JP7041364B2 - 発光装置 - Google Patents
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図1Aは、本実施形態に係る発光装置100の構造の一例を示す断面図である。図には、互いに直交するx軸、y軸、およびz軸の3軸によって張られる三次元座標系が記載されている。他の添付図面でも、同様の三次元座標系が記載され、x軸、y軸、およびz軸は、それぞれ、全ての図面で共通の方位を指す。
配線基板10は上面10aおよび下面10bを有する。配線基板10の上面10a側に複数の発光素子20が配置され、支持される。配線基板10は、第1導体配線層12a、第2導体配線層12bおよび絶縁層11を有しており、複数の発光素子20は第1導体配線層12aに電気的に接続されている。第1導体配線層12aおよび第2導体配線層12bは、絶縁層11によって絶縁されており、ビア13を介して電気的に接続されている。配線基板10の上面10aのうちの、発光素子20を実装する領域以外の部分は、絶縁層11で覆われている。
複数の発光素子20は、配線基板10の上面10a側に配置され、導体配線層11に電気的に接続されている。図2Aは、発光装置100の上面図である。図2Aにおいて、3×3個の発光素子20に着目し、それらを拡大して図示している。
第1光拡散部材30は、配線基板10上に配置されている。第1光拡散部材30は、複数の貫通孔30hを有し、光拡散材を含有する。複数の発光素子20のそれぞれは、複数の貫通孔30hのうちの対応する貫通孔内に配置されている。第1光拡散部材30の厚さh3は、例えば0.30mm程度であり得る。第1光拡散部材30は波長変換物質を含有し得る。波長変換物質についての詳細は後で説明する。
第1光反射層40は、配線基板10と第1光拡散部材30との間に位置する。光反射層として、例えばポリエステル系樹脂から形成された多層膜構造を有する高反射フィルムが用いられる。光反射層として高反射フィルムを用いる場合は、第1光拡散部材30の貫通孔30hに対応する貫通孔を有することが好ましい。高反射フィルムは、可視光領域に属する波長範囲(例えば400nmから800nm)において高い反射率を有する。高反射フィルムは、その波長範囲において、例えば98%以上の高い反射率を有していることが好ましい。高反射フィルムに、例えば3M社製の反射フィルム(ESR 80v2)を好適に利用することができる。ただし、第1光反射層40は、高反射フィルムに限られず、金属膜であってもよく、誘電体多層膜であってもよい。第1光反射層40の厚さh2は、例えば0.065mm程度であり得る。
複数の第2光拡散部材50は、複数の発光素子20を覆い、第1光拡散部材30が有する複数の貫通孔30h内に配置されている。それぞれの第2光拡散部材50は、貫通孔30h内において、貫通孔30hの内面30s、第1光反射層40の側面40c、配線基板10の上面10aの一部、発光素子20の、上面20a、下面20bおよび側面20cに接している。換言すると、第2光拡散部材50は、複数の発光素子20を覆い、かつ、貫通孔30hの内面30s、第1光反射層40の側面40c、および配線基板10の上面10aの一部に接するよう、貫通孔30hを充填している。ただし、貫通孔30hの内面30sおよび/または第1光反射層40の側面40cと、第2光拡散部材50との境界に沿って部分的または局所的な空隙が形成されていてもよい。このような空隙は、例えば製造に起因して生じ得る。後で詳しく説明するように、配線基板10の上面10aと複数の第2光拡散部材50との間に、第1光反射層40とは異なる他の光反射層が位置し得る。
図6Eに示すように、発光装置100は、配線基板10と複数の第2光拡散部材50との間に位置する第2光反射層55をさらに備え得る。第2光反射層55は、第3光反射層51と同じ材料から形成され得る。このように、発光素子20の裏面側に光反射層を設けることで、配線基板10の上面10aに向かう光を光反射層で反射して第2光拡散部材50に導光することができる。その結果、発光素子20から発せられる光の利用効率をさらに向上させることができる。
第3光反射層51は、複数の第2光拡散部材50と後述する透光積層体60との間に位置する。第3光反射層51は、第1光拡散部材30が有する複数の貫通孔30h内に配置された複数の第2光拡散部材50を覆い、複数の貫通孔30hのそれぞれの開口30fを埋める。発光素子20の上面20aから貫通孔30hの開口30fまでのz方向の高さh6は、例えば0.210mm程度であり得る。
図1Bに示すように、発光装置100は、プリズムシート61を含む透光積層体60をさらに備えていてもよい。透光積層体60は、平面視において概ね板状の形状を有する。
図4に示されるように、発光装置100は、プリズムシート61の代わりに、プリズムアレイ層62および63を有する透光積層体60を備え得る。例えば、プリズムアレイ層62は、図1において、y方向に延びる複数のプリズムを有し、プリズムアレイ層63はx方向に延びる複数のプリズムを有する。プリズムアレイ層62、63として、市販されているバックライト用の光学部材を広く利用できる。プリズムアレイ層62、63のトータルの厚さ7は、例えば0.16mm程度であり得る。ただし、プリズムシート61の厚さh4は、プリズムアレイ層62、63を単純に積層したプリズムシートの厚さh7の半分程度に抑えることが可能となるため、発光装置100をより薄型化する観点からは、透光積層体60としてプリズムシート61を採用することが好ましい。
図6Aから図6Eを参照して、発光装置100の製造方法の例を説明する。図6Aから図6Eは、発光装置100の製造方法に含まれる各製造工程を説明するための工程断面図である。
10a、20a、30a、50a、60a :上面
10b、20b、30b :下面
11 :絶縁層
12a :第1導体配線層
12b :第2導体配線層
13 :ビア
20 :発光素子
20c、40c :側面
30 :第1光拡散部材
30c :傾斜面
30f :開口
30h :貫通孔
30s :内面
40 :第1光反射層
50 :第2光拡散部材
51 :第3光反射層
52 :光拡散層
55 :第2光反射層
60 :透光積層体
61 :プリズムシート
62、63 :プリズムアレイ層
100 :発光装置
Claims (9)
- 配線基板と、
前記配線基板上に配置され、かつ、前記配線基板の配線層に電気的に接続された複数の発光素子と、
前記配線基板上に配置された、複数の貫通孔を有し、光拡散材を含有する第1光拡散部材であって、前記複数の発光素子のそれぞれは、前記複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔内に配置されている第1光拡散部材と、
前記複数の発光素子を覆い、前記複数の貫通孔内に配置された複数の第2光拡散部材であって、それぞれが光拡散材および波長変換物質を含有し、かつ、前記それぞれが含有する前記光拡散材の含有率は、前記第1光拡散部材が含有する前記光拡散材の含有率よりも高い、複数の第2光拡散部材と、
を備え、
前記複数の第2光拡散部材のそれぞれは、前記複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔の内面に接する、発光装置。 - 前記第1光拡散部材は波長変換物質を含有する、請求項1に記載の発光装置。
- 前記第1光拡散部材が含有する波長変換物質の含有率は、前記複数の第2光拡散部材のそれぞれが含有する波長変換物質の含有率よりも低い、請求項2に記載の発光装置。
- 前記配線基板と前記第1光拡散部材との間に位置する第1光反射層をさらに備える、請求項1から3のいずれかに記載の発光装置。
- 前記配線基板と前記複数の第2光拡散部材との間に位置する第2光反射層をさらに備える、請求項1から4のいずれかに記載の発光装置。
- 前記第1光拡散部材の上方に位置するプリズムシートをさらに備える、請求項1から5のいずれかに記載の発光装置。
- 前記第1光拡散部材と前記プリズムシートとの間に位置する光拡散層をさらに備える、請求項6に記載の発光装置。
- 前記複数の第2光拡散部材と前記プリズムシートとの間に位置する第3光反射層をさらに備える、請求項6または7に記載の発光装置。
- 前記複数の貫通孔のそれぞれの内面は、前記複数の発光素子のうちの対応する発光素子の上面よりも高い位置において、上方に向かって広がる傾斜面を含む、請求項1から8のいずれかに記載の発光装置。
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