JP2020087889A - 発光モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光モジュールを例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
図1は、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置3000の各構成を示す構成図である。図1で示す液晶ディスプレイ装置3000は、上側から順に、液晶パネル120と、2枚のレンズシート110a、110bと、拡散シート110cと、発光モジュール100とを備える。本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置3000は、液晶パネル120の下方に発光モジュール100を配置するいわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置である。液晶ディスプレイ装置3000は、発光モジュール100から照射される光を、液晶パネル120に照射する。なお、上述の構成部材以外に、さらに偏光フィルムやカラーフィルタ、DBEF等の部材を備えてもよい。
(発光モジュール100)
本実施形態の発光モジュールの構成を図2Aから図2Cに示す。
図2Aは、本実施形態にかかる発光モジュール100の模式平面図である。図2Bは、本実施形態にかかる発光モジュール100を示す一部拡大模式断面図である。図2Cは、実施形態にかかる導光板1の光学機能部2と、導光板1に波長変換部を設ける凹部1bの一例を示す一部拡大模式平面図と一部拡大模式断面図である。
導光板1は、発光素子11からの光が入射され、面状の発光を行う透光性の部材である。
本実施形態の導光板1は、発光面となる第1主面1cと、第1主面1cと反対側の第2主面1dと、を備える。
この導光板1は第2主面1dに複数の発光素子11を配置している。図2に示す導光板1は、第2主面1dに設けた凹部1bに発光素子ユニット10を配置しており、これにより、導光板1と発光素子11との距離を縮めることができ、発光モジュール100の薄型化が可能になる。
導光板1の大きさは、例えば、一辺が1cm〜200cm程度とすることができ、3cm〜30cm程度が好ましい。厚みは0.1mm〜5mm程度とすることができ、0.5mm〜3mmが好ましい。
導光板1の平面形状は例えば、略矩形や略円形等とすることができる。
導光板1は、例えば、射出成型やトランスファーモールド、熱転写等で成形することができる。導光板1が後述する光学機能部2や凹部1b、区画凹部1eを備えている場合には、これらも一括して金型で形成することが好ましい。これにより、光学機能部2と凹部1b、区画凹部1eの成形位置ずれを低減することができる。
また、導光板1の第1主面1c上に透光性の層と、導光板1の第1主面1cと透光性の層の間に屈折率の異なる層、例えば空気の層等を設けてもよい。これにより、光をより拡散させやすくなり、輝度ムラを低減した液晶ディスプレイ装置とすることができる。このような構成は、例えば、任意の導光板1と透光性の層の間にスペーサを設けて離間させ、空気の層を設けることで実現することができる。
導光板1は、第1主面1c側に光学機能部2を備えている。
光学機能部2は、例えば、導光板1に入射される光を光学機能部2で面内に広げる機能を有することができる。光学機能部2は、例えば、導光板1の材料と屈折率の異なる材料で設けられる。光学機能部2は、具体的には、図2Bに示すように、導光板1に設けた凹部1aで構成することができる。この図の光学機能部2は、凹部1aの内周面に傾斜面1xを設けている。傾斜面1xは、凹部1aの中央に向かって発光素子11に接近するように、図において上り勾配に傾斜する。図2Bの断面図に示す光学機能部2は、傾斜面1xを、中央部に向かって次第に傾斜角(α)が大きくなる形状としている。このような形状の光学機能部2を設けることにより、発光素子11の発光面11aから導光板1に入射される光をより効果的に導光板1の面方向に広げることができる。さらに、光学機能部2は、底部に平面部1yを設けている。光学機能部2は、平面部1yを凹部1aの中央部に配置している。凹部1aの中央部に平面部1yを設けた光学機能部2は、凹部1aを設けて導光板1の強度が低下する弊害を少なくできる。中央部に設けた平面部1yが、導光板1の最小厚さを厚くできるからである。光学機能部2は、発光素子11の光軸上に配置することが好ましく、より好ましくは、光学機能部2に設けた平面部1yを発光素子11の光軸上に配置することが好ましい。平面部1yのある光学機能部2は、平面部のない光学機能部に比較して、発光素子11と光学機能部2との相対的な位置ずれによる輝度ムラを少なくできる。平面部1yが光入射面である発光素子11の発光面11aと平行に配置されて、平面部1yと光入射面との相対的な位置ずれによる輝度ムラが少なくなるからである。ただ、光学機能部は、図示しないが、第1主面側に設けられた逆円錐や逆四角錐、逆六角錐等の逆多角錐形等の凹みとして、底部に平面部を設け、あるいは平面部を設けない形状とすることもできる。
発光モジュール100は、導光板1に光学機能部2を設けて、発光素子11からの光を側方に広げて、導光板1の第1主面1cから外部に放射される光の発光強度を平均化させるが、このことは、輝度ムラを少なくすることから好ましい。発光モジュール100は、発光素子11間の間隔を狭くして、輝度ムラを少なくできるが、発光素子11の間隔を狭くすると、導光板1に固定する発光素子数が増加して部品コストと製造コストが高くなる。発光モジュール100は、発光素子11の個数を少なくしてコストダウンしながら、輝度ムラを少なくするという難しい課題がある。また、導光板1に複数の光学機能部2を設け、各々の光学機能部2に発光素子11を配置する発光モジュール100は、光学機能部2と発光素子11との相対的な位置ずれによる輝度ムラも課題となる。導光板1に凹部1aを設けて光学機能部2を構成する発光モジュール100は、光学機能部2の中央部において導光板1が薄くなって強度が低下する。光学機能部2の凹部中央部に平面部1yを設る構造は、凹部中央部の強度を高くでき、また、平面部1yによって発光素子11との相対的な位置ずれによる輝度ムラを少なくできるが、光学機能部2の平面部1yにおいて、発光素子11の光の透過率が高くなって、輝度ムラの抑制効果は減少する。
導光板1は、第2主面1d側に、凹部1bを備えていてもよい。凹部1bは、発光素子11の実装位置の目標とすることができればどのような形態でもよい。具体的には、例えば、図2B、図2C及び図4Aに示すような凹部や、凸部、溝等とすることができる。
凹部1bの平面視における大きさは、例えば、0.05mm〜10mmとすることができ、0.1mm〜1mmが好ましい。深さは0.05mm〜4mmとすることができ、0.1mm〜1mmが好ましい。光学機能部2と凹部1bの間の距離は光学機能部2と凹部1bが離間している範囲で適宜設定できる。
凹部1bの平面視形状は、例えば、略矩形、略円形とすることができ、凹部1bの配列ピッチ等によって選択可能である。凹部1bの配列ピッチ(最も近接した2つの凹部の間の距離)が略均等である場合には、略円形または略正方形が好ましい。なかでも、略円形とすることで、発光素子11からの光を良好に広げることができる。
発光素子ユニット10は、発光素子11と、発光素子11の主発光面11cを覆う波長変換部12と、発光素子11の側面を覆う光反射性部材16とを備えている。
図3の発光素子ユニット10は、波長変換部12の表面に発光素子11を接合して、発光素子11の主発光面11cを波長変換部12で被覆している。発光素子11は、透光性接着部材17を介して、波長変換部12の表面に接合している。図3の発光素子ユニット10は、平面視において、波長変換部12の外形を発光素子11の外形よりも大きくしている。この発光素子ユニット10は、発光素子11の主発光面11cから照射されるより多くの光を波長変換部12に透過させて導光板1に入射して色ムラや輝度ムラを少なくできる。さらに、発光素子ユニット10は、発光素子11の側面を光反射性部材16で被覆している。図に示す発光素子ユニット10は、光反射性部材16の外側面と波長変換部12の外側面を略同一平面としている。
本実施形態の発光モジュール100は、発光素子11からの光を拡散して、発光素子11からの光の波長を変換する波長変換部12を備えていてもよい。
波長変換部12は、図2Bに示すように、発光素子11と導光板1との間に設けられ、導光板1の第2主面1d側に配置されている。波長変換部12は、それに照射された発光素子11からの光を内部で拡散、均等化する。図の発光モジュール100は、発光素子ユニット10として、発光素子11と波長変換部12とを一体的に形成することにより、発光素子11の主発光面11cを波長変換部12で被覆している。波長変換部12は、発光モジュールの薄型化等の目的から、図2Bに示すように、前述の導光板1の凹部1b内に配置されていることが好ましい。
波長変換部12内において、波長変換部材はどのように配置されていてもよい。例えば、略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。また、波長変換部材をそれぞれ含有する複数の層が積層されて設けられていてもよい。
発光素子11は、発光モジュール100の光源である。導光板1は、複数の発光素子11を配置している。
また、発光素子11や光学機能部2の位置ずれが発生すると、光学機能部2と発光素子11との相対的な位置が設計からずれて、光学機能部2によって光を十分に広げることができず、明るさが面内において部分的に低下するなどして、輝度ムラになるという問題がある。
また、発光素子を発光素子ユニットとして凹部に配置することなく、導光板に設けた凹部に波長変換材料を充填して波長変換部を設けて、この波長変換部に発光素子を接合する構造においては、位置決め部として形成された凹部の内部に導光板1の部材とは異なる部材であって、製造装置の位置認識に利用可能な波長変換部を形成することで、発光素子と光学機能部との位置決めをより容易に行うことができる。
一方、平面視において正方形の発光素子を用いる場合は、小さい発光素子を量産性良く製造することができる。
発光素子11の密度(配列ピッチ)は、発光素子11間の距離は、例えば、0.05mm〜20mm程度とすることができ、1mm〜10mm程度が好ましい。
透光性接着部材17は、波長変換部12の表面と発光素子11の主発光面11cとを接合している。さらに、透光性接着部材17は、図3に示すように、発光素子11の側面の一部および波長変換部12の一部も被覆している。なお、透光性接着部材17の外側面は、発光素子11の側面から波長変換部12に向かって広がる傾斜面であることが好ましく、発光素子11側に凸状の曲面であることがより好ましい。
さらに、透光性接着部材17は、導光板1の第1主面1c側から見た平面視において、波長変換部12の外縁より内側の範囲に限定して配置されることが好ましい。これにより、発光素子11の側面から出る光を波長変換部12により効率的に入光させることができるため、光取り出し効率を高めることができる。
また、発光素子11の主発光面11cと波長変換部12の間には、透光性接着部材17を有してもよい。これにより、例えば、透光性接着部材17に拡散剤等を含有することで発光素子11の主発光面11cから出る光が、透光性接着部材17で拡散され、波長変換部12に入ることで輝度ムラを少なくできる。
透光性接着部材17は、後述する透光性接合部材14と同じ部材を使用することができる。
さらに、発光素子ユニット10は、発光素子11に波長変換部12を設けた状態で、発光素子11の側面を光反射性部材16で被覆している。詳細には、透光性接着部材17で覆われていない発光素子11の側面および透光性接着部材17の外側面を光反射性部材16で被覆している。
光反射性部材16は、光反射性に優れた材質で、好ましくは、光を反射する添加物である白色粉末等を透明樹脂に添加している白色樹脂である。発光素子ユニット10は、発光素子11の主発光面11cを除く他の面をこの光反射性部材16で被覆することにより、主発光面11c以外の方向への光の漏れを抑制している。すなわち、光反射性部材16は、発光素子11の側面や電極形成面11dから出射される光を反射して、発光素子11の発光を有効に導光板1の第1主面1cから外部に放射させて、発光モジュール100の光取り出し効率を高めることができる。
発光素子ユニット10は、透光性接合部材14によって導光板1に接合することができる。本実施形態においては、透光性接合部材14は、凹部1bの内側面および発光素子ユニット10の外側面と接している。また、透光性接合部材14は、凹部1bの外側に位置する光反射性部材16の一部と接するように、言い換えると、波長変換部12の外側面から光反射性部材16の外側面に跨がる領域を被覆するように配置されている。これにより、発光素子ユニット10の側面方向に出射された光を透光性接合部材14内に効率的に取り出し、発光モジュール100の発光効率を高めることができる。透光性接合部材14が発光素子ユニット10の側面を被覆する場合には、図2Bに示すように、導光板1の方向に向かって断面視において広がる形状に形成することが好ましい。さらに、透光性接合部材14の外側面は傾斜面としており、光反射性部材16の外側面との間でなす傾斜角が鋭角となるようにしている。これにより、発光素子11の側面方向に出射された光を効率的に導光板1の方向に取り出すことができる。
また透光性接合部材14は、波長変換部12と凹部1bの底面の間に配置されてもよい。
また、図3に示すように、透光性接合部材14は、断面視において傾斜面を有している。この形状は、透光性接合部材14を透過して傾斜面に入射する光を一様な状態で発光面側に反射できる。
封止部材13は、複数の発光素子ユニット10の側面と導光板1の第2主面1dと透光性接合部材14の側面とを封止している。これにより、発光素子ユニット10と導光板1を補強することができる。また、この封止部材13を光反射性部材とすることで、発光素子11からの発光を導光板1に効率よく取り入れることができる。また、封止部材13が、発光素子ユニット10を保護する部材と導光板1の出射面と反対側の面に設けられる反射部材とを兼ねることにより、発光モジュール100の薄型化を図ることができる。
光反射性部材の封止部材13は、発光素子11から出射される光に対して60%以上の反射率を有し、好ましくは90%以上の反射率を有する。
光反射性部材の封止部材13の材料は、白色の顔料等を含有させた樹脂であることが好ましい。特に、酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂が好ましい。これにより、導光板1の一面を被覆するために比較的大量に用いられる材料として酸化チタンのような安価な原材料を多く用いることで、発光モジュール100を安価にすることができる。
発光モジュール100には、複数の発光素子11の電極11bと電気的に接続される配線15が設けられていてもよい。配線15は、封止部材13等の表面であって、導光板1の第1主面1cと反対側の面に形成することができる。配線15を設けることにより、例えば複数の発光素子11同士を電気的に接続することができ、液晶ディスプレイ装置3000のローカルディミング等に必要な回路を容易に形成することができる。
配線15は、例えば、図4G〜図4Hに示すように、発光素子11の正負の電極11bを封止部材13の表面に露出させ、発光素子11の電極11b及び封止部材13の表面の略全面に金属膜15aを形成し、この金属膜15aをレーザ等で一部除去してパターンニングすることにより、配線15を形成することができる。
本開示の発光モジュール100は、図4Iに示すように、配線基板20を有していてもよい。これにより、ローカルディミング等に必要な複雑な配線を容易に形成することができる。この配線基板20は、発光素子11を導光板1に実装し、任意に封止部材13及び配線15を形成した後に、別途配線層20bを備える配線基板20を発光素子の電極11bないし配線15と接合することで形成することができる。また、発光素子11と接続する配線15を設ける際、配線15を発光素子11の電極11bの平面形状よりも大きい形状とすることで、この配線基板20と発光素子11等との電気的な接合を容易に行うことができる。
以下、本実施形態の発光モジュールの製造方法の一例を示す。
まず、発光素子ユニット10を準備する。図3は、発光素子ユニット10の製造工程の一例を示している。
図3(a)に示す工程で、発光素子11の主発光面11cを覆う波長変換部12を形成する。この工程では、ベースシート41の表面に均一な厚さで波長変換部12を形成し、このベースシート41をプレート42に剥離できるように配置する。
発光素子11は、透光性接着部材17を介して波長変換部12に接合する。透光性接着部材17は、波長変換部12上および/または発光素子11の主発光面11c上に塗布されて、発光素子11と波長変換部12を接合する。この時、図3(b)に示すように、塗布された透光性接着部材17が発光素子11の側面に這い上がり、発光素子11の側面の一部を透光性接着部材17が被覆する。また、波長変換部12と発光素子11の主発光面11cの間にも透光性接着部材17を配置してもよい。
発光素子11の間隔は、図3(e)で示すように、発光素子11の間を切断して、波長変換部12の外形が所定の大きさとなる寸法に設定される。発光素子11の間隔が、波長変換部12の外形を特定するからである。
以上、発光素子ユニットの準備について、上述の全ての工程を行ってもよいし、一部の工程を行ってもよい。あるいは、発光素子ユニットを購入によって準備してもよい。
発光素子ユニット10は、平面視において、波長変換部12の中心と凹部1bの中心が一致するように配置し、透光性接合部材14を硬化させて導光板1に接合される。
この例では、2つの発光モジュール100が接合された、コネクタ20eを備える配線基板20が4つ備えられ、フレーム30に載置されている。つまり、8つの発光モジュール100が2行×4列に並べられている。このようにすることで、大面積の液晶ディスプレイ装置のバックライトを安価に製造することができる。
図8Aは、変形例1に係る発光モジュール300の拡大断面図である。図8Bは、発光モジュール300に用いられる導光板1の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。これ等の図において、光学機能部2を覆うように配置する遮光散乱層303は、外形を光学機能部2の外形に実質的に等しくしている。変形例1の発光モジュール300は、第1主面1cに設けられる光学機能部2の凹部1aを、傾斜面の傾斜角(α)を外周から中央に向かって次第に大きくする円錐台状としている。この形状の光学機能部2は、傾斜面1xの外周部が、光学機能部2を設けない導光板1の第1主面1cの平面部に接近するので、光学機能部2の外周部に近づくにしたがって輝度集中を緩和できる。したがって、光学機能部2と遮光散乱層303の外形を実質的に同じとしながら、輝度ムラを抑制できる。
図9Aは、変形例2に係る発光モジュール400の拡大断面図である。図9Bは、発光モジュール400に用いられる導光板1の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。変形例2では、遮光散乱層403の外形を、光学機能部2の平面部1yよりも大きく、光学機能部2の外形よりも小さくしている。このような形状とすることで、光学機能部2の平面部1yを透過した光の輝度集中を遮光散乱層403で散乱し、遮光することで、輝度ムラを抑制できる。また、光学機能部2の平面部1yが、光学機能部2と発光素子11や波長変換部12との相対的な位置ずれによる輝度ムラをも解消しながら、光学機能部2に平面部1yを設けることで、平面部1yにおける輝度集中を遮光散乱層403で緩和しながら、発光モジュール400としての輝度ムラを抑制できる特徴も実現する。
図10Aは、変形例3に係る発光モジュール500の拡大断面図である。図10Bは、発光モジュール500に用いられる導光板501の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。図10Bは、光学機能部2の凹部501aが、傾斜面501xの傾斜角(α)を、外周部から中央部に向かって一定とし、中央部に平面部501yを設けた円錐台状として、遮光散乱層3の外形を光学機能部2の外形よりも大きくしている。この発光モジュール500は、光学機能部2の透過光の輝度集中を、光学機能部2よりも大きい遮光散乱層3で緩和して輝度ムラを抑制できる。また、遮光散乱層3が光学機能部2よりも大きいので、遮光散乱層3と光学機能部2との相対的な位置ずれによる輝度ムラの低下を阻止できる特徴も実現する。
図11Aは、変形例4に係る発光モジュール600の拡大断面図である。図11Bは、発光モジュール600に用いられる導光板601の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。図11Aは、光学機能部2の凹部601aが、傾斜面601xの傾斜角(α)を、外周部から中央部に向かって傾斜角(α)を一定とし、中央部に平面部を設けない円錐状として、遮光散乱層3の外形を光学機能部2の外形よりも大きくしている。この発光モジュール600は、光学機能部2の透過光の輝度集中を、光学機能部2よりも大きい遮光散乱層3で緩和して輝度ムラを抑制できる。また、遮光散乱層3が光学機能部2よりも大きいので、遮光散乱層3と光学機能部2との相対的な位置ずれによる輝度ムラの低下を阻止できる特徴も実現する。
図12は、変形例5に係る発光モジュール700の拡大断面図である。図12の発光モジュール700は、光学機能部2の凹部1aを、中央部に平面部1yを設けた円錐台状とし、その開口部に中央部と外周部とで透過率が異なる遮光散乱層703を設けている。遮光散乱層703は、中央部の膜厚を外周部よりも厚くして、中央部の透過率を外周部よりも低くし、光学機能部2の中央部の輝度集中を緩和して、発光モジュール700の輝度ムラを抑制している。この遮光散乱層703は、透光性シート4の表面にドットプリンタで白色粉末を含む顔料インクを塗布して設けることができる。
図13は、変形例6に係る発光モジュール800の拡大断面図である。図13の発光モジュール800は、光学機能部2の凹部1aを、中央部に平面部1yを設けた円錐台状とし、遮光散乱層803を透光性シート804と一体構造として光学機能部2を覆う位置に配置している。この透光性シート804は、透光性シート804に添加する酸化チタンなどの白色粉末の混合率を、遮光散乱層803の領域で透光性シート804の領域よりも高くして透過率を透光性シート804よりも低くして、透光性シート804の特定領域、すなわち光学機能部2を覆う領域を遮光散乱層803としている。この発光モジュール800は、導光板1との対向面を平滑面とする透光性シート804を導光板1に積層して、光学機能部2を覆う位置に遮光散乱層803を設けることができる。
図14は、変形例7に係る発光モジュール900の拡大断面図である。図14の発光モジュール900は、光学機能部2の凹部1aを、中央部に平面部1yを設けた円錐台状とし、遮光散乱層903を透光性シート904と一体構造として光学機能部2を覆う位置に配置している。この透光性シート904は、透光性シート904に添加する酸化チタンなどの白色粉末の混合率を、遮光散乱層903の領域で透光性シート904の領域よりも高くして透過率を透光性シート4よりも低くして、透光性シート904の特定領域に遮光散乱層903を設け、さらに遮光散乱層903は、平面部1yを覆う中央部の白色粉末の混合率を外周部よりも多くして、中央部の透過率を外周部よりも低くして、光学機能部2の中央部の輝度集中を緩和して、より好ましい状態で輝度ムラを抑制している。
図15Aは、実施形態2に係る発光モジュール1000の拡大断面図である。図15Bは、発光モジュール1000に用いられる導光板1001の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。実施形態2に係る発光モジュール1000の導光板1001は、第2主面1001dに光反射凹部1001gを備える。光反射凹部1001gは、発光素子11側に向いており、発光素子11からの光を反射させる光反射面1001hを備える。光反射面1001hは曲面であり、2つの凹部1001bの中間において最も深くなっている。実施形態2では、凹部1001b以外の第2主面1001dの略全域が曲面になっている例を示しており、これにより、発光素子11からの光を効率よく反射させることができる。ただし、これに限らず、平坦な面を有していても構わない。図15Aでは、光反射凹部1001gの深さは、凹部1001bよりも深い例を図示している。これにより、発光素子11からの光を効率よく反射することができ、均一な面発光とすることができる。
図16Aは、実施形態3に係る発光モジュール1100の拡大断面図である。図16Bは、発光モジュール1100に用いられる導光板1101の平面図、縦断面図、横断面図、底面図をそれぞれ示す。また、図16Cは、図16Aに示す導光板1101の破線で囲まれた領域を拡大した図である。実施形態3に係る発光モジュール1100の導光板1101は、1つの発光素子11に対して1つの光学機能部1102を備えており、光反射凹部1101gが、1つの発光素子11に対して複数備えられている。光反射凹部1101gは、発光素子11側に向いており、発光素子11からの光を反射させる光反射面1101hを備える。導光板1101として、ここでは第1〜第4の4つの光反射凹部1101gを備える例を示している。光反射凹部1101gの数は、これに限らず2以上の複数個備えることができる。各光反射凹部1101g内には、封止部材13が配置される。
図17は、実施形態4に係る発光モジュール1200の拡大断面図である。この図に示す発光モジュール1200は、光学機能部1202が、導光板1の凹部1aの表面に、光反射性の材料からなる光反射層19を備えている。このような光反射性の材料として、例えば白色の樹脂が使用できる。図17に示す光学機能部1202は、導光板1に設けた凹部1aの表面であって、傾斜面1xの中央部(図において上端部)から平面部1yの領域に、光反射性の材料を所定の厚さで設けて光反射層19としている。ただ、光反射層は、凹部の全体に設けることも、平面部のみに設けることもできる。また、図に示す光反射層は、全体の厚さを均一にしているが、凹部の外周部から中央部に向かって次第に厚くすることもできる。光反射層は、例えば、平面部と対向する領域の厚さを一定としながら、傾斜面と対向する領域においては、外周部に向かって次第に薄く形成することもできる。
以上のように、凹部1aの表面に光反射層19を備える発光モジュール1200は、光学機能部1202の中央部に光反射層19を設けることと、この光学機能部1202を覆う遮光散乱層3との相乗効果により、中央部に輝度が集中するのをさらに緩和して輝度ムラを低減できる特長が実現できる。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様)
外部に光を放射する発光面となる第1主面と、第1主面と反対側にある第2主面と、を有する透光性の導光板と、
導光板の第2主面に配置されて、導光板に向かって光を照射する発光素子とを備える発光モジュールであって、
導光板は、第1主面であって発光素子から照射される光の光軸に、発光素子の発光面よりも大きい光学機能部を配置しており、
導光板の第1主面側であって発光素子の光軸には遮光散乱層が配置されており、
平面視において、遮光散乱層が光学機能部を覆っていることを特徴とする発光モジュール。
(態様2)
態様1に記載する発光モジュールであって、
導光板が、隣接して配置してなる発光素子の間であって、第2主面に区画凹部を配置しており、区画凹部は第2主面に連続する複数の傾斜面を有し、
平面視において、光学機能部の外形が区画凹部で囲まれた領域よりも小さいことを特徴とする発光モジュール。
(態様3)
態様1又は2に記載する発光モジュールであって、
発光素子と導光板との間に、発光素子の光を波長変換して前記導光板に入射する波長変換部を配置しており、
平面視において、光学機能部の外形が、波長変換部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
(態様4)
態様1ないし3のいずれかに記載する発光モジュールであって、
光学機能部が凹部であって、光学機能部の内周面が中央部に向かって発光素子に接近する傾斜面を含むことを特徴とする発光モジュール。
(態様5)
態様4に記載する発光モジュールであって、
光学機能部の傾斜面が、中央部に向かって次第に傾斜角(α)が大きくなる形状であることを特徴とする発光モジュール。
(態様6)
態様4又は5に記載する発光モジュールであって、
光学機能部が底部に平面部を有することを特徴とする発光モジュール。
(態様7)
態様6に記載する発光モジュールであって、
光学機能部の平面部が、発光素子の光軸上に配置されてなることを特徴とする発光モジュール。
(態様8)
態様1ないし7のいずれかに記載する発光モジュールであって、
導光板の第1主面に積層してなる透光性シートを有し、
透光性シートに遮光散乱層が設けられてなることを特徴とする発光モジュール。
(態様9)
態様8に記載する発光モジュールであって、
透光性シートが、透過光を散乱して透過させる散乱シートであることを特徴とする発光モジュール。
(態様10)
態様9に記載する発光モジュールであって、
遮光散乱層が透光性シートの導光板との対向面に接合されてなることを特徴とする発光モジュール。
(態様11)
態様6又は7に記載する発光モジュールであって、
平面視において、遮光散乱層の外形が、光学機能部に設けてなる平面部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
(態様12)
態様1ないし11のいずれかに記載する発光モジュールであって、
平面視において、遮光散乱層の外形が、光学機能部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
100、200、300、400、500、600、700、800、900、
1000、1100、1200…発光モジュール
110a…レンズシート
110b…レンズシート
110c…拡散シート
120…液晶パネル
1、201、501、601、1001、1101…導光板
1a、501a、601a、1001a、1101a…凹部
1b、1001b、1101b…凹部
1c、1001c、1101c…第1主面
1d、201d、1001d、1101d…第2主面
1e…区画凹部
1001g、1101g…光反射凹部
1101ga…第1光反射凹部
1101gb…第2光反射凹部
1101gc…第3光反射凹部
1101gd…第4光反射凹部
1001h、1101h…光反射面
1101ha、1101hb、1101hc、1101hd…光反射面
1101i、1101ib、1101ic、1101id…光反射補助面
1x、501x、601x、1001x、1101x…傾斜面
1y、501y、601y、1001y、1101y…平面部
2、502、602、1002、1102、1202…光学機能部
3、303、403、703、803、903…遮光散乱層
4、804、904…透光性シート
10…発光素子ユニット
11…発光素子
11a…発光面
11b…電極
11c…主発光面
11d…電極形成面
12…波長変換部
13…封止部材
13a…封止部材の材料
14…透光性接合部材
14a…透光性接合部材の材料
15…配線
15a…金属膜
16…光反射性部材
17…透光性接着部材
19…光反射層
20…配線基板
20a…基材
20b…配線層
20c…導電性部材
20e…コネクタ
30…フレーム
41…ベースシート
42…プレート
Claims (12)
- 外部に光を放射する発光面となる第1主面と、前記第1主面と反対側にある第2主面と、を有する透光性の導光板と、
前記導光板の第2主面に配置されて、前記導光板に向かって光を照射する発光素子とを備える発光モジュールであって、
前記導光板は、前記第1主面であって前記発光素子から照射される光の光軸に、前記発光素子の発光面よりも大きい光学機能部を配置しており、
前記導光板の第1主面側であって前記発光素子の光軸には遮光散乱層が配置されており、
平面視において、前記遮光散乱層が前記光学機能部を覆っていることを特徴とする発光モジュール。 - 請求項1に記載する発光モジュールであって、
前記導光板が、隣接して配置してなる前記発光素子の間であって、前記第2主面に区画凹部を配置しており、前記区画凹部は前記第2主面に連続する複数の傾斜面を有し、
平面視において、前記光学機能部の外形が前記区画凹部で囲まれた領域よりも小さいことを特徴とする発光モジュール。 - 請求項1又は2に記載する発光モジュールであって、
前記発光素子と前記導光板との間に、前記発光素子の光を波長変換して前記導光板に入射する波長変換部を配置しており、
平面視において、前記光学機能部の外形が、前記波長変換部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部が凹部であって、前記光学機能部の内周面が中央部に向かって前記発光素子に接近する傾斜面を含むことを特徴とする発光モジュール。 - 請求項4に記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部の傾斜面が、中央部に向かって次第に傾斜角(α)が大きくなる形状であることを特徴とする発光モジュール。 - 請求項4又は5に記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部が底部に平面部を有することを特徴とする発光モジュール。 - 請求項6に記載する発光モジュールであって、
前記光学機能部の前記平面部が、前記発光素子の光軸上に配置されてなることを特徴とする発光モジュール。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載する発光モジュールであって、
前記導光板の第1主面に積層してなる透光性シートを有し、
前記透光性シートに前記遮光散乱層が設けられてなることを特徴とする発光モジュール。 - 請求項8に記載する発光モジュールであって、
前記透光性シートが、透過光を散乱して透過させる散乱シートであることを特徴とする発光モジュール。 - 請求項9に記載する発光モジュールであって、
前記遮光散乱層が前記透光性シートの前記導光板との対向面に接合されてなることを特徴とする発光モジュール。 - 請求項6又は7に記載する発光モジュールであって、
平面視において、前記遮光散乱層の外形が、前記光学機能部に設けてなる前記平面部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。 - 請求項1ないし11のいずれかに記載する発光モジュールであって、
平面視において、前記遮光散乱層の外形が、前記光学機能部の外形よりも大きいことを特徴とする発光モジュール。
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