JP2022049000A - 光源モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】特定の光出力領域の総光出力および光出力均一性を効果的に向上できる光源モジュールを提供する。【解決手段】光源モジュール１０は、基板１００と、発光素子１１０と、パッケージ構造１２０と、光学パターン１３０を含む。パッケージ構造１２０は発光素子１１０を覆い、互いに接続された第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２を有する。発光素子１１０は第１の溝１２０ｇ１と基板１００の間に位置する。第２の溝１２０ｇ２は第１の溝１２０ｇ１と基板１００の間に位置する。基板１００上の第１の溝１２０ｇ１が占める領域の正射影は幾何学的中心Ｃを有し、発光素子１００は幾何学的中心Ｃに位置する。基板１００上の第２の溝１２０ｇ２が占める領域の正射影は幾何学的中心Ｃと重ならない。光学パターン１３０は、第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２に配置されるとともに半透過性である。【選択図】図２

Description

本開示は、バックライトモジュールに係り、特に、非対称パッケージ構造を有する光源モジュールに関する。

ＬＥＤディスプレイ等の非自己照明ディスプレイがより広い用途に適用されるにつれて、バックライトモジュールの設計もまた、様々な用途に対応するように調整される必要がある。ディスプレイパネル製品におけるハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）および高コントラストの要求を満たすには、バックライトモジュールがローカルディミングを実現可能である必要がある。そのため、直下型バックライトモジュールを主な光源フレームワークとして採用する製品が徐々に市場の主流になりつつある。このようなバックライトモジュールは、より薄型であることが期待されるため（例えば、光学距離が１０ミリメートル未満）、発光素子は通常、反射部材または反射構造を有するパッケージ層で覆われ、その結果、バックライトモジュールの光出力面から光が出射される際に、光は均一に出力され得る。

しかしながら、発光素子によって出射された光線の一部は、パッケージ層内で伝達される際にさらに複数回の全反射を受け、隣接する、またはさらには遠隔の光源（即ち、別の発光素子）へ横方向に（例えば、光出力方向に対して垂直な方向に）伝達される。その結果、発光素子の光出力領域の周辺にハロー効果が発生し、それが表示画像の周辺をぼやけさせ、したがって全体的な表示品質（例えば、表示コントラスト）を低下させる。一方、反射部材または反射構造を設けると、バックライトモジュールの光出力面が発光素子と重なる領域に反射ダークスポットが発生しやすく、全体的な光出力均一性に影響を与える可能性がある。したがって、超薄型の直下型バックライトモジュールの光出力均一性をどのように促進するかが取り組むべき課題となっている。

本開示は、特定の光出力領域の総光出力および光出力均一性を効果的に向上させることが可能な光源モジュールを提供する。

本開示の一実施形態による光源モジュールは、基板と、発光素子と、パッケージ構造と、光学パターンとを含む。発光素子およびパッケージ構造は基板の表面に配置され、パッケージ構造は発光素子を覆う。パッケージ構造は、互いに接続された第１の溝および第２の溝を有する。発光素子は第１の溝と基板との間に位置する。第２の溝は第１の溝と基板との間に位置する。基板上の第１の溝が占める領域の正射影は幾何学的中心を有する。発光素子は幾何学的中心に位置する。基板上の第２の溝が占める領域の正射影は幾何学的中心と重ならない。光学パターンは、第１の溝および第２の溝に配置されるとともに半透過性である。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、基板上のパッケージ構造の正射影は対称軸を有する。対称軸は幾何学的中心を通り、第２の溝および発光素子は対称軸の軸方向に沿って配列される。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、パッケージ構造は、互いに反対側に位置する第１の縁および第２の縁をさらに備える。第１の縁と幾何学的中心との間には第１の距離が設けられ、第２の縁と幾何学的中心との間には第２の距離が設けられ、第１の距離は第２の距離よりも短い。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、第１の距離と第２の距離との比は０．８未満である。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、パッケージ構造は、第１の溝を規定する隆起をさらに有する。隆起と幾何学的中心との間には、対称軸の軸方向に距離Ｄが設けられる。第２の溝が占める領域は、対称軸の軸方向に幅Ｗを有し、Ｗ＜Ｄが満たされる。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、発光素子は、対称軸の軸方向に素子長Ｌを有する。パッケージ構造は、第２の溝を規定する溝底面をさらに有する。溝底面は、対称軸の軸方向に幅Ｗ’を有し、Ｗ’＜Ｄ－（Ｌ／２）が満たされる。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、パッケージ構造および発光素子は、基板の表面の法線方向にそれぞれ最大厚さＴおよび素子厚さｔを有する。隆起と発光素子との間の最短間隔である仮想接続線と、基板の表面の法線方向との間には夾角θが設けられ、Ｄ＝Ｌ／２＋（Ｔ－ｔ）・ｔａｎθが満たされる。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、パッケージ構造は、第１の溝を規定する溝底面をさらに有する。発光素子は、第１の溝に面する上面を有する。パッケージ構造の溝底面と発光素子の上面との間の距離はゼロより大きい。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、パッケージ構造は、第１の溝および第２の溝を取り囲む隆起と、第２の溝を規定する溝底面とをさらに有する。隆起と基板の表面との間の距離は、基板に垂直な方向においてパッケージ構造の最大厚さを規定する。溝底面と隆起との間には、基板に垂直な方向に距離が設けられ、当該距離はパッケージ構造の最大厚さよりも短い。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、光学パターンは、第１の部分および第２の部分を含む。第２の部分は、第１の部分と基板との間に配置される。第１の部分は複数の反射粒子を有し、第２の部分は複数の波長変換粒子を有する。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、パッケージ構造は、第１の溝および第２の溝を取り囲む隆起と、第２の溝を規定する溝底面とをさらに有する。光学パターンの第１の部分は、溝底面と接する。溝底面と隆起との間には、基板に垂直な方向に距離ｄが設けられる。第２の部分は、基板に垂直な方向に厚さｔ’を有し、ｔ’＜２ｄ／３が満たされる。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、光学パターンの透過率は、１０％から５０％の範囲である。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、光学パターンは、透過性基材と複数の反射粒子とを含む。反射粒子は、透過性基材内に分散配置される。

本開示の一実施形態によれば、光源モジュールにおいて、反射粒子の材料は、二酸化ケイ素、二酸化チタン、金属材料、またはそれらの組み合わせを含む。

上記に基づくと、本開示の一実施形態による光源モジュールにおいて、発光素子は、パッケージ構造の第１の溝の幾何学的中心と重なるように配置され、光学パターンは第１の溝に充填される。光学パターンが半透過性であることにより、発光素子の前方光出力を調整することができるとともに、光線の一部が光学パターンによって反射された後に発生するダークスポット現象を軽減することができる。一方、第１の溝に接続された第２の溝は、発光素子の片側に配置され、光学パターンは、第２の溝内にさらに延在する。そのため、光線の大部分を、第２の溝とは反対側の発光素子の領域に偏向することができる。したがって、光線が隣接する発光素子の光出力領域に伝達されるのを防ぎながら、特定の領域の光出力を効果的に増加させることができる。

添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、本開示の実施形態を図解し、説明とともに本開示の原理を説明する役割を果たす。

本開示の第１の実施形態による光源モジュールを示す概略上面図である。 図１の光源モジュールの概略断面図である。 図１の光源モジュールに光学フィルムが設けられていない場合の照度分布を示す図である。 図１の光源モジュールに光学フィルムが設けられている場合の照度分布を示す図である。 本開示の別の実施形態によるパッケージ構造を示す概略上面図である。 本開示のさらに別の実施形態によるパッケージ構造を示す概略上面図である。 本開示の第２の実施形態による光源モジュールを示す概略断面図である。

以下、本開示の好ましい実施形態の詳細を参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、図面および説明では、同一または類似の部分を指すために同一の参照符号を使用する。

前述のおよび他の詳細な説明、特徴、および利点の全ては、図を伴う実施形態を以下に提供することによって、より包括的に説明されるように意図されていることを理解されたい。参照図面において上、下、左、右、前、後などの方向を説明するために使用される文言は、限定的な意味ではなく例示的な意味で解釈される。したがって、方向を説明するために使用される文言は、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

図１は、本開示の第１の実施形態による光源モジュールを示す概略上面図である。図２は、図１の光源モジュールの概略断面図である。図３Ａは、図１の光源モジュールに光学フィルムが設けられていない場合の照度分布を示す図である。図３Ｂは、図１の光源モジュールに光学フィルムが設けられている場合の照度分布を示す図である。図２は、図１の断面線Ａ－Ａ’に対応することに留意されたい。図解を明確にするために、図２に示される光学フィルム２００は、図１では省略されている。

図１および図２を参照すると、光源モジュール１０は、基板１００と、複数の発光素子１１０と、複数のパッケージ構造１２０とを含む。発光素子１１０およびパッケージ構造１２０は、基板１００の表面１００ｓに配置される。さらに、各パッケージ構造１２０は、各発光素子１１０を覆う。例えば、発光素子１１０は、ＸおよびＹ方向に複数の列および行に配列されるように、基板１００上でアレイ状に配列されてもよい。また、発光素子１１０に重ねられたパッケージ構造１２０は、互いに接続されるように配列される。パッケージ構造１２０の材料は、プラスチック材料、樹脂材料（例えば、アクリル樹脂）、または他の適切な透明パッケージ材料を含む。

図１に示される内容は、単に例示の目的に役立つことに留意されたい。本開示は、発光素子１１０およびパッケージ構造１２０の配列によって特に限定されない。他の実施形態では、発光素子１１０およびパッケージ構造１２０は、実際の光学設計またはニーズに基づいて配列されてもよい。例えば、２つの隣接するパッケージ構造１２０は、基板１００上で互いに離間して配置されてもよい。一方、本実施形態では、例示的な目的のために、各パッケージ構造１２０が１つの発光素子を覆う例が説明される。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、各パッケージ構造１２０は、それぞれ赤色光、緑色光、および青色光を出射する３つの発光素子などの２つ以上の発光素子１１０を覆っていてもよい。

本実施形態では、発光素子１１０は、ミニＬＥＤまたはマイクロＬＥＤなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよい。基板１００の表面１００ｓ上のパッケージ構造１２０の正射影は、実質的に長方形の外輪郭を有することに留意されたい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、基板１００上のパッケージ構造の正射影の外輪郭は、円弧形状、多角形状、または他の適切な形状であってもよい。また、本実施形態では、基板１００の表面１００ｓ上のパッケージ構造１２０の正射影は、対称軸ＳＡを有する。換言すれば、対称軸ＳＡに対して両側にあるパッケージ構造１２０の２つの部分は、鏡面対称である。

発光素子１１０からの光線の大部分を発光素子１１０の片側の領域に偏向させるために、パッケージ構造１２０は、特定の方向に非対称の構造分布を呈する。例えば、本実施形態のパッケージ構造１２０は、発光素子１１０と重なるように配置された非対称溝を有する。さらに、非対称溝は、対称軸ＳＡの軸方向（例えば、Ｘ方向）に非対称性を呈する。

具体的には、非対称溝は、互いに接続された第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２によって形成されてよい。第２の溝１２０ｇ２は、第１の溝１２０ｇ１と基板１００との間に位置する。本実施形態では、基板１００上の第１の溝１２０ｇ１が占める領域の正射影は、幾何学的中心Ｃを有する。パッケージ構造１２０の対称軸ＳＡは幾何学的中心Ｃを通り、基板１００上の第２の溝１２０ｇ２が占める領域の正射影は、幾何学的中心Ｃと重ならない。

より具体的には、基板１００上の第２の溝１２０ｇ２が占める領域の正射影は、対称軸ＳＡと重なり、幾何学的中心Ｃと第１の縁１２０ｅ１との間に位置する。さらに、パッケージ構造１２０はまた、対称軸ＳＡの軸方向に互いに反対側に位置する第１の縁１２０ｅ１および第２の縁１２０ｅ２を備える。第１の縁１２０ｅ１と幾何学的中心Ｃとの間には距離Ｌ１が設けられ、第２の縁１２０ｅ２と幾何学的中心Ｃとの間には第２の距離Ｌ２が設けられる。また、第１の距離Ｌ１は第２の距離Ｌ２よりも短い。換言すれば、非対称溝は、パッケージ構造１２０において第１の縁１２０ｅ１に近い位置に設けられる。例えば、本実施形態では、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との比は０．８未満であってよい。したがって、パッケージ構造１２０は、対称軸ＳＡの軸方向に好ましい非対称性を呈し得る。

本実施形態では、発光素子１１０は、幾何学的中心Ｃと重なる位置で基板１００上に任意に配置されてもよい。換言すれば、第２の溝１２０ｇ２および発光素子１１０は、パッケージ構造１２０の対称軸ＳＡの軸方向に沿って配列される。発光素子１１０からの光線の大部分を発光素子１１０の特定の側の領域（図２に示される発光素子１１０の右側の領域など）に偏向させるために、光源モジュール１０は、第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２に充填された光学パターン１３０をさらに含む。光学パターン１３０は半透過性である。例えば、光学パターン１３０は、透過性基材１３１と、透過性基材１３１内に分散配置された複数の反射粒子１３２とを含んでいてよい。透過性基材１３１の材料は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、または他の適切なポリマー材料を含む。反射粒子１３２の材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、金属材料、またはそれらの組み合わせ、あるいは適切な反射率を有する他の材料を含む。

多様な光学設計（例えば、非対称出力光形状が異なる）のニーズを満たすために、反射粒子１３２のドーピング濃度を調節することにより、光学パターン１３０の透過率を１０％～５０％（または光学パターン１３０の反射粒子１３２の濃度を２０％～６０％）の間で調整してもよい。例えば、発光素子１１０から第２の溝１２０ｇ２に向けて伝達された光線ＬＢ１は、反射粒子１３２によって反射された後、発光素子１１０の第２の溝１２０ｇ２から離れた側（例えば、図２の右側）に向けて伝達される。同様に、発光素子１１０から第１の溝１２０ｇ１に向けて伝達された光線（図示せず）は、第１の溝１２０ｇ１内の反射粒子１３２によって反射された後、基板１００に向けて伝達されてもよい。本実施形態の基板１００は反射基板であるため、第１の溝１２０ｇ１内の反射粒子１３２によって反射された光線は、基板１００の反射を介してパッケージ構造１２０内をさらに横方向に伝達されてもよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。

より具体的には、パッケージ構造１２０は、第１の溝１２０ｇ１を規定する隆起ＲＬ１をさらに備える。隆起ＲＬ１と発光素子１１０との間の最短間隔である仮想接続線ＩＬと、基板１００の表面１００ｓの法線方向との間には夾角θが設けられ、パッケージ構造１２０と発光素子１１０との間の配列関係は、Ｄ＝Ｌ／２＋（Ｔ－ｔ）・ｔａｎθを満たす。式中、Ｄは、対称軸ＳＡの軸方向（例えば、Ｘ方向）における隆起ＲＬ１と幾何学的中心Ｃとの間の距離を表し、Ｌは、対称軸ＳＡの軸方向における発光素子１１０の素子長を表し、ｔは、基板１００の表面１００ｓの法線方向における発光素子１１０の素子厚さを表し、Ｔは、基板１００の表面１００ｓの法線方向におけるパッケージ構造１２０の最大厚さを表す。

夾角θは、パッケージ構造１２０の材料の屈折率と空気の屈折率との比に従って決定される。本実施形態では、パッケージ構造１２０の材料の屈折率は１．１から１．７の範囲であってよい。それに対応して、夾角θは３６度から６５度の範囲であってよい。これにより、発光素子１１０の光線は、パッケージ構造１２０から出射された後、好ましい非対称光形状を呈し得る。発光素子１１０からの光線の一部（例えば、光線ＬＢ１）を光学パターン１３０の反射粒子１３２を介して反射させることに加えて、パッケージ構造１２０の屈折率を、光学パターン１３０の透過性基材１３１の屈折率よりも大きくなるように任意に設定してもよい。これにより、光線の他の一部（例えば、光線ＬＢ２）がパッケージ構造１２０と光学パターン１３０との間の界面で全反射を受けるようにして、光線がパッケージ構造１２０内で横方向に伝達される可能性を促進してもよい。

例えば、パッケージ構造１２０の第１の溝１２０ｇ１を規定する溝底面１２０ｓ１は、その輪郭が円弧線分を呈していてもよい断面（例えば、ＸＺ平面またはＹＺ平面）を有し、円弧線分は、隆起ＲＬ１から発光素子１１０の真上まで延びる。円弧線分の曲率変化は、様々な全反射要件に応じて調整してもよい。この点に関して、本開示は特に限定されない。一方、光学パターン１３０の透過率は調整可能であるため、発光素子１１０による前方（例えば、Ｚ方向）への光出力は調整可能である。さらに、（前方への）光線の一部が光学パターン１３０によって反射された後に発生するダークスポット現象を軽減することができる。例えば、発光素子１１０から第１の溝１２０ｇ１に向けて伝達された光線の一部（例えば、光線ＬＢ３）は、反射粒子１３２によって再びパッケージ構造１２０に向けて反射されることなく、光学パターン１３０をそのまま通過してもよい。

本実施形態では、基板１００の表面１００s上の第１の溝１２０ｇ１が占める領域の正射影の輪郭は、例えば円形であり、当該円の中心は、例えば幾何学的中心Ｃに位置する。換言すれば、本実施形態では、基板１００の表面１００ｓ上の第１の溝１２０ｇ１が占める領域の正射影の、対称軸ＳＡの軸方向における幅は、距離Ｄの２倍の値である（例えば、図１に示される２Ｄ）。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態によれば、基板１００の表面１００ｓ上の第１の溝が占める領域の正射影の輪郭は、略円形、楕円形、または略楕円形であってもよい。

基板１００の表面１００ｓ上の第２の溝１２０ｇ２が占める領域の正射影の輪郭は、例えば略半円形であり、対称軸ＳＡの軸方向において距離Ｄよりも短い幅Ｗを有する。しかしながら、本開示はこれに限定されない。一方、パッケージ構造１２０はさらに、第２の溝１２０ｇ２を規定する溝底面１２０ｓ２を有する。基板１００の表面１００ｓ上の溝底面１２０ｓ２の正射影は、対称軸ＳＡの軸方向に幅Ｗ’を有し、Ｗ’＜Ｄ－（Ｌ／２）を満たす。本実施形態では、パッケージ構造１２０において、第２の溝１２０ｇ２を規定する隆起ＲＬ２で囲まれた領域と溝底面１２０ｓ２とは、基板１００の表面１００ｓの法線方向において発光素子と重ならない。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、発光素子１１０は、基板１００の表面１００ｓの法線方向において、パッケージ構造１２０内の第２の溝１２０ｇ２を規定する隆起ＲＬ２によって囲まれた領域と部分的に重なっていてもよいが、溝底面１２０ｓ２とは重なっていなくてもよい。

本実施形態では、第２の溝１２０ｇ２は高いアスペクト比を有していてもよい。すなわち、第２の溝１２０ｇ２の側壁は、パッケージ構造１２０においてより急峻となるように規定される。これにより、発光素子１１０からの光線は、第２の溝１２０ｇ２とは反対側の発光素子１１０の領域に効果的に偏向され得るため、光線が隣接する発光素子１１０の光出力領域に伝達されるのを防ぎながら、特定の領域の光出力を増加させることができる。

本実施形態では、パッケージ構造１２０は、任意選択で第３の溝１２０ｇ３をさらに含んでいてもよく、第１の溝１２０ｇ１は、第２の溝１２０ｇ２と第３の溝１２０ｇ３との間に接続される。換言すれば、本実施形態の非対称溝は、第１の溝１２０ｇ１、第２の溝１２０ｇ２、および第３の溝１２０ｇ３の組み合わせであってよい。光学パターン１３０は、第３の溝１２０ｇ３には充填されていないことに留意されたい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、光学パターン１３０は、第３の溝１２０ｇ３が占める領域の一部にも充填されていてよい。

具体的には、パッケージ構造１２０は、第３の溝１２０ｇ３を規定する隆起ＲＬ３をさらに有する。また、隆起ＲＬ３は、第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２を取り囲んでいる。基板１００の表面１００ｓ上の第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２が占める領域の正射影は、基板１００の表面１００ｓ上の第３の溝１２０ｇ３が占める領域の正射影と完全に重なっている。より具体的には、基板１００の表面１００ｓ上の第３の溝１２０ｇ３が占める領域の正射影の面積は、基板１００の表面１００ｓ上の第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２が占める領域の正射影の面積よりも大きい。

発光素子１１０の一方の側（例えば、図２に示される発光素子１１０の左側）に伝達された光線を、反対方向である発光素子１１０の他方の側（例えば、図２に示される発光素子１１０の右側）に効果的に偏向させるために、パッケージ構造１２０において、第１の溝１２０ｇ１を規定する溝底面１２０ｓ１と発光素子１１０の上面１１０ｔとの間の距離は、第２の溝１２０ｇ２内に配置される光学パターン１３０の部分による反射効果が確実にもたらされるよう、０より大きい必要があると規定される。溝底面１２０ｓ１と発光素子１１０の上面１１０ｔとの間の距離は、実際の光形状のニーズに基づいて調整してもよいことを理解されたい。

一方、基板１００の表面１００ｓの法線方向において、隆起ＲＬ３と基板１００の表面１００ｓとの間の距離は、パッケージ構造１２０の最大厚さＴを規定する。溝底面１２０ｓ２と隆起ＲＬ３との間には距離ｄが設定され、距離ｄはパッケージ構造１２０の最大厚さＴよりも短い。換言すれば、溝底面１２０ｓ２と基板１００の表面１００ｓとの間には間隙を設けてもよく、間隙により光線の一部を通過させて、他方の側の光出力均一性を確保してもよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態に基づいて、溝底面１２０ｓ２と隆起ＲＬ３との間の距離ｄは、任意選択で、パッケージ構造１２０の最大厚さＴに等しくてもよい。換言すれば、互いに接続された第１の溝１２０ｇ１、第２の溝１２０ｇ２、および第３の溝１２０ｇ３は、パッケージ構造１２０を貫通していてもよく、光学パターン１３０は、基板１００の表面１００ｓを直接覆っていてもよい。

対称軸ＳＡの軸方向において、非対称溝の一方の側のパッケージ構造１２０の表面１２０ａｓの傾斜変化は、非対称溝の他方の側のパッケージ構造１２０の表面１２０ｂｓの傾斜変化とは異なる。例えば、発光素子１１０の一方の側のパッケージ構造１２０の表面１２０ａｓの傾斜は、隆起ＲＬ３から第１の縁１２０ｅ１に向かって第１の変化率で徐々に増加し、発光素子１１０の他方の側のパッケージ構造１２０の表面１２０ｂｓの傾斜は、隆起ＲＬ３から第２の縁１２０ｅ２に向かって第２の変化率で徐々に変化する。また、第２の変化率は第１の変化率よりも小さい。発光素子１１０は第１の縁１２０ｅ１に近い位置に配置されているため、緩やかな傾斜を有する表面１２０ｂｓは、光線がパッケージ構造１２０内で横方向に伝達される可能性を高めて、特定の側に向けて発光素子１１０の光出力均一性を高めるのに役立つことができる。

図３Ａを参照すると、パッケージ構造１２０および光学パターン１３０の配列により、発光素子１１０の出力光形状は、Ｙ方向に対称性を呈する一方で、Ｘ方向（すなわち、パッケージ構造１２０の対称軸ＳＡの軸方向）に非対称性を呈する。図３Ａの右側の照度分布曲線に示されるように、ＸＺ平面上の発光素子１１０の光出力の大部分は、特定の側（例えば、図３Ａに示される水平破線に対して下側）に集中している。これに対し、図３Ａの下側の照度分布曲線に示されるように、ＹＺ平面上の発光素子１１０の光出力は、発光素子１１０の両反対側（例えば、図３Ａの垂直破線に対して左側および右側）に均等に分布している。

再び図２を参照すると、本実施形態の光源モジュール１０は、複数の発光素子１１０および複数のパッケージ構造１２０と重なるように配置された光学フィルム２００をさらに含んでいてよい。光学フィルム２００は、プリズムシート、拡散体、これらからなる複数の層の組み合わせ、または均一性を促進するのに適した他の光学フィルムであってよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、光学フィルム２００は波長変換フィルムであってもよく、波長変換フィルムには、例えば、量子ドットフィルム、蛍光体フィルムなどが含まれる。例えば、本実施形態では、光学フィルム２００は、複数のプリズム構造（図示せず）を有するプリズムシートを含む。また、プリズム構造は、パッケージ構造１２０からの光線を所定の視野角（例えば、正の視野角）範囲に偏向させて、当該視野角範囲における光源モジュール１０の光出力を増加させるように機能してもよい。図３Ｂに示されるように、光学フィルム２００の作用下では、発光素子１１０の出力光形状は、２つの軸方向（例えば、ＸおよびＹ方向）において少なくとも対称である。より具体的には、本実施形態の光源モジュール１０は、高い集光性を有するバックライトモジュールとして機能してよい。

本開示をより詳細に説明するため、いくつかの他の実施形態を以下に示す。以降、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、同一の技術的内容に関する説明は省略する。省略された説明については、上記の内容を参照し、以下では繰り返さない。

図４は、本開示の別の実施形態によるパッケージ構造を示す概略上面図である。図５は、本開示のさらに別の実施形態によるパッケージ構造を示す概略上面図である。図４を参照すると、本実施形態のパッケージ構造１２０Ａは、第２の溝が異なる構成を有するという点で、図１のパッケージ構造１２０とは異なる。具体的には、基板１００の表面１００ｓ（図２に示される）上のパッケージ構造１２０Ａの第２の溝１２０ｇ２Ａが占める領域の正射影の輪郭は、メニスカス状である。具体的には、パッケージ構造１２０Ａにおいて、第２の溝１２０ｇ２Ａを規定する隆起ＲＬ２Ａの一部は、パッケージ構造１２０Ａの第１の縁１２０ｅ１に向かって湾曲している。

しかしながら、本開示はこれに限定されない。図５に示されるさらに別の実施形態では、パッケージ構造１２０Ｂの第２の溝１２０ｇ２Ｂを規定する隆起ＲＬ２Ｂは、パッケージ構造１２０Ｂの第２の縁１２０ｅ２に向かって全体的に湾曲していてもよい。換言すれば、基板１００の表面１００ｓ（図２に示される）上の図５の第２の溝１２０ｇ２Ｂの正射影の輪郭は、ラグビーボール状であってもよい。

図４に示すパッケージ構造１２０Ａ（または図５に示すパッケージ構造１２０Ｂ）と、光学パターンと、発光素子との間の構成関係は、図１および図２の光源モジュール１０における構成関係と類似であるため、この点に関する詳細については前の段落を参照し、以下では同じ内容を繰り返さない。

図６は、本開示の第２の実施形態による光源モジュールを示す概略断面図である。図６を参照すると、本実施形態の光源モジュール１０Ａは、光学パターンの組成が異なるという点で、図２の光源モジュール１０とは異なる。具体的には、光源モジュール１０Ａの光学パターン１３０Ａは、第１の部分１３０Ａ１および第２の部分１３０Ａ２を含む。第２の部分１３０Ａ２は、第１の部分１３０Ａ１と基板１００との間に配置される。光学パターン１３０Ａの第１の部分１３０Ａ１は、透過性基材１３１と、透過性基材１３１内に分散配置された反射粒子１３２とを備える一方で、第２の部分１３０Ａ２は、透過性基材１３３と、透過性基材１３３内に分散配置された複数の波長変換粒子１３４とを備えることに留意されたい。

本実施形態では、第１の部分１３０Ａの透過性基材１３１の材料と第２の部分１３０Ａ２の透過性基材１３３の材料とは、任意選択で同じであってよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。第１の部分１３０Ａ１の反射粒子１３２の機能は、図２の反射粒子１３２の機能と類似であるため、この点に関する詳細については前の段落を参照し、以下では同じ内容を繰り返さない。

例えば、光学パターン１３０Ａの第２の部分１３０Ａ２の波長変換粒子１３４は、光混合の多様なニーズを満たすために、単一の粒子径または複数の粒子径を有していてもよい。本実施形態では、光学パターン１３０Ａの第１の部分１３０Ａ１および第２の部分１３０Ａ２は、それぞれ、パッケージ構造１２０の第１の溝１２０ｇ１および第２の溝１２０ｇ２に配置される。第２の部分１３０Ａ２は、基板の表面１００ｓの法線方向に厚さｔ’を有し、ｔ’＜２ｄ／３を満たす。式中、ｄは、基板１００の表面１００ｓの法線方向における溝底面１２０ｓ２と隆起ＲＬ３との間の距離を表す。これにより、パッケージ構造１２０から出射される光線の光混合効果が最適化される。

しかしながら、本開示はこれに限定されない。他の実施形態では、光学パターン１３０Ａの第１の部分１３０Ａ１は、パッケージ構造１２０の第２の溝１２０ｇ２にさらに充填されてもよく、あるいは、第２の部分１３０Ａ２は、パッケージ構造１２０の第１の溝１２０ｇ１にさらに充填されてもよい。換言すれば、本開示は、図６に開示された内容（すなわち、光学パターン１３０Ａの第１の部分１３０Ａ１と第２の部分１３０Ａ２との間の界面が、パッケージ構造１２０の溝底面１２０ｓ１と位置合わせされる構成）に限定されない。

上記に鑑みると、本開示の一実施形態による光源モジュールにおいて、発光素子は、パッケージ構造の第１の溝の幾何学的中心と重なるように配置され、光学パターンは第１の溝に充填される。光学パターンが半透過性であることにより、発光素子の前方光出力を調整することができるとともに、光線の一部が光学パターンによって反射された後に発生するダークスポット現象を軽減することができる。一方、第１の溝に接続された第２の溝は、発光素子の片側に配置され、光学パターンは、第２の溝内にさらに延在する。そのため、光線の大部分を、第２の溝とは反対側の発光素子の領域に偏向することができる。したがって、光線が隣接する発光素子の光出力領域に伝達されるのを防ぎながら、特定の領域の光出力を効果的に増加させることができる。

本開示の範囲または主旨から逸脱することなく、本開示の構造に対して種々の修正および変更を行うことが可能であることは、当業者には明らかであろう。したがって、本開示に対する修正および変更が以下の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内にある限り、本開示はこのような修正および変更を包含することが意図されている。

本開示の光源モジュールは、バックライトモジュールに適用することができる。

１０，１０Ａ 光源モジュール
１００ 基板
１００ｓ，１２０ａｓ，１２０ｂｓ 表面
１１０ 発光素子
１１０ｔ 上面
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ パッケージ構造
１２０ｅ１ 第１の縁
１２０ｅ２ 第２の縁
１２０ｇ１ 第１の溝
１２０ｇ２，１２０ｇ２Ａ，１２０ｇ２Ｂ 第２の溝
１２０ｇ３ 第３の溝
１２０ｓ１，１２０ｓ２ 溝底面
１３０，１３０Ａ 光学パターン
１３０Ａ１ 第１の部分
１３０Ａ２ 第２の部分
１３１，１３３ 透過性基材
１３２ 反射粒子
１３４ 波長変換粒子
２００ 光学フィルム
Ｃ 幾何学的中心
ｄ，Ｄ 距離
ＩＬ 仮想接続線
Ｌ 素子長
Ｌ１ 第１の距離
Ｌ２ 第２の距離
ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３ 光線
ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ２Ａ，ＲＬ２Ｂ，ＲＬ３ 隆起
ＳＡ 対称軸
ｔ’ 厚さ
Ｔ 最大厚さ
Ｗ，Ｗ’ 幅
Ｘ，Ｙ，Ｚ 方向
θ 夾角
Ａ－Ａ’ 断面線

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板の表面に配置された発光素子と、
   前記基板の前記表面に配置されて前記発光素子を覆うパッケージ構造であって、前記パッケージ構造は、互いに接続された第１の溝および第２の溝を有し、前記発光素子は前記第１の溝と前記基板との間に位置し、前記第２の溝は前記第１の溝と前記基板との間に位置し、前記基板上の前記第１の溝が占める領域の正射影は幾何学的中心を有し、前記発光素子は前記幾何学的中心に位置し、前記基板上の前記第２の溝が占める領域の正射影は前記幾何学的中心と重ならない、パッケージ構造と、
   前記第１の溝および前記第２の溝に配置されるとともに半透過性である、光学パターンと、
   を含む光源モジュール。
2. 前記基板上の前記パッケージ構造の正射影は対称軸を有し、前記対称軸は前記幾何学的中心を通り、前記第２の溝および前記発光素子は前記対称軸の軸方向に沿って配列される、請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記パッケージ構造は、互いに反対側に位置する第１の縁および第２の縁をさらに備え、前記第１の縁と前記幾何学的中心との間には第１の距離が設けられ、前記第２の縁と前記幾何学的中心との間には第２の距離が設けられ、前記第１の距離は前記第２の距離よりも短い、請求項２に記載の光源モジュール。
4. 前記第１の距離と前記第２の距離との比は０．８未満である、請求項３に記載の光源モジュール。
5. 前記パッケージ構造は、前記第１の溝を規定する隆起をさらに有し、前記隆起と前記幾何学的中心との間には、前記対称軸の前記軸方向に距離Ｄが設けられ、前記第２の溝が占める前記領域は、前記対称軸の前記軸方向に幅Ｗを有し、Ｗ＜Ｄが満たされる、請求項２に記載の光源モジュール。
6. 前記発光素子は、前記対称軸の前記軸方向に素子長Ｌを有し、前記パッケージ構造は、前記第２の溝を規定する溝底面をさらに有し、前記溝底面は、前記対称軸の前記軸方向に幅Ｗ’を有し、Ｗ’＜Ｄ－（Ｌ／２）が満たされる、請求項５に記載の光源モジュール。
7. 前記パッケージ構造および前記発光素子は、前記基板の前記表面の法線方向にそれぞれ最大厚さＴおよび素子厚さｔを有し、前記隆起と前記発光素子との間の最短間隔である仮想接続線と、前記基板の前記表面の前記法線方向との間には夾角θが設けられ、Ｄ＝Ｌ／２＋（Ｔ－ｔ）・ｔａｎθが満たされる、請求項６に記載の光源モジュール。
8. 前記パッケージ構造は、前記第１の溝を規定する溝底面をさらに有し、前記発光素子は、前記第１の溝に面する上面を有し、前記パッケージ構造の前記溝底面と前記発光素子の前記上面との間の距離はゼロより大きい、請求項１に記載の光源モジュール。
9. 前記パッケージ構造は、前記第１の溝および前記第２の溝を取り囲む隆起と、前記第２の溝を規定する溝底面とをさらに有し、前記隆起と前記基板の前記表面との間の距離は、前記基板に垂直な方向において前記パッケージ構造の最大厚さを規定し、前記溝底面と前記隆起との間には、前記基板に垂直な前記方向に距離が設けられ、前記距離は前記パッケージ構造の前記最大厚さよりも短い、請求項１に記載の光源モジュール。
10. 前記光学パターンは、第１の部分および第２の部分を含み、前記第２の部分は、前記第１の部分と前記基板との間に配置され、前記第１の部分は複数の反射粒子を有し、前記第２の部分は複数の波長変換粒子を有する、請求項１に記載の光源モジュール。
11. 前記パッケージ構造は、前記第１の溝および前記第２の溝を取り囲む隆起と、前記第２の溝を規定する溝底面とをさらに有し、前記光学パターンの前記第１の部分は、前記溝底面と接し、前記溝底面と前記隆起との間には、前記基板に垂直な方向に距離ｄが設けられ、前記第２の部分は、前記基板に垂直な前記方向に厚さｔ’を有し、ｔ’＜２ｄ／３が満たされる、請求項１０に記載の光源モジュール。
12. 前記光学パターンの透過率は、１０％から５０％の範囲である、請求項１に記載の光源モジュール。
13. 前記光学パターンは、
    透過性基材と、
    前記透過性基材内に分散配置された複数の反射粒子とを含む、請求項１に記載の光源モジュール。
14. 前記反射粒子の材料は、二酸化ケイ素、二酸化チタン、金属材料、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１３に記載の光源モジュール。

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