JP7048888B2 - 光源装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、光源装置の製造方法に関する。
光源装置として、発光素子が複数マトリクス状又はチドリ状等に配列された面発光の光源装置が提案されている（特許文献１）。
このような面発光の光源装置では、均一な光量の分布を得るために種々の工夫がなされている。しかし、光源装置として組み立てた場合の発光素子から出射される光の波長変換、拡散、吸収、反射、透光等に用いられる部材自体又はそれらの組み合わせによる個体差あるいは発光素子自体の個体差等によって、面内における光量のばらつきの防止には限界がある。また、光源装置のそれぞれにおいて用いられる発光素子及び部材間でのばらつきを防止することは困難であることから、各光源装置における均一な面内光量分布を得ることは困難である。
特開２００８－２７８８６号公報
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、発光素子が複数マトリクス状又はチドリ状等に配列された面発光の光源装置に対して、より簡便な手法によって、面内における光量の均一な分布を実現することができる光源装置の製造方法を提供する。
本発明の一実施の態の光源装置の製造方法は、複数の光源が配置された基板を準備し、前記複数の光源を点灯させて、該複数の光源の上方であって、前記基板に平行な面の全面の第１の光強度分布を測定し、前記第１の光強度分布の測定値に基づいて、前記複数の光源の上方に、前記第１の光強度分布と異なる第２の光強度分布を得るための光反射パターンを形成することを含む。
本発明の一実施の形態の光源装置の製造方法によれば、発光素子が複数マトリクス状又はチドリ状等に配列された面発光の光源装置に対して、より簡便な手法によって確実に、面内における光量の均一な分布を実現することができる。
本発明の発光装置の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の発光装置の製造方法を説明するための概略断面工程図である。 本発明の発光装置の製造方法を用いられる光源を示す概略断面図である。 図３Ａの光源の配光特性を示すグラフである。 本発明の発光装置の製造方法で第１の光強度分布を測定する基板の一例を示す平面図である。 本発明の発光装置の製造方法で製造する光反射パターンの一例を示す平面図である。 本発明の発光装置の製造方法で製造した光反射パターンを有する発光装置の光強度分布を示すグラフである。 本発明の発光装置の製造方法で製造した光反射パターンを有さない発光装置の光強度分布を示すグラフである。 本発明の発光装置の製造方法で得られる発光装置の一例を示す概略断面図である。 本発明の発光装置の製造方法で製造する光反射パターンの他の例を示す平面図である。 本発明の発光装置の製造方法で製造する光反射パターンのさらに他の例を示す平面図である。 本発明の発光装置の製造方法で製造する光反射パターンのさらに他の例を示す平面図である。 本発明の発光装置の製造方法で製造する光反射パターンのさらに他の例を示す平面図である。 本発明の発光装置の製造方法で製造する光反射パターンのさらに他の例を示す平面図である。
以下、本開示の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する実施の形態は、本開示の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。
各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
本発明の光源装置の製造方法は、例えば、図１に示すように、
複数の光源が配置された基板を準備し（Ｓ１）、
前記複数の光源を点灯させて第１の光強度分布を測定し（Ｓ２、Ｓ３）、
前記第１の光強度分布の測定値に基づいて、前記複数の光源の上方に、前記第１の光強度分布と異なる第２の光強度分布を得るための光反射パターンを形成（Ｓ４）することを含む。
このように、発光素子が複数マトリクス状に又はチドリ状等配列された面発光の光源装置に対して、発光素子自体の個体差等が発生しても、また、光源装置として組み立てた場合の発光素子から出射される光の波長変換、拡散、吸収、反射、透光等に用いられる部材自体又はそれらの組み合わせによる個体差等が発生しても、複数の光源が配置された基板の状態での又は組み立てた状態での光強度分布を測定し、かつ調整することによって、簡便な手法で、確実に、面内における光量の均一な分布を実現することができる。そして、このような方法を利用することによって、１つの光源装置における面内の光量分布を均一にするのみならず、製造される光源装置ごとに、簡便かつ確実に、均一な面内光量分布を測定及び調整することができるために、高品質の光源装置を製造することが可能となる。
〔基板の準備〕
まず、複数の光源及びそれらを配置するための基板を準備する。
（基板１０）
基板は、複数の光源を配置できるものであれば、その形状、材料等は限定されず、種々のものを利用することができる。例えば、図２Ａに示すように、基板１０は、板状であり、かつ上面が平坦な基材１１を用いることが好ましく、光源を配置する面（以下、上面１１ａ）に導体配線層１２が形成されたものであることが好ましい。
基材１１の材料は、絶縁性、導電性材料及びそれらの複合材料から選択することができる。例えば、基材１１の材料としては、樹脂、セラミックス等が挙げられる。低コスト及び成形容易性の点から、樹脂を用いることが好ましい。樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジン、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、オキセタン樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂等が挙げられる。また、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の酸化物粒子からなる光反射材を樹脂材料に分散させた材料であってもよい。このような材料を用いることにより、光源からの光を基板の上面において反射させ、基板側での光の漏れ及び吸収を防いで、発光装置の光取り出し効率を向上させることが可能である。また、耐熱性及び耐光性に優れるという観点から、セラミックスを用いてもよい。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、フォルステライト、ガラスセラミックス、窒化物系（例えば、ＡｌＮ）、炭化物系（例えば、ＳｉＣ）、ＬＴＣＣ等が挙げられる。複合材料としては、上述した樹脂に、ガラス繊維、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の無機フィラーを混合したもの、ガラス繊維強化樹脂（ガラスエポキシ樹脂）等が挙げられる。これにより、基材１１の機械的強度の向上、熱膨張率の低減、光反射率の向上等を図ることができる。基材１１は、積層構造を有していてもよい。
（導体配線層１２）
導体配線層１２は、各光源に外部から電力を供給する配線パターンを有する。
導体配線層１２は、基材１１の材料としてセラミックスを用いる場合、その材料として、基材１１のセラミックスと同時焼成が可能な高融点金属を用いることが好ましい。例えば、タングステン、モリブデン等の高融点金属が挙げられる。基材１１の材料としてガラスエポキシ樹脂を用いる場合、その材料として、加工し易い材料を用いることが好ましい。例えば、メッキ、スパッタリング、蒸着、プレスによる貼り付けによって形成された、銅、ニッケル等が挙げられる。
導体配線層１２は、多層構造を有していてもよい。例えば、上述した方法で形成された高融点金属のパターンと、このパターン上にメッキ、スパッタリング、蒸着等によって形成された、ニッケル、金、銀などの他の金属を含む金属層とを有していてもよい。
導体配線層１２の上には、光反射性を有する絶縁層が配置されていることが好ましい。光反射材は、基材の材料で例示したものと同様のものが挙げられる。
また、基材１１の下面１１ｂには金属層が形成されていてもよい。金属層は、例えば、放熱のために下面１１ｂの全体に設けられてもよいし、光源を駆動するための駆動回路の回路パターンを有していてもよい。
（壁部１３）
基板１０は、光源のそれぞれを取り囲む壁部１３をさらに備えていてもよい。壁部１３によって、光源から出射される光を反射させることによって、光を上方に出射させることができる。壁部１３は、図２Ａに示すように、基板１０の上面に対して垂直に配置されていてもよいが、基板１０の上面側から離れる方向に向かって外側に広がるように傾斜していることが好ましい。
壁部１３は、基材１１と同様の材料によって形成してもよいし、上述した光反射材等をその内部及び／又は表面に有していてもよい。なかでも、光反射材を含んで形成されていることが好ましく、光源からの光を７０％以上反射し得る材料によって形成されていることがより好ましい。
壁部１３で区分される領域の平面視の形状は多角形であることが好ましい。これにより、面発光装置の発光面の面積に応じて発光エリアを壁部１３で任意の数に区分することが容易になる。その形状は、正方形、長方形、六角形等が挙げられる。
壁部１３は、例えば、金型を用いた成形、光造形による成形方法によって形成することができる。金型を用いた成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形、圧空成形、プレス成形等が挙げられる。
壁部１３は、例えば、図４Ａに示すように、光源２０を配置する領域を四角形で取り囲むように、ｘ方向及びｙ方向に配置していることが好ましい。図４Ａにおいて、壁部１３は、一対の傾斜面を有し、断面視が三角形である。壁部１３は、例えば、高さを８．０ｍｍ以下、より薄型の発光装置とする場合は１．０～４．０ｍｍ程度とすればよい。
（光源２０）
光源２０は、光を発する部材を指し、例えば、自ら光を発する発光素子、発光素子を透光性樹脂等で封止したもの、パッケージされた表面実装型の発光装置等を含む。
各光源２０は、出射面を有する発光素子２１を含む。発光素子２１は、半導体レーザ、発光ダイオード等、公知の半導体発光素子を利用することができる。
発光素子２１は、例えば、半導体積層構造を有する。半導体積層構造は、活性層と、活性層を挟むｎ型半導体層及びｐ型半導体層とを含み、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層にｎ側電極及びｐ側電極がそれぞれ電気的に接続される。ｎ側電極及びｐ側電極は、出射面と反対側の面に位置するものが挙げられる。
発光素子２１は、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色、緑色の光を出射する素子としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）又はＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を含む発光素子を用いることができる。さらに、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料及びその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。用いる発光素子の組成、発光色、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択すればよい。
光源２０は、例えば、青色光又は白色光を出射するものを用いることができる。この場合、発光素子２１自体が白色光を出射してもよいし、発光素子２１から出射された光が、後述する被覆部材２４を透過することにより白色光が出射されてもよい。各光源２０に含まれる発光素子の数及び種類は、１つでもよいし、複数個又は複数種類でもよい。例えば、光源２０が、赤、青、緑の光を出射する３つの発光部分を含む発光素子、あるいは、赤、青、緑の光をそれぞれ出射する３つ発光素子を含み、赤、青、緑の光が混合されることにより白色光を出射するものが挙げられる。光源２０は、白色光を出射する発光素子と、他の色を出射する発光素子とを含んでいてもよい。白色光を出射する発光素子と、他の色を出射する発光素子とを光源２０に用いることにより、光源２０から出射する光の演色性を向上させることが可能である。
光源２０は、どのような配光特性を有するものであってもよいが、例えば、上述したように基板１０の上で壁部１３に囲まれる場合には、壁部１３に囲まれた各領域において輝度ムラ少なく光源を光らせるために、広配光であることが好ましい。特に、光源２０のそれぞれがバットウイング型の配光特性を有していることが好ましい。これにより光源の真上方向に出射される光量を抑制して、各々の光源の配光を広げ、広げた光を壁部に照射することによって、壁部で囲まれた各領域における光源による輝度ムラを抑制することができる。
ここでバットウイング型の配光特性とは、図３Ｂに示すように、光軸Ｌを０°として、０°よりも配光角の絶対値が大きい角度において０°よりも発光強度が強い発光強度分布で定義される。なお、光軸Ｌとは、通常、光源の中心を通り、基板の平面上の線と垂直に交わる線で定義されるものとする。
バットウイング型の配光特性を有する光源２０としては、例えば、図３Ａに示すように、半導体積層構造２２の上面に光反射膜２３を有する発光素子２１を、被覆部材２４で被覆した光源２０が挙げられる。ただし、後述するように、被覆部材２４は、光源２０を基板１０上に配置した後に形成してもよい。
光反射膜２３は、金属膜、誘電体多層膜（ＤＢＲ膜）等の単層構造又は多層構造のいずれでもよい。これにより、発光素子２１の上方向への光は光反射膜２３で反射され、発光素子２１の直上の光量が抑制され、バットウイング型の配光特性とすることができる。光反射膜２３は、発光素子２１の上面に直接形成することができ、バットウイングレンズが不要となることから、光源２０の厚みを薄くすることが可能である。例えば、基板１０に直接実装された発光素子２１の高さを１００～５００μｍ、光反射膜２３の厚みを０．１～３．０μｍとすることができる。この場合、後述する被覆部材２４を含めても、光源２０の厚みは０．５～２．０ｍｍ程度とすることができる。
光反射膜２３は、発光素子２１の発光波長に対して、入射角に対する反射率角度依存性を有していることが好ましい。具体的には、光反射膜２３の反射率は、垂直入射よりも斜め入射の方が低くなるように設定されている。これにより、発光素子２１直上における輝度の変化が緩やかになり、発光素子２１直上が暗点になる等、極端に暗くなることを抑制することができる。
複数の光源及びそれらを配置するための基板を準備した後、図２Ｂに示すように、複数の光源２０を基板１０上に配置して、光源が配置された基板１０を準備する（図１、Ｓ１）。
複数の光源２０は、基板１０上において、列状、行列状等規則的に又はランダムに配置することができる。なかでも、図４Ａに示すように、複数の光源２０は、直交する２方向、つまり、ｘ方向及びｙ方向に沿って２次元に配列されることが好ましい。複数の光源２０のｘ、ｙ方向の配列ピッチは、互いに同じでもよいし、異なっていてもよい。
光源２０は、例えば、接合部材を用いて基板上面へ配置することが好ましい。具体的には、図３Ａに示すように、上述した発光素子２１のｎ側電極及びｐ側電極が、基板１０の上面に設けられた一対の導体配線層１２に跨るように配置され、接合部材１４によって、電気的に接続され、かつ、固定される。つまり、ここでは、発光素子２１は、フリップチップボンディングにより基板１０に実装される。
接合部材１４としては、導電性を有するものが好ましく、例えば、Ｓｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ａｕ－Ｓｎ系等の半田、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等の共晶合金、低融点金属のろう材、これらを組み合わせた接着剤等が挙げられる。これらは光源及び基板の材料等に応じて適宜選択することができる。
なお、ｐ側電極及びｎ側電極と、導体配線層１２とをワイヤ等によって電気的に接続する場合には、接合部材１４は、発光素子２１の、ｐ側電極及びｎ側電極以外の領域を基板上に固定できればよく、発光素子２１と導体配線層１２とを電気的に接続しなくてもよい。
また、基板１０と発光素子２１との間には光反射性のアンダーフィルを配置してもよいし、導体配線１２のうち、電気的な接続を行わない領域には光反射層１３ａを配置してもよい。光反射層１３ａは、壁部１３を構成する材料と同様の材料で形成することができる。
被覆部材２４は、発光素子２１とこの発光素子２１の上面に形成された光反射膜２３とを被覆し、発光素子２１とともに基板１０上に支持される。従って、被覆部材２４は、複数の光源２０を基板上に配置した後、形成することが好ましい。被覆部材２４は、半導体積層構造２２の側面、光反射膜２３等が外部環境に露出することによる発光素子２１の損傷を抑制する。被覆部材２４の材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂又はガラスなどの透光性材料を用いることができる。被覆部材２４の耐光性及び成形容易性の観点からは、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。
被覆部材２４は、拡散部材、蛍光体、着色剤などを含んでいてもよい。
蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬＡＧ）、ユウロピウム及び／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣａＯ－Ａｌ2Ｏ3－ＳｉＯ2）、ユウロピウムで賦活されたシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4）、αサイアロン蛍光体、βサイアロン蛍光体等が挙げられる。特に青色光を緑色光に変換する蛍光体としては、βサイアロン蛍光体が挙げられ、青色光を赤色光に変換する蛍光体としては、ＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体が挙げられる。被覆部材２４が、蛍光体としてβサイアロン蛍光体とＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことにより、発光装置の色再現範囲を広げることができる。被覆部材２４が蛍光体を備える場合、発光素子２１が、蛍光体を効率良く励起できる短波長の光を出射することが可能な窒化物半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いることが好ましい。
被覆部材２４は、発光素子２１及び光反射膜２３を被覆するように圧縮成形、射出成形、印刷、ディスペンサ塗布等によって形成することができる。特に、被覆部材２４の材料の粘度を最適化することにより、発光素子２１の上に滴下又は描画して、材料自体の表面張力を利用して被覆部材２４の形状を制御することができる。この場合、金型を必要とすることなく、より簡便な方法で被覆部材２４を形成することができる。
被覆部材２４は、例えば、略半球形状、断面視において縦長の凸形状、断面視において偏平な凸形状、上面視において円形状又は楕円形状となるように形成することができる。
（その他の部材）
複数の光源の上方には、さらに、後述する拡散板、波長変換シート、プリズムシート及び偏光シートからなる群から選択される少なくとも１以上を配置してもよい。
〔第１の光強度分布の測定〕
基板上に配置された複数の光源を点灯させて（図１、Ｓ２）、図２Ｃに示すように、第１の光強度分布を測定する（図１、Ｓ３）。
ここでの第１の光強度分布は、例えば、複数の光源２０の上方であって、基板１０に平行な面の全面の光強度分布であることが好ましい。そのために、基板１０から所定の距離離れた位置を設定し、その位置における基板１０に平行な面の全面の光強度を、例えば、レンズ２７を通して又は通さないで、分光器、光検知器等の光検出器２８を用いて測定することが好ましい。また、得られた測定結果を、コンピュータなどの情報処理システム２９を用いて解析して測定値とすることができる。
なお、第１の光強度分布は、光源２０から出射される光を直接測定することによって求めてもよいが、後述する光反射パターンを形成する場合の被形成対象として、拡散板３０又は透光性シート等を通して第１の光強度分布を測定することが好ましい。これら拡散板３０等による光拡散された光強度を第１の光強度分布として測定することにより、より一層光量のばらつきを防止することができ、面内における光量分布をより均一にすることが可能となる。
（拡散板３０）
拡散板３０は、入射する光を拡散させて透過させる部材であり、光源２０の上方に配置することが好ましい。拡散板３０は、平坦な板状部材であることが好ましいが、その表面に凹凸が配置されていてもよい。拡散板３０は、実質的に基板１０に対して平行に配置されることが好ましい。拡散板３０は、例えば、ポリカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等、可視光に対して光吸収の少ない材料から構成することができる。拡散板３０の表面に凹凸を設ける又は拡散板３０中に屈折率の異なる材料を分散させるなどによって、拡散板３０に入射する光を拡散させることができる。拡散板３０の厚み、光拡散の程度は、適宜設定することができ、光拡散シート、ディフューザーフィルム等として市販されている部材を利用することができる。
透光性シートは、可視光、特に光源から出射される光に対して光吸収の少ない材料から構成することができる。
〔光反射パターンの形成〕
得られた第１の光強度分布の測定値に基づいて、図２Ｄに示すように、複数の光源２０の上方に、第１の光強度分布と異なる第２の光強度分布を得るための光反射パターンを形成する（図１、Ｓ４)。
第２の光強度分布は、第１の光強度分布におけるムラを補完した後の光強度分布であり、本来、得ようとする光強度分布又はそれに近い光強度分布とすることができる。従って、この第２の光強度分布は、複数の光源２０が配置された基板１０の全面における光強度分布を意味する。また、光反射パターンは、複数の光源２０が配置された基板１０上の全面におけるパターンを意味する。
光反射パターンは、複数の光源の上方であれば、その形成する位置は限定されないが、例えば、上述したように、光源の上方に、拡散板、透光性シート、波長変換シート、プリズムシート、偏光シート、輝度上昇フィルム（ＢＥＦ、 Brightness Enhancement Film）、反射型偏光性フィルム（ＤＢＥＦ、 Dual Brightness Enhancement Film）等が配置している場合には、それらのいずれかの光源と対向する面又は反対側の面に形成することができる。なかでも、第１の光強度分布を、拡散板３０を通して測定した場合には、光反射パターンは、拡散板の一面、例えば、光源の反対側の面に形成することが好ましい。ただし、この場合であっても、拡散板３０の下方又は上方、つまり、複数の光源の上方に、透光性シートを配置し、光反射パターンを、この透光性シートの一面に形成してもよい。また、これらのシートは直接重ねて配置することが好ましい。直接重ねることによって、間に空気（空気層）なく配置できるため、空気層により戻り光を低減させて発光装置として輝度を高めることができる。
光反射パターンは、光反射材を含む材料によって形成することができる。例えば、光反射材を含む樹脂及び／又は有機溶剤等が挙げられる。光反射材としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の金属酸化物粒子が挙げられる。樹脂及び有機溶剤は、用いる金属酸化物粒子、製造された発光装置に求められる特性等を考慮して、適宜選択することができる。なかでも、樹脂としては、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂等を主成分とした透光性であって光硬化性の樹脂を用いることが好ましい。光反射パターンは、それを構成する材料中に、さらに、顔料、光吸収材、蛍光体等を含有していてもよい。
光反射パターンの形成方法は、例えば、印刷法、インクジェット法、スプレー法等、当該分野で公知の何れの方法を用いてもよい。一実施形態として、図２Ｄに示すように、インクジェット印刷装置４１のノズル４２から、光反射パターン構成材料４３ａの帯電させた液滴を噴射し、コンピュータなどの制御システム４０からの指令で制御される電場によって偏光させて拡散板３０の表面の必要な箇所に付着させることにより、図２Ｅに示すように、任意の形状の光反射パターン４３を形成することができる。この際、材料中の光反射材の濃度を調整することによって及び／又は樹脂の形成厚みを変化させることによって、光反射性能を適宜調整することができる。また、このような光反射パターンは、１回の作業で全面の光反射パターンを形成してもよいし、用いる材料及び／又は濃度等をそのまま又は異ならせて、複数回の作業を行うことによって形成してもよい。
例えば、第１の光強度分布において特に光強度の高い領域に、光反射パターンの形成材料の量の多少、これら材料による層の厚薄又は双方を調整して配置することによって、所定の光反射パターンを形成する。その結果、第１光強度分布のムラが低減され、基板１０上の全面における光強度が、全体として均一化された光強度分布を示す第２の光強度分布とすることができる。言い換えると、光源２０を構成する各種部材の個体差等により光源２０ごとに発生する面内における光量のばらつきを、予め、第１の光強度分布として測定することによって、得ようとする第２の光強度分布に適合しない光強度を、その測定値に基づいて容易に判断することができる。その結果、補完すべき光強度が、その判断結果によって認識することができるため、その判断結果に基づいて光反射パターンを形成すれば、得ようとする第２の光強度分布を簡便にかつ確実に得ることができる。
そして、発光装置を構成しようとする基板ごとに、光源を配置した段階で、さらにその上方に、上述した所定の部材を設置した段階で、それらの個体差によって発生する光強度分布のムラ（輝度ムラ）を、効果的、かつ簡便、容易に補正するように、光反射パターンを形成することができるため、高品質の発光装置を大量生産ベースで製造することが可能となる。
具体的には、図４Ａに示すように、壁部１３を備え、壁部１３に囲まれた各領域に光源２０を配置した基板１０（Ｓ１）に対して、上述した光源点灯（Ｓ２）、第１の光強度分布測定（Ｓ３）を行い、光反射パターンを形成（Ｓ４）する。この場合、図４Ｂに示すように、光反射パターン４３は、主として、光源２０の直上及びその周辺に相当する領域Ａ、光源２０に正面で対面する壁部１３及びその周辺に相当する領域Ｂ、隣接する光源２０を取り囲む壁部が交差する領域及びその周辺に相当する領域Ｃにおいて、光反射パターン構成材料４３ａの厚み及び／又は濃度を異ならせている。
一実施形態では、領域Ａは平面視円形、領域Ｂは平面視長方形、領域Ｃは平面視十字の外枠を構成する形状であり、これら各領域の境界は、急激な光反射パターン構成材料４３ａの厚み及び／又は濃度の差を設けてもよいが、徐々に変動させることが好ましい。領域Ａにおける光反射パターン構成材料４３ａの厚み及び／又は濃度が最も厚く／高く、領域Ｂがそれに続き、領域Ｃは光反射パターン構成材料４３ａを配置しない。
例えば、図４Ｂに示した光反射パターンにおいて、縦７個×横２０個の光源２０に相当する光反射パターンを形成した発光装置では、このような光反射パターンを形成しない以外同様の構成を有する発光装置と比較して、図５Ａに示すように、その面内における光量分布を均一化することができる。また、面内における所定の一点（ここでは１つの光源２０（さらに発光素子２１）の直上の点）を通るｘ方向及びｙ方向の輝度強度を比較した場合、図５Ａに示すように、光反射パターンを形成した発光装置では、光反射パターンを有さない発光装置の図５Ｂに示す輝度強度に対して、その光量分布が均一化されていることが分かる。
なお、ここで用いた発光装置の光反射パターンは、酸化チタンを含有するシリコーン樹脂溶液（酸化チタン：シリコーン樹脂＝２０：８０重量比）によって、上述した印刷法を利用して形成したものである。また、ここで用いた発光装置は、図６に示したように、光反射パターン４３を拡散板３０の上面に形成し、その上に、後述する波長変換シート３２、第１プリズムシート３３、第２プリズムシート３４及び偏光シート３５を順に積層した光学部材を、基板１０上に配置した光源２０の上方に配置したものであり、光量分布は、これらの上方から見た値である。
別の実施形態として、図７～８に示すように、領域Ａに相当する領域、領域Ｂに相当する領域及び領域Ｃに相当する領域を種々の形状で配置することができる。また、図９～１１に示すように、領域Ａに相当する領域及び領域Ｂに相当する領域のみを種々の形状で配置し、領域Ｃに相当する領域を配置しなくてもよい。
なお、本発明における発光装置の製造方法では、光反射パターンを形成した（Ｓ４）後、光反射パターンを通して、光強度分布を測定し、その光強度分布が所望の光強度分布を有するか否かを判定し（Ｓ５）、均一でない場合には、その光強度分布の測定結果に基づいて、再度光反射パターンを形成（Ｓ４）してもよい。
また、本発明における発光装置の製造方法では、光反射パターンの形成の前後に、光反射パターンの上方又は下方に、波長変換シート、プリズムシート及び偏光シートからなる群から選択される少なくとも１種を形成してもよい。例えば、図６に示すように、基板１０に配置された光源２０の上方に、光反射パターン４３がその表面に形成された拡散板３０、波長変換シート３２、第１プリズムシート３３、第２プリズムシート３４及び偏光シート３５がこの順に積層することができる。
さらに、本発明における発光装置の製造方法では、光反射パターンを形成した後、第１の光強度分布の測定と同様の測定を行って又は行うことなく、光強度分布の結果に従って、蛍光体を含む樹脂及び／又は有機溶剤等を用いて、色変換パターンを、上述したシートの一面等に形成してもよい。特に、波長変換シートを設ける形態では、色変換パターンを設けることによって、波長変換シートを通過したあとのムラ（ここでは特に色ムラ）を低減させることができる。
あるいは、光反射パターンを形成する前に、第１の光強度分布の測定を行って、光強度分布の結果に従って、蛍光体を含む樹脂及び／又は有機溶剤等を用いて、色変換パターンを、上述したシートの一面等に形成してもよい。この場合、色変換パターンの上に光反射パターンが配置されることになり、これらは同じシートの一面等に形成してもよいし、別のシートの一面等に形成してもよい。
（波長変換シート３２）
波長変換シート３２は、拡散板３０の、基板１０が位置する側又は反対側に配置してもよいが反対側（上面側）に配置することが好ましい。
波長変換シート３２は、光源２０から出射する光の一部を吸収し、光源２０からの出射光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、波長変換シート３２は、光源２０からの青色光の一部を吸収して黄色光を発する。あるいは、波長変換シート３２は、光源２０からの青色光の一部を吸収して緑色光及び赤色光を発してもよい。いずれも白色光を出射する光源装置を得ることができる。波長変換シート３２は、光源２０の発光素子２１から離れているため、発光素子２１の近傍では使用することが困難な、熱又は光強度に耐性の劣る蛍光体等を使用することができる。これにより、発光装置のバックライトとしての性能を向上させることが可能となる。波長変換シート３２は、シート形状あるいは層形状を有しており、上述した蛍光体等を含む。
（第１プリズムシート３３及び第２プリズムシート３４）
第１及び第２プリズムシート３３、３４はその表面に、所定の方向に延びる複数のプリズムが配列された形状を有する。例えば、第１プリズムシート３３は、ｙ方向に延びる複数のプリズムを有し、第２プリズムシート３４は、ｘ方向に延びる複数のプリズムを有する。プリズムシートは、種々の方向から入射する光を、発光装置に対向する表示パネルへ向かう方向に屈折させることができる。これにより、発光装置の発光面から出射する光を、主として上面に垂直な方向に出射させ、発光装置を正面から見た場合の輝度を高めることができる。
（偏光シート３５）
偏光シートは、例えば、表示パネル、例えば液晶表示パネルのバックライト側に配置された偏光板の偏光方向に一致する偏光方向の光を選択的に透過させ、その偏光方向に垂直な方向の偏光を第１及び第２プリズムシート３３、３４側へ反射させることができる。偏光シート３５から戻ってきた偏光の一部は、第１及び第２プリズムシート３３、３４及び波長変換シート３２、拡散板３０で再度反射される。このとき、偏光方向が変化し、例えば、液晶表示パネルの偏光板の偏光方向を有する偏光に変換され、再び偏光シート３５に入射し、表示パネルへ出射する。これにより、発光装置から出射する光の偏光方向を揃え、表示パネルの輝度向上に有効な偏光方向の光を高効率で出射させることができる。偏光シート３５、第１及び第２プリズムシート３３、３４等は、バックライト用の光学部材として市販されているものを用いることができる。
１０ 基板
１１ 基材
１１ａ ：上面
１１ｂ ：下面
１２ 導体配線
１２ 導体配線層
１３ 壁部
１３ａ ：光反射層
１４ 接合部材
２０ 光源
２１ 発光素子
２２ 半導体積層構造
２３ 光反射膜
２４ 被覆部材
２７ レンズ
２８ 光検出器
２９ 情報処理システム
３０ 拡散板
３２ 波長変換シート
３３ 第１プリズムシート
３４ 第２プリズムシート
３５ 偏光シート
４０ 制御システム
４１ インクジェット印刷装置
４２ ノズル
４３ 光反射パターン
４３ａ ：光反射パターン構成材料

Claims (10)

  1. 複数の光源と、前記光源の上方に拡散板及び透光性のシートの少なくとも一方とが配置された基板を準備し、
    前記複数の光源を点灯させて、該複数の光源の上方であって、前記拡散板又は前記透光性のシートの前記基板に平行な面の全面の第１の光強度分布を測定し、
    前記第１の光強度分布の測定値に基づいて、前記基板上に配置された前記複数の光源の上方であって前記拡散板又は前記透光性のシートの上面に、前記第１の光強度分布と異なる第２の光強度分布を得るための光反射パターンを形成し、
    前記光反射パターンが形成された前記拡散板又は前記透光性のシートを通して第３の光強度分布を測定し、前記第３の光強度分布が、得ようとする前記第２の光強度分布に適合する光強度を示すか否かを判定することを含む光源装置の製造方法。
  2. 前記複数の光源の上方に拡散板を配置し、
    前記第１の光強度分布を、前記拡散板を通して測定する請求項１に記載の光源装置の製造方法。
  3. 前記光反射パターンを、前記拡散板の一面に形成する請求項２に記載の光源装置の製造方法。
  4. 前記複数の光源の上方に透光性のシートを配置し、
    前記光反射パターンを、前記透光性のシートの一面に形成する請求項１又は２に記載の光源装置の製造方法。
  5. 前記光反射パターンを、金属酸化物粒子からなる反射材を含有する樹脂を用いて形成する請求項１～４のいずれか１つに記載の光源装置の製造方法。
  6. 前記光源として、発光素子と該発光素子の上面に形成された光反射膜とを有する光源を用いる請求項１～５のいずれか１つに記載の光源装置の製造方法。
  7. 前記基板として、前記光源のそれぞれを取り囲む壁部をさらに備える基板を準備する請求項１～６のいずれか１つに記載の光源装置の製造方法。
  8. 前記光反射パターンの上方に、波長変換シート、プリズムシート及び偏光シートからなる群から選択される少なくとも１種を形成することをさらに含む請求項１～７のいずれか１つに記載の光源装置の製造方法。
  9. 前記光反射パターンの上方に、色変換パターンを形成することをさらに含む請求項１～８のいずれか１つに記載の光源装置の製造方法。
  10. 前記第３の光強度分布が得ようとする前記第２の光強度分布に適合する光強度を示さないと判定された場合に、
    前記基板上に配置された前記複数の光源の上方であって、前記光反射パターンが形成された前記拡散板又は前記透光性のシートの上面に、再度前記第２の光強度分布を得るための光反射パターンを形成することを含む請求項１～９のいずれか１つに記載の光源装置の製造方法。
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