JP2021125457A - 発光モジュール及び面状光源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光モジュール100は、導光部材20と、光源30と、を備える。導光部材20は、発光領域Rを区画する区画溝21と、発光領域R内に設けられる光源配置部22と、上面視で区画溝21と光源配置部22との間に設けられる光調整孔23と、を有する。光調整孔23の内部の屈折率は導光部材20の屈折率よりも低い。上面視で、光調整孔23は、区画溝21における光源30の中心30cから最も遠い部分21bと光源30の中心30cとを結ぶ第1直線L1と交差する位置にある。第1方向Vにおいて、第1直線L1上における光調整孔23の幅W1は、第1直線L1から離れた位置P1における光調整孔23の幅W2よりも小さい。
【選択図】図3
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る面状光源を示す上面図である。
図2は、本実施形態に係る面状光源の1つの発光領域を示す上面図である。
図3は、本実施形態に係る面状光源を示す断面図であり、図1に示すIII−III線による断面図である。
以下、説明の便宜上、発光領域R内に、仮想的な第1直線L1及び第2直線L2を設定する。第1直線L1は、上面視で、光源30の中心30cと、区画溝21における光源30の中心30cから最も遠い部分21bとを結ぶ直線である。上面視で、発光領域Rの形状が多角形である場合は、第1直線L1は、光源30の中心30cと発光領域Rの角部とを結ぶ直線であってもよい。第2直線L2は、上面視で、光源30の中心30cと、区画溝21における光源30の中心30cから最も近い部分21cとを結ぶ直線である。
図2においては、光の軌跡Tのいくつかの例を示している。
配線基板200を介して光源30に電力が供給されると、光源30が発光する。光源30から出射した光は、第1透光性部材25を介して導光部材20内に導入され、導光部材20の上面20aと下面20bで反射されながら、導光部材20内を伝播していく。
本実施形態においては、導光部材20に区画溝21が形成されており、発光モジュール100の発光面が複数の発光領域Rに区画されている。また、発光領域R内に光源配置部22が形成され、ここに光源30が配置されている。光源30から出射した光の大部分は、区画溝21に到達するまでの間に、導光部材20の上面20aから外部に出射する。したがって、光源30から出射した光の大部分は、その光源30が位置する発光領域Rから発光モジュール100外に出射する。これにより、発光領域R毎に発光強度を制御することができる。この結果、本実施形態に係る面状光源を例えば液晶ディスプレイの光源として使用したときに、コントラストが高い画像表示が可能となる。
次に、第2の実施形態について説明する。
図4は、本実施形態に係る面状光源の1つの発光領域を示す上面図である。
次に、第3の実施形態について説明する。
図5は、本実施形態に係る面状光源の1つの発光領域を示す上面図である。
次に、第4の実施形態について説明する。
図6は、本実施形態に係る面状光源の1つの発光領域を示す上面図である。
次に、第5の実施形態について説明する。
図7は、本実施形態に係る面状光源の1つの発光領域を示す上面図である。
後述する第1〜第4の変形例は、区画溝21、光源配置部22及び光調整孔23の上下方向の形状についての変形例である。第5の変形例は、配線基板200を設けない例である。第6〜第11の変形例は、光源30についての変形例である。以下の変形例を示す図は模式的なものであり、適宜省略又は簡略化されている。上述の各実施形態及び後述する各変形例は、任意に組み合わせて実施することができる。
図8は、本変形例に係る面状光源を示す断面図である。
図8に示すように、本変形例に係る面状光源11においては、区画溝21及び光調整孔23が導光部材20の上面20aに形成されている。すなわち、区画溝21及び光調整孔23は、導光部材20の上面20aに到達し、下面20bから離れている。
図9は、本変形例に係る面状光源を示す断面図である。
図9に示すように、本変形例に係る面状光源12においては、区画溝21及び光調整孔23が導光部材20の下面20bに形成されている。すなわち、区画溝21及び光調整孔23は、導光部材20の上面20aから離れており、下面20bに到達している。区画溝21内及び光調整孔23内は、空気層となっている。光源配置部22は、導光部材20の下面20bに形成された凹部である。光源配置部22内には、第1透光性部材25が埋め込まれていてもよく、空気層であってもよい。図9には、区画溝21及び光調整孔23の内側面がZ方向に略平行である例を示しているが、これには限定されない。区画溝21の内側面の間隔及び光調整孔23の内側面の間隔は、それぞれ、上方に向かうほど広くなっていてもよく、下方に向かうほど広くなっていてもよい。
図10は、本変形例に係る面状光源を示す断面図である。
図10に示すように、本変形例に係る面状光源13においては、区画溝21及び光調整孔23が導光部材20を上下方向(Z方向)に貫通している。すなわち、区画溝21及び光調整孔23は、導光部材20の上面20a及び下面20bの双方に到達している。区画溝21内及び光調整孔23内は、空気層となっている。区画溝21及び光調整孔23は、一部が塞がっていてもよい。光源配置部22も、導光部材20を上下方向(Z方向)に貫通している。光源配置部22内には、第1透光性部材25が埋め込まれている。第1透光性部材25上には、第1光調整部材26が設けられている。なお、第1透光性部材25及び第1光調整部材26は設けられていなくてもよく、第1透光性部材25は設けられ第1光調整部材26は設けられていなくてもよい。図10には、導光部材20をZ方向に貫通した区画溝21及び光調整孔23の内側面が、それぞれZ方向に略平行である例を示しているが、これには限定されない。区画溝21の内側面の間隔及び光調整孔23の内側面の間隔は、それぞれ、上方に向かうほど広くなってもよく、下方に向かうほど広くなってもよい。
図11は、本変形例に係る面状光源を示す断面図である。
図11に示すように、本変形例に係る面状光源14においては、区画溝21及び光調整孔23が導光部材20の内部に形成されている。すなわち、区画溝21及び光調整孔23は、導光部材20の上面20a及び下面20bの双方から離れている。区画溝21内及び光調整孔23内は、空気層となっている。光源配置部22は、導光部材20を上下方向(Z方向)に貫通している。
図12は、本変形例に係る発光モジュールを示す断面図である。
図13Aは、本変形例における光源を示す断面図である。
図13Aに示すように、本変形例における光源30Aにおいては、発光素子31、被覆部材33、第2透光性部材34が設けられている。一対の外部電極部材210が、発光素子31の第1面31aに設けられた正負一対の電極に接続される。被覆部材33は、発光素子31の第1面31aの下方であって、外部電極部材210の周囲に配置されている。第2透光性部材34は、発光素子31の側面31c及び第2面31bを覆っている。第2透光性部材34は、蛍光体を含む波長変換層とすることができる。
図13Bは、本変形例における光源を示す断面図である。
図13Bに示すように、本変形例における光源30Bは、第6の変形例に係る光源30Aと比較して、被覆部材33が発光素子31の側面31cを覆っている点、第2透光性部材34が発光素子31の第2面31b上に配置されている点、及び、第2透光性部材34上に第2光調整部材35が設けられている点が異なっている。第2光調整部材35の透過率が十分に低い場合は、第2光調整部材35は遮光膜となる。
図13Cは、本変形例における光源を示す断面図である。
図13Cに示すように、本変形例における光源30Cは、第7の変形例に係る光源30Bと比較して、第2光調整部材35が設けられていない点が異なっている。
図14Aは、本変形例における光源を示す断面図である。
図14Aに示すように、本変形例における光源30Dは、第6の変形例に係る光源30Aと比較して、被覆部材33及び第2透光性部材34が設けられていない点、並びに、遮光層36が設けられている点が異なっている。遮光層36は、発光素子31の第2面31b上に設けられている。遮光層36は、例えば金属層又は分布ブラッグ反射膜(Distributed Bragg Reflector:DBR)である。遮光層36は光拡散材が含まれた樹脂であってもよい。
図14Bは、本変形例における光源を示す断面図である。
図14Bに示すように、本変形例における光源30Eは、第6の変形例に係る光源30Aと比較して、第2透光性部材34の替わりに透光層37が設けられている点、及び、遮光膜38が設けられている点が異なっている。透光層37は、例えば、透明な樹脂材料からなる。透光層37には、例えば、蛍光体が実質的に含まれていない。透光層37には、光拡散材が含まれていてもよい。遮光膜38は透光層37上に設けられている。遮光膜38は、例えば金属層又は分布ブラッグ反射膜である。遮光膜38は光拡散材が含まれた樹脂であってもよい。
図14Cは、本変形例における光源を示す断面図である。
図14Cに示すように、本変形例における光源30Fは、第10の変形例に係る光源30Eと比較して、被覆部材33が発光素子31の側面31cを覆っている点、及び、透光層37が発光素子31の第2面31b上に配置されている点が異なっている。
20:導光部材
20a:上面
20b:下面
21:区画溝
21a:区画部材
21b:区画溝における光源の中心から最も遠い部分
21c:区画溝における光源の中心から最も近い部分
22:光源配置部
23:光調整孔
23a:第1側面
23b:第2側面
23e:透光性部材
23s:凹レンズ状部分
23t:連結部分
25:第1透光性部材
26:第1光調整部材
27:第1光反射性部材
29:固定部材
30、30A、30B、30C、30D、30E、30F:光源
30c:光源の中心
31:発光素子
31a:第1面
31b:第2面
31c:側面
33:被覆部材
34:第2透光性部材
35:第2光調整部材
36:遮光層
37:透光層
38:遮光膜
40:接合部材
100、115:発光モジュール
120:配線
121:凹部
200:配線基板
201:母材
202:配線層
203:接続層
205:接着シート
206:光反射性シート
210:外部電極部材
L1:第1直線
L2:第2直線
N1、N2:法線
P1:第1位置
R:発光領域
T:光の軌跡
V:第1方向
W1、W2:幅
Claims (20)
- 発光領域を区画する区画溝と、前記発光領域内に設けられた光源配置部と、上面視で前記区画溝と前記光源配置部との間に設けられた光調整孔と、を有した導光部材と、
前記光源配置部内に配置された光源と、
を備え、
前記光調整孔の内部の屈折率は前記導光部材の屈折率よりも低く、
上面視で、前記光調整孔は、前記区画溝における前記光源の中心から最も遠い部分と前記光源の中心とを結ぶ第1直線と交差する位置にあり、
前記光調整孔は、前記光源側に位置する第1側面と、前記第1側面の反対側に位置する第2側面と、を有し、
前記第1側面の少なくとも一部の法線、又は、前記第2側面の少なくとも一部の法線は、前記第1直線に平行な第1方向に対して傾斜し、
前記第1方向において、前記第1直線上における前記光調整孔の幅は、前記第1直線から離れた位置における前記光調整孔の幅よりも小さい発光モジュール。 - 上面視で、前記発光領域の形状は矩形であり、
前記第1直線は、前記光源の中心と前記発光領域の角部とを結ぶ請求項1に記載の発光モジュール。 - 前記光調整孔は、前記光源と前記発光領域の各角部との間にそれぞれ設けられている請求項2に記載の発光モジュール。
- 前記光源から出射した光は、前記光調整孔において屈折する請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 前記光調整孔の内部は空気層である請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 前記光調整孔は、前記区画溝における前記光源の中心から最も近い部分と前記光源の中心とを結ぶ第2直線上には配置されていない請求項1〜5のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 上面視で、前記第2側面は前記光調整孔の内部に向けて凹むように湾曲している請求項1〜6のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 上面視で、前記第1側面は前記光調整孔の外部に向けて凸状に湾曲しており、
前記第1側面の曲率は、前記第2側面の曲率よりも小さい請求項7に記載の発光モジュール。 - 前記第1側面は前記第1直線に直交する平面である請求項7に記載の発光モジュール。
- 上面視で、前記第1側面は前記光調整孔の内部に向けて凹むように湾曲している請求項1〜7のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 上面視で、前記光調整孔は凹レンズ形状を有する請求項1〜10のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 前記光調整孔は、前記導光部材の上面に到達し、前記導光部材の下面から離れている請求項1〜11のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 前記光調整孔は、前記導光部材を上下方向に貫通している請求項1〜11のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 前記導光部材の上面における前記光源配置部の直上域に設けられ、前記光源から出射した光の一部を反射し、他の一部を透過させる光調整部材をさらに備えた請求項1〜13のいずれか1つに記載の発光モジュール。
- 前記光源は、発光素子を有し、
前記発光素子は、正負一対の電極を有する第1面と、前記第1面と反対側の第2面と、を有する請求項1〜14のいずれか1つに記載の発光モジュール。 - 前記発光素子は、前記第2面上に配置された遮光層をさらに有する請求項15に記載の発光モジュール。
- 前記光源は、
少なくとも前記発光素子の前記第2面上に配置された透光層と、
前記透光層上に設けられた遮光膜と、
さらに有する請求項15に記載の発光モジュール。 - 前記光源は、少なくとも前記発光素子の前記第2面上に配置された波長変換層をさらに有する請求項15に記載の発光モジュール。
- 前記光源は、前記波長変換層上に設けられた遮光膜をさらに有する請求項18に記載の発光モジュール。
- 請求項1〜19のいずれか1つに記載の発光モジュールと、
配線基板と、
を備え、
前記導光部材は前記配線基板上に設けられており、
前記光源は前記配線基板に載置される面状光源。
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