CN212540959U - 发光模块及面发光光源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供发光模块及面发光光源,其能够在抑制亮度不均的同时进一步减小厚度。发光模块具备:导光板(110A),其具有设置有第一孔部(10A)的上表面(110a)以及与上表面相反的一侧的下表面(110b);发光元件(120),其与第一孔部对置地配置在导光板的下表面侧;以及反射性树脂层(130);第一孔部包含第一部分(11A)及第二部分(12A),第一部分具有相对于上表面倾斜的第一侧面(11c),第二部分具有相对于上表面倾斜的第二侧面(12c),该第二侧面位于处于上表面的开口(12a)与第一部分的第一侧面之间,反射性树脂层位于第一孔部的第一部分。

Description

发光模块及面发光光源
技术领域
本公开涉及一种发光模块及面发光光源。
背景技术
下述专利文献1公开了由分别具有导光板的多个背光单元构成的背光装置。各背光单元的导光板在与射出光的面相反的一侧的中央部具有凹部,并在该凹部内配置LED。该多个背光单元以导光体的出射面成为同一平面的方式排列,从而整体构成背光装置。在专利文献1所记载的技术中,将具有多个透镜部的光学片配置在各背光单元的导光板的出射面侧,而且将具有多个开口部的光反射层夹设在透镜部与导光体之间,从而提高光的均匀性。另外,专利文献1公开了随着离开LED而扩大透镜部。
下述专利文献2公开了在排列于基板上的多个LED的上表面侧配置多个光学元件的光学单元。在该光学单元中,多个LED分别位于在对应的光学元件的、与出射面相反一侧的面上设置的孔的内部。在专利文献2的光学单元中,在各光学元件的出射面的LED的正上方形成凹形,另外,以包围出射面中的形成有凹形的中央部的方式形成透镜阵列。在专利文献2中,记载了可以在凹形的内部设置光扩散部、反射部或遮光部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-150940号公报
专利文献2:日本特开2009-063684号公报
实用新型内容
如果能够在抑制亮度不均的同时使包含以LED为代表的多个光源的发光模块的厚度进一步减薄,则是有益的。通过发光模块的薄型化,例如能够使包含发光模块作为背光的设备进一步小型化。
本公开的一实施方式的发光模块具备:导光板,其具有设置有第一孔部的上表面以及与所述上表面相反的一侧的下表面;发光元件,其与所述第一孔部对置地配置在所述导光板的下表面侧;以及反射性树脂层;所述第一孔部包含第一部分及第二部分,所述第一部分具有相对于所述上表面倾斜的第一侧面,所述第二部分具有相对于所述上表面倾斜的第二侧面,所述第二侧面位于处于所述上表面的开口与所述第一部分的所述第一侧面之间,所述反射性树脂层位于所述第一孔部的所述第一部分。
在一实施方式中,也可以是:
所述第一孔部的所述第二部分的内部的折射率低于所述反射性树脂层的折射率。
在一实施方式中,也可以是:
所述第一孔部的所述第一部分还具有与所述第一侧面连接的底面。
在一实施方式中,也可以是:
所述第一侧面相对于所述上表面的倾斜比所述第二侧面相对于所述上表面的倾斜缓。
在一实施方式中,也可以是:
所述第二侧面在垂直于所述上表面的截面中的形状是曲线状。
在一实施方式中,也可以是:
所述导光板的所述下表面在与所述第一孔部对置的位置具有第二孔部,所述发光元件在俯视下位于所述第二孔部的内侧。
在一实施方式中,也可以是:
所述发光模块还具备波长转换部件,所述波长转换部件在所述第二孔部的内部且位于所述发光元件与所述导光板之间。
在一实施方式中,也可以是:
所述发光元件在俯视下位于所述第一孔部的内侧,
所述发光模块还具备位于所述发光元件与所述导光板之间的波长转换部件。
在一实施方式中,也可以是:
所述发光模块还具备位于所述导光板的所述上表面上或上方的波长转换片。
在一实施方式中,也可以是:
所述发光元件在与所述导光板相反的一侧具有电极,
所述发光模块还具备覆盖所述导光板的所述下表面的至少一部分的光反射部件。
在一实施方式中,也可以是:
所述发光模块还具备位于所述光反射部件的下表面侧且与所述电极电连接的布线层。
在一实施方式中,也可以是:
所述光反射部件具有从所述下表面侧朝向所述上表面侧突出的壁部,所述壁部包含包围所述发光元件的倾斜面。
本公开的一实施方式的面发光光源具备多个发光模块,所述发光模块是上述任一项任一项所述的发光模块,
所述多个发光模块二维地排列。
根据本公开的至少任一实施方式,可提供薄型且提高了光的均匀性的发光模块以及具有该发光模块的面发光光源。
附图说明
图1是表示本公开的一实施方式的面发光光源的示例性结构的示意立体图。
图2是示意地表示与图1所示的发光模块的一例相关的示意截面和从导光板的上表面侧观察的示例性外观的图。
图3是放大表示图2中的发光元件及其周边的示意放大图。
图4是从导光板的上表面的法线方向观察第一孔部附近时的示意放大图,是表示反射性树脂层的形状的另一例的图。
图5是从导光板的上表面的法线方向观察第一孔部附近时的示意放大图,是表示反射性树脂层的形状的再一例的图。
图6是表示从导光板的上表面的法线方向观察发光模块时的外观的另一例的示意俯视图。
图7是表示将图1所示的面发光光源连接于布线基板的状态的示意截面图。
图8是表示形成于面发光光源侧的布线层的布线图案的一例的图。
图9是表示二维地配置多个图1所示的面发光光源的例子的示意俯视图。
图10是表示将图9所示的多个面发光光源的套组进一步排列成2行2列的结构的示意俯视图。
图11是表示本公开的另一实施方式的发光模块的示意截面图。
图12是表示本公开的再一实施方式的发光模块的图。
图13是表示本公开的再一实施方式的发光模块的图。
图14是表示本公开的再一实施方式的发光模块的示意截面图。
图15是表示本公开的再一实施方式的发光模块的示意截面图。
图16是表示从导光板的上表面的法线方向观察图15所示的发光模块时的示例性外观的示意俯视图。
图17是表示在上表面具有多个凸部的导光板的另一例的示意俯视图。
图18是表示在上表面具有多个凸部的导光板的再一例的示意俯视图。
图19是表示对于在导光板的上表面侧载置有扩散片、第一棱镜片及第二棱镜片的状态的实施例的试样,使发光元件点亮并从导光板的上表面侧对其进行观察而得到的外观的图。
图20是表示对于在导光板的上表面侧载置有扩散片、第一棱镜片及第二棱镜片的状态的比较例的试样,使发光元件点亮并从导光板的上表面侧对其进行观察而得到的外观的图。
附图标记说明
10、10A~10C 第一孔部
10a 第一孔部的开口
11A、11B 第一孔部的第一部分
11b 第一部分的底面
11c 第一孔部的第一侧面
12A 第一孔部的第二部分
12a 第二部分的开口
12c 第二部分的第二侧面
20 第二孔部
100、100A~100H 发光模块
100K、100N、100P 发光模块
100U、100T 发光体
110A~110E 导光板
110K 导光板
110a 导光板的上表面
110b 导光板的下表面
110d、110e (多个)凸部
110f、110g (多个)凹部
111A、111B、111F 第一区域
111Ba 第一区域的外侧区域
111Bb 第一区域的内侧区域
112B、112D、112F 第二区域
120 发光元件
124 发光元件的电极
130 反射性树脂层
140、170 光反射部件
140s 倾斜面
150、150A 波长转换部件
160、190 接合部件
180 布线层
200 面发光光源
210 导光板
240 光反射部件
250 驱动器
260 布线基板
320 透光性部件
350 波长转换片
300、400 面发光光源
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下实施方式仅是示例,本公开的发光模块不限于以下实施方式。例如,以下实施方式所示的数值、形状、材料、步骤、该步骤的顺序等就是一例而已,只要不产生技术上的矛盾就能够进行各种改变。以下说明的各实施方式就是示例而已,只要不产生技术上的矛盾就能够进行各种组合。
附图所示的构成要素的尺寸、形状等有时会为了便于理解而夸大,也可能不反映实际的发光模块的尺寸、形状及构成要素间的大小关系。另外,为了避免附图过度复杂,存在省略对一部分要素的图示的情况。
在以下说明中,实质上具有相同功能的构成要素存在用相同的附图标记表示,并省略说明的情况。在以下说明中,有可能使用表示特定的方向或位置的用语(例如,“上”、“下”、“右”、“左”及包含这些用语的其他用语)。但是,这些用语仅是为了便于理解而使用了所参照的附图中的相对方向或位置。如果所参照的附图中的“上”、“下”等用语所限定的相对方向或位置的关系相同,则在本公开以外的附图、实际的产品、制造装置等中,就可以不是与所参照的附图相同的配置。在本公开中,所谓“平行”,只要没有另行说明,就包含两个直线、边、面等处于0°到±5°左右的范围的情况。另外,在本公开中,所谓“垂直”或“正交”,只要没有另行说明,就包含两个直线、边、面等处于90°到±5°左右的范围的情况。
<面发光光源的实施方式>
图1表示本公开的一实施方式的面发光光源的示例性结构。图1所示的面发光光源200包含:具有上表面210a的导光板210;位于导光板210的下方的层状的光反射部件240。应予说明,在图1中,为了便于说明,一并图示了表示彼此正交的X方向、Y方向及Z方向的箭头。在本公开的其他附图中也有图示这些表示方向的箭头的情况。
面发光光源200整体为板状,典型地,导光板210的构成面发光光源200的发光面的上表面210a具有矩形形状。在此,上述X方向及Y方向分别与导光板210的矩形形状的彼此正交的边中的一方及另一方一致。上表面210a的矩形形状的一边的长度是例如1cm以上200cm以下的范围。在本公开的典型实施方式中,导光板210的上表面210a的矩形形状的一边具有20mm以上25mm以下的长度。上表面210a的矩形形状的纵向及横向的长度例如可以分别是大致24.3mm及21.5mm。
在图1所示例的结构中,面发光光源200是分别包含至少1个发光元件的多个发光模块100的集合体。如图1示意地所示,面发光光源200在该例中包含二维地排列的共计16个发光模块100,在此,这16个发光模块100被配置为4行4列。面发光光源200所包含的发光模块100的数量及这些发光模块100的配置是任意的,不限于图1所示的结构。
如图1所示,各发光模块100具有第一孔部10,第一孔部10将位于导光板210的上表面210a的开口包含于其一部分。如后所述,面发光光源200可以具有位于导光板210的上表面210a侧且覆盖这些第一孔部10的扩散片、棱镜片等光学片。配置于导光板210的上表面210a侧的扩散片的数量可以是1枚,也可以是多枚。同样,配置于导光板210的上表面210a侧的棱镜片的数量可以是1枚,也可以是多枚。
如后详细所述,各发光模块100的发光元件配置在第一孔部10的大致正下方的位置。在该例中,发光模块100被配置为4行4列,与此对应,发光元件沿X方向及Y方向排列成4行4列。发光元件的配置间隔能够被设为例如0.05mm以上20mm以下左右,也可以是1mm以上10mm以下左右的范围。在此,发光元件的配置间隔是指发光元件的光轴间的距离。发光元件可以等间隔地配置,也可以不等间隔地配置。发光元件的配置间隔在彼此不同的两个方向之间可以相同,也可以不同。
图2示出了作为发光模块100的一例的发光模块100A。在图2中,在一个图中一起示意地示出了在发光模块100A的中央附近与导光板210的上表面210a垂直地切断发光模块100A时的截面、以及从导光板210的上表面210a侧与上表面210a垂直地观察时的发光模块100A的示例性外观。
发光模块100A包含:导光板110A,其具有设置有第一孔部10A的上表面110a以及与上表面110a相反的一侧的下表面110b;发光元件120;反射性树脂层130,其位于第一孔部10A的内部。导光板110A是图1所示的导光板210的一部分,导光板110A的第一孔部10A是图1所示的多个第一孔部10中的1个。应予说明,导光板110A可以以在面发光光源200中彼此相邻的2个发光模块100A之间连续的单一的导光板的形态形成。不过,通过例如使各发光模块100A具有独立的导光板110A,还能够在面发光光源200中在2个发光模块100A的导光板110A之间确认到明确的边界。
在图2所示例的结构中,发光模块100A还具有位于导光板110A的下表面110b侧的光反射部件140。光反射部件140是图1所示的光反射部件240的一部分。在该例中,光反射部件140包含层状的基部140n和从导光板110A的下表面110b侧朝向上表面110a侧立起的壁部140w。壁部140w具有包围发光元件120的倾斜面140s。图2的下半张图所示的虚线矩形中的位于最外侧的矩形B表示壁部140w的内缘的位置。在此,示出了壁部140w的内缘是矩形形状的例子,但是壁部140w的内缘也可以是圆形形状、椭圆形状等其他形状。与导光板110A相同,光反射部件140可以在面发光光源200中横跨彼此相邻的2个发光模块100A连续地形成。
导光板110A的第一孔部10A形成于上表面110a的中央附近,在此,第一孔部10A包含:第一部分11A,其具有相对于上表面110a倾斜的第一侧面11c;第二部分12A,其具有相对于上表面110a倾斜的第二侧面12c。如图示那样,第二部分12A的第二侧面12c是规定第一孔部10A的形状的1个以上的侧面中的、位于处于导光板110A的上表面110a的开口12a与第一部分11A的第一侧面11c之间的部分。第一侧面11c相对于上表面110a的倾斜的大小与第二侧面12c相对于上表面110a的倾斜的大小彼此不同。在该例中,第一孔部10A的第一部分11A具有大致倒圆锥体形状,第二部分12A具有倒圆锥台形状。
在发光模块100A中,发光元件120与设置于导光板110A的上表面110a的第一孔部10A对置地配置在导光板110A的下表面110b侧。在图2所示的例子中,在导光板110A的下表面110b侧设置有第二孔部20,发光元件120在俯视时位于该第二孔部20的内侧。发光元件120的光轴与第一孔部10A的中心大致一致。
如上所述,各发光模块100A的反射性树脂层130位于第一孔部10A的内部。在本实施方式中,反射性树脂层130位于第一孔部10A中的更靠近发光元件120的第一部分11A。在该例中,反射性树脂层130在第一孔部10A的内部以占据整个第一部分11A的方式形成。
如后所述,反射性树脂层130由光反射性的材料形成。通过在导光板110A的与发光元件120对置的位置设置第一孔部10A,能够在规定第一孔部10A的形状的侧面的位置使从发光元件120射出的光反射。特别是,在本公开的实施方式中,因为将包含具有第一侧面11c的第一部分11A和具有第二侧面12c的第二部分12A的第一孔部10A设置在导光板110A的上表面110a侧,所以能够将相对于上表面110a的倾斜彼此不同的第一侧面11c以及第二侧面12c用作反射面,使来自发光元件120的光更有效地向导光板110A的面内扩散。而且,因为以与发光元件120对置的方式配置反射性树脂层130,所以能够抑制在导光板110A的上表面110a处发光元件120正上方的亮度与其他区域相比极端变高。在此,因为在第一孔部10A中的第一部分11A的内部选择性地形成反射性树脂层130,所以能够避免发光元件120正上方的亮度降低必要程度以上。其结果是,能够在降低发光模块100A整体厚度的同时,获得均匀性进一步提高的光。
以下,更详细地说明发光模块100A的各构成要素。
[导光板110A]
导光板110A具有使来自发光元件120的光扩散并从上表面110a射出的功能。在本实施方式中,多个导光板110A的上表面110a的集合构成面发光光源200的发光面。
导光板110A是由丙烯酸、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯等热塑性树脂、环氧、硅酮等热固性树脂、或者玻璃形成的大致板状的部件,具有透光性。这些材料中,特别是聚碳酸酯既便宜又能够获得高透明度。应予说明,本说明书中的“透光性”及“透光”这些用语应被解释为还包含相对于入射的光表现出扩散性的情况,不限于“透明”。导光板110A也可以例如通过使具有与母材不同的折射率的材料分散而具有光扩散功能。
设置于导光板110A的上表面110a的第一孔部10A具有使从发光元件120射出并从导光板110A的下表面110b侧导入的光反射并使之向导光板110A的面内扩散的功能。通过在导光板110A上设置这样的作为光扩散构造的第一孔部10A,能够提高上表面110a中的除发光元件120的正上方以外的区域中的亮度。即,能够抑制发光模块100A的上表面处的亮度不均,作为光扩散构造的第一孔部10A对导光板110A的薄型化有贡献。典型地,导光板110A的厚度、即从下表面110b到上表面110a为止的距离为0.1mm以上5mm以下左右。根据本公开的实施方式,还能够将导光板110A的厚度设为750μm左右的范围。
图3放大表示了图2中的发光元件120及其周边。在本实施方式中,第一孔部10A包含具有第一侧面11c的第一部分11A和具有第二侧面12c的第二部分12A。如上所述,反射性树脂层130位于第一部分11A的内部。在图2及图3所示的例子中,整个第一部分11A被反射性树脂层130填充。例如,利用反射性树脂层130填充整个第一部分11A而利用反射性树脂层130覆盖整个第一侧面11c,从而能够在第一侧面11c的位置有效地反射导入导光板110A的内部并朝向第一孔部10A的光。
如图3所示,在该例中,第一侧面11c相对于导光板110A的上表面110a的倾斜比第二侧面12c相对于导光板110A的上表面110a的倾斜缓。根据这样的第一孔部10A的形状,可在抑制第一孔部10A的深度的增大的同时使第一侧面11c的面积增大。因此,可在避免导光板110A的厚度的增大的同时,使入射到第一侧面11c的光更有效地向导光板110A的面内扩散。相反地,也可以使第二侧面12c相对于导光板110A的上表面110a的倾斜比第一侧面11c相对于导光板110A的上表面110a的倾斜缓。根据这样的结构,能够在避免导光板110A的厚度的增大的同时扩大第二部分12A的容积,例如,能够将第一孔部10A中的空气层扩大到更广的区域。因此,将有更多的光向第二侧面12c入射,能够使光更有效地向导光板110A的面内扩散。
在图3所示例的结构中,第一孔部10A的第一部分11A所具有的第一侧面11c以及第二部分12A所具有的第二侧面12c在截面视角下的形状都是曲线状。在该情况下,第一侧面11c及第二侧面12c各自的倾斜的大小能够如以下那样进行定义。
在截面视角下,求出将第一侧面11c的下端和上端连结的线段与平行于导光板110A的上表面110a的直线所成的角来作为第一侧面11c的倾斜的大小。第二侧面12c的倾斜的大小也相同,在截面视角下,可以求出将第二侧面12c的下端和上端连结的线段与平行于导光板110A的上表面110a的直线所成的角来第二侧面12c的倾斜的大小。不过,在该例中,第一侧面11c以及第二侧面12c在截面视角下都具有曲线状的形状。在这样的情况下,可以如以下所示地确定倾斜的大小。
在此,第一孔部10A的第一部分11A具有大致倒圆锥的形状。因此,第一部分11A在第一孔部10A的内部具有与第一部分11A的倒圆锥形状的底面的外缘相当的开口11a。此时,将第一部分11A中的与导光板110A的下表面110b之间的距离最小的部分(在该例中为倒圆锥形状的顶部)和开口11a连结而作出线段C1,将该线段C1与平行于导光板110A的上表面110a的直线所成的角θ1设为第一侧面11c的倾斜的大小。同样,作为第二侧面12c的倾斜的大小,可以将第一部分11A的开口11a和第二部分12A的开口12a连结而作出线段C2,采用将该线段C2与平行于导光板110A的上表面110a的直线所成的角θ2即可。
在此,第一侧面11c以及第二侧面12c在截面视角下的形状为曲线状。但是,第一侧面11c以及第二侧面12c在截面视角下的形状不限于曲线状,可以是包含弯曲和/或阶梯的形状或者直线状等。第一侧面11c以及第二侧面12c在截面视角下的形状没有必要一致。如果第一侧面11c和/或第二侧面12c在截面视角下的形状是图3所示例的曲线状、特别是朝向第一孔部10A的内部鼓起的凸曲线状,则容易使光扩散到离开导光板110A的中心的位置,从在上表面110a侧获得均匀的光的观点来看是有利的。
另一方面,在该例中,第一孔部10A的第二部分12A的内部未被树脂等填充,形成空气层。换言之,第二部分12A的内部具有低于第一部分11A的折射率。因此,在该例中,第二部分12A的第二侧面12c是空气层与导光板110A的界面,作为使导入导光板110A的内部并朝向第一孔部10A的光返回导光板110A的内部的反射面而起作用。即,利用第二部分12A的第二侧面12c,能够使相对于导光板110A的上表面110a以接近垂直的角度入射的光向导光板110A的内部扩散。如果具有低于反射性树脂层130的材料的折射率,则也可以用这样的物质填充第二部分12A。
第一孔部10A的具体形状不限于图3所示例的形状。作为光扩散构造的第一孔部10A的具体结构可根据配置于导光板110A的下表面110b侧的发光元件的形状及特性等适当确定。第一孔部10A的第一部分11A及第二部分12A的形状例如可以是圆锥、或者四棱锥、六棱锥等多棱锥形状、或者多棱锥台形状等。第一孔部10A的深度例如是300μm以上400μm以下的范围。其中,第一部分11A的深度例如可以是100μm以上200μm以下的范围。第一部分11A的开口11a的直径例如可以是2mm左右,第二部分12A的开口12a的直径例如可以是3mm左右。
导光板110A可以是单层,也可以具有包含多个透光性层的层叠构造。在层叠多个透光性层的情况下,可以在任意层间夹设空气层等折射率与其他不同的层。通过在层叠构造的任意层间例如夹设空气层,容易使来自发光元件120的光进一步扩散,可以进一步降低亮度不均。
在图示的例子中,导光板110A在下表面110b侧的、与第一孔部10A对置的位置具有第二孔部20。接合部件190和包含发光元件120的发光体100U位于第二孔部20的内部。发光体100U除了发光元件120以外,还包含板状的波长转换部件150、接合部件160及第二光反射部件170。发光体100U利用接合部件190接合于导光板110A的第二孔部20的位置。
从图2可以理解,第二孔部20具有例如四棱锥台状。典型地,位于导光板110A的下表面110b侧的第二孔部20的中心与位于上表面110a侧的第一孔部10A的中心大致一致。形成于导光板110A的下表面110b的第二孔部20的开口20a的、沿着矩形的对角线方向的长度例如能够被设为0.05mm以上10mm以下,优选为0.1mm以上1mm以下。
在第二孔部20的俯视下的形状为矩形形状的情况下,第二孔部20可以如图2所示地以使该矩形形状的一边与导光板110A的矩形形状的一边平行的方式形成于导光板110A的下表面110b。或者,如图6所示,第二孔部20也可以以相对于导光板110A的矩形形状的一边倾斜的方式形成于导光板110A的下表面110b。
图6示出了使第二孔部20的开口20a的矩形形状相对于导光板110A的矩形形状倾斜45°的例子。如图6所示例,通过以开口20a的矩形形状的各边与导光板110A的矩形形状的对角线大致平行的方式形成第二孔部20,使第二孔部20的4个侧面与导光板110A的矩形形状的角对置。即,能够扩大从第二孔部20的侧面到导光板110A的角部为止的距离,并缩小从第二孔部20的四棱锥台状的角部到导光板110A的侧面为止的距离,根据发光体100U的光学特性,这样的结构能够进一步抑制亮度不均。
作为第二孔部20的俯视下的形状,除了图2及图6所示的矩形形状以外,也可以采用圆形形状。第二孔部20具有与导光板110A的外形相似的外形并不是本公开的实施方式所必须的事项。第二孔部20的形状及大小可以根据所要求的光学特性适当地确定。例如,第二孔部20可以具有圆锥台形状等。
[反射性树脂层130]
再次参照图3。如上所述,反射性树脂层130位于第一孔部10A的第一部分11A。整个第一部分11A被反射性树脂层130填充在本公开的实施方式中并不是必须的。反射性树脂层130只要占据第一部分11A的一部分即可。例如,也可以将反射性树脂层130以覆盖第一部分11A的第一侧面11c的方式形成在第一孔部10A内。
反射性树脂层130例如由分散了光反射性填料的树脂材料等光反射性材料形成。在此,在本说明书中,“反射性”、“光反射性”是指发光元件120的发光峰值波长下的反射率为60%以上。反射性树脂层130在发光元件120的发光峰值波长下的反射率为70%以上更有益,反射性树脂层130在发光元件120的发光峰值波长下的反射率为80%以上进一步有益。
作为用于形成反射性树脂层130的树脂材料的母材,可以使用硅酮树脂、酚醛树脂、环氧树脂、BT树脂、聚邻苯二甲酰胺(PPA)等。作为光反射性填料,能够使用金属的粒子、或者具有比母材高的折射率的无机材料或有机材料的粒子。光反射性填料的例子是二氧化钛、氧化硅、二氧化锆、钛酸钾、氧化铝、氮化铝、氮化硼、莫来石、氧化铌、硫酸钡的粒子、或者氧化钇及氧化钆等各种稀土类氧化物的粒子等。反射性树脂层130具有白色较为有益。
反射性树脂层130中的光反射性填料的分布在反射性树脂层130内可以大致一定,也可以具有偏倚或梯度。例如,通过在形成反射性树脂层130的工序中在母材硬化前使填料沉积或从母材分离,可以使反射性树脂层130中的光反射性填料的分布产生偏倚。例如,如图4所示,反射性树脂层130可以具有第一区域131和填料的浓度相对较低的第二区域132。在图4所示的例子中,多个第二区域132从外缘朝向第一孔部10A的中心延伸。或者,也可以如图5所示的例子那样,反射性树脂层130在第一部分11A的开口11a的附近具有多个岛状的部分133。
用俯视下的每单位面积的填料的数量来定义填料的数量密度,如果填料的数量密度在反射性树脂层130的中央附近比在反射性树脂层130的外缘附近相对较高,则容易抑制发光元件120的正上方的区域的亮度局部地极端变高,是有益的。在图4以及图5所示的任一例中,都可以说填料的数量密度在反射性树脂层130的中央附近比在反射性树脂层130的外缘附近相对较高。
通过在发光元件120的上方配置反射性树脂层130,能够用反射性树脂层130使从发光元件120射出并在导光板110A的中央附近朝向导光板110A的上表面110a行进的光反射。因此,能够使从发光元件120射出的光在导光板110A的面内有效地扩散。另外,能够抑制导光板110A的上表面110a中的发光元件120正上方的区域的亮度局部地极端变高。不过,反射性树脂层130完全遮蔽来自发光元件120的光并不是必须的。这意味着,反射性树脂层130也可以具有使来自发光元件120的光的一部分透过的半透过的性质。
在此,反射性树脂层130的上表面130a是大致平坦面。不过,反射性树脂层130的上表面130a的形状不限于该例,也可以是向与发光元件120相反的一侧突出的凸状、或者向发光元件120侧凹陷的凹状等。特别是,如果反射性树脂层130的上表面130a是向与发光元件120相反的一侧突出的凸状,则在以第一部分11A的开口11a的位置为基准时,反射性树脂层130的中央附近的厚度相对变大,其结果是,可以更有效地抑制发光元件120的正上方的区域的亮度局部地极端变高。
在图3所示的例子中,反射性树脂层130从第二部分12A的最深部分填充到开口11a的位置。换言之,在该例中,反射性树脂层130在第一孔部10A的内部没有超过开口11a的位置而形成到更高的位置。但是,反射性树脂层130不包含超过开口11a的位置的部分并不是本公开的实施方式所必须的。可以允许反射性树脂层130包含位于第一孔部10A的第一部分11A的内部的部分。应予说明,如果第一侧面11c的倾斜比第二侧面12c的倾斜缓,则即使反射性树脂层130的一部分到达第一部分11A的内部,也容易抑制反射性树脂层130在俯视下在第一孔部10A中所占的面积的增大。即,容易避免第一孔部10A附近的亮度不必要地过度降低。
[发光元件120]
发光元件120的典型例是LED。在图3所示例的结构中,发光元件120具有元件主体122和位于与发光元件120的上表面120a相反的一侧的电极124。元件主体122例如包含蓝宝石或氮化镓等支承基板和支承基板上的半导体层叠构造。半导体层叠构造包含n型半导体层及p型半导体层和被它们夹持的活性层。半导体层叠构造可以包含能够在紫外~可见区域发光的氮化物半导体(InxAlyGa1-x-yN,0≤x,0≤y,x+y≤1)。在该例中,发光元件120的上表面120a与元件主体122的上表面一致。电极124包含正极及负极的组,具有向半导体层叠构造供给规定电流的功能。
设置于面发光光源200的多个发光元件120分别可以是射出蓝色光的元件,也可以是射出白色光的元件。多个发光元件120可以包含发出彼此不同颜色的光的元件。例如,多个发光元件120可以包含射出红色光的元件、射出蓝色光的元件以及射出绿色光的元件。在此,作为发光元件120,示例了射出蓝色光的LED。
在该例中,各发光模块100A中的发光元件120利用接合部件160固定在波长转换部件150的下表面侧。典型地,发光元件120的俯视下的形状为矩形形状。发光元件120的矩形形状的一边的长度例如是1000μm以下。发光元件120的矩形形状的纵向及横向的尺寸也可以是500μm以下。纵向及横向的尺寸是500μm以下的发光元件容易经济地采购。或者,发光元件120的矩形形状的纵向及横向的尺寸也可以是200μm以下。如果发光元件120的矩形形状的一边的长度小,则在背光单元向液晶显示装置的应用中,有利于高精细的影像的表现、局部调光动作等。特别是,纵向及横向这两者的尺寸是250μm以下的发光元件因为上表面的面积小,所以来自发光元件的侧面的光的出射量相对变大。因此,容易获得蝠翼型的配光特性。在此,所谓蝠翼型的配光特性,广义来说,是指将垂直于发光元件的上表面的光轴设为0°,在配光角的绝对值大于0°的角度下以发光强度高的发光强度分布来定义的配光特性。
[波长转换部件150]
在图3所示例的结构中,波长转换部件150在第二孔部20的内部且配置在导光板110A与发光元件120之间。换言之,波长转换部件150位于发光元件120的上方且第二孔部20的底部。在此,所谓“第二孔部20的底部”,是指与使导光板110A的下表面110b朝上时的第二孔部20的底相当的部分。这样,在本说明书中,针对发光模块,不拘泥于附图所示的姿态,有时也使用“底部”以及“底面”这些用语。在将发光模块100A设为图3所示的姿态时,也可以说第二孔部20的底部是形成于导光板110A的下表面110b侧的圆顶状的构造的顶部部分。
波长转换部件150吸收从发光元件120射出的光的至少一部分,并且发出与来自发光元件120的光的波长不同波长的光。例如,波长转换部件150将来自发光元件120的蓝色光的一部分进行波长转换而发出黄色光。根据这样的结构,通过使通过波长转换部件150的蓝色光和从波长转换部件150发出的黄色光混色,获得白色光。在图3所示例的结构中,从发光元件120射出的光基本上经由波长转换部件150导入到导光板110A的内部。因此,混色后的光在导光板110A的内部扩散,能够将抑制了亮度不均的例如白色光从导光板110A的上表面110a取出。本公开的实施方式与使光向导光板内扩散后进行波长转换的情况相比有利于光的均匀化。
典型地,波长转换部件150是在树脂中分散了荧光体的粒子的部件。作为使荧光体等粒子分散的树脂,能够使用硅酮树脂、改性硅酮树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、尿素树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂或者氟树脂、或者包含2种以上这些树脂的树脂。从向导光板110A有效地导入光的观点来看,波长转换部件150的母材具有比导光板110A的材料低的折射率是有益的。通过在波长转换部件150的材料中分散折射率与母材不同的材料,还可以向波长转换部件150赋予光扩散功能。例如,可以在波长转换部件150的母材中分散二氧化钛、氧化硅等粒子。
荧光体能够应用公知的材料。荧光体的例子为YAG系荧光体、KSF系荧光体等氟化物系荧光体以及CASN等氮化物系荧光体、β赛隆荧光体等。YAG系荧光体是将蓝色光转换为黄色光的波长转换物质的例子,KSF系荧光体以及CASN是将蓝色光转换为红色光的波长转换物质的例子,β赛隆荧光体是将蓝色光转换为绿色光的波长转换物质的例子。荧光体可以是量子点荧光体。
波长转换部件150所包含的荧光体在同一个面发光光源200所包含的多个发光模块100内都相同并不是必须的。在多个发光模块100之间,也可以使分散到波长转换部件150的母材的荧光体不同。可以在设置于面发光光源200的导光板210的多个第二孔部20中的某一部分的第二孔部20配置将入射的蓝色光转换为黄色光的波长转换部件,在另外的某一部分的第二孔部20内配置将入射的蓝色光转换为绿色光的波长转换部件。而且,可以在剩余的第二孔部20内配置将入射的蓝色光转换为红色光的波长转换部件。
[接合部件160]
接合部件160是覆盖发光元件120的侧面的至少一部分的透光性部件。如图3示意性地所示,典型地,接合部件160具有位于发光元件120的上表面120a与波长转换部件150之间的层状部分。
作为接合部件160的材料,能够使用包含透明的树脂材料作为母材的树脂组成物。接合部件160相对于具有发光元件120的发光峰值波长的光具有例如60%以上的透过率。从有效利用光的观点来看,接合部件160在发光元件120的发光峰值波长下的透过率为70%以上是有益的,接合部件160在发光元件120的发光峰值波长下的透过率为80%以上更有益。
接合部件160的母材的典型例是环氧树脂、硅酮树脂等热固性树脂。作为接合部件160的母材,可以使用硅酮树脂、硅酮改性树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚甲基戊烯树脂或聚降冰片烯树脂、或者包含它们中的2种以上的材料。接合部件160典型地具有比导光板110A的折射率低的折射率。接合部件160例如也可以通过分散具有与母材不同的折射率的材料而具有光扩散功能。
如上所述,接合部件160覆盖发光元件120的侧面的至少一部分。另外,接合部件160具有作为其与后述的光反射部件170之间的界面的外表面。从发光元件120的侧面射出并入射到接合部件160的光在接合部件160的外表面的位置朝向发光元件120的上方反射。截面视角下的接合部件160的外表面的形状不限于图3所示的直线状。截面角视下的接合部件160的外表面的形状可以是折线状、向靠近发光元件120的方向凸出的曲线状、向离开发光元件120的方向凸出的曲线状等。
[(第二)光反射部件170]
光反射部件170是位于波长转换部件150的下表面侧(与导光板110A相反的一侧)的具有光反射性的部件。如图3所示,光反射部件170覆盖接合部件160的外表面、发光元件120的侧面中的未被接合部件160覆盖的部分、以及发光元件120的位于与上表面120a相反的一侧的下表面中的除电极124以外的区域。光反射部件170覆盖电极124的侧面,另一方面,电极124的下表面从光反射部件170的下表面露出。
作为光反射部件170的材料,能够使用与反射性树脂层130的材料相同的材料,例如,光反射部件170的材料和反射性树脂层130的材料可以是相同的。通过利用光反射部件170覆盖发光元件120的下表面中的除电极124以外的区域,能够抑制光向光板110A的与上表面110a相反的一侧泄露。另外,通过利用光反射部件170覆盖发光元件120的侧面,能够使来自发光元件120的光向上方集中,向波长转换部件150有效地导入光。
[第二接合部件190]
如上所述,发光体100U利用第二接合部件190配置于第二孔部20的底部。如图3所示,第二接合部件190的至少一部分位于第二孔部20的内部。第二接合部件190可以具有位于第二孔部20的底部与波长转换部件150之间的部分。如图3所示,第二接合部件190可以具有比导光板110A的下表面110b更向与导光板110A的上表面110a相反的一侧隆起的部分。
与接合部件160相同,第二接合部件190由包含透明的树脂材料作为母材的树脂组成物形成。第二接合部件190的材料可以与接合部件160的材料不同,也可以相同。典型地,第二接合部件190具有比导光板110A的折射率低的折射率。
[光反射部件140]
光反射部件140具有光反射性,覆盖导光板110A的下表面110b的至少一部分。在此,光反射部件140除了覆盖导光板110A的下表面110b以外,还覆盖第二接合部件190。如该例所示,通过利用光反射部件140覆盖第二接合部件190,可抑制光从第二接合部件190向导光板110A的下表面110b侧泄露而提高光的输出效率。
光反射部件140在其一部分包含壁部,其结果是,在光反射部件140的、与导光板110A的下表面110b对置的上表面140a的一部分,形成倾斜面140s。参照图2可以理解,典型地,倾斜面140s沿导光板110A的上表面110a的矩形形状的4条边包围发光元件120。倾斜面140s可以作为使入射的光朝向导光板110A的上表面110a反射的反射面而起作用。因此,通过将具有倾斜面140s的光反射部件140配置在导光板110A的下表面110b侧,能够利用倾斜面140s将朝向导光板110A的下表面110b侧的光朝向上表面110a反射,能够从上表面110a更有效地输出光。另外,通过将倾斜面140s配置于导光板110A的周缘部,能够避免导光板110A的周缘部处的亮度与中心部相比相对变低。
倾斜面140s的截面视角下的形状可以是图2所示的曲线状,也可以是直线状。倾斜面140s的截面视角下的形状不限于此,可以包含阶梯、弯曲等。
应予说明,在包含于1个面发光光源200的多个发光模块100之间、或者1个发光模块100中,可以使包围发光元件120的壁部的高度不同。例如,可以使包含于1个面发光光源200的多个倾斜面140s中的、位于面发光光源200的导光板210的最外周的倾斜面140s的高度比位于导光板210的其他部分的倾斜面140s的高度大。
作为光反射部件140的材料,能够使用与上述第二光反射部件170的材料相同的材料。通过使光反射部件140的材料与光反射部件170的材料相同,能够利用光反射性材料一体地形成覆盖导光板110A的大致整个下表面110b的光反射部件。通过在导光板110A的下表面110b侧形成光反射部件140,还能够期待导光板110A的加强等效果。
[布线层180]
在图3所示例的结构中,发光模块100A还具有位于光反射部件140的下表面140b上的布线层180。布线层180包含与发光元件120的电极124电连接的布线。在该例中,布线层180以位于光反射部件170上的方式进行描绘,但是布线层180还可以包含位于光反射部件140的下表面140b上的部分。
典型地,布线层180是由Cu等金属形成的单层膜或层积膜。布线层180通过与未图示的电源等连接而作为向各发光元件120供给规定电流的端子而起作用。
通过在发光模块100A的下表面100b侧设置布线层180,能够利用布线层180将例如面发光光源200中的多个发光元件120彼此电连接。即,能够以例如面发光光源200为单位驱动发光元件120,如后所述,通过组合多个面发光光源200而进一步构建大型的面发光光源,能够使该面发光光源进行局部调光动作。通过在发光模块100A的下表面100b侧设置布线层180而在包含多个发光元件120的面发光光源200侧形成布线,容易与电源等之间进行连接。即,可通过连接电源等而简单地获得面发光。当然,可以以1个以上的发光模块100A为单位驱动发光元件120。
图7表示将面发光光源200连接于布线基板的状态。在某实施方式中,如图7所示,本公开的发光装置可以具有布线基板260。在图7所示例的结构中,布线基板260具有绝缘基材265、绝缘基材265上的布线层262以及多个通孔264。布线层262设置于绝缘基材265的一个主面上,通孔264与布线层262连接。布线层262利用配置于绝缘基材265的内部的通孔264而与面发光光源200电连接。
布线基板260位于面发光光源200的下表面侧,即,位于与导光板210的上表面210a相反的一侧。面发光光源200通过焊接等将布线层180与布线基板260的布线层262结合,从而安装于布线基板260。根据本实施方式,能够将与各发光元件120连接的布线层180设置在面发光光源200侧,所以不用在布线基板260侧形成复杂的布线图案,能够容易地形成局部调光等所要求的连接。布线层180因为具有比各发光元件120的电极124的下表面更大的面积,所以比较容易与布线层262形成电连接。或者,在例如发光模块100A不具有布线层180的情况下,也可以将发光元件120的电极124连接于布线基板260的布线层262。
图8示出了布线层180的布线图案的一例。为了简单,在图8中示出了将4个图1所示的面发光光源200连接于1个驱动器250的例子。
各面发光光源200可以具有布线层180。各面发光光源200中的布线层180将包含于面发光光源200的多个发光模块100A彼此电连接。在图8所示的例子中,各面发光光源200中的布线层180与4个发光元件120串联连接,并且将串联连接后发光元件120这4个组并联连接。
如图8所示,这些布线层180可以分别与驱动发光元件120的驱动器250连接。驱动器250可以配置在对面发光光源200的集合进行支承的基板等(例如布线基板260)上并与布线层180电连接,也可以配置在与对面发光光源200的集合进行支承的基板等不同的基板上并与布线层180电连接。在这样的电路结构下,能够以包含16个发光元件120的面发光光源200为单位进行局部调光动作。当然,布线层180对多个发光元件120的连接不限于图8所示的例子,也可以以面发光光源200中的各发光模块100A独立驱动的方式连接。或者,也可以将包含于面发光光源200的发光模块100A分割成多个群组,以能够以包含多个发光模块100A的群组为单位驱动发光元件120的方式将多个发光元件120电连接。
如以上说明的那样,根据本公开的实施方式,能够通过反射性树脂层130对光的反射来抑制发光元件120的正上方位置处的亮度极端上升,同时使来自发光元件120的光在导光板110A的面内扩散。由此,能够薄型且提供均匀的光。而且,如参照图3说明的例子那样,通过在发光元件120与导光板110A之间夹设波长转换部件150,能够使混色后的光在导光板110A的面内扩散,而后从导光板110A的上表面110a射出。
根据本公开的实施方式,例如,能够将包含光反射部件140的构造的厚度、换言之即从发光元件120的电极124的下表面到导光板110A的上表面110a为止的距离缩小到例如5mm以下、3mm以下或者1mm以下。从发光元件120的电极124的下表面到导光板110A的上表面110a为止的距离可以是0.7mm以上1.1mm以下左右。
图9示出了将多个面发光光源200二维地配置的例子。通过将多个面发光光源200二维地配置,获得大面积的发光面。
图9所示的面发光光源300具有多个图1所示的面发光光源200。图9是将面发光光源200配置成8行16列的例子,示意地示出了从导光板210的上表面210a侧观察面发光光源200的二维排列的外观。
典型地,在行方向或列方向上相邻的2个面发光光源200的导光板210彼此直接接触。但是,以相邻的2个面发光光源200的导光板210彼此直接接触的方式形成二维排列并不是必须的,也可以在彼此相邻的2个导光板210之间夹设使它们彼此光学结合的导光构造。这样的导光构造例如能够通过在向导光板210的侧面施加透光性的粘接剂后,使施加了的粘接剂硬化而形成。或者,也可以将多个面发光光源200以彼此隔开间隔的方式二维地配置,并且利用透光性的树脂材料将彼此相邻的2个导光板210之间的区域填充,然后通过使树脂材料硬化而形成导光构造。作为位于导光板210之间的导光构造的材料,能够使用与上述接合部件160相同的材料。作为导光构造的母材,如果能够使用具有与导光板210的材料同等或者比其大的折射率的材料就是有益的。也可以对位于导光板210之间的导光构造施加光扩散功能。
在各面发光光源200的纵向的长度L及横向的长度W例如分别是大约24.3mm及21.5mm的情况下,图9所示的面发光光源200的排列适合高宽比为16:9的15.6英寸的屏幕尺寸。例如,图7所示的面发光光源300能够很好地用于具有15.6英寸的屏幕尺寸的手提电脑的背光单元。
在该例中,作为各面发光光源200的上表面的、导光板210的上表面210a的集合构成发光面。因此,通过改变包含于面发光光源300的面发光光源200的数量或改变面发光光源200的配置,能够容易地将面发光光源300应用于屏幕尺寸不同的多种液晶面板。即,不需要重新进行与面发光光源200中的导光板210等有关的光学计算、或者重新制作用于形成导光板210的模具,能够针对屏幕尺寸的改变而灵活地对应。因此,针对屏幕尺寸的改变不会带来制造成本及准备时间的增加。
图10示出了将图9所示的多个面发光光源200的组进一步排列成2行2列的结构。在该情况下,通过共计512个面发光光源200,能够构成适合高宽比为16:9的31.2英寸的屏幕尺寸的面发光光源400。例如,图10所示的面发光光源200的排列能够用于液晶电视的背光单元等。这样,根据本实施方式,获得更大面积的发光面也是比较容易的。
根据通过组合多个面发光光源200而构成更大面积的发光面的方法,不用根据屏幕尺寸而重新进行光学系统的设计、或者重新制作用于形成导光板的模具,能够灵活地对应多样的屏幕尺寸的液晶面板。即,能够以低成本且短时间提供适合于屏幕尺寸的背光单元。另外,具有如下优点:即使假设在存在因断路等而不会点亮的发光元件的情况下,也是仅对包含产生了不良情况的发光元件的面发光光源进行更换即可。应予说明,在图9及图10所示例的、包含多个面发光光源200的二维排列的面发光光源中,也可以在多个导光板210的上表面210a侧,配置将这些上表面210a一起覆盖起来的1个以上的扩散片和/或1个以上的棱镜片。
图11示出了本公开的另一实施方式的发光模块。与参照图2等说明的发光模块100A相比,图11所示的发光模块100B代替导光板110A而具有导光板110B。
在图11所示例的结构中,导光板110B的上表面110a具有与下表面110b侧的第二孔部20对置的第一孔部10B。该第一孔部10B包含具有第一侧面11c的第一部分11B和具有第二侧面12c的第二部分12A。如图11所示,第一部分11B还具有与第一侧面11c连接的底面11b。即,在该例中,第一部分11B具有由第一侧面11c及底面11b规定的倒圆锥台状。第一部分11B的底面11b的圆形形状的直径例如是0.3mm左右。
典型地,第一部分11B的底面11b是平行于导光板110B的上表面110a的平坦面。通过将第一孔部10B的第一部分11B的形状设为包含底面11b的形状,能够抑制反射性树脂层130的体积减小,并且能够降低第一孔部10B的深度。即,可使发光模块100B更加薄型。
图12示出了本公开的再一实施方式的发光模块。图12所示的发光模块100C具有导光板110C。如图示那样,与上述导光板110A及导光板110B不同,在导光板110C的下表面110b侧不设置第二孔部20,光反射部件140覆盖导光板110C的大致整个下表面110b。应予说明,在图12中,与图2相同,将在发光模块100C的中央附近与导光板210的上表面210a垂直地切断发光模块100C时的截面、以及从导光板210的上表面210a侧与上表面210a垂直地观察时的发光模块100C的示例性外观一起示意地示于1个图中。
在本公开的实施方式中,向导光板形成第二孔部20不是必须的。如图12所示例的那样,可以在发光模块100C的下表面侧、即在此为导光板110C的下表面110b上接合发光体100U。发光体100U可以使用上述接合部件190与导光板110C的下表面110b接合。应予说明,代替发光体100U,可以经由波长转换部件150在导光板110C的下表面110b上固定发光元件120。
在图12所示例的结构中,在发光元件120与导光板110C之间夹设有波长转换部件150。在此,波长转换部件150在俯视下具有矩形形状,如图12的下半张图所示,在俯视下,波长转换部件150位于比规定第一孔部10A的外形的开口12a更靠内侧的区域。在该例中,波长转换部件150的矩形形状的一边与导光板110C的矩形形状的一边平行,但是也可以以相对于导光板110C的矩形形状的一边倾斜的方式在导光板110C的下表面110b侧配置波长转换部件150。
应予说明,以使波长转换部件150的整个侧面被光反射部件140覆盖的方式调整它们的厚度能够抑制光从发光模块100C的下表面100b侧泄露,所以从光的输出效率的观点来看是有利的。当然,可以采用图11所示的形状的第一孔部10B来代替导光板110C的第一孔部10A。
图13示意地示出了本公开的再一实施方式的发光模块的截面。图13所示的发光模块100N具有导光板110B和包含发光元件120及波长转换部件150A的发光体100T。如图13示意地所示,发光体100T利用接合部件190配置在导光板110B的第二孔部20A的底部。
在该例中,波长转换部件150A不仅覆盖发光元件120的上表面120a,也覆盖元件主体122的侧面。这样,波长转换部件的形状不限于板状,也可以是覆盖发光元件120的侧面的形状。另外,在该例中,光反射部件140还覆盖波长转换部件150A以及发光元件120中的、位于与导光板110B的上表面110a相反的一侧的部分。不过,发光元件120的电极124的下表面在发光模块100N的下表面100b侧从光反射部件140的下表面140b露出。根据这样的结构,能够抑制从发光元件120朝向发光模块100N的下表面100b侧行进的光从下表面140b泄露。
图14示意地表示示出了的再一实施方式的发光模块的截面。图11所示的发光模块100P具有导光板110B、发光体100R和波长转换片350。在图14所示例的结构中,波长转换片350位于导光板110B的上表面100a上。波长转换片350可以与导光板110B的上表面100a相接,也可以与导光板110B的上表面100a隔开间隔地配置于导光板110B的上方。在导光板110B的上方进一步配置扩散片、棱镜片等光学片的情况下,优选地,扩散片、波长转换片350、棱镜片从靠近上表面100a的一侧起依次配置在导光板110B的上方。即,优选地,扩散片位于导光板110B的上表面100a与波长转换片350之间,并且波长转换片350位于扩散片与棱镜片之间。
典型地,波长转换片350是分散有荧光体的粒子的片材树脂。通过使用这样的波长转换片350,能够在导光板110B的上方均匀地配置荧光体。在使用导光板110A代替导光板110B的情况下也可获得相同的效果。荧光体能够使用公知的材料。荧光体的例子是KSF系荧光体等的氟化物系荧光体、CASN等氮化物系荧光体、YAG系荧光体、β赛隆荧光体等。荧光体也可以是量子点荧光体。
发光体100R与上述发光体100U相比,代替波长转换部件150而具有板状的透光性部件320。即,发光体100R包含发光元件120、透光性部件320、接合部件160及光反射部件170。
透光性部件320由透光性材料形成。作为透光性部件320的材料,能够使用硅酮树脂、改性硅酮树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、尿素树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂或者氟树脂、或者包含2种以上这些树脂的树脂。通过在透光性部件320的材料中分散折射率与母材不同的材料,还可以给透光性部件320赋予光扩散功能。例如,可以在透光性部件320的母材中分散二氧化钛、氧化硅等粒子。
图15示意地示出了本公开的再一实施方式的发光模块的截面。图15所示的发光模块100D也是构成上述面发光光源200的发光模块100的一例,如图示那样,其包含具有上表面110a及下表面110b的导光板110D和配置于导光板110D的下表面110b侧的发光元件120。
导光板110D的上表面110a在其至少一部分具有形成有多个凸部或凹部的第一区域111A。第一区域111A位于上表面110a中的不与第一孔部10C重叠的区域。在图15所示的例子中,在第一区域111A配置有多个凸部110d。
通过在导光板110D的上表面110a侧的表面中的不与第一孔部10A重叠的区域设置例如多个凸部110d,能够有效地从第一区域111A输出从导光板110D的下表面110b侧导入导光板110D的内部的、来自发光元件120的光。即,能够使从导光板110D的上表面110a的法线方向观察时的第一区域111A处的亮度相对提高。
图16示意地示出了从导光板110D的上表面110a的法线方向观察图15所示的发光模块100D时的示例性外观。在该例中,第一区域111A占据上表面110a中的不与第一孔部10A重叠的整个区域,多个凸部110d在第一区域111A以多个点的形态形成。应予说明,图15及图16仅是用于说明导光板110D的上表面110a的构造的示意性的图,在截面图与俯视图之间存在多个凸部110d等的数量或者形状不严格一致的情况。这一点对于本公开的其他附图也相同。
如图16示意地所示,在第一区域111A中凸部110d在每单位面积所占的比例以发光元件120为中心呈同心圆状地增大。在该例中,多个凸部110d分别在俯视下具有圆形形状的外形,凸部110d的圆形形状的直径随着离开导光板110D的中心而增大。更具体地说,与处于图16中用虚线描绘的、以发光元件120的位置为中心的假想圆R1与第一孔部10A的开口10a所夹持的区域中的凸部110d相比,处于假想圆R1与比假想圆R1大的假想圆R2所夹持的区域中的凸部110d具有更大的直径。而且,多个凸部110d中的处于假想圆R2的外侧的区域中的凸部110d的直径比处于假想圆R1假想与圆R2所夹持的区域中的凸部110d的直径大。从图16所示的结构可以理解,多个凸部110d的直径不需要随着离开发光元件120而同样地增大。
如图16所示例地,根据使在第一区域111A中多个凸部110d在每单位面积所占的比例以发光元件120为中心呈同心圆状地增大的结构,能够使从离开发光元件120的位置射出的光相对增大。例如,在该例中,配置于导光板110D的上表面110a的4个角部附近的多个凸部110d在设置于第一区域111A的凸部110d中具有最大的直径。因此,与第一区域111A的其他区域相比,能够使导光板110D得上表面110a的4个角部附近的亮度相对增大。提高容易相对变暗的区域的亮度的结果在于,能够在抑制导光板110D的厚度的增大的同时,更有效地抑制亮度不均。
在图16所示例的结构中,多个凸部110d分别是圆形形状的点。圆形形状的直径例如是1μm以上500μm以下的范围。当然,各凸部110d的俯视下的形状不限于正圆形形状。多个凸部110d各自的俯视下的形状也可以是椭圆形形状、变形了的圆形形状、多边形形状或者不定形状等。应予说明,在本说明书中,所谓凸部或凹部的俯视下的形状,是指将凸部或凹部投影到与导光板的上表面平行的平面时的外缘的形状。在凸部(或凹部)的俯视下的形状是除圆形形状以外的形状的情况下,包摄凸部的外缘(或者凹部的开口)的假想圆的直径例如处于上述范围。
凸部110d如果具有从导光板110D的上表面110a突出的形状,则可通过抑制在导光板110D的内部的全反射来发挥增大从上表面110a输出的光的效果。因此,凸部110d能够采用半球形状、圆锥形状、棱锥形状、棱锥台等各种形状。
在图16所示的例子中,多个凸部110d以中心位于三角格子的格子点上的方式二维地配置在第一区域111A。当然,多个凸部110d的配置不限于该例子,能够根据所希望的光学特性来采用合适的配置。例如,可以以使中心位于正方格子的格子点上的方式将多个凸部110d二维地配置在第一区域111A。
图17示出了在上表面具有多个凸部的导光板的另一例。图17所示的发光模块100E在其上表面110a具有导光板110E,导光板110E包含第一区域111B和位于第一区域111B的内侧的第二区域112B。第二区域112B是导光板110E的上表面110a中的包围第一孔部10C的环状的区域,第一区域111B是位于第二区域112B的外侧的区域,包围第二区域112B。
在图17所示的例子中,第一区域111B是上表面110a中的比假想圆R1更靠外侧的区域,在其表面设置有多个凸部110d。与参照图16说明的例子相同,第一区域111B中的位于上述假想圆R2的外侧的凸部110d的圆形形状的直径大于位于比假想圆R2更靠内侧的凸部110d的圆形形状的直径。可以将第一区域111B中的位于比假想圆R2更靠外侧的区域称为“外侧区域”,并将第一区域111B中的位于比外侧区域更靠发光元件120的附近的区域、换言之即被假想圆R1及假想圆R2夹持的区域称为“内侧区域”。在图17中,为了容易理解,将外侧区域111Ba表示为标注了浓密阴影的区域,将内侧区域111Bb表示为标注了稀疏阴影的区域。
另外,第二区域112B是上表面110a中的被假想圆R1和第一孔部10C的开口10a夹持的区域,在其表面不设置凸部110d。因此,在该例中,第二区域112B的表面是平坦面。如图17所示例的那样,各凸部110d不需要形成于整个第一区域111B,只要设置在第一区域111B的至少一部分即可。通过在导光板110E中的相对远离发光元件120的区域设置例如多个凸部110d,从而与第二区域112B相比,从相对远离发光元件120的区域、即第一区域111B输出的光增大。其结果是,位于更加远离发光元件120的位置的第一区域111B的亮度增大,能够更有效地降低亮度不均的发生。
这样,在图15~图17所示的例子中,在导光板的上表面110a,使每单位面积中的多个凸部110d所占的比例以发光元件120为中心呈同心圆状地增大。在此,本说明书的“同心圆状”是指中心相同,并不是有意将中心相同的多个形状并限定为正圆。上述假想圆R1和/或假想圆R2不限于正圆,可以是椭圆等。例如,在导光板110E的上表面110a为长方形形状的情况下,假想圆R1及假想圆R2也可以是椭圆形形状。此时,这些椭圆的中心是指椭圆的长轴与短轴相交的位置。
如上所述,凸部110d只要具有从导光板的上表面110a突出的形状就能够发挥增大从上表面110a输出的光的效果。因此,也能够采用使每单位面积中的多个凸部110d所占的比例在第一区域中一定的结构。
图18示出了在上表面具有多个凸部的导光板的再一例。图18所示的发光模块100K在其上表面110a具有导光板110K,导光板110K包含第一区域111F和位于第一区域111F的内侧的第二区域112F。在该例中,多个凸部110d以一定的大小及配置间隔选择性地设置在第一区域111F。应予说明,只要每单位面积中的多个凸部110d所占的比例一定即可,也能够是多个凸部110d的尺寸及配置间隔中的一者或两者不为一定的结构。根据图18所示例的结构,能够相对提高导光板的上表面110a中的、设置有多个凸部110d的第一区域111F的亮度。也可以省略第二区域112F而在整个上表面110a配置多个凸部110d。
设置于第一区域的凸部的形状不限于这些例子。例如,凸部也可以以具有圆环形状的凸环的形态形成。在该情况下,通过随着离开发光元件120而扩大例如多个凸环的宽度,能够使俯视下每单位面积中的多个凸部所占的比例以发光元件120为中心呈同心圆状地扩大。因此,与在第一区域中以多个点的形态配置多个凸部的情况相同,可提高在第一区域中离开发光元件120的位置的亮度,获得抑制亮度不均的效果。
也可以使分别具有圆环形状的多个凸部和分别为点状的多个凸部混合存在于上表面110a。通过除了圆环形状的凸部以外还配置点状的凸部,与仅配置圆环形状的凸部的情况相比,能够抑制产生圆环形状的明暗图案。
另外,可以代替多个凸部而形成多个凹部。在该情况下,多个凹部具有随着离开发光元件120而例如其开口变大的形状。
多个凹部例如可以是多个点。在此,本说明书中的“点”通常是指在俯视下具有以圆及椭圆为代表的圆滑构造,本说明书的“点”应被解释为还包含从导光板的上表面110a突出的形状以及相对于上表面110a凹陷的形状中的任一者。另外,多个凹部也可以以圆环形状的槽部的形态形成于上表面110a的第一区域。通过随着离开发光元件120而扩大环状的槽部的宽度,可以使俯视下每单位面积中的多个凹部所占的比例以发光元件120为中心呈同心圆状地扩大。或者,也可以缩小分别具有圆环形状的多个凹部的间隔。
另外,也可以将多个凸部和多个凹部混合地配置在第一区域。导光板的上表面110a的第一区域可以具有从分别具有点状的多个凸部、分别具有点状的多个凹部、分别具有圆环形状的多个凸部、以及分别具有圆环形状的多个凹部中选择的2种以上形状的任意组合。
【实施例】
以下,制作了第一孔部的结构不同的多个试样,通过调查发光元件点亮时的亮度的分布,验证了在第一孔部的侧面设置两段式的倾斜并且在第一孔部中的靠近导光板的下表面的第一部分的内部选择性地形成反射性树脂层130所带来的抑制亮度不均的效果。
<实施例>
作为实施例的试样,分别制作了包含与图11所示的发光模块100B具有相同结构的多个发光模块的4行4列排列的面发光光源。在此,利用含有氧化钛粒子的硅酮树脂填充了第一孔部10B的整个第一部分11B。
<比较例>
作为比较例的试样,制作了使各发光模块的第一孔部的形状为侧面具有单一的倾斜的圆锥状、并且利用含有氧化钛粒子的硅酮树脂填充整个第一孔部的面发光光源。
图19示出了从导光板的上表面侧观察实施例的试样的外观。在图19中,示出了在导光板的上表面侧载置有扩散片和第一棱镜片及第二棱镜片的状态下使发光元件点亮时的外观。与图19相同,图20示出了从导光板的上表面侧观察比较例的试样的外观,示出了在导光板的上表面侧载置有扩散片和第一棱镜片及第二棱镜片的状态下使发光元件点亮时的外观。在此,在第一棱镜片和第二棱镜片之间以使各棱镜的棱线彼此正交的方式将这些棱镜片配置在导光板的上表面侧。
从图19和图20的比较可知,在实施例的试样中,进一步抑制了从导光板的上表面侧观察时的亮度不均。在此,通过以下方法评价了亮度的均匀性。首先,取出以4行4列排列的16个发光模块中的位于中央的2行2列的部分,将该取出的部分以任意大小的网格划分为多个区域。接着,对划分出来的各区域测定亮度。从分区域测定而得的多个亮度值中提取最大值和最小值,比较了利用((亮度的最小值)/(亮度的最大值))*100(“*”表示乘法)的计算式求出的值作为试样的“亮度均匀性(%)”。
比较例的试样的亮度均匀性是78%。相对于此,实施例的试样的亮度均匀性是92%。即,在实施例的试样中,缩小了位于中央的2行2列的部分中的亮度的最大值与最小值之差。这样可知,与在整个圆锥状的第一孔部形成光反射性树脂层的情况相比,通过使第一孔部的侧面的倾斜为两段式,并且在第一部分选择性地形成光反射性树脂层,能够更有效地抑制导光板的上表面处的亮度不均。
工业实用性
本公开的实施方式对各种照明用光源、车载用光源、显示器用光源等有用。特别是,能够有效地应用于面向液晶显示装置的背光单元。本公开的实施方式的发光模块或面发光光源能够很好地用于要求严格厚度降低的移动设备的显示装置用背光、可进行局部调光控制的面发光装置等。

Claims (13)

1.一种发光模块,其特征在于,具备:
导光板,其具有设置有第一孔部的上表面以及与所述上表面相反的一侧的下表面;
发光元件,其与所述第一孔部对置地配置在所述导光板的下表面侧;以及
反射性树脂层;
所述第一孔部包含第一部分及第二部分,
所述第一部分具有相对于所述上表面倾斜的第一侧面,
所述第二部分具有相对于所述上表面倾斜的第二侧面,所述第二侧面位于处于所述上表面的开口与所述第一部分的所述第一侧面之间,
所述反射性树脂层位于所述第一孔部的所述第一部分。
2.如权利要求1所述的发光模块,其特征在于,
所述第一孔部的所述第二部分的内部的折射率低于所述反射性树脂层的折射率。
3.如权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述第一孔部的所述第一部分还具有与所述第一侧面连接的底面。
4.如权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述第一侧面相对于所述上表面的倾斜比所述第二侧面相对于所述上表面的倾斜缓。
5.如权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述第二侧面在垂直于所述上表面的截面中的形状是曲线状。
6.如权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述导光板的所述下表面在与所述第一孔部对置的位置具有第二孔部,
所述发光元件在俯视下位于所述第二孔部的内侧。
7.如权利要求6所述的发光模块,其特征在于,
所述发光模块还具备波长转换部件,所述波长转换部件在所述第二孔部的内部且位于所述发光元件与所述导光板之间。
8.如权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述发光元件在俯视下位于所述第一孔部的内侧,
所述发光模块还具备位于所述发光元件与所述导光板之间的波长转换部件。
9.如权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述发光模块还具备位于所述导光板的所述上表面上或上方的波长转换片。
10.如权利要求1或2所述的发光模块,其特征在于,
所述发光元件在与所述导光板相反的一侧具有电极,
所述发光模块还具备覆盖所述导光板的所述下表面的至少一部分的光反射部件。
11.如权利要求10所述的发光模块,其特征在于,
所述发光模块还具备位于所述光反射部件的下表面侧且与所述电极电连接的布线层。
12.如权利要求10所述的发光模块,其特征在于,
所述光反射部件具有从所述下表面侧朝向所述上表面侧突出的壁部,所述壁部包含包围所述发光元件的倾斜面。
13.一种面发光光源,其特征在于,具备多个发光模块,所述发光模块是权利要求1至12中任一项所述的发光模块,
所述多个发光模块二维地排列。
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