JP5634108B2 - Optical sheet, light source module, lighting device using light source module, liquid crystal display device, and video display device - Google Patents

Optical sheet, light source module, lighting device using light source module, liquid crystal display device, and video display device Download PDF

Info

Publication number
JP5634108B2
JP5634108B2 JP2010101596A JP2010101596A JP5634108B2 JP 5634108 B2 JP5634108 B2 JP 5634108B2 JP 2010101596 A JP2010101596 A JP 2010101596A JP 2010101596 A JP2010101596 A JP 2010101596A JP 5634108 B2 JP5634108 B2 JP 5634108B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
source module
light
transparent
led chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010101596A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011233315A (en
Inventor
豊 秋庭
豊 秋庭
金子 浩規
浩規 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2010101596A priority Critical patent/JP5634108B2/en
Publication of JP2011233315A publication Critical patent/JP2011233315A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5634108B2 publication Critical patent/JP5634108B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Description

本発明は、光学シート,光源モジュール,光源モジュールを用いた照明装置,液晶表示装置及び映像表示装置に関する。   The present invention relates to an optical sheet, a light source module, an illumination device using the light source module, a liquid crystal display device, and an image display device.

従来、LEDチップを透明樹脂で封止した光源は、樹脂からの直接出射光と樹脂内部での反射光を用いて光取り出しを行っている。   Conventionally, a light source in which an LED chip is sealed with a transparent resin performs light extraction using directly emitted light from the resin and reflected light inside the resin.

特許文献1は、次のような構成が開示されている。発光素子を封止するモールド樹脂の前方界面に、発光素子の光を直接外部へ出射させる直接出射領域と、発光素子の光を全反射させる全反射領域とを形成する。直接出射領域は、凸レンズ状に形成する。モールド樹脂の背面には、凹面鏡状をした光反射部を設ける。発光素子から出射された光の一部は、直接出射領域を通過するときレンズ作用を受けて前方へ出射される。発光素子から出射された光の別な一部は、全反射領域で全反射された後、光反射部で反射され、全反射領域から前方へ出射される。直接出射光の取り出し凸面、全反射された後の光反射部の凹面のように、厚みを伴う凹凸構造の界面により集光させている。   Patent Document 1 discloses the following configuration. A direct emission region that directly emits light of the light emitting element to the outside and a total reflection region that totally reflects the light of the light emitting element are formed at the front interface of the mold resin that seals the light emitting element. The direct emission region is formed in a convex lens shape. A light reflecting portion having a concave mirror shape is provided on the back surface of the mold resin. A part of the light emitted from the light emitting element is emitted forward by receiving a lens action when passing directly through the emission region. Another part of the light emitted from the light emitting element is totally reflected by the total reflection region, then reflected by the light reflecting portion, and emitted forward from the total reflection region. Like the convex surface for taking out directly emitted light and the concave surface of the light reflecting portion after being totally reflected, light is condensed by the interface of the concavo-convex structure with thickness.

特開2002−94129号公報JP 2002-94129 A

本発明の目的は、光取り出しに対して薄型構造により集光,拡散機能を備えた光源モジュール並びにこれを用いた照明装置,液晶表示装置及び映像表示装置を提供するものである。   An object of the present invention is to provide a light source module having a light collecting and diffusing function with a thin structure for light extraction, and an illumination device, a liquid crystal display device, and an image display device using the light source module.

上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)配線基板と、前記配線基板上に配置された点光源と、前記配線基板上に形成され、前記点光源を覆う透明構造体と、を有し、前記透明構造体の光出射側の表面には複数の凸部が形成され、第一の面および第二の面が交互に形成されることで前記複数の凸部が形成され、前記複数の凸部のそれぞれは、前記第一の面および前記第二の面で構成され、前記点光源から前記透明構造体の光出射側の表面に向かう半直線が動いてつくる複数の円錐面のうち隣接する2つの円錐面を第一の円錐面および第二の円錐面とし、砲弾型または扁平型の光取り出し面と前記点光源との距離は前記点光源を通る前記配線基板の垂線に向かって変化しており、前記第一の面は、前記光取り出し面の一部を前記第一の円錐面および前記第二の円錐面に沿って相似縮小または拡大させた面であり、前記第二の面は、前記第一の円錐面または前記第二の円錐面の一部であり、前記複数の凸部を前記透明構造体の光出射側の表面に平面状に並べたことを特徴とする光源モジュール。
(2)上記(1)において、前記複数の凸部には、前記点光源を通る前記配線基板の垂線に対して対称となる凸部が含まれることを特徴とする光源モジュール。
(3)上記(1)において、前記複数の凸部には、前記配線基板平面において直交する2軸に対して形状比が異なり、前記点光源を通る前記配線基板の垂線に対して線対称となる凸部が含まれることを特徴とする光源モジュール。
(4)上記(2)または(3)において、前記点光源からの配光パターンの強度が最大となる方向を中心軸とし、前記中心軸は前記点光源を通る前記配線基板の垂線に対して傾いていることを特徴とする光源モジュール。
(5)上記(1)乃至(4)のいずれかにおいて、前記光取り出し面は複数個あり、前記複数個の光取り出し面から一つを離散的に選択して前記複数の凸部のそれぞれが形成されることを特徴とする光源モジュール。
(6)上記(1)乃至(5)のいずれかにおいて、前記透明構造体は封止部および界面形成部で構成され、前記封止部は前記点光源を覆い、前記界面形成部に前記複数の凸部が形成されることを特徴とする光源モジュール。
(7)上記(6)において、前記封止部と前記界面形成部との間に空気層が形成され、前記空気層は球殻形状であり、前記封止部は前記空気層の中心部に配置されることを特徴とする光源モジュール。
(8)上記(6)において、前記封止部と前記界面形成部との間に粘着層が形成されることを特徴とする光源モジュール。
(9)上記(1)乃至(8)のいずれかにおいて、前記点光源はLEDチップおよび蛍光体を分散した透明樹脂で構成され、前記LEDチップは前記透明樹脂で覆われることを特徴とする光源モジュール。
(10)上記(1)乃至(8)のいずれかにおいて、前記点光源はLEDチップ、蛍光体を含まない第一の透明樹脂および蛍光体を分散した第二の透明樹脂からなり、前記第一の透明樹脂は前記LEDチップを覆い、前記第二の透明樹脂は前記第一の透明樹脂を覆うことを特徴とする光源モジュール。
(11)上記(1)乃至(10)のいずれかにおいて、前記透明構造体の光出射側の表面に平坦な領域が部分的に形成されることを特徴とする光源モジュール。
(12)上記(11)において、前記平坦な領域は前記透明構造体の中央部または周辺部に形成されることを特徴とする光源モジュール。
(13)上記(1)乃至(12)のいずれかにおいて、前記複数の凸部のそれぞれの厚さが等しいことを特徴とする光源モジュール。
(14)上記(1)乃至(13)のいずれかにおいて、前記光源モジュールを複数個配列して面光源としたことを特徴とする光源モジュール。
(15)上記(1)乃至(14)のいずれかの光源モジュールを有する照明装置において、前記光源モジュールが1以上配列された線光源モジュールと、前記線光源モジュールからの光を出射する導光板と、を有することを特徴とする照明装置。
(16)上記(14)の光源モジュールを有する照明装置において、前記光源モジュールからの光を出射する拡散板を有し、前記拡散板は基材樹脂,微粒子および蛍光体の微粒子で構成され、前記基材樹脂内に前記微粒子および前記蛍光体の微粒子が分散され、前記微粒子の屈折率は前記基材樹脂の屈折率と異なることを特徴とする照明装置。
(17)一対の基板と、一対の基板に挟持される液晶層と、を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの両面に配置された一対の偏光板と、上記(14)の照明装置と、を有し、前記照明装置は前記液晶パネルに光を出射することを特徴とする液晶表示装置。
(18)上記(17)の液晶表示装置と、前記液晶表示装置に対して映像信号の信号処理を行う信号処理部と、電源を供給するための電源部と、スピーカと、を有する映像表示装置。
(19)配線基板と、前記配線基板上に配置された点光源と、前記配線基板上に形成され、前記点光源を覆う透明構造体と、を有し、前記透明構造体の光出射側の表面には複数の凸部が形成され、第一の面および第二の面が交互に形成されることで前記複数の凸部が形成され、前記複数の凸部のそれぞれは、前記第一の面および前記第二の面で構成され、前記点光源から前記透明構造体の光出射側の表面に向かう半直線が動いてつくる複数の円錐面のうち隣接する2つの円錐面を第一の円錐面および第二の円錐面とし、砲弾型または扁平型の光取り出し面と前記点光源との距離は前記点光源を通る前記配線基板の垂線に向かって変化しており、前記第一の面は、前記光取り出し面の一部を前記第一の円錐面および前記第二の円錐面に沿って相似縮小または拡大させた面であり、前記第二の面は、前記第一の円錐面または前記第二の円錐面の一部であり、前記複数の凸部を前記透明構造体の光出射側の表面に平面状に並べ、前記透明構造体は封止部および界面形成部で構成され、前記封止部は前記点光源を覆い、前記界面形成部に前記複数の凸部が形成され、前記封止部と前記界面形成部との間に粘着層が形成される光源モジュールに用いられる光学シートであって、前記光学シートは前記界面形成部および前記粘着層で構成されることを特徴とする光学シート。
The features of the present invention for solving the above-described problems are as follows.
(1) A wiring board, a point light source disposed on the wiring board, and a transparent structure that is formed on the wiring board and covers the point light source, on the light emitting side of the transparent structure A plurality of convex portions are formed on the surface, and the plurality of convex portions are formed by alternately forming the first surface and the second surface, and each of the plurality of convex portions is the first surface Two conical surfaces formed by moving a half line from the point light source toward the light emitting side surface of the transparent structure are formed as a first cone. A surface and a second conical surface, and the distance between the bullet-shaped or flat light extraction surface and the point light source changes toward the perpendicular of the wiring board passing through the point light source, and the first surface is A portion of the light extraction surface is similar along the first conical surface and the second conical surface The second surface is a part of the first conical surface or the second conical surface, and the plurality of convex portions are arranged on the light emitting side of the transparent structure. A light source module characterized by being arranged in a plane on the surface.
(2) In the light source module according to (1), the plurality of convex portions include convex portions that are symmetric with respect to a perpendicular of the wiring board passing through the point light source.
(3) In the above (1), the plurality of convex portions have different shape ratios with respect to two axes orthogonal to each other on the wiring board plane, and are symmetrical with respect to the perpendicular of the wiring board passing through the point light source. The light source module characterized by including the convex part which becomes.
(4) In the above (2) or (3), the direction in which the intensity of the light distribution pattern from the point light source is maximized is a central axis, and the central axis is perpendicular to the normal of the wiring board passing through the point light source. A light source module that is tilted.
(5) In any one of (1) to (4), there are a plurality of light extraction surfaces, and one of the plurality of light extraction surfaces is discretely selected, and each of the plurality of convex portions is A light source module formed.
(6) In any one of the above (1) to (5), the transparent structure includes a sealing portion and an interface forming portion, the sealing portion covers the point light source, and the plurality of the interface forming portions include The light source module is characterized in that a convex portion is formed.
(7) In the above (6), an air layer is formed between the sealing part and the interface forming part, the air layer has a spherical shell shape, and the sealing part is formed at the center of the air layer. A light source module that is arranged.
(8) The light source module according to (6), wherein an adhesive layer is formed between the sealing portion and the interface forming portion.
(9) In any one of the above (1) to (8), the point light source is composed of a transparent resin in which an LED chip and a phosphor are dispersed, and the LED chip is covered with the transparent resin. module.
(10) In any one of the above (1) to (8), the point light source includes an LED chip, a first transparent resin that does not include a phosphor, and a second transparent resin in which the phosphor is dispersed. The transparent resin covers the LED chip, and the second transparent resin covers the first transparent resin.
(11) The light source module according to any one of the above (1) to (10), wherein a flat region is partially formed on the light emitting side surface of the transparent structure.
(12) The light source module according to (11), wherein the flat region is formed at a central portion or a peripheral portion of the transparent structure.
(13) The light source module according to any one of (1) to (12), wherein each of the plurality of convex portions has the same thickness.
(14) The light source module according to any one of (1) to (13), wherein a plurality of the light source modules are arranged to form a surface light source.
(15) In the illumination device having the light source module according to any one of (1) to (14), a line light source module in which one or more of the light source modules are arranged, and a light guide plate that emits light from the line light source module; A lighting device comprising:
(16) In the illumination device having the light source module according to (14), the illumination device includes a diffusion plate that emits light from the light source module, and the diffusion plate includes base resin, fine particles, and fluorescent fine particles, An illumination device, wherein the fine particles and the fine particles of the phosphor are dispersed in a base resin, and the refractive index of the fine particles is different from the refractive index of the base resin.
(17) A liquid crystal panel having a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, a pair of polarizing plates disposed on both surfaces of the liquid crystal panel, and the illumination device of (14) above And the illumination device emits light to the liquid crystal panel.
(18) A video display device comprising: the liquid crystal display device according to (17); a signal processing unit that performs video signal processing on the liquid crystal display device; a power source unit that supplies power; and a speaker. .
(19) A wiring board, a point light source disposed on the wiring board, and a transparent structure that is formed on the wiring board and covers the point light source, on the light emitting side of the transparent structure A plurality of convex portions are formed on the surface, and the plurality of convex portions are formed by alternately forming the first surface and the second surface, and each of the plurality of convex portions is the first surface Two conical surfaces formed by moving a half line from the point light source toward the light emitting side surface of the transparent structure are formed as a first cone. A surface and a second conical surface, and the distance between the bullet-shaped or flat light extraction surface and the point light source changes toward the perpendicular of the wiring board passing through the point light source, and the first surface is A portion of the light extraction surface along the first conical surface and the second conical surface. The second surface is a part of the first conical surface or the second conical surface, and the plurality of convex portions are arranged on the light emitting side of the transparent structure. The transparent structure is composed of a sealing portion and an interface forming portion, the sealing portion covers the point light source, and the plurality of convex portions are formed in the interface forming portion, An optical sheet used in a light source module in which an adhesive layer is formed between a stop portion and the interface forming portion, wherein the optical sheet includes the interface forming portion and the adhesive layer. Sheet.

本発明により、光取り出しに対して薄型構造での集光,拡散機能を実現し、輝度均一性などを向上させる光学シート,光源モジュール,光源モジュールを用いた照明装置,液晶表示装置及び映像表示装置を提供できる。上記した以外の課題,構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, an optical sheet, a light source module, an illumination device using the light source module, a liquid crystal display device, and an image display device that realize a light collection and diffusion function with a thin structure for light extraction and improve luminance uniformity, etc. Can provide. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the light source module of this invention. 光源モジュールの上面図であり、図1のA−A線での断面図を与える。It is a top view of a light source module, and gives sectional drawing in the AA of FIG. 図1の光源モジュールの放射パターン図である。It is a radiation pattern figure of the light source module of FIG. 光源モジュールの内部表面を示す上面図である。It is a top view which shows the internal surface of a light source module. 光源モジュールの図4のB−B線位置での断面図である。It is sectional drawing in the BB line position of FIG. 4 of a light source module. 光源モジュールの図4のC−C線位置での断面図である。It is sectional drawing in the CC line position of FIG. 4 of a light source module. 光源モジュールの上面図である。It is a top view of a light source module. 光源モジュールの上面図である。It is a top view of a light source module. 光源モジュールの上面図である。It is a top view of a light source module. 光源モジュールの上面図である。It is a top view of a light source module. 光源モジュールの放射パターン図である。It is a radiation pattern figure of a light source module. 光源モジュールの放射パターン図である。It is a radiation pattern figure of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの上面図である。It is a top view of a light source module. 光源モジュールの放射パターン図である。It is a radiation pattern figure of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの放射パターン図である。It is a radiation pattern figure of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの界面形成部の断面図である。It is sectional drawing of the interface formation part of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの透明構造体の断面図である。It is sectional drawing of the transparent structure of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a light source module. 複数の光源モジュールの断面図である。It is sectional drawing of a several light source module. 光源モジュールの透明構造体の上面図である。It is a top view of the transparent structure of a light source module. 図19aのE−E線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line of FIG. 19a. 直下型照明装置の上面図である。It is a top view of a direct type illuminating device. 図20aのF−F線断面図である。It is the FF sectional view taken on the line of FIG. 直下型照明装置に用いる光学シートの上面図である。It is a top view of the optical sheet used for a direct type illuminating device. 図21aのG−G線断面図である。It is the GG sectional view taken on the line of FIG. 直下型照明装置に用いる一体型仕切り壁の上面図である。It is a top view of the integral partition wall used for a direct type illuminating device. 図22aのH−H線断面図である。It is the HH sectional view taken on the line of FIG. 直下型照明装置を組み込んだ液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device incorporating a direct illuminating device. 光源モジュールの上面図である。It is a top view of a light source module. 図24aのI−I線断面図である。It is the II sectional view taken on the line of FIG. 線状光源モジュールの上面図である。It is a top view of a linear light source module. 図25aのJ−J線断面図である。It is the JJ sectional view taken on the line of FIG. 線状光源モジュールを用いたブロック型照明装置の上面図である。It is a top view of the block type illuminating device using a linear light source module. 図25cのK−K線断面図である。It is the KK sectional view taken on the line of FIG. ブロック型照明装置を用いた液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device using a block type illuminating device. 線状光源モジュールの上面図である。It is a top view of a linear light source module. 図26aのL−L線断面図である。It is the LL sectional view taken on the line of FIG. 線状光源モジュールを用いたエッジ型照明装置の上面図である。It is a top view of the edge type illuminating device using a linear light source module. 図26cのM−M線断面図である。It is the MM sectional view taken on the line of FIG. エッジ型照明装置を用いた液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device using an edge type illuminating device. 液晶表示装置を用いた映像表示装置の背面配置図である。It is a back surface layout figure of the video display apparatus using a liquid crystal display device.

LED光源に見られるように、封止材でもある透明樹脂、或いはガラスなどで覆われた光源PKG(光源モジュール)は基本的に点光源からの出射光(放射光)である。LEDチップなどからの出射光を集光,拡散させるため、透明樹脂の界面に対して砲弾型,扁平型などの突き出た凸構造を用いている。   As seen in LED light sources, a light source PKG (light source module) covered with a transparent resin, which is also a sealing material, or glass is basically emitted light (radiated light) from a point light source. In order to collect and diffuse the light emitted from the LED chip or the like, a projecting convex structure such as a cannonball type or a flat type is used with respect to the interface of the transparent resin.

この結果、光を取り出す界面構造は、平面形状に代わり中央部が厚くなり、薄型化,結合性の点で本質的に不利になるという問題がある。大型の構造体では体積の増加も伴い軽量化に対しても不利になる。更に、光源モジュールと光路を形成する構造体との結合構造から効率を低下させるという問題もある。   As a result, the interface structure for extracting light has a problem that the central portion becomes thick instead of a planar shape, which is essentially disadvantageous in terms of thinning and bonding. A large structure is disadvantageous in terms of weight reduction with an increase in volume. Furthermore, there is also a problem that efficiency is lowered due to the coupling structure between the light source module and the structure forming the optical path.

一方、従来レンズの薄型構造に対しては、フレネルレンズが使用されてきた。フレネル
レンズは平行光(コリメート光)に対して適用されるもので、LED光源のような点光源からの放射光に対しては適用できない。勿論、LED光源とレンズとの距離を十分に長くすれば平行光にできるが、LEDチップを実装する光源モジュールとしては実用的に困難である。特性的にも、フレネルレンズは平行光に対する界面を形成しているため、点光源からの放射光に対しては機能的な界面構造を提供できない。点光源の放射光に対しては新たに薄型界面構造を提供する必要がある。
On the other hand, Fresnel lenses have been used for the thin structure of conventional lenses. The Fresnel lens is applied to parallel light (collimated light) and cannot be applied to light emitted from a point light source such as an LED light source. Of course, if the distance between the LED light source and the lens is made sufficiently long, parallel light can be obtained, but it is practically difficult as a light source module for mounting an LED chip. Characteristically, since the Fresnel lens forms an interface with parallel light, it cannot provide a functional interface structure with respect to light emitted from a point light source. It is necessary to provide a new thin interface structure for the emitted light of the point light source.

本発明は、光源を覆った透明樹脂(、或いはガラス)の界面が光源からの放射光に対して集光,拡散機能を有する薄型構造体を提供するため、以下に幾つかの特徴的な実施形態を取り上げる。光源には、LEDチップ(単色チップ,RGB3チップ、或いはRGBチップ),LEDチップを実装したPKG(単色LED,3色LED、及び蛍光体白色LED),OLED素子などを用いる。   The present invention provides a thin structure in which a transparent resin (or glass) interface covering a light source has a function of condensing and diffusing light emitted from the light source. Take up the form. As the light source, an LED chip (monochrome chip, RGB3 chip, or RGB chip), a PKG (monochrome LED, tricolor LED, and phosphor white LED) on which the LED chip is mounted, an OLED element, or the like is used.

(1)基本構造,構成:
光源モジュールにおいて、平面状の透明樹脂で集光,拡散させる界面を形成する手段は、配線基板と、配線基板上に形成された光源と、配線基板上に形成され光源を覆う透明構造体とを有し、前記透明構造体は光取り出し面において複数の凸部(凹凸部)を有し、前記複数の凸部のそれぞれは、断面が前記光源との距離が一定でない光取り出し面に対して、光源から出る半直線が動いてつくる複数の円錐面で分割され隣接する2つの円錐面に沿って相似縮小、拡大させた光取り出し面の一部、及び前記円錐面の(傾斜面の)一部とで交互に構成され、表面を平面状に並べて配列したことを特徴とする。複数の凸部のそれぞれは中心軸の周りに対称な形状を組み込んだ構造であり、複数の円錐面を形成する中心軸を複数個用いる場合もある。
(1) Basic structure and configuration:
In the light source module, means for forming an interface for condensing and diffusing with a planar transparent resin includes a wiring board, a light source formed on the wiring board, and a transparent structure formed on the wiring board and covering the light source. The transparent structure has a plurality of convex portions (uneven portions) on the light extraction surface, and each of the plurality of convex portions has a cross section with respect to the light extraction surface whose distance from the light source is not constant, A part of a light extraction surface which is divided and enlarged along two adjacent conical surfaces divided by a plurality of conical surfaces formed by the movement of a half line from a light source, and a part of the conical surface (an inclined surface) The surface is arranged in a plane and arranged alternately. Each of the plurality of convex portions has a structure in which a symmetrical shape is incorporated around the central axis, and a plurality of central axes that form a plurality of conical surfaces may be used.

これにより、光源モジュールから出射する放射パターンの適正制御や輝度均一性の向上と同時に、超薄形化,軽量化構造を実現する。また、出射光に対する樹脂内部での光路を大幅に短縮できるため、透明樹脂による吸収損失を低減し、光取り出し効率を向上させている。   This realizes an ultra-thin and lightweight structure as well as appropriate control of the radiation pattern emitted from the light source module and improvement in luminance uniformity. In addition, since the optical path inside the resin for the emitted light can be greatly shortened, the absorption loss due to the transparent resin is reduced, and the light extraction efficiency is improved.

この場合、光源モジュールの薄型化の必要性が低ければ、集光,拡散機能を保持しながら表面を必ずしも完全にフラットな平面形状に並べる必要はなく、外形が凹/凸状の平面形状など任意の外形形状にも並べることもできる。   In this case, if the necessity for reducing the thickness of the light source module is low, it is not necessary to arrange the surface in a completely flat planar shape while maintaining the light collecting and diffusing function. It can also be arranged in the outer shape.

(2)異方性をもつ集光,拡散構造:
上記した透明構造体は、中心軸(z軸)に垂直な2軸(x,y)の内、1軸(y)方向に扁平させた楕円錐面で分割され、隣接する2つの楕円錐面に沿って相似縮小(拡大させる場合もある)された光取り出し面の一部、及び前記楕円錐面の(傾斜面の)一部とで交互に構成されることを特徴とする。y軸方向に扁平させることにより、y軸方向の放射パターンをx軸方向よりも鋭く(狭く)し、放射特性(パターン)に異方性を持たせている。即ち、x軸方向には視野角を広く均一に出射(拡散)させ、y軸方向には視野角を狭く限定された領域内で出射(集光)させることで、一次元的な線状光源を実現している。
(2) Light collecting and diffusing structure with anisotropy:
The above-described transparent structure is divided by two elliptical conical surfaces that are divided by elliptical conical surfaces flattened in the direction of one axis (y) out of two axes (x, y) perpendicular to the central axis (z-axis). , And a portion of the light extraction surface that is similarly reduced (may be enlarged) along and a portion of the elliptical conical surface (of the inclined surface). By flattening in the y-axis direction, the radiation pattern in the y-axis direction is sharper (narrower) than in the x-axis direction, and anisotropy is given to the radiation characteristics (pattern). That is, a one-dimensional linear light source is formed by emitting (diffusing) a wide viewing angle in the x-axis direction and emitting (condensing) the viewing angle in a narrow limited area in the y-axis direction. Is realized.

(3)複数の異なる光取り出し面の組み合せ構造:
透明構造体の界面のもう一つの実施形態は、前記したように一つの光取り出し面を複数の小さな凹凸界面で分割して配列できるため、異なる集光,拡散機能を有する光取り出し面を同時に複数個用いて分割界面を形成できる点である。
(3) Combination structure of a plurality of different light extraction surfaces:
In another embodiment of the interface of the transparent structure, since one light extraction surface can be divided and arranged at a plurality of small uneven interfaces as described above, a plurality of light extraction surfaces having different light collecting and diffusing functions can be simultaneously provided. It is a point which can form a division | segmentation interface by using individually.

複数の小さな凹凸界面に分割する前の光取り出し面は通常一つである。本発明の界面の場合には、従来の一つの界面では物理的に不可能な複数の重複する(分割前の)界面を用いることができ、それぞれ分割された小さな界面を離散的に選択し、組み合せて一つの界面になるように連続的に配列,形成できる点である。集光,拡散する複数の界面を離散的ではあるが同時に用いることができるため、薄型軽量化に加えて、光源に対する放射強度、放射パターン(配光パターン)の最適制御を容易にでき輝度均一性などを大幅に向上させる効果が得られる。   The light extraction surface before dividing into a plurality of small uneven interfaces is usually one. In the case of the interface of the present invention, it is possible to use a plurality of overlapping (pre-division) interfaces that are physically impossible with one conventional interface, discretely selecting each divided small interface, It is a point that can be continuously arranged and formed so as to be combined into one interface. Since multiple interfaces that collect and diffuse light can be used at the same time in a discrete manner, in addition to being thinner and lighter, it is easy to optimally control the radiation intensity and radiation pattern (light distribution pattern) for the light source, making the brightness uniform. The effect which improves drastically etc. is acquired.

(4)光取り出し面の機能分離による光学シート化(片面加工):
透明構造体を機能面から光源を覆う封止部と集光,拡散の光取り出しを行う凹凸構造の界面形成部とに2分割し、後者の界面形成部を光学シート(光学フィルム)にする。この光学シートを粘着シートで封止部に張り合わせることにより光源モジュールの組立性,歩留まり,使い勝手などを大幅に向上させることができる。
(4) Making an optical sheet by separating the function of the light extraction surface (single-sided processing):
The transparent structure is divided into two parts, a sealing part that covers the light source from the functional surface and an interface forming part having an uneven structure that collects light from the light collecting and diffusing, and the latter interface forming part is used as an optical sheet (optical film). By assembling the optical sheet to the sealing portion with an adhesive sheet, it is possible to significantly improve the assemblability, yield, and usability of the light source module.

(5)光取り出し面の機能分離による光学シート化(両面加工):
(4)を更に変形させた透明構造体を提供する。透明構造体を光源を覆う封止部と光取り出しを行う凹凸構造の界面形成部(光学シート)とに引き離し、2分割する。後者の光学シートは、両面に対して、それぞれ集光,拡散機能を備えた光取り出し面形成部と、封止部と対向する凹構造部とを備えるための加工が施されている。封止部と対向する凹構造部は、(4)の場合とは異なり、封止部との間に空気層を介して直接的な張り合わせを不要にしている。
(5) Optical sheeting by separating the function of the light extraction surface (double-side processing):
A transparent structure obtained by further deforming (4) is provided. The transparent structure is separated into a sealing portion that covers the light source and an interface forming portion (optical sheet) having a concavo-convex structure that extracts light, and is divided into two. The latter optical sheet is processed on both sides to include a light extraction surface forming part having a light collecting and diffusing function and a concave structure part facing the sealing part. Unlike the case of (4), the concave structure portion facing the sealing portion eliminates the need for direct bonding with the sealing portion via an air layer.

これにより、光源モジュールの組立性,歩留まり,使い勝手の向上に加えて、(4)で張り合わせに用いていた粘着シートを光路から取り除き光学特性(光取り出し)を向上させている。   Thereby, in addition to the improvement of assembly of a light source module, a yield, and usability, the adhesive sheet used for bonding in (4) is removed from the optical path to improve optical characteristics (light extraction).

光源を覆う封止部は外形を凸型の半球形にし中心部にLEDチップなどの光源を配置(封止部の外形界面に対する点光源化)して、封止材料の屈折率に依存せずに封止部からの光取り出し特性を確保している。一方、シート状の界面形成部は集光,拡散する凹凸構造の光取り出し面の他に、反対側の面、即ち封止部と接する面に対して封止部の凸型の半球形よりも大きな径の凹型の半球形を形成する。封止部の凸型の半球形と、界面形成部の凹型の半球形は、球形の中心を一致させるようにして空気層を介して互いに重なる構造に配置して組み立てられる。封止部内の光源からの出射光は凸型の半球形の界面に垂直に入射し反射,屈折が抑制、取り除かれるため、屈折率に依存せず空気層に対する光取り出し特性(効率)の低下を抑制する。更に、封止部からの出射光は、凸型の半球形と中心を一致させた凹型の半球形の界面に対して垂直に入射するため、界面形成部の入射面に対しても同様に反射,屈折が抑制、取り除かれる。   The sealing part that covers the light source has a convex hemispherical shape, and a light source such as an LED chip is arranged at the center (a point light source for the outer interface of the sealing part) and does not depend on the refractive index of the sealing material. In addition, the light extraction characteristic from the sealing portion is ensured. On the other hand, the sheet-like interface forming part has a light extraction surface with a concavo-convex structure that condenses and diffuses, as well as the opposite side surface, that is, the surface in contact with the sealing part, rather than the convex hemisphere of the sealing part A concave hemisphere with a large diameter is formed. The convex hemispherical shape of the sealing portion and the concave hemispherical shape of the interface forming portion are assembled and arranged in a structure that overlaps with each other through the air layer so that the spherical centers coincide. The light emitted from the light source in the sealing part is incident perpendicularly to the convex hemispherical interface, and reflection and refraction are suppressed and removed, so that the light extraction characteristic (efficiency) for the air layer is reduced without depending on the refractive index. Suppress. Furthermore, since the light emitted from the sealing portion is incident perpendicularly to the concave hemispherical interface whose center coincides with the convex hemispherical shape, the light is also reflected similarly to the incident surface of the interface forming portion. , Refraction is suppressed and removed.

従って、界面形成部は、封止部との間に空気層がない場合(透明構造体が界面形成部と封止部に分離されていない場合)と同様に、光源からの出射光を効率よく取り出すことができる。   Therefore, the interface forming portion efficiently emits the light emitted from the light source as in the case where there is no air layer between the sealing portion (when the transparent structure is not separated into the interface forming portion and the sealing portion). It can be taken out.

封止部の光源に屈折率の高いLEDチップなどを用いる場合でも、前記したように封止材料の屈折率に依存せずに封止部からの光取り出し特性(効率)を確保できる構造を備えるため、更にLEDチップからの光取り出し特性(効率)の大幅な向上のため高屈折率の透明樹脂を用いて封止部を形成できるというメリットも得られる。   Even when an LED chip or the like having a high refractive index is used as the light source of the sealing portion, as described above, the light extraction characteristic (efficiency) from the sealing portion can be secured without depending on the refractive index of the sealing material. Therefore, there is also an advantage that the sealing portion can be formed using a transparent resin having a high refractive index in order to further improve the light extraction characteristic (efficiency) from the LED chip.

以下に具体的な実施例を示して、本願発明の内容をさらに詳細に説明する。以下の実施例は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、実施例を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。   The present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples show specific examples of the contents of the present invention, and the present invention is not limited to these examples, but by those skilled in the art within the scope of the technical idea disclosed in this specification. Various changes and modifications are possible. Further, in all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are given to those having the same function, and repeated explanation thereof is omitted.

図1は、実施例1に関わる光源モジュール1の断面図であり、光学的な構造を示す。図2は光源モジュール1の上面図であり、A−A線断面が図1を表している。図3は、図1,図2の光源モジュール1の放射角度θに対する相対光量比を示す放射パターンである。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a light source module 1 according to the first embodiment and shows an optical structure. FIG. 2 is a top view of the light source module 1, and a cross section taken along line AA represents FIG. FIG. 3 is a radiation pattern showing a relative light quantity ratio with respect to the radiation angle θ of the light source module 1 of FIGS.

図4は、図2で透明構造体5,周辺枠4を取り除いた光源モジュール1の上面図である。図5は、図4に示す光源モジュール1のB−B線での断面図である。図6は、図4に示す光源モジュール1のC−C線での断面図である。   FIG. 4 is a top view of the light source module 1 with the transparent structure 5 and the peripheral frame 4 removed in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of the light source module 1 shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line CC of the light source module 1 shown in FIG.

図1,図2で、光源モジュール1は光源としてのLEDチップ2を配線基板3の中央部に配置し、その上を外形が四角形状で内面に傾斜を形成した周辺枠4に収まるように透明構造体5で覆れている。   1 and 2, the light source module 1 has an LED chip 2 as a light source disposed at the center of the wiring board 3 and is transparent so that it can be accommodated in a peripheral frame 4 having a rectangular outer shape and an inclined inner surface. Covered with a structure 5.

図1の透明構造体5は、光取り出し面6において複数の凸部7(凹凸部)を有し、複数の凸部7のそれぞれは、中心軸10の周りに対称な形状を組み込んだ構造であり、断面がLEDチップ2(中心部)との距離が一定でない光取り出し面8に対して、LEDチップ2から出る半直線9が動いてつくる同一の中心軸10での複数の円錐面11で分割され隣接する2つの円錐面11−1,11−2に沿って相似縮小(拡大させる場合もある)させた光取り出し面の一部12、及び前記円錐面の(傾斜面の)一部13とで交互に構成され、表面が平面状の光取り出し面6に並べて配列されたことを特徴とする。   The transparent structure 5 in FIG. 1 has a plurality of convex portions 7 (uneven portions) on the light extraction surface 6, and each of the plurality of convex portions 7 has a structure in which a symmetrical shape is incorporated around the central axis 10. There are a plurality of conical surfaces 11 on the same central axis 10 formed by the movement of the semi-line 9 coming out of the LED chip 2 with respect to the light extraction surface 8 whose cross-section is not constant with the LED chip 2 (center part). A portion 12 of the light extraction surface that is similarly reduced (may be enlarged) along two adjacent conical surfaces 11-1 and 11-2, and a portion 13 (of the inclined surface) of the conical surface. And the surface is arranged side by side on a planar light extraction surface 6.

これにより、光源モジュール1からの出射光14は、光取り出し面8に対する出射光15と同一方向に取り出される形で、複数の凸部7を平面状に並べられた光取り出し面6により集光されている。放射パターンを適正制御することにより集光時の輝度均一性を向上させることができると同時に厚さ16の薄形化とこれに伴う軽量化構造を実現している。   As a result, the emitted light 14 from the light source module 1 is collected by the light extraction surface 6 in which the plurality of convex portions 7 are arranged in a planar shape in the form of being extracted in the same direction as the emission light 15 with respect to the light extraction surface 8. ing. By appropriately controlling the radiation pattern, it is possible to improve the luminance uniformity at the time of condensing, and at the same time, the thickness is reduced to 16 and the accompanying weight reduction structure is realized.

LEDチップ2からの全光束を対象に集光,拡散する必要がない場合などは、透明構造体5は、全体の界面構造に対して部分的、或いは局所的に上記の中心軸に対して対称な構造を適用されることもある。   When it is not necessary to collect and diffuse the total luminous flux from the LED chip 2, the transparent structure 5 is partially or locally symmetrical with respect to the central axis described above. Some structures may be applied.

図1の断面構造が示すように、光取り出し面6に並べられる複数の凸部7を多分割化し、微細化することにより溝深さ17を一層薄くした界面構造を得ることができる。この時の溝深さは、用途に応じて材質,型加工精度,回折条件やコストなどで選択され、通常数μm程度まで低減することができる。   As shown in the cross-sectional structure of FIG. 1, an interface structure in which the groove depth 17 is further reduced can be obtained by dividing the plurality of convex portions 7 arranged on the light extraction surface 6 into multiple parts and miniaturizing them. The groove depth at this time is selected depending on the material, die machining accuracy, diffraction conditions, cost, and the like, and can usually be reduced to about several μm.

図3の放射パターンでは、図1の透明構造体5で得られた集光特性18−1を示し、放射角度:約45度以内で光量を取り出している。集光特性18−2は、図1の光取り出し面8を更に砲弾型の凸状にすることで集光性を高めた場合を示す。図1の光源モジュール1の構造から、砲弾型形状のアスペクト比(中心軸上の高さ/直径)を増加させることにより集光性は一層高められるが光取り出し面8での全反射が起き易くなり一定の限界が存在する。   The radiation pattern of FIG. 3 shows the condensing characteristic 18-1 obtained by the transparent structure 5 of FIG. 1, and the amount of light is extracted within a radiation angle of about 45 degrees. The light collection characteristic 18-2 shows a case where the light collection performance is improved by making the light extraction surface 8 of FIG. From the structure of the light source module 1 in FIG. 1, by increasing the aspect ratio (height / diameter on the central axis) of the bullet-shaped shape, the light collecting property is further enhanced, but total reflection at the light extraction surface 8 is likely to occur. There are certain limits.

通常、LEDチップ2からの出射光14,出射光15に対して、光取り出し効率が低下しないようにするため、集光性と同時にそれぞれ光取り出し面の一部12(光取り出し面8を相似縮小した界面)で全反射しないように入射角を臨界角以下にする構造,材質条件を加えている。   Usually, in order to prevent the light extraction efficiency from decreasing with respect to the emitted light 14 and the emitted light 15 from the LED chip 2, a part 12 of the light extraction surface (the light extraction surface 8 is similarly reduced at the same time as the light collecting property). The structure and material conditions are added so that the incident angle is less than the critical angle so that it is not totally reflected at the interface.

光源モジュール1の光源として、LEDチップ2に代りLED−PKG(チップを封止したパッケージ)を用いる場合もある。光源モジュール1のプロセス簡易化による組立性向上,歩留まり向上、及び信頼性向上の効果が得られる。   As a light source of the light source module 1, an LED-PKG (a package in which a chip is sealed) may be used instead of the LED chip 2. As a result of the simplification of the process of the light source module 1, it is possible to obtain an effect of improving assemblability, yield and reliability.

図4に示す配線基板3は、両面に配線構造が形成され、複数のCuスルーホール19を介して表面の電極パターン(実線部)20(20−1,20−2,20−3)と裏面の電極パターン(破線部)21(21−1,21−2,21−3)との間を電気的に接続している。電極パターン20は、LEDチップ2の電極(図中省略)とAuワイヤー22−1,22−2で接続するための電極パターン20−1,20−2、及びLEDチップ2を搭載するためのダイボンディング部の電極パターン20−3とで形成されている。中央の電極パターン20−3は、LEDチップ2で発生した熱量を裏面に放熱するため複数本のCuスルーホール19を介して配線基板3の電極パターン21−3に接続される高放熱構造(低熱抵抗構造)を形成している。   The wiring substrate 3 shown in FIG. 4 has a wiring structure formed on both sides, and a front electrode pattern (solid line portion) 20 (20-1, 20-2, 20-3) and a back surface through a plurality of Cu through holes 19. The electrode pattern (broken line portion) 21 (21-1, 21-2, 21-3) is electrically connected. The electrode pattern 20 includes an electrode pattern 20-1 and 20-2 for connecting to the electrode (not shown) of the LED chip 2 with Au wires 22-1 and 22-2, and a die for mounting the LED chip 2. It is formed with the electrode pattern 20-3 of the bonding part. The central electrode pattern 20-3 has a high heat dissipation structure (low heat) connected to the electrode pattern 21-3 of the wiring board 3 through a plurality of Cu through holes 19 in order to dissipate the heat generated in the LED chip 2 to the back surface. Resistance structure).

図5,図6に示すように、配線基板3はガラスエポキシ基板であり、両面に形成された電極パターン20(20−1,20−2,20−3),21(21−1,21−2,21−3)を含み、配線基板3の表面上にはそれぞれ高反射率で高信頼度の白色レジスト層23,24が形成されている。光源モジュール1を光学装置へ組み込む時の組立性などから配線基板3に高熱伝導性のフレキシブル配線基板を用いる場合もある。   As shown in FIGS. 5 and 6, the wiring board 3 is a glass epoxy board, and electrode patterns 20 (20-1, 20-2, 20-3), 21 (21-21, 21-21) formed on both sides. 2, 21-3), and white resist layers 23 and 24 having high reflectivity and high reliability are formed on the surface of the wiring board 3. In some cases, a flexible wiring board having high thermal conductivity is used for the wiring board 3 because of the ease of assembly when the light source module 1 is incorporated into the optical device.

裏面のレジスト層24は、直接光学特性に関係しない場合、高反射率材料としない場合もある。レジスト層23,24が電極パターン20,21上へ形成されない開口部25(25−1,25−2,25−3),26(26−1,26−2,26−3)には、レジスト層23,24を形成した後でCu箔パターン上にNi/Auめっきが施されている。開口部25はLEDチップ2をDB/WBする領域を確保し、それ以外の領域をレジスト層23で覆って放射光を反射させている。裏面の開口部26は、光源モジュール1を外部配線基板(図示せず)や外部放熱構造部(図示せず)にはんだ接続などするために設けられている。電極パターン20−3に形成した開口部25(25−3)では、LEDチップ2からの裏面への放射光に対して高反射特性を向上させるため、Ni/Auめっきの上にAgペーストによるダイボンディング層27を形成している。メタライズの方法として、開口部25(25−3)に開口部26も含めてNi/Auめっきに代りNi/Agめっきを施す場合もある。更に別の方法としては、Agめっきに代えて、高反射特性(85%以上、Ag同等)で高信頼度なSnめっきを用い、高信頼度で高放熱の白色(或いは透明)ダイボンディング層を薄く(1〜20μm程度)形成する場合もある。この時のダイボンディング層には白色の高熱伝導性フィラー(アルミナ粒子など)入りのシリコーン系樹脂を用いる場合もある。   The resist layer 24 on the back surface may not be a high reflectivity material if it is not directly related to optical properties. In the openings 25 (25-1, 25-2, 25-3) and 26 (26-1, 26-2, 26-3) where the resist layers 23 and 24 are not formed on the electrode patterns 20 and 21, a resist is provided. After the layers 23 and 24 are formed, Ni / Au plating is performed on the Cu foil pattern. The opening 25 secures an area for DB / WB of the LED chip 2 and covers the other area with the resist layer 23 to reflect the radiated light. The opening 26 on the back surface is provided for solder connection of the light source module 1 to an external wiring board (not shown) or an external heat dissipation structure (not shown). In the opening 25 (25-3) formed in the electrode pattern 20-3, in order to improve the high reflection characteristic with respect to the light emitted from the LED chip 2 to the back surface, a die made of Ag paste on the Ni / Au plating A bonding layer 27 is formed. As a metallizing method, the opening 25 (25-3) including the opening 26 may be subjected to Ni / Ag plating instead of Ni / Au plating. As another method, instead of Ag plating, highly reliable Sn plating with high reflection characteristics (85% or more, equivalent to Ag) is used, and a white (or transparent) die bonding layer with high reliability and high heat dissipation is used. It may be thin (about 1 to 20 μm). In this case, a silicone-based resin containing a white high thermal conductive filler (such as alumina particles) may be used for the die bonding layer.

白色のレジスト層23,24を用いない場合として、配線基板3にガラスエポキシ基板に代えて白色のセラミック(アルミナ)基板を用いる場合もある。周辺枠4は白色の反射シート(アクリル系樹脂)を金型で成形して形成される。白色反射シートに代りに、高反射率の白色セラミック基板、或いは積層形成した白色レジスト層などで周辺枠4の外形を形成する場合もある。白色セラミック基板の場合は、配線基板3と周辺枠4を一体化した積層セラミック基板とすることで、高信頼度で高反射率,高効率特性を得ることができる。   As a case where the white resist layers 23 and 24 are not used, a white ceramic (alumina) substrate may be used for the wiring substrate 3 instead of the glass epoxy substrate. The peripheral frame 4 is formed by molding a white reflective sheet (acrylic resin) with a mold. Instead of the white reflective sheet, the outer shape of the peripheral frame 4 may be formed of a white ceramic substrate having a high reflectance or a white resist layer formed by lamination. In the case of a white ceramic substrate, high reflectance and high efficiency characteristics can be obtained with high reliability by using a multilayer ceramic substrate in which the wiring substrate 3 and the peripheral frame 4 are integrated.

図7aは、実施例2に関わる透明構造体28を用いた光源モジュール29で、光学的構造を示す上面図である。図1,図2に示した実施例1の透明構造体5に対する変形例である。   FIG. 7 a is a top view showing an optical structure of the light source module 29 using the transparent structure 28 according to the second embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1 shown in FIG. 1, FIG.

同様に、図7bは、実施例2に関わる透明構造体36を用いた光源モジュール33で、光学的構造を示す上面図である。実施例1の透明構造体5に対するもう一つの変形例である。   Similarly, FIG. 7 b is a top view showing an optical structure of the light source module 33 using the transparent structure 36 according to the second embodiment. It is another modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1. FIG.

図7aに示す光源モジュール29の基本構造は、光源としてのLEDチップ30を中央部に配置し、その上を矩形形状(細長形状)の周辺枠31の内部領域を透明構造体28で覆っている。透明構造体28の界面(実線と破線で繰り返した凹凸面)は周辺枠31の内部に納まる形で同心円状に形成されている。   In the basic structure of the light source module 29 shown in FIG. 7 a, an LED chip 30 as a light source is arranged in the center, and the inner region of a rectangular (elongated) peripheral frame 31 is covered with a transparent structure 28. . The interface of the transparent structure 28 (uneven surface repeated with a solid line and a broken line) is concentrically formed so as to fit inside the peripheral frame 31.

図7bに示す光源モジュール33の基本構造は、光源としてのLEDチップ34を中央部に配置し、その上を円形形状(楕円形状でもよい)の周辺枠35の内部領域を透明構造体36で覆っている。透明構造体36の界面(実線と破線で繰り返した凹凸面)は周辺枠35の内部に納まる形で同心円状に形成されている。   In the basic structure of the light source module 33 shown in FIG. 7b, an LED chip 34 as a light source is arranged in the center, and the inner region of a peripheral frame 35 having a circular shape (may be an elliptical shape) is covered with a transparent structure 36. ing. The interface of the transparent structure 36 (uneven surface repeated with a solid line and a broken line) is concentrically formed so as to fit inside the peripheral frame 35.

図7a,図7bに示すように、それぞれ矩形,円形などの周辺枠31,35を備える光源モジュール29,33の外形形状に合わせて、薄型の透明構造体28,36を形成し集光パターンを得ることができている。   As shown in FIGS. 7a and 7b, thin transparent structures 28 and 36 are formed in accordance with the outer shape of the light source modules 29 and 33 including peripheral frames 31 and 35 such as rectangles and circles, respectively, and a light condensing pattern is formed. Have been able to get.

図8aは、実施例3に関わる透明構造体37を用いた光源モジュール38で、光学的構造を示す上面図である。図7aに示した実施例2の透明構造体28に対する変形例である。   FIG. 8A is a top view showing an optical structure of the light source module 38 using the transparent structure 37 according to the third embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 28 of Example 2 shown to FIG.

同様に、図8bは、実施例3に関わる透明構造体41を用いた光源モジュール42で、光学的構造を示す上面図である。図7bに示した実施例2の透明構造体36に対するもう一つの変形例である。   Similarly, FIG. 8 b is a top view showing an optical structure of the light source module 42 using the transparent structure 41 according to the third embodiment. It is another modification with respect to the transparent structure 36 of Example 2 shown in FIG. 7b.

図8c,図8dは、それぞれ光源モジュール38,42の放射角度θに対する相対光量比を示す放射パターンである。   8c and 8d are radiation patterns showing the relative light quantity ratios with respect to the radiation angle θ of the light source modules 38 and 42, respectively.

図8aに示す光源モジュール38の基本構造は、光源としてのLEDチップ39を中央部に配置し、その上を矩形形状(細長形状)の周辺枠40の内部領域が透明構造体37で覆われている。透明構造体37の界面(実線と破線で繰り返した凹凸面)は、周辺枠40の内部に納まる形ではあるが、y軸方向に扁平させてz軸方向(中心軸)から見てx,y軸方向に対して同心円とは異なる形状比(楕円形状など)を持たせて形成されている。これにより、z軸方向である中心軸に垂直な平面においては、直交するx、yの2軸に対して形状比の異なる線対称な構造を組み込んだ構造を提供している。全光束を対象に集光,拡散する必要がない場合、透明構造体37,41は全体の界面構造に対して部分的,局所的に上記の構造を適用することもある。   In the basic structure of the light source module 38 shown in FIG. 8 a, an LED chip 39 as a light source is arranged at the center, and the inner region of a rectangular (elongated) peripheral frame 40 is covered with a transparent structure 37. Yes. The interface of the transparent structure 37 (uneven surface repeated with a solid line and a broken line) fits inside the peripheral frame 40, but is flattened in the y-axis direction and viewed from the z-axis direction (center axis). It is formed with a shape ratio (such as an elliptical shape) different from the concentric circle in the axial direction. As a result, in a plane perpendicular to the central axis that is the z-axis direction, a structure in which a line-symmetric structure having a different shape ratio with respect to two orthogonal x and y axes is incorporated. In the case where it is not necessary to collect and diffuse all the luminous fluxes as targets, the transparent structures 37 and 41 may apply the above structure partially or locally to the entire interface structure.

この時の放射パターンを図8cに示す。y軸方向の特性45は、強い指向性を示す集光特性をもつ。一方、x軸方向の特性46は、視野角を拡げてほぼ均一化された拡散特性をもつ。2軸方向に異方性をもたせることで1次元(x軸)方向に配光す(放射)する線状光源を効率よく実現している。   The radiation pattern at this time is shown in FIG. The characteristic 45 in the y-axis direction has a light collecting characteristic showing strong directivity. On the other hand, the characteristic 46 in the x-axis direction has a diffusion characteristic that is made almost uniform by widening the viewing angle. By providing anisotropy in the biaxial direction, a linear light source that distributes (radiates) light in a one-dimensional (x-axis) direction is efficiently realized.

図8bに示す光源モジュール42の基本構造は、光源としてのLEDチップ43を中央部に配置し、その上を円形形状(楕円形状でもよい)の周辺枠44の内部領域を透明構造体41で覆っている。透明構造体41の界面(実線と破線で繰り返した凹凸面)は周辺枠44の内部に納まる形であるが、図8aの場合と同様に、y軸方向に扁平させた同心円とは異なる形状(楕円形状など)に形成されている。   In the basic structure of the light source module 42 shown in FIG. 8B, an LED chip 43 as a light source is arranged at the center, and the inner area of a peripheral frame 44 having a circular shape (may be an elliptical shape) is covered with the transparent structure 41. ing. The interface of the transparent structure 41 (uneven surface repeated with a solid line and a broken line) is a shape that fits inside the peripheral frame 44, but, as in FIG. 8a, a shape different from the concentric circle flattened in the y-axis direction ( An elliptical shape).

この時の放射パターンを図8dに示す。図8cの場合と同様に、y軸方向の特性47は強い指向性を示し、x軸方向の特性46を視野角を拡げてほぼ均一化した拡散特性を持たせることでz軸方向に対する線状光源を効率よく実現している。   The radiation pattern at this time is shown in FIG. Similar to the case of FIG. 8c, the y-axis direction characteristic 47 shows strong directivity, and the x-axis direction characteristic 46 has a diffusion characteristic in which the viewing angle is widened to be almost uniform, thereby making it linear in the z-axis direction. The light source is realized efficiently.

本実施例を用いた実施例を、後述する実施例でも説明する。   An embodiment using this embodiment will also be described in an embodiment described later.

図9は、実施例4に関わる透明構造体50を用いた光源モジュール49で、光学的構造を示す断面図である。図10は、光源モジュール49の上面図であり、D−D線断面が図9を表す。図11は、光源モジュール49の放射角度θに対する放射光量比を示す放射パターンである。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing an optical structure of the light source module 49 using the transparent structure 50 according to the fourth embodiment. FIG. 10 is a top view of the light source module 49, and a cross section taken along the line DD represents FIG. FIG. 11 is a radiation pattern showing the ratio of the amount of radiation with respect to the radiation angle θ of the light source module 49.

図9,図10で、光源モジュール49は光源としてのLEDチップ51を配線基板52の中央部に配置し、その上を四角形状の周辺枠53に収まるように透明構造体50で覆っている。   9 and 10, the light source module 49 has an LED chip 51 as a light source disposed at the center of the wiring board 52 and is covered with a transparent structure 50 so as to fit in a rectangular peripheral frame 53.

透明構造体50は、図9の破線で示す光取り出し面55を複数本の円錐面59(59−1,59−2,59−3....)で分割し相似縮小することにより厚さ56を取り除いた平坦面57(の一部)が形成され、光源モジュール49の大幅な薄型化,軽量化を実現している。LEDチップ51からの光線60−1,60−2は、それぞれ界面61−1,61−2が異なっても形状の相似縮小により出射方向は同一である。   The transparent structure 50 has a thickness obtained by dividing the light extraction surface 55 indicated by a broken line in FIG. 9 into a plurality of conical surfaces 59 (59-1, 59-2, 59-3...) And reducing the similarity. A flat surface 57 (a part of) is formed by removing 56, and the light source module 49 is significantly reduced in thickness and weight. The light rays 60-1 and 60-2 from the LED chip 51 have the same emission direction due to the similarity reduction of the shape even if the interfaces 61-1 and 61-2 are different.

平坦化される前の前記光取り出し面55は、中心軸(z軸)52の回りに回転対称形の形状が組み込まれており、中心軸52の近傍部(点線部)53がへこんだ凹部形状を形成している。光取り出し面55は、図9の断面図では2つの第二の中心軸54−1,54−2に対して対称な凸部形状の光取り出し面55−1,55−2を有するが、3次元的には中心軸52の周りに前記光取り出し面55−1、又は55−2を回転して形成される外形線を組み込む形で形成されている。この場合も、全光束を対象に集光,拡散する必要がない場合は、透明構造体50は全体の界面構造に対して部分的,局所的に上記の構造が適用されることもある。   The light extraction surface 55 before being flattened incorporates a rotationally symmetric shape around the central axis (z-axis) 52, and has a concave shape in which the vicinity (dotted line portion) 53 of the central axis 52 is recessed. Is forming. The light extraction surface 55 has convex light extraction surfaces 55-1 and 55-2 that are symmetrical with respect to the two second central axes 54-1 and 54-2 in the cross-sectional view of FIG. Dimensionally, it is formed so as to incorporate an outline formed by rotating the light extraction surface 55-1 or 55-2 around the central axis 52. Also in this case, when it is not necessary to collect and diffuse all the light beams, the transparent structure 50 may be partially or locally applied to the entire interface structure.

LEDチップ51から放射状に出ている第二の中心軸54−1,54−2は、中心軸52に対してθ=約45度の方向を向き、図11に示す放射特性58が得られている。放射特性58は、中心軸52の回りに対称であり、凸部形状の光取り出し面55−1,55−2により中心軸52の方向に対して光量を減少させ、第二の中心軸54−1,54−2の方向、即ち周辺の斜め方向への光量を増加させている。   The second central axes 54-1 and 54-2 radiating from the LED chip 51 are oriented in the direction of θ = about 45 degrees with respect to the central axis 52, and the radiation characteristic 58 shown in FIG. 11 is obtained. Yes. The radiation characteristic 58 is symmetric around the central axis 52, and the amount of light is reduced with respect to the direction of the central axis 52 by the convex light extraction surfaces 55-1 and 55-2, and the second central axis 54- The amount of light in the direction 1,54-2, that is, in the peripheral oblique direction is increased.

この結果、光源モジュール49の透明構造体50の中心軸54を傾斜させることで、配光パターンの強度を45度方向に最大化させる効果を得ているが、中心軸54の設定により任意の方向に光強度を最大化させる効果が得られる。   As a result, by inclining the central axis 54 of the transparent structure 50 of the light source module 49, an effect of maximizing the intensity of the light distribution pattern in the 45 degree direction is obtained. The effect of maximizing the light intensity can be obtained.

図12は、実施例5に関わる透明構造体63を用いた光源モジュール62で、光学的構造を示す断面図である。図1,図2に示した実施例1の透明構造体5に対する変形例である。図13は、光源モジュール62の放射角度θに対する放射光量比を示す放射パターンである。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing an optical structure of the light source module 62 using the transparent structure 63 according to the fifth embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 5 of Example 1 shown in FIG. 1, FIG. FIG. 13 is a radiation pattern showing the ratio of the amount of radiation with respect to the radiation angle θ of the light source module 62.

中心軸66の回りに破線で示す回転対称な凸型の3つの光取り出し面64−1,64−2,64−3を用いた透明構造体63を形成している。   A transparent structure 63 using three rotationally symmetric convex light extraction surfaces 64-1, 64-2, and 64-3 indicated by broken lines is formed around the central axis 66.

透明構造体63は、実施例1の図1で述べたように一つの光取り出し面8を複数の小さな凹凸界面に分割して配列できるため、これを拡張させることで図12に示すように異なる集光,拡散機能を有する光取り出し面64−1,64−2,64−3を3個(N個の場合も含む)同時に用いて微細な凹凸界面65を形成している。   Since the transparent structure 63 can be arranged by dividing one light extraction surface 8 into a plurality of small concavo-convex interfaces as described in FIG. 1 of the first embodiment, it is different as shown in FIG. 12 by expanding this. A fine uneven interface 65 is formed by simultaneously using three (including N cases) light extraction surfaces 64-1, 64-2, and 64-3 having a condensing and diffusing function.

複数の凹凸界面65に分割する前の光取り出し面は通常一つ(例えば、64−1のみ)である。本発明の透明構造体63の場合には、従来の一つの界面では物理的に不可能な3個の重複する(分割前の)光取り出し面64−1,64−2,64−3を用いており、同一の円錐面69−1,69−2,69−3,69−4....で微細に分割し、3つの光取り出し面64−1,64−2,64−3の中から離散的に1つの界面70−1,70−2,70−3....を選択、組み合せて、隣接する2つの円錐面に沿って相似縮小させ、円錐面の傾斜面の一部と合わせて一つの平坦面71になるように凹凸界面65の集合体を連続的に配列,形成している。この時、透明構造体63の凹凸界面65からの出射光67−1,67−2,67−3は、3つの光取り出し面64−1,64−2,64−3から取り出される出射光68−1,68−2,68−3と同一方向に取り出されている。   Usually, there is one light extraction surface (for example, only 64-1) before dividing into the plurality of uneven surfaces 65. In the case of the transparent structure 63 of the present invention, three overlapping (before division) light extraction surfaces 64-1, 64-2, and 64-3 that are physically impossible at one conventional interface are used. The same conical surface 69-1, 69-2, 69-3, 69-4. . . . Are divided finely by one of the interfaces 70-1, 70-2, 70-3. . . . Are selected and combined to reduce the similarity along two adjacent conical surfaces, and the assembly of the concave and convex interfaces 65 is continuously arranged so as to form one flat surface 71 together with a part of the inclined surface of the conical surface. , Forming. At this time, the outgoing lights 67-1, 67-2, 67-3 from the uneven interface 65 of the transparent structure 63 are emitted from the three light extraction surfaces 64-1, 64-2, 64-3. -1, 68-2, 68-3 are taken out in the same direction.

透明構造体63は、3つの異なる光取り出し面64−1,64−2,64−3を離散的ではあるが同時に用いることができるため、薄型軽量化に加えて光源に対する放射強度,放射パターン(配光パターン)の最適制御を容易にでき、輝度均一性などを大幅に向上させる図13に示すような放射特性72を実現している。   Since the transparent structure 63 can use three different light extraction surfaces 64-1, 64-2, and 64-3 at the same time discretely, in addition to thinning and lightening, the radiation intensity and radiation pattern ( As shown in FIG. 13, a radiation characteristic 72 that realizes easy control of the light distribution pattern) and greatly improves brightness uniformity is realized.

図14a,図14bは、実施例6に関わるそれぞれ透明構造体73,74を用いた光源モジュール75,76で、光学的構造を示す断面図である。図12に示した実施例5の透明構造体63に対する変形例である。   14a and 14b are cross-sectional views showing optical structures of light source modules 75 and 76 using transparent structures 73 and 74, respectively, according to the sixth embodiment. It is a modification with respect to the transparent structure 63 of Example 5 shown in FIG.

透明構造体73,74は、それぞれ微細な凹凸界面を形成した一つの凸型平面,凹型平面を光取り出し面77,78として形成している。このように光取り出し面77,78の形状に自由度を持たせることにより、光学装置との接続面(図示せず)に合った形状を形成でき、光取り出し時の結合効率を向上させる効果が得られる。更に、界面の薄型化により組み込み構造,密着構造を容易にする効果が得られる。   In the transparent structures 73 and 74, one convex plane and a concave plane each having a fine uneven interface are formed as light extraction surfaces 77 and 78, respectively. In this way, by providing the light extraction surfaces 77 and 78 with a degree of freedom, a shape suitable for the connection surface (not shown) with the optical device can be formed, and the effect of improving the coupling efficiency at the time of light extraction can be obtained. can get. Further, the effect of facilitating the built-in structure and the close contact structure can be obtained by thinning the interface.

図15aは、実施例7に関わる透明構造体79を用いた光源モジュール80の断面図である。図15b,図15cは、光源モジュール80を構成する透明構造体79を二分割したもので、それぞれ界面形成部82、界面形成部82を除いた光源モジュール85の断面図を示す。   FIG. 15 a is a cross-sectional view of a light source module 80 using a transparent structure 79 according to the seventh embodiment. FIGS. 15b and 15c show a sectional view of the light source module 85 in which the transparent structure 79 constituting the light source module 80 is divided into two parts, and the interface forming part 82 and the interface forming part 82 are removed.

界面形成部82は、光取り出しを行う凹凸構造81とその裏面に形成した粘着層86とで形成されている。界面形成部82を除いた光源モジュール85の封止部84は、LEDチップ83を覆いかつ配線基板88,周辺枠89で囲まれており、界面形成部82との接続面87で張り合わせを容易にするため平坦面で形成されている。   The interface forming part 82 is formed of a concavo-convex structure 81 for extracting light and an adhesive layer 86 formed on the back surface thereof. The sealing portion 84 of the light source module 85 excluding the interface forming portion 82 covers the LED chip 83 and is surrounded by the wiring substrate 88 and the peripheral frame 89, and can be easily attached to each other at the connection surface 87 with the interface forming portion 82. Therefore, it is formed with a flat surface.

透明構造体79を機能面からLEDチップ83を覆う封止部84と光取り出しを行う凹凸構造81をもつ界面形成部82とに分離したことで、後者の界面形成部82を光学シート(光学フィルム)として用いることができる。光学シートを粘着シート86で封止部84の接続面87に張り合わせることで、光源モジュール80の組立性,歩留まり,使い勝手,トータルコストなどを大幅に向上する効果がある。   By separating the transparent structure 79 into the sealing portion 84 that covers the LED chip 83 from the functional surface and the interface forming portion 82 that has the concavo-convex structure 81 that extracts light, the latter interface forming portion 82 is converted into an optical sheet (optical film). ). By bonding the optical sheet to the connection surface 87 of the sealing portion 84 with the adhesive sheet 86, there is an effect that the assemblability, yield, usability, total cost, etc. of the light source module 80 are greatly improved.

図16aは、実施例8に関わる透明構造体88を用いた光源モジュール89の断面図である。図16bは透明構造体88、図16cは光源モジュール89から透明構造体88を分離した光源モジュール90の断面図を示す。図1,図15に示す光源モジュール1,80の変形例の一つである。   FIG. 16 a is a cross-sectional view of the light source module 89 using the transparent structure 88 according to the eighth embodiment. FIG. 16 b shows a transparent structure 88, and FIG. 16 c shows a cross-sectional view of the light source module 90 with the transparent structure 88 separated from the light source module 89. It is one of the modifications of the light source modules 1 and 80 shown in FIG.

図1に示す透明構造体5を、図16aに示す空気層92を挟んだ透明構造体88と封止部91の2つに分離した構造で変形させている。透明構造体88の両面は、集光,拡散機能を備えた光取り出し面形成部93と、封止部91と対向する凹構造部94がそれぞれ形成されている。   The transparent structure 5 shown in FIG. 1 is deformed with a structure separated into two, a transparent structure 88 and a sealing portion 91 sandwiching an air layer 92 shown in FIG. 16a. On both surfaces of the transparent structure 88, a light extraction surface forming portion 93 having a condensing and diffusing function and a concave structure portion 94 facing the sealing portion 91 are formed.

封止部91の構造は、外形を凸型の半球形にし、中心部にはLEDチップ97を配置(封止部91の外形界面に対する点光源化)して、封止部91からの光取り出し特性を確保している。励起光源であるLEDチップ97の上面には蛍光体を分散した透明樹脂96が一定の厚み(5〜50μmt)で形成されている。封止部91は、LEDチップ97と蛍光体を分散した透明樹脂96と、これらの周りを蛍光体を含まない透明樹脂で覆うことにより凸型の半球形が形成されている。   The sealing part 91 has a convex hemispherical outer shape, and an LED chip 97 is arranged at the center (a point light source for the outer boundary of the sealing part 91) to extract light from the sealing part 91. The characteristics are secured. On the upper surface of the LED chip 97 that is an excitation light source, a transparent resin 96 in which a phosphor is dispersed is formed with a constant thickness (5 to 50 μmt). The sealing portion 91 is formed in a convex hemispherical shape by covering the LED chip 97 and the transparent resin 96 in which the phosphor is dispersed, and the periphery thereof with a transparent resin not including the phosphor.

LEDチップ97からの放射光は、側面からは直接の励起光(青色光),上面からは蛍光体発光と励起光(青色光)を取り出している。図16aの実施例8では、実施例1で示した周辺枠4を省略しているが、側面からの励起光を取り出す場合、周辺枠4に一旦反射させ、この反射光を集光,拡散機能を備えた光取り出し面形成部93へと入射させる。周辺枠4が等価的に新たな発光源になるため、光取り出し面形成部93への入射を効果的にする反射構造が形成されている。   The emitted light from the LED chip 97 is extracted directly from the side as excitation light (blue light) and from the upper surface, the phosphor emission and excitation light (blue light) are taken out. In Example 8 of FIG. 16a, the peripheral frame 4 shown in Example 1 is omitted. However, when the excitation light from the side surface is extracted, the peripheral frame 4 is temporarily reflected, and the reflected light is condensed and diffused. It is made to enter into the light extraction surface formation part 93 provided with. Since the peripheral frame 4 is equivalently a new light source, a reflection structure that effectively makes the light incident on the light extraction surface forming portion 93 is formed.

白色発光に代わり単色発光とする場合は、蛍光体を分散させない透明樹脂でLEDチップを覆う構造を用いる。   When monochromatic light is used instead of white light, a structure in which the LED chip is covered with a transparent resin that does not disperse the phosphor is used.

凹構造部94は、封止部91の凸型の半球形よりも大きな径の凹型の半球形を形成している。凸型の半球形と凹型の半球形は、球形の中心を一致させるようにして空気層92を介して互いに重なる構造に配置して組み立てられている。封止部91内のLEDチップ97,蛍光体96からの出射光95は封止部91の凸型半球形の界面に垂直に入射し反射,屈折が抑制、取り除かれるため、屈折率nに依存せず空気層92に対する光取り出し特性を確保している。更に、封止部91からの出射光95は、LEDチップ97を凸型半球形の中心と一致させているため凹型の半球形を備える凹構造部94に垂直入射し、同様にして反射,屈折が抑制、取り除かれている。   The concave structure portion 94 forms a concave hemispherical shape having a larger diameter than the convex hemispherical shape of the sealing portion 91. The convex hemispherical shape and the concave hemispherical shape are assembled so as to overlap each other via the air layer 92 so that the centers of the spherical shapes coincide with each other. The light 95 emitted from the LED chip 97 and the phosphor 96 in the sealing portion 91 is perpendicularly incident on the convex hemispherical interface of the sealing portion 91, and reflection and refraction are suppressed and removed, so that it depends on the refractive index n. Without securing the light extraction characteristics with respect to the air layer 92. Further, the emitted light 95 from the sealing portion 91 is incident perpendicularly to the concave structure portion 94 having a concave hemispherical shape because the LED chip 97 is aligned with the center of the convex hemispherical shape, and is similarly reflected and refracted. Has been suppressed and removed.

従って、透明構造体88は、封止部91と対向する凹構造部94との間に空気層92がない場合(実施例1のように、透明構造体が界面形成部と封止部に分離されていない場合)と同様に、LEDチップ97,蛍光体96で構成される光源からの出射光95を効率よく取り出すことができている。更に、透明構造体88と封止部91の構造を分離したことにより、LEDチップ97の屈折率が高い場合でも、屈折率などに対する材料選択の自由度を広くとれ、かつ光取り出し効率を大幅に向上できるというメリットを得ている。高屈折率の透明樹脂材料を封止部91にのみ用いることができるため、光取り出し特性の向上に加えて、コストメリットも得られる。   Therefore, in the transparent structure 88, when there is no air layer 92 between the sealing part 91 and the concave structure part 94 facing the transparent structure 88 (as in Example 1, the transparent structure is separated into the interface forming part and the sealing part). In the same manner as in the case where the light is not emitted, the emitted light 95 from the light source composed of the LED chip 97 and the phosphor 96 can be efficiently extracted. Furthermore, by separating the structure of the transparent structure 88 and the sealing portion 91, even when the refractive index of the LED chip 97 is high, the degree of freedom of material selection with respect to the refractive index and the like can be widened, and the light extraction efficiency is greatly increased. The advantage is that it can be improved. Since a transparent resin material having a high refractive index can be used only for the sealing portion 91, cost merit can be obtained in addition to improvement of light extraction characteristics.

封止部91と対向する凹構造部94は、封止部91との間に空気層92を介して直接的な張り合わせ(実施例7での粘着シート86)を不要にするため、光源モジュール89の組立性,歩留まり,使い勝手を向上させている。更に、張り合わせに用いていた実施例7での粘着シート86を光路95から取り除くことで光学特性(光取り出し効率など)も向上させる効果が得られている。   The concave structure portion 94 facing the sealing portion 91 eliminates the need for direct bonding (adhesive sheet 86 in the seventh embodiment) via the air layer 92 between the sealing portion 91 and the light source module 89. Assembly, yield, and usability are improved. Furthermore, an effect of improving optical characteristics (light extraction efficiency, etc.) is obtained by removing the adhesive sheet 86 in Example 7 used for pasting from the optical path 95.

図16aの光源モジュール89を基本ユニットとすることで、直線状、或いは平面的に繰り返して複数個配列することにより、後述する実施例のように線状光源,面光源として用いることができる。   By using the light source module 89 of FIG. 16a as a basic unit, it can be used as a linear light source or a surface light source as in the embodiments described later by arranging a plurality of linearly or planarly repeated elements.

図16bの透明構造体88と図16cの光源モジュール90は、それぞれの接続面98,99で図16aに示す粘着シート100で固着されている。   The transparent structure 88 of FIG. 16b and the light source module 90 of FIG. 16c are fixed to each other by the adhesive sheet 100 shown in FIG.

図17aは、実施例9に関わる透明構造体102と封止部103を用いた光源モジュール101の断面図である。図16aに示した実施例8の封止部91に対する変形例である。   FIG. 17 a is a cross-sectional view of the light source module 101 using the transparent structure 102 and the sealing portion 103 according to the ninth embodiment. It is a modification with respect to the sealing part 91 of Example 8 shown to FIG. 16a.

封止部103は青色のLEDチップ104と蛍光体を分散した透明樹脂105とからなり、LEDチップ104を透明樹脂105でほぼ半球状で全体を覆っている。透明樹脂105の形状は金型成形、或いはポッティングで形成されている。LEDチップ104を覆った蛍光体を分散した透明樹脂105の厚み106は励起光を透過させるため、100〜500μmtとしている。透明樹脂105にはLEDチップ104を励起光源とするYAG(Ce)蛍光体を分散させて用いている。同様にして、励起光源にUV−LEDを用いて3波長蛍光体を分散させる場合もある。   The sealing portion 103 includes a blue LED chip 104 and a transparent resin 105 in which a phosphor is dispersed. The LED chip 104 is substantially hemispherically covered with the transparent resin 105. The shape of the transparent resin 105 is formed by die molding or potting. The thickness 106 of the transparent resin 105 in which the phosphor covering the LED chip 104 is dispersed is set to 100 to 500 μmt in order to transmit excitation light. In the transparent resin 105, a YAG (Ce) phosphor using the LED chip 104 as an excitation light source is dispersed and used. Similarly, the three-wavelength phosphor may be dispersed using a UV-LED as an excitation light source.

封止部の透明構造体105が蛍光体を分散した半球形の透明樹脂で形成されている。LEDチップ104からの青色光(励起光,放射光)とYAG蛍光体からの黄色光を均一な強度分布で取り出している。   The transparent structure 105 of the sealing portion is formed of a hemispherical transparent resin in which a phosphor is dispersed. Blue light (excitation light, emitted light) from the LED chip 104 and yellow light from the YAG phosphor are extracted with a uniform intensity distribution.

図17bは、実施例10に関わる透明構造体108と封止部109を用いた光源モジュール107の断面図である。図16aに示した実施例8の封止部91に対する変形例である。   FIG. 17 b is a cross-sectional view of the light source module 107 using the transparent structure 108 and the sealing portion 109 according to the tenth embodiment. It is a modification with respect to the sealing part 91 of Example 8 shown to FIG. 16a.

封止部109はLEDチップ110と、蛍光体を含まない第一の透明樹脂111と、蛍光体を分散した第二の透明樹脂112とからなり、第一の透明樹脂111はLEDチップ110を覆い、第二の透明樹脂112は第一の透明樹脂111を覆っている。第一の透明樹脂111,第二の透明樹脂112は、LEDチップ111を中心に配置したほぼ半球状の形状で覆っている。第二の透明樹脂112は、LEDチップ110から見た球殻の厚み113をほぼ一定(100〜500μmt)にし、励起光も均一に透過させている。第二の透明樹脂112には青色のLEDチップ110を励起光源とするYAG(Ce)蛍光体を分散させて用いている。封止部109の蛍光体を分散させた透明樹脂を半球殻形状にすることで、球殻の厚みを変化させて白色光の色度,スペクトラムを容易に制御できるようにしている。   The sealing portion 109 includes an LED chip 110, a first transparent resin 111 that does not include a phosphor, and a second transparent resin 112 in which the phosphor is dispersed. The first transparent resin 111 covers the LED chip 110. The second transparent resin 112 covers the first transparent resin 111. The first transparent resin 111 and the second transparent resin 112 are covered with a substantially hemispherical shape centered on the LED chip 111. The second transparent resin 112 makes the thickness 113 of the spherical shell viewed from the LED chip 110 substantially constant (100 to 500 μmt) and transmits the excitation light uniformly. In the second transparent resin 112, a YAG (Ce) phosphor using the blue LED chip 110 as an excitation light source is dispersed. By forming the transparent resin in which the phosphor of the sealing portion 109 is dispersed into a hemispherical shell shape, the chromaticity and spectrum of white light can be easily controlled by changing the thickness of the spherical shell.

同様にして、励起光源にUV−LEDを用いて3波長蛍光体を分散させる場合もある。   Similarly, the three-wavelength phosphor may be dispersed using a UV-LED as an excitation light source.

図18は、実施例11に関わる複数の光源モジュール114(114−1,114−2....)を配列した場合の断面図である。光源モジュール114は、図16aに示す実施例8での光源モジュール89の変形例である。図19aは光源モジュール114の透明構造体115(115−1,115−2....)の上面図、図19bは図19aのE−E線断面図である。   18 is a cross-sectional view when a plurality of light source modules 114 (114-1, 114-2...) According to the eleventh embodiment are arranged. The light source module 114 is a modification of the light source module 89 in the eighth embodiment shown in FIG. 16a. 19a is a top view of the transparent structure 115 (115-1, 115-2...) Of the light source module 114, and FIG. 19b is a cross-sectional view taken along line EE of FIG.

複数の光源モジュール114(114−1,114−2....)は、配線基板116上に透明構造体115と封止部117が形成され、各光源モジュール114間の周辺部に反射仕切り壁118が形成されている。   In the plurality of light source modules 114 (114-1, 114-2...), A transparent structure 115 and a sealing portion 117 are formed on the wiring board 116, and a reflection partition wall is formed in the peripheral portion between the light source modules 114. 118 is formed.

封止部117は、白色発光の励起光源であるLEDチップ119と蛍光体を分散させた透明樹脂120とで構成され、外形を凸型の半球形にし中心部にLEDチップ119が配置(点光源化)されている。   The sealing portion 117 is composed of an LED chip 119 that is an excitation light source for white light emission and a transparent resin 120 in which a phosphor is dispersed. The outer shape of the sealing portion 117 is a convex hemisphere, and the LED chip 119 is arranged in the center (point light source). Has been).

透明構造体115の両面には、集光,拡散機能を備えた光取り出し面形成部121と、封止部117と対向する凹構造部122がそれぞれ形成されている。   On both surfaces of the transparent structure 115, a light extraction surface forming part 121 having a light collecting and diffusing function and a concave structure part 122 facing the sealing part 117 are formed.

凹構造部122は、封止部117の凸型の半球形よりも大きな径の凹型の半球形を形成している。凸型の半球形と凹型の半球形は、球形の中心を一致させるようにして空気層123を介して互いに重なる構造に配置して組み立てられる。   The concave structure portion 122 forms a concave hemispherical shape having a larger diameter than the convex hemispherical shape of the sealing portion 117. The convex hemispherical shape and the concave hemispherical shape are assembled by being arranged in a structure that overlaps with each other through the air layer 123 so that the centers of the spherical shapes coincide with each other.

図16aの実施例8では、実施例1で示した周辺枠4を省略しているが、側面方向への放射光を取り出す場合は周辺枠4に相当する高反射率の反射仕切り壁118に一旦反射させ、この反射光124を集光,拡散機能を備えた光取り出し面形成部121へと入射させている。反射仕切り壁118は、新たな発光源に相当するため、光取り出し面形成部121への入射光(反射光124)を垂直入射させる反射構造を形成し、光取り出し特性(効率)を効果的に向上させている。   In Example 8 of FIG. 16a, the peripheral frame 4 shown in Example 1 is omitted. However, when extracting the radiation light in the side surface direction, the high-reflectivity reflective partition wall 118 corresponding to the peripheral frame 4 is temporarily provided. The reflected light 124 is reflected and is incident on the light extraction surface forming portion 121 having a condensing and diffusing function. Since the reflection partition wall 118 corresponds to a new light emission source, a reflection structure that vertically enters incident light (reflected light 124) to the light extraction surface forming portion 121 is formed, and the light extraction characteristic (efficiency) is effectively improved. It is improving.

この場合の光取り出し面形成部121は、実施例1に記載した図1の円錐面(の傾斜面)の一部13に相当する界面125で、集光・拡散に使われない界面を用いている。即ち、LEDチップ119(発光点)と反射仕切り壁118(反射点)と光取り出し面形成部121の界面125(入射点)の3点を基に、複数の界面125に対して垂直入射させる条件から反射仕切り壁118の側面形状129を算出している。   The light extraction surface forming unit 121 in this case is an interface 125 corresponding to a part 13 of the conical surface (an inclined surface) of FIG. 1 described in the first embodiment, and uses an interface that is not used for light collection and diffusion. Yes. That is, a condition for perpendicular incidence with respect to a plurality of interfaces 125 based on three points: LED chip 119 (light emitting point), reflection partition wall 118 (reflection point), and interface 125 (incident point) of light extraction surface forming unit 121. Thus, the side shape 129 of the reflection partition wall 118 is calculated.

反射仕切り壁118は、透明構造体115との接触する側面形状129で反射させるため、中は空洞でもよい。即ち、側面形状129の形成は透明構造体115側への反射膜の塗布,形成でも実現でき、部品点数削減による組立性向上や低コスト化の効果が得られる。更に、側面形状129で、透明構造体115の屈折率nを高く(n≧2)することで全反射を発生させて反射光124を得ることもでき、組立性は更に向上する。   Since the reflection partition wall 118 is reflected by the side surface shape 129 in contact with the transparent structure 115, the reflection partition wall 118 may be hollow. That is, the formation of the side surface shape 129 can also be realized by applying and forming a reflective film on the transparent structure 115 side, and an effect of improving assembling and reducing costs by reducing the number of parts can be obtained. Furthermore, by making the refractive index n of the transparent structure 115 high (n ≧ 2) with the side surface shape 129, total reflection can be generated to obtain the reflected light 124, and the assemblability is further improved.

配線基板116は、図18に示すように両面配線構造であり、各光源モジュール114毎にLEDチップ119を搭載する基板中央部で両面に配線パターン126−1,126−2がCuスルーホール127で接続され、AGSP基板構造により高放熱構造を形成している。配線基板116の表面にはCuスルーホール127を除く領域に高反射率の白色レジスト128が形成されている。配線基板116の裏面に形成される配線パターン126−2は薄型アルミ板からなる放熱筐体130に高熱伝導性の粘着シート131を介して固着され、LEDチップ119からの発熱を効率よく放熱している。   The wiring board 116 has a double-sided wiring structure as shown in FIG. 18, and wiring patterns 126-1 and 126-2 are formed through Cu through holes 127 on both sides at the center of the board on which the LED chip 119 is mounted for each light source module 114. The high heat dissipation structure is formed by the AGSP substrate structure. On the surface of the wiring board 116, a white resist 128 having a high reflectivity is formed in a region excluding the Cu through hole 127. A wiring pattern 126-2 formed on the back surface of the wiring substrate 116 is fixed to a heat radiating housing 130 made of a thin aluminum plate via a highly heat conductive adhesive sheet 131, and efficiently dissipates heat generated from the LED chip 119. Yes.

放熱筐体130として高熱伝導性の薄型カーボンシート(0.1〜1.0mmt)を用いる場合もある。平面横方向に対する異方性の熱伝導率はCuレベルであり、配線パターン126−2の発熱部から周辺部(図示せず)への熱引きを向上させて外部空気中への高放熱構造を実現する。同時に、アルミ板からカーボンシートにすることで、軽量化も実現できる。   In some cases, a thin carbon sheet (0.1 to 1.0 mmt) having high thermal conductivity is used as the heat radiating housing 130. The anisotropic thermal conductivity in the horizontal direction of the plane is at the Cu level, and the heat dissipation from the heat generating portion of the wiring pattern 126-2 to the peripheral portion (not shown) is improved to provide a high heat dissipation structure to the outside air. Realize. At the same time, the weight can be reduced by changing the aluminum sheet to the carbon sheet.

配線パターン126−2の構造は、LEDチップ119,Cuスルーホール127の面積よりも1桁以上大きな形状で厚い銅箔(50〜150μmt)を用いて熱広がり構造を形成し、放熱筐体130への高放熱性を確保している。   The structure of the wiring pattern 126-2 is a heat spread structure using a thick copper foil (50 to 150 μmt) having a shape larger by one digit or more than the area of the LED chip 119 and the Cu through-hole 127, to the heat radiating case 130. High heat dissipation is ensured.

LEDチップ119が搭載されるCuスルーホール127上の配線パターン126−1の表面には、Ni/Agめっきを施し、LEDチップ119からの光束を反射させている。高信頼性や光学特性を確保するためNi/Ag/Auめっき、或いはNi/Snめっきを用いる場合もある。Cuスルーホール127とLEDチップ119の接続には、LEDチップ119の裏面をメタライズし、Au/Au,Au/Sn接合で固着(ダイボンディング)している。裏面メタライズを形成しない場合は直接白色のシリコーン系樹脂(高反射率部材)で固着する。この場合、固着部の熱抵抗を低減するため厚さを1〜20μm以内に薄くする。また、配線基板116に白色のアルミナ基板を用いる場合は、LEDチップ119のダイボンディング材に透明なシリコーン系樹脂(透過)を用いアルミナ基板で反射させる場合もある。   Ni / Ag plating is applied to the surface of the wiring pattern 126-1 on the Cu through hole 127 on which the LED chip 119 is mounted, and the light flux from the LED chip 119 is reflected. In order to ensure high reliability and optical characteristics, Ni / Ag / Au plating or Ni / Sn plating may be used. For the connection between the Cu through hole 127 and the LED chip 119, the back surface of the LED chip 119 is metallized and fixed (die bonding) by Au / Au or Au / Sn bonding. When the back metallization is not formed, it is directly fixed with a white silicone resin (high reflectivity member). In this case, the thickness is reduced within 1 to 20 μm in order to reduce the thermal resistance of the fixing portion. When a white alumina substrate is used for the wiring substrate 116, a transparent silicone resin (transmission) may be used for the die bonding material of the LED chip 119 and reflected by the alumina substrate.

光源モジュール114の組み立て構造は、配線基板116の上に封止部117とその周辺を取り囲む反射仕切り壁118が配置され、透明構造体115がそれらの上を覆う形で粘着シート132を介して接着,形成されている。隣接する反射仕切り壁118−1,118−2....は、前記したように光取り出し特性(効率)を向上させるため段差構造などを用いて一体化する形で形成されている。組立構造は、封止部117を形成した配線基板116に、反射仕切り壁118を組み込んだ透明構造体115を粘着シート132で一括で張り付ける場合もある。   The assembly structure of the light source module 114 is such that the sealing portion 117 and the reflective partition wall 118 surrounding the periphery thereof are arranged on the wiring substrate 116, and the transparent structure 115 is bonded via the adhesive sheet 132 so as to cover them. , Is formed. Adjacent reflective partition walls 118-1, 118-2. . . . As described above, in order to improve the light extraction characteristic (efficiency), it is formed in an integrated form using a step structure or the like. In the assembly structure, the transparent structure 115 in which the reflective partition wall 118 is incorporated may be pasted together with the adhesive sheet 132 on the wiring board 116 on which the sealing portion 117 is formed.

図20aは、実施例12に関わる多数個の光源モジュール133(133−1,133−2,133−3....)を平面的に縦横配列した直下型照明装置134の上面図であり、実施例11の変形例である。図20bは、図20aの直下型照明装置134のF−F線断面図である。図20aは、図20bに示す拡散板135を取り除いた場合を示す。   20a is a top view of a direct illumination device 134 in which a large number of light source modules 133 (133-1, 133-2, 133-3...) According to the twelfth embodiment are arranged vertically and horizontally in a plane. This is a modification of the eleventh embodiment. FIG. 20B is a cross-sectional view of the direct illumination device 134 of FIG. FIG. 20a shows a case where the diffusion plate 135 shown in FIG. 20b is removed.

光源モジュール133(133−1,133−2,133−3....)は、配線基板136上に封止部138と透明構造体137が形成され、各光源モジュール133間の周辺部には反射仕切り壁139が形成されている。   The light source module 133 (133-1, 133-2, 133-3...) Has a sealing portion 138 and a transparent structure 137 formed on the wiring board 136, and in the peripheral portion between the light source modules 133. A reflective partition wall 139 is formed.

封止部138は、白色発光の励起光源であるLEDチップ140とこれを覆った蛍光体を分散させた透明樹脂141とで構成され、外形を凸型の半球形にし中心部にLEDチップ140が配置(点光源化)されている。   The sealing portion 138 includes an LED chip 140 that is an excitation light source that emits white light and a transparent resin 141 in which a phosphor covering the LED chip 140 is dispersed. The outer shape of the sealing portion 138 is a convex hemisphere, and the LED chip 140 is formed at the center. Arranged (point light source).

本実施例では光源としてLEDチップ140を励起光源として用いているが、これに代り励起光源のLEDチップ,蛍光体、及び透明樹脂で実装されたPKG(セラミックPKG,プラスチックPKG)を白色光源として用いる場合もある。この場合、蛍光体を分散させた透明樹脂141を特に必要としないため、PKGを蛍光体を分散しない透明樹脂で覆うことができる。更に、PKG(構造)がLEDチップの信頼性,光取り出し特性を確保できている場合は、組立プロセスの簡易化,低コスト化から透明樹脂でPKGを覆わないこともできる。   In the present embodiment, the LED chip 140 is used as the excitation light source as the light source. Instead, an LED chip, a phosphor, and a PKG (ceramic PKG, plastic PKG) mounted with a transparent resin are used as the white light source. In some cases. In this case, since the transparent resin 141 in which the phosphor is dispersed is not particularly required, the PKG can be covered with the transparent resin in which the phosphor is not dispersed. Furthermore, when the PKG (structure) can ensure the reliability and light extraction characteristics of the LED chip, the PKG may not be covered with a transparent resin in order to simplify the assembly process and reduce the cost.

一方、PKGでは励起光源のLEDチップ140を実装するが、蛍光体を形成しない場合もある。この場合には、本実施例の場合と同様に、LEDチップ140を実装したPKGを、蛍光体を分散させた透明樹脂141で覆う形をとることができる。蛍光体と励起光源であるLEDチップの実装分離により、組立プロセスの簡易化,歩留り向上,低コスト化の効果が得られる。   On the other hand, in PKG, although the LED chip 140 of an excitation light source is mounted, a phosphor may not be formed. In this case, as in the case of the present embodiment, the PKG on which the LED chip 140 is mounted can be covered with a transparent resin 141 in which a phosphor is dispersed. By mounting and separating the phosphor and the LED chip that is the excitation light source, effects of simplifying the assembly process, improving yield, and reducing costs can be obtained.

更に、LEDチップ140がRGB3色の発光(1チップに3色形成、或いは3チップで3色形成)による白色光を出射する場合は、蛍光体を分散させた透明樹脂141を不要にすることもできる。   Furthermore, when the LED chip 140 emits white light by RGB three-color light emission (three colors are formed on one chip or three colors are formed on three chips), the transparent resin 141 in which the phosphor is dispersed may be unnecessary. it can.

直下型照明装置134は、放熱筐体142と多数個の光源モジュール133(LEDチップ140の駆動回路,電源部は省略)と光源モジュール133からの光を出射する拡散板135とから構成されている。   The direct illumination device 134 includes a heat radiating housing 142, a large number of light source modules 133 (a drive circuit for the LED chip 140 and a power supply unit are omitted), and a diffusion plate 135 that emits light from the light source modules 133. .

拡散板135に代り、蛍光体を分散させたアクリル系透明樹脂141の薄板、或いはシートからなる拡散板を用いる場合もある。この場合、光源モジュール133は、封止部138に蛍光体を用いず、LEDチップ140を青色LED、或いはUV−LEDの励起光源とすることで白色光源を形成する。白色光源の蛍光体を光源モジュール133から分離し、照明装置134の拡散板135に別途蛍光体を分散,形成できるためである。光源モジュール133は、蛍光体が分離されることで構造単純化と同時に組立構造,製造プロセスが簡易化され、歩留まり向上,特性ばらつき低下などを容易に実現できている。   Instead of the diffusion plate 135, a thin plate of acrylic transparent resin 141 in which a phosphor is dispersed or a diffusion plate made of a sheet may be used. In this case, the light source module 133 forms a white light source by using the LED chip 140 as a blue LED or UV-LED excitation light source without using a phosphor for the sealing portion 138. This is because the phosphor of the white light source can be separated from the light source module 133 and the phosphor can be separately dispersed and formed on the diffusion plate 135 of the lighting device 134. In the light source module 133, the structure is simplified and the assembly structure and the manufacturing process are simplified at the same time as the phosphors are separated, and the yield improvement and the characteristic variation reduction can be easily realized.

光源モジュール133は高熱伝導の粘着シート143を介して放熱筐体142に固着され、拡散板135は光源モジュール133の光取り出し面側に空気層148を介して配置され、前記放熱筐体142と拡散板135が外枠筐体144に組み込まれる形で構成されている。   The light source module 133 is fixed to the heat radiating housing 142 via the adhesive sheet 143 having high thermal conductivity, and the diffusion plate 135 is disposed on the light extraction surface side of the light source module 133 via the air layer 148 and diffuses with the heat radiating housing 142. The plate 135 is configured to be incorporated in the outer frame housing 144.

図21aは、直下型照明装置134に用いられる光源モジュール133を構成する透明構造体137を多数個平面的に配列した光学シート145の上面図である。図21bは、図21aのG−G線断面図である。   FIG. 21 a is a top view of the optical sheet 145 in which a large number of transparent structures 137 constituting the light source module 133 used in the direct illumination device 134 are arranged in a plane. 21b is a cross-sectional view taken along the line GG of FIG. 21a.

実施例11の場合と同様に、多数の透明構造体137からなる光学シート145は、光を取り出す面側が放射特性を適正化する凹凸界面146を形成し、反対側は凹型の半球147を形成している。凹型の半球147は、図20a,20bに示す封止部138の凸型の半球形に中心部を合わせて配列されている。   As in the case of Example 11, the optical sheet 145 composed of a large number of transparent structures 137 has a concave / convex interface 146 that optimizes radiation characteristics on the side from which light is extracted, and a concave hemisphere 147 on the opposite side. ing. The concave hemisphere 147 is arranged with its central portion aligned with the convex hemisphere of the sealing portion 138 shown in FIGS. 20a and 20b.

図22aは、直下型照明装置134に用いる光源モジュール133の一体型仕切り壁149であり、仕切り壁139を多数個一体成型した上面図である。図22bは、図22aのH−H線断面図である。   FIG. 22 a is an integrated partition wall 149 of the light source module 133 used in the direct type illumination device 134, and is a top view in which a large number of partition walls 139 are integrally molded. 22b is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 22a.

光源モジュール133を構成する配線基板136,透明構造体137に加えて、反射仕切り壁139を一体化構造とすることにより、直下型照明装置134の組立工程を簡易化し、組立性向上,歩留まり向上、更には低コスト化を実現している。   In addition to the wiring board 136 and the transparent structure 137 constituting the light source module 133, the reflection partition wall 139 is integrated, thereby simplifying the assembly process of the direct type lighting device 134 and improving the assembly and yield. Furthermore, cost reduction is realized.

図23は、直下型照明装置134を組み込んだ液晶表示装置150の断面図である。   FIG. 23 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device 150 in which the direct illumination device 134 is incorporated.

直下型照明装置134を白色光源として用いるため、前記したように拡散板135には基材樹脂と異なる屈折率を有する微粒子と蛍光体粒子とが混合分散されたアクリル系透明樹脂の薄板、或いはシート,フィルムを効果的,機能的に形成し、かつ光源モジュール133のLEDチップ140を青色LED、或いはUV−LEDとしている。特に、アクリル系透明樹脂に対して屈折率の異なる透明な微粒子に代り、蛍光体の微粒子のみを用いて拡散板135を形成する場合もある。   Since the direct type illumination device 134 is used as a white light source, a thin plate or sheet of acrylic transparent resin in which fine particles having a different refractive index from the base resin and phosphor particles are mixed and dispersed on the diffusion plate 135 as described above. The film is formed effectively and functionally, and the LED chip 140 of the light source module 133 is a blue LED or a UV-LED. In particular, the diffusion plate 135 may be formed using only phosphor fine particles instead of transparent fine particles having a refractive index different from that of the acrylic transparent resin.

アクリル系樹脂の代りに、スチレン系樹脂,塩化ビニル系樹脂,ポリカーボネート樹脂などを用いる場合もある。   A styrene resin, a vinyl chloride resin, a polycarbonate resin, or the like may be used in place of the acrylic resin.

LEDチップ140から透明構造体137を介して空気層148へ取り出される出射光が拡散板135に入射する場合、蛍光体層の厚みの影響を受けて入射角に依存する色調差が発生する場合がある。これを取り除くため、励起光源であるLEDチップ140(点光源)の方向から見込んだ蛍光体層の分散量を等しくしている。即ち、LEDチップ140から離れるに従い分散密度を減少させた分布を拡散板135に形成している。これにより、白色光の色調を視野角に対して均一化すると同時に、蛍光体使用量を減少させ低コスト化を実現している。   When the emitted light extracted from the LED chip 140 to the air layer 148 through the transparent structure 137 enters the diffusion plate 135, a color difference depending on the incident angle may occur due to the influence of the thickness of the phosphor layer. is there. In order to eliminate this, the amount of dispersion of the phosphor layers as seen from the direction of the LED chip 140 (point light source) which is an excitation light source is made equal. In other words, a distribution in which the dispersion density is reduced as the distance from the LED chip 140 increases is formed on the diffusion plate 135. As a result, the color tone of white light is made uniform with respect to the viewing angle, and at the same time, the amount of phosphor used is reduced and the cost is reduced.

直下型照明装置134の拡散板135からの白色光は、光学シート153を介して、一対の基板と一対の基板に挟持される液晶層とを有する液晶パネル151と、液晶パネル151の両面に配置した一対の偏向板152a及び偏光板152bを介して取り出される。   White light from the diffusion plate 135 of the direct type illumination device 134 is disposed on both surfaces of the liquid crystal panel 151 having a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates via the optical sheet 153. It is taken out through the pair of deflecting plates 152a and polarizing plate 152b.

薄型の光源モジュール133を縦横に複数個配列することで、超薄型化,軽量化と同時に2次元エリア制御を行うことができ低消費電力化も実現している。直下型照明装置134に組み込まれている光源モジュール133での発熱は、直下型であるため光源モジュール133の外形面積を基本単位に均等に分散され、放熱筐体142から直接空気中へ高放熱性をもつ。外部筐体153に設けたスリット上の開口部154を介して外部に放熱している。   By arranging a plurality of thin light source modules 133 vertically and horizontally, two-dimensional area control can be performed at the same time as ultra-thin and light weight, and low power consumption is realized. The heat generation in the light source module 133 incorporated in the direct type illumination device 134 is a direct type, so the outer area of the light source module 133 is evenly distributed in the basic unit, and high heat dissipation from the heat radiating housing 142 directly into the air. It has. Heat is radiated to the outside through an opening 154 on a slit provided in the external housing 153.

図24aは、実施例13に関わるもう一つの光源モジュール154の上面図であり、図24bは、図24aのI−I線断面図である。実施例13は実施例3の変形例でもある。   24A is a top view of another light source module 154 according to the thirteenth embodiment, and FIG. 24B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 24A. The thirteenth embodiment is also a modification of the third embodiment.

図25aは、実施例13に関わる光源モジュール154(154−1,154−2,154−3,154−4....)を引き回し配線基板162上に直線状に配列実装した線状光源モジュール163の上面図である。   FIG. 25a shows a linear light source module in which the light source modules 154 (154-1, 154-2, 154-3, 154-4...) According to the thirteenth embodiment are routed and arranged in a straight line on the wiring board 162. 163 is a top view of FIG.

図25bは、線状光源モジュール163に放熱基板164を高熱伝導の粘着シート165を用いて取り付けた構造を示し、図25aのJ−J線断面図である。   FIG. 25b shows a structure in which the heat radiation substrate 164 is attached to the linear light source module 163 using the adhesive sheet 165 having high thermal conductivity, and is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. 25a.

図25cは、実施例13に関わる線状光源モジュール163を用いたブロック型照明装置166で、拡散板167を取り除いた場合の上面図である。図25dは、図25cのK−K線断面図である。   FIG. 25c is a top view when the diffuser plate 167 is removed from the block illumination device 166 using the linear light source module 163 according to the thirteenth embodiment. FIG. 25d is a cross-sectional view taken along the line KK of FIG. 25c.

図25eは、実施例13に関わるブロック型照明装置166を用いた液晶表示装置168の断面図である。   FIG. 25E is a cross-sectional view of a liquid crystal display device 168 using a block illumination device 166 according to the thirteenth embodiment.

光源モジュール154は、LEDチップ155と周辺に配置した反射仕切り壁でもある周辺枠156を配線基板157に搭載し、その上に透明構造体158が形成されている。   In the light source module 154, an LED chip 155 and a peripheral frame 156 that is also a reflection partition wall disposed in the periphery are mounted on a wiring board 157, and a transparent structure 158 is formed thereon.

配線基板157,周辺枠156は、共に高反射率をもつ白色セラミックで形成されている。光源モジュール154は、配線基板157の上に周辺枠156を積層し、多数個取りで一体形成されて造られる。配線基板157の配線パターン(図中省略)は、実施例1の場合と同様に2層配線でスルーホール接続されている。   Both the wiring board 157 and the peripheral frame 156 are made of white ceramic having high reflectivity. The light source module 154 is manufactured by stacking a peripheral frame 156 on a wiring board 157 and integrally forming a plurality of pieces. The wiring pattern (not shown in the figure) of the wiring board 157 is through-hole connected with two-layer wiring as in the first embodiment.

白色セラミックスに代り、高熱伝導のリード電極を用いて高反射率の白色プラスチックPKGで形成する場合もある。   In some cases, instead of white ceramics, a highly heat conductive lead electrode is used to form white plastic PKG with high reflectivity.

透明構造体158は、光取り出し面159において凹凸構造160を形成し、透明樹脂の厚さ161を取り除いて大幅に薄型化を実現すると同時に、x,y軸方向にそれぞれ拡散,集光させる異方性の放射パターンを形成している。光源モジュール154は、実施例3の図8cに示すような異方性の放射パターンを形成することで、Z軸方向に放射する線状光源を効率よく実現できている。   The transparent structure 158 has an uneven structure 160 formed on the light extraction surface 159, and realizes a significant reduction in thickness by removing the thickness 161 of the transparent resin. At the same time, the transparent structure 158 diffuses and collects light in the x and y axis directions. The radiation pattern of the sex is formed. The light source module 154 can efficiently realize a linear light source that radiates in the Z-axis direction by forming an anisotropic radiation pattern as shown in FIG.

また、凹凸構造160の高さは、透明構造体158の薄型化の効果を活かして周辺枠156の最高部位よりも低く形成されている。光源モジュール154の実装,取り扱い時に透明構造体158の凹凸構造160に傷などに与えるダメージを防いでいる。   Further, the height of the concavo-convex structure 160 is formed lower than the highest portion of the peripheral frame 156 taking advantage of the thinning effect of the transparent structure 158. This prevents damage to the concavo-convex structure 160 of the transparent structure 158 when the light source module 154 is mounted and handled.

線状光源モジュール163で発生した発熱は、放熱基板164からブロック型照明装置166の放熱筐体169に一様に放熱され効率よく空気中に取り出されている。   Heat generated by the linear light source module 163 is uniformly dissipated from the heat dissipation substrate 164 to the heat dissipation casing 169 of the block type lighting device 166 and efficiently extracted into the air.

ブロック毎に離散化した放熱基板164(164−1,164−2....)は、放熱筐体169の一部を加工して複数個のU字型突起部を作り、これを直角に折り曲げて形成されて、一体化されている。   The heat dissipating board 164 (164-1, 164-2...) Discretized for each block is formed by processing a part of the heat dissipating case 169 to form a plurality of U-shaped protrusions, which are perpendicular to each other. It is formed by bending and integrated.

図25cのブロック型照明装置166は、N×M個のブロック毎に分割され、両側に配置された駆動回路部173(173−1,173−2)で点灯制御し、輝度調整を適正化することにより消費電力の低減を実現している。   The block type illumination device 166 of FIG. 25c is divided into N × M blocks and is controlled to be lit by the drive circuit units 173 (173-1, 173-2) arranged on both sides to optimize the luminance adjustment. This reduces power consumption.

ブロック型照明装置166は、線状光源モジュール163を一体型導光板170のブロック毎側面部171に対して、輝度を確保するため光源モジュール154を必要個数(本実施例では、異方性の放射パターン形成により1個)だけ近接配置して光を入射させている。光源モジュール154に対して透明構造体158の薄型化(半球型に対する厚さの減少分161)を実現したことにより、光源モジュール154の集光,拡散特性の制御と同時に透明構造体158をブロック毎側面部171に対して近接配置でき輝度むらを抑制できている。更に、線状光源モジュール163からの光が出射される一体型導光板170の上には空気層172を介して拡散板167が配置され、ブロック毎の輝度むらを減少させている。   The block type lighting device 166 has a required number of light source modules 154 (in this embodiment, anisotropic radiation) in order to ensure the luminance of the linear light source modules 163 with respect to the block side surfaces 171 of the integrated light guide plate 170. The light is incident by being arranged close to one by pattern formation. By realizing a thin transparent structure 158 with respect to the light source module 154 (thickness reduction 161 with respect to the hemispherical shape), the transparent structure 158 is controlled block by block at the same time as the light collection and diffusion characteristics of the light source module 154 are controlled. Brightness unevenness can be suppressed by being arranged close to the side surface portion 171. Further, a diffuser plate 167 is disposed on the integrated light guide plate 170 from which light from the linear light source module 163 is emitted via an air layer 172 to reduce luminance unevenness for each block.

また、線状光源モジュール163を構成する引き回し配線基板162の上には、高反射率をもつ白色レジストを形成し、一体型導光板170のブロック毎側面部171と引き回し配線基板162との間の多重反射に対して吸収損失を減少させている。   Further, a white resist having a high reflectance is formed on the routing wiring substrate 162 constituting the linear light source module 163, and the block side surface portion 171 of the integrated light guide plate 170 is routed between the routing wiring substrate 162. Absorption loss is reduced for multiple reflections.

本実施例では光源としてLEDチップ155を用いているが、これに代り実施例9〜実施例12に記載の励起光源と蛍光体で基本構成される白色光源を用いる場合もある。   In the present embodiment, the LED chip 155 is used as the light source, but a white light source that is basically composed of the excitation light source and the phosphor described in the ninth to twelfth embodiments may be used instead.

変形例として、光源モジュール154において、LEDチップ155に青色LED、或いはUV−LEDのみを用い、蛍光体を光源モジュール154から分離する場合もある。
即ち、光源モジュール154では透明構造体158から励起光のみを効率よく取り出し、その後で光源モジュール154の外部に形成,配置した蛍光体を励起発光させ白色光を形成させる方法がある。
As a modification, in the light source module 154, only the blue LED or the UV-LED is used for the LED chip 155, and the phosphor may be separated from the light source module 154.
That is, in the light source module 154, there is a method in which only the excitation light is efficiently extracted from the transparent structure 158, and then the phosphor formed and arranged outside the light source module 154 is excited to emit light to form white light.

蛍光体の配置場所としては、励起発光を取り出した直後の一体型導光板170のブロック毎側面部171とする場合がある。この場合は、蛍光体を分散させた薄いアクリル系樹脂シート、或いはフィルムをブロック毎の側面部171に透明粘着シート(図示せず)で固着し、白色光として一体型導光板170のブロック毎に入射させる。変形例として、蛍光体を分散させたアクリル系樹脂シートは、側面部に固着すると同時に蛍光体微粒子を分散させるために、透明粘着シートで一体形成される場合もある。   The fluorescent material may be disposed at the side surface portion 171 of each block of the integrated light guide plate 170 immediately after the excitation light emission is taken out. In this case, a thin acrylic resin sheet or film in which a phosphor is dispersed is fixed to the side surface portion 171 of each block with a transparent adhesive sheet (not shown), and white light is applied to each block of the integrated light guide plate 170. Make it incident. As a modification, the acrylic resin sheet in which the phosphor is dispersed may be integrally formed with a transparent adhesive sheet in order to disperse the phosphor fine particles while being fixed to the side surface portion.

色調差が発生する場合、これを取り除くために励起光源であるLEDチップ155(点光源)の方向から見込んだ立体角Ωに対して蛍光体の分散量を等しくしている。即ち、LEDチップ155から離れるに従い分散密度を減少させた分布を側面部171に形成している。これにより、白色光の色調を導光板170に対して均一化すると同時に、蛍光体使用量を減少させて低コスト化を実現できる。   When a color difference occurs, the dispersion amount of the phosphor is made equal to the solid angle Ω viewed from the direction of the LED chip 155 (point light source) that is an excitation light source in order to remove the color difference. That is, a distribution in which the dispersion density decreases as the distance from the LED chip 155 increases is formed on the side surface portion 171. Thereby, the color tone of white light can be made uniform with respect to the light guide plate 170, and at the same time, the amount of phosphor used can be reduced and the cost can be reduced.

もう一つの変形例として、一体型導光板170から均一化した励起発光を取り出した後、N×Mブロック間の輝度むらを減少させるため蛍光体を拡散板167に形成,配置する場合もある。拡散板167には、従来の拡散板に代えて蛍光体も分散させた拡散板、或いは蛍光体のみを分散させて用いることで白色照明を形成できる。光源モジュールから蛍光体を分離し、拡散板167には蛍光体を拡散微粒子として形成する。これにより、照明装置の中で構成部材に対する機能を分離・付加している。この結果、光源モジュールの組立性を向上させ、照明装置の部材コスト,製造コストの増加を抑制,除去している。   As another modification, after taking out uniformed excitation light emission from the integrated light guide plate 170, a phosphor may be formed and arranged on the diffusion plate 167 in order to reduce luminance unevenness between N × M blocks. The diffuser plate 167 can form white illumination by using a diffuser plate in which a phosphor is dispersed instead of a conventional diffuser plate, or by dispersing only the phosphor. The phosphor is separated from the light source module, and the phosphor is formed on the diffusion plate 167 as diffusion fine particles. Thereby, the function with respect to a structural member is isolate | separated and added in the illuminating device. As a result, the assembly of the light source module is improved, and the increase in the member cost and the manufacturing cost of the lighting device is suppressed and eliminated.

図25eに示す液晶表示装置168では、図25cに示すブロック型照明装置166の拡散板167から取り出される白色光174が一対の基板と一対の基板に挟持される液晶層とを有する液晶パネル175と、液晶パネル175の両面に配置した一対の偏向板176a及び偏光板176b、を介して映像などの表示パターンとして取り出される。   In the liquid crystal display device 168 shown in FIG. 25e, a liquid crystal panel 175 having a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, the white light 174 extracted from the diffusion plate 167 of the block type illumination device 166 shown in FIG. 25c; Then, it is taken out as a display pattern such as an image through a pair of deflecting plates 176a and polarizing plates 176b arranged on both surfaces of the liquid crystal panel 175.

図26aは、実施例14に関わる光源モジュール177(177−1,177−2....)を引き回し配線基板178上に直線状に配列して実装した線状光源モジュール179の上面図である。図26aは、実施例13における図25aの変形例である。   FIG. 26A is a top view of the linear light source module 179 in which the light source modules 177 (177-1, 177-2...) According to the fourteenth embodiment are routed and arranged linearly on the wiring board 178. . FIG. 26 a is a modification of FIG. 25 a in the thirteenth embodiment.

図26bは、線状光源モジュール179を放熱フィン182付きヒートシンク180に取り付けた構造を示し、実装時における図26aのL−L線断面図に相当する。   FIG. 26 b shows a structure in which the linear light source module 179 is attached to the heat sink 180 with the radiation fins 182, and corresponds to a cross-sectional view taken along line LL in FIG.

図26cは、実施例14に関わる線状光源モジュール179(179−1,179−2)を両サイドに配置したエッジ型照明装置183で、図26dの拡散板181を取り除いた場合の上面図である。図26dは、図26cのM−M線断面図である。   FIG. 26c is a top view of the edge type illumination device 183 in which the linear light source modules 179 (179-1, 179-2) according to the fourteenth embodiment are arranged on both sides when the diffusion plate 181 of FIG. 26d is removed. is there. 26d is a cross-sectional view taken along line MM in FIG. 26c.

図26eは、実施例14に関わるエッジ型照明装置183を用いた液晶表示装置184の断面図である。   FIG. 26E is a cross-sectional view of a liquid crystal display device 184 using an edge illumination device 183 according to the fourteenth embodiment.

図26aに示すように、線状光源モジュール179は、引き回し配線基板178に光源モジュール177を複数個配列実装したもので、光源モジュール177の電極接続部(図中、省略)を除いた領域には高反射率(80%以上)の白色レジストが形成されている。   As shown in FIG. 26a, the linear light source module 179 has a plurality of light source modules 177 arranged and mounted on a routing wiring board 178. In the region excluding the electrode connection portion (not shown in the figure) of the light source module 177, A white resist having a high reflectance (80% or more) is formed.

引き回し配線基板178は、アルミ又は銅の薄板(約0.5から1.5mm)上に高熱伝導性のエポキシ系樹脂(熱伝導率:3.0W/(K・m2)以上)の絶縁層、Cuパターン配線層(Ni/Agめっき、又はNi/はんだめっき)、及び耐熱耐UV性の白色レジスト層(40μm以上)の順に形成され、高放熱構造,高信頼性を実現している。 The lead wiring board 178 is an insulating layer made of an aluminum or copper thin plate (about 0.5 to 1.5 mm) and a high thermal conductivity epoxy resin (thermal conductivity: 3.0 W / (K · m 2 ) or more). Cu pattern wiring layer (Ni / Ag plating or Ni / solder plating) and heat resistant UV-resistant white resist layer (40 μm or more) are formed in this order to achieve a high heat dissipation structure and high reliability.

光源モジュール177の発熱に対する放熱経路は、図26bに示すように高放熱構造の引き回し配線基板178を用い、高熱伝導の粘着シート181を介して放熱フィン182付きヒートシンク180に固着させる構造をとっている。   As shown in FIG. 26B, the heat radiation path for the heat generation of the light source module 177 has a structure in which the wiring board 178 having a high heat radiation structure is used and fixed to the heat sink 180 with the heat radiation fins 182 via the adhesive sheet 181 having a high thermal conductivity. .

エッジ型照明装置183は、図26c,図26dに示すように、両側に2組の線状光源モジュール179−1,179−2が配置され、これらの間に光源モジュール177の配列に対応した分割された導光板185(185−1,185−2,185−3....)が配置されている。導光板185は、透明なアクリル系樹脂で形成される。図26dの出射光188をY軸方向に対して均一にするため、拡散板181の下部には空気層を介して導光板185が配置され裏面側に破線で示す凸型反射面190を形成して反射光を取り出している。更に、透過光に対しても反射シート189を凸型反射面190の下側に配置して取り出している。   As shown in FIGS. 26c and 26d, the edge type illumination device 183 has two sets of linear light source modules 179-1 and 179-2 arranged on both sides, and a division corresponding to the arrangement of the light source modules 177 between them. The light guide plate 185 (185-1, 185-2, 185-3...) Is arranged. The light guide plate 185 is made of a transparent acrylic resin. In order to make the emitted light 188 in FIG. 26d uniform in the Y-axis direction, a light guide plate 185 is disposed below the diffusion plate 181 via an air layer, and a convex reflection surface 190 indicated by a broken line is formed on the back side. To extract the reflected light. Further, the reflection sheet 189 is also disposed below the convex reflection surface 190 with respect to the transmitted light.

実施例では、導光板185の一つに対して光源モジュール177が1個対応する構造であるが、導光板185の分割構造により光源モジュール177を複数個対応させる場合もある。光源モジュール177は、図8a,図8cに示すように、z軸方向に放射(配光)させる線状光源を得るためにy軸方向に絞り込み(集光)、x軸方向に拡散させる薄型の透明構造体を形成し、異方性の放射パターンを得ると同時に導光板185との密着構造を形成して、導光板185との結合効率を大幅に向上させている。   In the embodiment, one light source module 177 corresponds to one of the light guide plates 185, but a plurality of light source modules 177 may correspond to each other due to the divided structure of the light guide plate 185. As shown in FIGS. 8a and 8c, the light source module 177 is a thin type that is narrowed down (condensed) in the y-axis direction and diffused in the x-axis direction to obtain a linear light source that radiates (distributes light) in the z-axis direction. A transparent structure is formed, an anisotropic radiation pattern is obtained, and at the same time, a close contact structure with the light guide plate 185 is formed, so that the coupling efficiency with the light guide plate 185 is greatly improved.

複数の分割された導光板185(185−1,185−2,185−3....)は、隣接する導光板185−k,185−k−1間の破線で示すスリット溝186(186−k)を裏面側(y軸の負方向)から形成し、表面では一体化構造をなしている。スリット溝186をV溝カット(X軸方向の断面)で形成し、空気層で埋めることで光学的な干渉を抑制している。V溝カットの空間を空気層で埋める代わりにV溝表面に反射層を形成することで反射機能を持たせる場合もある。また、光学的な干渉を抑制する必要がない場合でも、熱膨張によるそりなどの構造歪を吸収,緩和するために空間を空気層で埋めるためのV溝カットを形成する場合もある。   The plurality of divided light guide plates 185 (185-1, 185-2, 185-3...) Have slit grooves 186 (186 shown by broken lines between the adjacent light guide plates 185-k and 185-k-1. -K) is formed from the back surface side (negative direction of the y-axis), and the surface has an integrated structure. The slit groove 186 is formed by a V-groove cut (X-axis direction cross section) and is filled with an air layer to suppress optical interference. Instead of filling the V-groove cut space with an air layer, a reflective layer may be formed on the surface of the V-groove to provide a reflection function. Even when there is no need to suppress optical interference, a V-groove cut for filling the space with an air layer may be formed to absorb and relieve structural distortion such as warpage due to thermal expansion.

実施例14のエッジ型照明装置183は、両側に2組の線状光源モジュール179−1,179−2が配置されているが、大面積化,高輝度化に対応するために上下の2組、或いは上下2組を加えた4組で構成する場合もある。   In the edge type illumination device 183 according to the fourteenth embodiment, two sets of linear light source modules 179-1 and 179-2 are arranged on both sides, but two sets on the upper and lower sides are required in order to cope with an increase in area and brightness. Alternatively, it may be composed of four sets including two upper and lower sets.

線状光源モジュール179−1,179−2は、導光板185がある面と反対側の面に図26bに示す放熱構造として、放熱フィン182−1付きヒートシンク180−1,放熱フィン182−2付きヒートシンク180−2が形成されている。   The linear light source modules 179-1 and 179-2 have heat sinks 180-1 with heat radiation fins 182-1 and heat radiation fins 182-2 as a heat radiation structure shown in FIG. A heat sink 180-2 is formed.

エッジ型照明装置183は、線状光源モジュール179,導光板185、及び放熱フィン182付きヒートシンク180を一点鎖線で示すz軸187上に並べる構造にすることで高さ(厚み)191の薄型化を容易に実現している。   The edge-type lighting device 183 has a structure in which the linear light source module 179, the light guide plate 185, and the heat sink 180 with the radiation fins 182 are arranged on the z-axis 187 indicated by a one-dot chain line, thereby reducing the height (thickness) 191. It is easily realized.

放熱フィン182,ヒートシンク180は、各々アルミ,銅を用いて形成されているが、アルミのみで形成した一体型構造を用いる場合もある。更に、エッジ型照明装置183の大幅な軽量化を実現するため、材質にアルミとカーボン、又は銅とカーボンの複合材料
を用いて一体型で形成することもできる。この場合、カーボン繊維に依存する異方性の熱伝導率を活かして、z軸187の方向に銅レベル以上の高熱伝導率を持たせることでフィン効率を大幅に向上させることもできる。放熱フィン182の溝形成方向はy軸方向とし、自然対流による放熱を実現している。プラスチックの外部ケース192の左右,上下に微細な開口部193を形成し、自然体対流に対する放熱フィン182の効果を適正化している。
The heat radiating fins 182 and the heat sink 180 are formed using aluminum and copper, respectively. However, an integrated structure formed using only aluminum may be used. Furthermore, in order to realize a significant weight reduction of the edge-type lighting device 183, the edge-type lighting device 183 can be integrally formed using a composite material of aluminum and carbon or copper and carbon. In this case, utilizing the anisotropic thermal conductivity depending on the carbon fiber, the fin efficiency can be greatly improved by providing a high thermal conductivity equal to or higher than the copper level in the z-axis 187 direction. The groove forming direction of the heat dissipating fins 182 is the y-axis direction, realizing heat dissipation by natural convection. Fine openings 193 are formed on the left and right and top and bottom of the plastic outer case 192 to optimize the effect of the heat dissipating fins 182 on natural body convection.

この時の駆動回路部(図示を省略)は、引き回し配線基板178−1,178−2の両側上下の空間に実装され、エッジ型照明装置183の高さ(厚み)191に影響を与えないように組み込まれている。   The drive circuit section (not shown) at this time is mounted in the space above and below both sides of the lead wiring boards 178-1 and 178-2 so as not to affect the height (thickness) 191 of the edge type illumination device 183. Built in.

図26eに示す液晶表示装置184では、図26c,図26dに示すサイドエッジ型照明装置183の拡散板181から取り出される白色光188が一対の基板と一対の基板に挟持される液晶層とを有する液晶パネル194と、液晶パネル194の両面に配置した一対の偏向板195a及び偏光板195b、を介して映像などの表示パターンとして取り出される。   In the liquid crystal display device 184 shown in FIG. 26e, the white light 188 extracted from the diffusion plate 181 of the side edge type illumination device 183 shown in FIGS. 26c and 26d has a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. A display pattern such as an image is taken out through the liquid crystal panel 194 and a pair of deflecting plates 195a and polarizing plates 195b disposed on both surfaces of the liquid crystal panel 194.

液晶表示装置184は、エッジ型照明装置183で放熱フィン182,ヒートシンク180の材質を軽量化することにより、大幅な薄型化と軽量化を実現している。   In the liquid crystal display device 184, the material of the heat dissipating fins 182 and the heat sink 180 is reduced in weight by the edge-type lighting device 183, thereby realizing a significant reduction in thickness and weight.

図27は、実施例14に関わる液晶表示装置184を用いた映像表示装置196の一実施例を示し、映像表示装置196の背面側の内部配置を見た平面図を示す。   FIG. 27 shows an example of a video display device 196 using the liquid crystal display device 184 according to the fourteenth embodiment, and shows a plan view of the internal arrangement on the back side of the video display device 196.

映像表示装置196は、背面側裏面197の両サイドに、エッジ型照明装置(バックライト装置)183や液晶パネル(表示部)194などに電源を供給するための電源部198−1,198−2、液晶パネル(表示部)194に供給する映像信号に対してコントラスト,フレームレート等の信号処理を行う信号処理部199、及びスピーカ等の構造体200−1,200−2を備えている。なお、実施例12,実施例13に記載の直下型照明装置134,ブロック型照明装置166を用いた液晶表示装置(バックライト装置)に本実施例の映像表示装置を適用することもできる。   The video display device 196 includes power supply units 198-1 and 198-2 for supplying power to an edge type illumination device (backlight device) 183, a liquid crystal panel (display unit) 194, etc. on both sides of the back side rear surface 197. And a signal processing unit 199 that performs signal processing such as contrast and frame rate on the video signal supplied to the liquid crystal panel (display unit) 194, and structures 200-1 and 200-2 such as speakers. Note that the video display device of this embodiment can also be applied to a liquid crystal display device (backlight device) using the direct illumination device 134 and the block illumination device 166 described in Embodiments 12 and 13.

1 光源モジュール
2 LEDチップ
3 配線基板
4 周辺枠
5 透明構造体
7 凸部
8 光取り出し面
10 中心軸
19 スルーホール
20 電極パターン
22−1,22−2 ワイヤー
23,24 レジスト層
25,26 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source module 2 LED chip 3 Wiring board 4 Peripheral frame 5 Transparent structure 7 Convex part 8 Light extraction surface 10 Center axis 19 Through hole 20 Electrode pattern 22-1 and 22-2 Wire 23, 24 Resist layer 25, 26 Opening part

Claims (16)

配線基板と、
前記配線基板上に配置された点光源と、
前記配線基板上に形成され、前記点光源を覆う透明構造体と、を有し、
前記透明構造体の光出射側の表面には複数の凸部が形成され、
第一の面および第二の面が交互に形成されることで前記複数の凸部が形成され、
前記複数の凸部のそれぞれは、前記第一の面および前記第二の面で構成され、
前記点光源から前記透明構造体の光出射側の表面に向かう半直線が動いてつくる複数の円錐面のうち隣接する2つの円錐面を第一の円錐面および第二の円錐面とし、
取り出し面と前記点光源との距離は前記点光源を通る前記配線基板の垂線に向かって変化しており、
前記第一の面は、前記光取り出し面の一部を前記第一の円錐面および前記第二の円錐面に沿って相似縮小または拡大させた面であり、
前記第二の面は、前記第一の円錐面または前記第二の円錐面の一部であり、
前記複数の凸部を前記透明構造体の光出射側の表面に平面状に並べ、
前記複数の凸部には、前記配線基板平面において直交する2軸に対して形状比が異なり、前記点光源を通る前記配線基板の垂線に対して線対称となる凸部が含まれ、
前記点光源からの配光パターンの強度が最大となる方向を中心軸とし、
前記中心軸は前記点光源を通る前記配線基板の垂線に対して傾いていることを特徴とする光源モジュール。
A wiring board;
A point light source disposed on the wiring board;
A transparent structure that is formed on the wiring board and covers the point light source;
A plurality of convex portions are formed on the light emitting side surface of the transparent structure,
The plurality of convex portions are formed by alternately forming the first surface and the second surface,
Each of the plurality of convex portions is configured by the first surface and the second surface,
Two adjacent conical surfaces among a plurality of conical surfaces formed by moving a half line from the point light source toward the light emitting side surface of the transparent structure are defined as a first conical surface and a second conical surface,
The distance between the light extraction surface and the point light source is changing toward the perpendicular of the wiring board passing through the point light source,
The first surface is a surface obtained by reducing or enlarging a part of the light extraction surface along the first conical surface and the second conical surface,
The second surface is part of the first conical surface or the second conical surface;
The plurality of convex portions are arranged in a plane on the surface of the light emitting side of the transparent structure,
The plurality of protrusions include protrusions that are different in shape ratio with respect to two axes orthogonal to each other in the wiring board plane, and are symmetrical with respect to a perpendicular of the wiring board that passes through the point light source.
The direction in which the intensity of the light distribution pattern from the point light source is maximum is the central axis,
The light source module, wherein the central axis is inclined with respect to a normal of the wiring board passing through the point light source.
請求項1において、
前記複数の凸部には、前記点光源を通る前記配線基板の垂線に対して対称となる凸部が含まれることを特徴とする光源モジュール。
In claim 1,
The light source module according to claim 1, wherein the plurality of convex portions include convex portions that are symmetrical with respect to a perpendicular of the wiring board that passes through the point light source.
請求項1または2において、
前記光取り出し面は複数個あり、
前記複数個の光取り出し面から一つを離散的に選択して前記複数の凸部のそれぞれが形成されることを特徴とする光源モジュール。
In claim 1 or 2,
There are a plurality of light extraction surfaces,
Each of the plurality of convex portions is formed by discretely selecting one of the plurality of light extraction surfaces.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記透明構造体は封止部および界面形成部で構成され、
前記封止部は前記点光源を覆い、
前記界面形成部に前記複数の凸部が形成されることを特徴とする光源モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The transparent structure is composed of a sealing part and an interface forming part,
The sealing portion covers the point light source,
The light source module, wherein the plurality of convex portions are formed in the interface forming portion.
請求項4において、
前記封止部と前記界面形成部との間に空気層が形成され、
前記空気層は球殻形状であり、
前記封止部は前記空気層の中心部に配置されることを特徴とする光源モジュール。
In claim 4,
An air layer is formed between the sealing portion and the interface forming portion,
The air layer has a spherical shell shape,
The light source module according to claim 1, wherein the sealing portion is disposed at a central portion of the air layer.
請求項4において、
前記封止部と前記界面形成部との間に粘着層が形成されることを特徴とする光源モジュール。
In claim 4,
A light source module, wherein an adhesive layer is formed between the sealing portion and the interface forming portion.
請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記点光源はLEDチップおよび蛍光体を分散した透明樹脂で構成され、
前記LEDチップは前記透明樹脂で覆われることを特徴とする光源モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 6.
The point light source is composed of a transparent resin in which an LED chip and a phosphor are dispersed,
The light source module, wherein the LED chip is covered with the transparent resin.
請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記点光源はLEDチップ、蛍光体を含まない第一の透明樹脂および蛍光体を分散した第二の透明樹脂からなり、
前記第一の透明樹脂は前記LEDチップを覆い、
前記第二の透明樹脂は前記第一の透明樹脂を覆うことを特徴とする光源モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 6.
The point light source comprises an LED chip, a first transparent resin not containing a phosphor, and a second transparent resin in which the phosphor is dispersed,
The first transparent resin covers the LED chip,
The light source module, wherein the second transparent resin covers the first transparent resin.
請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記透明構造体の光出射側の表面に平坦な領域が部分的に形成されることを特徴とする光源モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 8.
A light source module, wherein a flat region is partially formed on a surface of the transparent structure on a light emitting side.
請求項9において、
前記平坦な領域は前記透明構造体の中央部または周辺部に形成されることを特徴とする光源モジュール。
In claim 9,
The light source module according to claim 1, wherein the flat region is formed at a central portion or a peripheral portion of the transparent structure.
請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記複数の凸部のそれぞれの厚さが等しいことを特徴とする光源モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 10.
A thickness of each of the plurality of convex portions is equal.
請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記光源モジュールを複数個配列して面光源としたことを特徴とする光源モジュール。
In any one of Claims 1 thru | or 11,
A light source module comprising a plurality of the light source modules arranged as a surface light source.
請求項1乃至12のいずれかの光源モジュールを有する照明装置において、
前記光源モジュールが1以上配列された線光源モジュールと、
前記線光源モジュールからの光を出射する導光板と、を有することを特徴とする照明装置。
In the illuminating device which has a light source module in any one of Claims 1 thru | or 12,
A linear light source module in which one or more of the light source modules are arranged;
And a light guide plate that emits light from the line light source module.
請求項12の光源モジュールを有する照明装置において、
前記光源モジュールからの光を出射する拡散板を有し、
前記拡散板は基材樹脂、微粒子および蛍光体の微粒子で構成され、
前記基材樹脂内に前記微粒子および前記蛍光体の微粒子が分散され、
前記微粒子の屈折率は前記基材樹脂の屈折率と異なることを特徴とする照明装置。
The lighting device having the light source module according to claim 12.
A diffusion plate that emits light from the light source module;
The diffusion plate is composed of base resin, fine particles and phosphor fine particles,
The fine particles and phosphor fine particles are dispersed in the base resin,
The illumination device according to claim 1, wherein a refractive index of the fine particles is different from a refractive index of the base resin.
一対の基板と、
一対の基板に挟持される液晶層と、を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの両面に配置された一対の偏光板と、
請求項12の照明装置と、を有し、
前記照明装置は前記液晶パネルに光を出射することを特徴とする液晶表示装置。
A pair of substrates;
A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates;
A pair of polarizing plates disposed on both sides of the liquid crystal panel;
A lighting device according to claim 12,
The liquid crystal display device, wherein the illumination device emits light to the liquid crystal panel.
請求項15の液晶表示装置と、
前記液晶表示装置に対して映像信号の信号処理を行う信号処理部と、
電源を供給するための電源部と、
スピーカと、を有する映像表示装置。
A liquid crystal display device according to claim 15;
A signal processing unit that performs video signal processing on the liquid crystal display device;
A power supply unit for supplying power;
A video display device having a speaker;
JP2010101596A 2010-04-27 2010-04-27 Optical sheet, light source module, lighting device using light source module, liquid crystal display device, and video display device Expired - Fee Related JP5634108B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010101596A JP5634108B2 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Optical sheet, light source module, lighting device using light source module, liquid crystal display device, and video display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010101596A JP5634108B2 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Optical sheet, light source module, lighting device using light source module, liquid crystal display device, and video display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011233315A JP2011233315A (en) 2011-11-17
JP5634108B2 true JP5634108B2 (en) 2014-12-03

Family

ID=45322460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010101596A Expired - Fee Related JP5634108B2 (en) 2010-04-27 2010-04-27 Optical sheet, light source module, lighting device using light source module, liquid crystal display device, and video display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5634108B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017052768A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Intel Corporation Mems led zoom
US9746689B2 (en) 2015-09-24 2017-08-29 Intel Corporation Magnetic fluid optical image stabilization

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104115050B (en) * 2012-02-16 2017-08-18 飞利浦照明控股有限公司 Optical element for Uniform Illumination
JP5983966B2 (en) * 2012-05-01 2016-09-06 コニカミノルタ株式会社 Auxiliary light source unit and optical element
JP6021485B2 (en) * 2012-07-17 2016-11-09 株式会社朝日ラバー Semiconductor light emitting device with optical member
JP6081131B2 (en) * 2012-10-12 2017-02-15 シチズン電子株式会社 LED light emitting device
KR102091994B1 (en) * 2012-12-21 2020-03-23 다우 실리콘즈 코포레이션 Layered polymer structures and methods
JP2016200979A (en) * 2015-04-10 2016-12-01 ホーチキ株式会社 Smoke detector
JP6766795B2 (en) 2017-06-30 2020-10-14 日亜化学工業株式会社 Light emitting module manufacturing method and light emitting module
CN108682732A (en) * 2018-07-23 2018-10-19 深圳市奥拓电子股份有限公司 LED encapsulation structure and LED chip packaging method
KR20200127063A (en) * 2019-04-30 2020-11-10 희성전자 주식회사 Light source module having reflector and manufacturing method of the same
TWI708908B (en) * 2019-06-10 2020-11-01 聯嘉光電股份有限公司 Slim linear led lighting device
JP6856155B2 (en) * 2019-08-30 2021-04-07 日亜化学工業株式会社 Light emitting module and surface light source
CN111708108B (en) * 2020-06-08 2021-11-23 江西欧迈斯微电子有限公司 Projection lens, emission module and electronic equipment
JP7037092B2 (en) * 2020-08-20 2022-03-16 日亜化学工業株式会社 Luminous module

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3362634B2 (en) * 1997-04-16 2003-01-07 カシオ計算機株式会社 Surface light source device
JPH10312707A (en) * 1997-05-14 1998-11-24 Ichikoh Ind Ltd Lens for vehicle lamp
JP3467018B2 (en) * 2000-03-08 2003-11-17 キヤノン株式会社 Optical system and optical equipment
JP4293857B2 (en) * 2003-07-29 2009-07-08 シチズン電子株式会社 Lighting device using Fresnel lens
JP4360945B2 (en) * 2004-03-10 2009-11-11 シチズン電子株式会社 Lighting device
TWI293135B (en) * 2004-06-08 2008-02-01 Prodisc Technology Inc Liquid crystal display and backlight module
JP4799341B2 (en) * 2005-10-14 2011-10-26 株式会社東芝 Lighting device
JP4280283B2 (en) * 2006-01-27 2009-06-17 株式会社オプトデザイン Surface illumination light source device and surface illumination device using the same
CN101126822B (en) * 2006-08-18 2010-09-29 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Optical board and the backlight module group using same
SK51202007A3 (en) * 2006-10-24 2008-08-05 Sumitomo Chemical Company, Limited Light diffusing resin means
JP4642823B2 (en) * 2007-09-13 2011-03-02 株式会社日立製作所 Illumination device and liquid crystal display device
JP2009117195A (en) * 2007-11-07 2009-05-28 Konica Minolta Holdings Inc Planar light source and directional illumination device, directivity variable illumination device, and quasi-indirect illumination device
JP2009199832A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Sony Corp Illumination apparatus and display apparatus
JP4993616B2 (en) * 2008-03-05 2012-08-08 株式会社エンプラス Light emitting device, surface light source device, and display device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017052768A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Intel Corporation Mems led zoom
US9746689B2 (en) 2015-09-24 2017-08-29 Intel Corporation Magnetic fluid optical image stabilization
US9816687B2 (en) 2015-09-24 2017-11-14 Intel Corporation MEMS LED zoom

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011233315A (en) 2011-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5634108B2 (en) Optical sheet, light source module, lighting device using light source module, liquid crystal display device, and video display device
JP6952203B2 (en) Display with direct backlight unit
JP5179651B2 (en) Lighting device, display device, and television receiver
US20090244885A1 (en) Reflector frame, flat light source device provided with the reflector frame, and display device using the flat light source device
US8465176B2 (en) Light emitting device and light unit using the same
JP4857320B2 (en) Backlight device, liquid crystal display device using the same, and video display device
EP2337072A2 (en) Light emitting device and light unit using the same
EP2261551A1 (en) Led illuminating apparatus
US8598616B2 (en) Light emitting device and light unit using the same
US20110278617A1 (en) Light emitting device package
JP2012204370A5 (en)
JP2015032373A (en) Light source device and display apparatus
JP2007095674A (en) Plane light source device and display device
EP2463577A1 (en) Light emitting device module and backlight unit including the same
KR102076243B1 (en) A light emitting device package
KR101785645B1 (en) Light emitting device module and lighting system including the same
JP5320250B2 (en) Transparent structure, light source module, and illumination device, liquid crystal display device, and video display device using the same
US20210333634A1 (en) Backlight module and display device having the backlight module
US9397274B2 (en) Light emitting device package
JP2010192347A (en) Light source module, and lighting device using the same, liquid crystal display device, and image display device
JP2009110737A (en) Lighting device, and manufacturing method thereof
US8853726B2 (en) Light emitting device package and lighting system having the same
JP2008288230A (en) Backlight light source
KR20120124550A (en) Light emitting device module and lighting apparatus including the same
KR101850434B1 (en) Light emitting device module and lighting system including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120525

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130606

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130625

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140410

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140916

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141014

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees