KR20200066229A - 발광 모듈 - Google Patents

Abstract

[과제] 박형화하면서 휘도 얼룩을 억제할 수 있는 발광 모듈을 제공한다.
[해결 수단] 발광 모듈은, 외부로 광을 방사하는 발광면이 되는 제1 주면(1c)과, 제1 주면(1c)과 반대측에 있는 제2 주면(1d)을 갖는 투광성의 도광판(1)과, 도광판(1)의 제2 주면(1d)에 배치되며, 도광판(1)을 향하여 광을 조사하는 발광소자(11)를 구비한다. 도광판(1)은, 제1 주면(1c)으로서 발광소자(11)로부터 조사되는 광의 광축에, 발광소자(11)의 발광면(11a)보다 큰 광학 기능부(2)를 배치하고 있고, 도광판(1)의 제1 주면(1c) 측으로서 발광소자(11)의 광축에는 차광 산란층(3)이 배치되어 있고, 평면에서 보았을 때, 차광 산란층(3)은 광학 기능부(2)를 덮고 있다.

Description

발광 모듈{LIGHT EMITTING MODULE}

본 개시는 도광판의 한쪽 표면에 복수의 발광소자를 배치하여 되는 면 형상의 발광 모듈에 관한 것이다.

도광판의 한쪽 면에 복수의 발광 다이오드 등의 발광소자를 이용한 발광 모듈은, 액정 디스플레이의 백라이트나 디스플레이 등의 각종 광원으로서 널리 이용되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 개시되는 광원 장치는, 도광판의 한쪽 면에, 복수의 발광소자를 배치하고 있다.

특허문헌 1: 일본특허공개 평10-82915호 공보

도광판의 편면에 소정의 간격으로 복수의 발광소자를 배치하는 발광 모듈은, 박형화하여 휘도 얼룩을 억제하는 것이 요구되고 있다. 본 개시는, 박형화하면서 휘도 얼룩을 억제할 수 있는 발광 모듈을 제공하는 것에 있다.

본 개시의 발광 모듈은, 외부로 광을 방사하는 발광면이 되는 제1 주면과, 제1 주면과 반대측에 있는 제2 주면을 갖는 투광성의 도광판과, 도광판의 제2 주면에 배치되며, 도광판을 향하여 광을 조사하는 발광소자를 구비한다. 도광판은, 제1 주면으로서 발광소자로부터 조사되는 광의 광축에, 발광소자의 발광면보다 큰 광학 기능부를 배치하고 있고, 도광판의 제1 주면 측으로서 발광소자의 광축에는 차광 산란층이 배치되어 있고, 평면에서 보았을 때, 차광 산란층은 광학 기능부를 덮고 있다.

본 개시에 의하면, 박형화하면서 휘도 얼룩을 억제할 수 있는 발광 모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 실시형태에 관련되는 액정 디스플레이 장치의 각 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 모식 평면도이다.
도 2b는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 일부 확대 모식 단면도이다.
도 2c는 실시형태에 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 확대 모식 평면도와 확대 모식 단면도이다.
도 3은 발광소자 유닛의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4b는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4c는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4d는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4e는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4f는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4g는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4h는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 4i는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 제조 공정의 일례를 나타내는 확대 모식 단면도이다.
도 5는 다른 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 6a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 모식 평면도이다.
도 6b는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 7은 실시형태에 관련되는 발광 모듈을 액정 디스플레이 장치에 이용한 경우의 모식 평면도이다.
도 8a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 8b는 실시형태에 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도이다.
도 9a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 9b는 실시형태에 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도이다.
도 10a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 10b는 실시형태에 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도이다.
도 11a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 11b는 실시형태에 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도이다.
도 12는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 13는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 14는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 확대 모식 단면도이다.
도 15a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 모식 단면도이다.
도 15b는 실시형태에 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도이다.
도 16a는 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 모식 단면도이다.
도 16b는 실시형태에 관련되는 도광판의 일례를 나타내는 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도이다.
도 16c는 도 16a에 나타내는 발광 모듈의 도광판의 요부(要部) 확대 단면도이다.
도 17은 실시형태에 관련되는 발광 모듈의 모식 단면도이다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 필요에 따라 특정한 방향이나 위치를 나타내는 용어(예를 들면, 「위」, 「아래」, 및 그들 용어를 포함하는 다른 용어)를 이용하지만, 그들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 그들 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것이 아니다. 또한, 복수의 도면에 나타나는 동일 부호의 부분은 동일 혹은 동등한 부분 또는 부재를 나타낸다.

더욱이, 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 발광 모듈을 예시하는 것으로, 본 발명을 이하로 한정하는 것이 아니다. 또한, 이하에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것만으로 한정하는 취지가 아니고, 예시하는 것을 의도한 것이다. 또한, 하나의 실시형태, 실시예에 있어서 설명하는 내용은, 다른 실시형태, 실시예에도 적용 가능하다. 또한, 도면이 나타내는 부재의 크기나 위치 관계 등은, 설명을 명확히 하기 위해, 과장하여 있는 것이 있다.

(액정 디스플레이 장치(3000))

도 1은 본 실시형태에 관련되는 액정 디스플레이 장치(3000)의 각 구성을 나타내는 구성도이다. 도 1에서 나타내는 액정 디스플레이 장치(3000)는, 위쪽에서부터 순서대로, 액정 패널(120)과, 2장의 렌즈 시트(110a, 110b)와, 확산 시트(110c)와, 발광 모듈(100)을 구비한다. 본 실시형태에 관련되는 액정 디스플레이 장치(3000)는, 액정 패널(120)의 아래쪽에 발광 모듈(100)을 배치하는 이른바 직하형의 액정 디스플레이 장치이다. 액정 디스플레이 장치(3000)는, 발광 모듈(100)로부터 조사되는 광을, 액정 패널(120)에 조사한다. 또한, 상술한 구성 부재 이외에, 편광 필름이나 컬러 필터, DBEF 등의 부재를 더 구비하여도 된다.

1. 실시형태 1

(발광 모듈(100))

본 실시형태의 발광 모듈의 구성을 도 2a 내지 도 2c에 나타낸다.

도 2a는 본 실시형태에 관련되는 발광 모듈(100)의 모식 평면도이다. 도 2b는 본 실시형태에 관련되는 발광 모듈(100)을 나타내는 일부 확대 모식 단면도이다. 도 2c는 실시형태에 관련되는 도광판(1)의 광학 기능부(2)와, 도광판(1)에 파장 변환부를 마련하는 오목부(1b)의 일례를 나타내는 일부 확대 모식 평면도와 일부 확대 모식 단면도이다.

발광 모듈(100)은, 도광판(1)과, 도광판(1)에 배치된 복수의 발광소자(11)와, 도광판(1)의 표면에 적층하여 있는 차광 산란층(3)을 구비한다. 각각의 발광소자(11)는 도광판(1) 상에 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 발광 모듈(100)의 도광판(1)은, 외부로 광을 방사하는 발광면인 제1 주면(1c)과, 제1 주면(1c)과 반대측의 제2 주면(1d)을 구비한다. 도광판(1)은, 제2 주면(1d)에, 복수의 구획 오목부(1e)를 마련하여, 인접하는 구획 오목부(1e)의 사이에 파장 변환부(12)를 배치하고 있다. 파장 변환부(12)는, 도광판(1)에 마련한 오목부(1b)에 마련되어 있고, 발광소자(11)와 도광판(1) 사이에 배치된다. 파장 변환부(12)는, 발광소자(11)의 발광을 파장 변환하여 도광판(1)에 입사한다. 파장 변환부(12)의 각각에 1개의 발광소자(11)가 배치되어 있다.

도 2b에 나타내는 발광 모듈(100)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 발광소자(11)와, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)을 덮는 파장 변환부(12)와, 발광소자(11)의 측면을 덮는 광반사성 부재(16)를 구비하는 발광소자 유닛(10)을 형성함과 함께, 이 발광소자 유닛(10)을, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)의 오목부(1b)에 접합함으로써, 도광판(1)의 정위치에 파장 변환부(12)와 발광소자(11)를 배치하고, 발광소자(11)로부터 방사되는 광을 파장 변환부(12)를 통하여 도광판(1)에 입사하도록 하고 있다. 단, 발광 모듈은, 반드시 파장 변환부나 발광소자를 발광소자 유닛으로서 도광판에 배치할 필요는 없고, 도광판에 형성된 오목부에 파장 변환 재료를 충전하여 파장 변환부를 형성함과 함께, 이 파장 변환부에 발광소자를 접합하여 도광판의 정위치에 파장 변환부와 발광소자를 배치할 수도 있다.

더욱이, 도 2b에 나타내는 발광 모듈(100)은, 도광판(1)의 제1 주면(1c) 측에 광학 기능부(2)를 마련하고, 평면에서 보았을 때 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 차광 산란층(3)을 배치하고 있다. 광학 기능부(2)는, 발광소자(11)의 광축 상에 배치되고, 이 광축 상에는 차광 산란층(3)도 배치되고, 발광소자(11)의 발광은, 광학 기능부(2)와 차광 산란층(3)을 통하여 외부로 방사된다.

발광소자(11)로부터 방사되는 광은, 파장 변환부(12)를 통하여 도광판(1)에 입사된다. 이상의 발광 모듈(100)은, 발광소자(11)의 발광이 파장 변환부(12)를 통하여 도광판(1)에 입사된다. 본 명세서에 있어서, 「발광소자의 발광면」은, 발광소자의 광이 도광판에 입사되는 면을 의미하므로, 발광소자의 발광이 파장 변환부를 통하여 도광판에 입사하는 발광 모듈에서는, 파장 변환부의 표면(발광소자 유닛의 표면)이 발광소자의 발광면이 된다. 발광 모듈은, 발광소자의 발광을, 파장 변환부를 통하여 도광판에 입사하는 구조로 특정하지 않는다. 예를 들면, 발광 모듈은, 광 조정층을 통하여 발광소자의 광을 도광판에 입사시킬 수도 있다. 발광소자의 광이 광 조정층을 통하여 도광판에 입사되는 발광 모듈은, 발광소자의 발광면이 광 조정층의 표면이 된다. 광 조정층은, 예를 들면, 발광소자의 광을 산란하여 도광판에 입사시키는 층 등, 발광소자의 광을 컨트롤하여 도광판에 입사시키는 모든 층으로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 파장 변환부를 대신해서 광 조정층을 구비하는 발광소자 유닛을 형성하고, 이 발광소자 유닛을 도광판에 배치함으로써, 광 조정층을 통하여 발광소자의 광을 도광판에 입사시킬 수 있다.

본 개시에 관련되는 발광 모듈은, 도광판(1)의 제2 주면(1d)에 발광소자(11)를 배치하고, 제1 주면(1c)에는 광학 기능부(2)를 배치하고, 광학 기능부(2)를 덮도록 차광 산란층(3)을 적층하고 있다. 이 구조의 발광 모듈(100)은, 박형화하면서 휘도 얼룩을 억제할 수 있다. 발광소자(11)의 광축 상에 광학 기능부(2)와 차광 산란층(3)을 다층으로 배치하는 발광 모듈(100)은, 발광소자(11)의 발광면(11a)으로부터 도광판(1)에 입사되는 광을 광학 기능부(2)에 의해 광축으로부터 주위로 확산하고, 더욱이, 도광판(1)과 광학 기능부(2)를 투과한 광축 상의 광을 차광 산란층(3)으로 차광하고, 발광소자(11)의 광축 상의 강한 발광을 차광하여 주위로 확산함으로써, 전체를 박형화하면서 휘도 얼룩을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 발광소자(11)의 광축 상에 배치한 광학 기능부(2)를 덮도록 차광 산란층(3)을 배치하고 있으므로, 광학 기능부(2)를 투과한 발광을 차광 산란층(3)으로 차광, 확산하고, 휘도 얼룩을 더욱 적게 할 수 있다. 더욱이, 광학 기능부(2)와 발광소자(11)의 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩을 차광 산란층(3)으로 억제하고, 박형화하면서 휘도 얼룩이 적은 발광 모듈(100)을 효율적으로 다량 생산할 수 있다.

직하형의 액정 디스플레이 장치에서는, 액정 패널과 발광 모듈의 거리가 가깝기 때문에, 발광 모듈의 휘도 얼룩이 액정 디스플레이 장치의 휘도 얼룩에 영향을 미칠 가능성이 있다. 그 때문에, 직하형의 액정 디스플레이 장치의 발광 모듈로서, 휘도 얼룩이 적은 발광 모듈이 요망되고 있다.

본 실시형태의 발광 모듈(100)의 구성을 취하면, 발광 모듈(100)의 두께를, 5mm 이하, 3mm 이하, 1mm 이하 등, 얇게 할 수 있다.

본 실시형태에 관련되는 발광 모듈(100)을 구성하는 각 부재 및 제조 방법에 대해 이하에 상술한다.

(도광판(1))

도광판(1)은 발광소자(11)로부터의 광이 입사되어, 면 형상의 발광을 행하는 투광성의 부재이다.

본 실시형태의 도광판(1)은, 발광면이 되는 제1 주면(1c)과, 제1 주면(1c)과 반대측의 제2 주면(1d)을 구비한다.

이 도광판(1)은 제2 주면(1d)에 복수의 발광소자(11)를 배치하고 있다. 도 2에 나타내는 도광판(1)은, 제2 주면(1d)에 마련한 오목부(1b)에 발광소자 유닛(10)을 배치하고 있고, 이에 의해, 도광판(1)과 발광소자(11)의 거리를 단축할 수 있고, 발광 모듈(100)의 박형화가 가능해진다.

도광판(1)의 크기는, 예를 들면, 1변이 1cm∼200cm 정도로 할 수 있고, 3cm∼30cm 정도가 바람직하다. 두께는 0.1mm∼5mm 정도로 할 수 있고, 0.5mm∼3mm가 바람직하다.

도광판(1)의 평면 형상은, 예를 들면, 대략 직사각형이나 대략 원형 등으로 할 수 있다.

도광판(1)의 재료로서는, 아크릴, 폴리카보네트, 환상 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르 등의 열가소성 수지, 에폭시, 실리콘 등의 열경화성 수지 등의 수지 재료나 유리 등의 광학적으로 투명한 재료를 이용할 수 있다. 특히, 열가소성의 수지 재료는, 사출 성형에 의해 효율적으로 제조할 수 있기 때문에 바람직하다. 그 중에서도, 투명성이 높고, 염가의 폴리카보네트가 바람직하다. 도광판(1)에 발광소자(11)를 실장한 후에 배선 기판을 부착하는 발광 모듈은, 리플로우 땜납과 같은 고온이 관련되는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 폴리카보네트와 같은 열가소성이며 내열성이 낮은 재료이어도 이용할 수 있다.

도광판(1)은, 예를 들면, 사출 성형이나 트랜스퍼 몰드, 열 전사 등으로 형성할 수 있다. 도광판(1)이 후술하는 광학 기능부(2)나 오목부(1b), 구획 오목부(1e)를 구비하고 있는 경우에는, 이들도 일괄하여 금형으로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광학 기능부(2)와 오목부(1b), 구획 오목부(1e)의 성형 위치 어긋남을 저감할 수 있다.

본 실시형태의 도광판(1)은 단층으로 형성되어 있어도 되고, 복수의 투광성 층이 적층되어 형성되어 있어도 된다. 복수의 투광성 층이 적층되어 있는 경우에는, 임의의 층 사이에 굴절율이 다른 층, 예를 들면 공기의 층 등을 마련하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광을 보다 확산시키기 쉬워지고, 휘도 얼룩을 저감한 발광 모듈로 할 수 있다. 이와 같은 구성은, 예를 들면, 임의의 복수의 투광성 층 사이에 스페이서를 마련하여 이격시켜, 공기의 층을 마련함으로써 실현할 수 있다.

또한, 도광판(1)의 제1 주면(1c) 상에 투광성 층과, 도광판(1)의 제1 주면(1c)과 투광성 층 사이에 굴절율이 다른 층, 예를 들면 공기의 층 등을 마련해도 된다. 이에 의해, 광을 보다 확산시키기 쉬워져, 휘도 얼룩을 저감한 액정 디스플레이 장치로 할 수 있다. 이와 같은 구성은, 예를 들면, 임의의 도광판(1)과 투광성 층 사이에 스페이서를 마련하여 이격시켜, 공기의 층을 마련함으로써 실현할 수 있다.

(광학 기능부(2))

도광판(1)은, 제1 주면(1c) 측에 광학 기능부(2)를 구비하고 있다.

광학 기능부(2)는, 예를 들면, 도광판(1)에 입사되는 광을 광학 기능부(2)에 의해 면내로 넓히는 기능을 가질 수 있다. 광학 기능부(2)는, 예를 들면, 도광판(1)의 재료와 굴절율이 다른 재료로 마련된다. 광학 기능부(2)는, 구체적으로, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)에 마련한 오목부(1a)로 구성할 수 있다. 이 도면의 광학 기능부(2)는, 오목부(1a)의 내주면에 경사면(1x)을 마련하고 있다. 경사면(1x)은, 오목부(1a)의 중앙을 향하여 발광소자(11)에 접근하도록, 도면에 있어서 상행 구배로 경사진다. 도 2b의 단면도에 나타내는 광학 기능부(2)는, 경사면(1x)을, 중앙부를 향하여 점차 경사각(α)이 커지는 형상으로 하고 있다. 이러한 형상의 광학 기능부(2)를 마련함으로써, 발광소자(11)의 발광면(11a)으로부터 도광판(1)에 입사되는 광을 보다 효과적으로 도광판(1)의 면방향으로 넓힐 수 있다. 더욱이, 광학 기능부(2)는, 저부에 평면부(1y)를 마련하고 있다. 광학 기능부(2)는, 평면부(1y)를 오목부(1a)의 중앙부에 배치하고 있다. 오목부(1a)의 중앙부에 평면부(1y)를 마련한 광학 기능부(2)는, 오목부(1a)를 마련하여 도광판(1)의 강도가 저하되는 폐해를 적게 할 수 있다. 중앙부에 마련한 평면부(1y)가, 도광판(1)의 최소 두께를 두껍게 할 수 있기 때문이다. 광학 기능부(2)는, 발광소자(11)의 광축 상에 배치하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 광학 기능부(2)에 마련한 평면부(1y)를 발광소자(11)의 광축 상에 배치하는 것이 바람직하다. 평면부(1y)가 있는 광학 기능부(2)는, 평면부가 없는 광학 기능부에 비교하여, 발광소자(11)와 광학 기능부(2)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩을 적게 할 수 있다. 평면부(1y)가 광 입사면인 발광소자(11)의 발광면(11a)과 평행하게 배치되어, 평면부(1y)와 광 입사면의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩이 적어지기 때문이다. 단, 광학 기능부는, 도시하지 않지만, 제1 주면 측에 마련된 역원뿔이나 역사각뿔, 역육각뿔 등의 역다각뿔형 등의 오목부로서, 저부에 평면부를 마련하거나, 혹은 평면부를 마련하지 않는 형상으로 할 수도 있다.

광학 기능부(2)는, 도광판(1)과 굴절율이 다른 재료(예를 들면, 공기)와 오목부(1a)의 경사면(1x)과의 계면에서, 발광소자(11)로부터 입사되는 광을 발광소자(11)의 측방 방향으로 반사하는 것을 이용할 수 있다. 또한, 예를 들면, 경사면(1x)을 가지는 오목부(1a)에 광반사성의 재료(예를 들면, 금속 등의 반사막이나 백색의 수지) 등을 마련한 것이어도 된다. 광학 기능부(2)의 경사면(1x)은, 단면에서 보았을 때 곡선으로 하지만, 직선이어도 된다. 도 2b 및 도 2c의 단면도에 나타내는 광학 기능부(2)의 경사면(1x)은, 단면에서 보았을 때 오목부(1a)의 중앙을 향하여 점차 경사각(α)을 크게 하는 곡선으로 하지만, 단면에서 보았을 때 경사각(α)이 다른 직선으로서, 중앙을 향하여 점차 경사각(α)을 크게 할 수도 있다.

광학 기능부(2)는, 후술하는 바와 같이, 각각의 발광소자(11)에 대응하는, 즉, 제2 주면(1d) 측에 배치된 발광소자(11)와 반대측의 위치에 배치된다.

광학 기능부(2)의 크기는 적절히 설정할 수 있다. 도 2b에 나타내는 광학 기능부(2)는, 평면에서 보았을 때 원형의 개구부의 외형을, 발광소자(11)의 발광면(11a)인, 파장 변환부(12)의 외형보다 크게 하고 있다. 이 광학 기능부(2)는, 발광소자(11)의 발광면(11a)으로부터 도광판(1)에 입사되는 광을 보다 효과적으로 도광판(1)의 내부로 반사하여 도광판(1)의 면방향으로 넓힐 수 있다. 발광소자(11)의 발광을 파장 변환부(12)를 통하여 도광판(1)에 입사하는 발광 모듈(100)은, 파장 변환부(12)로부터 전방향으로 광이 도광판(1)에 입사된다. 도광판(1)에 입사되는 발광은, 광학 기능부(2)와의 계면에서 전반사하여 도광판(1)의 면방향으로 효율적으로 넓힐 수 있지만, 도광판(1)의 입사광은, 일부가 전반사하여 도광판(1)의 면방향으로 반사되고, 일부는 광학 기능부(2)와의 계면에서 전반사하지 않고 광학 기능부(2)를 투과하여 도광판(1)의 제1 주면(1c)으로부터 외부로 방사된다. 특히, 오목부(1a)의 중앙부에 마련한 평면부(1y)는, 경사면(1x)에 비교하여, 광학 기능부(2)와 도광판(1)과의 계면에 있어서의 광의 입사각이 작아져서, 전반사할 확률이 저하되어 외부로 방사되는 광이 강해진다. 광학 기능부(2)를 투과하여 도광판(1)의 제1 주면(1c)으로부터 외부로 방사되는 광은, 휘도 얼룩을 저하시키는 원인이 된다.

(차광 산란층(3))

발광 모듈(100)은, 도광판(1)에 광학 기능부(2)를 마련하고, 발광소자(11)로부터의 광을 측방으로 넓히고, 도광판(1)의 제1 주면(1c)으로부터 외부로 방사되는 광의 발광 강도를 평균화시키지만, 이것은, 휘도 얼룩을 적게 하기 때문에 바람직하다. 발광 모듈(100)은, 발광소자(11) 사이의 간격을 좁게 하여, 휘도 얼룩을 적게 할 수 있지만, 발광소자(11)의 간격을 좁게 하면, 도광판(1)에 고정하는 발광소자 수가 증가해서 부품 비용과 제조 비용이 높아진다. 발광 모듈(100)은, 발광소자(11)의 개수를 적게 해서 비용을 낮추면서, 휘도 얼룩을 적게 한다고 하는 어려운 과제가 있다. 또한, 도광판(1)에 복수의 광학 기능부(2)를 마련하고, 각각의 광학 기능부(2)에 발광소자(11)를 배치하는 발광 모듈(100)은, 광학 기능부(2)와 발광소자(11)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩도 과제가 된다. 도광판(1)에 오목부(1a)를 마련하여 광학 기능부(2)를 구성하는 발광 모듈(100)은, 광학 기능부(2)의 중앙부에 있어서 도광판(1)이 얇아져서 강도가 저하된다. 광학 기능부(2)의 오목부 중앙부에 평면부(1y)를 마련하는 구조는, 오목부 중앙부의 강도를 높게 할 수 있고, 또한, 평면부(1y)에 의해 발광소자(11)와의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩을 적게 할 수 있지만, 광학 기능부(2)의 평면부(1y)에 있어서, 발광소자(11)의 광 투과율이 높아져서, 휘도 얼룩의 억제 효과는 감소한다.

그래서, 본 실시형태에 있어서의 발광 모듈은, 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 차광 산란층(3)을 마련함으로써, 도광판(1)의 강도 저하를 방지하면서, 광학 기능부(2)를 투과한 발광소자(11)로부터의 입사광을 산란하고, 차광함으로써, 광학 기능부(2)의 폐해를 적게 하고, 휘도 얼룩을 억제한다. 본 실시형태의 발광 모듈은, 광학 기능부(2)와 차광 산란층(3)을 적층 구조로 배치하는 독특한 구조이며, 발광소자(11)로부터의 광을 정밀도 좋게 균일화하고, 휘도 얼룩이 적은 양질의 백라이트용 광원으로 한다.

차광 산란층(3)은, 도광판(1)의 제1 주면(1c)에, 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 배치된다. 차광 산란층(3)은, 광학 기능부(2)를 투과하는 광을 확산하고, 차광하여 휘도 집중을 완화한다. 차광 산란층(3)은, 구체적으로, 투광성의 플라스틱이나 유리 등의 시트 재료에, 안료나 염료를 첨가한 층이다. 안료나 염료는 바람직하게는 백색이며, 광의 반사율을 높게 하여, 차광 산란층(3)에 의한 발광 모듈(100)의 휘도 저하를 방지하면서 휘도 얼룩을 억제한다. 차광 산란층(3)은, 투과하는 광을 흡수하여 차광하는 것이 아니고, 투과광을 산란하여 차광한다. 단, 차광 산란층(3)의 안료나 염료는, 착색된 안료, 예를 들면 적색, 오렌지색, 황색 등으로서, 투과광의 일부를 흡수하여 발광 모듈(100)의 발광색을 컨트롤하여 산란하고, 차광할 수도 있다. 특히, 발광소자(11)를 청색 발광 다이오드로 하는 발광 모듈은, 차광 산란층(3)에, 청색을 흡수하는 안료나 염료를 사용함으로써, 청색 발광 다이오드의 청색을 파장 변환하여 외부로 방사할 수도 있다.

차광 산란층(3)은, 바람직하게는 백색의 안료 등을 함유시킨 수지인 것이 바람직하다. 차광 산란층(3)은, 안료나 염료의 첨가량에 의해 차광량을 컨트롤할 수 있다. 차광 산란층(3)은, 실리콘 수지에, 백색 안료로서 산화 티탄을 첨가한 것이 바람직하다. 차광 산란층(3)은, 백색 안료의 첨가량에 의해 투과광의 투과율을 컨트롤한다. 차광 산란층(3)은, 수지에 첨가하는 백색 안료의 첨가량을 많게 하고, 투과광의 투과율을 낮게 할 수 있다. 투과율은, 차광 산란층(3)을 두께 방향으로 직선 형상으로 투과하는 광의 감쇠 비율이며, 「차광 산란층(3)을 두께 방향으로 투과하는 광 강도/입사광의 강도」의 비율이다. 차광 산란층(3)은, 바람직하게는, 60중량% 이하의 백색 안료를 첨가하고, 투과율을 최적값으로 설정한다. 차광 산란층(3)은, 안료나 염료의 첨가율을 컨트롤하여 투과율을 조정할 수 있다.

차광 산란층(3)은, 투과하는 광을 반사하고, 산란하여 차광한다. 차광 산란층(3)은, 평면에서 보았을 때, 광학 기능부(2)를 덮고 있다. 도광판(1)의 제1 주면(1c)에 마련하고 있는 광학 기능부(2)는, 파장 변환부(12)로부터 입사하는 광을 도광판(1)의 면방향으로 넓혀서 휘도 얼룩을 억제한다. 광학 기능부(2)는, 도 2b의 화살표 B로 나타내는 바와 같이, 도광판(1)과의 경계에서 전반사하는 광을 100% 반사하여 도광판(1)의 면방향으로 확산한다. 광의 전반사는, 입사각(θ)이 임계각을 초과하는 상태로 발생한다. 광의 입사각(θ)이 임계각보다 작은 광은, 광학 기능부(2)와 도광판(1)과의 경계에서 전반사하지 않고 외부로도 방사된다. 도 2b에 있어서 화살표 A로 나타내는 광은, 입사각(θ)이 작고, 광학 기능부(2)의 평면부(1y)를 투과한다. 차광 산란층(3)은, 광학 기능부(2)를 투과하여 외부로 방사되는 광학 기능부(2)의 투과광을 차광하여 발광 모듈(100)의 휘도 얼룩을 억제한다.

도 2의 발광 모듈(100)은, 투광성 시트(4)를 통해서 차광 산란층(3)을 정위치에 배치한다. 투광성 시트(4)는, 도광판(1)의 제1 주면(1c)에 적층되며, 차광 산란층(3)을 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 배치한다. 차광 산란층(3)은 투광성 시트(4)에 적층하여 마련된다. 투광성 시트(4)는, 투과광을 산란하여 투과시키는 산란 시트이다. 투광성 시트(4)를 산란 시트로 하는 발광 모듈(100)은, 투광성 시트(4)와 발광 모듈(100)의 휘도 얼룩을 억제하는 것에 더해서, 차광 산란층(3)에 의해 추가로 휘도 얼룩을 억제할 수 있다. 단, 투광성 시트(4)는, 백색 안료가 첨가되지 않는 투광성이 높은 시트로 할 수도 있다. 투광성 시트(4)는, 바람직하게는 막두께를 약 100㎛ 이상이며 1000㎛ 이하, 더 바람직하게는 100㎛ 이상이며 500㎛ 이하로 하는 PET 등의 투광성 수지 시트에 백색 안료를 혼합하고 있는 시트를 사용할 수 있다. 투광성 시트(4)의 백색 안료에는 산화 티탄 등의 무기 백색 분말이 적합하다.

차광 산란층(3)은, 실리콘 수지 등의 투광성 수지에 백색 안료를 첨가한 층으로 하는 것이 바람직하다. 차광 산란층(3)은, 투광성 시트(4)보다, 두께 방향으로 투과하는 광의 투과율을 작게 하는 것이 바람직하다. 투광성 시트(4)가 발광 모듈 전체면의 휘도 얼룩을 억제하는 것에 비해, 차광 산란층(3)이 발광소자(11) 근방에 있어서 중앙부에 휘도가 집중하는 것을 완화하여 휘도 얼룩을 해소하기 때문이다. 차광 산란층(3)이 두께 방향으로 투과하는 광을 차광하는 투과율은, 바람직하게는, 0.1/10∼7/10, 보다 바람직하게는 0.3/10∼5/10의 범위로 설정할 수 있다. 단, 차광 산란층(3)의 투과율은, 도광판(1)의 두께, 발광소자(11)의 발광면(11a)의 면적, 발광소자(11)의 발광 강도, 광학 기능부(2)의 형상 등을 고려하여 최적값으로 조정할 수 있다.

차광 산란층(3)은, 투광성 시트(4)의 표면에 적층되거나, 혹은 투광성 시트(4)와 일체 구조로 하여, 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 배치된다. 투광성 시트(4)에 적층되는 차광 산란층(3)은, 바람직하게는, 투광성 시트(4)보다 투과광의 투과율을 낮게 하는 것이 바람직하다. 차광 산란층(3)이, 광학 기능부(2)로부터의 입사광을 차광함으로써, 발광 모듈(100)이 외부로 방사하는 광을 국부적으로 차광하여 휘도 얼룩을 적게 하는 것에 비해, 산란 시트인 투광성 시트(4)는 발광 모듈(100)의 전체면으로부터 방사되는 광을 산란하여 휘도 얼룩을 적게 하기 때문이다.

투광성 시트(4)에 적층하여 정위치에 배치되는 차광 산란층(3)은, 투광성 시트(4)의 표면으로서 도광판(1)과의 대향면에 접합된다. 이 발광 모듈(100)은, 광학 기능부(2)를 투과한 광을 차광 산란층(3)에 투과하고, 추가로 차광 산란층(3)을 투과한 광을 투광성 시트(4)에 투과시켜, 휘도 얼룩을 효율적으로 억제할 수 있다. 특히, 투광성 시트(4)를 산란 시트로 하는 발광 모듈(100)은, 차광 산란층(3)을 도광판(1)과의 대향면에 배치하고, 휘도 얼룩을 효과적으로 억제할 수 있다. 단, 차광 산란층은 투광성 시트의 도광판과의 대향면의 반대측에 적층할 수도 있다. 이 발광 모듈은, 광학 기능부를 투과하고, 투광성 시트를 투과한 광을 차광 산란층에 투과시킨다. 산란 시트의 투광성 시트(4)에 차광 산란층(3)을 적층하는 발광 모듈(100)은, 차광 산란층(3)을 도광판(1)과의 대향면에 배치함으로써, 차광 산란층(3)을 대향면과의 반대측에 배치하는 것보다 휘도 얼룩을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 차광 산란층(3)에 의해 휘도 얼룩이 억제된 광을, 산란 시트에 투과시키기 때문이다.

발광 모듈(100)은, 차광 산란층(3)과 투광성 시트(4)를 일체 구조로 하여, 투광성 시트(4)에 부분적으로 차광 산란층(3)을 마련할 수 있다. 이 투광성 시트(4)는, 투광성의 플라스틱 시트에, 차광 산란층(3)을 구성하는 영역에, 안료나 염료를 첨가해서 차광 산란층(3)을 구성한다. 투광성 시트(4)의 플라스틱 시트는, 예를 들면 불소 수지 필름을 사용할 수 있고, 두께는, 바람직하게는 50㎛ 이상이며 500㎛ 이하로 할 수 있다. 산란 시트와 차광 산란층(3)을 일체 구조로 하는 투광성 시트(4)는, 차광 산란층(3)의 영역과, 산란 시트의 영역에서, 안료나 염료의 농도나 재질을 변경한다. 차광 산란층(3)은, 바람직하게는, 산란 시트보다 광의 투과율을 낮게 하므로, 안료나 염료의 첨가량을, 산란 시트의 영역보다 많게 하여 실현할 수 있다.

투광성 시트(4)로 정위치에 배치되는 차광 산란층(3)은, 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 배치된다. 투광성 시트(4)는, 부분적으로 도광판(1)에 접합되어, 도광판(1)의 정위치에 배치된다. 사각형 형상의 도광판(1)의 제1 주면(1c) 측에, 사각형 형상의 투광성 시트(4)를 적층하는 발광 모듈(100)은, 투광성 시트(4)의 1변을 도광판(1)에 접합하여 도광판(1)의 정위치에 배치할 수 있다. 이 발광 모듈(100)은, 온도 변화에 의해 투광성 시트(4)와 도광판(1)의 열적 수축이 다른 상태이며, 투광성 시트(4)를 평면 형상으로 유지하여 도광판(1)의 표면에 적층하고, 차광 산란층(3)을 도광판(1)의 광학 기능부(2)의 위치에 접근하여 배치할 수 있다.

차광 산란층(3)의 크기는 적절히 설정할 수 있다. 평면에서 보았을 때, 차광 산란층(3)의 외형은, 광학 기능부(2)의 외형보다 크고, 광학 기능부(2)의 전체면을 덮도록 배치된다. 이 차광 산란층(3)은, 광학 기능부(2)로부터 조사되는 광을 산란하고, 차광하고, 휘도 집중을 완화하여, 휘도 얼룩을 억제하여 외부로 방사한다. 도광판(1)의 제2 주면(1d)에 발광소자(11)를 매트릭스로 배치하는 발광 모듈(100)은, 발광소자(11)의 근방의 휘도가 높아진다. 발광소자(11)의 발광은, 파장 변환부(12)로부터 광학 기능부(2)에, 광학 기능부(2)로부터 차광 산란층(3)을 투과하여 휘도 얼룩을 억제하여 외부로 방사된다. 광학 기능부(2)를 오목부(1a)에 의해 구성하는 도광판(1)은, 광학 기능부(2)의 중앙부가 얇아진다. 더욱이, 중앙부에 평면부(1y)가 있는 오목부(1a)는, 평면부(1y)에 의해 광학 기능부(2)와 발광소자(11)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩 등의 폐해를 적게 할 수 있지만, 평면부(1y)에 의해, 도광판(1)의 특정 영역이 얇아지고, 이 영역에 있어서의 투과광의 강도가 강해져서 휘도 얼룩의 원인이 된다. 차광 산란층(3)은, 평면부(1y)의 투과광도 산란하며, 차광하여 휘도 집중을 완화하여 투과광에 의한 휘도 얼룩을 보다 효과적으로 억제한다. 광학 기능부(2)의 투과광은, 여러 방향으로부터 차광 산란층(3)에 입사하지만, 차광 산란층(3)은, 여러 방향으로부터 입사하는 광을 차광하며, 산란하여 투과 광의 강도를 저하하여 휘도 얼룩을 억제한다.

(오목부(1b))

도광판(1)은, 제2 주면(1d) 측에 오목부(1b)를 구비하고 있어도 된다. 오목부(1b)는, 발광소자(11)의 실장 위치의 목표로 할 수 있으면 어떠한 형태라도 된다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 2b, 도 2c 및 도 4a에 나타내는 바와 같은 오목부나, 볼록부, 홈 등으로 할 수 있다.

오목부(1b)의 평면에서 보았을 때의 크기는, 예를 들면, 0.05mm∼10mm로 할 수 있고, 0.1mm∼1mm가 바람직하다. 깊이는 0.05mm∼4mm로 할 수 있고, 0.1mm∼1mm가 바람직하다. 광학 기능부(2)와 오목부(1b) 사이의 거리는 광학 기능부(2)와 오목부(1b)가 이격되어 있는 범위에서 적절히 설정할 수 있다.

오목부(1b)의 평면에서 보았을 때 형상은, 예를 들면, 대략 직사각형, 대략 원형으로 할 수 있고, 오목부(1b)의 배열 피치 등에 의해 선택 가능하다. 오목부(1b)의 배열 피치(가장 근접한 2개의 오목부 사이의 거리)가 거의 균등할 경우에는, 대략 원형 또는 대략 정방형이 바람직하다. 그 중에서도, 대략 원형으로 함으로써, 발광소자(11)로부터의 광을 양호하게 넓힐 수 있다.

(발광소자 유닛(10))

발광소자 유닛(10)은, 발광소자(11)와, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)을 덮는 파장 변환부(12)와, 발광소자(11)의 측면을 덮는 광반사성 부재(16)를 구비하고 있다.

도 3의 발광소자 유닛(10)은, 파장 변환부(12)의 표면에 발광소자(11)를 접합하고, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)을 파장 변환부(12)로 피복하고 있다. 발광소자(11)는, 투광성 접착 부재(17)를 통하여, 파장 변환부(12)의 표면에 접합하고 있다. 도 3의 발광소자 유닛(10)은, 평면에서 보았을 때, 파장 변환부(12)의 외형을 발광소자(11)의 외형보다 크게 하고 있다. 이 발광소자 유닛(10)은, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)으로부터 조사되는 보다 많은 광을 파장 변환부(12)에 투과시켜 도광판(1)에 입사하여 색 얼룩이나 휘도 얼룩을 적게 할 수 있다. 더욱이, 발광소자 유닛(10)은, 발광소자(11)의 측면을 광반사성 부재(16)로 피복하고 있다. 도면에 나타내는 발광소자 유닛(10)은, 광반사성 부재(16)의 외측면과 파장 변환부(12)의 외측면을 대략 동일 평면으로 하고 있다.

(파장 변환부(12))

본 실시형태의 발광 모듈(100)은, 발광소자(11)로부터의 광을 확산하고, 발광소자(11)로부터의 광의 파장을 변환하는 파장 변환부(12)를 구비하고 있어도 된다.

파장 변환부(12)는, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 발광소자(11)와 도광판(1) 사이에 마련되며, 도광판(1)의 제2 주면(1d) 측에 배치되어 있다. 파장 변환부(12)는, 거기에 조사된 발광소자(11)로부터의 광을 내부에서 확산, 균등화한다. 도면의 발광 모듈(100)은, 발광소자 유닛(10)으로서, 발광소자(11)와 파장 변환부(12)를 일체적으로 형성함으로써, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)을 파장 변환부(12)로 피복하고 있다. 파장 변환부(12)는, 발광 모듈의 박형화 등의 목적으로부터, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 전술한 도광판(1)의 오목부(1b) 내에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

단, 파장 변환부(12)는, 도 5에 나타내는 발광 모듈(200)과 같이, 평탄한 도광판(201)의 제2 주면(201d) 상에 배치할 수도 있다. 도면에 나타내는 발광 모듈(200)은, 평탄한 도광판(201)의 제2 주면(201d) 상에, 발광소자 유닛(10)의 파장 변환부(12)를 접합하여 고정함으로써, 도광판(201)과 발광소자(11) 사이에 파장 변환부(12)를 배치하고 있다. 이 발광소자 유닛(10)은, 예를 들면, 투광성 접착 부재(17)를 통하여 접합된다. 이와 같이, 파장 변환부(12)는, 제2 주면(201d)의 면으로부터 돌출하도록 마련되어 있어도 된다.

더욱이, 발광 모듈은, 도시하지 않지만, 도광판에 형성된 오목부에 파장 변환 재료를 충전하여 파장 변환부를 형성할 수도 있다. 이 발광 모듈은, 각각 이격된 복수의 파장 변환부를 구비하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 파장 변환 재료를 삭감할 수 있다. 또한, 각각의 발광소자 1개에 대하여, 1개의 파장 변환부가 마련되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광소자로부터의 광을 파장 변환부에 있어서 균일화시킴으로써, 휘도 얼룩이나 색 얼룩을 저감할 수 있다.

오목부에 파장 변환 재료를 충전하여 형성되는 파장 변환부는, 예를 들면, 포팅(potting), 인쇄, 스프레이 등의 방법으로 형성할 수 있다. 도광판의 오목부 내에 파장 변환 재료를 배치하여 파장 변환부를 형성할 경우에는, 예를 들면, 액상(液狀)의 파장 변환 재료를 도광판의 제2 주면에 실은 후, 스퀴지 등으로 복수의 오목부 내에 인쇄함으로써, 양호한 양산성으로 파장 변환부를 형성할 수 있다.

또한, 오목부에 충전되는 파장 변환부는, 미리 형성된 것을 준비하고, 그 성형품을 도광판의 오목부 내, 또는 도광판의 제2 주면 상에 배치해도 된다. 파장 변환부의 성형품의 형성 방법은, 예를 들면, 판 형상 또는 시트 형상의 파장 변환 재료를, 절단, 펀칭 등에 의해 개편화하는 방법을 들 수 있다. 혹은, 금형 등을 이용하여 사출 성형, 트랜스퍼 몰드법, 압축 성형 등의 방법에 의해 작은 조각의 파장 변환부의 성형품을 형성할 수 있다. 파장 변환부의 성형품은, 접착제 등을 이용하여 오목부 내, 또는 도광판의 제2 주면 상에 접착할 수 있다.

파장 변환부(12)의 크기나 형상은, 예를 들면, 상술한 오목부(1b)와 동등 정도로 할 수 있다. 파장 변환부(12)의 높이는, 오목부(1b)의 깊이와 같은 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 도광판(1)의 제1 주면(2c)은, 광학 기능부(2) 이외의 부분에 광 확산, 반사 등을 시키는 가공을 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 광학 기능부(2)로부터 이격된 부분에 미세한 요철을 마련하거나, 또는 거친 면으로 함으로써, 추가로 광을 확산시켜, 휘도 얼룩을 저감하도록 할 수 있다.

파장 변환부(12)는, 예를 들면, 모재(母材)의 재료로서, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 이들을 혼합한 수지, 또는, 유리 등의 투광성 재료를 이용할 수 있다. 파장 변환부(12)의 내광성 및 성형 용이성의 관점에서는, 파장 변환부(12)의 모재로서 실리콘 수지를 선택하면 유익하다. 파장 변환부(12)의 모재로서는, 도광판(1)의 재료보다 높은 굴절율을 갖는 재료가 바람직하다.

파장 변환부(12)가 함유하는 파장 변환 부재로서는, YAG 형광체, β사이알론 형광체 또는 KSF계 형광체 등의 불화물계 형광체 등을 들 수 있다. 특히, 복수 종류의 파장 변환 부재를 1개의 파장 변환부(12)에서 이용하는 것, 보다 바람직하게는, 파장 변환부(12)가 녹색계의 발광을 하는 β사이알론 형광체와 적색계의 발광을 하는 KSF계 형광체 등의 불화물계 형광체를 포함함으로써, 발광 모듈의 색 재현 범위를 넓힐 수 있다. 또한, 예를 들면, 청색계의 광을 출사하는 발광소자(11)를 이용했을 때에, 적색계의 광을 얻을 수 있도록, 파장 변환부(12)에 KSF계 형광체(적색 형광체)를 60중량% 이상, 바람직하게는 90중량% 이상 함유시켜도 된다. 즉, 특정한 색의 광을 출사하는 파장 변환 부재를 파장 변환부(12)에 함유시킴으로써, 특정한 색의 광을 출사하도록 해도 된다. 또한, 파장 변환 부재는 양자 도트이어도 된다.

파장 변환부(12) 내에 있어서, 파장 변환 부재는 어떻게 배치되어 있어도 된다. 예를 들면, 거의 균일하게 분포되어 있어도 되고, 일부에 편재하여도 된다. 또한, 파장 변환 부재를 각각 함유하는 복수의 층이 적층되어 마련되어 있어도 된다.

파장 변환부(12)는, 예를 들면 상술한 수지 재료에 SiO2나 TiO2 등의 미립자를 함유시켜, 발광소자(11)의 광을 산란시키는 층으로 할 수도 있다.

(발광소자(11))

발광소자(11)는 발광 모듈(100)의 광원이다. 도광판(1)은, 복수의 발광소자(11)를 배치하고 있다.

발광소자(11)는, 주로 발광을 취출하는 주 발광면(11c)과, 주 발광면(11c)과 반대측으로서, 한 쌍의 전극(1lb)을 갖는 전극 형성면(11d)을 가진다. 한 쌍의 전극(1lb)은 배선 기판(20)과 대향하여 배치되며, 임의로 배선(15) 등을 통하여, 적절히 배선 기판(20)의 기판 배선과 전기적으로 접속된다.

발광소자(11)는, 예를 들면, 사파이어 등의 투광성 기판과, 투광성 기판 위에 적층된 반도체 적층 구조를 가진다. 반도체 적층 구조는, 발광층과, 발광층을 사이에 두는 n형 반도체층 및 p형 반도체층을 포함하고, n형 반도체층 및 p형 반도체층에 n측 전극 및 p측 전극이 각각 전기적으로 접속된다. 발광소자(11)는, 예를 들면 투광성 기판을 구비하는 주 발광면(11c)이 도광판(1)과 대향하여 배치되며, 주 발광면(11c)과 반대측의 전극 형성면(11d)에 한 쌍의 전극(1lb)을 가진다. 발광소자(11)는, 파장 변환 부재를 효율적으로 여기할 수 있는 단파장의 광을 출사하는 것이 가능한 질화물 반도체(InxAlyGa1-x-yN, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1)를 구비하는 것이 바람직하다.

발광소자(11)로서는, 세로, 가로 및 높이의 치수에 특히 제한은 없다. 발광소자(11)는, 바람직하게는 평면에서 보았을 때 세로 및 가로의 치수가 1000㎛ 이하인 반도체 발광소자를 이용하고, 보다 바람직하게는 세로 및 가로의 치수가 500㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는, 세로 및 가로의 치수가 200㎛ 이하인 발광소자를 이용한다. 이와 같은 발광소자를 이용하면, 액정 디스플레이 장치의 로컬 디밍을 행했을 때에, 고정세의 영상을 실현할 수 있다. 또한, 세로 및 가로의 치수가 500㎛ 이하인 발광소자(11)를 이용하면, 발광소자(11)를 염가로 조달할 수 있기 때문에, 발광 모듈(100)을 염가로 할 수 있다. 또한, 세로 및 가로의 치수 양쪽이 250㎛ 이하인 발광소자는, 발광소자의 상면의 면적이 작아지기 때문에, 상대적으로 발광소자의 측면으로부터의 광의 출사량이 많아진다. 즉, 이와 같은 발광소자는 발광이 배트 윙 형상이 되기 쉬워지기 때문에, 발광소자(11)가 도광판(1)에 접합되며, 발광소자(11)와 도광판(1)의 거리가 매우 짧은 본 실시형태의 발광 모듈(100)에 바람직하게 이용된다.

더욱이, 발광 모듈은, 도광판(1)에 렌즈 등의 반사나 확산 기능을 갖는 광학 기능부(2)를 마련하고, 발광소자(11)로부터의 광을 측방으로 넓히고, 도광판(1)의 면내에 있어서의 발광 강도를 평균화시키는 것이 바람직하다. 그러나, 도광판(1)의 복수 발광소자(11)와 대응하는 위치에 복수의 광학 기능부(2)를 배치하는 구조는, 작은 발광소자(11)와 광학 기능부(2)의 위치결정이 어려워지는 경우가 있다.

또한, 발광소자(11)나 광학 기능부(2)의 위치 어긋남이 발생하면, 광학 기능부(2)와 발광소자(11)의 상대적인 위치가 설계로부터 벗어나서, 광학 기능부(2)에 의해 광을 충분히 넓힐 수 없고, 밝기가 면내에 있서 부분적으로 저하하는 등 하여, 휘도 얼룩이 된다고 하는 문제가 있다.

그래서, 본 실시형태에 있어서의 발광 모듈(100)은, 도광판(1)에 미리 마련된 복수의 위치결정부(특히, 오목부(1b)) 혹은 광학 기능부(2)를 안표(眼標)로 하여, 도광판(1) 상에 복수의 발광소자 유닛(10)을 실장함으로써, 이와 같은 발광소자(11)의 위치결정을 용이하게 할 수 있다. 이에 의해, 발광소자(11)로부터의 광을 정밀도 좋게 균일화시켜, 휘도 얼룩이나 색 얼룩이 적은 양질의 백라이트용 광원으로 할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 광학 기능부(2)가 마련된 면의 반대측 면에 있어서 광학 기능부(2)와 대응한, 즉, 평면 투시에 있어서 광학 기능부(2)와 겹치는 위치에, 발광소자(11)를 위치결정 가능한 위치결정부를 마련하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 위치결정부로서 오목부(1b)를 형성하고, 이 오목부(1b)에 발광소자 유닛(10)의 파장 변환부(12)를 접합함으로써, 발광소자(11)와 광학 기능부(2)의 위치결정을 보다 용이하게 할 수 있다.

또한, 발광소자를 발광소자 유닛으로서 오목부에 배치하지 않고, 도광판에 마련한 오목부에 파장 변환 재료를 충전하여 파장 변환부를 마련하고, 이 파장 변환부에 발광소자를 접합하는 구조에 있어서는, 위치결정부로서 형성된 오목부의 내부에 도광판(1)의 부재와는 다른 부재로서, 제조 장치의 위치 인식에 이용 가능한 파장 변환부를 형성함으로써, 발광소자와 광학 기능부의 위치결정을 보다 용이하게 행할 수 있다.

또한, 발광소자(11)의 측면을 광반사성 부재(16)로 피복하여 발광의 방향을 한정하고, 또한 발광소자(11)의 주 발광면(11c)과 대향하는 오목부(1b)의 내부에 파장 변환부(12)를 배치하고, 이 파장 변환부(12)로부터 주로 광을 취출함으로써, 발광을 내부에서 확산시키는 것이 가능한 파장 변환부(12)를 발광부로 간주할 수 있다. 이에 의해, 파장 변환부(12)와 대향하고는 있지만, 평면에서 보았을 때의 범위 내에 있어서 발생하는 발광소자(11)의 위치 어긋남의 영향을 보다 저감할 수 있다.

발광소자(11)로서는, 평면에서 보았을 때 사각형 형상의 발광소자를 이용하는 것이 바람직하다. 더욱이, 발광소자(11)는 그 상면 형상이 긴 길이와 짧은 길이를 갖는 장방형으로 하는 것이 바람직하다. 고정세의 액정 디스플레이 장치의 경우, 사용하는 발광소자(11)의 수는 수천개 이상이 되고, 발광소자(11)의 실장 공정은 중요한 공정이 된다. 발광소자(11)의 실장 공정에 있어서, 복수의 발광소자의 일부 발광소자에 회전 어긋남(예를 들면, ±90도 방향의 어긋남)이 발생했다고 해도, 평면에서 보았을 때 장방형의 발광소자를 이용함으로써 육안에 의한 확인이 용이하게 된다. 또한, p형 전극과 n형 전극의 거리를 떼어 놓아 형성할 수 있기 때문에, 후술하는 배선(15)의 형성을 용이하게 할 수 있다.

한편, 평면에서 보았을 때 정방형의 발광소자를 이용하는 경우는, 작은 발광소자를 양호한 양산성으로 제조할 수 있다.

발광소자(11)의 밀도(배열 피치)는, 발광소자(11) 사이의 거리는, 예를 들면, 0.05mm∼20mm 정도로 할 수 있고, 1mm∼10mm 정도가 바람직하다.

복수의 발광소자(11)는, 도광판(1)의 평면에서 보았을 때, 다단 다열로 배열된다. 바람직하게는, 복수의 발광소자(11)는, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 직교 하는 2방향, 즉, x 방향 및 y 방향을 따라 소정의 피치로 배열된다. 복수의 발광소자(11)의 x 방향의 배열 피치 px, 및 y 방향의 배열 피치 py는, 도 2a의 예에 나타내는 바와 같이, x 방향 및 y 방향의 사이에서 피치가 같아도 되고, 다르게 되어 있어도 된다. 배열의 2방향이 직교하고 있지 않아도 된다. 또한, x 방향 또는 y 방향의 배열 피치는 등 간격으로 한정되지 않고, 부등 간격이어도 된다. 예를 들면, 도광판(1)의 중앙으로부터 주변을 향하여 간격이 넓어지도록 발광소자(11)가 배열되어 있어도 된다. 또한, 발광소자(11) 사이의 피치란, 발광소자(11)의 광축 사이의 거리이다.

발광소자(11)에는, 공지의 반도체 발광소자를 이용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 발광소자(11)로서 발광 다이오드를 예시한다. 발광소자(11)는, 예를 들면, 청색광을 출사한다. 또한, 발광소자(11)로서, 백색광을 출사하는 광원을 이용해도 된다. 또한, 복수의 발광소자(11)로서 다른 색의 광을 발하는 발광소자를 이용해도 된다. 예를 들면, 발광 모듈(100)이, 적, 청, 녹의 광을 출사하는 발광소자를 포함하고, 적, 청, 녹의 광이 혼합됨으로써 백색광이 출사되어도 된다.

발광소자(11)로서, 임의의 파장의 광을 출사하는 소자를 선택할 수 있다. 예를 들면, 청색, 녹색의 광을 출사하는 소자로서는, 질화물계 반도체(InxAlyGa1-x-yN, 0≤X, 0≤Y, X+Y≤1) 또는 GaP를 이용한 발광소자를 이용할 수 있다. 또한, 적색의 광을 출사하는 소자로서는, GaAlAs, AlInGaP 등의 반도체를 포함하는 발광소자를 이용할 수 있다. 또한, 이들 이외의 재료로 이루어지는 반도체 발광소자를 이용할 수도 있다. 반도체층의 재료 및 그 혼정(混晶)도에 따라 발광 파장을 여러 가지 선택할 수 있다. 이용하는 발광소자의 조성, 발광색, 크기, 개수 등은 목적에 따라 적절히 선택하면 된다.

(투광성 접착 부재(17))

투광성 접착 부재(17)는, 파장 변환부(12)의 표면과 발광소자(11)의 주 발광면(11c)을 접합하고 있다. 더욱이, 투광성 접착 부재(17)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 발광소자(11)의 측면 일부 및 파장 변환부(12)의 일부도 피복하고 있다. 또한, 투광성 접착 부재(17)의 외측면은, 발광소자(11)의 측면으로부터 파장 변환부(12)를 향하여 넓어지는 경사면인 것이 바람직하고, 발광소자(11) 측으로 볼록 형상의 곡면인 것이 보다 바람직하다.

더욱이, 투광성 접착 부재(17)는, 도광판(1)의 제1 주면(1c) 측으로부터 본 평면에서 보았을 경우에 있어서, 파장 변환부(12)의 외연(外緣)보다 내측의 범위로 한정하여 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광소자(11)의 측면으로부터 나오는 광을 파장 변환부(12)에 의해 효율적으로 입광시킬 수 있기 때문에, 광취출 효율을 높일 수 있다.

또한, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)과 파장 변환부(12)의 사이에는, 투광성 접착 부재(17)를 가져도 된다. 이에 의해, 예를 들면, 투광성 접착 부재(17)에 확산제 등을 함유함으로써 발광소자(11)의 주 발광면(11c)으로부터 나오는 광이, 투광성 접착 부재(17)에 의해 확산되어, 파장 변환부(12)에 들어감으로써 휘도 얼룩을 적게 할 수 있다.

투광성 접착 부재(17)는, 후술하는 투광성 접합 부재(14)와 같은 부재를 사용할 수 있다.

(광반사성 부재(16))

더욱이, 발광소자 유닛(10)은, 발광소자(11)에 파장 변환부(12)를 마련한 상태로, 발광소자(11)의 측면을 광반사성 부재(16)로 피복하고 있다. 상세하게는, 투광성 접착 부재(17)로 덮어져 있지 않은 발광소자(11)의 측면 및 투광성 접착 부재(17)의 외측면을 광반사성 부재(16)로 피복하고 있다.

광반사성 부재(16)는, 광반사성이 우수한 재질이며, 바람직하게는, 광을 반사하는 첨가물인 백색 분말 등을 투명 수지에 첨가하여 있는 백색 수지이다. 발광소자 유닛(10)은, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)을 제외하는 다른 면을 이 광반사성 부재(16)로 피복함으로써, 주 발광면(11c) 이외의 방향으로의 광의 누설을 억제하고 있다. 즉, 광반사성 부재(16)는, 발광소자(11)의 측면이나 전극 형성면(11d)으로부터 출사되는 광을 반사하며, 발광소자(11)의 발광을 효율적으로 도광판(1)의 제1 주면(1c)으로부터 외부로 방사시켜, 발광 모듈(100)의 광취출 효율을 높일 수 있다.

광반사성 부재(16)는, 발광소자(11)로부터 출사되는 광에 대하여 60% 이상의 반사율을 가지며, 바람직하게는 90% 이상의 반사율을 가지는 백색 수지가 적합하다. 이 광반사성 부재(16)는, 백색 분말 등의 백색 안료를 함유시킨 수지인 것이 바람직하다. 특히, 산화 티탄 등의 무기 백색 분말을 함유시킨 실리콘 수지가 바람직하다.

광반사성 부재(16)는, 발광소자(11)의 측면의 적어도 일부에 접하고 있고, 발광소자(11)의 주위에 있어서 발광소자(11)를 매설하고, 발광소자(11)의 전극(1lb)을 표면에 노출시키고 있다. 광반사성 부재(16)는, 파장 변환부(12)와 접하고 있고, 광반사성 부재(16)의 외측면과 파장 변환부(12)의 외측면은 동일 평면이다. 광반사성 부재(16)는, 발광소자(11)와 파장 변환부(12)와 일체 구조로 접합된 발광소자 유닛(10)을 통해서 도광판(1)에 배치된다.

(투광성 접합 부재(14))

발광소자 유닛(10)은, 투광성 접합 부재(14)에 의해 도광판(1)에 접합할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 투광성 접합 부재(14)는, 오목부(1b)의 내측면 및 발광소자 유닛(10)의 외측면과 접하고 있다. 또한, 투광성 접합 부재(14)는, 오목부(1b)의 외측에 위치하는 광반사성 부재(16)의 일부와 접하도록, 환언하면, 파장 변환부(12)의 외측면으로부터 광반사성 부재(16)의 외측면에 걸치는 영역을 피복하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 발광소자 유닛(10)의 측면 방향으로 출사된 광을 투광성 접합 부재(14) 내에 효율적으로 취출, 발광 모듈(100)의 발광 효율을 높일 수 있다. 투광성 접합 부재(14)가 발광소자 유닛(10)의 측면을 피복하는 경우에는, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)의 방향을 향하여 단면에서 보았을 때 넓어지는 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 더욱이, 투광성 접합 부재(14)의 외측면은 경사면으로 하고 있고, 광반사성 부재(16)의 외측면과의 사이에서 이루는 경사각이 예각이 되도록 하고 있다. 이에 의해, 발광소자(11)의 측면 방향으로 출사된 광을 효율적으로 도광판(1)의 방향으로 취출할 수 있다.

또한, 투광성 접합 부재(14)는, 파장 변환부(12)와 오목부(1b)의 저면의 사이에 배치되어도 된다.

더욱이, 도 3에 나타내는 바와 같이, 투광성 접합 부재(14)는, 도광판(1)의 제2 주면(1d)과 접하고 있다. 이에 의해, 경사면이 형성되는 영역을 넓게 하고, 많은 광을 반사할 수 있도록 되고, 휘도 얼룩을 저감할 수 있도록 하고 있다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 투광성 접합 부재(14)는, 단면에서 보았을 때 경사면을 가지고 있다. 이 형상은, 투광성 접합 부재(14)를 투과하여 경사면에 입사하는 광을 균일한 상태로 발광면 측에 반사할 수 있다.

투광성 접합 부재(14)로서, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 투광성의 열경화성 수지 재료 등을 이용할 수 있다. 또한, 투광성 접합 부재(14)는, 광의 투과율을 60% 이상으로 하고, 바람직하게는 90% 이상으로 한다. 더욱이, 투광성 접합 부재(14)는, 확산 재료 등을 포함하거나, 혹은 광을 반사하는 첨가물인 백색 분말 등을 포함해도 되고, 확산 재료나 백색 분말 등을 포함하지 않는 투광성의 수지 재료만으로 구성되어도 된다.

투광성 접합 부재(14)는, 발광소자(11)가 투광성 기판을 구비하는 경우, 그 투광성 기판의 적어도 측면의 일부를 피복하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광층으로부터 출사되는 광 중 투광성 기판 내를 전파하여 가로방향으로 출사되는 광을, 상방으로 취출할 수 있다. 투광성 접합 부재(14)는, 높이 방향에 있어서 투광성 기판의 측면의 절반 이상을 피복하는 것이 바람직하고, 발광소자(11)의 측면과 전극 형성면(11d)이 이루는 변에 접촉하도록 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

(봉지 부재(13))

봉지 부재(13)는, 복수의 발광소자 유닛(10)의 측면과 도광판(1)의 제2 주면(1d)과 투광성 접합 부재(14)의 측면을 봉지하고 있다. 이에 의해, 발광소자 유닛(10)과 도광판(1)을 보강할 수 있다. 또한, 이 봉지 부재(13)를 광반사성 부재로 함으로써, 발광소자(11)로부터의 발광을 도광판(1)에 효율적으로 받아들일 수 있다. 또한, 봉지 부재(13)가, 발광소자 유닛(10)을 보호하는 부재와 도광판(1)의 출사면과 반대측의 면에 마련되는 반사 부재를 겸함으로써, 발광 모듈(100)의 박형화를 도모할 수 있다.

봉지 부재(13)는 광반사성 부재인 것이 바람직하다.

광반사성 부재의 봉지 부재(13)는, 발광소자(11)로부터 출사되는 광에 대하여 60% 이상의 반사율을 가지고, 바람직하게는 90% 이상의 반사율을 가진다.

광반사성 부재의 봉지 부재(13)의 재료는, 백색의 안료 등을 함유시킨 수지인 것이 바람직하다. 특히, 산화 티탄을 함유시킨 실리콘 수지가 바람직하다. 이에 의해, 도광판(1)의 일면을 피복하기 위해서 비교적 대량으로 이용되는 재료로서 산화 티탄과 같은 염가의 원재료를 많이 이용함으로써, 발광 모듈(100)을 염가로 할 수 있다.

(배선(15))

발광 모듈(100)에는, 복수의 발광소자(11)의 전극(1lb)과 전기적으로 접속되는 배선(15)이 마련되어 있어도 된다. 배선(15)은, 봉지 부재(13) 등의 표면으로서, 도광판(1)의 제1 주면(1c)과 반대측의 면에 형성할 수 있다. 배선(15)을 마련함으로써, 예를 들면 복수의 발광소자(11)끼리를 전기적으로 접속할 수 있고, 액정 디스플레이 장치(3000)의 로컬 디밍 등에 필요한 회로를 용이하게 형성할 수 있다.

배선(15)은, 예를 들면, 도 4g 및 도 4h에 나타내는 바와 같이, 발광소자(11)의 정부(正負)의 전극(1lb)을 봉지 부재(13)의 표면에 노출시켜, 발광소자(11)의 전극(11b) 및 봉지 부재(13)의 표면의 대략 전체면에 금속막(15a)을 형성하고, 이 금속막(15a)을 레이저 등으로 일부 제거하여 패터닝함으로써, 배선(15)을 형성할 수 있다.

(배선 기판(20))

본 개시의 발광 모듈(100)은, 도 4i에 나타내는 바와 같이, 배선 기판(20)을 가지고 있어도 된다. 이에 의해, 로컬 디밍 등에 필요한 복잡한 배선을 용이하게 형성할 수 있다. 이 배선 기판(20)은, 발광소자(11)를 도광판(1)에 실장하고, 임의로 봉지 부재(13) 및 배선(15)을 형성한 후에, 별도 배선층(20b)을 구비하는 배선 기판(20)을 발광소자의 전극(1lb) 내지 배선(15)과 접합함으로써 형성할 수 있다. 또한, 발광소자(11)와 접속하는 배선(15)을 마련할 때, 배선(15)을 발광소자(11)의 전극(1lb)의 평면 형상보다 큰 형상으로 함으로써, 이 배선 기판(20)과 발광소자(11) 등과의 전기적인 접합을 용이하게 할 수 있다.

배선 기판(20)은, 절연성의 기재(20a)와, 복수의 발광소자(11)와 전기적으로 접속되는 배선층(20b) 등을 구비하는 기판이다. 배선 기판(20)은, 예를 들면, 절연성의 기재(20a)에 마련된 복수의 비어 홀 내에 충전된 도전성 부재(20c)와, 기재(20a)의 양면측에 있어서 도전성 부재(20c)와 전기적으로 접속된 배선층(20b)이 형성되어 있다.

배선 기판(20)의 재료로서는, 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면, 세라믹스 및 수지를 이용할 수 있다. 저비용 및 성형 용이성의 점에서, 수지를 기재(20a)의 재료로서 선택해도 된다. 수지로서는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, BT 레진, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 불포화 폴리에스테르, 유리 에폭시 등의 복합 재료 등을 들 수 있다. 또한, 리지드 기판이어도 되고, 플렉시블 기판이어도 된다. 본 실시형태의 발광 모듈(100)에 있어서는, 발광소자(11)와 도광판(1)의 위치 관계가 미리 정해져 있기 때문에, 배선 기판(20)의 재료로서는, 열 등에 의해 휨이 발생하거나, 늘어나거나 하는 것 같은 재료를 기재(20a)에 이용할 경우라도, 발광소자(11)와 도광판(1)의 위치 어긋남의 문제가 발생하기 어렵기 때문에, 유리 에폭시 등의 염가의 재료나 두께가 얇은 기판을 적절히 이용할 수 있다.

배선층(20b)은, 예를 들면, 기재(20a) 상에 마련된 도전박(도체층)이며, 복수의 발광소자(11)와 전기적으로 접속된다. 배선층(20b)의 재료는, 높은 열전도성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 재료로서, 예를 들면 구리 등의 도전 재료를 들 수 있다. 또한, 배선층(20b)은, 도금이나 도전성 페이스트의 도포, 인쇄 등으로 형성할 수 있고, 배선층(20b)의 두께는, 예를 들면, 5∼50㎛ 정도이다.

배선 기판(20)은, 어떠한 방법으로 도광판(1) 등과 접합되어 있어도 된다. 예를 들면, 시트 형상의 접착 시트를, 도광판(1)의 반대측에 마련된 봉지 부재(13)의 표면과, 배선 기판(20)의 표면과의 사이에 배치하고, 압착함으로써, 접합할 수 있다. 또한, 배선 기판(20)의 배선층(20b)과 발광소자(11)와의 전기적 접속은 어떠한 방법으로 행해져도 된다. 예를 들면, 비어 홀 내에 매립된 금속인 도전성 부재(20c)를 가압과 가열에 의해 녹여서 배선(15)과 접합할 수 있다.

또한, 배선 기판(20)은, 적층 구조를 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 배선 기판(20)으로서, 표면에 절연층이 마련된 금속판을 이용해도 된다. 또한, 배선 기판(20)은 복수의 TFT(Thin-Film Transistor)를 갖는 TFT 기판이어도 된다.

(발광 모듈(100)의 제조 공정)

이하, 본 실시형태의 발광 모듈의 제조 방법의 일례를 나타낸다.

먼저, 발광소자 유닛(10)을 준비한다. 도 3은, 발광소자 유닛(10)의 제조 공정의 일례를 나타내고 있다.

도 3의 (a)에 나타내는 공정에서, 발광소자(11)의 주 발광면(11c)을 덮는 파장 변환부(12)를 형성한다. 이 공정에서는, 베이스 시트(41)의 표면에 균일한 두께로 파장 변환부(12)를 형성하고, 이 베이스 시트(41)를 플레이트(42)로 박리할 수 있도록 배치한다.

도 3의 (b)에 나타내는 공정에서, 파장 변환부(12)에 발광소자(11)가 접합된다. 발광소자(11)는, 주 발광면(11c) 측을 파장 변환부(12)에 접합한다. 발광소자(11)는, 파장 변환부(12)에 소정의 간격으로 접합된다.

발광소자(11)는, 투광성 접착 부재(17)를 통해서 파장 변환부(12)에 접합한다. 투광성 접착 부재(17)는, 파장 변환부(12) 상 및/또는 발광소자(11)의 주 발광면(11c) 상에 도포되어, 발광소자(11)와 파장 변환부(12)를 접합한다. 이 때, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도포된 투광성 접착 부재(17)가 발광소자(11)의 측면으로 타고 올라, 발광소자(11)의 측면의 일부를 투광성 접착 부재(17)가 피복한다. 또한, 파장 변환부(12)와 발광소자(11)의 주 발광면(11c)의 사이에도 투광성 접착 부재(17)를 배치해도 된다.

발광소자(11)의 간격은, 도 3의 (e)로 나타내는 바와 같이, 발광소자(11)의 사이를 절단하고, 파장 변환부(12)의 외형이 소정의 크기가 되는 치수로 설정된다. 발광소자(11)의 간격이, 파장 변환부(12)의 외형을 특정하기 때문이다.

도 3의 (c)에 나타내는 공정에서, 발광소자(11)를 매설하도록, 광반사성 부재(16)를 형성한다. 광반사성 부재(16)는, 바람직하게는 백색 수지이다. 광반사성 부재(16)는, 파장 변환부(12) 상에 배치되며, 발광소자(11)를 매설하는 상태로 경화한다. 광반사성 부재(16)는, 발광소자(11)를 완전히 매설하는 두께, 도 3의 (c)에 있어서는 발광소자(11)의 전극(1lb)을 매설하는 두께로 배치된다. 광반사성 부재(16)는, 압축 성형, 트랜스퍼 성형 또는 도포 등으로 형성할 수 있다.

도 3의 (d)에 나타내는 공정에서, 경화한 광반사성 부재(16)의 일부를 제거하여 발광소자(11)의 전극(1lb)을 노출시킨다.

도 3의 (e)에 나타내는 공정에서, 광반사성 부재(16)와, 파장 변환부(12)를 재단하여 발광소자 유닛(10)으로 개편화한다. 개편화된 발광소자 유닛(10)은, 파장 변환부(12)에 발광소자(11)가 접합되며, 발광소자(11)의 주위에는 광반사성 부재(16)가 마련되며, 전극(1lb)을 광반사성 부재(16)의 표면에 노출시키고 있다.

이상, 발광소자 유닛의 준비에 대해, 상술한 모든 공정을 행하여도 되고, 일부의 공정을 행하여도 된다. 혹은, 발광소자 유닛을 구입에 의해 준비해도 된다.

이상의 공정에서 제조된 발광소자 유닛(10)은, 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 공정에서, 도광판(1)의 오목부(1b)에 접합된다.

먼저, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)을 준비한다. 도광판(1)은, 재료로서는, 예를 들면 폴리카보네트를 이용하고, 제1 주면(1c)에 오목부(1a)의 광학 기능부(2)를 마련하고, 제2 주면(1d)에는 발광소자 유닛(10)의 파장 변환부(12)를 정위치에 배치하기 위해서, 개구부를 대략 사각형으로 하는 오목부(1b)와, V홈의 구획 오목부(1e)를 마련한다. 구획 오목부(1e)는, 인접하게 배치되는 발광소자(11)의 사이에 선 형상으로 마련한다. 구획 오목부(1e)는, 제2 주면(1d)에 연속하는 복수의 경사면을 가지고 있다. 평면에서 보았을 때, 광학 기능부(2)는, 발광소자(11)가 광을 도광판(1)에 입사하는 발광소자의 발광면(11a)보다 크고, 도광판(1)에 마련한 구획 오목부(1e)로 둘러싸이는 영역보다 작게 한다. 도 2b의 발광 모듈(100)은, 발광소자(11)의 광을 파장 변환부(12)를 통하여 도광판(1)에 입사하므로, 평면에서 보았을 때, 광학 기능부(2)의 외형은, 발광소자의 발광면(11a)이 되는 파장 변환부(12)보다 크게 한다. 광학 기능부(2)는 도광판(1)에 마련한 중공의 오목부(1a)로 실현하고, 오목부(1a)의 내주면에는 경사면(1x)을 마련한다. 경사면(1x)은, 오목부(1a)의 중앙을 향하여 발광소자(11)에 접근하는 방향으로 경사지고, 또한 중앙부를 향하여 경사각(α)이 점차 커지는 형상으로서, 오목부(1a)의 저부에는 평면부(1y)를 마련한다. 평면부(1y)는, 광학 기능부(2)를 구성하는 오목부(1a)의 중앙부에 있어서, 발광소자의 발광면(11a)과 평행한 면으로 한다. 광학 기능부(2)의 오목부(1a)에 평면부(1y)를 마련하는 도광판(1)은, 가장 얇아지는 오목부(1a)와 파장 변환부(12)의 사이를 두껍게 하여, 도광판(1)의 강도를 높게 할 수 있다. 광학 기능부(2)는, 평면부(1y)를 발광소자(11)의 광축 상에 배치한다. 도광판(1)은, 광학 기능부(2)의 오목부(1a)와, 파장 변환부(12)의 오목부(1b)의 중심을 발광소자(11)의 광축 상에 배치하고, 광학 기능부(2)의 오목부(1a)를 파장 변환부(12)의 중심, 즉, 발광소자(11)의 광축 상에 배치할 수 있다. 평면에서 보았을 때, 광학 기능부(2)의 외형을 도광판(1)에 마련한 구획 오목부(1e)로 둘러싸이는 영역보다 작게 함으로써, 광학 기능부(2)에 의해 도광판(1)의 면방향으로 넓힌 광을, 상방으로 효율적으로 취출할 수 있다.

이상의 도광판(1)의 오목부(1b)에, 발광소자 유닛(10)이 접합된다. 발광소자 유닛(10)은, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 액상인 투광성 접합 부재의 재료(14a)를 도포한 오목부(1b) 내에, 발광소자 유닛(10)의 일부를 배치한다. 상세하게는, 발광소자 유닛(10)의 파장 변환부(12)가, 오목부(1b)의 저면에 대향하도록 배치한다. 또한, 광반사성 부재(16)의 일부는, 오목부(1b)의 밖에 위치한다.

발광소자 유닛(10)은, 평면에서 보았을 때, 파장 변환부(12)의 중심과 오목부(1b)의 중심이 일치하도록 배치하고, 투광성 접합 부재(14)를 경화시켜 도광판(1)에 접합된다.

여기서, 평면에서 보았을 때, 오목부(1b)의 내측면은, 발광소자 유닛(10)의 외측면보다 크고, 오목부(1b) 내에 발광소자 유닛(10)의 일부를 배치했을 때, 오목부(1b)의 내측면과 발광소자 유닛(10)의 외측면의 사이에 스페이스가 형성된다. 이 스페이스는, 오목부(1b)에 도포되는 미경화 상태의 투광성 접합 부재(14)로 충전된다.

또한, 오목부(1b) 내에 도포하는 투광성 접합 부재의 재료(14a)의 도포량을 조정함으로써, 오목부(1b)의 내측면과 발광소자 유닛(10)의 외측면의 사이의 스페이스로부터 오목부(1b)의 외측까지 투광성 접합 부재(14)가 밀어내진다. 오목부(1b)로부터 밀어내지는 투광성 접합 부재(14)는, 도 4c 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 광반사성 부재(16)의 일부와 접하는 위치까지 타고 올라서 광반사성 부재(16)의 일부를 피복한다. 더욱이, 투광성 접합 부재(14)는, 제2 주면(1d)과 접하는 위치까지 넓어지고, 제2 주면(1d)의 일부를 피복하는 이 상태로, 투광성 접합 부재(14)의 상면은, 수직 단면에서 보았을 때, 발광소자 유닛(10)의 상단부로부터 외측을 향하여 경사면이 형성된다. 투광성 접합 부재(14)의 경사면은, 광반사성 부재(16)의 외측면과의 사이에서 이루는 각을 예각으로 하고, 바람직하게는 경사각이 5°∼85°, 보다 바람직하게는 5°∼50°가 되도록 형성된다.

오목부(1b)에 도포하는 투광성 접합 부재의 재료(14a)의 도포량은, 발광소자 유닛(10)을 오목부(1b)에 접합하는 상태에서, 발광소자 유닛(10)의 외측면을 피복하는 투광성 접합 부재(14)가 도광판(1)의 제2 주면(1d)보다 높게 되는 양, 즉, 오목부(1b)로부터 외측으로 넘치는 듯한 양으로 할 수 있다.

다음으로, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)의 제2 주면(1d)과 복수의 발광소자 유닛(10)과 복수의 투광성 접합 부재(14)를 매립하도록, 봉지 부재의 재료(13a)를 형성한다. 봉지 부재의 재료(13a)는, 산화 티탄과 실리콘 수지가 혼합된 광반사성의 부재이다. 봉지 부재의 재료(13a)는, 예를 들면 트랜스퍼 몰드, 포팅, 인쇄, 스프레이 등의 방법으로 형성한다. 이 때, 발광소자(11)의 전극(1lb)의 상면(도광판(1)과 반대측의 면)을 완전히 피복하도록 봉지 부재의 재료(13a)를 두껍게 형성한다. 다음으로, 도 4e에 나타내는 바와 같이, 봉지 부재의 재료(13a)의 일부를 제거하고, 발광소자(11)의 전극(1lb)을 노출시켜, 봉지 부재(13)를 형성한다. 봉지 부재의 재료(13a)를 제거하는 방법으로서는, 숫돌에 의한 연마, 블라스트 등을 이용할 수 있다.

다음으로, 도 4f에 나타내는 바와 같이, 발광소자(11)의 전극(1lb)과 봉지 부재(13) 상의 대략 전체면에, 도광판(1) 측으로부터 Cu/Ni/Au의 금속막(15a)을 스패터 등으로 형성한다.

다음으로, 도 4g에 나타내는 바와 같이, 금속막(15a)을 레이저 어블레이션에 의해 패터닝하여, 배선(15)을 형성한다.

다음으로, 도 4h에 나타내는 바와 같이, 이 배선(15)과 별도 준비한 배선 기판(20)의 배선층(20b)과 접착 시트를 사이에 개재하여 압착하여 접합한다. 이 때, 배선층(20b)의 일부(예를 들면, 비어) 내에 충전된 도전성 재료를 가압과 가열에 의해 일부 용해시킴으로써, 배선(15)과 배선층(20b)을 전기적으로 접속한다.

도 4i에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)에 마련한 광학 기능부(2)의 대향 위치에 차광 산란층(3)을 마련한다. 차광 산란층(3)은, 투광성 시트(4)의 표면에 접합하고, 투광성 시트(4)를 도광판(1)에 적층하고, 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 배치한다. 투광성 시트(4)는 도광판(1)의 외형과 거의 동일한 외형, 예를 들면, 사각형 형상의 도광판(1)에 사각형 형상의 투광성 시트(4)를 적층하여 정위치에 적층한다. 투광성 시트(4)는, 외주연의 일부를 도광판(1)에 접합하고, 도광판(1)의 정위치에 적층한다. 사각형 형상의 투광성 시트(4)는, 사각형 형상의 1변을 도광판(1)에 접합하고, 도광판(1)의 정위치에 적층한다. 외주연의 일부를 도광판(1)에 접합하여 정위치에 적층한 투광성 시트(4)는, 온도 변화에 의한 열적 변형으로 주름 등이 발생하지 않고, 평면 형상을 유지하여 도광판(1)의 표면에 배치할 수 있다. 단, 투광성 시트(4)는, 외주연의 전체를, 혹은 국부적으로 복수 개소를 도광판(1)에 접합하고, 도광판(1)의 정위치에 적층할 수도 있다.

투광성 시트(4)는, PET 등의 투광성 수지 시트에 백색 분말로서 산화 티탄 분말 등의 백색 분말을 혼합한 산란 시트가 바람직하다. 산란 시트를 통해서 차광 산란층(3)을 도광판(1)의 광학 기능부(2)와의 대향면에 배치하는 발광 모듈(100)은, 바람직하게는, 도 4i에 나타내는 바와 같이, 차광 산란층(3)을 도광판(1)과의 대향면에 적층한다. 이 발광 모듈(100)은, 도광판(1)으로부터 방사되는 발광을 차광 산란층(3)으로 산란해 차광함으로써, 발광소자(11)가 있는 중앙부에 휘도가 집중하는 것을 완화하고, 추가로 산란 시트로 발광 모듈(100)로부터 외부로 방사하는 발광을 균등화하여 휘도 얼룩을 보다 효과적으로 억제할 수 있기 때문이다. 차광 산란층(3)은, 실리콘 수지에 60중량% 이하의 산화 티탄 분말을 혼합하여 막두께를, 바람직하게는 10㎛ 이상이며 100㎛ 이하, 더 바람직하게 하여 10㎛ 이상이며 50㎛ 이하, 최적으로는 약 20㎛로 하는 층이 바람직하다.

차광 산란층(3)은, 바람직하게는, 평면에서 보았을 때, 외형을 광학 기능부(2)의 외형보다 크게 한다. 광학 기능부(2)의 평면부(1y)보다 큰 차광 산란층(3)은, 광학 기능부(2)의 투과광을 산란, 차광하고, 휘도 집중을 완화하여, 휘도 얼룩을 억제한다.

복수의 발광소자(11)는, 각각이 독립적으로 구동하도록 배선되어도 된다. 또한, 도광판(1)을 복수의 범위로 분할하고, 1개의 범위 내에 실장된 복수의 발광소자(11)를 1개의 그룹으로 하고, 해당 1개의 그룹 내의 복수의 발광소자(11)끼리를 직렬 또는 병렬로 전기적으로 접속함으로써 같은 회로에 접속하고, 이와 같은 발광소자 그룹을 복수개 구비하도록 해도 된다. 이러한 그룹 나눔을 행함으로써, 로컬 디밍 가능한 발광 모듈로 할 수 있다.

이와 같은 발광소자 그룹의 예를 도 6a 및 도 6b에 나타낸다. 이 예에서는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 도광판(1)을 4열×4행의 16개의 영역 R로 분할하고 있다. 이 1개의 영역 R에는, 각각 4열×4행으로 배열된 16개의 발광소자가 구비되어 있다. 이 16개의 발광소자(11)는, 예를 들면, 도 6b에 나타내는 바와 같은 4병렬 4직렬의 회로로 짜여져서 전기적으로 접속되어 있다.

본 실시형태의 발광 모듈(100)은, 1개가 1개의 액정 디스플레이 장치(3000)의 백라이트로서 이용되어도 된다. 또한, 복수의 발광 모듈(100)이 배열되어 1개의 액정 디스플레이 장치(3000)의 백라이트로서 이용되어도 된다. 작은 발광 모듈(100)을 복수개 만들고, 각각 검사 등을 행함으로써 크게 실장되는 발광소자(11)의 수가 많은 발광 모듈(100)을 작성하는 경우와 비교하여, 수율을 향상시킬 수 있다.

1개의 발광 모듈(100)은 1개의 배선 기판(20)에 접합되어도 된다. 또한, 복수의 발광 모듈(100)이, 1개의 배선 기판(20)에 접합되어도 된다. 이에 의해, 외부와의 전기적인 접속 단자(예를 들면, 커넥터(20e))를 집약할 수 있기 때문에(즉, 발광 모듈 1개마다 준비할 필요가 없기 때문에), 액정 디스플레이 장치(3000)의 구조를 간이하게 할 수 있다.

또한, 이 복수의 발광 모듈(100)이 접합된 1개의 배선 기판(20)을 복수개 모두 하나의 액정 디스플레이 장치(3000)의 백라이트로 하여도 된다. 이 때, 예를 들면, 복수의 배선 기판(20)을 프레임 등에 재치하고, 각각 커넥터(20e) 등을 이용하여 외부의 전원과 접속할 수 있다.

이와 같은 복수의 발광 모듈(100)을 구비하는 액정 디스플레이 장치의 예를 도 6에 나타낸다.

이 예에서는, 2개의 발광 모듈(100)이 접합된, 커넥터(20e)를 구비하는 배선 기판(20)이 4개 구비되어, 프레임(30)에 재치되어 있다. 즉, 8개의 발광 모듈(100)이 2행×4열로 배열되어 있다. 이와 같이 함으로써, 대면적의 액정 디스플레이 장치의 백라이트를 염가로 제조할 수 있다.

또한, 도광판(1) 상에는, 확산 등의 기능을 갖는 투광성의 부재를 추가로 적층해도 된다. 그 경우, 광학 기능부(2)가 오목부인 경우에는, 오목부의 개구(즉, 도광판(1)의 제1 주면(1c)에 가까운 부분)를 막지만, 오목부를 메우지 않도록, 투광성의 부재를 마련하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광학 기능부(2)의 오목부 내에 공기의 층을 마련할 수 있고, 발광소자(11)로부터의 광을 양호하게 넓힐 수 있다.

1-1. 실시형태 1의 변형예 1

도 8a는 변형예 1에 관련되는 발광 모듈(300)의 확대 단면도이다. 도 8b는 발광 모듈(300)에 이용되는 도광판(1)의 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도를 각각 나타낸다. 이들 도면에서, 광학 기능부(2)를 덮도록 배치하는 차광 산란층(303)은, 외형을 광학 기능부(2)의 외형에 실질적으로 동일하게 하고 있다. 변형예 1의 발광 모듈(300)은, 제1 주면(1c)에 마련되는 광학 기능부(2)의 오목부(1a)를, 경사면의 경사각(α)을 외주부터 중앙을 향하여 점차 크게 하는 원뿔대 형상으로 하고 있다. 이 형상의 광학 기능부(2)는, 경사면(1x)의 외주부가, 광학 기능부(2)를 마련하지 않는 도광판(1)의 제1 주면(1c)의 평면부에 접근하므로, 광학 기능부(2)의 외주부에 다가감에 따라서 휘도 집중을 완화할 수 있다. 따라서, 광학 기능부(2)와 차광 산란층(303)의 외형을 실질적으로 동일한 것으로 하면서, 휘도 얼룩을 억제할 수 있다.

1-2. 실시형태 1의 변형예 2

도 9a는 변형예 2에 관련되는 발광 모듈(400)의 확대 단면도이다. 도 9b는 발광 모듈(400)에 이용되는 도광판(1)의 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도를 각각 나타낸다. 변형예 2에서는, 차광 산란층(403)의 외형을, 광학 기능부(2)의 평면부(1y)보다 크고, 광학 기능부(2)의 외형보다 작게 하고 있다. 이와 같은 형상으로 함으로써, 광학 기능부(2)의 평면부(1y)를 투과한 광의 휘도 집중을 차광 산란층(403)으로 산란하고, 차광함으로써, 휘도 얼룩을 억제할 수 있다. 또한, 광학 기능부(2)의 평면부(1y)가, 광학 기능부(2)와 발광소자(11)나 파장 변환부(12)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩도 해소하면서, 광학 기능부(2)에 평면부(1y)를 마련함으로써, 평면부(1y)에 있어서의 휘도 집중을 차광 산란층(403)으로 완화하면서, 발광 모듈(400)로서의 휘도 얼룩을 억제할 수 있는 특징도 실현한다.

1-3. 실시형태 1의 변형예 3

도 10a는 변형예 3에 관련되는 발광 모듈(500)의 확대 단면도이다. 도 10b는 발광 모듈(500)에 이용되는 도광판(501)의 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도를 각각 나타낸다. 도 10b는, 광학 기능부(2)의 오목부(501a)가, 경사면(501x)의 경사각(α)을, 외주부으로부터 중앙부를 향하여 일정하게 하고, 중앙부에 평면부(501y)를 마련한 원뿔대 형상으로 하고, 차광 산란층(3)의 외형을 광학 기능부(2)의 외형보다 크게 하고 있다. 이 발광 모듈(500)은, 광학 기능부(2)의 투과광의 휘도 집중을, 광학 기능부(2)보다 큰 차광 산란층(3)으로 완화하여 휘도 얼룩을 억제할 수 있다. 또한, 차광 산란층(3)이 광학 기능부(2)보다 크므로, 차광 산란층(3)과 광학 기능부(2)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩의 저하를 저지할 수 있는 특징도 실현한다.

1-4. 실시형태 1의 변형예 4

도 11a는 변형예 4에 관련되는 발광 모듈(600)의 확대 단면도이다. 도 11b는 발광 모듈(600)에 이용되는 도광판(601)의 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도를 각각 나타낸다. 도 11a는, 광학 기능부(2)의 오목부(601a)가, 경사면(601x)의 경사각(α)을, 외주부로부터 중앙부를 향하여 경사각(α)을 일정하게 하고, 중앙부에 평면부를 마련하지 않는 원뿔 형상으로 하여, 차광 산란층(3)의 외형을 광학 기능부(2)의 외형보다 크게 하고 있다. 이 발광 모듈(600)은, 광학 기능부(2)의 투과광의 휘도 집중을, 광학 기능부(2)보다 큰 차광 산란층(3)으로 완화하여 휘도 얼룩을 억제할 수 있다. 또한, 차광 산란층(3)이 광학 기능부(2)보다 크므로, 차광 산란층(3)과 광학 기능부(2)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩의 저하를 저지할 수 있는 특징도 실현한다.

1-5. 실시형태 1의 변형예 5

도 12는 변형예 5에 관련되는 발광 모듈(700)의 확대 단면도이다. 도 12의 발광 모듈(700)은, 광학 기능부(2)의 오목부(1a)를, 중앙부에 평면부(1y)를 마련한 원뿔대 형상으로 하고, 그 개구부에 중앙부와 외주부에서 투과율이 다른 차광 산란층(703)을 마련하고 있다. 차광 산란층(703)은, 중앙부의 막두께를 외주부보다 두껍게 하고, 중앙부의 투과율을 외주부보다 낮게 하고, 광학 기능부(2)의 중앙부의 휘도 집중을 완화하여, 발광 모듈(700)의 휘도 얼룩을 억제하고 있다. 이 차광 산란층(703)은, 투광성 시트(4)의 표면에 도트 프린터로 백색 분말을 포함하는 안료 잉크를 도포하여 마련할 수 있다.

1-6. 실시형태 1의 변형예 6

도 13은 변형예 6에 관련되는 발광 모듈(800)의 확대 단면도이다. 도 13의 발광 모듈(800)은, 광학 기능부(2)의 오목부(1a)를, 중앙부에 평면부(1y)를 마련한 원뿔대 형상으로 하고, 차광 산란층(803)을 투광성 시트(804)와 일체 구조로 하여 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 배치하고 있다. 이 투광성 시트(804)는, 투광성 시트(804)에 첨가하는 산화 티탄 등의 백색 분말의 혼합율을, 차광 산란층(803)의 영역에서 투광성 시트(804)의 영역보다 높게 하여 투과율을 투광성 시트(804)보다 낮게 하고, 투광성 시트(804)의 특정 영역, 즉 광학 기능부(2)를 덮는 영역을 차광 산란층(803)으로 하고 있다. 이 발광 모듈(800)은, 도광판(1)과의 대향면을 평활면으로 하는 투광성 시트(804)를 도광판(1)에 적층하고, 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 차광 산란층(803)을 마련할 수 있다.

1-7. 실시형태 1의 변형예 7

도 14는 변형예 7에 관련되는 발광 모듈(900)의 확대 단면도이다. 도 14의 발광 모듈(900)은, 광학 기능부(2)의 오목부(1a)를, 중앙부에 평면부(1y)를 마련한 원뿔대 형상으로 하고, 차광 산란층(903)을 투광성 시트(904)와 일체 구조로 하여 광학 기능부(2)를 덮는 위치에 배치하고 있다. 이 투광성 시트(904)는, 투광성 시트(904)에 첨가하는 산화 티탄 등의 백색 분말의 혼합율을, 차광 산란층(903)의 영역에서 투광성 시트(904)의 영역보다 높게 하여 투과율을 투광성 시트(4)보다 낮게 하고, 투광성 시트(904)의 특정 영역에 차광 산란층(903)을 마련하고, 추가로 차광 산란층(903)은, 평면부(1y)를 덮는 중앙부의 백색 분말의 혼합율을 외주부보다 많게 하고, 중앙부의 투과율을 외주부보다 낮게 하고, 광학 기능부(2)의 중앙부의 휘도 집중을 완화하여, 더 바람직한 상태로 휘도 얼룩을 억제하고 있다.

2. 실시형태 2

도 15a는 실시형태 2에 관련되는 발광 모듈(1000)의 확대 단면도이다. 도 15b는 발광 모듈(1000)에 이용되는 도광판(1001)의 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도를 각각 나타낸다. 실시형태 2에 관련되는 발광 모듈(1000)의 도광판(1001)은, 제2 주면(1001d)에 광반사 오목부(1001g)를 구비한다. 광반사 오목부(1001g)는, 발광소자(11) 측을 향하고 있으며, 발광소자(11)로부터의 광을 반사시키는 광반사면(1001h)을 구비한다. 광반사면(1001h)은 곡면이며, 2개의 오목부(100lb)의 중간에서 가장 깊게 되어 있다. 실시형태 2에서는, 오목부(100lb) 이외의 제2 주면(1001d)의 대략 전역이 곡면으로 되어 있는 예를 나타내고 있고, 이에 의해, 발광소자(11)로부터의 광을 효율적으로 반사시킬 수 있다. 단, 이로 한정되지 않고, 평탄한 면을 가지고 있어도 상관없다. 도 15a에서는, 광반사 오목부(1001g)의 깊이는, 오목부(100lb)보다 깊은 예를 도시하고 있다. 이에 의해, 발광소자(11)로부터의 광을 효율적으로 반사할 수 있고, 균일한 면발광으로 할 수 있다.

더욱이, 도 15a에 나타내는 발광 모듈(1000)은, 광학 기능부(1002)의 오목부(1001a)를, 경사면(1001x)의 경사각(α)이 외주로부터 중앙을 향하여 점차 크게 하는 형상으로 하고, 중앙부에 평면부(1001y)를 마련한 원뿔대 형상으로 하고 있다. 또한, 발광 모듈(1000)은, 차광 산란층(3)의 외형을 광학 기능부(1002)의 외형보다 크게 하고 있어, 광학 기능부(1002)와 차광 산란층(3)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩을 저감하고 있다. 이 발광 모듈(1000)은, 광학 기능부(1002)의 투과광의 휘도 집중을, 광학 기능부(1002)보다 큰 차광 산란층(3)으로 완화하여 휘도 얼룩을 억제할 수 있다.

3. 실시형태 3

도 16a는 실시형태 3에 관련되는 발광 모듈(1100)의 확대 단면도이다. 도 16b는, 발광 모듈(1100)에 이용되는 도광판(1101)의 평면도, 종단면도, 횡단면도, 저면도를 각각 나타낸다. 또한, 도 16c는, 도 16a에 나타내는 도광판(1101)의 파선으로 둘러싸인 영역을 확대한 도면이다. 실시형태 3에 관련되는 발광 모듈(1100)의 도광판(1101)은, 1개의 발광소자(11)에 대하여 1개의 광학 기능부(1102)를 구비하고 있으며, 광반사 오목부(1101g)가, 1개의 발광소자(11)에 대하여 복수개 구비되어 있다. 광반사 오목부(1101g)는, 발광소자(11) 측을 향하고 있으며, 발광소자(11)로부터의 광을 반사시키는 광반사면(1101h)을 구비한다. 도광판(1101)으로서, 여기서는 제1 내지 제4의 4개의 광반사 오목부(1101g)를 구비하는 예를 나타내고 있다. 광반사 오목부(1101g)의 수는, 이로 한정되지 않고 2개 이상의 복수개 구비할 수 있다. 각 광반사 오목부(1101g) 내에는 봉지 부재(13)가 배치된다.

도 16b에 나타내는 바와 같이, 도광판(1101)의 2개의 오목부(110lb)의 중간에, 제2 주면(1101d)으로부터의 깊이가 가장 큰 제1 광반사 오목부(1101ga)를 구비한다. 제1 광반사 오목부(1101ga)는, 상면에서 보았을 때 오목부(110lb)를 둘러싸도록 사각 환상으로 마련되어 있다. 그 제1 광반사 오목부(1101ga)의 내측에, 제2 광반사 오목부(1101gb)가 배치된다. 게다가 그 내측에 제3 광반사 오목부(1101gc)가 배치된다. 게다가 그 내측이며, 발광소자(11)에 가장 가까운 위치에 제4 광반사 오목부(1101gd)가 배치되어 있다. 제1 내지 제4 광반사 오목부는, 각각, 발광소자(11) 측을 향한 광반사면(1101ha, 1101hb, 1101hc, 1101hd)을 구비하고 있고, 이 광반사면(1101h)에 의해 발광소자(11)로부터의 광은 도광판(1101)의 제1 주면(1101c) 측을 향하여 반사된다. 제1 광반사 오목부(1101ga)는, 그것을 사이에 두는 위치에 배치되는 2개의 발광소자(11)로부터의 광을 반사하기 위해서, 2개의 광반사면(1101ha)을 구비한다. 제2 내지 제4 광반사 오목부는, 발광소자(11)로부터 먼 측에 배치되는 광반사 보조면(1101ib, 1101ic, 1101id)을 구비한다. 이 광반사 보조면(1101i)은, 대향하는 위치에 배치되는 광반사면(1101h)에 의해 반사된 광을 반사하는 것이 가능한 면이다.

발광소자(11)로부터 가장 떨어진 위치에 배치되는 제1 광반사 오목부(1101ga)는, 그 내측의 제2 광반사 오목부(1101gb)보다 깊이가 깊다. 이에 의해, 발광소자(11)로부터의 광 중, 제2 내지 제4 광반사 오목부의 광반사면에 차단되지 않는 광을 반사할 수 있다. 이와 같이, 발광소자(11)에 가까운 측에 배치되는 광반사 오목부(1101g)일수록, 깊이를 얕게 함으로써, 각 광반사 오목부(1101g)의 광반사면(1101h)을 효율적으로 이용할 수 있다. 제1 광반사 오목부(1101ga)의 깊이는, 오목부(110lb)의 깊이보다 깊은 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광소자(11)로부터의 광을 효율적으로 반사하고, 균일한 면발광으로 할 수 있다.

각 광반사 오목부(1101g)의 광반사면(1101h)의 각도는, 목적이나 용도, 추가로 발광소자(11)의 배광(配光) 특성이나 도광판(1101)의 두께 등, 여러 가지의 요인에 따라서 설계할 수 있다. 일례로서, 두께가 1.1mm인 폴리카보네트제의 도광판(1101)을 이용하는 예를 나타낸다. 오목부(110lb)는 평면에서 보았을 때가 0.5mm×0.5mm의 정방형이며, 깊이가 0.1mm이다. 인접하는 오목부(110lb)끼리의 거리는 0.8mm이다.

제1 광반사 오목부(1101ga)는 깊이 0.80mm이며, 광반사면(1101ha)은, 제2 주면(1101d)에 대하여 16도 경사져 있다. 제2 광반사 오목부(1101gb)는 깊이 0.50mm이며, 광반사면(1101hb)은, 제2 주면(1101d)에 대하여 32도 경사져 있다. 제3 광반사 오목부(1101gc)는 깊이 0.31mm이며, 광반사면(1101hc)은 제2 주면(1101d)에 대하여 45도 경사져 있다. 제4 광반사 오목부(1101gd)는 깊이 0.15mm이며, 광반사면(1101hd)은 제2 주면(1101d)에 대하여 58도 경사져 있다.

더욱이, 도 16a에 나타내는 발광 모듈(1100)은, 광학 기능부(1102)의 오목부(1101a)를, 개구부가 사각형이며, 경사면(1101x)의 경사각(α)이 외주부터 중앙을 향하여 점차 커지는 형상이며, 중앙부에 평면부(1101y)를 마련한 사각뿔대 형상으로 하고 있다. 더욱이, 개구부의 사각형의 모서리부와, 발광소자(11)를 포함하는 광원부의 모서리부가, 광축에 대하여 45도 벗어난 위치에 배치되어 있다. 또한, 발광 모듈(1100)은, 차광 산란층(3)의 외형을 광학 기능부(1102)의 외형보다 크게 하고 있어, 광학 기능부(1102)와 차광 산란층(3)의 상대적인 위치 어긋남에 의한 휘도 얼룩을 저감하고 있다. 이 발광 모듈(1100)은, 광학 기능부(1102)의 투과광의 휘도 집중을, 광학 기능부(1102)보다 큰 차광 산란층(3)으로 완화하여 휘도 얼룩을 억제할 수 있다.

4. 실시형태 4

도 17은 실시형태 4에 관련되는 발광 모듈(1200)의 확대 단면도이다. 이 도면에 나타내는 발광 모듈(1200)은, 광학 기능부(1202)가, 도광판(1)의 오목부(1a)의 표면에, 광반사성의 재료로 이루어지는 광반사층(19)을 구비하고 있다. 이와 같은 광반사성의 재료로서, 예를 들면 백색의 수지를 사용할 수 있다. 도 17에 나타내는 광학 기능부(1202)는, 도광판(1)에 마련한 오목부(1a)의 표면이며, 경사면(1x)의 중앙부(도면에 있어서 상단부)로부터 평면부(1y)의 영역에, 광반사성의 재료를 소정의 두께로 마련하여 광반사층(19)으로 하고 있다. 단, 광반사층은, 오목부의 전체에 마련하는 것도, 평면부에만 마련할 수도 있다. 또한, 도면에 나타내는 광반사층은, 전체의 두께를 균일하게 하고 있지만, 오목부의 외주부로부터 중앙부를 향하여 점차 두껍게 할 수도 있다. 광반사층은, 예를 들면, 평면부와 대향하는 영역의 두께를 일정하게 하면서, 경사면과 대향하는 영역에 있어서는, 외주부를 향하여 점차 얇게 형성할 수도 있다.

이상과 같이, 오목부(1a)의 표면에 광반사층(19)을 구비하는 발광 모듈(1200)은, 광학 기능부(1202)의 중앙부에 광반사층(19)을 마련하는 것과, 이 광학 기능부(1202)를 덮는 차광 산란층(3)과의 상승(相乘) 효과에 의해, 중앙부에 휘도가 집중하는 것을 더욱 완화하여 휘도 얼룩을 저감할 수 있는 특장(特長)이 실현된다.

이상, 본 발명에 관련되는 몇 가지의 실시형태에 대해 예시했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한 임의의 것으로 하는 것이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

본 명세서의 개시 내용은 이하의 태양을 포함할 수 있다.

(태양 1)

외부로 광을 방사하는 발광면이 되는 제1 주면과, 제1 주면과 반대측에 있는 제2 주면을 갖는 투광성의 도광판과,

도광판의 제2 주면에 배치되며, 도광판을 향하여 광을 조사하는 발광소자를 구비하는 발광 모듈로서,

도광판은, 제1 주면으로서 발광소자로부터 조사되는 광의 광축에, 발광소자의 발광면보다 큰 광학 기능부를 배치하고 있고,

도광판의 제1 주면 측으로서 발광소자의 광축에는 차광 산란층이 배치되어 있고,

평면에서 보았을 때, 차광 산란층이 광학 기능부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 2)

태양 1에 기재하는 발광 모듈로서,

도광판이, 인접하게 배치되는 발광소자의 사이로서 제2 주면에 구획 오목부를 배치하고 있고, 구획 오목부는 제2 주면에 연속하는 복수의 경사면을 가지며,

평면에서 보았을 때, 광학 기능부의 외형이 구획 오목부로 둘러싸인 영역보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 3)

태양 1 또는 태양 2에 기재하는 발광 모듈로서,

발광소자와 도광판의 사이에, 발광소자의 광을 파장 변환하여 상기 도광판에 입사시키는 파장 변환부를 배치하고 있고,

평면에서 보았을 때, 광학 기능부의 외형이, 파장 변환부의 외형보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 4)

태양 1 내지 태양 3 중 어느 것에 기재하는 발광 모듈로서,

광학 기능부가 오목부이며, 광학 기능부의 내주면이 중앙부를 향하여 발광소자에 접근하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 5)

태양 4에 기재하는 발광 모듈로서,

광학 기능부의 경사면이, 중앙부를 향하여 점차 경사각(α)이 커지는 형상인 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 6)

태양 4 또는 태양 5에 기재하는 발광 모듈로서,

광학 기능부가 저부에 평면부를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 7)

태양 6에 기재하는 발광 모듈로서,

광학 기능부의 평면부가, 발광소자의 광축 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 8)

태양 1 내지 태양 7 중 어느 것에 기재하는 발광 모듈로서,

도광판의 제1 주면에 적층되는 투광성 시트를 가지며,

투광성 시트에 차광 산란층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 9)

태양 8에 기재하는 발광 모듈로서,

투광성 시트가, 투과광을 산란하여 투과시키는 산란 시트인 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 10)

태양 9에 기재하는 발광 모듈로서,

차광 산란층이 투광성 시트의 도광판과의 대향면에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 11)

태양 6 또는 태양 7에 기재하는 발광 모듈로서,

평면에서 보았을 때, 차광 산란층의 외형이, 광학 기능부에 마련되는 평면부의 외형보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

(태양 12)

태양 1 내지 태양 11 중 어느 것에 기재하는 발광 모듈로서,

평면에서 보았을 때, 차광 산란층의 외형이, 광학 기능부의 외형보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

본 개시에 관련되는 발광 모듈은, 예를 들면, 액정 디스플레이 장치의 백라이트로서 이용할 수 있다.

3000: 액정 디스플레이 장치
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200: 발광 모듈
110a : 렌즈 시트
110b: 렌즈 시트
110c: 확산 시트
120: 액정 패널
1, 201, 501, 601, 1001, 1101: 도광판
1a, 501a, 601a, 1001a, 1101a: 오목부
1b, 100lb, 110lb: 오목부
1c, 1001c, 1101c: 제1 주면
1d, 201d, 1001d, 1101d: 제2 주면
1e: 구획 오목부
1001g, 1101g : 광반사 오목부
1101ga: 제1 광반사 오목부
1101gb: 제2 광반사 오목부
1101gc: 제3 광반사 오목부
1101gd: 제4 광반사 오목부
1001h, 1101h: 광반사면
1101ha, 1101hb, 1101hc, 1101hd: 광반사면
1101i, 1101ib, 1101ic, 1101id: 광반사 보조면
1x, 501x, 601x, 1001x, 1101x: 경사면
1y, 501y, 601y, 1001y, 1101y: 평면부
2, 502, 602, 1002, 1102, 1202: 광학 기능부
3, 303, 403, 703, 803, 903: 차광 산란층
4, 804, 904: 투광성 시트
10: 발광소자 유닛
11: 발광소자
11a : 발광면
1lb : 전극
11c: 주 발광면
11d: 전극 형성면
12: 파장 변환부
13: 봉지 부재
13a : 봉지 부재의 재료
14: 투광성 접합 부재
14a : 투광성 접합 부재의 재료
15: 배선
15a : 금속막
16: 광반사성 부재
17: 투광성 접착 부재
19: 광반사층
20: 배선 기판
20a : 기재
20b: 배선층
20c: 도전성 부재
20e: 커넥터
30: 프레임
41: 베이스 시트
42: 플레이트

Claims (12)

1. 외부로 광을 방사하는 발광면이 되는 제1 주면과, 상기 제1 주면과 반대측에 있는 제2 주면을 갖는 투광성의 도광판과,
   상기 도광판의 제2 주면에 배치되며, 상기 도광판을 향하여 광을 조사하는 발광소자를 구비하는 발광 모듈로서,
   상기 도광판은, 상기 제1 주면으로서 상기 발광소자로부터 조사되는 광의 광축에, 상기 발광소자의 발광면보다 큰 광학 기능부를 배치하고 있고,
   상기 도광판의 제1 주면 측으로서 상기 발광소자의 광축에는 차광 산란층이 배치되어 있고,
   평면에서 보았을 때, 상기 차광 산란층이 상기 광학 기능부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도광판이, 인접하게 배치되는 상기 발광소자의 사이로서 상기 제2 주면에 구획 오목부를 배치하고 있고, 상기 구획 오목부는 상기 제2 주면에 연속하는 복수의 경사면을 가지며,
   평면에서 보았을 때, 상기 광학 기능부의 외형이 상기 구획 오목부로 둘러싸인 영역보다 작은 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 발광소자와 상기 도광판의 사이에, 상기 발광소자의 광을 파장 변환하여 상기 도광판에 입사시키는 파장 변환부를 배치하고 있고,
   평면에서 보았을 때, 상기 광학 기능부의 외형이, 상기 파장 변환부의 외형보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광학 기능부가 오목부이며, 상기 광학 기능부의 내주면이 중앙부를 향하여 상기 발광소자에 접근하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 광학 기능부의 경사면이, 중앙부를 향하여 점차 경사각(α)이 커지는 형상인 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 광학 기능부가 저부에 평면부를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 광학 기능부의 상기 평면부가, 상기 발광소자의 광축 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도광판의 제1 주면에 적층되는 투광성 시트를 가지며,
   상기 투광성 시트에 상기 차광 산란층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
9. 제8항에 있어서,
   상기 투광성 시트가, 투과광을 산란하여 투과시키는 산란 시트인 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
10. 제9항에 있어서,
    상기 차광 산란층이 상기 투광성 시트의 상기 도광판과의 대향면에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
11. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    평면에서 보았을 때, 상기 차광 산란층의 외형이, 상기 광학 기능부에 마련되는 상기 평면부의 외형보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    평면에서 보았을 때, 상기 차광 산란층의 외형이, 상기 광학 기능부의 외형보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 모듈.

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