KR102520047B1 - 발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈 - Google Patents

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Abstract

[과제] 휘도 얼룩이 억제된 발광 장치를 제공한다.
[해결 수단] 발광 장치는, 도체 배선을 가지는 기체(10)와, 도체 배선에 전기적으로 접속하도록 기체에 배치된 발광 소자(21)와, 발광 소자(21)의 상면(21a)에 설치된 유전체 다층막(22)을 구비하고, 유전체 다층막(22)은, 발광 소자의 발광 피크 파장 영역에 있어서의 분광 반사율에 대해서, 발광 소자의 발광 피크 파장 영역보다 50㎚ 장파장 측의 영역에 있어서의 분광 반사율이 10% 이상 크다.

Description

발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈{LIGHT-EMITTING DEVICE, INTEGRATED LIGHT-EMITTING DEVICE AND LIGHT-EMITTING MODULE}
본 개시는, 발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치 등의 표시장치에 이용되는 백라이트로서, 반도체 발광 소자를 이용한 직하형의 면발광 장치가 제안되어 있다. 기능성, 디자인성 등의 관점으로부터, 표시장치는 박형일 것이 요구되는 경우가 있으며, 백라이트도 보다 박형일 것이 요구되고 있다. 또한, 일반 조명용의 발광 장치에 있어서도, 기능성, 디자인성 등의 관점에서 박형이 요구되는 경우가 있다.
이와 같은 용도의 발광 장치를 박형화하면, 일반적으로, 발광면에 있어서의 휘도 얼룩이 생기기 쉬워진다. 특히 복수의 발광 소자를 1차원 혹은 2차원으로 배열하였을 경우, 발광 소자의 바로 위에 있어서의 휘도가 그 주위에 비해 높아져 버린다. 이 때문에, 예를 들어, 특허문헌 1은, 발광 소자를 봉지하고, 렌즈로서 기능하는 수지체의 표면으로서, 발광 소자의 바로 위 영역 근방에 있어서, 부분적으로 확산 부재를 배치하여, 광원으로부터 출사하는 광의 균일성을 높이는 기술을 개시하고 있다.
국제공개공보 제2012/099145호
본 개시는 휘도 얼룩이 억제된 발광 장치를 제공한다.
본 개시의 발광 장치는, 도체 배선을 갖는 기체와, 상기 도체 배선에 전기적으로 접속하도록 상기 기체에 배치된 발광 소자와, 상기 발광 소자의 상면에 설치된 유전체 다층막을 구비하고, 상기 발광 소자의 발광 피크 파장 영역에 있어서의 분광 반사율에 대해서, 상기 발광 소자의 발광 피크 파장 영역보다 50㎚ 장파장 측의 영역에 있어서의 분광 반사율은, 10% 이상 크다.
본 개시에 의하면, 발광 소자의 상방의 영역과 그 주위의 영역과의 휘도 얼룩이 억제된 광배광(廣配光)의 발광 장치가 제공된다.
도 1은, 제1 실시형태의 발광 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 발광 장치의 유전체 다층막의 분광 반사 특성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은, 발광 소자의 상면에 일반적인 유전체 다층막을 설치하고, 확산판을 통해서 본 발광의 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는, 유전체 다층막의 분광 반사 특성의 입사각 의존성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 1에 나타내는 발광 장치에 있어서 발광 소자로부터 출사하는 광의 모습을 나타내는 모식도이다.
도 6a는, 제2 실시형태의 발광 모듈의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6b는, 도 6a에 나타내는 발광 모듈에 있어서의 집적형 발광 장치의 상면도이다.
도 7a는, 제3 실시형태의 백라이트의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7b는, 제3 실시형태의 백라이트의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 개시의 발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈의 실시형태를 설명한다. 이하에 설명하는 발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈은, 실시형태의 일례이며, 실시형태에서 설명하는 형태에 있어, 여러 가지 개변이 가능하다. 이하의 설명에서는, 특정한 방향 또는 위치를 나타내는 용어(예를 들어, 「상」, 「하」, 「좌」,「우」 및 이들 용어를 포함하는 다른 용어)를 이용하는 경우가 있다. 이들 용어는, 참조한 도면에 있어서의 상대적인 방향 또는 위치를 알기 쉽게 나타내기 위해 이용하고 있는 것에 지나지 않는다. 참조한 도면에 있어서의 「상」, 「하」 등의 용어에 따른 상대적인 방향 또는 위치의 관계가 동일하면, 본 개시 이외의 도면, 실제의 제품 등에 있어서, 참조한 도면과 동일한 배치가 아니여도 된다. 또한, 도면이 나타내는 구성요소의 크기 및 위치 관계 등은, 이해를 쉽게 하기 위해, 과장되고 있는 경우가 있어서, 실제의 발광 장치에 있어서의 크기, 혹은, 실제의 발광 장치에 있어서의 구성요소 간의 대소 관계를 엄밀하게 반영하고 있지 않은 경우가 있다. 또한, 도면이 과도하게 복잡하게 되는 것을 피하기 위해, 모식적인 단면도 등에 있어 일부 요소의 도시를 생략하는 경우가 있다.
(제1 실시형태)
도 1은, 본 실시형태의 발광 장치(101)의 단면 구조를 나타내는 모식도이다. 발광 장치(101)는, 기체(10)와, 발광 소자(21)와, 유전체 다층막(22)을 구비한다. 이하, 각 구성요소를 상세히 설명한다.
[기체(10)]
기체(10)는, 상면을 가지며, 발광 소자(21)를 지지한다. 또한, 기체(10)는, 발광 소자(21)에 전력을 공급한다. 기체(10)는, 예를 들어, 기재(11)와, 도체 배선(12)을 포함한다. 기체(10)는, 절연층(13)을 더 구비하고 있어도 좋다.
기재(11)는, 예를 들어, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, BT레진, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 수지, 세라믹스 등에 의해 구성된다. 그 중에서도, 저비용과, 성형 용이성의 점으로부터, 절연성을 가지는 수지를 선택하는 것이 바람직하다. 혹은, 내열성 및 내광성이 뛰어난 발광 장치를 실현하기 위해, 세라믹스를 기재(11)의 재료로서 선택해도 좋다. 세라믹스로서는, 예를 들어, 알루미나, 멀라이트, 포스테라이트, 글라스 세라믹스, 질화물계(예를 들어, AlN), 탄화물계(예를 들어, SiC) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 알루미나를 포함하거나 또는 알루미나를 주성분으로 하는 세라믹스가 바람직하다.
또한, 기재(11)를 구성하는 재료에 수지를 이용할 경우, 글라스 섬유, SiO2, TiO2, Al2O3 등의 무기 필러를 수지에 혼합하여, 기계적 강도의 향상, 열팽창율의 저감, 광반사율의 향상 등을 도모할 수도 있다. 또한, 기재(11)는, 금속판에 절연층이 형성된 복합판이여도 좋다.
도체 배선(12)은, 소정의 배선 패턴을 갖는다. 도체 배선(12)은, 발광 소자(21)의 전극과 전기적으로 접속되어, 외부로부터의 전력을 발광 소자(21)에 공급한다. 배선 패턴은, 발광 소자(21)의 정극과 접속되는 정극 배선과 발광 소자(21)의 부극과 접속되는 부극 배선을 포함한다. 도체 배선(12)은, 발광 소자(21)의 재치면이 되는, 기체(10)의 적어도 상면에 형성된다. 도체 배선(12)의 재료는, 도전성 재료 중에서 기재(11)의 재료, 기재(11)의 제조 방법 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 기재(11)의 재료로서 세라믹스를 이용할 경우, 도체 배선(12)의 재료는, 세라믹스 시트의 소성 온도에도 견딜 수 있는 고융점을 가지는 재료인 것이 바람직하며, 예를 들어, 텅스텐, 몰리브덴과 같은 고융점의 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 전술한 고융점 금속으로 이루어지는 배선 패턴 상에 도금, 스퍼터링, 증착 등에 의해, 니켈, 금, 은 등 다른 금속 재료의 층을 더 구비하고 있어도 좋다.
기재(11)의 재료로서 수지를 이용할 경우, 도체 배선(12)의 재료는, 가공하기 쉬운 재료가 바람직하다. 또한, 사출 성형된 수지를 이용할 경우에는, 도체 배선(12)의 재료는, 펀칭 가공, 에칭 가공, 굴곡 가공 등의 가공이 용이하며, 또한, 비교적 큰 기계적 강도를 가지는 재료인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 구리, 알루미늄, 금, 은, 텅스텐, 철, 니켈 등의 금속, 또는, 철-니켈 합금, 인청동, 구리-철 합금(copper-iron alloys), 몰리브덴 등의 금속층이나 리드 프레임 등에 의해 도체 배선(12)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도체 배선(12)은, 이들 금속에 의한 배선 패턴의 표면 위에 다른 금속 재료의 층을 더 구비하고 있어도 좋다. 이 재료는 특히 한정되지 않지만, 예를 들어, 은만, 혹은, 은과, 구리, 금, 알루미늄, 로듐 등과의 합금으로 이루어지는 층, 또는, 이들, 은이나 각 합금을 이용한 다층을 이용할 수 있다. 다른 금속 재료에 의한 층은, 도금, 스퍼터링, 증착 등에 의해 형성할 수 있다.
[절연층(13)]
기체(10)는, 절연층(13)을 구비하고 있어도 좋다. 절연층(13)은, 기체(10)에 있어서, 도체 배선(12) 중, 발광 소자(21) 등이 접속되는 부분을 덮고 기재(11) 상에 설치되어 있다. 즉, 절연층(13)은 전기 절연성을 가지며, 도체 배선(12)의 적어도 일부를 덮는다. 바람직하게는, 절연층(13)은 광반사성을 가지고 있다. 절연층(13)이 광반사성을 가짐으로써, 발광 소자(21)로부터 기체(10) 측으로 출사하는 광을 반사시켜, 광의 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 절연층(13)이 광반사성을 가짐으로써, 광원으로부터 출사하여, 예를 들어 확산판이나 파장 변환 부재 등을 포함하는 투광 적층체에 부딪히는 광 중, 반사한 광도 반사시켜, 광의 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 이들 기체에서 반사시킨 광도 투광 적층체를 투과함으로써, 보다 휘도 얼룩을 억제할 수 있다.
절연층(13)의 재료는, 발광 소자(21)로부터 출사하는 광의 흡수가 적고, 절연성을 가지는 재료이면, 특히 제한은 없다. 예를 들어, 에폭시, 실리콘, 변성 실리콘, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등의 수지 재료를 이용할 수 있다. 절연층(13)에 광반사성을 부여할 경우에는, 절연층(13)은, 상술한 수지 재료에, 후술하는 언더 필 재료에 첨가하는 백색계의 필러를 함유시킬 수 있다. 백색계의 필러는 이하에서 상세히 설명한다.
[발광 소자(21)]
기체(10)에 배치되는 발광 소자(21)에는, 여러 가지 형태의 발광 소자를 이용할 수 있다. 발광 소자(21)는, 본 실시형태에서는, 발광 다이오드이다. 발광 소자(21)가 출사하는 광의 파장은, 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 청색, 녹색의 발광 소자로서는, 질화물계 반도체(InxAlyGa1 -x- yN, 0≤X, 0≤Y, X＋Y≤1), ZnSe 및 GaP 등의 반도체를 이용한 발광 소자를 사용할 수 있다. 또한, 적색의 발광 소자로서는, GaAlAs, AlInGaP 등의 반도체를 이용한 발광 소자를 사용할 수 있다. 또한, 이외의 재료로 이루어지는 반도체 발광 소자를 사용할 수도 있다. 사용하는 발광 소자의 조성이나 발광색, 크기나, 개수 등은 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
발광 소자(21)가, 파장 변환 부재를 포함하는 경우에는, 발광 소자(21)는, 파장 변환 부재에 포함되는 파장 변환 재료를 효율 좋게 여기할 수 있는 단파장의 광을 출사하는 질화물 반도체(InxAlyGa1 -x- yN, 0≤X, 0≤Y, X＋Y≤1)를 사용하는 것이 바람직하다. 반도체층의 재료 및 혼정도에 따라 발광 파장을 여러 가지 선택할 수 있다. 발광 소자(21)는, 동일면 측에 정극 및 부극을 갖고 있어도 좋고, 다른 면에 정극 및 부극을 갖고 있어도 좋다.
발광 소자(21)는, 예를 들어, 성장용 기판과, 성장용 기판 위에 적층된 반도체층을 갖는다. 반도체층은 n형 반도체층과 p형 반도체층과 이들 사이에 끼워진 활성층을 포함한다. n형 반도체층 및 p형 반도체층에 각각 부극 및 정극이 전기적으로 접속되어 있다. 성장용 기판에는, 예를 들어, 투광성의 사파이어 기판 등을 사용할 수 있다.
발광 소자(21)의 n측 전극 및 p측 전극은, 접속 부재(23)를 거쳐 기체(10)에 플립 칩 실장되어 있다. 구체적으로는, 발광 소자(21)의 정극 및 부극은 접속 부재(23)에 의해 기체(10)의 도체 배선(12)에 포함되는 정극 배선 및 부극 배선과 접속되어 있다. 발광 소자(21)의 n측 전극 및 p측 전극이 형성된 면과 반대측의 면, 즉 투광성의 사파이어 기판의 주면(主面)인 상면(21a)이 광취출면이 된다. 본 실시형태에서는, 발광 소자(21)의 바로 위 휘도를 저감하기 위해, 상면(21a)에는 유전체 다층막(22)이 배치된다. 이 때문에, 발광 소자(21)의 측면(21c)도 실질적인 광취출면이 된다.
[접속 부재(23)]
접속 부재(23)는, 도전성의 재료에 의해 형성되어 있다. 구체적으로는 접속 부재(23)의 재료는, Au함유 합금, Ag함유 합금, Pd함유 합금, In함유 합금, Pb-Pd함유 합금, Au-Ga함유 합금, Au-Sn함유 합금, Sn함유 합금, Sn-Cu함유 합금, Sn-Cu-Ag함유 합금, Au-Ge함유 합금, Au-Si함유 합금, Al함유 합금, Cu-In함유 합금, 금속과 플럭스의 혼합물 등이다.
접속 부재(23)로서는, 액상, 페이스트상, 고체상(시트상, 블록상, 분말상, 와이어상)의 것을 사용할 수 있으며, 조성이나 지지체의 형상 등에 따라, 적절히 선택할 수 있다. 또한, 이들 접속 부재(23)는, 단일 부재로 형성하여도 좋고, 혹은, 여러 종류의 것을 조합하여 사용해도 좋다.
[언더 필 부재 24]
발광 소자(21)와 기체(10)와의 사이에 언더 필 부재(24)를 배치해도 좋다. 언더 필 부재(24)는, 발광 소자(21)로부터의 광을 효율적으로 반사시킬 수 있도록 하는 것, 열팽창율을 발광 소자(21)에 근접시키는 것 등을 목적으로 하여, 필러를 함유하고 있다. 언더 필 부재(24)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 발광 소자(21)의 측면(21c)도 광취출면이기 때문에, 측면(21c)을 덮고 있지 않은 것이 바람직하다.
언더 필 부재(24)는, 모재로서 발광 소자로부터의 광의 흡수가 적은 재료를 포함한다. 예를 들어, 에폭시, 실리콘, 변성 실리콘, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등을 사용할 수 있다.
언더 필 부재(24)의 필러로서는, 백색계의 필러이면, 광이 보다 반사되기 쉬워져, 광취출 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 필러로서는, 무기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서의 백색이란, 필러 자체가 투명할 경우라도 필러 주위의 재료와 굴절률 차가 있는 경우에 산란에 의해 백색으로 보이는 것도 포함한다.
필러의 반사율은, 발광 소자(21)의 발광 파장의 광에 대해서 50% 이상인 것이 바람직하며, 70% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 발광 장치(101)의 광취출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 필러의 입경은, 1㎚ 이상 10㎛ 이하가 바람직하다. 필러의 입경을 이 범위로 함으로써, 언더 필 재료로서의 수지 유동성이 좋아져, 좁은 간극이여도 양호하게 언더 필 부재(24)가 되는 재료를 충전할 수 있다. 또한, 필러의 입경은, 바람직하게는, 100㎚ 이상 5㎛ 이하, 더 바람직하게는 200㎚ 이상 2㎛ 이하이다. 또한, 필러의 형상은, 구형(球形)이여도 좋고 비늘 조각 형상이여도 좋다.
필러 재료로서는, 구체적으로는, SiO2, Al2O3, Al(OH)3, MgCO3, TiO2, ZrO2, ZnO, Nb2O5, MgO, Mg(OH)2, SrO, In2O3, TaO2, HfO, SeO, Y2O3 등의 산화물, SiN, AlN, AlON 등의 질화물, MgF2와 같은 불화물 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용해도 좋고, 혼합하여 사용해도 좋다.
[유전체 다층막(22)]
유전체 다층막(22)은, 입사하는 광의 일부를 반사시키고, 일부를 투과시키는 것(예를 들어 하프 미러)이며, 발광 소자(21)의 상면(21a)에 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 발광 소자(21)의 상면(21a)으로부터 출사한 광의 일부가 유전체 다층막(22)에 의해 반사되고, 발광 소자(21)로 돌아와, 발광 소자(21)의 측면(21c)으로부터 출사한다. 그 결과, 발광 소자(21)의 상면(21a)으로부터 출사하는 광의 양을 저감시켜, 발광 소자(21)의 상방에서의 휘도를 저하시켜서, 발광 장치(101)를 사용해서 백라이트 등을 구성했을 경우에 있어서의 휘도 얼룩을 억제한다. 다만, 후술하는 바와 같이, 일반적인 분광 반사 특성을 가지는 유전체 다층막을 발광 소자(21)의 상면(21a)에 설치하면, 발광 장치(101)로부터 출사하는 광을, 확산판을 통해서 관찰했을 경우에, 확산판과 발광 소자와의 거리가 짧아지게 되면, 발광 소자의 바로 위의 영역보다 그 주위의 영역의 휘도가 높아져 버린다. 즉, 휘도 얼룩이 생기기 쉬워진다.
이와 같은 휘도 얼룩을 억제하기 위해, 유전체 다층막(22)은, 반사 파장 대역에 있어서 분광 반사율이 다른 적어도 2개의 영역을 포함하는 분광 반사율 특성을 갖는다. 도 2에, 유전체 다층막(22)의 분광 반사율 특성의 모식적인 일례를 실선으로 나타낸다. 또한, 발광 소자(21)로부터 출사하는 광의 발광 스펙트럼의 모식적인 일례를 아울러 나타낸다.
유전체 다층막(22)은, 발광 소자(21)의 발광 피크 파장 영역(RE)에 있어서의 분광 반사율에 대해서, 발광 소자(21)의 발광 피크 파장 영역보다 50㎚ 장파장 측의 영역(RL)에 있어서의 상기 분광 반사율이 10% 이상 큰 분광 반사율 특성을 갖는다. 여기서, 분광 반사율은, 수직 입사광에 대한 값이다. 또한, 발광 피크 파장 영역(RE)이란, 발광 소자(21)의 피크 파장 λp를 중심으로 하는 소정 폭의 파장 영역이다. 예를 들어, λE1 이상 λE2 이하(λE1 < λE2)의 파장 영역이다. 발광 피크 파장 영역(RE)의 대역은, 발광 소자(21)가 출사하는 광의 특성에 따라 결정된다. 예를 들어, 발광 소자(21)가 청색광을 출사하는 LED인 경우, 발광 피크 파장 영역(RE)의 대역은, λp±20㎚이여도 좋다.
또한, 영역(RL)은, 발광 피크 파장 영역(RE)의 상한 및 하한보다 각각 50㎚ 장파장 측의 파장을 상한 및 하한으로 하는 영역을 포함하는 영역이다. 구체적으로는, 영역(RL)은, (λE1＋50)㎚ 이상 (λE2＋50)㎚ 이하의 파장 영역이다. 또한, 발광 피크 파장 영역(RE)에 있어서의 분광 반사율에 대해서, 영역(RL)에 있어서의 상기 분광 반사율이 10% 이상 크다는 것은, 발광 피크 파장 영역(RE)에 있어서의 최대 분광 반사율에 대해서, 영역(RL) 내의 임의의 파장에 있어서의 분광 반사율이 10% 이상 큰 것을 말한다. 또한, 발광 피크 파장 영역(RE)에 있어서의 분광 반사율은, 70% 이상 95% 이하이며, 영역(RL)에 있어서의 분광 반사율은, 80% 이상 100% 미만이다. 발광 피크 파장 영역(RE)과 영역(RL)은, 서로 겹치지 않는다.
수직 입사 시의 반사 파장 대역(B)은, 상술한 발광 피크 파장 영역(RE) 및 영역(RL)을 포함하고, 분광 반사율이 50% 이상인 영역이라고 정의한다. 유전체 다층막(22)의 반사 파장 대역(B)은, 발광 소자의 발광 피크 파장을 포함하고, 발광 피크 파장보다 장파장 측(BL)이 단파장 측(BS)보다 넓게 되어 있다.
유전체 다층막(22)은, 투광성을 갖고, 굴절률이 다른 복수의 유전체층이 적층된 유전체 다층막 구조를 구비한다. 유전체층의 구체적인 재료로서는, 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 불화막이나 유기 재료 등, 발광 소자(21)로부터 방사되는 파장역에 있어서 광흡수가 적은 재료인 것이 바람직하다. 또한, 유전체층으로서, 실리콘 수지나 불소 수지 등의 유기층을 사용해도 좋다.
유전체 다층막(22)의 분광 반사율 특성, 구체적으로는, 발광 피크 파장 영역(RE) 및 영역(RL)의 위치, 분광 반사율 등은, 유전체층의 두께, 굴절률, 적층수 등을 조정함으로써, 임의로 설정하는 것이 가능하다. 또한, 발광 피크 파장 영역(RE) 및 영역(RL)의 분광 반사율 등은 따로 따로 설계하는 것이 가능하다.
[봉지 부재(30)]
발광 장치(101)는, 봉지 부재(30)를 구비하고 있어도 좋다. 봉지 부재(30)는, 발광 소자(21)를 외부 환경으로부터 보호함과 함께, 발광 소자(21)로부터 출력되는 광의 배광 특성을 광학적으로 제어한다. 즉, 주로 봉지 부재(30)의 외면에 있어서의 광의 굴절에 의해 광의 출사 방향을 조절한다. 봉지 부재(30)는, 발광 소자(21)를 피복하여 기체(10) 상에 배치된다.
봉지 부재(30)의 표면은 볼록 형상의 곡면을 갖는다. 상방으로부터 보았을 때, 봉지 부재(30)는, 원 또는 타원의 외형을 갖고 있는 것이 바람직하다. 봉지 부재(30)에 있어서, 광축 L 방향의 높이 H 및 상방으로부터 보았을 때의 폭 W의 비 H/W는 0.5보다 작은 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, H/W는 0.3 이하이다. 봉지 부재(30)의 높이 H는, 기체(10)의 실장면으로부터 봉지 부재(30)의 가장 높은 부분까지의, 광축 L 방향의 간격으로 규정된다. 폭 W는, 봉지 부재(30)의 저면의 형상에 기초한다. 저면이 원형인 경우는 원의 직경이며, 그 외의 형상인 경우는, 저면의 가장 짧은 폭으로 규정된다. 예를 들어, 상방으로부터 보았을 때의 외형이 타원형인 경우, 저면의 폭은, 긴 직경 및 짧은 직경이 존재하지만, 짧은 직경이 폭 W이다.
봉지 부재(30)가 이 형상을 가짐으로써, 발광 소자(21)로부터 출사한 광은, 봉지 부재(30)와 공기의 계면에서 굴절하여, 보다 광배광화 시키는 것이 가능하게 된다.
봉지 부재(30)의 재료로서는, 에폭시 수지나 실리콘 수지 혹은 그들을 혼합시킨 수지 등의 투광성 수지나, 글라스 등을 사용할 수 있다. 이들 중, 내광성 및 성형의 용이함의 관점에서는, 실리콘 수지를 선택하는 것이 바람직하다.
봉지 부재(30)는, 파장 변환 재료, 발광 소자(21)로부터의 광을 확산시키기 위한 확산제를 포함하고 있어도 좋다. 또한, 발광 소자의 발광색에 대응시켜, 착색제를 포함하고 있어도 좋다. 이들 파장 변환 재료, 확산 재료, 착색제 등은, 봉지 부재(30)의 외형에 의해, 배광을 제어할 수 있는 정도의 양으로 봉지 부재(30)에 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 배광 특성에 주는 영향을 억제하기 위해, 함유시키는 재료의 입경은 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서 중에 있어 입경이란 평균 입경(메디안 직경)의 것을 의미하며, 평균 입경의 값은, 레이저 회절법에 의해 측정할 수 있다.
[발광 장치(101)의 발광 및 효과]
발광 장치(101)에 있어서, 유전체 다층막(22)이, 발광 소자(21)의 상면(21a)에 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 발광 소자(21)의 상면(21a)으로부터 출사한 광의 일부가 유전체 다층막(22)에서 반사되어, 발광 소자(21)로 돌아오고, 발광 소자(21)의 측면(21c)으로부터 출사한다. 그 결과, 발광 소자(21)의 상면으로부터 출사하는 광의 양이 저감하여, 발광 소자(21)의 상방에서의 휘도를 저하시켜, 발광 장치(101)를 사용하여 백라이트 등을 구성했을 경우에 있어서의 휘도 얼룩을 억제한다.
그러나, 본원 발명자의 검토에 따르면, 발광 소자의 상면에 유전체 다층막을 설치하고, 발광 장치의 출사 측에 확산판 등을 배치하여, 백라이트를 형성했을 경우, 확산판과 발광 소자와의 간격이 짧아지게 되면, 발광 소자의 상방 근방에 있어서, 주위보다 휘도가 저하되는 것을 알아냈다. 도 3은, 발광 소자의 상면에 일반적인, 즉, 유전체 다층막(22)이 가지는 분광 특성을 갖추지 않은 유전체 다층막을 설치하고, 확산판을 통해서 본 발광의 모습을 나타내고 있다. 이는, 확산판과 발광 소자와의 간격 OD(도 5에 나타냄)가 짧아지게 됨으로써, 발광 소자의 상방에는, 발광 소자의 상면으로부터 수직으로 출사한 광이 주로 입사하고, 유전체 다층막에서 반사되어, 발광 소자의 측면으로부터 출사하는 광이 입사하기 어려워지기 때문이라고 생각된다. 바꾸어 말하면, 발광 소자(21)의 상면(21a)에 유전체 다층막을 설치하면, 발광 소자의 상방의 영역보다 그 주위의 영역의 휘도가 높아지게 되고, 휘도 얼룩이 생긴다. 유전체 다층막의 반사율을 저하시키면, 발광 소자의 상방의 영역의 휘도는 상승하지만, 그 주위의 영역의 휘도도 상승하기 때문에, 휘도 얼룩은 그다지 저감되지 않는다.
본 개시의 발광 장치(101)에서는, 상술한 휘도 얼룩을 억제하기 위해, 유전체 다층막의 분광 반사 특성의 입사 각도 의존성을 이용한다. 일반적으로, 유전체 다층막의 분광 반사 특성은, 광이 유전체 다층막에 수직으로 입사하는 경우와, 비스듬하게 입사하는 경우에 다르다. 광이 수직으로 입사하는 경우에 비해, 비스듬하게 입사하는 경우에 광로 길이가 길어짐으로써, 반사 파장 대역은 단파장 측으로 쉬프트한다. 이 특징은 블루 쉬프트라고도 불린다. 도 4는, 유전체 다층막의 분광 반사 특성의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이며, 실선은 수직 입사광에 대한 분광 반사 특성을 나타내며, 파선은, 수직 방향으로부터 45° 경사진 방향으로부터 입사하는 광에 대한 분광 반사 특성을 나타낸다. 수직 입사광에 대한 반사 파장 대역은, 약 430㎚~550㎚이지만, 45° 경사진 입사광에 대한 반사 파장 대역은, 350㎚~500㎚이다. 분광 반사 특성의 단파장 측으로의 쉬프트량은, 400㎚ 정도에서 약 40㎚이며, 700㎚ 정도에서 약 80㎚이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 일반적인 유전체 다층막에서는, 반사 파장 대역에 있어서의 분광 반사율은 거의 일정하다. 그러나, 본 개시의 발광 장치(101)에 사용되는 유전체 다층막(22)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 반사 파장 대역에 있어서의 분광 반사율이 서로 다른 발광 피크 파장 영역(RE) 및 영역(RL)을 포함하는 분광 반사율 특성을 갖는다. 이에 의해, 같은 피크 파장을 가지는 광이여도, 입사 각도에 따라 다른 분광 반사율로 반사시킬 수 있다.
도 2는, 본 실시형태의 발광 장치(101)에 있어서의 유전체 다층막(22)의 반사율 특성의 일례를 모식적으로 나타낸다. 실선은, 수직 입사광의 분광 반사 특성을 나타내며, 파선은, 수직 방향으로부터 45° 경사진 방향으로부터 입사하는 광에 대한 반사 특성을 나타낸다. 도 2에 나타내는 예에서는, 발광 소자(21)의 발광 피크 파장은 약 450㎚이며, 발광 피크 파장 영역(RE)은 430㎚~470㎚이다. 또한, 영역(RL)은, 480㎚~520㎚이다. 또한, 발광 피크 파장 영역(RE)에 있어서의 분광 반사율은, 약 75%이며, 영역(RL)에 있어서의 분광 반사율은, 약 92%이다. 즉, 유전체 다층막(22)에 수직으로 입사하는 광은, 약 75%의 분광 반사율로 반사되지만, 유전체 다층막(22)에 비스듬하게 입사하는 광은, 최대 약 92%의 분광 반사율로 반사된다.
상세한 검토의 결과, 예를 들어, 청색을 발광하는 발광 소자(21)의 경우, 쉬프트량을 50㎚로 설정하면, 발광 소자(21)의 상방의 영역의 휘도를 높이고, 또한 그 주변의 영역의 휘도를 저하시킴으로써 휘도 얼룩을 효율적으로 저감할 수 있음을 알았다.
도 5는, 발광 장치(101)로부터 출사하는 광을 확산판(51)에 입사시켰을 경우의 광의 진행을 모식적으로 나타내고 있다. 발광 소자(21)와 확산판(51)과의 거리 OD가 짧을 경우, 도 5에 나타내는 바와 같이, 확산판(51)에 있어서, 발광 소자(21)의 상방의 영역(51a)에는, 주로, 발광 소자(21)의 상면(21a)으로부터 수직으로 유전체 다층막(22)에 입사하여, 투과한 광(23a)이 입사한다. 이에 대해, 영역(51a)의 주위의 영역(51b)에는, 유전체 다층막(22)에 비스듬하게 입사하여, 투과한 광(23b) 및, 측면(21c)으로부터 출사한 광(23e)이 입사한다. 상술한 바와 같이, 유전체 다층막(22)을 통과할 때, 광(23a)에 대해서는, 분광 반사율이 75%인데 대해, 광(23b)에 대해서는, 분광 반사율이 92%이다. 따라서, 확산판(51)에 도달하는 광(23b)의 비율이 광(23a)보다 많기 때문에, 확산판(51)에 있어서의 영역(51b)의 휘도를 상대적으로 높이고, 영역(51a)의 휘도를 저하시킬 수 있다. 이에 의해, 유전체 다층막(22)이 설치된 발광 소자(21)로부터 출사하는 광은, 광축(L)을 포함하는 평면에 있어서, 중심부와 외주부와의 휘도의 차이가 작은 배트 윙 형의 배광 특성을 가질 수 있다. 배트 윙 형의 배광 특성이란, 광의로는, 광축(L)을 0°로 하여, 0°보다 배광각의 절대치가 큰 각도에 있어서 발광 강도가 강한 발광 강도 분포로 정의된다. 특히, 협의로는, 45°∼ 90° 부근에 있어서, 발광 강도가 가장 강하게 되는 발광 강도 분포로 정의된다.
발광 장치(101)는, 상술한 유전체 다층막(22)을 구비함으로써, 발광 소자(21)의 상방의 영역의 휘도를 저하시키고, 또한, 휘도 얼룩을 저감한다. 이것은, 발광 장치(101)로부터 출사하는 광이 광배광화 되는, 즉, 저각에서도 많은 광이 출사하는 것을 의미한다. 예를 들어, 본 개시의 발광 장치(101)가 출사하는 광의 전(全) 광량의 25% 이상이, 기체(10)의 상면에 대해 20˚ 미만의 앙각(仰角)으로 출사될 수 있다.
또한, 봉지 부재(30)의 외형을 볼록형의 곡면으로 구성하고, 폭에 대한 높이의 비 H/W를 0.5보다 작게 함으로써, 발광 소자(21)로부터 출사하는 광을 광배광화 시킬 수 있다. 예를 들어, 봉지 부재(30)의 폭 W에 대한 높이 H의 비 H/W를 0.3 이하로 설정하면, 발광 장치(101)가 출사하는 광의 전 광량의 40% 이상을, 기체(10)의 상면에 대해 20˚ 미만의 앙각으로 출사시키는 것이 가능하다. 이와 같이, 이들 2개의 구성에 의해, 2차 렌즈를 이용하는 일 없이 소망하는 배광 특성을 얻는 것이 가능하다. 즉, 유전체 다층막(22)을 구비함으로써, 발광 소자(21)의 상방에 있어서의 휘도를 저감시킬 수 있기 때문에, 봉지 부재(30)에는, 주로 발광 소자(21)로부터의 광을 광배광화 하는 기능을 갖게 하면 좋다. 이 때문에, 렌즈 기능을 가지는 봉지 부재(30)의 대폭적인 소형화를 실현할 수 있다. 이에 의해, 발광 장치(101)를 사용하여, 휘도 얼룩이 개선된 박형의 백라이트 모듈(발광 모듈)을 실현하는 것이 가능하게 된다.
종래의 발광 장치에서는, 봉지 부재에 발광 소자의 상방의 휘도를 저감시키는 기능 및 광배광화의 기능을 갖게 하고 있었다. 이 때문에, 예를 들어, 비교적 큰 외형을 가지며, 2차 렌즈로서도 기능하는 봉지 부재가 필요하다.
(제2 실시형태)
도 6a는, 본 실시형태의 발광 모듈(102)의 단면 구조를 나타내는 모식도이다. 발광 모듈(102)은, 투광 적층체(50)와, 집적형 발광 장치(103)를 포함한다. 도 6b는, 집적형 발광 장치(103)의 상면도이다.
집적형 발광 장치(103)는, 기체(10)와 기체(10)에 배치된 복수의 발광 소자(21)와, 각 발광 소자(21)의 상면에 설치된 유전체 다층막(22)을 포함한다. 기체(10), 발광 소자(21) 및 유전체 다층막(22)의 구조 및 이들 구성요소의 관계는 제1 실시형태에서 설명한 대로이다.
복수의 발광 소자(21)는, 기체(10)의 상면(11a)에 있어서, 1차원 또는 2차원으로 배열되어 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 발광 소자(21)는 직교하는 2방향, 즉, x 방향 및 y 방향을 따라 2차원으로 배열되어 있고, x 방향의 배열 피치 px와 y 방향의 배열 피치 py는 동일하다. 그러나, 배열 방향은 이에 한정되지 않는다. x 방향과 y 방향의 피치는 다르게 되어 있어도 되며, 배열의 2방향은 직교하고 있지 않아도 된다. 또한, 배열 피치도 등 간격에 한정되지 않고, 부등 간격이여도 된다. 예를 들어, 기체(10)의 중앙으로부터 주변을 향해 간격이 넓어지도록 발광 소자(21)가 배열되어 있어도 된다.
집적형 발광 장치(103)는, 발광 소자(21) 사이에 위치하는 복수의 광반사 부재(15)를 구비하고 있어도 좋다. 광반사 부재(15)는, 벽부(15ax, 15ay) 및 저부(15b)를 포함한다. 도 6b에 나타내는 바와 같이, x 방향으로 인접하는 2개의 발광 소자(21) 사이에 y 방향으로 연장하는 벽부(15ay)가 배치되고 y 방향으로 인접하는 2개의 발광 소자(21) 사이에 x 방향으로 연장하는 벽부(15ax)가 배치되어 있다. 이 때문에, 각 발광 소자(21)는, x 방향으로 연장하는 2개의 벽부(15ax)와, y 방향으로 연장하는 2개의 벽부(15ay)에 의해 둘러싸여 있다. 2개의 벽부(15ax) 및 2개의 벽부(15ay)에 의해 둘러싸인 영역(15r)에 저부(15b)가 위치하여 있다. 본 실시형태에서는, 발광 소자(21)의 x 방향 및 y 방향의 배열 피치가 동일하기 때문에, 저부(15b)의 외형은 정방형이다. 저부(15b)의 중앙에는 관통공(15e)이 설치되고, 관통공(15e) 내에, 발광 소자(21)가 위치하도록, 저부(15b)가 절연층(13) 상에 위치하여 있다. 관통공(15e)의 형상 및 크기에 특히 제한은 없으며, 발광 소자(21)가 내부에 위치할 수 있는 형상 및 크기이면 된다. 발광 소자(21)로부터의 광을 저부(15b)에서도 반사 가능하도록, 관통공(15e)의 외연이, 발광 소자(21)의 근방에 위치하고 있는 것, 즉, 상방으로부터 보았을 때, 관통공(15e)과 발광 소자(21)와의 사이에 생기는 간극은 좁은 편이 바람직하다.
도 1에 나타내는 바와 같이, yz 단면에서는, 벽부(15ax)는, x 방향으로 연장하는 한 쌍의 경사면(15s)을 포함한다. 한 쌍의 경사면(15s)의 각각은, x 방향으로 연장하는 2개의 변의 일방에서 서로 접속하고 있고, 정부(頂部)(15c)를 구성하고 있다. 타방은, 인접하는 2개의 영역(15r)에 위치하는 저부(15b)와 각각 접속되어 있다. 마찬가지로, y 방향으로 연장하는 벽부(15ay)는 y 방향으로 연장하는 한 쌍의 경사면(15t)을 포함한다. 한 쌍의 경사면(15t)의 각각은, y 방향으로 연장하는 2개의 변의 일방에서 서로 접속하고 있고, 정부(15c)를 구성하고 있다. 타방은, 인접하는 2개의 영역(15r)에 위치하는 저부(15b)와 각각 접속되어 있다.
저부(15b), 2개의 벽부(15ax) 및 2개의 벽부(15ay)에 의해 개구를 갖는 발광 공간(17)이 형성된다. 도 6b에서는, 3행 3열로 배열된 발광 공간(17)이 도시되어 있다. 한 쌍의 경사면(15s) 및 한 쌍의 경사면(15t)은, 발광 공간(17)의 개구에 면하여 있다.
광반사 부재(15)는 광반사성을 가지고 있고, 발광 소자(21)로부터 출사하는 광을 벽부(15ax, 15ay)의 경사면(15s, 15t)에 의해, 발광 공간(17)의 개구를 향해 반사시킨다. 또한, 저부(15b)에 입사하는 광도 발광 공간(17)의 개구 측으로 반사시킨다. 이에 의해, 발광 소자(21)로부터 출사되는 광을 효율적으로 투광 적층체(50)에 입사시킬 수 있다.
광반사 부재(15)에 의해 구획되는 발광 공간(17)은, 복수의 발광 소자(21)를 각각 독립하여 구동시켰을 경우에 있어서의, 발광 공간의 최소 단위가 된다. 또한, 면발광원으로서 발광 장치(101)를 투광 적층체(50)의 상면을 보았을 경우에 있어서의, 로컬 디밍의 최소 단위 영역이 된다. 복수의 발광 소자(21)를 독립하여 구동할 경우, 가장 작은 발광 공간 단위로 로컬 디밍으로 구동이 가능한 발광 장치가 실현된다. 인접하는 복수의 발광 소자(21)를 동시에 구동하고, ON/OFF의 타이밍을 동기시키도록 구동하면, 보다 큰 단위로 로컬 디밍에 의한 구동이 가능하게 된다.
광반사 부재(15)는, 예를 들어, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화규소 등의 금속 산화물 입자로 이루어지는 반사재를 함유하는 수지를 사용하여 성형해도 좋고, 반사재를 함유하지 않는 수지를 사용하여 성형한 후, 표면에 반사재를 설치하여도 좋다. 광반사 부재(15)의 발광 소자(21)로부터의 출사광에 대한 반사율은, 예를 들어, 70% 이상인 것이 바람직하다.
광반사 부재(15)는, 금형을 이용한 성형이나 광조형(光造形)에 의해 형성할 수 있다. 금형을 이용한 성형 방법으로서는, 사출 성형, 압출 성형, 압축 성형, 진공 성형, 압공(壓空) 성형, 프레스 성형 등의 성형 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, PET 등으로 형성된 반사 시트를 사용하여 진공 성형함으로써, 저부(15b)와 벽부(15ax, 15ay)가 일체적으로 형성된 광반사 부재(15)를 얻을 수 있다. 반사 시트의 두께는, 예를 들어 100㎛~500㎛이다.
광반사 부재(15)의 저부(15b)의 하면과 절연층(13)의 상면은, 접착 부재 등으로 고정된다. 관통공(15e)으로부터 노출되는 절연층(13)은, 광반사성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 발광 소자(21)로부터의 출사광이, 절연층(13)과 광반사 부재(15)와의 사이에 입사하지 않도록, 관통공(15e)의 주위에 접착 부재를 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 관통공(15e)의 외연을 따라 링 형상으로 접착 부재를 배치하는 것이 바람직하다. 접착 부재는 양면 테이프여도 좋고, 핫 멜트형의 접착 시트여도 좋고, 열경화 수지나 열가소 수지의 접착액이여도 좋다. 이들 접착 부재는, 높은 난연성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 접착 부재가 아니라, 나사, 핀 등 다른 결합 부재로 고정되어 있어도 좋다.
복수의 광반사 부재(15)로 둘러싸인 각 영역(Ru)은 발광 소자(21)를 가지는 하나의 발광 장치(101)로 볼 수 있다. 즉, 집적형 발광 장치(103)는, x 방향 및 y 방향에 있어서, 피치 Px 및 피치 Py로 배열된 복수의 발광 장치(101)를 구비하고 있다.
광반사 부재(15)의 높이 HR은, 발광 장치(101)의 배열 피치의 0.3배 이하인 것이 바람직하고, 0.2배 이하인 것이 보다 바람직하다. 발광 장치(101)가 2차원으로 배열되어 있는 경우에는, 2개의 방향에 있어서의 피치 중, 짧은 쪽의 피치이다. 본 실시형태에서는, x 방향의 배열 피치 px와 y 방향의 배열 피치 py는 동일하기 때문에, 높이 HR는, Px 및 Py의 0.3배 이하, 즉 HR≤0.3Px 또는 HR≤0.3Py이다. 광반사 부재(15)의 높이 HR이 이 조건을 만족함으로써, 투광 적층체(50)와 집적형 발광 장치(103)와의 거리를 짧게 하여, 박형의 발광 모듈을 실현할 수 있다.
투광 적층체(50)는, 집적형 발광 장치(103)의 각 발광 장치(101)에 있어서의 광취출면 측, 즉, 기체(10)의 발광 소자(21)의 상면 측에 배치되어 있다. 투광 적층체(50)는, 광반사 부재(15)와 접하고 있어도 좋고, 이간하고 있어도 좋다. 투광 적층체(50)는, 확산판(51)과 파장 변환 부재(52)를 포함한다.
확산판(51)은, 입사하는 광을 확산시켜 투과시킨다. 확산판(51)은, 예를 들어, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지 등, 가시광에 대해서 광흡수가 적은 재료에 의해 구성되어 있다. 광을 확산시키는 구조는, 확산판(51)의 표면에 요철을 마련하거나, 확산판(51) 중에 굴절률이 다른 재료를 분산시키거나 함으로써, 확산판(51)에 마련되어 있다. 확산판(51)은, 광확산 시트, 디퓨저-필름 등의 명칭으로 시판되고 있는 것을 이용해도 좋다.
파장 변환 부재(52)는, 확산판(51)의 2개의 주면 중, 발광 장치(101)와 대향하고 있는 면과 반대 측의 면에 위치하고 있다. 파장 변환 부재(52)는, 발광 장치(101)로부터 출사하는 광의 일부를 흡수하고, 발광 장치(101)로부터의 출사광의 파장과는 다른 파장의 광을 발한다.
파장 변환 부재(52)는, 발광 장치(101)의 발광 소자(21)로부터 떨어져 있기 때문에, 발광 소자(21)의 근방에서는 사용하는 것이 곤란한, 열이나 광 강도에 내성이 떨어지는 광변환 물질도 사용할 수 있다. 이에 의해, 발광 장치(101)의 백라이트로서의 성능을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 파장 변환 부재(52)는 시트 형상 혹은 층 형상을 갖고 있으며, 파장 변환 물질을 포함한다.
파장 변환 물질은, 예를 들어, 세륨으로 활성화된 이트륨·알루미늄·가넷(YAG)계 형광체, 세륨으로 활성화된 루테튬·알루미늄·가넷(LAG), 유로퓸 및/또는 크롬으로 활성화된 질소 함유 알루미노 규산 칼슘(CaO-Al2O3-SiO2)계 형광체, 유로퓸으로 활성화된 실리케이트((Sr, Ba)2SiO4)계 형광체, β사이알론 형광체, CASN계 또는 SCASN계 형광체 등의 질화물계 형광체, KSF계 형광체(K2SiF6:Mn), 황화물계 형광체 등을 포함한다. 이들 형광체 이외의 형광체로서, 마찬가지의 성능, 작용, 효과를 가지는 형광체도 사용할 수 있다.
또한, 파장 변환 부재(52)는, 예를 들어, 이른바 나노 크리스탈, 양자 닷이라 칭해지는 발광 물질을 포함하고 있어도 좋다. 이러한 재료로서는, 반도체 재료를 이용할 수 있으며, 예를 들어 Ⅱ-Ⅵ족, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅳ-Ⅵ족 반도체, 구체적으로는, CdSe, 코어 쉘형의 CdSxSe1 -x/ZnS, GaP 등의 나노 사이즈의 고분산 입자를 들 수 있다.
발광 모듈(102)에 의하면, 박형의 구조이여도 휘도 얼룩을 억제하는 것이 가능하다.
(제3 실시형태)
도 7a는, 본 실시형태의 백라이트(104)의 단면 구조를 나타내는 모식도이다. 백라이트(104)는, 케이스(60)와, 발광 모듈(102)을 구비한다.
케이스(60)는, 저부(60A)와, 측부(60B)를 포함한다. 저부(60A)는, 발광 모듈(102)의 집적형 발광 장치(103)를 지지하는 주면(60m)을 갖고 있고, 예를 들어, 주면(60m)에 기체(10)의 기재(11)가 접하고 있다. 측부(60B)는 주면(60m)에 지지된 집적형 발광 장치(103)를 둘러싸도록, 저부(60A)에 배치되어 있고, 제1 평면(60a)과, 제2 평면(60b)과, 측면(60c)을 가진다. 본 실시형태에서는, 집적형 발광 장치(103) 및 투광 적층체(50)는 평면도로 보았을 때에 직사각형 형상을 가지기 때문에, 측부(60B)는 직사각형의 4개의 변에 대응하여 4곳에 배치되어 있다. 즉, 케이스는, 직사각형의 4개의 변에 대응한 4개의 측부(60B)를 갖고, 각 측부(60B)가, 제1 평면(60a)과, 제2 평면(60b)과, 측면(60c)을 가지고 있다.
측부(60B)는, 제1 평면(60a)에서, 투광 적층체(50)의 단부를 지지하고 있고, 이에 의해, 투광 적층체(50)가, 집적형 발광 장치(103)의 각 발광 장치(101)에 있어서의 광취출면 측, 즉, 기체(10)의 발광 소자(21)의 상면 측에 배치된다. 전술한 바와 같이, 투광 적층체(50)는, 광반사 부재(15)와 접하고 있어도 좋고, 이간하고 있어도 좋다.
제2 평면(60b)은, z 축 방향에 있어서, 제1 평면(60a)보다 저부(60A)의 주면(60m)으로부터 떨어져 있다. 제2 평면(60b)은, 백라이트(104)가 장착되는 액정 표시 패널 등의 표시 패널의 단부와 접촉하며, 이에 의해, 백라이트(104)가 표시 패널에 장착된다.
측면(60c)은, z 축 방향에 있어서, 제1 평면(60a)과 제2 평면(60b)과의 사이에 위치하며, 투광 적층체(50)의 측면(단면)(50t)과 대향하고 있다. 전술한 바와 같이, 적층체(50)가 직사각형 형상을 가지고 있는 경우에는, 케이스(60)의 측면(60c)은 적층체(50)의 4개의 측면(50t)과 각각 대향하며, 적층체(50)를 4개의 측면(50t)으로 둘러싸고 있다.
백라이트(104)는, 케이스(60)에 지지된 반사막(62)을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 케이스(60)의 측면(60c)에 반사 부재로서 반사막(62)이 설치되어 있고, 반사막(62)이 측면(50t)과 대향하고 있는 것이 바람직하다. 반사막(62)은, 입사광을 난반사시키는 반사 특성을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 반사막(62)은, 예를 들어, 절연층(13)의 재료와 마찬가지의 재료에 의해 형성할 수 있다. 구체적으로는, 에폭시, 실리콘, 변성 실리콘, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등의 수지에 백색계의 필러를 함유시킨 재료를 반사막(62)으로서 사용할 수 있다. 반사막(62)과 적층체(50)의 측면(50t)과의 사이에 간극이 있어도 좋고, 간극 없이, 반사막(62)이 측면(50t)과 접하여 있어도 좋다.
백라이트(104)에 있어서, 반사막(62)은, 투광 적층체(50)의 측면(50t)으로부터 출사한 광을 반사시켜, 측면(50t)으로부터 투광 적층체(50)로 되돌린다. 이에 의해, 투광체(50)의 측면(50t), 혹은, 투광체(50)의 상면(50a) 중 외주 근방으로부터, 파장 변환되지 않은 광이, 상면(50a)의 중앙 근방에 비해 높은 비율로 출사하여, 상면(50a)의 중앙 부분에 비해, 푸르게 보이는 등의 발광색의 균일성이 저하하는 것을 억제하여, 백라이트(104) 출사하는 광의 균일성을 높이는 것이 가능하다. 따라서, 박형이며, 출사하는 광의 균일성이 높은 백라이트를 실현할 수 있다.
백라이트(104)는, 투광 적층체(50) 내에, 확산판(51) 및 파장 변환층(52) 이외에, 프리즘 시트, 반사층 등의 다른 층을 포함하고 있어도 좋다. 예를 들어, 표시 패널에 대해 수직으로 입사하는 광의 성분을 증대시키는, 프리즘 시트, 혹은, 반사형 편광 시트 등의 다른 투광층(53)을 구비하고 있어도 좋다. 투광 적층체(50)가, 이와 같은 광학적 특성을 가지는 투광층(53)을 포함하는 경우, 투광층(53) 내를 전반하여, 투광 적층체(50)의 측면(50t)으로부터 출사하는 광이 증대함으로써, 상술한 상면(50a)의 외주 근방에 있어서의 광의 균일성이 저하될 가능성이 있다. 백라이트(104)에 의하면, 이러한 경우에도, 반사막(62)의 상술한 작용에 의해, 백라이트(104) 출사하는 광의 균일성을 높이는 것이 가능하다.
또한, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 반사막(62)을 케이스(60)의 측면(60c)에 설치하는 대신에, 백라이트(104)는, 측면(60c)과 투광 적층체(50)의 측면(50t)과의 사이에, 반사 부재로서, 제1 평면(60a)에 지지되는 반사판(63)을 구비하고 있어도 좋다. 반사판(63)은 전체가 반사성의 재료에 의해 구성되어 있어도 좋고, 반사성을 가지지 않는 기판의 표면에 반사막이 형성된 구조를 구비하고 있어도 좋다. 반사판(63)은, 투광 적층체(50)의 측면(50t)과 대향하고 있다. 백라이트(104)가 반사판(63)을 구비하는 경우도 전술한 바와 같이, 출사하는 광의 균일성을 높이는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 백라이트는, 발광 모듈과, 상기 파장 변환 부재 및 상기 유전체 다층막을 포함하는 투광 적층체와, 상기 발광 모듈의 집적형 발광 장치와, 상기 투광 적층체를 소정의 간격으로 지지하는 케이스와, 상기 케이스에 지지되고, 상기 투광 적층체의 측면과 대향하여 배치된 반사 부재를 구비한다.
본 실시형태의 다른 백라이트는, 발광 모듈과, 상기 파장 변환 부재 및 상기 유전체 다층막을 포함하는 투광 적층체와, 상기 투광 적층체의 측면과 대향하여 배치된 반사 부재를 구비한다.
본 개시의 발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈은, 액정 디스플레이의 백라이트, 조명기구 등, 여러 가지의 광원에 이용할 수 있다.
10: 기체
11: 기재
11a: 상면
12: 도체 배선
13: 절연층
14: 절연 부재
15: 광반사 부재
17: 발광 공간
21: 발광 소자
21a: 상면
21c: 측면
22: 유전체 다층막
23: 접속 부재
24: 언더 필 부재
30: 봉지 부재
50: 투광 적층체
51: 확산판
52: 파장 변환 부재
60: 케이스
60A: 저부
60B: 측부
60a: 제1 평면
60b: 제2 평면
60c: 측면
62: 반사막
63: 반사판
101: 발광 장치
102: 발광 모듈
103: 집적형 발광 장치
104: 백라이트

Claims (13)

  1. 발광 장치로서,
    도체 배선을 가지는 기체(基體)와,
    상기 도체 배선에 전기적으로 접속하도록 상기 기체에 배치된 발광 소자와,
    상기 발광 소자의 상면에 설치된 유전체 다층막
    을 구비하고,
    상기 유전체 다층막은, 상기 발광 소자의 발광 피크 파장 영역에 있어서의 분광 반사율에 대해서, 상기 발광 소자의 발광 피크 파장 영역보다 50㎚ 장파장 측의 영역에 있어서의 분광 반사율이, 10% 이상 큼으로써, 상기 발광소자로부터의 발광 피크 파장의 광에 대하여, 상기 유전체 다층막에 수직으로 입사하는 광보다 상기 유전체 다층막에 비스듬하게 입사하는 광이 보다 높은 분광 반사율로 반사되도록 하는,
    발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자의 발광 피크 파장 영역에 있어서의 상기 분광 반사율은 70% 이상 95% 이하인, 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전체 다층막의 수직 입사 시의 반사 파장 대역은, 상기 발광 소자의 발광 피크 파장을 포함하고, 상기 발광 피크 파장보다 장파장 측이 단파장 측보다 넓은, 발광 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 장치가 출사하는 광의 전(全) 광량의 25% 이상이, 상기 기체의 상면에 대해서 20˚ 미만의 앙각(仰角)으로 출사되는, 발광 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 소자 및 상기 유전체 다층막을 피복하는 봉지 부재를 더 구비하고,
    상기 봉지 부재의 폭 W에 대한 높이 H의 비 H/W가 0.5보다 작은, 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광 장치가 출사하는 광의 전 광량의 40% 이상이, 상기 기체의 상면에 대해서 20˚ 미만의 앙각으로 출사되는, 발광 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 봉지 부재의 폭 W에 대한 높이 H의 비 H/W가 0.3 이하인, 발광 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 기체에 플립 칩 실장되어 있는, 발광 장치.
  9. 집적형 발광 장치로서,
    복수의, 제1항 또는 제2항에 기재된 발광 장치와,
    상기 복수의 발광 장치 사이에 각각 배치된 복수의 광반사 부재
    를 구비한, 집적형 발광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광반사 부재의 높이가, 상기 발광 장치 사이의 거리의 0.3배 이하인, 집적형 발광 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광반사 부재의 높이가, 상기 발광 장치 사이의 거리의 0.2배 이하인, 집적형 발광 장치.
  12. 발광 모듈로서,
    제1항 또는 제2항에 기재된 발광 장치와,
    상기 발광 장치의 광취출면 측에 위치하며, 상기 발광 소자의 광의 일부를 흡수하고, 상기 발광 소자의 발광 파장과 다른 파장의 광을 출사하는 파장 변환 부재
    를 구비한, 발광 모듈.
  13. 발광 모듈로서,
    제9항에 기재된 집적형 발광 장치와,
    상기 발광 장치의 광취출면 측에 위치하며, 상기 발광 소자의 광의 일부를 흡수하고, 상기 발광 소자의 발광 파장과 다른 파장의 광을 출사하는 파장 변환 부재
    를 구비한, 발광 모듈.
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