JP7422336B2

JP7422336B2 - 面状光源

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Publication number: JP7422336B2
Application number: JP2021123012A
Authority: JP
Inventors: 幸広三浦; 雅昭勝又; 良平山下; 隆司松尾
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2024-01-26
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Description

本発明に係る実施形態は、面状光源に関する。

発光ダイオード等の発光素子と、導光板とを組み合わせた発光モジュールは、例えば液晶ディスプレイのバックライト等の面状光源に広く利用されている。

特開２０２０－１３７１４号公報

本発明に係る実施形態は、薄型化が可能な面状光源を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、面状光源は、支持部材と、前記支持部材上に配置され、光源配置部を有する導光部材と、前記支持部材上に配置されるとともに、前記導光部材の前記光源配置部に配置される光源と、を備える。前記支持部材は、前記光源側に位置する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する絶縁基材と、前記絶縁基材の前記第１面上に配置され、前記光源と電気的に接続される第１導電層と、前記絶縁基材の前記第１面上及び前記第１導電層上に配置され、前記絶縁基材の前記第１面及び前記第１導電層と接する接着層と、前記接着層上に配置される光反射性シートと、を有する。

本発明の一実施の形態の面状光源によれば、薄型化が可能となる。

第１実施形態の面状光源の上面図である。第１実施形態の面状光源における光源配置部及びその周辺領域の下面図である。図１のIII－III線における断面図である。図３における光源配置部及びその周辺領域の断面図である。各実施形態の光源の下面図である。図５ＡのＶＢ－ＶＢ線における断面図である。各実施形態の光源の変形例を示す断面図である。各実施形態の光源の変形例を示す断面図である。第２実施形態の面状光源の断面図である。第３実施形態の面状光源の断面図である。第３実施形態の面状光源における第２接続部を示す断面図である。第３実施形態の面状光源における第２接続部の変形例を示す断面図である。第４実施形態の面状光源の断面図である。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、各部材のスケール、間隔若しくは位置関係などが誇張、又は部材の一部の図示を省略する場合がある。また、断面図として、切断面のみを示す端面図を示す場合がある。

以下の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通の参照符号で示し、説明を省略することがある。また、特定の方向又は位置を示す用語（例えば、「上」、「下」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向又は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又は位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本明細書において「平行」とは、２つの直線、辺、面等が延長しても交わらない場合だけでなく、２つの直線、辺、面等がなす角度が１０°以内の範囲で交わる場合も含む。本明細書において「上」と表現する位置関係は、接している場合と、接していないが上方に位置している場合も含む。

［第１実施形態］
第１実施形態の面状光源１について、図１から図５Ｄを参照して説明する。
面状光源１は、導光部材１０と、光源２０Ａと、支持部材５０と、第１透光性部材３０と、第２光調整部材４０とを備える。

以下、面状光源１を構成する各要素について詳説する。

＜導光部材＞
図３に示すように、導光部材１０は、第１上面１１と、第１上面１１の反対側にある第１下面１２とを有する。本明細書において、導光部材１０の第１上面１１に対して平行であり、且つ互いに直交する２方向を第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとする。また、第１下面１２から第１上面１１に向かう方向であって、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向を第３方向Ｚとする。

図１に示すように、導光部材１０は複数の導光部１０ａを有する。それぞれの導光部１０ａは、後述する溝１４によって、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて互いに離れている。１つの導光部１０ａは、例えばローカルディミングの駆動単位とすることができる。なお、導光部材１０は、複数の導光部１０ａに分離されていなくてもよい。

導光部材１０は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する部材である。光源２０Ａのピーク波長に対する導光部材１０の透過率は、例えば、５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。

導光部材１０の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂、又は、ガラスを用いることができる。

導光部材１０の厚さは、例えば、１５０μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。本明細書において、各部材の厚さとは、第３方向Ｚにおける各部材の上面と下面との間の距離の最大値を表す。導光部材１０は、第３方向Ｚにおいて単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。導光部材１０が積層体で構成される場合、各層の間に透光性の接着層を配置してもよい。積層体の各層は、異なる種類の主材を用いてもよい。接着層の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリエステル等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ若しくはシリコーン等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

導光部材１０は、光源配置部１３を有する。光源配置部１３は、第１上面１１から第１下面１２まで貫通する貫通孔である。または、光源配置部１３は、第１下面１２側に開口を有する凹部であってもよい。導光部材１０は、複数の光源配置部１３を有する。例えば、複数の導光部１０ａのそれぞれに１つの光源配置部１３が配置されている。図１に示すように、光源配置部１３は、平面視において例えば円形とすることができる。また、光源配置部１３は、平面視において、例えば、楕円、又は、三角形、四角形、六角形若しくは八角形等の多角形とすることができる。本明細書において、平面視とは、第３方向Ｚから見ることを意味する。

導光部材１０には、それぞれの導光部１０ａを互いに分離する溝１４が形成されている。溝１４が形成されていることにより、例えば、光源２０Ａの発熱による面状光源の反りなどを抑制することができる。図１に示すように、平面視において、溝１４は第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに延びている。図３に示すように、溝１４は、第１上面１１側に開口する第１溝部１４ａと、第１下面１２側に開口する第２溝部１４ｂとを有する。第１溝部１４ａと第２溝部１４ｂは、第３方向Ｚにおいてつながっている。第１溝部１４ａの幅は、第２溝部１４ｂの幅よりも広い。第１溝部１４ａの幅及び第２溝部１４ｂの幅は、溝１４が延びる方向に直交する方向の幅である。

図３に示すように、第１溝部１４ａ内に区画部材１５を配置することができる。区画部材１５は、光源２０Ａが発する光に対する反射性を有する。区画部材１５は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂部材である。区画部材１５の光散乱粒子として、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。区画部材１５の樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、区画部材１５は、アルミニウム、銀などの金属部材であってもよい。例えば、区画部材１５は、第１溝部１４ａの内面に沿うように膜状に配置されている。また、区画部材１５は、第１溝部１４ａ内に充填してもよい。

区画部材１５は、隣接する導光部１０ａ間の導光を抑制する。例えば、発光状態の導光部１０ａから非発光状態の導光部１０ａへの導光が、区画部材１５により抑制される。これにより、それぞれの導光部１０ａを駆動単位としたローカルディミングを行う場合、それぞれの導光部１０ａごとに輝度を制御し易くできる。

図３において、溝１４は、導光部材１０の第１上面１１から第１下面１２まで貫通している。また、溝１４は、第１上面１１側に開口を有し、底が第１下面１２に達しない有底の溝であってもよい。また、溝１４は、第１下面１２側に開口を有し、底が第１上面１１に達しない有底の溝であってもよい。また、溝１４は、導光部材１０の内部に配置された中空溝であってもよい。

導光部材１０は、第１下面１２を支持部材５０の上面に対向させて、支持部材５０上に配置される。

＜光源＞
光源２０Ａは、導光部材１０の光源配置部１３に配置される。複数の光源配置部１３に光源２０Ａが配置される。光源２０Ａは、複数の光源配置部１３のすべてに配置されることが好ましいが、光源２０Ａは、一部の光源配置部１３に配置されなくてもよい。光源２０Ａは、光源配置部１３において支持部材５０上に配置される。

光源２０Ａは、発光素子２１を含む。発光素子２１は、半導体積層体を含む。半導体積層体は、例えば、サファイア又は窒化ガリウム等の基板と、基板上に配置されるｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、これらに挟まれた発光層とを含む。また、発光素子２１は、ｎ型半導体層と電気的に接続されたｎ側電極と、ｐ型半導体層と電気的に接続されたｐ側電極とを含む。さらに、光源２０Ａは、下面側に配置された正負の一対の電極２５を含む。一対の電極２５のうちの一方はｐ側電極と電気的に接続され、他方はｎ側電極と電気的に接続されている。

半導体積層体は、基板が除去されたものを用いてもよい。また、発光層の構造としては、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）のように単一の活性層を持つ構造でもよいし、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）のようにひとまとまりの活性層群を持つ構造でもよい。発光層は、可視光又は紫外光を発光可能である。発光層は、可視光として、青色から赤色までを発光可能である。このような発光層を含む半導体積層体としては、例えばＩｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を含むことができる。半導体積層体は、上述した発光が可能な発光層を少なくとも１つ含むことができる。例えば、半導体積層体は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に１つ以上の発光層を含む構造であってもよいし、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に含む構造が複数回繰り返された構造であってもよい。半導体積層体が複数の発光層を含む場合、発光ピーク波長が異なる発光層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ発光層を含んでいてもよい。なお、発光ピーク波長が同じとは、例えば、数ｎｍ程度のばらつきがあってもよい。このような発光層の組み合わせとしては適宜選択することができ、例えば半導体積層体が２つの発光層を含む場合、青色光と青色光、緑色光と緑色光、赤色光と赤色光、紫外光と紫外光、青色光と緑色光、青色光と赤色光、又は緑色光と赤色光などの組み合わせで発光層を選択することができる。また、発光層は、発光ピーク波長が異なる複数の活性層を含んでいてもよいし、発光ピーク波長が同じ複数の活性層を含んでいてもよい。

図４～図５Ｂに示すように、光源２０Ａは、さらに第２透光性部材２２を含むことができる。第２透光性部材２２は、発光素子２１の上面及び側面を覆っている。第２透光性部材２２は、発光素子２１を保護するとともに、第２透光性部材２２に添加される粒子に応じて、波長変換や光拡散等の機能を備える。

例えば、第２透光性部材２２は、透光性樹脂を含み、蛍光体を更に含んでいてもよい。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等を用いることができる。また、蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｌｕ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｔｂ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ＣＣＡ系蛍光体（例えば、Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ）、ＳＡＥ系蛍光体（例えば、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えば、Ｃａ_８ＭｇＳｉ_４Ｏ_１６Ｃｌ_２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えば、（Ｓｉ，Ａｌ）_３（Ｏ，Ｎ）_４：Ｅｕ）、αサイアロン系蛍光体（例えば、Ｃａ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕ）、ＳＬＡ系蛍光体（例えば、ＳｒＬｉＡｌ_３Ｎ_４：Ｅｕ）、ＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）若しくはＳＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）等の窒化物系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体（例えば、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）、ＫＳＡＦ系蛍光体（例えば、Ｋ_２Ｓｉ_０．９９Ａｌ_０．０１Ｆ_５．９９：Ｍｎ）若しくはＭＧＦ系蛍光体（例えば、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ）等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する蛍光体（例えば、ＣｓＰｂ（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）_３）、又は、量子ドット蛍光体（例えば、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＡｇＩｎＳ_２又はＡｇＩｎＳｅ_２）等を用いることができる。第２透光性部材２２に添加する蛍光体としては、１種類の蛍光体を用いてもよく、複数種類の蛍光体を用いてもよい。

ＫＳＡＦ系蛍光体としては、下記式（Ｉ）で表される組成を有していてよい。
Ｍ_２［Ｓｉ_ｐＡｌ_ｑＭｎ_ｒＦ_ｓ］（Ｉ）

式（Ｉ）中、Ｍはアルカリ金属を示し、少なくともＫを含んでよい。Ｍｎは４価のＭｎイオンであってよい。ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、０．９≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦１．１、０＜ｑ≦０．１、０＜ｒ≦０．２、５．９≦ｓ≦６．１を満たしていてよい。好ましくは、０．９５≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦１．０５又は０．９７≦ｐ＋ｑ＋ｒ≦１．０３、０＜ｑ≦０．０３、０．００２≦ｑ≦０．０２又は０．００３≦ｑ≦０．０１５、０．００５≦ｒ≦０．１５、０．０１≦ｒ≦０．１２又は０．０１５≦ｒ≦０．１、５．９２≦ｓ≦６．０５又は５．９５≦ｓ≦６．０２５であってよい。例えば、Ｋ_２［Ｓｉ_{０．９４６}Ａｌ_{０．００５}Ｍｎ_{０．０４９}Ｆ_{５．９９５}］、Ｋ_２［Ｓｉ_{０．９４２}Ａｌ_{０．００８}Ｍｎ_{０．０５０}Ｆ_{５．９９２}］、Ｋ_２［Ｓｉ_{０．９３９}Ａｌ_{０．０１４}Ｍｎ_{０．０４７}Ｆ_{５．９８６}］で表される組成が挙げられる。このようなＫＳＡＦ系蛍光体によれば、輝度が高く、発光ピーク波長の半値幅の狭い赤色発光を得ることができる。

また、上述した蛍光体を含有する波長変換シートを、面状光源１上に配置してもよい。波長変換シートは、光源２０Ａからの青色光の一部を吸収して、黄色光、緑色光及び／又は赤色光を発し、白色光を出射する面状光源１とすることができる。例えば、青色の発光が可能な光源２０Ａと、黄色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、を組み合わせて白色光を得ることができる。また他には、青色の発光が可能な光源２０Ａと、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する波長変換シートとを組み合わせてもよい。また、青色の発光が可能な光源２０Ａと、複数の波長変換シートとを組み合わせてもよい。複数の波長変換シートとしては、例えば、赤色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、緑色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートと、を選択することができる。また、青色の発光が可能な発光素子２１と、赤色の発光が可能な蛍光体を含有する第２透光性部材２２とを有する光源２０Ａと、緑色の発光が可能な蛍光体を含有する波長変換シートとを組み合わせてもよい。

波長変換シートに用いられる黄色の蛍光体としては、例えば、上述したイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を用いるのが好ましい。また、波長変換シートに用いられる緑色の蛍光体としては、発光ピーク波長の半値幅の狭い、例えば、上述したペロブスカイト構造を有する蛍光体又は量子ドット蛍光体を用いるのが好ましい。また、波長変換シートに用いられる赤色の蛍光体としては、緑色の蛍光体同様に発光ピーク波長の半値幅の狭い、例えば、上述したＫＳＦ系蛍光体、ＫＳＡＦ系蛍光体又は量子ドット蛍光体を用いるのが好ましい。

光源２０Ａは、さらに被覆部材２４を含むことができる。被覆部材２４は、発光素子２１の下面に配置される。被覆部材２４は、光源２０Ａの電極２５の下面が被覆部材２４から露出するように配置される。被覆部材２４は、発光素子２１の側面を覆う第２透光性部材２２の下面にも配置される。

被覆部材２４は、光源２０Ａが発する光に対する反射性を有する。被覆部材２４は、例えば、光散乱粒子を含む樹脂部材である。被覆部材２４の光散乱粒子として例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。被覆部材２４の樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

さらに、光源２０Ａは、第１光調整部材２３を含んでいてもよい。第１光調整部材２３は、光源２０Ａの上面に配置される。第１光調整部材２３は、発光素子２１の上面を覆っている。第１光調整部材２３は、第２透光性部材２２の上面に配置され、第２透光性部材２２の上面から出射する光の量や出射方向を制御する。第１光調整部材２３は、発光素子２１が発する光に対する反射性及び透光性を有する。第２透光性部材２２の上面から出射した光の一部は第１光調整部材２３により反射し、他の一部は第１光調整部材２３を透過する。発光素子２１が発する光に対する第１光調整部材２３の透過率は、例えば、１％以上５０％以下が好ましく、３％以上３０％以下であることがより好ましい。これにより、光源２０Ａの直上での輝度を低下させ、面状光源１の輝度むらを軽減する。

第１光調整部材２３は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光散乱粒子によって構成することができる。透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。光散乱粒子としては、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子等を用いることができる。また、第１光調整部材２３は、例えば、Ａｌ若しくはＡｇなどの金属部材、又は誘電体多層膜であってもよい。

光源は被覆部材２４を含まなくてもよい。例えば、図５Ｃに示す光源２０Ｂは、その下面を発光素子２１の下面及び第２透光性部材２２の下面が構成する。

また、図５Ｄに示すように、光源２０Ｃは発光素子２１の単体であってもよい。第１光調整部材２３は、発光素子２１の上面に配置される。また、図５Ｄにおいて、光源２０Ｃは発光素子２１の下面に被覆部材２４が配置されていないが、発光素子２１の下面に被覆部材２４が配置されていてもよい。

＜第１透光性部材＞
第１透光性部材３０は、導光部材１０の光源配置部１３における光源２０Ａの側面と導光部材１０との間、及び光源２０Ａの上に配置されている。第１透光性部材３０は、光源２０Ａの上面及び側面を覆っている。第１透光性部材３０は、導光部材１０及び光源２０Ａと接することが好ましい。このようにすることで、光源２０Ａからの光を導光部材１０に導光させやすくなる。

第１透光性部材３０は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する。光源２０Ａのピーク波長に対する第１透光性部材３０の透過率は、例えば、５０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。第１透光性部材３０の材料として、例えば樹脂を用いることができる。例えば、第１透光性部材３０の材料として導光部材１０の材料と同じ樹脂、又は導光部材１０の材料との屈折率差が小さい樹脂を用いることができる。

第１透光性部材３０は、第３方向Ｚにおいて、単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。また、第１透光性部材３０は蛍光体や光散乱粒子を含んでいてもよい。第１透光性部材３０が積層体である場合には、各層が蛍光体及び／又は光散乱粒子を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。例えば、第１透光性部材３０が、蛍光体を含む層と、蛍光体を含まない層とで構成されていてもよい。

第１透光性部材３０は、光源２０Ａの第１光調整部材２３上に位置する第１透光部３１と、光源２０Ａの側面と導光部材１０との間に位置する第２透光部３２とを有する。

＜第２光調整部材＞
第２光調整部材４０は、第１透光性部材３０の上に配置される。図１に示すように、第２光調整部材４０は、平面視において光源２０Ａ及び第１透光性部材３０が配置された光源配置部１３と重なる位置に配置される。

第２光調整部材４０は、光源２０Ａが発する光に対する反射性及び透光性を有する。光源２０Ａのピーク波長に対する第２光調整部材４０の透過率は、例えば、１％以上５０％以下が好ましく、３％以上３０％以下であることがより好ましい。

第２光調整部材４０は、透光性樹脂と、透光性樹脂中に含まれる光散乱粒子によって構成することができる。透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂若しくはポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、エポキシ樹脂若しくはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。光散乱粒子としては、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子等を用いることができる。また、第２光調整部材４０は、例えば、アルミニウム若しくは銀などの金属部材、又は誘電体多層膜であってもよい。

第２光調整部材４０の上面４０ａは、導光部材１０の第１上面１１とともに面状光源１の発光面（光出射面）として機能する。第２光調整部材４０は、光源２０Ａが配置された光源配置部１３の上方へ向かう光の一部を反射させ、他の一部を透過させる。これにより、面状光源１の発光面において、光源２０Ａの直上及び周辺の領域の輝度と、他の領域の輝度との差を小さくすることができる。これにより、面状光源１の発光面における輝度むらを軽減することができる。

第２光調整部材４０と、光源２０Ａの第１光調整部材２３との間に、第１透光性部材３０の第１透光部３１が配置されている。第１透光性部材３０は、第１光調整部材２３及び第２光調整部材４０よりも光源２０Ａが発する光に対する透過率が高い。光源２０Ａが発する光に対する第１透光性部材３０の透過率は、１００％以下の範囲において、第１光調整部材２３の透過率及び第２光調整部材４０の透過率の２倍以上１００倍以下とすることができる。第２光調整部材４０と第１光調整部材２３との間の第１透光部３１には、光源２０Ａの側面から出射された光や光反射性シート５３で反射された光などが回り込んで導光される。これにより、光源２０Ａの直上領域が明るくなりすぎず、且つ暗くなりすぎず、結果として、面状光源１の発光面における輝度むらを軽減することができる。

光源２０Ａから直接真上方向に出射された光の一部は第１光調整部材２３により透過が抑制されていることから、光源２０Ａの直上領域が暗くなりすぎるのを抑えるために、光源２０Ａが発する光に対して、第２光調整部材４０の透過率は第１光調整部材２３の透過率よりも高いことが好ましい。

＜支持部材＞
支持部材５０は、絶縁基材６０と、第１導電層８１と、第１接着層５１と、光反射性シート５３とを有する。

絶縁基材６０は、光源２０Ａ側に位置する第１面６１と、第１面６１の反対側に位置する第２面６２とを有する。絶縁基材６０は、可撓性が高い部材が好ましく、剛性が高い部材でもよい。絶縁基材６０の材料として、例えば、ポリエステル、ポリイミドなどの樹脂や、ガラスエポキシを用いることができる。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレンナフタレートが挙げられる。

第１導電層８１は、絶縁基材６０の第１面６１上に配置され、光源２０Ａと電気的に接続される。第１導電層８１は、樹脂を含まない金属層である。例えば、第１導電層８１は、銅層である。第１導電層８１は、銅層の他にも、アルミニウム層、ニッケル層、銀層、又は、金層などが挙げられる。

第１接着層５１は、絶縁基材６０の第１面６１と、光反射性シート５３との間に配置され、絶縁基材６０と光反射性シート５３とを接着している。第１接着層５１は、絶縁基材６０の第１面６１上及び第１導電層８１上に配置され、絶縁基材６０の第１面６１及び第１導電層８１と接している。第１接着層５１は第１導電層８１を覆う保護層を兼ね、第１接着層５１と絶縁基材６０の第１面６１との間、及び第１接着層５１と第１導電層８１との間に別の層が配置されていない。第１接着層５１は、絶縁基材６０の第１面６１及び第１導電層８１と接している。これにより、支持部材５０を薄型化でき、結果として面状光源１を薄型化できる。第１導電層８１は、第１接着層５１内に食い込んでいる。これにより、支持部材５０及び面状光源１をさらに薄型化できる。また、第１接着層５１は、光反射性シート５３と接している。これによっても、支持部材５０及び面状光源１を薄型化できる。

第１接着層５１は、樹脂層である。第１接着層５１の樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂又は環状ポリオレフィン樹脂を用いることができる。また、第１接着層５１は、樹脂中に光散乱粒子を含むことができる。光散乱粒子として、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。

光反射性シート５３は、導光部材１０の第１下面１２の下方、光源２０Ａの下方、第１透光性部材３０の下方、及び溝１４の下方に配置されている。光反射性シート５３は、光源２０Ａが発する光に対する反射性を有する。光反射性シート５３として、例えば、多数の気泡を含む樹脂シートや、光散乱粒子を含む樹脂シートを用いることができる。光反射性シート５３の樹脂として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂又はエポキシ樹脂を用いることができる。光散乱粒子として、例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジルコニア、イットリア、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、五酸化ニオブ、チタン酸バリウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、又は、ガラス等の粒子を用いることができる。

光反射性シート５３と、導光部材１０の第１上面１１との間の領域において、光源２０Ａからの光は、光反射性シート５３と第１上面１１とで反射が繰り返されつつ、溝１４に向かって導光部材１０内を導光される。第１上面１１に向かった光の一部は、第１上面１１から導光部材１０の外部に取り出される。第１下面１２に向かった光の一部は、光反射性シート５３によって第１上面１１側に反射されるので、第１上面１１から取り出される光の輝度を向上させることができる。

また、光反射性シート５３の下方に配置される第１接着層５１が前述したように光散乱粒子を含む場合には、第１上面１１から取り出される光の輝度をさらに向上させることができる。

支持部材５０は、第２接着層５２をさらに含むことができる。第２接着層５２は、光反射性シート５３と、導光部材１０の第１下面１２との間に配置され、光反射性シート５３と導光部材１０とを接着している。また、光源２０Ａは、導光部材１０の光源配置部１３内において第２接着層５２上に配置される。第２接着層５２は、光源２０Ａが発する光に対する透光性を有する。第２接着層５２の材料として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂又は環状ポリオレフィン樹脂などを用いることができる。

支持部材５０は、第１接続部７０をさらに含むことができる。第１接続部７０は、第１部分７１と第２部分７２とを有する。第１部分７１は、第２接着層５２、光反射性シート５３、第１接着層５１、及び絶縁基材６０を第３方向Ｚにおいて貫通する第２孔部ｈ２内に配置され、光源２０Ａの下方に位置する。第２部分７２は、絶縁基材６０の第２面６２に配置され、第１部分７１と接続されている。

第１部分７１と第２部分７２は、例えば同じ材料で一体に形成することが好ましい。第１部分７１と第２部分７２は、別の部材でもよい。第１接続部７０は、例えば、樹脂と、樹脂中に含まれる導電性粒子とを含む。第１接続部７０の樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂などを用いることができる。導電性粒子として、例えば、銅、銀、ニッケル、金などの金属粒子を用いることができる。また、導電性粒子として、炭素材料からなる粒子を用いてもよい。

光源２０Ａの正負の一対の電極２５に対応して、一対の第１接続部７０が互いに離れて配置されている。一方の第１接続部７０の第１部分７１は、光源２０Ａの下方において正側の電極２５と接続されている。他方の第１接続部７０の第１部分７１は、光源２０Ａの下方において負側の電極２５と接続されている。

第２部分７２の一部７２ａは、絶縁基材６０を貫通して、第１導電層８１と接続している。したがって、光源２０Ａの電極２５は、第１接続部７０を介して、第１導電層８１と電気的に接続されている。

第１導電層８１は、樹脂を含まない金属層であり、樹脂を含む導電層よりも低抵抗である。このため、第１導電層８１は、樹脂を含む導電層よりも薄くできる。また、第１導電層８１は、樹脂を含む導電層よりも発熱量を小さくでき、第１導電層８１が接する第１接着層５１の劣化を抑制できる。第１実施形態によれば、第１導電層８１及び第１接続部７０の両方共を樹脂を含む構成とした場合に比べて、支持部材５０及び面状光源１を薄型化できる。

支持部材５０は、保護層５４をさらに含むことができる。保護層５４は、絶縁基材６０の第２面６２に配置され、第１接続部７０を直接覆って保護している。保護層５４の材料として、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン樹脂、又はエポキシ樹脂を用いることができる。

図２に示すように、平面視において、第１導電層８１の少なくとも一部は、光源配置部１３に重なる。また、平面視において、第１接続部７０の少なくとも一部は、光源配置部１３に重なる。これにより、第１導電層８１や第１接続部７０によって、光源配置部１３の下方に抜ける光を抑制することができ、第１上面１１から取り出される光の輝度を向上させることができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の面状光源２における、光源配置部１３を含む部分の断面図である。

第２実施形態の面状光源２における第１導電層８１は、樹脂と、樹脂中に含まれる導電性粒子とを含む。第１導電層８１の樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂などを用いることができる。導電性粒子として、例えば、銅、銀、ニッケル、又は金などの金属粒子を用いることができる。また、導電性粒子として、炭素材料からなる粒子を用いてもよい。第１導電層８１は樹脂を含むため、第１導電層８１と第１接着層５１との密着性を高くできる。

また、第１導電層８１は、延伸方向の端に向かうほど厚さが薄くなる端部８１ａを有する。第１導電層８１の延伸方向は、第１方向Ｘと第２方向Ｙを含む。端部８１ａの下面は、絶縁基材６０の第１面６１と接する。第１接着層５１は、端部８１ａの上面を覆っている。端部８１ａの上面は、曲面、または絶縁基材６０の第１面６１に対して傾斜した傾斜面となっており、第１接着層５１との密着性を高くできる。端部８１ａは、第１導電層８１の端から、例えば、５０μｍ以下の部分である。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の面状光源３における、光源配置部１３を含む部分の断面図である。

第３実施形態の面状光源３における支持部材５０は、絶縁基材６０の第２面６２に配置された第２導電層８２をさらに有する。第２導電層８２は、絶縁基材６０の第２面６２上において第１接続部７０の第２部分７２と接続されている。例えば、第２導電層８２の一部は、第２部分７２に覆われる。第２導電層８２は樹脂を含まない金属層であり、第２導電層８２の材料として第１導電層８１の材料と同じものを用いることができる。

絶縁基材６０の第１面６１に配置された第１導電層８１は、絶縁基材６０の第２面６２に配置された導電部材（第２導電層８２と、第１接続部７０の第２部分７２）と電気的に接続されている。第２面６２に配置された導電部材のうち、第１接続部７０の第２部分７２は樹脂を含むため保護層５４との密着性を高くでき、第２導電層８２は樹脂を含まないため低抵抗にできる。したがって、第２面６２に配置された導電部材を、保護層５４との密着性を高くしつつ、低抵抗化できる。

図８Ａは、第２導電層８２と第１導電層８１との接続部の一例を示す断面図である。
第３実施形態の支持部材５０は、少なくとも絶縁基材６０を貫通する第１孔部ｈ１と、第１孔部ｈ１に配置され第１導電層８１と第２導電層８２とを電気的に接続する第２接続部９０とをさらに有する。なお、本実施形態においては、第１孔部ｈ１は、図７の断面から離れた位置にある。第２接続部９０は、樹脂と、樹脂中に含まれる導電性粒子とを含む。第２接続部９０の樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂などを用いることができる。導電性粒子として、例えば、銅、銀、ニッケル、又は金などの金属粒子を用いることができる。また、導電性粒子として、炭素材料からなる粒子を用いてもよい。

図８Ａに示す例においては、第１孔部ｈ１は、さらに第２導電層８２も貫通している。第２接続部９０は、第１部分９１と、第２部分９２とを有する。第１部分９１は、第１孔部ｈ１内に配置されている。第２部分９２は、第２導電層８２における絶縁基材６０の第２面６２に接する第２上面８２ａの反対側の第２下面８２ｂに配置されている。第２接続部９０の第２部分９２は、第１孔部ｈ１の周辺において第２導電層８２の第２下面８２ｂに接している。

絶縁基材６０の第２面６２に第２導電層８２が配置され、絶縁基材６０の第１面６１に第１導電層８１が配置されていない状態で、例えば、ドリル、パンチング、又はレーザーなどにより、絶縁基材６０及び第２導電層８２を貫通する第１孔部ｈ１を形成することができる。第１孔部ｈ１を形成した後、第１孔部ｈ１内に導電性ペーストを供給し、さらに第１孔部ｈ１の周辺における第２導電層８２の第２下面８２ｂにも導電性ペーストを供給する。導電性ペーストを硬化させることで、第２接続部９０が形成される。第２接続部９０を形成した後、第１孔部ｈ１から露出する第２接続部９０の表面９０ａに接するように、絶縁基材６０の第１面６１上に第１導電層８１を形成する。

第２接続部９０は、第１孔部ｈ１における第２導電層８２を貫通する部分の内周面だけでなく、第２導電層８２の第２下面８２ｂにも接する。すなわち、第２接続部９０と第２導電層８２との接触面積を、第２接続部９０と第１導電層８１との接触面積よりも大きくでき、第２接続部９０と第２導電層８２との接触抵抗を低減できる。

図８Ｂは、第２導電層８２と第１導電層８１との接続部の他の例を示す断面図である。
絶縁基材６０の第２面６２に第２導電層８２が配置され、絶縁基材６０の第１面６１に第１導電層８１が配置されていない状態で、第１面６１側からレーザーを照射して第１孔部ｈ１を形成する。第１孔部ｈ１は、絶縁基材６０を貫通し、第２導電層８２は貫通しない。この後、第１孔部ｈ１内に導電性ペーストを供給し、導電性ペーストを硬化させる。これにより、第１導電層８１と第２導電層８２とを接続する第２接続部９３が形成される。

［第４実施形態］
図９は、第４実施形態の面状光源４における、光源配置部１３を含む部分の断面図である。

第４実施形態の面状光源４においても、第３実施形態の面状光源３と同様に、絶縁基材６０の第２面６２に配置された第２導電層８２を有する。第１導電層８１と第２導電層８２とは、図８Ａに示す第２接続部９０、または図８Ｂに示す第２接続部９３によって、電気的に接続される。

また、第４実施形態における第１導電層８１は、第２実施形態と同様に、樹脂と、樹脂中に含まれる導電性粒子とを含む。さらに、第１導電層８１は、延伸方向の端に向かうほど厚さが薄くなる端部８１ａを有する。端部８１ａの下面は、絶縁基材６０の第１面６１と接する。第１接着層５１は、端部８１ａの上面を覆っている。端部８１ａの上面は、曲面、または絶縁基材６０の第１面６１に対して傾斜した傾斜面となっており、第１接着層５１との密着性を高くできる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、
これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業
者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の
範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及
び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属
するものである。

１～４…面状光源、１０…導光部材、１０ａ…導光部、１１…第１上面、１２…第１下面、１３…光源配置部、１４…溝、２０Ａ～２０Ｃ…光源、２１…発光素子、２２…第２透光性部材、２３…第１光調整部材、２４…被覆部材、２５…電極、３０…第１透光性部材、４０…第２光調整部材、５０…支持部材、５１…第１接着層、５２…第２接着層、５３…光反射性シート、５４…保護層、６０…絶縁基材、６１…第１面、６２…第２面、７０…第１接続部、８１…第１導電層、８２…第２導電層、８２ａ…第２上面、８２ｂ…第２下面、９０、９３…第２接続部、ｈ１…第１孔部、ｈ２…第２孔部

Claims

支持部材と、
前記支持部材上に配置され、光源配置部を有する導光部材と、
前記支持部材上に配置されるとともに、前記導光部材の前記光源配置部に配置される光源と、
を備え、
前記支持部材は、
前記光源側に位置する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記第１面上に配置され、前記光源と電気的に接続される第１導電層と、
前記絶縁基材の前記第１面上及び前記第１導電層上に配置され、前記絶縁基材の前記第１面及び前記第１導電層と接する接着層と、
前記接着層上に配置される光反射性シートと、
を有し、
前記接着層は、前記光反射性シートと接しており、光散乱粒子を含む面状光源。
支持部材と、
前記支持部材上に配置され、光源配置部を有する導光部材と、
前記支持部材上に配置されるとともに、前記導光部材の前記光源配置部に配置される光源と、
を備え、
前記支持部材は、
前記光源側に位置する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記第１面上に配置され、前記光源と電気的に接続され、樹脂と導電性粒子とを含む第１導電層と、
前記絶縁基材の前記第１面上及び前記第１導電層上に配置され、前記絶縁基材の前記第１面及び前記第１導電層と接する接着層と、
前記接着層上に配置される光反射性シートと、
前記絶縁基材の前記第２面に配置され、前記第１導電層と電気的に接続される第２導電層と、
を有する面状光源。
支持部材と、
前記支持部材上に配置され、光源配置部を有する導光部材と、
前記支持部材上に配置されるとともに、前記導光部材の前記光源配置部に配置される光源と、
を備え、
前記支持部材は、
前記光源側に位置する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する絶縁基材と、
前記絶縁基材の前記第１面上に配置され、前記光源と電気的に接続される第１導電層と、
前記絶縁基材の前記第１面上及び前記第１導電層上に配置され、前記絶縁基材の前記第１面及び前記第１導電層と接する接着層と、
前記接着層上に配置される光反射性シートと、
前記絶縁基材の前記第２面に配置され、前記第１導電層と電気的に接続され、樹脂を含まない金属層である第２導電層と、
前記第２面に配置され、前記第２導電層に接続し樹脂と導電性粒子とを含む第１接続部と、
前記第２導電層及び前記第１接続部を直接覆い、樹脂を含む保護層と、
を有する面状光源。
前記接着層は、前記光反射性シートと接しており、光散乱粒子を含む請求項２または３に記載の面状光源。
平面視において、前記第１導電層は前記光源配置部に重なる請求項１～４のいずれか１つに記載の面状光源。
前記支持部材は、前記絶縁基材の前記第２面に配置され、前記第１導電層と電気的に接続される第２導電層をさらに有する請求項１に記載の面状光源。
前記第１導電層は、樹脂と導電性粒子とを含む請求項３に記載の面状光源。
前記第１導電層は、端に向かうほど厚さが薄くなる端部を有し、前記端部が前記絶縁基材と接する請求項１～７のいずれか１つに記載の面状光源。
前記第１導電層は、樹脂を含まない金属層である請求項１または３に記載の面状光源。
前記支持部材は、
前記絶縁基材の前記第２面に配置され、前記第１導電層と電気的に接続され、樹脂を含まない金属層である第２導電層と、
前記第２面に配置され、前記第２導電層に接続し樹脂と導電性粒子とを含む第１接続部と、
前記第２導電層及び前記第１接続部を直接覆い、樹脂を含む保護層と、
をさらに有する請求項１を引用する９に記載の面状光源。
前記支持部材は、前記絶縁基材を少なくとも貫通する第１孔部と、前記第１孔部に配置され前記第１導電層と前記第２導電層とを電気的に接続する第２接続部と、をさらに有する請求項３、７、または１０に記載の面状光源。
前記第１孔部は、さらに前記第２導電層を貫通し、
前記第２接続部は、前記第２導電層における前記絶縁基材の前記第２面に接する上面の反対側の下面に配置され、
前記第２接続部と前記第２導電層との接触面積は、前記第２接続部と前記第１導電層との接触面積よりも大きい請求項１１に記載の面状光源。
前記第２接続部は、樹脂と導電性粒子とを含む請求項１１または１２に記載の面状光源。
前記支持部材は、前記光反射性シート、前記接着層、及び前記絶縁基材を貫通し前記光源の下方に位置する第２孔部をさらに有し、
前記第１接続部は、さらに前記第２孔部内に配置される請求項３、７、３を引用する９、１０、または、１０を引用する１１に記載の面状光源。