JP7001945B2 - 発光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
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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100と、液晶パネル120と、発光モジュール100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100側に配置されている。
発光モジュール100の実施形態を詳述する。図2Aは発光モジュール100の模式的上面図であり、図2Bは、発光モジュール100の図2Aの2B-2B線における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。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。発光モジュール100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。
おいて、光学機能部11Aの数と光学機能部11Bの数との比は、1:1に限られず、他の比率であってもよい。
ンズとして機能する。本実施形態では、内側凹部122Aは、第2主面10b側から見て、頂部が丸められた逆円錐形状を有している。つまり、凹部12Aの底は、導光板10の第1主面10a側に凸である形状を有する。
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100の発光単位領域を構成する。
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、導光板10の第2主面10bに設けられた複数の凹部12Aの外側凹部121Aおよび複数の凹部12Bの外側凹部121B内にそれぞれ配置されている。具体的には、外側凹部121A、121B内において、底面121Aa、121Baに第1主面20aが接し、外側凹部121Aの内側面121Acおよび外側凹部121Bの内側面121Bcが側面20cと接するように、波長変換部材20が外側凹部121A、121Bに配置されている。したがって、導光板10は、第2主面10bが波長変換部材20と対向するように、複数の波長変換部材20上に連続的に配置されている。
部材20は、拡散材を含んでいてもよい。具体的には、波長変換部材20は、拡散材として、SiO2やTiO2等の微粒子を含んでいてもよい。
発光素子30は発光モジュール100の光源である。発光モジュール100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。図示していないが、発光素子30の主発光面30aと波長変換部材20の間に、透光性接合部材35が配置されていてもよい。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100は、複数の発光素子30の側面30cと導光板10の第2主面10b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および導光板10を保護し、発光モジュール100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、導光板10の第2主面10bを覆うことにより、導光板10の第2主面10bに隣接する第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100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100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100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。
できる。配線層212は、メッキや導電性ペーストの塗布、印刷などで形成することができる。配線層212の厚さは、例えば、5~50μm程度である。
発光モジュール100によれば、発光素子30が接続された波長変換部材20は、導光板10の凹部12内に配置されるため、発光モジュール100全体の厚さを小さくできる。また、波長変換部材20の側面に導光板10が接しているため、波長変換部材20の側面から出射する光も導光板10内に入射させ、取り出すことが可能である。導光板10において、発光素子30から出射した光は、波長変換部材20を透過することによって、透過した光の一部が異なる波長の光に変換され、凹部12内に出射される。このとき、凹部12と導光板10との界面において光が屈折し、凹部12は、界面を透過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100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4Aから図4Gを参照しながら、本開示の発光モジュールの製造方法の一例を説明する。
3と配線201とを電気的に接続する。これにより、発光モジュール100を得ることができる。
上記実施形態では、発光モジュールの導光板10において、凹部12A、12Bの底部と波長変換部材20との間には空隙が設けられている。しかし、空隙に代えて、低屈折率の透光性材料が配置されていてもよい。
10a 第1主面
10b 第2主面
11A、11B 光学機能部
12、12A、12B、12A’、12B’ 凹部
13x 溝
13y 溝
14 透光性低屈折率部材
20 波長変換部材
20a 第1主面
20b 第2主面
20c 側面
30 発光素子
30a 主発光面
30b 電極形成面
30c 側面
31 電極
35 透光性接合部材
40 封止部材
40a 第1主面
40b 第2主面
41x、41y 区分部材
100、100’ 発光モジュール
100a 主面
111、112 レンズシート
113 拡散シート
120 液晶パネル
121A、121B 外側凹部
122A、122B 内側凹部
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 (11)
- 主発光面および側面を有する複数の発光素子と、
第1主面および側面を有する板形状を備え、前記複数の発光素子の前記主発光面上にそれぞれ配置された複数の波長変換部材と、
第1主面および第2主面を有し、前記第2主面において、前記複数の波長変換部材上に連続的に配置された導光板であって、前記第2主面に位置する複数の凹部を有し、前記複数の凹部内に前記複数の波長変換部材が配置されることにより、前記複数の波長変換部材の前記側面の少なくとも一部が前記凹部の内側面と接する複数の凹部を有する導光板と、
を備え、
前記複数の波長変換部材は、前記導光板の前記複数の凹部の開口を塞いでおり、
前記複数の凹部は、交互に配置された複数の第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。 - 前記複数の凹部のそれぞれは、前記第2主面に位置する外側凹部と、外側凹部の底面に位置する内側凹部を含み、
前記波長変換部材は、前記外側凹部に配置され、
前記内側凹部は空洞である請求項1に記載の発光モジュール。 - 平面視において、各内側凹部は、各外側凹部よりも小さい請求項2に記載の発光モジュール。
- 前記複数の凹部の底から所定の高さで少なくとも一部に充填された、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、
前記波長変換部材は、前記凹部において前記透光性低屈折率部材と接している、請求項1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1から4のいずれかに記載の発光モジュール。
- 前記導光板は、前記第1主面の、前記第2主面の前記複数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5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6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主面に位置する複数の凹部を有する導光板を用意する工程と、
前記導光板の前記複数の凹部の内側面に少なくとも一部が接し、前記凹部の底面から離間するように複数の波長変換部材を前記凹部内にそれぞれ配置する工程と、
主発光面を有する複数の発光素子を、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と、
を含み、
前記複数の波長変換部材は、前記導光板の前記複数の凹部の開口を塞いでおり、
前記複数の凹部は、交互に配置された複数の第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。 - 前記複数の凹部のそれぞれは、前記第2主面に位置する外側凹部と、外側凹部の底面に位置する内側凹部を含み、
前記複数の波長変換部材を配置する工程において、前記波長変換部材は、前記外側凹部に配置され、
前記内側凹部は空洞である請求項8に記載の発光モジュールの製造方法。 - 平面視において、各内側凹部は、各外側凹部よりも小さい請求項9に記載の発光モジュールの製造方法。
- 前記凹部の底から所定の高さを有し、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前記複数の凹部にそれぞれ配置する工程をさらに含み、
前記複数の波長変換部材を配置する工程において、前記波長変換部材を、前記凹部内において、前記透光性低屈折率部材と接するように配置する、請求項8に記載の発光モジュールの製造方法。
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