１つの内側部１ａよりも面積が小さい１つの第１外側部１ｂは、複数の第１外側部１ｂのうちから選択された１つの第１外側部１ｂである。１つの内側部１ａよりも面積が小さい１つの第２外側部１ｃは、複数の第２外側部１ｃのうちから選択された１つの第２外側部１ｃである。１つの内側部１ａよりも面積が小さい第１外側部１ｂの数が複数の場合もあり、１つの内側部１ａよりも面積が小さい第２外側部１ｃの数が複数の場合もある。すべての第１外側部１ｂ及びすべての第２外側部１ｃのそれぞれの面積が、１つの内側部１ａの面積より小さくできる。この場合、全点灯状態における面状光源の発光面における輝度むらをより軽減することができる。
１つの第１外側部１ｂの面積は、特に限定されない。１つの第１外側部１ｂの面積は、１つの内側部１ａの面積の０．５倍以上０．８倍以下であることが好ましい。１つの第１外側部１ｂの面積が、１つの内側部１ａの面積の０．５倍以上であることにより、第１外側部１ｂが明るくなりすぎることを抑制しやすくなる。１つの第１外側部１ｂの面積が、１つの内側部１ａの面積の０．８倍以下であることにより、第１外側部１ｂが暗くなりすぎることを抑制しやすくなる。１つの第２外側部１ｃの面積は、特に限定されない。１つの第２外側部１ｃの面積は、１つの内側部１ａの面積の０．２倍以上０．７倍以下であることが好ましい。１つの第２外側部１ｃの面積が、１つの内側部１ａの面積の０．２倍以上であることにより、第２外側部１ｃが明るくなりすぎることを抑制しやすくなる。１つの第２外側部１ｃの面積が、１つの内側部１ａの面積の０．７倍以下であることにより、第２外側部１ｃが暗くなりすぎることを抑制しやすくなる。
また、複数の外側部の中でも、導光部材１０の角部に位置する１つの第２外側部１ｃが隣り合う発光部１の数は、角部以外に位置する１つの第１外側部１ｂが隣り合う発光部１の数よりも少ない。そのため、全点灯状態において導光部材１０の外周部の中でも特に角部の輝度が暗くなりやすい。そのため、１つの第２外側部１ｃの面積を１つの第１外側部１ｂの面積よりも小さくし、第１外側部１ｂ及び第２外側部１ｃのそれぞれの光源２０Ａに同じ電力が供給された状態において、１つの第２外側部１ｃの単位面積当たりの発光強度を、１つの第１外側部１ｂの単位面積当たりの発光強度よりも高くすることが好ましい。
また、１つの第１外側部１ｂ及び／又は１つの第２外側部１ｃの面積を１つの内側部１ａの面積よりも小さくすることに加えて、第１外側部１ｂ及び／又は第２外側部１ｃの光源２０Ａ自体の明るさを、内側部１ａの光源２０Ａ自体の明るさよりも明るくすることで、全点灯状態における面状光源の発光面における輝度むらをさらに軽減することができる。例えば、第１外側部１ｂ及び／又は第２外側部１ｃの光源２０Ａに供給する電力を、内側部１ａの光源２０Ａに供給する電力よりも高くすることで、第１外側部１ｂ及び／又は第２外側部１ｃの光源２０Ａの明るさを、内側部１ａの光源２０Ａの明るさよりも明るくすることができる。また、例えば、第１外側部１ｂ及び／又は第２外側部１ｃの光源２０Ａのサイズを、内側部１ａの光源２０Ａのサイズよりも大きくすることで、第１外側部１ｂ及び／又は第２外側部１ｃの光源２０Ａの明るさを、内側部１ａの光源２０Ａの明るさよりも明るくすることができる。
図１Ａに示すように、溝１４は、第１溝１４－１と第２溝１４－２とを有する。第１溝１４－１は、隣り合う第１外側部１ｂ間、及び第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとの間に位置する。第２溝１４－２は、隣り合う内側部１ａの間に位置する。第１方向Ｘにおいて、第１溝１４－１と第２溝１４－２は同一直線上に位置する。第２方向Ｙにおいて、第１溝１４－１と第２溝１４－２は同一直線上に位置する。また、溝１４は、第１外側部１ｂと内側部１ａとの間、及び第２外側部１ｃと内側部１ａとの間に位置する第３溝１４－３を有する。第２方向Ｙにおいて隣り合う第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとの間の第１溝１４－１と、第３溝１４－３は、第１方向Ｘにおいて同一直線上に位置する。第１方向Ｘにおいて隣り合う第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとの間の第１溝１４－１と、第３溝１４－３は、第２方向Ｙにおいて同一直線上に位置する。
図１Ａに示す構造は、導光部材１０を支持部材５０上に配置した後に、溝１４を形成して、導光部材１０を複数の発光部１に分離することで得られる。導光部材１０を支持部材５０上に配置した後に複数の発光部１に分離する方法は、支持部材５０に配置する前に分離された個々の発光部１を支持部材５０上に配置する方法に比べて、製造工程を容易にできる。また、支持部材５０上における各発光部１間の位置精度を高くできる。尚、図１Ａに示す構造は、支持部材５０に配置する前に分離された個々の発光部１を支持部材５０上に配置することで得ることもできる。
また、図１Ｂに示す例のように、第１溝１４－１と第２溝１４－２は、第１方向Ｘにおいて位置をずらし、第２方向Ｙにおいて位置をずらすこともできる。第１方向Ｘにおいて第１溝１４－１と第２溝１４－２とがずれていることにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。導光部材１０は、溝１４によって互いに分離されている。このため、溝１４が位置する部分は、面状光源の強度が低下しやすい。面状光源の強度が低下しやすい第１溝１４－１と第２溝１４－２とが、第１方向Ｘにおいて離れて位置することにより、第２方向Ｙに沿って面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。同様に、第２方向Ｙにおいて第１溝１４－１と第２溝１４－２とがずれていることにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。第２方向Ｙにおいて隣り合う第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとの間の第１溝１４－１と、第３溝１４－３は、第１方向Ｘにおいて同一直線上に位置する。第１方向Ｘにおいて隣り合う第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとの間の第１溝１４－１と、第３溝１４－３は、第２方向Ｙにおいて同一直線上に位置する。尚、第２方向Ｙにおいて隣り合う第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとの間の第１溝１４－１と、第３溝１４－３は、第１方向Ｘにおいて同一直線上に位置していなくてもよい。これにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。第１方向Ｘにおいて隣り合う第１外側部１ｂと第２外側部１ｃとの間の第１溝１４－１と、第３溝１４－３は、第２方向Ｙにおいて同一直線上に位置していなくてもよい。これにより、面状光源が折れ曲がることを抑制することができる。
図１Ｂに示す構造は、導光部材１０を溝１４によって複数の発光部１に分離した後に、発光部１を支持部材５０上に配置することで得ることができる。尚、図１Ｂに示す構造は、導光部材１０を支持部材５０上に配置した後に、溝１４を形成して、導光部材１０を複数の発光部１に分離することで得ることもできる。その他の製造方法としては、例えば、導光部材１０において複数の内側部１ａを構成する第１部分を支持部材５０上に配置する。支持部材５０上に配置された第１部分は分離される前の状態である。そして、支持部材５０上に配置された第１部分に溝１４を形成して、第１部分を複数の内側部１ａに分離する。この後、分離された複数の第１外側部１ｂ及び第２外側部１ｃを支持部材５０上に配置する。このようにすることでも、図１Ｂに示す構造を得ることができる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、
これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業
者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の
範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及
び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属
するものである。
１…発光部、１ａ…内側部、１ｂ…第１外側部、１ｃ…第２外側部、１０…導光部材、１４…溝、１４－１…第１溝、１４－２…第２溝、１４－３…第３溝、２０Ａ～２０Ｃ…光源、２１…発光素子、３０…第１透光性部材、４０…第１光反射部材、５０…支持部材

Claims (5)

  1. 溝によって分離された複数の発光部を有する導光部材と、
    複数の前記発光部のそれぞれに配置された光源と、
    を備え、
    複数の前記発光部は、複数の外側部と、平面視において複数の前記外側部で囲まれた領域に位置する少なくとも１つの内側部とを有し、
    平面視において、複数の前記外側部のそれぞれは、１つの前記内側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っており、
    平面視において、１つの前記外側部の面積は、１つの前記内側部の面積よりも小さい面状光源。
  2. 複数の前記外側部は、第１外側部と、第２外側部と、を有し、
    １つの前記第２外側部は、１つの前記第１外側部が隣り合う前記発光部の数よりも少ない数の前記発光部と隣り合っており、
    平面視において、１つの前記第２外側部の面積は、１つの前記第１外側部の面積よりも小さい請求項１に記載の面状光源。
  3. 前記溝は、隣り合う前記外側部の間に位置する第１溝と、隣り合う前記内側部の間に位置する第２溝と、を有し、
    前記第１溝と前記第２溝は同一直線上に位置する請求項１または２に記載の面状光源。
  4. 前記内側部の面積は、平面視において前記導光部材の中心に最も近い前記内側部の面積である請求項１～３のいずれか１つに記載の面状光源。
  5. 前記外側部の面積は、前記内側部の面積の０．５倍以上０．８倍以下である請求項１～４のいずれか１つに記載の面状光源。
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