JP2021057562A

JP2021057562A - 発光モジュール

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Publication number: JP2021057562A
Application number: JP2019237146A
Authority: JP
Inventors: 拓也中林; Takuya Nakabayashi
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2021-04-08
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: JP7213454B2

Abstract

【課題】発光面内における輝度ムラを少なくすることができる発光モジュールを提供する。【解決手段】発光モジュールは、第１面と、第１面の反対側の第２面とを有する導光板と、導光板の第２面側に配置された発光装置と、第２面側における発光装置の周辺に設けられた第１光反射性部材と、第２面における第１光反射性部材の外側に設けられた第２光反射性部材とを備えている。第１光反射性部材における発光装置が発する光に対する拡散反射率は、第２光反射性部材における発光装置が発する光に対する拡散反射率よりも高い。【選択図】図１

Description

本発明は、発光モジュールに関する。

発光ダイオード等の発光素子と、導光板とを組み合わせた発光モジュールは、例えば液晶ディスプレイのバックライト等の面光源に広く利用されている。例えば、導光板の直下に発光素子が配置される直下型のバックライトにおいては、発光素子の近傍領域の輝度が局所的に高くなりやすい。そこで、例えば特許文献１には、導光板の光出射面とは反対側の面に反射シートを設け、また、導光板における発光素子に対向する光入射面に光散乱構造を設けたバックライトが開示されている。

例えば、液晶ディスプレイの薄型化にともない導光板の薄型化が進む、また発光素子の高輝度化が進むなど、導光板の発光面内における輝度ムラが発生しやすくなると、さらなる対策が求められる。

国際公開第２０１０／１１３３６１号

本発明は、発光面内における輝度ムラを少なくすることができる発光モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、発光モジュールは、第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する導光板と、前記導光板の前記第２面側に配置された発光装置と、前記第２面側における前記発光装置の周辺に設けられた第１光反射性部材と、前記第２面における、前記第１光反射性部材の外側に設けられた第２光反射性部材と、を備えている。前記第１光反射性部材における前記発光装置が発する光に対する拡散反射率は、前記第２光反射性部材における前記発光装置が発する光に対する拡散反射率よりも高い。

本発明によれば、発光面内における輝度ムラを少なくすることができる発光モジュールを提供することができる。

本発明の一実施形態の発光モジュールの模式断面図である。図１に示す発光モジュールの一部の拡大断面図である。本発明の一実施形態の発光モジュールにおける発光装置の模式断面図である。本発明の一実施形態の発光モジュールにおける発光装置の模式断面図である。図１に示す発光モジュールを配線板に接続した状態を示す模式断面図である。図４に示す発光モジュールの一部をさらに拡大した模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図４に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。本発明の他の実施形態の発光モジュールの模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの一部の拡大断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。図１５に示す発光モジュールの製造方法を示す模式断面図である。本発明のさらに他の実施形態の発光モジュールの模式平面図である。本発明のさらに他の実施形態の発光モジュールの模式平面図である。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。

図１は、本発明の一実施形態の発光モジュール１の模式断面図である。
図２は、図１に示す発光モジュール１の一部の拡大断面図である。

発光モジュール１は、導光板１０と、発光装置２０と、第１光反射性部材４１と、第２光反射性部材４２と、第３光反射性部材４３と、第４光反射性部材４４とを有する。

発光装置２０は、発光素子２１と透光性部材２２とを有する。透光性部材２２は、例えば蛍光体を含む。導光板１０は、発光装置２０が発する光に対する透過性を有する。本明細書において、発光装置２０が発する光とは、発光素子２１が発する光、および透光性部材２２に含まれる蛍光体が発する光を表す。発光装置２０が蛍光体を含まない場合には、発光装置２０が発する光は、発光素子２１が発する光を表す。発光装置２０の透光性部材２２が蛍光体を含まない場合において、導光板１０の第１面１１上に蛍光体シートを設けてもよい。また、発光装置２０は、発光素子２１のみで構成してもよい。

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

導光板１０は、発光モジュール１の発光面となる第１面１１と、第１面１１の反対側の第２面１２とを有する。さらに、導光板１０は、第２面１２側に凹部１３を有する。発光装置２０は、凹部１３に配置されている。導光板１０の厚さは、２００μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。導光板１０は、その厚さ方向に、単層で構成されてもよいし、複数の層の積層体で構成されてもよい。導光板１０が積層体で構成される場合、各層の間に透光性の接着層を設けてもよい。積層体の各層は、異なる種類の主材を用いてもよい。

図３Ａは、発光装置２０の模式断面図である。

発光装置２０は発光素子２１を有する。発光素子２１は半導体積層構造を有する。発光素子２１は、半導体積層構造として、例えば、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を含み、青色光を発光することができる。発光素子２１は、青色以外の光を出射する素子を用いてもよい。また、複数の発光装置２０を構成する発光素子２１として、異なる色の光を発する発光素子２１を用いてもよい。

発光素子２１の主発光面２１ａ上に透光性部材２２が設けられている。発光素子２１は、透光性接着部材２４によって透光性部材２２に接着されている。透光性部材２２は、発光素子２１の主発光面２１ａを覆うとともに、発光素子２１の側面２１ｂよりも外側の領域に広がっている。

透光性部材２２の材料として、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを用いることができる。透光性部材２２は例えば蛍光体層であり、透光性部材２２に蛍光体が分散されている。蛍光体は、発光素子２１が発する光によって励起され、発光素子２１が発する光の波長とは異なる波長の光を発する。例えば、蛍光体として、ＹＡＧ蛍光体、βサイアロン蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体又はＭＧＦ系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体等の窒化物蛍光体などを用いることができる。透光性部材２２は、複数種類の蛍光体を含んでいてもよい。また、上記蛍光体の層を複数積層させてもよい。

または、図３Ｂに示すように、発光装置２０における蛍光体を含む透光性部材２２は、発光素子２１の主発光面（上面）２１ａと側面２１ｂを覆っていてもよい。

発光素子２１の主発光面２１ａの反対側には、正負の一対の電極２３が設けられている。発光素子２１の側面２１ｂは、第６光反射性部材２６で覆われている。第６光反射性部材２６は、発光素子２１の下面における一対の電極２３の表面（図３における下面）が露出するように発光素子２１の下面にも設けられている。第６光反射性部材２６は、発光素子２１の側面２１ｂ及び透光性部材２２の側面を覆ってもよい。

図２に示すように、発光素子２１は透光性部材２２よりも第２面１２に近い側に位置し、透光性部材２２は発光素子２１よりも第１面１１に近い側に位置する。

発光装置２０が配置された凹部１３の側壁１３ａと、発光装置２０の側面（透光性部材２２の側面および第６光反射性部材２６の側面）との間には、光透過性部材３１が設けられている。この光透過性部材３１によって、発光装置２０は導光板１０に固定されている。１つの導光板１０には複数の発光装置２０が固定されている。または、１つの導光板１０に１つの発光装置２０が固定された構成でもよい。

光透過性部材３１は、発光装置２０が発する光に対する透過性を有し、例えば、導光板１０の材料と同じ樹脂、または導光板１０の材料との屈折率差が小さい樹脂を用いることができる。または、光透過性部材３１の材料としてガラスを用いてもよい。

発光装置２０の側面と光透過性部材３１との間、および凹部１３の側壁１３ａと光透過性部材３１との間には、空気層等の空間が形成されないことが好ましい。発光装置２０の透光性部材２２の側面と導光板１０との間に空気層が介在しないことにより、透光性部材２２と導光板１０との間の屈折率差を空気層が介在する場合よりも小さくでき、透光性部材２２から導光板１０への光の取り込み効率を向上できる。

導光板１０の第１面１１側における発光装置２０に対向する部分に凹部１５が形成され、その凹部１５に第４光反射性部材４４が設けられている。凹部１５の平面視でのサイズは、発光装置２０が配置された第２面１２側の凹部１３の平面視でのサイズよりも大きい。

導光板１０の第２面１２側における発光装置２０の周辺に第１光反射性部材４１が設けられている。第１光反射性部材４１は、光透過性部材３１の下方、および第６光反射性部材２６の側面に設けられ、蛍光体を含む透光性部材２２の側面には設けられていない。透光性部材２２の側面は、光透過性部材３１によって覆われている。第１光反射性部材４１は、凹部１３の周辺の第２面１２に設けられている。

導光板１０の第２面１２における第１光反射性部材４１の外側に、第２光反射性部材４２が設けられている。第２光反射性部材４２は、接着層３３によって第２面１２に貼り付けられている。接着層３３は、発光装置２０が発する光に対する透過性を有する例えば樹脂層である。

導光板１０は、第１面１１および第２面１２に対して傾斜した側面１４を有する。側面１４と第２面１２とは例えば鈍角を形成して連続している。側面１４には、第３光反射性部材４３が設けられている。第３光反射性部材４３は、側面１４と第２面１２とがなす角を覆うように、第２面１２の一部にも設けられている。

第２光反射性部材４２は、第２面１２の一部に設けられた第３光反射性部材４３と、第１光反射性部材４１との間に設けられている。また、図１に示すように、第２光反射性部材４２は、複数の発光装置２０の間における第１光反射性部材４１の間の第２面１２に設けられている。第１光反射性部材４１と第２光反射性部材４２との境界は、導光板１０の厚さ方向において第４光反射性部材４４に重なる位置にある。第２光反射性部材４２の厚さは、３５μｍ以上３５０μｍ以下が好ましい。

図２に示すように、第２光反射性部材４２の下面、第１光反射性部材４１の下面、および第６光反射性部材２６の下面には配線５１が設けられている。配線５１は、発光素子２１の電極２３と接続されている。一対の電極２３の間において、配線５１は分離している。

図４は、発光モジュール１を配線板５０に接続した状態を示す。図５は、図４に示す発光モジュール１の一部をさらに拡大した拡大断面図である。配線５１には配線板５０が貼り合わされている。配線板５０は例えばフレキシブル配線板である。図３に示すように、配線板５０は、基材５２と、配線５３と、導電ビア５４とを有する。配線５１と配線５３との間に絶縁性の基材５２が設けられている。基材５２は、第３光反射性部材４３の下面にも貼り付けられている。

導電ビア５４は、基材５２を貫通し、配線５１と配線５３とを接続している。配線５３の表面には絶縁膜５５が設けられている。

図１および図２に示すように、導光板１０の第１面１１における第２光反射性部材４２に対向する領域に、凹部１６が形成されている。または、導光板１０の第１面１１に凸部を形成してもよい。凹部１６（または凸部）は、例えば、発光装置２０に対向する凹部１５の周辺に同心円状に形成されている。または、凹部１６（または凸部）は、ドット状に形成してもよい。凹部１６（または凸部）は、光を屈折や反射させるプリズムとして機能する。

第１光反射性部材４１、第３光反射性部材４３、第４光反射性部材４４、および第６光反射性部材２６は、例えば、光拡散材を含む白色の樹脂部材である。第１光反射性部材４１、第３光反射性部材４３、第４光反射性部材４４、および第６光反射性部材２６は、例えば、光拡散材として酸化チタンを含むシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂の部材である。

第２光反射性部材４２は、例えば、複数の絶縁膜の積層膜を含む。この絶縁膜として、例えばポリエステル系樹脂を用いることができる。第２光反射性部材４２は、光拡散材を含有していない。または、第２光反射性部材４２における光拡散材の含有率（重量パーセント）は、第１光反射性部材４１、第３光反射性部材４３、第４光反射性部材４４、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける光拡散材の含有率（重量パーセント）よりも低い。また、第２光反射性部材４２は、光拡散材として酸化チタンを含む白色のポリエチレンテレフタレートや、多数のボイドを形成させた白色のポリエチレンテレフタレートであってもよい。

第１光反射性部材４１、第３光反射性部材４３、第４光反射性部材４４、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける発光装置２０が発する光に対する拡散反射率は、第２光反射性部材４２における発光装置２０が発する光に対する拡散反射率よりも高い。拡散反射率は、例えば、村上色彩技術研究所製の高速分光色彩計（ＣＭＳ−３５ＳＰ）によって測定することができる。

発光装置２０が発する光の、第１光反射性部材４１、第３光反射性部材４３、第４光反射性部材４４、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける拡散反射率は、鏡面反射率よりも高い。発光装置２０が発する光の、第２光反射性部材４２における拡散反射率は鏡面反射率よりも低い。

第４光反射性部材４４における光拡散材の含有率は、第１光反射性部材４１、第３光反射性部材４３、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける光拡散材の含有率よりも低い。そのため、第４光反射性部材４４における発光装置２０が発する光に対する透過率は、第１光反射性部材４１、第３光反射性部材４３、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける発光装置２０が発する光に対する透過率よりも高い。

第４光反射性部材４４は、発光装置２０の上方に出射された光を適度に透過させつつ、下方や横方向に拡散させる。すなわち、第４光反射性部材４４は、発光モジュール１の発光面（第１面１１）において、発光装置２０の直上領域を暗くなりすぎもせず、明るくなりすぎもしないようにする。

発光装置２０から第２面１２側に向かって出射した光は、第１光反射性部材４１によって上方へと拡散反射され、発光面である第１面１１から取り出される光の輝度を向上できる。

発光素子２１の側面に設けられた第６光反射性部材２６は、発光素子２１から、蛍光体が含まれる透光性部材２２を経由せずに導光板１０に入射する光を抑制する。

第１光反射性部材４１および第６光反射性部材２６は、発光装置２０の近傍の配線板５０の基材５２が発光素子２１の光にさらされるのを抑制し、基材５２の劣化を防ぐことができる。

第１光反射性部材４１や第４光反射性部材４４で拡散反射された光の一部は、第２光反射性部材４２や第１面１１に向かって進む。第２光反射性部材４２と第１面１１との間の領域においては、第２光反射性部材４２での鏡面反射と、第１面１１での全反射とが繰り返されつつ、発光装置２０からの光が導光板１０の側面１４に向かって導光板１０内を導光される。第１面１１に向かった光の一部は第１面１１から導光板１０の外部に取り出される。

第２光反射性部材４２として、発光装置２０が発する光を拡散反射させる特性よりも鏡面反射させる特性が高いものを用いることで、導光板１０の端（側面１４）まで光を導光させやすくできる。発光装置２０と導光板１０の側面１４との間の距離や、複数の発光装置２０の間の距離が長くなっても、導光板１０の全領域に光を導光させやすくなる。これは、発光面（第１面１１）内における輝度ムラを少なくすることができる。また、導光板１０に配置する発光装置２０の数の低減につながる。

導光板１０の側面１４に導光された光は、側面１４に設けられた第３光反射性部材４３によって、第１面１１に向かって拡散反射され、導光板１０の端に近い領域における第１面１１から取り出される光の輝度を向上できる。

また、複数の発光モジュール１を隣接させて並べ、より広い発光面を有する面光源を実現する構成においては、第３光反射性部材４３は、隣接する発光モジュール１間の導光を抑制する。例えば、発光状態の発光モジュール１から、非発光状態の発光モジュール１への導光が制限される。

次に、図６〜図１４を参照して、実施形態の発光モジュール１の製造方法について説明する。

図６に示すように、導光板１０を準備する。導光板１０の第１面１１側には凹部１５が形成され、第２面１２側には凹部１３が形成されている。

図７に示すように、凹部１５には第４光反射性部材４４が形成される。

第４光反射性部材４４を形成した後、図８に示すように、第２面１２に接着層３３によってシート状の第２光反射性部材４２を貼り付ける。

第２光反射性部材４２を第２面１２に貼り付けた後、図９に示すように、凹部１３に光透過性部材３１を供給する。光透過性部材３１は、例えば液状の樹脂である。

光透過性部材３１が供給された凹部１３には、図１０に示すように、発光装置２０が配置される。発光装置２０における透光性部材２２が凹部１３の底面に載置される。この後、液状の光透過性部材３１が硬化され、発光装置２０は光透過性部材３１によって導光板１０に対して固定される。

発光装置２０を導光板１０に固定させた後、図１１に示すように、第２面１２における発光装置２０の周辺に、第１光反射性部材４１を形成する。第１光反射性部材４１は、第２光反射性部材４２と、発光装置２０の第６光反射性部材２６との間の領域の第２面１２に、光透過性部材３１を覆うように形成される。

第２光反射性部材４２を形成するときに、図２に示す導光板１０の側面１４に、第３光反射性部材４３も形成される。

図１２に示すように、第２光反射性部材４２上、第１光反射性部材４１上、および第６光反射性部材２６上には、発光装置２０の電極２３に接続するように、配線５１が形成される。

配線５１は、一対の正負の電極２３間の第６光反射性部材２６上には形成されない。図１３に示すように、一対の電極２３間の絶縁性を高めるために、一対の電極２３間の第６光反射性部材２６上には絶縁膜３２が形成される。

図１４に示すように、発光モジュール１を配線板５０に接続する場合は、配線５１には、配線板５０の基材５２が貼り付けられる。その後、図５に示す導電ビア５４が形成され、さらに、配線板５０の配線５３および導電ビア５４を覆う絶縁膜５５が形成される。

ここで比較例として、複数の発光装置２０を配線板５０に先に実装した構造体に対して、複数の凹部１３が形成された導光板１０を貼り合わせることで、凹部１３に発光装置２０を配置する場合には、配線板５０上における複数の発光装置２０の実装位置と、導光板１０における複数の凹部１３の位置との間に高い精度が要求される。

これに対して、実施形態によれば、配線板５０にではなく、導光板１０に発光装置２０を保持させ導光板１０と発光装置２０とを一体に構成するため、導光板１０に対して高い位置精度で発光装置２０を配置できる。これは、導光板１０の発光面内における輝度分布のムラを抑制する。

図１５は、本発明の他の実施形態の発光モジュール２の模式断面図である。
図１６は、図１５に示す発光モジュール２の一部の拡大断面図である。
前述した実施形態の発光モジュール１と同じ要素には同じ符号を付している。

発光モジュール２は、導光板１０と、発光装置２０と、第１光反射性部材１４１と、第２光反射性部材４２と、第３光反射性部材１４３と、第４光反射性部材４４と、第５光反射性部材４５を有する。

導光板１０は、第１面１１と第２面１２との間を貫通する貫通部１１３を有する。発光装置２０は貫通部１１３に配置されている。発光装置２０において、発光素子２１は透光性部材２２よりも第２面１２に近い側に位置し、透光性部材２２は発光素子２１よりも第１面１１に近い側に位置する。

貫通部１１３の側壁１１３ａと、発光装置２０の側面（透光性部材２２の側面および第６光反射性部材２６の側面）との間には、光透過性部材１３１が設けられている。この光透過性部材１３１によって、発光装置２０は導光板１０に固定されている。

光透過性部材１３１は、発光装置２０が発する光に対する透過性を有し、例えば、導光板１０の材料と同じ樹脂、または導光板１０の材料との屈折率差が小さい樹脂を用いることができる。または、光透過性部材１３１の材料としてガラスを用いてもよい。

発光装置２０の側面と光透過性部材１３１との間、および貫通部１１３の側壁１１３ａと光透過性部材１３１との間には、空気層等の空間が形成されない。発光装置２０の透光性部材２２の側面と導光板１０との間に空気層が介在しないため、透光性部材２２と導光板１０との間の屈折率差を空気層が介在する場合よりも小さくでき、透光性部材２２から導光板１０への光の取り込み効率を向上できる。

導光板１０の第１面１１側における発光装置２０に対向する部分に凹部１５が形成され、その凹部１５に第４光反射性部材４４が設けられている。

発光装置２０の上面である透光性部材２２の上面に、第５光反射性部材４５が設けられている。光透過性部材１３１は、第５光反射性部材４５を覆うように、第５光反射性部材４５と第４光反射性部材４４との間にも設けられている。

導光板１０の第２面１２側における発光装置２０の周辺に第１光反射性部材１４１が設けられている。第１光反射性部材１４１は、光透過性部材１３１の下方、および発光装置２０の第６光反射性部材２６の側面に設けられ、蛍光体を含む透光性部材２２の側面には設けられていない。透光性部材２２の側面は、光透過性部材１３１によって覆われている。

導光板１０の第２面１２における第１光反射性部材１４１の外側に、第２光反射性部材４２が設けられている。第２光反射性部材４２は、接着層３３によって第２面１２に貼り付けられている。

第２光反射性部材４２は、導光板１０の端まで延びている。第２光反射性部材４２は、複数の発光装置２０の間における第１光反射性部材１４１の間の第２面１２に設けられている。第１光反射性部材１４１と第２光反射性部材４２との境界は、導光板１０の厚さ方向において第４光反射性部材４４に重なる位置にある。

導光板１０は、第１面１１および第２面１２に対して傾斜した側面１１４を有する。側面１１４と第１面１１とは例えば鈍角をなす。側面１１４には、第３光反射性部材１４３が設けられている。

図１６に示すように、第２光反射性部材４２の下面、第１光反射性部材１４１の下面、および第６光反射性部材２６の下面には配線５１が設けられている。配線５１は、発光素子２１の電極２３と接続されている。配線５１には、図４を参照して前述した配線板５０が貼り合わされている。

図１５および図１６に示すように、導光板１０の第１面１１における第２光反射性部材４２に対向する領域に、凹部１６が形成されている。または、導光板１０の第１面１１に凸部を形成してもよい。凹部１６（または凸部）は、例えば、発光装置２０に対向する凹部１５の周辺に同心円状に形成されている。または、凹部１６（または凸部）は、ドット状に形成してもよい。凹部１６（または凸部）は、光を屈折や反射させるプリズムとして機能する。

第１光反射性部材１４１、第３光反射性部材１４３、第４光反射性部材４４、第５光反射性部材４５、および第６光反射性部材２６は、例えば、光拡散材を含む白色の樹脂部材である。第１光反射性部材１４１、第３光反射性部材１４３、第４光反射性部材４４、第５光反射性部材４５、および第６光反射性部材２６は、例えば、光拡散材として酸化チタンを含むシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂の部材である。

第２光反射性部材４２は、上記実施形態と同様に構成される。

第１光反射性部材１４１、第３光反射性部材１４３、第４光反射性部材４４、第５光反射性部材４５、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける発光装置２０が発する光に対する拡散反射率は、第２光反射性部材４２における発光装置２０が発する光に対する拡散反射率よりも高い。

発光装置２０が発する光の、第１光反射性部材１４１、第３光反射性部材１４３、第４光反射性部材４４、第５光反射性部材４５、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける拡散反射率は、鏡面反射率よりも高い。発光装置２０が発する光の、第２光反射性部材４２における拡散反射率は鏡面反射率よりも低い。

第４光反射性部材４４および第５光反射性部材４５のそれぞれにおける光拡散材の含有率（重量パーセント）は、第１光反射性部材１４１、第３光反射性部材１４３、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける光拡散材の含有率（重量パーセント）よりも低い。そのため、第４光反射性部材４４および第５光反射性部材４５のそれぞれにおける発光装置２０が発する光に対する透過率は、第１光反射性部材１４１、第３光反射性部材１４３、および第６光反射性部材２６のそれぞれにおける発光装置２０が発する光に対する透過率よりも高い。

第４光反射性部材４４および第５光反射性部材４５は、発光装置２０の上方に出射された光を適度に透過させつつ、下方や横方向に拡散させる。すなわち、第４光反射性部材４４および第５光反射性部材４５は、発光モジュール１の発光面（第１面１１）において、発光装置２０の直上領域を暗くなりすぎもせず、明るくなりすぎもしないようにする。

発光装置２０から第２面１２側に向かって出射した光は、第１光反射性部材１４１によって上方へと拡散反射され、発光面である第１面１１から取り出される光の輝度を向上できる。

第１光反射性部材１４１および第６光反射性部材２６は、発光装置２０の近傍の配線板５０の基材５２が発光素子２１の光にさらされるのを抑制し、基材５２の劣化を防ぐことができる。

第１光反射性部材１４１、第４光反射性部材４４、第５光反射性部材４５で拡散反射された光の一部は、第２光反射性部材４２や第１面１１に向かって進む。第２光反射性部材４２と第１面１１との間の領域においては、第２光反射性部材４２での鏡面反射と、第１面１１での全反射とが繰り返されつつ、発光装置２０からの光が導光板１０の側面１１４に向かって導光板１０内を導光される。第１面１１に向かった光の一部は第１面１１から導光板１０の外部に取り出される。

第２光反射性部材４２として、発光装置２０が発する光を拡散反射させる特性よりも鏡面反射させる特性が高いものを用いることで、導光板１０の端（側面１１４）まで光を導光させやすくできる。発光装置２０と導光板１０の側面１１４との間の距離や、複数の発光装置２０の間の距離が長くなっても、導光板１０の全領域に光を導光させやすくなる。これは、発光面（第１面１１）内における輝度ムラを少なくすることができる。また、導光板１０に配置する発光装置２０の数の低減につながる。

導光板１０の側面１１４に導光された光は、側面１１４に設けられた第３光反射性部材１４３によって、第１面１１に向かって拡散反射され、導光板１０の端に近い領域における第１面１１から取り出される光の輝度を向上できる。

また、複数の発光モジュール２を隣接させて並べ、より広い発光面を有する面光源を実現する構成においては、第３光反射性部材１４３は、隣接する発光モジュール２間の導光を抑制する。例えば、発光状態の発光モジュール２から、非発光状態の発光モジュール２への導光が制限される。

次に、図１７〜図２５を参照して、発光モジュール２の製造方法について説明する。

図１７に示すように、導光板１０の第１面１１側に凹部１５が形成され、第２面１２には接着層３３によって第２光反射性部材４２が貼り付けられる。

第２光反射性部材４２を第２面１２に貼り付けた後、図１８に示すように、第２光反射性部材４２も貫通するように、第１面１１と第２面１２との間を貫通する貫通部（貫通孔）１１３を導光板１０に形成する。

貫通部１１３を形成した後、図１９に示すように、導光板１０の第２面１２側をシート１００に貼り付ける。第２光反射性部材４２の表面がシート１００に貼り付けられる。貫通部１１３の第２面１２側の開口はシート１００で閉塞される。シート１００の一部が貫通部１１３の底面を形成する。

そして、発光装置２０が貫通部１１３に配置される。発光装置２０における電極２３および第６光反射性部材２６が、貫通部１１３の第２面１２側の開口を閉塞するシート１００上に貼り付けられる。発光装置２０の側面と、貫通部１１３の側壁１１３ａとの間には隙間が存在する。

発光装置２０を貫通部１１３に配置した後、図２０に示すように、貫通部１１３内に液状の樹脂１３１’を供給する。樹脂１３１’は、例えば酸化チタン等の光拡散材を含む。

そして、遠心法により、樹脂１３１’に含まれる光拡散材を、発光装置２０の上面、および貫通部１１３の第２面１２側の開口を閉塞するシート１００上に沈降させる。シート１００上に沈降する光拡散材は透光性部材２２よりも下方の領域に沈降する。

光拡散材の沈降により、図２１に示すように、発光装置２０の透光性部材２２の上面上に第５光反射性部材４５が形成され、発光装置２０の第２面１２側の周辺に第１光反射性部材１４１が形成される。

光拡散材を沈降させた後、樹脂１３１’を硬化させる。例えば、１５０℃前後の温度で樹脂１３１’を熱硬化させる。シート１００は、このときの温度に対する耐熱性を有する。

樹脂１３１’の硬化により、貫通部１１３内における発光装置２０の上、および発光装置２０と貫通部１１３の側壁１１３ａとの間に光透過性部材１３１が形成され、この光透過性部材１３１によって発光装置２０は導光板１０に固定される。

図２２に示すように、光透過性部材１３１の上の凹部１５に、第４光反射性部材４４が形成される。

発光装置２０が固定された導光板１０と、シート１００とを分離することで、発光装置２０の電極２３が第２面１２側に露出する。そして、図２３に示すように、露出した電極２３に接続するように、配線５１が第２光反射性部材４２上、第１光反射性部材１４１上、および第６光反射性部材２６上に形成される。

配線５１は、一対の正負の電極２３間の第６光反射性部材２６上には形成されない。図２４に示すように、一対の電極２３間の絶縁性を高めるために、一対の電極２３間の第６光反射性部材２６上には絶縁膜３２が形成される。

そして、図２５に示すように、発光モジュール２を配線板５０に接続する場合は、配線５１には、配線板５０の基材５２が貼り付けられる。その後、図５に示す導電ビア５４が形成され、さらに、配線板５０の配線５３および導電ビア５４を覆う絶縁膜５５が形成される。

本実施形態においても、配線板５０にではなく、導光板１０に発光装置２０を保持させ導光板１０と発光装置２０とを一体に構成するため、導光板１０に対して高い位置精度で発光装置２０を配置できる。これは、導光板１０の発光面内における輝度分布のムラを抑制する。

また、第２面１２に第２光反射性部材４２を貼り付けた後に、貫通部１１３を形成し、その貫通部１１３に発光装置２０を配置するので、発光装置２０の電極２３が第２光反射性部材４２で覆われない。また、発光装置２０の電極２３をシート１００に貼り付けた後に、貫通部１１３内に樹脂１３１’を供給するので、発光装置２０の電極２３は樹脂１３１’で覆われない。そして、樹脂１３１’を硬化させた後、シート１００を剥離することで、発光装置２０の電極２３が露出する。したがって、発光装置２０の電極２３を覆う第２光反射性部材４２や樹脂１３１’を除去する工程を不要とし、容易に電極２３に配線５１を接続させることができる。

図２６は、本発明のさらに他の実施形態の発光モジュール２００の模式平面図である。

この発光モジュール２００は、前述した発光モジュール１または発光モジュール２を複数並べた構成を有する。例えば、発光モジュール１、２における第３光反射性部材４３、１４３同士が隣接される。第３光反射性部材４３、１４３は、隣接する発光モジュール１、２間の導光を制限する。

図２７は、本発明のさらに他の実施形態の発光モジュール３００の模式平面図である。

この発光モジュール３００は、前述した図１５及び図１６に示す発光モジュール２を複数並べた構成を有する。発光モジュール２における第３光反射性部材１４３同士が隣接される。第３光反射性部材１４３は、発光モジュール２の周囲を連続して囲む。

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

１,２…発光モジュール、１０…導光板、１１…第１面、１２…第２面、１３…凹部、２０…発光装置、２１…発光素子、２２…透光性部材、２６…第６光反射性部材、３１,１３１…光透過性部材、４１,１４１…第１光反射性部材、４２…第２光反射性部材、４３,１４３…第３光反射性部材、４４…第４光反射性部材、４５…第５光反射性部材、５１,５３…配線、５４…導電ビア、１１３…貫通部、２００,３００…発光モジュール

Claims

第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する導光板と、
前記導光板の前記第２面側に配置された発光装置と、
前記第２面側における前記発光装置の周辺に設けられた第１光反射性部材と、
前記第２面における、前記第１光反射性部材の外側に設けられた第２光反射性部材と、
を備え、
前記第１光反射性部材における前記発光装置が発する光に対する拡散反射率は、前記第２光反射性部材における前記発光装置が発する光に対する拡散反射率よりも高い発光モジュール。
前記発光装置が発する光の前記第１光反射性部材における拡散反射率は鏡面反射率よりも高く、
前記発光装置が発する光の前記第２光反射性部材における拡散反射率は鏡面反射率よりも低い請求項１記載の発光モジュール。
前記第１光反射性部材は、光拡散材を含む樹脂部材であり、前記第２光反射性部材よりも前記光拡散材の含有率が高い請求項１または２に記載の発光モジュール。
前記第２光反射性部材は、光拡散材を含有していない請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光モジュール。
前記第２光反射性部材は、複数の絶縁膜の積層膜を含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光モジュール。
前記導光板の側面に設けられた第３光反射性部材をさらに備え、
前記第３光反射性部材における前記発光装置が発する光に対する拡散反射率は、前記第２光反射性部材における前記発光装置が発する光に対する拡散反射率よりも高い請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光モジュール。
前記第３光反射性部材は、光拡散材を含む樹脂部材である請求項６記載の発光モジュール。
前記発光装置は、前記導光板の前記第２面側に設けられた凹部に配置されている請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光モジュール。
前記発光装置は、前記凹部の側壁と前記発光装置の側面との間に設けられた光透過性部材によって、前記導光板に固定されている請求項８記載の発光モジュール。
前記導光板の前記第１面側における前記発光装置に対向する部分に設けられた第４光反射性部材をさらに備えた請求項８または９に記載の発光モジュール。
前記発光装置は、前記導光板における前記第１面と前記第２面との間を貫通する貫通部に配置されている請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光モジュール。
前記発光装置は、前記貫通部の側壁と前記発光装置の側面との間に設けられた光透過性部材によって、前記導光板に固定されている請求項１１記載の発光モジュール。
前記発光装置の上面に、第５光反射性部材をさらに備えた請求項１１または１２に記載の発光モジュール。
前記発光装置の上に、前記光透過性部材を介して設けられた第４光反射性部材をさらに備えた請求項１２記載の発光モジュール。
前記第４光反射性部材は、光拡散材を含む樹脂部材である請求項１０または１４に記載の発光モジュール。
前記発光装置は、
発光素子と、
前記発光素子の主発光面を覆う透光性部材と、
前記発光素子の側面を覆う第６光反射性部材と、
を有する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の発光モジュール。