CN213093218U

CN213093218U - 发光模块

Info

Publication number: CN213093218U
Application number: CN202021203503.6U
Authority: CN
Inventors: 今田卫
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2030-06-24
Also published as: TW202115443A; JP6909987B2; JP2021007093A; TWI848128B

Abstract

本实用新型提供一种发光模块，其能够减少导光板的发光面内的亮度不均或颜色不均。导光板俯视为具有多个角部的多边形状，并具有成为发光面的第一主面、第一主面的相反侧的第二主面、以及设置于第二主面的凹部。光源设置于凹部。凹部具有第二主面侧的开口和俯视为多边形状的底面。光源具有沿着凹部的底面的边部的侧面。在俯视下，连结第一主面的多个角部的对角线和凹部的底面的边部交叉。

Description

发光模块

技术领域

本实用新型涉及一种发光模块。

背景技术

使用了发光二极管等发光元件的发光模块例如广泛利用于液晶显示器的背光灯等的面光源。例如，在液晶面板的背面配置有面光源的直下型的液晶显示器中，对面光源的薄型化的要求高。当随着面光源的薄型化而光源与导光板的发光面之间的距离变短时，则光不能充分扩散，容易在发光面产生亮度不均或颜色不均。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-133304号公报

实用新型内容

本实用新型提供一种能够减少导光板的发光面内的亮度不均或颜色不均的发光模块。

根据本实用新型的一方式，发光模块具备导光板和光源。所述导光板俯视为具有多个角部的多边形状，并具有成为发光面的第一主面、所述第一主面的相反侧的第二主面、以及设置于所述第二主面的凹部。所述光源设置于所述凹部。所述凹部具有所述第二主面侧的开口和俯视为多边形状的底面。所述光源具有沿着所述凹部的所述底面的边部的侧面。在俯视下，连结所述第一主面的所述多个角部的对角线和所述凹部的所述底面的所述边部交叉。

根据本实用新型，能够提供一种能够减少导光板的发光面内的亮度不均或颜色不均的发光模块。

附图说明

图1是实施方式的发光模块的示意性俯视图。

图2是图1中的A-A剖面图。

图3是图1中的B-B剖面图。

图4是实施方式的发光模块中的导光板的凹部内的要素的立体图。

图5是实施方式的发光模块中的导光板与透光部的边界面的示意图。

图6A是表示实施方式的发光模块的制造方法的示意性剖面图。

图6B是表示实施方式的发光模块的制造方法的示意性剖面图。

图6C是表示实施方式的发光模块的制造方法的示意性剖面图。

图7是其他实施方式的发光模块的示意性俯视图。

附图标记说明

1、100：发光模块

2：单元

2a：单元的角部

10：导光板

11：第一主面

11a：第一主面的角部

12：第二主面

15：凹部

16：凹部的开口

17：凹部的底面

17a：长边部

20：光源

21：发光元件

22：荧光体层

22a：荧光体层的侧面

60：透光部

61：透光部的倾斜面

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式进行说明。此外，各附图中，对相同要素标注相同符号。

图1是实施方式的发光模块1的示意性俯视图。

图2是图1中的A-A剖面图。

发光模块1具备导光板10和光源20。光源20具有发光元件21、荧光体层22以及包覆部件23。

导光板10相对于光源20发出的光具有透过性。作为导光板10的材料，例如可以使用丙烯、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯等热塑性树脂、环氧、硅等热固化性树脂、玻璃等。其中，优选透明性高，且廉价的聚碳酸酯。

导光板10具有成为发光面的第一主面11、第一主面11的相反侧的第二主面12、以及设置于第二主面12的凹部15。而且，导光板10具有与第一主面11连接的侧面13和设置于侧面13和第二主面12之间的倾斜面14。

光源20中的至少荧光体层22配置于导光板10的凹部15。在荧光体层22中的相对于导光板10的第一主面11侧的面的相反侧的面上设置有发光元件21。凹部15能够作为光源20相对于导光板10的定位部发挥作用。

发光元件21具有主发光面21b和设置于主发光面21b的相反侧的正负一对电极21a。发光元件21具有半导体层叠构造。半导体层叠构造例如包括In_xAl_yGa_1-x-yN(0x，0y，x+y1)，能够发出蓝光。

发光元件21的主发光面21b例如通过透光性粘接剂与荧光体层22接合。在图2及图3所示的例子中，发光元件21的侧面及电极21a位于凹部15之外。或者，发光元件21也可以配置于凹部15内。在发光元件21的侧面设置有包覆部件23。包覆部件23也设置于发光元件21的下表面的电极21a之间。包覆部件23相对于发光元件21及荧光体层22中的荧光体发出的光具有反射性，例如是含有白色的颜料等的树脂。包覆部件23特别优选含有氧化钛的硅树脂。

荧光体层22具有母材和分散到母材的荧光体。作为荧光体层22的母材的材料，例如，可以使用环氧树脂、硅树脂、玻璃等。从耐光性及成形容易性的观点来看，作为母材优选硅树脂。

荧光体被发光元件21发出的光激发，发出与发光元件21发出的光的波长不同的波长的光。作为荧光体，例如可以使用YAG荧光体、LAG荧光体、β硅铝氧氮陶瓷荧光体、CASN荧光体、KSF系荧光体、量子点荧光体等。荧光体层22也可以包括多种荧光体。

在导光板10的第一主面11侧设置有光学功能部32。光学功能部32设置于面向第二主面12形成的凹部15的位置。发光元件21的光轴和光学功能部32的光轴优选大致一致。光学功能部32的形状例如是倒圆锥或倒四棱锥、倒六棱锥等倒多棱锥形，或者是倒圆锥台或倒多棱锥台等。

光学功能部32是具有比导光板10的折射率低的折射率的透光性树脂、玻璃或者空气层，在导光板10与光学功能部32的界面上使光进行折射，能够作为将光扩散到导光板10的面方向的透镜发挥作用。另外，例如，也可以是在具有倾斜面的凹陷中设置光反射性的材料(例如金属等反射膜或白色的树脂)等的部件。

凹部15从第二主面12侧开口，且在与第二主面12相比更接近第一主面11的一侧具有底面17。在该凹部15的底面17设置有包含光散射剂的光散射层31。光散射层31设置于凹部15的底面17和荧光体层22之间。光散射层31使向发光元件21的正上方向射出的光的一部分散射，并返回到下方。由此，能够抑制在发光模块1的发光面即导光板10的第一主面11，光源20的正上方附近与其它区域相比过于明亮。光散射层31可以省略，也可以在凹部15的底面17直接设置荧光体层22。

在凹部15内的光源的周围(荧光体层22的周围及光散射层31的周围)设置有透光部60。透光部60是透光性树脂部，该透光性树脂部相对于光源20发出的光具有透过性。该透光性树脂部的折射率比导光板10的折射率低。另外，透光部60也可以是空隙(空气层)。

导光板10具有在与第二主面12之间形成钝角并与第二主面12连续的倾斜面14。该倾斜面14及第二主面12由光反射性树脂部40覆盖。

光反射性树脂部40相对于光源20发出的光具有反射性，例如是含有白色的颜料等的树脂。光反射性树脂部40特别优选含有氧化钛的硅树脂。

发光元件21的电极21a与配线52接合。光反射性树脂部40为绝缘性，并覆盖发光元件21的电极21a的侧面。

光反射性树脂部40与配线基板50贴合。配线基板50具有绝缘性的基材51、设置于该基材51的背面的配线54、以及贯通基材51的支柱53。支柱53连接配线52和配线54，发光元件21的电极21a通过过配线52及支柱53，与配线54电连接。

作为配线基板50的基材51，例如可以使用树脂、陶瓷。作为配线52、54及支柱53例如可以使用铜。

在本说明书中，如图1所示，俯视表示观察导光板10的第一主面11的俯视。在该俯视下，第一主面11是具有多个角部11a的多边形状，例如是具有四个角部11a的四边形状。

在俯视下，凹部15的底面17也是多边形状。例如，凹部15的底面17具有四个长边部17a和比长边部17a短的四个短边部17b。另外，底面17在长边部17a和短边部17b之间具有角部。

在俯视下，荧光体层22为多边形状。荧光体层22俯视例如为四边形状，具有四个侧面22a。四个侧面22a沿着凹部15的底面17的长边部17a。在俯视下，荧光体层22的角部处于与凹部15的底面17的短边部17b相对的位置。

在俯视下，连结处于第一主面11的对角位置的角部11a的对角线和凹部15的底面17的长边部17a交叉。荧光体层22以荧光体层22的侧面22a沿着凹部15的底面17的长边部17a的方式定位于凹部15的底面17。

俯视为四边形的光源20相对于导光板10的第一主面11的四边形例如旋转45度而配置，在俯视下，连结第一主面11的角部11a的对角线和光源20的侧面即荧光体层22的侧面22a(四边形的荧光体层22的边部)交叉。在俯视下，光源20的角部(荧光体层22的角部)不位于连结第一主面11的角部11a的对角线上，不处于与角部11a相对的位置。在俯视下，光源20的角部(荧光体层22的角部)位于通过连结第一主面11的角部11a的对角线来划分的区域。

在荧光体层22中，侧面22a具有比角部大的面积，从荧光体层22的侧面22a射出的光的亮度存在比向荧光体层22的对角方向射出的光的亮度高的趋势。

另外，在导光板10的四边形的第一主面11，配置有荧光体层22的中央部与角部11a之间的距离比中央部与边部之间的距离长，在第一主面11的四角存在光难以扩散的趋势。

根据本实施方式，以连结第一主面11的角部11a的对角线和荧光体层22的侧面22a交叉的方式，将荧光体层22配置于导光板10，并将荧光体层22的侧面22a定位成与第一主面11的角部11a相对，由此，能够容易地将从荧光体层22射出的光扩散到导光板10的第一主面11的四角。这能减少发光模块1的发光面即第一主面11内的亮度不均及颜色不均。

图3是图1中的B-B剖面图。

图4是实施方式的发光模块1中的导光板10的凹部15内的要素(光散射层31、荧光体层22以及透光部60)的立体图。

凹部15的开口16的形状例如是四边形，凹部15的开口16的形状与凹部15的底面17的形状不同。

凹部15具有相对于凹部15的底面17成钝角而倾斜的倾斜面18。透光部60与凹部15的倾斜面18相接，具有与凹部15的倾斜面18相对的倾斜面61。

另外，如图2及图4所示，透光部60具有与凹部15的底面17相接的上表面63和与凹部15的底面17垂直的垂直面62。垂直面62也与导光板10相接。

在透光部60中，和与导光板10相接的面仅为上表面63及垂直面62的情况相比，通过形成倾斜面61，能够扩大与导光板10的接触面积。即，能够扩大不同材质之间的边界面，容易地将从荧光体层22射出的光从透光部60取入导光板10。

另外，在图1所示的俯视下，倾斜面61位于第一主面11的角部11a与荧光体层22的侧面22a之间，且处于与第一主面11的角部11a相对的位置。因此，能够容易地将从荧光体层22射出的光经由透光部60的倾斜面61扩散到导光板10的第一主面11的四角，能够减少第一主面11内的亮度不均及颜色不均。

图5是导光板10与透光部60的边界面的示意图。

通过在透光部60设置倾斜面61，从光源20射出的光利用透光部60与导光板10的折射率差容易地向扩散方向前进。这能够抑制在导光板10的第一主面1上，光源20的正上附近与其它区域相比过于明亮的情况，能够减少亮度不均及颜色不均。在透光部60是空隙(空气层)的情况下，从光源20射出的光也同样地利用与导光板10的折射率差容易地向扩散方向前进。

图6A～图6C是表示实施方式的发光模块1的制造方法的示意性剖面图。

首先，如图6A所示，准备导光板10。导光板10例如能够通过注塑成形、转移模制、热转印等成形。通过用模具将设置有光学功能部32的凹部19和设置有荧光体层22的凹部15一并成形，能够提高光学功能部32和发光元件21的对位精度。

如图6B所示，例如向凹部15供给透光性树脂作为透光部60。透光性树脂例如以液状或者具有流动性的状态通过灌注、印刷、喷射等方法供给至凹部15。

在向凹部15供给透光部60之后，如图6C所示，光源20与光散射层31一起被配置于凹部15。光散射层31与凹部15的底面17粘接。

光散射层31、荧光体层22及发光元件21以相互接合的状态成为一体并供给至凹部15。此时，俯视为四边形的荧光体层22以其侧面22a沿着凹部15的底面17的长边部17a的方式自调整地定位。因此，发光元件21也相对于导光板10自调整地定位。另外，因为凹部15的开口16的面积比底面17的面积大，所以向光散射层31及荧光体层22的凹部15内的供给变得容易。

之后，以在导光板10的第一主面11侧的凹部19设置图2所示的光学功能部32，且覆盖导光板10的倾斜面14及第二主面12的方式，设置光反射性树脂部40。在光反射性树脂部40的下方粘贴配线基板50。

在实施方式的发光模块1中，因为不是在配线基板50安装发光元件21，而是在导光板10安装发光元件21，所以能够缩短导光板10与发光元件21的距离，能够进行发光模块1的薄型化。这样的发光模块1例如能够用于液晶显示器的背光灯。例如，在背光灯配置于液晶面板的背面的直下型的液晶显示器中，因为液晶面板与发光模块1的距离近，所以发光模块1的亮度或颜色的不均容易影响液晶显示器的亮度或颜色的不均。通过将如实施方式那样的亮度或颜色的不均少的发光模块1用作直下型液晶显示器的背光灯，能够减少液晶显示器的亮度或颜色的不均。

图7是其他实施方式的发光模块100的示意性俯视图。

发光模块100具有一个导光板10和在该导光板10上周期性地排列有多个的单元2。一个单元2具有与上述的发光模块1相同的结构。

即，在一个导光板10中的第一主面11侧设置有多个光学功能部32，在第二主面12形成有多个凹部15。在该凹部15配置有光散射层31、光源20及透光部60。

图7是观察导光板10的第一主面11的俯视图。在该俯视下，一个单元2例如形成为具有四个角部2a的四边形状。各个单元2以其边部沿着导光板10的四边形的第一主面11的边部的方式配置。而且，在俯视下，各个单元2的凹部15的底面17的长边部17a及光源的侧面(荧光体层22的侧面22a)朝向各个单元2的角部2a。连结一个单元2的角部2a的对角线和该单元2的凹部15的底面17的长边部17a交叉。连结一个单元2的角部2a的对角线和该单元2的荧光体层22的侧面22a交叉。

因此，在各个单元2中，容易地将从荧光体层22射出的光扩散到单元2的四角。在发光模块100的发光面即整个第一主面11，能够抑制各个单元2的中央部的亮度集中，减少发光模块100的发光面内的亮度不均及颜色不均。

以上，参照具体例子对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限于这些具体例子。本领域技术人员基于本实用新型的上述的实施方式适当地设计变更而能够实施的所有方式只要包含本实用新型的主旨，也属于本实用新型的范围。此外，应当理解，本领域技术人员在本实用新型的思想的范畴中能够想到各种变更例及修正例，这些变更例及修正例也属于本实用新型的范围。

Claims

1.一种发光模块，其特征在于，具备：

导光板，其俯视为具有多个角部的多边形状，并具有：成为发光面的第一主面、所述第一主面的相反侧的第二主面、以及设置于所述第二主面的凹部；

光源，其设置于所述凹部，

所述凹部具有所述第二主面侧的开口和俯视为多边形状的底面，

所述光源具有沿着所述凹部的所述底面的边部的侧面，

在俯视下，连结所述第一主面的所述多个角部的对角线和所述凹部的所述底面的所述边部交叉。

2.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

在俯视下，连结所述第一主面的所述多个角部的对角线和所述光源的所述侧面交叉。

3.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

分别包括所述凹部及所述光源且俯视为四边形状的单元周期性地在一个所述导光板上排列有多个，

在俯视下，各个所述单元的所述凹部的所述底面的所述边部及所述光源的所述侧面朝向各个所述单元的角部。

4.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

所述凹部具有与所述底面成钝角而倾斜的倾斜面。

5.如权利要求4所述的发光模块，其特征在于，

还具备设置于所述凹部内的所述光源的周围的透光部，所述透光部与所述倾斜面相接。

6.如权利要求5所述的发光模块，其特征在于，

所述透光部是透光性树脂部。

7.如权利要求6所述的发光模块，其特征在于，

所述透光性树脂部的折射率比所述导光板的折射率低。

8.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

所述凹部的所述开口的面积比所述凹部的所述底面的面积大。

9.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

还具备光学功能部，该光学功能部设置于所述导光板的所述第一主面的面向所述凹部的位置，具有比所述导光板的折射率低的折射率。

10.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

所述光源包括发光元件和与所述发光元件的主发光面接合的荧光体层。