JP7011201B2 - 発光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の液晶表示装置1000の各構成を示す模式的な分解斜視図である。液晶表示装置1000は、発光モジュール101と、液晶パネル120と、発光モジュール101および液晶パネル120の間に位置する、レンズシート111、112および拡散シート113とを含む。本実施形態では、拡散シート113は、レンズシート111、112よりも発光モジュール101側に配置されている。
以下、本開示の発光モジュールの第1の実施形態を説明する。
発光モジュール101の第1の実施形態を詳述する。図2Aは発光モジュール101の模式的上面図であり、図2Bは、発光モジュール101の図2Aの2B-2B線における模式的断面図であり、図2Cおよび図2Dは図2Bの一部を拡大した模式的断面図である。2B-2B線はx軸に平行であるが、y軸に平行な断面も同じ構造を有している。発光モジュール101は、導光板10と、複数の波長変換部材20と、複数の発光素子30と
樹脂部材50とを備える。
導光板10は、発光素子30からの光が入射し、面状の発光を行う透光性の部材である。本実施形態の導光板10は、発光面である第1主面10aと、第1主面10aと反対側に位置する第2主面10bとを備える。
光反射性部材をさらに備えていてもよい。
例えば、略矩形形状等の多角形状、または略円形形状を有していてもよい。
波長変換部材20は、発光素子30から出射する光の一部の波長を変換する。波長変換部材20は、第1主面20a、第2主面20bおよび側面20cを有し、側面20cは複数の波長変換部材20間に配置された樹脂部材50によって覆われている。複数の波長変換部材20の第1主面20aは、凹部12A、12Bの空洞に接して配置される。換言すると、波長変換部材20の第1主面20aは、凹部12A、12Bの空洞に露出されている。
樹脂部材50は、複数の波長変換部材20を支持し、導光板10の第2主面10bに設けられた凹部12A、12Bに対して波長変換部材20を所定の位置に配置する。特に、発光モジュール101では、凹部12A、12Bが空洞であるため、樹脂部材50は、製造時において、空洞に接するようにして波長変換部材20を保持する機能を有する。
形形状を有する。図2Fに示すように、平面視、つまりyx平面において、正方形形状を有する貫通穴50各辺はx軸およびy軸に平行である。しかし、図2Gに示すように、正方形形状を有する貫通穴50各辺はx軸およびy軸に対して45°の角度をなすように、配置されていてもよい。
発光素子30は発光モジュール101の光源である。発光モジュール101は複数の発光素子30を備え、複数の発光素子30が波長変換部材20を介して1つの導光板10に
接合されている。
図2Cおよび図2Dに示すように、発光素子30の主発光面30aは透光性接合部材35によって波長変換部材20に接合されていてもよい。透光性接合部材35は、発光素子30から出射される光の60%以上を透過し、好ましくは90%以上を透過する。透光性接合部材35は、発光素子30から出射される光を波長変換部材20に伝播させる役割を有する。そのため、透光性接合部材35は、拡散部材等を含むことは可能であり、拡散部材等を含まない透光性の樹脂材料のみで構成されてもよい。
発光モジュール101は、複数の発光素子30の側面30cと樹脂部材50および波長変換部材20を覆って封止する封止部材40を備えていてもよい。これにより、発光素子30、波長変換部材20を保護し、導光板10の第2主面10b側の構造強度を高めることによって、発光モジュール101全体の強度を高めることができる。発光素子30の側面30cに透光性接合部材35が配置されている場合には、封止部材40は、透光性接合部材35も覆っていることが好ましい。発光素子30の電極31は、封止部材40から露出している。封止部材40は、樹脂部材50に接する第1主面40aと、反対側に位置する第2主面40bを有する層形状を備える。
発光モジュール101は、外部との電気的接続のため、あるいは、配線基板200との接続のため、複数の発光素子30の電極31と電気的に接続された配線201を備えていてもよい。配線201は、封止部材40の第2主面40bに形成することができる。配線201を設けることにより、例えば複数の発光素子30同士を電気的に接続することができ、発光モジュールを部分駆動する場合に必要な回路を形成することができる。
発光モジュール101は配線基板200を備えていてもよい。配線基板200には、予め配線パターンを設けることができるため、配線基板200を備えることによって、発光モジュール101は、部分駆動等に必要なより複雑な配線を備えることが可能となる。
貫通穴が設けられ貫通穴内に導電性部材213が充填されている。第1主面210aにおいて、導電性部材213が露出している。
発光モジュール101によれば、発光素子30が接続された波長変換部材20は、レンズ等の他の部材を介することなく導光板10の凹部12の空間に接して配置されるため、発光モジュール101全体の厚さを小さくできる。また、波長変換部材20の側面を覆う樹脂部材50が透光性を有する場合には、波長変換部材20の側面から出射する光を樹脂部材50を介して導光板10内に入射させ、取り出すことが可能である。波長変換部材20の側面を覆う樹脂部材50が光反射性を有する場合には、樹脂部材50によって、波長変換部材20の側面からの光の出射を抑制し、凹部12へ出射する光を増大させることができる。
する光を発散させたり、収束させたりして、光の透過方向を変化させる光学レンズとして機能する。このため、凹部12によって光の配光が調整され、発光素子から発光モジュール101の出射面である第1主面までの距離が短くても光の配光を調節することが可能となり、薄型のバックライトを実現することができる。
以下、図3Aから図3Gを参照しながら、本実施形態示の発光モジュールの製造方法の一例を説明する。
開口に位置するように、導光板10に対して複合体60を位置合わせする。
以下、本開示の発光モジュールの第2の実施形態を説明する。
本開示の発光モジュールの第2の実施形態を詳述する。図4Aは発光モジュール102の模式的断面図であり、図4Bおよび図4Cは図4Aにおける一部を拡大した断面図である。図4Aは、図2Aにおける2B-2B線に対応した位置における断面である。
以下、図5Aから図5Eを参照しながら、本実施形態示の発光モジュールの製造方法の一例を説明する。
発光モジュール102において、樹脂部材51は、透光性の材料によって構成されていてもよいし、光反射性の材料によって構成されていてもよい。樹脂部材51を光反射性の材料によって構成する場合には、封止部材40と樹脂部材51とを一体的に形成することが可能である。図6に示す発光モジュール103は導光板10の第2主面に配置され、波長変換部材21の側面21cおよび発光素子30の側面30cを覆う樹脂部材52を備える。樹脂部材52は光反射性を有しており、封止部材40に用いられる材料によって構成されている。樹脂部材52の第2主面52bには発光素子30の電極31が露出している。
[樹脂部材の他の形態]
本開示の発光モジュールには種々の改変が可能である。第1の実施形態の発光モジュール101では、樹脂部材50は、波長変換部材20を保持するための貫通穴50hを備えていたが、樹脂部材は凹部を備えていてもよい。図8に示す発光モジュール104は、複数の凹部53hを有する樹脂部材53を備えている。樹脂部材53は板状の部材であり、第2主面53bに複数の凹部53hを有している。本形態は、第1の実施形態において、樹脂部材が透光性を有する場合および光反射性を有する場合に好適に組み合わせることができる。
発光モジュールは単位発光領域を画定する区分部材を備えていてもよい。図9に示す発光モジュール105は、複数の発光素子のそれぞれを区画する区分部材54x、54yを備えている点で発光モジュール103と異なる。図10は発光モジュール105の導光板の下面図である。発光モジュール105において、導光板10は、第2主面10bに区分部材54x、54yを配置するための複数の溝13xおよび複数の溝13yを有している
。第2主面10bにおいて、溝13xはx方向に伸びており、x方向に配列された凹部12Aおよび凹部12Bの複数の行の間に配置されている。また、溝13yはy方向に伸びており、y方向に配列された凹部12Aおよび凹部12Bの複数の列の間に配置されている。溝13xおよび溝13yは交差しており、溝13xおよび溝13yによって、各凹部12Aまたは凹部12Bは囲まれており、溝13xおよび溝13yに囲まれた領域が、発光モジュール105の発光単位領域を構成する。
これまでの実施形態では、導光板10の第2主面10bに形成された凹部12A、12Bは空洞である。しかし、凹部12A、12Bの全部または一部は導光板10の材料よりも屈折率が小さい透光性低屈折率部材で満たされていてもよい。
る場合、透光性低屈折率部材14が波長変換部材20を支持することができるため、樹脂部材として樹脂層を用い、第2の実施形態の製造方法で発光モジュールを製造する場合、平面視において、凹部12A、12Bよりも小さい波長変換部材20を用いることが可能である。
上記実施形態では、発光モジュールは、2種類の光学機能部が配列された導光板を備えていた。しかし、導光板には1種類の光学機能部のみが設けられていてもよい。図14Aはこのような形態の発光モジュール108の模式的上面図であり、図14Bは、発光モジュール108の図14Aの2B-2B線における模式的断面図である。発光モジュール108は、導光板10の第1主面10a上において、2次元に配列された複数の光学機能部11Bのみを備えている。また導光板10の第2主面10bにおいて、複数の凹部(第2凹部)12Bのみを有している。
10a 第1主面
10b 第2主面
11A 光学機能部
11B 光学機能部
12、12A、12B 凹部
12Ab、12Bb 開口
13x、13y 溝
14、15 透光性低屈折率部材
20、21 波長変換部材
30 発光素子
30a 主発光面
30b 電極形成面
31 電極
35 透光性接合部材
40 封止部材
50~54 樹脂部材
60、61、63 複合体
101~107 発光モジュール
111 レンズシート
112 レンズシート
113 拡散シート
120 液晶パネル
200 配線基板
201 配線
210 基材
212 配線層
213 導電性部材
1000 液晶表示装置
Claims (24)
- 主発光面を有する複数の発光素子と、
前記複数の発光素子の主発光面にそれぞれ配置された複数の波長変換部材と、
前記複数の波長変換部材間に配置され、前記波長変換部材の側面を覆う樹脂部材と、
第1主面および第2主面を有し、前記第2主面が前記樹脂部材および前記複数の波長変換部材と対向するように前記樹脂部材および前記複数の波長変換部材上に配置された導光板であって、前記複数の波長変換部材上の前記第2主面に位置する複数の凹部を有する導光板と、
を備え、
前記複数の凹部は、複数の第1凹部および複数の第2凹部を含み、少なくとも前記第1凹部の底と前記第2凹部の底は異なる形状を有している、発光モジュール。 - 前記樹脂部材は、透光性を有する請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記樹脂部材は、光反射性を有する請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記複数の凹部は空洞である請求項1から3のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記複数の凹部に充填された、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材をさらに備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記複数の凹部のそれぞれ一部に充填された、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材をさらに備え、前記複数の凹部の他の部分は空洞である、請求項1から4のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 平面視において、前記凹部よりも前記波長変換部材は大きい請求項4から6のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 平面視において、前記凹部よりも前記波長変換部材は小さい請求項5または6に記載の発光モジュール。
- 前記波長変換部材は、前記導光板の第2主面と対向する第1主面を有し、
前記樹脂部材は、前記波長変換部材の前記第1主面をさらに覆っている、請求項1から8のいずれか一項に記載の発光モジュール。 - 前記第1凹部の底は、第1主面側に凸である形状を有し、前記第2凹部の底は、第2主面側に凸である形状を有する請求項9に記載の発光モジュール。
- 前記導光板は、第1主面の、前記第2主面の凹部に対応する位置に配置された複数の光学機能部をさらに有する請求項1から10のいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記複数の光学機能部の光軸は、前記第2主面の複数の凹部の光軸と略一致している、請求項11に記載の発光モジュール。
- 第1主面および第2主面と、前記第2主面に設けられた複数の凹部とを有する導光板を用意する工程と、
前記複数の凹部の開口にそれぞれ位置する複数の波長変換部材と、前記複数の波長変換部材の側面を覆うように前記複数の波長変換部材間に配置された樹脂部材と、主発光面を有する複数の発光素子であって、前記主発光面が対向するように前記複数の波長変換部材にそれぞれ接合された複数の発光素子とを含む複合体を、前記複数の発光素子が位置する面と反対側の面が前記導光板と対向するように、前記導光板の前記第2主面に配置する工程と、
を含み、
前記複数の凹部は、複数の第1凹部および複数の第2凹部を含み、少なくとも前記第1凹部の底と前記第2凹部の底は異なる形状を有している、発光モジュールの製造方法。 - 前記複数の凹部は空洞である請求項13に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記導光板を用意する工程の後に、前記複数の凹部のそれぞれの一部に、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材を配置する工程をさらに含む、請求項13に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記導光板を用意する工程の後に、前記複数の凹部のそれぞれに、前記導光板よりも屈折率の小さい透光性低屈折率部材を配置する工程をさらに含む、請求項13に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記樹脂部材は樹脂板であり、
前記複合体を配置する工程は、
複数の貫通穴または凹部を有する樹脂板を用意し、前記複数の貫通穴または前記複数の凹部に前記複数の波長変換部材をそれぞれ配置し、前記複合体を形成する工程と、
前記複合体を前記導光板の前記第2主面に接合する工程と、
を含む請求項14から16のいずれか一項に記載の発光モジュールの製造方法。 - 前記複合体を形成する工程は、前記主発光面を有する前記複数の発光素子を、前記主発光面が対向するように前記複数の波長変換部材にそれぞれ接合する工程をさらに含む請求項17に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記樹脂板は、透光性を有する請求項18に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記樹脂板は、光反射性を有する請求項18に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記樹脂部材は樹脂層であり、
前記複合体を配置する工程は、
前記複数の凹部の開口を塞ぐように、前記複数の波長変換部材をそれぞれ配置する工程
と、
前記複数の波長変換部材の側面を覆うように、前記導光板の第2主面上に前記樹脂層を形成する工程と、
を含む請求項14または15に記載の発光モジュールの製造方法。 - 前記樹脂部材は樹脂層であり、
前記複合体を配置する工程は、
前記複数の凹部に充填された透光性低屈折率部材上に前記複数の波長変換部材をそれぞれ接合する工程と、
前記複数の波長変換部材の側面を覆うように、前記導光板の第2主面上に前記樹脂層を配置する工程と、
を含む請求項16に記載の発光モジュールの製造方法。 - 前記樹脂層は、透光性を有する請求項21または22に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記樹脂層は、光反射性を有する請求項21または22に記載の発光モジュールの製造方法。
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