JP7415177B2 - 面状光源および面状光源モジュール - Google Patents
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Description
図1は、本開示のある実施形態による面状光源の模式的な断面を示す。参考のために、図1には、互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向が示されている。本開示の他の図面においてもこれらの方向を示すことがある。
発光素子20は、半導体積層体を含む。半導体積層体は、n型半導体層およびp型半導体層と、これらに挟まれた発光層とを含む。発光層は、ダブルヘテロ接合または単一量子井戸(SQW)等の構造を有していてもよいし、多重量子井戸(MQW)のようにひとかたまりの活性層群をもつ構造を有していてもよい。半導体積層体の発光層は、可視光または紫外光を発光可能に構成されている。このような発光層を有する半導体積層体は、例えばInxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)を含むことができる。
配線基板10上に配置される光反射性部材30Aは、配線基板10の上面10aと、発光素子20のそれぞれの側面20cとを覆う。光反射性部材30Aは、例えば、反射材の粒子を含有する樹脂材料から形成される。光反射性部材30Aの母材としては、アクリレート樹脂等の光硬化性樹脂、または、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を適用できる。後述するように、光反射性部材30Aに、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してもよい。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。光反射性部材30Aは、顔料、光吸収材、蛍光体等をさらに含んでいてもよい。光を散乱させる反射材の粒子は、光反射性部材30Aの全体に分布していてもよい。
導光層40は、発光素子20および光反射性部材30A上に配置される透光性の部材である。導光層40の厚さ、換言すれば、発光素子20の上面または光反射性部材30Aの上面30aから導光層40の上面40aまでのZ方向における距離は、例えば200μm程度であり得る。
着色層60Aは、導光層40と、後述の波長変換層50との間に位置し、特定の波長を有する光を吸収する(あるいは特定の波長を有する光を反射する)ように構成される。着色層60Aは、例えば、特定の色の顔料または染料を含有する樹脂材料を導光層40の上面40aに付与した後、付与された樹脂材料を硬化させることにより、導光層40の上面40a上に配置される。着色層60Aの母材には、導光層40と同様に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂またはこれらの混合物を用いることができる。
図1および図3に示すように、導光層40の上方には、波長変換層50が配置される。波長変換層50は、配線基板10上に配置された枠、または、配線基板10および配線基板10上の構造を収容する筐体等によって導光層40の上方に支持される。波長変換層50の下面50bは、導光層40の上面40aまたは着色層の上面60aに接していてもよいし、波長変換層50の下面50bと着色層の上面60aとの間に空間が介在していてもよい。ここでは、波長変換層50の下面50bと導光層40の上面40aとの間の空間に空気層が形成されている。波長変換層50の下面50bと導光層40の上面40aとの間に透光性の樹脂部材等をさらに配置してもよい。
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配線層と、絶縁部11と、ビア13とを有する。図1および図3に例示する構成において、配線基板10は、第1配線層12aおよび第2配線層12bを含んでいる。第1配線層12aおよび第2配線層12bは、絶縁部11内に設けられたビア13を介して互いに電気的に接続されている。絶縁部11の一部は、配線基板10の上面10aのうち発光素子20が実装される領域以外の領域を覆う。配線基板10の典型例は、フレキシブルプリント基板(FPC)である。配線基板10の厚さ(図中のZ方向における上面10aから下面10bまでの距離)は、0.17mm程度であり得る。なお、本明細書において、配線パターンとは、膜状、板状等、導電体の任意の形状を意味する。
図1に例示する構成において、面状光源200Aは、導光層40と波長変換層50との間に光調整層70Aをさらに有している。ここでは、光調整層70Aは、着色層60Aと同様に導光層40の上面40a上に配置されており、着色層60Aと断面視において同じ平面上に位置する。
図3に示すように、本開示の実施形態による面状光源モジュール300は、波長変換層50の上方に透光積層体90を有する。上述したように、透光積層体90は、光拡散シート80と、プリズムシート85とを含む。光拡散シート80は、波長変換層50と、プリズムシート85との間に位置する。光拡散シート80の下面80bは、波長変換層50の上面50aの少なくとも一部に直接に接していてもよいし、その全体が波長変換層50の上面50aから離れていてもよい。
図3に例示する構成において、光拡散シート80の上方に位置するプリズムシート85は、プリズムアレイ層81および82を含む。プリズムシート85の下面85bは、光拡散シート80の上面80aと接していてもよいし、光拡散シート80から離れていてもよい。
次に、図面を参照しながら、本開示の実施形態による面状光源および面状光源モジュールの例示的な製造方法を説明する。以下では、図1に示す面状光源200Aおよび図3に示す面状光源モジュール300を例にとり、これらの製造方法の概略を説明する。
20~22 発光素子
25 回路素子
30A~30C 光反射性部材
34 封止部材
40 導光層
50 波長変換層
60A、60B 着色層
70A、70B 光調整層
80 光拡散シート
85 プリズムシート
90 透光積層体
200A~200D 面状光源
300 面状光源モジュール
Claims (13)
- 配線基板と、
前記配線基板上に配置された少なくとも1つの発光素子と、
前記配線基板上に配置され、前記発光素子の側面を覆う光反射性部材と、
前記発光素子および前記光反射性部材上に配置された導光層と、
前記導光層の上方に配置された波長変換層と、
前記導光層と前記波長変換層との間に位置し、かつ平面視において前記発光素子の周囲に位置する着色層であって、特定の波長を有する光を吸収する着色層と
を備える、面状光源。 - 前記発光素子は、青色光を出射し、
前記特定の波長を有する光は、前記発光素子の青色光である、請求項1に記載の面状光源。 - 前記着色層は、青色の顔料を含む、請求項2に記載の面状光源。
- 前記導光層は、光拡散材を含む、請求項1から3のいずれかに記載の面状光源。
- 前記着色層は、平面視において前記発光素子の周囲に配置された複数の第1ドットを含み、
単位面積あたりの前記複数の第1ドットの面積比は、前記発光素子から離れるにつれて増大している、請求項1から4のいずれかに記載の面状光源。 - 前記複数の第1ドットは、平面視において前記発光素子の周囲に同心状に配置されている、請求項5に記載の面状光源。
- 前記導光層と前記波長変換層との間であって、前記発光素子の直上に位置する光調整層を有する、請求項1から6のいずれかに記載の面状光源。
- 前記光調整層は、平面視において円形または矩形の領域に配置された複数の第2ドットの集合を含み、
前記複数の第2ドットの数密度は、前記発光素子の中心に向けて増大している、請求項7に記載の面状光源。 - 前記少なくとも1つの発光素子は、第1発光素子および第2発光素子を含む複数の発光素子であり、
前記面状光源は、平面視において前記第1発光素子と前記第2発光素子との間に位置する部分を含む遮光構造をさらに備える、請求項1から8のいずれかに記載の面状光源。 - 前記遮光構造は、前記光反射性部材の上面に位置し、前記導光層内に突出している凸部であり、
前記凸部は、平面視において前記第1発光素子および前記第2発光素子のそれぞれを取り囲む形状を有する、請求項9に記載の面状光源。 - 前記凸部は、前記光反射性部材と一体的に形成されている、請求項10に記載の面状光源。
- 前記複数の発光素子を駆動する少なくとも1つのドライバをさらに備え、
前記少なくとも1つのドライバは、前記配線基板上に配置され前記光反射性部材で覆われている、請求項9から11のいずれかに記載の面状光源。 - 請求項1から12のいずれかに記載の面状光源と、
前記波長変換層の上方に配置された光拡散シートと、
前記光拡散シートの上方に配置されたプリズムシートと
を備える面状光源モジュール。
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