CN109698189B - 发光模块及集成型发光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可抑制亮度不均的发光模块。发光模块具备：基体(10)，其具有导体配线；发光元件(21)，其以与导体配线电连接的方式配置于基体；光反射膜(22)，其设于发光元件的上表面；半透半反镜(51)，其离开发光元件，位于发光元件的光取出面侧；半透半反镜(51)在垂直入射时的光谱反射率在比发光元件(21)射出的光的峰值波长长的波长侧大。

Description

发光模块及集成型发光模块
技术领域
本发明涉及发光模块及集成型发光模块。
背景技术
近年来，作为液晶显示装置等显示装置中使用的背光源，提出使用了半导体发光元件的直下式面发光模块。从功能性、设计性等观点出发，有时要求显示装置为薄型，对于背光源也要求其为更薄型。另外，对于普通照明用的发光模块来说也是，从功能性、设计性等观点出发，有时要求薄型。
将这种用途的发光模块薄型化时，通常容易产生发光面上的亮度不均。尤其是在将多个发光元件一维或二维地排列的情况下，会导致发光元件的正上的亮度高于其周围的亮度。因此，例如，专利文献1公开有如下技术，即，将发光元件密封，在起到透镜功能的树脂体的表面、且在发光元件的正上区域附近，局部配置扩散部件，提高从光源射出的光的均匀性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/099145号
发明内容
本发明提供一种可抑制亮度不均的发光模块。
本发明的发光模块具备：基体，其具有导体配线；发光元件，其以与上述导体配线电连接的方式配置于上述基体；光反射膜，其设于上述发光元件的上表面；半透半反镜，其离开上述发光元件，位于上述发光元件的光取出面侧；上述半透半反镜在垂直入射时的光谱反射率在比上述发光元件射出的光的峰值波长长的波长侧大。
根据本发明，提供可抑制发光元件的上方的区域和其周围的区域的亮度不均的发光模块。
附图说明
图1A是表示第一实施方式的发光模块的一例的剖视图；
图1B是将图1A中表示的发光模块的一部分放大表示的剖视图；
图2A是表示图1中表示的发光模块的半透半反镜的相对于垂直入射的光的光谱反射特性的一例的图；
图2B是表示具有图2A中表示的光谱反射特性的半透半反镜的相对于45°倾斜入射的光的光谱反射特性的图；
图3A是表示在发光元件的上表面设置光反射膜22、且在上表面的上方配置有扩散板的示例性发光模块的光的行进的示意图；
图3B是表示图3A中表示的发光模块的发光的样子的图；
图4是表示在图1中表示的发光模块中从发光元件射出的光的样子的示意图；
图5A是表示第二实施方式的发光模块的一例的剖视图；
图5B是图5A中表示的发光模块的集成型发光装置的俯视图。
附图标记说明
10：基体
11：基材
11a：上表面
12：导体配线
13：绝缘层
14：绝缘部件
15：光反射部件
17：发光空间
21：发光元件
21a：上表面
21c：侧面
22：光反射膜
23：连接部件
24：底部填充部件
30：密封部件
50：透光层积体
51：半透半反镜
52：波长转换部件
53：透光体层
100、101：发光模块
102：集成型发光模块
103：集成型发光装置
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的发光模块及集成型发光模块的实施方式。下述的发光模块及集成型发光模块是实施方式的一例，就实施方式中说明的方式而言，可进行各种改变。以下的说明中，有时使用表示特定的方向或位置的术语(例如“上”、“下”、“右”、“左”及包含这些术语的其他术语)。这些术语仅用来以易于理解的方式表示所参照的附图中的相对方向或相对位置。只要参照的附图中基于“上”、“下”等术语的相对方向或相对位置的关系相同即可，在本公开以外的附图、实际的产品等中，也可以不是与参照的附图相同的配置。另外，附图所示的构成要素的大小及位置关系等有时为了容易理解而进行了夸张，有时并未严格地反映实际的发光模块的大小、或实际的发光模块的构成要素间的大小关系。需要说明的是，为了避免附图过于复杂，有时在示意性剖视图等中省略一部分要素的图示。
(第一实施方式)
图1A是表示本实施方式的发光模块101的截面构造的一部分的示意图。图1B是将发光模块101的一部分的截面构造放大表示的示意图。发光模块101具备：基体10、发光元件21、光反射膜22、半透半反镜51。以下，详细说明各构成要素。
[基体10]
基体10具有上表面，并支承发光元件21。另外，基体10向发光元件21供电。基体10例如包括基材11和导体配线12。基体10也可以还包括绝缘层13。
基材11例如由酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、BT树脂、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等构成。其中，从低成本和易成型这些点考虑，优选地选择具有绝缘性的树脂。或者，为了实现耐热性及耐光性佳的发光模块，也可以选择陶瓷作为基材11的材料。作为陶瓷，例如，可举出：氧化铝、莫来石、镁橄榄石、玻璃陶瓷、氮化物类(例如AlN)、碳化物类(例如SiC)等。其中，优选由氧化铝组成或以氧化铝为主成分的陶瓷。
另外，在将树脂用于构成基材11的材料的情况下，也可以将玻璃纤维、SiO2、TiO2、Al2O3等无机填料混合于树脂中，可实现机械强度的提高、热膨胀率的降低、光反射率的提高等。另外，基材11也可以是在金属板形成有绝缘层的复合板。
导体配线12具有规定的配线图案。导体配线12与发光元件21的电极电连接，向发光元件21供给来自外部的电力。配线图案包括与发光元件21的正极连接的正极配线和与发光元件21的负极连接的负极配线。导体配线12形成于构成发光元件21的载置面的、基体10的至少上表面。导体配线12的材料能够根据基材11的材料、基材11的制造方法等从导电性材料之中适当选择。例如，在将陶瓷用作基材11的材料的情况下，导体配线12的材料优选为具有可承受陶瓷片的烧成温度的高熔点的材料，例如，优选使用钨、钼这样的高熔点金属。也可以通过镀敷、溅射、蒸镀等，在由上述高熔点金属组成的配线图案上进一步具备镍、金、银等其他金属材料的层。
在将树脂用作基材11的材料的情况下，导体配线12的材料优选易加工的材料。另外，在使用经注射成型的树脂的情况下，导体配线12的材料优选冲裁加工、蚀刻加工、弯曲加工等加工容易、且具有较高机械强度的材料。具体来说，优选地，通过铜、铝、金、银、钨、铁、镍等金属、或铁－镍合金、磷青铜、含铁铜、钼等的金属层或引线框等，形成导体配线12。另外，导体配线12也可以在这些金属的配线图案的表面上进一步具备其他金属材料的层。该材料不作特别限定，例如，能够使用：仅由银组成的层；或由银、和铜、金、铝、铑等的合金组成的层；亦或使用了上述层、银或各合金的多层。由其他金属材料构成的层能够通过镀敷、溅射、蒸镀等形成。
[绝缘层13]
基体10也可以包括绝缘层13。在基体10中，绝缘层13覆盖导体配线12之中连接有发光元件21等的部分，设于基材11上。即，绝缘层13具有电绝缘性，覆盖导体配线12的至少一部分。优选地，绝缘层13具有光反射性。通过使绝缘层13具有光反射性，由此，能够反射从发光元件21向基体10侧射出的光，提高光的取出效率。另外，通过使绝缘层13具有光反射性，由此，对于从光源射出且照射到例如包含扩散板或波长转换部件等的透光层积体的光，其中经反射回到基体10侧的光也会被反射，能够提高光的取出效率。由这些基体反射的光也透过透光层积体，从而能够进一步抑制亮度不均。
绝缘层13的材料只要是从发光元件21射出的光的吸收少、且具有绝缘性的材料即可，不作特别限制。例如，能够使用：环氧树脂、硅酮、改性硅酮、聚氨酯树脂、氧杂环丁烷树脂、丙烯酸、聚碳酸酯、聚酰亚胺等树脂材料。在对绝缘层13赋予光反射性的情况下，就绝缘层13而言，能够使上述树脂材料中含有添加到后述底部填充材料中的白色系填料。白色系填料将在下文详述。
[发光元件21]
发光模块101具备配置于基体10的一个或多个发光元件21。在发光模块101具备多个发光元件21的情况下，发光元件21在基体10上一维或二维地排列。就配置于基体10的发光元件21而言，能够使用各种方式的发光元件。本实施方式中，发光元件21是发光二极管。发光元件21射出的光的波长能够任意选择。例如，作为蓝色、绿色的发光元件，能够采用使用了氮化物类半导体(InxAlyGa1－x－yN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)、ZnSe及GaP等半导体的发光元件。另外，作为红色的发光元件，能够采用使用了GaAlAs、AlInGaP等半导体的发光元件。另外，也能够采用由除上述以外的材料构成的半导体发光元件。采用的发光元件的组成及发光颜色、大小、个数等能够根据目的来适当选择。
在使用波长转换部件对来自发光元件21的光进行波长转换的情况下，优选地，发光元件21采用射出能够高效地对波长转换部件中所含的波长转换材料进行激发的短波长的光的氮化物半导体(InxAlyGa1－x－yN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)。能够根据半导体层的材料及混晶度来选择各种发光波长。发光元件21既可以在同一面侧具有正极及负极，也可以在不同面具有正极及负极。
发光元件21例如具有成长用基板、和层积于成长用基板之上的半导体层。半导体层包括n型半导体层、p型半导体层和被它们夹着的活性层。在n型半导体层及p型半导体层，分别电连接有负极及正极。就成长用基板而言，例如，能够使用透光性的蓝宝石基板等。
发光元件21的n侧电极及p侧电极经由连接部件23以倒装片的方式安装于基体10。具体而言，发光元件21的p侧电极及n侧电极通过连接部件23与基体10的导体配线12中所含的正极配线及负极配线电连接。发光元件21的上表面21a构成光取出面，该上表面21a是发光元件21的与形成有n侧电极及p侧电极的面相反侧的面、即透光性的蓝宝石基板的主面。本实施方式中，为了降低发光元件21的正上方亮度，在上表面21a配置有光反射膜22。因此，发光元件21的侧面21c成为实质上的光取出面。
[连接部件23]
如上所述，连接部件23将p侧电极及n侧电极、和导体配线的正极配线及负极配线连接。连接部件23包含导电性的材料。例如，连接部件23的材料是含Au合金、含Ag合金、含Pd合金、含In合金、含Pb－Pd合金、含Au－Ga合金、含Au－Sn合金、含Sn合金、含Sn－Cu合金、含Sn－Cu－Ag合金、含Au－Ge合金、含Au－Si合金、含Al合金、含Cu－In合金、金属和熔剂的混合物等。
作为连接部件23，能够使用液状、膏状、固体状(片状、块状、粉末状、线状)的部件，能够根据组成、支承体的形状等适当选择。另外，这些连接部件23既可由单一部件形成，或者也可将多种部件组合使用。
[底部填充部件24]
也可以在发光元件21与基体10之间配置底部填充部件24。以能够高效地反射来自发光元件21的光、使热膨胀率接近发光元件21等为目的，底部填充部件24优选地含有填料。本实施方式中，发光元件21的侧面21c也是光取出面，故而，如图1所示，优选地，底部填充部件24不覆盖侧面21c。
作为母材，底部填充部件24包含来自发光元件的光的吸收少的材料。例如，能够使用环氧树脂、硅酮、改性硅酮、聚氨酯树脂、氧杂环丁烷树脂、丙烯酸、聚碳酸酯、聚酰亚胺等。
作为底部填充部件24的填料，如果是白色系填料，则光更易反射，能够实现光的取出效率的提高。另外，作为填料，优选地使用无机化合物。这里的白色也包含如下情形：即使在填料本身是透明的情况下，当与填料周围的材料存在折射率差时也会因散射而看起来是白色。
就填料的反射率而言，相对于发光元件21的发光波长的光优选在50％以上，进一步优选在70％以上。由此，能够提高发光模块101的光的取出效率。另外，填料的粒径优选为1nm以上且10μm以下。通过将填料的粒径设为该范围，作为底部填充材料的树脂流动性好，即使是狭窄的间隙，也能够良好地填充构成底部填充部件24的材料。需要说明的是，填料的粒径优选为100nm以上且5μm以下，进一步优选为200nm以上且2μm以下。另外，填料的形状可以是球形也可以是鳞片形状。
作为填料材料，具体而言，可举出：SiO2、Al2O3、Al(OH)3、MgCO3、TiO2、ZrO2、ZnO、Nb2O5、MgO、Mg(OH)2、SrO、In2O3、TaO2、HfO、SeO、Y2O3等氧化物；SiN、AlN、AlON等氮化物；诸如MgF2的氟化物等。这些物质既可以单独使用，也可以混合使用。
[光反射膜22]
光反射膜22将入射的光的一部分反射且使一部分透过。光反射膜22设于发光元件21的上表面21a。通过该结构，从发光元件21的上表面21a射出的光的一部分由光反射膜22反射，向发光元件21返回，并从发光元件21的侧面21c射出。其结果，使从发光元件21的上表面21a射出的光的光量减少，使发光元件21的上方处的亮度下降，抑制使用发光模块101构成背光源等时的亮度不均。
就光反射膜22的反射率而言，相对于发光元件21的峰值波长优选在20％以上且80％以下。在反射率低于20％的情况下，从上表面21a射出的光的光量的下降不充分，故而，亮度不均的抑制不充分。另外，在反射率大于80％的情况下，从上表面21a射出的光的光量的下降过大，即使使用后述的半透半反镜51，上表面21a上区域的亮度也低于其周围的区域，难以抑制亮度不均。
优选地，通过光反射膜22，发光元件21射出的光的全部光量的30％以上相对于基体10的上表面以低于20°的仰角射出。可调节光反射膜22的反射率，以使光以这种配光特性从发光元件21射出。
光反射膜22能够由金属膜、电介质多层膜等构成。优选地，使用不易吸收从发光元件21射出的光的材料。
[密封部件30]
发光模块101也可以具备密封部件30。密封部件30保护发光元件21免受外部环境影响，并且，在光学上控制从发光元件21输出的光的配光特性。即，主要通过密封部件30的外表面的光的折射来调节光的射出方向。密封部件30覆盖发光元件21而配置于基体10上。
密封部件30的表面具有凸状的曲面。优选地，俯视时，密封部件30具有圆或椭圆的外形。在密封部件30，优选地，光轴L方向的高度H及俯视时的宽度W之比H/W小于0.5。更优选地，H/W在0.3以下。密封部件30的高度H由从基体10的安装面至密封部件30的最高的部分的、光轴L方向的间隔来规定。宽度W基于密封部件30的底面的形状。在底面为圆形的情况下是圆的直径，在为其他形状的情况下，由底面的最短宽度来规定。例如，在俯视时的外形为椭圆形的情况下，底面的宽度存在长径及短径，而短径是宽度W。由于密封部件30具有该形状，由此，能够使从发光元件21射出的光在密封部件30和空气的界面折射，并进一步宽配光化。
作为密封部件30的材料，能够使用环氧树脂、硅酮树脂或使其混合而成的树脂等透光性树脂、或玻璃等。其中，考虑耐光性和易成型性，优选地，选择硅酮树脂。
密封部件30也可以含有波长转换材料、用于使来自发光元件21的光扩散的扩散剂。另外，也可以与发光元件的发光颜色相对应地含有着色剂。就这些波长转换材料、扩散材料、着色剂等而言，优选地，根据密封部件30的外形，以配光可控的程度的量含于密封部件30中。另外，为了抑制对配光特性造成的影响，优选地，含有的材料的粒径在0.2μm以下。需要说明的是，本说明书中，粒径是指平均粒径(中位径)，平均粒径的值能够通过激光衍射法进行测定。
[半透半反镜51]
半透半反镜51具有将入射的光的一部分反射且使一部分透过的反射特性，位于发光元件21的上表面21a侧。优选地，半透半反镜51相对于发光元件21足够大，以使从发光元件21以小仰角射出的光也能够入射到半透半反镜51。在多个发光元件21配置于基体10的情况下，具有将多个发光元件21的上表面21a上方覆盖的足够的大小。半透半反镜51例如由保持发光模块101的框体等支承。
在发光模块101进一步具备后述的波长转换部件52、透光体层53等的情况下，也可以将半透半反镜51、波长转换部件52、透光体层53等层积，构成透光层积体50，且由保持发光模块101的框体等支承透光层积体50。该情况下，在透光层积体50，优选地，半透半反镜51位于最靠发光元件21侧的位置。
为了抑制发光元件21的上方区域和其周围区域的亮度不均，半透半反镜51具有如下光谱反射率特性：在其反射波段至少包含光谱反射率不同的两个区域。图2A表示相对于垂直入射光的半透半反镜51的光谱反射率特性的示意性的一例。一并示出从发光元件21射出的光的发射光谱的示意性的一例。如图2A所示，半透半反镜51具备如下反射特性：垂直入射时的光谱反射率在比发光元件21射出的光的峰值波长长的长波长侧BL大。
优选地，半透半反镜51具有如下光谱反射率特性：相对于发光元件21的发光峰值波长区域RE的光谱反射率而言，区域RL的上述光谱反射率比该区域RE的光谱反射率大10％以上，其中，区域RL是比发光元件21的发光峰值波长区域长50nm波长侧的区域。这里，光谱反射率是相对于垂直入射光的值。另外，发光峰值波长区域RE是指以发光元件21的峰值波长λp为中心的规定宽度的波长区域。例如，是λE1以上且λE2以下(λE1＜λE2)的波长区域。发光峰值波长区域RE的波段根据发光元件21射出的光的特性来决定。例如，在发光元件21是射出蓝色光的LED的情况下，发光峰值波长区域RE的波段也可以是λp±20nm。
另外，区域RL是如下区域：包含以比发光峰值波长区域RE的上限及下限分别长50nm波长侧的波长为上限及下限的区域。具体而言，区域RL是(λE1+50)nm以上且(λE2+50)nm以下的波长区域。另外，相对于发光峰值波长区域RE的光谱反射率而言，区域RL的上述光谱反射率比该区域RE的光谱反射率大10％以上是指，相对于发光峰值波长区域RE的最大光谱反射率而言，区域RL内的任意波长的光谱反射率比该最大光谱反射率大10％以上。另外，发光峰值波长区域RE的光谱反射率为30％以上且65％以下。因此，区域RL的光谱反射率为40％以上且75％以下。发光峰值波长区域RE和区域RL互不重合。就半透半反镜51的光谱反射率而言，例如，在包含区域RL的长波长侧的区域及包含发光峰值波长区域RE的短波长侧的区域分别为恒定。
垂直入射时的反射波段B包含上述的发光峰值波长区域RE及区域RL，定义为波长400nm以上且800nm以下的范围、且光谱反射率为40％以上的区域。半透半反镜51的反射波段B包含发光元件的发光峰值波长，比发光峰值波长长的长波长侧BL宽于短波长侧BS。
半透半反镜51具有透光性，具备层积折射率不同的多个电介质层而成的电介质多层膜构造。作为电介质层的具体材料，优选为金属氧化膜、金属氮化膜、金属氟化膜或有机材料等在从发光元件21射出的波长域中光吸收少的材料。另外，作为电介质层，也可以使用硅酮树脂或氟树脂等有机层。
就半透半反镜51的光谱反射率特性、具体地是发光峰值波长区域RE及区域RL的位置、光谱反射率等而言，可通过调整电介质层的厚度、折射率、层积数等来任意地设定。另外，发光峰值波长区域RE及区域RL的光谱反射率等可分别进行设计。
[波长转换部件52]
在密封部件30不含波长转换材料的情况下，发光模块101也可以还具备波长转换部件52。波长转换部件52离开发光元件21，位于发光元件的光取出面侧。波长转换部件52优选地也离开密封部件30。波长转换部件52吸收从发光模块101射出的光的一部分，并发出波长与来自发光模块101的射出光的波长不同的光。就波长转换部件52而言，由于离开发光模块101的发光元件21，故而，可使用难以在发光元件21的附近使用的、耐热或耐光强度差的光转换物质。由此，可提高作为发光模块101的背光源的性能。波长转换部件52具有片形状或层形状，包含波长转换物质。
波长转换物质例如包含：铈激活钇铝石榴石(YAG)类荧光体、铈激活镥铝石榴石(LAG)、铕和/或铬激活含氮铝硅酸钙(CaO－Al2O3－SiO2)类荧光体、铕激活硅酸盐((Sr，Ba)2SiO4)类荧光体、β赛隆荧光体、CASN类或SCASN类荧光体等氮化物类荧光体、KSF类荧光体(K2SiF6：Mn)、硫化物类荧光体等。也能够使用这些荧光体以外的、具有同样的性能、作用、效果的荧光体。
另外，波长转换部件52例如也可以含有被称作所谓的纳米晶体、量子点的发光物质。作为这些材料，能够使用半导体材料，例如，可举出：II－VI族、III－V族、IV－VI族半导体，具体而言，可举出：CdSe、核壳型的CdSxSe1－x/ZnS、GaP等纳米尺寸的高分散粒子。
[透光体层53]
发光模块101还可以具备一个或多个透光体层53。透光体层53是扩散板、棱镜片、反射型偏振片等。扩散板使入射的光扩散并透过。扩散板例如由聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯树脂等、相对于可见光来说光吸收少的材料构成。使光扩散的构造或通过在扩散板的表面设置凹凸、或通过使折射率不同的材料分散于扩散板中，而设于扩散板。扩散板也可以利用名为光扩散片、扩散膜等的市售品。
棱镜片通过使从透光层积体50射出的光的垂直分量增大，而提高从正面观察发光模块101的发光面时的亮度。
反射型偏振片也被称作增亮膜。在从发光元件21射出的光之中，反射型偏振片例如将P波透过，且将S波向发光元件21侧反射。由反射型偏振片反射的S波由半透半反镜51、波长转换部件52及基体10的上表面反射，转换成P波。经转换的P波透过反射型偏振片向外部射出。这样，能够提高从发光模块101射出的光中的P波分量的比例。
[发光模块101的发光及效果]
在发光模块101中，光反射膜22设于发光元件21的上表面21a。通过该结构，从发光元件21的上表面21a射出的光的一部分由光反射膜22反射，向发光元件21返回，并从发光元件21的侧面21c射出。其结果，从发光元件21的上表面射出的光的光量减少，使发光元件21的上方处的亮度下降，抑制使用发光模块101构成背光源等时的亮度不均。
但是，根据本申请发明人的研究可知，在如下情况，即在发光元件的上表面设置电介质多层膜，在发光模块的射出侧配置扩散板等，并形成背光源的情况下，如果扩散板和发光元件的间隔短，则在发光元件的上方附近，与周围相比，亮度下降。图3A表示在发光元件21的上表面设置光反射膜22、在上表面21a的上方配置扩散板61的示例性的发光模块100的示意性剖视图，图3B表示试制发光模块100并从上表面侧观察发光模块100的发光的一例。
由于扩散板61和发光元件21的间隔D短，由此，在扩散板61之中发光元件上方的区域61a，主要是如下光入射：从发光元件21的上表面21a垂直地射出、且透过了光反射膜22的光。另一方面，在区域61a周围的区域61b，从发光元件的上表面21a倾斜地射出、且透过了光反射膜22的光、以及由光反射膜22反射且在发光元件21内部反射而由此从发光元件21的上表面21a及侧面21c射出的光，向区域61b入射。其结果，如图3B所示，与发光元件21的上方的区域相比，其周围的区域的亮度较高，产生亮度不均。
本发明的发光模块101中，为了抑制上述亮度不均，利用半透半反镜51的光谱反射特性的入射角度依赖性。通常，在半透半反镜由电介质多层膜构成的情况下，光谱反射特性在光向半透半反镜51垂直入射时和倾斜入射时不同。与光垂直入射时相比，当倾斜入射时，半透半反镜中的光路长较长，由此，反射波段向短波长侧移位。该特征也被称作蓝移。图2B表示相对于如下光的光谱反射率特性：从相对于垂直方向倾斜45°的方向向具有图2A中表示的光谱反射率特性的半透半反镜51入射的光。
发光元件21的发光峰值波长约为450nm，发光峰值波长区域RE为430nm～470nm。另外，区域RL为480nm～520nm。另外，发光峰值波长区域RE的光谱反射率约为42％，区域RL的光谱反射率约为60％。也就是说，向半透半反镜51垂直入射的光以约42％的光谱反射率反射，而向半透半反镜51倾斜入射的光以最大约60％的光谱反射率反射。
详细研究后可知，例如，在发蓝色光的发光元件21的情况下，位移量设定为50nm时，将提高发光元件21的上方的区域的亮度，并且降低其周边的区域的亮度，由此能够有效地降低亮度不均。
图4示意性表示在发光模块101中从发光元件21射出的光的行进。在从发光元件21的上表面21a至半透半反镜51的距离D短的情况下，如参照图3A及图3B所说明的那样，在半透半反镜51，相较于发光元件21的上方的区域51a，更多的光向该区域51a周边的区域51b入射。
向半透半反镜51的区域51a入射的光包含大量垂直分量。因此，以约42％的反射率将入射光反射。换言之，入射的光以约58％的比例透过半透半反镜51。与此相对，向区域51b入射的光包含大量相对于半透半反镜51倾斜的分量。因此，以最大60％的反射率将入射光反射，以约40％的比例使入射光透射。因而，能够相对地提高半透半反镜51的区域51b的亮度，并降低区域51a的亮度，能够降低发光模块101的发光面的亮度不均。
这样，根据本发明的发光模块101，通过在发光元件21的上表面21a设置光反射膜22，而将从发光元件21射出的光宽配光化。由于宽配光化，导致与发光元件21正上方的区域的亮度相比，其周围的亮度高，故而，经由具有上述特性的半透半反镜51，使来自发光元件21的光射出。由此，即使缩短发光模块101中的距离(D)，也能够抑制亮度不均，能够实现薄型的背光源。
另外，由凸型的曲面构成密封部件30的外形，且使高宽比H/W小于0.5，由此，能够使从发光元件21射出的光进一步宽配光化。例如，如果将密封部件30的高度H相对于宽度W之比H/W设定为0.3以下，则能够使发光模块101射出的光的全部光量的40％以上相对于基体10的上表面以低于20°的仰角射出。通过光反射膜22及密封部件30的外形，能够得到期望的配光特性而无需使用二次透镜。即，通过具备光反射膜22，能够降低发光元件21的上方的亮度，故而，使密封部件30主要起到将来自发光元件21的光宽配光化的功能即可。因此，能够实现具有透镜功能的密封部件30大幅的小型化。由此，能够使用发光模块101，来实现亮度不均得到改善的薄型的背光模块(发光模块)。
(第二实施方式)
图5A是表示本实施方式的集成型发光模块102的截面构造的示意图。集成型发光模块102包括透光层积体50和集成型发光装置103。图5B是集成型发光装置103的俯视图。
集成型发光装置103包括基体10、配置于基体10的多个发光元件21、和在各发光元件21的上表面设置的光反射膜22。基体10、发光元件21及光反射膜22的构造及其构成要素的关系如第一实施方式所述。
多个发光元件21在基体10的上表面一维或二维地排列。本实施方式中，多个发光元件21沿着正交的两个方向、即沿着x方向及y方向二维地排列，x方向的排列节距px等于y方向的排列节距py。但是，排列方向不限于此。x方向和y方向的节距也可以不同，且排列的两个方向也可以不正交。另外，排列节距也不限于等间隔，也可以为非等间隔。例如，发光元件21也可以如下方式排列：其间隔从基体10的中央朝着周边变宽。
集成型发光装置103具备位于发光元件21之间的多个光反射部件15。光反射部件15包括壁部15ax、15ay及底部15b。如图5B所示，在x方向上相邻的两个发光元件21之间配置有沿y方向延伸的壁部15ay，在y方向上相邻的两个发光元件21之间配置有沿x方向延伸的壁部15ax。因此，各发光元件21由沿x方向延伸的两个壁部15ax、和沿y方向延伸的两个壁部15ay包围。底部15b位于由两个壁部15ax及两个壁部15ay围成的区域15r。本实施方式中，发光元件21的x方向及y方向的排列节距相等，故而，底部15b的外形是正方形。
在底部15b的中央设有贯通孔15e，以发光元件21位于贯通孔15e内的方式，底部15b位于绝缘层13上。贯通孔15e的形状及大小不作特别限制，只要是发光元件21可位于内部的形状及大小即可。优选地，贯通孔15e的外缘位于发光元件21的附近、即俯视时在贯通孔15e与发光元件21之间产生的间隙窄，以使来自发光元件21的光也能够被底部15b反射。
如图5A所示，在yz截面上，壁部15ax包括沿x方向延伸的一对倾斜面15s。一对倾斜面15s各自在沿x方向延伸的两边中的一边相互连接，构成顶部15c。另一边分别与位于相邻的两个区域15r的底部15b连接。同样地，沿y方向延伸的壁部15ay包括沿y方向延伸的一对倾斜面15t。一对倾斜面15t各自在沿y方向延伸的两边中的一边相互连接，构成顶部15c。另一边分别与位于相邻的两个区域15r的底部15b连接。
由底部15b、两个壁部15ax及两个壁部15ay形成具有开口的发光空间17。图5B中表示以3行3列排列的发光空间17。一对倾斜面15s及一对倾斜面15t面向发光空间17的开口。
光反射部件15具有光反射性，通过壁部15ax、15ay的倾斜面15s、15t，使从发光元件21射出的光朝向发光空间17的开口反射。另外，使入射到底部15b的光也向发光空间17的开口侧反射。由此，能够高效地使从发光元件21射出的光向透光层积体50入射。
由光反射部件15划分的发光空间17构成分别独立地驱动多个发光元件21时的、发光空间的最小单位。另外，构成作为面发光源从透光层积体50的上表面观察发光模块101时的、区域调光的最小单位区域。在独立地驱动多个发光元件21的情况下，以最小的发光空间单位实现基于区域调光的可驱动的发光模块。同时驱动相邻的多个发光元件21，并以使ON/OFF的定时同步的方式进行驱动，如此，能够以更大的单位实现基于区域调光的驱动。
就光反射部件15而言，例如，既可以使用含有由氧化钛、氧化铝、氧化硅等金属氧化物粒子构成的反射材料的树脂来成型；也可以在使用不含反射材料的树脂成型后，在表面设置反射材料。光反射部件15相对于来自发光元件21的射出光的反射率例如优选为70％以上。
光反射部件15能够通过使用了模具的成型或光造型来形成。作为使用了模具的成型方法，能够使用注射成型、挤出成型、压缩成型、真空成型、压缩空气成型、压力成型等成型方法。例如，使用由PET等形成的反射片进行真空成型，从而，能够得到将底部15b和壁部15ax、15ay一体地形成的光反射部件15。反射片的厚度例如为100μm～500μm。
光反射部件15的底部15b的下表面和绝缘层13的上表面由粘接部件等固定。从贯通孔15e露出的绝缘层13优选具有光反射性。优选地，以来自发光元件21的射出光不会入射到绝缘层13与光反射部件15之间的方式，在贯通孔15e的周围配置粘接部件。例如，优选地，沿着贯通孔15e的外缘呈环状地配置粘接部件。粘接部件既可以是双面胶带，也可以是热熔型粘接片，还可以是热固型树脂或热塑型树脂的粘接液。这些粘接部件优选地具有高阻燃性。另外，也可以不通过粘接部件，而由螺纹件、销等其他结合部件来固定。
由多个光反射部件15围成的各区域Ru可视作具有发光元件21的一个发光模块101。即，在x方向及y方向上，集成型发光装置103具备以节距Px及节距Py排列的多个发光模块101。
光反射部件15的高度HR优选为发光模块101的排列节距的0.3倍以下，进一步优选为0.2倍以下。在发光模块101二维地排列的情况下，是两个方向上的节距之中较短的节距。本实施方式中，x方向的排列节距px等于y方向的排列节距py，故而，高度HR在Px及Py的0.3倍以下、即HR≤0.3Px或HR≤0.3Py。通过光反射部件15的高度HR满足该条件，能够缩短透光层积体50和集成型发光装置103的距离，实现薄型的发光模块。
透光层积体50至少包括半透半反镜51。透光层积体50的构造如第一实施方式所述。
根据集成型发光模块102，与第一实施方式同样地，即使是薄型的构造也能够抑制亮度不均。
产业上的可利用性
本发明的发光模块及集成型发光模块能够用于液晶显示器的背光源、照明器具等各种光源。

Claims (22)

1.一种发光模块，其特征在于，具备：
基体，其具有导体配线；
发光元件，其以与所述导体配线电连接的方式配置于所述基体；
光反射膜，其设于所述发光元件的上表面；
半透半反镜，其离开所述发光元件，位于所述发光元件的光取出面侧；
所述半透半反镜在垂直入射时的光谱反射率在比所述发光元件射出的光的峰值波长长的长波长侧大，
如下区域的所述光谱反射率比所述发光元件的发光峰值波长区域的所述光谱反射率大10％以上：比所述发光元件的发光峰值波长区域长50nm的长波长侧的区域。
2.如权利要求1所述的发光模块，其中，
所述发光元件的发光峰值波长区域的所述光谱反射率在30％以上且65％以下。
3.如权利要求1或2所述的发光模块，其中，
还具备将所述发光元件及所述光反射膜覆盖的密封部件，
所述密封部件的高度H与宽度W之比H/W小于0.5。
4.如权利要求3所述的发光模块，其中，
所述比H/W在0.3以下。
5.如权利要求1或2所述的发光模块，其中，
所述半透半反镜在垂直入射时的反射波段包含所述发光元件的发光峰值波长，就该反射波段而言，比所述发光峰值波长长的长波长侧宽于比所述发光峰值波长短的短波长侧。
6.如权利要求1或2所述的发光模块，其中，
所述发光元件射出的光的全部光量的30％以上相对于所述基体的上表面以低于20°的仰角射出。
7.如权利要求1或2所述的发光模块，其中，
所述发光元件射出的光的全部光量的40％以上相对于所述基体的上表面以低于20°的仰角射出。
8.如权利要求1或2所述的发光模块，其中，
所述发光元件以倒装片的方式安装于所述基体。
9.如权利要求1或2所述的发光模块，其中，
还具备波长转换部件，该波长转换部件位于所述发光元件的光取出面侧，吸收所述发光元件的光的一部分，并射出波长与所述发光元件的发光波长不同的光。
10.一种集成型发光模块，其具备：
多个权利要求1至9中任一项所述的发光模块；
多个光反射部件，其分别配置于所述多个发光模块之间。
11.如权利要求10所述的集成型发光模块，其中，
所述光反射部件的高度在所述发光模块之间的距离的0.3倍以下。
12.如权利要求10所述的集成型发光模块，其中，
所述光反射部件的高度在所述发光模块之间的距离的0.2倍以下。
13.一种发光模块，其特征在于，具备：
基体，其具有导体配线；
发光元件，其以与所述导体配线电连接的方式配置于所述基体；
密封部件，其覆盖所述发光元件；
半透半反镜，其离开所述发光元件，位于所述发光元件的光取出面侧；
所述半透半反镜在垂直入射时的光谱反射率在比所述发光元件射出的光的峰值波长长的长波长侧大，
如下区域的所述光谱反射率比所述发光元件的发光峰值波长区域的所述光谱反射率大10％以上：比所述发光元件的发光峰值波长区域长50nm的长波长侧的区域；
所述密封部件的高度H与宽度W之比H/W小于0.5。
14.如权利要求13所述的发光模块，其中，
所述发光元件的发光峰值波长区域的所述光谱反射率在30％以上且65％以下。
15.如权利要求13所述的发光模块，其中，
所述比H/W在0.3以下。
16.如权利要求13所述的发光模块，其中，
所述发光元件射出的光的全部光量的30％以上相对于所述基体的上表面以低于20°的仰角射出。
17.如权利要求13所述的发光模块，其中，
所述发光元件射出的光的全部光量的40％以上相对于所述基体的上表面以低于20°的仰角射出。
18.如权利要求13至17中任一项所述的发光模块，其中，
所述发光元件以倒装片的方式安装于所述基体。
19.如权利要求13至17中任一项所述的发光模块，其中，
还具备波长转换部件，该波长转换部件位于所述发光元件的光取出面侧，吸收所述发光元件的光的一部分，并射出波长与所述发光元件的发光波长不同的光。
20.一种集成型发光模块，其具备：
多个权利要求13至19中任一项所述的发光模块；
多个光反射部件，其分别配置于所述多个发光模块之间。
21.如权利要求20所述的集成型发光模块，其中，
所述光反射部件的高度在所述发光模块之间的距离的0.3倍以下。
22.如权利要求20所述的集成型发光模块，其中，
所述光反射部件的高度在所述发光模块之间的距离的0.2倍以下。
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