JP7335537B2 - 発光装置および面発光光源 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置および面発光光源に関する。

下記の特許文献１および２は、発光素子の側面が光反射部材で覆われた構造を有する発光装置を開示している。発光素子の側面を光反射部材で覆うことにより、発光素子の側面からの光の漏れが抑制され、その結果、発光輝度を向上させることが可能となる。

特開２０１３－１７５７５９号公報 特開２００２－３３５０２０号公報

液晶表示装置等の表示装置用直下型バックライトとして、複数の発光素子が２次元に配列された発光装置が提案されている。このような発光装置に対しては、光の取り出し効率の改善、よりいっそうの薄型化等の要求がある。

本開示の発光装置は、非限定的で例示的な実施形態において、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、前記複数の発光素子のそれぞれの側面を覆う光反射部材と、それぞれが、前記複数の発光素子のうちの対応する発光素子が有する出射面の上方に位置する、複数の波長変換層と、複数の波長変換層上に配置された複数の光反射層と、前記光反射部材上に配置され、前記複数の波長変換層および前記複数の光反射層の少なくとも側面を覆う透光性の保護層と、を備え、前記保護層の上面は、平面視における前記複数の光反射層の領域以外において少なくとも１つの凹面を含む第１凹部を有する。

本開示の例示的な実施形態によれば、光源から出射する光の輝度ムラを抑制しながらも薄型化および／または小型化が可能な新規な発光装置が提供される。

本開示のある実施形態に係る発光装置２００の構造の一例を模式的に示す断面図である。 図１に示す発光装置２００の構造の他の一例を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置２００の例示的な外観を示す模式的な上面図である。 図３に示される破線の矩形で囲まれた４×４個のセグメントを含む領域を拡大して模式的に示す図である。 図４に示すセグメント領域における配線パターンのレイアウト例を説明するための図である。 本開示の他のある実施形態に係る発光装置２００Ａの構造の一例を模式的に示す断面図である。 図６に示す発光装置２００Ａの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。 図６および図７に示す凸部３０ｗの断面形状の例を示す模式的な断面図である。 図６および図７に示す凸部３０ｗの断面形状の例を示す模式的な断面図である。 本開示のさらに他のある実施形態に係る発光装置２００Ｂの構造の一例を模式的に示す断面図である。 図１０に示す発光装置２００Ｂの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。 区画構造ＤＶとしての溝６０ｇの配置の一例を示す模式的な上面図である。 区画構造ＤＶとしての溝６０ｇの配置の他の一例を示す模式的な上面図である。 図１０および図１１に示す溝６０ｇの断面形状の例を示す模式的な断面図である。 図１０および図１１に示す溝６０ｇの断面形状の他の例を示す模式的な断面図である。 図１０および図１１に示す溝６０ｇの断面形状のさらに他の例を示す模式的な断面図である。 本開示のさらに他のある実施形態に係る発光装置２００Ｃの構造の一例を模式的に示す断面図である。 図１７に示す発光装置２００Ｃの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。 溝６０ｇの内部に設けられ得る区画部材の形状の他の例を示す模式的な断面図である。 本開示のさらに他のある実施形態に係る発光装置２００Ｄの構造の一例を模式的に示す断面図である。 図２０に示す発光装置２００Ｄの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。 本開示のさらに他のある実施形態に係る発光装置２００Ｅの構造の一例を模式的に示す断面図である。 図２２に示す発光装置２００Ｅの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。 本開示のさらに他のある実施形態に係る面発光光源３００の構造の一例を模式的に示す断面図である。 図２４に示す面発光光源３００の構造の他の一例を模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る面発光光源３００の断面構造のうちの光源部１００の縁の部分を例示する断面図である。 発光装置２００の例示的な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。 発光装置２００の例示的な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。 発光装置２００の例示的な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。 面発光光源３００の例示的な製造方法に含まれる製造工程を説明するための工程断面図である。 発光装置の製造方法の変形例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。 発光装置の製造方法の変形例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。 発光装置の製造方法の変形例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。 図３１～図３３に示す製造工程によって得られる発光装置２００Ｓを有する面発光光源３００Ｓの例示的な製造工程を説明するための工程断面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例示であり、本開示による発光装置は、以下の実施形態に限られない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、そのステップの順序等は、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。以下に説明する各実施形態は、あくまでも例示であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の組み合わせが可能である。

図面が示す構成要素の寸法、形状等は、わかり易さのために誇張されている場合があり、実際の発光装置および面発光光源における寸法、形状および構成要素間の大小関係を反映していない場合がある。また、図面が過度に複雑になることを避けるために、一部の要素の図示を省略することがある。

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を共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およ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または位置をわ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また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、製造装置等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本開示において「平行」とは、特に他の言及がない限り、２つの直線、辺、面等が０°から±５°程度の範囲にある場合を含む。また、本開示において「垂直」または「直交」とは、特に他の言及がない限り、２つの直線、辺、面等が９０°から±５°程度の範囲にある場合を含む。

［１．発光装置２００の構造］
図１は、本開示のある実施形態に係る発光装置２００の構造の一例を示す断面図である。図２は、発光装置２００の構造の他の一例を示す断面図である。図３は、本実施形態に係る発光装置２００の例示的な上面図である。図１および図２に示す模式的な断面は、図３に示すＡ－Ａ’線断面の一部に相当する。これらの図には、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸が記載されている。本開示の図面中に示すｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸のそれぞれが示す方向は、全ての図面の間で共通である。

発光装置２００は、配線基板１０と、配線基板１０上に実装された光源部１００とを有する。図１および図２に例示する構成において、光源部１００は、複数の発光素子２０と、各発光素子２０の少なくとも側面を覆う光反射部材３０と、複数の波長変換層４０と、複数の光反射層５０と、保護層６０とを有する。発光装置２００の全体の厚さ（ｚ方向の高さ）は、例えば０．６０ｍｍ程度である。図３に例示するように、光源部１００の平面視形状の典型例は、矩形である。光源部１００のｘ方向の長さＬｘ_１およびｙ方向の長さＬｙ_１は、例えば５２．０ｍｍ程度である。

複数の発光素子２０は、配線基板１０の上面１０ａにおいて、１次元または２次元に配列され得る。本実施形態では、複数の発光素子２０は、互いに直交する２方向（ここではｘ方向およびｙ方向）に沿って２次元に配列されている。図３に示す例では、ｘ方向に沿って２６個の発光素子２０が配列され、かつ、ｙ方向に沿って２６個の発光素子２０が配列されている。すなわち、光源部１００は、６７６個の発光素子２０を有している。この
例では、ｘ方向の配列ピッチｐｘとｙ方向の配列ピッチｐｙとは、等しい。ここで、発光素子の配列ピッチとは、隣接する２つの発光素子の出射面に垂直な光軸Ｌ間の距離（例えば図１参照）を意味する。配列ピッチｐｘ、ｐｙのそれぞれは、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下に設定し得る。本実施形態において、配列ピッチｐｘおよびｐｙのそれぞれは、２．０ｍｍ程度であり得る。

図１および図２に模式的に示すように、複数の発光素子２０は、光源部１００内に配置されている。図３に例示する構成において、光源部１００は、それぞれが１つの発光素子２０を有する６７６個の領域を含んでいる。以下では、説明の便宜のために、１つの発光素子を有する単位をセグメントまたは単位領域と呼ぶことがある。以下、各構成要素を詳細に説明する。

（配線基板１０）
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、それぞれが配線パターンを有する複数の導体配線層（または金属層）と、絶縁層１１とを有する。本実施形態では、配線基板１０は、第１導体配線層１２ａおよび第２導体配線層１２ｂを積層した構造を有する。第１導体配線層１２ａおよび第２導体配線層１２ｂは、絶縁層１１内に設けられたビア１３を介して電気的に接続されている。絶縁層１１の一部は、配線基板１０の上面１０ａのうち発光素子２０が実装された領域以外の領域を覆っている。なお、導体配線層が有する配線パターンについては後で詳しく説明する。

配線基板１０の典型例は、ロール・ツー・ロール方式で製造可能なフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。本実施形態では、光源部１００が実装される配線基板１０としてＦＰＣを例示する。ＦＰＣは、フィルム状の絶縁体（樹脂）と、例えば銅から形成された導体配線層とを有する。ＦＰＣの絶縁体を構成する樹脂材料として、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）等を挙げることができる。配線基板１０としてＦＰＣを用いることにより、発光装置を軽量化、薄型化することができる。

例えば、配線基板１０のｘ方向の長さＬｘ_２は、５５．０ｍｍ程度であり、ｙ方向の長さＬｙ_２は、６０．０ｍｍ程度である。配線基板１０の厚さ（図中のｚ方向の高さ）は、適宜選択することができ、その厚さ（図中のｚ方向の高さ）は、０．１７０ｍｍ程度であり得る。

耐熱性および耐光性に優れるという観点から、配線基板１０の材料として、セラミックスを選択してもよい。その場合において、配線基板１０は、リジット基板である。リジット基板は、湾曲可能な程度に薄型の基板であり得る。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）等が挙げられる。

また、配線基板１０の絶縁体は、ガラス繊維強化樹脂（ガラスエポキシ樹脂）等の複合材料によって形成されていてもよい。すなわち、上述した樹脂材料に、ガラス繊維、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の無機フィラーを混合してもよい。これにより、配線基板１０の機械的強度を向上させることができる。また、熱膨張係数を低減させ、光反射率を向上させることが可能になる。

図１および図２に例示する構成のそれぞれにおいて、第１導体配線層１２ａは、配線基板１０の上面１０ａ側に設けられている。複数の発光素子２０のそれぞれが有する正極（アノード）２１ａおよび負極（カソード）２１ｃは、第１導体配線層１２ａに電気的に接
続されている。他方、第２導体配線層１２ｂは、配線基板１０の下面１０ｂ側に設けられている。第２導体配線層１２ｂは、外部の制御回路（不図示）から配線基板１０のコネクタＣ（図３参照）を介して複数の発光素子２０に電力を供給するため配線パターンを有している。導体配線層の材料は、配線基板１０の絶縁体に用いられる材料、製造方法等に応じて適宜選択され得る。例えば、配線基板１０の絶縁体の材料としてエポキシ樹脂を用いる場合は、導体配線層の材料には、加工し易い材料を選択することが好ましい。例えば、銅、ニッケル等の金属層をメッキ、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し、フォトリソグラフィー等によって金属層を所定の配線パターンに加工することにより、配線基板１０の導体配線層を得られる。あるいは、印刷により、導体配線層を得てもよい。配線パターン上にソルダレジストをコーティングすることにより、配線パターンの表面の酸化が抑制される。

配線基板１０の絶縁体の材料としてセラミックスを用いる場合、導体配線層の材料として、セラミックスと同時焼成が可能な高融点金属を適用し得る。例えば、タングステン、モリブデン等の高融点金属から導体配線層を形成し得る。導体配線層は、多層構造を有していてもよい。例えば、導体配線層は、上述した方法で形成される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、蒸着等により形成されたニッケル、金、銀等の他の金属を含む金属層とを有していてもよい。

図４および図５を参照しながら、配線基板１０に設けられ得る配線パターンの例を詳しく説明する。

図４は、図３に示される破線の矩形で囲まれた４×４個のセグメントを含む領域（以下、単に「セグメント領域」と呼ぶことがある。）を拡大して示している。図５は、セグメント領域における配線パターンのレイアウト例を示している。

２次元に配列された６７６個の発光素子２０は、第１導体配線層１２ａに設けられた配線パターンに電気的に接続されている。第１導体配線層１２ａに設けられた配線パターンは、第２導体配線層１２ｂに設けられた配線パターンにビア１３を介して電気的に接続されている。第２導体配線層１２ｂに設けられた配線パターンは、コネクタＣに電気的に接続されている。このような電気的な接続関係により、外部の制御回路（不図示）から配線基板１０のコネクタＣを介して複数の発光素子２０に電力を供給することが可能となる。

図５は、各セグメントの発光素子２０が有する正極２１ａ、負極２１ｃを、第１導体配線層１２ａに設けられた配線パターンに実装するための、アノード側およびカソード側のランド１５ａ、１５ｂの形状例を示す。図４および図５に示す例では、第１導体配線層１２ａは、それぞれがｘ方向に延びる複数の配線パターンＰＡ１を含む。これら配線パターンＰＡ１は、セグメントの４行４列の配列のｙ方向に沿って配置されており、各配線パターンＰＡ１は、同一行に位置する複数のランド１５ａとの間の接続を有する。すなわち、各配線パターンＰＡ１は、同一行に位置する複数の発光素子２０の正極２１ａ同士を電気的に接続する。複数の行に位置する複数の配線パターンＰＡ１は、第２導体配線層１２ｂに設けられた共通の配線パターンＰＡ２にビア１３を介して電気的に接続されている。配線パターンＰＡ２は、ｙ方向に沿って延びており、コネクタＣに接続されている。この接続関係により、全ての発光素子２０の正極２１ａに配線パターンＰＡ２から共通の電圧駆動信号が供給される。

また、第１導体配線層１２ａは、セグメント毎に設けられた、カソードの配線パターンＰＣ１も含んでいる。カソードの配線パターンＰＣ１は、カソード側のランド１５ｂに接続されており、ビア１３を介して配線パターンＰＣ２に電気的に接続される。配線パターンＰＣ２は、第２導体配線層１２ｂにセグメント毎に設けられ、コネクタＣに接続されて
いる。この接続関係により、配線パターンＰＣ２を介して、発光素子２０の負極２１ｃに電圧駆動信号がセグメント単位で供給される。

上述したアノードおよびカソードの配線パターンは、発光素子をセグメント単位でマトリクス駆動することを可能とする。光源部１００は、ローカルディミング動作を行うことができる。

再び、図１を参照する。

（発光素子２０）
上述したとおり、本実施形態では、複数の発光素子２０は、ｘ方向およびｙ方向に沿って２次元に配列されており、ｘ方向の配列ピッチｐｘとｙ方向の配列ピッチｐｙは、等しい。しかしながら、複数の発光素子２０の配列は、この例に限られない。ｘ方向とｙ方向との間で発光素子２０の配列ピッチが異なっていてもよいし、複数の発光素子２０の２次元配列の２方向は、直交していなくてもよい。また、配列ピッチは、等間隔に限られず、不等間隔であってもよい。例えば、配線基板１０の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように複数の発光素子２０が配列されていてもよい。

発光素子２０は、半導体発光素子であり、発光素子２０として、半導体レーザ、発光ダイオード等、公知の発光素子を利用することができる。本実施形態においては、発光素子２０として発光ダイオードを例示する。発光素子２０から出射される光の波長は、任意の波長を選択することができる。例えば、青色～緑色の波長を有する光を発する発光素子として、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰを用いた素子を用いることができる。また、赤色の波長を有する光を発する発光素子として、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等の半導体を含む半導体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形成される半導体発光素子を発光素子２０に用いることもできる。用いる半導体の組成、ならびに、発光素子の発光色、大きさおよび個数等は、目的、設計仕様に応じて適宜選択することができる。

発光素子２０は、例えば、透光性の基板と、基板の上に積層された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型半導体層およびｐ型半導体層とを含む。発光素子２０は、短波長の光を出射することが可能な窒化物半導体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を含むことが好ましい。これにより、後述する波長変換層４０中の蛍光体を効率良く励起することができる。半導体の材料および／または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。

ｎ型半導体層およびｐ型半導体層に負極２１ｃおよび正極２１ａがそれぞれ電気的に接続されている。発光素子２０は、光を出射する上面（または出射面）２０ａおよび上面２０ａとは反対側に位置する下面２０ｂを有する。発光素子２０は、同一面側に正負の電極を有していてもよいし、異なる面に正負の電極を有していてもよい。本実施形態における正極２１ａおよび負極２１ｃは、ともに下面２０ｂ側に位置している。

発光素子２０の正極２１ａおよび負極２１ｃは、配線基板１０の上面１０ａに設けられた第１導体配線層１２ａに電気的に接続され、かつ、固定されている。本実施形態では、配線基板１０にＦＰＣを用いることができる。発光素子２０は、光源部１００の形で配線基板１０に実装されてもよいし、配線基板１０に直接実装されてもよい。

発光素子２０は、典型的にはベアチップである。発光素子２０は、上面２０ａから出射する光の出射角度を広くするためのレンズ等を備えていてもよい。配線基板１０の上面１０ａから発光素子２０の上面２０ａまでのｚ方向の高さは、例えば約０．４２５ｍｍであ
り得る。

発光装置２００に設ける複数の発光素子２０は、２種類以上の発光素子２０を含み得る。複数の発光素子２０は、例えば、青色の波長を有する光を発する発光素子、緑色の波長を有する光を発する発光素子および赤色の波長を有する光を発する発光素子を含み得る。発光装置２００に用いる発光素子の種類を、発光装置２００から出射される光の演色性を高める観点から決定することができる。

（光反射部材３０）
光反射部材３０は、配線基板１０上に配置され、配線基板１０の上面１０ａおよび複数の発光素子２０のそれぞれの側面２０ｃを覆う部材である。光反射部材３０は、正極２１ａおよび負極２１ｃを覆い、かつ、発光素子２０の下面２０ｂと配線基板１０の上面１０ａの間の隙間を埋めるように形成され得る。ただし、アンダーフィル樹脂がその隙間に充填されていてもよい。アンダーフィル樹脂によって、発光素子２０と配線基板１０との間の熱膨張係数の差によって生じ得る応力を緩和したり、放熱性を高めたりすることが可能となる。

光反射部材３０は、樹脂と、樹脂に分散した反射材の粒子とを含む材料から形成される。反射材の粒子の例は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の酸化物の粒子である。酸化物の粒子の平均粒子径は、例えば０．０５μｍ以上３０μｍ以下程度である。光反射部材３０は、顔料、光吸収材、蛍光体等をさらに含んでいてもよい。光反射部材３０を形成するための樹脂材料に、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂等を主成分とした光硬化性樹脂を用いることができる。光反射部材３０における、光を散乱させる反射材の粒子は、均一に分布していてもよい。

光反射部材３０の上面３０ａは、少なくとも１つの凹面３１ｃを含む凹部３１（第２凹部）を有し得る。凹部３１の形状は、光反射部材３０の製造時に樹脂材料を硬化させた後に生じ得るひけによって規定され得る。凹部３１は、連続的に形成された複数の凹面３１ｃを有する構造を備え得る。例えば、上面３０ａは、平面視において、光反射部材３０の上面３０ａのうち複数の発光素子２０の間の領域に連続的に形成された複数の凹面３１ｃを有する凹部３１を有し得る。より詳しく説明すると、凹部３１は、それぞれがｘ方向に延びる複数の溝およびそれぞれがｙ方向に延びる複数の溝を含み得る。平面視において、ｘ方向に延びる複数の溝のそれぞれは、ｙ方向に隣接する２つの発光素子２０の上面２０ａの間に位置し、ｙ方向に延びる複数の溝のそれぞれは、ｘ方向に隣接する２つの発光素子２０の上面２０ａの間に位置する。ｘ方向に延びる複数の溝とｙ方向に延びる複数の溝とは、互いに交差し得る。光反射部材３０の上面３０ａのうち複数の発光素子２０の複数の上面２０ａの領域以外の領域に、ｘ方向に延びる複数の溝とｙ方向に延びる複数の溝とが形成され、これらが互いに交差することにより、凹部３１は、上面３０ａに格子状に形成され得る。凹部の形状、具体的には、ひけの凹面の曲率は、樹脂に含有される反射材の濃度を調整することによって制御することが可能であり、理論上は、複数の凹面の形状を精密に制御することも可能である。後述するように、凹部３１は、保護層６０を形成する樹脂材料によって充填される。

光反射部材３０は、複数の発光素子２０を保護する機能を有する。また、光反射部材３０は、発光素子２０のとりわけ側面２０ｃから発せられる光を反射して、発光素子２０の上方に導光する機能を有する。その結果、発光素子２０から発せられる光の利用効率を向上させることができる。光反射部材３０は、さらに、後述する波長変換層４０から保護層６０に入射する光を反射して、光源部１００の、配線基板１０とは反対側に導光する機能を有する。加えて、上面３０ａが凹部３１を有する場合には、ひけの凹面によって光の反射回数が光反射部材３０内で増え得るので、光の取り出し効率をさらに向上させることが
可能となる。発光素子２０の下面２０ｂ側にも光反射部材３０を設けることにより、配線基板１０の上面１０ａに向かう光を光反射部材３０で反射して発光素子２０の上方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向上させることができる。

（波長変換層４０）
波長変換層４０は、複数の発光素子２０のうちの対応する発光素子２０が有する出射面２０ａの上方に配置されている。換言すると、複数の波長変換層４０が、複数の発光素子２０の上方に位置している。図２に示されるように、発光装置２００は、複数の発光素子２０が有する複数の出射面２０ａと複数の波長変換層４０との間に位置する複数の接着層４５をさらに有し得る。つまり、複数の発光素子２０のそれぞれが有する上面２０ａと、複数の波長変換層４０のうちの、その発光素子２０に対応する波長変換層４０との間に接着層４５が配置されていてもよい。

波長変換層４０は、典型的には、樹脂中に蛍光体の粒子が分散された材料から形成される。波長変換層４０は、発光素子２０から出射された光の少なくとも一部を吸収し、発光素子２０から発せられる光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、波長変換層４０は、発光素子２０からの青色光の一部を波長変換して黄色光を発する。このような構成によれば、波長変換層４０を通過した青色光と、波長変換層４０から発せられた黄色光との混色によって、白色光が得られる。波長変換層４０の厚さは、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲に設定し得る。本実施形態における波長変換層４０の厚さは、例えば１００μｍ程度であり得る。

蛍光体等の粒子を分散させる母材としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂もしくはフッ素樹脂、または、これらの樹脂の２種以上を含む樹脂を用いることができる。波長変換層４０の材料に母材とは屈折率の異なる材料を分散させることにより、波長変換層４０に光拡散の機能を付与してもよい。例えば、波長変換層４０の母材に、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の粒子を分散させてもよい。

蛍光体には、公知の材料を適用することができる。蛍光体の例は、ＫＳＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、ＣＡＳＮ等の窒化物系蛍光体、ＹＡＧ系蛍光体、βサイアロン蛍光体等である。ＹＡＧ系蛍光体は、青色光を黄色光に変換する蛍光体の例であり、ＫＳＦ系蛍光体およびＣＡＳＮは、青色光を赤色光に変換する蛍光体の例であり、βサイアロン蛍光体は、青色光を緑色光に変換する蛍光体の例である。蛍光体は、量子ドット蛍光体であってもよい。

波長変換層４０は、例えば青色光を、赤色光および緑色光にそれぞれ変換する複数種の蛍光体を含有し得る。その場合において、発光装置２００は、発光素子２０から発せられる青色光を波長変換層４０に入射させることにより、赤、青、緑の光を混合して白色光を出射してもよい。発光装置２００に設ける複数の波長変換層４０に含まれる蛍光体がこれらの間で共通であることは、必須ではない。複数の波長変換層４０の間で、蛍光体を異ならせることも可能である。

（光反射層５０）
図１および図２に示すように、複数の光反射層５０が複数の波長変換層４０上に配置される。光反射層５０のそれぞれは、入射光の一部を透過し、一部を反射する半遮光層である。光反射層５０の厚さは、例えば５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定し得る。本実施形態における光反射層５０の厚さは、例えば５０μｍ程度であり得る。光反射層５０は、光反射部材３０と同様に、樹脂と、樹脂に分散した反射材の粒子である、酸化チタン
、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等の酸化物の粒子とを含む材料から形成され得る。酸化物の粒子の平均粒子径は、例えば０．０５μｍ以上３０μｍ以下程度である。光反射層５０は、顔料、光吸収材、蛍光体等をさらに含んでいてもよい。光反射層５０を形成するための樹脂材料には、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂等を主成分とした光硬化性樹脂を用いることができる。

平面視において、複数の波長変換層４０は、複数の光反射層５０と重なる。ただし、複数の波長変換層４０のそれぞれは、複数の光反射層５０のうちの、対応する光反射層５０の少なくとも一部と重なっていればよい。波長変換層４０または光反射層５０の領域は、複数の発光素子２０のうちの対応する発光素子２０が有する出射面２０ａを包含する。すなわち、ある１つのセグメントに注目したとき、平面視における、波長変換層４０または光反射層５０の領域の面積は、出射面２０ａの面積に等しいか、またはそれよりも大きい。光反射層５０の領域の中心および波長変換層４０の領域の中心は、対応する発光素子２０の出射面２０ａに垂直な方向に延びる光軸Ｌ上に位置していることが好ましい。

複数の光反射層５０（または複数の波長変換層４０）のそれぞれの領域は、平面視において、典型的には矩形の形状を有する。例えば、光反射層５０の領域は、正方形であり、その一辺の長さは、０．５ｍｍ程度であり得る。ただし、光反射層５０の領域が円形状を有することもあり得る。

光反射層５０を発光素子２０の直上の位置に設けることにより、波長変換層４０から光軸Ｌに平行な方向に発せられる光が効果的に遮光され、発光素子２０の直上以外の領域における輝度を向上させることができる。換言すれば、発光装置２００の上面における輝度ムラを効果的に抑制して、より均一な光を得ることができる。

本実施形態では、発光素子２０の出射面２０ａから光反射層５０までの距離は、１００μｍ程度と非常に短い。そのため、平面視において、例えば、光反射層５０の領域が出射面２０ａに完全に重なるようにすることにより、光反射層５０の面積を最小限としながら、発光素子２０の直上の領域における輝度を抑制し、発光素子２０の直上以外の領域における輝度を向上させることができる。光反射層５０の領域が円形状であり、かつ発光素子２０の出射面２０ａが正方形状を有する場合、光反射層５０の領域の直径は、出射面２０ａの正方形状の対角線の長さに一致していてもよい。

複数の光反射層５０のそれぞれは、平面視において、ドット状の光反射パターンを有していてもよい。すなわち、各光反射層５０は、それぞれがドット状に形成された複数の光反射部材の集合であってもよい。その場合において、光反射層５０内における光反射パターンのドット密度は、光反射層５０の領域の外側から中心に向けて高くされ得る。一例として、ドット状の光反射パターンは、光反射層５０における光を散乱させる反射材の粒子の分布によって規定されるパターンであり得る。反射材の粒子は、発光素子２０の配光角の絶対値が小さい領域（すなわち光軸Ｌからの傾きが小さい角度範囲）において、配光角の絶対値が大きい領域よりも高密度で分布し得る。このように、配光角の絶対値に応じて光透過率を変えることが可能であり、ドットの密度によって光の反射率または透過率を制御することができる。また、他の一例として、光反射層５０の膜厚を制御することにより、配光角の絶対値に応じて光透過率を変えることが可能である。発光素子２０の配光角の絶対値が小さくなるにつれて、つまり、光反射層５０の領域の外側から光軸に近づくにつれて、光反射層５０の膜厚を次第に大きくしてもよい。

（保護層６０）
保護層６０は、光反射部材３０上に配置され、複数の波長変換層４０および複数の光反射層５０の少なくとも側面を覆う層である。図１に示されるように、保護層６０は、さら
に、複数の光反射層５０が有する複数の上面５０ａを覆うように形成され得る。

図１に示す例においては、保護層６０の上面６０ａのうち光反射層５０の上方に位置する領域は、平坦面である。ただし、保護層６０の上面６０ａのうち光反射層５０の上方に位置する領域は、保護層６０の上方に向かって凸の曲面であってもよい。この場合、保護層６０の上面６０ａのうち光反射層５０の上方に位置する領域における中心部の高さと周縁部の高さとの間の差を例えば１０ｎｍ以上５０μｍ以下の範囲とできる。

図２に示されるように、複数の上面５０ａが保護層６０によって覆われていないこともあり得る。つまり、複数の上面５０ａは、保護層６０から露出されていてもよい。

本実施形態において、保護層６０は、透光性の樹脂層であり、保護層６０と対向する光反射部材３０の上面３０ａは、保護層６０に接している。保護層６０の材料として、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂またはこれらを混合した樹脂材料を用いることができる。保護層６０は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の光拡散材を含有していてもよい。これにより、波長変換層４０から保護層６０に入射する光または光反射部材３０で反射された光を拡散させることができる。その結果、発光装置２００の上面における輝度ムラを抑制することができる。保護層６０の厚さ（光反射部材３０の上面３０ａから保護層６０の上面６０ａまでの、図のｚ方向に沿った距離）は、例えば１５０μｍ程度であり得る。

保護層６０の上面６０ａは、少なくとも１つの凹面６１ｃを含む凹部６１（第１凹部）を有する。凹部６１の形状は、保護層６０の形成時に樹脂材料を硬化させた後に生じ得るひけによって規定され得る。例えば、凹部６１は、連続的に形成された複数の凹面６１ｃを有する構造を備え得る。本願の図１、図２等の図面において、理解を容易にする観点から、特に凹部６１の形状を誇張して図示している。平面視において、保護層６０の上面６０ａは、上面６０ａのうちの複数の光反射層５０の間の領域に連続的に形成された複数の凹面６１ｃを有し得る。凹部６１は、保護層６０の上面６０ａのうち平面視において複数の光反射層５０と重なる領域以外においてｘ方向またはｙ方向に延びる複数の凹面を含む形状を有し得る。例えば、凹部６１は、それぞれがｘ方向に延びる複数の溝およびそれぞれがｙ方向に延びる複数の溝が交差することにより上面６０ａに格子状に形成され得る。図１に示される断面構造において、それぞれの凹面６１ｃの底６１ａ（上面６０ａのうち最も低い部分）は、波長変換層４０の上面の位置よりも下方、つまり、光反射部材３０側に位置している。凹部の形状、具体的には、ひけの凹面の曲率は、樹脂材料の濃度を調整することによって制御することが可能である。また、複数の凹面の形状を精密に制御することも可能である。

発光装置２００は、材料の異なる複数の部材から構成される。そのため、各部材の熱膨張係数の差に起因して応力が発生し、発光装置２００に反りが生じることがあり得る。一般に、主として樹脂材料から形成された部材の方が、ＦＰＣよりも熱膨張し易い。例えば、発光装置２００の動作時に発光素子２０が発熱することによって内部温度が上昇し、配線基板１０と、保護層６０または光反射部材３０等の部材との間の熱膨張係数の差に起因して発光装置２００に反りが生じる場合がある。保護層６０および光反射部材３０の少なくとも一方は、配線基板１０よりも大きな熱膨膨張係数を有し得る。例えば、配線基板１０の熱膨膨張係数は、２０ｐｐｍ／℃程度であり、光反射部材３０の熱膨張係数は、１００ｐｐｍ／℃程度であり、保護層６０の熱膨張係数は、２００ｐｐｍ／℃程度である。そのため、発光素子２０の発熱によって、熱膨張係数の大きい保護層６０側に発光装置２００が反る（発光装置２００の中央部が図中の＋ｚ方向に凸となるように反る）可能性がある。

本実施形態に係る発光装置２００は、保護層６０の上面６０ａに凹部６１を有する。保護層６０の上面６０ａに凹部６１を有する構成によれば、凹部６１が発光装置２００の反りとは逆（図中の－ｚ方向）に窪んでいることにより、保護層６０および光反射部材３０のように主として樹脂から形成された部材が膨張した場合であっても反りの程度が緩和される利点が得られる。さらに、図１に例示する構成および図２に例示する構成では、光反射部材３０の上面３０ａにも凹部３１が形成されている。凹部３１も、発光装置２００が反りやすい方向とは逆の方向に（図中の－ｚ方向に）窪んでいるので、反りの程度がより緩和され得る。このように、本開示の実施形態によれば、光反射部材３０または保護層６０と配線基板１０との間の熱膨張係数の差に起因して生じ得る反りの程度を緩和することができる。

図６は、本開示の他のある実施形態に係る発光装置２００Ａの構造の一例を模式的に示す断面図である。図７は、発光装置２００Ａの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。図１および図２と同様に、図６および図７は、図３に示すＡ－Ａ’線と同様の位置で発光装置２００Ａを切断したときの断面の一部を模式的に示している。図６に例示する構成では、図１を参照しながら説明した例と同様に、保護層６０が光反射層５０の上面５０ａを覆っている。他方、図７に例示する構成では、図２を参照しながら説明した例と同様に、光反射層５０の上面５０ａが保護層６０から露出されている。

本実施形態に係る発光装置２００Ａは、図６および図７において点線の楕円で示すように、配線基板１０に配列された複数の発光素子２０の配列において互いに隣接する２つの発光素子２０の間に位置する区画構造ＤＶを有する。後述するように、区画構造ＤＶは、例えば複数の発光素子２０を取り囲むように設けられ、それぞれが複数の発光素子２０のうちの１つを含む単位領域を規定する。

図１および図２に示す発光装置２００と比較して、発光装置２００Ａは、光源部１００に代えて光源部１００Ａを有する。光源部１００Ａは、光反射部材３０に代えて光反射部材３０Ａを含んでいる。光反射部材３０Ａは、その上面３０ａ側に、光反射部材３０Ａから保護層６０内に突出している凸部３０ｗを有する。すなわち、この例では、光反射部材３０Ａの上面３０ａに位置する凸部３０ｗの形で区画構造ＤＶが発光装置２００Ａに設けられている。

この例では、凹部３１の内部に凸部３０ｗが形成されている。平面視において例えば凹部３１がある方向に沿って延びている場合、凸部３０ｗも凹部３１に沿って線状に形成され得る。換言すれば、凸部３０ｗは、凹部３１に沿って延びる壁状の構造であり得る。

光反射部材３０Ａの上面３０ａを基準としたときの凸部３０ｗのうち最も高い部分（頂部）は、図中のＺ方向に関し、例えば波長変換層４０の下面と上面との間に位置する。後述するように、凸部３０ｗは、例えば光反射部材３０Ａの材料と共通の材料から形成されることにより、光反射性を有する。すなわち、区画構造ＤＶとしての凸部３０ｗは、互いに隣接する２つの単位領域の一方の単位領域中の発光素子２０から発せられた光が他方の単位領域内に入射することを抑制する機能を有する。

各単位領域の発光素子２０を取り囲むようにこのような区画構造ＤＶを設けることにより、例えば、互いに隣接する２つの単位領域のうちの一方の発光素子２０を点灯状態とし、他方の発光素子２０を消灯状態としたときに、発光素子２０が消灯された単位領域への光の進入を抑制できる。したがって、単位領域間の境界におけるコントラスト比が向上する結果、より有利にローカルディミング動作を適用し得る。

図８および図９は、凸部３０ｗの断面形状の例を示す。凸部３０ｗの断面形状は、図６
および図７に例示するような矩形状に限定されず、台形状、図８に示すような三角形状または図９に示すような半円形状であってもよい。凸部３０ｗの断面形状は、あるいは、半楕円形状、不定形状であってもよい。凸部３０ｗの表面の断面視における形状も、直線状または円弧状に限定されず、任意の曲線状、または、段差もしくは屈曲を含むような形状であってもよい。

図１０は、本開示の他のさらにある実施形態に係る発光装置２００Ｂの構造の一例を模式的に示す断面図である。図１１は、発光装置２００Ｂの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。図６および図７と同様に、図１０および図１１も、図３に示すＡ－Ａ’線と同様の位置で発光装置２００Ｂを切断したときの断面の一部を模式的に示している。

図１および図２に示す発光装置２００と比較して、図１０および図１１に例示する発光装置２００Ｂは、光源部１００に代えて、保護層６０Ｂをその一部に含む光源部１００Ｂを有する。図１１は、保護層６０Ｂから光反射層５０の上面５０ａが露出された例である。

保護層６０Ｂには、区画構造ＤＶとしての溝６０ｇが設けられている。上述の凸部３０ｗと同様に、溝６０ｇは、凹部３１に沿って線状に延びる構造であり得る。光反射層５０から保護層６０Ｂに導入され、溝６０ｇの形状を規定する側面に入射した光の一部は、溝６０ｇの側面の位置で反射される。すなわち、保護層６０Ｂに溝６０ｇを設けることにより、区画構造ＤＶとして光反射部材３０Ａに凸部３０ｗを形成した場合と同様に、互いに隣接する２つの単位領域間における光の漏れを抑制する効果が得られる。

図１２は、区画構造ＤＶとしての溝６０ｇの配置の一例を模式的に示す。図１２は、光源部１００Ｂが、１８行１８列の単位領域の配列を有する場合の溝６０ｇの配置の一例を示している。図１２に例示する構成において、区画構造ＤＶは、複数の溝６０ｇを含んでいる。これら溝６０ｇのそれぞれは、２次元に配列された単位領域ＵＲのうち互いに隣接する２つの単位領域間にｘ方向またはｙ方向に沿って直線状に延びている。換言すれば、この例における区画構造ＤＶは、光源部１００Ｂの保護層６０Ｂに設けられた格子状の溝である。各溝６０ｇの上面視における幅は、例えば２２０μｍ程度である。

溝６０ｇは、ｘ方向またはｙ方向に沿って光源部１００Ｂの一端から他端まで連続的に直線状に延びる構造に限定されない。図１３に例示する構成において、２次元に配列された複数の単位領域ＵＲのうち最外周に位置する単位領域以外の単位領域の１つに注目すると、その単位領域に含まれる発光素子２０を取り囲むように４つの溝６０ｇが配置されている。このように、溝６０ｇは、単位領域ＵＲ中の発光素子２０を取り囲むように設けられればよい。各単位領域ＵＲにおいて発光素子２０を取り囲む連続した形状（例えば矩形状）を有していることは、必須ではない。また、単位領域ＵＲの２次元配列において最外周に位置する単位領域については、溝６０ｇが平面視において発光素子２０の四方を取り囲んでいることは、必須ではない。

上述の凸部３０ｗの配置についても、溝６０ｇの配置と同様のことがいえる。溝６０ｇと同様に、凸部３０ｗも各単位領域ＵＲの発光素子２０を取り囲むように光源部１００Ａに設けられ得る。例えば、区画構造ＤＶとしての凸部３０ｗは、格子状の壁部の形で光反射部材３０Ａの上面３０ａに形成され得る。

図１４～図１６は、溝６０ｇの断面形状の例を示す。溝６０ｇの形状は、図１０および図１１に例示するようなＶ溝に限定されず、種々の形状を採用し得る。図１４は、溝６０ｇをＵ溝の形で保護層６０Ｂに設けた例である。このように、溝６０ｇの形状を規定する１以上の側面の形状は、平面状に限定されず、曲面を含む形状であってもよい。溝６０ｇ
の側面の断面視における形状は、直線状もしくは円弧状、またはこれらの組み合わせに限定されず、段差または屈曲を含むような形状であってもよい。

溝６０ｇの深さは、例えば、保護層６０Ｂの上面６０ａから光反射部材３０の上面３０ａまでの距離の例えば２０％以上１００％以下の範囲である。互いに隣接する２つの単位領域ＵＲの間におけるコントラスト比の向上の観点からは、光反射部材３０の上面３０ａに達するように溝６０ｇを形成することが有利である。この場合、溝６０ｇの断面形状は、図１５に例示するように台形状であり得る。図１６は、光反射部材３０の上面３０ａに対して側面が概ね垂直となるように溝６０ｇを形成した例である。なお、光反射部材３０の上面３０ａに達する深さで溝６０ｇを形成した場合、保護層６０Ｂは、単位領域ＵＲごとに空間的に分離された複数の部分を含む。なお、溝６０ｇの幅が保護層６０Ｂの上面６０ａから光反射部材３０の上面３０ａに向かって窄まっていることは、必須ではない。保護層６０Ｂの上面６０ａに位置する、溝６０ｇの開口の幅が、溝６０ｇのうち保護層６０Ｂの内部に位置する部分の幅よりも狭いような形状も採用し得る。

図１７は、本開示の他のさらにある実施形態に係る発光装置２００Ｃの構造の一例を模式的に示す断面図である。図１８は、発光装置２００Ｃの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。図１０を参照しながら説明した例と同様に、図１７に示す発光装置２００Ｃは、配線基板１０と、光源部１００Ｂとを含み、この例における区画構造ＤＶは、溝６０ｇに加えて、溝６０ｇの内部に位置する区画部材６５を有する。同様に、図１８に示す発光装置２００Ｃは、図１１に示す例と比較して、溝６０ｇの内部に位置する区画部材６５を含んでいる。

区画部材６５は、例えば光反射層５０または光反射部材３０と同様の材料から形成されることにより、光反射性を有する。図１７に示す例および図１８に示す例では、溝６０ｇの内部が区画部材６５で充填されている。溝６０ｇの内部に区画部材６５を配置することにより、互いに隣接する２つの単位領域ＵＲの間におけるコントラスト比をより有利に向上させ得る。区画部材６５は、全ての溝６０ｇ内に配置されてもよいし、一部の溝６０ｇ内に配置されてもよい。溝６０ｇの内部は、これらの例のように区画部材６５で充填されていてもよいし、空気で満たされていてもよい。

図１９は、溝６０ｇの内部に設けられ得る区画部材の形状の他の例を示す。図１９に示す例では、溝６０ｇの側面を覆うように層状の区画部材６５ｆが区画構造ＤＶに配置されている。この例のように、例えば樹脂層の形で溝６０ｇ内に区画部材を形成してもよい。区画部材６５ｆは、金属膜、誘電体多層膜等の反射膜であってもよい。

図２０は、本開示のさらに他のある実施形態に係る発光装置２００Ｄの構造の一例を模式的に示す断面図である。図２１は、発光装置２００Ｄの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。図１を参照しながら説明した構成と比較して、図２０に示す発光装置２００Ｄは、光源部１００に代えて光源部１００Ｄを有する。光源部１００Ｄは、光反射層５０に代えて光反射層５０Ｄを含んでいる。図２１に示す例でも同様に、発光装置２００Ｄは、複数の光反射層５０Ｄをその一部に含む光源部１００Ｄを有する。図２０に例示する構成において光反射層５０Ｄの上面５０ａが保護層６０に覆われていることに対し、図２１に例示する構成では、光反射層５０Ｄの上面５０ａが保護層６０から露出されている。

図２０に例示する構成および図２１に例示する構成において、光反射層５０Ｄの側面５０ｃは、波長変換層４０の側面４０ｃとは一致しておらず、光反射層５０Ｄの一部は、波長変換層４０の上面４０ａからはみ出している。換言すれば、ｚ方向に沿って見たとき、光反射層５０Ｄの上面５０ａの面積は、波長変換層４０の上面４０ａの面積よりも大きい。

上述したように、波長変換層４０上に設けられる光反射層（ここでは光反射層５０Ｄ）は、入射光の一部が透過可能な半遮光層である。したがって、波長変換層４０上に設けられる光反射層を設けてもなお、保護層６０の上面６０ａのうち波長変換層４０の直上の領域と、その周囲の領域との間に大きな輝度差が生じ得る。平面視において波長変換層４０の上面４０ａよりも大きな面積を有する光反射層５０Ｄを波長変換層４０上に配置することによって、光反射層５０Ｄと光反射部材３０との間で反射が繰り返されることにより、波長変換層４０から保護層６０に導入された光を発光素子２０からより離れた位置まで伝播させ得る。発光素子２０からより離れた位置まで光が到達するようになる結果、ｚ方向に沿って見たときに、保護層６０の上面６０ａのうち波長変換層４０の直上の領域と、その周囲の領域との間の輝度差が緩和される。すなわち、輝度ムラ改善の効果が得られ、波長変換層４０の直上の領域が点光源のように見えることを回避し得る。波長変換層４０の側面４０ｃから光反射層５０Ｄの側面５０ｃまでの距離（図２０中に両矢印ＯＨで示す）は、例えば５０μｍ程度である。

図２２は、本開示のさらに他のある実施形態に係る発光装置２００Ｅの構造の一例を模式的に示す断面図である。図２３は、発光装置２００Ｅの構造の他の一例を模式的に示す断面図である。図２２に例示する構成と、図２３に例示する構成との間の相違点は、図２３に示す例では、光反射層５０の上面５０ａが保護層６０から露出されている点である。

図１を参照しながら説明した構成と比較して、図２２および図２３に示す発光装置２００Ｅは、配線基板１０の導体配線層に電気的に接続された回路素子であって、発光素子２０とは異なる回路素子をさらに有している。この例では、発光素子２０とともに回路素子２５が配線基板１０に実装されており、回路素子２５は、その全体が光反射部材３０に覆われている。

回路素子２５は、例えば、２以上の発光素子２０に接続されるドライバ、または、ツェナーダイオード等の保護素子であり得る。回路素子２５として保護素子を配線基板１０に配置する場合、回路素子２５は、各単位領域ＵＲの発光素子２０に電気的に直列または並列に接続され得る。換言すれば、回路素子２５は、それぞれが発光素子２０を含む単位領域ＵＲごとに配線基板１０に実装され得る。

発光素子２０だけでなく回路素子２５を配線基板１０に実装することにより、コネクタＣに接続される外部の制御回路の構造を簡略化し得る。また、配線基板１０上の回路素子２５を光源部１００の例えば光反射部材３０に埋め込むことにより、発光素子２０から出射された光の回路素子２５による吸収を回避でき、回路素子２５を配線基板１０に実装したことに起因して光の利用効率が低下することを回避できる。

図２４は、本開示のさらに他のある実施形態に係る面発光光源３００の構造の一例を示す断面図である。図２５は、面発光光源３００の構造の他の一例を示す断面図である。面発光光源３００は、上述の発光装置２００または２００Ａ～２００Ｅのいずれかと、拡散板７１、プリズムアレイ層７２および７３を有する透光積層体７０とを有する。透光積層体７０の形状は、平面視において例えば矩形である。図２４は、図１に示される断面構造を有する発光装置２００上に透光積層体７０を積層して得られる面発光光源３００の断面構造を例示しており、他方、図２５は、図２に示される断面構造を有する発光装置２００上に透光積層体７０を積層して得られる面発光光源３００の断面構造を例示している。

（拡散板７１）
面発光光源３００においては、保護層６０の上に拡散板７１を設けてもよい。換言すれば、拡散板７１は、保護層６０の上面６０ａから間隔をあけて面発光光源３００に設けら
れてもよいし、上面６０ａの少なくとも一部に直接に接していてもよい。拡散板７１は、入射する光を拡散させ、透過させる。光を拡散させる構造は、拡散板７１の表面に凹凸を設けたり、拡散板７１中に屈折率の異なる材料を分散させたりすることによって拡散板７１に設けられる。拡散板７１は、例えば、ポリカーボネート樹脂、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形成される。拡散板７１として、光拡散シート、ディフューザーフィルム等の名称で市販されている光学シートを利用してもよい。拡散板７１の厚さは、例えば約０．４４３ｍｍであり得る。

図２４に例示する構成および図２５に例示する構成において、面発光光源３００は、保護層６０の上面６０ａが有する凹部６１と拡散板７１の下面７１ｂとの間に形成された空間を有している。この空間は、例えば空気によって満たされている。換言すれば、本実施形態において、面発光光源３００は、上面６０ａの凹部６１の凹面６１ｃと、拡散板７１の下面７１ｂとの間に位置する空気層を有している。保護層６０と拡散板７１との間に空気層を設けることにより、波長変換層４０から保護層６０に入射する光のうち大きな入射角で凹面６１ｃに入射する成分を光反射部材３０の上面３０ａに向けて反射させ得る。凹面６１ｃと光反射部材３０の上面３０ａとの間で反射を繰り返させることにより、発光素子２０から離れた位置から取り出される光に関する取り出し効率を向上させることができる。

（プリズムアレイ層７２、７３）
拡散板７１の上方に位置するプリズムアレイ層７２、７３のそれぞれは、それぞれが所定の方向に延びる複数のプリズムが配列された構造を有する。例えば、プリズムアレイ層７２は、図２４および図２５において、それぞれが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７３は、それぞれがｘ方向に延びる複数のプリズムを有する。本明細書では、プリズムアレイ層７２、７３を積層した構造を「プリズムシート」と呼ぶ。プリズムアレイ層７２、７３は、種々の方向から入射する光を、発光装置２００に対向する表示パネル（不図示）に向かう方向（図中の＋ｚ方向）に屈折させる。これにより、面発光光源３００の発光面である透光積層体７０の上面７０ａから出射する光が主として上面７０ａに垂直（ｚ軸に平行）な成分を多く含むこととなる結果、面発光光源３００を正面（ｚ方向）から見た場合の輝度を高めることができる。プリズムアレイ層７２、７３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７２、７３の厚さは、それぞれ、例えば０．０７ｍｍ、０．０９ｍｍ程度であり得る。

透光積層体７０は、２枚のプリズムアレイ層を積層した構造を有するシート状のプリズムシートを有し得る。プリズムシートの厚さは、０．０８ｍｍ程度であり得る。このように、プリズムシートの厚さは、２枚のプリズムアレイ層を単純に積層した場合の厚さの半分程度に抑えることが可能である。プリズムシートとして、例えば３Ｍ社の高度構造光学複合体（ＡＳＯＣ）を用いることができる。このようなプリズムシートを採用することにより、面発光光源３００を一層薄型化することが可能となる。そのような薄型の面発光光源３００は、スマートフォン等の用途に特に有用である。プリズムシートは、拡散板７１に直接に接していてもよいし、拡散板７１から間隔をあけて透光積層体７０に設けられてもよい。

面発光光源３００は、プリズムアレイ層７３の上方に位置する反射型偏光層（不図示）をさらに有し得る。反射型偏光層は、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し、その偏光方向に垂直な方向の偏光をプリズムアレイ層７２、７３側へ反射させる。反射型偏光層から戻ってきた偏光の一部はプリズムアレイ層７２、７３および拡散板７１で再度反射する際に偏光方向が変化し、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、再び反射型偏光層に入射し、表示パネルへ出射する。これにより、発光装置２００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得られる。

近年、ビデオゲーム機、スマートフォン等の市場において要求される発光装置の厚さに関する仕様は、２．０ｍｍ未満であり、例えば１．５ｍｍ以上１．６５ｍｍ以下という非常に厳しい仕様が要求されることがある。本開示の実施形態に係る発光装置２００は、その要求を十分に満足し得る。さらに、波長変換層４０の直上に設けられた光反射層５０によって、発光装置２００の発光面から出射される光の輝度ムラを適切に抑制することが可能となる。

図２６は、図３に示されるＡ－Ａ’線に沿って切断した場合における面発光光源３００の断面構造のうちの光源部１００の縁の部分を例示している。図２６に例示する構成において、配線基板１０および光源部１００は、それらの周囲を覆うテープ８０によって固定されている。テープ８０の一部は、光源部１００の保護層６０の上面６０ａの縁に沿って枠状に形成されている。テープ８０のうち保護層６０の上面６０ａ上に位置する部分は、接着層として機能し、その接着層により、光源部１００の周囲を囲む矩形の枠９０が光源部１００上に固定される。拡散板７１、プリズムアレイ層７２および７３を有する透光積層体７０は、枠９０によって光源部１００上に固定される。この例では、枠９０と透光積層体７０との境界線７０ｓに沿って、枠状のテープ８１が枠９０および透光積層体７０の上面に設けられている。テープ８０、８１として、例えば日東電工社製の両面接着テープ（型番：Ｎｏ．５６０６ＢＮ）を用いることができる。

このような組立て構造によれば、ＦＰＣの縁に枠を配置するスペースを確保する必要がなくなるため、光源部１００を配置する領域を配線基板１０の外縁付近まで拡大することが可能となる。このように、配線基板１０としてのＦＰＣのサイズを変更することなく、ＦＰＣ上の領域を最大限に利用して光源部１００をＦＰＣ上に配置することが可能となる。

［２．発光装置２００の製造方法］
図２６、および、図２７から図３０を参照して、発光装置２００および面発光光源３００の製造方法の一例を説明する。図２７から図２９に、発光装置２００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を示している。図３０に、面発光光源３００の製造方法に含まれる製造工程を説明するための工程断面図を示している。

まず、配線基板１０としての例えばＦＰＣと、複数の発光素子２０とを準備する。次に、図２７に示されるように、配線基板１０に発光素子２０を実装する。配線基板１０に対する発光素子２０の接合の強度を高める観点から、発光素子２０の下面２０ｂと配線基板１０の上面１０ａとの間の空間にアンダーフィル樹脂を充填してもよい。

次に、発光素子２０が実装された状態の配線基板１０を型枠内に配置し、図２８に示されるように、例えばポッティングにより、光硬化樹脂材料を型枠内に注入する。配線基板１０上に付与された樹脂材料を紫外線で照射して硬化させることにより、複数の発光素子２０のそれぞれの側面を覆う光反射部材３０を形成する。このとき、例えば、樹脂材料の硬化に伴うひけの形で樹脂材料の表面に凹部３１を形成できる。

波長変換層４０および光反射層５０を発光素子２０の直上に形成する前のいずれかの段階で、それぞれが波長変換層上に光反射層を有する積層構造の複数のシート片を準備する。例えば、まず、波長変換層上に光反射層を積層したシート状の積層体を準備する。例えば以下のようにしてこのような積層体を得ることができる。まず、樹脂中に蛍光体の粒子が分散された材料を型枠内に注入して硬化させることにより、シート状の波長変換層を得
る。次に、波長変換層上に光反射層の樹脂材料を塗布して硬化させることにより、シート状の積層体が完成する。その積層体を、例えば０．８ｍｍ角のサイズに個片化することにより、上述の複数のシート片が得られる。

光反射部材３０の形成後、例えば、複数の発光素子２０のそれぞれの出射面２０ａに接着材を塗布し、図２９に示されるように、各出射面２０ａにシート片を貼付する。接着材が塗布された出射面２０ａ上へのシート片の配置には、例えばダイボンディング装置（ダイボンダ）を適用できる。このとき、ダイボンディング装置は、シート片の中心が光軸Ｌ上に位置するようにアライメントを行う。発光素子２０の出射面２０ａの全体がシート片によって覆われるようにする観点から、シート片の面積が出射面２０ａの面積よりも大きいことが好ましい。これにより、アライメント精度に対する要求が緩和され得る。このようにして、複数の発光素子２０の直上に、複数の波長変換層４０および複数の光反射層５０を形成することができる。図示されるように、光源部１００は、発光素子２０の上面２０ａと波長変換層４０との間に位置する接着層４５を有し得る。

次に、各発光素子２０の出射面２０ａの上方に波長変換層４０および光反射層５０が配置された構造を型枠内に配置し、ポッティング等により透明樹脂材料を光反射部材３０に付与する。このとき、光反射層５０の上面５０ａが覆われるように透明樹脂材料を光反射部材３０に付与してもよい。その後、紫外線の照射、加熱等によって樹脂材料を硬化させることにより、複数の波長変換層４０および複数の光反射層５０の少なくとも側面を覆う保護層６０を形成できる。このとき、硬化した樹脂材料の表面に例えばひけが形成されることにより、保護層６０に凹部６１が形成される。上記の工程を経て、図１に示す構造と同様の構造を有する発光装置２００が得られる。なお、硬化した樹脂材料の一部を研削等によって除去し、光反射層５０の上面５０ａを硬化した樹脂材料から露出させてもよい。あるいは、光反射部材３０への透明樹脂材料の付与の工程において光反射層５０の上面５０ａ以外の領域に透明樹脂材料を付与し、透明樹脂材料を硬化させることによって保護層６０を形成してもよい。このような工程によれば、図２に示す構造と同様の構造を有する発光装置２００が得られる。

なお、光反射部材３０の形成前に配線基板１０に回路素子２５を実装することにより、図２２および図２３に例示する発光装置２００Ｅが得られる。光反射部材３０の材料の硬化後、硬化された材料の表面に光反射部材３０の材料をディスペンサ等で例えば線状にさらに付与して硬化させることにより、図６等に例示した凸部３０ｗを形成可能である。図１０等を参照しながら説明した区画構造ＤＶとしての溝６０ｇは、保護層６０の形成後に、レーザ照射、または、回転砥石を用いた切削等によって保護層６０の一部を除去することによって形成できる。溝６０ｇの形成後、例えば光反射部材３０の材料で溝６０ｇを充填し、光反射部材３０の材料を硬化させることにより、図１７、図１８に示すような区画部材６５を有する発光装置２００Ｃが得られる。印刷等によって光反射部材３０の材料を溝６０ｇの表面に付与することにより、図１９に示すような区画部材６５ｆを形成してもよい。

複数の発光素子２０のそれぞれの出射面２０ａに、波長変換層上に光反射層を有する積層構造のシート片を貼付することに代えて、蛍光体の粒子が分散された樹脂等から形成された蛍光シート片を各出射面２０ａに貼付してもよい。透明樹脂材料を光反射部材３０に付与して硬化させた後、研削等によって蛍光シート片の表面を露出させる。蛍光シート片の表面に光反射層の樹脂材料を塗布して硬化させたり、光反射層の樹脂材料から形成された樹脂シート片を蛍光シート片の表面に貼付したりすることにより、図２０および図２１に示すような、波長変換層４０の上面４０ａからはみ出す形状の光反射層５０Ｄを形成できる。

必要に応じ、拡散板等の光学部材を保護層６０の上方に配置する。例えば、図２６に示されるように、配線基板１０および発光装置２００の周囲をテープ８０で覆う。このとき、発光装置２００の保護層６０の縁に沿ってテープ８０の一部を保護層６０の上面６０ａ上に配置する。これにより、保護層６０の上面６０ａに枠状の接着層を形成できる。次に、接着層によって発光装置２００の上に枠９０を固定する。

次に、図２６および図３０に示されるように、発光装置２００の保護層６０の上に透光積層体７０を配置して枠９０によって透光積層体７０を発光装置２００に固定する。このとき、保護層６０の凹部６１と拡散板７１の下面７１ｂとの間に空気層が形成される。透光積層体７０が有するプリズムアレイ層７２としては、例えば、３Ｍ社製のプリズムフィルム（型番：ＢＥＦ４ ＤＭＬ）を用いることができ、プリズムアレイ層７３としては、３Ｍ社製のプリズムフィルム（型番：ＴＢＥＦ２ ＤＴ ＬＳ）を用いることができる。その後、透光積層体７０の上面側に現れた、枠９０と透光積層体７０との境界線７０ｓに沿って、枠状のテープ８１を貼付する。枠９０を利用した固定に代えて、レーザ溶着によって保護層６０の上に透光積層体７０を固定してもよい。上記の工程を経て、面発光光源３００が得られる。

配線基板１０上に付与された樹脂材料を硬化させることによって光反射部材３０を形成することに代えて、配線基板１０上に樹脂シート等を配置することにより、光反射部材を有する光源部を得てもよい。例えば、配線基板１０への発光素子２０の実装後、図３１に例示するように、配線基板１０上の複数の発光素子２０と対応する位置に貫通孔３２が設けられた樹脂シートを接着シート等によって配線基板１０上に配置してもよい。これにより、複数の発光素子２０と対応する位置に貫通孔３２を有する光反射部材３０Ｓを配線基板１０上に形成することができる。

光反射部材３０Ｓとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を母材とする光反射性の樹脂シートを適用できる。複数の貫通孔３２の形成方法に特に限定はない。例えばパンチングによって樹脂シートに貫通孔を形成することにより、所望の位置に貫通孔３２が設けられた光反射部材３０Ｓを得ることができる。なお、図２２および図２３に示す例のように配線基板１０上に回路素子２５を配置する場合には、回路素子２５に対応した位置にも貫通孔３２を形成しておけばよい。

光反射部材３０Ｓの形成に樹脂シートを適用した場合、光反射部材３０Ｓの上面３０ａは、基本的に平坦面である。換言すれば、光反射部材３０Ｓの上面３０ａは、基本的に凹部を有しない。しかしながら、樹脂シート上に樹脂材料を線状に付与して樹脂材料を硬化させたり、線状あるいは格子状の樹脂部材を樹脂シート上に接合したりすることにより、光反射部材３０Ｓの上面３０ａ側に、平面視において発光素子２０を取り囲む形状の凸部３０ｗを形成することが可能である。

光反射部材３０Ｓの形成後、図３２に示すように、必要に応じて各貫通孔３２の内部を樹脂材料で充填する。貫通孔３２の内部に配置される樹脂材料は、透明な樹脂材料であってもよいし、光反射層５０等の材料と同様の光反射性の樹脂材料であってもよい。その後、貫通孔３２内の樹脂材料を硬化させることにより、貫通孔３２内に封止部材３４を形成できる。封止部材３４の上面３４ａは、光反射部材３０Ｓの上面３０ａと概ね整合する。封止部材３４の一部は、発光素子２０の下面２０ｂと配線基板１０の上面１０ａの間の隙間にも位置し得る（アンダーフィル）。なお、配線基板１０上の各発光素子２０の側面を覆う光反射部材の全体を、樹脂シートと、樹脂シートに設けられた貫通孔３２内に配置された樹脂材料とから形成してもよい。あるいは、上述の光反射部材３０または光反射部材３０Ａの一部を、樹脂シートと、樹脂シートに設けられた貫通孔３２内に配置された樹脂材料とに置き換えることによって各発光素子２０の側面を覆う光反射部材を形成してもよ
い。

封止部材３４の形成後、各発光素子２０の上方に波長変換層４０および光反射層５０を配置する。このとき、波長変換層４０は、封止部材３４を覆うように発光素子２０の出射面２０ａの上方に形成され得る。さらに、図２９を参照しながら説明した例と同様にして、光反射部材３０Ｓおよび封止部材３４を覆う保護層６０を形成する（図３３参照）。保護層６０は、光反射層５０の上面５０ａを覆っていてもよいし、覆っていなくてもよい。保護層６０の形成により、光反射部材３０Ｓをその一部に含む光源部１００Ｓを配線基板１０上に得ることができる。以上の工程により、光源部１００Ｓおよび配線基板１０を有する発光装置２００Ｓが得られる。

図３４に例示するように、上述の発光装置２００Ｓの保護層６０の上に透光積層体７０を配置してもよい。例えば枠９０によって透光積層体７０を発光装置２００Ｓに固定することにより、光源部１００Ｓをその一部に含む面発光光源３００Ｓが得られる。

本開示の実施形態に係る発光装置は、面発光光源３００、３００Ｓの部品として製造および販売され得る。例えば、部品のサプライヤーから発光装置２００の供給を受けるメーカーは、本開示の実施形態に係る発光装置と、透光積層体７０等の残りの構成部材とを上述した方法によって組み上げることにより、発光装置を備える面発光光源を製造および販売し得る。そのような面発光光源は、例えば液晶表示装置のバックライト光源として好適に利用され得る。

本開示の発光装置および面発光光源は、液晶ディスプレイのバックライト光源、各種照明器具等に利用できる。

１０ ：配線基板
１０ａ、２０ａ、３０ａ、６０ａ、７０ａ ：上面
１０ｂ、２０ｂ、７１ｂ ：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
１５ａ、１５ｂ ：ランド
２０ ：発光素子
２０ｃ ：側面
２１ａ ：正極
２１ｃ ：負極
２５ ：回路素子
３０、３０Ａ、３０Ｓ ：光反射部材
３０ｗ ：凸部
３１ ：（第２）凹部
３１ｃ、６１ｃ ：凹面
４０ ：波長変換層
４５ ：接着層
５０、５０Ｄ ：光反射層
５０ａ ：上面
６０、６０Ｂ ：保護層
６１ ：（第１）凹部
６５、６５ｆ ：区画部材
７０ ：透光積層体
７０ｓ ：境界線
７１ ：拡散板
７２、７３ ：プリズムアレイ層
８０、８１ ：テープ
９０ ：枠
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｄ、１００Ｓ ：光源部
２００、２００Ａ～２００Ｅ、２００Ｓ ：発光装置
３００、３００Ｓ ：面発光光源
ＤＶ ：区画構造

Claims (13)

1. 上面を有する配線基板と、
   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、
   前記配線基板の上面に配置された、複数の貫通孔が設けられたシート状の光反射部材と、
   平面視において前記複数の貫通孔の内側にそれぞれ位置する複数の封止部材と、
   それぞれが、前記複数の発光素子のうちの対応する発光素子の上面を覆う複数の波長変換層と、
   前記複数の波長変換層上に配置され、入射光の一部を透過し、一部を反射する複数の光反射層と、
   上面および上面とは反対側の下面を有し、前記光反射部材の少なくとも一部上に位置する保護層と
   を備え、
   前記複数の発光素子のそれぞれは、平面視において前記光反射部材の前記複数の貫通孔のうち対応する１つの内側に位置し、
   前記複数の封止部材のそれぞれは、前記複数の貫通孔のうち対応する１つの内部において前記光反射部材と前記発光素子との間に配置されており、
   前記保護層は、前記複数の発光素子の配列において互いに隣接する２つの発光素子間に位置する溝であって、前記上面から前記下面まで貫通している溝を有する、発光装置。
2. 前記溝は、平面視において前記複数の発光素子のそれぞれを囲んでいる、請求項１に記載の発光装置。
3. 光反射性を有する区画部材をさらに備え、
   前記区画部材は、前記溝の内部に位置する部分を含む、請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記区画部材は、前記溝の形状を規定する内側面を少なくとも覆う層状を有する、請求項３に記載の発光装置。
5. 前記区画部材は、樹脂層である、請求項３または４に記載の発光装置。
6. 前記溝は、前記保護層の上面に位置する開口を有し、かつ、断面視において前記開口よりも幅の広い部分を前記保護層の内部に有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記複数の波長変換層は、平面視において前記複数の光反射層と重なり、
   平面視において、各波長変換層または各光反射層の領域は、前記複数の発光素子のうちの対応する１つの前記上面を包含する、請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 平面視において、前記複数の光反射層のそれぞれは、ドット状の光反射パターンを有しており、
   前記光反射パターンのドット密度は、前記複数の光反射層のそれぞれにおいて、前記光反射層の外側から中心に向けて高くなる、請求項１から７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 前記配線基板は、フレキシブルプリント基板である、請求項１から８のいずれか一項に記載の発光装置。
10. 前記光反射部材は、樹脂シートである、請求項１から９のいずれか一項に記載の発光装
    置。
11. 前記配線基板上に配置された回路素子をさらに備え、
    前記光反射部材は、前記回路素子を覆っている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発光装置。
12. 前記回路素子は、前記発光素子のうちの２つ以上に接続されるドライバまたは保護素子である、請求項１１に記載の発光装置。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の発光装置と、
    前記発光装置の上方に配置された拡散板と、
    前記拡散板の上方に配置されたプリズムシートと、
    を備える面発光光源。

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