TW202115443A

TW202115443A - 發光模組

Info

Publication number: TW202115443A
Application number: TW109120745A
Authority: TW
Inventors: 今田衛
Original assignee: 日商日亞化學工業股份有限公司
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2021-04-16
Also published as: JP6909987B2; CN213093218U; JP2021007093A

Abstract

本發明之課題在於提供一種能夠減少導光板之發光面內之亮度不均或顏色不均之發光模組。其解決方法為，導光板在俯視下為具有複數個角部之角形狀，且具有：成為發光面之第1主面、第1主面之相反側之第2主面、及設置於第2主面之凹部。光源設置於凹部。凹部具有：第2主面側之開口、及俯視下為角形狀之底面。光源具有沿凹部之底面之邊部之側面。在俯視下，將第1主面之複數個角部相連之對角線、與凹部之底面之邊部交叉。

Description

發光模組

本發明係關於一種發光模組。

使用發光二極體等之發光元件之發光模組廣泛利用於例如液晶顯示器之背光源等之面光源。例如，於在液晶面板之背面配置面光源之直下型液晶顯示器中，對面光源之薄型化之要求較高。若伴隨著面光源之薄型化，而光源與導光板之發光面之間之距離變短，則光不會充分地散射，而在發光面容易產生亮度不均或顏色不均。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2018-133304號公報

[發明所欲解決之問題]

本發明提供一種能夠減少導光板之發光面內之亮度不均或顏色不均之發光模組。 [解決問題之技術手段]

根據本發明之一態樣，發光模組具備導光板、及光源。前述導光板在俯視下為具有複數個角部之角形狀，且具有：成為發光面之第1主面、前述第1主面之相反側之第2主面、及設置於前述第2主面之凹部。前述光源設置於前述凹部。前述凹部具有：前述第2主面側之開口、及俯視下為角形狀之底面。前述光源具有沿前述凹部之前述底面之邊部之側面。在俯視下，將前述第1主面之前述複數個角部相連之對角線、與前述凹部之前述底面之前述邊部交叉。 [發明之效果]

根據本發明提供一種能夠減少導光板之發光面內之亮度不均或顏色不均之發光模組。

以下，參照圖式，針對實施形態進行說明。此外，在各圖面中，對相同之要素賦予相同之符號。

圖1係實施形態之發光模組1之示意俯視圖。圖2係圖1之A-A剖視圖。

發光模組1具備導光板10及光源20。光源20具有：發光元件21、螢光體層22、及被覆構件23。

導光板10具有對於光源20發出之光之透過性。作為導光板10之材料，可使用例如丙烯酸、聚碳酸酯、環狀聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯、聚酯等之熱塑性樹脂、環氧、矽酮等之熱固性樹脂、玻璃等。其中，較佳為透明性高且低成本之聚碳酸酯。

導光板10具有：成為發光面之第1主面11、第1主面11之相反側之第2主面12、及設置於第2主面12之凹部15。進而，導光板10具有：與第1主面11相連之側面13、及設置於側面13與第2主面12之間之傾斜面14。

光源20之至少螢光體層22配置導光板10之凹部15。在螢光體層22之相對於導光板10之第1主面11側之面之相反側之面設置有發光元件21。凹部15可作為光源20對於導光板10之定位部而發揮功能。

發光元件21具有：主發光面21b、及設置於主發光面21b之相反側之正負之一對電極21a。發光元件21具有半導體積層構造。半導體積層構造例如可包含In_x Al_y Ga_1-x-y N(0≦x、0≦y、x+y≦1)，發出藍色光。

發光元件21之主發光面21b藉由例如透光性接著劑而接合於螢光體層22。在圖2及圖3所示之例中，發光元件21之側面及電極21a位於凹部15之外。或，發光元件21可配置於凹部15內。在發光元件21之側面設置有被覆構件23。被覆構件23亦設置於發光元件21之下表面之電極21a間。被覆構件23具有對於發光元件21及螢光體層22中之螢光體發出之光之反射性，例如係含有白色之染料等之樹脂。尤其是，被覆構件23較佳為含有氧化鈦之矽酮樹脂。

螢光體層22具有：母材、及分散於母材之螢光體。作為螢光體層22之母材之材料，可使用例如環氧樹脂、矽酮樹脂、玻璃等。基於耐光性及易成形性之觀點，作為母材，較佳為矽酮樹脂。

螢光體由發光元件21發出之光激發，發出波長與發光元件21發出之光之波長不同之光。例如，作為螢光體，可使用YAG螢光體、LAG螢光體、β塞隆(β-SiAlON)螢光體、CASN螢光體、KSF系螢光體、量子點螢光體等。螢光體層22可包含複數種螢光體。

在導光板10之第1主面11側設置有光學功能部32。光學功能部32設置於與形成於第2主面12之凹部15對向之位置。較佳為發光元件21之光軸與光學功能部32之光軸大致一致。光學功能部32之形狀為例如倒圓錐或倒四角錐、倒六角錐等之倒多角錐形、或是倒圓錐台或倒多角錐台等。

光學功能部32係具有較導光板10之折射率更低之折射率的透光性樹脂、玻璃或空氣層，可作為在導光板10與光學功能部32之界面使光折射、而在導光板10之面方向將光擴散之透鏡發揮功能。又，例如，亦可為在具有傾斜面之凹窪設置有光反射性材料(例如金屬等之反射膜或白色之樹脂)等者。

凹部15自第2主面12側開口，在較第2主面12更靠近第1主面11之側具有底面17。在該凹部15之底面17，設置有包含光散射劑之光散射層31。光散射層31設置於凹部15之底面17與螢光體層22之間。光散射層31使朝發光元件21之正上方方向出射之光之一部分散射並返回下方。藉此，可抑制在發光模組1之發光面即導光板10之第1主面11中，光源20之正上方附近較其他之區域變得過於明亮。光散射層31亦可省略，可將螢光體層22直接設置於凹部15之底面17。

在凹部15內之光源之周圍(螢光體層22之周圍及光散射層31之周圍)設置有透光部60。透光部60係對於光源20發出之光具有透過性之透光性樹脂部。該透光性樹脂部之折射率低於導光板10之折射率。或，透光部60亦可為空隙(空氣層)。

導光板10具有在與第2主面12之間形成鈍角且接續於第2主面12之傾斜面14。該傾斜面14及第2主面12係由光反射性樹脂部40覆蓋。

光反射性樹脂部40對於光源20發出之光具有反射性，且為例如含有白色之染料等之樹脂。尤其是，光反射性樹脂部40較佳為含有氧化鈦之矽酮樹脂。

發光元件21之電極21a與配線52接合。光反射性樹脂部40具有絕緣性，且覆蓋發光元件21之電極21a之側面。

光反射性樹脂部40與配線基板50貼合。配線基板50具有：絕緣性之基材51、設置於該基材51之背面之配線54、及貫通基材51之導通孔53。導通孔53將配線52與配線54連接，發光元件21之電極21a經由配線52及導通孔53與配線54電性連接。

作為配線基板50之基材51，可使用例如樹脂、陶瓷。作為配線52、54、及導通孔53，可使用例如銅。

在本說明書中，所謂俯視係表示如圖1所示般觀察導光板10之第1主面11之俯視。在該俯視下，第1主面11為具有複數個角部11a之角形狀，例如為具有4個角部11a之四角形狀。

在俯視下，凹部15之底面17亦為角形狀。例如，凹部15之底面17具有4個長邊部17a、及較長邊部17a為短之4個短邊部17b。又，底面17在長邊部17a與短邊部17b之間具有角部。

在俯視下，螢光體層22為角形狀。螢光體層22在俯視下為例如四角形狀，具有4個側面22a。4個側面22a沿著凹部15之底面17之長邊部17a。在俯視下，螢光體層22之角部位於與凹部15之底面17之短邊部17b對向之位置。

在俯視下，將第1主面11之位於對角位置之角部11a相連之對角線、與凹部15之底面17之長邊部17a交叉。以螢光體層22之側面22a沿著凹部15之底面17之長邊部17a之方式，將螢光體層22在凹部15之底面17定位。

俯視下為四角形之光源20相對於導光板10之第1主面11之四角形旋轉例如45度而配置，在俯視下，將第1主面11之角部11a相連之對角線、與光源20之側面即螢光體層22之側面22a(四角形之螢光體層22之邊部)交叉。在俯視下，光源20之角部(螢光體層22之角部)並非位於將第1主面11之角部11a相連之對角線上，且並非位於與角部11a對向之位置。在俯視下，光源20之角部(螢光體層22之角部)位於由將第1主面11之角部11a相連之對角線區劃出之區域。

在螢光體層22中，側面22a具有較角部更寬廣之面積，有自螢光體層22之側面22a出射之光之亮度變得較朝螢光體層22之對角方向出射之光之亮度更高之傾向。

又，在導光板10之四角形之第1主面11中，配置有螢光體層22之中央部與角部11a之間之距離長於中央部與邊部之間之距離，有光不易朝第1主面11之四個角隅擴散之傾向。

根據本實施形態，以將第1主面11之角部11a相連之對角線、與螢光體層22之側面22a交叉之方式，將螢光體層22對於導光板10配置，以使螢光體層22之側面22a與第1主面11之角部11a對向之方式予以定位，而可容易將自螢光體層22出射之光朝導光板10之第1主面11之四個角隅擴散。其減少發光模組1之發光面即第1主面11內之亮度不均或顏色不均。

圖3係圖1之B-B剖視圖。圖4係實施形態之發光模組1之導光板10之凹部15內之要素(光散射層31、螢光體層22、及透光部60)的立體圖。

凹部15之開口16之形狀為例如四角形，凹部15之開口16之形狀與凹部15之底面17之形狀不同。

凹部15具有相對於凹部15之底面17形成鈍角而傾斜之傾斜面18。透光部60與凹部15之傾斜面18相接，具有與凹部15之傾斜面18對向之傾斜面61。

又，如圖2及圖4所示，透光部60具有：與凹部15之底面17相接之上表面63、及相對於凹部15之底面17垂直之垂直面62。垂直面62亦與導光板10相接。

在透光部60中，較與導光板10相接之面僅為上表面63及垂直面62之情形，藉由形成傾斜面61，而可擴大與導光板10之接觸面積。亦即，可擴大異材質間之邊界面，自螢光體層22出射之光容易自透光部60嚮導光板10擷取入。

又，在圖1所示之俯視下，傾斜面61位於第1主面11之角部11a、與螢光體層22之側面22a之間，且位於與第1主面11之角部11a對向之位置。因而，容易將自螢光體層22出射之光經由透光部60之傾斜面61朝導光板10之第1主面11之四個角隅擴散，可減少第1主面11內之亮度不均或顏色不均。

圖5係導光板10與透光部60之邊界面之示意圖。

藉由在透光部60設置傾斜面61，利用透光部60與導光板10之折射率差，從而自光源20出射之光容易朝擴散方向行進。如此可抑制在導光板10之第1主面11中，光源20之正上方附近較其他之區域變得過於明亮，可減少亮度不均或顏色不均。透光部60為空隙(空氣層)之情形亦同樣地，利用與導光板10之折射率差，從而自光源20出射之光朝擴散方向行進。

圖6A～圖6C係顯示實施形態之發光模組1之製造方法之示意剖視圖。

首先，如圖6A所示般，準備導光板10。導光板10可藉由例如射出成形、轉注成形、熱轉印等而成形。藉由以模具將供光學功能部32設置之凹部19、與供螢光體層22設置之凹部15一併成形，而可提高光學功能部32與發光元件21之定位精度。

如圖6B所示，朝凹部15供給例如透光性樹脂，作為透光部60。透光性樹脂例如以液狀或具有流動性之狀態，以灌注、印刷、噴霧等之方法被供給至凹部15。

在朝凹部15供給透光部60後，如圖6C所示，將光源20與光散射層31一起配置於凹部15。光散射層31接著於凹部15之底面17。

光散射層31、螢光體層22、及發光元件21以相互接合之狀態成為一體而被供給至凹部15。此時，俯視下為四角形之螢光體層22以其側面22a沿著凹部15之底面17之長邊部17a之方式自對準地定位。因而，發光元件21亦對於導光板10自對準地定位。又，由於凹部15之開口16之面積大於底面17之面積，故容易將光散射層31及螢光體層22向凹部15內供給。

之後，在導光板10之第1主面11側之凹部19設置圖2所示之光學功能部32，進而，以覆蓋導光板10之傾斜面14及第2主面12之方式設置光反射性樹脂部40。在光反射性樹脂部40之下方貼附配線基板50。

在實施形態之發光模組1中，由於將發光元件21安裝於導光板10，而非安裝於配線基板50，故可縮短導光板10與發光元件21之距離，而可實現發光模組1之薄型化。此種發光模組1可用於例如液晶顯示器之背光源。例如，在將背光源配置於液晶面板之背面之直下型液晶顯示器中，由於液晶面板與發光模組1之距離較近，故發光模組1之亮度或顏色之不均容易對液晶顯示器之亮度或顏色之不均造成影響。藉由將如實施形態之亮度或顏色之不均較少之發光模組1用作直下型液晶顯示器之背光源，可減少液晶顯示器之亮度或顏色之不均。

圖7係另一實施形態之發光模組100之示意俯視圖。

發光模組100具有1個導光板10、及在該導光板10週期性地排列之複數個單元2。1個單元2具有與前述之發光模組1相同之構成。

亦即，在1個導光板10之第1主面11側設置複數個光學功能部32，在第2主面12形成複數個凹部15。在該凹部15配置光散射層31、光源20、及透光部60。

圖7係觀察導光板10之第1主面11之平面圖。在該俯視下，1個單元2形成為例如具有4個角部2a之四角形狀。各個單元2以其邊部沿著導光板10之四角形之第1主面11之邊部之方式配置。而且，在該俯視下，各個單元2之凹部15之底面17之長邊部17a及光源之側面(螢光體層22之側面22a)朝向各個單元2之角部2a。將1個單元2之角部2a相連之對角線、與該單元2之凹部15之底面17之長邊部17a交叉。將1個單元2之角部2a相連之對角線、與該單元2之螢光體層22之側面22a交叉。

因而，在各個單元2中自螢光體層22出射之光容易朝單元2之四個角隅擴散。在發光模組100之發光面即第1主面11之整體中，抑制各個單元2之中央部之亮度集中，可容易減少發光模組100之發光面內之亮度不均或顏色不均。

以上，一面參照具體例，一面針對本發明之實施形態進行了說明。然而，本發明並不限定於該等具體例。基於本發明之上述之實施形態，熟悉此項技術者可適宜地設計變更而實施之所有形態只要包含本發明之要旨，亦屬本發明之範圍內。此外，在本發明之思想範疇內，只要係熟悉此項技術者即可想到各種變化例及修正例，故應瞭解該等變化例及修正例亦屬本發明之範圍內。

1,100:發光模組 2:單元 2a:單元之角部 10:導光板 11:第1主面 11a:第1主面之角部 12:第2主面 13:側面 14:傾斜面 15:凹部 16:凹部之開口 17:凹部之底面 17a:長邊部 17b:短邊部 18:傾斜面 19:凹部 20:光源 21:發光元件 21a:電極 21b:主發光面 22:螢光體層 22a:螢光體層之側面 23:被覆構件 31:光散射層 32:光學功能部 40:光反射性樹脂部 50:配線基板 51:基材 52,54:配線 53:導通孔 60:透光部 61:透光部之傾斜面 62:垂直面 63:上表面

圖1係實施形態之發光模組之示意俯視圖。圖2係圖1之A-A剖視圖。圖3係圖1之B-B剖視圖。圖4係實施形態之發光模組之導光板之凹部內之要素的立體圖。圖5係實施形態之發光模組之導光板與透光部之邊界面之示意圖。圖6A係顯示實施形態之發光模組之製造方法之示意剖視圖。圖6B係顯示實施形態之發光模組之製造方法之示意剖視圖。圖6C係顯示實施形態之發光模組之製造方法之示意剖視圖。圖7係另一實施形態之發光模組之示意俯視圖。

1:發光模組

10:導光板

11:第1主面

11a:第1主面之角部

15:凹部

16:凹部之開口

17:凹部之底面

17a:長邊部

17b:短邊部

22:螢光體層

22a:螢光體層之側面

32:光學功能部

61:透光部之傾斜面

Claims

一種發光模組，其具備：導光板，其在俯視下為具有複數個角部之角形狀，且具有：成為發光面之第1主面、前述第1主面之相反側之第2主面、及設置於前述第2主面之凹部；及光源，其設置於前述凹部；且前述凹部具有前述第2主面側之開口、及俯視下為角形狀之底面；前述光源具有沿前述凹部之前述底面之邊部之側面；在俯視下，將前述第1主面之前述複數個角部相連之對角線、與前述凹部之前述底面之前述邊部交叉。
如請求項1之發光模組，其中在俯視下，將前述第1主面之前述複數個角部相連之對角線、與前述光源之前述側面交叉。
如請求項1之發光模組，其中各自包含前述凹部及前述光源且俯視下為四角形狀之單元在1個前述導光板週期性地排列有複數個；且在俯視下，各個前述單元之前述凹部之前述底面之前述邊部及前述光源之前述側面係朝向各個前述單元之角部。
如請求項1之發光模組，其中前述凹部具有與前述底面形成鈍角而傾斜之傾斜面。
如請求項4之發光模組，其更具備設置於前述凹部內之前述光源之周圍之透光部，且前述透光部與前述傾斜面相接。
如請求項5之發光模組，其中前述透光部為透光性樹脂部。
如請求項6之發光模組，其中前述透光性樹脂部之折射率低於前述導光板之折射率。
如請求項1之發光模組，其中前述凹部之前述開口之面積大於前述凹部之前述底面之面積。
如請求項1之發光模組，其更具備光學功能部，該光學功能部設置於前述導光板之前述第1主面上與前述凹部對向之位置，且具有較前述導光板之折射率為低之折射率。
如請求項1之發光模組，其中前述光源包含發光元件、及接合於前述發光元件之主發光面之螢光體層。