JP2021103762A - 発光モジュール及び発光モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
電極を備える第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、を備える光源を準備する工程と、
第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面と、前記第1主面から前記第2主面まで貫通する貫通孔と、を備える導光板であって、前記貫通孔は前記第1主面側に配置される第1貫通部と、前記第2主面側に配置される第2貫通部と、前記第1貫通部と前記第2貫通部とを繋ぎ、前記光源の前記第2面の幅よりも小さい幅の中間貫通部と、を備える導光板を準備する工程と、
前記導光板の前記第2貫通部内に、接合部材を介して前記光源を配置する工程と、
を備える発光モジュールの製造方法。
図1は、本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置1000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1000は、上から順に、液晶パネル1100と、2枚のレンズシート1210、1220と、拡散シート1300と、面状光源1400と、を備える。本実施形態にかかる液晶ディスプレイ装置1000は、液晶パネル1100の下方に面状光源1400を配置するいわゆる直下型の液晶ディスプレイ装置1000である。液晶ディスプレイ装置1000は、発光モジュール100から照射される光を、液晶パネル1100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。また、これらの各種光学部材は、用いられる枚数や積層の順序は適宜選択することができる。
面状光源1400は、少なくとも1つの発光モジュール100と少なくとも1つの配線基板200と、を備える。液晶パネル1100や面状光源1400等の大きさに応じて、発光モジュール及び配線基板の数や大きさ、配置等を選択することができる。
図2Aに示す発光モジュール100は、面状光源1400と略同じ大きさの発光モジュール100の一例を示しており、1つの面状光源1400は1つの発光モジュール100を備える。また、図2Bに示す発光モジュール100は、面状光源1400よりも小さい大きさの発光モジュール100の一例を示しており、1つの面状光源1400は、複数の発光モジュール100を備える。以下、図2Bに示す発光モジュール100を例に挙げて説明する。
図3A及び図3Bに、実施形態1にかかる発光モジュール100の一例を示す。図4A〜図4Cに、発光モジュール100に用いられる導光板10の一例を示す。発光モジュール100は、少なくとも1つの光源20と、導光板10と、光源20と導光板10とを接合する接合部材30と、を備える。光源20は、電極23を含む第1面20aと、第1面20aの反対側の第2面20bと、を備える。光源20は、発光素子のみを光源とする場合と、発光素子と他の部材を含む発光装置を光源とする場合とがある。導光板10は、第1主面11と、第1主面11の反対側の第2主面12と、第1主面11から第2主面12まで貫通する貫通孔13と、を備える。貫通孔13は第1主面11側に配置される第1貫通部131と、第2主面12側に配置される第2貫通部132と、を含む。
1又は複数の光源20を準備する。本実施形態にかかる製造方法に用いることが可能な光源20としては、例えば、図5A〜図5H、図6A〜図6Gに示す光源20A〜20Pのように、発光素子21のみ、あるいは、発光素子21と他の部材を含む発光装置が挙げられる。このような光源20は、電極23を備える第1面(上面)20aと、第1面20aの反対側の第2面(上面)20bと、を備える。発光装置を光源として用いる場合、発光素子21と他の部材とを組み合わせる工程として、例えば、後述の光調整部材27、透光性部材24、被覆部材26等を形成する工程の一部又は全部を行うことで準備することができる。あるいは、光源20は、購入することで準備することもできる。
導光板を準備する。図4A〜図4Cに、本実施形態にかかる製造方法に用いられる導光板10の一例を示す。図4Aは、図3A等に示す発光モジュール100の構成の一部である導光板10を示す図であり、平面図、底面図と、断面図と、を示す。図4Bは、図4Aに示す導光板10の一部を拡大した拡大断面図である。図4Bは、貫通孔13を含む図であり、より分かりやすくするため、図4Cとして、図4Bに示す断面図に対応する端面図を示す。
導光板10の第2主面12側を上にして、例えば作業台等の上に載置する。そして、図7Aに示すように、中間貫通部133をふさぐようにして第2貫通部132内に光源20を配置する。ここで、第2貫通部132(凹状部)の底面に相当し、中間貫通部133の周囲の面(凹状部の底面)を第3面134と称する。この第2貫通部132の第3面134上に、光源20を配置する。ここでは、第2貫通部132の深さよりも、高さが高い光源20を用いた例を示している。そのため、光源20の一部は第2貫通部132の外側に位置する。
次に、図10に示すように、導光板10の第2主面12を覆うように光反射性部材40を形成する。光反射性部材40は、例えば液状の光反射性部材40を、トランスファモールド法、圧縮成形法、ポッティング法、印刷法、スプレー法等の方法で形成し、硬化することで形成することができる。また、光反射性部材40として、あらかじめ硬化されたシート状の光反射性部材40を、接着剤等を用いて導光板10と貼り合わせてもよい。
次に、光源20の電極23と光反射性部材40上に、配線層60を形成することで、図3B等に示す発光モジュール100を形成することができる。
図11は、実施形態2にかかる発光モジュール100Aを示す。発光モジュール100Aは、図3B等に示す発光モジュール100の第1貫通部131内に光調整部材(第2光調整部材)50を備える点が異なる。他の構成及び製造方法は、実施形態1と同様であるため、省略する。
第2光調整部材50は、実施形態1における光源20と導光板10とを接合する工程の後において形成することができる。つまり、図8又は図9に示す工程の後、導光板10の上下を反転して第1貫通部131を上向きに配置した後に形成することができる。あるいは、第2光調整部材50は、実施形態1における光反射性部材40を形成した後や、配線層60を形成した後に、形成することができる。
図12は、実施形態3にかかる発光モジュール100Bを示す。発光モジュール100Bは、図11に示す発光モジュール100Aの第1貫通部131内に光調整部材(第2光調整部材)50が配置されている点において共通する。発光モジュール100Bでは、第2光調整部材50が、さらに中間貫通部133及び第2貫通部132の内部にまで延在して配置されている。換言すると、発光モジュール100Bは、第2貫通部132の第3面134と光源20との間に、第2光調整部材50を備える。このように、第1貫通部131から第2貫通部132まで延在する第2光調整部材50を備えることで、第2光調整部材50と導光板10との密着性を向上させることができる。
図15は、実施形態4にかかる発光モジュール100Cを示す。発光モジュール100Cは、中間貫通部133Aの高さが異なる例を示している。その他の構成及び製造方法については、実施形態1〜3において例示した構成及び製造方法を適用することができる。
導光板10が平面視形状が四角形の場合、平面視における大きさは、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。また、導光板10の厚みは0.1mm〜5mm程度とすることができ、0.5mm〜3mmが好ましい。尚、ここでの「厚み」とは、例えば、第1主面11や第2主面12に凹部や凸部等がある場合は、それらがないものと仮定した場合の厚みを指すものとする。例えば、図4Bに示すように、貫通孔13の周囲における第1主面11と第2主面12との間の厚みHを、導光板10の厚みとする。導光板10の平面形状は例えば、正方形、長方形等の四角形とすることができる。あるいは、三角形、六角形、八角形等の多角形や、円形、楕円形等とすることができる。さらに、これらを組みあせた形状や、一部が丸みを帯びた形状や、一部が欠けた形状等とすることができる。
貫通孔13は、導光板10の第1主面11から第2主面12まで貫通し、その内部に光源20が配置される部分である。貫通孔13は、1つの導光板10に少なくとも1つ備えられる。
導光板10は、第2主面12において、貫通孔13以外は平坦な面であってもよい。あるいは、図4B等に示すように、貫通孔13を取り囲むような凹部14を備えることができる。換言すると、隣接する貫通孔13の間に、凹部14を備えることができる。凹部14の側面は、貫通孔13内に配置された光源20からの光を、第1主面11側に反射させるリフレクタとして機能させることができる。そのため、凹部14は、上面視において、光源20が配置される貫通孔13ごとに配置されることが好ましい。
導光板10は、第1主面11において、貫通孔13以外は平坦な面とすることができる。あるいは、図16に示すように、第1主面11において各貫通孔13を取り囲む溝部15を備えることができる。
図5A〜図5H、図6A〜図6Pに、実施形態にかかる発光モジュールに用いることが可能な光源20を例示する。各光源20は、電極23を備える第1面(下面)20aと、第1面20aの反対側の第2面(上面)20bと、を備える。
透光性部材24は、少なくとも発光素子21からの光を透過させる透光性であり、発光素子21から出射される光の60%以上を透過し、好ましくは90%以上を透過する。透光性部材24の材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の熱硬化性の樹脂材料等を用いることができる。
被覆部材26は、光反射性の部材である。被覆部材26は、発光素子21から出射される光に対する反射率が、例えば、60%以上とすることができ、70%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。被覆部材26の材料は、白色の顔料等を含有させた樹脂材料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。
光調整部材27は、光反射性の部材である。光調整部材27は、発光素子21から出射される光の強度や、導光板10の厚みや大きさ等に応じて、所望の配光とするために、反射率や透過率を適宜選択することができる。例えば、発光素子21からの光に対する反射率が、例えば、70%以上とすることができ、80%以上とすることができる。光調整部材27材料は、白色の顔料等を含有させた樹脂材料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。光調整部材27の厚みは、例えば、30μm〜200μmとすることができ、より好ましくは50μm〜100μmとすることができる。
接合部材30は、光源20と導光板10とを接合させる部材である。接合部材30は、透光性又は光反射性とすることができる。例えば、光源20の第2面20bが、光反射性の光調整部材27を備える場合は、接合部材30を透光性とすることで、光源20の上方において不要に暗くなることを抑制することができる。また、光源20の第2面20bが光反射性の光調整部材27を備える場合であって、光調整部材27の透過率が所定の数値範囲よりも高い場合は、光調整部材27に光反射性を付与することで、光源20の上方において不要に明るくなることを抑制することができる。つまり、光源20の輝度に多少のバラツキがあったとしても、接合部材30の透過率又は反射率を調整することで、発光モジュール100内の輝度バラツキを低減することができる。そのため、光源20の輝度選別する際に、許容範囲を広くすることができ、不良品の発生を抑制することができる。
光反射性部材40は、1又は複数の光源20と導光板10の第2主面12とを被覆する光反射性の部材である。光反射性部材40で第2主面12の全面を覆うことで、光源20からの光を導光板10に効率よく取り入れることができる。
導光板10の貫通孔13の第1貫通部131内に、光調整部材50を備えていてもよい。光調整部材50は、光源20からの光の一部を反射する機能を備えることが好ましい。光調整部材50の材料としては、光源20の光反射性部材(第1光調整部材)27と同様の材料を用いることができる。
配線基板200は、絶縁性の基材と、配線とを備える。配線は、複数の光源20と電気的に接続される。
1100…液晶パネル
1210、1220…レンズシート
1300…拡散シート
1400…面状光源
100、100A、100B、100C、100D…発光モジュール
200…配線基板
10…導光板
10A…発光領域
10B…発光領域の端部(境界)
11…第1主面(光取り出し面)
12…第2主面
13…貫通孔
131…第1貫通部(第1主面側)
132…第2貫通部(第2主面側)
133、133A…中間貫通部
134…第3面
14…凹部
15…溝部
20、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H、20I、20J、20K、20L、20M、20N、20P…発光装置(光源)
20a…第1面(光源の電極形成面)
20b…第2面(光源の上面)
20c…光源の側面
21…発光素子(光源)
22…半導体積層体
23…電極
24…透光性部材
241…第1透光性部材
242…第2透光性部材
25…透光性接着部材
26…被覆部材
27…光調整部材(第1光調整部材)
30…接合部材(第1接合部材)
31…第2接合部材
40…光反射性部材
50…光調整部材(第2光調整部材)
60…配線層
61、62…外部端子
Claims (15)
- 電極を備える第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、を備える光源を準備する工程と、
第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面と、前記第1主面から前記第2主面まで貫通する貫通孔と、を備える導光板であって、前記貫通孔は前記第1主面側に配置される第1貫通部と、前記第2主面側に配置される第2貫通部と、前記第1貫通部と前記第2貫通部とを繋ぎ、前記光源の前記第2面の幅よりも小さい幅の中間貫通部と、を備える導光板を準備する工程と、
前記導光板の前記第2貫通部内に、接合部材を介して前記光源を配置する工程と、
を備える発光モジュールの製造方法。 - 前記第2貫通部は、前記中間貫通部の周囲に、前記第1主面又は前記第2主面に平行な第3面を備え、前記光源は前記第3面に配置される、請求項1に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記第2貫通部内に、前記接合部材を介して前記光源を配置する工程は、前記中間貫通部をふさぐように、前記第2貫通部内に前記光源を配置した後、前記接合部材を前記第2貫通部内に配置する工程を含む、請求項1又は請求項2に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記第2貫通部内に、前記接合部材を介して前記光源を配置する工程は、前記第2貫通部内に前記接合部材を配置した後、前記中間貫通部をふさぐように、前記光源を配置する工程を含む、請求項1又は請求項2に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記光源を配置する工程の後、前記導光板の前記第2主面を覆う光反射性部材を形成する工程を備える、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記第1貫通部内に、光反射性の光調整部材を形成する工程を備える、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発光モジュールの製造方法
- 電極を備える第1面と、前記第1面の反対側の第2面と、を備える光源と、
第1主面と、前記第1主面の反対側の第2主面と、前記第1主面から前記第2主面まで貫通する貫通孔と、を備える導光板であって、前記貫通孔は前記第1主面側に配置される第1貫通部と、前記第2主面側に配置される第2貫通部と、前記第1貫通部と前記第2貫通部を繋ぎ、前記光源の前記第2面の幅よりも小さい幅の中間貫通部と、を備える導光板と、
前記導光板の前記第2貫通部と前記光源とを接合する接合部材と、
を備える発光モジュール。 - 前記第2貫通部は、前記中間貫通部の周囲に、前記第1主面又は前記第2主面に平行な第3面を備える、請求項7に記載の発光モジュール。
- 前記第3面と前記光源の前記第2面との間に前記接合部材が配置される、請求項8に記載の発光モジュール。
- 前記接合部材は、前記中間貫通部から離隔している、請求項7〜請求項9のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記第1貫通部内に、光反射性の光調整部材を備える、請求項7〜請求項10のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記光調整部材は、前記第1貫通部から前記第2貫通部まで延在して配置されている、請求項11に記載の発光モジュール。
- 前記第2主面を覆う光反射性部材を備える、請求項7〜請求項12のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記貫通孔は複数であり、前記第2主面は、隣接する前記貫通孔の間に凹部を有する、請求項7〜請求項13のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記光調整部材は、前記凹部内に配置される、請求項14に記載の発光モジュール。
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