JP2011086419A - Transparent structure, light source module and lighting system using the same, liquid crystal display device, and image display apparatus - Google Patents

Transparent structure, light source module and lighting system using the same, liquid crystal display device, and image display apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transparent structure realizing improved light extraction efficiency, a light source module and a lighting system using the same, and a liquid crystal display device and an image display apparatus. <P>SOLUTION: A transparent structure and a light source module are characterized by including a wiring substrate (3), an LED chip (2) as a light source arranged on the wiring substrate, and the transparent structure (5) formed on the wiring substrate to cover the light source, the transparent structure including a plurality of projection portions on a light extraction surface, each of the plurality of projection portions being formed of part of the radius of a circle centered at the light source and an arc or a chord of the circle in a cross-section of the transparent structure, and the curvature of each of the circles forming the plurality of projection portions getting increasingly smaller as going farther away from the light source. A lighting system, a liquid crystal display device and an image display apparatus use the transparent structure and the light source module. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、透明構造体、光源モジュール並びにこれを用いた照明装置,液晶表示装置及び映像表示装置に関する。   The present invention relates to a transparent structure, a light source module, and an illumination device, a liquid crystal display device, and a video display device using the same.

従来、LEDチップを透明樹脂で封止した光源は、樹脂からの直接出射光と樹脂内部での反射光を用いて光取り出しを行っている。   Conventionally, a light source in which an LED chip is sealed with a transparent resin performs light extraction using directly emitted light from the resin and reflected light inside the resin.

特許文献1は、次のような構成が開示されている。発光素子を封止するモールド樹脂の前方界面に、発光素子の光を直接外部へ出射させる直接出射領域と、発光素子の光を全反射させる全反射領域とを形成する。直接出射領域は、凸レンズ状に形成する。モールド樹脂の背面には、凹面鏡状をした光反射部を設ける。発光素子から出射された光の一部は、直接出射領域を通過するときレンズ作用を受けて前方へ出射される。発光素子から出射された光の別な一部は、全反射領域で全反射された後、光反射部で反射され、全反射領域から前方へ出射される。   Patent Document 1 discloses the following configuration. A direct emission region that directly emits light of the light emitting element to the outside and a total reflection region that totally reflects the light of the light emitting element are formed at the front interface of the mold resin that seals the light emitting element. The direct emission region is formed in a convex lens shape. A light reflecting portion having a concave mirror shape is provided on the back surface of the mold resin. A part of the light emitted from the light emitting element is emitted forward by receiving a lens action when passing directly through the emission region. Another part of the light emitted from the light emitting element is totally reflected by the total reflection region, then reflected by the light reflecting portion, and emitted forward from the total reflection region.

特開2002−94129号公報JP 2002-94129 A

本発明の目的は、光取り出し効率を向上させる透明構造体、光源モジュール並びにこれを用いた照明装置,液晶表示装置及び映像表示装置を提供するものである。   An object of the present invention is to provide a transparent structure, a light source module, an illumination device, a liquid crystal display device, and an image display device using the same, which improve light extraction efficiency.

上記課題を解決するために、本発明の特徴は、配線基板と、配線基板上に配置された光源と、配線基板上に形成され、光源を覆う透明構造体とを有し、透明構造体は光取出し面において複数の凸部(凹凸部)を有し、前記透明構造体の断面において、複数の凸部のそれぞれは、光源を中心とする円の半径の一部及び円の弧または弦で構成され、複数の凸部を構成する円のそれぞれの曲率は前記光源から遠ざかるにつれて小さくなることを特徴とする透明構造体、光源モジュール並びにこれを用いた照明装置,液晶表示装置及び映像表示装置である。   In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized in that it includes a wiring board, a light source disposed on the wiring board, and a transparent structure that is formed on the wiring board and covers the light source. The light extraction surface has a plurality of convex portions (uneven portions), and in the cross section of the transparent structure, each of the plurality of convex portions is a part of a radius of a circle centered on the light source and a circle arc or string. A transparent structure, a light source module, and a lighting device, a liquid crystal display device, and a video display device using the transparent structure, the light source module, and the curvature of each of the circles constituting the plurality of convex portions are reduced as the distance from the light source increases. is there.

本発明により、光取り出し効率向上を実現する透明構造体、光源モジュール並びにこれを用いた照明装置,液晶表示装置及び映像表示装置を提供できる。上記した以外の課題,構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, it is possible to provide a transparent structure, a light source module, and an illumination device, a liquid crystal display device, and an image display device using the transparent structure, which can improve the light extraction efficiency. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の光源モジュール1の上面図である。It is a top view of the light source module 1 of this invention. 図1aで透明構造体5,周辺枠4を除いた光源モジュール1の上面図である。It is a top view of the light source module 1 except the transparent structure 5 and the peripheral frame 4 in FIG. 1a. 図1aの光学的構造を示すA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line which shows the optical structure of FIG. 光源モジュール1の図1bに示すB−B線での断面図である。It is sectional drawing in the BB line shown to FIG. 1b of the light source module 1. FIG. 光源モジュール1の図1bに示すC−C線での断面図である。It is sectional drawing in the CC line shown in FIG. 1b of the light source module 1. FIG. もう一つの光源モジュールで光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an optical structure with another light source module. もう一つの光源モジュールで光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an optical structure with another light source module. もう一つの光源モジュールで光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an optical structure with another light source module. もう一つの光源モジュールで光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an optical structure with another light source module. もう一つの光源モジュールの上面図である。It is a top view of another light source module. もう一つの光源モジュールの上面図である。It is a top view of another light source module. 透明構造体の界面曲面を平坦面で形成した場合の構造図である。It is a structural diagram at the time of forming the interface curved surface of a transparent structure with a flat surface. もう一つの光源モジュールの上面図である。It is a top view of another light source module. 透明構造体を構成する第一の透明構造体と第二の透明構造体を用いた光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of the light source module using the 1st transparent structure and 2nd transparent structure which comprise a transparent structure. 透明構造体を構成する第二の透明構造体の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd transparent structure which comprises a transparent structure. 透明構造体を構成する第一の構造体を用いた光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of the light source module using the 1st structure which comprises a transparent structure. もう一つの光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of another light source module. もう一つの光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of another light source module. もう一つの光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of another light source module. もう一つの光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of another light source module. もう一つの光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of another light source module. もう一つの光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of another light source module. もう一つの光源モジュールの光学的構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical structure of another light source module. もう一つの光源モジュールを連続的に複数個形成した構造の断面図である。It is sectional drawing of the structure where two or more another light source modules were formed continuously. 図14の透明構造体を構成する第二の構造体を連続的に複数個形成した場合の上面図である。FIG. 15 is a top view when a plurality of second structures constituting the transparent structure of FIG. 14 are continuously formed. 図15aのD−D線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line of FIG. 15a. 図14の光源モジュールを複数個平面状に配列した照明装置の上面図である。It is a top view of the illuminating device which arranged the light source module of FIG. 14 in two or more plane form. 図16aのE−E線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line of FIG. 図16a,図16bに用いた第二の透明構造体と粘着剤層に剥離紙を加えた光学シートの上面図である。It is a top view of the optical sheet which added the release paper to the 2nd transparent structure used for FIG. 16a, FIG. 16b, and an adhesive layer. 図16cのF−F線断面図である。It is the FF sectional view taken on the line of FIG. 図16a,図16bに用いた一体成形された反射構造体の上面図である。FIG. 16B is a top view of the integrally formed reflecting structure used in FIGS. 16A and 16B. 図16eのG−G線断面図である。It is the GG sectional view taken on the line of FIG. 図16a,図16bの照明装置を用いた液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device using the illuminating device of FIG. 16a, FIG. 16b. もう一つの光源モジュールの上面図である。It is a top view of another light source module. 図17aのH−H線断面図である。It is the HH sectional view taken on the line of FIG. 図17a,図17bを複数個放熱板付の配線基板に接続した光源モジュールの上面図である。It is a top view of the light source module which connected FIG. 17a, FIG. 17b to the wiring board with two or more heat sinks. 図18aのI−I線断面図である。It is the II sectional view taken on the line of FIG. 図18a,図18bの光源モジュールを複数配列した照明装置の上面図である。It is a top view of the illuminating device which arranged the light source module of FIG. 18a, FIG. 18b in multiple numbers. 図18cのJ−J線断面図である。It is the JJ sectional view taken on the line of FIG. 図18c,図18dの照明装置を用いた液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device using the illuminating device of FIG. 18c and FIG. 18d. 図16g、又は図18eを用いた映像表示装置の背面側内部の概略平面図である。It is a schematic plan view inside the back side of the video display apparatus using FIG. 16g or FIG. 18e. 本発明のもう一つの光源モジュール225の上面図である。It is a top view of another light source module 225 of the present invention. 図19のK−K線断面図である。It is the KK sectional view taken on the line of FIG.

封止材でもある透明樹脂、或いはガラスなどで覆われた光源の出射光(放射光)は、空気との界面に対して臨界角を超えて入射すると全反射を起こし取り出せなくなる。この結果、光取り出し効率が低下するという問題がある。もう一つの問題は、臨界角の存在により光の取り出し領域が制約されることで、光源のもつ輝度均一性,視野角も同時に低下する。そして、もう一つの問題は、全反射を取り除く解決策にもなっているが、点光源からの放射光に対して半球型、又は半円柱型の光取り出し構造体(砲弾型構造体など)を用いている点である。即ち、界面を点光源に対する半球型形状とすることで全反射を防ぎ光り取り出し効率を向上できる。しかし、もう一方では平坦面の界面に比べて構造体の凸部形状の厚み分が加わり薄型化構造に対しては本質的に不利になるという問題がある。特に大型の構造体では、体積の増加も伴い軽量化にも不利になるという問題もある。
本発明は、光源からの放射光に対して光源を覆った透明材料の界面が常に直交する面を持つ薄型構造体を提供する手段により、界面に対する入射角を零にできるため高屈折率材料を用いても全反射を除去、抑制でき、光源モジュールの超薄形化,軽量化構造を実現する中で、光取り出し効率向上,輝度均一性向上,視野角拡大を同時に実現する。
Light emitted from a light source covered with a transparent resin, which is also a sealing material, or glass or the like (radiated light) enters the interface with air at a critical angle exceeding the critical angle and cannot be extracted. As a result, there is a problem that the light extraction efficiency is lowered. Another problem is that the light extraction area is restricted by the presence of the critical angle, so that the luminance uniformity and viewing angle of the light source are also lowered. Another problem is a solution that removes total reflection. However, a hemispherical or semi-cylindrical light extraction structure (such as a shell-type structure) is used for the light emitted from a point light source. It is a point to use. That is, by making the interface hemispherical with respect to the point light source, total reflection can be prevented and light extraction efficiency can be improved. On the other hand, however, there is a problem that the thickness of the convex portion of the structure is added compared to the interface of the flat surface, which is essentially disadvantageous for the thinned structure. In particular, a large structure has a problem in that it is disadvantageous in terms of weight reduction with an increase in volume.
In the present invention, since the incident angle with respect to the interface can be made zero by means of providing a thin structure having a surface in which the interface of the transparent material covering the light source is always orthogonal to the radiated light from the light source, the high refractive index material can be obtained. Even if it is used, total reflection can be removed and suppressed, and while realizing a light source module with an ultra-thin and lightweight structure, it simultaneously improves light extraction efficiency, brightness uniformity, and viewing angle expansion.

薄型化構造で全反射を除去,抑制する界面を形成する手段は、光源からの放射光に対して直交する面を形成し、曲率の異なる同心の半球型曲面をもつ透明構造体の界面を連続的に平面状に並べ、放射光に対して平行になる面と直交する面とを交互に形成した凹凸構造により実現する。界面に形成した凹凸構造を微細化することにより、透明構造体をより一層薄型化,軽量化構造にできる。   The means to form an interface that removes and suppresses total reflection with a thin structure is to form a surface that is orthogonal to the light emitted from the light source, and to continue the interface of a transparent structure with concentric hemispherical curved surfaces with different curvatures. This is realized by a concavo-convex structure in which a plane that is parallel to the radiated light and a plane that is orthogonal to the plane are alternately formed. By miniaturizing the concavo-convex structure formed at the interface, the transparent structure can be made thinner and lighter.

本発明のその他の効果としては、以下の点がある。
(1)LEDチップなどの光源を高屈折率材料で覆うことができるため、透明構造体を形 成する材料から外部への光取り出し効率向上に加えて、LEDチップなどの光源か ら透明材料への光取り出し効率も同時に向上でき、全体の効率向上に対して相乗効 果がある。
(2)界面の全領域から全反射を抑制できるため、単色LED,白色LEDなどの光源の 配光パターンに依存せず、光取り出し効率を向上できる。
(3)透明構造体側面の界面に反射構造体を形成した光源モジュールにおいて、反射構造 体からの反射光(鏡面反射)を透明構造体の界面(平行になる面)に直交するよう に形成することにより、放射光に加え反射光に対しても全反射を除去,抑制でき、 更に効率を向上できる。
(4)上記(3)の反射光に対して、反射構造体の反射光を発生させる面と、反射光を取 り出す透明構造体の界面(平行になる面)位置との組合せ構造により制御すること で輝度均一性を向上できる。
(5)透明構造体を機能面から光源を覆う封止部と光取り出しを行う凹凸構造の界面形成 部とに2分割し、後者の界面形成部を光学シート(光学フィルム)にすることによ り光源モジュールの組立性,歩留まり,使い勝手などを向上できる。
Other effects of the present invention include the following points.
(1) Since the light source such as the LED chip can be covered with a high refractive index material, in addition to improving the light extraction efficiency from the material forming the transparent structure to the outside, the light source such as the LED chip is changed to the transparent material. The light extraction efficiency can be improved at the same time, and there is a synergistic effect on the overall efficiency improvement.
(2) Since total reflection can be suppressed from the entire area of the interface, light extraction efficiency can be improved without depending on the light distribution pattern of a light source such as a single color LED or white LED.
(3) In a light source module in which a reflective structure is formed at the interface on the side of the transparent structure, the reflected light (specular reflection) from the reflective structure is formed so as to be orthogonal to the interface (parallel surface) of the transparent structure. As a result, total reflection can be removed and suppressed for reflected light as well as radiated light, and the efficiency can be further improved.
(4) For the reflected light of (3) above, control by the combined structure of the surface that generates the reflected light of the reflective structure and the interface (parallel surface) position of the transparent structure that extracts the reflected light. By doing so, the luminance uniformity can be improved.
(5) By dividing the transparent structure into two parts, a sealing part that covers the light source from the functional surface and an interface forming part of the concavo-convex structure for extracting light, and the latter interface forming part is made into an optical sheet (optical film) This improves the assembly, yield, and usability of the light source module.

図1aは、実施例1に関わる光源モジュール1の上面図を示す。図1bは、図1aで透明構造体5,周辺枠4を取り除いた光源モジュール1の上面図である。図2aは、図1aの光学的構造を示すA−A線断面図である。図2bは、光源モジュール1の図1bに示すB−B線での断面図である。図2cは、光源モジュール1の図1bに示すC−C線での断面図である。   FIG. 1 a is a top view of the light source module 1 according to the first embodiment. FIG. 1B is a top view of the light source module 1 with the transparent structure 5 and the peripheral frame 4 removed in FIG. 1A. 2a is a cross-sectional view taken along line AA showing the optical structure of FIG. 1a. 2b is a cross-sectional view of the light source module 1 taken along line BB shown in FIG. 1b. FIG. 2c is a cross-sectional view of the light source module 1 taken along line CC shown in FIG. 1b.

図1aで、光源としてのLEDチップ2は配線基板3上の中央部に配置され、配線基板3の上を四角形状の周辺枠4に収まるように透明構造体5で覆われている。   In FIG. 1 a, the LED chip 2 as a light source is disposed at the center of the wiring board 3, and the wiring board 3 is covered with a transparent structure 5 so as to fit in a rectangular peripheral frame 4.

図2aで、透明構造体5はLEDチップ2を中心に配置する形で複数の同心の曲率をもつ凹凸構造からなる界面9を形成している。界面9は、LEDチップ2からの放射光6(6−0,6−1,6−2,6−3……)に対して、離散的に直交する面7(7−0,7−1,7−2,7−3……)と平行になる面8(8−1,8−2,8−3……)とで交互に形成される。透明構造体5は、直交する面7の間に平行になる面8を挿入し、長さ(ピッチ)d10で曲率,形状を変化させることで、界面9を凸部が平面状に並ぶようにしている。つまり、凸部を構成する円のそれぞれの曲率は光源から遠ざかるにつれて小さくなっている。平行になる面8、即ち透明構造体5の断面においては円の半径の一部を等しい長さd10で形成することで、平面形状でリング状に形成された凹凸部の溝に発生する構造歪(熱膨張収縮歪,加圧変形歪など)を透明構造体5全体で均一化し低減している。同様に、凹凸構造の溝深さをLEDチップ2を配置した中央部に向かって一定の割合で増加させる場合もある。   In FIG. 2 a, the transparent structure 5 forms an interface 9 made of a concavo-convex structure having a plurality of concentric curvatures with the LED chip 2 positioned at the center. The interface 9 is a plane 7 (7-0, 7-1) discretely orthogonal to the emitted light 6 (6-0, 6-1, 6-2, 6-3...) From the LED chip 2. , 7-2, 7-3..., And planes 8 (8-1, 8-2, 8-3...) Parallel to each other. In the transparent structure 5, a parallel surface 8 is inserted between the orthogonal surfaces 7, and the curvature and shape are changed by a length (pitch) d10 so that the convex portions are arranged in a plane. ing. That is, the curvature of each circle constituting the convex portion decreases as the distance from the light source increases. In the cross section of the parallel surface 8, that is, in the cross section of the transparent structure 5, a part of the radius of the circle is formed with an equal length d10, so that the structural distortion generated in the groove of the concavo-convex portion formed in a ring shape in a planar shape. (Thermal expansion and contraction strain, pressure deformation strain, etc.) are uniformized and reduced throughout the transparent structure 5. Similarly, the groove depth of the concavo-convex structure may be increased at a constant rate toward the central portion where the LED chip 2 is disposed.

透明構造体5の断面において、面8はLEDチップ2を中心とする円の半径の一部であり、面7はLEDチップ2を中心とする円の弧または弦で構成されている。この結果、半球型の直交する面(最大半径をもつ半球面)12で形成される凸部の厚み13を除去でき、平坦な薄型構造を容易に実現している。この時、透明構造体5の中心部に配置されたLEDチップ2からの放射光6は界面9に対して直交する面7を透過するため全反射は抑制され、光取り出し効率は大幅に向上している。   In the cross section of the transparent structure 5, the surface 8 is a part of a radius of a circle centered on the LED chip 2, and the surface 7 is configured by an arc or string of a circle centered on the LED chip 2. As a result, the thickness 13 of the convex portion formed by the hemispherical orthogonal surface (the hemispherical surface having the maximum radius) 12 can be removed, and a flat thin structure can be easily realized. At this time, the radiated light 6 from the LED chip 2 disposed at the center of the transparent structure 5 is transmitted through the surface 7 orthogonal to the interface 9, so that total reflection is suppressed and the light extraction efficiency is greatly improved. ing.

特に薄型化の条件を緩和する場合は、界面9の並べ方は平面状である必要はない。   In particular, when the conditions for thinning are relaxed, the arrangement of the interfaces 9 does not have to be planar.

LEDチップ2の大きさは通常最小サイズでも約0.1mm角以上であるため、LEDチップ2の全発光領域は透明構造体5の界面9に対して必ずしも点光源にはならない。放射光6は直交する面7に対して直交せず(点光源からずれるため)、曲面である直交する面7の法線に対して入射角θiが発生する場合も起こる。このような場合でも、入射角θiが臨界角θo以内であれば全反射が抑制される(透過,屈折する)ため光取り出し効率は向上する。   Since the size of the LED chip 2 is usually about 0.1 mm square or more even at the minimum size, the entire light emitting area of the LED chip 2 is not necessarily a point light source with respect to the interface 9 of the transparent structure 5. The radiated light 6 is not orthogonal to the orthogonal surface 7 (because it deviates from the point light source), and an incident angle θi may occur with respect to the normal of the orthogonal surface 7 that is a curved surface. Even in such a case, if the incident angle θi is within the critical angle θo, total reflection is suppressed (transmitted and refracted), so that the light extraction efficiency is improved.

平行になる面8に放射光6が入射する場合も幾何光学的な構造から同様である。平行になる面8で全反射する反射光(点光源であれば入射せず、発生しない)は、隣接する直交する面7に入射し、直接的な放射光6とほぼ等しい入射角θiをもつ。従って、LEDチップ2のサイズや材料の屈折率で決まる臨界角θoを考慮し、透明構造体5(の界面9)の形状にばらつき幅を許容させて光取り出し効率を向上させている。   The same applies to the case where the emitted light 6 is incident on the parallel surface 8 because of the geometric optical structure. The reflected light totally reflected by the parallel surface 8 (does not enter and does not occur if it is a point light source) enters the adjacent orthogonal surface 7 and has an incident angle θi substantially equal to the direct radiation light 6. . Therefore, considering the critical angle θo determined by the size of the LED chip 2 and the refractive index of the material, the light extraction efficiency is improved by allowing a variation width in the shape of the transparent structure 5 (interface 9 thereof).

透明構造体5の界面9の表面積が図2aに示す水平方向(X,Y軸方向)に増加する場合は、界面9の全領域から全反射を防止,抑制して光取り出しをできるため放射光6に対する輝度均一性の向上と同時に視野角も拡大させている。   When the surface area of the interface 9 of the transparent structure 5 increases in the horizontal direction (X and Y axis directions) shown in FIG. 2a, the light can be extracted by preventing and suppressing total reflection from the entire area of the interface 9 The viewing angle is also increased at the same time that the luminance uniformity with respect to 6 is improved.

透明構造体5は、光透過率の高いシリコーン系樹脂(屈折率n1は1.4)を用いて形成されている。アクリル系樹脂を用いる場合もある。界面9の凹凸構造は、金型で一括形成されている。空気(屈折率no=1)に対して上記のシリコーン系樹脂を用いると臨界角θoは約45度になる。従って、直交する面7に対して全反射を抑制する入射角θiの条件は、放射光6に対して透過,屈折を許容すれば基本的に45度まで緩和できる。臨界角θoを考慮することで、界面9の形成,製造プロセスに対して加工,組立のばらつき精度を緩和すると共に歩留まり向上などのコストメリットも加わる。   The transparent structure 5 is formed using a silicone resin having a high light transmittance (refractive index n1 is 1.4). An acrylic resin may be used. The uneven structure of the interface 9 is collectively formed by a mold. When the silicone resin is used with respect to air (refractive index no = 1), the critical angle θo is about 45 degrees. Therefore, the condition of the incident angle θi for suppressing the total reflection with respect to the orthogonal surface 7 can basically be relaxed to 45 degrees if transmission and refraction of the radiated light 6 are allowed. By considering the critical angle θo, the formation of the interface 9 and the manufacturing process, the processing and assembly variation accuracy is eased, and cost merit such as yield improvement is added.

更に、入射角θiの自由度(θi≦θo)を活用することにより、機能の付加も実現できる。例えば、直交する面7の傾斜角度をずらすことで、透明構造体5からの放射光である透過光に対しても輝度均一性向上や集光特性の向上,制御を容易に実現することができる。   Furthermore, by adding the degree of freedom of the incident angle θi (θi ≦ θo), a function can be added. For example, by shifting the inclination angle of the orthogonal surface 7, it is possible to easily realize improvement in brightness uniformity, improvement in light collection characteristics, and control with respect to transmitted light that is radiated light from the transparent structure 5. .

透明構造体5は、モジュール形態によっては有機系材料に代り屈折率n1の大きいガラス等の無機系材料を用いる場合もある。即ち、透明構造体5に屈折率n1の高い低融点ガラス(300℃以下)を、また配線基板3、周辺枠4にセラミック基材を用いたモジュールである。LEDチップ2の基材屈折率n2が大きい(2.0以上)場合でも、透明構造体5を用いることにより界面9での全反射を防ぐことができるため、屈折率n1を基材屈折率n2に近づけることができる。従って、LEDチップ2から透明構造体5への光取り出し効率を向上させると同時に、透明構造体5から空気中(no)への光取り出し効率も向上させることができる。LEDチップ2に白色LED(例えば、青色LED+黄色蛍光体)を用いる場合は、粉末状の低融点ガラスに黄色蛍光体を混合,混練して一括溶融形成する場合もある。   The transparent structure 5 may use an inorganic material such as glass having a large refractive index n1 instead of an organic material depending on the module form. In other words, the transparent structure 5 is a module using a low melting point glass (300 ° C. or less) having a high refractive index n 1 and a ceramic substrate for the wiring substrate 3 and the peripheral frame 4. Even when the base material refractive index n2 of the LED chip 2 is large (2.0 or more), since the total reflection at the interface 9 can be prevented by using the transparent structure 5, the refractive index n1 is changed to the base material refractive index n2. Can be approached. Therefore, the light extraction efficiency from the LED chip 2 to the transparent structure 5 can be improved, and at the same time, the light extraction efficiency from the transparent structure 5 to the air (no) can be improved. When a white LED (for example, a blue LED + yellow phosphor) is used for the LED chip 2, the yellow phosphor may be mixed and kneaded with powdery low-melting glass to be collectively melted.

一方、透明構造体5を凹型に取り囲む配線基板3,周辺枠4の表面は高反射率の特性を備える。周辺枠4は配線基板3上、かつ、透明構造体5の側面に形成される。周辺枠4の内側面は、透明構造体5の側面と反射界面11を形成している。反射界面11の形状は、光源であるLEDチップ2の放射光6が透明構造体5の反射界面11で反射され(効率向上のため、反射界面11への入射角θiを全反射できるようにする場合もある)、透明構造体5の平行になる面8から取り出されるように形成されている。この時、周辺枠4について、反射光が平行になる面8に対して放射光6とは逆に直交するように反射界面11が傾斜して形成されている。   On the other hand, the surfaces of the wiring board 3 and the peripheral frame 4 surrounding the transparent structure 5 in a concave shape have a high reflectivity characteristic. The peripheral frame 4 is formed on the wiring substrate 3 and on the side surface of the transparent structure 5. The inner side surface of the peripheral frame 4 forms a reflective interface 11 with the side surface of the transparent structure 5. The shape of the reflective interface 11 is such that the emitted light 6 of the LED chip 2 that is a light source is reflected by the reflective interface 11 of the transparent structure 5 (to improve the efficiency, the incident angle θi to the reflective interface 11 can be totally reflected. In some cases, the transparent structure 5 is formed so as to be taken out from the parallel surface 8. At this time, with respect to the peripheral frame 4, the reflection interface 11 is formed so as to be inclined so as to be orthogonal to the surface 8 on which the reflected light is parallel and opposite to the radiated light 6.

図1bで、配線基板3は両面配線構造でありCuスルーホール14を介して表面の電極パターン(実線部)15(15−1,15−2,15−3)と裏面の電極パターン(破線部)16(16−1,16−2,16−3)との間を電気的に接続している。   In FIG. 1b, the wiring board 3 has a double-sided wiring structure, and the electrode pattern (solid line part) 15 (15-1, 15-2, 15-3) on the front surface and the electrode pattern (dashed line part) on the back surface via the Cu through hole 14. ) 16 (16-1, 16-2, 16-3) are electrically connected.

電極パターン15は、LEDチップ2の電極(図中省略)とAuワイヤー17−1,17−2で接続するための電極パターン15−1,15−2、及びLEDチップ2を搭載するためのダイボンディング部の電極パターン15−3とで形成されている。LEDチップ2にフリップチップを用いてCCB接続する場合もある。中央の電極パターン15−3は、LEDチップ2で発生した熱量を裏面に放熱するため複数本のCuスルーホール14を介して配線基板3の電極パターン16−3に接続される高放熱構造(低熱抵抗構造)を形成している。   The electrode pattern 15 includes electrodes (not shown) of the LED chip 2 and electrode patterns 15-1 and 15-2 for connection with Au wires 17-1 and 17-2, and a die for mounting the LED chip 2. It is formed with the electrode pattern 15-3 of the bonding part. In some cases, the LED chip 2 is CCB-connected using a flip chip. The central electrode pattern 15-3 has a high heat dissipation structure (low heat) connected to the electrode pattern 16-3 of the wiring board 3 through a plurality of Cu through holes 14 in order to dissipate the heat generated in the LED chip 2 to the back surface. Resistance structure).

図2b及び図2cにおいて、配線基板3はガラスエポキシ基板であり、両面に形成された電極パターン15(15−1,15−2,15−3),電極パターン16(16−1,16−2,16−3)を含み、配線基板3の表面上にはそれぞれ高反射率で高信頼度の白色レジスト層18及び白色レジスト層19が形成されている。配線基板3にフレキシブル配線基板を用いる場合もある。   2b and 2c, the wiring board 3 is a glass epoxy board, and electrode patterns 15 (15-1, 15-2, 15-3) and electrode patterns 16 (16-1, 16-2) formed on both surfaces. 16-3), and a white resist layer 18 and a white resist layer 19 having high reflectivity and high reliability are formed on the surface of the wiring board 3, respectively. A flexible wiring board may be used for the wiring board 3.

裏面のレジスト層19は、直接光学特性に関係しない場合、高反射率材料としない場合もある。電極パターン15,電極パターン16上へレジスト層18,レジスト層19が形成されない開口部20(20−1,20−2,20−3),開口部21(21−1,21−2,21−3)にはCu箔パターン上にNi/Auめっきが施されている。開口部20はLEDチップ2をDB/WBする領域を確保し、それ以外の領域をレジスト層18で覆って放射光を反射させている。裏面の開口部21は、光源モジュール1を外部配線基板(図示せず)や外部放熱構造部(図示せず)にはんだ接続などするために設けられている。
電極パターン15−3に形成した開口部20(20−3)では、LEDチップ2からの裏面への放射光に対して高反射特性を向上させるため、Ni/Auめっきの上にAgペーストによるダイボンディング層22を形成している。開口部20(20−3)は、Ni/Auめっきに代りNi/Agめっきを施す場合もある。更に、Agめっきに代えて、高反射特性(85%以上、Ag同等)で高信頼度なSnめっきを用い、高信頼度で高放熱の白色(或いは透明)ダイボンディング層22を薄く(1〜20μm程度)形成する場合もある。ダイボンディング層22には白色の高熱伝導性フィラー(アルミナ粒子など)入りのシリコーン系樹脂を用いている。
The resist layer 19 on the back surface may not be a high reflectivity material when it is not directly related to optical characteristics. Opening 20 (20-1, 20-2, 20-3), opening 21 (21-1, 21-2, 21-) in which resist layer 18 and resist layer 19 are not formed on electrode pattern 15 and electrode pattern 16 3) Ni / Au plating is applied on the Cu foil pattern. The opening 20 secures an area for DB / WB of the LED chip 2 and covers the other area with the resist layer 18 to reflect the radiated light. The opening 21 on the back surface is provided to solder the light source module 1 to an external wiring board (not shown) or an external heat dissipation structure (not shown).
In the opening 20 (20-3) formed in the electrode pattern 15-3, a die made of Ag paste on the Ni / Au plating in order to improve the high reflection characteristic with respect to the radiated light from the LED chip 2 to the back surface. A bonding layer 22 is formed. The opening 20 (20-3) may be subjected to Ni / Ag plating instead of Ni / Au plating. Furthermore, instead of Ag plating, highly reliable Sn plating with high reflection characteristics (85% or more, equivalent to Ag) is used, and the white (or transparent) die bonding layer 22 with high reliability and high heat dissipation is thinned (1 to 1). (About 20 μm). For the die bonding layer 22, a silicone resin containing a white high thermal conductive filler (such as alumina particles) is used.

白色のレジスト層18,レジスト層19を用いない場合として、配線基板3をガラスエポキシ基板に代えて白色のセラミック(アルミナ)基板を用いる場合もある。周辺枠4は白色の反射シート(アクリル系樹脂)を金型で成形して形成される。白色反射シートに代りに、高反射率の白色セラミック基板、或いは積層形成した白色レジスト層などで周辺枠4の外形を直接形成する場合もある。つまり、周辺枠4の表面は反射性を有しており、周辺枠4は白色セラミック基板,白色レジスト層等により高反射率(90%以上)の表面が形成されている。白色セラミック基板の場合は、配線基板3と周辺枠4を一体化した積層セラミック基板とすることで、高信頼度で高反射率,高効率特性を得ることができる。   As a case where the white resist layer 18 and the resist layer 19 are not used, a white ceramic (alumina) substrate may be used instead of the wiring substrate 3 as a glass epoxy substrate. The peripheral frame 4 is formed by molding a white reflective sheet (acrylic resin) with a mold. Instead of the white reflective sheet, the outer shape of the peripheral frame 4 may be directly formed with a white ceramic substrate having a high reflectance or a white resist layer formed in a laminated manner. That is, the surface of the peripheral frame 4 has reflectivity, and the peripheral frame 4 is formed with a high reflectance (90% or more) surface by a white ceramic substrate, a white resist layer, or the like. In the case of a white ceramic substrate, high reflectance and high efficiency characteristics can be obtained with high reliability by using a multilayer ceramic substrate in which the wiring substrate 3 and the peripheral frame 4 are integrated.

図3は、実施例2に関わる透明構造体25を用いた光源モジュール23で、光学的構造を示す断面図である。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。図3で、光源モジュール23の基本構造は光源としてのLEDチップ24を配線基板32の中央部に配置し、その上を四角形状の周辺枠33に収まるように透明構造体25で覆っている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an optical structure of the light source module 23 using the transparent structure 25 according to the second embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG. In FIG. 3, the basic structure of the light source module 23 is such that an LED chip 24 as a light source is disposed at the center of a wiring board 32 and is covered with a transparent structure 25 so as to fit in a rectangular peripheral frame 33.

透明構造体25から光取り出しを行う界面28は、LEDチップ24の真上に当たる中央部がフラットな界面27と凹凸構造からなる界面28をもつ。つまり、透明構造体25の光取出し面に平坦な領域が形成されている。界面27のフラットな領域は、全反射の起きない臨界角θoの範囲内31に形成されている。界面28は、LEDチップ24からの放射光26に対して直交する面29(29−1,29−2,29−3……)と平行になる面30(30−1,30−2,30−3……)で交互に形成されている。界面27,界面28は、透明構造体25を薄型化するため、基本的に一つの平面状に並べて配置されている。出射光を制御する場合、薄型化は緩和されるが界面28の並べ方にある程度の幅を持たせる場合もある。この場合でも、界面28の凹凸構造を微細化することで薄型化を独立に実現できる。   The interface 28 for extracting light from the transparent structure 25 has an interface 27 having a flat central portion that is directly above the LED chip 24 and an interface 28 having an uneven structure. That is, a flat region is formed on the light extraction surface of the transparent structure 25. The flat region of the interface 27 is formed within a critical angle θo 31 where total reflection does not occur. The interface 28 is a plane 30 (30-1, 30-2, 30) that is parallel to a plane 29 (29-1, 29-2, 29-3,...) Orthogonal to the emitted light 26 from the LED chip 24. -3 ...). The interface 27 and the interface 28 are basically arranged in one plane in order to reduce the thickness of the transparent structure 25. When the emitted light is controlled, the thickness reduction is alleviated, but there is a case where a certain amount of width is given to the arrangement of the interfaces 28. Even in this case, thinning can be realized independently by miniaturizing the uneven structure of the interface 28.

図4は、実施例3に関わる透明構造体34を用いた光源モジュール35で、光学的構造を示す断面図である。実施例2の透明構造体25に対する変形例である。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing an optical structure of the light source module 35 using the transparent structure 34 according to the third embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 25 of Example 2. FIG.

図4で、光源モジュール35の基本構造は光源としてのLEDチップ36を配線基板37の中央部に配置し、その上を四角形状の周辺枠38に収まるように透明構造体34で覆われている。   In FIG. 4, the basic structure of the light source module 35 is that an LED chip 36 as a light source is arranged at the center of a wiring board 37 and is covered with a transparent structure 34 so as to fit in a rectangular peripheral frame 38. .

透明構造体34から光取り出しを行う界面39は、フラットな界面40と凹凸構造からなる界面41で凸部が平面状に並ぶようにフラットに形成されている。界面40は、2つの領域からなり、LEDチップ36の真上方向に当たる中央部の界面40−1と周辺枠38の端部近傍の界面40−2でフラットな界面を形成している。つまり、平坦な領域が透明構造体34の中央部または透明構造体34の周辺部に形成されている。フラットな界面を設けることで構造の安定性を確保している。更に、界面40−2は周辺枠38との配置関係から金型成形時の凹凸構造からなる界面41を形成し易くしている。特に、連続的な平面を形成する場合、透明構造体34の境界領域での加工を容易にしている。   The interface 39 for extracting light from the transparent structure 34 is formed flat so that convex portions are arranged in a plane at a flat interface 40 and an interface 41 having a concavo-convex structure. The interface 40 is composed of two regions, and a flat interface is formed by the interface 40-1 at the center portion that is directly above the LED chip 36 and the interface 40-2 near the end of the peripheral frame 38. That is, a flat region is formed in the central part of the transparent structure 34 or the peripheral part of the transparent structure 34. The stability of the structure is secured by providing a flat interface. Furthermore, the interface 40-2 makes it easy to form the interface 41 having a concavo-convex structure at the time of molding from the arrangement relationship with the peripheral frame 38. In particular, when a continuous plane is formed, processing at the boundary region of the transparent structure 34 is facilitated.

界面40−1のフラットな領域は、LEDチップ36からの放射光45−1に対して全反射の起きない臨界角44θoの範囲内に形成されている。界面41は、LEDチップ36からの放射光45−1に対して直交する面42と平行になる面43で交互に形成されている。界面40−2では、LEDチップ36からの放射光45−2に対して全反射が起きやすい。この場合は、周辺枠38の反射界面47−1(周辺枠38と透明構造体34とで形成される傾斜した面)、配線基板37の反射界面47−2(配線基板3の白色反射レジスト層(図4では省略されているが、図2b,図2cのレジスト層18と同じ)と透明構造体34とで形成される面)と順次反射(多重反射)を繰り返し、界面41からの光取り出し構造を形成している。界面47−1,47−2の多重反射では、高反射率の部材を用いて効率を向上させている。   The flat region of the interface 40-1 is formed within a critical angle 44θo in which total reflection does not occur with respect to the emitted light 45-1 from the LED chip 36. The interfaces 41 are alternately formed with surfaces 43 that are parallel to the surfaces 42 that are orthogonal to the emitted light 45-1 from the LED chip 36. At the interface 40-2, total reflection tends to occur with respect to the radiation 45-2 from the LED chip 36. In this case, the reflective interface 47-1 of the peripheral frame 38 (the inclined surface formed by the peripheral frame 38 and the transparent structure 34), the reflective interface 47-2 of the wiring substrate 37 (the white reflective resist layer of the wiring substrate 3). (The surface formed by the transparent structure 34, which is omitted in FIG. 4 but is the same as the resist layer 18 in FIGS. 2b and 2c) and sequential reflection (multiple reflection), and light extraction from the interface 41 is repeated. Forming a structure. In the multiple reflection at the interfaces 47-1 and 47-2, the efficiency is improved by using a highly reflective member.

図5は、実施例4に関わる透明構造体48を用いた光源モジュール49で、光学的構造を示す断面図である。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。図5で、光源モジュール49の基本構造は光源としてのLEDチップ50を配線基板51の中央部に配置し、その上を四角形状の周辺枠52に収まるように透明構造体48で覆っている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing an optical structure of the light source module 49 using the transparent structure 48 according to the fourth embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG. In FIG. 5, the basic structure of the light source module 49 is that an LED chip 50 as a light source is arranged at the center of the wiring board 51 and is covered with a transparent structure 48 so as to fit in a rectangular peripheral frame 52.

透明構造体48から光取り出しを行う界面53は、LEDチップ50からの放射光54に対して直交する面55と平行になる面56を交互に繰り返す凹凸構造で形成され、その溝深さ57を一定とした構造を特徴とする。つまり、透明構造体における複数の凸部の厚さを等しくしている。溝深さ57を均一化することで透明構造体48の熱膨張などのストレスで発生する構造歪を均等化し低減している。更に、凹凸部構造を金型で形成する場合、容易に形成できている。   The interface 53 for extracting light from the transparent structure 48 is formed in a concavo-convex structure that alternately repeats a surface 56 that is parallel to a surface 55 that is orthogonal to the emitted light 54 from the LED chip 50, and has a groove depth 57. Characterized by a constant structure. That is, the thickness of the several convex part in a transparent structure is made equal. By making the groove depth 57 uniform, structural distortion generated by stress such as thermal expansion of the transparent structure 48 is equalized and reduced. Furthermore, when the uneven structure is formed with a mold, it can be easily formed.

図6は、実施例5に関わる透明構造体58を用いた光源モジュール59で、光学的構造を示す断面図である。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing an optical structure of the light source module 59 using the transparent structure 58 according to the fifth embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG.

図6で、光源モジュール59の基本構造は光源としてのLEDチップ60を配線基板61の中央部に配置し、その上を四角形状の周辺枠62に収まるように透明構造体58で覆っている。   In FIG. 6, the basic structure of the light source module 59 is such that an LED chip 60 as a light source is disposed at the center of a wiring board 61 and is covered with a transparent structure 58 so as to fit in a rectangular peripheral frame 62.

透明構造体58から光取り出しを行う界面(64+65)は、LEDチップ60からの放射光63に対して直交する面64と平行になる面65を交互に繰り返す凹凸構造で形成される中で、LEDチップ60から見た直交する面64の角度幅66を一定にした構造を特徴とする。つまり、複数の凸部を構成する弧のそれぞれの円周角を等しくしている。分割された直交する面64の角度幅66を一定にすることにより、LEDチップ60からの立体角を等しくし、光度を適正化している。更に、透明構造体58の熱膨張などのストレスで発生する中央部への構造歪を低減している。   The interface (64 + 65) for extracting light from the transparent structure 58 is formed with a concavo-convex structure that alternately repeats a surface 65 that is parallel to the surface 64 orthogonal to the radiation light 63 from the LED chip 60. The structure is characterized in that the angle width 66 of the orthogonal surface 64 viewed from the chip 60 is constant. That is, the circumference angles of the arcs constituting the plurality of convex portions are made equal. By making the angular width 66 of the divided orthogonal surfaces 64 constant, the solid angle from the LED chip 60 is made equal and the luminous intensity is optimized. Furthermore, the structural distortion to the central part generated by stress such as thermal expansion of the transparent structure 58 is reduced.

図7aは、実施例6に関わる透明構造体67を用いた光源モジュール68で、光学的構造を示す上面図である。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。   FIG. 7 a is a top view showing an optical structure of the light source module 68 using the transparent structure 67 according to the sixth embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG.

図7aで、光源モジュール68の基本構造は、光源としてのLEDチップ69を中央部に配置し、その上を矩形形状(細長形状)の周辺枠70の内部領域を透明構造体67で覆っている。透明構造体67の界面(実線と破線で繰り返した凹凸面)は周辺枠70の内部に納まる形で同心円状に形成されている。   In FIG. 7 a, the basic structure of the light source module 68 is that an LED chip 69 as a light source is arranged at the center, and the inner region of a rectangular (elongated) peripheral frame 70 is covered with a transparent structure 67. . The interface of the transparent structure 67 (uneven surface repeated with a solid line and a broken line) is concentrically formed so as to fit inside the peripheral frame 70.

同様に、図7bは、実施例6に関わる透明構造体71を用いた光源モジュール72で、光学的構造を示す上面図である。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。   Similarly, FIG. 7 b is a top view showing an optical structure of the light source module 72 using the transparent structure 71 according to the sixth embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG.

図7bで、光源モジュール72の基本構造は、光源としてのLEDチップ73を中央部に配置し、その上を円形形状(楕円形状でも同じ)の周辺枠74の内部領域を透明構造体71で覆っている。透明構造体71の界面(実線と破線で繰り返した凹凸面)は周辺枠74の内部に納まる形で同心円状に形成されている。   In FIG. 7 b, the basic structure of the light source module 72 is that an LED chip 73 as a light source is arranged in the center, and the inner region of a peripheral frame 74 having a circular shape (the same applies to an elliptical shape) is covered with a transparent structure 71. ing. The interface of the transparent structure 71 (uneven surface repeated with a solid line and a broken line) is concentrically formed so as to fit inside the peripheral frame 74.

図8は、実施例7に関わる透明構造体75を用いた光源モジュール76の一部で、透明構造体75の界面曲面構造を平坦面で形成した場合の部分構造図であり、断面図(XZ面)と上面図(XY面)を兼ねている。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。   FIG. 8 is a partial structural view of a part of the light source module 76 using the transparent structure 75 according to the seventh embodiment, in which the interface curved surface structure of the transparent structure 75 is formed as a flat surface. Plane) and a top view (XY plane). It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG.

図1a,図2aの透明構造体5の界面9を構成する直交する面7,平行になる面8の3次元的な曲面77(XZ面,YZ面)を平坦面78で形成した構造を特徴とする。直交する面7,平行になる面8に対する平坦面78のずれ量(角度)は、臨界角θo以内に収めている。ここで、透明構造体75の断面において、複数の凸部のそれぞれは、光源を中心とする円の半径の一部及び複数の円の弦で構成されている。曲面77を多分割し適正な微細平坦面構造(図8:78−1,78−2の2分割)とすることにより、界面77に対する金型形状の単純化,金型成型の簡易化,低コスト化を実現している。   A structure in which a three-dimensional curved surface 77 (XZ plane, YZ plane) of an orthogonal plane 7 and a parallel plane 8 constituting the interface 9 of the transparent structure 5 of FIGS. And The deviation amount (angle) of the flat surface 78 with respect to the orthogonal surface 7 and the parallel surface 8 is within the critical angle θo. Here, in the cross section of the transparent structure 75, each of the plurality of convex portions is configured by a part of a radius of a circle centering on the light source and a plurality of circular chords. By dividing the curved surface 77 into multi-parts and forming an appropriate fine flat surface structure (FIG. 8: two parts 78-1 and 78-2), the mold shape with respect to the interface 77 is simplified, the mold molding is simplified, and low Cost reduction is realized.

図9は、実施例8に関わる透明構造体79を用いた光源モジュール80で、光学的構造を示す上面図である。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。   FIG. 9 is a top view showing an optical structure of the light source module 80 using the transparent structure 79 according to the eighth embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG.

図9で、光源モジュール80の基本構造は光源としてのLEDチップ81を配線基板82の中央部に配置し、その上を四角形状の周辺枠83に収まるように透明構造体79で覆っている。   In FIG. 9, the basic structure of the light source module 80 is that an LED chip 81 as a light source is disposed at the center of the wiring board 82 and is covered with a transparent structure 79 so as to fit in a rectangular peripheral frame 83.

透明構造体79は、太線破線88の内部が直交する面84と平行になる面85で形成される凹凸構造89(凹部86が実線円、凸部87が破線円)を備え、それを除く領域は平坦面90を形成している。平坦面90は、凹凸構造89の表面を等価的に同一材料で埋められた構造をとっている。透明構造体79の凹凸構造89(全反射の発生しない領域)の配置を制御することにより、太線破線88を任意の形状,構造(文字,パターン)で表示することができる。凹凸構造89を微細化することで、透明構造体79の表面を平坦化すると同時に文字/パターン/マーク等の表示分解能を向上させることができている。   The transparent structure 79 includes a concavo-convex structure 89 (a concave line 86 is a solid line circle and a convex part 87 is a broken line circle) formed by a surface 85 in which the inside of the thick broken line 88 is parallel to the orthogonal surface 84, and a region excluding it. Forms a flat surface 90. The flat surface 90 has a structure in which the surface of the concavo-convex structure 89 is equivalently filled with the same material. By controlling the arrangement of the concavo-convex structure 89 (region where total reflection does not occur) of the transparent structure 79, the thick broken line 88 can be displayed in an arbitrary shape and structure (character, pattern). By miniaturizing the concavo-convex structure 89, the surface of the transparent structure 79 can be flattened and at the same time the display resolution of characters / patterns / marks and the like can be improved.

図10aは、実施例9に関わる第一の透明構造体98と第二の透明構造体93で構成される透明構造体91を用いた光源モジュール92の断面図である。図10bは、第二の透明構造体93の断面図を示す。図10cは、光源モジュール92で第二の透明構造体93を取り除いた光源モジュール94の断面図である。実施例1の透明構造体5に対する変形例である。   FIG. 10 a is a cross-sectional view of a light source module 92 using a transparent structure 91 composed of a first transparent structure 98 and a second transparent structure 93 according to the ninth embodiment. FIG. 10 b shows a cross-sectional view of the second transparent structure 93. FIG. 10 c is a cross-sectional view of the light source module 94 with the second transparent structure 93 removed from the light source module 92. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG.

図10aで、光源モジュール92の基本構造は、光源としてのLEDチップ95を配線基板96の中央部に配置し、その上を周辺枠97の高さにまで収まるように第一の透明構造体98で覆い(光源モジュール94の形成)、その上に図10bに示すフィルムまたはシートで形成される第二の透明構造体93を用いて形成している。LEDチップ95からの放射光102に対して形成された第二の透明構造体93の凹凸構造103は、前記した実施例1などでの光学的な配置関係と同じである。   In FIG. 10 a, the basic structure of the light source module 92 is that the first transparent structure 98 is arranged such that the LED chip 95 as a light source is disposed at the center of the wiring board 96 and the top thereof is accommodated at the height of the peripheral frame 97. (The light source module 94 is formed), and a second transparent structure 93 formed of a film or a sheet shown in FIG. 10b is formed thereon. The concave-convex structure 103 of the second transparent structure 93 formed with respect to the emitted light 102 from the LED chip 95 is the same as the optical arrangement relationship in the first embodiment described above.

透明構造体91は、第一の透明構造体98と第二の透明構造体93とで構成され、第一の透明構造体98の屈折率n1a,第二の透明構造体93の屈折率n1bはほぼ等しい。
つまり、第二の透明構造体93の屈折率と第一の透明構造体98の屈折率との比率を0.9以上1.1としている。図10cに示すように、第一の透明構造体98は、あらかじめ光源モジュール94において透明なシリコーン系樹脂を用いて、周辺枠97の上部高さまで平坦面状の界面101を備えるように形成される。第二の透明構造体93は図10bに示すように凹凸構造を有する透明なアクリル系樹脂層99と透明な粘着剤層100の2層構造でシート状(フィルム状)に形成されており、各々の屈折率もほぼ等しい。つまり、第二の透明構造体の屈折率と粘着剤層100の屈折率との比率を0.9以上1.1としている。
The transparent structure 91 includes a first transparent structure 98 and a second transparent structure 93, and the refractive index n1a of the first transparent structure 98 and the refractive index n1b of the second transparent structure 93 are Almost equal.
That is, the ratio between the refractive index of the second transparent structure 93 and the refractive index of the first transparent structure 98 is set to 0.9 or more and 1.1. As shown in FIG. 10 c, the first transparent structure 98 is formed so as to have the flat surface-like interface 101 up to the upper height of the peripheral frame 97 by using a transparent silicone resin in advance in the light source module 94. . The second transparent structure 93 is formed in a sheet shape (film shape) with a two-layer structure of a transparent acrylic resin layer 99 having a concavo-convex structure and a transparent adhesive layer 100 as shown in FIG. The refractive indexes of are substantially equal. That is, the ratio between the refractive index of the second transparent structure and the refractive index of the pressure-sensitive adhesive layer 100 is set to 0.9 or more and 1.1.

光源モジュール92は、第二の透明構造体93の粘着剤層100を用いて前記した光源モジュール94の第一の透明構造体98の界面101に密着させて形成される。この時、界面101にはボイドなどを含まないようにするため、粘着剤層100に格子状の空気抜け構造(図示せず)を形成して張り付けている。   The light source module 92 is formed in close contact with the interface 101 of the first transparent structure 98 of the light source module 94 using the adhesive layer 100 of the second transparent structure 93. At this time, in order to prevent the interface 101 from containing voids or the like, a lattice-like air escape structure (not shown) is formed and attached to the adhesive layer 100.

図10aは、光源モジュール92の基本構成のみを示しているが、複数個用いて平面的、2次元的に連続して配列する場合もある。図10aに示すように、第二の透明構造体93を周辺枠97の上部を覆う構造とすることにより、隣接部の境目で起こる非発光部を取り除き境界むらの除去と同時に視野角を拡大している。周辺枠97の上部を鋭角、或いは細線上の構造(図示せず)にして、非発光部の境界むらを取り除く場合もある。また、視野角拡大では、光源モジュール92の構造を幾何学的に薄型化と大面積化により180度に近づけられる。   FIG. 10a shows only the basic configuration of the light source module 92, but there are cases where a plurality of light source modules 92 are used and arranged two-dimensionally in a two-dimensional manner. As shown in FIG. 10a, the second transparent structure 93 has a structure that covers the upper part of the peripheral frame 97, thereby removing the non-light-emitting portion that occurs at the boundary of the adjacent portion and simultaneously expanding the viewing angle. ing. In some cases, the upper portion of the peripheral frame 97 has an acute angle or thin line structure (not shown) to remove unevenness in the boundary of the non-light emitting portion. In addition, when the viewing angle is expanded, the structure of the light source module 92 can be brought closer to 180 degrees by geometrically thinning and large area.

図11aは、実施例10に関わる光源モジュール104で、実施例1の光源であるLEDチップ2に対する変形例を示す断面図である。   FIG. 11 a is a cross-sectional view showing a modification of the LED chip 2 that is the light source of the first embodiment in the light source module 104 according to the tenth embodiment.

光源105は青色のLEDチップ106と蛍光体を分散した透明樹脂107とからなり、LEDチップ106を透明樹脂107でほぼ半球状で全体を覆っている。透明樹脂107の形状は金型成形、或いはポッティングで形成している。LEDチップ106の上部に形成される蛍光体厚み108は励起光を透過させるため、5〜50μmtとしている。透明
樹脂107にはLEDチップ106を励起光源とするYAG(Ce)蛍光体を分散させて用いている。同様にして、励起光源にUV−LEDを用いて3波長蛍光体を分散させる場合もある。
The light source 105 includes a blue LED chip 106 and a transparent resin 107 in which a phosphor is dispersed. The LED chip 106 is substantially hemispherically covered with the transparent resin 107. The shape of the transparent resin 107 is formed by die molding or potting. The phosphor thickness 108 formed on the LED chip 106 is set to 5 to 50 μmt in order to transmit the excitation light. In the transparent resin 107, a YAG (Ce) phosphor using the LED chip 106 as an excitation light source is dispersed and used. Similarly, the three-wavelength phosphor may be dispersed using a UV-LED as an excitation light source.

図11bは、実施例11に関わる光源モジュール109で、実施例10の変形例を示す断面図である。   FIG. 11B is a cross-sectional view showing a modification of the tenth embodiment of the light source module 109 according to the eleventh embodiment.

光源110はLEDチップ111と、蛍光体を含まない第一の透明樹脂112と、蛍光体を分散した第二の透明樹脂113とからなり、第一の透明樹脂112はLEDチップ111を覆い、第二の透明樹脂113は第一の透明樹脂112を覆っている。第一の透明樹脂112,第二の透明樹脂113は、LEDチップ111を中心に配置したほぼ半球状の形状で覆っている。第二の透明樹脂113は、LEDチップ111から見た球殻の厚み114をほぼ一定(5〜50μmt)にし、励起光も均一に透過させている。第二の透明樹脂
113には青色のLEDチップ111を励起光源とするYAG(Ce)蛍光体を分散させて用いている。同様にして、励起光源にUV−LEDを用いて3波長蛍光体を分散させる場合もある。
The light source 110 includes an LED chip 111, a first transparent resin 112 that does not include a phosphor, and a second transparent resin 113 in which the phosphor is dispersed. The first transparent resin 112 covers the LED chip 111, and The second transparent resin 113 covers the first transparent resin 112. The first transparent resin 112 and the second transparent resin 113 are covered with a substantially hemispherical shape centered on the LED chip 111. The second transparent resin 113 keeps the spherical shell thickness 114 viewed from the LED chip 111 to be substantially constant (5 to 50 μmt), and transmits the excitation light uniformly. In the second transparent resin 113, a YAG (Ce) phosphor using the blue LED chip 111 as an excitation light source is dispersed and used. Similarly, the three-wavelength phosphor may be dispersed using a UV-LED as an excitation light source.

図11cは、実施例12に関わる光源モジュール115で、実施例10の変形例を示す断面図である。   FIG. 11C is a cross-sectional view showing a modification of the tenth embodiment of the light source module 115 according to the twelfth embodiment.

光源116はLEDチップ117と蛍光体を分散した透明樹脂118とからなり、LEDチップ117に対しては一定の厚み(5〜50μmt)119の透明樹脂118で上面の
みを部分的に覆っている。LEDチップ117からの放射光は、側面からは直接の励起光,上面からは蛍光体発光と励起光を取り出している。
The light source 116 includes an LED chip 117 and a transparent resin 118 in which a phosphor is dispersed. The LED chip 117 partially covers only the upper surface with a transparent resin 118 having a constant thickness (5 to 50 μmt) 119. The radiated light from the LED chip 117 takes out direct excitation light from the side surface, and phosphor emission and excitation light from the upper surface.

図12aは、実施例13に関わる光源モジュール120で、実施例12の変形例を示す断面図である。   FIG. 12 a is a cross-sectional view illustrating a modification of the twelfth embodiment of the light source module 120 according to the thirteenth embodiment.

光源121はLEDチップ122と蛍光体を分散した透明樹脂123とからなる。光源121の上には、全反射を除去,抑制する凹凸構造からなる界面124を備えた透明構造体125が形成されている。透明構造体125の中央部には、全反射が発生しないようにして曲率半径を小さくした球面上の凹部形状126が形成されている。これにより、光源121の真上からの出射光を制御し、光源モジュール120からの光取り出し強度を均一化している。   The light source 121 includes an LED chip 122 and a transparent resin 123 in which a phosphor is dispersed. On the light source 121, a transparent structure 125 having an interface 124 made of an uneven structure that removes and suppresses total reflection is formed. A concave portion 126 on a spherical surface having a small radius of curvature is formed at the center of the transparent structure 125 so that total reflection does not occur. Thereby, the light emitted from directly above the light source 121 is controlled, and the light extraction intensity from the light source module 120 is made uniform.

図12bは、実施例14に関わる光源モジュール127で、実施例13の変形例を示す断面図である。   FIG. 12B is a cross-sectional view showing a modification of the thirteenth embodiment, which is a light source module 127 according to the fourteenth embodiment.

透明構造体128の中央部には、全反射が発生しないようにして逆円錐型の凹部形状129が形成されている。これにより、光源130の真上からの出射光を制御し、光源モジュール127からの光取り出し強度を均一化している。   An inverted conical recess 129 is formed at the center of the transparent structure 128 so as not to cause total reflection. Thereby, the light emitted from directly above the light source 130 is controlled, and the light extraction intensity from the light source module 127 is made uniform.

図13aは、実施例15に関わる光源モジュール131で、実施例1の変形例を示す断面図である。   FIG. 13A is a cross-sectional view showing a modification of the first embodiment in the light source module 131 according to the fifteenth embodiment.

光源モジュール131は、配線基板132の上にLEDチップ133、その周辺側面に反射構造体134を配置し、その上を透明構造体135で覆うように形成されている。LEDチップ133からの放射光136は、透明構造体135の上部の界面137から、直接取り出される出射光138−1と反射構造体134で反射されて出で来る反射光138−2で取り出されている。   The light source module 131 is formed so that the LED chip 133 is disposed on the wiring substrate 132, the reflective structure 134 is disposed on the peripheral side surface thereof, and the transparent structure 135 is covered thereon. The emitted light 136 from the LED chip 133 is extracted from the interface 137 on the upper side of the transparent structure 135 by the outgoing light 138-1 that is directly extracted and the reflected light 138-2 that is reflected by the reflective structure 134 and is output. Yes.

出射光138−1は、放射光136に対して界面137を構成する直交する面139(139−0,139−1,139−2……)から取り出される。反射光138−2は、放射光136に対して界面137を構成する平行になる面141(141−1,141−2,141−3……)に対して、直交する面として作用するように反射構造体134の界面140で反射(主に、鏡面反射)させて取り出されている。   Outgoing light 138-1 is extracted from orthogonal surfaces 139 (139-0, 139-1, 139-2,...) That form the interface 137 with respect to the emitted light 136. The reflected light 138-2 acts as a surface orthogonal to the parallel surface 141 (141-1, 141-2, 141-3...) Constituting the interface 137 with respect to the radiated light 136. The light is taken out by being reflected (mainly specular reflection) at the interface 140 of the reflective structure 134.

界面140の形状は、LEDチップ133と反射構造体134、及び透明構造体135の形状,配置により幾何光学的に決定され、断面が凸曲面構造(放物線近似曲線,楕円近似曲線など)をとる。即ち、LEDチップ133の任意表面(点光源)からでる放射光136に対して透明構造体135の平行になる面141で反射光138−2を直交させて取り出す場合、反射構造体134の界面140の形状,位置は前記した凸曲面構造で一意的に決定される。反射構造体134は、高反射率で高信頼度の白色アクリル系樹脂を用いて金型成形されている。   The shape of the interface 140 is determined geometrically and optically by the shape and arrangement of the LED chip 133, the reflective structure 134, and the transparent structure 135, and has a convex curved surface structure (parabolic approximate curve, elliptic approximate curve, etc.). That is, when the reflected light 138-2 is taken out orthogonally on the surface 141 parallel to the transparent structure 135 with respect to the emitted light 136 emitted from the arbitrary surface (point light source) of the LED chip 133, the interface 140 of the reflective structure 134. The shape and position are uniquely determined by the convex curved surface structure described above. The reflective structure 134 is molded using a white acrylic resin with high reflectivity and high reliability.

LEDチップ133からの放射光136は、光源であるLEDチップ133の放射パターンに依存せず出射光138−1,反射光138−2の殆ど全てを取り出すことができるため、光源モジュール131の光取り出し効率を大幅に向上させている。   Since the emitted light 136 from the LED chip 133 can extract almost all of the emitted light 138-1 and reflected light 138-2 without depending on the radiation pattern of the LED chip 133 that is a light source, the light extraction of the light source module 131 is possible. The efficiency is greatly improved.

図13bは、実施例16に関わる光源モジュール142で、実施例15の変形例を示す断面図である。   FIG. 13 b is a cross-sectional view showing a modification of the fifteenth embodiment, which is a light source module 142 according to the sixteenth embodiment.

光源モジュール142は、配線基板143の上にLEDチップ144、その周辺側面に反射構造体145を配置し、その上を透明構造体146で覆うように形成されている。LEDチップ144からの放射光147は、透明構造体146の上部の界面148から直接取り出される出射光149−1と反射構造体145で反射されて出で来る反射光149−2で取り出されている。反射構造体145について透明構造体146と接する部分は階段状としている。   The light source module 142 is formed so that the LED chip 144 is disposed on the wiring substrate 143, the reflective structure 145 is disposed on the peripheral side surface thereof, and the transparent structure 146 is covered thereon. The emitted light 147 from the LED chip 144 is extracted as outgoing light 149-1 that is directly extracted from the interface 148 on the top of the transparent structure 146 and reflected light 149-2 that is reflected by the reflective structure 145 and is output. . A portion of the reflective structure 145 that is in contact with the transparent structure 146 has a stepped shape.

出射光149−1は、放射光147に対して界面148を構成する直交する面150(150−0,150−1,150−2……)から取り出される。反射光149−2は、放射光147に対して界面148を構成する平行になる面151(151−1,151−2,151−3……)に対して、直交する面として作用するように反射構造体145の界面152で反射(主に、鏡面反射)させて取り出されている。   The outgoing light 149-1 is extracted from a surface 150 (150-0, 150-1, 150-2,...) Orthogonal to the radiation light 147 that forms the interface 148. The reflected light 149-2 acts as a surface orthogonal to the parallel surface 151 (151-1, 151-2, 151-3...) Constituting the interface 148 with respect to the radiated light 147. The light is reflected (mainly specularly reflected) at the interface 152 of the reflective structure 145 and taken out.

界面152は、放射光147に対して平行になる面(反射しない面)153と放射光147を反射させる面154とで交互に段差構造により形成されている。実施例15の場合と異なり、界面152に平行になる面153を加えることで、反射光149−2を取り出す透明構造体146の界面148の位置,領域を拡大させている。これにより、放射光147に対して透明構造体146の平行になる面151を反射構造体145の界面152での反射光155に対して直交する面156(平行になる面151と同じ面)とする中で、透明構造体146の平行になる面151(直交する面156)に対してほぼ全体領域からの光取り出しを行い、輝度均一性を向上させている。   The interface 152 is formed by a step structure alternately with a surface 153 parallel to the radiated light 147 (a surface that does not reflect) and a surface 154 that reflects the radiated light 147. Unlike the case of the fifteenth embodiment, by adding a surface 153 parallel to the interface 152, the position and area of the interface 148 of the transparent structure 146 from which the reflected light 149-2 is extracted are expanded. As a result, the surface 151 that is parallel to the transparent structure 146 with respect to the radiated light 147 and the surface 156 that is orthogonal to the reflected light 155 at the interface 152 of the reflective structure 145 (the same surface as the surface 151 that is parallel). In the meantime, light is extracted from almost the entire area of the parallel surface 151 (orthogonal surface 156) of the transparent structure 146 to improve the luminance uniformity.

図14は、実施例17に関わる複数の光源モジュール157(157−1,157−2……)の断面図である。   FIG. 14 is a cross-sectional view of a plurality of light source modules 157 (157-1, 157-2...) According to the seventeenth embodiment.

複数の光源モジュール157(157−1,157−2……)は、LEDチップ158と反射構造体159を配線基板160に搭載し、その上に透明構造体161が形成され、一体形成されている。透明構造体161は、第一の構造体169と第二の構造体170で構成されている。   In the plurality of light source modules 157 (157-1, 157-2,...), The LED chip 158 and the reflective structure 159 are mounted on the wiring board 160, and the transparent structure 161 is formed thereon and formed integrally. . The transparent structure 161 includes a first structure 169 and a second structure 170.

図15aは、透明構造体161を構成する第二の構造体170の上面図である。   FIG. 15 a is a top view of the second structure 170 constituting the transparent structure 161.

図15bは、図15aのD−D線断面図であり、第二の構造体170に剥離セパレータ171を取り付けた構造を示す。   15b is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 15a, and shows a structure in which a release separator 171 is attached to the second structure 170. FIG.

図14に示すように、配線基板160は両面配線構造であり、各光源モジュール157毎にLEDチップ158を搭載する基板中央部で両面に配線パターン162−1,162−2がCuスルーホール163で接続され、AGSP基板構造により高放熱構造を形成している。配線基板160の表面にはCuスルーホール163を除く領域に高反射率の白色レジスト164が形成されている。配線基板160の裏面に形成される配線パターン162−2は薄型アルミ板からなる放熱筐体165に高熱伝導性の粘着シート166を介して密着され、LEDチップ158からの発熱を効率よく放熱している。   As shown in FIG. 14, the wiring board 160 has a double-sided wiring structure, and wiring patterns 162-1 and 162-2 are formed on both sides of the Cu through hole 163 at the center of the board on which the LED chip 158 is mounted for each light source module 157. The high heat dissipation structure is formed by the AGSP substrate structure. On the surface of the wiring board 160, a white resist 164 having a high reflectivity is formed in a region excluding the Cu through hole 163. A wiring pattern 162-2 formed on the back surface of the wiring board 160 is closely attached to a heat radiating housing 165 made of a thin aluminum plate via a highly heat conductive adhesive sheet 166, and efficiently dissipates heat generated from the LED chip 158. Yes.

放熱筐体165として高熱伝導性の薄型カーボンシート(0.1〜1.0mmt)を用いる場合もある。平面横方向に対する異方性の熱伝導率はCuレベルであり、配線パターン162−2の発熱部から周辺部(図示せず)への熱引きを向上させて外部空気中への高放熱構造を実現している。同時に、アルミ板からカーボンシートにすることで、軽量化も実現している。   A thin carbon sheet (0.1 to 1.0 mmt) with high thermal conductivity may be used as the heat radiating casing 165. The anisotropic thermal conductivity with respect to the horizontal direction in the plane is Cu level, and the heat dissipation from the heat generating part of the wiring pattern 162-2 to the peripheral part (not shown) is improved to provide a high heat dissipation structure to the outside air. Realized. At the same time, the weight has been reduced by converting the aluminum sheet into a carbon sheet.

配線パターン162−2の構造は、LEDチップ158,Cuスルーホール163の面積よりも1桁以上大きな形状で厚い銅箔(50〜150μmt)を用いて熱広がり構造を形
成し、放熱筐体165への高放熱性を確保している。
The structure of the wiring pattern 162-2 is a shape that is one digit larger than the area of the LED chip 158 and the Cu through hole 163, and a thick copper foil (50 to 150 μmt) is used to form a heat spreading structure, to the heat radiating case 165. High heat dissipation is ensured.

LEDチップ158が搭載されるCuスルーホール163上の配線パターン162−1の表面には、Ni/Agめっき167を施し、LEDチップ158からの光束を反射させている。高信頼性や光学特性を確保するためNi/Ag/Auめっき、或いはNi/Snめっきを用いる場合もある。Cuスルーホール163とLEDチップ158の接続には、LEDチップ158の裏面をメタライズし、Au/Au,Au/Sn接合で固着(ダイボンディング)している。裏面メタライズを形成しない場合は直接白色のシリコーン系樹脂(高反射率部材)で固着する。この場合、固着部の熱抵抗を低減するため厚さを1〜20μm以内に薄くする。また、配線基板160に白色のアルミナ基板を用いる場合は、LEDチップ158のダイボンディング材に透明なシリコーン系樹脂(透過)を用いアルミナ基板で反射させる場合もある。   Ni / Ag plating 167 is applied to the surface of the wiring pattern 162-1 on the Cu through-hole 163 on which the LED chip 158 is mounted, and the light flux from the LED chip 158 is reflected. In order to ensure high reliability and optical characteristics, Ni / Ag / Au plating or Ni / Sn plating may be used. For the connection between the Cu through hole 163 and the LED chip 158, the back surface of the LED chip 158 is metallized and fixed (die bonding) with an Au / Au or Au / Sn junction. When the back metallization is not formed, it is directly fixed with a white silicone resin (high reflectivity member). In this case, the thickness is reduced within 1 to 20 μm in order to reduce the thermal resistance of the fixing portion. When a white alumina substrate is used for the wiring substrate 160, a transparent silicone resin (transmission) may be used for the die bonding material of the LED chip 158 and reflected by the alumina substrate.

配線基板160の上にはLEDチップ158とその周辺を取り囲む反射構造体159が配置され、その上に透明構造体161が形成されている。隣接する反射構造体159−1,159−2は、段差構造を一体化する形で形成されている。   On the wiring substrate 160, the LED chip 158 and a reflective structure 159 surrounding the periphery thereof are arranged, and a transparent structure 161 is formed thereon. Adjacent reflection structures 159-1 and 159-2 are formed so as to integrate step structures.

透明構造体161は、反射構造体159の最高部位の面168で第一の構造体169と第二の構造体170に2分されて形成されている。   The transparent structural body 161 is formed by being divided into a first structural body 169 and a second structural body 170 at the top surface 168 of the reflective structural body 159.

第一の構造体169は、表面が単調な平坦面、或いは平坦面で近似される凹面、又は凸面をもち、シリコーン系透明樹脂で形成されている。   The first structure 169 has a monotonous flat surface, a concave surface approximated by a flat surface, or a convex surface, and is formed of a silicone-based transparent resin.

第二の構造体170は、図15a,図15bに示すように、アクリル系透明樹脂層173とアクリル系透明樹脂で透過率の高い粘着剤層174の積層構造で形成されている。図15bの第二の構造体170は、アクリル系透明樹脂層173の光を取り出す面側に全反射を除去,抑制する凹凸界面172が形成されている。   As shown in FIGS. 15A and 15B, the second structure 170 is formed by a laminated structure of an acrylic transparent resin layer 173 and an adhesive layer 174 having a high transmittance made of an acrylic transparent resin. In the second structure 170 in FIG. 15B, an uneven interface 172 is formed on the surface of the acrylic transparent resin layer 173 from which light is extracted to remove and suppress total reflection.

第一の構造体169と第二の構造体170は、前記した単調な平坦面を吸収できる粘着剤層174を介して最高部位の面168で密着一体化され、透明構造体161を形成している。透明構造体161の凹凸界面172は、LEDチップ158からの放射光175に対して全反射を除去,抑制する構造に形成されている。   The first structure 169 and the second structure 170 are closely integrated with each other at the surface 168 of the highest part via the adhesive layer 174 capable of absorbing the above-described monotonous flat surface to form a transparent structure 161. Yes. The uneven interface 172 of the transparent structure 161 is formed in a structure that removes and suppresses total reflection with respect to the radiated light 175 from the LED chip 158.

光学的な面から、第一の構造体169の屈折率n1aとして1.4を用い、第二の構造体170の屈折率n1bとして1.4から1.7を用いて、n1a≦n1bの関係を維持している。許容される屈折率niの数値範囲は、臨界角の存在などから、第一の構造体169の屈折率n1aと第二の構造体170の屈折率n1bとの比率を0,9以上1.1以下で満足させることにより、透明構造体161の内部での全反射を抑制できている。また、n1a<n1bとして、差を設ける場合もある。放射光が第一の構造体から第二の構造体に入射する場合、屈折率差を用いて集光機能を実現できる。   From the optical aspect, the relationship of n1a ≦ n1b is used, using 1.4 as the refractive index n1a of the first structure 169 and 1.4 to 1.7 as the refractive index n1b of the second structure 170. Is maintained. The allowable numerical range of the refractive index ni is such that the ratio of the refractive index n1a of the first structure 169 and the refractive index n1b of the second structure 170 is 0.9 or more and 1.1 due to the existence of a critical angle. By satisfying the following, total reflection inside the transparent structure 161 can be suppressed. In some cases, a difference is provided as n1a <n1b. When the emitted light is incident on the second structure from the first structure, a condensing function can be realized using the difference in refractive index.

更に、透明構造体161から外部(空気中no=1.0)への全反射を除去,抑制できているため、屈折率n1a,n1bをLEDチップ158の基材屈折率n2(青色LEDの場合、n2=2.4)まで近づけることができる。即ち、LEDチップ158から透明構造体161への光取り出し効率も同時に大幅に向上できる効果が得られる。   Furthermore, since the total reflection from the transparent structure 161 to the outside (no in the air = 1.0) can be removed and suppressed, the refractive indexes n1a and n1b are changed to the base material refractive index n2 of the LED chip 158 (in the case of a blue LED). N2 = 2.4). That is, the light extraction efficiency from the LED chip 158 to the transparent structure 161 can be greatly improved at the same time.

LEDチップ158に対する反射構造体159,透明構造体161(169+170)の形状を大型化と同時に薄型化することにより、視野角が拡大され180度近くにできている。   By reducing the shape of the reflective structure 159 and the transparent structure 161 (169 + 170) with respect to the LED chip 158 at the same time as increasing the size, the viewing angle is increased to nearly 180 degrees.

隣接する光源モジュール157−1,157−2間の輝度むらは、反射構造体159−1,159−2の上部に透明構造体161を構成する第二の構造体170を配置する構造をとるため、放射光175が行き交うことができ緩和,抑制される。   The luminance unevenness between the adjacent light source modules 157-1 and 157-2 has a structure in which the second structure 170 constituting the transparent structure 161 is arranged on the upper part of the reflecting structures 159-1 and 159-2. The radiated light 175 can be exchanged and relaxed and suppressed.

透明構造体161が2分割されているため、第二の構造体170を後工程で組み立てることができ、光源モジュール157の作業性,歩留まりを向上させている。   Since the transparent structure 161 is divided into two parts, the second structure 170 can be assembled in a later process, and the workability and yield of the light source module 157 are improved.

光源モジュールの薄型化については、LEDチップ158,配線基板160,透明構造体161(169+170),反射構造体159で構成される光源モジュール157の場合、一例として光源モジュール157のサイズ:30mm角,LEDチップ158のサイズ
:0.3mm角、更に配線基板160の厚み:0.5mm,反射構造体159の厚み:1.0mm
,第二の構造体170の厚み:0.5mmとすると、約2.0mmにできる。半球型の透明構造
体の場合は高さが16mm以上になるため1桁近くの低減効果がある。薄型化の効果は、光
源モジュール157のサイズを増加できる場合、厚さが基本的に増大しないため更に増加させることができる。同時に、第二の構造体170の体積,重量の増加も抑制できるため、光源モジュール157の軽量化に対しても大きな割合で低減効果が得られる。
Regarding the thinning of the light source module, in the case of the light source module 157 including the LED chip 158, the wiring substrate 160, the transparent structure 161 (169 + 170), and the reflection structure 159, as an example, the size of the light source module 157: 30 mm square, LED Chip 158 size: 0.3 mm square, wiring board 160 thickness: 0.5 mm, reflection structure 159 thickness: 1.0 mm
If the thickness of the second structure 170 is 0.5 mm, the thickness can be about 2.0 mm. In the case of a hemispherical transparent structure, since the height is 16 mm or more, there is a reduction effect of almost one digit. If the size of the light source module 157 can be increased, the thickness reduction effect can be further increased because the thickness does not increase basically. At the same time, since the increase in volume and weight of the second structure 170 can be suppressed, a reduction effect can be obtained at a large ratio with respect to the weight reduction of the light source module 157.

光源モジュール157を薄型化した結果、基材機能としてフレキシブル化することができるため、平坦型の替わりに曲面型の光源モジュールも容易に形成できる自由度,効果がある。   As a result of thinning the light source module 157, it is possible to make it flexible as a base material function. Therefore, there is a degree of freedom and an effect that a curved light source module can be easily formed instead of a flat type.

変形例として、第二の構造体170を構成するアクリル系透明樹脂層173と粘着剤層174の積層界面(図示せず)に気泡が発生しないように蛍光体層を形成して白色光源とする場合もある。この時の光源モジュールは、励起光源として青色のLEDチップ、或いはUV−LEDを用いてそれぞれYAG(Ce)蛍光体層,3波長蛍光体層を第二の構造体170に形成している。蛍光体層はアクリル系樹脂、或いはシリコーン系樹脂に分散させた薄型シート,フィルムであり、これを用いて第二の構造体170を3層構造で形成させている。LEDチップからの放射光に対してシート厚さ依存による色調差を取り除くため、励起光源であるLEDチップから離れるに従って蛍光体の分散密度が減少する分布を薄型シートにパターン形成している。蛍光体の密度分布パターンの効率的な形成により低コスト化も実現している。   As a modified example, a phosphor layer is formed so as not to generate bubbles at the laminated interface (not shown) of the acrylic transparent resin layer 173 and the pressure-sensitive adhesive layer 174 constituting the second structure 170, thereby forming a white light source. In some cases. The light source module at this time forms a YAG (Ce) phosphor layer and a three-wavelength phosphor layer on the second structure 170 using a blue LED chip or UV-LED as an excitation light source. The phosphor layer is a thin sheet or film dispersed in an acrylic resin or a silicone resin, and the second structure 170 is formed in a three-layer structure using this. In order to remove the color tone difference due to sheet thickness dependence with respect to the radiated light from the LED chip, a distribution in which the phosphor dispersion density decreases as the distance from the LED chip that is the excitation light source is patterned on the thin sheet. Cost reduction is also realized by efficient formation of the density distribution pattern of the phosphor.

もう一つの変形例として、第二の構造体170を構成するアクリル系透明樹脂層173の表面に薄い蛍光体膜を形成して白色光源とする場合もある。この時の光源モジュールは、励起光源として青色のLEDチップ、或いはUV−LEDを用いてそれぞれYAG(Ce)蛍光体膜,3波長蛍光体膜を凹凸界面172上に形成している。この蛍光体膜の厚さは5〜100μmであり、アクリル系透明樹脂に蛍光体を分散させてある。蛍光体膜を薄膜シート,フィルム化した後で、第二の構造体170の凹凸界面172に搭載し金型成形時に積層密着させ、一体化させている。また、凹凸界面172の形成時に蛍光体膜も同時にアクリル系透明樹脂173中に一体で形成する場合もある。   As another modification, a thin phosphor film may be formed on the surface of the acrylic transparent resin layer 173 constituting the second structure 170 to form a white light source. The light source module at this time forms a YAG (Ce) phosphor film and a three-wavelength phosphor film on the concave-convex interface 172 using a blue LED chip or UV-LED as an excitation light source. The thickness of the phosphor film is 5 to 100 μm, and the phosphor is dispersed in an acrylic transparent resin. After forming the phosphor film into a thin film sheet, the phosphor film is mounted on the concavo-convex interface 172 of the second structure 170 and laminated and adhered during molding to be integrated. In addition, the phosphor film may be integrally formed in the acrylic transparent resin 173 at the same time as the uneven interface 172 is formed.

もう一つの変形例として、蛍光体を分散させたアクリル系透明樹脂で薄板、或いはシート、フィルムを形成し、第二の構造体170の凹凸界面172上に空気層を介して配置した構造を用いる場合もある。光源モジュール157から出射した励起光は、薄板、或いは薄いシート,フィルムの内部に分散された蛍光体を励起、或いは反射,透過して白色光を形成している。この時、薄板の蛍光体は出射光を散乱させる効果があるため拡散板の機能も兼ねている。即ち、光源モジュール157の外部に拡散板を配置する照明装置の場合では、後述する図16b(実施例18)の拡散板185として従来の拡散板に代えて蛍光体を分散させた拡散板を用いることで白色照明装置を形成することができる。   As another modified example, a structure in which a thin plate, a sheet, or a film is formed with an acrylic transparent resin in which a phosphor is dispersed, and is disposed on the uneven interface 172 of the second structure 170 via an air layer is used. In some cases. The excitation light emitted from the light source module 157 forms white light by exciting, reflecting, or transmitting the phosphor dispersed in the thin plate, thin sheet, or film. At this time, since the thin phosphor has an effect of scattering the emitted light, it also functions as a diffusion plate. That is, in the case of an illuminating device in which a diffusing plate is arranged outside the light source module 157, a diffusing plate in which phosphors are dispersed is used as the diffusing plate 185 in FIG. Thus, a white illumination device can be formed.

光源モジュール157から蛍光体を分離し、かつ拡散板に蛍光体を付加する機能分離付加により、照明装置の部材コスト,製造コストを抑制,低減することができる。   By separating the phosphor from the light source module 157 and adding the function to add the phosphor to the diffusion plate, it is possible to suppress and reduce the member cost and manufacturing cost of the lighting device.

図16aは、実施例18に関わる多数個の光源モジュール176(176−1,176−2,176−3……)を平面的に縦横配列した直下型照明装置181で拡散板185を取り除いた場合の上面図であり、実施例17の変形例である。図16bは、図16aの直下型照明装置181のE−E線断面図である。   FIG. 16A shows a case where the diffuser plate 185 is removed by a direct type illumination device 181 in which a large number of light source modules 176 (176-1, 176-2, 176-3...) Related to Example 18 are arranged vertically and horizontally. And is a modification of the seventeenth embodiment. FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line EE of the direct illumination device 181 of FIG. 16A.

光源モジュール176(176−1,176−2,176−3……)は、LEDチップ177と反射構造体178を配線基板179に搭載し、その上に透明構造体180が形成され、多数個に対して一体形成されている。   In the light source module 176 (176-1, 176-2, 176-3...), The LED chip 177 and the reflective structure 178 are mounted on the wiring board 179, and the transparent structure 180 is formed on the LED chip 177. On the other hand, it is integrally formed.

本実施例では光源としてLEDチップ177を用いているが、これに代り実施例10〜実施例12に記載の励起光源と蛍光体から基本構成される白色光源を用いる場合もある。   In this embodiment, the LED chip 177 is used as the light source, but a white light source basically composed of the excitation light source and the phosphor described in Embodiments 10 to 12 may be used instead.

更に、LEDチップ177がRGB3色の発光(同一駆動電流により外部電極2端子形成)による白色光を出射でき、蛍光体を不要とする1チップの場合も含まれる。   Furthermore, the case where the LED chip 177 can emit white light by RGB three-color light emission (formation of two external electrode terminals by the same driving current) and does not require a phosphor is also included.

直下型照明装置181は、放熱筐体183と光源モジュール176からの光を出射する拡散板185と多数個の光源モジュール176(LEDチップ177の駆動回路,電源部は省略)から構成される。   The direct illumination device 181 includes a heat radiating housing 183, a diffusion plate 185 that emits light from the light source module 176, and a large number of light source modules 176 (a drive circuit and a power supply unit for the LED chip 177 are omitted).

前記した拡散板185に代り実施例17に記載した蛍光体を分散させたアクリル系透明樹脂の薄板、或いはシートを用いる場合は、光源モジュール176のLEDチップ177を青色LED、或いはUV−LEDの励起光源とすることで白色光源を形成している。これは、白色光源の蛍光体を光源モジュール176から分離し、照明装置181の拡散板185に別途蛍光体を分散,形成できるためである。光源モジュール176は、蛍光体が分離されることで構造単純化と同時に組立構造,製造プロセスが簡易化され、歩留まり向上,特性ばらつき低下などを容易に実現できている。   In the case of using a thin plate or sheet of acrylic transparent resin in which the phosphor described in Example 17 is dispersed instead of the diffusion plate 185 described above, the LED chip 177 of the light source module 176 is excited by blue LED or UV-LED. A white light source is formed by using the light source. This is because the phosphor of the white light source can be separated from the light source module 176, and the phosphor can be separately dispersed and formed on the diffusion plate 185 of the lighting device 181. In the light source module 176, the structure is simplified and the assembly structure and the manufacturing process are simplified at the same time as the phosphor is separated, and the yield improvement and the characteristic variation reduction can be easily realized.

光源モジュール176は高熱伝導の粘着シート182を介して放熱筐体183に固着され、拡散板185が光源モジュール176の光取り出し面側に空気層184を介して配置され、前記放熱筐体183と拡散板185が外枠筐体186に組み込まれる形で構成されている。   The light source module 176 is fixed to the heat radiating housing 183 via a highly heat-conductive adhesive sheet 182, and the diffusion plate 185 is disposed on the light extraction surface side of the light source module 176 via the air layer 184, and diffuses with the heat radiating housing 183. The plate 185 is configured to be incorporated in the outer frame casing 186.

図16cは、直下型照明装置181に用いられる透明構造体180を構成する第二の構造体187を多数個平面的に配列した光学シート188の上面図である。図16dは、図16cのF−F線断面図である。実施例17の場合と同様に、第二の構造体187は、光を取り出す面側が全反射を抑制する凹凸界面189が形成されているアクリル系透明樹脂層190とアクリル系透明樹脂で透過率の高い粘着剤層191の2層構造で一体形成され、粘着剤層191側には剥離セパレータ192を取り付けて独立した光学シート188として用いている。   FIG. 16C is a top view of the optical sheet 188 in which a large number of second structures 187 constituting the transparent structure 180 used in the direct type illumination device 181 are arranged in a plane. 16d is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 16c. As in the case of Example 17, the second structure 187 has an acrylic transparent resin layer 190 and an acrylic transparent resin, which has a concavo-convex interface 189 on which the light extraction surface side suppresses total reflection. A two-layer structure of a high pressure-sensitive adhesive layer 191 is integrally formed, and a release separator 192 is attached to the pressure-sensitive adhesive layer 191 side to be used as an independent optical sheet 188.

図16eは、直下型照明装置181に用いる光源モジュール176の反射構造体178を多数個一体成型した上面図である。図16fは、図16eのG−G線断面図である。   FIG. 16E is a top view in which a large number of reflecting structures 178 of the light source module 176 used in the direct type illumination device 181 are integrally molded. 16f is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 16e.

光源モジュール176を構成する配線基板179,第二の構造体187に加えて、反射構造体178を一体化構造とすることにより、直下型照明装置181の組立工程を簡易化し、組立性向上,歩留まり向上、更には低コスト化を実現している。   In addition to the wiring board 179 constituting the light source module 176 and the second structure 187, the reflecting structure 178 is integrated, thereby simplifying the assembly process of the direct type lighting device 181 and improving the assemblability and yield. Improvement and further cost reduction are realized.

図16gは、直下型照明装置181を組み込んだ液晶表示装置193の断面図である。   FIG. 16 g is a cross-sectional view of a liquid crystal display device 193 incorporating the direct illumination device 181.

直下型照明装置181を白色光源とするため、前記したように拡散板185には基材樹脂と異なる屈折率を有する微粒子と蛍光体粒子とが混合分散されたアクリル系透明樹脂の薄板、或いはシート,フィルムを効果的,機能的に形成し、かつ光源モジュール176のLEDチップ177を青色LED、或いはUV−LEDとしている。特に、アクリル系透明樹脂に対して屈折率の異なる透明な微粒子に代り、蛍光体の微粒子のみを用いて拡散板185を形成する場合もある。   In order to use the direct illumination device 181 as a white light source, as described above, the diffusion plate 185 is a thin plate or sheet of acrylic transparent resin in which fine particles having a different refractive index from the base resin and phosphor particles are mixed and dispersed. The film is formed effectively and functionally, and the LED chip 177 of the light source module 176 is a blue LED or UV-LED. In particular, in some cases, the diffusion plate 185 is formed using only phosphor fine particles instead of transparent fine particles having a refractive index different from that of the acrylic transparent resin.

アクリル系樹脂の代りに、スチレン系樹脂,塩化ビニル系樹脂,ポリカーボネート樹脂などを用いる場合もある。   A styrene resin, a vinyl chloride resin, a polycarbonate resin, or the like may be used in place of the acrylic resin.

LEDチップ177から透明構造体180を介して空気層184へ取り出される出射光が拡散板185に入射する場合、蛍光体層の厚みの影響を受けて入射角に依存する色調差が発生する場合がある。これを取り除くため、励起光源であるLEDチップ177(点光源)の方向から見込んだ蛍光体層の分散量を等しくしている。即ち、LEDチップ177から離れるに従い分散密度を減少させた分布を拡散板185に形成している。これにより、白色光の色調を視野角に対して均一化すると同時に、蛍光体使用量を減少させ低コスト化を実現している。   When emitted light extracted from the LED chip 177 to the air layer 184 through the transparent structure 180 enters the diffuser plate 185, a color difference depending on the incident angle may occur due to the influence of the thickness of the phosphor layer. is there. In order to eliminate this, the amount of dispersion of the phosphor layers as seen from the direction of the LED chip 177 (point light source) which is an excitation light source is made equal. That is, a distribution in which the dispersion density decreases as the distance from the LED chip 177 increases is formed on the diffusion plate 185. As a result, the color tone of white light is made uniform with respect to the viewing angle, and at the same time, the amount of phosphor used is reduced and the cost is reduced.

直下型照明装置181の拡散板185からの白色光は、一対の基板と一対の基板に挟持される液晶層とを有する液晶パネル194と、液晶パネル194の両面に配置した一対の偏向板195a及び偏光板195b、を介して取り出される。   White light from the diffusion plate 185 of the direct type illumination device 181 includes a liquid crystal panel 194 having a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, a pair of deflecting plates 195a disposed on both surfaces of the liquid crystal panel 194, and It is taken out via the polarizing plate 195b.

薄型の光源モジュール176を縦横に複数個配列することで、超薄型化,軽量化と同時に2次元エリア制御を行うことができ低消費電力化も実現している。   By arranging a plurality of thin light source modules 176 vertically and horizontally, two-dimensional area control can be performed at the same time as ultra-thin and light weight, and low power consumption is realized.

直下型照明装置181に組み込まれている光源モジュール176での発熱は、直下型であるため光源モジュール176の基本単位で均等に分散され、放熱筐体183から直接空気中へ高放熱性をもつ。外部筐体196に設けたスリット上の開口部197を介して外部に放熱している。   The heat generated in the light source module 176 incorporated in the direct type illumination device 181 is evenly distributed in the basic unit of the light source module 176 because of the direct type, and has high heat dissipation from the heat radiating housing 183 directly into the air. Heat is radiated to the outside through an opening 197 on a slit provided in the external housing 196.

図17aは、実施例19に関わるもう一つの光源モジュール198の上面図であり、実施例1の変形例である。図17bは、図17aの光源モジュール198のH−H線断面図である。   FIG. 17 a is a top view of another light source module 198 according to the nineteenth embodiment, which is a modification of the first embodiment. FIG. 17B is a cross-sectional view taken along line HH of the light source module 198 of FIG. 17A.

光源モジュール198は、LEDチップ199と周辺に配置した反射構造体200を配線基板201に搭載し、その上に透明構造体202が形成されている。   In the light source module 198, the LED chip 199 and the reflective structure 200 disposed in the periphery are mounted on the wiring board 201, and the transparent structure 202 is formed thereon.

配線基板201、反射構造体200は、共に高反射率をもつ白色セラミック基板で形成されている。配線基板201の上に反射構造体200を積層し、多数個取りで一体形成されている。配線基板201の配線パターン(図中省略)は、実施例1の場合と同様に2層配線でスルーホール接続されている。透明構造体202の表面には、全反射を抑制する凹凸界面203が平面状に形成され、光源モジュール198の透明構造体202の薄型化(半球型に対する厚さの減少分204)と同時にLEDチップ199からの光取り出し効率を大幅に向上させている。また、凹凸界面203の高さは、透明構造体202の薄型化の効果を活かして反射構造体200の最高部位よりも低く形成されている。光源モジュール198の取り扱い時に凹凸界面203に傷などのダメージが加わらないようにできている。   Both the wiring substrate 201 and the reflective structure 200 are formed of a white ceramic substrate having a high reflectance. The reflective structure 200 is laminated on the wiring substrate 201 and is integrally formed with a large number of pieces. The wiring pattern (not shown in the figure) of the wiring board 201 is through-hole connected by two-layer wiring as in the first embodiment. On the surface of the transparent structure 202, a concavo-convex interface 203 that suppresses total reflection is formed in a flat shape, and at the same time as the transparent structure 202 of the light source module 198 is thinned (thickness reduction 204 compared to the hemispherical shape), an LED chip. The light extraction efficiency from 199 is greatly improved. Further, the height of the uneven interface 203 is formed lower than the highest portion of the reflective structure 200 by taking advantage of the thinning effect of the transparent structure 202. When the light source module 198 is handled, damage such as scratches is not applied to the uneven interface 203.

図18aは、実施例19に関わる光源モジュール198(198−1a,198−1b,198−2a,198−2b……)を引き回し配線基板207上に直線状に配列実装した線状光源モジュール205の上面図である。   FIG. 18A shows a linear light source module 205 in which the light source modules 198 (198-1a, 198-1b, 198-2a, 198-2b...) According to the nineteenth embodiment are routed and arranged on the wiring board 207 in a straight line. It is a top view.

図18bは、線状光源モジュール205に放熱基板206を高熱伝導の粘着シート208を用いて取り付けた構造を示し、図16aのI−I線断面図である。   18B shows a structure in which the heat radiation substrate 206 is attached to the linear light source module 205 using the adhesive sheet 208 having high thermal conductivity, and is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 16A.

図18cは、実施例19に関わる線状光源モジュール205を用いたブロック型照明装置209で、拡散板210を取り除いた場合の上面図である。図18dは、図18cのJ−J線断面図である。   FIG. 18 c is a top view of the block illumination device 209 using the linear light source module 205 according to the nineteenth embodiment when the diffusion plate 210 is removed. 18d is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. 18c.

図18eは、実施例19に関わるブロック型照明装置209を用いた液晶表示装置211の断面図である。   FIG. 18E is a cross-sectional view of the liquid crystal display device 211 using the block illumination device 209 according to the nineteenth embodiment.

図18fは、実施例19に関わる液晶表示装置211を用いた映像表示装置212の一実施例を示し、映像表示装置212の背面側の内部を見た平面図を示す。   FIG. 18F shows an example of the video display device 212 using the liquid crystal display device 211 according to the nineteenth embodiment, and shows a plan view of the inside on the back side of the video display device 212.

線状光源モジュール205で発生した発熱は、放熱基板206からブロック型照明装置209の放熱筐体217に一様に放熱され効率よく空気中に取り出されている。   The heat generated in the linear light source module 205 is uniformly radiated from the heat dissipation substrate 206 to the heat dissipation housing 217 of the block type lighting device 209 and is efficiently taken out into the air.

ブロック毎に離散化した放熱基板206(206−1,206−2……)は、放熱筐体217の一部を加工して複数個の突起部を作り、これを直角に折り曲げて形成されている。   The heat dissipating board 206 (206-1, 206-2...) Discretized for each block is formed by processing a part of the heat dissipating case 217 to form a plurality of protrusions and bending them at right angles. Yes.

図18cのブロック型照明装置209は、N×M個のブロック毎に分割されて点灯制御できる機能を有するため、輝度調整などが容易であり消費電力の低減を実現している。   The block illumination device 209 of FIG. 18c has a function of being controlled to be lit by being divided into N × M blocks, so that brightness adjustment and the like are easy and power consumption is reduced.

図18cに示すブロック型照明装置209は、線状光源モジュール205を一体型導光板213のブロック毎側面部214に対して、光源モジュール198の輝度を確保するため必要個数(本実施例では、2個)だけ近接配置して光を入射させている。光源モジュールに対して点光源化が困難であった透明構造体202の薄型化(半球型に対する厚さの減少分204)を実現したことにより、光源モジュール198の高効率化と同時に透明構造体202をブロック毎側面部214に対して近接配置し輝度むらを抑制している。更に、光源モジュール198からの光を出射する一体型導光板213の上には空気層215を介して拡散板210が配置されブロック毎の輝度むらを減少させている。   The block type illumination device 209 shown in FIG. 18c has the necessary number of linear light source modules 205 to secure the luminance of the light source modules 198 with respect to the side surface portions 214 of each block of the integrated light guide plate 213 (in this embodiment, 2). Are placed close to each other and light is made incident. The transparent structure 202 that has been difficult to be converted to a point light source with respect to the light source module is thinned (thickness reduction 204 with respect to the hemispherical shape). Is arranged close to the side surface portion 214 for each block to suppress uneven brightness. Further, a diffusion plate 210 is disposed on the integrated light guide plate 213 that emits light from the light source module 198 via an air layer 215 to reduce luminance unevenness for each block.

また、引き回し配線基板207の上には、高反射率をもつ白色レジストを形成し、一体型導光板213のブロック毎側面部214と引き回し配線基板207との間の多重反射に対して吸収損失を減少させている。   Further, a white resist having a high reflectivity is formed on the routing wiring board 207, and absorption loss is caused with respect to the multiple reflection between the side surface portion 214 of each block of the integrated light guide plate 213 and the routing wiring board 207. It is decreasing.

本実施例では光源としてLEDチップ199を用いているが、これに代り実施例10〜実施例12に記載の励起光源と蛍光体で基本構成される白色光源を用いる場合もある。   In this embodiment, the LED chip 199 is used as the light source, but a white light source that is basically composed of the excitation light source and the phosphor described in Embodiments 10 to 12 may be used instead.

変形例として、光源モジュール198において、LEDチップ199に青色LED、或いはUV−LEDのみを用い、蛍光体を光源モジュール198から分離する場合もある。
即ち、光源モジュール198では透明構造体202から励起光のみを効率よく取り出し、その後で光源モジュール198の外部に形成,配置した蛍光体を励起発光させ白色光を形成させる方法である。
As a modification, in the light source module 198, only the blue LED or the UV-LED is used for the LED chip 199, and the phosphor may be separated from the light source module 198.
That is, in the light source module 198, only the excitation light is efficiently extracted from the transparent structure 202, and then the phosphor formed and arranged outside the light source module 198 is excited to emit light to form white light.

蛍光体の配置場所は、励起発光を取り出した直後の一体型導光板213のブロック毎側面部214とする場合がある。この場合は、蛍光体を分散させた薄いアクリル系樹脂シート、或いはフィルムをブロック毎の側面部214に透明粘着シート(図示せず)で固着し、白色光として一体型導光板213のブロック毎に入射させる。変形例として、蛍光体を分散させたアクリル系樹脂シートは、側面部に固着すると同時に蛍光体微粒子を分散させるために、透明粘着シートで一体形成される場合もある。   The fluorescent material may be arranged at the side surface portion 214 of each block of the integrated light guide plate 213 immediately after the excitation light emission is taken out. In this case, a thin acrylic resin sheet or film in which a phosphor is dispersed is fixed to the side surface portion 214 of each block with a transparent adhesive sheet (not shown), and white light is applied to each block of the integrated light guide plate 213. Make it incident. As a modification, the acrylic resin sheet in which the phosphor is dispersed may be integrally formed with a transparent adhesive sheet in order to disperse the phosphor fine particles while being fixed to the side surface portion.

色調差が発生する場合、これを取り除くために励起光源であるLEDチップ199(点光源)の方向から見込んだ蛍光体の分散量を等しくしている。即ち、LEDチップ199から離れるに従い分散密度を減少させた分布を側面部214に形成している。これにより、白色光の色調を導光板213に対して均一化すると同時に、蛍光体使用量を減少させて低コスト化を実現できる。   When a color difference occurs, in order to remove the color difference, the amount of dispersion of the phosphor as seen from the direction of the LED chip 199 (point light source) which is an excitation light source is made equal. That is, a distribution in which the dispersion density decreases as the distance from the LED chip 199 increases is formed on the side surface portion 214. Thereby, the color tone of the white light can be made uniform with respect to the light guide plate 213, and at the same time, the amount of phosphor used can be reduced and the cost can be reduced.

もう一つの変形例として、蛍光体を、一体型導光板213から均一化した励起発光を取り出した後、即ちN×Mブロック間の輝度むらを減少させる拡散板210に形成,配置する場合もある。拡散板210には、従来の拡散板に代えて蛍光体も分散させた拡散板、或いは蛍光体のみを分散させて用いることで白色照明を形成できる。光源モジュール198から蛍光体を分離し、拡散板210には蛍光体を拡散微粒子として形成する。これにより、照明装置209の中で構成部材に対する機能を分離・付加している。この結果、照明装置203の部材コスト,製造コストの増加を抑制,除去している。   As another modification, there is a case where the phosphor is formed and arranged on the diffuser plate 210 after taking out the uniform excitation light emission from the integrated light guide plate 213, that is, reducing the luminance unevenness between the N × M blocks. . The diffusing plate 210 can form white illumination by using a diffusing plate in which phosphors are dispersed instead of a conventional diffusing plate, or by dispersing only phosphors. The phosphor is separated from the light source module 198, and the phosphor is formed as diffusion fine particles on the diffusion plate 210. Thereby, the function with respect to a structural member is isolate | separated and added in the illuminating device 209. FIG. As a result, the increase in member cost and manufacturing cost of the lighting device 203 is suppressed and eliminated.

ブロック型照明装置209の拡散板210からの白色光216は、一対の基板と一対の基板に挟持される液晶層とを有する液晶パネル219と、液晶パネル219の両面に配置した一対の偏向板218a及び偏光板218b、を介して取り出される。   The white light 216 from the diffusion plate 210 of the block illumination device 209 includes a liquid crystal panel 219 having a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a pair of deflecting plates 218a disposed on both surfaces of the liquid crystal panel 219. And the polarizing plate 218b.

映像表示装置212は、背面側の放熱筐体217と筐体220の空隙部221に、ブロック型照明装置(バックライト装置)209や液晶表示部などに電源を供給するための電源部222,液晶表示部に供給する映像信号に対してコントラスト,フレームレート等の信号処理を行う信号処理部223、及びスピーカ等の構造体224a,224bを備えている。なお、実施例17に記載の直下型照明装置(バックライト装置)181を本実施例の映像表示装置に適用してもよい。   The video display device 212 includes a power supply unit 222 for supplying power to a block-type lighting device (backlight device) 209, a liquid crystal display unit, and the like in the gap 221 between the heat radiating housing 217 and the housing 220 on the back side, and a liquid crystal display. A signal processing unit 223 that performs signal processing such as contrast and frame rate on a video signal supplied to the display unit, and structures 224a and 224b such as speakers are provided. Note that the direct type illumination device (backlight device) 181 described in Embodiment 17 may be applied to the video display device of this embodiment.

図19は、実施例20に関わるもう一つの光源モジュール225の上面図である。図20は、図19の光源モジュール225のK−K線断面図である。   FIG. 19 is a top view of another light source module 225 according to the twentieth embodiment. 20 is a cross-sectional view of the light source module 225 of FIG. 19 taken along the line KK.

光源モジュール225は光源としての複数個のLEDチップ226(226−1,226−2,226−3……)を配線基板227の中央部にある中心軸231方向に一定のピッチp228で配置し、その上を細長の四角形状の周辺枠229に収まるように透明構造体230で覆っている。   The light source module 225 has a plurality of LED chips 226 (226-1, 226-2, 226-3...) As light sources arranged at a constant pitch p228 in the direction of the central axis 231 at the center of the wiring board 227. It is covered with a transparent structure 230 so as to fit in an elongated rectangular peripheral frame 229.

透明構造体230は、実施例1の半球型の構造を薄型化した場合と異なり、半円柱形の構造を対象に薄型化している。半球型の場合はLEDチップからの放射光を点光源として透明構造体から取り出すことができるが、本実施例の場合は半円柱型であるため、中心軸231の方向に対しては入射角θiが増加するため中心軸231に直交する方向240に対してのみ全反射を除去,抑制することができる。半円柱型のメリットは、図19,図20に示すように、薄型化構造を形成する中でLEDチップ226を多数個高密度で搭載でき、高輝度・高出力な光源モジュール225を実現できる点である。光取り出し割合は、透明構造体230の薄型化構造とは関係なく、界面が半球型の場合に比べて低下するが平坦面に比べると増加する。   Unlike the case where the hemispherical structure of the first embodiment is thinned, the transparent structure 230 is thinned for a semi-cylindrical structure. In the case of the hemispherical type, the emitted light from the LED chip can be taken out from the transparent structure as a point light source. However, in the case of the present embodiment, since it is a semicylindrical type, the incident angle θi with respect to the direction of the central axis 231. Therefore, total reflection can be removed and suppressed only in the direction 240 orthogonal to the central axis 231. The advantage of the semi-cylindrical type is that, as shown in FIGS. 19 and 20, a large number of LED chips 226 can be mounted at a high density while forming a thin structure, and a light source module 225 with high brightness and high output can be realized. It is. The light extraction ratio is lower than that in the case where the interface is hemispherical, but is higher than that in a flat surface regardless of the thinned structure of the transparent structure 230.

図19,図20に示すように、透明構造体230の界面232は、中心軸231に平行な凹凸構造を平面状に形成している。即ち、透明構造体230は複数個のLEDチップ226(226−1,226−2,226−3……)に対して中心軸231に直交する方向に対して複数の同心の曲率をもつ凹凸構造からなる界面232を平面状に形成している。
界面232は、LEDチップ226からの中心軸231に直交する放射光233(233−0,233−1,233−2……)に対して、離散的に直交する面234と平行になる面235とで交互に形成される。透明構造体230は、直交する面234の間に平行になる面235を挿入し、長さ(ピッチ)d236で曲率,形状を変化させることで、界面232の凸部構造が平面状に並ぶようにしている。この結果、中心軸231に直交する方向に半円型の直交する円(放射光233に対して最大半径をもつ半円)237で形成される凸部の厚み238を除去でき、平坦な薄型構造を容易に実現している。この時の光取り出し効率は、透明構造体230の中心部に配置されたLEDチップ226からの放射光233に対して界面232の直交する面234を透過するため、半球型と同様に全反射は発生せず向上している。
As shown in FIGS. 19 and 20, the interface 232 of the transparent structure 230 forms an uneven structure parallel to the central axis 231 in a planar shape. That is, the transparent structure 230 has a concavo-convex structure having a plurality of concentric curvatures with respect to a direction orthogonal to the central axis 231 with respect to a plurality of LED chips 226 (226-1, 226-2, 226-3...). An interface 232 made of is formed in a planar shape.
The interface 232 is a surface 235 that is parallel to the surface 234 that is discretely orthogonal to the emitted light 233 (233-0, 233-1, 233-2,...) Orthogonal to the central axis 231 from the LED chip 226. And are alternately formed. In the transparent structure 230, a parallel surface 235 is inserted between the orthogonal surfaces 234, and the curvature and shape are changed by the length (pitch) d236 so that the convex structure of the interface 232 is arranged in a plane. I have to. As a result, the thickness 238 of the convex portion formed by a semicircular orthogonal circle (a semicircle having the maximum radius with respect to the emitted light 233) 237 in a direction orthogonal to the central axis 231 can be removed, and a flat thin structure Is easily realized. The light extraction efficiency at this time is transmitted through the surface 234 orthogonal to the interface 232 with respect to the radiated light 233 from the LED chip 226 disposed in the center of the transparent structure 230. It does not occur and is improved.

図20に示すように、界面232の中央平坦部239は、全反射が起きない範囲の幅で形成されている。即ち、LEDチップ226からの放射光233に対して臨界角θo以下の角度θ241に収められる。   As shown in FIG. 20, the central flat portion 239 of the interface 232 is formed with a width that does not cause total reflection. That is, the incident angle 241 is less than the critical angle θo with respect to the emitted light 233 from the LED chip 226.

光源モジュール225における界面232の形成領域は、中央平坦部239も含まれているが、本発明の原理からフラット化されても全反射が発生しないため十分に大きくとれている。高輝度・高出力に加えて、輝度均一性の向上や視野角の拡大(180度化)が得られている。   The formation region of the interface 232 in the light source module 225 includes the central flat portion 239, but is sufficiently large because total reflection does not occur even when flattened according to the principle of the present invention. In addition to high luminance and high output, improvement in luminance uniformity and expansion of viewing angle (180 degrees) are obtained.

一方、中心軸231の方向に対しては、図19に示すようにLEDチップ226を一定のピッチp228以内で配置している。即ち、ピッチp228の長さは、放射光233に対して臨界角θo以下の角度θ241におさめられ、界面232の中央平坦部239の幅とほぼ等しくしている。これは、中心軸231の方向の界面領域でLEDチップ226からの放射光233が全反射される無駄な領域を取り除くためである。逆に、マルチチップのピッチp228の長さをより短くすることにより、更に高輝度・高出力の薄型・高効率モジュールを実現できている。   On the other hand, with respect to the direction of the central axis 231, the LED chips 226 are arranged within a certain pitch p228 as shown in FIG. That is, the length of the pitch p228 is set to an angle θ241 that is equal to or smaller than the critical angle θo with respect to the emitted light 233, and is substantially equal to the width of the central flat portion 239 of the interface 232. This is to remove a useless area where the emitted light 233 from the LED chip 226 is totally reflected in the interface area in the direction of the central axis 231. On the contrary, by reducing the length of the multi-chip pitch p228, a thin and highly efficient module with higher luminance and higher output can be realized.

光源モジュール225において、LEDチップ226はRGB単色の場合も含めて、青色LED、或いはUV−LEDのみを用いている。青色LED、或いはUV−LEDに対して白色光を得るため、蛍光体は光源モジュール225から分離して形成,配置されている。即ち、光源モジュール225では透明構造体230から励起光のみを効率よく取り出し、その後の拡散板(図16a,図16bの多数個の光源モジュール176に対する拡散板185から構成される直下型照明装置181に対応)で蛍光体を励起発光させ白色光を形成させている。拡散板には屈折率の異なる微粒子に加えて蛍光体の微粒子も加えている。また、蛍光体の微粒子のみで拡散板の機能も持たせる場合もある。   In the light source module 225, the LED chip 226 uses only a blue LED or a UV-LED including the case of RGB single color. In order to obtain white light for a blue LED or UV-LED, the phosphor is formed and arranged separately from the light source module 225. That is, in the light source module 225, only the excitation light is efficiently extracted from the transparent structure 230, and then the diffusion plate (the direct illumination device 181 configured with the diffusion plates 185 for the multiple light source modules 176 in FIGS. 16a and 16b) is used. Corresponding), the phosphor is excited to emit white light. In addition to fine particles having different refractive indexes, fine particles of phosphor are added to the diffusion plate. In some cases, only the fine particles of the phosphor may have the function of a diffusion plate.

色調差が発生する場合、これを取り除くために励起光源であるLEDチップ226の方向から見込んだ蛍光体の分散量を等しくしている。即ち、LEDチップ226から離れるに従い分散密度を減少させた分布を拡散板(図示せず)に形成している。これにより、白色光の色調を拡散板(図示せず)に対して均一化すると同時に、蛍光体使用量を減少させて低コスト化を実現している。   When a color difference occurs, in order to eliminate this, the amount of dispersion of the phosphors taken from the direction of the LED chip 226 that is the excitation light source is made equal. That is, a distribution in which the dispersion density is decreased as the distance from the LED chip 226 is increased is formed on the diffusion plate (not shown). As a result, the color tone of the white light is made uniform with respect to the diffusion plate (not shown), and at the same time, the amount of phosphor used is reduced to reduce the cost.

光源モジュール225に拡散板(図示せず)を加えた照明装置(図示せず)の中で、構成部材に対する機能を分離・付加した結果、照明装置の部材コスト,製造・組立コストの増加を抑制,除去している。   In the lighting device (not shown) with a diffuser plate (not shown) added to the light source module 225, the functions for the components are separated and added, thereby suppressing the increase in the member cost and manufacturing / assembly cost of the lighting device. , Have been removed.

変形例として、凹凸構造の界面232を構成する面、即ち直交する面234と平行になる面235とを、中心軸231の方向に代ってこれに直交する方向240に形成する場合もある。   As a modification, a surface constituting the interface 232 of the concavo-convex structure, that is, a surface 235 parallel to the orthogonal surface 234 may be formed in a direction 240 orthogonal to the central axis 231 instead of the direction of the central axis 231.

本発明の原理から、前記した場合とは逆にLEDチップ226のピッチp228の長さを中心軸231方向に対して十分に大きくとれる。この場合、直交する方向240に対しては全反射が発生しない幅に形成されている。即ち、図19に示す光源モジュール225の外形が中心軸231の方向に細長くなる。   From the principle of the present invention, contrary to the above case, the length of the pitch p228 of the LED chip 226 can be made sufficiently large with respect to the direction of the central axis 231. In this case, the width is formed such that total reflection does not occur in the orthogonal direction 240. That is, the outer shape of the light source module 225 shown in FIG. 19 is elongated in the direction of the central axis 231.

もう一つの変形例として、細長の光源モジュール225を多数個配列することで、2次元的に極薄な高輝度・高出力の光源モジュールを形成できる。   As another modified example, by arranging a plurality of elongated light source modules 225, a two-dimensional ultra-thin light source module with high brightness and high output can be formed.

もう一つの変形例として、中心軸231の方向に対して十分に長くすることもできるため、極薄の線状光源モジュールとして用いることができる。この場合、LEDチップ226の個数を最小単位の1個にすることもできる。   As another modification, it can be made sufficiently long with respect to the direction of the central axis 231 and can be used as an extremely thin linear light source module. In this case, the number of LED chips 226 can be set to one of the minimum units.

もう一つの変形例として、中心軸231を湾曲させてリング状の光源モジュールにすることもできる。この場合、LEDチップ226を複数個用い、凹凸構造の界面232もリング状に形成する必要がある。   As another modification, the center axis 231 can be curved to form a ring-shaped light source module. In this case, it is necessary to use a plurality of LED chips 226 and to form the concavo-convex structure interface 232 in a ring shape.

もう一つの変形例として、リング状の光源モジュールを同心円状に配列して、2次元的に極薄の高輝度・高出力の光源モジュールを形成できる。   As another modification, ring-shaped light source modules can be concentrically arranged to form a two-dimensional ultra-thin high-luminance and high-output light source module.

もう一つの変形例として、リング状の線状光源モジュールを3次元的に同心円状に配列する場合もある。   As another modification, ring-shaped linear light source modules may be arranged three-dimensionally concentrically.

1,23,35,49,59,68,72,76,80,92,94,104,109,115,120,127,131,142,157,176,198,205,225 光源モジュール
2,24,36,50,60,69,73,81,95,106,111,117,122,133,144,158,177,199,226 LEDチップ
3,32,37,51,61,82,96,132,143,160,179,201,207,227 配線基板
4,33,38,52,62,70,74,83,97,229 周辺枠
5,25,34,48,58,67,71,75,79,91,125,128,135,146,161,180,202,230 透明構造体
14,163 スルーホール
15,16 電極パターン
17 ワイヤー
18,19 レジスト層
20,21,197 開口部
22 ダイボンディング層
26 放射光
86 凹部
87 凸部
89,103 凹凸構造
93 第二の透明構造体
98 第一の透明構造体
99 樹脂層
100,174,191 粘着剤層
105,110,116,121,130 光源
107,118,123 透明樹脂
112 第一の透明樹脂
113 第二の透明樹脂
126,129 凹部形状
134,145,159,178,200 反射構造体
164 白色レジスト
165,183,217 放熱筐体
166,182 粘着シート
169 第一の構造体
170,187 第二の構造体
171,192 剥離セパレータ
172,189 凹凸界面
173,190 透明樹脂層
181 直下型照明装置
184,215 空気層
185,210 拡散板
186 外枠筐体
188 光学シート
193,211 液晶表示装置
194,219 液晶パネル
195a,218a 偏向板
195b,218b 偏光板
196 外部筐体
206 放熱基板
209 照明装置
212 映像表示装置
213 一体型導光板
220 筐体
221 空隙部
222 電源部
223 信号処理部
224a,224b 構造体
1,23,35,49,59,68,72,76,80,92,94,104,109,115,120,127,131,142,157,176,198,205,225 Light source module 2,24 36, 50, 60, 69, 73, 81, 95, 106, 111, 117, 122, 133, 144, 158, 177, 199, 226 LED chips 3, 32, 37, 51, 61, 82, 96, 132, 143, 160, 179, 201, 207, 227 Wiring board 4, 33, 38, 52, 62, 70, 74, 83, 97, 229 Peripheral frame 5, 25, 34, 48, 58, 67, 71, 75, 79, 91, 125, 128, 135, 146, 161, 180, 202, 230 Transparent structure 14, 163 Through hole 15, 16 Electrode pattern 17 Ears 18, 19 Resist layers 20, 21, 197 Opening 22 Die bonding layer 26 Radiation light 86 Concave portion 87 Convex portion 89, 103 Concave structure 93 Second transparent structure 98 First transparent structure 99 Resin layers 100, 174 , 191 Adhesive layer 105, 110, 116, 121, 130 Light source 107, 118, 123 Transparent resin 112 First transparent resin 113 Second transparent resin 126, 129 Recessed shape 134, 145, 159, 178, 200 Reflective structure Body 164 White resist 165, 183, 217 Radiation housing 166, 182 Adhesive sheet 169 First structure 170, 187 Second structure 171, 192 Release separator 172, 189 Uneven surface 173, 190 Transparent resin layer 181 Directly under type Lighting devices 184 and 215 Air layers 185 and 210 Diffuser 186 Outer frame housing 1 8 Optical sheets 193, 211 Liquid crystal display devices 194, 219 Liquid crystal panels 195 a, 218 a Deflection plates 195 b, 218 b Polarizing plates 196 External housing 206 Heat dissipation substrate 209 Illumination device 212 Video display device 213 Integrated light guide plate 220 Housing 221 Gap 222 Power supply unit 223 Signal processing unit 224a, 224b Structure

Claims (28)

配線基板と、
前記配線基板上に配置された光源と、
前記配線基板上に形成され、前記光源を覆う透明構造体とを有し、
前記透明構造体は光取出し面において複数の凸部を有し、
前記透明構造体の断面において、前記複数の凸部のそれぞれは、前記光源を中心とする円の半径の一部及び前記円の弧または弦で構成され、
前記複数の凸部を構成する円のそれぞれの曲率は前記光源から遠ざかるにつれて小さくなることを特徴とする光源モジュール。
A wiring board;
A light source disposed on the wiring board;
A transparent structure that is formed on the wiring board and covers the light source;
The transparent structure has a plurality of convex portions on the light extraction surface,
In the cross section of the transparent structure, each of the plurality of convex portions is configured by a part of a radius of a circle centered on the light source and an arc or string of the circle,
Each of the curvatures of the circles constituting the plurality of convex portions decreases as the distance from the light source decreases.
請求項1に記載の光源モジュールにおいて、
前記透明構造体は半球型または半円柱型である
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to claim 1,
The light source module, wherein the transparent structure is hemispherical or semicylindrical.
請求項1または2記載の光源モジュールにおいて、
前記透明構造体の断面において、前記複数の凸部のそれぞれは、前記光源を中心とする円の半径の一部及び複数の前記円の弦で構成される
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to claim 1 or 2,
In the cross section of the transparent structure, each of the plurality of convex portions includes a part of a radius of a circle centered on the light source and a plurality of chords of the circle.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記透明構造体の光取出し面に平坦な領域が形成される
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 1 to 3,
A light source module, wherein a flat region is formed on a light extraction surface of the transparent structure.
請求項4に記載の光源モジュールにおいて、
前記平坦な領域は前記透明構造体の中央部または前記透明構造体の周辺部に形成されることを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to claim 4,
The flat region is formed in a central portion of the transparent structure or a peripheral portion of the transparent structure.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記光源近傍における前記透明構造体の光取出し面に凹部が形成される
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 1 to 3,
A light source module, wherein a concave portion is formed on a light extraction surface of the transparent structure in the vicinity of the light source.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記複数の凸部を構成する前記円の半径の一部について、それぞれの長さが等しい
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 1 to 6,
The light source module characterized in that each of a part of a radius of the circle constituting the plurality of convex portions has an equal length.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記透明構造体における複数の凸部の厚さが等しい
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 1 to 6,
The light source module, wherein the plurality of convex portions in the transparent structure have the same thickness.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記複数の凸部を構成する前記弧のそれぞれの円周角が等しい
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 1 to 6,
The light source module, wherein each of the arcs constituting the plurality of convex portions has an equal circumferential angle.
請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記透明構造体は前記光源を覆う第一の透明構造体と前記界面を形成する第二の透明構造体とで構成され、
前記第二の透明構造体がフィルムまたはシートで形成される
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 1 to 9,
The transparent structure is composed of a first transparent structure that covers the light source and a second transparent structure that forms the interface;
The light source module, wherein the second transparent structure is formed of a film or a sheet.
請求項10記載の光源モジュールに用いられる第二の透明構造体であって、
前記第二の透明構造体の屈折率と前記第一の透明構造体の屈折率との比率は0.9以上1.1である
ことを特徴とする第二の透明構造体。
A second transparent structure used in the light source module according to claim 10,
The ratio of the refractive index of said 2nd transparent structure and the refractive index of said 1st transparent structure is 0.9-1.1, The 2nd transparent structure characterized by the above-mentioned.
請求項10に記載の光源モジュールに用いられる第二の透明構造体であって、
前記第二の透明構造体において前記第一の透明構造体が存在する側の面に粘着剤層が形成される
ことを特徴とする第二の透明構造体。
A second transparent structure used in the light source module according to claim 10,
In the second transparent structure, a pressure-sensitive adhesive layer is formed on a surface on the side where the first transparent structure is present.
請求項12に記載の第二の透明構造体において、
前記第二の透明構造体の屈折率と前記粘着剤層の屈折率との比率は0.9以上1.1である
ことを特徴とする第二の透明構造体。
The second transparent structure according to claim 12,
The ratio of the refractive index of said 2nd transparent structure and the refractive index of the said adhesive layer is 0.9 or more and 1.1, The 2nd transparent structure characterized by the above-mentioned.
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記光源が前記透明構造体の中央部に配置される
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 1 to 10,
The light source module, wherein the light source is disposed in a central portion of the transparent structure.
請求項14に記載の光源モジュールにおいて、
周辺枠が前記配線基板上、かつ、前記透明構造体の側面に配置され、
前記光源からの放射光が前記周辺枠の表面で反射される
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to claim 14, wherein
A peripheral frame is disposed on the wiring board and on the side surface of the transparent structure,
The light source module, wherein the emitted light from the light source is reflected by the surface of the peripheral frame.
請求項15に記載の光源モジュールにおいて、
前記周辺枠について、前記透明構造体と接する面が傾斜している
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to claim 15, wherein
The light source module according to claim 1, wherein a surface in contact with the transparent structure is inclined with respect to the peripheral frame.
請求項15または16記載の光源モジュールにおいて、
前記周辺枠は反射シートで形成される
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to claim 15 or 16,
The light source module, wherein the peripheral frame is formed of a reflective sheet.
請求項15または16に記載の光源モジュールにおいて、
前記周辺枠の表面は反射性を有する
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to claim 15 or 16,
The light source module, wherein the surface of the peripheral frame has reflectivity.
請求項15乃至18のいずれか一項記載の光源モジュールにおいて、
前記周辺枠について前記透明構造体と接する部分は階段状である
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 15 to 18,
A portion of the peripheral frame that contacts the transparent structure is stepped.
請求項15乃至19のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記光源はLEDチップと蛍光体を分散した透明樹脂とからなり、
前記LEDチップは前記透明樹脂で部分的に覆われる
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 15 to 19,
The light source comprises an LED chip and a transparent resin in which a phosphor is dispersed,
The LED chip is partially covered with the transparent resin.
請求項15乃至19のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記光源はLEDチップと、蛍光体を含まない第一の透明樹脂と、蛍光体を分散した第二の透明樹脂とからなり、
前記第一の透明樹脂は前記LEDチップを覆い、
前記第二の透明樹脂は前記第一の透明樹脂を覆う
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 15 to 19,
The light source comprises an LED chip, a first transparent resin that does not contain a phosphor, and a second transparent resin in which the phosphor is dispersed,
The first transparent resin covers the LED chip,
The light source module, wherein the second transparent resin covers the first transparent resin.
請求項15乃至21のいずれか一項に記載の光源モジュールを有する照明装置において、
前記光源モジュールを1個又は複数個配列した線光源モジュールと、
前記線光源モジュールからの光を出射する導光板と、を有する照明装置。
In the illuminating device which has a light source module as described in any one of Claims 15 thru | or 21,
A linear light source module in which one or a plurality of the light source modules are arranged;
A light guide plate that emits light from the line light source module.
一対の基板と、
一対の基板に挟持される液晶層とを有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの両面に配置された一対の偏光板と、
請求項22に記載の照明装置と、を有する液晶表示装置。
A pair of substrates;
A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates;
A pair of polarizing plates disposed on both sides of the liquid crystal panel;
A liquid crystal display device comprising: the illumination device according to claim 22.
請求項23に記載の液晶表示装置と、
前記液晶表示装置に対して映像信号の信号処理を行う信号処理部と、
電源を供給するための電源部と、
スピーカと、を有する映像表示装置。
A liquid crystal display device according to claim 23;
A signal processing unit that performs video signal processing on the liquid crystal display device;
A power supply unit for supplying power;
A video display device having a speaker;
請求項15乃至21のいずれか一項に記載の光源モジュールにおいて、
前記光源モジュールを複数個配列して面光源とした
ことを特徴とする光源モジュール。
The light source module according to any one of claims 15 to 21,
A light source module comprising a plurality of the light source modules arranged as a surface light source.
請求項14乃至21または25のいずれか一項に記載の光源モジュールと、
前記光源モジュールからの光を出射する拡散板と、を有する照明装置。
A light source module according to any one of claims 14 to 21 or 25;
And a diffusing plate that emits light from the light source module.
一対の基板と、
一対の基板に挟持される液晶層とを有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの両面に配置された一対の偏光板と、
請求項26に記載の照明装置と、を有する液晶表示装置。
A pair of substrates;
A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates;
A pair of polarizing plates disposed on both sides of the liquid crystal panel;
A liquid crystal display device comprising: the lighting device according to claim 26.
請求項26に用いられる拡散板であって、
前記拡散板の基材樹脂と異なる屈折率を有する微粒子と蛍光体の微粒子とが分散されている
ことを特徴とする拡散板。
A diffusion plate used in claim 26,
A diffusion plate characterized in that fine particles having a different refractive index from the base resin of the diffusion plate and phosphor fine particles are dispersed.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013014978A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 パナソニック株式会社 Mounting substrate and light-emitting module
WO2013179626A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 パナソニック株式会社 Led module
JP2014220230A (en) * 2013-05-01 2014-11-20 ジョン ヘウンJEONG,Hae Woon Optical lens
JP2015111626A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 シャープ株式会社 Light-emitting device and method of manufacturing the same
KR20150093751A (en) * 2012-12-07 2015-08-18 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 Display apparatus
CN106784267A (en) * 2015-11-24 2017-05-31 三星电子株式会社 Light-emitting device
JP2017212405A (en) * 2016-05-27 2017-11-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light source module and lighting device
CN113281937A (en) * 2021-01-25 2021-08-20 深圳市隆利科技股份有限公司 Direct type Mini-LED backlight module with mura compensation

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007224673A (en) * 2006-02-27 2007-09-06 Nippon Light Metal Co Ltd Roof structure with lighting system, roof for carport using the same, roof for waiting space, and lighting system
JP2009069713A (en) * 2007-09-18 2009-04-02 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009070709A (en) * 2007-09-14 2009-04-02 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display
JP2009069714A (en) * 2007-09-18 2009-04-02 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009117183A (en) * 2007-11-07 2009-05-28 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009128647A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009133977A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Takiron Co Ltd Optical sheet and back light unit using same
JP2009146762A (en) * 2007-12-14 2009-07-02 Stanley Electric Co Ltd Projection lens of direct projector type lamp
JP2009193902A (en) * 2008-02-18 2009-08-27 Stanley Electric Co Ltd Illuminating device, signboard illuminating device, and direct backlight for liquid panel
JP2009199866A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009198670A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009212508A (en) * 2008-02-07 2009-09-17 Mitsubishi Chemicals Corp Semiconductor light emitting device, backlighting device, and color image display

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007224673A (en) * 2006-02-27 2007-09-06 Nippon Light Metal Co Ltd Roof structure with lighting system, roof for carport using the same, roof for waiting space, and lighting system
JP2009070709A (en) * 2007-09-14 2009-04-02 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display
JP2009069713A (en) * 2007-09-18 2009-04-02 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009069714A (en) * 2007-09-18 2009-04-02 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009117183A (en) * 2007-11-07 2009-05-28 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009128647A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009133977A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Takiron Co Ltd Optical sheet and back light unit using same
JP2009146762A (en) * 2007-12-14 2009-07-02 Stanley Electric Co Ltd Projection lens of direct projector type lamp
JP2009212508A (en) * 2008-02-07 2009-09-17 Mitsubishi Chemicals Corp Semiconductor light emitting device, backlighting device, and color image display
JP2009193902A (en) * 2008-02-18 2009-08-27 Stanley Electric Co Ltd Illuminating device, signboard illuminating device, and direct backlight for liquid panel
JP2009198670A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device
JP2009199866A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal display device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013030621A (en) * 2011-07-28 2013-02-07 Panasonic Corp Mount board and light emitting module
WO2013014978A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 パナソニック株式会社 Mounting substrate and light-emitting module
US9437581B2 (en) * 2012-05-31 2016-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. LED module
WO2013179626A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 パナソニック株式会社 Led module
US20150108510A1 (en) * 2012-05-31 2015-04-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Led module
JPWO2013179626A1 (en) * 2012-05-31 2016-01-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 LED module
KR102047741B1 (en) 2012-12-07 2019-11-25 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 Display apparatus
KR20150093751A (en) * 2012-12-07 2015-08-18 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼 Display apparatus
JP2014220230A (en) * 2013-05-01 2014-11-20 ジョン ヘウンJEONG,Hae Woon Optical lens
JP2015111626A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 シャープ株式会社 Light-emitting device and method of manufacturing the same
CN106784267A (en) * 2015-11-24 2017-05-31 三星电子株式会社 Light-emitting device
JP2017212405A (en) * 2016-05-27 2017-11-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light source module and lighting device
CN113281937A (en) * 2021-01-25 2021-08-20 深圳市隆利科技股份有限公司 Direct type Mini-LED backlight module with mura compensation

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