本願発明者の検討によれば、特許文献1および2に開示された発光装置に用いるハーフミラーでは、表示パネルの大きさおよび仕様などに応じて部分的に反射率を制御する必要がある。このため、使用するハーフミラーは、特殊な専用部材として用意しなければならず、その結果、特に、大画面液晶テレビ用の発光装置に用いるハーフミラーは非常に高価な部品となってしまうと考えられる。
According to the study of the inventor of the present application, in the half mirror used in the light emitting device disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to control the reflectance partially depending on the size and the specification of the display panel. For this reason, the half mirror to be used must be prepared as a special exclusive member, and as a result, it is thought that the half mirror used for the light emitting device for a large screen liquid crystal television will be a very expensive part. Be
また特許文献2に開示された発光装置では、反射材としてアルミニウムを用いてハーフミラーを構成している。しかし、アルミニウムは可視光の一部を吸収するため、ハーフミラーと反射板との間で、光源から出射する光が反射を繰り返すことによって、ハーフミラーに吸収され、外部への取り出し効率が低下してしまう。また、ハーフミラーにおける反射率が部分的に異なることにより、反射率が異なる境界で輝度むらが発生し得る。このような課題に鑑み、本願発明者は新規な構造を有する発光装置を想到した。
Further, in the light emitting device disclosed in Patent Document 2, the half mirror is configured using aluminum as a reflector. However, since aluminum absorbs a part of visible light, the light emitted from the light source is repeatedly reflected between the half mirror and the reflection plate, and is absorbed by the half mirror, and the extraction efficiency to the outside decreases. It will In addition, when the reflectances of the half mirrors are partially different, uneven brightness may occur at boundaries where the reflectances are different. In view of such problems, the inventor of the present application has conceived a light emitting device having a novel structure.
以下、図面を参照しながら、本開示の発光装置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、本開示の発光装置は、以下の実施形態に限られない。以下の説明では、特定の方向や位置を示す用語(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。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向や位置を、分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や位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。また、図面が示す構成要素の大きさや位置関係等は、分かり易さのため、誇張されている場合があり、実際の面発光装置における大きさあるいは、実際の面発光装置における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、本開示において「平行」および「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、辺あるいは面等がそれぞれ0°から±5°程度および90°から±5°程度の範囲にある場合を含む。
Hereinafter, embodiments of the light emitting device of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are exemplifications, and the light emitting device of the present disclosure is not limited to the following embodiments. In the following description, terms indicating a specific direction or position (for example, "upper", "lower", "right", "left" and other terms including those terms) may be used. These terms only use relative orientations and positions in the referenced drawings for the sake of clarity. As long as the relative directions and positions in terms of terms such as “upper” and “lower” in the referred drawings are the same, the drawings other than the present disclosure, actual products, etc. do not have the same arrangement as the referred drawings. May be Further, the sizes and positional relationships of the components shown in the drawings may be exaggerated for the sake of easy understanding, and the size in an actual surface light emitting device or the size between components in an actual surface light emitting device It may not reflect the relationship. Further, in the present disclosure, “parallel” and “vertical” or “orthogonal” mean that two straight lines, sides or faces, etc. are about 0 ° to ± 5 ° and 90 ° to ± 5 unless otherwise specified. Including the case in the range of ° degree.
(発光装置101の構造)
図1は、第1実施形態の発光装置101の一例を示す断面図である。発光装置101は、基板11および基板11に配置された複数の光源20を含む光源ユニット10と、ハーフミラー31、光拡散板33および散乱反射部32を含み、光源ユニット10の光源20から出射する光が透過する透光積層体30とを備える。以下、各構成要素を詳細に説明する。
(Structure of light emitting device 101)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the light emitting device 101 of the first embodiment. The light emitting device 101 includes a light source unit 10 including a substrate 11 and a plurality of light sources 20 disposed on the substrate 11, a half mirror 31, a light diffusion plate 33 and a scattering reflector 32 and emits light from the light source 20 of the light source unit 10. And a light transmitting laminate 30 through which light is transmitted. Each component will be described in detail below.
[基板11]
基板11は上面11aおよび下面11bを有し、上面11a側に複数の光源20が配置され、支持される。基板11の上面11aおよび下面11bには、以下において詳述する導体配線層13および金属層12が設けられる。また、上面11aには複数の光源20をそれぞれ取り囲む区分部材15が設けられる。
[Substrate 11]
The substrate 11 has an upper surface 11a and a lower surface 11b, and a plurality of light sources 20 are disposed and supported on the upper surface 11a side. The conductor wiring layer 13 and the metal layer 12 described in detail below are provided on the upper surface 11 a and the lower surface 11 b of the substrate 11. Moreover, the division member 15 which respectively encloses the some light source 20 is provided in the upper surface 11a.
基板11の材料としては、例えば、セラミックス、および、樹脂を用いることができる。低コストおよび成形容易性の点から、樹脂を基板11の材料として選択してもよい。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)等を挙げることができる。基板の厚さは適宜選択することができ、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、あるいは、リジット基板のいずれであってもよい。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。
As a material of the substrate 11, for example, ceramics and resin can be used. A resin may be selected as the material of the substrate 11 in terms of low cost and ease of molding. Examples of the resin include phenol resin, epoxy resin, polyimide resin, BT resin, polyphthalamide (PPA), polyethylene terephthalate (PET) and the like. The thickness of the substrate can be appropriately selected, and the substrate 11 may be either a flexible substrate that can be manufactured by a roll-to-roll method, or a rigid substrate. The rigid substrate may be a bendable thin rigid substrate.
また、耐熱性及び耐光性に優れるという観点で、セラミックスを基板11の材料として選択してもよい。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、むらイト、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。
Moreover, you may select ceramics as a material of the board | substrate 11 from a viewpoint of being excellent in heat resistance and light resistance. Examples of the ceramic include alumina, muraite, forsterite, glass ceramics, nitrides (eg, AlN), carbides (eg, SiC), LTCC and the like.
基板11は複合材料によって形成されていてもよい。具体的には、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てもよい。例えば、ガラス繊維強化樹脂(ガラスエポキシ樹脂)などが挙げられる。これにより、基板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。
The substrate 11 may be formed of a composite material. Specifically, an inorganic filler such as glass fiber, SiO 2 , TiO 2 or Al 2 O 3 may be mixed with the above-mentioned resin. For example, glass fiber reinforced resin (glass epoxy resin) etc. are mentioned. Thereby, the mechanical strength of the substrate 11 can be improved, the thermal expansion coefficient can be reduced, and the light reflectance can be improved.
また、基板11は、少なくとも上面11aが電気的絶縁性を有していればよく、積層構造を有していてもよい。例えば、基板11は、表面に絶縁層が設けられた金属板を用いてもよい。
The substrate 11 may have a laminated structure as long as at least the upper surface 11 a has electrical insulation. For example, the substrate 11 may use a metal plate provided with an insulating layer on the surface.
[導体配線層13]
導体配線層13は、基板11の上面11aに設けられている。導体配線層13は、外部から複数の光源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13の材料は、基板11として用いられる材料や製造方法等によって適宜選択することができる。例えば、基板11の材料としてセラミックスを用いる場合は、導体配線層13の材料は、例えば、基板11のセラミックスと同時焼成が可能な高融点金属によって形成されている。例えば、導体配線層13は、タングステン、モリブデン等の高融点金属によって形成されている。導体配線層13は多層構造を有していてもよい。例えば導体配線層13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、蒸着などにより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備えていてもよい。
[Conductive wiring layer 13]
The conductor wiring layer 13 is provided on the upper surface 11 a of the substrate 11. The conductor wiring layer 13 has a wiring pattern for supplying power to the plurality of light sources 20 from the outside. The material of the conductor wiring layer 13 can be appropriately selected depending on the material used as the substrate 11, the manufacturing method, and the like. For example, when a ceramic is used as the material of the substrate 11, the material of the conductor wiring layer 13 is formed of, for example, a high melting point metal that can be co-fired with the ceramic of the substrate 11. For example, the conductor wiring layer 13 is formed of a high melting point metal such as tungsten or molybdenum. The conductor wiring layer 13 may have a multilayer structure. For example, the conductor wiring layer 13 may be a high melting point metal pattern formed by the above-described method, and a metal layer containing another metal such as nickel, gold, silver or the like formed on the pattern by plating, sputtering, vapor deposition or the like. May be provided.
基板11の材料としてガラスエポキシ樹脂を用いる場合は、導体配線層13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、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、ニッケル等の金属層を用いることができる。金属層は、印刷、フォトリソグラフィー等によってマスキングし、エッチングすることによって、所定の配線パターンに加工することができる。
When using glass epoxy resin as a material of the board | substrate 11, it is preferable to select the material which is easy to process as a material of the conductor wiring layer 13. As shown in FIG. For example, a metal layer such as copper or nickel formed by plating, sputtering, vapor deposition, or attachment by a press can be used. The metal layer can be processed into a predetermined wiring pattern by masking and etching by printing, photolithography or the like.
[金属層12]
光源ユニット10は、基板11の下面11bに金属層12をさらに備えていてもよい。金属層12は、放熱のため下面11bの全体に設けられていてもよいし、配線パターンを有していてもよい。例えば、金属層12は、光源20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。さらに、金属層12の回路パターン上に駆動回路を構成する部品が実装されていてもよい。
[Metal layer 12]
The light source unit 10 may further include a metal layer 12 on the lower surface 11 b of the substrate 11. The metal layer 12 may be provided on the entire lower surface 11 b for heat radiation, or may have a wiring pattern. For example, the metal layer 12 may have a circuit pattern of a drive circuit for driving the light source 20. Furthermore, components constituting the drive circuit may be mounted on the circuit pattern of the metal layer 12.
[光源20]
複数の光源20は、基板11の上面11a側に配置される。図2は、光源ユニット10の上面図である。複数の光源20は基板11の上面11aにおいて、1次元または2次元に配列されている。本実施形態では、複数の光源20は直交する2方向、つまり、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、配列方向はこれに限られない。x方向とy方向のピッチは異なっていてもよいし、配列の2方向は直交していなくてもよい。また、配列ピッチも等間隔に限られず、不等間隔であってもよい。例えば、基板11の中央から周辺に向かって間隔が広くなるように光源20が配列されていてもよい。
[Light source 20]
The plurality of light sources 20 are disposed on the upper surface 11 a side of the substrate 11. FIG. 2 is a top view of the light source unit 10. The plurality of light sources 20 are arranged in one or two dimensions on the upper surface 11 a of the substrate 11. In the present embodiment, the plurality of light sources 20 are two-dimensionally arranged along two orthogonal directions, that is, the x direction and the y direction, and the arrangement pitch px in the x direction is equal to the arrangement pitch py in the y direction. However, the arrangement direction is not limited to this. The pitches in the x direction and the y direction may be different, and the two directions in the array may not be orthogonal. Further, the arrangement pitch is not limited to equal intervals, and may be uneven intervals. For example, the light sources 20 may be arranged so that the distance from the center to the periphery of the substrate 11 becomes wider.
各光源20は、出射面21aを有する発光素子21を少なくとも含む。光源20は、出射面21aを覆う被覆部材22を含んでいてもよい。光源20が被覆部材22を含む場合には、被覆部材22の表面22aが、光源20の出射面である。光源20が被覆部材22
を含まない場合には、発光素子21の出射面21aが、光源20の出射面でもある。各光源20は、1つまたは1種類の発光素子21を含んでいてもよい。この場合、発光素子21が白色光を出射してもよいし、発光素子21が出射する光が被覆部材22を透過することにより、光源20全体として白色光を出射してもよい。また、光源20は、例えば、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つ発光素子を含んでおり、赤、青、緑の光が混合することにより白色光を出射してもよい。あるいは、光源20から出射する光の演色性を高めるため、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。
Each light source 20 at least includes a light emitting element 21 having an emitting surface 21 a. The light source 20 may include a covering member 22 that covers the exit surface 21 a. When the light source 20 includes the covering member 22, the surface 22 a of the covering member 22 is an exit surface of the light source 20. The light source 20 is a covering member 22
When the light emitting element 21 does not include the light emitting element 21, the light emitting surface 21 a of the light emitting element 21 is also the light emitting surface of the light source 20. Each light source 20 may include one or more light emitting elements 21. In this case, the light emitting element 21 may emit white light, or the light emitted from the light emitting element 21 may emit white light as a whole of the light source 20 by transmitting through the covering member 22. Further, the light source 20 includes, for example, a light emitting element including three light emitting portions emitting red, blue and green light, or three light emitting elements emitting red, blue and green light, respectively. , And blue and green lights may be mixed to emit white light. Alternatively, in order to enhance the color rendering of light emitted from the light source 20, the light source 20 may include a light emitting element that emits white light and a light emitting element that emits another color.
発光素子21は、半導体発光素子であり、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21として発光ダイオードを例示する。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、緑色の発光素子としては、ZnSeや窒化物系半導体(InxAlyGa1-x-yN、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、赤色の発光素子としては、GaAlAs、AlInGaPなどの半導体を含む素子を用いることができる。さらに、これ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。用いる発光素子の組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。被覆部材22が、波長変換部材を備える場合、発光素子21は、波長変換部材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(Inx
AlyGa1-x-yN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を含むことが好ましい。
The light emitting element 21 is a semiconductor light emitting element, and a known light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode can be used. In the present embodiment, a light emitting diode is illustrated as the light emitting element 21. The light emitting element 21 can select an element that emits light of an arbitrary wavelength. For example, as a blue or green light emitting element, an element using ZnSe, a nitride-based semiconductor (In x Al y Ga 1 -xy N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), or GaP may be used. it can. In addition, as a red light emitting element, an element including a semiconductor such as GaAlAs or AlInGaP can be used. Furthermore, semiconductor light emitting devices made of materials other than these can also be used. The composition, emission color, size, number, and the like of the light-emitting elements to be used can be appropriately selected depending on the purpose. When the covering member 22 includes the wavelength conversion member, the light emitting element 21 is a nitride semiconductor (In x ) capable of emitting light of a short wavelength that can efficiently excite the wavelength conversion member.
It is preferable to contain Al y Ga 1-xy N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, and X + Y ≦ 1).
半導体層の材料や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。同一面側に正負の電極を有するものであってもよいし、異なる面に正負の電極を有するものであってもよい。
Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the mixed crystal ratio thereof. It may have positive and negative electrodes on the same side, or may have positive and negative electrodes on different sides.
発光素子21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型半導体層とを含み、n型半導体層およびp型半導体層にn側電極およびp側電極がそれぞれ電気的に接続されている。本実施形態では、n側電極およびp側電極は出射面と反対側の面に位置している。
The light emitting element 21 has, for example, a light transmitting substrate and a semiconductor laminated structure stacked on the substrate. The semiconductor laminated structure includes an active layer and an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer sandwiching the active layer, and an n-side electrode and a p-side electrode are electrically connected to the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, respectively. There is. In the present embodiment, the n-side electrode and the p-side electrode are located on the surface opposite to the emission surface.
発光素子21のn側電極およびp側電極は後述する接合部材23によって、基板11の上面11aに設けられた導体配線層13に電気的に接続され、かつ、固定されている。つまり、発光素子21は、フリップチップボンディングにより基板11に実装されている。
The n-side electrode and the p-side electrode of the light emitting element 21 are electrically connected and fixed to the conductor wiring layer 13 provided on the upper surface 11 a of the substrate 11 by a bonding member 23 described later. That is, the light emitting element 21 is mounted on the substrate 11 by flip chip bonding.
発光素子21は、ベアチップであってもよいし、側面側にリフレクタを備えたパッケージを備えていてもよい。また、出射面21a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。
The light emitting element 21 may be a bare chip or may include a package having a reflector on the side surface. In addition, a lens or the like may be provided to widen the emission angle of light emitted from the emission surface 21a.
被覆部材22は、少なくとも発光素子21の出射面21aを覆い、基板11の上面11aに支持されている。被覆部材22は、出射面21aが外部環境に露出し、損傷するのを抑制する。被覆部材22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、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22の耐光性および成形容易性の観点からは、被覆部材22としてシリコーン樹脂を選択することが好ましい。
The covering member 22 covers at least the emission surface 21 a of the light emitting element 21 and is supported by the upper surface 11 a of the substrate 11. The covering member 22 prevents the emission surface 21 a from being exposed to the external environment and being damaged. As a material of the covering member 22, a translucent material such as an epoxy resin, a silicone resin, a resin in which these are mixed, and glass can be used. From the viewpoint of light resistance and ease of molding of the covering member 22, it is preferable to select a silicone resin as the covering member 22.
被覆部材22は、拡散部材、波長変換部材、着色剤などを含んでいてもよい。例えば、光源20は、青色光を出射する発光素子21と青色光を黄色光に変換する波長変換部材とを含み、青色光と黄色光との組み合わせによって白色光を出射してもよい。あるいは、青色光を出射する発光素子21と、青色光を緑色光に変換する波長変換部材と、青色光を赤
色光に変換する波長変換部材とを含み、青色光と緑色光と赤色光との組み合わせによって白色光を出射してもよい。例えば、青色光を緑色光に変換する波長変換部材として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波長変換部材としてはKSF系蛍光体等のフッ化物系蛍光体が挙げられる。波長変換部材として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で発光装置の色再現範囲を広げることができる。また、青色光を出射する半導体発光素子と、緑色光を出射する半導体発光素子と、青色光または緑色光を赤色光に変換する波長変換部材とを含む光源を用いてもよい。
The covering member 22 may contain a diffusion member, a wavelength conversion member, a coloring agent, and the like. For example, the light source 20 may include a light emitting element 21 for emitting blue light and a wavelength conversion member for converting blue light into yellow light, and may emit white light by a combination of blue light and yellow light. Alternatively, it includes a light emitting element 21 for emitting blue light, a wavelength conversion member for converting blue light to green light, and a wavelength conversion member for converting blue light to red light, wherein blue light, green light and red light White light may be emitted by combination. For example, a β-sialon phosphor is mentioned as a wavelength conversion member which converts blue light to green light, and a fluoride-based phosphor such as a KSF-based phosphor is mentioned as a wavelength conversion member which converts blue light to red light. The color reproduction range of the light emitting device can be expanded by including a β-sialon phosphor and a fluoride-based phosphor such as a KSF-based phosphor as the wavelength conversion member. Alternatively, a light source may be used that includes a semiconductor light emitting element that emits blue light, a semiconductor light emitting element that emits green light, and a wavelength conversion member that converts blue light or green light to red light.
被覆部材22は、発光素子21の出射面21aを被覆するように圧縮成形や射出成形によって形成することができる。その他、被覆部材22の材料の粘度を最適化して、発光素子21の上に滴下もしくは描画して、材料自体の表面張力によって、形状を制御することも可能である。後者の形成方法による場合には、金型を必要とすることなく、より簡便な方法で被覆部材を形成することができる。また、このような形成方法による被覆部材22の材料の粘度を調整する手段として、その材料本来の粘度の他、上述したような光拡散材、波長変換部材、着色剤を利用して所望の粘度に調整することもできる。
The covering member 22 can be formed by compression molding or injection molding so as to cover the light emitting surface 21 a of the light emitting element 21. In addition, it is also possible to optimize the viscosity of the material of the covering member 22 and drop or draw it on the light emitting element 21 to control the shape by the surface tension of the material itself. According to the latter formation method, the covering member can be formed by a simpler method without the need for a mold. Further, as means for adjusting the viscosity of the material of the covering member 22 by such a forming method, in addition to the inherent viscosity of the material, the desired viscosity using the light diffusing material, the wavelength conversion member, and the coloring agent as described above It can also be adjusted to
図3は、光源20から出射する光の配光特性の一例を示す図である。光源20は、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20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ることで、より輝度むらを改善することができる。バットウイング型の配光特性とは、広義には、光源20の光軸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発光強度が強い発光強度分布で定義される。特に、狭義では、45°〜90°付近において、発光強度が最も強くなる発光強度分布で定義される。つまり、バットウイング型の配光特性では、中心部が外周部よりも暗い。
FIG. 3 is a view showing an example of light distribution characteristics of light emitted from the light source 20. As shown in FIG. The light source 20 preferably has a bat wing type light distribution characteristic. Thus, by suppressing the amount of light emitted in the direction immediately above the light source 20 and widening the light distribution of each light source, it is possible to further improve the uneven brightness. The bat wing type light distribution characteristic is defined in a broad sense by the light emission intensity distribution in which the light emission intensity is strong at an angle where the absolute value of the light distribution angle is larger than 0 °, with the optical axis L of the light source 20 being 0 °. . In particular, in a narrow sense, it is defined as a light emission intensity distribution in which the light emission intensity is strongest around 45 ° to 90 °. That is, in the bat wing type light distribution characteristic, the central portion is darker than the outer peripheral portion.
バットウイング型の配光特性を実現するために光源20は、発光素子21の出射面21aに、光反射層24を有していてもよい。光反射層24は、金属膜であってもよく、誘電体多層膜であってもよい。これにより、発光素子21の上方向への光は光反射層で反射され、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を実現することができる。あるいは、被覆部材22の外形を調整することによって、バットウイング型の配光特性を有する光源としてもよい。
The light source 20 may have a light reflection layer 24 on the emission surface 21 a of the light emitting element 21 in order to realize a bat wing type light distribution characteristic. The light reflecting layer 24 may be a metal film or a dielectric multilayer film. Thereby, light in the upper direction of the light emitting element 21 is reflected by the light reflecting layer, the light quantity immediately above the light emitting element 21 is suppressed, and it is possible to realize a bat wing type light distribution characteristic. Alternatively, the outer shape of the covering member 22 may be adjusted to provide a light source having a bat wing type light distribution characteristic.
[接合部材23]
接合部材23は、発光素子21を導体配線層13に電気的に接続し、かつ、固定する。例えば、接合部材23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である。
[Bonding member 23]
The bonding member 23 electrically connects and fixes the light emitting element 21 to the conductor wiring layer 13. For example, the bonding member 23 may be an Au-containing alloy, an Ag-containing alloy, a Pd-containing alloy, an In-containing alloy, a Pb-Pd-containing alloy, an Au-Ga-containing alloy, an Au-Sn-containing alloy, a Sn-containing alloy, or a Sn-Cu-containing alloy Sn—Cu—Ag containing alloy, Au—Ge containing alloy, Au—Si containing alloy, Al containing alloy, Cu—In containing alloy, mixture of metal and flux, etc.
接合部材23としては、液状、ペースト状、固体状(シート状、ブロック状、粉末状、ワイヤ状)のものを用いることができ、組成や基板の形状等に応じて、適宜選択することができる。また、これらの接合部材23は、単一部材で形成してもよく、あるいは、数種のものを組み合わせて用いてもよい。
As the bonding member 23, liquid, paste, solid (sheet, block, powder, wire) can be used, and can be appropriately selected according to the composition, the shape of the substrate, etc. . Moreover, these joining members 23 may be formed by a single member, or may be used in combination of several kinds.
接合部材23は、発光素子21と導体配線層13とを電気的に接続しなくてもよい。この場合には、接合部材23は、発光素子21の、p側電極およびn側電極以外の領域と基板11の上面11aとを接続し、p側電極およびn側電極と導体配線層13とはワイヤ等によって電気的に接続される。
The bonding member 23 may not electrically connect the light emitting element 21 and the conductor wiring layer 13. In this case, the bonding member 23 connects the region other than the p-side electrode and the n-side electrode of the light emitting element 21 to the top surface 11 a of the substrate 11, and the p-side electrode and the n-side electrode and the conductor wiring layer 13 It is electrically connected by a wire or the like.
[絶縁部材14]
光源ユニット10は、導体配線層13の発光素子21および他の素子等と電気的に接続される領域以外を覆う絶縁部材14をさらに備えていてもよい。図1に示すように、基板11の上面11a側において、導体配線層13の一部上に絶縁部材14が設けられている。絶縁部材14は、導体配線層13の発光素子21および他の素子等と電気的に接続される領域以外領域に絶縁性を付与するレジストとして機能する。絶縁部材14は、発光素子21からの光を反射可能とするため、例えば、樹脂、および、樹脂に分散した、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反射材を含んでいてもよい。光反射性を有する絶縁部材14は、発光素子21から出射した光を基板11の上面11a側において反射し、基板11側での光の漏れや吸収を防いで、発光装置の光取り出し効率を向上させる。
[Insulating member 14]
The light source unit 10 may further include an insulating member 14 that covers areas other than the area electrically connected to the light emitting element 21 of the conductor wiring layer 13 and other elements and the like. As shown in FIG. 1, an insulating member 14 is provided on a part of the conductor wiring layer 13 on the upper surface 11 a side of the substrate 11. The insulating member 14 functions as a resist for imparting insulation to a region other than the region electrically connected to the light emitting element 21 of the conductor wiring layer 13 and other elements and the like. The insulating member 14 includes, for example, a resin, and a reflecting material made of an oxide particle such as titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or the like dispersed in the resin in order to be able to reflect light from the light emitting element 21. It is also good. The insulating member 14 having light reflectivity reflects the light emitted from the light emitting element 21 on the side of the upper surface 11a of the substrate 11 to prevent light leakage and absorption on the side of the substrate 11, thereby improving the light extraction efficiency of the light emitting device. Let
[区分部材15]
区分部材15は、壁部15ax、15ayおよび底部15bを含む。図2に示すように、x方向に隣接する2つの光源20の間にy方向に延びる壁部15ayが配置され、y方向に隣接する2つの光源20の間にx方向に延びる壁部15axが配置されている。このため、各光源20は、x方向に延びる2つの壁部15axと、y方向に延びる2つの壁部15ayとによって囲まれている。2つの壁部15axおよび2つの壁部15ayによって囲まれた領域15rに底部15bが位置している。本実施形態では、光源20のx方向およびy方向の配列ピッチが等しいため、底部15bの外形は正方形である。
底部15bの中央には貫通孔15eが設けられ、貫通孔15e内に、光源20が位置するように、底部15bが絶縁部材14上に位置している。貫通孔15eの形状及び大きさに特に制限はなく、光源20が内部に位置し得る形状および大きさであればよい。光源20からの光を底部15bでも反射可能なように、貫通孔15eの外縁が、光源20の近傍に位置していること、つまり、上面視において、貫通孔15eと光源20との間に生じる間隙は狭いほうが好ましい。
[Classification member 15]
The dividing member 15 includes wall portions 15ax, 15ay and a bottom portion 15b. As shown in FIG. 2, a wall 15 ay extending in the y direction is disposed between two light sources 20 adjacent in the x direction, and a wall 15 ax extending in the x direction between two light sources 20 adjacent in the y direction. It is arranged. Therefore, each light source 20 is surrounded by two wall portions 15ax extending in the x direction and two wall portions 15ay extending in the y direction. The bottom 15b is located in a region 15r surrounded by the two walls 15ax and the two walls 15ay. In the present embodiment, since the arrangement pitch of the light source 20 in the x direction and the y direction is equal, the outer shape of the bottom portion 15 b is square.
A through hole 15e is provided at the center of the bottom 15b, and the bottom 15b is positioned on the insulating member 14 so that the light source 20 is positioned in the through hole 15e. The shape and size of the through hole 15 e are not particularly limited, as long as the light source 20 can be located inside. The outer edge of the through hole 15e is located near the light source 20 so that the light from the light source 20 can be reflected also by the bottom 15b, that is, it occurs between the through hole 15e and the light source 20 in top view It is preferable that the gap be narrow.
図1に示すように、yz断面では、壁部15axは、x方向に延びる一対の傾斜面15sを含む。一対の傾斜面15sのそれぞれは、x方向に延びる2つの辺の一方で互いに接続しており、頂部15cを構成している。他方は、隣接する2つの領域15rに位置する底部15bとそれぞれ接続されている。同様に、y方向に延びる壁部15ayはy方向に延びる一対の傾斜面15tを含む。一対の傾斜面15tのそれぞれは、y方向に延びる2つの辺の一方で互いに接続しており、頂部15cを構成している。他方は、隣接する2つの領域15rに位置する底部15bとそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 1, in the yz cross section, the wall portion 15ax includes a pair of inclined surfaces 15s extending in the x direction. Each of the pair of inclined surfaces 15s is connected to each other at one of two sides extending in the x direction, and constitutes a top 15c. The other is connected to the bottom 15 b located in two adjacent areas 15 r respectively. Similarly, the wall portion 15ay extending in the y direction includes a pair of inclined surfaces 15t extending in the y direction. Each of the pair of inclined surfaces 15t is connected to each other at one of two sides extending in the y direction, and constitutes a top 15c. The other is connected to the bottom 15 b located in two adjacent areas 15 r respectively.
底部15b、2つの壁部15axおよび2つの壁部15ayによって開口17aを有する発光空間17が形成される。図2では、3行3列に配列された発光空間17が示されている。一対の傾斜面15sおよび一対の傾斜面15tは、発光空間17の開口17aに面している。
The bottom 15b, the two walls 15ax, and the two walls 15ay form a light emitting space 17 having an opening 17a. In FIG. 2, light emitting spaces 17 arranged in 3 rows and 3 columns are shown. The pair of inclined surfaces 15 s and the pair of inclined surfaces 15 t face the opening 17 a of the light emission space 17.
区分部材15は光反射性を有しており、光源20から出射する光を壁部15ax、15ayの傾斜面15s、15tによって、発光空間17の開口17aに向けて反射させる。また、底部15bに入射する光も発光空間17の開口17a側へ反射させる。これにより、光源20から出射される光を効率よく透光積層体30へ入射させることができる。
The partitioning member 15 has light reflectivity, and reflects light emitted from the light source 20 toward the opening 17 a of the light emission space 17 by the inclined surfaces 15 s and 15 t of the wall portions 15 ax and 15 ay. Further, light incident on the bottom portion 15 b is also reflected to the opening 17 a side of the light emission space 17. Thereby, the light emitted from the light source 20 can be efficiently incident on the light transmitting laminate 30.
区分部材15によって区画される発光空間17は、複数の光源20をそれぞれ独立して駆動させた場合における、発光空間の最小単位となる。また、面発光源として発光装置101を透光積層体30の上面30aを見た場合における、ローカルディミングの最小単位領域となる。複数の光源20を独立して駆動する場合、最も小さな発光空間単位でローカルディミングで駆動が可能な発光装置が実現する。隣接する複数の光源20を同時に駆動し、ON/OFFのタイミングを同期させるように駆動すれば、より大きな単位でローカ
ルディミングによる駆動が可能となる。
The light emission space 17 divided by the dividing member 15 is the minimum unit of the light emission space when the plurality of light sources 20 are driven independently. In addition, when the light emitting device 101 is viewed as the surface light source from the top surface 30 a of the light transmitting laminate 30, it is the minimum unit area of local dimming. When a plurality of light sources 20 are driven independently, a light emitting device capable of driving by local dimming in the smallest light emission space unit is realized. If the adjacent light sources 20 are driven simultaneously and driven so as to synchronize the ON / OFF timing, driving by local dimming becomes possible in larger units.
区分部材15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からなる反射材を含有する樹脂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15の光源20からの出射光に対する反射率は、例えば、70%以上であることが好ましい。
For example, the dividing member 15 may be molded using a resin containing a reflective material made of metal oxide particles such as titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or the like, or molded using a resin not containing a reflective material After that, a reflective material may be provided on the surface. It is preferable that the reflectance with respect to the emitted light from the light source 20 of the division member 15 is 70% or more, for example.
区分部材15は、金型を用いた成形や光造形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、プレス成形等の成形方法を用いることができる。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で、底部15bと壁部15ax、15ayが一体的に形成された区分部材15を得ることができる。反射シートの厚さは、例えば100〜500μmである。
The dividing member 15 can be formed by molding using a mold or optical molding. As a molding method using a mold, molding methods such as injection molding, extrusion molding, compression molding, vacuum molding, pressure molding, press molding and the like can be used. For example, by vacuum forming using a reflective sheet formed of PET or the like, it is possible to obtain the sorting member 15 in which the bottom portion 15b and the wall portions 15ax and 15ay are integrally formed. The thickness of the reflective sheet is, for example, 100 to 500 μm.
区分部材15の底部15bの下面と絶縁部材14の上面とは、接着部材等で固定される。貫通孔15eから露出される絶縁部材14は、光反射性を有していることが好ましい。光源20からの出射光が、絶縁部材14と区分部材15との間に入射しないように、貫通孔15eの周囲に接着部材を配置することが好ましい。例えば、貫通孔15eの外縁に沿ってリング状に接着部材を配置することが好ましい。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の接着液であってもよい。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。また、接着部材ではなく、ネジ、ピン等他の結合部材で固定されていてもよい。
The lower surface of the bottom portion 15b of the dividing member 15 and the upper surface of the insulating member 14 are fixed by an adhesive member or the like. The insulating member 14 exposed from the through holes 15 e preferably has light reflectivity. It is preferable to dispose an adhesive member around the through hole 15 e so that the light emitted from the light source 20 does not enter between the insulating member 14 and the dividing member 15. For example, it is preferable to arrange the adhesive member in a ring shape along the outer edge of the through hole 15e. The adhesive member may be a double-sided tape, an adhesive sheet of a hot melt type, or an adhesive liquid of a thermosetting resin or a thermoplastic resin. These adhesive members preferably have high flame retardancy. Moreover, it may be fixed not with an adhesion member but with another coupling member such as a screw or a pin.
[ハーフミラー31]
透光積層体30のハーフミラー31は、光源ユニット10に位置する発光空間17の開口17aを覆うように、光源20の上方に配置される。
Half mirror 31
The half mirror 31 of the light transmitting laminate 30 is disposed above the light source 20 so as to cover the opening 17 a of the light emitting space 17 located in the light source unit 10.
ハーフミラー31は、入射する光の一部を反射し、残りの光を透過させる透過特性および反射特性を有する。ハーフミラー31は、垂直入射時において、光源の発光波長帯域に対して30%程度以上75%程度以下の反射率を有する。ハーフミラー31の反射率は、ハーフミラー31の全領域において実質的に等しい。ここで、実質的に等しいとは、例えば、主面(上面31aおよび下面31b)に垂直に入射する光の反射率が、任意の測定箇所において、平均値±5%以内の値であることをいう。
The half mirror 31 has a transmission characteristic and a reflection characteristic which reflect a part of incident light and transmit the remaining light. The half mirror 31 has a reflectance of about 30% to about 75% with respect to the light emission wavelength band of the light source at the time of vertical incidence. The reflectance of the half mirror 31 is substantially equal over the entire area of the half mirror 31. Here, “substantially equal” means that, for example, the reflectance of light incident perpendicularly to the main surface (upper surface 31 a and lower surface 31 b) is a value within an average value ± 5% at any measurement point. Say.
ハーフミラー31は、透光性の基材に屈折率の異なる2以上の誘電体膜が積層された誘電体多層膜構造を備えていることが好ましい。誘電体膜の具体的な材料としては、金属酸化膜、金属窒化膜、金属フッ化膜、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの樹脂など、光源20および後述する波長変換層34から放射される光に対して吸収が少ない材料であることが好ましい。誘電体多層膜は、積層した誘電体膜の屈折率差によって、界面で入射光の一部を反射させる。誘電体膜の厚さによって、入射光と反射光との位相を変化させ、2つの光の干渉の程度を調整することにより、反射率を調整することができる。誘電体膜の厚さによる位相の調整は、透過する光の波長に依存するので、誘電体膜を複数積層し、誘電体膜ごとに反射させる光の波長を異ならせれば、反射率の波長依存性も調整することができる。したがって、誘電体多層膜を用いることで、光の吸収が少なく、反射率特性を任意に調整することが可能なハーフミラー31を実現することができる。
The half mirror 31 preferably has a dielectric multilayer film structure in which two or more dielectric films having different refractive indexes are laminated on a translucent substrate. Specific materials of the dielectric film include metal oxide film, metal nitride film, metal fluoride film, resin such as polyethylene terephthalate (PET), etc., for the light emitted from the light source 20 and the wavelength conversion layer 34 described later It is preferable that the material be less absorbed. The dielectric multilayer film reflects part of incident light at the interface due to the difference in refractive index of the laminated dielectric films. The reflectance can be adjusted by changing the phase of the incident light and the reflected light and adjusting the degree of interference between the two lights depending on the thickness of the dielectric film. The adjustment of the phase by the thickness of the dielectric film depends on the wavelength of light to be transmitted. Therefore, if multiple dielectric films are laminated and the wavelength of light to be reflected is made different for each dielectric film, the wavelength dependence of reflectance Sex can also be adjusted. Therefore, by using the dielectric multilayer film, it is possible to realize the half mirror 31 which has less absorption of light and can arbitrarily adjust the reflectance characteristic.
また、誘電体多層膜構造を用いれば、均一な厚さを有する誘電体膜であっても、垂直に入射する光と、斜めに入射する光とで、光路長は異なる。このため、ハーフミラー31に入射する光の入射角度によって反射率を制御することも可能となる。特に、垂直入射よりも斜め入射の方が、反射率が低くなるように設定することで、後述するように、光源20の光軸L方向、つまり、ハーフミラー31の主面に垂直な方向の反射率を上げ、光軸Lに
対して大きな角度φで入射する光に対する反射率を下げることができる。すなわち光軸に対して角度が大きくなるところで透過率を上げることで外部から発光装置を観測したときに、面上の輝度むらをより小さくすることが可能となる。
Further, if a dielectric multilayer film structure is used, the optical path length differs between light incident perpendicularly and light incident obliquely, even in the case of a dielectric film having a uniform thickness. For this reason, it is also possible to control the reflectance by the incident angle of light incident on the half mirror 31. In particular, by setting the reflectance to be lower at oblique incidence than at normal incidence, as described later, the direction of the optical axis L of the light source 20, that is, the direction perpendicular to the main surface of the half mirror 31. The reflectivity can be increased, and the reflectivity for light incident at a large angle φ with respect to the optical axis L can be reduced. That is, when the light emitting device is observed from the outside, the luminance unevenness on the surface can be further reduced by increasing the transmittance when the angle to the optical axis is large.
図4は、ハーフミラー31の反射率および透過率の角度依存特性の一例を示す。光軸Lを0°として、配光角(図1のφ)の絶対値が約40°以下の範囲において、反射率が60%であり、絶対値が40°以上の配光角において、反射率が低下し、透過率が高くなっている。このような反射率特性を有することによって上述した輝度むらをより効果的に抑制することができる。
FIG. 4 shows an example of the angle dependency of reflectance and transmittance of the half mirror 31. When the optical axis L is 0 ° and the absolute value of the light distribution angle (φ in FIG. 1) is about 40 ° or less, the reflectance is 60%, and the light reflection angle is 40 ° or more. The rate is reduced and the transmittance is increased. By having such a reflectance characteristic, the above-mentioned uneven brightness can be suppressed more effectively.
図5は、光源20から出射する光の発光スペクトルと、ハーフミラー31の反射率特性との一例を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は、反射率または相対発光強度を示す。反射率は、ハーフミラー31の主面に垂直な方向における値を示す。ハーフミラー31の垂直方向における反射率特性において、光源20の発光ピーク波長より長波長側の帯域は、短波長側の帯域よりも広くなっていることが好ましい。図5に示す例では、光源20の発光ピーク波長は約450nmである。ハーフミラー31の、例えば、40%以上の反射率を有する帯域は、450nmよりも短波長側では、400〜450nmの50nmの帯域であるのに対し、450nmよりも長波長側では、450〜570nmの120nmの帯域である。
FIG. 5 is a view showing an example of the emission spectrum of light emitted from the light source 20 and the reflectance characteristic of the half mirror 31. As shown in FIG. The horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the reflectance or the relative emission intensity. The reflectance indicates a value in the direction perpendicular to the main surface of the half mirror 31. In the reflectance characteristic in the vertical direction of the half mirror 31, it is preferable that the band on the longer wavelength side than the emission peak wavelength of the light source 20 is wider than the band on the short wavelength side. In the example shown in FIG. 5, the emission peak wavelength of the light source 20 is about 450 nm. For example, a band having a reflectance of 40% or more of the half mirror 31 is a 50 nm band of 400 to 450 nm on the shorter wavelength side than 450 nm, while 450 to 570 nm on the longer wavelength side than 450 nm The band of 120 nm.
一般に、ハーフミラーの反射波長帯域は、光が垂直に入射する場合に比べ、斜め入射する場合に光路長が長くなることにより、短波長側へシフトする。例えば、ある波長λの光が垂直方向からハーフミラーに入射した場合に、所定の反射率で光を反射させる特性を有していても、ハーフミラーに対して斜めから入射させると、反射波長帯域が短波長側へδだけシフトする。このため、反射波長帯域のシフト量δに対応した分だけ波長λよりも短い波長の光は同じ反射率で反射するが、波長λの光に対する反射率は低下する。
In general, the reflection wavelength band of the half mirror is shifted to the short wavelength side due to the increase in the optical path length when light is obliquely incident as compared with the case where light is perpendicularly incident. For example, when light of a certain wavelength λ is incident on the half mirror from the vertical direction, even if it has the characteristic of reflecting light with a predetermined reflectance, if it is obliquely incident on the half mirror, the reflected wavelength band Shifts by δ towards the short wavelength side. Therefore, light of a wavelength shorter than the wavelength λ is reflected at the same reflectance by an amount corresponding to the shift amount δ of the reflection wavelength band, but the reflectance for light of the wavelength λ is lowered.
このような場合に、上述したように、ハーフミラー31の垂直方向の反射率特性において、光源20の発光ピーク波長より長波長側の帯域が、短波長側の帯域よりも広くなるように、反射率特性を設計することにより、斜めに入射する光にして反射波長帯域が短波長側へδだけシフトしたとしても、長波長側の帯域が広いことによって、同じ反射率を維持し得る。例えば、上述した配光角(図1のφ)の絶対値が約40°以下の範囲において、ハーフミラー31に斜めに光が入射しても、反射率が低下し、光源20の光軸Lに対して少し斜めに入射する光が多く透過することにより、輝度むらが強調されるのを抑制することができる。
In such a case, as described above, in the reflectance characteristic of the half mirror 31 in the vertical direction, the reflection is performed so that the band on the longer wavelength side than the emission peak wavelength of the light source 20 becomes wider than the band on the short wavelength side. By designing the rate characteristics, even if the reflection wavelength band is shifted to the short wavelength side by δ by obliquely incident light, the same reflectance can be maintained because the band on the long wavelength side is wide. For example, even if light is obliquely incident on the half mirror 31 within the range where the absolute value of the light distribution angle (φ in FIG. 1) described above is about 40 ° or less, the reflectance decreases and the optical axis L of the light source 20 By transmitting a large amount of light that is slightly obliquely incident on the light source, it is possible to suppress that the uneven brightness is emphasized.
[光拡散板33]
光拡散板33は、ハーフミラー31の上面31a側に位置している。光拡散板33は、入射する光を拡散させて透過する。光拡散板33は、たとえば、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によって構成されている。光を拡散させる構造は、光拡散板33の表面に凹凸を設けたり、光拡散板33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、光拡散板33に設けられている。光拡散板は、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ものを利用してもよい。
[Light diffuser 33]
The light diffusion plate 33 is located on the upper surface 31 a side of the half mirror 31. The light diffusion plate 33 diffuses and transmits incident light. The light diffusion plate 33 is made of, for example, a material such as polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, polyethylene resin, or the like, which absorbs little light with respect to visible light. The light diffusion structure is provided on the light diffusion plate 33 by providing unevenness on the surface of the light diffusion plate 33 or dispersing materials having different refractive indexes in the light diffusion plate 33. As the light diffusion plate, one commercially available under the name of a light diffusion sheet, a diffuser film or the like may be used.
[散乱反射部32]
散乱反射部32はハーフミラー31と光拡散板33との間またはハーフミラー31の下面31bに位置している。本実施形態では、散乱反射部32は、光拡散板33の下面33bに設けられている。後述する、光拡散板33がポリスチレン樹脂によって構成されている場合には、散乱反射部32はハーフミラー31に設けられていることが好ましい。ハー
フミラー31を構成する材料はポリスチレン樹脂よりも小さい線膨張係数を有するため、熱膨張によって光源20と散乱反射部32との位置ずれを生じるのを抑制することができる。
[Scatter Reflector 32]
The scattering / reflecting portion 32 is located between the half mirror 31 and the light diffusing plate 33 or on the lower surface 31 b of the half mirror 31. In the present embodiment, the scattering and reflecting portion 32 is provided on the lower surface 33 b of the light diffusing plate 33. In the case where the light diffusion plate 33 to be described later is made of a polystyrene resin, the scattering and reflecting portion 32 is preferably provided to the half mirror 31. Since the material forming the half mirror 31 has a linear expansion coefficient smaller than that of polystyrene resin, it is possible to suppress the occurrence of positional deviation between the light source 20 and the scattering and reflecting portion 32 due to thermal expansion.
図6は、発光装置101の上面視における、散乱反射部32と光源20の出射面(被覆部材22の表面22aまたは出射面21a)との位置関係を示している。図1および図6に示すように、散乱反射部32は、少なくとも各光源20の出射面の上方、つまり、光源20の光軸上に位置している。散乱反射部32は入射する光を散乱反射させる。光源20から出射する光は光軸L上において発光強度が強いため、散乱反射部32を設けることにより、各光源20からの光における輝度むらを抑制する。各光源20の光軸Lを0°として、0°よりも配光角の絶対値が大きい角度では、相対的に発光強度が弱くなる。このため、発光空間17の境界である区分部材15の頂部15cの上方においては、光を散乱させる必要はないため、散乱反射部32は設けられていなくてもよい。
FIG. 6 shows the positional relationship between the scattering / reflecting portion 32 and the exit surface of the light source 20 (the surface 22 a of the covering member 22 or the exit surface 21 a) in the top view of the light emitting device 101. As shown in FIGS. 1 and 6, the scattering / reflecting portion 32 is located at least above the emission surface of each light source 20, that is, on the optical axis of the light source 20. The scattering and reflecting unit 32 scatters and reflects incident light. Since the light emitted from the light sources 20 has a high light emission intensity on the optical axis L, the provision of the scattering / reflecting portion 32 suppresses uneven brightness in the light from each light source 20. Assuming that the optical axis L of each light source 20 is 0 °, the light emission intensity becomes relatively weak at an angle where the absolute value of the light distribution angle is larger than 0 °. For this reason, since it is not necessary to scatter light above the top 15 c of the dividing member 15 which is the boundary of the light emission space 17, the scattering and reflecting portion 32 may not be provided.
図6では、散乱反射部32は上面視において、各光源20の光軸を中心とする円形を有しているが、散乱反射部32の形状は円に限られない。光源20の配光特性に応じて、より光が均一に散乱し得るように、楕円、矩形等散、乱反射部32の形状を決定し得る。また、光源20がバットウイング型の配光特性を有する等の理由により、光源20の光軸上での発光強度が光軸の周囲よりも弱くなっている場合には、散乱反射部32は例えば、上面視において、リング形状を有していてもよい。つまり、散乱反射部32は各光源20の出射面の少なくとも一部の上方に位置していればよい。
In FIG. 6, the scattering and reflecting part 32 has a circular shape centered on the optical axis of each light source 20 in top view, but the shape of the scattering and reflecting part 32 is not limited to a circle. Depending on the light distribution characteristic of the light source 20, the shape of the ellipse, the rectangular isotropy, and the irregular reflection portion 32 can be determined so that light can be scattered more uniformly. When the light emission intensity on the optical axis of the light source 20 is weaker than that around the optical axis due to the light source 20 having a bat wing type light distribution characteristic, for example, the scattering and reflecting portion 32 is In a top view, it may have a ring shape. That is, the scattering and reflecting portion 32 may be located above at least a part of the light emitting surface of each light source 20.
頂部15cと、光拡散板33又はハーフミラー31とが接している場合は、光拡散板33又はハーフミラー31で反射された光が、壁部15ax、15ayを照射する光量が増えることで、頂部15c近傍の領域が明るくなるので、壁部15ax、15ayの直上方向に散乱反射部32が設けられていることが好ましい。これにより、頂部15c近傍の領域が明るくなって輝度むらが生じることを抑制することができる。
When the top 15 c is in contact with the light diffusion plate 33 or the half mirror 31, the light reflected by the light diffusion plate 33 or the half mirror 31 increases the amount of light emitted to the wall portions 15 ax and 15 ay. Since the region in the vicinity of 15c becomes bright, it is preferable that the scattering / reflecting portion 32 be provided immediately above the wall portions 15ax, 15ay. As a result, it is possible to suppress the occurrence of uneven brightness due to the region in the vicinity of the top 15 c becoming bright.
散乱反射部32は、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。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。散乱反射部32は、顔料、光吸収材、蛍光体等をさらに含んでいてもよい。樹脂に、アクリレートやエポキシ等を主成分とした光硬化性樹脂を用いれば、光拡散板33の下面33bに、反射材を含む硬化前の樹脂を塗布後、例えば紫外線を照射することによって散乱反射部32を形成することができる。光源20からの出射光で樹脂を光硬化させてもよい。反射材が分散した未硬化の樹脂は、例えば版を使った印刷法や、インクジェット法によって配置することができる。
The scattering / reflecting portion 32 includes a resin and particles of an oxide such as titanium oxide, aluminum oxide or silicon oxide, which are particles of a reflective material dispersed in the resin. The average particle size of the oxide particles is, for example, about 0.05 μm or more and 30 μm or less. The scattering and reflecting portion 32 may further include a pigment, a light absorbing material, a phosphor and the like. When a photocurable resin mainly composed of acrylate, epoxy or the like is used as the resin, the lower surface 33b of the light diffusion plate 33 is coated with a resin before curing including a reflective material, and then, for example, it is scattered and reflected by irradiating ultraviolet light. The portion 32 can be formed. The resin may be photocured by the light emitted from the light source 20. The uncured resin in which the reflective material is dispersed can be disposed, for example, by a printing method using a plate or an inkjet method.
散乱反射部32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し、光源20の配光角の絶対値が小さい領域において、配光角の絶対値が大きい領域よりも高密度で配置されていてもよい。図7Aに示す散乱反射部32’は、第1部分32aおよび第2部分32bを含む。第1部分32aは、出射面21aの直上に位置しており、第2部分32bは、第1部分の周囲に位置している。
The particles of the reflective material for scattering light in the scattering / reflecting portion 32 may be uniformly distributed, or in a region where the absolute value of the light distribution angle of the light source 20 is smaller than in a region where the absolute value of the light distribution angle is larger It may be arranged at high density. The scatter reflector 32 'shown in FIG. 7A includes a first portion 32a and a second portion 32b. The first portion 32a is located immediately above the emission surface 21a, and the second portion 32b is located around the first portion.
第2部分32bにおける反射材の粒子の密度は、第1部分32aにおける反射材の粒子の密度よりも小さい。ここで粒子の密度とはたとえば、上面視における平面、つまり、xy平面における単位面積当たりの粒子の個数で示される数密度で表される。
The density of reflective particles in the second portion 32b is less than the density of reflective particles in the first portion 32a. Here, the density of particles is represented by, for example, a plane in top view, that is, a number density represented by the number of particles per unit area in the xy plane.
散乱反射部32’は、例えば、図7Bに示すように、印刷法や、インクジェット法によって、反射材の粒子が分散した未硬化の樹脂による微小領域32cを、第1部分32aにおいて密に配置し、第2部分32bにおいて、第1部分32aよりも低い密度で配置する
ことにより形成することができる。また、図7Cに示すように、第1部分32aおよび第2部分32bに、反射材の粒子が分散した未硬化の樹脂による第1の層32dを形成し、第1部分32aにのみ第1の層32d上に第2の層32eを形成してもよい。図7Bまたは図7Cに示す構造を備えた散乱反射部32’は、xy平面における、散乱反射部32’における反射材の粒子の密度が上述した関係を満たしている。
For example, as shown in FIG. 7B, the scattering / reflecting portion 32 ′ densely arranges, in the first portion 32a, the minute regions 32c of the uncured resin in which the particles of the reflective material are dispersed by the printing method or the inkjet method. The second portion 32 b can be formed by arranging at a lower density than the first portion 32 a. Further, as shown in FIG. 7C, a first layer 32d of an uncured resin in which particles of a reflective material are dispersed is formed in the first portion 32a and the second portion 32b, and the first layer 32a is formed with the first layer 32d only. A second layer 32e may be formed on the layer 32d. In the scattering and reflecting portion 32 ′ having the structure shown in FIG. 7B or 7C, the density of the particles of the reflector in the scattering and reflecting portion 32 ′ in the xy plane satisfies the above-described relationship.
散乱反射部32は図8および図9に示すように、ハーフミラー31の上面31aまたは下面31bに設けてもよい。また、図10に示すように、散乱反射部32は、光拡散板33の上面33a に設けられていてもよい。
The scattering / reflecting portion 32 may be provided on the upper surface 31 a or the lower surface 31 b of the half mirror 31 as shown in FIGS. 8 and 9. Further, as shown in FIG. 10, the scattering and reflecting portion 32 may be provided on the upper surface 33 a of the light diffusing plate 33.
[波長変換層34]
発光装置101は、透光積層体30において、波長変換層34をさらに備えていてもよい。波長変換層34は、光拡散板33の、ハーフミラー31が位置する側と反対側、つまり、上面33a側に位置している。波長変換層34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。
[Wavelength conversion layer 34]
The light emitting device 101 may further include the wavelength conversion layer 34 in the light transmitting laminate 30. The wavelength conversion layer 34 is located on the side of the light diffusion plate 33 opposite to the side on which the half mirror 31 is located, that is, on the upper surface 33 a side. The wavelength conversion layer 34 absorbs a part of the light emitted from the light source 20, and emits light of a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the light source 20.
波長変換層34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のが困難な、熱や光強度に耐性の劣る光変換物質も使用することが可能である。これにより、発光装置101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。波長変換層34はシート形状あるいは層形状を有しており、上述した波長変換物質を含む。
Since the wavelength conversion layer 34 is separated from the light emitting element 21 of the light source 20, it is possible to use a light converting substance which is difficult to use in the vicinity of the light emitting element 21 and has poor resistance to heat and light intensity. . As a result, the performance of the light emitting device 101 as a backlight can be improved. The wavelength conversion layer 34 has a sheet shape or a layer shape, and includes the wavelength conversion material described above.
波長変換層34を用いる場合、図11に示すように、波長変換層34とハーフミラー31との間に位置し、光源20の発光波長よりも波長変換層34が発する光の波長における反射率が高いダイクロイック層38をさらに設けてもよい。
When the wavelength conversion layer 34 is used, as shown in FIG. 11, the reflectance at the wavelength of light emitted by the wavelength conversion layer 34 is smaller than the emission wavelength of the light source 20 located between the wavelength conversion layer 34 and the half mirror 31. A further high dichroic layer 38 may be provided.
[プリズムアレイ層35、36、反射型偏光層37]
発光装置101は、透光積層体30において、プリズムアレイ層35、36および反射型偏光層37をさらに備えていてもよい。プリズムアレイ層35、36は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、プリズムアレイ層35は、図1において、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36はx方向に延びる複数のプリズムを有する。プリズムアレイ層35、36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(z方向)に屈折させる。これにより、発光装置101の発光面である透光積層体30の上面30aから出射する光は主として上面30aに垂直(z軸に平行)な成分が多くなり、発光装置101を正面(z軸方向)から見た場合の輝度を高めることができる。
[Prism array layers 35 and 36, reflective polarizing layer 37]
The light emitting device 101 may further include prism array layers 35 and 36 and a reflective polarizing layer 37 in the light transmitting laminate 30. The prism array layers 35, 36 have a shape in which a plurality of prisms extending in a predetermined direction are arranged. For example, in FIG. 1, the prism array layer 35 has a plurality of prisms extending in the y direction, and the prism array layer 36 has a plurality of prisms extending in the x direction. The prism array layers 35 and 36 refract light incident from various directions in the direction (z direction) toward the display panel facing the light emitting device. As a result, the light emitted from the upper surface 30a of the light transmitting laminate 30 which is the light emitting surface of the light emitting device 101 mainly has many components perpendicular (parallel to the z axis) to the upper surface 30a, and the light emitting device 101 is viewed from the front (z axis direction) The brightness when viewed from) can be increased.
反射型偏光層37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35、36側へ反射させる。反射型偏光層37から戻ってきた偏光の一部はプリズムアレイ層35、36および波長変換層34、光拡散板33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37に入射し、表示パネルへ出射する。これにより、発光装置101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する。
The reflective polarization layer 37 selectively transmits light in a polarization direction that matches the polarization direction of a polarizing plate disposed on the back light side of a display panel, for example, a liquid crystal display panel, and polarizes light in a direction perpendicular to the polarization direction. Are reflected to the prism array layers 35 and 36 side. When part of the polarized light returned from the reflective polarizing layer 37 is reflected again by the prism array layers 35 and 36, the wavelength conversion layer 34, and the light diffusing plate 33, the polarization direction changes and the polarization of the polarizing plate of the liquid crystal display panel The light is converted into polarized light having a direction, and enters the reflective polarization layer 37 again to be emitted to the display panel. Thereby, the polarization directions of the light emitted from the light emitting device 101 are aligned, and the light of the polarization direction effective for improving the luminance of the display panel is emitted with high efficiency.
プリズムアレイ層35、36および反射型偏光層37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。
As the prism array layers 35 and 36 and the reflective polarizing layer 37, those commercially available as optical members for backlight can be used.
[透光積層体30]
透光積層体30は、上述したハーフミラー31、散乱反射部32、光拡散板33、波長変換層34、プリズムアレイ層35、36および反射型偏光層37を互いに積層することによって構成されている。これらの層の少なくとも1つの界面は、互いに接触しておらず空間が形成されていてもよい。ただし、発光装置101の厚さをできるだけ小さくするためには、空間を設けずに互い隣接する2つの層が接するように積層されていることが好ましい。
[Transparent laminate 30]
The light transmitting laminate 30 is configured by laminating the half mirror 31, the scattering and reflecting portion 32, the light diffusing plate 33, the wavelength conversion layer 34, the prism array layers 35 and 36, and the reflective polarizing layer 37 described above. . At least one interface of these layers may not be in contact with each other and a space may be formed. However, in order to make the thickness of the light emitting device 101 as small as possible, it is preferable that two layers adjacent to each other be stacked without providing a space.
透光積層体30は、例えば、支持体によって光源ユニット10に対して所定の間隔で支持される。透光積層体30の下面30bは、区分部材15の頂部15cと接していることが好ましい。例えば、頂部15cとハーフミラー31の下面31bと接続部材によって接合されていてもよいし、ピン、ねじ等によって、ハーフミラー31等と接合されていてもよい。頂部15cが透光積層体30の下面30bと接していることによって、1つの発光空間17内の光源20から出射した光が隣接する発光空間17へ入射するのを抑制することができる。
The light transmitting laminate 30 is supported by a support at a predetermined distance from the light source unit 10, for example. It is preferable that the lower surface 30 b of the light transmitting laminate 30 be in contact with the top 15 c of the dividing member 15. For example, the top 15 c may be joined to the lower surface 31 b of the half mirror 31 by a connecting member, or may be joined to the half mirror 31 or the like by a pin, a screw or the like. Since the top 15 c is in contact with the lower surface 30 b of the light transmitting laminate 30, light emitted from the light source 20 in one light emitting space 17 can be prevented from entering the adjacent light emitting space 17.
ハーフミラー31と基板11との間隔ODは光源20の配列ピッチPの0.2倍以下(OD/P≦0.2)に設定することが好ましい。より好ましくは、間隔ODは光源20の配列ピッチPの0.05倍以上0.2倍以下(0.05≦OD/P≦0.2)である。従来の構成によればこのように透光積層体30と、光源20を実装した基板との間隔を短く設定した場合、発光装置の輝度むらが大きく生じていた。しかし、本開示の発光装置101によれば、ハーフミラー31および散乱反射部32を用いることによって輝度分布を均一にすることが可能である。
The distance OD between the half mirror 31 and the substrate 11 is preferably set to 0.2 times or less of the arrangement pitch P of the light sources 20 (OD / P ≦ 0.2). More preferably, the interval OD is not less than 0.05 times and not more than 0.2 times the arrangement pitch P of the light sources 20 (0.05 ≦ OD / P ≦ 0.2). According to the conventional configuration, when the distance between the light transmitting laminate 30 and the substrate on which the light source 20 is mounted is set to be short as described above, the luminance unevenness of the light emitting device is largely generated. However, according to the light emitting device 101 of the present disclosure, it is possible to make the luminance distribution uniform by using the half mirror 31 and the scattering and reflecting portion 32.
発光装置101は、光源ユニット10および透光積層体30をそれぞれ作製し、上述した支持体で光源ユニット10に対して透光積層体30を支持することによって組み立てることができる。
The light emitting device 101 can be assembled by respectively producing the light source unit 10 and the light transmitting laminate 30 and supporting the light transmitting laminate 30 with respect to the light source unit 10 by the above-described support.
(発光装置101の動作、効果)
発光装置101の動作、特に、光源20から出射する光の輝度むらが抑制される理由を説明する。発光装置101をバックライトのように面発光装置として使用する場合、発光装置101からの出射面である透光積層体30の上面30aにおける輝度むらはできるだけ小さいほうが好ましい。
(Operation of light emitting device 101, effect)
The operation of the light emitting device 101, in particular, the reason why the luminance unevenness of the light emitted from the light source 20 is suppressed will be described. When the light emitting device 101 is used as a surface light emitting device like a backlight, it is preferable that the uneven brightness on the upper surface 30 a of the light transmitting laminate 30 which is the light emitting surface from the light emitting device 101 be as small as possible.
しかし、光源20は点光源であり、光源20から出射する光が照らす面の照度は距離の2乗に反比例する。このため、透光積層体30の下面30bに入射する光の照度は、上面視における、光源20の直上近傍の領域R1のほうが、R1の周囲に位置する領域R2よりも高い。これは、領域R1における光源20と上面30aとの距離の方が領域R2における光源20と上面30aとの距離よりも短いからである。
However, the light source 20 is a point light source, and the illuminance of the surface illuminated by the light emitted from the light source 20 is inversely proportional to the square of the distance. For this reason, the illuminance of light incident on the lower surface 30b of the light transmitting laminate 30 is higher in the region R1 in the vicinity immediately above the light source 20 in the top view than in the region R2 located around R1. This is because the distance between the light source 20 and the upper surface 30a in the region R1 is shorter than the distance between the light source 20 and the upper surface 30a in the region R2.
一方、発光装置101をバックライトとして使用する場合、表示装置の意匠、美観あるいは、機能的な観点から、表示装置の厚さが小さいことが求められ、発光装置101の厚さ(高さ)も小さいことが求められている。このため、光源ユニット10と透光積層体30との間隔ODは小さいほうが好ましい。ODが小さくなると、光源20から直接透光積層体30へ入射する光が多くなるため、光源20間の間隔ODをできるだけ短くしない限り、上述した上面30aにおける輝度むらは大きくなる。
On the other hand, when the light emitting device 101 is used as a backlight, it is required that the thickness of the display device is small from the viewpoint of the design, appearance or function of the display device, and the thickness (height) of the light emitting device 101 is also It is required to be small. Therefore, it is preferable that the interval OD between the light source unit 10 and the light transmitting laminate 30 be smaller. When the OD decreases, the amount of light directly incident on the light transmitting laminate 30 from the light source 20 increases. Therefore, unless the distance OD between the light sources 20 is shortened as much as possible, the above-described uneven brightness on the upper surface 30a becomes large.
本実施形態の発光装置101は、ハーフミラー31および散乱反射部32を備える。ハーフミラー31は、散乱反射部32よりも光源20に近接しており、光源20から出射する光の一部を反射する。ハーフミラー31で反射した光は、光源20を支持する基板11へ入射し、基板11側で反射することによって、再度ハーフミラー31へ入射する。再度
入射する光は、ハーフミラー31および基板11側での反射によって、光源20から直接ハーフミラー31へ入射する光よりも拡散している。このため、光源20から出射した光の一部をハーフミラー31と基板11との間で1回以上反射させ、光源20の出射面よりも広い面積で、つまり、面として光源20からの光をハーフミラー31から出射させることができる。
The light emitting device 101 of the present embodiment includes the half mirror 31 and the scattering and reflecting unit 32. The half mirror 31 is closer to the light source 20 than the scattering and reflecting unit 32, and reflects a part of the light emitted from the light source 20. The light reflected by the half mirror 31 is incident on the substrate 11 supporting the light source 20, and is reflected on the substrate 11 side to be incident on the half mirror 31 again. The light incident again is diffused more than the light directly incident on the half mirror 31 from the light source 20 due to the reflection on the half mirror 31 and the substrate 11 side. For this reason, a part of the light emitted from the light source 20 is reflected once or more between the half mirror 31 and the substrate 11 to make the light from the light source 20 as a surface larger than the light emitting surface of the light source 20 It can be emitted from the half mirror 31.
ハーフミラー31から出射した光は、光源20の少なくとも出射面21aの上方に位置する散乱反射部32に入射し、散乱される。このため、光源20の光軸L近傍の光束密度の高い光が選択的に拡散し、輝度むらを低減することができる。
The light emitted from the half mirror 31 is incident on the scattering / reflecting portion 32 located above at least the emission surface 21 a of the light source 20 and is scattered. For this reason, light having a high luminous flux density in the vicinity of the optical axis L of the light source 20 can be selectively diffused, and luminance unevenness can be reduced.
特に、ハーフミラー31を誘電体多層膜によって構成する場合、ハーフミラー31における光の吸収を抑制することができ、光の利用効率を高めることができる。また、ハーフミラー31は、垂直方向における反射率が実質的に均一である。この特性は、誘電体膜を積層することによって実現することができ、例えば、表示パネルの製造技術を用いれば、比較的容易にかつ安価で大面積のハーフミラー31を作製することができる。よって、特性の優れたハーフミラー31を安価で製造することが可能であり、発光装置の製造コストを低減することが可能である。
In particular, when the half mirror 31 is formed of a dielectric multilayer film, the absorption of light in the half mirror 31 can be suppressed, and the utilization efficiency of light can be enhanced. The half mirror 31 has a substantially uniform reflectance in the vertical direction. This characteristic can be realized by laminating dielectric films. For example, if a display panel manufacturing technique is used, the half mirror 31 having a large area can be manufactured relatively easily and inexpensively. Therefore, it is possible to inexpensively manufacture the half mirror 31 having excellent characteristics, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the light emitting device.
また、ハーフミラー31において、垂直入射よりも斜め入射において、反射率が低くなるように設定することによって、特に光源20の光軸L方向においてハーフミラーへ直接入射する光を多く反射し、光源20から光軸Lに対して大きな角度でハーフミラー31へ直接入射する光の反射を少なくすることができる。このため、光源20の直接光による輝度むらの低減に特に効果を奏する。
Further, by setting the reflectance in the half mirror 31 to be lower in reflectance at oblique incidence than in vertical incidence, a large amount of light directly incident on the half mirror in the direction of the optical axis L of the light source 20 is reflected. Thus, the reflection of light directly incident on the half mirror 31 at a large angle with respect to the optical axis L can be reduced. Therefore, the present invention is particularly effective in reducing the uneven brightness due to the direct light of the light source 20.
また、散乱反射部32は樹脂および樹脂に分散している粒子を含み、上面視における粒子の密度が、各光源の出射面の直上の第1部分32aよりもその周辺に位置する第2部分32bのほうが小さくなるように、散乱反射部32を配置してもよい。これにより、散乱の程度を散乱反射部32内で異ならせ、より光束密度の高い領域において散乱を高めることによって輝度むらをさらに低減することができる。
In addition, the scattering / reflecting portion 32 includes a resin and particles dispersed in the resin, and the density of the particle in top view is a second portion 32 b located closer to the periphery than the first portion 32 a immediately above the emission surface of each light source The scattering / reflecting portion 32 may be arranged such that As a result, the degree of scattering can be made different in the scattering / reflecting portion 32, and the unevenness in brightness can be further reduced by increasing the scattering in the region where the luminous flux density is high.
散乱反射部32は、ハーフミラー31の上面31aおよび光拡散板33の下面33bのいずれに設けてもよい。ハーフミラー31の線膨張率が光拡散板33の線膨張率より小さく、基板11と光拡散板33との線膨張率差よりも、基板11とハーフミラー31との線膨張率差のほうが小さい場合、散乱反射部32は、ハーフミラー31に設けてもよい。この場合、熱による膨張収縮による、光源20に対する散乱反射部32の位置ずれを小さくすることができる。したがって、動作中の熱による光学特性の変化が小さい発光装置101を実現することができる。
The scattering and reflecting portion 32 may be provided on any of the upper surface 31 a of the half mirror 31 and the lower surface 33 b of the light diffusion plate 33. The linear expansion coefficient of the half mirror 31 is smaller than the linear expansion coefficient of the light diffusion plate 33, and the linear expansion coefficient difference between the substrate 11 and the half mirror 31 is smaller than the linear expansion coefficient difference between the substrate 11 and the light diffusion plate 33. In the case, the scattering and reflecting unit 32 may be provided to the half mirror 31. In this case, positional deviation of the scattering and reflecting portion 32 with respect to the light source 20 due to expansion and contraction due to heat can be reduced. Therefore, it is possible to realize the light emitting device 101 in which a change in optical characteristics due to heat during operation is small.
また、一般に、ハーフミラーの反射波長帯域は、ハーフミラーに垂直に入射する光に比べ、斜め入射する光に対して短波長側へシフトする。このため、ハーフミラー31の垂直方向の反射率特性において、光源20の発光ピーク波長より長波長側の帯域が、短波長側の帯域よりも広くなるように、反射率特性を設計することにより、光軸から少し斜めに入射する光に対して、反射波長帯域が短波長側へシフトしても、反射率が低下し、輝度むらが強調されるのを抑制することができる。
Also, in general, the reflection wavelength band of the half mirror is shifted to the short wavelength side with respect to the obliquely incident light as compared with the light perpendicularly incident on the half mirror. Therefore, in the reflectance characteristics in the vertical direction of the half mirror 31, by designing the reflectance characteristics so that the band on the longer wavelength side than the emission peak wavelength of the light source 20 becomes wider than the band on the short wavelength side, Even if the reflection wavelength band is shifted to the short wavelength side with respect to light incident slightly obliquely from the optical axis, it is possible to suppress the reduction of the reflectance and the enhancement of the luminance unevenness.
さらに、光源20がバットウイング型の配光特性を有することにより、図1の領域R1における照度を低減することができるため、発光装置101からの出射面である透光積層体30の上面30aにおける輝度むらを抑制することができる。特に、光源20が水平な方向に対して仰角20°未満の光量が全体の光量の30%以上である配光特性を有することにより、より一層輝度むらを抑制することができる。このように、本開示の発光装置1
01によれば、発光装置101からの出射面である透光積層体30の上面30aにおける輝度むらを効果的に抑制することができる。
Furthermore, since the light source 20 has a bat-wing type light distribution characteristic, the illuminance in the region R1 of FIG. 1 can be reduced, so that the light emitting device 101 emits light from the top surface 30a of the light transmitting laminate 30 which is the emitting surface. Uneven luminance can be suppressed. In particular, by having a light distribution characteristic in which the light amount with an elevation angle of less than 20 ° with respect to the horizontal direction of the light source 20 is 30% or more of the total light amount, it is possible to further suppress uneven brightness. Thus, the light emitting device 1 of the present disclosure
According to 01, it is possible to effectively suppress the uneven brightness on the upper surface 30 a of the light transmitting laminate 30 which is the light emitting surface from the light emitting device 101.
(実施例)
発光装置101を作製し、発光装置101の輝度分布を調べた結果を説明する。光源20には、窒化物系青色発光素子21と、被覆部材22とを含み、バットウイング型の配光特性を有する光源を用いた。
(Example)
The light emitting device 101 is manufactured, and the result of examining the luminance distribution of the light emitting device 101 will be described. The light source 20 includes a nitride-based blue light emitting element 21 and a covering member 22 and is a light source having a bat wing type light distribution characteristic.
ハーフミラー31には、50%の透過率を有する東レ製ピカサス100GH10を用いた。光拡散板33には、光拡散シートを用いた。波長変換層34には、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を含有する蛍光体シートを用いた。プリズムアレイ層35、36としてプリズムシートを用い、プリズムの延びる方向を直交させて配置した。反射型偏光層37として反射型の偏光性フィルムを用いた。散乱反射部32には、樹脂に酸化チタン粒子が分散した白色インクをインクジェットプリンタで光拡散板33の下面33bに印刷した。光源20を18.8mmのピッチPで5行5列に配置した。基板11とハーフミラー31との間隔ODを1.8mmに設定した。OD/P=0.096であった。
For the half mirror 31, Toraya's Picasas 100 GH10 having a transmittance of 50% was used. A light diffusion sheet was used for the light diffusion plate 33. For the wavelength conversion layer 34, a phosphor sheet containing a green phosphor and a red phosphor was used. A prism sheet is used as the prism array layers 35 and 36, and the extending directions of the prisms are orthogonal to each other. A reflective polarizing film was used as the reflective polarizing layer 37. In the scattering and reflecting portion 32, a white ink in which titanium oxide particles are dispersed in a resin was printed on the lower surface 33b of the light diffusion plate 33 by an ink jet printer. The light sources 20 were arranged in 5 rows and 5 columns at a pitch P of 18.8 mm. The distance OD between the substrate 11 and the half mirror 31 was set to 1.8 mm. It was OD / P = 0.096.
比較のために、ハーフミラー31を用いずに、基板11とハーフミラー31との間隔ODを3.8mmに設定した発光装置(以下、参考例の発光装置とよぶ)を作製した。OD/P=0.20であった。
For comparison, a light emitting device (hereinafter referred to as a light emitting device according to a reference example) in which the distance OD between the substrate 11 and the half mirror 31 was set to 3.8 mm without using the half mirror 31 was manufactured. It was OD / P = 0.20.
実施例および参考例の発光装置を点灯させ、発光面を撮影した結果を図12に示す。図12から分かるように、ハーフミラー31および散乱反射部32を用いることによって、ハーフミラー31を用いないでOD=3.8mmに設定した参考例と同等以上に輝度むらが抑制された輝度分布特性が得られることが分かった。つまり、参考例に比べ、基板11とハーフミラー31との間隔ODを1/2以下にしても、同等以上に輝度の分布が均一な発光装置が実現できることが分かった。
The light emitting devices of the example and the reference example were turned on, and the result of photographing the light emitting surface is shown in FIG. As can be seen from FIG. 12, using the half mirror 31 and the scattering / reflecting portion 32, the luminance distribution characteristic in which the luminance unevenness is suppressed equal to or more than the reference example set to OD = 3.8 mm without using the half mirror 31 Was found to be obtained. That is, it has been found that a light emitting device can be realized in which the luminance distribution is equal to or more than the reference example even if the distance OD between the substrate 11 and the half mirror 31 is 1⁄2 or less.
相対輝度を測定したところ、実施例の発光装置の輝度は参考例の約85%であった。これは、ハーフミラー31を挿入することによって光の取り出し効率が少し低下しているからと考えられる。
When the relative luminance was measured, the luminance of the light emitting device of the example was about 85% of that of the reference example. This is considered to be because the light extraction efficiency is slightly reduced by inserting the half mirror 31.
これらの結果から、本開示の発光装置によれば、ハーフミラーと基板との間隔が隣接する2つの光源の間隔の0.2倍以下であっても、輝度分布が均一であり、輝度むらの少ない発光装置を実現できることが分かった。
From these results, according to the light emitting device of the present disclosure, even if the distance between the half mirror and the substrate is 0.2 times or less of the distance between two adjacent light sources, the luminance distribution is uniform, and uneven luminance is obtained. It turned out that a small number of light emitting devices can be realized.