JP7231832B2 - 発光装置、液晶表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置、液晶表示装置に関する。

マトリクス状に配置された複数の光源と、それぞれの光源からの出射光を反射するリフレクターとを有する発光装置が知られている。この発光装置では、リフレクターは、それぞれの光源の下部に形成される複数の下面リフレクターと、それぞれの光源の境界に形成される複数の側面リフレクターを含む構成である。

特表２００８－５４２９９４号公報

ところで、上記のような発光装置では、それぞれの光源を駆動する集積回路が必要となるが、光源を駆動する集積回路は、例えば、発光装置とは別の基板に実装されて発光装置の近傍に配置される。

しかしながら、この構成では、発光装置とは別に集積回路が実装された基板が必要となるため、集積回路も含めた発光装置全体の小型化が困難であった。

そこで、本開示は、集積回路を含めた発光装置の小型化を目的とする。

本開示の一実施形態に係る発光装置は、複数の光源が配置された基板と、平面視において格子状に配置された頂部と、平面視において前記光源のそれぞれを取り囲み、前記頂部から前記基板側に延伸して前記基板側ほど拡幅する壁部と、を含み、前記光源を取り囲んだ領域を複数有する区分部材と、前記光源を駆動する集積回路と、を有し、前記区分部材及び前記集積回路は、前記基板の前記光源と同一側に配置され、前記区分部材の裏面と前記基板との間に空間が形成され、前記集積回路は、平面視において正方形又は長方形であり、前記空間の前記頂部と直交する方向の長さよりも長い辺を有し、前記集積回路は、前記空間の平面視において前記頂部の交点と重複する位置に、前記正方形又は前記長方形の各辺が前記頂部に対して斜めに配置されている。

本開示の一実施形態によれば、集積回路を含めた発光装置の小型化を実現できる。

第１実施形態に係る発光装置を例示する模式平面図である。 第１実施形態に係る発光装置を例示する模式部分拡大断面図（その１）である。 第１実施形態に係る発光装置を例示する模式部分拡大断面図（その２）である。 図２の発光装置の区分部材の壁部近傍の模式部分拡大断面図である。 集積回路の配置の他の例について説明する模式平面図（その１）である。 集積回路の配置の他の例について説明する模式平面図（その２）である。 集積回路の配置の他の例について説明する模式平面図（その３）である。 集積回路の配置の他の例について説明する模式平面図（その４）である。 第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式部分拡大断面図である。 第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式部分拡大断面図である。 第２実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を例示する構成図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。又、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。

更に、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。又、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。又、一の実施形態において説明する内容は、他の実施形態や変形例にも適用可能である。又、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、誇張している場合がある。

〈第１実施形態〉
（発光装置１０）
図１は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式平面図である。図２は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式部分拡大断面図であり、図１のＡ－Ａ線に沿う断面を示している。図３は、第１実施形態に係る発光装置を例示する模式部分拡大断面図であり、図１のＢ－Ｂ線に沿う断面を示している。図４は、図２の発光装置の区分部材の壁部近傍の模式部分拡大断面図である。但し、図１では、図２に示した区分部材１３から下側の部材を図示している。

図１～図４に示すように、発光装置１０は、基板１１と、光源１２と、区分部材１３と、集積回路１４とを有する面発光型の発光装置である。

なお、以下の説明において、平面視とは対象物を基板１１の上面１１ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を基板１１の上面１１ａの法線方向から視た形状を指すものとする。

発光装置１０は、区分部材１３を挟んで光源１２の上方に配置された、光学部材として、拡散板２１を有してもよい。発光装置１０が拡散板２１を有することで、光の均一性を向上できる。又、発光装置１０は、拡散板２１の上方に、波長変換シート２２、第１プリズムシート２３、第２プリズムシート２４、偏光シート２５からなる群から選択される少なくとも一種を更に備えてもよい。発光装置１０がこれらの光学部材２０の一種以上を有することで、光の均一性を更に向上できる。

基板１１には、それぞれに発光ダイオードを含む複数の光源１２が配置されている。本実施形態では、基板１１に３２個の光源１２が配置されているが、これは一例であり、基板１１には任意の個数の光源１２が配置されてよい。

区分部材１３は、基板１１の光源１２と同一側に配置されている。区分部材１３は、平面視において格子状に配置された頂部１３ａと、平面視において光源１２のそれぞれを取り囲む壁部１３ｂとを含み、光源１２を取り囲んだ領域を複数有する。区分部材１３の壁部１３ｂは、例えば、頂部１３ａから基板１１側に延伸して基板１１側ほど拡幅している。区分部材１３の壁部１３ｂの裏面と基板１１との間には、空間Ｓが形成されている。

壁部１３ｂで囲まれた範囲（つまり、領域及び空間）は、１つの区分Ｃとして規定され、区分部材１３は、区分Ｃを複数備える。区分部材１３の壁部１３ｂは、平面視において、格子状に配置できる。平面視において、隣接する区分Ｃの境界は頂部１３ａとみなすことができる。区分部材１３は、区分Ｃ内において、底面１３ｃを有することが好ましい。言い換えると、区分部材１３は、底面１３ｃと壁部１３ｂとによって区分Ｃを構成することが好ましい。

本実施形態では、１つの区分Ｃに１つの光源１２が配置されている。但し、１つの区分Ｃに、２つ以上の光源１２が配置されてもよい。この場合、例えば、１つの区分Ｃに赤色、緑色、及び青色の３つの光源１２が配置されてもよい。或いは、１つの区分Ｃに白昼色と電球色の２つの光源１２が配置されてもよい。

集積回路１４は、基板１１の光源１２と同一側に配置されている。集積回路１４は、光源１２を駆動するＩＣ（Integrated Circuit）である。本実施形態では、１つの集積回路１４が４つの光源１２を駆動可能である。１つの集積回路１４が２つ以上の光源１２を駆動可能であると、発光装置１０の小型化に好適である。但し、これは一例であり、１つの集積回路１４が１つ～３つの光源１２を駆動してもよいし、５つ以上の光源１２を駆動してもよい。

集積回路１４は、平面視において正方形又は長方形であり、区分部材１３の壁部１３ｂの裏面と基板１１との間に形成された空間Ｓに配置されている。なお、ここでいう正方形又は長方形は、厳密な意味での正方形又は長方形を意味せず、おおよそ正方形又は長方形であることを意味する。例えば、角部が丸みをおびていたり面取りが行われたりしている形状も正方形又は長方形に含むものとする。

以下、発光装置１０を構成する各要素について詳説する。

（基板１１）
基板１１は、複数の光源１２を載置するための部材であり、図３に示すように、その上面１１ａに、発光素子１２ａ等の光源１２に電力を供給するための導体配線１８Ａ及び１８Ｂを有する。導体配線１８Ａ及び１８Ｂのうち、電気的な接続を行わない領域は、被覆部材１５に被覆されていることが好ましい。

基板１１の材料としては、少なくとも一対の導体配線１８Ａ及び１８Ｂを絶縁分離できるものであればよく、例えば、セラミックス、樹脂、複合材料等が挙げられる。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。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）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、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３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）、金属部材に絶縁層を形成した金属基板等が挙げられる。

基板１１の厚さは適宜選択できる。基板１１は、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフレキシブル基板又はリジット基板の何れであってもよい。リジット基板は湾曲可能な薄型リジット基板であってもよい。導体配線１８Ａ及び１８Ｂは、導電性部材であれば材料は特に限定されず、回路基板等の配線層として通常に使用される材料を用いることができる。導体配線１８Ａ及び１８Ｂの表面には、めっき膜や光反射膜等が形成されてもよい。

被覆部材１５は、絶縁性の材料によって形成されていることが好ましい。被覆部材１５の材料としては、基板１１の材料として例示したものと同様のものが挙げられる。被覆部材１５として、上述した樹脂に白色系のフィラー等を含有させたものを用いることにより、光の漏れ又は吸収を防止して、発光装置１０の光取り出し効率を向上させることができる。

（光源１２）
光源１２は、光を発する部材であり、例えば、自ら光を発する発光素子そのもの、発光素子を透光性樹脂等で封止したもの、発光素子がパッケージングされた表面実装型の発光装置（ＬＥＤともいう）等を包含する。例えば、光源１２としては、図３に示すように、発光素子１２ａを、封止部材１２ｂで被覆したものが挙げられる。光源１２は１つの発光素子１２ａを用いたものであってもよいが、複数個の発光素子を用いて１つの光源１２としてもよい。

光源１２は、どのような配光特性を有するものであってもよいが、区分部材１３の壁部１３ｂで囲まれた各区分Ｃにおいて輝度ムラを少なく光らせるために、広配光であることが好ましい。特に、光源１２の各々がバットウイング配光特性を有していることが好ましい。これにより光源１２の真上方向に出射される光量を抑制して、各々の光源１２の配光を広げ、広げた光を壁部１３ｂ及び底面１３ｃに照射することによって、壁部１３ｂで囲まれた各区分Ｃにおける輝度ムラを抑制できる。

ここでバットウイング配光特性とは、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を有するものと定義される。なお、光軸Ｌとは、図３に示すように、光源１２の中心を通り、基板１１の上面１１ａと垂直に交わる線で定義されるものとする。

特に、バットウイング配光特性を有する光源１２としては、例えば、図３に示すように、上面に光反射膜１２ｃを有する発光素子１２ａを用いたものが挙げられる。発光素子１２ａの上面に光反射膜１２ｃを設けることで、発光素子１２ａの上方向への光が光反射膜１２ｃで反射されて発光素子１２ａの直上の光量が抑制され、バットウイング配光特性を得られる。光反射膜１２ｃは、発光素子１２ａに直接形成できるため、バットウイング配光とするための特別なレンズを別途組み合わせる必要がなく、光源１２の厚みを薄くすることが可能である。

光反射膜１２ｃは、銀、銅等の金属膜、誘電体多層膜（ＤＢＲ膜）、樹脂に白色系のフィラー等を含有させたもの、これらの組み合わせ等の何れでもよい。光反射膜１２ｃは、発光素子１２ａ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１２ｃ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することが好ましい。これにより、発光素子１２ａの直上における輝度の変化が緩やかになり、発光素子１２ａの直上が暗点になる等、極端に暗くなることを抑制できる。

光源１２としては、例えば、基板１１に直接実装された発光素子１２ａの高さが、１００μｍ～５００μｍのものが挙げられる。光反射膜１２ｃの厚みは、０．１μｍ～３．０μｍのものが挙げられる。封止部材１２ｂを含めても、光源１２の厚みは、０．５ｍｍ～２．０ｍｍ程度とすることができる。

複数の光源１２は、集積回路１４により互いに独立して駆動可能であり、光源１２ごとの調光制御（例えば、ローカルディミング又はハイダイナミックレンジ）が可能となるように、基板１１上で配線されていることが好ましい。

（発光素子１２ａ）
発光素子１２ａとしては、公知のものを利用できる。例えば、発光素子１２ａとして発光ダイオードを用いることが好ましい。発光素子１２ａは、任意の波長のものを選択できる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の窒化物系半導体を用いたものを用いることができる。又、赤色の発光素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を用いることができる。更に、これ以外の材料からなる半導体発光素子を用いてもよい。用いる発光素子の組成及び発光色、大きさ、個数等は目的に応じて適宜選択できる。

発光素子１２ａは、図３に示すように、基板１１の上面１１ａに設けられた正負一対の導体配線１８Ａ及び１８Ｂに跨るように、接合部材１９を介してフリップチップ実装されたものが挙げられる。但し、発光素子１２ａはフリップチップ実装のみならず、フェイスアップ実装されたものでもよい。

接合部材１９は、発光素子１２ａを基板又は導体配線に固定するための部材であり、絶縁性の樹脂又は導電性の部材等が挙げられる。図３に示すようなフリップチップ実装の場合は導電性の部材が用いられる。具体的にはＡｕ含有合金、Ａｇ含有合金、Ｐｄ含有合金、Ｉｎ含有合金、Ｐｂ－Ｐｄ含有合金、Ａｕ－Ｇａ含有合金、Ａｕ－Ｓｎ含有合金、Ｓｎ含有合金、Ｓｎ－Ｃｕ含有合金、Ｓｎ－Ｃｕ－Ａｇ含有合金、Ａｕ－Ｇｅ含有合金、Ａｕ－Ｓｉ含有合金、Ａｌ含有合金、Ｃｕ－Ｉｎ含有合金、金属とフラックスの混合物等が挙げられる。

（封止部材１２ｂ）
封止部材１２ｂは、発光素子１２ａを外部環境から保護するとともに、発光素子１２ａから出力される光を光学的に制御する等の目的で、発光素子１２ａを被覆する。封止部材１２ｂは透光性の材料で形成されている。封止部材１２ｂの材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はそれらを混合した樹脂等の透光性樹脂、ガラス等を用いることができる。これらのうち、耐光性及び成形のしやすさを考慮して、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。封止部材１２ｂには、発光素子１２ａからの光を拡散させるための拡散剤、発光素子１２ａの発光色に対応した着色剤等を含んでもよい。拡散剤及び着色剤等は、当該分野で公知のものを使用できる。

封止部材１２ｂは、基板１１と直接接触してもよい。封止部材１２ｂは、印刷、ディスペンサ塗布等が可能である粘度に調整され、加熱処理、光照射によって硬化させることができる。封止部材１２ｂの形状としては、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、平面視において円形状又は楕円形状等が挙げられる。ここで、縦長の凸形状とは、断面視において、基板１１の上面１１ａに平行な方向の最大長さよりも、基板１１の上面１１ａに垂直な方向の最大長さが長い形状である。又、偏平な凸形状とは、断面視において、基板１１の上面１１ａに垂直な方向の最大長さよりも、基板１１の上面１１ａに平行な方向の最大長さが長い形状である。封止部材１２ｂは、発光素子１２ａの下面と基板１１の上面１１ａとの間に、アンダーフィル１２ｄとして配置されてもよい。

（区分部材１３）
区分部材１３は反射性を有する部材であることが好ましい。区分Ｃ内において、底面１３ｃの略中央に貫通孔１３ｄが配置されている。図１等に示すように、貫通孔１３ｄ内には、光源１２が配置されることが好ましい。貫通孔１３ｄの形状及び大きさは、光源１２の全部が露出される形状及び大きさであればよく、貫通孔１３ｄの外縁が、光源１２の近傍のみに位置するように設定することが好ましい。これによって、区分部材１３が反射性を有する場合に、光源１２からの光を底面１３ｃでも反射させること可能となり、光の取り出し効率を向上できる。

頂部１３ａは、壁部１３ｂの最も高い部位である。頂部１３ａは、平面であってもよいが、頂部１３ａの近傍が稜の形状であることが好ましい。つまり、頂部１３ａを構成する壁部１３ｂの縦断面が、鋭角三角形を構成するものが好ましく、鋭角二等辺三角形を構成するものがより好ましい。

鋭角三角形又は鋭角二等辺三角形の鋭角、つまり、壁部１３ｂの頂部１３ａ側の角度（図４中、α）は、例えば、６０°～９０°とすることが好ましい。このような範囲とすることにより、区分部材１３が占める空間及び領域を低減させ、区分部材１３の高さを低減でき、発光装置１０の小型化及び薄型化を実現できる。

区分部材１３の頂部１３ａ間のピッチＰは、用いる光源の大きさ、意図する発光装置の大きさ及び性能等によって適宜調整できる。ピッチＰとしては、例えば、１ｍｍ～５０ｍｍが挙げられ、５ｍｍ～２０ｍｍが好ましく、６ｍｍ～１５ｍｍがより好ましい。光源１２を取り囲む壁部１３ｂは、区分Ｃ側において、底面１３ｃ及び基板１１の上面１１ａの近傍から上部に向かって広がるように傾斜した面によって構成されることが好ましい。壁部１３ｂと底面１３ｃとがなす空間Ｓ側の角度（図４中、β）は、例えば、４５°～６０°が挙げられる。

又、区分部材１３自体の高さ、つまり、区分部材１３の底面１３ｃの下面から頂部１３ａまで長さは、８ｍｍ以下が好ましく、より薄型の発光装置とする場合は１ｍｍ～４ｍｍ程度であることが好ましい。又、区分部材１３の底面１３ｃの下面から拡散板２１までの距離は８ｍｍ程度以下が好ましく、より薄型の発光装置とする場合は２ｍｍ～４ｍｍ程度とすることが好ましい。これにより、拡散板２１等の光学部材を含めたバックライトユニットを極めて薄型にできる。区分部材１３の厚みとしては、例えば１００μｍ～３００μｍが挙げられる。

区分部材１３が光源１２を取り囲んで構成する区分Ｃの形状、つまり、壁部１３ｂによって区分される領域の形状は、平面視において、例えば、円形、楕円形等であってもよい。但し、複数の光源１２を効率的に配置させるためには、三角形、四角形、六角形等の多角形が好ましい。これにより、発光装置１０の発光面の面積に応じて発光領域を壁部１３ｂで任意の数に区分することが容易になり、発光領域を高密度に配置できる。

壁部１３ｂによって区分される区分Ｃの数は、任意に設定することができ、発光装置の所望のサイズに応じて壁部１３ｂの形状及び配置、区分Ｃの数等を変更できる。区分部材１３は、基板１１上に配置された光源１２の数及び位置によって、平面視、例えば、３つの区分Ｃが隣接して３つの頂部の端が１点に集中するもの、図１に示すように４つの区分Ｃが隣接して４つの頂部が集中するもの、６つの区分Ｃが隣接して６つの頂部が１点に集中するものなど、種々の形状とすることができる。

区分部材１３は、基板１１の上に配置されることが好ましく、区分部材１３の底面１３ｃの下面と基板１１の上面１１ａとが固定されるものが好ましい。特に、光源１２からの出射光が、基板１１と区分部材１３との間に入射しないように、貫通孔１３ｄの周囲を、光反射性の接着部材を用いて固定することが好ましい。例えば、貫通孔１３ｄの外縁に沿ってリング状に光反射性の接着部材を配置することがより好ましい。接着部材は、両面テープであってもよいし、ホットメルト型の接着シートであってもよいし、熱硬化樹脂や熱可塑樹脂等の樹脂系の接着剤であってもよい。これらの接着部材は、高い難燃性を有することが好ましい。但し、区分部材１３の基板１１上への固定は、ネジ止め等を利用してもよい。

上述したように、区分部材１３は、光反射性を有していることが好ましい。これにより、光源１２から出射される光を壁部１３ｂ及び底面１３ｃによって効率よく反射させることができる。特に、壁部１３ｂが上述したように傾斜を有する場合には、光源１２から出射された光が壁部１３ｂに照射され、上方向に光を反射させることができる。よって、隣接する区分Ｃが不点灯である場合においても、コントラスト比をより一層向上させることができる。又、上方向への光の反射をより効率的に行うことができる。

区分部材１３は、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からなる反射材を含有する樹脂等を用いて成形してもよいし、反射材を含有しない樹脂を用いて成形した後、表面に反射材を設けてもよい。区分部材１３は、光源１２からの出射光に対する反射率が７０％以上となるように設定されることが好ましい。

区分部材１３は、金型を用いた成形方法、光造形による成形方法等によって形成できる。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、プレス成形等の成形方法を適用できる。例えば、ＰＥＴ等で形成された反射シートを用いて真空成形することにより、底面１３ｃと壁部１３ｂとが一体的に形成された区分部材１３を形成できる。

区分部材１３は、行方向、列方向又はマトリクス状に複数の区分Ｃを配列する。例えば、図１では、光源１２がマトリクス状に４×８＝３２個配置された基板１１の上に、壁部１３ｂによって各光源１２を取り囲んで、平面視が略正方形の３２個の区分Ｃを規定している。区分部材１３は、例えば、区分Ｃの略中央の底面１３ｃに、光源１２載置用の貫通孔１３ｄを有する。

（集積回路１４）
集積回路１４は、基板１１上に設けられた導体配線に、はんだ等の接合部材を介して電気的に接続されている。集積回路１４は、ＱＦＰ（Quad Flat Package）タイプであってもよいし、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Scale Package）タイプであってもよいし、その他のタイプであってもよい。集積回路１４は、少なくとも発光素子１２ａ等の光源１２に電力を供給するための導体配線１８Ａ及び１８Ｂに接続される端子と、電源入力端子（正側端子、負側端子）とを有している。

集積回路１４は、例えば、平面視において、区分部材１３の頂部１３ａの交点Ｉと重複する位置に配置できる。なお、図１の例では区分Ｃの形状が四角形であるが、区分Ｃの形状が三角形や六角形等の多角形の場合も、頂部１３ａの交点Ｉと重複する位置に集積回路１４を配置してよい。

又、集積回路１４は、正方形又は長方形の各辺が区分部材１３の頂部１３ａに対して斜めに配置されてもよい。又、集積回路１４は、平面視において角部が区分部材１３の頂部１３ａと重複する位置に配置されてもよい。例えば、集積回路１４は、正方形又は長方形の各辺が区分部材１３の頂部１３ａに対して斜め４５度となるように配置できる。集積回路１４において、正方形又は長方形の各辺が区分部材１３の頂部１３ａに対して４５度等の斜めに配置されることで、集積回路１４が区分部材１３の壁部１３ｂの内壁面と干渉するまでの距離を稼ぐことができる。

集積回路１４を、区分部材１３の頂部１３ａの交点Ｉと重複する位置に斜めに配置することで、空間Ｓがより狭い場合にも集積回路１４を効率よく配置でき、発光装置１０の更なる小型化が可能となる。

但し、図５に示すように、集積回路１４は、平面視において、頂部１３ａの交点Ｉと重複する位置に、正方形又は長方形の各辺が頂部１３ａに対して平行又は垂直に配置されてもよい。

又、図６に示すように、集積回路１４は、平面視において、頂部１３ａの交点Ｉと重複しない位置に配置されてもよい。図６の例では、正方形の集積回路１４の各辺が頂部１３ａに対して平行又は垂直に配置されている。なお、図６の例では、１つの集積回路１４が２つの光源１２を駆動可能である。

又、図７に示すように、集積回路１４は、平面視において、長方形であってもよい。図７の例では、長方形の集積回路１４の各辺が頂部１３ａに対して平行又は垂直に配置されている。長方形の集積回路１４は、頂部１３ａの交点Ｉと重複する位置に配置されてもよい。

又、図８に示すように、集積回路１４には受動部品１７が電気的に接続される場合があり、この場合には受動部品１７を空間Ｓの任意の位置に配置してよい。受動部品は、例えば、コンデンサであるが、これには限定されず、抵抗やインダクタ等であってもよい。なお、１つの集積回路１４に接続される受動部品１７は複数種類であってもよいし、同種の受動部品が複数個接続されてもよい。これらの場合も、全ての受動部品１７を空間Ｓの任意の位置に配置してよい。

なお、集積回路１４や受動部品１７が配置されていない空間Ｓには、区分部材１３と基板１１とを接着させるための樹脂等が充填されてもよい。

このように、空間Ｓを有効利用して集積回路１４を基板１１の光源１２と同一側の空間Ｓに配置することで、発光装置１０の小型化及び薄型化を実現できる。又、集積回路１４を基板１１の光源１２と同一側に配置することで、実装コストを低減できる。

特に、図１に示すように、平面視において、正方形の集積回路１４が頂部１３ａの交点Ｉと重複する位置に、各辺が頂部１３ａに対して斜めになるように配置され、かつ角部が頂部１３ａと重複する位置に配置されている場合に、空間Ｓを最も有効に活用できる。例えば、集積回路１４が平面視において空間Ｓの頂部１３ａと直交する方向の長さよりも長い辺を有する場合であっても、集積回路１４を空間Ｓに配置できる。

又、集積回路１４が空間Ｓに配置されることで、光源１２からの出射光は、集積回路１４に妨げられることなく、区分部材１３により反射される。

（拡散板２１）
拡散板２１は、入射する光を拡散させて透過させる部材であり、必要に応じて、複数の光源１２の上方に１つ配置することができる。拡散板２１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もよい。拡散板２１は、実質的に基板１１に対して平行に配置されることが好ましい。

拡散板２１は、基板１１と対向する面上であって、平面視において壁部１３ｂと重なる領域に、光源１２を包囲する第１凸部を有してもよい。第１凸部は、平面視において壁部１３ｂと重なる領域のうち、中央部分に配置されてもよいが、頂部１３ａに近い方に偏在していることが好ましい。本願明細書において、包囲するとは、光源１２を連続して完全に取り囲むものであってもよいし、複数に分断されて光源１２を取り囲むものであってもよい。第１凸部は、区分Ｃの形状、つまり、壁部１３ｂによって区分される領域の形状が、平面視において、例えば、三角形、四角形、六角形等の多角形である場合には、それに沿った形状を構成することが好ましい。例えば、平面視において、１つの区画を構成する壁部１３ｂが、光源１２を取り囲むように四角形に配置している場合、第１凸部は、連続的又は分断して、四角形の環状に配置するものが挙げられる。第１凸部は、ドーム状、陵状、柱状、錐台状等、種々の形状であってもよいが、例えば、第１凸部の中心線に沿って左右対称の断面形状を有するものが好ましく、左右対称のドーム状であることがより好ましい。第１凸部は、拡散板２１の最も薄い厚みの１０％～３０％の厚みを有することが好ましい。

拡散板２１は、第１凸部に加えて、基板１１と対向する面上であって、平面視において光源１２と重なる領域に、第２凸部を有してもよい。第２凸部の平面形状は、光源１２と重なる領域にのみ又はそれに対応する形状で配置されてもよいし、光源１２と重なる領域の中央に配置し、その領域に対応する相似形状とすることができる。第２凸部の平面形状としては、例えば、円形、多角形又は多角形の角に丸みをおびた形状等が挙げられる。又、第２凸部の平面視における外縁の位置は、例えば、光源１２と重なる領域の面積を１００％とした場合、１１０％以上での面積で光源１２を取り囲む位置とすることができる。第２凸部は、光源１２と重なる領域が最も肉厚となる形状であることが好ましく、光源１２の中心の直上において最も肉厚となる形状であることがより好ましい。第２凸部は、最厚膜を通る断面形状が、左右対称である形状が好ましい。第２凸部の最も厚い部分の拡散板２１の厚みは、一つの区画Ｃを構成する拡散板２１の最も薄い部分の厚みの２００％～６００％とすることができ、４００％～６００％が好ましい。

拡散板２１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できる。入射した光を拡散させるために、拡散板２１は、その表面に凹凸を設けてもよいし、拡散板２１中に屈折率の異なる材料を分散させてもよい。凹凸は、例えば、０．０１ｍｍ～０．１ｍｍの大きさとすることができる。屈折率の異なる材料としては、例えば、ポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂等から選択して用いることができる。

拡散板２１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できる。例えば、拡散板２１の厚みは、１ｍｍ～２ｍｍとすることができる。

区分部材１３の頂部１３ａ間のピッチをＰとした場合、拡散板２１と光源１２との距離ＯＤは、例えば、０．３Ｐ以下となるように、拡散板２１が配置されていることが好ましく、０．２５Ｐ以下となるように配置されていることがより好ましい。ここで、距離ＯＤとは、図４に示すように、実装基板の最表面、つまり実装基板がその表面に被覆層、配線層等を有する場合にはその最表面から、拡散板２１の下面までの距離を意味する。別の観点から、拡散板２１は、例えば、図４に示す区分部材１３の底面１３ｃの上面からの距離Ｈが１．５ｍｍ～５ｍｍであることが好ましく、２ｍｍ～３ｍｍであることがより好ましい。

発光装置１０は、拡散板２１の上方に、光源１２からの光を異なる波長の光に変換する波長変換シート、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一種を備えてもよい。具体的には、拡散板２１の上方に、所定距離を隔てて又は拡散板２１の上面に、直接又は間接に、波長変換シート２２、プリズムシート（第１プリズムシート２３及び第２プリズムシート２４）、偏光シート２５等の光学部材を配置し、更にその上に液晶パネルを配置し、直下型バックライト用光源として用いる面発光型の発光装置とすることができる。これらの光学部材の積層の順序は任意に設定できる。

（波長変換シート２２）
波長変換シート２２は、拡散板２１の上面又は下面の何れに配置してもよいが、図２に示すように、上面に配置することが好ましい。波長変換シート２２は、光源１２から出射する光の一部を吸収し、光源１２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２２は、光源１２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、白色光を出射する発光装置１０を実現できる。波長変換シート２２は、光源１２の発光素子１２ａから離間しているため、発光素子１２ａ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できる。これにより、発光装置１０のバックライトとしての性能を向上できる。波長変換シート２２は、シート形状或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２３及び第２プリズムシート２４）
第１プリズムシート２３及び第２プリズムシート２４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２３は、シートの平面をｘ方向とｘ方向に直角のｙ方向との２次元に見て、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２４は、ｘ方向に延びる複数のプリズムを有することができる。第１プリズムシート２３及び第２プリズムシート２４は、種々の方向から入射する光を、発光装置１０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１０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１０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２５）
偏光シート２５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プリズムシート２３及び第２プリズムシート２４側へ反射させることができる。偏光シート２５から戻る偏光の一部は、第１プリズムシート２３、第２プリズムシート２４、波長変換シート２２、及び拡散板２１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２５に入射し、表示パネルへ出射する。これにより、発光装置１０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２５、第１プリズムシート２３、第２プリズムシート２４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。

（反射部材）
発光装置１０は、反射部材を備えてもよい。例えば、拡散板２１は、上面において、光源１２の上方に、好ましくは光源１２の直上に、それぞれ第１反射部が配置されてもよい。光源１２の上方領域、特に直上領域では、拡散板２１と光源１２との距離が最も短くなる。よって、この領域での輝度が高くなる。拡散板２１と光源１２との距離が短いほど、光源１２が配置されていない領域の直上の領域との輝度ムラが顕著になる。従って、第１反射部を拡散板２１の表面に設けることにより、光源１２の指向性の高い光の一部を反射して、光源１２方向に戻すことによって輝度ムラを緩和できる。

拡散板２１は、更に、上面において、区分部材１３の頂部１３ａの上方、好ましくは、頂部１３ａの直上に、第２反射部が配置されてもよい。頂部１３ａは、光源１２をローカルディミングする場合、不点灯領域と点灯領域の境界となる領域である。そのため、この部位に第２反射部を配置することにより、点灯領域の光が不点灯領域に漏れることを防止でき、不点灯領域に向かう光を光源１２の上方に反射させることができる。

第１反射部及び第２反射部は、反射材を含む材料によって形成できる。例えば、反射材を含む樹脂及び／又は有機溶剤等が挙げられる。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１０に求められる特性等を考慮して、適宜選択できる。中でも、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。

第１反射部と第２反射部との反射率は、同じであってもよく、異なっていてもよい。反射率を異ならせる場合は、第２反射部は、第１反射部よりも反射率が小さくなるように設定することが好ましい。ローカルディミング時に、点灯箇所と不点灯箇所との境界になる部分は、光源１２から最も遠くなり、光の照射が少なくなるため暗くなる。よって、他の部分よりも反射率を低くして頂部１３ａ直上の輝度を向上させることで、隣接する２つの領域を点灯させた際に２つの領域の境界を、より目立たなくすることができる。

第１反射部及び第２反射部は、それを構成する材料中に、更に、顔料、光吸収材、蛍光体等を含有してもよい。第１反射部及び第２反射部は、所定のストライプ状、島状等、種々の形状又はパターンとすることができる。第１反射部及び第２反射部の形成方法は、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でもよい。第１反射部及び第２反射部の厚みとしては、例えば、１０μｍ～１００μｍが挙げられる。

又、拡散板２１は、上面において、光源１２の上方に、好ましくは光源１２の直上に、第１反射部が配置され、下面において、区分部材１３の頂部１３ａの上方、好ましくは、頂部１３ａの直上に、第２反射部が配置されてもよい。この場合は、輝度低下率を抑制しつつ、コントラスト比をより高めることができる。

拡散板２１は、下面において、光源１２の上方に、好ましくは光源１２の直上に、第１反射部が配置され、区分部材１３の頂部１３ａの上方、好ましくは、頂部１３ａの直上に、第２反射部が配置されてもよい。

第１反射部が上面に配置されている場合、光の拡散距離を拡散板２１の厚み分増やすことができる。又、拡散板２１で散乱された後の方が第１反射部の反射率が小さくてもよいため、輝度低下率を抑制できる。拡散板２１内で散乱された光を第２反射部により上方向に反射させる場合には、第２反射部は拡散板２１の下面に配置されることが好ましい。又、拡散板２１より上側の部材で散乱された光を第２反射部により上方向に反射させる場合は、拡散板２１の上面に配置されることが好ましい。

拡散板２１は、その上面及び／又は下面において、第３反射部を有してもよい。第３反射部は、区分Ｃが３つ以上互いに隣接する部位、つまり、頂部１３ａが３つ以上集中した部位の直上に配置される。頂部１３ａが集中した部位とは、例えば、頂部１３ａの交点Ｉ及びその周辺に位置する部位を指す。第３反射部は、第２反射部よりも反射率が小さいことが好ましい。光源１２からの光照射が少ない頂部１３ａのうち、頂部１３ａが集中する部位は更に暗くなる。そのため、第３反射部の反射率を第２反射部よりも小さくすることにより、ローカルディミング時における点灯エリア内の輝度ムラを低減できる。その結果、コントラスト比を向上させることができる。

〈第１実施形態の変形例１〉
第１実施形態の変形例１では、波長変換シートを設けない例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

図９は、第１実施形態の変形例１に係る発光装置を例示する模式部分拡大断面図である。図９に示す発光装置１０Ａは、拡散板２１の上方に、波長変換シートを有していない。

発光装置１０Ａでは、波長変換シートを設ける代わりに、封止部材１２ｂに発光素子１２ａからの光を吸収して発光素子１２ａからの出力光とは異なる波長の光を発する蛍光体等の波長変換材料を含有させている。これにより、例えば、光源１２からの青色光の一部を封止部材１２ｂで吸収して黄色光、緑色光及び／又は赤色光を発し、白色光を出射する発光装置１０Ａを実現できる。

封止部材１２ｂは、波長変換材料の他に、発光素子１２ａからの光を拡散させるための拡散剤、発光素子１２ａの発光色に対応した着色剤等を含んでもよい。拡散剤及び着色剤等は、当該分野で公知のものを使用できる。

さらには、封止部材１２ｂに蛍光体等の波長変換材料を含有せず、例えば窒化物半導体が蛍光体等の波長変換材料で覆われた発光素子１２ａ、つまり発光素子１２ａ自体が白色光を出射するものを使用することもできる。例えば、図１０に示すような光源が挙げられる。図１０は、発光素子１２ａの正負一対の電極３３が、接合部材１９によって導体配線１８Ａ及び１８Ｂに接続されている。また発光素子１２ａは、その上面よりも大きい下面を有する波長変換部材３４に接着部材等によって接合されており、波長変換部材３４の下面の全面、発光素子１２ａの側面の一部または全部が素子側方透光性部材３５によって被覆されている。さらに発光素子１２ａと素子側方透光性部材３５と波長変換部材３４のそれぞれの側面を被覆し、正負一対の電極３３を露出するとともに発光素子１２ａの下面を被覆する光反射性物質を含む被覆部材４０を有する。また波長変換部材３４と被覆部材４０のそれぞれの上面に透光性部材５０と、透光性部材５０の上面に光反射層６０とを備える。さらに被覆部材４０の側面と基板１１の上面とに連続して光反射性部材４１を備える。そしてこれらのすべてを被覆する封止部材１２ｂを備えた光源が挙げられる。このような光源は、白色光を出射する光源であって、発光素子１２ａから上面に出た光が波長変換部材３４を通過し、透光性部材５０の側面から多くの光が出射され、一部の光が透光性部材５０の上面の光反射層６０から出射される。

発光装置１０Ａは、拡散板２１の上方に、プリズムシート及び／又は偏光シートを備えてもよい。

〈第２実施形態〉
第２実施形態では、第１実施形態に係る発光装置をバックライト光源に用いた液晶表示装置の例を示す。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

図１１は、第２実施形態に係る液晶ディスプレイ装置を例示する構成図である。図１１に示すように、液晶ディスプレイ装置１０００は、上側から順に、液晶パネル１２０と、光学シート１１０と、第１実施形態に係る発光装置１０とを備える。なお、発光装置１０において、符号２０は、拡散板や波長変換シート等の光学部材を示している。ここで光学シート１１０は、光学部材に加えるか一部を変えて、ＤＢＥＦ（反射型偏光シート）やＢＥＦ（輝度上昇シート）、カラーフィルタ等を備えることができる。

液晶ディスプレイ装置１０００は、液晶パネル１２０の下方に発光装置１０を積層する、いわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置である。液晶ディスプレイ装置１０００は、発光装置１０から照射される光を、液晶パネル１２０に照射する。なお、上述の構成部材以外に、更にカラーフィルタ等の部材を備えてもよい。

一般的に、直下型の液晶ディスプレイ装置では、液晶パネルと発光装置との距離が近いため、発光装置の色ムラや輝度ムラが液晶ディスプレイ装置の色ムラや輝度ムラに影響を及ぼすおそれがある。そのため、直下型の液晶ディスプレイ装置の発光装置として、色ムラや輝度ムラの少ない発光装置が望まれている。液晶ディスプレイ装置１０００に発光装置１０を用いることで、発光装置１０の厚みを５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、１ｍｍ以下等と薄くしながら、輝度ムラや色ムラを少なくできる。

なお、１つの発光装置１０が１つの液晶ディスプレイ装置１０００のバックライトとして用いられる場合には限定されず、複数の発光装置１０が並べられて１つの液晶ディスプレイ装置１０００のバックライトとして用いられてもよい。例えば、小さい発光装置１０を複数作製し、それぞれ検査等を行うことで、実装される光源１２の数が多い大きな１つの発光装置１０を作製する場合と比べて、歩留まりを向上させることができる。

このように、発光装置１０は、光学部材２０から均一な光が放射されるため、液晶ディスプレイ装置１０００のバックライトとして用いると好適である。

但し、これには限定されず、発光装置１０は、テレビやタブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルサイネージ、掲示板等のバックライトとしても好適に利用できる。又、発光装置１０は、照明用の光源としても利用でき、非常灯やライン照明、或いは、各種のイルミネーションや車載用のインストール等にも利用できる。なお、発光装置１０に代えて、発光装置１０Ａを用いてもよい。

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

１０、１０Ａ 発光装置
１１ 基板
１２ 光源
１２ａ 発光素子
１２ｂ 封止部材
１２ｃ 光反射膜
１２ｄ アンダーフィル
１３ 区分部材
１３ａ 頂部
１３ｂ 壁部
１３ｃ 底面
１３ｄ 貫通孔
１４ 集積回路
１５ 被覆部材
１９ 接合部材
２０ 光学部材
２１ 拡散板
２２ 波長変換シート
２３ 第１プリズムシート
２４ 第２プリズムシート
２５ 偏光シート
３３ 電極
３４ 波長変換部材
３５ 素子側方透光性部材
４０ 被覆部材
５０ 透光性部材
６０ 光反射層
１１０ 光学シート
１２０ 液晶パネル
１０００ 液晶ディスプレイ装置

Claims (7)

1. 複数の光源が配置された基板と、
   平面視において格子状に配置された頂部と、平面視において前記光源のそれぞれを取り囲み、前記頂部から前記基板側に延伸して前記基板側ほど拡幅する壁部と、を含み、前記光源を取り囲んだ領域を複数有する区分部材と、
   前記光源を駆動する集積回路と、を有し、
   前記区分部材及び前記集積回路は、前記基板の前記光源と同一側に配置され、
   前記区分部材の裏面と前記基板との間に空間が形成され、
   前記集積回路は、平面視において正方形又は長方形であり、前記空間の前記頂部と直交する方向の長さよりも長い辺を有し、
   前記集積回路は、前記空間の平面視において前記頂部の交点と重複する位置に、前記正方形又は前記長方形の各辺が前記頂部に対して斜めに配置されている発光装置。
2. 前記集積回路は、平面視において前記集積回路の角部が前記頂部と重複する位置に配置されている請求項１に記載の発光装置。
3. １つの前記集積回路が２つ以上の前記光源を駆動可能である請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記集積回路と電気的に接続された受動部品が前記空間に配置されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の発光装置。
5. 前記光源の上方に配置された拡散板を有する請求項１乃至４の何れか一項に記載の発光装置。
6. 前記拡散板の上方に、前記光源からの光を異なる波長の光に変換する波長変換シート、プリズムシート、偏光シートからなる群から選択される少なくとも一種を更に備える請求項５に記載の発光装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の発光装置をバックライト光源に用いた液晶表示装置。

Images